소개
키네틱 샌드와 플레이 퍼티는 감각 놀이 재료로서 아이들에게 뚜렷하게 다른 경험을 제공하며, 둘 다 그 자체로 매혹적입니다. 언뜻 비슷해 보이지만 기본 구성과 물리적 동작을 살펴보면 확연한 차이가 드러납니다.
키네틱 샌드는 모래 입자가 폴리머( small - 폴리디메틸실록산) 안에 분산된 분산액으로, 모래의 세밀한 질감을 그대로 유지하면서 독특한 흐름과 같은 동작을 제공합니다. 교반하면 거의 느리게 움직이는 액체처럼 움직이기 때문에 아이들이 쉽게 성형하고, 자르고, 부숴버릴 수 있습니다. 최대 포장 비율에 가까운 구성으로 모래 입자가 조밀하게 포장되어 있고 바인더가 충분하기 때문에 뭉치지 않고 이동과 접착이 모두 가능합니다.
이와 대조적으로 플레이 퍼티(역시 PDMS 기반)는 일반적으로 점탄성 medium 에 안료 입자가 분산되어 있습니다. 이 제품은 늘어나고, 튀어 오르고, 갑작스러운 힘을 가해도 부서질 수 있습니다. 키네틱 샌드와 달리 플레이 퍼티는 입자가 훨씬 작아 고체 하중이 훨씬 낮기 때문에 더 유동적이고 탄력적으로 움직입니다.
키네틱 샌드와 플레이 퍼티는 모두 분산액으로 분류되지만, 제형은 완전히 다릅니다. 유변학 테스트는 키네틱 샌드와 플레이 퍼티의 고유한 특성과 취급 방법에 따른 의존성을 설명합니다.
테스트 결과 및 토론
그림 1은 플레이 퍼티에서 수행한 주파수 스윕의 결과 곡선을 보여줍니다.
G'(탄성 전단 계수)가 재료의 고체 특성을 설명하는 반면, G"(점성 전단 계수)는 액체와 같은 특성과 관련이 있습니다. 위상각 δ는 적용된 진동 변형률과 그에 따른 응력 사이의 지연 시간입니다. 다음과 같이 정의됩니다:
위상각은 완벽한 탄성 재료의 경우 0°에서 완벽한 점성 재료의 경우 90°까지 다양합니다.
고주파수에서는 탄성 전단 계수가 점성 전단 계수보다 큽니다. 결과적으로 빠른 진동(짧은 시간 척도 또는 빠른 움직임과 관련된)의 경우 이 소재는 고체와 같은 거동을 보입니다.
G'와 G" 사이의 크로스오버는 3Hz에서 관찰되며, 이는 45°의 위상각에 해당합니다. 더 느린 움직임을 나타내는 낮은 주파수에서는 플레이 퍼티가 흐름 거동을 보입니다.
그림 2는 운동 모래의 탄성 전단 계수(G'), 점성 전단 계수(G"), 위상각(δ)의 주파수 의존적 거동을 보여줍니다. 측정된 전체 주파수 범위에서 이 재료는 주로 고체와 같은 특성을 나타냅니다. 이는 측정 전반에 걸쳐 일관되게 낮은 위상각 값(45° 미만)과 G' 가 G" 보다 우세한 것으로 입증됩니다.
결론
주파수 스윕은 짧은 시간 또는 긴 시간 동안 소재가 어떻게 작동하는지 예측하는 데 사용됩니다. 플레이 퍼티와 키네틱 모래를 테스트하여 얻은 곡선은 이를 사용하는 개인의 감각적 경험과 연관시킬 수 있습니다. 키네틱 샌드는 형태를 유지하면서 모양이나 구조물을 만들 수 있습니다. 플레이 퍼티는 사용 후 서서히 흐르면서 용기의 모양을 취합니다.