(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＬＢが４〜９となる乳化剤が配合され油成分と水成分とがウォーターインオイル型で乳化した乳化物と、有機系若しくは無機系の粘土用主成分とを少なくとも含有することを特徴とする乳化型粘土。
【請求項２】
乳化物は、上記の油成分と、水成分と、乳化剤とが配合された乳化ゲルであり、
油成分は、動植物油、鉱物油、ポリブデン、ワックス類からなる群から選択された少なくとも１種であり、
水成分は、水、水溶性１価アルコール、水溶性２価アルコール、水溶性多価アルコールからなる群から選択された少なくとも１種であり、
乳化剤は、ノニオン系乳化剤であることを特徴とする請求項１記載の乳化型粘土。
【請求項３】
粘土用主成分が、合成樹脂粉体、木粉、有機繊維粉、パルプ粉、ケナフ、竹粉、モミガラ粉、トウキビ粉、プラスチックバルーン、プラスチックピグメント、炭酸カルシウム、タルク、クレー類、水酸化アルミニウム、シリカ粉、炭酸マグネシウム、珪藻土、ベントナイト、炭粉末、ガラスバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーンとからなる有機系若しくは無機系の粉粒体からなる群から選択された少なくとも一種と、この粉粒体に加えて乳化物、乳化ゲル又はグリース状物質が配合されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の乳化型粘土。
【請求項４】
粘土用主成分が有機系のものを含むものであり、この有機系の粘土用主成分が、全粘土成分中の５０重量％以上配合されたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の乳化型粘土。
【請求項５】
ＨＬＢが４〜９となる乳化剤を配合することにより、油成分と水成分とをウォーターインオイル型で乳化ゲルを作り、この乳化ゲルと、有機系若しくは無機系の粘土用主成分とを混練して粘土を製造することを特徴とする乳化型粘土の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、熱的に安定な乳化型粘土及びその製造方法に関するもである。
【０００２】
【従来の技術】
１．  学校教材、保育教材、美術、手芸用等々に使用される油粘土は、油成分として鉱物油（ナフテン系オイル）と、石鹸（特に、ステアリン酸・オレイン酸石鹸等のアルカリ土類石鹸）とを、１００〜１４０℃の高温で混合し、グリース状物質を作成し、これと充填剤（即ち、粘土用主成分）として、クレー類、炭酸カルシウム、ガラスバルーン、プラスチックバルーン等々の粉体を、１種又は２種以上混練して製造されていた。
ところが、従来の粘土は、油成分としての鉱物油と石鹸が紫外線による劣化や空気酸化による粘土表面の変色、高温による酸化、劣化による独特の臭いがある。
また別の角度からの課題としては、従来の油粘土は、無機質粉体の配合割合が６０〜７５％強と多いため、焼却ができないという事がある。つまり、家庭ゴミとして処分することができないという課題があった。
２．  従来の油粘土に対して出てきたのがワックス系油粘土である。これは、鉱物油（流動パラフィン）、ワックス類（マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス等）を高温、加圧化で混練し、これにアルカリ金属（シンクステアレート等）と粉粒体（フライアソシュバルーン等）を混合・攪拌し、粘土化したものである。
この粘土の特長は、従来の油粘土の欠点である、(1) 変色する(2) 臭いがある(3) 家庭用ゴミとして焼却できない(4) 水に溶けるの各問題点を解決したことにある。
このワックス粘土の欠点は、温度変化によって粘土の硬さが大きく変化し、取り扱いが困難であるという点にある。しかも、保管状態が悪いと（例えば、寒冷地等で低温で放置しておくと）、使用しようとした時に、粘土が固く、使用できないといった課題があり、一方夏の高温時に室内に放置しておくと、粘土から鉱物油が分離したり、粘土ケースに粘土がひっついて剥がし難いという課題がある。
３．  たとえば、特公平１−３０１４７及び特公平１−４６０６９にあっては、非イオン活性剤を用いた粘土組成物が提案されている。ところが、この非イオン活性剤は、石膏を早く固めるために油成分に親水性を付与する目的で用いられるものであり、また、製造方法におていも、ニーダーでの攪拌・混合では乳化されることがなく、熱的に油成分が分離し、手にべたつくという課題がある。
４．  また特公昭６１−８０３１の油粘土にあっては、ノニオン型を含め乳化剤を使用していない。油成分と金属石鹸・グリセンだけでは安定したエマルションを形成することはできない。長期間の繰り返しの使用では油成分が分離し、手にべたつくという課題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、温度変化によっても粘土の硬さが変化し難く、べたつきの無い粘土と、その製造方法を提供せんとするものである。より望ましくは、長期間繰り返し使用しても、可塑性（柔軟性）を損なわず、油成分が分離せず、べたつきの無い粘土と、その製造方法を提供せんとするものである。
本願発明の他の目的は、焼却が容易な乳化型粘土を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、ＨＬＢが４〜９となる乳化剤が配合され油成分と水成分とがウォーターインオイル型で乳化した乳化物と、有機系若しくは無機系の粘土用主成分とを少なくとも含有することを特徴とする乳化型粘土を提供することによって、上記の課題を解決する。
また、本願発明は、ＨＬＢが４〜９となる乳化剤を配合することにより、油成分と水成分とをウォーターインオイル型で乳化して乳化ゲルを作り、この乳化ゲルと、有機系若しくは無機系の粘土用主成分とを混練して粘土を製造することを特徴とする乳化型粘土の製造方法を提供する。
この粘土における乳化ゲルとしては、油成分と水成分に、乳化剤を配合して乳化することができる。油成分としては、動植物油（例えば、やし油、ヒマワリ油、大豆油、ヒマシ油、オリーブ油、ラノリン等々）、鉱物油（例えば、流動パラフィン、イソパラフィン等々）、ワックス類として（蜜ろう、木ろう、ヌカろう、硬化油カルナウバワックス、パラフィンワックス、ペトロラタム、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、α−オレフィンワックス等々）ポリブデンからなる群から選択された少なくとも１種であり、中でも流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスの組み合わせが適している。
水成分は、水、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコールからなる群から選択された、少なくとも１種であり、乳化剤はノニオン系乳化剤であることが望ましい。
また、粘土用主成分には、合成樹脂粉体、木粉、有機繊維粉、パルプ粉、ケナフ、竹粉、モミガラ粉、トウキビ粉、プラスチックバルーン、プラスチックピグメント、炭酸カルシウム、タルク、クレー類、水酸化アルミニウム、シリカ粉、炭酸マグネシウム、珪藻土、ベントナイト、炭粉末、ガラスバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーンとからなる有機系若しくは無機系の粉粒体からなる群から選択された少なくとも一種を用いることができ、必要に応じて増粘剤を配合することができる。
さらに、粘土用主成分が有機系主成分を含み、この有機系主成分が粘土の総重量の５０％以上とすることによって、焼却性が良好な乳化型粘土を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本願発明は、従来のワックス粘土及び従来の特許（特公平１−３０１４７及び特公平１−４６０６９）に係る石膏用粘土のように、ワックス類と粘土主成分とをニーダーで混練するのではなく、油成分と水成分とがウォーターインオイル型で乳化した乳化ゲルを製作し、これに粘土用主成分を配合して混練することに大きな特徴を有する。
【０００６】
水成分は、水（望ましくは、精製水又は蒸留水）、アルコール類（グリセリン、エチレングリコール、ポリ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等）からなる群から選択された少なくとも１種を用いる。
【０００７】
乳化剤は、乳化を促進するために必要に応じて配合されるもので、乳化型粘土を使用するのが学童や幼児が大半であるため、安全性の高いノニオン系を用いる。
具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステルを例示できる。また、非イオン型の特殊タイプとして、ポリアルキレングリコール誘導体も使用できる。何れの場合にも、ＨＬＢが４〜９の間になることが望ましく、複数種類の乳化剤を混合して用いてもよい。
【０００８】
乳化ゲルの作成方法としては、乳化機（ホモディナイザー、ディスパー又はコロイドミル等々）を用いて行うウォーターインオイル（Ｗ／Ｏ）型の乳化方法を用いればよい。具体的には、乳化機に投入された油成分（少なくとも１種以上の油成分を用いる場合には、これらを予め、６０〜１００℃で混練しておくことが望ましい）中に、水成分を徐々に混入し、高速攪拌する。水成分は、予め５０〜８０℃で乳化剤と混合しておくことが望ましい。乳化機は周速３００〜２，０００ｍ／分で、１５〜３０分攪拌し、その後、回転速度を落としながら、徐冷し、ウォーターインオイル（Ｗ／Ｏ）型の乳化ゲルを調製する。
【０００９】
次に、上記乳化ゲルと有機系或いは無機系の粘土用主成分とを混練して、
乳化型粘土を完成させる。
【００１０】
有機系の粘土用主成分としては、有機粉体として、合成樹脂粉体、木粉、有機繊維粉、パルプ粉、ケナフ、竹粉、モミガラ粉、トウキビ粉を例示でき、軽量化剤としては、プラスチックバルーンやプラスチックピグメントを例示できる。
また、無機系の粘土用主成分としては、無機粉体として、炭酸カルシウム、タルク、クレー類、水酸化アルミニウム、シリカ粉、炭酸マグネシウム、珪藻土、ベントナイト、炭粉末を例示でき、軽量化剤として、ガラスバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーンを例示できる。
これらは、１種或いは複数種類を選択して用いることができ、有機系と無機系のものを併用してもよい。但し、焼却が容易な粘土を提供する場合には、無機系主成分を粘土の総重量の５０％未満、より好ましくは、３０％未満とする。
逆にいえば、乳化ゲルを含む全成分中、有機系材料を７０重量％以上とすることが望ましい。
また、有機系或いは無機系の軽量化剤を使用することによって、粘土の重量を軽くでき、水に浮く粘土を製造することも可能である。
【００１１】
上記の主成分に加えて、増粘剤として、アルカリ金属石鹸やアルカリ土類石鹸等を併用して、粘度を調整するようにしてもよい。
【００１２】
製造方法としては、上記の乳化ゲルを調製した後、これと、充填剤１種或いは２種類以上と、必要に応じて増粘剤とを、攪拌機でミキシングする。これを混練機で混練し、最後に真空土練機でエアーを脱泡し、製品を完成させる。
【００１３】
【実施例】
以下、本願発明の理解を高めるために実施例を示すが、本願発明はこの実施例に限定して理解されるべきではない。また、以下の実施例での配合量の単位は、重量％とするが、単に％と記載する。
【００１４】
実施例１
（乳化ゲルの調整）
下記の表１の配合によって、乳化ゲルを作成した。乳化機の中で、ワセリン、イソパラフィン、パラフィンワックスを予め、６０〜８０℃で溶融し、予め精製水と乳化剤とを５０〜７０℃で混合したものを、徐々に投入して、周速１，２００ｍ／分で、２５分攪拌し、その後、回転速度を落としながら、徐冷した。なお、配合量については、「％」は「重量％」を意味する。
【００１５】
【表１】
ワセリン（ペトロラタム）                             ４０％
イソパラフィン                                       １５％
パラフィンワックス                                   １５％
ソルビタンアルキルエステル（ＨＬＢ  ４．３）           ７％
ポリオキシエチレンアルキルエステル（ＨＬＢ  １３．１） ３％
精製水                                               ２０％
【００１６】
（粘土の作成）
上記の乳化ゲルを調製した後、これと、表２に示す成分を加えて、攪拌機でミキシングした後、混練機で混練し、最後に真空土練機でエアーを脱泡し、製品を完成させた。
【００１７】
【表２】
乳化ゲル（表１）          ３５％
合成樹脂粉末              ３０％
プラスチックピグメント      ５％
タルク                    １５％
ジンクステアレート        １５％
【００１８】
実施例２
実施例１と同様の操作によって、表３の配合に基づき乳化ゲルを作成し、この乳化ゲルに、表４に示す成分を加えて、製品を完成させた。
【００１９】
【表３】
マイクロクリスタリンワックス                        ４０％
イソパラフィン                                      ２５％
パラフィンワックス                                  １０％
ソルビタンアルキルエステル（ＨＬＢ  ３．７）          ５％
ポリオキシエチレンアルキルエステル（ＨＬＢ  １１．５）２％
グリセリン                                            ８％
水                                                  １０％
【００２０】
【表４】
乳化ゲル（表３）        ３４％
合成樹脂粉末            １７％
フライアッシュバルーン  ３５％
ジンクステアレート      １４％
【００２１】
実施例３
実施例１と同様の操作によって、表５の配合に基づき乳化ゲルを作成し、この乳化ゲルに、表６に示す成分を加えて、製品を完成させた。
【００２２】
【表５】
マイクロクリスタリンワックス                        ３０％
流動パラフィン                                      ４０％
パラフィンワックス                                  １０％
ソルビタンアルキルエステル（ＨＬＢ  ４．３）          ５％
ポリオキシエチレンアルキルエステル（ＨＬＢ  １３．１）５％
グリセリン                                          １０％
【００２３】
【表６】
乳化ゲル（表５）        ３５％
木粉                      ８％
ジンクステアレート        ９％
合成樹脂粉末            １６％
プラスチックピグメント  １６％
タルク                  １６％
【００２４】
上記によって得られた実施例１の粘土を、試験１〜３にて試験した。
試験１は、実施例１の粘土を、表７に示す室温中に保管し、粘土の針入度を測定したもので、その結果を表７に示す。針入度の測定は、株式会社レオテック社製「フードレオメータ」を用いて行った（以下、同じ）。
この試験１によって、温度上昇が生じても、針入度は大きく変化せず、材料の粘性が使用中に大きく変化しないことが確認された。
【００２５】
【表７】
0003751868.tif 000002
【００２６】
次に、試験２は、実施例１の粘土を冷凍室に入れて品温−１０℃まで凍らせた後、冷凍室から、室温２８℃の雰囲気内に取り出し、１時間毎に、粘土の品温と針入度を測定した。その結果を表８に示す。
この試験２によって、凍ってしまった粘土であっても、２時間たつと、扱うことができるものとなることが確認された。
【００２７】
【表８】
0003751868.tif 000003
【００２８】
試験３は、実施例１の粘土を、温度５０℃、湿度６０％の恒温恒湿室内に入れて、その重量の変化を観測したもので、その結果を表９に示す。
この試験３にあっては、１カ月経過後も、０．０４％の減量しかみられなかったため、１年中変化の少ない粘土であることが確認された。
【００２９】
【表９】
0003751868.tif 000004
【００３０】
次に、試験４及び５を、実施例１〜３及び比較例１、２について行った。
比較例１はワックス粘土であり、比較例２は、金属石鹸とグリースとを配合した粘土であり、その配合を表１０に示す。単位は重量％である。
【００３１】
【表１０】
0003751868.tif 000005
【００３２】
試験４は、粘土の品温の変化に伴う、針入度ならびに粘土の状態の変化を観測したもので、その結果を表１１に示す。
【００３３】
【表１１】
0003751868.tif 000006
【００３４】
試験５は、各粘土を、温度５０℃、湿度６０％の恒温恒湿室内に入れて、その重量の変化を観測したもので、その結果を表１２に示す。
【００３５】
【表１２】
0003751868.tif 000007
【００３６】
尚、上記の特徴に加えて、得られた粘土は、タルク以外が有機系材料であるため、焼却が可能である。また、鉱物油として、イソパラフィン、流動性パラフィンのように、純度の高い材料を用いることによって、臭いが少ない。また、紫外線に強く、変色しないという利点がある。
【００３７】
【発明の効果】
本願の請求項１〜４の発明は、温度変化によっても粘土の硬さが変化し難い粘土を提供することができたものである。また、粘土を低温で放置しておいても比較的短時間で使用可能な状態にでき、さらに、年間を通じて変化の小さな粘土を提供することができたものである。
特に、請求項４の発明にあっては、焼却性も良好にできる粘土を提供することができたものである。
本願の請求項５の発明は、上記の特徴を備えた粘土の製造方法を提供することができたものである。