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폴리머 클레이

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목차

1. 개요

폴리머 클레이는 PVC 수지와 가소제를 기반으로 하는 플라스티졸로, 열을 가해 경화시키는 모델링 점토의 일종이다. 1930년대 베이클라이트를 대체할 목적으로 개발되었으며, 독일의 인형 제작자 케테 크루제의 딸에 의해 조형 점토로 사용된 것이 시초가 되었다. 폴리머 클레이는 다양한 색상과 특수 효과를 낼 수 있으며, 오븐에서 129°C에서 135°C 사이의 온도로 구워 경화시킨다. 주요 브랜드로는 스컬피, 피모 등이 있으며, 안전 문제와 관련하여 특정 프탈레이트 가소제에 대한 규제가 존재한다.

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폴리머 클레이
기본 정보
다양한 색상의 폴리머 클레이 조각들
다양한 색상과 브랜드의 폴리머 클레이
종류경화성 모델링 클레이
주성분폴리염화 비닐 (PVC)
가소제
경화 방법오븐에 굽기
끓는 물에 삶기
열풍기 사용
개발1930년대 독일
발명가페피 푀히틀
최초 상품명피모(FIMO)
특징
장점다양한 색상 구현 가능
혼합 용이
다른 재료와 결합 용이
경화 후 내구성 우수
단점특정 조건에서 유해 물질 발생 가능성
장기간 보관 시 변질 가능성
활용
용도장신구 제작
인형 제작
미니어처 제작
조형물 제작
각종 공예
관련 도구칼
밀대
점토 압출기
사포
바니시
주의사항
안전환기가 잘 되는 곳에서 사용
음식물과 함께 굽지 않기
어린이가 삼키지 않도록 주의
기타
참고자료Nan Roche, The New Clay (1992)
Monica Moses, How Polymer Hit the Big Time (American Craft Magazine, 2011)

2. 역사

파스타 제조기로 폴리머 클레이를 반죽하는 모습.


초기 플라스틱인 베이클라이트는 디자이너들 사이에서 인기가 있었지만, 경화되지 않은 베이클라이트의 페놀 기반은 가연성이 있어 단종되었다. 폴리머 클레이는 베이클라이트를 대체할 가능성으로 처음 개발되었다. 1939년 독일의 인형 제작자 케테 크루제는 이 제형들 중 하나를 발견하였다. 크루제는 자신의 공장에서 사용하기에는 적합하지 않았지만, 딸 소피("피피"라는 애칭으로 불림)에게 점토를 주었고, 소피는 이를 조형 점토로 성공적으로 사용했다. 이 제형은 나중에 에버하드 파버에게 판매되었고 "FIMO"('''FI'''fi의 '''MO'''deling compound, 피피의 조형 컴파운드)라는 이름으로 판매되었다.[3]

2. 1. 초기 개발

1939년 독일의 인형 제작자 케테 크루제는 베이클라이트를 대체할 재료를 찾던 중 폴리머 클레이 초기 형태 중 하나를 발견했다.[3] 케테 크루제는 자신의 공장에서 사용하기에는 적합하지 않다고 판단하여 딸 소피(피피)에게 점토를 주었고, 소피는 이것을 조형 점토로 성공적으로 사용했다.[3] 이후 이 제형은 에버하드 파버에 판매되었고, "FIMO"('''FI'''fi의 '''MO'''deling compound, 피피의 조형 컴파운드)라는 이름으로 판매되었다.[3]

2. 2. 베이클라이트 대체



초기 플라스틱인 베이클라이트는 디자이너들 사이에서 인기가 있었고 폴리머 클레이의 초기 형태였지만, 경화되지 않은 베이클라이트의 페놀 기반은 가연성이 있어 결국 단종되었다.[3] 폴리머 클레이는 베이클라이트를 대체할 가능성으로 처음 개발되었다. 1939년 독일의 인형 제작자 케테 크루제는 이 제형들 중 하나를 발견하였다. 크루제는 자신의 공장에서 사용하기에는 적합하지 않았지만, 그녀의 딸 소피("피피"라는 애칭으로 불림)에게 약간의 점토를 주었고, 소피는 이를 조형 점토로 성공적으로 사용했다. 이 제형은 나중에 에버하드 파버에게 판매되었고 "FIMO"('''FI'''fi의 '''MO'''deling compound, 피피의 조형 컴파운드)라는 이름으로 판매되었다.[3]

3. 구성 성분 및 특성

폴리머 클레이로 만든 조각상


폴리머 클레이는 PVC 수지와 액체 가소제[4]를 기본으로 섞어 만든 플라스티졸이다. 유변학적 특성[5] 때문에 플라스티젤이라고도 불리며, 힘을 주면 액체처럼 흐르지만 힘이 사라지면 고체로 돌아가는 요변성 물질이다. 이러한 가소성 덕분에 모델링 재료로 유용하다.

폴리머 클레이가 굽는 동안 형태를 유지하는 것은 아민화된 벤토나이트, 금속 비누, 흄드 실리카 등 겔화제[6] 덕분이다.

기본 수지에 미네랄 오일, 레시틴, 무취 미네랄 스피릿 등을 첨가하여 점도를 조절하거나 작업 특성을 변경할 수 있다. 산화 아연, 고령토 등을 소량 첨가하여 불투명도, 탄성 계수, 압축 강도를 높이기도 한다.

3. 1. 플라스티졸

폴리머 클레이는 PVC 수지 및 액체 가소제[4]를 기본으로 하여 플라스티졸을 형성한다. 폴리머 클레이 플라스티졸은 유변학적 특성[5] 때문에 플라스티젤로도 분류된다. 이는 높은 항복점을 갖는 요변성 물질이다. 충분한 힘이 가해지면 물질이 항복하여 점성 액체처럼 흐르다가 힘이 제거되면 다시 고체로 돌아간다. 이러한 가소성 때문에 퍼티나 페이스트가 아닌 모델링 점토로 유용하게 사용된다. 플라스티젤은 열을 가해도 형태를 유지하므로 폴리머 클레이는 오븐에서 굽는 동안 녹거나 처지지 않는다.[5] 이러한 특성을 부여하기 위해 아민화된 벤토나이트, 금속 비누 또는 흄드 실리카와 같은 다양한 겔화제가 첨가된다.[6]

3. 2. 겔화제

폴리머 클레이를 오븐에서 구울 때 녹거나 처지지 않도록 형태를 유지하는 특성은 아민화된 벤토나이트, 금속 비누, 흄드 실리카 등 다양한 겔화제를 첨가하여 부여한다.[6]

3. 3. 첨가제

미네랄 오일, 레시틴, 무취 미네랄 스피릿을 첨가하여 폴리머 클레이의 점도를 낮추거나 작업 특성을 변경할 수 있다. 산화 아연, 고령토 또는 기타 충전재를 소량 첨가하여 불투명도, 탄성 계수, 압축 강도를 높일 수 있다. 폴리머 클레이는 다양한 색상으로 제공되며, 이를 혼합하여 여러 색상이나 그러데이션 혼합을 만들 수 있다. 특수 효과를 내는 색상 및 복합재에는 반투명, 형광, 인광, 가짜 "진주", "금속", "돌" 등이 있다.

3. 4. 색상 및 특수 효과

폴리머 클레이는 다양한 색상으로 제공되며, 이를 혼합하여 여러 가지 색상이나 그러데이션(gradation) 혼합을 만들 수 있다. 특수 효과 색상 및 복합재에는 반투명, 형광, 인광, 가짜 "진주", "메탈릭" 및 "돌" 등이 있다.

4. 사용법

산업용으로 맞춤 제작된 점토 컨디셔너


폴리머 클레이는 경화 전까지 유연하게 작업할 수 있으며, 가정용 오븐으로도 쉽게 경화할 수 있다. 파스타 제조기는 폴리머 클레이 작업에 유용한 도구이며, 액체 폴리머 클레이를 활용하여 다양한 효과를 낼 수 있다.

4. 1. 경화 방법

폴리머 클레이는 경화될 때까지 작업이 가능하다. 경화는 265°F에서 275°F 사이의 온도에서 두께 약 2.54cm당 15분 동안 지속적으로 유지함으로써 이루어진다.[1] 이 온도는 광물 점토보다 훨씬 낮으며 가정용 오븐으로도 달성할 수 있다. 전문 폴리머 클레이 브랜드는 경화 시 수축이 거의 없다.[7] 폴리머 클레이 브랜드에는 세르니트, 오이트라, 피모, 카토 폴리클레이, 스컬피, PV클레이 브라질, 크래프티 아르헨티나 및 코스클레이가 있다.

4. 2. 컨디셔닝

폴리머 클레이는 사용 전에 컨디셔닝이 필요하다. 컨디셔닝은 손으로 반죽하거나, 파스타 제조기와 같이 두 개의 롤러 사이로 통과시키는 방법, 또는 낮은 전단 혼합기를 사용하여 레진 입자 접착을 분해하는 과정을 포함한다. 컨디셔닝된 점토는 입자가 다시 접착될 때까지 유연하게 유지된다.[8]

파스타 제조기는 폴리머 클레이 예술가들에게 인기 있는 다목적 도구이다. 파스타 제조기는 균일한 두께의 시트를 만들거나, 색상을 혼합하거나, 다양한 색상의 시트를 만들거나, 점토를 부드럽게 하는 데 사용된다.[1]

4. 3. 액체 폴리머 클레이

오븐 경화성 PVC 플라스티졸인 "액체 폴리머 클레이"는 폴리머 클레이와 함께 사용되며, 조각을 결합하거나 다양한 효과를 만드는 데 접착제로 사용할 수 있다. 안료, 분필 파스텔 및 일반 폴리머 클레이를 첨가하여 색상이 있는 액체 점토를 만들 수 있다. 액체 폴리머 클레이는 금형에 부어 주조 부품을 생산하는 데도 사용된다.

5. 브랜드



폴리머 클레이는 경화 전까지 유연하게 작업할 수 있으며, 약 129.4°C~약 135.0°C 사이의 온도에서 두께 약 0.64cm당 15분 동안 유지하면 경화된다.[1] 이 온도는 광물 점토보다 훨씬 낮아 가정용 오븐으로도 충분하다. 전문 폴리머 클레이 브랜드는 경화 시 수축이 거의 없다.[7]

가정용 파스타 제조기는 폴리머 클레이 예술가들에게 인기 있는 도구이다. 균일한 두께의 시트를 만들거나, 색상을 혼합하고, 점토를 부드럽게 하는 데 사용된다.[1] 폴리머 클레이는 일반적으로 사용 전에 컨디셔닝이 필요하며, 손으로 반죽하거나 롤러 사이로 통과시켜 레진 입자 접착을 분해한다. 컨디셔닝된 점토는 입자가 다시 접착될 때까지 유연하게 유지된다.[8]

액체 폴리머 클레이는 조각을 결합하거나 다양한 효과를 내는 데 사용되는 접착제이다. 안료, 분필 파스텔 및 일반 폴리머 클레이를 첨가하여 색상 있는 액체 점토를 만들거나 금형에 부어 주조 부품을 만들 수 있다.

5. 1. 주요 브랜드

세르니트(Cernit), 오이트라(Oytra), 피모(Fimo), 카토 폴리클레이(Kato Polyclay), 스컬피(Sculpey), PV클레이 브라질(PVClay Brasil), 크래프티 아르헨티나(Crafty Argentina), 코스클레이(Cosclay)는 주요 폴리머 클레이 브랜드이다.[1]

5. 2. 한국 내 브랜드 (추가)

스컬피는 미국에서 생산되는 폴리머 클레이 브랜드로, 한국에서도 널리 사용된다.

6. 안전성 및 건강 문제

폴리머 클레이의 안전 문제는 프탈레이트 가소제에 장기간 노출될 경우 내분비 교란 물질로 작용할 수 있다는 우려가 제기되어 왔다.[9] 포장 지침을 따르면 클레이가 타는 것을 방지할 수 있지만, 실수로 타거나 오븐에 이상이 생기면 소량의 염화 수소 가스가 방출되어 냄새를 유발하고 눈이나 코에 자극을 줄 수 있다. 이 가스의 양은 건강 문제를 일으킬 수 있다.[10]

테스트 및 규정에 따라, 음식이나 음료를 담는 용도로 클레이 제품을 사용하는 것은 권장되지 않는다. 가소제가 경화 후에도 남아 용출될 수 있어 건강 위험을 초래할 수 있기 때문이다. 2009년 유럽 연합과 미국에서는 특정 프탈레이트 사용을 제한했다.[11] 그러나 모든 프탈레이트가 유해한 것은 아니며, 일부는 의료용으로 승인되었다.[12]

6. 1. 프탈레이트 가소제

폴리머 클레이의 안전 문제는 특정 프탈레이트 가소제에 장기간 노출될 경우의 영향에 대한 우려를 중심으로 다뤄지며, 이는 내분비 교란 물질로 분류되어 있다.[9] 소비자 제품 안전 개선법 (CPSIA)에 따라 장난감이나 유아용품에 사용될 경우, 안전 규제 기관에서 제한하거나 금지한 6가지 프탈레이트는 0.1% 이상 함유해서는 안 된다. 이 6가지 프탈레이트는 DEHP (디-2-에틸헥실 프탈레이트), DBP (디부틸 프탈레이트), BBP (벤질 부틸 프탈레이트), DINP (디-이소노닐 프탈레이트), DIDP (디-이소데실 프탈레이트), DnOP (디-n-옥틸 프탈레이트)이다.

가소제는 경화된 제품에 남아 있으며 용출될 수 있어 모델러와 최종 사용자 모두에게 잠재적인 건강 위험을 초래한다. 특정 프탈레이트 사용 제한은 2009년에 유럽 연합과 미국에서 모두 시행되었다.[11] 모든 프탈레이트가 건강 위험을 초래하는 것은 아니며, 일부는 의료 용도로 승인되었다.[12]

6. 2. 염화 수소 가스

실수로 인해 클레이가 타거나 오븐에 이상이 생기면 소량의 염화 수소 가스가 방출될 수 있으며, 이는 냄새를 유발하고 눈이나 코에 자극을 줄 수 있다.[10] 이 가스의 양은 건강 문제를 일으킬 정도로 많다.[10]

6. 3. 안전한 사용 지침

폴리머 클레이의 안전 문제는 특정 프탈레이트 가소제에 장기간 노출될 경우의 영향에 대한 우려를 중심으로 다뤄지며, 이는 내분비 교란 물질로 분류된다.[9] 장난감이나 유아용품으로 사용될 경우, 소비자 제품 안전 개선법 (CPSIA)에 따라 안전 규제 기관에서 제한하거나 금지한 6가지 프탈레이트 중 어느 것도 0.1% 이상 함유해서는 안 된다. 이 6가지 프탈레이트는 DEHP (디-2-에틸헥실 프탈레이트), DBP (디부틸 프탈레이트), BBP (벤질 부틸 프탈레이트), DINP (디-이소노닐 프탈레이트), DIDP (디-이소데실 프탈레이트), DnOP (디-n-옥틸 프탈레이트)이다. 포장 상의 지침(예: 낮은 온도와 짧은 굽기 시간)을 따르면 클레이가 타지 않는다. 실수로 인해 클레이가 타거나 오븐에 이상이 생기면 소량의 염화 수소 가스가 방출될 수 있으며, 이는 냄새를 유발하고 눈이나 코에 자극을 줄 수 있다. 클레이에서 방출되는 염화 수소 가스의 양은 건강 문제를 일으킬 수 있다.[10]

테스트 요구 사항 및 규정으로 인해, 음식이나 음료를 담거나 제공하는 데 사용될 클레이 제품은 이러한 용도로 권장되거나 의도되지 않는다. 가소제는 경화된 제품에 남아 있으며 용출될 수 있어 모델러와 최종 사용자 모두에게 잠재적인 건강 위험을 초래한다. 특정 프탈레이트 사용 제한은 2009년에 유럽 연합과 미국에서 모두 시행되었다.[11] 모든 프탈레이트가 건강 위험을 초래하는 것은 아니며 일부는 의료 용도로 승인되었다.[12]

6. 4. 프탈레이트 규제

프탈레이트 가소제에 장기간 노출될 경우, 내분비 교란 물질로 분류되어 건강에 문제가 생길 수 있다는 우려가 제기되었다.[9] 2009년 유럽 연합과 미국에서는 특정 프탈레이트 사용에 대한 제한을 시행하였다.[11]

소비자 제품 안전 개선법(CPSIA)에 따르면 장난감이나 유아용품에 사용될 경우, 다음 6가지 프탈레이트는 0.1% 이상 함유해서는 안 된다.

  • DEHP (디-2-에틸헥실 프탈레이트)
  • DBP (디부틸 프탈레이트)
  • BBP (벤질 부틸 프탈레이트)
  • DINP (디-이소노닐 프탈레이트)
  • DIDP (디-이소데실 프탈레이트)
  • DnOP (디-n-옥틸 프탈레이트)


하지만 모든 프탈레이트가 건강에 위험을 초래하는 것은 아니며, 일부는 의료 용도로 승인되기도 하였다.[12]

참조

[1] 서적 The New Clay https://archive.org/[...] Flower Valley Press 1992
[2] 뉴스 How Polymer Hit the Big Time http://craftcouncil.[...] 2014-05-03
[3] 웹사이트 STAEDTLER® FIMO® - The history http://www.fimo.com/[...] 2011-05-10
[4] 웹사이트 Determination of the Magnitude of Clay to Skin and Skin to Mouth Transfer of Phthalates Associated with the Use of Polymer Clays http://duketox.mc.du[...] Division of Occupational & Environmental Medicine 2003-08-03
[5] 서적 Plastisols and organosols. Van Nostrand Reinhold
[6] 뉴스 Composition comprising a gelling agent and a dispersion of a vinyl resin in a plasticizer. United States Patent Office, patent 2,753,314. 1956-07-03
[7] 웹사이트 Does Polymer Clay Shrink? https://polymerclayj[...] 2018-12-13
[8] 간행물 Synthesis and properties of polyacrylamide by nanoparticles, effect nanoclay on stability polyacrylamide solution 2017-01-01
[9] 웹사이트 Health Impacts of Toxins in Polymer Clays http://www.mindfully[...] 2012-12-19
[10] 간행물 Dioxins and polyvinylchloride in combustion and fires 2015-07
[11] 문서 Consumer Product Safety Improvement Act
[12] 웹사이트 Guidance for Industry Limiting the Use of Certain Phthalates as Excipients in CDER-Regulated Products https://www.fda.gov/[...] 2012-01-10
[13] 서적 The New Clay https://archive.org/[...] Flower Valley Press 1992
[14] 뉴스 How Polymer Hit the Big Time http://craftcouncil.[...] 2014-05-03


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