JP5498590B2 - 工作用ゴム粘土 - Google Patents

Description

本発明は、工作用ゴム粘土に係り、より詳細には、べたつきがないので手に付かず、工作物を作った後に長時間放置しても固まらないので、再使用が可能な無機化合物を用いた工作用ゴム粘土に関するものである。

一般的に公知の工作用ゴム粘土（いわゆるゴム粘土）は、子供たちが手軽に工作遊びができるように製作されたもので、油性ゴム粘土または水性ゴム粘土などで製造／販売されている。油性ゴム粘土は、造形物を作った後に保管する際、そのままの形を維持することができるが、ゴム粘土が固いため、子供たちがこれを使って模型を製作しにくいという短所がある。そして、水性ゴム粘土は、練るのが容易で、子供たちが遊びの用途に使用するのが楽な反面、水分の含量が多いため、製作時にべたつきが激しく、乾燥すると収縮及びねじれの現象が発生し、長期間の保管が難しいという短所がある。また、前記の油性ゴム粘土及び水性ゴム粘土は、工作物を製作したあと放置しておくと、水分の蒸発によって簡単に固まってしまい、再使用が不可能という短所がある。

本発明は、このような問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、透明度の優れた無機化合物を主成分として適当な可塑度を持たせ、べたつきがないので手に付かず、工作物（模型物）を作った後に長時間放置しても固まらないので、再使用が可能で、多様な色相を演出できる工作用ゴム粘土を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、主成分の無機化合物に抗菌剤を追加することによって、細菌の繁殖を防止することのできる、工作用ゴム粘土を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、主成分の無機化合物に蓄光剤を追加することによって、多様な雰囲気を演出できる夜光工作物を製作することのできる、工作用ゴム粘土を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明は、工作用途で使用できる無機化合物からなる工作用ゴム粘土において、全体ゴム粘土の重量に対して６０〜８０％で含まれ、シロキサンとシリコン、ジメチル、メチルビニル、末端にビニル基を有する物質が混合されてなるゲル状のシリコンベースと、全体ゴム粘土の重量に対して１５〜３５％で含まれ、パウダー状のシリカ系からなり、硬度を調節するための可塑度調節剤と、全体ゴム粘土の重量に対して１〜５％で含まれ、ポリジメチルシロキサン系からなり、固化を防止するためのオイル状の固化防止剤と、全体ゴム粘土の重量に対して０．１〜２％で含まれ、細菌の繁殖を防止するための抗菌剤と、を混合してなることを特徴とする。

また、本発明は、全体ゴム粘土の重量に対して１〜３％で含まれ、カラーを演出するための色相顔料をさらに混合してなることを特徴とする。

また、本発明は、全体ゴム粘土の重量に対して１〜１０％の蓄光剤をさらに混合してなることを特徴とする。

また、本発明は、前記可塑度調節剤が、粒子が５〜２０ミリミクロンの乾式シリカ、粒子が２０〜２，０００ミリミクロンの湿式シリカ、粒子が２，０００〜５０，０００ミリミクロンの珪藻土のうち選択されてなることを特徴とする。

前記のような組成物からなる本発明に係る工作用ゴム粘土によれば、透明度の優れた無機化合物であるシリコンベースとポリジメチルシロキサン系の固化防止剤を主成分としているので、透明度が優れ、適当な可塑度によって、べたつきがないので手に付かず、工作物（模型物）を作った後に長時間放置しても固まらないので、再使用が可能な作用効果がある。

また、本発明に係る工作用ゴム粘土によれば、少量の抗菌剤が添加されているので、ゴム粘土を繰り返して使用しても、細菌の繁殖を防止できるという長所がある。

また、本発明に係る工作用ゴム粘土によれば、透明度の優れた基本原料に色相顔料を混合することによって、多様なカラーを鮮やかに演出でき、また蓄光剤を追加すると、夜光機能のある工作物を製作できるという長所がある。

本発明に係る工作用ゴム粘土の組成を示すものである。 本発明に係る工作用ゴム粘土の製造工程を示すブロック図である。 本発明に係る工作用ゴム粘土の実際の製品写真を示すものである。 本発明の工作用ゴム粘土をなすシリコンベースと可塑度調節剤との配合割合による工作用ゴム粘土の可塑度の経時変化を写真で示すものである。 本発明の工作用ゴム粘土をなすシリコンベースと可塑度調節剤との配合割合による工作用ゴム粘土の可塑度の経時変化を写真で示すものである。 本発明の工作用ゴム粘土をなすシリコンベースと可塑度調節剤との配合割合による工作用ゴム粘土の可塑度の経時変化を写真で示すものである。 他社のゴム粘土製品の可塑度の経時変化を写真で示すものである。 他社のゴム粘土製品の可塑度の経時変化を写真で示すものである。 他社のゴム粘土製品の可塑度の経時変化を写真で示すものである。

以下、本発明に係る一つの好適な実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。（添付の図面を簡略に説明すると、図１は、本発明に係る工作用ゴム粘土の組成物を示すものであり、図２は、本発明に係る工作用ゴム粘土の製造工程を示すものである。）

本発明に係る工作用ゴム粘土は、シリコンが主材料である無機化合物を主成分として透明度に優れ、べたつきがないので手に付かず、工作物を作った後に長時間放置しても固まらないので、再使用が可能である。

このような本発明に係る工作用ゴム粘土は、図１に示すように、シリコンベース１０と可塑度調節剤２０及び固化防止剤３０と抗菌剤４０からなる必須組成物と、色相顔料５０と蓄光剤６０からなる付加組成物と、が適当な割合で混合されてなる。

必須組成物をなすシリコンベース１０は、全体ゴム粘土の重量に対して６０〜８０％で含まれ、シロキサンとシリコン（Ｓｉｌｏｘａｎｅｓ ａｎｄ ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ）、ジメチル（Ｄｉｍｅｔｈｌｙ）、メチルビニル（ｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ）、末端にビニル基を有する（ｖｉｎｙｌ ｇｒｏｕｐ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）物質が混合してなる。本発明の実施例でシリコンベース１０は、ＣＡＳ番号(ＣＡＳ Ｎｏ)６８０８３-１８-１のシロキサンとシリコン（Ｓｉｌｏｘａｎｅｓ ａｎｄ ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ）、ジメチル（Ｄｉｍｅｔｈｌｙ）、メチルビニル（ｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ）、末端にビニル基を有する（ｖｉｎｙｌ ｇｒｏｕｐ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）物質を採択した。このようなシリコンベース１０は、ゴム粘土全体の重量に対して６０〜８０％で構成すると、成形が容易で、形態を維持することができるが、これをゴム粘土全体の重量に対して８０％以上過度に添加すると、成形は容易であるが、模型を作って放置したときに形状が変わり易い。

必須組成物をなす可塑度調節剤２０は、ゴム粘土の可塑度（硬度）を決定するためのもので、全体ゴム粘土の重量に対して１５〜３５％で含まれ、パウダー状のシリカ系からなる。本発明の実施例で可塑度調節剤２０は、シリカの粒子が５〜５０，０００ミリミクロンのパウダー状であり、ＣＡＳ番号(ＣＡＳ Ｎｏ)７６３１-８６-９の二酸化シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｄｉｏｘｉｄｅ）を採択した。また、可塑度調節剤２０は、粒子が５〜２０ミリミクロンの乾式シリカ、粒子が２０〜２，０００ミリミクロンの湿式シリカ、粒子が２，０００〜５０，０００ミリミクロンの硅藻土のうち選択することができる。乾式シリカ（Ｆｕｍｅｄ Ｓｉｌｉｃａ）は、透明度が非常に優れ、様々な色相を非常に鮮やかに表現できるという長所があり、湿式シリカ（Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ Ｓｉｌｉｃａ）は、透明度が非常に優れているわけではないが、それでも優れた方なので、色相を鮮やかに表現できる。また、硅藻土（Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅａｒｔｈ）は、それ自体が薄い灰色またはベージュを帯びているため、澄んだ色相を表現するには不適であるが、暗いカラーを表現するには適している。

必須組成物をなす固化防止剤３０は、ゴム粘土の固化を防止するためのもので、全体ゴム粘土の重量に対して１〜５％で含まれ、ポリジメチルシロキサン系からなる。本発明の実施例で固化防止剤３０は、透明オイル（ｏｉｌ）状であり、ＣＡＳ番号(ＣＡＳ Ｎｏ)６３１４８-６２-９のポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）を採択した。このような固化防止剤３０は、時間の経過に伴いゴム粘土が硬化して固化するのを遅延させながら、ゴム粘土を柔軟にする潤滑剤の役割を果たす。また、ポリジメチルシロキサンは、女性用化粧品などに幅広く使われるもので、ゴム粘土の固化を防止できるのはもちろん、ゴム粘土の表面の艶と光をより良くする。

必須組成物をなす抗菌剤４０は、ゴム粘土で細菌の繁殖を防止するためのもので、全体ゴム粘土の重量に対して０．１〜１％で含まれる。ゴム粘土を手で触っていると細菌が繁殖することがあるが、これは、ゴム粘土に均一に含有されている抗菌剤４０成分によって防止される。このような抗菌剤４０は、液状またはパウダー状などの多様なものを採択して適用することができる。

そして、付加組成物をなす色相顔料５０は、有機化合物を主成分として、透明度の優れたシリコンベース組成物にカラー（色相）を有するようにするためのもので、カラーを演出できるように、ゴム粘土全体の重量に対して１〜３％で混合される。すなわち、必須組成物のみを混合してゴム粘土を製造すると澄んだ透明色であり、ここに、レッド、グリーン、ブルーなどを帯びた色相顔料を混合すると、多様なカラーを有するゴム粘土を製造することができる。

また、付加組成物をなす蓄光剤６０は、ゴム粘土全体の重量に対して１〜１０％で混合される。すなわち、ゴム粘土組成物に、アルミニウム系列で粒子が３〜１０，０００ミリミクロン程度の蓄光剤をさらに混合すると、自ら光エネルギーを蓄積しておき、暗くなると光を発散する夜光工作物を製作することができる。本発明の実施例では、蓄光剤をアルミニウム系列のものを採択したが、この他にも、多様な種類の蓄光剤を選択して適用できるのはもちろんである。

次には、このような組成物を用いた本発明に係る工作用ゴム粘土の製造工程を図２を参照して説明する。

まず、本発明に係る工作用ゴム粘土の製造工程は、シリコンベース１０、可塑度調節剤２０、固化防止剤３０及び抗菌剤４０を練る練り工程（Ｓ１０）と、この練り工程（Ｓ１０）以後に、色相顔料５０と蓄光剤６０をミキシングするミキシング工程（Ｓ２０）とに区分される。

練り工程（Ｓ１０）は、ニーダー（図示せず）を用いて、全体ゴム粘土の重量に対して６０〜８０％のシリコンベース１０と、全体ゴム粘土の重量に対して１５〜３５％の可塑度調節剤２０と、全体ゴム粘土の重量に対して１〜５％の固化防止剤３０と、全体ゴム粘土の重量に対して０．１〜１％の抗菌剤４０と、を練る工程である。このような練り工程（Ｓ１０）を経ると、シリコンベース１０、可塑度調節剤２０、固化防止剤３０及び抗菌剤４０が均一に混合されて、生地（ｄｏｕｇｈ）形態のゴム粘土が完成する。

次に、ミキシング工程（Ｓ２０）は、ローラミキシング機を用いて、生地形態のゴム粘土に、全体ゴム粘土の重量に対して１〜３％の色相顔料５０と、全体ゴム粘土の重量に対して０．１〜１０％の蓄光剤６０をさらに混合する工程である。このようなミキシング工程（Ｓ２０）を経ると、本発明に係る工作用ゴム粘土が最終的に完成する。

このような工作用ゴム粘土には、多様なカラーを具現するために、色相の異なる色相顔料を適用することができ、工作用ゴム粘土の製造時に最も重要なのは、各組成物の配合割合であるので、各組成物を別途に準備した後、これらを混合することが望ましい。

一方、このような一連の工程を通じて製造された本発明に係る工作用ゴム粘土は、透明度の優れた無機化合物が主成分となっており、オイル状の固化防止剤が混合されているので、べたつきがないので手に付かず、工作物（模型物）を作った後に長時間放置しても固まらないので、再使用が可能である。

また、多様な色相を有する工作用ゴム粘土を容易に製造することができ、主成分の無機化合物に抗菌剤を追加することによって、細菌の繁殖を防止できる。そして、主成分の無機化合物に蓄光剤を追加することによって、夜間に光を発して、多様な雰囲気を演出できる夜光工作物を製作できる。また、使用者が直接色相の異なる工作用ゴム粘土を取って混練しても、また他の色相を有するゴム粘土を自由に演出できる。

参考に、図３は、本発明に係る工作用ゴム粘土の実際の製品写真を示すもので、透明度が優れ、色相顔料を変えて多様なカラーを有する工作用ゴム粘土を製造することができる。

本出願の発明者が複数回の実験を行った結果、他の組成物の含量費は同一に適用する一方、シリコンベース１０をゴム粘土全体の重量に対して６８％程度で、可塑度調節剤２０をゴム粘土全体の重量に対して２７％程度で適用する場合、長時間経過しても可塑度が適当に維持され、ゴム粘土工作物の形態が維持されることが分かった。

このようなゴム粘土をなす主要組成物の含量費によるゴム粘土の可塑度の経時変化を、表１を参照して説明すると、次の通りである。

＜実験基準＞

可塑度計は、２つの平行板の間に試料を挟んで規定の荷重をかけて、時間と厚さの変化をダイヤルインジケーター（Ｄｉａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）で読み取り、可塑度を求めるもので、

（１）規格：ＡＳＴＭＤ-９２６

（２）形式：ウィリアムス式（Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｔｙｐｅ）

（３）標準仕様：加圧荷重：５ｋｇ加圧面積：直径６０ｍｍ
ダイヤルゲージ：ストローク１５ｍｍ上、本体の重量：約１０ｋｇ

（４）試料準備：試料の厚さ１０ｍｍ、円筒の直径１６ｍｍ

（５）試験方法：ａ．．ダイヤルインジケーターを零点に合わせる。
ｂ．．試験機の環境温度が安定するまで待つ。
ｃ．．２つの平行板の間に迅速に試料を挟む。
ｄ．．測定しようとする時間が経過したあとにゲージを読み取る。

＜実施例１の説明＞

前記表１で分かるように、実施例１は、ゴム（シリコン）粘土の低可塑度である場合を実験したもので、シリコンベース１０をゴム粘土全体の重量に対して８２％で、可塑度調節剤２０をゴム粘土全体の重量に対して１３％で配合した場合である。このような実施例１の場合は、図４に写真で示したように、長い時間常温に放置しても全く固まらないが、可塑度が低すぎるため、製品で工作物を成形しても、製品の模型が歪んでしまい工作物の成形が不可能である。

＜実施例２の説明＞

実施例２は、ゴム（シリコン）粘土の適正可塑度である場合を実験したもので、シリコンベース１０をゴム粘土全体の重量に対して６８％で、可塑度調節剤２０をゴム粘土全体の重量に対して２７％で配合した場合である。このような実施例２の場合は、図５に写真で示したように、長い時間常温に放置しても全く固まらず、適正な可塑度を持つため、製品で工作物を成形しても、製品の模型がさほど歪まないので、工作物の成形を容易にすることができ、長期間の保管が可能である。

＜実施例３の説明＞

実施例３は、ゴム（シリコン）粘土の高可塑度である場合を実験したもので、シリコンベース１０をゴム粘土全体の重量に対して３８％で、可塑度調節剤２０をゴム粘土全体の重量に対して５７％で配合した場合である。このような実施例３の場合は、図６に写真で示したように、製品を作ることができず、くずれてしまう現象が発生して、全く工作物の成形が不可能である。

次には、本発明に係る工作用ゴム粘土と他社製品の可塑度の経時変化を、表２を参照して説明する。

前記表２で分かるように、本発明に係るゴム粘土の場合［シリコンベース１０をゴム粘土全体の重量に対して６８％で、可塑度調節剤２０をゴム粘土全体の重量に対して２７％で配合した場合］では、測定に僅かな誤差はあるが、長い時間常温に放置しても、可塑度に大きな変化はなく常に工作が可能である。このようなもの（製品名：チュムリ、製造：大一素材株式会社）は、図５で示した製品名：チュムリの可塑度の経時変化による製品写真からも明確である。

一方、Ａ社製品の場合は、図７に写真で示したように、可塑度が高いため、時間が経過するほど簡単に固まってしまい、１日以上経過すると、非常に固まって表面が割れる現象が発生し、工作が不可能であることが分かる。そして、Ｂ社製品の場合も、図８に写真で示したように、可塑度が高いため、時間が経過するほど簡単に固まってしまい、１日以上経過すると、表面がスポンジのように固まって、工作が不可能であることが分かる。また、Ｃ社製品の場合は、図９に写真で示したように、はじめから可塑度が高いため、乳児や子供が工作物を作るには非常に難しい。

本発明は、シリコンベースを主材料として、べたつきがなく、工作物を作った後に長時間放置しても固まらないので、再使用が可能な工作用ゴム粘土の分野で幅広く利用することができる。

１０ シリコンベース
２０ 可塑度調節剤
３０ 固化防止剤
４０ 抗菌剤
５０ 色相顔料
６０ 蓄光剤

Claims (4)

1. 工作用途で使用できる無機化合物からなる工作用ゴム粘土において、
   全体ゴム粘土の重量に対して６０〜８０％で含まれ、シロキサンとシリコン、ジメチル、メチルビニル、末端にビニル基を有する物質が混合されてなるゲル状のシリコンベース(１０)と、
   全体ゴム粘土の重量に対して１５〜３５％で含まれ、パウダー状のシリカ系からなり、硬度を調節するための可塑度調節剤(２０)と、
   全体ゴム粘土の重量に対して１〜５％で含まれ、ポリジメチルシロキサン系からなり、固化を防止するためのオイル状の固化防止剤(３０)と、
   全体ゴム粘土の重量に対して０．１〜１％で含まれ、細菌の繁殖を防止するための抗菌剤(４０)と、を混合してなることを特徴とする、工作用ゴム粘土。
2. 全体ゴム粘土の重量に対して１〜３％で含まれ、カラーを演出するための色相顔料(５０)をさらに混合してなることを特徴とする、請求項１に記載の工作用ゴム粘土。
3. 全体ゴム粘土の重量に対して１〜１０％の蓄光剤(６０)をさらに混合してなることを特徴とする、請求項１または２に記載の工作用ゴム粘土。
4. 前記可塑度調節剤(２０)は、
   粒子が５〜２０ミリミクロンの乾式シリカ、
   粒子が２０〜２，０００ミリミクロンの湿式シリカ、
   粒子が２，０００〜５０，０００ミリミクロンの珪藻土のうち選択されてなることを特徴とする、請求項１に記載の工作用ゴム粘土。