このページでは、粘土の基礎的なことから粘土に関するトピックスまで、様々なことをできるだけ簡単に、分かり易く紹介して行こうと思っています。何か質問や間違いがありましたらメールにてお知らせください。



第一話 粘土ってなに?

 皆さんは「粘土」と言うと何を思い浮かべますか? 多くの人は子供のころに遊んだ緑色の「粘土」や、乾かすと固まる「紙粘土」、最近手作りシルバーリングの作製などで使われている「銀粘土」などを思い浮かべる人が多いと思います。実はこれらのほとんどは「粘土」ではありません!
 国語辞典で「粘土」を調べると、「岩石・鉱物(簡単に言えば石)などが風化(雨や風によって岩が削られ小さくなること)、あるいは変成することによってできた、きわめて小さな粒子(りゅうし:ものすごく小さなつぶ。とっても小さな砂のようなもの)の集合体。陶器・耐火物・瓦・セメントなどの原料となる。吸着性(水などの物質を取り込む、つかまえる)・可塑性(かそせい:力を加えると形を変え、力を抜いても元に戻らない)・粘性(水を加えると粘り気が出る)を持ち、熱すると焼き固まる。」とあります。このように「粘土」は広い意味で土や砂の仲間なのですが、おもちゃや工芸用に売られている粘土や紙粘土は、土や砂とは全然違うもので作られているものが多くあります。ではこれらの正体は何なのでしょうか?



油粘土
 
もっとも身近な「粘土」だと思います。主に土を原材料にし、油を混ぜて作られる粘土です。合成樹脂(プラスチック)と油(有機バインダー)を混ぜて作る「樹脂(プラスチック)粘土」や、パン粉や小麦粉に油を混ぜて作る「パン粉粘土」などもありますが、これらには「粘土」が入っていません。
 「パン粉粘土」は家庭でも作ることができます。小麦粉にサラダ油を少しずつ加えていきながらよくこねると簡単にできます。
紙粘土
 パルプ(木から取れる紙の原料)に油を混ぜることでできます。形を作ってから乾燥させると、水分がなくなることでパルプが固まって形が変わらなくなります。
銀粘土(シルバークレイ)
 銀の小さな粒子と有機バインダー(油のようなもの)を混ぜて作ります。形を作った後で900℃以上の高温で焼くと有機バインダーと水が蒸発し、純度が高い銀になります。シルバーリングなどの銀細工に多く用いられています。

 
このように、私たちの身近にある粘土は、実は「粘土」が入っていない粘土なのです。では、本当の粘土とはどのようなものなのでしょうか?

 はじめに書いたように、粘土とは岩石や鉱物が風化や変成によって非常に小さな粒子になった物で、言い換えればとても小さな砂といえます。粘土の定義は大きく分けると @その性質による定義と、A粒子の大きさによる定義、の2つに分けられます。
@性質による定義
 「非常に小さな粒子が集まったもので、水と混ぜ合わせた場合に粘性や可塑性が現れ、高い温度で熱すると焼き固まるもの」といった性質による定義。陶器などを作る窯業の分野から見た定義といえます。

A粒子の大きさによる定義
 「粒子の大きさが 0.002 mm(2 μm)以下の微粒子」といった粒子の大きさによる定義。土壌学、土質工学などの分野から見た定義といえます。
 この二つの分類は無関係でなく、@の性質とAの粒子の大きさは密接な関係があるため、一般に粘土に分類されるものは、この二つの定義を両方とも兼ね備えています。

 また、科学技術が進歩していく課程で、粘土の主成分(粘土鉱物と呼ばれる)がある一定の同じような構造・組成をしていることが分かりました。この粘土鉱物を主成分とするものが粘土であるともいえます。上で述べた性質と粒子の大きさはこの粘土鉱物により決まります。
 粘土(カオリンという名前)を粒子を走査型電子顕微鏡(電子線を用いた顕微鏡で、普通の顕微鏡より小さなものまで見ることができる)を用いて、約7万倍で撮影した写真です。六角形状の薄い板のようなものがいっぱいあつまっでいるのが分かります。この小さな粒子一つ一つが粘土の主成分である「粘土鉱物」(カオリンの場合はカオリナイトという)であり、これら粒子や他の粘土鉱物、不純物(有機物・鉱物など)などが混ざり合って、目で見える形になったものが「粘土」なのです。分かり易く言えば、「目に見えないほど小さな粘土鉱物がいっぱい集まっている土」が粘土といえます。


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第二話 身近な物の中にある粘土

 
「あなたが持っている粘土を教えて?」と聞かれたら(まあ、日常生活でこんな会話は無いでしょうが)、なんと答えますか?ほとんどの人は第一話でお話したような油粘土や紙粘土を挙げるか、「この歳で粘土なんかもってないよ。」という大人がほとんどでしょう。確かに私も油粘土や紙粘土は持っていません。
 しかし、「あなたの家にある『粘土が入っているもの』を教えて?」と聞かれたら答えは変わります。私は一人暮らしの身ですが、そんな私一人っきりの家にも粘土が入ったものが思いつくだけで10個はあります。別に私の家だけが特別なのではなくて、皆さんの家の中にも粘土が入ったものがたくさんありますし、粘土が入ったものを毎日持ち歩いている人が多くいます。
 さて、こんな話をしても信じられないでしょうから、どんなものに粘土が入っているか紹介していきましょう。これを読みながら自分の家で『粘土が入ったもの』を探してみてください。


陶器(茶碗・湯のみなど)
 
これは特に説明も要りませんよね。実際にろくろで粘土を回しながら形を作り、窯で焼いて茶碗や花瓶などを作る「陶芸」を見たこと、やったことがある人も多いと思います。おそらくこれが人間が粘土を初めて使った物で、日本では縄文式土器・弥生式土器に始まり、有名なところで有田焼・九谷焼・信楽焼き(趣味が入るので偏ってるかな?)などなど日本全国で作られています。
 これら焼き物は、第一話で説明した「熱すると焼き固まる」
という性質を利用した非常に特徴的な例だといえます。
鉛筆・色鉛筆
 「どこに入ってるの?」なんて思ってる人がほとんどでしょうね(笑)。実は鉛筆の芯には粘土が10〜55%も粘土が入っています。鉛筆の芯は黒鉛(グラファイト)と粘土をよく混ぜ合わせ形を整えたあと、約1,000度で焼くことで作られています。紙などに鉛筆で文字を書くと、やわらかい黒鉛が少しずつ剥れて紙の上に残ります。この紙の上にくっついた黒鉛が文字や線になって見えるのです。しかし、黒鉛はわらかく、芯の形を作ることが難しいので、粘土を入れることで固めています。一般に良く使われているHBの鉛筆で大体30%は粘土が入っています。粘土が多くなればその分硬くなり(H〜9H)、粘土が少なくなれば柔らかくなります(B〜6B)。
 また、色鉛筆にも粘土が入っています。色鉛筆には黒鉛の変わりに顔料(色をつける粉。食紅のようなもの)と粘土が入っていて、顔料が熱に弱いためにロウ(ロウソクの成分)を加えて固めています。色鉛筆にはだいたい40〜60%の粘土が入っています。
 最後にシャープペンシルの芯です。残念ながら(?)シャープペンシルの芯には粘土は入っていません。シャープペンシルの芯は鉛筆に比べ細いために粘土では硬さがたりず、粘土よりも固い芯を作れるプラスチックを混ぜています。しかしプラスチックは人工的に作らなくてはいけなく、時間・コストがかかります。そのため鉛筆では、天然に多くあり、安く、環境にも優しい粘土を使っているのです。
石けん・シャンプー
 石鹸やシャンプーなどの人の体を洗う「洗剤」にも粘土が入っています。洗剤の中での粘土の役割は2つあり、それぞれの用途に合わせた粘土が使われています。
 一つは汚れをかき出す役割です。前にお話したように粘土は非常に小さな微粒子です。この微粒子が洗剤中にあることで、毛穴などの奥まったところにある汚れをかき出してくれます。引き戸や窓などの桟にたまったホコリをほうきでかき出すようなイメージです。粘土がとっても小さなほうきやたわしとなって汚れを落としてくれるのです。この役割を果たす粘土は、水と混ざったときに粒子の形・大きさなどが変わらない必要があるため(水に溶けてしまうほうきは使い物になりませんよね)、カオリン(主要鉱物名:カオリナイト)と呼ばれる粘土が良く使われます。
 もう一つは保湿効果です。これは主に女性向けの話(笑)。洗顔やシャンプーをした後、肌・髪の保護や美しく見せるために適度な水分があることが重要になってきます。しかし、何もしなければ肌や髪についた水はどんどん蒸発してなくなってしまいます。そこで、石鹸やシャンプーの中に水を良く吸う粘土を入れておくと、肌や髪に粘土の薄い膜ができて長い間みずみずしさが保たれます。この役割を果たす粘土は水を良く吸う粘土が使われ、ベントナイト(主要粘土鉱物:Na-モンモリロナイト)などの粘土が入っています。この用途としては、石鹸・シャンプーのほかに入浴剤・ベビーパウダーなどにも使われています。
オムツ
 これは上で述べた石鹸・シャンプーの2番目の理由と一緒です。粘土(ベントナイトなど)の優れた吸水性を利用して、赤ちゃんの尿を漏らさないようにします。粘土は自然に存在する土・砂の仲間ですから、誤って食べてしまったときの体への影響が少ないため、赤ちゃん用の製品に用いるのも安全なのです。
入れ歯安定剤
 これは最近知りました。某有名入れ歯安定剤のCMで「ベントナイト配合」とやってました。「ベントナイト配合」って聞くと「なんだかすごそうだな〜」とか「よさそうな成分が入ってるみたい」と思う人が多そうですが、「ベントナイト=粘土」です。いや、実際高い効果があるからベントナイトを入れてるのでしょうが、「粘土配合」と書いたらなんだかあんまり売れなそうだな〜。CMのキャッチコピーの勝利です(笑)。上でも書いたように、粘土は毒性が低いため、口に入れる入れ歯安定剤に使っても安全です。

 「こんな薄い紙のなかのどこに入ってるんだ?」って思う人が多いでしょうね。前に書いたように粘土の粒子の大きさは0.002 mmです。紙の厚さは0.1 mm程度はあるので、粘土の大きさは紙の厚さの約50分の1。粘土が入っていても見えません。紙の中にはカオリン(カオリナイト)やタルクと呼ばれる粘土が入っています。
 和紙をのぞくほとんどの紙は「パルプ」と呼ばれる木材から得られる原料を基に作られています。しかしパルプだけで紙を作ろうとすると、パルプの塊が大きいため、隙間ができ、表面がでこぼこしているものしか作ることができません。この為、パルプから作られる紙の中にはその性質を補う様々な物が入っています(パルプ同士を強く接着させる接着剤など)。
 粘土の役割は大きく分けて2つあります。一つは、パルプの隙間を埋めて均一な紙にすること。もう一つは、紙の白色度を増すこと、つまり紙を白くすることです。紙に粘土を混ぜると、光が様々な方向に反射され(散乱)、紙自体が白く見えます。



 「粘土が入ると黒くなるんじゃない?」と思われる方も多いでしょう。ところが、ある種の純粋な粘土は白いのです。左の写真は純度の高いカオリンです。ね、白いでしょ?土と粘土はぜんぜん違うのですよ。




医薬品
 怪我や病気の際に用いる薬にも粘土が入っています。ベントナイトやカオリンなどの粘土は、皮膚のただれや傷口に塗ることによって外気から遮断し、傷口を保護する働きを持ちます。ベントナイトは水をよく吸う粘土で、水や体液を吸着することで患部の冷却効果を有します。また、カオリンは体液などをよく吸着し、止血や患部の衛生化の働きをします。
 これらは主に塗り薬・湿布剤としての役割ですが、この他飲み薬にも利用されています。上述の通り、ベントナイトやカオリンは他の物質をよく吸着することができるため、胃や腸で体に悪い有害物質などを吸着し、閉じ込め体外に排出する役割を果たします。また、レントゲン撮影に用いる硫酸バリウムの安定化剤などとしても使われています。
 最後に最近のトピックスを一つ。例えば、腸の内服薬を口から飲んだとして、薬が腸に達して有効に働くまでに胃で吸収されてしまう分があります。また、頭痛薬を飲んでも、薬に働いて欲しいのは頭ですが、薬が体内に吸収されるのは胃腸であり、頭に達するまでに時間的・量的ロスが発生します。また、薬は体の異常を改善したり、ウイルス等を抑える働きをするものなので、正常な体には悪影響を及ぼす可能性があります。皆さんは風邪薬を飲んで胃の調子を悪くしたことはありませんか?これはその一例で、風邪の症状を抑える薬が胃の粘膜を傷つけてしまうからです。このことから、薬を体内の必要な部分に輸送し、患部でのみ働かせようと言う「Drug Derivative system(ドラッグ・デリバリー・システム; DDS)」の研究が盛んに行われています。これは薬を有機ポリマーや無機構造体などに包摂し、患部で薬を放出させようという試みです。これには層状複水酸化物(LDH)という粘土の仲間(アニオン交換性粘土と呼ばれる)が用いられており、例えば腸薬を飲み込むと胃酸などの酸で時間とともにLDHが溶け出し、腸で放出されるといったものです。
 これら医薬品に粘土が用いられるのは、粘土の持つ性質(吸着性)や安価であると言ったことに加え、体内に入っても有害でないという性質が有効に活用されている一例です。
化粧品
 粘土は、その他の物質をよく吸着するという性質から化粧品にも古くから使われていた。イギリスでは17世紀にはドラッグストアーに化粧品用の粘土が並んでいた。日本でも力士が髷に使う鬢付け油の洗剤として粘土が古くから使われていた。
 今でもファンデーションや乳液などに多くの粘土が使われている。これらは紫外線から肌を守ったり、肌を白く見せたりと、その用途にあった粘土がそれぞれ用いられている。化粧品に良く用いられている粘土はタルクといい、非常に滑らかで蝋のような感触を有している。その、滑らかさややわらかい感触から、ファンデーションや口紅など幅広く用いられている。
プラスチック
 プラスチックは石油などを原料に作られる有機高分子(ポリマー)の一種であるが、それらの性質を改善するために粘土が一役買っている。粘土と有機ポリマーの複合体をクレイーポリマーナノコンポジットといい、その機械的強度(硬さや引っ張り強度など)、ガスバリア性(空気などから守る)、熱的安定性などが大幅に向上することが知られており、現在多くの研究がなされる中、様々なプラスチック製品への応用がなされている。

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第三話 粘土は水に溶ける?

 
いきなり「粘土が水に溶ける」といわれとも分からない人がほとんどでしょう。
 物が水に溶けるということは、「ある物質の分子が液体中に均一に拡散すること」と言うことで
す。粘土は多くの分子が集まった高分子の一種であるため、分子一つ一つまでばらばらにはなりませんが、水の中で均一に拡散しその水は透明(半透明)になります。
 粘土はシート状(板状)の結晶が数多く積み重なった層状構造と呼ばれる構造をしています。これは、紙を束にして置いてあるようなイメージをしてもらえば分かると思います。このような構造をとっている粘土を水の中に入れると、層と層の間に水が入り込んでいって層と層の距離を広げます。水が多く入っていくと最後には層を重ねている力が保てなくなり、一枚一枚のシートが剥がれて水の中に広がっていきます。この減少を剥離と言います。ちょうど紙の束を空に放り投げて、紙がばらばらに飛んでいくようなイメージです。一枚一枚のシートは非常に薄いため目で見ることができません。この為、水に入れた粘土は目に見えない半透明となり、粘土が水に溶けたように見えるのです。ある意味では、水に溶けたといっても間違いではないでしょう。



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第四話 食べる粘土? 〜粘土とスイーツの関係〜

〜はじめに〜
 ホームページを通して知り合った知人に、「粘土とスイーツは何か関係があるの?」という質問をされたので調べてみました。粘土といったらやっぱり初めに頭に浮かぶのは陶器ですから、「ケーキに合う器」とか、「虎屋の羊かんにあうお皿」なんて言うのを教えるのは簡単でしょうが、私にはそんなセンスはありません(苦笑)。また第二話でお話したように、包装用紙のビニールやプラスチック・紙なんかにも入っているものがありますが、それじゃ面白くない。そこで、本気で「食べる粘土」を探してみました。

〜粘土と食品〜
 きちんと処理のされた粘土は化粧品や医薬品にも使われるなど食べても害はなく、食品添加物に指定されているものもあります(道端の土とは違うから良い子のみんなは土や砂を食べちゃ駄目だよ!)。そのような理由から、赤ちゃんが食べてしまっても安全であるので、子供用のおもちゃなどや、ドッグフード(胃腸の調子を整え、排泄を順調にする)などには使われています。
 「食品添加物に使われているぐらいだから食べもんにも入ってるだろう。」ぐらいの軽い気持ちで調べ初めたら見事にありません。結論から言うと、「食べてもいいよ(食品添加物指定)」と「食べることをお勧めします(美味しい食べ物)」は違うということ。当たり前です。粘土を好んで食べたいと思う人なんていないだろうし、逆に粘土が入ってるって聞いたら、「食べて大丈夫なの?美味しくなさそう?」なんて悪いイメージを持つ人も多いと思います。

〜発見!〜
 そこで、調査の方向性を変えてみました。粘土は医薬品に使われているように、その吸着力から人体の老廃物(体の中のゴミ)を排泄することができます。そこで、健康食品になら使われているんじゃないかと思い探しました。

そこで発見したのがこれ、インディアンクレイフーズです。



 この商品について調べてみると非常に興味がそそられます。雑誌やテレビなどで紹介されたこともあり、なかなか人気のある商品のようです(商品名で検索してもらえば色々なショップで購入することができます。興味のある方は是非)。メキシカンアエロコーポレーションというメキシコの会社の製品ですが、確かに粘土を食べるのです!!

 因みに成分は、
・でん粉分解物(でん粉をデキストリンや麦芽糖などに分解したもの。炭水化物)
・サイリウム(プランタゴ・オバタ(オオバコの一種)という植物から得られる食物繊維)
・クエン酸(レモンなどに多く含まれる成分。爽快な酸味があり、清涼飲料水などに使われる)
・ハイビスカス抽出物(ハワイのイメージが強い花)
ベントナイト(これが粘土)
・オリゴ糖(ショ糖・麦芽糖など砂糖の仲間)
・ローズヒップ抽出物(南米やヨーロッパに多く生息している野バラの一種)
・アロエベラ抽出物(真実のアロエを意味し、アミノ酸・ビタミン・ミネラル類を多種含む野菜)
・卵殻カルシウム(卵の殻の主成分はカルシウムです)
・アスパルテーム(人口甘味料)
・ビタミン(A・B1・B2・B6・C・E)

となっています。この成分を分かり易く言い換えると、「ジャガイモやとうもろこしで作った団子に、健康に良い野菜と卵の殻と香料と甘味を加えて粘土を混ぜ込んだもの」という表現が近いでしょうか(かなりデフォルメしていて正確な表現ではありません。御注意を)。この製品の特徴は以下のように紹介されています。

「インディアンクレイにハイビスカス、ローズヒップなど、天然ハーブと各種ビタミン類などを加えたダイエット用の飲む粘土です。おなかをスッキリさせるだけでなく、肌荒れやイライラも防ぐので、健康的にダイエット出来ます。甘酸っぱく、飲みやすい味です。」
「インディアクレイフーズは、インディアン伝授の粘土を精製した粘土を配合した健康食品です。ハーブの爽やかな酸味です。食物繊維やビタミンも配合してあり、バランスのよい食生活に役立ちます。粉末状なので、水にといてジュースのようにお召し上がりください。」

 どうやらダイエット食品・健康食品のようです。確かに粘土の吸着性によっておなかの調子を整え、排泄を順調にするためにするため、健康にはいいと思います。

 因みに飲み方は、
1)コップにインディアンクレイフーズ1袋(7g)とリボネイド酢 スティック(セットで売られている健康食品)を1本を入れます。
2)約180〜200ccのミネラルウォーターを注ぎ、よく混ぜてお召し上がりください。



と、非常に簡単。これなら続けられそうです。

〜結論〜

さて長々と書いてきましたが、本日の結論。

「粘土とスイーツの関係、それはスイーツを食べ過ぎて太りそうになったら粘土を飲んでダイエット!」

ということです(笑)。


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第五話 陶芸用の粘土とは?

 
第一話でお話したように、粘土のもっとも基本的な性質に「焼くと固まる」と「水を加えると粘り気が出る」の二つがあります。この性質があるからこそ、粘土は昔から焼き物の材料として用いられてきました。先ず「粘り気が出る」性質があるからこそ粘土はそれぞれの焼き物の形を作ることができ(このような性質を可塑性という)、「焼き固まる」性質があるからこそ焼いた後に硬い陶器になります。
 このような粘土の性質は粘土の成分によって変わるために、粘土の産地(種類)によって「焼き物作りに向く粘土・向かない土」や「焼き上がりの色・質感」といった違いが生じます。粘土は地球の地中活動・火山活動によって生まれた岩石が雨風にさらされて生まれるものなので、場所によってその成分が異なるのです(専門的な分析をすると、同じ鉱山から取れた粘土も少し離れた場所で取れただけで組成・構造などが異なることが簡単に分かります)。
 陶芸に用いられている粘土を色々調べてみると、同じような成分・組成をしていることが分かりました。大雑把に言うと、粘土中に粘土分(粘土鉱物分)が40%、長石分が20%、珪砂分が40%程度入っています。
粘土(粘土鉱物)
 陶芸用に用いられる粘土には、主にカオリンが用いられます。カオリンという名は中国の景徳鎮で使われていた粘土が高嶺(カオリン)で取れていたことに由来します。純度の高いカオリンは鉄分が少ないために、焼き上がりが白くなります。耐熱温度が高いのも特徴的です。

長石
 粘土だけを焼いてもなかなか焼き固まりません。そこで低い温度で粘土を焼き固めるためにカリ長石、ソーダ長石などの長石を融剤として用います。粘土は1000〜1500℃という高温でも融けることはありませんが、長石は比較的低い温度で融解し粘度の高いガラスになります。このガラス質が粘土の粒子をつなぎ止め、焼き固まらせる働きをします。表面に光沢・滑らかさを出すための釉薬にも長石が入っています。つまり、陶器表面の質感・肌触りなどは「色つきガラス」によるものだと言えます。

珪砂
 粘土は水を多く含むため(粘土の粒子の隙間だけでなく、粒子の中にも多くの水を含む)、それだけを乾燥・焼成すると大きく縮んでしまい、ひびや亀裂が入ってしまいます。そこで粘土の吸水量を程々にし、乾燥・焼成後の収縮を抑えるために珪砂を加えます。珪鎖の主成分はSiO2(シリカ)で、ガラスと同じようなもの考えていただければよいかと思います。

その他
 上の三つが陶芸用粘土の主成分ですが、他にも様々なものが微量混在しており、それらが焼きあがりに大きな影響を与えています。特に鉄分は焼き上がりの色に変化を与えます。鉄分が多いと赤色が強くなり、鉄分が少ないと白色になります。このほかにもチタン・カルシウム・ナトリウムなどが入っており、主成分の組成比と、これら微量成分の種類・量によって焼き物の色・硬さ・質感といった様々な性質が変わります。
 プロの陶芸家や、本格的に陶芸を行っている方は実際に自然にある粘土を使われているでしょうが、趣味の陶芸や陶芸教室などで使われる粘土は違います。私の陶芸の先生に教えていただいたのですが、一部を除き、市販されている粘土は自然にある粘土の成分・組成を調べ、それと同じになるように各成分をブレンドしたものだそうです。陶芸教室で使われる粘土や市販されている趣味で使う粘土に「信楽土」が多く使われているのは、信楽土の成分がブレンドし易いからです。

 粘土の各成分の説明をしましたが、実際に粘土だけを焼いてみました。用いた粘土はカオリナイト(カオリンの主成分である粘土鉱物)で純度が98%程度と非常に高いものです。陶芸用粘土の主成分であるカオリナイトですから、低い温度でも焼き固まりそうですが、1100℃まで焼いても焼き固まることは無く、白い粒のままでした。




 少し専門的になりますが、この間に起こった現象を簡単に説明します。粘土鉱物はケイ素(Si)とアルミニウム(Al)を主成分としており、一枚一枚のシートが積み重なった「層状構造」をしています(紙が何枚も重なった束をイメージしてください)。上の図はカオリナイトの構造を示したものです。このように、ケイ素の酸化物(シリカ)とアルミニウムの酸化物(アルミナ)でできたシートが何層も積み重なっています。
 カオリナイトを焼いていくと500℃付近で水酸基(OH基)とシリカ中の酸素原子がランダムに集合して行き、水(H2O)となって出て行きます。水が完全に抜け切ったものをメタカオリンといいます。しかし、この課程で粒子同士が焼き固まることは無く、メタカオリンに水を加え密閉容器中で加熱すると、水を吸ってカオリナイトに戻ることが知られています(複水カオリナイトと呼ばれる)。さらに加熱をすると950℃付近でムライトと呼ばれるセラミックスに転移しますがそれでも焼き固まることは無いのです。やはり陶芸用粘土に大切なのは、低い温度(素焼きをする〜700℃以下の温度)で融け、液状のガラスとなって粘土の粒子を繋ぎ止めていく融剤の存在が重要であることがわかります。


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第六話 経験に基づく粘土の改良 〜昔の人の知恵〜


水簸(すいひ)による粘土の精製

 粘土は天然中に多く存在します。その生成は火山活動や地中活動・風化によるものであるため、粘土の中には粘土鉱物だけでなく、様々な不純物(ゴミ)が含まれます。陶器・レンガなどを作る際にはこの不純物が重要な役割を果たす場合もありますが、それらに向かない割合で不純物が入っている場合は取り除く必要があります。科学技術が発達する前から粘土の精製・分離の手法は経験的に確立されてきました。
 粘土を良く砕き、それに水を加えてよく混ぜます。それをふるいにかけて大きな砂利などを取り除きます。それを静置(揺らさないで静かに置いておく)しておくと、粒子の大きさに係わらず比重(重さ÷大きさ)の違いによって重たいものから先に重力に引っ張られて沈んでいきます。この沈むスピードの違いによって、粘土鉱物だけを取り除くことができます。この方法を水簸といいます。

尿素を用いたカオリン族粘土の微細化 〜陶芸用粘土の改質〜

 上でお話したように、スメクタイト族の粘土は水によって剥離・再積層を繰り返すためその粒子サイズはもともと小さく、また用途に応じて水を加えることでその性質を変化させることができます。しかしカオリナイトなどのカオリン族粘土は層間に水を取り込むことができず、粒子サイズも大きいため陶器などを作る際にしばしば問題となります。そこで古来中国の先人は経験的にカオリンを陶芸に向く粘土に改質する方法を編み出しています。
 カオリナイトは水を層間に取り込むことはできませんが、尿素という物質を取り込むことができます。尿素はその名前の通り、我々が日々する尿の中に含まれる成分で、お肉などを食べることによって体内で精製します。この尿素を層間に取り込んだカオリナイトを小さく砕くと(臼で粉を挽く)、カオリナイトの粒子が小さくなることが知られています。小さくなったカオリナイトは可塑性(陶器など形作ることができる性質)がまし、陶芸に向く粘土となります。
 古来中国の人々は、こんな科学的なこと(尿素によって粒子が小さくなること)はもちろん、尿素という物質があることも知りませんでしたが、経験的にこの方法で粘土が陶器に向くようにする方法を知っていました。中国の宋の時代(A.D. 420〜)の陶器を分析した結果、人の尿が含まれていることが分かりました。つまり、粘土に尿を混ぜておくことで、尿素の働きによって陶芸用の粘土になることを宋時代の人々は編み出していたのです。


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第七話 人間の先祖はサル?いやいや粘土です!

 子供の無邪気な質問に「僕はどこから生まれてきたの?」というものが有ります。よくある答えが、「お母さんのおなかの中よ」とか「コウノトリさんが運んできてくれたのよ」とかでしょうか。では、「最初の人間はどこから生まれてきたの?」という質問にはどのように答えるでしょうか?宗教的な話になれば「神様がおつくりになった」となるのでしょうが、科学者がこんなことを言うわけにはいきません。そこで登場するのが「ダーウィンの進化論」。全ての生命は進化を遂げていくというもので、人間の先祖がサル(類人猿)であったことは今なら誰もが知っている常識でしょう。じゃあ、「サルはどこから進化したのか?」というように遡っていくと、地球上に初めて誕生した生物はアメーバなどの単細胞生物です。単細胞生物はその名前の通り一つの細胞からなっており、分裂することで増えていきます。ではこの「単細胞生物がどこから生まれたのか?」という問いに対しては原始の海で生まれた説や海底火山近傍で誕生した説などが有力視されていますが決定的な証拠は無く、現在も様々な研究がなされています。
 実は、この生命の誕生に粘土が一役かっていたと言う「粘土生命起源説」という考えがあります。生命の細胞を形成するたんぱく質はアミノ酸からなっており、このアミノ酸が合成され、かつ有効なたんぱく質となるように種類・順番等が規則正しく結び合う必要があります。アミノ酸の合成に関して、海中でどうのようにして選択的に合成されたかという問題が未解決であり、「その選択的合成が粘土が存在したため、粘土の粒子のエッジ(縁)の部分で起こった」という考えが粘土生命起源説といわれるものです。もっともこの説に関しても、他の説に比べて有力な証拠があるわけではなく、現在も様々な研究がなされていますが、日常触れ合っている粘土から自分たちが生まれたと知ったら粘土を見る目も変わりませんか?
 
粘土が我々人類の母なのかもしれませんよ。


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第八話 粘土は巡る 〜粘土の誕生と終わり〜

 皆さんは「水の循環」というものを知っていますでしょうか?雨が降って、その水が川の流れとなって海にたどり着き、海で暖められた水が蒸発し空に上り、空で冷やされて雲となり、そしてまた雨を降らせる。このように水は「雨→川→海→雲→雨」といった循環を繰り返しています。実は粘土も水の流れと同じように自然界を循環しています。ただ一番の違いは水が空に上るのに対し、粘土は地中の奥底に沈んでいくのです。

 さて、粘土がどのように循環するのかを話す前に、粘土がどのようにしてできるのかをお話しなければなりません。粘土は土の仲間ですが、土の仲間には粘土のほかに岩石や石、砂などがあります。一番大きな岩石は長い年月雨や風にさらされると、少しずつ割れたり、削れたり、溶けたりして小さくなって行きます。これを「風化」と呼びます。このようにして岩石が小さくなっていったものが石・砂です。岩石や、石・砂が小さくなっていく過程でできる一番小さな物が粘土です。つまり粘土は岩や石が雨や風によって削り溶かされることによってできるのです。粘土は砂よりも小さく、一粒一粒がとても軽いので風や川の流れなどに乗って遠くまで移動していきます。そうして海までたどりついた粘土は海底に沈んで行きます。粘土は次から次へと流されてきますから、海底の粘土は少しずつ、地面(海底)下に沈んで行きます。

 海底に沈んだ粘土はどうなるのでしょうか?実は地面の下は深くなればなるほど温度が高く、強い圧力がかかっています。つまり粘土は少しずつ沈みながら、だんだん暖められ、回りから強く押されるようになります。この過程で粘土は他の鉱物に変化していきます。さらにとても高い温度と圧力がかかるようになると粘土は全て融けてしまいます。この粘土や鉱物が溶けたものがマグマです。地中奥深くでできたマグマは火山の噴火で地上に噴出したり、地中の運動(地震の要因であるプレートテクトニクスと呼ばれるものなど)でゆっくりと冷やされながら地上に隆起したりします。このようにしてマグマが地上にでて固まったものが岩石です。あれ、初めの岩石に戻ってきましたね?

 そう、このように粘土は地面の下、深いところを通って循環しています。その流れは、「岩石→石・砂→粘土→川・風で運ばれる→海底→地面の下に沈む→マグマ→火山の噴火→岩石」となっているのです。ほら、なんとなく水の循環と似ていませんか?水と違うところは、空ではなく地面の下を通ることと、水に比べて循環の早さがとっても遅いことです。


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第九話 村を彩る粘土 〜南フランスを彩るオークル〜

 粘土は、その「焼き固まる」といった性質を持つため、古来から陶磁器・レンガ・壁など様々な物に使われてきました。粘土はその産地によって様々な成分を含むため、焼き固まり方や成形性(形の作りやすさ)なども大きく違っています。また、含まれる成分によっては白色であったり、茶色であったり、赤色であったりと様々な色を持ちます。今回は、そんな粘土の「色」を使ったすばらしい家作りの知恵についてお話します。

 南フランスのリュベロン地方にある山間の村「ルシヨン」。南フランスでは家の壁は黄色を基調とした色に染め上げられていますが、この村の家々は美しい赤色の壁を有しています。この赤い壁、当然ペンキなんかで塗ったものではなく、自然の土の色を利用しています。
 この地方では「オークル(ocre)」と呼ばれる赤土が良く取れます。口紅などの化粧品にオークルと呼ばれるカラーがありますが、オークルはフランス語で「黄土色」という意味です。このオークルの地層があるところは山肌も赤く染まっています。赤土はヘマタイト(赤鉄鉱;α-Fe2O3)という酸化鉄の鉱物が主成分であり、赤い色はこれに由来します。我々の身近にある酸化鉄といえば、鉄さびであり、さびの赤色がより鮮やかになったものを思い浮かべてもらえば、オークルのイメージもつくと思います。



 ヘマタイトの写真です。結晶や鉱物は赤い色をしていますが、よく研磨することでこのような金属光沢を見ることが出来ます。



 赤土は世界各地で取れ、産地によって名称も異なりますが、古くから顔料(色を付けるための粉)として用いられています。主成分が酸化鉄ですので耐久性に富んでおり、変色することもありません。上記ルシヨン村では取ってきたオークルを砕いて粉末状にし、粘土質などと混ぜることによって顔料として用いたり、レンガなどの着色に用いていました。
 現在でも、顔料やセメントの着色剤、絵の具などに用いられています。また、粘土鉱物・長石・石英(陶器やレンガに使われる天然の粘土にはこれらが含まれている)などの原料に混ぜ込んで焼くことで、赤色〜黄土色のタイル・レンガを作ることが出来ます。

 昔の人は経験的にこの赤土を絵の具として使い、家の壁を染め上げることを学びました。このように土や粘土、岩石など、それこそ人間が生まれてくる前からあるような材料を用いた技法は、はるか昔から経験的に学び、使われてきたのです。


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第十話 粘土で綺麗になろう!


 粘土のお話第二話の中でも書きましたが、石鹸やシャンプーには粘土が使われている物があります。なぜ粘土を石鹸に入れるのでしょうか?「土や泥がついてよけいに汚れるんじゃないか?」と思われる人もいるでしょう。ところがどっこい、石鹸に入った粘土はとてもいい働きをするのです!

 従来の(そして今でも使われているほとんどの)石鹸、洗剤などには「界面活性剤」という成分が多く使われています。人の仲や相性が非常に悪い状態を「水と油」と言いますが、この言葉の通り水と油を混ぜようとしても完全に分離してしまい、混ざりません。界面活性剤は、水・油のどちらとも良くなじみ、水と油を結びつける働きをします。マヨネーズを作る時に、油とお酢だけでは混ざりませんが、卵黄を入れることで油とお酢が分離しなくなります。これは卵黄の中に含まれる「レシチン」という界面活性剤成分が働くからです。
 このような界面活性剤をなぜ石鹸に入るのでしょうか?それは石鹸の主たる目的、「汚れを落とす」ためです。顔など皮膚の表面の汚れは皮脂や化粧品などの油汚れです。これら油汚れは当然「油」ですから、ただ水で洗っただけでは水に溶けず洗い落とすことが難しくなります。そこで界面活性剤を入れることで、界面活性剤が油汚れに吸い付き、水と油汚れが混じるようにして汚れを落としています。

 現在用いられている多くの石鹸、洗剤には人工的・化学的に合成された界面活性剤が用いられており、「合成洗剤」と呼ばれています。これら合成洗剤の中には、環境ホルモンを含んでいる疑いが指摘されている物や、排水によって湖沼の富栄養化を促進させている物など、環境・人体に悪影響があるものが存在することが分かってきました。もちろん、界面活性剤には卵黄のレシチンのように天然に存在する物も多くありますので、全ての界面活性剤が環境・人体に悪いということはありません。ただ、昨今の健康志向、自然志向から、化学薬品を使わない天然由来成分のみで作られる石鹸・洗剤が注目されています。自分で石鹸を作られる方も最近では増えているみたいですね。

 そこで登場するのが粘土です。石鹸に入った粘土は台所の食器洗いようのスポンジのような働きをします。一つはスポンジの裏の硬い部分。粘土の非常に小さい粒子が毛穴などの汚れもかき出します。もう一つはやわらかいスポンジの部分。スポンジが水を良く吸うように、粘土が汚れを吸着します。
 このような粘土を使った石鹸・洗剤は界面活性剤などの化学薬品で肌が荒れ易い方(アレルギーなど)には、まさに「体に優しい石鹸」と言えると思います。

 そんな粘土を使った洗顔料の一例を紹介。写真の洗顔料はルナレーナ化粧品が作っている「白色粘土の洗顔料フレッシュアップSP」。界面活性剤、油分を一切使わず、白色粘土(カオリン)と水を主成分とした洗顔料です。取扱店「e-洗顔屋」に詳しい説明が書いてありますので興味をもたれた方は一度ご覧になってはいかがでしょうか?

注意:私は医学・薬学の専門家ではないので、この商品の効果を保証するものでは有りません。あくまで粘土を使った石鹸の一例としての紹介です。




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