(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材、ＣＭＣ、塩化カルシウムを含有する水性粘土材料に、二酸化珪素を添加して成り、二酸化珪素の添加量が前記水性粘土材料１００質量部に対して０．０１〜２質量部であることを特徴とする工作用粘土。
【請求項２】
骨材、ＣＭＣ、塩化カルシウムを含有する水性粘土材料に、色素と二酸化珪素を添加して成り、二酸化珪素の添加量が前記水性粘土材料１００質量部に対して０．０１〜２質量部であることを特徴とする工作用粘土。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に於いて、
前記二酸化珪素に代えて、又は、前記二酸化珪素とともに、珪酸カルシウムを添加して成ることを特徴とする工作用粘土。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに於いて、
さらに、粘着抑制成分を含有し、
前記水性粘土材料は、前記骨材が１２〜３６質量％、前記ＣＭＣが４〜１２質量％、前記塩化カルシウムが９〜２７質量％、前記粘着抑制成分が０．１〜２質量％、水が４０〜６０質量％の範囲で、合計で１００質量％である、
ことを特徴とする工作用粘土。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに於いて、
さらに、寒天粉末を添加して成る、
ことを特徴とする工作用粘土。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幼稚園や保育園或いは小学校等で用いられる工作用の粘土に関する。詳しくは、鮮やかで濁りが無い澄んだ種々の色に着色でき、工作時に手が粘土の色で染まることがなく、手触り感がさらさらしていてべたつかず、さらに、造形し易く、所望の形状を良好に造形できるという、優れた特性を備えた工作用粘土に関する。
【背景技術】
【０００２】
幼稚園や保育園或いは小学校等では種々の色の粘土が望まれており、その色が工作時に手に着かないことが望まれている。さらに、手触り感がさらさらしていてべたつかず、造形し易いものであることも望まれている。
本出願人は、先に、手触り感がさらさらしていてべたつかず、造形し易く、所望の形状を良好に造形できるという優れた特性を備えた粘土を出願している（特開２０１８−１２００３３号公報；特許文献１）。
工作時に手が粘土の色で染まることを防止することを謳う先行技術として、特開２０１７−１１１２２４号公報（特許文献２）を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１２００３３号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１１２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人が先に出願した特許文献１では、合成色素「食用赤色１０６号」を微量添加することにより「赤色」に、「青色１号」を微量添加することにより「青色」に、「黄色４号，黄色５号」を微量添加することにより「黄色」に、「竹炭パウダー」を微量添加することにより「黒色」に、それぞれ着色できることを確認している。
本発明は、特許文献１の粘土の優れた特性（手触り感がさらさらしていてべたつかず造形し易い、所望の形状を良好に造形できる）を保持しつつ、さらに、合成色素の微量の添加により鮮やかで濁りの無い澄んだ色に着色でき、工作時に手が粘土の色に染まることがないという優れた特性を併せ持つ工作用粘土を提供することを目的とする。
【０００５】
なお、特許文献２は、植物由来の色素を混合した粘土について、その色素が手に付着することを防止するものであり、合成色素については、付着を防止できないと思われる。また、植物由来であるため、鮮やかな着色はできず、当然ながら、鮮やかで濁りの無い澄んだ色に着色することもできない。また、植物由来の色素を混合しているため、品質保持のためには、防腐剤の添加が必須になると思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、手触り感がさらさらしていてべたつかず、造形し易く、所望の形状を良好に造形でき、さらに、鮮やかな濁りの無い澄んだ色に着色でき、工作時に手がその色に染まることを防止できるという特性の粘土を得るべく試行錯誤を重ねた結果、水性粘土材料に二酸化珪素及び／又は珪酸カルシウムを含有させることにより、上記の特性の粘土を得られることを見出し、以下の本発明を成した。
［１］構成１
骨材、ＣＭＣ（糊剤）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2 ）を含有する水性粘土材料に、二酸化珪素(ＳｉＯ 2)を添加して成り、二酸化珪素(ＳｉＯ 2)の添加量が前記水性粘土材料１００質量部に対して０．０１〜２質量部であることを特徴とする工作用粘土。
又は、
骨材、ＣＭＣ（糊剤）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2 ）を含有する水性粘土材料に、色素と二酸化珪素(ＳｉＯ 2)を添加して成り、二酸化珪素(ＳｉＯ 2)の添加量が前記水性粘土材料１００質量部に対して０．０１〜２質量部であることを特徴とする工作用粘土。
骨材としては、タルクを例示することができ、さらに、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、卵殻等を例示することができる。これらから選ばれた１種以上を骨材として用いてもよい。これらを含有するとき、骨材全体に於けるタルクの量は、例えば、骨材を１００質量％としたとき、６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上とすることができる。例えば、タルク２０質量部、硫酸カルシウム４質量部で、骨材を構成することができる。
ＣＭＣは、カルボキシメチルセルロースの略称であり、一般には、そのナトリウム塩が用いられる。ＣＭＣ（糊剤）としては、食品添加物として用いられているものを好適に用いることができる。ＣＭＣとともに、例えば、メチルセルロース、コーンスターチ、マンナン粉、餅米粉、うるち米、多糖類等から選ばれた１種以上を（糊剤として）用いてもよい。これらを用いるとき、糊剤全体に於けるＣＭＣの量は、例えば、糊剤を１００質量％としたとき、好ましくは７５質量％以上、更に好ましくは８５質量％以上である。
二酸化珪素(ＳｉＯ2 )としては、食品添加物として提供されている非晶質・微粉末状のものを好適に用いることができる。
［２］構成２
構成１に於いて、
前記二酸化珪素に代えて、又は、前記二酸化珪素とともに、珪酸カルシウム（Ｃａ2Ｏ4Ｓｉ）を添加して成ることを特徴とする工作用粘土。
珪酸カルシウム（Ｃａ2Ｏ4Ｓｉ）としては、食品添加物用の非晶質・微粉末状ものを好適に用いることができる。
【０００７】
［３］構成３
さらに、粘着抑制成分を含有し、
前記水性粘土材料は、前記骨材が１２〜３６質量％、前記ＣＭＣが４〜１２質量％、前記塩化カルシウムが９〜２７質量％、前記粘着抑制成分が０．１〜２質量％、水が４０〜６０質量％の範囲で、合計で１００質量％である、
ことを特徴とする工作用粘土。
粘着抑制成分としては、シリコーンオイルを挙げることができる。さらに、グリセリン、プロピレングリコール、ヒアルロン酸ナトリウムから選ばれた１種以上を含有していてもよい。これらを含有するとき、粘着抑制成分全体に於けるシリコーンオイルの量は、例えば、粘着抑制成分を１００質量％としたとき、好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上としてもよい。シリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサンを好適に用いることができる。
なお、本発明の目的を損なわない成分であれば、上記で例示した以外の成分や微量成分を含有していてもよい。例えば、構成１〜構成４の何れかにおいて、さらに、寒天を配合してもよい。寒天を配合すると透明感をさらに高めることかできる。寒天としては、即溶性の粉末状のものを好適に用いることができる。
水性粘土材料の配合としては、例えば、骨材としてタルク２０ｇ及び硫酸カルシウム４ｇ、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ）８ｇ、塩化カルシウム１８ｇ、及び、水４９．５ｇとしたものを例示することができ、さらに、これに、粘着抑制成分としてジメチルポリシロキサン０．５ｇを配合したものを例示することもできる。
【発明の効果】
【０００８】
構成１の粘土は、骨材、ＣＭＣ、塩化カルシウムを含有する水性粘土材料に、（色素と）二酸化珪素を添加して成り、二酸化珪素の添加量が前記水性粘土材料１００質量部に対して０．０１〜２質量部であることを特徴とする工作用粘土であるため、鮮やかな濁りの無い澄んだ色に着色でき、手触り感がさらさらしていてべたつかず、造形し易く、所望の形状を良好に造形でき、さらに、工作時に手が粘土の色に染まることがないという優れた特性を有する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
タルク（含水珪酸マグネシウム）としては、例えば、平均粒径が５０〜１［μm］ 程度のものを好適に用いることができる。また、食品添加物として提供されているものであれば、安全性の面からも好ましい。
【００１０】
ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース／カルボキシメチルセルロースナトリウム）としては、１％水溶液・２５℃での粘度が８００〜８０００［mPa・s］、好ましくは２０００〜７０００［mPa・s］、更に好ましくは２５００〜６０００［mPa・s］の範囲を、好適に用いることができる。また、この範囲のＣＭＣを用いて水性粘土材料としたときは、その水性粘土材料に、非晶質・微粉末状の二酸化珪素(ＳｉＯ 2)、及び／又は、珪酸カルシウム（Ｃａ2Ｏ4Ｓｉ）を良好に練り込むことができる。
ＣＭＣとしては、例えば、ダイセルファインケム株式会社製の「ＣＭＣダイセル（同社の登録商標）の品番２２００，２２６０；何れも高純度品でエーテル化度０．８〜１．０」や、日本製紙株式会社製の「サンローズ（ＳＵＮＲＯＳＥは同社の登録商標）の品種Ｆ」、或いは、第１工業製薬株式会社製の「セロゲン（同社の登録商標）３Ｈ，４Ｈ，ＢＳＨ−６，ＢＳＨ−１２，Ｆ３Ｈ，Ｆ−ＢＳＨ−１２，Ｆ−６ＨＳ９」等が該当するか、又は部分的に該当する。また、食品添加物として提供されているものであれば安全性の面からも好ましい。エーテル化度は、好ましくは０．６０〜１．００、更に好ましくは、０．６５〜０．９５の範囲を好適に用いることができる。
【００１１】
シリコーンオイルとしては、２５℃での動粘度が１〜１０００［mm2／s］、好ましくは１０〜９００［mm2／s］、更に好ましくは５０〜８００［mm2／s］の範囲を好適に用いることができる。また、シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン等のジメチルシリコーンオイルを好適に用いることができる。例えば、信越化学工業株式会社製の「ＫＦ−９６」シリーズ等が該当するか、又は部分的に該当する。食品用に提供されている「ＫＦ−９６ＡＤＦ」シリーズであれば、安全性の面からも好ましい。
【００１２】
以下、実施例、比較例を述べる。
実施例（５例）と比較例（５例）の工作用粘土をそれぞれ作成して、それぞれの特性を評価した。
（１）実施例１
微粉末状の二酸化珪素（ＳｉＯ2 )  ０．１［g］（平均粒径１５［μｍ］以下）
骨材−１：タルク（含水珪酸マグネシウム）  ２０［g］
（商品名：食添タルクＳ−１，平均粒径８．７［μm］）
骨材−２：硫酸カルシウム  ４［g］
（商品名：食品添加物硫酸カルシウム，物質名：硫酸カルシウム二水和物）
ＣＭＣ（糊剤）：  ８［g］
（商品名：セロゲンＦシリーズ（食品工業用），物質名：カルボキシメチルセルロースナトリウム，２５℃・１％水溶液での粘度：約３０００［mPa・s］）
塩化カルシウム：塩化カルシウム  １８［g］
（商品名：ＲＳ（塩化カルシウム），物質名：塩化カルシウム二水和物）
水：水  ４９．５［g］
を、配合し、さらに、
色素：合成色素「商品名：食用赤色１０６号」
（三栄源エフエフアイ（株）製）
を、微量添加して、練り合わせた。
【００１３】
評価結果は、他の実施例や比較例とともに表に示す。評価の基準は下記の通り。
記
（ａ）着色
×：粘土の色が鮮やかでない，        ○：粘土の色が鮮やかである
（ｂ）澄み（濁り無し）
×：粘土に色むらや濁りがある，      ○：粘土に濁りが無く透明感がある
（ｃ）色移り
×：工作時に手が粘土の色に染まる，  ○：工作時に手が粘土の色に染まらない
（ｄ）手触り感
×：手に付着してべとべとする，      ○：さらさらしている
（ｅ）造形性
×：脆く壊れて造形できない          ○：造形可能
ここで、評価対象の造形物としては、薄片状の部位を有するトリケラトプス（ジュラ期の生物）類似の動物像で、幅が５ｍｍ程度のサイズのものとした。
（ｆ）伸展性（造形前の塊状物の両端を持って引っ張ったとき切れた長さ）
×：長さ≦５０ｃｍ，                ○：１ｍ＜長さ
（２）比較例１
二酸化珪素（ＳｉＯ2 )を含有させない他は、実施例１と同じ材料・同じ配合で、工作用粘土を作成した。
【００１４】
（３）実施例２（粘着抑制成分添加）
実施例１に、さらに、
シリコーンオイル（粘着抑制成分）  ０．５［g］
（信越化学株式会社，商品名：ＫＦ−９６ＡＤＦシリーズ，物質名：ジメチルポリシロキサン，２５℃での動粘度:約１５０［mm2／s］）
を添加して、同様に作成した。
（４）比較例２
二酸化珪素（ＳｉＯ2 )を含有させない他は、実施例２と同じ材料・同じ配合で、工作用粘土を作成した。
（５）実施例３（寒天添加）
実施例１に、さらに、
寒天粉末  ０．３［g］（即溶性）
を添加して、同様に作成した。
（６）比較例３
二酸化珪素（ＳｉＯ2 )を含有させない他は、実施例３と同じ材料・同じ配合で、工作用粘土を作成した。
（７）実施例４（水少なめ）
水を「４２［ｇ］」（少なめ）とした他は、実施例１と同じ材料・配合で、工作用粘土を作成した。
（８）比較例４
二酸化珪素（ＳｉＯ2 )を含有させない他は、実施例４と同じ材料・同じ配合で、工作用粘土を作成した。
（９）実施例５（水多め）
水を「５８［ｇ］」（多め）とした他は、実施例１と同じ材料・配合で、工作用粘土を作成した。
（１０）比較例５
二酸化珪素（ＳｉＯ2 )を含有させない他は、実施例５と同じ材料・同じ配合で、工作用粘土を作成した。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
上述の実施例１〜５や、本願発明者のその他の多くの試験例によると、骨材（例：第１の骨材であるタルク、及び、第２の骨材である硫酸カルシウム）１２〜３６質量％と、ＣＭＣ（糊剤）４〜１２質量％と、塩化カルシウム９〜２７質量％と、水４０〜６０質量％とを、合計で１００質量％となる配合の水性粘土材料（以下「第１の水性粘土材料」）と成し、この第１の水性粘土材料１００質量部に対して、二酸化珪素（ＳｉＯ2 )の微粉末を配合するとともに微量の色素を添加すると、十分に良好な結果を得られることが分かった。即ち、鮮やかで濁りが無く澄んだ（＝透明感の有る）色に着色でき、手触り感がさらさらしていてべたつかず、造形し易く、所望の形状を良好に造形でき、さらに、工作時に手が粘土の色に染まることもないという良好な結果を得た。二酸化珪素の配合量は、例えば、実施例１に於いて、０．０５［ｇ］〜１［ｇ］の範囲で、同様に良好な結果を得られた。なお、この範囲外であっても、比較的良好な結果を得られると考えられる。
上記第１の水性粘土材料に、さらに、ジメチルポリシロキサン（粘着抑制成分）０．１〜２質量％を添加して合計で１００質量％としたものを、第２の水性粘土材料とした場合も、略同様の結果を得た。
上記第１の水性粘土材料に、二酸化珪素（ＳｉＯ2 )の微粉末とともに、さらに、寒天粉末を微少量（例：実施例２に於いて０．４〜０．２［ｇ］程度）添加した場合は、透明感がさらに増すという良好な結果を得た。
【００１７】
また、実施例１と比較例１から分かるように、水性粘土材料が同一の場合でも、二酸化珪素（ＳｉＯ2 )を配合しない場合は、着色にムラや濁りが生じたり澄んだ感じが無くなったりして透明感が損なわれ、また、工作時に粘土の色が手に色移りするという不具合が生じた。このことは、実施例３と比較例３、実施例４と比較例４、実施例５と比較例５の比較に於いても同様であった。
【００１８】
なお、ＣＭＣとともに、コーンスターチ、メチルセルロース、マンナン粉、餅米粉、うるち米、多糖類の１種以上を用いて実施例１と同様に配合した場合も良好な結果を得た。
同様に、ジメチルポリシロキサンとともに、ヒアルロン酸ナトリウム、グリセリン、プロピレングリコールの１種以上を用いて実施例１と同様に配合した場合も、良好な結果を得た。
また、塩化カルシウムを配合することによって、本発明の目的に好適な粘土を得られるとともに、防腐効果や防黴効果を得られた。
また、表の評価には示さなかったが、タルクを配合することにより、剥離性、硬化性、軟化防止、付着防止に、良好な結果を得た。
また、硫酸カルシウムを配合することにより、抗菌効果を得られた。
【００１９】
また、実施例１で微量添加した三栄源エフエフアイ（株）製の合成色素「商品名：食用赤色１０６号」に代えて、「商品名：青色１号」を微量添加、「商品名：黄色４号，黄色５号」を微量添加、「神戸化成（株）製・食品・ＳＵＭ１」を微量添加した場合にも、それぞれ、同様に、澄んだ透明感の有る鮮やかな色に着色でき、また、手への色移りを防止でき、良好な結果を得た。
【００２０】
上記実施例や比較例において、二酸化珪素に代えて珪酸カルシウムを用いた場合も略同様の結果を得た。
なお、澄んだ度合（透明感）に関し、珪酸カルシウムは、若干、二酸化珪素よりも劣っていたが、従来の工作用粘土に比較すると、十分に澄んだ透明感であった。
寒天は、二酸化珪素とともに、透明感を相乗的に高める効果があった。
【要約】
【課題】  手触り感がさらさらしていてべたつかず、造形し易く、所望の形状を良好に造形でき、さらに、鮮やかな濁りの無い澄んだ色に着色でき、工作時に手がその色に染まることを防止できる粘土を提供する。
【解決手段】  骨材、ＣＭＣ（糊剤）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2 ）を含有する水性粘土材料に、色素と二酸化珪素(ＳｉＯ 2)を添加して成ることを特徴とする工作用粘土。
【選択図】  図面無し