专利名称：不硬结的黏土组合物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及取代原有的普通黏土或沙土、粘土、橡皮泥、纸黏土等，可以用于游戏、教育、作品造型等的黏土组合物，特别是涉及一种环保型材料的新型黏土组合物及其制造方法，不会硬结，长期保持相同性状，无需水即可反复使用。
背景技术：
关于可以取代天然沙土或粘土用于游戏或教育的人工沙土及黏土，已经介绍了许多技术。在专利第231408号中提出了手工艺用造型剂组合物，在专利公开第2004-361中提出了具有粘度的沙土的制造方法及使用了这种沙土的立体学习方法，在US 6，235，070号中提出了粘性沙土及其制造方法，在专利第598001号中提出了沙土材料混合物及其制造方法，在US5，873，933号中提出了具有如松软泥土般感觉的延展性游戏材料混合物，在专利公开第2006-11619号中提出了自然硬化及借助加压而释放香味的功能性人造黏土。如果简要说明这些技术，专利第231408号的手工艺用造型剂组合物是按适当配合比例配合水、盐、面粉、淀粉、石粉、硫酸铝、油脂、硼砂、氯化镁、苯甲酸钠、钛白粉及染料，经搅拌及加热后成型，具有的优点是以少量水便能够容易地拌和，可以防止冻结和腐败，并能保持水分，同时凭借面粉和淀粉等，触感优秀。专利公开第2004-361号的具有粘度的沙土可以根据施加的力的程度，反复进行造型及分散，这种沙土的制造方法是将80 90重量％的沙土加热至75 90°C后，在其中投入0. 5 3. 5重量％的棕榈蜡，在仍然保持上述温度的同时进行混合，直至全部熔化涂布，然后在其中投入8 12重量％的蜂蜡和I. 5 4. 5重量％的羊毛脂，在保持55 70°C的同时，使之全部熔化涂布后慢慢冷却。US 6，235，070号的粘性沙土及专利第598001号的沙土材料混合物的共同之处在于均为包含沙土颗粒及结合剂的沙土材料混合物，上述结合剂在沙土颗粒上形成覆膜(coating)，在由蜂蜡、硬蜡、微晶蜡以及地蜡和石蜡的混合物构成的群中选择一种以上。可以用作游戏材料、教育器材及构成仿造建筑设计、博物馆或水族馆中的布景设计等所需的材料。US 5，873，933号的具有如松软泥土般感觉的延展性游戏材料混合物包含延展性的无定型结合剂和大量的沙土，上述结合剂包含可溶性纤维素、聚乙烯醇、丙二醇、水、硼酸钠、碳酸钠等。该混合物是延展性的结合剂与大量沙土相结合，从而具有独特的触感特性，具有颗粒状、延展性、无定形的性状。另外，专利公开第2006-11619号的自然硬化及借助加压而释放香味的功能性人造黏土，是以聚乙烯醇及乙烯-乙酸乙烯酯为基础材料，选择比重低的中空形态的聚丙烯腈粉末和热膨胀性微球为填充剂，室温或加热混合增稠剂、甘油、干燥延缓剂及其他添加物进行制造。但是，就上述提及的以往的粘性沙土或人造黏土等而言，物理特性及外形大部分与原有的沙土或者潮湿的沙土或涂布了石蜡的油性成份的沙土、天然粘土等类似，无法给、婴幼儿、儿童们带来新的兴趣。而且，使用时需要水，或者只可进行有限的造型活动，即使在可造型的情况下，经过一段时间后，就会硬结而难以反复使用，除了作为作品保管之外只能废弃，因此存在诱发环境污染的问题。特别是在沙土中涂布了石蜡的粘性沙土，石蜡沾在地面或手、衣服等处，导致许多不便，细菌和灰尘沾染后不掉，导致腐败，发出严重异味，黏糊糊的触感引起不快感。另外，就目前市场上销售的 产品而言，成为环境激素原因的橡皮泥、塑性黏土占据大部分，即使是使用谷物或面粉等天然物的产品，也混入胶、防腐剂、漂白剂等有害成份，存在不适合儿童放心地触摸、玩耍的问题。为此，本发明人开发了一种空气黏土，具有与以往的粘性沙土或人造黏土等完全不同的触感和特性，没有水也可以反复使用，并取得专利，注册号第10-0874091号。该空气黏土包含由磨得细密的微细粉末制成的沙土粉等基础材料和甘油，具有的特性是，如果拉伸，则在延长的同时吸入空气，象云彩或絮棉、雪(snow) —样，成为疏松、柔软的状态，如果再次用力团拢，在空气被挤出的同时，恢复为致密、结实的黏土形态，克服了以往的粘性沙土或人造黏土具有的各种问题和局限。但是，这种空气黏土为了能够用于多种用途，需要使性状更加多样化，为赋予抗菌等功能性，需要改善表面特性或物性，以便能够结合或融入功能性物质。
发明内容
技术问题为解决上述以往技术的问题，本发明要实现的技术课题在于提供一种黏土组合物及其制造方法，长时间使用或在造型后，不会硬结，持续保持相同的性状，没有水也可以继续反复使用。另外，本发明的目的在于提供一种黏土组合物及其制造方法具有可塑性出众的黏土的性质、疏松的泥土的性质、可以反复团拢/松散的沙土的性质，与此同时，粘留少，根据成份调节及添加物，可以制造各个特性不同的性状多样的黏土。另外，本发明的目的在于提供一种环保型材料的安全的黏土组合物及其制造方法，由以天然物质为主材料的环保型材料构成，儿童即使长时间触摸、玩耍依然安全，使用后废弃时，重返自然。另外，本发明的目的在于提供一种黏土组合物及其制造方法，根据需要，融入或结合抗菌等功能性物质，可持续发挥功能性。技术解决方案为此，本发明提供一种黏土组合物，其特征在于包含(a)粉碎成10 10，000目(mesh)大小的硅藻土粉末(第I基础材料)100重量份、(b)具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质5 70重量份，而且，在充分混合拌和，使上述液态物质在通过上述硅藻土粉末气孔的同时进行分布的状态下，具有可塑性出众的黏土的性质和疏松的泥土的性质、可以反复团拢/松散的沙土的性质，即使在空气中也不硬结，无需水便可反复使用。另外，本发明提供一种黏土组合物的制造方法，包括混合下述(a)和(b)的步骤；充分拌和，使下述液态物质在通过下述硅藻土粉末气孔的同时进行分布的步骤(a)粉碎成10 10，000目大小的硅藻土粉末(第I基础材料)100重量份，(b)具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质5 70重量份。技术效果在本发明中，在多孔性的硅藻土粉末中，混合具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质，充分拌和，使该液态物质在通过上述硅藻土粉末气孔的同时进行分布，从而可以长期不丧失并保持粘性。另外，其中，使黄土、白土、谷物、锯末等多种性质的材料(第2基础材料)渗透融合于第I材料，从而可以提供性状多种多样的黏土，同时，抗菌剂等功能性物质也通过两面性液态物质融合成一体，融入硅藻土粉末的气孔，从而可添加多种功能性物质，持续地发挥效果。 本发明的黏土组合物即使长时间使用或在造型后，也不会硬结，持续保持相同的性状，没有水也可以继续反复使用，同时具有可塑性出众的黏土的性质、疏松的泥土的性质、可以反复团拢/松散的沙土的性质，通过调节组合物成份构成及含量，可具有特性不同的多种多样的性状。而且，本发明的黏土组合物由天然物质及对人体无害、可自然分解的环保型材料构成，儿童即使长时间触摸、玩耍依然安全，废弃时也没有环境污染问题，由于不硬结，可以反复使用，还具有节约资源和经济性效果。同时，以多种多样的感觉和触感，诱发J L童的好奇心，粘留少，使用便利。
图I是从概念上显示本发明黏土组合物的模式图。图2是硅藻土的表面照片，图3是普通沙土的表面照片。图4及5是实施例2的本发明的黏土组合物的照片。图6及7是实施例3的本发明的黏土组合物的照片。图8及9是实施例10的本发明的黏土组合物的照片。图10及11是实施例13的本发明的黏土组合物的照片。
具体实施例方式下面说明本发明的黏土组合物和制造方法的优选实施例。下面将记载的技术构成只是本发明最优选的一个实施例而已，并非完全代表本发明的技术思想，因此，在进行正式申请时应理解，可以有能够取代其的各种均等物和变形示例。本发明的黏土组合物包含第I基础材料和液态物质，为制造具有多种触感和特性的组合物，还可以包含第2基础材料，为赋予抗菌性等功能性，还可以包含天然抗菌物质等添加物。在本组合物中，硅藻土粉末作为具有许多气孔的多孔性的第I基础材料，是供两面性的液态物质及被该液态物质溶解或乳化的添加物或第2基础材料可以在通过气孔的同时进行分布的媒介。硅藻土是指由硅藻的遗骸形成的软质岩石和土壤，硅藻土具有许多气孔。图2是硅藻土的表面照片，与作为普通沙土表面照片的图3相比较，可以发现表面的多孔性结构。上述硅藻土优选化石层岩石，在1，250°C以上高温下烧成处理。硅藻土为了利用气孔，粉碎成颗粒大小至少大于气孔大小进行使用，优选粉碎成10 10，000目左右的大小。硅藻土粉末的颗粒如果过大，触感将会变得粗糙，因此，优选在上述范围内，根据需要的触感进行调节。在本组合物中，液态物质应能够使硅藻土和第2基础材料、其他添加物等全部混合溶化，因此，必须是在油脂和水中均可混合的具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质。在本组合物中，两面性液态物质在通过上述硅藻土粉末(第I基础材料)气孔的同时进行分布，为基础材料赋予粘性，同时发挥媒质的作用，使下述第2基础材料及抗菌物质等添加物溶解及乳化，可以一同分布于第I基础材料中。两面性液态物质优选从由丙二醇(PG)、聚乙二醇(PEG)以及甘油(glycelin)构成的群中选择I种以上。相对于第I基础材料100重量份，两面性液态物质包含5 70重量份。当两面性物质使用超过整体基础材料的50%时，呈现粥状，无法形成黏土形态，当使用不足整体基础材料的5 %时，由于粘性不足，存在 组合物呈现过于疏松状态的问题。以上述硅藻土粉末为第I基础材料，利用上述液态物质在其中混合粉碎成微细粉末大小小于硅藻土气孔大小的多种物质，从而可以制造具有多种触感和性状的黏土物质。第2基础材料应具有小于上述硅藻土粉末气孔大小的颗粒大小，优选具有硅藻土粉末1/10以下的颗粒大小，更优选在该范围中具有100 100,000目左右的颗粒大小。在本组合物中，第2基础材料以上述液态物质为媒介，存在于作为第I基础材料的硅藻土粉末的气孔内部及外部。相对于上述第I基础材料100重量份，第2基础材料优选包含10 100重量份，当超过100重量份时，硅藻土粉末的气孔被堵塞，特有的粘性将会下降。第2基础材料可以从由沙土、贝壳、硅砂、黄土、白土、谷类、坚果类的结实外皮、椰糠及锯末构成的群中选择I种以上。上述谷类例如可以是大米、大麦、大豆、小米、高粱、小麦等。上述坚果类的结实外皮例如可以是花生或核桃等的结实外皮。在本发明的黏土组合物中，作为赋予功能性的添加物，还可以包含天然抗菌物质。天然抗菌物质优选可以是从由葡萄柚提取物、包含大蒜素的大蒜提取物、绿茶提取物以及纳米银构成的群中选择的I种以上。天然抗菌物质可以包含显示出抗菌作用所需的量，其含量会因抗菌物质的种类而异。就葡萄柚提取物(DF-100TM)而言，相对于上述第I基础材料100重量份，可以包含0. I 10重量份。葡萄柚提取物等天然抗菌物质易溶解于上述液态物质，因此，优选可以以溶解于上述液态物质的状态包含于本组合物中。由于作为第I基础材料的硅藻土粉末是多孔性的，抗菌物质在通过上述液态物质混合的状态下，利用硅藻土的气孔，可以稳定地融入，可以持续地发挥效果。本发明的黏土组合物还可以包含凝集剂。为使悬浮于液体中的固体颗粒几个聚集在一起，形成稍大的团块，凝集剂作为添加于液体的药品，主要被用于水处理等。在凝集剂中，有消石灰、白矾、氯化铝、氧化铁(III)、硫酸铁(II)等无机电解质，以及淀粉类、聚丙烯酰胺及其衍生物等有机高分子化合物，两者均可使用，优选使用聚丙烯酰胺及其衍生物等有机高分子化合物。如在以上述液态物质为媒质形成均相的组合物中投入凝集剂进行拌和，则在整体上变成浓稠的乳化状态的同时，产生柔韧而强烈的粘性。相对于上述第I基础材料100重量份，凝集剂可以包含0. I 70重量份，更优选可以包含0. 5 20重量份。本发明的黏土组合物还可以包含聚乙烯醇或明胶。如果使聚乙烯醇或明胶溶解于上述液态物质并包含，则将会获得粘性和触感等性状显著不同的组合物。相对于上述第I基础材料100重量份,聚乙烯醇或明胶优选可以包含10 100重量份。
本发明的黏土组合物为了用油涂布组合物中包含的各成份颗粒，还可以包含从由液体石蜡、蜡构成的群中选择的I种以上物质0. I 50重量份。在如此用轻油涂布组合物的情况下，具有保湿效果，可以防止在手上粘留，切断各种有害物质，抵制气味，具有可以长期保持产品性质的优点。在本发明的黏土组合物中，除上述抗菌物质之外，可以根据需要，包含诸如天然香料、芳香族成分(aroma)等的各种功能性物质。这些功能性物质可以以通过上述液态物质混合的状态，稳定地分布、保持于作为第I基础材料的娃藻土粉末的气孔结构内外，从而可持续发挥效果。在本组合物中，除此之外，可以根据需要包含所需的添加物，在添加物中，特别是可以包含用于为黏土组合物赋予各种颜色的着色剂。天然或对人体安全的合成着色剂均可用作着色剂，不分水性和油性，多种各样的染料、颜料等均可使用。本发明的黏土组合物是不规则的多气孔性硅藻土粉末与两面性液态物质(或第2基础材料与包含功能性物质等的液态物质)融和，形成具有新特性的物质相。图I从概念 上显示了这种本发明的黏土组合物，在作为第I基础材料的多孔性硅藻土颗粒(10)的气孔
(11)内及硅藻土颗粒(10)之间，分布着第2基础材料(20)及抗菌物质(30)等添加物。本发明的黏土组合物具有可塑性出众的黏土的性质、疏松的泥土的性质、可以反复团拢/松散的沙土的性质，即使在空气中也不硬结，无需水便可反复使用。而且，通过调节本组合物内第2基础材料等的成份及含量等，可以多样地调节性状，强烈地表现出本组合物表现的黏土、泥土、沙土的性质中的某一种。下面说明制造本发明的黏土组合物的优选实施例。以下优选实施例中使用的术语的意义与上述对黏土组合物的说明相同，构成组合物的物质也相同，因此，重复的说明将被省略。本发明的制造方法是通过混合、拌和如上所述的第I基础材料、第2基础材料、液态物质等，使各成份完全融合成一体，制造具有新性状的黏土。首先，硅藻土和第2基础材料微细地粉碎成各个的颗粒大小。就硅藻土而言，优选粉碎前预先在1，2500C以上温度下进行烧成处理。在添加天然抗菌物质等功能性物质或者聚乙烯醇或明胶的情况下，优选使之预先溶解于上述液态物质后混合。优选在混合各成份后，放入拌和机进行拌和，此时，如果添加凝集剂，则在混合物整体上变成浓稠的乳化状态的同时，产生柔韧而强烈的粘性。如果继续拌和、揉搓，则在产生粘性的同时，松散易碎的感觉变成柔韧的感觉，成为所有物质完全融合为一体的新性状的黏土。根据需要，可以在拌和之后的最后，或是在混合拌和之前的上述液态物质中，加入在由液体石蜡、蜡构成的群中选择的I种以上，进行混合后，使组合物被油轻轻涂布。经过如此涂布步骤的黏土组合物几乎不在手上粘留，具有柔滑的手感。具体实施形态下面通过具体的实施例，进一步详细说明本发明。但是，这些实施例只是用于更具体地说明本发明，本发明的范围并非限定于这些实施例。实施例I(I)将预先在1，2500C以上温度下烧成处理的硅藻土粉碎成100目左右的大小。(2)在上述(I)所准备的硅藻土粉末100重量份中混合甘油15重量份，在放入拌和机进行拌和的同时，投入凝集剂[(株)韩松化学的有机高分子凝集剂]I重量份，继续拌和，直到完全混合并显现稳定的性状时为止。结果，获得了具有中间程度的粘性的黏土组合物。实施例2(I)将预先在1，2500C以上温度下烧成处理的硅藻土粉碎成100目左右的大小。(2)将黄土粉碎成5，000目左右的大小。(3)在上述(I)所准备的硅藻土粉末100重量份中混合(2)所准备的黄土粉末15重量份和甘油20重量份，在放入拌和机进行拌和的同时，投入凝集剂[(株)韩松化学的有机高分子凝集剂]I重量份，继续拌和，直到完全混合并显现稳定的性状时为止。结果，获得了黏土性质强的粘性强烈的黏土组合物(图4及5)。实施例3 (I)将预先在1，2500C以上温度下烧成处理的硅藻土粉碎成100目左右的大小。(2)将黄土粉碎成3，000目左右的大小。(3)在上述(I)所准备的硅藻土粉末100重量份中混合(2)所准备的黄土粉末10重量份和甘油20重量份，在放入拌和机进行拌和的同时，投入凝集剂[(株)韩松化学的有机高分子凝集剂]0.5重量份，继续拌和，直到完全混合并显现稳定的性状时为止。结果，获得了泥土性质强的粘性柔和的具有疏松性质的黏土组合物(图6及7)。实施例4(I)将预先在1，2500C以上温度下烧成处理的硅藻土粉碎成100目左右的大小。(2)将黄土粉碎成1,000目左右的大小。(3)在上述(I)所准备的硅藻土粉末100重量份中混合(2)所准备的黄土粉末20重量份和甘油25重量份，放入拌和机进行完全混合，并继续拌和直到显现稳定的性状时为止。结果，获得了具有被水浸透程度的粘性的诸如沙土般性质的黏土组合物。将上述实施例I至4中制造的黏土组合物的组成和性质整理在以下表I中。表I(g)
I实施例第1基础材料第2基础材料液态物质凝集剂^
硅藻十(100目)黄十__甘油攻疋』__阳人
^~~' 有中间程度的粘性
1__^__'__151__的黏土
_2__100 Tooo目I 1520__I粘性强烈的黏土
31003,000 目 10200.5
和黏土具有被水浸透程度
41001,000目20250 的粘性的沙土性质
的黏土实施例5作为抗菌物质，在甘油中加入葡萄柚提取物(DF-100 )5重量份并溶解后，与硅藻土粉末及黄土粉末混合，除此之外，均与上述实施例I相同地实施。对添加葡萄柚提取物制造的本实施例的黏土组合物与不添加葡萄柚提取物的实施例I的黏土组合物的抗菌力进行了比较试验。试验委托FITI试验研究院实施，试验条件是将试验菌液在37± 1°C下振荡(120次/分钟)培养24小时后测量菌数。接种培养基为TSB 1ml，试料为10g。针对2种菌株实施了实验，第I菌株使用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) ATCC 6538,第2菌株使用大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25922。结果如下表2所示。表2
权利要求
1.一种黏土组合物，其特征在于 包含(a)粉碎成10 10，000目(mesh)大小的硅藻土粉末(第I基础材料)100重量份、(b)具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质5 70重量份， 而且，在充分混合拌和，使上述液态物质在通过上述硅藻土粉末气孔的同时进行分布的状态下，具有可塑性出众的黏土的性质和疏松的泥土的性质、可以反复团拢/松散的沙土的性质，即使在空气中也不硬结，无需水便可反复使用。
2.根据权利要求I所述的黏土组合物，其特征在于 还包含第2基础材料10 100重量份，从由沙土、贝壳、硅砂、黄土、白土、谷类、坚果类的结实外皮、椰糠及锯末构成的群中选择I种以上，具有上述硅藻土粉末1/10以下的颗粒大小。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的黏土组合物，其特征在于 上述液态物质是在由丙二醇(PG)、聚乙二醇(PEG)及甘油(Glycelin)构成的群中选择的I种以上。
4.根据权利要求3所述的黏土组合物，其特征在于 上述第2基础材料具有100 100，000目的颗粒大小。
5.根据权利要求3所述的黏土组合物，其特征在于 上述硅藻土在1，250°C以上温度下烧成处理。
6.根据权利要求3所述的黏土组合物，其特征在于 还包含天然抗菌物质。
7.根据权利要求6所述的黏土组合物，其特征在于 上述天然抗菌物质是在由葡萄柚提取物、包含大蒜素的大蒜提取物、绿茶提取物及纳米银构成的群中选择的I种以上。
8.根据权利要求3所述的黏土组合物，其特征在于 还包含凝集剂0. I 70重量份。
9.根据权利要求3所述的黏土组合物，其特征在于 还包含聚乙烯醇或明胶10 100重量份，上述聚乙烯醇或明胶以溶解于上述液态物质的状态包含。
10.根据权利要求3所述的黏土组合物，其特征在于 还包含在由液体石蜡、蜡构成的群中选择的I种以上物质0. I 50重量份。
11.一种黏土组合物的制造方法，其特征在于 包括混合下述(a)和(b)的步骤；充分拌和，使下述液态物质在通过下述硅藻土粉末气孔的同时进行分布的步骤 (a)粉碎成10 10，000目大小的硅藻土粉末(第I基础材料)100重量份， (b)具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质5 70重量份。
12.根据权利要求11所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于 上述混合步骤还混合第2基础材料10 100重量份，从由沙土、贝壳、硅砂、黄土、白土、谷类、坚果类的结实外皮、椰糠及锯末构成的群中选择I种以上，具有上述硅藻土粉末1/10以下的颗粒大小。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于上述液态物质是在由丙二醇(PG)、聚乙二醇(PEG)及甘油(Glycelin)构成的群中选择的I种以上。
14.根据权利要求13所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于上述硅藻土在1，250 0C以上温度下烧成处理。
15.根据权利要求13所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于还包括一个步骤 在上述混合之前，在上述液态物质中加入天然抗菌物质并使之溶解的步骤。
16.根据权利要求13所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于 上述混合步骤还混合凝集剂0. I 70重量份。
17.根据权利要求13所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于还包括一个步骤 在上述混合之前，在上述液态物质中溶解聚乙烯醇或明胶10 100重量份。
18.根据权利要求13所述的黏土组合物的制造方法，其特征在于还包括一个步骤 在上述液态物质或拌和的拌和物中，加入在由液体石蜡、蜡构成的群中选择的I种以上物质0. I 50重量份，均匀混合，用油涂布组合物。
全文摘要
本发明涉及取代原有的普通黏土或沙土、粘土、橡皮泥、纸黏土等，可以用于游戏、教育、作品造型等的黏土组合物，特别是涉及一种环保型材料的新型黏土组合物及其制造方法，不会硬结，长期保持相同性状，无需水即可反复使用。在本发明中，以多孔性的硅藻土颗粒为基础材料，混合、拌和具有亲水性和亲油性的两面性的液态物质，制造具有新性状的黏土物质，不硬结，可以长期反复使用。本发明的黏土组合物具有可塑性出众的黏土的性质、疏松的泥土的性质、可以反复团拢/松散的沙土的性质，通过调节组合物的成份构成及含量，可以制造成特性不同的多种性状的黏土。另外，由天然物质及对人体无害、可自然分解的环保型材料构成，儿童即使长时间触摸、玩耍依然安全，以多孔性结构的硅藻土为媒介，可融入抗菌物质等多种多样的功能性物质，并能够持续发挥功能性物质的效果。
文档编号G09B19/10GK102656618SQ201180002643
公开日2012年9月5日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年8月19日
发明者曹郑龙 申请人:马卡砂株式会社