현무암가루를 이용한 굳지않는 점토 및 그 제조방법

현무암가루를 이용한 굳지않는 점토 및 그 제조방법{a manufacturing method of clay composition not hardened using in basalt power and clay composition manufactured}

본 발명은 작은 공극들 사이에 친환경 소재의 항균 물질등이 용이하게 침투하여 안정성과 기능성을 향상시킬 수 있도록 하고, 상기 점토의 점도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하면서, 천연 모래의 특성을 가지면서 부드럽고, 손에 쉽게 달라붙지 않고 점토의 촉감이 가일층 우수하도록 함은 물론, 상기 공작용 점토의 특성상 조형물의 제조 후에는 조형물 형상의 변형이 없게 되면서 상기 굳지않는 점토가 쉽게 풀어질 수 있도록 하고, 인체 및 동물에 무독성이면서, 어린 아이들의 피부와 접촉하여도 전혀 해가 되지 않도록 하며, 어린 아이들의 피부를 안정되게 보호할 수 있는 기능을 수행할 수 있도록한 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 알려져 있는 굳지않는 공작용 점토는 유연성이 있어 손으로 원하는 모양으로 쉽게 변형이 가능하고, 상기 점토를 건조시킬 경우 쉽게 경화되어 제작물이 장시간 그 형상이 유지되는 것이다.

이와같은 점토는 무기계 물질과 물로 구성되어 있어 점토 자체가 무거우며, 또한 수분이 빨리 증발되어 빠른 시간 내에 원하는 조형물을 만들어야 하고, 재사용이 불가능하고, 특히 완성된 조형물의 표면이 갈라지는 현상이 발생하는 단점이 있는 것이다.

상기와같은 단점들을 개선하기 위하여 수용성 고분자와 여러 가지 첨가제들을 사용하여 굳지않는 점토를 만들어 사용하고 있으나, 이와같은 점토는 주로 어린이들이 사용하는 공작용 점토이기 때문에 환경 위생학적으로 보다 안정된 공작용 점토가 요구되고 있는 실정이다.

한편, 최근에는 쉽게 굳지 않아 오랜 시간 동일한 성상이 유지되면서 물 없이 반복적인 사용이 가능한 굳지않는 점토 조성물 및 이의 제조방법이 대한민국 공개특허공보 공개번호 제 10-2012-0017724호에 알려져 있다.

그 기술적인 구성은 10~10,000 메시(mesh) 크기의 규조토 분말(제1모재) 100 중량부, 친수성 및 친유성의 프로필렌글리콜(PG), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 글리세린(Glycelin)의 액상물질 5~70 중량부를 포함하고, 모래; 패각; 규사; 황토; 백토; 곡류; 견과류의 단단한 외피; 코코피트; 및 톱밥으로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택 되면서 상기 규조토 분말의 1/10 이하의 입자 크기를 갖는 제2모재 10~100 중량부를 포함하여, 상기 액상물질이 상기 규조토 분말의 기공을 통과하면서 분포하도록 혼합 반죽하여 굳지않는 점토 조성물을 제조하는 것이다.

따라서, 상기와같은 점토 조성물은 장시간 사용이나 조형 후에도 굳지 않고 동일한 성상이 지속적으로 유지되며, 물 없이도 계속적인 반복 사용이 가능하도록 한다.

그러나, 상기 점토 조성물의 주성분으로 사용되는 제1 모재인 규조토 분말은 다공성의 실리카(silica)로 이루어져 입자의 내구력이 약하며, 이에따라 쉽게 부서져 분진이 발생하게 되고, 미세한 입자의 이물질이 상기 규조토분말의 기공에 쉽게 달라붙어 어린이들이 사용하는 공작용 점토에는 환경 위생학적으로 나쁜 단점이 있는 것이다.

또한, 상기와같은 제1 모재인 규조토 분말에 입자의 크기가 더 작은 별도의 모래 또는 황토, 톱밥등이 1종 선택된 제2 모재를 응집제와 함께 혼합하여 쉽게 굳지 않는 점토를 제조하는 관계로, 공작용 점토 조성물의 제작이 어렵게 됨은 물론, 상기와같은 점토의 경우에는 기대 이상으로 쉽게 뭉쳤다 풀어지지 않게 되는고, 특히 천연 모래의 느낌을 재연할 수 없게 되는등 많은 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 굳지않는 점토를 구성하는 현무암 가루, 세노스피어(cenosphere) 분말 및 규조토 분말에 의하여, 작은 공극들 사이에 친환경 소재의 항균 물질등이 용이하게 침투하여 안정성과 기능성을 향상시킬 수 있도록 하고, 상기 점토의 점도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하면서, 천연 모래의 특성을 가지면서 부드럽고, 손에 쉽게 달라붙지 않고 점토의 촉감이 가일층 우수하도록 함은 물론, 상기 공작용 점토의 특성상 조형물의 제조 후에는 조형물 형상의 변형이 없게 되면서 상기 굳지않는 점토가 쉽게 풀어질 수 있도록 하고, 인체 및 동물에 무독성이면서, 어린 아이들의 피부와 접촉하여도 전혀 해가 되지 않도록 하며, 어린 아이들의 피부를 안정되게 보호할 수 있는 기능을 수행할 수 있는 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 굳지않는 점토 혼합물이 혼합기 내부에서 별도의 지방산을 혼합물과 코팅할 필요 없이 단시간내에 빠르고 균일하게 혼합될 수 있도록 하며, 이에따라 상기 굳지않는 점토의 제조시간이 단축 되면서 혼합물이 균일한 상태로 혼합될 수 있는 수 있는 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토에 있어서,

10~500메쉬(mash) 크기의 분말상태인 현무암가루, 10~500메쉬(mash) 크기의 미립자 형태의 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere), 접착제, 20~200메쉬(mash) 크기의 규조토분말, 고분자 응집제, 항균제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 상기 굳지않는 점토 혼합물은 현무암가루 55~60중량%, 미립자 형태의 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere) 24~27중량%, 접착제 9~10중량%, 규조토분말 5~6중량%, 고분자 응집제 1.5중량%, 항균제 0.5중량% 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 접착제는 글리세린으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 고분자 응집제는, 유기고분자 응집제로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 현무암가루 이용한 굳지않는 점토의 제조방법에 있어서,

(a) 현무암을 1000℃이상의 온도로 가열로에서 가열하여 10~500메쉬(mash) 크기의 분말상태인 현무암가루를 제작하는 단계;

(b) 점토의 전체 중량%에 대하여 미립자 형태의 석탄 분진인 10~500메쉬(mash) 크기의 세노스피어(cenosphere) 24~27중량%, 점성을 부여하는 접착제를 9~10 중량%를 혼합기 내부에 투입하여 교반 및 혼합하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 혼합된 혼합물에 고분자 응집제 1.5중량% 투입하여 일정시간 교반하여 혼합하는 단계;

(d) 상기 (c)단계의 고분자 응집제가 혼합된 혼합물에 상기 (a)단계의 분쇄된 현무암가루 55~60중량% 투입하여 일정시간 교반 및 혼합하는 단계;

(e) 상기 (d)단계의 현무암가루가 혼합된 혼합물에 20~200메쉬(mash) 크기의 규조토분말 5~6중량% 투입하여 일정시간 교반 및 혼합하는 단계;

(f) 상기 (e)단계의 규조토분말이 혼합된 혼합물내에 항균제 0.5중량%를 투입하여 교반 및 혼합하는 단계; 및

(g) 상기 (f)단계의 항균제가 혼합된 혼합물을 상온으로 건조시켜 굳지않는 점토를 완성하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 제조방법을 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 상기 (b)단계의 접착제는 글리세린으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (c)단계의 고분자 응집제는, 유기고분자 응집제로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여, 본 발명은 상기 (b)단계의 교반기에서 혼합물과 접착제의 혼합은 10~15분간 교반하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 (c)단계에서 (b)단계의 접착제가 혼합된 혼합물에 고분자 응집제의 혼합은 10~15분간 교반하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (d)단계에서 (c)단계의 고분자 응집제가 혼합된 혼합물에 분쇄된 현무암가루의 혼합은 10~15분간 교반하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 (e)단계에서 (d)단계의 현무암가루가 혼합된 혼합물에 20~200메쉬(mash) 크기의 규조토분말의 혼합은 10~15분간 교반하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토 및 그 제조방법에 의하면, 작은 공극들 사이에 친환경 소재의 항균 물질등이 용이하게 침투하여 안정성과 기능성을 향상시킬 수 있도록 하고, 상기 점토의 점도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하면서, 천연 모래의 특성을 가지면서 부드럽고, 손에 쉽게 달라붙지 않고 점토의 촉감이 가일층 우수하도록 함은 물론, 상기 공작용 점토의 특성상 조형물의 제조 후에는 조형물 형상의 변형이 없게 되면서 상기 굳지않는 점토가 쉽게 풀어질 수 있도록 하고, 인체 및 동물에 무독성이면서, 어린 아이들의 피부와 접촉하여도 전혀 해가 되지 않도록 하며, 어린 아이들의 피부를 안정되게 보호할 수 있는 기능을 수행할 수 있는 우수한 효과가 있다.

또한, 굳지않는 점토 혼합물이 혼합기 내부에서 별도의 지방산을 혼합물과 코팅할 필요 없이 단시간내에 빠르고 균일하게 혼합될 수 있도록 하며, 이에따라 상기 굳지않는 점토의 제조시간이 단축 되면서 혼합물이 균일한 상태로 혼합될 수 있는 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 2는 본 발명인 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 사진.
도 3은 본 발명의 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토를 이용하여 삼각형, 사각형, 원형의 조형물을 완성한 상태의 사진.
도 4는 본 발명인 굳지않는 점토를 이용하여 조형물을 쌓아올려 완성한 상태의 사진.

이하, 본 발명인 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토는, 10~500메쉬(mash) 크기의 분말상태인 현무암가루 55~60중량%, 10~500메쉬(mash) 크기의 미립자 형태의 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere) 24~27중량%, 접착제로서 글리세린 9~10중량%, 20~200메쉬(mash) 크기의 규조토분말 5~6중량%, 유기고분자 응집제로 구성되는 고분자 응집제 1.5중량%, 항균제 0.5중량%가 포함되는 구성으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 제조방법 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 본 발명은 먼저 (a) 단계에서 다공성의 탄소(C) 재질로 구성되는 현무암을 1000℃이상의 온도로 가열로에서 가열하여 분쇄작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 상기 가열된 현무암은 분쇄기에서 10~500메쉬(mash) 크기의 분말상태로 분쇄하여 현무암가루를 제작하게 된다.

상기 현무암은 고유의 탄소(C) 성분에 의해 인체 및 동물에 해가 없으며, 특히 어린 아이들의 피부와 접촉하여도 전혀 해가 되지 않으면서, 다공성의 작은 공극들 사이에 항균 물질등이 용이하게 침투하여 안정성과 기능성을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 가열된 현무암의 크기가 10메쉬(mash) 이하일 경우에는 너무 작은 크기에 의해 후술하는 혼합 공정시 균일한 상태로 혼합될 수 없게 되며, 또한 상기 현무암의 크기가 500메쉬(mash) 이상일 경우에는 조형물의 제작시 쉽게 풀어지게 되는데 기인하는 것으로, 상기 현무암은 10~500메쉬(mash) 크기의 분말상태로 분쇄함이 바람직하다.

또한, (b)단계에서는 점토의 전체 중량%에 대하여 미립자 형태의 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere) 24~27중량%, 점성을 부여하는 접착제를 9~10 중량%를 혼합기 내부에 투입하여 교반 및 혼합하게 된다.

이때, 상기 접착제는 글리세린으로 구성되며, 상기 세노스피어에 접착제를 9중량% 이하로 투입할 경우, 굳지않는 점토의 점성이 약하게 되어 쉽게 뭉쳤다 풀어졌다를 반복할 수 없게 되며, 또한 상기 세노스피어에 접착제를 10중량% 이상으로 투입할 경우에는 너무 높은 점성에 의해 점토의 점성이 강하게 되어 쉽게 풀어질 수 없는 것으로, 상기 코팅된 혼합물에 점성을 부여하는 접착제를 9~10 중량% 투입하여 교반기에서 10~15분간 교반하여 혼합함이 가장 바람직하다.

또한, (c)단계에서는 상기 (b)단계의 접착제가 세노스피어와 혼합된 혼합물에 유기고분자 응집제로 구성되는 고분자 응집제 1.5중량% 투입하여 10~15분간 교반하여 혼합한다.

이때, 상기 접착제와 세노스피어가 혼합된 혼합물에 고분자 응집제를 교반하여 혼합 함으로써, 점토의 특성상 조형물의 제조 후에는 조형물 형상의 변형이 없게 되고, 충분한 탄성력을 유지하면서 끈적하지 않게 되도록 한다.

계속해서, (d)단계에서는 상기 (c)단계의 고분자 응집제가 혼합된 혼합물에 상기 (a)단계의 분쇄된 현무암가루 55~60중량% 투입하여 일정시간 교반 및 혼합한 후, (e)단계에서 상기 (d)단계의 현무암가루가 혼합된 혼합물에 20~200메쉬(mash) 크기의 규조토분말 5~6중량% 투입하여 일정시간 교반 및 혼합한다.

상기와같이 점토 전체 중량%에 대하여 (a)단계의 분쇄된 현무암가루 55~60중량%에 (b)단계의 미립자 형태의 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere) 24~26중량% 및 e)단계의 20~200메쉬(mash) 크기의 규조토분말 5~6중량% 혼합기에서 혼합되며, 이때 상기 현무암 가루가 55중량% 이하일 경우에는, 현무암 고유의 특성인 탄소 및 흡착성이 저하되고, 상대적으로 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere)와 비정질 실리카로 구성되는 규조토의 함유량이 높게되어 굳지않는 점토의 제작이 어렵게 되며, 또한 상기 현무암 가루가 60중량% 이상일 경우에는, ph가 중성이면서 구형의 실리카 알루미나 화합물인 세노스피어(cenosphere)와 규조토분말의 함유량이 적게 되어, 천연모래의 특성을 가질 수 없고, 굳지않는 점토의 점도를 항상 일정하게 유지할 수 없게 되는데 기인하는 것으로, 본 발명에서와 같이 분쇄된 현무암가루 55~60중량%에 미립자 형태의 석탄 분진인 세노스피어(cenosphere) 24~27중량% 및 규조토분말 5~6중량%를 혼합기 내부에 투입하여 혼합함이 가장 바람직하다.

또한, (f)단계에서 상기 (e)단계의 규조토분말이 혼합된 혼합물내에는 항균제 0.5중량%를 투입하여 교반 및 혼합함으로 인하여, 어린 아이들의 피부와 접촉하여도 전혀 해가 되지 않도록 하면서며, 어린 아이들의 피부를 안정되게 보호할 수 있도록 한다.

그리고, (g)단계에서는 상기 (f)단계의 항균제가 혼합된 혼합물을 상온으로 건조시킴으로써 굳지않는 점토를 완성하게 된다.

따라서, 상기와같이 상온으로 건조가 완료된 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토는 쉽게 뭉쳤다 풀어졌다를 반복할 수 있게 되며, 공작용 점토의 특성상 조형물의 제조 후에는 조형물 형상의 변형이 없게 되고, 충분한 탄성력을 유지하면서 끈적하지 않게 되는 것이다.

디른 한편, 도 2는 본 발명인 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토의 사진이며, 도 3은 본 발명의 현무암가루를 이용한 굳지않는 점토를 이용하여 삼각형, 사각형, 원형의 조형물을 완성한 상태의 사진으로써, 상기 도2 및 도 3의 사진에서와 같이 굳지않는 고운 천연모래 상태의 점토를 확인할 수 있으며, 또한 상기와같은 점토를 이용하여 삼각형, 사각형, 원형등의 조형물을 쉽게 완성할 수 있도록 한다.

또한, 도 4는 본 발명인 굳지않는 점토를 이용하여 조형물을 쌓아올려 완성한 상태의 사진으로서, 상기와같은 점토를 이용하여 삼각형, 사각형, 원형등의 조형물을 쌓아 올려도 쉽게 풀어지지 않는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.