專利名稱：輕量粘土及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是輕量粘土及其制造方法，特別是具有適宜輕量性能或造型性能、及具有優(yōu)良發(fā)色性能、且制造成本低的輕量粘土及其制造方法。
為此，在特公昭51-893號的公報中，公開了以粉末化的發(fā)泡聚苯乙烯為主要材料的、并添加有紙漿材料或水而構(gòu)成的輕量粘土。
但是，粉末化的發(fā)泡聚苯乙烯就其構(gòu)造而言，其表面生有多數(shù)空隙，當(dāng)此空隙通過水等的浸透，就會有豐富的含水性或含液性。這樣，輕量粘土整體重量仍然存在著沒有過多輕減的輕量化上的問題。而且，由于發(fā)泡聚苯乙烯不易微小化，會出現(xiàn)難以與配方材料均勻混合的問題。
另外，在特公昭59-50615號的公報中，公開了添加30～40％重量單位的由發(fā)泡無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的微小中空粉粒體(粒度不足150μm、容積比重為0.6以下)、3～13％重量單位的纖維粉(纖維長為10mm以下)、31～60％重量單位滑石粉(粒度為150μm以下)、3～8％重量單位的水溶性合成糊劑的單劑或并用劑后，與水進(jìn)行混練，將穿透度調(diào)整為100～350的能夠磨光的成形用粘土。并且，類似此構(gòu)成的雕塑材料也被公開在特公昭57-16356號的公報中。
但是，所說的成形用粘土或雕塑材料，因為由發(fā)泡無機(jī)質(zhì)材料構(gòu)成的微小中空粉?；驇r石粉的添加量較多，不容易混合分散；并且所得的成形用粘土或雕塑材料，不但缺乏操作性能或造型性能，其制造成本還很高。
在特開平2-123390號的公報中，公開了相對于全體重量，占3～20％重量單位的有機(jī)中空微小球(其外殼由含有亞(二)氯乙烯或丙烯腈的共聚物構(gòu)成)、占5～20％重量單位的合成粘結(jié)劑(羧甲基纖維素)、占10～30％重量單位的纖維粉、和占50～60％重量單位的水，并按此比例進(jìn)行配合而得的輕量、白色度高、并且容易焚燒處理的輕量粘土。
即，當(dāng)有機(jī)中空微小球的配方比例不足3％重量單位時，則不能達(dá)到所定的目標(biāo)重量；而當(dāng)所說的有機(jī)中空微小球的配方比例超過20％重量單位時，則會損壞輕量粘土的性質(zhì)。
另外，當(dāng)纖維粉的配方比例不足10％重量單位時，則不能充分發(fā)揮結(jié)合材的作用；而當(dāng)所說的纖維粉的配方比例超過30％重量單位時，會因保存多量的水而損壞粘土的輕量化。
當(dāng)水的配方比例不足50％重量單位時，會使造型作業(yè)困難；而當(dāng)水的配方比例超過60％重量單位時，會使粘土軟化導(dǎo)致造型性能匱乏，同時也會損壞粘土的輕量化。
但是，當(dāng)所說的輕量粘土因有機(jī)中空微小球的添加量超過最大的20％重量單位時，會影響有機(jī)中空微小球的混合分散，而且所得的粘土?xí)^輕，缺乏操作性能或造型性能，并使制造成本提高。
所說的輕量粘土，因有機(jī)中空微小球的添加量較多，往往會殘留發(fā)泡氣體(發(fā)泡液體)，即所謂的未發(fā)泡有機(jī)中空微小球會大量存在。所以，當(dāng)輕量粘土被聚乙烯薄膜等包裝材料所覆蓋并進(jìn)行長期保管時，或者因夏季等周圍溫度上升呈高溫狀態(tài)時，由于有殘留的發(fā)泡氣體，被包裝材料所覆蓋的輕量粘土則會膨脹至初期容積的1.2～3倍左右(以下稱膨脹問題)。
另外，所說的輕量粘土，因有機(jī)中空微小球的添加量較多，在添加色素時，會出現(xiàn)阻礙色素分散而無法得到良好發(fā)色性能的問題。
在特開平10-268755號的公報中，公開了通過按30～70重量單位的玻璃微小中空球(其粒徑為1～200μm)、30～60重量單位的纖維粉、10～50重量單位的羧甲基纖維素、和200～400重量單位的水(以玻璃微小中空球、纖維粉、羧甲基纖維素的合計重量為基準(zhǔn))的比例進(jìn)行調(diào)配，得到輕量、干燥日數(shù)短、收縮率小的輕量粘土。
也就是說，當(dāng)玻璃微小球的配方比例不足30重量單位時，則無法達(dá)到粘土的輕量化；而當(dāng)玻璃微小球的配方比例超過70重量單位時，粘土則容易收縮而出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。
而且，當(dāng)纖維粉的配方比例不足30重量單位時，輕量粘土的收縮或龜裂則會增大；而當(dāng)纖維粉的配方比例超過60重量單位時，會因水的多量保存而影響其輕量化。
另外，當(dāng)水的配方比例不足200重量單位時，對于輕量粘土來說，會出現(xiàn)造型作業(yè)的困難；當(dāng)水的配方比例超過400重量單位時，會使粘土軟化而缺乏造型性能，并且容易附著在手上。
所說的輕量粘土中，由于玻璃中空微小球或纖維粉的添加比例過多，所得的粘土缺乏造型性能，制造成本還高。
而且，所說的輕量粘土中，因玻璃中空微小球的添加量過多，在添加色素時，會阻礙色素分散而無法得到良好發(fā)色性能。
為此，本發(fā)明的發(fā)明者們，對于輕量粘土中的有機(jī)中空微小球的平均徑粒或白色度(WL)、以及添加量進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了牽涉到其相互作用，影響輕量粘土的白色度(WL)、發(fā)色性能、造型性能、輕量性能、以及膨脹問題的關(guān)系。
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)色性能、造型性能、輕量性能優(yōu)良，即使在被包裝材料覆蓋的狀態(tài)下長期保管、或者因夏季等周圍溫度上升的高溫狀態(tài)下也不會膨脹的具有良好的保管性能、且生產(chǎn)成本便宜的輕量粘土及其制造方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的輕量粘土，其含有有機(jī)中空微小球及粘結(jié)劑樹脂，其中有機(jī)中空微小球的平均粒徑設(shè)定在15～150μm的范圍值內(nèi)，同時，該有機(jī)中空微小球的添加量，相對于整體重量而言，設(shè)定在6％重量單位以下的范圍值內(nèi)；并且，依據(jù)JIS L 0803測出的輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上。
通過將這種有機(jī)中空微小球的平均粒徑控制在一定范圍值內(nèi)，同時，通過控制輕量粘土的白色度(WL)，可以提高其美觀度。在為彩色化而添加色素時，可以得到優(yōu)良的發(fā)色性能。
另外，由于本發(fā)明中有機(jī)中空微小球的添加量比較少，這樣，即使添加了色素，色素的分散性能也不會被阻礙，故可以得到更優(yōu)良的發(fā)色性能。
與現(xiàn)有技術(shù)中的輕量粘土的有機(jī)中空微小球添加上限(20％重量單位)相比，本發(fā)明的添加量少了許多，這樣不僅可以得到所期待的充分且適度的輕量化，而且可以得到具有良好造型性能的輕量粘土。
由于有機(jī)中空微小球的添加量較少，不僅輕量粘土容易混合分散，還可以降低未發(fā)泡有機(jī)中空微小球的存在量；并且，由于降低了價格昂貴的有機(jī)中空微小球的使用量，故其具有優(yōu)良的保管性能(膨脹性能)的同時，還降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明中的另一種形態(tài)中，其為制造含有機(jī)中空微小球和粘結(jié)劑樹脂的輕量粘土的制造方法，其中所說的有機(jī)中空微小球的平均粒徑為在15～150μm的范圍值內(nèi)，其添加量為6％重量單位以下的值(相對于整體重量而言)；同時，用捏和機(jī)將有機(jī)中空微小球和粘結(jié)劑樹脂進(jìn)行混煉，使依據(jù)JIS L 0803測出的輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上。
這樣就可以得到具優(yōu)越造型性能、輕量性、和白色度好的輕量粘土，當(dāng)添加色素時，亦具有優(yōu)良的發(fā)色性能。
圖2所示的是輕量粘土中的有機(jī)中空微小球的添加量與膨脹性能評價結(jié)果間的關(guān)系特性圖。
圖3所示的是輕量粘土中的有機(jī)中空微小球的添加量與制價比例間的關(guān)系特性圖。
圖4所示的是輕量粘土的白色度(WL)與發(fā)色性能間的關(guān)系特性圖。
圖5所示的是輕量粘土的螢光增白劑的添加量與發(fā)色性能間的關(guān)系特性圖。
圖6(a)所示的是本發(fā)明的輕量粘土中的色素材料的平均粒徑與光透性(發(fā)色性能)間的關(guān)系圖。
圖6(b)所示的是現(xiàn)有技術(shù)的輕量粘土中的色素材料的平均粒徑與光透性(發(fā)色性能)間的關(guān)系圖。
圖7(a)所示的是本發(fā)明的輕量粘土中的色素材料的添加量與光透性(發(fā)色性能)間的關(guān)系圖。
圖7(b)所示的是現(xiàn)有技術(shù)的輕量粘土中的色素材料的添加量與光透性(發(fā)色性能)間的關(guān)系圖。
本發(fā)明的最佳實施形態(tài)本發(fā)明的實施形態(tài)為含有有機(jī)中空微小球、由極性化合物組成的粘結(jié)劑樹脂、纖維、水、色素的輕量粘土及其制造方法，該有機(jī)中空微小球的平均粒徑設(shè)置在15～150μm的范圍值內(nèi)，相對于整體重量而言，其添加量適宜在6％重量單位以下，且依據(jù)JIS L 0803測定輕量粘土的白色度(WL)在50以上的值。
以下，就有機(jī)中空微小球及極性化合物的構(gòu)成要素分別予以說明。1.有機(jī)中空微小球(1)種類1有機(jī)中空微小球只要使用具有由有機(jī)材料組成的外殼、且其內(nèi)部存有空隙的微小球即可。
作為此有機(jī)中空微小球，可以是外殼由亞(二)氯乙烯丙烯腈共聚樹脂、乙烯基乙酸酯丙烯腈共聚樹脂、甲基丙烯酸甲酯丙烯腈共聚樹脂、丙烯腈樹脂等構(gòu)成，內(nèi)部包有氣體或液體的有機(jī)中空微小球。
在這些有機(jī)中空微小球中，特別是有由亞(二)氯乙烯丙烯腈共聚樹脂構(gòu)成外殼的有機(jī)中空微小球，其制造容易不說，在加熱時還可以使之膨脹到所期望的大小，故更為理想。但是，由亞(二)氯乙烯丙烯腈共聚樹脂構(gòu)成外殼的有機(jī)中空微小球，在發(fā)泡時的溫度較高或溫度分布不均勻時，容易著色為茶色或焦茶色，從而影響其白色度(WL)達(dá)不到50的值，應(yīng)予以注意。
由乙烯基乙酸酯丙烯腈共聚樹脂、甲基丙烯酸甲酯丙烯腈共聚樹脂、丙烯腈樹脂等構(gòu)成外殼的有機(jī)中空微小球，因其白色性能較高，故其白色度(WL)的調(diào)整則更為容易。(2)種類2除有機(jī)中空微小球以外，還可以同時使用外殼為無機(jī)材料(例如，玻璃材料)構(gòu)成的無機(jī)中空微小球。
這樣的無機(jī)中空微小球，無色透明，耐壓強(qiáng)度高，例如，以750psi(1psi＝6.90×103N，1kgf＝9.807N/cm2)的測定壓進(jìn)行加壓時，其殘存率為90～92(VOL％)，并且較輕。
所以，通過有機(jī)中空微小球和無機(jī)中空微小球的同時使用，明顯減輕了輕量粘土的單位體積的重量，同時，由于有機(jī)中空微小球存在于無機(jī)中空微小球的周圍，起到了緩沖材料的作用，即可以有效地防止無機(jī)中空微小球遭受破壞，提高無機(jī)中空微小球的分散性能。
通過有機(jī)中空微小球和無機(jī)中空微小球的同時使用，在與色素的關(guān)系上，能夠提高發(fā)色性能，并提高輕量粘土的形狀保持性能，降低收縮率。
另外，通過有機(jī)中空微小球和無機(jī)中空微小球的同時使用，可以相對降低有機(jī)中空微小球的使用量，從而有效防止由未發(fā)泡的有機(jī)中空微小球引起的膨脹問題，得到優(yōu)越的保管性能。(3)白色度有機(jī)中空微小球的顏色以白色或接近于白色的顏色為佳，即依據(jù)JIS L 0803測定的有機(jī)中空微小球白色度(WL)宜為50以上的值。
其理由是，在種種的有機(jī)中空微小球中，通過使用白色度(WL)在50以上的富有白色性能的有機(jī)中空微小球，會使輕量粘土的白色度(WL)易于調(diào)整，或者能夠得到在添加色素時的發(fā)色性能更為優(yōu)良的輕量粘土；反之，若所謂的白色度(WL)不足50的值的話，有機(jī)中空微小球則略呈茶色，當(dāng)在輕量粘土中添加色素，特別是同時添加白色系色素或黃色系色素時，會出現(xiàn)混濁的現(xiàn)象，其發(fā)色性能明顯降低。
但是，若白色度(WL)的值過高的話，也會過度限制有機(jī)中空微小球的構(gòu)成材料。
所以，所說的有機(jī)中空微小球的白色度(WL)以在70～99.9的范圍值內(nèi)為佳，在80～99的范圍值內(nèi)則更佳。
另外，所說的白色度(WL)值的調(diào)整，可以通過在有機(jī)中空微小球的外殼中添加氧化鈦或二氧化硅等白色粒子，或者，用這些白色粒子覆蓋在周圍的方法來實現(xiàn)；另外，也可以通過降低有機(jī)中空微小球外殼上的氯乙烯樹脂或亞(二)氯乙烯樹脂、或者甲醛類樹脂(酚醛樹脂、密胺樹脂、三聚氰二胺樹脂、尿素樹脂)等的使用量來實現(xiàn)，具體地說，其使用量設(shè)定在10％重量單位以下的值即可；另外，還可以通過在有機(jī)中空微小球的外殼中添加或涂抹后述的螢光增色劑來實現(xiàn)。
所說的有機(jī)中空微小球的白色度(WL)以及后述的輕量粘土的白色度(WL)，可以依據(jù)JIS L 0803來測定，更具體地說，可以用反射率計(如東京電色社制的TR-1000D型或TC-1800MK2)進(jìn)行測定。(4)平均粒徑1有機(jī)中空微小球的平均粒徑應(yīng)在15～150μm的范圍值內(nèi)。
其理由是，所說的有機(jī)中空微小球平均粒徑的值若不足15μm的話，則會降低輕量粘土的造型性能或白色度(WL)，或者，在按所定量添加時難以實現(xiàn)其輕量化。另一方面，所說的有機(jī)中空微小球的平均粒徑的值若超過150μm的話，則難以混合分散，或出現(xiàn)輕量粘土的造型性能低下等問題。
因此，有機(jī)中空微小球的平均粒徑的值以在50～130μm的范圍值內(nèi)為更佳，在70～120μm的范圍值內(nèi)為最佳。
有機(jī)中空微小球的平均粒徑可以通過光學(xué)顯微鏡取有機(jī)中空微小球的畫像，然后將此畫像用畫像處理裝置來算出。(5)平均粒徑2在決定有機(jī)中空微小球的平均粒徑時，宜考慮后述的色素平均粒徑。
即，當(dāng)色素的平均粒徑為D1，有機(jī)中空微小球的平均粒徑為D2時，D2/D1的比率適宜在10～50,000的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)所說的D2/D1的比率不足10時，色素則不會均勻分散，從而影響其對有機(jī)中空微小球的發(fā)色。另一方面，當(dāng)所說的D2/D1的比率超過50,000時，色素則易于凝結(jié)，同時，也不會均勻分散，從而降低其發(fā)色性能。
所以，為了提高色素的發(fā)色性能，所說的D2/D1的比率以在50～10,000的范圍值內(nèi)為佳，在100～1,000的范圍值內(nèi)為更佳。(6)添加量相對于整體重量而言，有機(jī)中空微小球的添加量設(shè)定在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)所說的有機(jī)中空微小球的添加量不足0.1％重量單位時，則難以實現(xiàn)輕量粘土的輕量化。另一方面，當(dāng)所說的有機(jī)中空微小球的添加量超過6％重量單位時，則會降低輕量粘土的造型性能或操作性能，同時，殘留的未發(fā)泡有機(jī)中空微小球會變多，這樣，用包裝材料覆蓋并進(jìn)行長期保管、或因夏季等周圍溫度上升時，包裝材料則會膨脹，從而顯著降低其保管性能。另外，因為有機(jī)中空微小球的價格特別高，當(dāng)其添加量超過6％重量單位時，所得的輕量粘土的成本也會很高。
所以，為了使輕量粘土的造型性能或膨脹性能與輕量性等具有良好的平衡，有機(jī)中空微小球的添加量以在0.5～4％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，在1％～不足3％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。
另外，有機(jī)中空微小球的添加量應(yīng)考慮粘結(jié)劑樹脂的密度，即，通過考慮粘結(jié)劑樹脂的密度來決定有機(jī)中空微小球的添加量，最終可以提供具有等密度經(jīng)濟(jì)型的輕量粘土。
更具體地說，除有機(jī)中空微小球以外的構(gòu)成材料的密度在0.5～不足0.8g/cm2時，有機(jī)中空微小球的添加量相對于整體重量而言，以在0.1％～不足3％重量單位的范圍值內(nèi)為佳；除有機(jī)中空微小球以外的構(gòu)成材料的密度為0.8～5g/cm2時，有機(jī)中空微小球的添加量相對于整體重量而言，以在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。
在此，參照

圖1～圖3，就有機(jī)中空微小球的添加量與輕量粘土的輕量性能和造型性能、膨脹性能、制造成本的關(guān)系分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是將表1的輕量性能及造型性能的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化，以◎的評價為5分、○的評價為3分、△的評價為1分、×的評價為0分的數(shù)值計算出來的。
圖1中的橫軸表示有機(jī)中空微小球的添加量(％重量單位)；左縱軸表示輕量性能(相對值)，曲線A表示其關(guān)系。另外，圖1的右縱軸表示造型性能(相對值)，其與有機(jī)中空微小球的添加量(％重量單位)的關(guān)系用曲線B表示。
通過圖1所示的特性曲線可以理解為，有機(jī)中空微小球的添加量越多，對于輕量粘土的輕量性能的評價會越高，因此，為了能夠得到適宜的輕量性能，有機(jī)中空微小球的添加量必須在0.1％重量單位以上。另一方面，對于輕量粘土的造型性能來說，添加量以3％重量單位為界開始極端降低，到5％重量單位時降低到1，到7％重量單位時評價幾乎降低到0。
所以，通過將有機(jī)中空微小球的添加量設(shè)定在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)，使所得的輕量粘土的輕量性能和造型性能之間具有良好的平衡；而且，若有機(jī)中空微小球的添加量在1％～不足3％重量單位的范圍值內(nèi)的話，對于這些性能來說則更具優(yōu)越平衡。
圖2是將表1的膨脹性能的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化，以◎的評價為5分、○的評價為3分、△的評價為1分、×的評價為0分的數(shù)字計算出來的。
圖2的橫軸表示有機(jī)中空微小球的添加量(％重量單位)，左縱軸表示膨脹性能(相對值)。
通過圖2所示的特性曲線可以理解為，有機(jī)中空微小球的添加量越多，其膨脹性能就會越低；更具體地說，添加量以3％重量單位為界開始極端降低，在5％重量單位時降低到1，在7％重量單位時評價幾乎降低到0。
所以，綜合圖1及圖2所示的結(jié)果，若有機(jī)中空微小球的添加量在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)的話，對于輕量粘土的輕量性能與造型性能、及保管時的膨脹問題之間具良好平衡；而且若有機(jī)中空微小球的添加量在1％～不足3％重量單位的范圍值內(nèi)的話，對于此特性來說更具優(yōu)越平衡。
另外，圖3所示的是輕量粘土的有機(jī)中空微小球的各添加量與輕量粘土的造價比例間的關(guān)系，其中是以有機(jī)中空微小球的添加量在2％重量單位時，輕量粘土的造價為100％為基準(zhǔn)的。
通過圖3所示的特性曲線可以理解為，隨著有機(jī)中空微小球的添加量的增多，輕量粘土的造價比例就有上升的趨勢，特別在添加量為6％重量單位時，以此為界開始極端上升，在添加量為6％重量單位時造價比例上升到150％，添加量為7％重量單位時造價比例上升到220％。
所以，綜合圖1～圖3所示的結(jié)果，由于有機(jī)中空微小球的添加量在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)，故對輕量粘土的輕量性能或造型性能、乃至造價比例之間具有良好平衡；而且，若有機(jī)中空微小球的添加量在1％～不足3％重量單位的范圍值內(nèi)的話，對于此特性來說則具更好的平衡。(7)容積密度有機(jī)中空微小球的容積密度以在0.001～0.5g/cm3的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，有機(jī)中空微小球的容積密度若不足0.001g/cm3的話，則難以在輕量粘土中均勻混合分散。另一方面，若所說的有機(jī)中空微小球的容積密度超過0.5g/cm3的話，則會降低輕量粘土的展性，或影響輕量粘土的輕量化。
所以，有機(jī)中空微小球的容積密度以在0.005～0.2g/cm3的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.01～0.1g/cm3的范圍值內(nèi)為最佳。
另外，所說的有機(jī)中空微小球的容積密度可以依據(jù)JIS K 5101(顏料試驗法)進(jìn)行測定。(8)PH值有機(jī)中空微小球的PH值宜在3～11的范圍值內(nèi)。
其理由是，所說的有機(jī)中空微小球的PH值若不足3的話，在添加含羥基化合物或含羧基化合物，并長期進(jìn)行保存時，會產(chǎn)生膠凝作用。
另一方面，所說的有機(jī)中空微小球的PH值若超過11的話，其混合分散或使用操作則會困難。
所以，有機(jī)中空微小球的PH值以在6～10.5的范圍值內(nèi)為更佳，以在7～10.5的中性至弱堿性的范圍值內(nèi)為最佳。(9)表面處理宜將有機(jī)中空微小球的周圍通過后述的螢光增白劑進(jìn)行表面處理。
其理由是，即使在有機(jī)中空微小球的白色度(WL)較低的場合下，也可以通過較少量的螢光增白劑，將輕量粘土的L值調(diào)整至所希望的范圍內(nèi)。
另外，最好將有機(jī)中空微小球的周圍通過白色粒子進(jìn)行表面處理。其理由是，對于有機(jī)中空微小球來說，通過添加氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁、氧化錫、氧化鋅、硫化鋅、氧化銻等的白色粒子，使得有機(jī)中空微小球的L值會更容易調(diào)整，同時，其分散性能或機(jī)械特性也有明顯提高。
還有，在有機(jī)中空微小球的周圍適宜用硅烷偶合劑、鈦偶合劑、或鋁偶合劑等進(jìn)行表面處理。其理由是，通過偶合劑的處理，可以更顯著地提高有機(jī)中空微小球的分散性能或機(jī)械特性。
在實施這種表面處理時，如果使用螢光增白劑的話，相對于整體重量而言，其添加量以在0.01～1％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。同樣，如果使用白色粒子的話，相對于整體重量而言，白色粒子的添加量以在0.1～10％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。如果使用偶合劑進(jìn)行處理的話，相對于整體重量而言，偶合劑的添加量以在0.05～5％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。2.極性化合物(1)種類作為粘結(jié)劑樹脂的極性能化合物，以使用如含羥基化合物或含羧基化合物為佳。
另外，像聚丙烯酸或聚乙烯醇那樣，在分子內(nèi)均含有羥基和羧基雙方的官能基，為了方便起見予以分別說明。①含羥基化合物含羥基化合物可以是聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯乙酸乙烯酯、尿素樹脂、甲基纖維素、乙基纖維素、羥基酯纖維素等。
通過添加這些含羥基化合物，可以較容易地調(diào)節(jié)輕量粘土的展性或耐退色性能。另外，由于這些含羥基化合物通常為水溶性化合物，故即使在輕量粘土中添加水，也能夠得到優(yōu)良的相溶性能。
特別是聚乙烯醇在每個重量單位中含羥基的量較多，故可以通過少量的添加提高輕量粘土的展性或使用效果，是適宜的含羥基化合物。
另外，雖然聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮丁醛是將聚乙烯醇分別用甲醛或丁醛進(jìn)行縮醛作用的結(jié)果，但是，若使用于輕量粘土中的話，會具有更優(yōu)越的耐退色性能或耐熱性。
聚乙酸乙烯酯雖然是聚乙烯醇皂化前的原材料，但在期望得到更加優(yōu)越展性的輕量粘土?xí)r，是非常有效的含羥基化合物。②含羧基化合物含羧基化合物可以是羧甲基纖維素(CMC)、丙烯酸、聚乙酸乙烯酯等。
在此，在使用羧甲基纖維素時，適宜使用醚化度在0.1～2的范圍值內(nèi)的羧甲基纖維素。
其理由是，羧甲基纖維素的醚化度若不足0.1的話，輕量粘土則會發(fā)粘，難以使用。另一方面，若羧甲基纖維素的醚化度超過2的話，則會降低輕量粘土的展性，難以薄膜化。(2)添加量相對于整體重量(100％重量單位)來說，極性能化合物的添加量宜在0.1～30％重量單位的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)所說的極性化合物的添加量不足0.1％重量單位時，則會顯著降低輕量粘土的操作性能或造型性能。另一方面，當(dāng)所說的極性能化合物的添加量超過30％重量單位時，會降低輕量粘土的展性，或難以混合分散。
所以，為使輕量粘土的操作性能或造型性能與輕量粘土的展性間具有良好平衡，極性化合物的添加量，相對于整體重量(100％重量單位)來說，以在0.5～20％重量單位的范圍值內(nèi)為佳，以在1～15％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在2～10％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。3.纖維(1)種類作為添加劑的纖維(紙漿)的種類并無特別限制，適宜分別用闊葉樹及針葉樹作原料。
但是，若使用以闊葉樹作原料的纖維則更佳。其理由是，將以闊葉樹為原料的纖維與以針葉樹為原料的纖維相比較，通常以闊葉樹為原料的纖維較短且平均化，在制作輕量粘土?xí)r更容易分散。(2)平均纖維長纖維的平均纖維長適宜在0.01～20mm的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)所說的纖維的平均纖維長不足0.01mm時，會導(dǎo)致輕量粘土的展性下降，或難以達(dá)到其輕量化。另一方面，當(dāng)所說的纖維的平均纖維長超過20mm時，在輕量粘土中會難以均勻地混合分散。
所以，為使輕量粘土的展性等與混合分散性能間的平衡更佳，纖維的平均纖維長以在0.1～10mm的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.5～5mm的范圍值內(nèi)為最佳。(3)添加量纖維的添加量應(yīng)考慮輕量粘土的操作性能或成型性能，或者考慮輕量粘土的制造容易程度來決定。例如，相對于整體重量而言，以在1％～不足10％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的纖維添加量不足1％重量單位時，會無法發(fā)揮其添加效果。另一方面，當(dāng)所說的纖維添加量超過10％重量單位時，會難以控制輕量粘土的展性而造成制造上的麻煩。
所以，所說的纖維添加量，相對于整體重量而言，以在2～9％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在3～8％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。4.水水的添加量應(yīng)考慮到輕量粘土的操作性能或成型性能、或者輕量粘土的制造容易程度來決定。例如，相對于整體重量而言，適宜在61～85％重量單位的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)水的添加量不足61％重量單位時，會無法發(fā)揮其添加效果。另一方面，當(dāng)水的添加量超過85％重量單位時，會難以控制輕量粘土的展性或耐退色性能。
所以，所說的水的添加量，相對于整體重量而言，以在65～83％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在67～80％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。5.色素(1)種類作為色素的種類，也沒有特別的限制，只要可以用于現(xiàn)有技術(shù)中的油墨、涂料等即可。例如，有機(jī)顏料、無機(jī)顏料、或染料。
作為有機(jī)顏料，可以是偶氮色淀、不溶性偶氮顏料、聚合偶氮顏料、螯合偶氮顏料等的偶氮顏料類，或酞菁顏料、迫位凝顏料、無迫位顏料、蒽醌染料、喹吖啶酮系顏料、二噁嗪類顏料、硫靛顏料、異吲哚啉顏料、喹酞酮(黃色)顏料等多環(huán)顏料類，染料色淀等。
作為無機(jī)顏料，可以是氧化酞、氧化鐵、氧化鉻、黑色鐵粉等氧化物，或鎘黃、鉬(鉻)紅、鐵青色、佛青、炭黑、氧化鐵黃、珍珠色顏料等。
另外，在被要求具更加鮮艷色調(diào)時，適宜使用以福爾馬林縮合樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰二胺樹脂等為基體的塑料性有機(jī)顏料，或，將硫化鋅、硅酸鋅、硫化鋅鎘等燒結(jié)后的無機(jī)顏料等。(2)平均粒徑色素的平均粒徑適宜在0.01～0.2μm的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)所說的色素平均粒徑不足0.01μm時，會出現(xiàn)明顯的凝結(jié)，同時在輕量粘土中難以均勻混合分散，從而影響其發(fā)色性能。另一方面，當(dāng)所說的色素平均粒徑超過0.2μm時，則不能發(fā)揮與有機(jī)中空微小球的相輔相成效果，使得輕量粘土的發(fā)色性能降低。
因此，為了使色素的凝結(jié)性能和發(fā)色性能具有更加良好的平衡，色素的平均粒徑以在0.06～0.18μm的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.07～0.12μm的范圍值內(nèi)為最佳。
另外，如果色素顏料的粒徑小的話，其表面活性會提高，并且容易附著在平均粒徑較其大的中空微小球的周圍。但是，本發(fā)明的輕量粘土中，即使色素顏料附著于中空微小球上且覆蓋于其上，與現(xiàn)有技術(shù)中的輕量粘土相比，也不太會妨礙外來光。
在此，參照圖6(a)及(b)，就色素顏料的平均粒徑等與光透性(即發(fā)色性能)之間的關(guān)系予以詳細(xì)說明。
圖6(a)所示的是本發(fā)明的輕量粘土的色素顏料10、有機(jī)中空微小球12、及外來光14、16間的關(guān)系模式圖。圖6(b)所示的是現(xiàn)有技術(shù)的輕量粘土的色素顏料20、有機(jī)中空微小球22、及外來光24、26之間的關(guān)系模式圖。
由圖6(a)可以看出，本發(fā)明的輕量粘土中，由于色素顏料10的平均粒徑的值正好在光的波長的1/2的值以下，同時，為了能夠?qū)⒘６确植嫉臉?biāo)準(zhǔn)偏差調(diào)整至所定范圍值內(nèi)，故即使色素顏料10附著在中空小球12上，并覆蓋在其周圍，也不會妨礙光14、16透過。
另一方面，在圖6(b)中，由于色素顏料20的平均粒徑的值與波長相同、或更大，故在色素顏料20附著在有機(jī)中空微小球22上，且覆蓋在其周圍時，會妨礙外部光24、26透過。
所以，本發(fā)明的輕量粘土中，令人滿意的是通過將特定的有機(jī)中空微小球12、與具有特定的平均粒徑等的色素顏料10進(jìn)行組合，可以有效地防止有機(jī)中空微小球12的光散亂，顏色鮮艷不說，還能夠得到更具透明感的發(fā)色性能。(3)粒度分布1對于色素的粒度分布，其標(biāo)準(zhǔn)偏差適宜在0.05μm以下的值。
其理由是，當(dāng)所說的色素標(biāo)準(zhǔn)偏差超過0.05μm時，會使光散亂變大，或者，容易形成明顯的凝結(jié)而使色素的發(fā)色性能降低。
但是，如果所說的色素標(biāo)準(zhǔn)偏差過小的話，用于控制的制造成本則會提高。
所以，為了很好地保持色素發(fā)色性能與制造成本間的平衡，對于色素粒度分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差以在0.04～0.01μm的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.03～0.01μm的范圍值內(nèi)為最佳。(4)粒度分布2色素粒徑的95％以存在于平均粒徑的±10％的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，通過使用像這樣具有狹窄粒度分布的色素，可以得到發(fā)色性能和造型性能均優(yōu)良的輕量粘土。反過來說，當(dāng)色素粒徑的95％超過平均粒徑的±10％時，色素會易于凝結(jié)，從而影響與有機(jī)中空微小球的相輔相成關(guān)系的發(fā)揮。所以，若色素粒度分布廣的話，色素的發(fā)色性能則會降低。
因此，為了得到優(yōu)良的色素發(fā)色性能，色素粒徑的95％以存在于平均粒徑的±8％的范圍值內(nèi)為更佳，以存在于平均粒徑的±5％的范圍值內(nèi)為最佳。
另外，對于所說的色素平均粒徑的95％的粒徑分布，可以用激光方式的粉末計數(shù)器進(jìn)行測定。(5)添加量相對于整體重量而言，色素的添加量以在0.01～10％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的色素添加量不足0.01％重量單位時，則不能發(fā)揮其添加效果，或與有機(jī)中空微小球間的相輔相成效果，同時也會降低其發(fā)色性能。另一方面，當(dāng)所說的色素添加量超過10％重量單位時，其光散亂變大，或會發(fā)生明顯的凝結(jié)現(xiàn)象，從而降低其發(fā)色性能。
所以，為了使色素的發(fā)色性能更好，色素的添加量以在0.05～8％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.1～5％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。
在此，參照圖7(a)及(b)，詳細(xì)說明色素顏料的添加量與發(fā)色性能間的關(guān)系。
圖7(a)所示的是本發(fā)明的輕量粘土的色素顏料10、有機(jī)中空微小球12、及外來光14、16之間的關(guān)系模式圖。圖7(b)所示的是本發(fā)明的輕量粘土中所使用的色素顏料10的添加量過度時，色素顏料10、有機(jī)中空微小球22、及外來光24、26之間的關(guān)系模式圖。
如圖7(a)所示，就本發(fā)明的輕量粘土中色素顏料10的添加量而言，即使色素顏料10附著在有機(jī)中空微小球22的周圍，也只是部分覆蓋的程度，故對外部光14、16的妨礙較少。
另外，在圖7(b)中，因色素顏料10的添加量較所定范圍值多，色素顏料10滿滿地附著在有機(jī)中空微小球22的周圍，有時還有雙層附著，故會發(fā)生妨礙外部光24、26透過的情況。
所以，本發(fā)明的輕量粘土中，令人滿意的是，通過特定的有機(jī)中空微小球12與擁有特定添加量的色素顏料10的組合，能夠有效地防止有機(jī)中空微小球12的光散亂，得到鮮艷、更具透明感的發(fā)色性能。(6)水分散性色素是以具水分散性(包括酒精分散性)，即具親水性的為佳。
其理由是，通過使用具有這種特性的色素，即使輕量粘土含有水或酒精，色素也不會凝結(jié)，還能得到優(yōu)良的發(fā)色性能和造型性能。另外，若色素為水分散性的話，即使色素為微粒子也可以保存在水中，而且，還可以在這種溶液的保存狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)配。
為了使色素具水分散性，構(gòu)成色素的樹脂酸值以在50～300的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的樹脂酸值不足50時，所得的色素水分散性會明顯降低；另一方面，當(dāng)所說的樹脂酸值超過300時，所得的色素會易于凝結(jié)。所以，為了使所得的色素水分散性和凝結(jié)性具良好平衡，構(gòu)成色素的樹脂酸值以在70～250的范圍值內(nèi)為更佳，以在90～200的范圍值內(nèi)為最佳。
另外，為了使構(gòu)成色素的樹脂的酸值量控制在上述范圍值內(nèi)，其分子內(nèi)宜含有羧基、磺酸基、羥基等親水性基。即，以使用苯乙烯馬來酸共聚樹脂、苯乙烯磺酸共聚樹脂、苯乙烯丙烯酸共聚樹脂等為佳。
為使色素具水分散性，其形態(tài)以含有陰離子型表面活性劑或陽離子型表面活性劑等的表面活性劑的乳濁液為佳。
作為這種表面活性劑，可以是以下所例舉的乙酰化物等的一種或二種以上的組合十二(烷)基苯磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽的銨鹽、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺。6.螢光增白劑(1)種類作為添加在輕量粘土中的螢光增白劑，可以是1，2-二苯乙烯化合物、1，2-二苯乙烯誘導(dǎo)體、1，2-二苯乙烯磺酸化合物、噻吩化合物、噻吩誘導(dǎo)體等。
特別是下式(1)～(3)中所示的1，2-二苯乙烯磺酸化合物，分別具陰離子型的水溶性，且具使用操作方便的優(yōu)點(diǎn)，若將其進(jìn)行少量添加的話，則會得到優(yōu)越的螢光增白效果。 [式(1)中，記號M為氫、堿性金屬、或者是用銨和胺離子來表示的任意陽離子，X和Y為相互獨(dú)立的置換基，即用NH2、N(C2H4OH)2、N(CH2CH(OH)CH3)2、或NR1R2(R1和R2為氫或炭數(shù)1～20的碳化氫基)來表示的任意的置換基。] [式(2)中，記號X和Y是相互獨(dú)立的置換基，即用SO2M(記號M為氫、堿性金屬、或者是用銨和胺離子來表示的任意陽離子)、NH2、N(C2H4OH)2、N(CH2CH(OH)CH3)2、或NR1R2(R1和R2為氫或炭數(shù)1～20的碳化氫基)來表示的任意的置換基。] [式(3)中，記號X為用NH2、N(C2H4OH)2、N(CH2CH(OH)CH3)2、或NR1R2(R1和R2為氫或炭數(shù)1～20的碳化氫基)來表示的任意的置換基。](2)密度螢光增白劑的密度以在0.9～2.0g/cm3(測定溫度20℃，以下相同)的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的螢光增白劑的密度在此范圍值以外時，會難以在輕量粘土中均勻混合。所以，螢光增白劑的密度以在1.0～1.6g/cm3的范圍值內(nèi)為更佳，以在1.1～1.4g/cm3的范圍值內(nèi)為最佳。(3)粘度螢光增白劑的粘度以在5～1000mPa·s(測定溫度20℃，以下相同)的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的螢光增白劑的粘度不足5mPa·s值時，會難以在輕量粘土中均勻混合。另一方面，當(dāng)所說的螢光增白劑的粘度超過1000mPa·s值時，不僅會凝固而使操作困難，也難以在輕量粘土中均勻混合。
所以，螢光增白劑的粘度以在10～500mPa·s的范圍值內(nèi)為更佳，以在30～200mPa·s的范圍值內(nèi)為最佳。(4)PH螢光增白劑的PH值以在7.1～10的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的螢光增白劑的PH值不足7.1時，會使輕量粘土過度膠凝化，從而缺乏其保存安定性能。另一方面，當(dāng)所說的螢光增白劑的PH值超過10時，會造成難以使用操作的問題。
所以，螢光增白劑的PH值以在7.5～9.5的范圍值內(nèi)為更佳，以在8～9的范圍值內(nèi)為最佳。(5)添加量螢光增白劑的添加量相對于整體重量而言，適宜在0.001～5％重量單位的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的螢光增白劑的添加量不足0.001％重量單位時，則無法發(fā)揮其添加效果，并難以調(diào)整輕量粘土的L值。另一方面，當(dāng)所說的螢光增白劑的添加量超過5％重量單位時，會使輕量粘土的L值達(dá)到飽和，同時，螢光增白劑會向外滲出。
因此，螢光增白劑的添加量相對于整體重量而言，以在0.01～3％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.05～1％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。
另外，螢光增白劑的添加量，應(yīng)以有機(jī)中空微小球為基準(zhǔn)來決定。即，設(shè)有機(jī)中空微小球的添加量為F1，螢光增白劑的添加量為F2時，F(xiàn)1/F2的值以在1～100的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的F1/F2的值不足1時，會使輕量粘土的L值達(dá)到飽和，同時，也難以保證輕量粘土的輕量化。另一方面，當(dāng)所說的F1/F2的值超過100時，則也會難以調(diào)整輕量粘土的L值。
因此，所說的F1/F2的值以在2～50的范圍值內(nèi)為更佳，以在5～30的范圍值內(nèi)為最佳。7.膠凝化劑(1)種類對于聚乙烯醇等的主劑來說，適宜添加膠凝化劑。并且，通過添加膠凝化劑可以顯著提高輕量粘土的使用操作性能或成型性能。
這樣的膠凝化劑可以是下述各劑的一種或二種以上的組合硼酸、硼砂、剛果紅、雷瑣酚、鄰苯二酚、藤黃酚、鎵酸、鉻酸(三價)、重鉻酸、酞酸、釩酸等。其中，硼酸和硼砂由于能夠較容易地控制聚乙烯醇的膠凝化，故為較好的膠凝化劑。(2)添加量膠凝化劑的添加量應(yīng)考慮輕量粘土的操作性能和成型性能來定。例如，相對于100重量單位的聚乙烯醇而言，其添加量以在0.01～10重量單位的范圍值內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的膠凝化劑的添加量不足0.01重量單位時，則無法發(fā)揮其添加效果。另一方面，當(dāng)所說的膠凝化劑的添加量超過10重量單位時，則會難以控制輕量粘土的聚乙烯醇的膠凝化。
所以，所說的膠凝化劑的添加量相對于100重量單位的聚乙烯醇來說，以在0.05～5重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.1～1重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。8.填料(1)種類在輕量粘土中，適宜添加有機(jī)填料或無機(jī)填料。其理由是，添加這樣的填料后，可以得到具有優(yōu)越造型性能或輕量性、或者更佳白色度的輕量粘土。
此填料可以是聚甲基異丁烯酸酯、聚乙基丙烯酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯乙烯基乙酸酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯乙烯基乙酸酯共聚物、聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯、聚偏1，1-二氯乙烯、亞(二)氯乙烯乙烯基乙酸酯共聚物、酚醛樹脂、三聚氰二胺樹脂、尿素樹脂、碳酸鈣、滑石、氧化酞、硅石、云母、鋯、氧化鋁、氧化鉻、氧化錫、氧化鉛、氧化銦、炭素、玻璃、芳族聚酰胺纖維等。
特別是滑石，由于其價格便宜，并且平均粒徑適宜，故容易操作使用，用于調(diào)整輕量粘土的造型性能或輕量性能時是較好的填料。(2)添加量在添加所說的填料時，設(shè)定輕量粘土的整體重量單位為100％，其添加量適宜在0.1～20％重量單位的范圍值內(nèi)。
其理由是，當(dāng)所說的填料的添加量不足0.1％重量單位時，會無法發(fā)揮其添加效果。另一方面，當(dāng)所說的填料的添加量超過20％重量單位時，反而會降低輕量粘土的造型性能和輕量性。
因此，填料的添加量(設(shè)定輕量粘土的整體重量單位為100％時)，以在0.5～15％重量單位的范圍值內(nèi)為更佳，以在1～10％重量單位的范圍值內(nèi)為最佳。9.白色度(1)白色度依據(jù)JIS L 0803測定的輕量粘土的白色度(WL)應(yīng)為50以上的值。
其理由是，當(dāng)所說的輕量粘土的白色度(WL)不足50時，會影響其外觀美，而且若添加色素的話，會發(fā)生混濁，從而明顯降低其發(fā)色性能。但是，當(dāng)所說的輕量粘土的白色度(WL)的值過高時，會過度地限制可使用構(gòu)成材料的種類。
所以，所說的有機(jī)中空微小球的白色度(WL)以在70～99.9的范圍值內(nèi)為佳，以在80～99的范圍值內(nèi)為更佳，在此，參照圖4及圖5所示的特性圖，說明輕量粘土的白色度(WL)與發(fā)色性能的評價結(jié)果間的關(guān)系。圖4中，橫軸所示的是輕量粘土的白色度(WL)，縱軸所示的是發(fā)色性能的評價結(jié)果(相對值)。另外，黑圈(●)的特性曲線是在添加了0.02％重量單位的藍(lán)色色素的狀況，黑三角(▲)的特性曲線是在添加了0.1％重量單位的黃色色素的情況。而且，發(fā)色性能的評價結(jié)果(相對值)為實施例1中所示，◎的評價分為5、○的評價分為4、△的評價分為2、×的評價分為1、、××的評價分為0。
如圖4所示，對于分別添加了藍(lán)色色素及黃色色素的各粘土來說，白色度(WL)越高其發(fā)色性能的評價分?jǐn)?shù)也高，特別是當(dāng)白色度(WL)的值在50以上時，可以得到高的評價分?jǐn)?shù)。
圖5中，橫軸所示的是螢光增白劑的添加量(％重量單位)，縱軸所示的是在添加了0.02％重量單位的藍(lán)色色素時，其發(fā)色性能的評價結(jié)果(相對值)。另外，黑圈(●)表示輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上(WL＝60)的情況，黑三角(▲)表示輕量粘土的白色度(WL)的值不足50(WL＝0)的情況。由此，當(dāng)輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上時，通過添加0.05～0.1％重量單位的螢光增白劑，可以得到3以上的評價分；與此相對，當(dāng)輕量粘土的白色度(WL)的值不足50時，即使添加0.3～0.5％重量單位的多量螢光增白劑，其評價點(diǎn)也只在1以下。
因此可以理解為，若輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上的話，即使添加少量的螢光增白劑，也能得到良好的發(fā)色性能。(2)白色度(WB)、白色度(WL)、視感明度(L值)與依據(jù)JIS L 0803測定的白色度(WL)類似的白色度指標(biāo)，還有根據(jù)藍(lán)色反射率的白色度(WB)、和根據(jù)亨特方式的白色度(WH)、及視感明度(L值)。
這些白色度，與以JIS L 0803為基準(zhǔn)的白色度(WL)一樣，為測定的值。當(dāng)用這些白色度表示輕量粘土的白色性能時，例如，根據(jù)藍(lán)色反射率的白色度(WB)以在60～95的范圍值內(nèi)為佳，同樣，根據(jù)亨特方式的白色度(WH)以在70～98的范圍值內(nèi)為佳，視感明度(L值)以在80～99的范圍值內(nèi)為佳。10.其他添加物在輕量粘土中，作為添加劑除了上述的添加物以外，還可以添加以下各劑的單獨(dú)一種或兩種以上的組合防霉劑、抗菌劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、油類、蠟類、甘油、增粘劑、增塑劑、表面活性劑、有機(jī)溶劑等。11.制造方法(1)混合工程此工程為將有機(jī)中空微小球、色素、極性化合物、纖維及水等的配方原料進(jìn)行均勻混合的工程。例如，為了使這些配方原料能夠進(jìn)行均勻混合分散，以使用螺旋槳式混合機(jī)、捏和機(jī)、行星式混合機(jī)、三根軋輥、球磨機(jī)等為佳。
特別是，由于有機(jī)中空微小球的質(zhì)量較輕，且在混煉的過程中容易被破壞，同時，還容易發(fā)生分散不均勻的現(xiàn)象，故以使用捏和機(jī)為佳。此捏和機(jī)在轉(zhuǎn)數(shù)為10～1,000rpm、時間在1～60分鐘的條件下，進(jìn)行擠壓混煉為佳。若其轉(zhuǎn)數(shù)在30～300rpm、時間在10～30分鐘的條件下進(jìn)行擠壓混煉的話則更佳。
另外，為了使色素能夠均勻地混合分散，應(yīng)事先將其分散在水或酒精中調(diào)整為溶液狀，同時，為了使此溶液不凝結(jié)，宜添加堿性劑，將PH值調(diào)整在7以上；若能調(diào)整在8～10的范圍值內(nèi)的話則更佳，8.5～10的范圍值內(nèi)為最佳。
在混合配方原料時，溫度以維持在30～70℃的范圍內(nèi)為佳。
其理由是，當(dāng)所說的混合溫度不足30℃時，配方原料不能均勻地混合；另一方面，當(dāng)所說的混合溫度超過70℃時，所得到的輕量粘土?xí)ド煺剐远兇唷?br> 所以，混合配方原料時的混合溫度以維持在35～60℃的范圍內(nèi)為更佳，以維持在40～55℃的范圍內(nèi)為最佳。(2)粘度調(diào)整工程此工程是調(diào)整輕量粘土的粘度的工程。在此工程中，適宜添加水或酒精、或有機(jī)溶劑，使輕量粘土的粘度在1×103～1×109mPa·s(測定溫度25℃，以下相同)的范圍值內(nèi)為好。
其理由是，當(dāng)所說的輕量粘土的粘度不足1×103mPa·s時，會使其表面的粘性增大，降低操作性能；另一方面，當(dāng)輕量粘土的粘度超過1×109mPa·s時，所得的輕量粘土?xí)ド煺剐远兇?，也會降低其操作性能?br> 所以，所說的輕量粘土的粘度以在1×104～1×108mPa·s的范圍值內(nèi)為更佳，以在1×105～1×107mPa·s的范圍值內(nèi)為最佳。(3)包裝工程適宜設(shè)置包裝工程，此工程是將制成的輕量粘土以小單位分開進(jìn)行包裝的工程。即，因為輕量粘土含有較多量的水或酒精等，為了維持輕量粘土的含水量和操作性能，適宜用防濕材料——即聚乙烯、聚丙烯等塑料材料進(jìn)行包裝。
但是，為了降低未發(fā)泡的有機(jī)中空微小球因漏氣而產(chǎn)生的膨脹問題，在包裝材料上設(shè)置通氣孔，或采用氣體能夠透出的包裝材料。
此時，為了保證維持輕量粘土的含水量和與降低膨脹問題，通氣空的大小以設(shè)置在0.01～100μm的范圍值內(nèi)為佳，以設(shè)置在0.05～50μm的范圍值內(nèi)為更佳，以在0.1～20μm的范圍值內(nèi)為最佳。
輕量粘土的輕量性能按以下的基準(zhǔn)評價。并且，如果得到○以上的評價的話，就可以說此輕量粘土具有充分的輕量性能?！蛎芏仍?.3g/cm3以下的值?！鹈芏仍?.5g/cm3以下的值?！髅芏仍?.7g/cm3以下的值?！撩芏瘸^0.7g/cm3的值。③發(fā)色性能輕量粘土的發(fā)色性能按以下的基準(zhǔn)評價。并且，如果得到○以上的評價的話，則可以說此輕量粘土的發(fā)色性能為良好?！驗榫咄该鞲械孽r明色彩?！馂轷r明色彩?！鳛樯晕Ⅴr明的色彩。×為不鮮明的色彩?！痢翞榛鞚帷⑴c所添加色素的色彩不同的色彩。④粘性輕量粘土的粘性是通過用手指接觸，并按以下基準(zhǔn)評價的。另外，如果得到○以上的評價的話，則可以說輕量粘土的粘性良好?！驇缀醪话l(fā)粘?！鹕晕l(fā)粘?！麟m明顯發(fā)粘，但輕量粘土不會沾在手指上?！撩黠@發(fā)粘，且輕量粘土沾在手指上。⑤膨脹性能將100g的輕量粘土成型為長方形，用厚100μm的聚乙烯薄膜包裝其周圍。并在此狀態(tài)下，于40℃的烤箱中放置1星期后，測定其容積；按與初期容積的關(guān)系乃至以下基準(zhǔn)評價膨脹性能(保管性能)。如果得到○以上的評價的話，就可以認(rèn)為此輕量粘土具有適宜的膨脹性能(保管性能)?！蛉莘e變化率不足3％?！鹑莘e變化率不足10％?！魅莘e變化率不足30％?！寥莘e變化率超過30％以上。⑥耐候性輕量粘土的耐候性按以下的基準(zhǔn)評價。如果得到○以上的評價的話，就可以說具有適合輕量粘土的耐候性。◎即使以1000mJ/cm2的紫外線照射也不變色?！鸺词挂?00mJ/cm2的紫外線照射也幾乎不變色。△以500mJ/cm2的紫外線照射的話，僅有很少的變色?！烈?00mJ/cm2的紫外線照射時，有明顯變色。⑦耐退色性輕量粘土中的色素顏料的耐退色性按以下基準(zhǔn)評價。如果得到○以上的評價的話，就可以說色素顏料具有適合輕量粘土的耐退色性?！蚣词褂檬謱⑤p量粘土和捏5分鐘，色素顏料也不會附著在手上。○即使用手將輕量粘土和捏5分鐘，色素顏料也幾乎不會附著在手上?！鲗⑤p量粘土用手和捏5分鐘，色素顏料會有少量附著在手上。×將輕量粘土用手和捏5分鐘，色素顏料會明顯附著在手上。[實施例2～4，及比較例1～3]如表1所示，在改變有機(jī)中空微小球的種類(實施例4及比較例1～3中，分別使用平均粒徑為100μm、白色度(WL)及L值分別為不足50、酸性的茶色有機(jī)中空微小球)、平均徑粒、添加量的同時，變更纖維或水的添加量，以與實施例1同樣的方法制作輕量粘土。所得的輕量粘土用與實施例1同樣的方法進(jìn)行評價，其結(jié)果如表1所示。
從結(jié)果可以容易地理解為，當(dāng)有機(jī)中空微小球的添加量超過5％重量單位時，輕量粘土的造型性能和發(fā)色性能、或者膨脹性能的評價會顯著降低。
另一方面，即使纖維材料的添加量不足10％重量單位，與現(xiàn)有的觀點(diǎn)有異，對于輕量粘土也可以謀求充分的輕量化。
另外，與現(xiàn)有的觀點(diǎn)不同，即使水的添加量超過60％重量單位，也可以充分調(diào)節(jié)輕量粘土的粘性至適宜的值。
表1
如表1所示，相對于整體重量(100％重量單位)而言，除了螢光增白劑(陰離子型1，2-二苯乙烯磺酸化合物、性狀液體、密度1.22g/cm3、PH值8～9、粘度30～50mPa·s(測定溫度20℃))的添加量、以及CMC與PVA的配方比率變更了以外，其他與實施例1相同，并以同樣的方法制作輕量粘土。接著，對于所得的輕量粘土進(jìn)行與實施例1相同的評價，其結(jié)果如表2所示。從結(jié)果可以容易地理解為，通過添加所定量的螢光增白劑，所得的輕量粘土的白色度(WL)則能夠很容易地調(diào)整至50以上的值，還能夠明顯地改良耐候性和發(fā)色性能。因此，即使將成型的輕量粘土長時間放置在窗邊用日光照射，也可以維持優(yōu)良的發(fā)色性能。
表2

※螢光增白劑是相對于整體量(100％重量單位)來添加的。產(chǎn)業(yè)上的利用本發(fā)明的輕量粘土中，由于有機(jī)中空微小球的平均粒徑在15～150μm的范圍值內(nèi)，添加量在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)(相對于整體重量而言)；另外，以JIS L 0803為基準(zhǔn)測定的輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上；故輕量粘土具優(yōu)越的發(fā)色性能、造型性能和輕量性；并且當(dāng)用包裝材料覆蓋進(jìn)行長期保管、或者是因夏季等原因周圍溫度上升至高溫狀態(tài)時，也不會產(chǎn)生膨脹問題，具有良好的保管性能；同時也具有生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。
另外，本發(fā)明的輕量粘土中，通過將CMC和PVA的配方比設(shè)定在100∶40～100∶500的范圍值內(nèi)，使得所定形狀的造型變得容易，同時，也實現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)中較困難的薄膜化(例如厚0.1mm以下的薄膜化)，并且也適用于裝飾材料或折紙等。
本發(fā)明的輕量粘土中，由于添加了所定量的、平均粒 為0.05～0.2μm、粒度分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.05μm以下的色素顏料，故在具有極優(yōu)的發(fā)色性能的同時，還具有優(yōu)良的耐光性能及色素顏料的耐退色性能。
本發(fā)明的輕量粘土的制造方法中，由于使用平均粒徑在15～150μm范圍值內(nèi)的有機(jī)中空微小球，并由捏和機(jī)進(jìn)行混煉，并且，有機(jī)中空微小球的添加量在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)(相對于整體重量而言)，依據(jù)JIS L 0803為基準(zhǔn)測出的輕量粘土的白色度(WL)在50以上；故所得的輕量粘土具有優(yōu)良的發(fā)色性能、造型性能、及輕量性能、和保管性能(膨脹性能)，也降低了其成本。
權(quán)利要求
1.一種輕量粘土，其含有有機(jī)中空微小球及粘結(jié)劑樹脂，其特征在于所說的有機(jī)中空微小球的平均粒徑設(shè)定在15～150μm的范圍值內(nèi)，同時，該有機(jī)中空微小球的添加量，相對于整體重量而言，設(shè)定在6％重量單位以下的范圍值內(nèi)；并且，依據(jù)JIS L 0803測出的輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上。
2.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于所說的有機(jī)中空微小球依據(jù)JIS L 0803測出的白色度(WL)的值在50以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的輕量粘土，其特征在于在其內(nèi)還含有螢光增白劑，且此螢光增白劑的添加量，相對于整體重量而言，為在0.001～5％重量單位的范圍值內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的輕量粘土，其特征在于在所說的有機(jī)中空微小球的表面，用所說的螢光增白劑進(jìn)行表面處理。
5.如權(quán)利要求3所述的輕量粘土，其特征在于將所說的有機(jī)中空微小球的添加量設(shè)定為F1，將所說的螢光增白劑的添加量設(shè)定為F2，此時，F(xiàn)1/F2的值在1～100的范圍值內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于當(dāng)除所說的有機(jī)中空微小球以外的其他構(gòu)成材料的密度為0.5～不足0.8g/cm2時，相對于整體重量而言，所說的有機(jī)中空微小球的添加量為0.1％～不足3％重量單位的范圍值內(nèi)；當(dāng)除所說的有機(jī)中空微小球以外的其他構(gòu)成材料的密度為0.8～5g/cm2時，相對于整體重量而言，所說的有機(jī)中空微小球的添加量為在0.1～6％重量單位的范圍值內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于所說的粘結(jié)劑樹脂為含羥基化合物和含羧基化合物、或者、含有雙方任意一方的極性化合物；同時，該極性化合物相對于整體重量而言，其添加量為在0.1～30％重量單位的范圍值內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1或3或7所述的輕量粘土，其特征在于所說的含羥基化合物和含羧基化合物，含有羧甲基纖維素和聚乙烯醇；并且，在不含有上述螢光增白劑時，所說的羧甲基纖維素與聚乙烯醇的配方比率(重量比)為在100∶40～100∶500的范圍值內(nèi)；在含有上述螢光增白劑時，所說的羧甲基纖維素與聚乙烯醇的配方比率(重量比)為在100∶550～100∶2,000的范圍值內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于在所說的輕量粘土內(nèi)還含有纖維，并且該纖維的添加量，相對于整體重量而言，為在1％～不足10％重量單位的范圍值內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于在所說的輕量粘土內(nèi)還含有水，并且，該水的添加量，相對于整體重量而言，為在61～85％重量單位的范圍值內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于在所說的輕量粘土內(nèi)還含有色素，并且，該色素的添加量，相對于整體重量而言，為在0.01％～不足10％重量單位的范圍值內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的輕量粘土，其特征在于所說的色素的平均粒徑在0.05～0.2μm的范圍值內(nèi)，粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.05μm以下的值。
13.如權(quán)利要求11或12所述的輕量粘土，其特征在于將所說的色素的平均粒徑設(shè)定為D1，所說的有機(jī)中空微小球的平均粒徑設(shè)定為D2，此時，D2/D1的比率在10～50000的范圍值內(nèi)。
14.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于在所說的輕量粘土中，還含有填料，并且，相對于整體重量而言，該填料的添加量為在0.1％～不足20％重量單位的范圍值內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1所述的輕量粘土，其特征在于在所說的輕量粘土中，還含有無機(jī)中空微小球，并且，相對于整體重量而言，該無機(jī)中空微小球的添加量為在0.01～10％重量單位的范圍值內(nèi)。
16.一種輕量粘土的制造方法，其為制造含有機(jī)中空微小球和粘結(jié)劑樹脂的輕量粘土的制造方法，其特征在于所說的有機(jī)中空微小球的平均粒徑為在15～150μm的范圍值內(nèi)，其添加量為6％重量單位以下的值(相對于整體重量而言)；同時，用捏和機(jī)將有機(jī)中空微小球和粘結(jié)劑樹脂進(jìn)行混煉，使依據(jù)JISL 0803測出的輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種易于按所定形狀進(jìn)行造型、具適宜保管性、適當(dāng)輕量性、且造價低的輕量粘土及其制造方法。此輕量粘土及其制造方法中，含有機(jī)中空微小球及粘結(jié)劑樹脂，且所說的有機(jī)中空微小球的平均粒徑設(shè)定在15～150μm的范圍值內(nèi)，同時，該有機(jī)中空微小球的添加量，相對于整體重量而言，設(shè)定在6％重量單位以下范圍值內(nèi)；另外，依據(jù)JISL 0803測出的輕量粘土的白色度(WL)的值在50以上。
文檔編號C04B28/00GK1463284SQ02801940
公開日2003年12月24日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者山室敏之 申請人:山室敏之