KR101462031B1

KR101462031B1 - 공작용 인공점토 조성물

Info

Publication number: KR101462031B1
Application number: KR1020120029127A
Authority: KR
Inventors: 김주영
Original assignee: 주식회사 도너랜드
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2014-11-18
Also published as: KR20130107402A; WO2013141648A1

Abstract

본 발명은 공작용 인공점토 및 그 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 장시간 사용시 굳지 아니하며 끈적거림이 없으며 장시간 원형 유지가 가능하고 환경위생학적으로 안정한 인공점토 조성물로서 특히 물에 뜰 수 있는 공작용 인조점토 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 폴리실록산화합물계 실리콘검 100중량부에 대하여, 탄성조절 및 가소화를 위한 열가소성 엘라스토머 10 내지 50중량부, 윤활유 1 내지 15 중량부, 내부 충진제 5 내지 40중량부, 다공성 또는 중공성 미분말 5 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토이다.

Description

공작용 인공점토 조성물{Composition of artificial clay for handicraft}

본 발명은 공작용 인공점토에 관한 것으로 보다 상세하게는 장시간 사용시 굳지 아니하며 끈적거림이 없으며 장시간 원형 유지가 가능하고 환경위생학적으로 안정한 인공점토 조성물로서 특히 물에 뜰 수 있는 공작용 인조점토 조성물에 관한 것이다.

공작용 점토는 유연성이 있어 손으로 원하는 모양으로 쉽게 변형이 가능하고, 건조시키면 경화되어 제작물이 장시간 그 형상이 유지된다. 초기의 공작용 점토는 무기계 물질과 물로 구성되어 있어 점토 자체가 무거우며, 또한 수분이 빨리 없어져 빠른 시간 내에 원하는 조형물을 만들어야 하고, 재사용이 불가능하며, 조형물의 표면이 갈라지는 현상 등이 있었다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 수용성 고분자와 여러 가지 첨가제들을 사용하여 인공점토를 만들어 사용하고 있다. 한편, 디부틸프탈레이트와 같은 프탈레이트계의 내부 가소 물질 등이 사용되는 경우 위생적이고 환경친화적인 제품으로 볼 수는 없다. 어린이들이 사용하는 공작용 점토이기 때문에 환경위생학적으로 보다 안정한 인공 점토가 요구되고 있다.

그리고, 공작용 점토의 사용자인 어린이들이 인공점토를 사용하여 무언가를 표현하는데 많은 시간이 소요되기 때문에 장시간 사용시에도 굳지 않고 탄성이 유지되어야 하며, 조형물의 제조 후에는 형상의 변형이 없어야 할 것이다. 또한, 어린이들이 조형물을 가지고 물에서 노는 경우가 많다. 인공점토가 물에 뜨는 특성을 갖는다면, 수중에서 분실우려가 줄어들고, 또한 공작용 점토의 활용범위도 더욱 넓어질 것으로 기대된다.

본 발명은 공작용 점토가 갖추어야 할 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 장시간 사용하더라도 굳지 아니하고 탄성이 충분히 유지되며, 끈적거리지 않고, 조형물의 완성후 형태 변형이 거의 없으며, 물에 뜨는 장점을 가지며, 환경위생학적으로도 매우 안전한 인공 점토 조성물을 제공하고자 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 폴리실록산화합물계 실리콘검 100중량부에 대하여, 탄성조절 및 가소화를 위한 열가소성 엘라스토머 10 내지 50중량부, 윤활유 1 내지 15 중량부, 내부 충진제 5 내지 40중량부, 다공성 또는 중공성 미분말 5 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토이다.

또한, 상기 공작용 인공점토는 구성성분으로 착색제를 더 포함하되, 실리콘검 100중량부에 대하여 착색제 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있으며, 또한 구성성분으로 항균제를 더 포함하되, 실리콘검 100중량부에 대하여 항균제 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.

상기 폴리실록산화합물계 실리콘검은 분자량이 500,000 내지 1,000,000인 폴리실록산화합물로서, 메틸기, 수산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 말단기를 갖는 것이 바람직하며, 상기 열가소성 엘라스토머는 폴리올레핀고무, 부타디엔 고무, 에틸렌-옥텐 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 바람직하고, 상기 열가소성 엘라스토머의 분자량은 1,000 내지 500,000인 것이 바람직하다.

상기 윤활유는 합성유, 식물성유, 동물성유 및 광물유로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 합성유는 점도가 0.65 내지 10,000 CTS이고 분자량이 100 내지 100,000인 폴리디메틸실록산화합물인 것이 바람직하다. 상기 내부충진제는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 구상 실리콘, 플라스틱 가루 및 목재 가루로 이루어진 군으로부터 선택된 분말상의 유기충진제이거나, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄 및 황산바륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 분말상의 무기충진제인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 다공성 또는 중공성 미분말은 다공성 실리카, 중공성 폴리메틸메타아크릴레이트 및 중공성 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명의 인공 점토 조성물은, 장시간 사용하더라도 굳지 아니하고 탄성이 충분히 유지되며, 끈적거리지 않고, 조형물의 완성 후 형태 변형이 거의 없으며, 물에 뜨는 장점을 가지며, 환경위생학적으로도 매우 안전하다.

본 발명은 공작용 인공점토 조성물에 관한 것으로 디부틸프탈레이트와 같은 프탈레이트계 내부 가소물질을 사용하지 않아 환경위생학적으로 안정하며 탄성조절을 위한 열가소성 고무등을 사용함으로써 모형물의 완성후 형태변형이 거의 없도록 하였으며, 다공성 미분말을 사용하여 인공점토의 비중을 조절하여 물에 뜨는 형태의 인공점토를 제공할 수 있다.

본 발명은 실리콘검과 열가소성 엘라스토머, 윤활유를 혼합하여 기본적인 인공점토 성분을 구성한다. 현재까지 실리콘 점토로 나와 있는 것들은 실리콘 고무의 형태를 실리콘 베이스로 사용하고 있는데, 실리콘 고무는 고중합도의 곧은 사슬 모양의 폴리디오르가노실록산에 미분 실리카 등을 보강제로 혼화하여 가교시키고, 탄성고무제품으로 만들기 위한 가황공정을 거친다. 가황공정에서는 과산화벤조일, 디큐밀페르옥시드 등의 과산화물을 사용하는데, 인장강도는 강해지나 신장율이 떨어져 공작용 인공점토의 용도로 사용하기에는 부적합하다. 공작용 인공점토로 사용하기 위해서는 충분한 가소성은 물론 신장율이 적절히 조화를 이루어야 한다. 종래의 실리콘 점토는 통상 폴리실록산화합물 100중량부를 기준으로 30 내지 60중량부의 미분실리카를 사용하고 있으나, 가소도에만 초점을 맞추다 보니 탄성 내지는 신장율이 무시되는 경우가 많다. 본 발명에서는 열가소성 엘라스토머를 가소도와 탄성을 위한 용도로 사용함으로써 공작용 인공점토의 물성을 충족시키고 있다.

본 발명에서의 실리콘검은 다양한 유기그룹을 갖는 폴리다이오르가노실록산의 단독 내지는 공중합체의 형태일 수 있으나 바람직한 구체적인 예로서, 분자량 500,000 내지 1,000,000인 폴리디메틸실록산화합물로서 말단이 메틸기, 수산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하며 특히 비닐기의 말단을 갖는 화합물이 바람직하다. 물론, 가소도의 조절 등을 위해 열가소성 엘라스토머를 사용하지만 실리콘검의 분자량이 너무 작으면 모형물 제작후 쉽게 무너지는 단점인 처짐현상(sagging)이 일어나기 쉽고 분자량이 너무 커지면 인공점토 조성물의 내부 응력의 증대로 형태변형이 자유롭지 못한 단점이 발생하게 된다.

열가소성 엘라스토머는 가소특성은 물론 고무특성(탄성특성)을 모두 갖는 중합체성 물질이다. 열가소성 엘라스토머는 통상의 열경화성 고무와는 상이한 탄성 기계적 특성을 가지며, 승온에서 재가공될 수 있다. 제작된 물품의 재생이 가능하여 스크랩이 현저하게 감소되기 때문에 열가소성 엘라스토머의 재가공성은 화학적으로 가교결합된 실리콘고무형태보다 상당히 유리하다. 일반적으로 열가소성 엘라스토머는 융점 또는 유리전이온도가 주위 온도보다 높은 경질 가소성 부분과 주위온도보다 낮은 연질 중합성 부분을 함유하고 있고, 경질 부분은 응집되어 별개의 미세상을 형성하고 연질 부분에 대한 물리적 가교결합제로 작용하여 실온에서 열가소성 엘라스토머에 탄성특성을 부여하게 되고, 승온과정에서 경질 부분이 용융되거나 연화되어 열가소성 수지처럼 가공될 수 있게 된다. 이러한 특성은 본 발명의 인공점토가 가혹한 외부환경 내지는 보관시에도 탄성유지와 형태변형이 적은 점을 더욱 강화시키고 있다. 본 발명에서는 열가소성 엘라스토머로 폴리올레핀고무, 부타디엔 고무, 에틸렌-옥텐 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 바람직하고, 상기 열가소성 엘라스토머의 분자량은 1,000 내지 500,000인 것이 바람직하다. 본 발명의 열가소성 엘라스토머는 가소성과 탄력성을 증대시켜, 실리콘검의 단점인 처짐현상을 방지하여 장기간 방치시 모형물의 원형유지를 가능하게 한다.

아울러, 본 발명의 열가소성 엘라스토머는 공작용 인공점토의 전체적인 비중을 낮추는 역할도 한다. 폴리올레핀고무는 밀도가 0.83 정도로 가장 가벼운 플라스틱에 속하고 그 투명성도 우수하다. 부타디엔 고무는 밀도가 0.91 내지 0.92정도이며, 천연고무보다 탄력성이 좋고 내마모성이 우수하며, 에틸렌-옥텐 공중합체는 옥텐의 함량에 따라 0.86 내지 0.91정도의 밀도를 가진다. 에틸렌-프로필렌 고무도 0.86 내지 0.87 정도이기 때문에 본 발명에서 인공점토의 전체적인 비중을 낮추는데 어느 정도의 역할을 할 수 있다.

본 발명에서는 내부윤활제를 사용하여 장시간 사용에도 굳는 것을 방지할 수 있도록 한다. 윤활제는 합성유, 동식물유, 광물유 등이 사용될 수 있으며, 특히 불포화기가 없고 변색이 적은 폴리디메틸실록산화합물이 바람직하다. 폴리디메틸실록산계으 실리콘유는 넓은 온도범위에서 점성률의 변화가 적고 내열성, 내한성, 발수성이 뛰어나며, 인체에 무해하다. 좀더 구체적으로 점도가 0.65 내지 10,000 CTS이고 분자량이 500 내지 100,000 정도인 것이 적당하다. 통상 실리콘유는 비휘발성이나, 분자량이 너무 적으면 휘발성이 강해 인공점토를 굳지 않게 하는 역할을 잘 달성할 수 없고, 분자량이 크면 본래의 목적인 윤활효과가 떨어지고 배합 및 혼합시 균일한 조성물을 얻기 어렵게 되고, 분자량이 커지면 점성도가 커지면서 비중도 늘어나게 된다.

상기한 실리콘검, 열가소성 엘라스토며, 윤활제가 배합 및 혼합되어 기본적인 실리콘 인공점토를 구성하고, 여기에 더하여 내부충진제, 다공성 미분말, 착색제, 항균제를 부가하여 실리콘 인공점토의 특성을 부가하게 된다.

내부 충진제는 분말형태로 첨가되는데, 인공점토의 끈적임을 줄여주는 역할을 함과 동시에 실리콘재료의 함량을 대체하는 역할을 하여 공작용 인공점토의 가격경쟁력을 높이는 역할을 한다. 상기 내부충진제는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 구상 실리콘, 플라스틱 가루 및 목재 가루로 이루어진 군으로부터 선택된 분말상의 유기충진제이거나, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄 및 황산바륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 분말상의 무기충진제인 것이 바람직하다. 분산성을 향상시키기 위해 컴파운딩 과정에서 표면처리제에 의해 표면처리함으로써 균일한 분산을 꾀할 수도 있다. 본 발명의 공작용 인공점토가 물에 뜰 수 있도록 하기 위해 다공성 미분말을 또한 첨가하는데, 상기 내부충진제로 사용할 수 있는 물질중에도 다공성 물질의 성격을 갖거나, 비중이 상당히 낮은 것들이 많아 공작용 인공점토의 전체적인 비중을 낮추는 역할도 함께 한다. 한편, 중공성 폴리아크릴로니트릴 분말은 폴리아크릴로니트릴 표면을 탄산칼슘, 탈크 등의 무기분체로 코팅하여 사용할 수 있다. 내부충진제는 실리콘검 100중량부를 기준으로 5 내지 40중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용되는 양이 너무 적을 경우, 내부충진제의 본래의 목적에 부합하지 않고 너무 많은 경우, 실리콘 소재의 인공점토의 물성이 좋지 않게 될 수 있다. 내부충진제의 입자의 크기는 10 nm 내지는 1,000 ㎛의 것이 적당하며, 입자가 너무 작으면 분산이 어려울 뿐만 아니라 비교적 고가이므로 적당하지 않고, 입자가 너무 크면, 공작용 인공점토의 유동성 조절이 어려운 점이 있다.

내부충진제가 인공점토의 끈적임을 줄여주는 역할을 함과 동시에 실리콘재료의 함량을 대체하는 역할을 하여 공작용 인공점토의 가격경쟁력을 높이는 역할을 하는 측면이 있는 반면에 가늘고 긴 형상의 모형물을 만들 때, 조형성이 떨어지는 문제를 유발할 수도 있지만, 본 발명에서는 실리콘검에 가소성 엘라스토머를 사용하기 때문에 신장성도 충분히 발휘될 수 있도록 도와 이러한 내부충진제의 사용으로 인한 부작용을 막을 수 있다. 즉, 실리콘검과 가소성 엘라스토머 및 상기 내부충진제의 조합은 특유의 과제해결원리에 기초하여 유기적으로 결합된 실시형태인 것이다.

본 발명에서는 다공성 또는 중공성 미분말을 추가적으로 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 열가소성 엘라스토머, 비중이 낮은 내부충진제 등을 사용하여 전체적인 비중을 낮추고 있으며, 추가적으로 다공성 미분말 등을 첨가하여 물에 뜰 수 있는 인공점토를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 인공점토가 물에 뜰 수 있는 조성이 유기적으로 결합된 것이다. 구체적인 예로서 실리카졸로부터 합성한 다공성 실리카나, 중공성 폴리메틸메타아크릴레이트, 중공성 우레탄아크릴레이트가 바람직하다. 다공성 또는 중공성 미분말은 실리콘검 100중량부를 기준으로 5 내지 40중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 공작용 인공점토에 다양한 색상을 연출하기 위하여 착색제를 사용할 수 있다. 착색제는 요구되는 조건에 따라 다양한 것들을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 용출 염려가 적은 무기 안료가 적합하다. 백색 착색제로는 산화티탄, 실버화이트 등이 있으며 적색 착색제로는 벵갈라, 산화철 등이 있고, 청색 착색제로는 프루시안블루, 코발트 청 등이 있으며, 검정색 착색제로는 카본블랙 등이 있다. 착색제는 실리콘검 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부를 포함할 수 있으며, 착색제의 종류와 필요에 따라 적절한 함량으로 조절할 수 있다. 착색제의 함량이 너무 적으면 착색효과가 떨어질 수 있으며, 너무 많은 경우 색상이 어두워지고 가격이 높아질 뿐만 아니라 착색제가 묻어 나올 수 있다. 염료의 형태로는 아조염료, 안트라퀸논염료, 벤조다이프라논염료, 다환 방향족카보닐 염료, 니트로조화합물염료 등이 있다.

본 발명의 공작용 인공점토에는 세균감염 및 곰팡이 발생을 억제하기 위한 항균제를 사용할 수 있다. 항균제는 실리콘검 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부를 포함할 수 있으며, 항균제의 종류와 필요에 따라 적절한 함량으로 조절할 수 있다. 항균제가 너무 적은 경우 항균효과가 떨어지고 너무 많은 경우에는 가격이 상승하고 용출우려가 있게 된다. 유기항균제보다는 무기항균제가 그 효과를 지속시킬 수 있어 보다 바람직하며, 금속산화물 형태의 항균제, 나노실버, 제올라이트 등이 포함된다. 유기 항균제로는 이미다졸계, 카벤다짐게, 니트로퓨라존계 등이 있으며, 다만 용출의 문제점, 내열성, 항균지속력이 짧은 문제점이 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 폴리부타디엔 15중량부 , 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 실리카분말 20중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 20 중량부, 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다.

<실시예 2>

분자량이 800,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 폴리부타디엔 30중량부 , 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 1 ㎛인 수산화알루미늄 분말 15중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 20 중량부, 청색착색제인 프루시안블루 0.6중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다.

<실시예 3>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 에틸렌-옥텐 공중합체 20중량부 , 분자량이 10,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 탄산칼슘 분말 15중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 30 중량부, 흑색착색제인 카본블랙 2중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다.

<실시예 4>

분자량이 800,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 3,000인 폴리부타디엔 40중량부 , 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 100 nm인 구상 폴리아크릴로니트릴 분말 20중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 20 중량부, 적색착색제인 산화철 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다.

<비교예 1>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 탄산칼슘분말 20중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 20 중량부, 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다. 비교예 1은 열가소성 엘라스토머를 사용하지 않은 경우이다.

<비교예 2>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 탄산칼슘분말 40중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 20 중량부, 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다. 비교예 2는 열가소성 엘라스토머를 사용하지 않은 상태로, 내부충진제를 비교예 1에 비해 상대적으로 많은 양을 사용한 경우이다.

<비교예 3>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 부타디엔 15중량부, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 20 중량부, 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다. 비교예 3은 내부충진제를 사용하지 않은 경우이다.

<비교예 4>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 폴리부타디엔 15중량부, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 탄산칼슘분말 20중량부, 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다. 비교예 4는 비중조절을 위한 중공성 미분말을 사용하지 사용하지 않은 경우이다.

<비교예 5>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 폴리부타디엔 20중량부, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다. 비교예 5는 내부충진제와 비중조절을 위한 중공성 미분말을 사용하지 사용하지 않은 경우이다.

<실시예 5>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 폴리올레핀고무 40중량부, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 탄산칼슘분말 20중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 10 중량부,백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다.

<비교예 6>

분자량이 600,000이고 비중이 0.98인 폴리디메틸실록산화합물 100중량부에 대하여, 분자량이 2,000인 폴리부타디엔 5중량부, 분자량이 5,000인 폴리디메틸실록산계 실리콘오일 10중량부를 혼련기에 넣고 균일하게 혼합한 다음 평균입경이 15 ㎛인 탄산칼슘분말 20중량부, 평균입경이 0.1 ㎛인 중공 폴리메틸메타크릴레이트 분말 5 중량부, 백색착색제인 지당 3중량부, 이산화티탄 항균제 1중량부를 넣고 1시간 동안 균일하게 혼련한 후 3본롤을 통과시켜 공작용 인공점토를 만들었다. 비교예 6은 열가소성 엘라스토머를 실시예들 보다 적은 양으로 경우이다.

<시험예>

상기 실시예들과 비교예들에서 제조한 각각의 인조점토들에 대하여 처짐현상, 물에 뜨는지 여부, 끈적임 정도, 크랙성, 신장성, 치수안정성을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

	처짐현상	뜨는여부	끈적임	크랙성	신장성	치수안정성
실시예 1	없음	뜸	없음	우수	우수	우수
실시예 2	없음	뜸	없음	우수	우수	우수
실시예 3	없음	뜸	없음	우수	우수	우수
실시예 4	없음	뜸	없음	우수	우수	우수
비교예 1	있음	뜸	없음	다소 나쁨	나쁨	나쁨
비교예 2	있음	뜸	없음	다소 나쁨	많이 나쁨	많이 나쁨
비교예 3	없음	뜸	있음	우수	다소나쁨	우수
비교예 4	없음	가라앉음	없음	우수	우수	우수
비교예 5	없음	가라앉음	있음	우수	다소 나쁨	우수
실시예 5	없음	뜸	없음	우수	우수	우수
비교예 6	있음	가라앉음	없음	다소 나쁨	나쁨	나쁨

시료 20g을 채취하여 가로*세로 2*2㎝틀에 성형하여 12시간 후 높이 변화를 측정하는 방식에 의해 처짐현상을 테스트하였으며, 시료를 물에 띄워 물에 뜨는지의 여부를 평가하였으며, 끈적임은 손으로 만져서 평가하였고, 크랙성은 시료를 크기가 동일한 구형으로 만든 후, 이를 30℃에서, 48시간 동안 건조시킨 후 각각의 구형 모양의 갈라지는 정도를 육안으로 측정하였으며, 신장성은 인조점토를 가로*세로*높이를 5*1.5*0.4㎝로 제작후 가로방향으로 2.5 ㎝/s의 속도로 인장하였을 때, 절단되는 시점까지의 신장거리를 상대적으로 비교하였으며, 치수안정성은 가늘고 길게 조형하였을 때 끊어지는 여부를 평가하여 상대적으로 치수안정성이 있는지를 평가하였다.

평가결과 열가소성 엘라스토머는 처짐현상을 방지하는데 상당한 기여를 하며, 크랙성, 신장성, 치수안정성에도 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, 비교예 2에서와 같이 내부충전제를 많이 사용하는 경우에는 전체적인 조형성을 떨어뜨리지만 비교예 4와 같이 열가소성 엘라스토머와 함께 사용하는 경우라면 나름대로 전체적인 조형성을 극복하고 있는 것을 확인할 수 있다. 중공성 미분말 등은 비중을 낮추어 물에 뜨는 것을 강화하고 있고 실시예 5, 비교예 6을 대비하여 볼 때, 열가소성 엘라스토머의 사용도 물에 뜨는 성질과 관련성이 있음을 알 수 있다. 내부 충진제의 사용은 끈적임을 줄일 수 있음도 확인할 수 있다. 크랙성, 신장성, 치수안정성을 전체적인 조형성과 연관시켜 볼 때, 열가소성 엘라스토머, 내부 충진제와의 연관성이 있음을 확인할 수 있다.

Claims

폴리실록산화합물계 실리콘검 100중량부에 대하여, 탄성조절 및 가소화를 위한 열가소성 엘라스토머 10 내지 50중량부, 윤활유 1 내지 15 중량부, 내부 충진제 5 내지 40중량부, 다공성 또는 중공성 미분말 5 내지 40 중량부, 및 착색제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 공작용 인공점토는 구성성분으로 항균제를 더 포함하되, 실리콘검 100중량부에 대하여 항균제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 폴리실록산화합물계 실리콘검은 분자량이 500,000 내지 1,000,000인 폴리실록산화합물로서, 메틸기, 수산기 및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 말단기를 갖는 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 열가소성 엘라스토머는 폴리올레핀고무, 부타디엔 고무, 에틸렌-옥텐 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 공작용 인공점토.
제 5항에 있어서,
상기 열가소성 엘라스토머의 분자량은 1,000 내지 500,000인 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 윤활유는 합성유, 식물성유, 동물성유 및 광물유로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토.
제 7항에 있어서,
상기 합성유는 점도가 0.65 내지 10,000 CTS이고 분자량이 100 내지 100,000인 폴리디메틸실록산화합물인 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 내부충진제는 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 구상 실리콘, 플라스틱 가루 및 목재 가루로 이루어진 군으로부터 선택된 분말상의 유기충진제이거나, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄 및 황산바륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 분말상의 무기충진제인 것을 특징으로 하는 공작용 인공점토.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 다공성 또는 중공성 미분말은 다공성 실리카, 중공성 폴리메틸메타아크릴레이트 및 중공성 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 공작용 인공점토.