KR100895762B1 - Metal clay - Google Patents

Abstract

탁월한 보습성과 조형성을 갖는 귀금속 점토 조성물을 제공한다. 금이나 은을 주성분으로 하는 귀금속 분말을 곤약에서 추출한 글루코만난의 수용성 바인더와 혼련(混練)하여 조성하거나, 상기 수용성 글루코만난 바인더에 물유리, 아교, 아라비아고무, 셀루로스계 바인더 중의 어느 하나 이상을 더 포함하여 혼련(混練)하여 조성한다. 그리고 귀금속 분말의 응집을 방지하기 위해서 저급 알콜이나 물로 희석한 오례인산이나 올리브유(油) 또는 글리세린 중의 어느 하나를 사용하여 귀금속 분말을 표면 처리한다.It provides a precious metal clay composition having excellent moisturizing properties and molding. A precious metal powder composed mainly of gold or silver is kneaded with a water-soluble binder of glucomannan extracted from konjac, or the water-soluble glucomannan binder further comprises any one or more of water glass, glue, gum arabic, and cellulose-based binder. It is made by kneading. In order to prevent agglomeration of the noble metal powder, the precious metal powder is surface-treated using any one of lower phosphorus acid or urea phosphate, olive oil, or glycerin.

귀금속 점토, 글루코만난, 바인더 Precious Metal Clay, Glucomannan, Binder

Description

귀금속 점토 조성물{Metal clay}Precious Metal Clay Composition {Metal clay}

본 발명은 귀금속 장식품이나 미술 공예품 또는 귀금속 조형물을 제작하기 위해서 사용하고 있는 귀금속 점토 조성물(금 분말이나 은 분말 및 이들 분말을 주성분으로 하는 금 합금 분말이나 은 합금 분말에 유·무기성 바인더를 혼련하여 조성한 점토상의 조성물로 된 금 점토, 은 점토, 금 합금 점토, 은 합금 점토 등. 이하 귀금속 점토 조성물이라 함.)에 관한 것이다.The present invention kneads an organic-inorganic binder to a precious metal clay composition (gold powder, silver powder and gold alloy powder or silver alloy powder containing these powders as a main component) used to produce precious metal ornaments, art crafts or precious metal sculptures. Gold clay, silver clay, gold alloy clay, silver alloy clay, etc., hereinafter referred to as a noble metal clay composition.

<종래기술의 문헌 정보>     Literature Information of the Prior Art

등록특허 10-0489630호Patent Registration 10-0489630

등록특허 10-0512529호Patent Registration 10-0512529

공고특허특 0179371호Patent Publication No. 0179371

공개특허 10-2004-0037141호Patent Publication No. 10-2004-0037141

등록특허 10-0255996호Patent Registration 10-0255996

공개특허특 2000-0057001호Patent Publication No. 2000-0057001

등록특허 10-0556144호Patent Registration 10-0556144

종래 귀금속 점토 조성물에 관한 것으로서는 전출한 국내 특허 이외에도 다 양하지만, 그 주요한 내용은 바인더의 성분과 귀금속 분말에 대한 입자구성에 관한 것이라고 할 수 있겠다.The conventional noble metal clay composition is various in addition to the domestic patent issued, but the main content can be said to be related to the composition of the binder and the particle composition for the noble metal powder.

그리고 전술한 종래의 귀금속 점토 조성물에 관한 주요한 바인더로서는, 소결할 때 연소시켜서 제거 가능한 유기성으로, 한천이나 전분, 알긴산염, 셀루로우스계, 폴리비닐계 등 다수가 제안되고 있다. 그리고 이와 같은 유기성 바인더와 귀금속 분말 간에 혼합을 촉진시켜 주기 위해서는 바인더에 표면활성제를 배합하기도 하고, 조형할 때에 귀금속 점토 조성물이 손에 부착되지 않게 하기 위해서는 프탈산-n-디부틸이나 유지 등을 수 % 정도 첨가하기도 하고 있다.As the main binders related to the conventional noble metal clay compositions described above, many organic materials such as agar, starch, alginate, cellulose, and polyvinyl are proposed as organics that can be burned and removed upon sintering. In order to promote the mixing between the organic binder and the noble metal powder, a surface active agent may be blended in the binder, and in order to prevent the noble metal clay composition from sticking to the hands during molding, a few percent of phthalate-n-dibutyl or fat or oil may be used. Some add.

그러나 이와 같이 하여 만들어진 종래의 귀금속 점토 조성물은 일반적으로 보습성 수분함량(약 7중량% 전후)이 낮기 때문에 초심자가 다루기에는 단시간에 수분이 증발하게 되어 조형제작이 어려울 뿐만 아니라, 점토물을 늘리면서 조형할 수 있는 연신(延伸)율도 10% 정도 내외에 그치고 있어서 제작과 건조 및 소결의 전 과정에 걸쳐서 균열이 일어나기가 쉽게 된다. 더욱이 고밀도 소결체를 얻기 위해서 나노 사이즈의 미세한 귀금속 분말 첨가시에는 나노 입자 귀금속을 바인더에 분산시킬 수 있는 수단과 방법이 전술한 표면활성제 배합만으로서는 불충분하기 때문에, 나노 입자들 사이에 응집현상에 의한 균열발생도 배제할 수 없는 일이라고 할 수 있겠다.However, the conventional noble metal clay composition made in this way is generally low moisture content (about 7% by weight) because the moisture is evaporated in a short time for beginners to handle, not only making the molding difficult, but also increasing the clay The elongation rate is only about 10%, which makes cracking easy throughout the manufacturing, drying, and sintering processes. Furthermore, when the nano-size fine noble metal powder is added to obtain a high density sintered body, the means and method for dispersing the nano-particle noble metal in the binder are insufficient only by the above-described surface active agent formulation. It can also be said that it can not be excluded.

그리고 전술한 종래의 대표적인 유기성 바인더들에 있어서 특히 한천이나 전분, 알긴산염 등의 바인더는 온도와 수분 조절 및 풀기 있는 졸(sol)로 형성하기 위해서는 가열과정을 필수적으로 거쳐야 하기 때문에, 만드는 계절이나 날씨, 가열 조건 등에 따라서는 재현성 있게 제조하는 일이 그리 손쉬운 일이라고 할 수도 없게 된다.In the conventional organic binders described above, especially binders such as agar, starch, alginate, etc. must be subjected to a heating process in order to form a sol, which is controlled by temperature and moisture, and thus, seasons or weather Depending on the heating conditions and the like, it is not easy to manufacture reproducibly.

한편 이와 같이 하여 만들어진 각종 바인더는 조형할 때에 손에 부착되기가 쉬워서 전술한 바와 같이 프탈산-n-디부틸을 첨가하기도 하고 있다. 그러나 프탈산-n-디부틸은 환경호르몬의 일종으로 알려져 있는 내분비 착란 물질에 해당하는 것으로서, 조형에서 건조, 소성(소결)의 전 과정에 이르기까지 대기중에 확산을 일으켜 실내오염을 유발시키기도 한다.On the other hand, the various binders produced in this way are easily attached to hands when molded, and phthalic acid-n-dibutyl is added as described above. However, phthalic acid-n-dibutyl is an endocrine-disrupting substance known as an environmental hormone, and it causes diffusion into the atmosphere from molding to drying and firing (sintering), causing indoor pollution.

따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해서 제안하고 있는 것으로, 제조가 간단하면서 탁월한 보습효과와 적도의 점성 및 탄력있는 연신율을 이용할 수 있고, 조형시에는 손에 부착되는 일을 최소화하여 비교적 오랜 시간에 걸쳐서 세밀한 작품제작을 할 수 있으며, 나아가 귀금속 분말 미립자 간에 응집현상을 사전에 배제시킬 수 있는 방법을 제안하여 귀금속 점토 조성물의 제작·건조·소결의 전 과정에 걸쳐서 발생하던 균열 요인을 사전에 제거할 수 있고, 또한 비교적 낮은 온도에서도 충분한 소결강도를 얻을 수 있는, 귀금속 점토 조성물의 제공을 그 기술적 과제로 하고 있다.Therefore, the present invention proposes to solve the above-mentioned conventional problems, and it is easy to manufacture and can use the excellent moisturizing effect and the equatorial viscosity and elastic elongation. It is possible to produce detailed works over a long time, and further proposes a method to eliminate the coagulation phenomenon among the fine metal powder particles in advance, so as to prevent cracking factors occurring during the entire process of manufacturing, drying and sintering the precious metal clay composition. The technical problem is to provide a noble metal clay composition which can be removed at a low temperature and obtains sufficient sintering strength even at a relatively low temperature.

본 발명은 다음과 같은 효과가 기대된다.The present invention is expected to the following effects.

(1)저급 알콜이나 물로 희석한 오례인산이나 올리브유(油), 또는 글리세린 중의 어느 하나 이상과 귀금속 분말을 배합하여 초음파 처리와 건조과정의 표면 처리를 한 귀금속 점토 조성물은 귀금속 미립자 간에 응집현상의 배제가 가능하여 제작·건조·소결의 전 과정에 걸쳐서 균열 요인을 제거할 수 있다. (1) The precious metal clay composition which combines noble metal powder with at least one of urea phosphate, olive oil or glycerin diluted with lower alcohol, water, and glycerin and is surface treated during the ultrasonication and drying process, eliminates the phenomenon of coagulation among the fine metal particles. The cracking factor can be eliminated throughout the manufacturing, drying and sintering process.

(2)글루코만난이나 글루코만난을 주성분으로 하는 수용성 바인더는 조형시 손에 부착되는 일이 적을 뿐만 아니라 탁월한 보습효과와 적도의 점성 및 탄력있는 연신율 등이 이용 가능하고 비교적 오랜 시간에 걸쳐서 작품제작이 가능하다.(2) Glucomannan or glucomannan-based water-soluble binders are less likely to adhere to hands during molding, and excellent moisturizing effects, equatorial viscosity and elastic elongation are available, and work can be produced over a relatively long time. .

상기 과제를 수행하기 위한 본 발명은, 종래부터 사용되어 오고 있는 소정의 귀금속 분말을 곤약에서 추출한 글루코만난을 주성분으로 하는 수용성 바인더와 혼련하여 조성을 한다. 그리고 귀금속 분말 미립자 간에 응집현상을 사전에 배제시키기 위해서는, 귀금속 분말을 곤약에서 추출한 글루코만난을 주성분으로 하는 수용성 바인더와 혼련하기 전에 오례인산이나 올리브유(油) 또는 글리세린 중의 어느 하나 이상을 물 또는 저급 알콜로 희석한 후 귀금속 분말과 배합하여 소정의 시간 교반 내지는 초음파 처리와 건조를 하고, 비교적 낮은 온도에서의 귀금속 점토물의 소결강도를 증강시키기 위해서는 물유리(연화온도:550~670℃, 유동온도:730~780℃)를 첨가한다. The present invention for carrying out the above object is kneaded with a water-soluble binder having a glucomannan extracted from konjac as a main component of a noble metal powder that has been conventionally used. In order to eliminate the agglomeration phenomenon between the fine metal powder fine particles, at least one of ureaphosphoric acid, olive oil or glycerin with water or a lower alcohol before kneading the precious metal powder with a water-soluble binder mainly containing glucomannan extracted from konjac After dilution, the mixture is mixed with the precious metal powder for a predetermined time, stirred or sonicated and dried, and in order to enhance the sintering strength of the precious metal clay at a relatively low temperature, water glass (softening temperature: 550 to 670 ° C, flow temperature: 730 to 780) C) is added.

본 발명에서 사용되고 있는 글루코만난은 곤약 감자 등에 포함되어 있는 저장성 다당을 정제·분쇄·파쇄한 다당류 분말입자로서, D-글루코스와 D-만노스가 약 1:1.6의 비율로 β-1.4결합한 분자량 약 100만 이상의 복합 다당류로, 냉수든 온수든 간에 단시간 내에 용해·팽윤하여 점조성(粘稠性)의 졸을 형성하는 특징이 있고, 최근에 들어서는 각종 다이어트 식품이나 화장품 등에도(예, 젤리, 요구르트, 음료, 빵, 고기, 샴푸, 보습제 등) 첨가 사용하고 있는 인체에 무해한 식품·화장품의 원료이기도 하다.Glucomannan used in the present invention is a polysaccharide powder particle obtained by refining, crushing and crushing the storage polysaccharide contained in konjac potato and the like, and has a molecular weight of about 1 million, wherein D-glucose and D-mannose are β-1.4 bound at a ratio of about 1: 1.6. These complex polysaccharides are characterized by dissolving and swelling in cold water or hot water within a short time to form a viscous sol. Recently, various types of diet foods and cosmetics (eg, jelly, yogurt, beverages) It is also a raw material for food and cosmetics, which is harmless to the human body, which is added with bread, meat, shampoo, and moisturizer.

이하 본 발명의 실시 예에 대해서 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

귀금속 분말로서는 평균입자 3μm정도의 구상형 은 분말을 사용하여 2종류의 방법에 의해 은 점토를 조성하였다.As the noble metal powder, silver clay was formed by two kinds of methods using spherical silver powder having an average particle size of about 3 µm.

하나는 공장에서 출하된 은 분말을 그대로 글루코만난이나 글루코만난을 주 성분으로 하는 수용성 바인더와 직접 혼련하여 조성하였고, 또 하나는 혼련하기 전에 응집된 은 분말을 해소시키기 위해서 표면처리제로서 오례인산이 풍부한 올리부유(~10중량%)를 아세톤으로 희석한 올리부유 희석액과 글리세린(~10중량%)을 물에 희석한 글리세린 희석액을 준비하여 이들의 각각을 은 분말 중량 대비 40%를 첨가하여 은 분말과 배합한 후 초음파(~10분)처리와 건조처리를 하여 글루코만난이나 글루코만난을 주성분으로 하는 수용성 바인더와 혼련하여 조성하였다. 그리고 은 분말 90중량%에 대해서 글루코만난이나 글루코만난을 주성분으로 하는 수용성 유·무기 바인더의 양은 10중량%로 일정히 하였다. One was prepared by directly kneading the silver powder from the factory with glucomannan or a water-soluble binder containing glucomannan as the main ingredient, and the other was olibuic acid, which is rich in urea phosphate as a surface treatment agent in order to solve the aggregated silver powder before kneading. (~ 10% by weight) diluted with acetone, oleic oil dilution and glycerin (~ 10% by weight) was prepared by diluting the glycerin dilution solution, each of them were added to the silver powder by adding 40% to the weight of silver powder After sonication (˜10 min) and drying, the mixture was kneaded with a water-soluble binder mainly containing glucomannan or glucomannan. The amount of the water-soluble organic-inorganic binder containing glucomannan and glucomannan as a main component of 90 wt% of the silver powder was constant at 10 wt%.

한편, 글루코만난은 1%용액의 점도가 37,400mPa·s인 중점성 글루코만난a와 10%용액의 점도가 530mPa·s인 저점성 글루코만난b를 혼합하거나 단독으로 하여 은 분말과 혼련할 수 있는 정도의 점도로서 증류수에 타서 사용하였고, 그 밖에 물유리(~3%, 글루코만난 바인더가 연소하여 소실될 때 공극의 보완 및 저온 소결 목적), 아교(~10%, 건조 후 강도 증가 목적), 셀루로스계 바인더로서 카르보키시메틸셀루로우스(~3%, 건조 후 강도 증가 목적) 및 아라비아고무(~3%, 은 분말의 분산 및 부착 방지 목적)를 배합하여 사용하였다.On the other hand, glucomannan is a viscosity that can be kneaded with silver powder by mixing or alone with a medium viscosity glucomannan a with a viscosity of 1% solution of 37,400 mPa · s and a low viscosity glucomannan b with a viscosity of 530 mPa · s of 10% solution. It was used in distilled water as a water glass (~ 3%, supplementation of voids and low temperature sintering when glucomannan binder burned out), glue (~ 10%, for strength increase after drying), cellulose binder Carbocycimethyl cellulose (˜3%, for increasing strength after drying) and gum arabic (˜3%, for dispersing and adhering silver powder) were used in combination.

그 결과, 글루코만난만a 또는 글루코만난만b를 단독 또는 혼합하여 사용하거나, 글루코만난만a 또는 글루코만난만b를 단독 또는 혼합한 것에 물유리, 아교, 카르보키시메틸셀루로우스, 아라비아고무의 어느 하나 이상을 첨가한 글루코만난만을 주성분으로 하는 유·무기성 바인더는 원하는 점도조절이 용이할 뿐만 아니라, 종래 제품(비교제품명:PMC3, 아트클레이)에 비해서도 뛰어난 보습성(귀금속 점토 조 성물에 있어서 수분 약 9중량% 전후)과 연신율(50% 이상)을 얻을 수 있었고, 점조성과 건조 후 가공성(줄이나 사포가공) 및 부착방지 효과 등에 있어서도 동등하거나 그 이상의 양호한 결과를 얻을 수가 있었다. 그리고 표면을 처리하지 아니한 은 분말 사용시에는 바인더와의 혼련이 충분하지 못하면 조형물의 제작과 건조 과정에서 약간의 균열이 발생하는 일도 있었으나, 표면처리한 은 분말 사용시에는 제작·건조·소결의 전 과정을 통하여 발견할 수가 없었을 뿐만 아니라 귀금속 분말입자의 분산 상태도 양호하였고(파단면 관찰) 바인더와의 혼련도 대단히 편리하였다. As a result, one or more of glucomannan manna or glucomannan manb is used alone or mixed, or glucomannan mana or glucomannan manb alone or mixed with water glass, glue, carbocycimethyl cellulose, and gum arabic. Organic-inorganic binders containing only added glucomannan are not only easy to adjust viscosity, but also excellent moisturizing properties compared to conventional products (Comparative Product Name: PMC3, Art Clay). Before and after) and elongation (more than 50%), and the same or better results were obtained in terms of consistency, post-drying processability (string or sandpaper processing) and anti-sticking effect. In case of using the silver powder without surface treatment, if there is not enough kneading with the binder, some cracks may occur during the manufacturing and drying of the sculpture, but when using the surface treated silver powder, the whole process of manufacturing, drying, and sintering is performed. Not only could it be found, but the dispersion state of the noble metal powder particles was also good (observation of the fracture surface) and kneading with the binder was very convenient.

그리고 글루코만난을 단독이나 글루코만난을 주성분으로 하는 다양한 유·무기성 바인더와 혼련한 표면처리를 하거나 무처리한 은 분말 모두의 점토물의 소결체는 비교를 위해 함께 핸들링한 PMC3(일본 미츠비시머티리얼(주))나 아트클레이(일본 아이다화학공업(주)) 보다도 소결 후의 색상이 더욱더 은 색에 가까울 정도의 밝은 빛을 띠었으며, 제작한 조형물(예, 크라운, 크로스, 링, 판상 등, 최대사이즈는 폭 6mm 길이 40mm)을 1일 정도 자연건조시킨 후 가스곤로를 이용하여 중불로 5~10분 정도 소성하였을 때 바인더의 연소 소실로 0.9~3.2% 범위 내에서 중량 감소가 있었고, 이들의 장축의 길이변화 수축률은 12~18% 범위 내였다.The sintered body of both surface treated or untreated silver powder mixed with glucomannan alone or with various organic / inorganic binders containing glucomannan as its main ingredient was PMC3 (Japan Mitsubishi Material Co., Ltd.) handled together for comparison. The color after sintering was much brighter than the art clay (Aida Chemical Co., Ltd.). The maximum size of the manufactured sculptures (e.g. crown, cross, ring, plate, etc.) is 6mm wide. 40mm) was naturally dried for about 1 day, and then fired for 5 ~ 10 minutes using medium gas furnace. There was a decrease in weight within 0.9 ~ 3.2% due to the combustion loss of the binder. It was in the range of 12-18%.

본 발명에서는 귀금속 점토 조성물의 수용성 바인더로서 글루코만난을 단독으로 사용하거나, 글루코만난을 주성분으로 하여 건조 후의 강도 증가 목적으로 아교와 셀루로스계 바인더로서 카르보키시메틸셀루로우스(CMC)를 도입하였고, 600℃전후에서의 저온 소결하에서의 공극을 보완하기 위해서 물유리를 도입하여 혼합 사용하였는데, 글루코만난과의 혼합에 의한 상승효과는 기계적 측정은 불가능하였으 나 파단이나 줄가공 등을 거치면서 감각상에 양호한 결과를 얻을 수가 있었다.In the present invention, glucomannan methyl cellulose (CMC) was introduced as a glue and cellulose binder for the purpose of increasing strength after drying using glucomannan alone as a water-soluble binder of the noble metal clay composition. Water glass was introduced and mixed to compensate for the voids at low temperature sintering before and after ℃. The synergistic effect of mixing with glucomannan was not possible to measure mechanically. I could.

이 밖에도 글루코만난을 주성분으로 하는 귀금속 점토 조성물의 수용성 바인더로서의 구성은 전술한 것 이외에도, 식품 등에서 글루코만난과 같이 첨가 사용하고 있는 카라키난, 검(gum)류, 젤라틴, 펩틴, 한천 등과, 종래부터 귀금속 점토 조성물의 대표적인 바인더로서 사용되어 오고 있는 폴리비닐계, 셀루로오스계, 아크릴계, 왁스계, 폴리카르본산염, 폴리오키시카르본산염, 폴리아미노카르본산염 등 과의 혼합사용도 가능하다고 할 수 있겠다.In addition, as a water-soluble binder of the noble metal clay composition containing glucomannan as a main component, in addition to the above-mentioned, it is known that the caramelin, gums, gelatin, peptin, agar, etc. which are added and used like glucomannan in food, etc. It can also be said that mixed use with polyvinyl, cellulose, acrylic, wax, polycarbonate, polyoxycarboxylate, polyamino carbonate, etc., which have been used as a representative binder of the composition, can also be used. .

본 발명에서 사용되고 있는 글루코만난은 츄잉 껌의 입안 부착방지제로서도 사용되고 있는 것과 같이, 전술한 종래의 유기계 바인더를 사용할 때와 같이 표면활성제나 점착방지제 등을 첨가하지 않고서도 손에 부착되는 일을 크게 줄일 수가 있었고 아라비아고무를 첨가함으로써 그 상승효과를 더욱더 개선할 수가 있었다. 그리고 무엇보다도 글루코만난을 주성분으로 하는 바인더는 보습성과 점조감(보드라움)이 뛰어나 종래의 그 어떠한 바인더보다도 오랜 시간을 조형제작에 집중할 수 있는 여유를 제공해 주었으며, 설령 귀금속 점토 조성물이 건조된다거나 페이스트 등의 다른 용도로 전환 사용하고자 할 때 등에 있어서도 적량의 물을 추가 공급해 줌으로써 해소할 수도 있었다.The glucomannan used in the present invention, as used in the chewing gum as an anti-adhesive agent, can greatly reduce the adhesion to the hand without adding a surface active agent or an anti-sticking agent as in the case of using the conventional organic binder described above. And the addition of Arabian rubber could further improve its synergy. Above all, the glucomannan-based binder is excellent in moisture retention and consistency (bodharum), providing more time to concentrate on the molding process than any other conventional binder.Even if the precious metal clay composition is dried or paste It was also possible to solve the problem by supplying an appropriate amount of water even when switching to another use.

Claims (3)

귀금속 분말과 수용성 글루코만난 바인더를 혼련(混練)하여 조성한 귀금속 점토 조성물.A precious metal clay composition prepared by kneading a precious metal powder and a water-soluble glucomannan binder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수용성 글루코만난 바인더에는 물유리, 아교, 아라비아고무, 셀루로스계 바인더 중의 어느 하나 이상을 더 포함한 귀금속 점토 조성물.The water-soluble glucomannan binder is precious metal clay composition further comprising any one or more of water glass, glue, gum arabic, cellulose-based binder. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 귀금속 분말을 저급 알콜이나 물로 희석한 오례인산이나 올리브유(油) 또는 글리세린 중의 어느 하나를 사용하여 표면 처리한 귀금속 점토 조성물.The precious metal clay composition which surface-treated the said precious metal powder using any one of urea phosphoric acid, olive oil, or glycerin diluted with lower alcohol or water.