KR20190133525A

KR20190133525A - 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190133525A
Application number: KR1020180058566A
Authority: KR
Inventors: 강병수
Original assignee: 주식회사 썬라이즈; 주식회사 동성씨앤피; 주식회사 그라시아코리아
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-12-03

Abstract

본 발명은 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물에 관한 것으로서, 이의 목적은 건조되기 전에는 다양한 공작이 가능한 점토로 사용될 수 있으며, 건조 후에는 수용성 크레용, 크레파스, 색연필 또는 그와 유사한 채색 도구로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 붓 등에 물을 묻혀 사용하면 수성 물감과 같이 수채화의 질감을 표현할 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법{HANDICRAFT CLAY COMPOSITION WITH COLORING FUNCTION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물에 관한 것으로서; 더욱 상세하게는 건조되기 전에는 다양한 공작이 가능한 점토로 사용될 수 있으며, 건조 후에는 수용성 크레용, 크레파스, 색연필 또는 그와 유사한 채색 도구로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 붓 등에 물을 묻혀 사용하면 수성 물감과 같이 수채화의 질감을 표현할 수 있는 『색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법』에 관한 것이다.

어린이 등이 사용하는 공작용 점토 조성물은 그 특성에 따라 다양한 형태의 것들이 판매되어 왔고, 이 범위에 해당하는 제품군에는 구성 원료에 따라 주로 자연계에서 추출한 무기계 광물질을 구성 원료로 하는 전통적인 점토, 도우(dough)라는 영어명으로 유통되는 다수의 제품으로서 전분 등을 주요 원료로 하는 점토, 그리고 합성 수지류를 이용한 경량 점토 등으로 시장이 세분화되었으며, 근래에는 도우와 경량 점토가 시장의 주류를 이루고 있다. 하지만, 이런 제품들은 이전의 전통적인 점토에 색채가 가미되고 조형성이 개선되고 조형감이 세련되어지는 등 많은 개선이 이루어졌지만, 조형 공예를 하기 위한 전형적인 한계를 벗어난 제품은 아니었다.

한편, 기존의 크레파스와 수용성 왁스를 사용한 채색 도구들의 경우에도 그 것들의 전형적인 한계를 벗어난 제품이 시장에 소개되지 못하고 있고, 더욱이 기존의 크레파스의 경우에는 이전 제품에서 기술적으로 새롭거나 발전적인 새로운 제품의 제품의 등장이 없었다.

밀납, 파라핀 왁스, 비즈 왁스, 마이크로 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등을 전색제로 사용하는 유성 크레파스의 경우, 그 구성 원료나 제조법들이 과거의 기술에서 크게 벗어나지 못하고 있고, 가격 및 시장 수요 등 제한적 요소를 가지고 있어서 기술의 발전을 이루기 어려운 요소가 많다고 할 수 있다.

이에 유성 왁스를 대체하는 비누베이스를 사용함으로써, 유성 제품에 비해 친환경성과 인체 안전성 등을 지향하기 용이하다는 점을 근거로 본 발명은 경량 점토의 특성과 조형을 완성한 후에 일반적인 대기 환경에서 건조를 거치면 수성의 특성을 갖는 크레파스의 특징을 동시에 달성하는 복합 기능의 조성물을 개발하는 것이 핵심이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서; 본 발명의 목적은 건조되기 전에는 다양한 공작이 가능한 점토로 사용될 수 있으며, 건조 후에는 수용성 크레용, 크레파스, 색연필 또는 그와 유사한 채색 도구로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 붓 등에 물을 묻혀 사용하면 수성 물감과 같이 수채화의 질감을 표현할 수 있는 『색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법』을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 공작용 점토로서의 기능과 크레파스 등과 같은 채색 도구로서의 두 가지 상품의 기능 및 특성을 조합하여 한 가지 상품으로 복합 기능을 나타내는 경제성 뿐만 아니라, 특성의 변화를 관찰함으로써 제품을 사용하는 소비자들, 특히 어린이들에게 과학적인 호기심을 충족시킬 수 있도록 하는 『색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법』을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은 정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은 윤활제로서 지방산의 2가 또는 3가 금속염을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은 윤활제로서 지방산의 2가 또는 3가 금속염 0.1~3 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물의 제조방법은; 정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물을 제조하는 방법에 있어서; 정제수, 비누베이스 및 보습제를 열을 가해 혼합하는 1차 혼합단계와; 상기 혼합단계에서 열을 가해 혼합하여 얻어지는 조성물에 유색 안료, 상기 고분자 수지, 셀룰로오스계 결합제를 넣고 다시 혼합하는 2차 혼합단계와; 상기 2차 혼합단계에서 얻어지는 조성물에 체질 안료, 보락스 및 경량 필러를 첨가하여 반죽기로 혼합하는 3차 혼합단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 비누 베이스, 결합제 및 고분자 수지를 주성분으로 하고 유색 안료, 체질 안료, 보습제, 보락스, 경량 필러, 윤활제 등을 가열, 혼합, 반죽하여 얻어지는 복합 기능 점토 조성물로서, 수용성 점토와 수성 크레파스 및 수채화 기능 등을 표현할 수 있는 복합 기능성을 가지며, 점토로서의 기본적 기능을 가지고 있으므로, 조형을 위한 공예 활동 및 학습 효과를 충족시킬 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 건조 후에는 조형물로서 뿐만 아니라 수성 크레파스로서의 기능을 구현할 수 있어서 종이나 스케치북 또는 여타의 소재에 채색이 가능하여 채색 도구 및 크레파스로서 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 복합 기능 점토 조성물로서 기존의 크레파스에서는 기대하기 어려웠던 각각 다른 색상끼리의 다양한 혼합비로 혼합이 가능하여 소비자가 원하는 색상의 크레파스를 직접 만들어 사용할 수 있어 색에 대한 심미적인 교육 효과도 기대할 수 있을 뿐 아니라, 색에 대한 상상력 및 감각을 발전시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 복합 기능 점토 조성물로서 물을 기초로 한 수성 제품이므로 오염에 대한 대응이 용이하고 종전의 크레파스에 비해 사용자와 친화적이며, 수용성이기 때문에 쉽게 지워질 뿐만 아니라 그림을 그린 후에 붓에 물을 묻혀 덧칠함으로써 수채화 느낌을 낼 수 있어 다양한 질감의 그림 효과를 낼 수 있다는 장점이 있다.

덧붙여서, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 복합 기능 점토 조성물로서 한 가지 재료로 점토와 크레파스의 기능을 구현함으로써 이를 사용하는 소비자들에게 경제성뿐만 아니라, 과학적 호기심 및 상상력을 자극하여 학습효과를 높일 수 있다는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법에 의하면; 복합 기능 점토 조성물을 사용함으로써, 감각적, 시각적인 정서적 학습 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라, 사물의 기능적 형태가 변화하는 것을 관찰함으로써 과학적인 호기심과 상상력을 자극하여 어린이들의 지각 능력을 발전시키는데 일조하는 장점이 있다.

본 발명에 의하여 달성되는 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

이하, 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 본 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은 정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부를 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은, 윤활제로서 지방산의 2가 또는 3가 금속염을 더 포함하여 구성할 수 있는데 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 윤활제 0.1~3 중량부를 더 포함하여 구성할 수 있다.

종전의 크레파스 조성물의 원료로는 마이크로 왁스(Microcrystalline Wax), 비즈 왁스(Bee's Wax), 파라핀 왁스(Paraffin Wax), PE 왁스(Polyethylene Wax), PP 왁스(Polypropylene Wax) 등의 1종 또는 2종 이상 혼합물을 전색제로 사용하였다. 하지만 상기의 원료는 본 발명의 취지와 맞지 않는 부분이 있어, 전색제로서의 기능을 담당하기에 어려움이 있다. 그 이유는 본 발명에 필수적인 원료로 포함되는 물과 상용하기 어려운 물성 때문이다.

따라서, 본 발명이 추구하는 본연의 특성인 종이 등의 피착재 위에서 원활하게 윤활하는 물성을 소유한 동시에 여타의 사용 원료 및 특히, 물과의 상용이 용이한 원료의 선택이 필요하였다. 이 목적에 적합한 원료로는 유성 왁스가 아닌 수용성 왁스, 좀 더 구체적으로는 비누 베이스가 기술적 대안이었으며 이로써 본 발명에서는 지방산의 1가 금속염이 적합한 대상 물질로 고려되었다.

본 발명의 상기의 목적에 부합되는 물질로서 라우릭산, 미리스틱산, 팔미틱산, 스테아릭산, 아라키드산 등의 지방산의 금속염 등이다.

비누베이스는 일반적인 비누의 주성분으로 널리 사용되는 성분이며, 그 자체로서 수용성, 고형성, 세척성 및 윤활성을 갖고 있어 오염에 대한 우려가 없을 뿐 아니라 세척이 쉬우며 물에 용해되기 쉬운 물질이다. 상기의 비누 베이스에는 지방산을 비누화 반응시켜 제조한 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 비누베이스의 함량은 상기 정제수 5∼15 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 5∼20 중량부, 바람직하게는 5∼15 중량부를 포함하여 구성할 수 있다. 비누베이스의 용도는 크레파스의 기능을 구현하기 위해 사용되는 전색제이며 그 사용량이 적거나 지나치게 많으면 조형성 및 도포성에 바람직하지 않게 되므로 상기와 같은 범위의 함량으로 구성하여야 한다.

점토와 크레파스의 기능을 한 가지 조성물로 구현하기 위해서는 체질 안료가 공통적으로 사용되며, 전술한 바와 같이 카올린 클레이 및 다양한 무기계 체질안료를 도입하여 적용할 수 있으나, 각각의 특성과 본 발명의 취지를 조합하여 최적의 체질 안료를 선정할 수 있다.

본 발명에서 체질 안료는 황산바륨, 탄산칼슘, 카올린 클레이, 탈크.소성 클레이, 실리카, 알루미나 화이트 등을 사용할 수 있다. 체질 안료는 충진제로서 제품의 경도를 유지하며, 채색 후에 색상의 불투명도를 향상시키는데 필요하며, 도포시 종이와의 마찰력을 조절하기 위해 사용되어질 수 있다. 뿐만 아니라, 제품의 무게와 조형감에도 영향을 미친다.

본 발명에서 체질 안료의 함량은 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 15∼60 중량부, 바람직하게는 25∼60 중량부를 포함하여 구성할 수 있다. 체질 안료의 용도는 제품의 충진제로서 사용되며 또한, 색의 불투명성과 조형성을 위해 사용된다. 그 사용량이 적으면 경도가 무르거나 조형성이 나빠질 수 있고, 반대로 사용량이 많으면 주무르기 힘들거나 도포감이 나빠질 수 있으므로 상기와 같은 범위의 함량으로 구성하여야 한다.

본 발명에서 유색 안료는 점토의 색상을 부여하고 크레파스로서 본연의 색을 발현하는데 필요한 요소이다. 이러한 유색 안료의 구체적인 예로는, 백색안료로서 산화티타늄, 적색안료로는 퍼머넌트레드 4R 또는 산화철, 황색 안료로는 아이언옥사이드 또는 카드뮴 옐로우, 청색 안료로는 프러시안블루우 또는 울트라마린블루우 등을 사용할 수 있고, 녹색 안료로는 크로뮴 옥사이드 그린을, 흑색 안료로는 카본블랙을 착색제로 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 유색 안료는 미리 별도의 분산제를 사용하여 수상에서 분산하는 분산 공정을 거쳐 제조된 것을 사용하였다. 이는 유색 안료는 전술한 제조 공정만으로는 충분한 분산 효과를 기대하기 어렵기 때문이다. 유색 안료의 분산 정도는 제품의 품질 및 색의 발현에 있어서 매우 중요한 요소이다.

본 발명에서 유색 안료의 함량은 분산된 형태로서 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 1 ∼5 중량부, 바람직하게는 2∼5 중량부를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 있어서 결합제로서 셀룰로오스계 고분자를 사용할 수 있다. 셀룰로오스 고분자 중에서 메틸 셀룰로오스,에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스 및 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스 등이 사용되어질 수 있다.

본 발명은 경량 점토의 특성과 크레파스의 특성을 한 가지 조성물로 구현하기 위해, 결합제를 각각의 기능에 따라 나누어 선정하였다. 그 이유는 경량 점토의 특성과 크레파스의 특성이 한 가지 결합제로 구현되기에 한계가 있기 때문이다. 셀룰로오스 고분자는 점토와 크레파스의 복합 기능을 갖는 본 조성물에 있어서 조형성뿐만 아니라, 종이로의 전이성, 결합성을 부여하는 원료로 사용되었으며, 이는 크레파스의 기능을 극대화하는데 효율적인 원료이다.

본 발명에서 결합제로서 셀룰로오스계 고분자는 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 0.1∼10 중량부, 바람직하게는 0.3∼8 중량부를 포함하여 구성할 수 있다. 셀룰로오스가 차지하는 함량이 많으면, 조형이 어렵고 건조가 지나치게 빠르며 또한 그 함량이 너무 적으면 조형성이 불량하고 건조가 느려지는 현상이 발생하므로 상기와 같은 범위의 함량으로 구성하여야 한다.

본 발명에서 제2의 결합제로서 경량 점토의 특성을 구현하기에 적합한 고분자의 선택이 필요하였다. 이에 요구되는 물성으로서 응집성과 적당한 탄성을 부여할 수 있는 기능성이 있는 수지로서 폴리비닐알코올 수지가 적합함을 실험적으로 검증하였다. 시중의 폴리비닐알코올 수지는 분말 형태로 유통되며, 본 발명에 적용하기 위해 폴리비닐알코올을 정제수에 용해시킨 형태의 수용액을 이용하였다. 본 발명에서는 폴리비닐알코올의 고형분 30 중량%의 수용액을 특정하였다.

본 발명에서 폴리비닐알코올 수지의 함량은 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 1∼10 중량부, 바람직하게는 2∼8 중량부를 포함하여 구성할 수 있다. 폴리비닐알코올 수지의 함량이 많으면, 형태 유지가 어렵고 건조가 느리며 또한 그 함량이 너무 적으면 끈적임을 조절하기 어렵고 건조가 빨라지는 현상이 발생하므로 상기와 같은 범위의 함량으로 구성하여야 한다.

한편, 본 발명의 점토 조성물은 상술한 주성분들 외에, 소정의 다관능 가교제를 포함한다. 이러한 다관능 가교제는 상술한 폴리비닐알코올 수지와 가교 구조를 형성할 수 있도록 2개 이상의 히드록시 수용기를 분자 구조 내에 포함한 화합물 또는, 염 형태의 화합물로서 물 등의 수용매 내에서 2개 이상의 히드록시 수용기를 갖는 이온을 형성할 수 있는 화합물이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 상기 다관능 가교제로서 수용매내에서 보레이트계 이온을 형성하는 보레이트계 염 화합물 또는 착물 등이 사용될 수 있다. 상기 보레이트계 염 화합물의 예로는, Na₂B₄O₇·10H₂O 또는 Na₂［B₄O₅(OH)₄］·8H₂O 등이 될 수 있다.

본 발명에서 보락스는 정제수와 글리세린의 1:1 비율의 용매에 30%의 소듐 보레이트를 80∼10℃을 열을 가해 용해시킨 용액을 사용할 수 있는데, 보락스의 함량은 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 0.1∼1 중량부, 바람직하게는 0.2∼1 중량부를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명은 기본적으로 물을 함유하는 조성물로서 경량 점토의 특성을 최대화하기 위해 이의 건조 속도를 일상의 조건에서 사용 시간이 충분하도록 조절할 필요가 있다. 따라서, 수분의 증발을 지연시키고 조형성을 부드럽게 하기 위해 보습제로서 Glycerine, Propylene Glycol, Butylene Glycol, Polyethylene Glycol 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 보습제는 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 5∼20 중량부, 더욱 바람직하게는 5∼15 중량부를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에는 조형에 있어서 보다 사용감을 좋게 하고 조성물에 보다 가벼운 느낌을 부여하기 위해 일정량의 경량 필러를 적용할 수 있다. 이는 조성물내에 다량의 공기층을 형성함으로써 중량을 줄일뿐 아니라, 그로 인해 부드러운 촉감을 부여해 조형감을 향상시킬 수 있다. 경량 필러는 다공성 실리케이트 또는 합성 경량 필러 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 경량 필러는 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부에 대하여 0.1∼3 중량부, 더욱 바람직하게는 0.2~2.5 중량부를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명은 다량의 체질제와 높은 고형분을 유지해야 하는 제품 특성상, 수분이 증발한 후에 크레파스의 기능을 수행하기에 사용감이 다소 거칠 수가 있다.

따라서, 이러한 한계적 물성을 보완하기 위해서 적절한 윤활제의 선택이 필요한데, 이에 고려되는 물질이 지방산 2가 또는 3가 금속염이다. 이 제한적 범주는 각각의 조성 원료들간의 극단적인 비상용성이 없어야 하고, 장기적인 저장 중에도 원료들간에 분리 또는 이질화가 발생하지 않아야 하므로 원료들 상호간의 상용성을 염두해 두고 기능성을 부여하는데 기인한다.

본 발명에서 윤활제로서 지방산의 칼슘염, 지방산의 마그네슘염, 또는 지방산의 알루미늄염이 사용될 수 있고, 그 사용량은 상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부에 대하여 0.1∼3 중량부, 바람직하게는 0.1∼2.5 중량부를 포함하여 구성할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물의 제조방법은, 정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물을 제조하는 방법에 있어서; 정제수, 비누베이스 및 보습제를 열을 가해 혼합하는 1차 혼합단계; 상기 혼합단계에서 열을 가해 혼합하여 얻어지는 조성물에 유색 안료, 상기 고분자 수지, 셀룰로오스계 결합제를 넣고 다시 혼합하는 2차 혼합단계; 및 상기 2차 혼합단계에서 얻어지는 조성물에 체질 안료, 보락스 및 경량 필러를 첨가하여 반죽기로 혼합하는 3차 혼합단계; 를 포함하여 구성할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예들을 통하여 더욱 상세히 설명한다. {그러나 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.}

아래 <실시예 1> 내지 <실시예 4>에 나타낸 바와 같이 각 원료의 함량별로 다기능 점토 조성물을 제조하였다. 먼저, 정제수와 비누베이스 그리고 보습제를 용기에 넣어 60∼90℃의 열을 가해 혼합한 후, 비누베이스가 완전히 용해하면 이를 35∼40℃까지 냉각시킨 후에 분산된 유색 안료와 결합제 그리고 폴리비닐알코올 수지를 넣어 균일하게 혼합한다.

보습제는 글리세린을 사용하였고, 폴리비닐 알코올 수지는 30 중량% 수용액을 사용하였다. 이를 다시 반죽기에 옮긴 후, 각반하면서 체질안료를 넣고 완전히 혼합되면 보락스 수용액과 경량 필러(그리고 실시예 4에서는 윤활유도 포함)를 차례로 투입한 후 전체가 균일하게 혼합될 때까지 1∼2시간 반죽하여 혼합하였다. 체질 안료는 탄산칼슘을 사용하였고, 보락스 수용액은 Na₂B₄O₇·10H₂O, 30 중량% 용액을 사용하였다.

<실시예 1>에서는 체질 안료인 탄산칼슘의 함량별로 제품의 물성 변화를 확인하여 점토와 크레파스의 기능을 한 가지 조성물로 구현할 수 있는 최적화된 배합비를 확인할 수 있으며, <실시예 2>에서는 비누베이스의 함량별로 제품의 물성 변화를 확인하여 최적의 조형성 및 도포성을 나타내는 배합비를 확인할 수 있다.

또한, <실시예 3>에서는 결합제와 수지의 함량별로 물성 변화를 확인하여 최적의 결합성을 나타내는 배합비를 확인할 수 있으며, <실시예 4>에서는 상기 성분들에 윤활제를 더 혼합함으로써 윤활제의 함량별로 제품의 물성 변화를 확인하여 최적의 원료들 상호간의 상용성 및 윤활 기능성을 부여하는 배합비를 확인하였다.

<실시예 1>

(단위 : 중량%)

<실시예 2>

(단위 : 중량%)

<실시예 3>

(단위 : 중량%)

<실시예 4>>

(단위 : 중량%)

상술한 실시예들에 의하면, 각 원료의 조성비 별로 점토와 크레파스로서의 기능을 동시에 발휘할 수 있는 복합 기능으로서 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물을 달성할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물은; 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부를 포함하여 구성할 수 있으며, 여기에 윤활제로서 지방산의 2가 또는 3가 금속염 0.1~3 중량부를 더 포함하여 구성할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물.
제1항에 있어서,
윤활제로서 지방산의 2가 또는 3가 금속염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물.
제1항에 있어서,
상기 정제수 5∼15 중량부, 비누베이스 5∼20 중량부, 보습제 5∼20 중량부, 유색 안료 1∼5 중량부, 체질 안료 15∼60 중량부, 셀룰로오스계 결합제 0.1∼10 중량부, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지 1∼10 중량부, 보락스 0.1∼1 중량부, 경량 필러 0.1~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물.
제3항에 있어서,
윤활제로서 지방산의 2가 또는 3가 금속염 0.1~3 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물.
정제수, 비누베이스, 보습제, 유색 안료, 체질 안료, 셀룰로오스계 결합제, 2개 이상의 히드록시 관능기를 가지는 고분자 수지, 보락스 및 경량 필러를 포함하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물을 제조하는 방법에 있어서;
정제수, 비누베이스 및 보습제를 열을 가해 혼합하는 1차 혼합단계와;
상기 혼합단계에서 열을 가해 혼합하여 얻어지는 조성물에 유색 안료, 상기 고분자 수지, 셀룰로오스계 결합제를 넣고 다시 혼합하는 2차 혼합단계와;
상기 2차 혼합단계에서 얻어지는 조성물에 체질 안료, 보락스 및 경량 필러를 첨가하여 반죽기로 혼합하는 3차 혼합단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물의 제조방법.