KR20160120926A - 천연 조성물을 이용한 교구재용 고무점토 - Google Patents

Abstract

본 발명은 닥나무 펄프와 천연비취광물, 일라이트, 견운모, 흑운모, 편백분말, 쑥분말, 녹차분말 및 감자전분과 점토, 색소로 구성된 교구재용 고무점토에 관한 것으로 끈적이지 않아서 손에 묻지 않고 소취성, 원적외선 및 음이온을 방사 하여 인체 생리 작용을 활성화 시키며, 향균성과 방충성이 뛰어나 어린이들에게 유용한 천연 조성물을 이용한 교구재용 고무점토에 관한 것으로, 끈적이지 않아서 손에 묻지 않으며, 장시간 방치하여도 재사용이 가능하며, HCHO, VOCs등의 유해 화합 물질을 흡착, 탈취하여 실내 공기를 정화시켜 주고, 실내습도를 조절해 주는 흡습성 및 음이온 및 원적외선을 발생시켜 실내 공기의 질을 향상시켜 아토피, 피부병, 항알러지, 기관지 천식, 폐렴 등의 생활환경성 질환을 예방할 뿐 아니라 다양한 천연향과 천연 컬러를 혼합하여 유아, 어린이, 청소년들을 위한 다양한 공작용 재료로서의 기능을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

천연 조성물을 이용한 교구재용 고무점토 {A rubber clay of Learning tool using a natural composition}

본 발명은 닥나무 펄프와 천연비취광물, 일라이트, 견운모, 흑운모, 편백분말, 쑥분말, 녹차분말 및 감자전분과 점토, 색소로 구성된 교구재용 고무점토에 관한 것으로 끈적이지 않아서 손에 묻지 않고 소취성, 원적외선 및 음이온을 방사 하여 인체 생리 작용을 활성화 시키며, 향균성과 방충성이 뛰어나 어린이들에게 유용한 천연 조성물을 이용한 교구재용 고무점토에 관한 것이다.

점토는 입자크기가 작고 무른 흙이다. 국제토양학회나 미국농무성 규정에 의하면 입경이 0.002mm 이하인 흙이다. 비교적 점토입자를 많이 함유한 점성이 많은 세립토로서 가늘고 긴 형상을 가진 흙을 말하며, 특히 0.001mm 이하는 콜로이드(Colloid)라 부른다. 여기에 고무를 적정 비율로 혼합하여 완성한 제품이 고무점토이다.

일반적으로 공작용 고무점토는 유아 또는 어린이, 청소년들이 손쉽게 공작놀이를 할 수 있도록 만들어진 것으로, 유성 고무점토 또는 수성 고무점토 등으로 제조 및 판매되고 있다.

유성 고무점토는 공작 조형물을 제작한 후 보관시 모형 그대로 형태를 유지할 수 있으나, 고무점토가 단단하여 유아, 어린이, 청소년들이 이를 사용하여 모형을 제작하기가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 수성 고무점토는 반죽이 용이하여 유아, 어린이, 청소년들이 놀이용도로 사용하기가 편한 반면에, 수분의 함량이 많아서 제작시 끈적임 현상이 심하고 건조되었을 때 수축 및 뒤틀림 현상이 발생하여 장기간 보관이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 상기의 유성 고무점토 및 수성 고무점토는 공작물을 제작한 후 방치하면 쉽게 굳어서 다시 사용하려할 때 불가능한 문제점이 있으며, 유성 고무점토, 수성 고무점토로 공작물을 제작한 후에 영구보관을 목적으로 오븐기를 이용하여 건조과정을 거치면 경화가 급속하게 진행되어 공작물에 균열이 발생하는 문제점이 있었다.

천연 조성물을 이용한 고무점토에 관한 종래 기술로는 국내공개특허공보 공개번호 제10-1997-0071421호에 함수율이 약 20% 정도인 점토에 임의의 산화물 색소와 윤활성 PG오일을 혼합한 유색의 찰흙을 6색 이상의 단위를 세트로 하여 포장한 교재용 다색상 찰흙이 개시되어 있고, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1012314호에 전체 고무찰흙 중량에 대하여 60~ 80%로 마련되며 실로산과 실리콘,다이메틸, 메틸비닐, 비닐군-터미네이티드가 혼합되어 이루어진 젤상태의 실리콘베이스(10)와 전체 고무찰흙 중량에 대하여 15 ~ 35%로 마련되며 파우더 형태의 실리카계로 이루어져 경도 조절을 위한 가소도 조절제(20)와 전체 고무찰흙 중량에 대하여 1 ~ 5%로 마련되며 폴리다이메틸실록산계로 이루어져 고화를 방지하기 위한 오일 형태의 고화방지제(30)와 전체 고무찰흙 중량에 대하여 0.1 ~ 1%로 마련되며 세균번식을 방지하기 위한 항균제(40)를 혼합하여 구성한 공작용 고무찰흙에 대하여 개시되어 있다.

또 국내공개특허공보 공개번호 제10-2004-0081235호에는 야광성능을 향상시켜 제조원가 경제성을 함께 달성할 수 있도록 투명한 형태의 야광 고무찰흙을 제조하는 야광 고무찰흙 및 그 제조방법에 관한 기술이 개시되어 있으나, 고무찰흙의 역할을 하면서도 사용자가 원하는 다양한 형태와 다양한 색상 그리고 끈적임이 없고 재사용이 가능한 교구재용 고무점토에 관한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 끈적이지 않아서 손에 묻지 않고 향균성과 방충성 및 소취성이 뛰어나고, 원적외선 및 음이온을 방사 발생시켜 인체 생리 작용을 활성화시키며 공작물을 제작한 후에 장시간 방치하여도 굳지 않아서 재사용이 가능하며 다양한 색상을 연출할 수 있는 교구재용 고무점토를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 닥펄프와 천연비취광물 일라이트, 페그마타이트(pegmatite), 편백분, 쑥분말, 녹차분말 및 감자전분으로 조성된 천연 조성물을 고무점토에 혼합하여 구성한 교구재용 고무점토를 제공함에 있다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 고무점토에 혼합하여 구성되는 천연 조성물의 주요 성분들의 정의 및 특성은 다음과 같다.

닥나무는 뽕나무과에 속하는 쌍떡잎 식물로 껍질을 흑피(黑皮) 또는 조피(粗皮)라고 부르며, 이를 다시 가공하면 백피(白皮)를 얻을 수가 있다.

천연비취는 옥(玉)의 일종으로서, 화학적 성분은 Na2 O.Al2 O3 4SiO3로 이루어진 단사정계(單斜晶系)결정체로 완전한 모양을 이루지 않고 미세한 섬유 같은 것이 얽혀져 있는 휘석광물로 단사정계(單斜晶系)결정체로 인체에 원적외선과 음이온을 방출하여 혈액순환과 신진대사를 촉진시키며, 항균작용, 혈액순환, 피부미용 등에 효과가 있는 것으로 널리 알려져 있다.

일라이트(illite)는 점토입자 크기의 미립질 광물로서 일반적인 백운모와 흡사한 판상구조를 갖는 점토광물이다. 화학조성은 백운모에 비하여 K, Al은 적으나 Si, H2O는 약간 더 많은 것으로 알려져 있다. 주성분은 SiO2, Al2O3, K2O, FEO2 등으로 된 황백색 합성광물이며, 물리 화학적 성질은 수중에서 다량의 용존 산소를 발산하는 효능이 있고, 또 수중에 용존하는 중금속 이온, 유기질 이온 및 부패 유기질의 악취 등을 흡착하는 흡착성이 좋으며, 이 흡착성은 공기 중에서도 발휘되어 유독가스 및 악취 제거제의 원료로 이용되고 있다.

페그마타이트는 거정석이라고도 불리우며, 마그마 분화과정에서 최후기에 형성된 석영, 장석, 운모 등으로 이루어진 암석으로 무수규산, 산화 나트륨 등을 주성분으로 이루어져 있어 세균 증식을 억제하고, 방취 및 소취 효과가 있어 약한 땀냄새부터 강한 체취까지 소멸시켜 주는 효능이 있다.

편백나무는 히노끼 또는 노송이라고도 하며 측백나무과에 속하는 상록침엽수로 우리나라에서 생장하는 편백은 소나무나 잣나무보다도 많은 양의 피톤치드를 발산하고 있는 것으로 알려져 있다. 편백나무의 강한 향은 살균이나 탈취, 피부미용이나 혈액순환에 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

먼저 본 발명에서는 닥껍질을 백피화 한 후 50 내지 100 매쉬로 잘게 분쇄하여 6 내지 10시간 고해하여 이황화탄소(CS2)에 용해시켜 20 내지 40℃로 일정하게 온도를 유지하면서 섬유조직이 정착해서 신축율이 낮아지도록 1 일 내지 2 일간 숙성시킨 후 동결 건조시킨다. 상기와 같이 닥나무 백피를 미세하게 분쇄하여야 광물질 및 식물질과 괴리가 일어나지 않고 쉽게 시멘트의 모로타르와 같이 뛰어난 부착력을 가지며, 또한 숙성과정을 거침으로써 전분 등과의 혼합시에도 장기간 부패나 변질이 잘 일어나지 않는 장점이 있다.

상기의 천연비취광물, 일라이트 및 페그마타이트(pegmatite)는 통상적인 광석분쇄기로 미리 1000매쉬 정도로 분쇄하여 분말화하고, 상기의 편백분과 쑥분말 및 녹차분말도 200 내지 300매쉬로 분쇄하여 분말화한다.

상기의 건조된 닥백피 분말 100중량부에 대하여 천연비취광물 0,1 내지 0.5중량부, 일라이트 10 내지 15중량부, 페그마타이트(pegmatite) 5 내지 10중량부, 편백분 3 내지 5 중량부, 쑥분말 1 내지 3 중량부, 녹차분말 1 내지 3 중량부를 감자 전분 20 내지 30중량부 및 40 내지 60 중량부를 를 반죽기에 넣고 각각의 성분들이 잘 혼합될 수 있도록 80 내지 90℃의 온도를 유지하면서 2 내지 4시간 동안 교반하여 모르타르 형태의 천연조성물을 제조한다.

그리고, 상기의 천연조성물을 고무점토와 색상안료를 혼합하여 제품으로 완성하게 된다.

본 발명의 천연 조성물을 이용한 교구재용 고무점토는 끈적이지 않아서 손에 묻지 않으며, 장시간 방치하여도 재사용이 가능하며, HCHO, VOCs등의 유해 화합 물질을 흡착, 탈취하여 실내 공기를 정화시켜 주고, 실내습도를 조절해 주는 흡습성 및 음이온 및 원적외선을 발생시켜 실내 공기의 질을 향상시켜 아토피, 피부병, 항알러지, 기관지 천식, 폐렴 등의 생활환경성 질환을 예방할 뿐 아니라 다양한 천연향과 천연 컬러를 혼합하여 유아, 어린이, 청소년들을 위한 다양한 공작용 재료로서의 기능을 할 수 있는 효과가 있다.

이하, <실시예> 및 <시험예>를 통하여 본 발명의 천연 조성물을 이용한 교구재용 고무점토에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

1) 건조백피 분말의 제조

닥나무를 제지원료로 가공하려면 먼저 수확된 닥나무 줄기를 1~2m 길이로 잘라 밀폐된 솥에 넣고 2시간 증기로 찐후 껍질을 벗긴 흑피를 하룻밤 동안 물에 담가서 수분을 충분히 흡수시켜 검은 외피를 긁어 벗긴 뒤, 8시간 동안 물에 담가둔 후 씻어 건조시켜 백피를 얻는다.

상기의 백피 1Kg을 분쇄기에 넣고 50 내지 100 매쉬로 잘게 분쇄하여 분말화 한 후 6시간 고해시킨다. 고해가 끝난 백피 분말을 이황화탄소(CS2)에 용해시켜 20 내지 40℃로 일정하게 온도를 유지하면서 섬유조직이 정착해서 신축율이 낮아지도록 48시간 숙성시킨 후 24시간 물에 담가 씻은 후 동결 건조시킨다.

2) 광물들의 준비단계

천연비취광물, 일라이트 및 페그마타이트(pegmatite)을 각각 광석분쇄기로 1000매쉬 정도로 분쇄하여 분말화한다.

3) 식물성분들의 준비단계

3cm 크기로 절단한 깨끗이 세척한 편백나무 줄기와 쑥 및 녹차 잎을 각각 믹서기에 넣고 250매쉬가 되도록 분쇄하여 분말화한다.

4) 감자 전분풀의 제조

물 4ℓ에 감자전분 1K을 넣고 80 내지 90℃의 온도을 유지하면서 풀이 눌러 붙지 않도록 50분간 잘 저어 두면서 감자 전분풀을 제조한다.

5) 천연 조성물의 제조

상기의 건조된 백피 분말 100중량부에 대하여 천연비취광물 0,1 내지 0.5중량부, 일라이트 10 내지 15중량부, 페그마타이트(pegmatite) 5 내지 10중량부, 편백분 3 내지 5 중량부, 쑥분말 1 내지 3 중량부, 녹차분말 1 내지 3 중량부와 상기의 감자전분 25중량부 및 물 50중량부를 반죽기에 넣고 90℃의 온도를 유지하면서 각각의 성분들이 잘 혼합될 수 있도록 2 내지 4 시간 교반하여 모르타르 형태의 천연 조성물을 제조한다.

<탈취시험>

탈취시험을 위하여 상기 <실시예>에서 제조한 본 발명의 천연 조성물(시료 A)을 100mm x 200mm 크기의 시트 한 면에 도포한 후 건조한 시트를 시험가스(암모니아, 폼알레히드)가 채워진 5ℓ반응기에 넣고, KICM-FIR-1085의 시험방법에 따라 시간경과에 따른 탈취율에 대하여 시험하였다. 시험결과는 결과는 아래 [표 1]과 같다.

구분	시험가스	시험결과
		시간경과	초기농도(umol/mol)	잔여농도(umol/mol)	탈취율(%)
시료A	폼알데히드	0 분	82	82	-
		60 분	79	9	88.6
		120분	76	5	93.4
		180분	72	2	97.2
	암모니아	0 분	82	82	-
		60 분	78	10	87.2
		120분	75	4	94.7
		180분	70	2	97.4

<중금속함유 시험>

중금속함유 시험을 위하여 상기 <실시예>에서 제조한 본 발명의 천연 조성물(시료 A)을 100mm x 200mm 크기의 시트 한면에 도포한 후 건조한 시트에 대하여 KS M ISO 의 시험방법에 따라 시험하였다. 시험 결과는 아래 [표 2]와 같다.

구분	함유량(mg/kg)
	납	카드뮴	수은	6가 크롬
시료 A	불검출 (검출한계 : 5)	불검출 (검출한계 : 5)	불검출 (검출한계 : 2)	불검출 (검출한계 : 1)

<항균 시험>

본 발명의 실시예에서 제조한 천연 조성물(시료 A)에 대하여 항균성 시험을 실시하였다. 시험 균주로는 Escherichia coli ATCC 25922 (대장균) 및 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442(녹뇽균)을 사용하였으며, 시험방법은 KICM-FIR 1002의 방법에 따라 시험하였다. 시험결과는 [표 3]과 같다.

시험항목		시험결과			시험방법
		초기농도 (CFU/40p)	24시간후농도 (CFU/40p)	세균감소율
ATCC 25922	시료 A	450	3	99.3	KICM-FIR 1002
ATCC 15442	시료 A	462	2	99.6

본 발명의 천연조성물을 이용한 교구재용 고무점토는 고무점토 50 ~ 70중량부, 천연 조성물 10 ~ 20중량부, 물 10 ~ 20중량부, 색상안료 3 ~ 7중량부, 고화방지제 3 ~ 7중량부로 혼합하여 구성되며, 일반적인 고무점토를 사용하게 되며, 상기의 실시예에서 제조한 천연 조성물이 혼합되고, 물과 다양한 색상을 표현할 수 있는 색상안료와 고화방지제가 이용된다.

상기의 고화방지제는 고무점토의 고화를 방지하기 위한 것으로, 투명 오일형태이며, 시간이 지남에 따라서 고무점토가 경화하면서 고화되는 것을 지연시키면서 고무점토를 유연하게 하는 윤활제 역할을 수행한다. 또한 고무점토의 고화를 방지할 수 있는 것은 물론이고 고무점토의 표면에 윤기와 색상을 더 밝게 해주는 기능을 한다.

이러한 교구재용 고무점토는 천연 조성물에 다양한 천연향과 천연 컬러를 혼합할 수 있기 때문에 다양한 무늬 또는 다양한 컬러를 연출할 수 있어서 색상안료와 더불어 더욱더 다채로운 색상을 표현할 수 있게 된다. 또한, 원적외선 및 음이온을 방사하여 인체 생리 작용을 활성화 시키므로 유아, 어린이, 청소년들에게 유용한 작용을 하며, 향균성과 방충성이 뛰어나서 본 발명에 의한 교구재를 이용하게 되면 기본 기능인 공작의 재료로써 뿐만 아니라, 인체의 건강에도 도움이 되는 교구재용 고무점토로서 뛰어난 기능을 발휘하게 된다.

Claims (2)

1. 교구재용 고무점토에 있어서,
   전체 교구재용 고무점토 중량에 대하여 50 ~ 70중량부의 고무점토와, 10 ~ 20 중량부의 천연조성물과, 10 ~ 20중량부의 물과, 3 ~ 7 중량부의 색상안료와, 3 ~ 7 중량부의 고화방지제로 이루어진 것을 특징으로 하는 천연조성물을 이용한 교구재용 고무점토.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 천연 조성물은 건조된 백피 분말 100중량부에 대해서 천연비취광물 0.1 ~ 0.5중량부와, 일라이트 10 ~ 15중량부와, 페그마타이트(pegmatite) 5 ~ 10중량부와, 편백분 3 ~ 5중량부와, 쑥분말 1 ~ 3중량부와, 녹차분말 1 ~ 3중량부와 감자 전분풀 25중량부 및 물 50중량부를 반죽기에 넣고 90℃로 2 ~ 4시간 동안 교반하여 모르타르 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 천연조성물을 이용한 교구재용 고무점토.