KR100553341B1 - 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테아린산마그네슘 20 내지 50 중량％, 분산제인 계면활성제 0.1 내지 5 중량%, 증점제인 셀룰로오스계 화합물 0.1 내지 5 중량% 및 하이드로게네티드전분을 0.1 내지 3 중량%, 실리콘 소포제 0.01 내지 3 중량%를 물에 첨가하여 제조한 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제에 관한 것이다.

통상적으로 사용되던 고무시트용 방착제로는 무기분체계, 무기분체와 계면활성제를 복합한 복합계, 스테아린산 아연계 등이 있는데, 무기분체계 방착제와 무기분체와 계면활성제를 복합한 복합계 방착제를 사용할 경우에는 무기분체의 함량이 대단히 높아 희석액 중의 분체 침강성이 대단히 높고 또한 고무시트에 부착되어 있던 분체의 비산으로 인하여 작업환경의 오염 뿐만 아니라 고무 물성을 저하시켜 제품의 불량원인이 된다. 또한 방착력을 향상시키기 위해 스테아린산아연계를 사용할 경우 중금속인 아연이온을 포함하고 있어 작업자의 인체에 나쁜 영향을 미치는 원인이 되었으나 본 발명은 이와 같은 기존 제품의 문제점이었던 무기분체와 중금속인 아연을 사용하지 않으므로서, 침강방지성, 방착성, 무광택성, 건조성이 우수하고, 비산성과 슬립성이 없으며, 특히 인체에는 무해한 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제를 제공함에 있다.

Description

친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제{Magnesium Stearate Anti-tack agent of Environmentally friendly for Rubber sheets}

본 발명은 인체에 무해한 스테아린산마그네슘을 사용한 친환경적 고무시트용 방착제에 관한 것으로서, 종래에 무기분체계 방착제에서 사용되던 실리카, 벤토나이트, 탄산칼슘, 탈크, 점토(clay), 운모(mica) 등과 같은 무기분체계를 사용하지 않고, 그리고 스테아린산아연계의 아연 중금속 대신 마그네슘을 이용한 스테아린산마그네슘을 사용하여 인체에는 무해하면서도 침강방지성, 방착성, 무광택성, 건조성이 우수하고, 비산성과 슬립성이 없는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제에 관한 것이다.

그 동안 고무가공 시 고무시트의 표면의 접착력을 감소시켜 주는 물질로서 초기에는 탈크, 점토(clay), 운모(mica) 등과 같은 무기분체계의 물질들을 기초로 하는 고무시트용 방착제가 사용되어 왔다.

그리고 현재 국내에 널리 사용되고 있는 고무시트용 방착제는 탄산칼슘이나 탈크와 같은 무기분체를 사용한 무기계, 무기분체와 계면활성제를 복합한 복합계, 스테아린산 아연을 사용한 스테아린산아연계 등이 있으나 이들 제품 중 무기분체계, 무기분체와 계면활성제를 복합한 복합계를 사용할 경우 무기분체의 함량이 대단히 높아 도포 후 고무시트에 부착되어 있던 분체의 비산으로 인하여 작업환경의 오염 뿐만 아니라 제품의 불량원인이 되며, 또한 스테아린산 아연계를 사용할 경우 중금속인 아연이온을 포함하고 있어 작업자의 인체에 나쁜 영향을 미치는 원인이 되었다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 개발된 기술로서 무기분체, 계면활성제 및 스테아린산염 등을 적절히 조합한 것을 특징으로 하는 방착제가 대한민국특허등록 제293252호(2001. 4. 2)와 대한민국특허등록 제337547호 (2002. 5. 9)로 특허 등록되어 있으나 이러한 기술들은 모두 실리카, 벤토나이트, 탄산칼슘, 산화알루미나 등과 같은 무기분체계를 주성분일 뿐만 아니라 스테아린산염도 스테아린산아연 등을 사용한 기술들이다.

그러나 상기의 기술들도 무기분체가 차지하는 비율이 40~60 중량%에 달하므로 방착제를 장기간 보관 시에는 무기분체의 침강성과 사용시 건조 후에 무기분체의 비산 등 문제점들이 발생하였다.

본 발명의 특징은 고무시트용 방착제에 있어서 종래의 무기분체계의 방착제에서 발생하던 문제점들을 해결하기 위하여 전혀 무기분체를 사용하지 아니하고, 또한 중금속 성분인 아연이 함유되지 않은 스테아린산마그네슘을 사용한 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제는 무기분체는 사용하지 아니하고, 물에 스테아린산마그네슘과 적절한 양의 분산제인 계면활성제, 증점제 및 소포제를 첨가시켜 제조한다. 이를 사용 시에는 요구되어지는 물성에 따라 재차 물로써 2 내지 20배 희석하여 사용하면, 침강방지성이 우수하고, 방착제 희석액을 고무시트에 도포시켰을 때 분산성, 건조성, 및 무광택성이 우수할 뿐만 아니라 방착효과도 뛰어나며, 무기분체가 함유되어 있지 않으므로 전혀 분진이 발생하지 않는다는데 그 특징이 있다.

특히 종래의 스테아린산아연계 분체에서 사용되었던 중금속인 아연 대신에 마그네슘으로 스테아린산과 합성시킨 스테아린산마그네슘을 사용함에 따라 인체에 무해한 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제를 제공함에 그 목적이 있다.

따라서 본 발명은 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제를 사용함 에 따라 종전의 무기분체를 사용한 방착제의 문제점들인 침강방지성, 분산성, 건조성 등의 일반적인 물성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 중금속인 아연 대신 마그네슘으로 대체하여 스테아린산과 합성시킨 스테아린산마그네슘을 사용함에 따라 방착제의 일반적인 물성 향상은 물론 인체에 무해한 방착제를 제공한다는 점에서 상기의 문제점들을 동시에 해결할 수 있었다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제(이하 "방착제"라 한다)는
1) 스테아린산마그네슘 20 내지 50 중량％;
2) 분산제인 계면활성제 0.1 내지 5 중량％;
3) 증점제인 셀룰로오스계 화합물 0.1 내지 5 중량％ 및 하이드로게네티드 전분 0.1 내지 3 중량％;
4)실리콘 소포제 0.01 내지 3 중량％를
5) 물
에 첨가하여 제조한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방착제는 스테아린산마그네슘이 20 내지 50 중량％ 함유되어 있으나 사용 시 요구되어지는 물성과 스테아린산마그네슘의 함량에 따라 상기 방착제를 물로써 2 내지 20배 희석하여 사용하여야 하는데 이 때, 물로 희석된 방착제 희석액 중의 스테아린산마그네슘의 함량 범위는 1 내지 25 중량%가 된다. 방착제 희석액 중의 스테아린산마그네슘의 함량이 상기 중량% 범위를 벗어날 경우에는 방착 효과가 떨어지게 되고, 특히 스테아린산마그네슘의 함량이 25중량% 이상 초과할 경우에 는 방착성의 저하와 함께 스테아린산마그네슘의 과다 사용에 따른 경제적 손실도 따르게 된다. 바람직하게는 상기 방착제를 물로서 5~10배 희석하여 사용하는 것이 가장 좋다.

상기 방착제에서 사용되는 분산제는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 또는 양쪽성 계면활성제를 각각 또는 적절히 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 그 조성비율은 0.1 내지 5 중량% 이하가 된다. 분산제의 함량을 0.1 중량% 미만 사용하면 분산의 효과가 나타나지 않고, 5 중량% 초과하여 사용하면 분산이 너무 잘되어 검은 침전물이 생기며, 경제적 손실이 따른다.

여기서 계면활성제의 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나 비이온성 계면활성제를 사용하는 것이 가장 바람직하며, 비이온성 계면활성제의 종류로는 에테르형, 에스테르형, 에테르-에스테르형, 함질소형, 불소계, 폴리옥시에틸렌 분포가 좁은 폴리옥시에틸렌알킬에테르 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 황산화물, Methyl ester ethoxylate(MEE), End-capped ethoxylated fatty alcohols 등의 비이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

양이온성 계면활성제의 종류로는 아민·유리산소 아민, 산소함유 아민, 2-Alkyl-1-(2-Hydroxyethyl)-2-Imidazolines, 아미드 결합을 가진 아민, 4가 암모늄 염 등의 양이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

음이온성 계면활성제의 종류로는 카복실염, 술폰산염 및 황산염형 화합물, 지방산 축합생성물 및 인산 유도체 등의 음이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 양쪽성 계면활성제의 종류로는 아미노산형, 베타인형, Imidazolinium 유도체 등의 양쪽성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 증점제는 카복시메틸셀룰로오스, 하이드로게네티드 전분 등을 사용하는 것이 바람직하며 그 조성범위는 각각 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 3 중량%이고, 증점제의 함량이 각각 0.1 중량% 미만일 경우에는 증점효과가 적으며, 조성범위를 초과 사용할 경우에도 점도가 높아져 방착효과가 떨어지게 된다.

소포제로는 실리콘 소포제를 0.01 내지 3 중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 소포제의 함량을 0.01 중량% 미만 사용하면 기포의 제거가 원활하지 않고, 3 중량 % 초과하여 사용하면 소포 효과가 너무 커져 방착액에 영향을 주기 때문에 제 2차 오염이 발생 할 수 있다.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠는바, 실시 예에 의하 여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~3 및 비교예 1~3

본 발명의 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제는 다음 [표 1]에 나타낸 성분 및 함량으로 통상의 방착제 제조방법을 이용하여 제조하였다.

[표 1]

(단위 : 중량%)

구분		실시예			비교예
		1	2	3	1	2	3
무기분체		-	-	-	40	50	60
스테아린산염	스테아린산마그네슘	20	35	50	-	-	-
	스테아린산아연	-	-	-	10	10	10
계면 활성제	NP-3	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
	NX-2	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
증점제	카복시메틸 셀룰로오즈	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
	하이드로게네티드 전분	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
소포제	실리콘	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
물		74	59	44	44	34	24
합 계		100	100	100	100	100	100
무기분체: 실리카, 벤토나이트, 탄산칼슘 등 계면활성제: NP-3, NX-2 는 한국폴리올(주)의 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르계 제품

다음 [표 2]의 성능 시험은 상기 [표 1]에 의하여 제조되어진 방착제를 물로서 10배 희석한 방착제 희석액으로 시험한 결과이다.

[표 2]

성 능	실시예			비교예
	1	2	3	1	2	3
교반농도(%)	10	10	10	10	10	10
비산성	무	무	무	유	유	유
침강방지성	A	A	A	C	C	C
접촉각(°)	60	63	65	71	75	80
방착성	A	A	A	B	B	B
무광택성	A	A	A	B	B	B
소포성	A	A	A	B	B	B
건조성	A	A	A	C	C	C
냄새	무	무	무	무	무	유
슬립성	무	무	무	무	무	유

1) 교반농도 : 물을 사용하여 에멀젼화한 농도

2) 비산성 : 10%농도로 에멀젼한 방착액에 고무시트를 3회 침적, 건조 후 표면의 색상과 분체의 묻어남의 정도로 판단. 본래의 고무표면의 색상을 유지하고 만졌을 때 손에 분체가 묻어나지 않는 경우(A), 고무표면의 색상이 아주 연한 우유빛을 띄고 손에 분체가 약간 묻어나는 경우(B), 고무표면의 색상이 우유빛을 띄고 손에 분체가 많이 묻어나는 경우(C)

3) 침강방지성 : 100㎖ 메스실린더에 10% 에멀젼한 방착액을 4~5일 방치 후 침강한 분체의 부피㎖를 측정하여 표시. 침강이 없거나 1㎖미만인 경우(A), 1~3㎖미만인 경우(B), 3~5㎖미만인 경우(C), 5㎖이상인 경우(D)

4) 접촉각 : 고체표면에 있는 액적계면과 고체표면과의 교점에 있어서, 액적에 끌린 접선과 액적을 포함한 고체표면에서 형성한 각으로 접촉각이 크게 되면 방착성도 크게 되나 고무표면에 기름때 같은 것이 있으므로 물방울이 잘퍼지지 않아 접촉각이 커진다. 따라서 고무표면에서의 접촉각은 반대로 작을수록 방착성이 좋다.

미가황생지고무에 방착제를 도포한 후, 실린저를 이용하여 물방울을 떨어뜨린 후 접촉각 측정기로 측정-(주)S.E.O 제품 (Phoenix 300)으로 측정

5) 방착성 : 방착제를 도포한 미가황고무시트(5 × 10 ㎝) 2장을 1㎏정도의 무게를 가진 분동을 누룬 다음 5~10시간 후 손으로 미가황고무시트를 분리시 잘 떨어지는 것(A), 약간 잘 안떨어지는 것(B), 안 떨어지는 것(C)

6) 무광택성 : 육안으로 확인하여 광택이 전혀 없는 경우(A), 약간의 광택이 있는 경우(B), 광택이 아주 큰 경우(C)

7) 소포성 : 10% 에멀젼한 방착액을 1m 높이에서 100㎖를 부어 내릴 때 발생된 기포가 소멸하는 시간으로 판정. 기포발생이 적고, 발생 기포가 2분이내 소멸(A), 기포가 다소 발생하고, 발생 기포가 5분이내 소멸(B), 기포가 많이 발생하고, 발생 기포가 5분이상 지속된 경우(C)

8) 건조성 : 20~25℃온도에서 열풍건조시켜 1~2분내에 건조(A), 3~5분내에 건조(B), 5분이상 소요(C)

9) 슬립성 : 10% 에멀젼한 방착액을 미가황고무시트(5 × 10 ㎝) 2장에 도포, 건조 후 방착액이 도포된 면을 마주보게 겹친 후 1㎏정도의 무게를 가진 분동 밑면을 양면테이프로 윗 고무시트에 붙인 후 45°기울여 미끄러짐 유무로 측정

상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1~3은 비교예 1~3에 비해 무기분체를 사용하지 않음에 따라 무기분체의 비산과 에멀젼 상태의 방착제에서 무기분체의 침강 우려가 없기 때문에 비산성이 없고 침강방지성이 우수할 뿐만 아니라 방착성, 무광택성, 소포성, 건조성 등에서도 월등히 우수함을 알 수 있었다.

비교예 1~3에 있어서는 무기분체의 함량이 증가함에 따라 침강방지성이 더욱 떨어지고 건조 후 고무시트에 묻었던 분체의 비산이 나타났다.

특히 실시예 1~3은 비교예 1~3의 스테아린산염에 사용한 중금속인 아연을 사용하지 않음에 따라 방착제를 취급하는 작업자가 아연 중금속에 대한 중독의 위험이 없다는 장점이 있다.

본 발명은 종전에 사용하여 왔던 무기분체인 실리카, 벤토나이트, 탄산칼슘 및 산화알루미나 등을 사용하지 않음에 따라 고무시트 방착제의 문제점이었던 침강성과 비산성 문제를 해결함과 동시에 스테아린산염의 사용에 있어서도 종전에 사용하여 왔던 중금속인 아연 대신 마그네슘을 사용하여 스테아린산과 합성시킨 스테아린산마그네슘을 사용함에 따라 방착제의 일반적인 물성 향상은 물론 인체에 무해한 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1) 스테아린산마그네슘 20 내지 50 중량％;

2) 분산제인 계면활성제 0.1 내지 5 중량％;

3) 증점제인 셀룰로오스계 화합물 0.1 내지 5 중량％ 및 하이드로게네티드 전분 0.1 내지 3 중량％;

4)실리콘 소포제 0.01 내지 3 중량％를

5) 물

에 첨가하여 제조한 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제 1항에 있어서, 상기 방착제는 물로서 2~20배 희석하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제 1항에 있어서, 상기 방착제는 바람직하게는 물로서 5~10배 희석하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제 1항에 있어서, 분산제인 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성 제, 음이온성 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제를 각각 또는 적절히 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제 4항에 있어서, 비이온성 계면활성제의 종류는 에테르형, 에스테르형, 에테르-에스테르형, 함질소형, 불소계, 폴리옥시에틸렌 분포가 좁은 폴리옥시에틸렌알킬에테르 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 황산화물, Methyl ester ethoxylate(MEE), End-capped ethoxylated fatty alcohols 등의 비이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 것을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제 4항에 있어서, 양이온성 계면활성제의 종류는 아민·유리산소 아민, 산소함유 아민, 2-Alkyl-1-(2-Hydroxyethyl)-2-Imidazolines, 아미드 결합을 가진 아민, 4가 암모늄염 등의 양이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 것을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제 4항에 있어서, 음이온성 계면활성제의 종류는 카복실염, 술폰산염 및 황산염형 화합물, 지방산 축합생성물 및 인산 유도체 등의 음이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 것을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.

제4항에 있어서, 양쪽성 계면활성제의 종류는 아미노산형, 베타인형, Imidazolinium 유도체 등의 양쪽성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 것을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경적 스테아린산마그네슘계 고무시트용 방착제.