KR102191164B1

KR102191164B1 - 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물

Info

Publication number: KR102191164B1
Application number: KR1020200061641A
Authority: KR
Inventors: 손용석
Original assignee: (주)다빈치스컬프쳐
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2020-12-15

Abstract

본 발명은 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지, 충전재 및 유리섬유가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 합성수지, 충전재 및 유리섬유가 포함된 인조점토 조성물은 조형성과 질감이 우수할 뿐만 아니라, 유연성과 접착성을 나타내며 가사시간이 향상된다.

Description

조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물 {ARTIFICIAL CLAY COMPOSITION WITH EXCELLENT FORMABILITY AND TEXTURE}

본 발명은 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조형성과 질감이 우수할 뿐만 아니라, 유연성과 접착성을 나타내며 가사시간이 향상된 인조점토 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 인조점토의 종류는 열경화시키는 것, 자연경화시키는 것, 경화시키지 않는 것으로서, 크게 3종류로 나눌 수 있고, 열경화시키는 것은 주로 도자기공예재료로 사용되고, 자연경화시키는 것은 대표적인 예로 지점토와 같이 미술교재나 취미공예의 재료로 사용되고 있으며, 경화시키지 않는 것은 유점토가 사용되고 있다.

상기 인조점토중, 자연경화시키는 인조점토로서 대표적으로 사용되는 지점토는 탈크(Talc), 펄프분말(Pulp Powder)을 주성분으로 하여 여기에 물과 방부제를 혼합하여 제조되며, 증점제로서 마이크로셀(Micro-shell)등을 첨가하여 조형성을 보다 증대시킬 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이러한 지점토는 주성분으로서 펄프를 사용하는 것이므로, 입자가 조밀하지 못하다. 따라서 가늘고 긴 형상의 조형시 쉽게 끊어지고, 미세하고 정교한 표현을 할 수 없는 등 조형성이 저하되는 단점이 있으며, 또한, 자연경화후의 강도가 약하여 외부 충격에 의해 쉽게 파손되고, 강도의 강화를 위해 증점제의 혼합량을 더욱 증가시키는 경우, 점성이 강하여 조형시 손에 달라붙어 쉽게 떨어지지 않는 등 조형성이 나빠지고 자연경화를 완료할 때까지의 시간이 길어져 조형상태를 유지할 수 없는 문제가 발생한다.

또한, 종래의 지점토는 수분이 증발하면서 자연경화되는 것이므로, 수성의 특성상 자외선에 노출되면 탈변색이 급격히 이루어지고, 조형물 완성후 표면에 먼지나 오염물질이 묻어 이를 제거하는 경우에, 수분이 있는 세척포로 닦게 되면, 수분이 조형물의 표면에 묻어 탈색 및 변형을 초래하게 되고, 이에 따라 항상 마른 세척포로 닦아야 하므로 먼지나 오염물질을 깨끗하게 제거할 수 없는 단점이 있었다.

한국특허등록 제10-0422057호(2004.02.26) 한국특허등록 제10-1070264호(2011.09.28)

본 발명의 목적은 조형성과 질감이 우수할 뿐만 아니라, 유연성과 접착성을 나타내며 가사시간이 향상된 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 합성수지, 충전재 및 유리섬유가 포함되는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 조형성과 질감이 우수한 인공점토 조성물은 합성수지 2 내지 14 중량%, 충전재 8 내지 15 중량% 및 유리섬유 25 내지 35 중량%가 포함되는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 조형성과 질감이 우수한 인공점토 조성물은 물 20 내지 40 중량%, 합성수지 2 내지 14 중량%, 습윤제 5 내지 12 중량%, 증점제 0.4 내지 2 중량%, 충전재 8 내지 15 중량%, 탈크 분말 4 내지 13 중량%, 유리섬유 25 내지 35 중량%, 안료 0.1 내지 3 중량% 및 방부제 0.2 내지 1 중량%로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 합성수지는 아크릴 및 폴리비닐알코올로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 충전재는 펄프 및 셀룰로오스 분말로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 습윤제는 글리세린으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 증점제는 카르복시메틸셀룰로오스로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에는 상기 인조점도 조성물 100 중량부 대비 천연 항균제 0.1 내지 1 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 천연 항균제는 편백정유인 것으로 한다.

본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물은 조형성과 질감이 우수할 뿐만 아니라, 유연성과 접착성을 나타내며, 가사시간이 향상되는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 인조점토 조성물은 조형물로 제조된 후에 우수한 내수성을 나타내기 때문에, 청소가 용이한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물의 외관을 촬영하여 나타낸 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물은 합성수지, 충전재 및 유리섬유를 포함하며, 합성수지 2 내지 14 중량%, 충전재 8 내지 15 중량% 및 유리섬유 25 내지 35 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에는 상기의 합성수지, 펄프 및 유리섬유 외에도 물, 습윤제, 증점제, 탈크 분말, 안료 및 방부제 등이 더 함유될 수 있으며, 물 20 내지 40 중량%, 합성수지 2 내지 14 중량%, 습윤제 5 내지 12 중량%, 증점제 0.4 내지 2 중량%, 충전재 8 내지 15 중량%, 탈크 분말 4 내지 13 중량%, 유리섬유 25 내지 35 중량%, 안료 0.1 내지 3 중량% 및 방부제 0.2 내지 1 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 합성수지는 2 내지 14 중량%가 함유되며, 아크릴 및 폴리비닐알코올로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기 물과 함께 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 구성하는 각 성분을 결속하는 바인더의 역할을 할 뿐만 아니라, 인조점토 조성물이 공기중에 노출되면 자연경화되도록 하고, 접착력을 부여하여 인조점토가 건조된 후에는 단단하게 굳어지도록 하여 조형성을 부여하는 역할을 한다.

상기 합성수지로 아크릴 및 폴리비닐알코올이 모두 사용되는 경우에는 사익 아크릴 100 중량부 대비 폴리비닐알코올 20 내지 80 중량부를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 합성수지의 함량이 2 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 합성수지의 함량이 15 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 인조점토 조성물의 점성이 지나치게 증가하여 끊적이는 감촉을 유발하게 된다.

상기 습윤제는 5 내지 12 중량%가 함유되며, 글리세린으로 이루어지는데, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물이 건조되는 것을 억제하여 가사시간을 향상시키는 역할을 한다.

상기 습윤제의 함량이 5 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 습윤제의 함량이 12 중량%를 초과하게되면 인조점토 조성물의 미끌거리는 느낌이 지나치게 증가하고 습윤제가 사용자의 손에 지나치게 묻어날 수 있다.

상기 증점제는 0.4 내지 2 중량%가 함유되며, 카르복시메틸셀룰로오스로 이루어지는데, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에 점도를 증가시켜 반고체 상태가 유지될 수 있도록 하며, 인조점토에 접착성을 부여할 뿐만 아니라, 상기 충전재와 잘 뭉쳐져 우수한 질감을 나타낼 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 증점제의 함량이 0.4 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 증점제의 함량이 2 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 인조점토 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 작업성과 감촉이 저하될 수 있다.

상기 충전재는 8 내지 15 중량%가 함유되며, 펄프 및 셀룰로오스 분말로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물로 이루어진 조형물이 우수한 질감 및 촉감을 나타내며, 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 충전재의 함량이 8 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 충전재의 함량이 15 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 인조점토의 유연성이 저하될 수 있다.

상기 탈크 분말은 4 내지 13 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 인조점토 조성물을 제조하는 과정에서 윤활작용을 하여 각 재료가 고르게 혼합될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 인조점토 조성물로 조형물을 제조하는 과정에서도 인조점토에 유연성을 부여하여 우수한 가공성을 나타낼 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 탈크 분말의 함량이 4 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 탈크 분말의 함량이 14 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 인조점토의 기계적 물성을 저하시킬 수 있다.

상기 유리섬유는 25 내지 35 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 인조점토 조성물을 제조하는 과정에서 조형성을 향상시켜, 다양하고 세밀한 형태를 갖는 조형물을 제조하더라도 조형물의 형상이 오랜기간 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 유리섬유의 함량이 25 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 유리섬유의 함량이 35 중량%를 초과하게 되면 인조점토 조성물의 유연성이 저하될 수 있다.

상기 안료는 0.1 내지 3 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물이 다양한 색상을 나타낼 수 있도록 하는 역할을 하는데, 안료의 종류는 특별히 한정되지 않고 점토에 적용될 수 있는 것이면 어떠한 것이든 사용가능하나, 기본 혼합색상이 유백색인 인조점토에 레드, 그린, 옐로우, 블루 등과 같은 색을 띠는 액상이나 분말상의 색상안료를 혼합하면 다양한 색상의 인조점토 조성물을 제조할 수 있다.

또한, 상기 안료에는 상기 안료 100 중량부 대비 20 내지 80 중량부에 시온안료가 더 함유될 수도 있는데, 상기 시온안료는 25 내지 28℃를 기준으로 온도가 올라감에 따라 점차 투명으로 바뀌며 기준온도 이하로 내려가면 상기 시온안료의 자체 색상을 나타내는 가역성 시온안료인 것이 바람직한데, 상기와 같이 시온안료가 함유된 인조점토는 온도변화에 따라 색상이 바뀌기 때문에 사용자나 조형물을 관람하는 사람들의 호기심을 유발할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 시온안료는 분말형태가 바람직한데, 시온안료는 기본적으로 기준온도 이상으로 온도가 올라가면 투명하여 졌다가 다시 온도가 내려가면 원래의 색깔로 되돌아 가느냐 않느냐에 따라 가역성과 비가역성으로 구분된다. 가역성 시온안료는 원래의 색으로 되돌아와 반복 사용이 가능하며, 비가역성 시온안료는 원래의 색상으로 되돌아 가지 않는 1회성이다. 가역성 시온안료를 좀 더 상술하면, 기준온도가 20℃ 인 흑색 안료, 즉 20℃ 이상에서 투명으로 변하는 안료인 경우 실온이 10℃인 환경에서는 흑색으로 보이다가 20℃가 넘어가면 점차 투명으로 바뀌며, 주변온도가 30℃인 겨우 실온에서는 투명하다가 20℃ 이하로 떨어지면 다시 색상이 나타난다.

이러한 시온안료는 기본적으로 마이크로캡슐(Microcapsule) 물질로 이루어

져 있으며, 캡슐안에는 전자 공여체(Electro donor)와 전자 수용체(Electro acceptor)를 구성물질로 되어 온도 하강시 이 물질들이 결합하여 색상을 나타내고 열을 가하면 분리되어 투명하게 된다.

본 발명에서는 시온안료가 다른 성분들과 혼합이 용이하도록 분말형태로 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 변색 기준온도가 25 내지 28℃인 시온안료를 채택한 것은 상기의 온도 범위가 일상적으로 온도변화가 가장 빈번하게 발생하는 구간이므로, 이를 반영한 것이다.

상기 방부제는 0.2 내지 1 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 인조점토 조성물이 변질되거나, 인조점토 조성물에 곰팡이나 세균이 증식하는 것을 억제하는 역할을 하는데, 인조점토 조성물에 상기의 효과를 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 일 예로는 시중에 유통되는 GW-Plus등과 같은 다양한 항진균제를 사용할 수 있다.

상기 방부제의 함량이 0.2 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 방부제의 함량이 1 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.

또한, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에는 인조점도 조성물 100 중량부 대비 천연 항균제 0.1 내지 1 중량부가 더 함유될 수 있는데, 상기 천연 항균제는 편백정유로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 편백정유는 항균성을 부여할 뿐마 아니라, 편백나무 고유의 향과 피톤치드를 방출하여 스트레스 호르몬인 코르티솔을 감소시켜 인조점토 조성물을 사용하는 사용자의 스트레스를 완화하는 효과를 나타낸다.

이때, 상기 편백정유는 편백나무에 함유되어 있는 정유성분을 등록특허 제 10-0828927호에 기재된 정유 추출 압력기로 추출하여 제조되는데, 추출시간은 3 내지 9시간이 적정하다. 그 이유는 추출 시간이 3시간 미만이면 효용가치가 있는 충분한 편백정유가 최대한 추출되지 못하여 그 기능성이 떨어지게 되며, 9시간 초과면 더 이상의 편백정유가 추출되지 않아서 그 추출 작업의 효율성이 떨어지게 된며, 효율성 및 기능성 면에서 바람직하게는 7시간이 적정하다.

상기와 같은 과정을 통해 제조되는 편백정유는 테르펜 계통의 유기화합물로 화학성물질이 아닌 천연물질로 인간의 신체에 무리없이 빠르게 흡수되며, 인간에게 해로운 균들을 선택적으로 살균하는 역할을 한다. 임업연구원과 충북대 동물의학연구소 공동 실험결과 편백정유를 희석하거나 휘산시켜 흡입할 경우라면 안정성에 대한 우려를 전혀 하지 않아도 되는 물질임을 입증해주고 있다.

또한, 편백정유는 강력한 항균력을 가지고 있는데, 임업연구원의 실험결과 편백정유의 항균성은 농약의 원료로 사용되고 있는 황산동과 비슷하거나 그보다 높다는 연구결과가 있으며, 충북대 동물의학연구소의 실험결과 편백정유는 각종 균에 대한 산균 효과도 매우 뛰어난 것으로 밝히고, 더욱 중요한 점은 이처럼 편백정유가 강력한항균작용을 하면서도 기존의 항생제와는 달리 내성이 없다는 점이다.

상기의 효과를 나타내는 천연 항균제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미마하며, 상기 천연 항균제의 함량이 1 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 인조점토 조성물의 제조비용을 증가시키고, 인조점토 조성물의 물성을 저하시키게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 인조점토 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

물 29.91L, 합성수지(아크릴) 9.05kg, 습윤제(글리세린) 7.96kg, 증점제(카르복시메틸셀룰로오스) 0.84kg, 충전재(펄프) 11.94kg, 탈크 분말 7.96kg, 유리섬유 30.85kg, 안료(백색) 1.19kg 및 방부제 0.30kg을 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 상온에서 150rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 안료(백색) 대신 안료(황색)를 사용하여 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 제조하였다.

<실시예 3>

물 30.53L, 합성수지(폴리비닐알코올) 2.78kg, 습윤제(글리세린) 8.69kg, 증점제(카르복시메틸셀룰로오스) 0.78kg, 충전재(펄프) 13.03kg, 탈크 분말 8.69kg, 유리섬유 33.12kg, 안료(청색) 1.30kg 및 방부제 0.43kg을 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 상온에서 150rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 제조하였다.

<실시예 4>

물 30.24L, 합성수지(폴리비닐알코올 1.65kg, 아크릴 4.33) 5.98kg, 습윤제(글리세린) 8.24kg, 증점제(카르복시메틸셀룰로오스) 0.87kg, 충전재(펄프) 13.39kg, 탈크 분말 8.24kg, 유리섬유 31.41kg, 안료(적색) 1.24kg 및 방부제 0.41kg을 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 상온에서 150rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

물 30.53L, 습윤제(글리세린) 8.69kg, 증점제(카르복시메틸셀룰로오스) 0.78kg, 충전재(펄프) 50.03kg, 탈크 분말 8.69kg, 안료(백색) 1.30kg 및 방부제 0.43kg을 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 상온에서 150rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 인조점토 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1을 통해 제조된 인조점토 조성물의 조형성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

{단, 조형성은 인조점토 조성물을 성형할 때, 끊어짐 현상이 발생하는 두께를 측정하는 방법을 이용하였다.}

<표 1>

상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 인조점토는 비교예 1을 통해 제조된 인조점토에 비해 조형성이 월등하게 향상된 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1을 통해 제조된 인조점토 조성물의 경화시간을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.

{단, 경화시간은 인조점토를 직경이 3cm인 구형으로 제조한 후에 30℃의 온도에서 자연건조가 완료될 때까지의 시간을 측정한 것이다.}

<표 2>

상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 인조점토는 경화가 더디게 진행되어 가사시간이 긴 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 인조점토 조성물의 외관을 촬영하여 아래 도 1에 나타내었다.

아래 도 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 4를 통해 제조된 인조점토는 우수한 질감을 나타내는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물은 조형성과 질감이 우수할 뿐만 아니라, 유연성과 접착성을 나타내며, 가사시간이 향상되는 탁월한 효과를 나타낸다.

Claims

물 20 내지 40 중량%, 합성수지 2 내지 14 중량%, 습윤제 5 내지 12 중량%, 증점제 0.4 내지 2 중량%, 충전재 8 내지 15 중량%, 탈크 분말 4 내지 13 중량%, 유리섬유 25 내지 35 중량%, 안료 0.1 내지 3 중량% 및 방부제 0.2 내지 1 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 조형성과 질감이 우수한 인공점토 조성물은 합성수지 2 내지 14 중량%, 충전재 8 내지 15 중량% 및 유리섬유 25 내지 35 중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 합성수지는 아크릴 및 폴리비닐알코올로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 충전재는 펄프 및 셀룰로오스 분말로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 습윤제는 글리세린으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 증점제는 카르복시메틸셀룰로오스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물에는 상기 인조점토 조성물 100 중량부 대비 천연 항균제 0.1 내지 1 중량부가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.
청구항 8에 있어서,
상기 천연 항균제는 편백정유인 것을 특징으로 하는 조형성과 질감이 우수한 인조점토 조성물.