KR20050080293A

KR20050080293A - 공작용 점토의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 점토

Info

Publication number: KR20050080293A
Application number: KR1020040008365A
Authority: KR
Inventors: 최은순
Original assignee: 최은순
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-08-12

Abstract

본 발명은 점토의 끈적임이 적어 손에 묻지 않으며, 건조된 후에 갈라짐이 나 부서짐 현상이 없고, 먼지의 접착이 적으며, 장기간 보관이 용이하고 성형성 및 인장감 등이 우수하여 전문가 뿐 아니라 어린이의 놀이용으로도 적합한 공작용 점토의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 점토에 관한 것이다.

보다 상세하게는 a) 폴리비닐계 13~25 중량부, 에틸비닐계 5~12 중량부 및 물 10~30 중량부를 혼합한 후 60~90 ℃에서 약 30분간 교반하는 단계; b) 교반한 모체에 아크릴계 3~20 중량부, 실리콘 1~15 중량부, 글리세린 5~35 중량부를 첨가하고 교반하는 단계; c) 폴리비닐계 1~10 중량부, 무수붕산 0.5~1.7 중량부, 습윤제 1~10 중량부를 용해시킨 후 50~70℃에서 교반하는 단계; 및 d) b)단계와 c)단계에서 제조된 용액을 혼합한 후 교반하고 소포제 1~2 중량부, 대전방지제 1~20 중량부, 충진제 20~40 중량부를 투입하고 50~80℃에서 1시간 내지 2시간 동안 반응을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 점토에 관한 것이다.

Description

공작용 점토의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 점토{Manufacturing method of handicraft clay and clay manufactured by the method}

공작용 점토에는 유성 점토와 수성 점토의 두가지 종류가 있다.

유성 점토는 모형 제작 후 보관시에 처음 모형을 그대로 유지할 수 있으나, 점토가 단단하여 어린이가 모형을 제작하기에 용이하지 않으며, 성형이 어려운 단점을 가진다.

반면, 수성 점토는 반죽이 용이하여 어떠한 모형으로든 제작이 용이하고 인장감이 우수하나, 건조되었을 때 갈라짐이 심하고 장기간 보관이 어려운 단점을 가진다.

종래에 수성 점토의 제조에 관한 여러 방법이 시도되었다.

그 중 자연경화형 경량 인조 점토의 제조방법에 관한 것으로, a)아세트산에테닐에스테르 83~96 중량부, 물 2~7 중량부, 아세테이트나트륨 무수물 1~5 중량부 및 메틸알코올 0.5~2중량부를 포함하여 이루어지는 조성물을 혼합한 후, 상온에서 약 20분 동안 교반시키는 단계; b) 상기 a)에서 얻어진 모재 5~14 중량부, 물 40~60 중량부, 중공형태의 폴리아크릴로니트릴 분말 15~30 중량부, 글리세린 10~20 중량부, 붕산 0.1~0.7 중량부 및 소포제 1~2 중량부를 포함하여 이루어지는 조성물을 완전히 혼합시키는 단계; 및 c) 상기 혼합된 조성물을 약 70~90℃에서 약 40분 동안 가열하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조방법이 있다.

그러나, 상기 제조방법에 의한 점토는 수분의 함량이 많아 건조한 후에 수축 및 뒤틀림 현상이 크며, 제작시 끈적임이 강하고 장기간 보관이 어려운 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해소하고자 안출한 것으로서, 점토의 끈적임이 적어 손에 묻지 않으며, 건조된 후에 갈라짐이나 부서짐 현상이 없고, 먼지의 접착이 적으며, 장기간 보관이 용이하고 성형성 및 인장감 등이 우수하여 전문가 뿐 아니라 어린이의 놀이용으로도 적합한 공작용 점토의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 점토를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공작용 점토의 제조방법에 있어서, a) 폴리비닐계 13~25 중량부, 에틸비닐계 5~12 중량부 및 물 10~30 중량부를 혼합한 후 60~90 ℃에서 약 30분간 교반하는 단계; b) 교반한 모체에 아크릴계 3~20 중량부, 실리콘 1~15 중량부, 글리세린 5~35중량부를 첨가하고 교반하는 단계; c) 폴리비닐계 1~10 중량부, 무수붕산 0.5~1.7 중량부, 습윤제 1~10 중량부를 용해시킨 후 50~70℃에서 교반하는 단계; d) b)단계와 c)단계에서 제조된 용액을 혼합한 후 교반하고 소포제 1~2 중량부, 대전방지제 1~20 중량부 및 충진제 20~40 중량부를 투입하고 50~80℃에서 1시간 내지 2시간 동안 반응을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 c)단계에서 물이 추가적으로 10중량부 이하로 첨가되는 것을 특징으로 한다.

그리고, d)단계에서 방부제가 추가적으로 2 중량부 이하로 첨가하는 것을 특징으로 한다.

또한, d)단계에서 착색제가 추가적으로 3 중량부 이하로 첨가하는 것을 특징으로 한다.

그리고, d)단계에서 향이 추가적으로 2 중량부 이하로 첨가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충진제가 폴리아크릴로니트릴인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제조방법에 의하여 제조되는 점토를 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 첫번째 단계는 모체를 준비하는 단계로 폴리비닐계 13~25 중량부, 에틸비닐계 5~12 중량부 및 물 10~30 중량부를 혼합한 후, 60~90 ℃에서 약 30분간 교반하는 것으로 구성된다.

상기 모체는 아크릴계 수지 화합물 및 충진제 등과 결합하여 점토의 인장감을 부여하고 수분이 건조된 후에도 일정한 부피를 유지할 수 있게 한다.

특히, 폴리비닐계 수지 화합물은 물과 혼합되어 유연성 및 성형성을 가지게 하고 건조된 후에 뒤틀림 현상이나 부서짐 현상이 적어 수성 점토의 사용에 적합하다. 그 함량은 13 내지 25 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.

13 중량부이하일 경우에는 점토로서의 점도가 약하고, 인장감이 부족하여 점토로 적합하지 않으며, 25 중량부를 초과하는 경우에는 다른 성분과의 혼합이 충분하지 않아 성형성이 감소된다.

폴리비닐계 화합물의 분자량은 8,000~13,000이 바람직하다.

에틸비닐계는 탄성력이 우수한 수지화합물로 폴리비닐계 화합물과 결합하였을때 점토가 무르지 않고 일정한 가소성 및 탄성을 가지게 하며, 5~12 중량부의 함량이 적합하다.

5 중량부미만일 경우에는 탄성력이 적어 어린이 놀이용이나 모형 제작에 어려움이 있으며, 12 중량부를 초과하는 경우에는 건조후에 갈라짐 현상이 심해져 부적합하다.

모체의 물의 함량은 폴리비닐계 화합물의 용해, 점토의 점도 및 건조후의 모형의 형태유지 등을 고려하여 10~30 중량부가 바람직하다.

10 중량부미만일 경우 반죽이 단단해져서 원하는 모형을 제작하기에 어려움이 있으며, 30 중량부를 초과하는 경우에는 물의 함량이 너무 높아 건조시간이 길어지며 건조후에 수축현상이나 뒤틀림현상이 나타날 수 있다.

모체의 교반온도는 60~90℃가 바람직하다.

본 발명의 두번째 단계는 첫번째 단계에서 제조된 모체에 아크릴계 3~20 중량부, 실리콘 1~15 중량부, 글리세린 5~35 중량부를 첨가한 후 교반시키는 것으로 구성된다.

아크릴계는 상기 모체에 첨가됨으로써 점토의 촉감을 부드럽게 하고, 유연성을 가지게 하는 등 습윤제의 성질을 가지며, 수성 점토의 장점인 원하는 모형을 쉽게 제작할 수 있게 한다.

그 함량은 3~20 중량부인 것이 바람직하며, 3중량부 미만인 경우에는 점토가 단단하여 유연성 등이 부족하며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 탄성 및 인장감이 떨어진다.

실리콘은 모체의 인장감을 보정하여 주는 역활을 하는 것으로 그 함량은 1 내지 15 중량부가 바람직하다.

글리세린은 수지화합물들의 분산을 촉진시키기 위한 것으로 5~35 중량부의 함량을 유지하는 것이 바람직하다.

5 중량부미만일 경우에는 부서짐 현상이 심해지며, 35 중량부를 초과하는 경우에는 끈적임이 심하여 손에 묻어나서 모형 제작이 어렵게 된다.

세번째 단계는, 폴리비닐계 1~10 중량부, 무수붕산 0.5~1.7 중량부, 습윤제 1~10 중량부를 용해시킨 후 50~90℃에서 교반하는 단계로 구성된다.

무수붕산은 수용성 점토에 부드러운 촉감을 유지하고 수용성 점토의 적합한 pH 7.0이하를 유지하기 위하여 사용된다. 그 함량은 0.5~1.7 중량부가 바람직하다.

그 함량이 0.5 중량부 미만인 경우 부드러운 촉감을 유지하기 어려우며, 1.7 중량부를 초과하는 경우에는 적합한 수소이온 농도를 유지하기 어렵다.

습윤제는 착색제 등의 미립자와의 분산을 촉진시키기 위한 것으로 1~10 중량부가 바람직하다.

그 구체적인 예로 BYK P104, BYK DisperbyK-183, 다당류 등이 있다.

상기에 물이 선택적으로 첨가될 수 있으며, 최고 10 중량부를 넘지않아야 한다. 10 중량부를 초과하는 경우 수성점토의 문제점을 극복할 수 없게 된다.

마지막으로, 두번째 단계의 조성물과 세번째 단계의 조성물을 혼합하여 교반한 후, 소포제 1~2 중량부, 대전방지제 1~20 중량부, 충진제 20~40 중량부를 혼합하고 이를 50~80℃로 교반하여 1시간 내지 2시간 동안 반응을 유지하는 단계로 이루어 진다.

소포제는 교반단계에서 발생하는 기포를 제거하기 위하여 사용되며 예를 들어, 옥틸알콜, 시크로헥산올 기타 고급 알콜, 에틸렌글리콜 등과 같은 기름 상의 물질, 소르비탄지방산에스테르를 주성분으로 하는 비이온 계면활성제, 기타 비이온 계면활성제 등의 수용성의 계면활성제 및 폴리실록산 화합물이 사용될 수 있다.

특히, 폴리실록산계화합물이 바람직하다. 그 함량은 1~2 중량부가 적합하다.

대전방지제는 점토가 건조한 후에 먼지 등이 달라붙지 않게 하기 위한 것으로 그 함량은 1 내지 20 중량부가 바람직하다.

대전방지제는 상업적으로 구입이 가능하며 CHEMISTH #3500, ANTEXAS #400 등이 사용된다.

충진제는 상기의 액상 혼합물을 반죽이 가능한 점토로 만드는 역활을 하며, 그 함량은 20~40 중량부가 바람직하다.

충진제는 다공성의 미소구체로 마이크로 스피어 형태를 가진다.

좁은 직경의 다공성일수록 더 부드러운 감촉을 가지나 밀도가 높아지며, 큰 직경의 다공성일수록 경량감을 유지할 수 있으나, 점토의 연성이 부족하여 거칠어 진다.

따라서, 직경은 50 미크론이 바람직하다. 마이크로스피어에 코팅처리를 하여 사용되는 데 가공처리는 액상성분과의 혼합을 쉽게하고 연성을 높이기 위한 것이다.

코팅제로는 탄산칼슘, 탈크, 티타늄 등이 있으며, 통상적으로 비중인 높은 탄산칼슘이 사용된다. 가장 바람직한 충진제는 폴리아크릴로니트릴이다.

상업적으로도 구입이 가능하며 Dualite M6001AE (Pierce & Stevens 사, 미국)가 될 수 있다.

충진제의 함량이 20 중량부 미만인 경우에는 반죽이 너무 무르게 되어 성형성이 떨어지며, 40중량부를 초과하는 경우에는 인장감이 떨어진다.

상기 단계에 추가적으로 방부제가 장기간 보존을 위하여 사용될 수 있으며, 그 최고 함량은 2 중량부를 넘지 않는다.

그 구체적인 성분으로 프록셀, 벤조 트리아졸, 페놀 등이 있다.

착색제는 점토의 색을 내기 위한 것으로 선택적으로 첨가되며, 그 최고 함량은 3 중량부를 넘지않아야 한다.

착색제를 첨가하지 않는 경우 점토는 흰색을 띄며, 인공안료를 첨가하여 은색, 금색, 황색, 적색 등을 띄게 할 수 있다.

안료는 상업적으로 구입이 가능하며, 이피오칼라(형광 그레이드, 일본), 펄 라스터 안료(Iriodin pearl lustre pigment) #100, #200, #300, #500 시리즈(EM industry사, 미국), 글로우 인 더 다크 안료(Glow in the dark pigment, New Prismatic Enterprise사, 대만) 및 체온에 의하여 색이 변하는 감온 안료 등이 될 수 있다.

향은 아로마 향, 향수 향, 과일 향, 꽃향, 커피 향 및 크림 향 등을 임의적으로 선택하여 첨가할 수 있으며, 상업적으로 구입이 가능하다. 그 최고함량은 2중량부를 넘지 않는다.

이하, 본 발명을 보다 구체적인 실시예를 들어 상세히 설명하기로 한다.

다만, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예

먼저 1단계로, 폴리비닐계 19 중량부, 에틸비닐계 7 중량부 및 물 25 중량부 를 혼합한 후, 80℃에서 30분간 교반하였다.

2단계로, 1단계에서 얻어진 모체에 아크릴계 5 중량부를 투입한 후 실리콘 7 중량부, 글리세린 8 중량부를 첨가한 후 교반하였다.

3단계로, 물 10 중량부, 폴리비닐계 4 중량부, 무수붕산 1 중량부를 용해시킨 후 70℃에서 교반시켰다.

마지막으로 2단계와 3단계에서 제조된 용액을 혼합하여 교반하고 CHEMISTH # 3500 3 중량부를 첨가한 후 폴리아크릴로니트릴 31 중량부를 투입하고 70℃에서 2시간 동안 반응을 유지하였다.

상기의 제조방법에 의하여 얻어진 점토를 실온에서 하룻동안 방치하여 자연경화시켰다.

그 결과, 건조 후에 뒤틀림 현상이나 부서짐이 없었으며, 탄성을 가지고 있어 바닥에 닿으면 다시 뛰어오르는 성질을 보였다.

모형 제작 후 10일 동안 자연경화 시킨 후, 물을 묻혀 반죽한 결과 처음과 동일한 성형성 및 인장감을 보였다.

본 발명의 공작용 점토는 폴리비닐계 화합물과 에틸비닐계화합물을 물과 적절한 비율로 혼합함으로서 수성점토의 문제점인 점토의 끈적임이 없어 손에 묻지 않고, 건조후의 갈라짐이나 부서짐 현상이 없으며, 성형성 및 인장감이 우수하여 원하는 모형을 손쉽게 제작할 수 있다.

또한, 어느 정도 경화되었을 때 물을 묻혀 재사용이 가능하다.

아울러, 탄성이 우수하여 어린이의 놀이용으로 적합하며, 밀폐 후 장기간 보관이 가능하다.

Claims

공작용 점토의 제조방법에 있어서, a) 폴리비닐계 13~25 중량부, 에틸비닐계 5~12 중량부 및 물 10~30 중량부를 혼합한 후 60~90 ℃에서 약 30분간 교반하는 단계;

b) 교반한 모체에 아크릴계 3~20 중량부, 실리콘 1~15 중량부, 글리세린 5~35 중량부를 첨가하고 교반하는 단계;

c) 폴리비닐계 1~10 중량부, 무수붕산 0.5~1.7 중량부, 습윤제 1~10 중량부를 용해시킨 후 50~70℃에서 교반하는 단계;

d) b)단계와 c)단계에서 제조된 용액을 혼합한 후 교반하고 소포제 1~2 중량부, 대전방지제 1~20 중량부, 충진제 20~40 중량부를 투입하고 50~80℃에서 1시간 내지 2시간 동안 반응을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법.
제1항에 있어서, c)단계에서 물이 추가적으로 10중량부 이하로 첨가되는 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법
제1항에 있어서, d)단계에서 방부제가 추가적으로 2 중량부이하로 첨가하는 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법.
제1항에 있어서, d)단계에서 착색제가 추가적으로 3 중량부 이하로 첨가하는 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법.
제1항에 있어서, d)단계에서 향이 추가적으로 2 중량부이하로 첨가하는 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법.
제1항에 있어서, 충진제가 폴리아크릴로니트릴인 것을 특징으로 하는 공작용 점토의 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 점토.