(57)【要約】【課題】凹型を忠実に再現する軽量で且つ強度のある立体造形物の提供。【解決手段】原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部１と、ガラス繊維が混練された強化石こう構造層５から、または石こう表層部１と、石こうが含浸されたガラス繊維マット層２と、石こう構造層３あるいはガラス繊維が混練された強化石こう構造層５からなっており、さらに、石こう表層部１には、雌型からはずした後で、化学浸食や侵食や、水分、風雨による風化を防止するため、特殊変性ポリエステル系の耐水性樹脂を塗布した被膜層４が形成されている。【選択図】          図３
2005013615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部と、石こうが含浸されたガラス繊維マット層と、石こう構造層を含んでなることを特徴とする立体造形物。
【請求項２】
原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部と、ガラス繊維が混練された強化石こう構造層を含んでなることを特徴とする立体造形物。
【請求項３】
原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部と、石こうが含浸されたガラス繊維マット層と、ガラス繊維が混練された石こうである強化石こう構造層を含んでなることを特徴とする立体造形物。
【請求項４】
前記石こう表層部の表面に、さらに変性ポリエステルを主体とする耐水性樹脂よりなる被膜層を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体造形物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、公衆の集まる屋内外に設置あるいは展示される人形、オブジェ、立体形状モデル、塑像等の大型の立体造形物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テーマパーク、ショッピングセンターなどの公衆の集まる場所に設置或いは展示されている立体造形物は、軽量で強度を有するＦＲＰで制作されていた。これらの設置あるいは展示される場所は通常の状態では防火基準に沿った環境にあることが多い。
【０００３】
従って、これらの立体造形物は、不燃性のコンクリートや、石こうで形成することが求められるが、コンクリートは立体造形物が重くなる問題があり、石こうは、軽量ではあるが、大型の立体造形物に求められる強度を維持するためには、立体造形物の厚みを大きくしなければならず、結局重くなってしまうという問題があった。
【０００４】
従来、石こうの立体造形物を強化する為に、麻繊維（サイザルスタッフ）に石こう溶液を含浸して塗り重ねる構造の石こう立体造形物が知られているが、石こう乾燥時に麻繊維の縮みにより変形があり、剥離が起こる問題があり、大型立体造形物の制作には不適であった。
【０００５】
また、石こう造形物を強化する方法として、炭素繊維強化の石こう成形物〔例えば、特許文献１参照〕、ファイバ強化の石こうボード〔例えば、特許文献２参照〕などの提案があるが、これらの成形物は表面形状が単純なものであり、本発明が目的とする人形、オブジェ、立体形状モデル、塑像では細かな複雑な部分では不満足なものであった。
【０００６】
また、精緻な立体造形物の製造方法については、シリコンゴム等の樹脂による型を複合して作成した型を用いて注型する方法〔例えば、特許文献３参照〕が提案されているが、この方法では繊維強化型の複合材料では精緻な立体造形物としての実施が難かしかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１５７１１７号公報（第１頁）
【特許文献２】
特開２０００−１０２９１４号公報（第１頁）
【特許文献３】
特開２００１−１６２０５７号公報（第２、３、４頁、第図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述の問題点に鑑みてなされたもので、原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、原型を精巧に再現するとともに軽量で、且つ強度のある立体造形物を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の立体造形物は、原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部と、石こうが含浸されたガラス繊維マット層と、石こう構造層を含んでなることを特徴とする。
【００１０】
また、原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部と、ガラス繊維が混練された強化石こう構造層を含んでなることを特徴とする。
【００１１】
また、原型から制作された凹型より成形される立体造形物であって、石こう表層部と、石こうが含浸されたガラス繊維マット層と、ガラス繊維が混練された石こうである強化石こう構造層を含んでなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記石こう表層部の表面に、さらに変性ポリエステルを主体とする耐水性樹脂よりなる被膜層を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、立体造形物が、石こうが含浸されたガラス繊維マット層を挟んで石こう構造層、またはガラス繊維が混練された強化石こう構造層を備えることにより、造形物が薄くても高い強度を持たせることができ、造形物表面の厚さを抑えて軽量とすることができる。これにより、従来のＦＲＰ造形物と同等の重量で、不燃性の立体造形物とすることができる。
【００１４】
また、変性ポリエステルを主体とする耐水性樹脂を石こう表層部に塗布することによれば、石こう表面の化学浸食や風化を防止することができる。このため屋外設置の立体造形物であっても、耐水、耐蝕性に優れたものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態である立体造形物１０の断面を示す模式図であり、石こう表層部１、ガラス繊維マット層２、石こう構造層３とから構成されている。図１では、さらに被膜層４が形成されている。
【００１６】
立体造形物１０の形成は、まず雌型（図示せず）の表面に石こうと水との混練物が塗布され凝固させて石こう表層部１とし、その上面に雌型の形状に合わせてガラス繊維マットに石こうスラリーを含浸したガラス繊維マットを被せてガラス繊維マット層２を形成させ、さらにガラス繊維マット層２の上面に石こうと水との混練物で石こう構造層３を形成させ、乾燥させてから雌型からはずすことにより達成できる。
【００１７】
ガラス繊維マット層２は、ガラス繊維マットを石こうスラリーに浸してマットの間隙と表裏に石こうスラリーを充分含ませて、石こう表層部１に貼り付けて凝固させて形成したものであり、ガラス繊維マットを成形型の凸凹の大きさに併せて、貼り付け易い面積、形状に切断して用いる。ここで、ガラス繊維マットは、ガラス繊維をマット成型機や織り機で布状にしたチョップドストランドマット、ロービングクロスマットを用いることができる。
【００１８】
石こう構造層３の形成は、石こうと水の混練物を成形型に手で塗りこむ従来の方法で可能であるが、石こうと水の混練物に加える水の量を多くしてスラリー状にして離芯ガン（高圧噴射装置）で吹き付けることにより一定の厚みに広い面積を塗ることができ作業の効率を向上させることができる。石こう構造層３は、強度の必要な部分を厚くするなど、必要性に応じて厚さを変えて形成する。
【００１９】
ガラス繊維マット層２は１層でもよいが、ガラス繊維マット層２を複数層にして、それぞれの間に石こう構造層３を挟んで重ねて２層、または３層以上とすることができる。
【００２０】
被膜層４は、石こう表層部１のさらに外側になる表面に形成され、これは立体造形物１０を雌型からはずした後の表面に施される。
【００２１】
図２は、本発明の第２の実施の形態である立体造形物１０Ａの断面を示す模式図であり、石こう表層部１と、強化石こう構造層５とから構成されている。図２の実施の形態では、さらに被膜層４が形成されている。
【００２２】
立体造形物１０Ａは、まず雌型（図示せず）の表面に石こうと水との混練物を塗布され凝固させて石こう表層部１とし、その上面にガラス繊維入りの石こうと水との混練物で強化石こう構造層５を形成させ、乾燥させてから雌型からはずすことにより達成できる。
【００２３】
強化石こう構造層５の形成は、前記の石こう構造層３の形成と同様であり、石こうと水に、さらにガラス繊維を加えた混練物を、成形型に手で塗りこむ方法、または混練物に加える水の量を多くしてスラリー状にして離芯ガン（高圧噴射装置）で吹き付ける方法である。
【００２４】
混練されるガラス繊維は、ガラス繊維を切断したチョップドストランドや、粉砕処理された鱗片状のガラス粉末のフレーク、或いは繊維状のガラス粉末のガラス繊維粉体である。強化石こう構造層５は、強度の必要な部分を厚くするなど、必要性に応じて厚さを変えて形成する。
【００２５】
また、この実施の形態においても、さらに石こう表層部１の表面に特殊変性ポリエステル樹脂系剤の耐水性樹脂を塗布した被膜層４を形成することにより、石こう表面の化学浸食や風化を防止し、耐水、耐蝕性に優れたものとしている。
【００２６】
図３は、本発明の第３の実施の形態である立体造形物１０Ｂの断面を示す模式図であり、石こう表層部１、ガラス繊維マット層２、強化石こう構造層５とから構成されている。図３の実施の形態では、さらに被膜層４が形成されている。
【００２７】
立体造形物１０Ｂの形成は、まず雌型（図示せず）の表面に石こうと水との混練物を塗布され凝固させて石こう表層部１とし、その上面に雌型の形状に合わせてガラス繊維マットに石こうスラリーを含浸したガラス繊維マットを被せてガラス繊維マット層２を形成させ、さらにガラス繊維マット層２の上面にガラス繊維を混ぜた石こうと水との混練物で強化石こう構造層５を形成させ、乾燥させてから雌型からはずすことにより達成できる。
【００２８】
ガラス繊維マット層２は１層でもよいが、ガラス繊維マット層２を複数層にして、それぞれの間に強化石こう構造層５を挟んで重ねて２層または３層以上とすることができる。図３ではガラス繊維マット層２と強化石こう構造層５がそれぞれ２層の場合を図示している。
【００２９】
この第３の実施の形態は、強化石こう構造層５を薄くしても高い強度が実現できるので、第１の実施の形態、第２の実施の形態に較べて、全体を軽くすることができ好ましい。
【００３０】
被膜層４は、石こう表層部１、化学浸食や、水分、風雨による風化を防止するための保護を目的としており、変性ポリエステル系の耐水性樹脂が好ましい。特に、分子量５０から１００万の変性ポリエステル（例えば、ヘルツ化学株式会社製パーマシールド（登録商標））は、石こう表層部１の表面から２〜７ｍｍの空隙に充侵され、耐酸、耐アルカリ、耐塩、耐水性を備えた表面となる。また、温度変化、外部圧力に対しても可撓性を有する石こう表層部１を形成することができる。
【００３１】
また、石こう構造層４あるいは強化石こう構造層５の形成に用いる石こうと水との混練物は、混合する水の量を少なくし、低温で混練し、練和（攪拌）時間を長くすることにより、立体造形物の強度を高くすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように立体造形物の表面部分は石こうだけであり、内部に繊維強化した石こうを用いていることにその特徴がある。この方法により、原型から制作された凹型より成形される立体造形物が複雑になっているにも拘わらず精巧な立体造形物の実現が可能となり、かつ高い強度を持たせることができる。このため、軽量で不燃性の立体造形物を、原型に忠実に仕上げることができる。
【００３３】
また、従来石こう構造の強化材として使用されていた麻繊維に替えてガラス繊維を用いることにより石こう成形後の強度が高く、且つ変形を防ぐことができる。また、高温にさらされる災害時の表面滑落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の立体造形物の断面を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の立体造形物の断面を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の立体造形物の断面を示す模式図である。
【符号の説明】
１    石こう表層部
２    ガラス繊維マット層
３    石こう構造層
４    被膜層
５    強化石こう構造層
１０，１０Ａ，１０Ｂ    立体造形物
【図１】
2005013615.tif 000003
【図２】
2005013615.tif 000004
【図３】
2005013615.tif 000005