KR100353397B1 - 음이온 접착제 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 겔(gel)상태의 전분 호료에 5∼40중량％의 음이온성 무기물질, 자연향료 및 곰팡이 발생억제제로 이루어지는 첨가혼합물이 투입된 음이온 접착제는 음이온성 무기물질이 전분 호료의 얇은 막 위에 확고하게 적층될 수 있도록 제조됨으로써, 기존의 유기접착제에 있어서의 유해물질방출과 작업의 어려움을 해소할 수 있고 접착력이 우수할 뿐만 아니라 숯과 옥, 맥반석, 황토 등의 음이온성 무기물질의 본래 기능을 훌륭히 발휘할 수 있도록 한다.

그러므로, 본 발명의 음이온 접착제가 적용된 경우 상기 음이온성 유기물질에 의해 아파트 및 주택의 시멘트독성을 감소시키며 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 거의 반영구적으로 주위공간에 방사하여 주위 공기를 정화시키고 탈취작용과 곰팡이, 유해세균의 번식을 억제시키며 수맥파 및 전자파를 차단할 수 있어 질병을 예방하는 등 인체 건강을 증진시키는 탁월한 작용효과를 나타낸다.

Description

음이온 접착제 및 그의 제조방법{Anionic paste and method for producing thereof}

본 발명은 음이온 접착제 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 말하면 전분 호료에 원적외선과 음이온을 방사할 수 있는 천연 음이온성 물질이 첨가된 음이온 접착제 및 그의 제조방법에 대한 것이다.

통상적으로 건축물의 내부 도배시 유기 접착제를 사용하고 있는데 이 유기 접착제는 접착력은 우수하나 독성이 심하여 도배 작업에 어려움이 있음과 아울러 도배 후 건축물의 벽체로부터 미량의 휘발성 유해물질이 오랜 기간동안 계속적으로 방출되어 인체에 해를 끼치는 것으로 밝혀지고 있어 유기 접착제의 접착성능에 버금가는 무공해 접착제가 절실히 요구되고 있다.

이에 더하여 최근에는 숯과 옥, 맥반석, 황토 등의 음이온성 무기물질이 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 방사하여 주위 공기를 정화시키고 냄새제거 및 곰팡이, 유해세균의 번식을 억제시키며 수맥파 및 전자파를 차단할 수 있어 질병을 예방하는 등 인체 건강증진에 크게 기여하는 것으로 밝혀져 선풍적인 관심을 끌고 있다.

그래서, 이불, 침대 등의 침구류 및 건축자재에 있어서도 숯 등의 음이온성 무기물질을 첨가한 초배지, 도배지, 바닥재와 내장재가 이미 인기리에 시판되고 있다.

그런데, 원적외선과 음이온을 방사하는 숯과 옥, 맥반석, 황토 등의 무기물질을 천연접착제에 의해 초배지, 벽지, 바닥재 또는 건축내장재에 고착시킬 경우 접착력이 떨어져 이들 초배지, 벽지 또는 건축내장재에 인체나 물체가 스칠 경우 이 무기물질분말이 손이나 의류에 묻어나므로 작업이 불편하고 실제 사용시 분말의 낙하로 실용성이 뒤떨어지므로 접착력이 큰 유기 접착제를 사용하여 벽지, 바닥재 등에 부착시키고 있다.

그러나, 유기 접착제에 의한 상기 무기물질의 고정시 상기한 바와 같이 유해물질의 방출은 물론 초배지 또는 벽지와 바닥재 등에 부착된 숯을 비롯한 상기 무기물질의 미세기공을 막으므로 습도조절이 잘 이뤄지지 않아 결로현상이 생김으로써 벽지가 들뜨고 곰팡이가 번식하여 벽지의 수명을 단축시키는 문제점이 발생하고 있으며 무엇보다도 상기 무기물질의 특유의 성능을 저하시키는 단점이 내재하고 있었다.

이러한 현 추세를 감안하여 본 발명자도 인체에 유익하며 저렴하고 작업이 용이한 무공해 접착제를 개발하고자 예의 연구를 집중한 바, 기존의 전분 호료의 성질을 이용하여 숯을 비롯한 옥, 맥반석, 황토 등의 음이온성 무기물질의 분말을 특수한 방식으로 첨가함으로써 유기접착제의 접착력을 능가하면서 무공해일 뿐만 아니라 제조공정이 간단하여 단가가 저렴하며 또한 도배지와 초배지에의 접착제의 도포작업이 용이하게 이뤄질 수 있고 게다가 인체의 건강을 증진시킬 수 있는 접착제를 개발하게 되었다.

도1은 본 발명에 따른 음이온 접착제의 전체적인 구조를 알기 쉽게 나타낸 확대 설명도,

도2는 본 발명에 의한 음이온 접착제가 도포된 도배지의 경우 시간경과에 따른 휘발성유기화합물의 농도를 나타내는 그래프,

도3은 본 발명에 의한 음이온 접착제가 도포된 도배지의 경우 시간경과에 따른 이산화탄소의 농도를 나타내는 그래프,

도4는 본 발명에 의한 음이온 접착제가 도포된 도배지의 경우 온도조절능력을 나타내는 그래프,

도5는 본 발명에 의한 음이온 접착제가 도포된 도배지의 경우 습도조절능력을 나타내는 그래프,

도6은 본 발명에 의한 음이온 접착제가 도포된 도배지의 경우 원적외선 방사효과를 나타내는 그래프.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 음이온성 무기물질분말 2 : 공극

3 : 연결점

A : 본 발명의 음이온 접착제가 도포된 도배지

B : 일반 도배지

본 발명에 따르면 겔상태의 전분 호료에 5∼40중량％의 음이온성 무기물질, 자연향료 및 곰팡이 발생억제제로 이루어지는 첨가혼합물이 투입된 것을 특징으로 하는 음이온 접착제를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 음이온 접착제는 전분에 3∼5배의 물을 서서히 교반하면서 첨가하여 슬러리(slurry)상태로 만든 후 서서히 가열하여 전분을 겔상태로 변환시킨 다음 30℃이하로 더 서냉하면서, 냉각된 상태에서 상호 혼합하여 1일간 밀봉 유지한 음이온성 무기물질, 자연향료 및 곰팡이 발생억제제의 첨가혼합물을 전분 호료의 중량 기준으로 5∼40중량％ 투입하여 혼합하고 서서히 더 냉각시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 음이온 접착제를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 전분으로는 밀가루, 감자, 옥수수 등의 각종 전분이 사용되며, 전분 반죽을 위해 물은 전분 중량의 3∼5배의 양이 서서히 교반되면서 첨가된다.

상기 첨가혼합물 중 거의 대부분을 차지하는 음이온성 무기물질로는 대표적으로 다공성인 숯을 들 수 있으며 그 외 맥반석, 옥, 맥섬석, 황토 등이 단독 또는 이들의 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있고, 이들은 대략 200∼500메시 (mesh)정도의 분말상태로 적용된다.

또 상기 첨가혼합물 중 향료로는 솔, 향나무, 레몬향 등의 각종 자연향료가 적용되며, 전분 호료의 곰팡이 발생을 막기 위하여 펜타클로로페놀(PCP) 및 그 나트륨염, 살리실아닐리드(상품명:shirlan), 비스 (5-클로로-2-옥시페닐)메탄, p-니트로페놀 계통의 곰팡이 발생억제제가 극소량, 음이온성 무기물질의 중량기준으로 대략 5중량％이하의 양으로 상기 음이온성 무기물질과 혼합된다.

이들 첨가혼합물은 분말상의 음이온성 무기물질에 액상의 향료와 곰팡이억제제를 부어 밀폐시킨 후 그 상태에서 1일간 방치하여 숯 등 무기물질의 공극사이에 향 및 곰팡이 억제제가 충분히 침투되도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 상기 음이온 접착제는 전분에 3∼5배의 물을 서서히 교반하면서 첨가하여 슬러리상태로 한 후 약 60℃이상 가열하여 전분을 호화(糊化)시켜 응결된 겔상태로 변환시키고 그 후 서서히 30℃정도로 냉각시킨다.

또, 전분과 혼합되는 첨가혼합물은 먼저 음이온성 무기물질의 미세 분말을 밀폐가능한 용기에 넣고 자연향료 및 곰팡이 발생억제제를 극소량 투입하고 잘 혼합하여 밀폐한 후 1일간 방치한다.

냉각된 겔상태의 전분에 상기 첨가혼합물을 전분 호료의 중량을 기준으로 하여 5∼40중량％ 투입시키고 잘 혼합·교반하여 냉각시킴으로써 본 발명의 음이온 접착제가 제조된다.

상기 음이온성 무기물질의 적용량이 5중량％이하이면 원적외선과 음이온 방사능이 약하나 40중량％이상이면 오히려 음이온성 무기물질이 이탈할 염려가 있어 부적당하다. 또한, 상기 첨가혼합물은 고온에서는 휘발될 염려가 있기 때문에 반드시 30℃이하의 저온에서 첨가되어야 한다.

이러한 과정을 거침으로써 전분 호료와 음이온성 무기물질이 상호 분리되어가라앉거나 덩어리가 형성되지 않게 된다.

이상과 같은 방식에 의해 제조된 본 발명의 음이온 접착제는 도1에 개략적으로 예시한 바와 같이 음이온성 무기물질의 분말(1)이 호화된 3차원적 망목구조 (網目構造)의 고분자화합물인 전분의 공극(2)에 함침되지 않고 망목의 연결점(3)에 부착되어 하나의 피복층을 형성하게 된다.

즉, 전분이 호화되어 겔상태로 응결되면 전분은 다공성의 망목구조를 형성하면서 얇은 막을 형성하고 있으므로 이 상태에서 음이온성 무기물질의 미세 분말을 주입하여 더 응결시키면 대체적으로 미세 분말은 상기 망목구조의 연결점에 확고하게 고착하게 되며, 상기 음이온성 무기물질은 전분 호료에 의해 그 미세 공극이 막히지 않게 되므로 제 기능을 확실히 발휘할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 음이온 접착제는 상기한 특이 구조를 이루도록 제조되므로 기존의 유기접착제와 거의 동등한 접착력을 구비하여 음이온성 무기물질을 확고하게 보유할 수 있으면서도 상기 음이온성 무기물질의 미세 기공을 거의 차단시키지 않게 되어 음이온성 무기물질의 기능을 저하시키지 않게 된다.

이하에 본 발명을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 일례를 들어 설명하나, 본 발명은 이 실시례에 한정되지 않고 본 발명의 범주와 특허청구의 범위에 기재된 범위 내에서 변경 및 수정이 가능하다.

(실시례)

먼저 참나무숯을 아주 잘게 분쇄하여 밀폐가능한 유리병에 담고 거기에 솔향과 비스(5-클로로-2-옥시페닐)메탄용액을 상기 참나무숯 분말의 중량을 기준으로하여 각기 1중량％, 4중량％ 첨가하고 잘 섞은 다음 밀봉하여 1일간 상온에서 방치하여 전분 호료에 부가될 첨가혼합물을 준비하였다.

한편, 전분에 5배의 물을 서서히 교반하면서 첨가하여 슬러리상태로 만든 후 60℃이상의 온도로 가열하여 호화시켰다. 호화된 전분을 25℃까지 서서히 냉각하여 겔이 약간 더 굳도록 응결시킨 후 상기 준비된 첨가혼합물을 전분 호료의 중량 기준으로 34중량％ 첨가하고 교반한 후 더 냉각시켜서 본 발명의 음이온 접착제를 제조하였다.

상기 제조된 음이온 접착제를 희석하지 않고 도배지에 통상의 방식으로 도포하였다.

도포된 도배지와 도포 안된 도배지의 작용을 시험하기 위하여 한국건자재시험연구원에 의뢰 시험한 결과, 실내온도 22℃, 습도55％, 음이온수 180/㏄ 조건하에서 도6에서와 같은 원적외선의 방출량을 나타내었으며 다음 표1, 2, 3으로 나타낸 바와 같이 탈취능력이 우수하였고 음이온수가 상당한 양으로 방출되어 주위 공기를 정화시키는 능력이 우수하였으며 이산화탄소의 감쇄율이 높았고(도3 참조) 또 유해 휘발성물질의 흡착능력도 뛰어났다.

또한, 온습도의 조절능력과 휘발성 유해물질의 흡착능력 등을 다음과 같은 방식으로 더 시험해 보았다.

상기 제조된 음이온 접착제를 도배기에 도포하여 대조용으로 상기 접착제가 도포 안된 일반 도배지와 함께 톨루엔, 에틸벤젠, o-크실렌이 50ppb로 측정되는 챔버A, B에 각기 넣은 후 시간간격에 따른 이들 휘발성유해물질의 농도를 측정하여그 결과를 도2의 그래프로 나타내었다.

도2에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 음이온 접착제가 도포된 챔버A에서는 시간의 경과에 따라 휘발성유해물질의 양이 현저히 낮게 나타나 휘발성유해물질의 흡착능력이 우수함을 알 수 있었다.

또한, 상기 음이온 접착제가 도포된 도배지가 시공된 방과 일반 도배지가 시공된 방에서의 실내온도 및 상대습도변화를 시험해 본 결과, 도4 및 도5에 나타낸 바와 같이 온습도조절능력이 뛰어남을 확인할 수 있었다.

표1

항 목	음이온(이온수/㏄)
본 발명의 음이온 접착제가 도포된 도배지	178

비고 1) 시험방법 : KICM-FIR-1042

2) 전하입자측정장치를 이용하여 실내온도 22℃, 습도 55％, 대기 중 음이 온수 80/㏄조건에서 시험

3) 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온수로 표시

표2

시험항목	경과시간(분)	블랭크농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(％)
탈취시험	초기	500	500	-
	30	480	170	65
	60	470	140	70
	90	450	120	73
	120	440	110	75

비고 1) 블랭크: 시료를 넣지 않은 상태에서 측정

2) 시험방법: KICM-FIR-1004

3) 시험가스명: 암모니아

4) 가스농도측정: 가스검지관

표3

시험항목	CO2초기농도(ppm)	4시간후 농도(ppm)	감소량(ppm)	감쇄율(％)
챔버A	2876	2289	587	20.41
챔버B	3100	2584	516	16.64

비고 1) 챔버A : 본 발명의 음이온 접착제가 도포된 도배지가 투입된 챔버

2) 챔버B : 일반 도배지가 투입된 챔버

3) 시험방법 : KICM-FIR-1042

이상과 같이 본 발명에 의한 음이온 접착제에 의하면 음이온과 원적외선방사에 의해 온습도 조절과 탈취 및 공기 정화능력에 의하여 건축물의 결로현상을 방지하며 인체 및 주위물체의 산화현상을 억제하고 질병을 치유 내지 예방하며, 특히 시멘트독성의 흡착으로 인체에 해를 주지 않으며 오히려 자연향과 음이온의 방출로 주위 공간을 쾌적하게 한다.

또한, 유기접착제와는 달리 본 발명에 의한 천연 음이온 접착제는 접착력이 우수함과 아울러 음이온성 무기물질의 미세 공극을 막지 않으므로 확고하게 벽지, 초배지 등의 기재(基材)에 음이온성 물질이 고착될 수 있으며 또 그 성능을 거의 반영구적으로 발휘할 수 있도록 한다.

게다가, 본 발명에 의한 음이온 접착제는 제조공정이 간단하여 단가가 저렴하며 도배 등 접착제의 도포작업과 건축물에의 시공시 음이온성 무기물질이 묻어나지 않으므로 작업이 용이하며 또 기존의 유기 접착제와는 달리 물수건으로 쉽게 불필요한 잔여 접착제를 제거할 수 있다.

본 발명에 의한 음이온 접착제를 각종 농수산물보관용 상자에 적용할 경우 보관물품의 변질을 막을 뿐만 아니라 생존기간이 연장되는 각별한 효과도 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 겔상태의 전분 호료에 5∼40중량％의 음이온성 무기물질, 자연향료 및 곰팡이 발생억제제로 이루어지는 첨가혼합물이 투입된 것을 특징으로 하는 음이온 접착제.
2. 전분에 3∼5배의 물을 서서히 교반하면서 첨가하여 슬러리상태로 만든 후 가열하여 전분을 겔상태로 변환시킨 다음 30℃이하로 더 서냉하면서, 냉각된 상태에서 상호 혼합하여 1일간 밀봉 유지한 음이온성 무기물질, 자연향료 및 곰팡이 발생억제제의 첨가혼합물을 전분 호료의 중량 기준으로 5∼40중량％ 투입하여 혼합하고 서서히 더 냉각시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 음이온 접착제의 제조방법.