(57)【要約】  【課題】簡便かつ短時間に模型を調製することができる材料を提供することである。  【解決手段】無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）を含有してなることを特徴とする模型作成用無機質粘土を用いる。無機粉末（Ａ）は珪砂、川砂、山砂、海砂、長石、陶石、タルク、炭酸カルシウム、セルベン及びシャモットからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。有機ゲル化剤（Ｂ）は天然高分子が好ましい。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の重量に基づいて、（Ａ）の含有量は６３〜７７重量％、（Ｂ）の含有量は２．５〜７重量%、（Ｃ）の含有量は２０〜３２重量%が好ましい。また、上記の無機質粘土で成型して成型体を調製する成型工程と、成型体から水を除去して無機質粘土を固める硬化工程とを含むことを特徴とする模型の製造方法を用いる。硬化工程は家庭用加熱器を用いて成型体から水を加熱除去して無機質粘土を固める工程が好ましい。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）を含有してなることを特徴とする模型作成用無機質粘土。
【請求項２】
無機粉末（Ａ）が珪砂、川砂、山砂、海砂、長石、陶石、タルク、炭酸カルシウム、セルベン及びシャモットからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の無機質粘土。
【請求項３】
有機ゲル化剤（Ｂ）が天然高分子である請求項１又は２に記載の無機質粘土。
【請求項４】
無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、無機粉末（Ａ）の含有量が６３〜７７重量％、有機ゲル化剤（Ｂ）の含有量が２．５〜７重量%、水（Ｃ）の含有量が２０〜３２重量%である請求項１〜３のいずれかに記載の無機質粘土。
【請求項５】
請求項１〜４にのいずれか記載の無機質粘土で成型して成型体を調製する成型工程と、
成型体から水を除去して無機質粘土を固める硬化工程とを含むことを特徴とする模型の製造方法。
【請求項６】
硬化工程が、家庭用加熱器を用いて成型体から水を加熱除去して無機質粘土を固める工程である請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、模型作成用無機質粘土及び模型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
模型を作成するための粘土として、油粘土（無機粘土）や紙粘土等が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、油粘土（無機粘土）や紙粘土を用いた場合、粘土を固めるのに長時間要するという問題がある。また、粘土を固める間に粘土が縮んでしまう（通常５％前後縮む）という問題もある。
すなわち、本発明の目的は、簡便かつ短時間に模型を調製することができる材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の模型作成用無機質粘土の特徴は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）を含有してなる点を要旨とする。
本発明の模型作成用無機質粘土は、無機粉末（Ａ）が珪砂、川砂、山砂、海砂、長石、陶石、タルク、炭酸カルシウム、セルベン及びシャモットからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
本発明の模型作成用無機質粘土は、有機ゲル化剤（Ｂ）が天然高分子であることが好ましい。
本発明の模型作成用無機質粘土は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、無機粉末（Ａ）の含有量が６３〜７７重量％、有機ゲル化剤（Ｂ）の含有量が２．５〜７重量%、水（Ｃ）の含有量が２０〜３２重量%であることが好ましい。
【０００５】
本発明の模型の製造方法の特徴は、上記の無機質粘土で成型して成型体を調製する成型工程と、
成型体から水を除去して無機質粘土を固める硬化工程とを含む点を要旨とする。
本発明の模型の製造方法は、硬化工程が、家庭用加熱器を用いて成型体から水を加熱除去して無機質粘土を固める工程であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の模型作成用無機質粘土は、簡便かつ短時間に模型を調製することができる。すなわち、油粘土（無機粘土）のように除去しにくい溶媒を含まないため、粘土を短時間に固めることができる。
また、本発明の模型作成用無機質粘土は、紙粘土のように溶媒と親和性の高い材料を含まないため、粘土を短時間に固めることができる。
また、本発明の模型作成用無機質粘土は、粘土を固めている間に粘土が大きく縮むという問題がないため、正確な模型が作成できる。
【０００７】
本発明の模型の製造方法は、上記の模型作成用無機質粘土で成型して成型体を調製する工程と、成型体から水を除去して無機質粘土を固める硬化工程とを含むため、簡便かつ短時間に模型を調製することができる。
また、本発明の模型の製造方法は、家庭用加熱器を用いて成型体から水を加熱除去して無機質粘土を固めることができるため、熟練者でなくても簡便かつ短時間に模型を調製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
無機粉末（Ａ）としては、無機粉末であれば制限なく使用でき、珪砂、川砂、山砂、海砂、長石、陶石、タルク、炭酸カルシウム、セルベン、シャモット、シリカ、アルミナ、酸化チタン、グラファイト、雲母及びこれらの混合物が含まれる。これらのうち、珪砂、川砂、山砂、海砂、長石、陶石、タルク、炭酸カルシウム、セルベン及びシャモットからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、さらに好ましくは珪砂、川砂、山砂、海砂、長石、陶石、セルベン及びシャモットからなる群より選ばれる少なくとも１種、特に好ましくは珪砂である。
【０００９】
無機粉末（Ａ）の重量平均粒子径（μｍ）は、６０〜２８０が好ましく、さらに好ましくは７０〜２７０、特に好ましくは８０〜２６０、最も好ましくは９０〜２５０である。この範囲であると、調製される模型の手触りがさらによくなり、また、さらに着色しやすくなり、また、強度がさらに良好となる。上記範囲の値を超えると、調製される模型の手触りが悪くなる傾向があり、着色性が悪くなる傾向がある。一方、上記範囲の値未満であると、調製される模型が脆くなりやすい。
【００１０】
なお、重量平均粒子径は、測定試料の粒度分布を測定し、対数確率紙｛横軸：粒子径、縦軸：累積含有量（重量％）｝に、累積含有量と粒子径との関係をプロットし、累積含有量が５０重量％に対応する粒子径を求めることにより得られる。粒度分布は、ＪＩＳ Ｚ８８１５−１９９４に準拠して測定され、たとえば、内径１５０ｍｍ、深さ４５ｍｍのふるい｛目開き：３００μｍ、２５０μｍ、１８０μｍ、９０μｍ及び４５μｍ｝を、目開きの狭いふるいを下にして重ね、一番上の最も目開きの広いふるいの上に、測定試料５０ｇを入れ、ふるい振動機にて１０分間ふるい、各ふるいの上に残った測定試料の重量を測定し、最初の測定試料の重量に基づく各ふるいの上に残った測定試料の重量％を求めることによって測定される。
【００１１】
無機粉末（Ａ）の含有量（重量％）は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、６３〜７７が好ましく、さらに好ましくは６５〜７５、特に好ましくは６９〜７４である。この範囲であると、さらに簡便かつ短時間に模型を調製することができる。
【００１２】
有機ゲル化剤（Ｂ）としては、天然高分子、半合成高分子及び合成高分子等が含まれる。
天然高分子としては、多糖類及びタンパク質等が使用できる。
多糖類としては、グルカン、デンプン、マンナン、寒天（アガロオリゴ糖）、アルギン酸ソーダ、トロロアオイ、デキストラン及びプルラン等挙げられる。
タンパク質としては、にかわ、ゼラチン、カゼイン及びコラーゲン等が挙げられる。
【００１３】
半合成高分子としては、セルロースから誘導されるもの及びデンプンから誘導されるもの等が使用できる。
セルロースから誘導されるものとしては、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等が挙げられる。
デンプンから誘導されるものとしては、酸価デンプン、エステル化デンプン、エーテル化デンプン、架橋化デンプン、カチオン化デンプン及びデキストリン等が挙げれられる。
【００１４】
合成高分子としては、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリメタクリル酸ソーダ、ポリメタクリル酸アンモニウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド及びその他の合成ポリマー（たとえば、サンノプコ株式会社製ＳＮシックナーシリーズ）等が挙げられる。
【００１５】
有機ゲル化剤（Ｂ）は、２種以上の混合物を用いてもよい。
これらのうち、簡便かつ短時間に模型を調製するという観点から、天然高分子及び半合成高分子が好ましく、さらに好ましくは天然高分子、特に好ましくは多糖類、最も好ましくはグルカン及びアスパラギン酸ナトリウムである。
【００１６】
有機ゲル化剤（Ｂ）の含有量（重量％）は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、２．５〜７が好ましく、さらに好ましくは３〜６、特に好ましくは３．４〜５である。この範囲であると、さらに簡便かつ短時間に模型を調製することができる。
【００１７】
水（Ｃ）としては、特に限定されるものではなく、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水、井戸水、涌き水、河川水及び雨水等が使用できる。これらのうち、蒸留水、イオン交換水、水道水及び工業用水が好ましく、さらに好ましくは水道水である。
【００１８】
水（Ｃ）の含有量（重量％）は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、２０〜３２が好ましく、さらに好ましくは２２〜３０、特に好ましくは２２〜２７．６である。この範囲であると、さらに簡便かつ短時間に模型を調製することができる。
【００１９】
水（Ｃ）には、ポリオール（Ｄ）等を含有させてもよい。ポリオール（Ｄ）を含むと、無機質粘土の滑り等がさらによくなる。また、有機ゲル化剤（Ｂ）の含有量を低減させることができる。
ポリオール（Ｄ）としては、水にほぼ無制限に溶解する多価アルコール等が含まれ、グリセリン、ジグリセリン、テトラグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール及び蔗糖等が挙げられる。
ポリオール（Ｄ）を含有させる場合、ポリオール（Ｄ）の含有量（重量％）は、水（Ｃ）の重量に基づいて、１〜４０が好ましく、さらに好ましくは２〜３０、特に好ましくは３〜２５である。この範囲であると、さらに簡便かつ短時間に模型を調製することができる。
【００２０】
本発明の模型作成用無機質粘土には、さらに、他の添加剤（Ｅ）を含有してもよい。
他の添加剤（Ｅ）としては、防腐剤、防かび剤、殺菌剤、保湿剤、保水剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抑泡剤、顔料、染料、分散剤、香料、パルプ繊維粉及び合成樹脂フィラー等が含まれる。しかし、パルプ繊維粉及び合成樹脂フィラーは、無機質粘土の滑りを悪くしやすいため、含まないことが好ましい。
また、他の添加剤（Ｅ）としては、食品添加物として認められているものが好ましい。
【００２１】
防腐剤、防かび剤、殺菌剤、保湿剤、保水剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抑泡剤、顔料、染料、分散剤及び／又は香料を含有する場合、これらの含有量（重量％）は、それぞれ、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、０．００１〜０．１が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜０．０６である。この範囲であると、それぞれの添加剤の効果を発揮することができる。
【００２２】
パルプ繊維粉を含有する場合、この含有量（重量％）は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）の重量に基づいて、０．５〜１０が好ましく、さらに好ましくは０．１〜３である。
【００２３】
本発明の模型作成用無機質粘土は、無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）、並びに必要により、ポリオール（Ｄ）及び／又は他の添加剤（Ｅ）を均一混合すれば製造方法に制限はない。しかし、（１）有機ゲル化剤（Ｂ）と一部又は全部の水（Ｃ）とを均一混合した後、無機粉末（Ａ）並びに必要によりポリオール（Ｄ）及び／又は他の添加剤（Ｅ）を添加し、均一混合して製造すること、又は（２）無機粉末（Ａ）、有機ゲル化剤（Ｂ）及び水（Ｃ）、並びに必要により、ポリオール（Ｄ）及び／又は他の添加剤（Ｅ）を、一気に均一混合することが好ましい。
【００２４】
本発明の模型作成用無機質粘土は、美術工芸用粘土、教材用粘土及び模型作成用粘土等として使用できる。これらのうち、模型作成用粘土として好適であり、特に乳幼児や動物（ペット、動物園の動物及び魚等）の手足等の模型を作成するための粘土として最適である。
【００２５】
本発明の模型作成用無機質粘土を用いて模型を製造する方法としては、上記の無機質粘土で成型して成型体を調製する成型工程と、成型体から水を除去して無機質粘土を固める硬化工程とを含むことが好ましい。
【００２６】
成型工程では、手で成型してもよいし、道具（へら、棒、板、くぎ、クッキー作成用型抜き等）や機械（成型機等）等を用いて成型してもよい。また、成型工程では、乳幼児や動物（ペット、動物園の動物及び魚等）の手足等又は物品等の原型を無機質粘土に押しつけて、または無機質粘土を乳幼児や動物（ペット、動物園の動物及び魚等）の手足等又は物品等の原型に押しつけて、無機質粘土に窪みを設けること等によって、成型することができる。
なお、成型に失敗しても、再度、無機質粘土をこねること｛手練り、機械練り（混練）｝によって、再度、成型し直すことができる。
【００２７】
成型体から水を除去して無機質粘土を固める硬化工程において、水を除去する方法としては、水を除去できれば手段に制限はなく、ホットプレート乾燥（家庭用ホットプレート、フライパン等による乾燥を含む）、自然乾燥（天日乾燥等を含む）、送風乾燥（家庭用ドライヤー等による乾燥を含む）、温風乾燥（順風乾燥器、家庭用ドライヤー等による乾燥を含む）、オーブン乾燥（家庭用オーブン等による乾燥を含む）、遠赤外線加熱乾燥、マイクロウェーブ加熱乾燥（電子レンジ等による乾燥を含む）が含まれる。
【００２８】
これらの水を除去する方法のうち、簡便かつ短時間に模型を調製できるというの観点から、家庭用加熱器を用いて成型体から水を加熱除去することが好ましく、家庭用ホットプレート又はフライパン等による乾燥、天日乾燥、家庭用ドライヤー等による乾燥、家庭用オーブン等による乾燥、及び電子レンジ等による乾燥が好ましい。さらに好ましくは家庭用ホットプレート又はフライパン等による乾燥である。
【００２９】
水を除去する際、成型体の温度は３００℃｛好ましくは２００℃、さらに好ましくは１５０℃、特に好ましくは１００℃、最も好ましくは９０℃｝を超えないことが好ましい。また、局所加熱とならないようにすることが好ましい。特に、ホットプレート乾燥の場合、局所加熱となりやすいため、こまめに成型体を動かすことや、クッション（アルミホイルにシワをつけたもの等）の上に成型体を載せて加熱することや、低温（弱火）で加熱すること等が好ましい。
【００３０】
模型の製造方法には、さらに、模型に着色剤で着色して着色模型を得る工程を含んでもよい。なお、模型に着色するには、あらかじめ、着色剤（顔料、染料等）を無機質粘土に含有させておいてもよいが、無機質粘土を固めた後、模型に着色することが好ましい。
着色剤としては、公知の着色剤（絵の具、ペンキ等）等が含まれる。
模型に着色する方法としては、ハケ塗り、スプレー塗装、浸漬塗装、ローラー塗装、ロールコーター及びフローコーター塗装等が適用できる。
【００３１】
できあがった模型又は着色模型は、そのまま置物やおもちゃ等としてもよいが、写真や思い出の品等と共に、額縁（写真立て）に納めることができる。額縁（写真立て）に納めるには、厚紙、木製板又はプラスチック製板に、模型又は着色模型を貼り付けた後、額縁（写真立て）に納めることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、特記しない限り、部は重量部を、％は重量％を意味する。
＜実施例１＞
ゲル化剤（ｂ１）｛カードラン；武田キリン食品株式会社製多糖類；ぶどう糖がβ−１，３−グリコシド結合した直鎖状のグルカン｝２．８部、ゲル化剤（ｂ２）｛マーポローズ  エース；松本油脂製薬株式会社製メチルセルロース、「マーポローズ」は同社の登録商標である。｝０．７部、水（ｃ１）｛水道水｝２７．６部及び防腐剤｛ブロノポール；株式会社ケミクレア製２−ブロモ−２−ニトロ−１，３−プロパンジオール｝０．０６部を均一混合して、ゲル化剤水溶液を調製した後、ゲル化剤水溶液と無機粉末（ａ１）｛珪砂８号；北日本産業株式会社製珪砂、重量平均粒子径９３μｍ｝６９部とを均一混合して、本発明の模型作成用無機質粘土（１）を得た。
【００３３】
＜実施例２＞
ゲル化剤（ｂ１）３部、ゲル化剤（ｂ２）２部、水（ｃ１）２２部及び防腐剤０．０３部を均一混合して、ゲル化剤水溶液を調製した後、ゲル化剤水溶液と無機粉末（ａ２）｛セルベン  Ｓ−３；兼瑞工業株式会社製セルベン、重量平均粒子径２５０μｍ｝７４部とを均一混合して、本発明の模型作成用無機質粘土（２）を得た。
【００３４】
＜実施例３＞
「ゲル化剤（ｂ１）」を、「ゲル化剤（ｂ３）｛アルギン酸ナトリウム｝」に変更したこと以外、実施例１と同様にして、本発明の模型作成用無機質粘土（３）を得た。
【００３５】
＜実施例４＞
「ゲル化剤（ｂ１）」及び「ゲル化剤（ｂ２）」を、「ゲル化剤（ｂ２）」に変更したこと以外、実施例２と同様にして、本発明の模型作成用無機質粘土（４）を得た。
【００３６】
＜実施例５＞
「無機粉末（ａ１）６９部」を、「無機粉末（ａ１）５５部」及び「無機粉末（ａ２）１４部」に変更したこと以外、実施例１と同様にして、本発明の模型作成用無機質粘土（５）を得た。
【００３７】
＜模型の調製＞
（１）実施例１〜５で得た無機質粘土（１）〜（５）のそれぞれ約２００ｇを３０ｍｍ×１４０ｍｍ×３０ｍｍ程に形作った後、１４ｍｍ×１００ｍｍの面に「株式会社  精土」の文字（文字の大きさ：１４ｍｍ×１４ｍｍ）を明朝体で横書きしてなるプラスチック製印（原型）の文字面を、およそ１ｃｍの深さで無機質粘土内に挿入して成型し、成型体（１）〜（５）を調製した。
電磁調理器（松下電器株式会社製）で約１００℃に加熱したフライパン（直径２６ｃｍ）に、約６０ｃｍアルミホイルをくしゃくしゃにして敷いて、このアルミホイルの上に成型体を載せて、約１０分間、加熱しながら水を除去することにより無機質粘土を固めた後、約２５℃に冷却して模型（１）〜（５）を得た。
模型（１）〜（５）は、「株式会社  精土」の文字が鮮明に表現でき、大きさも原型に一致した。
【００３８】
（２）市販されている紙粘土｛かみねんど；クツワ株式会社｝を用いて、上記と同様にして、成型体（Ｈ１）を調製した。成型体（Ｈ１）を約２４〜３０℃の室内に、７日間放置して、比較用の模型（Ｈ１）を得た。
模型（Ｈ１）は、「株式会社  精土」の文字のうち、３つの線に囲まれている箇所のほとんどと、２つの線に囲まれている箇所の一部が表現できなかった。また、文字面の大きさが約１３．５ｍｍ×９５ｍｍとなり、原型の大きさの約９５％に縮んだ。
【００３９】
（３）市販されている油粘土｛あぶらねんど；クツワ株式会社｝を用いて、上記と同様にして、成型体（Ｈ２）を調製した。成型体（Ｈ２）を約２４〜３０℃の室内に、１４日間放置して、比較用の模型（Ｈ２）を得た。
模型（Ｈ２）は、「株式会社  精土」の文字が鮮明に表現できたが、文字面の大きさが約１３．５ｍｍ×９５ｍｍとなり、原型の大きさの約９５％に縮んだ。
【００４０】
＜足形の調製＞
実施例１で得た無機質粘土（１）の約２００ｇを直径１４０ｍｍ×厚み３０ｍｍ程にかたち作った後、濡れタオルで少し占められた乳幼児（生後８ヶ月）の足を約１ｃｍの深さで無機質粘土内に挿入して成型して、成型体（６）を調製した。
電磁調理器（松下電器株式会社製）で約１００℃に加熱したフライパン（直径２６ｃｍ）に、約６０ｃｍアルミホイルをくしゃくしゃにして敷いて、このアルミホイルの上に成型体（６）を載せて、約１０分間、加熱しながら水を除去することにより無機質粘土を固めた後、約２５℃に冷却して模型（６）を得た。
模型（６）を写真等と共にイーゼルに貼り付けて、写真たてを調製した（図１参照）。
本発明の無機質粘土を用いると、足の形だけでなく、大きさまで正確に再現できた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例において、乳幼児の足型の模型をイーゼルに写真と共に貼り付けた写真立てを撮影した写真である。
【図１】
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