KR100553475B1

KR100553475B1 - 아교를 이용한 천연 도포제 조성물

Info

Publication number: KR100553475B1
Application number: KR1020050053429A
Authority: KR
Inventors: 희 석 조; 김태우
Original assignee: 희 석 조; 김태우
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2006-02-22

Abstract

본 발명은 천연소재를 사용하여 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO) 등 환경오염물질이 발생되지 않는 도포제 조성물에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 아교와 생리 식염수나 링거액과 같은 염화나트륨과 염화칼슘 수용액을 기재로 하는 접착제 조성물, 여기에 목적으로 하는 최종 제품을 얻기 위하여 필요에 따라 식물성 항균성 식물, 방부성 식물, 내수성 식물, 호료성을 갖는 해초 식물, 평활성을 부여하는 광물성 무기재료 또는 패각류, 옻나무에서 채취한 수액, 점도나 경화시간 조절 기능을 갖는 테레빈유 군에서 선택된 1종 이상을 함유하는 접착제, 도료, 하지 처리제와 같은 도포제 조성물을 제공하는 것이다. 이러한 본 발명의 조성물은 모두 천연에서 얻어지는 것으로 환경오염물질을 발생하지 않으므로 대기오염, 수질요염, 토양오염에 악영향을 주는 일이 없는 유용한 발명이다.

Description

아교를 이용한 천연 도포제 조성물 {NATURAL ADHESIVE COMPOSITION UTILIZING GLUE}

본 발명은 환경오염물질이 발생되지 않는 아교 및 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액을 주재로 하는 도포제 조성물에 관한 것이다.

현재 시판되고 있는 접착제나 도포제의 대부분은 유기화합물, 특히 합성수지를 주성분으로 이루어져 있기 때문에 이를 사용하여 지은 집이나 자동차, 가구 등의 일상생활 용품에서는 일정기간 톨루엔, 벤젠, 사일렌 등의 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO) 등 환경오염물질이 발생하여 아토피성 피부염, 기관지염을 일으키기 때문에 사회적으로 심각한 문제로 대두되고 있다.

이러한 문제를 회피하기 위하여 공기 정화기 등을 설치하기로 하나, 이는 근본적으로 문제를 해결할 수 없고, 또한 경제적으로나 환경적으로 부수되는 문제가 여전히 남기 때문에 만족할만한 해결 방안으로 인정될 수 없는 것이 대부분이다.

상기와 같은 문제를 회피하기 위하여 종이 등에 사용하는 접착제의 경우, 예전처럼 밀가루 풀을 만들어 사용하기도 하나, 이는 부패가 쉬우며, 접착력도 떨어 진다 또한, 종래부터 동물의 뼈 및/또는 외피로 만들어진 아교는 목재를 이용한 가구의 접착제로서 널리 사용되어 왔으나, 이는 일정 용기에 물과 함께 넣고, 가열하여 사용하기 때문에 준비에 시간이 걸려 경제적이지 못하고, 더욱이 경시적으로 고화되어 일정 시간이 지난 후에는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있으므로, 요즘에는 고가구나 밥상 등의 제조에 일부 장인들이 사용하는 것에 불과하다.

이러한 문제를 해결하는 방법으로 은입자(나노 실버)나 은사 등을 함유시키거나 부착시킨 도배지, 건축마감재, 외장재 등이 소개되었으나, 이와 같은 나노 실버는 항균성은 우수하나, 공기 중의 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO) 등 환경오염물질을 제거하기 어려운 단점이 있고, 더욱이 나노 실버의 가격이 고가이고, 또한 사용되는 기재에 접착제 등에 의해 몰입되어 그의 항균 활성이 저하되는 문제점이 있어서, 실내 유해물질의 제거에는 그의 사용이 제한적이고, 적합하지 않다.

종래부터 정수, 방사선 폐기물 처리, 세정, 건조, 단열 등의 목적으로 제올라이트가 널리 사용되어 이를 실내 유해물질 제거에 적용하려는 시도도 있었으나, 제올라이트는 그의 흡착능으로 인해 어느 정도 유해물질을 제거할 수 있고, 휘발성 유기 물질을 실험실적으로 직접 접촉시키면 그의 제거능을 유의하게 인정할 수 있다. 그러나, 주거 환경 등에서 휘발성 유기물질이 스스로 제올라이트 쪽으로 이동하여 처리되는 것이 아니기 때문에, 이들 유해물질이 제올라이트에 직접적으로 접촉되지 않는 물질까지 제올라이트만으로 실질적으로 목적하는 유기화합물을 제거할 수 없다.

상기 문제점들을 해결하기 위하여, 최근 음이온 및/또는 원적외선 발생 물질을 사용하는 것이 제안되었다(실용신안 등록 제 20-328609호, 공개 특허공보 10-2004-34625호, 동제 특2003-78841호 등). 그의 종류로서는 대표적으로 톨루마린, 귀양석, 맥반석, 의왕석, 귀신석, 석영, 몬조나이트 등의 광물질을 사용하는 것에 대한 특허 출원 등은 광물질 자체의 각종 활성 및 용도에 대해서 아직 확정적으로 알려지지 않은 것이 많고, 발명자들이 임의로 사용하거나 판단하여 출원한 경우가 대부분이며, 더욱이 이들 발명의 문제는 접착제 성분으로 대부분 방향성 유기화합물인 석유수지를 사용하기 때문에 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO) 등 환경오염물질의 발생을 억제하는 것이 만족스럽지 못하고, 또한 검증되지 아니한 것이 대부분이다.

이러한 유기화합물을 사용하지 않고, 식물이나 해산물과 같은 천연 소재를 사용하려는 의도가 최근의 특허공보에 나타나고 있다. 즉, 특허 제 10-0202789호에 보면, 천연소재 분쇄물 및/또는 셀루로오즈 스펀지 분쇄물을 함유하는 도포재를 개시하고 있는 바, 이는 천연 접착제인 아교, 알부인 카제인, 전분, 밀 단백질(풀)을 이용하여 도포한 후, 그 위에 왕겨나 톱밥 분말을 부착시키는 방법을 개시하고 있다. 즉, 이 특허는 기재 표면에 천연 접착제를 도포한 후, 그 위에 천연소재 분쇄물이나 셀루로오즈 스펀지를 부착시키는 것으로 주택이나 가구의 표면처리를 함으로서 휘발성 유기화합물의 발생을 억제하는 것이다. 그러나, 이 특허발명은 건물이나 가구의 표면아래에 사용된 유기화합물의 접착제를 대신하는 것이 아니므로 표면아래에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 완벽하게 발생할 수 없고, 또한 경시적으 로 표면에 크랙이 생기거나 박리되는 경우는 잔존되어 있던 휘발성 유기화합물이 다시 배출되므로 휘발성 유기화합물의 발생을 완벽하게 억제하는 것이라 할 수 없다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 일소하기 위하여 예의 연구한 결과, 톨루마린, 모나자이트 등의 광물질 또는 은입자에 통상의 유기화합물 접착제를 사용하는 것은 그 자체가 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO) 등 환경오염물질을 함유하고 있으므로, 이들 광물질이 원적외선을 방사한다 할지라도 유기화합물을 만족스럽게 제거할 수 있다고 할 수 없고, 또한, 천연 접착제를 도포한 후, 그 위에 톱밥 등의 천연소재 분쇄물을 부착시키는 것은 경시적으로 표면 내부에 사용된 휘발성 유기화합물로부터 발생하는 휘발성 유기화합물을 방어할 수 없는 문제점이 있으며, 또한, 전통적인 아교 등의 천연 접착제는 용기에 넣어 이를 해교시킨 후, 사용하기 때문에 절차가 복잡하고, 경시적으로 고화되어 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자는 아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 상온 또는 저온에서 용해하여 본 바, 졸 상태로 유지되고, 경시적으로 고화되지 않는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명의 목적은 아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 상온에서 용해하여 한 졸 상태로 한 아교와 천연소재로 만든 도포제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액 도포제 조성물에 편백정유 및 떫은 감액을 배합한 도포제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 더욱 또 다른 목적은 상기 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액 도포제 조성물에 편백정유, 떫은 감액, 해초 분말을 배합한 도포제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 더욱 더 또 다른 목적은 상기 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액 도포제 조성물에 편백정유, 떫은 감액, 해초 분말, 천연 탄산칼슘 분말, 테레빈유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 배합한 도포제 조성물을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합하여 교반함으로서 균일한 조성물을 얻을 수 있다. 배합 방법은 특히 한정되는 것은 아니나, 통상 사용되는 교반, 예를 들면 100∼300 rpm/분으로 10분 내지 2시간 교반함으로서 이루어진다. 아교[阿膠, glue]는 이 아교는 불순물을 함유하는 품질이 낮은 젤라틴으로 동물의 가죽이나 뼈를 원료로 하는 것이다. 보통 황갈색 고체이다, 고체의 경우는, 물을 가하면 수용액 콜로이드가 되고, 가열하면 졸 상태, 냉각하면 겔 상태 된다. 가열한 졸 상태 용액은 목재·종이·천 등의 강력한 교착제(膠着劑)로 사용된다. 이러한 아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 용해하면, 가열하지 않아도 상온에서 유동성이 있는 액상의 졸 상태로 유지된다. 또한, 본 발명에서 염화나트륨이나 염화칼슘의 수용액은 생리식염수, 링거액의 사용으로 취급이 위험하지 않고, 용이하고, 본 발명의 도포액 조성물을 제조할 수 있다. 여기서 생리 식염수는 증류수 100㎖ 속에 염화나트륨 0.9g을 함유하는 멸균 식염수이며, 여기에 염화칼륨 0.03%와 염화칼슘 0.033%를 가한 것을 링거액이라 한다. 이러한 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액은 아교를 졸 상태로 유지시키며, 타재료와 혼합시 용이하다. 아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합하는 것은 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액을 약 1:6 내지 1:10(중량비)으로 혼합하고, 이를 약 100∼500 rpm/분에서 약 30분 내지 2시간 동안 교반함으로서 얻어진다. 이 도포제 조성물은 종래 아교를 접착제로 사용하는 가구 등에 통상의 방법으로 사용한다.

상기 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액의 조성물은 장기 보관시 변질되거나 부패하므로 이를 방지하기 위하여 pH 3.5∼7.0의 편백정유 및 pH 4∼5의 떫은 감액(枾漆液)을 각 약 0.1∼3.0중량부를 넣고 호모믹서로 약 7000∼8000 rpm/분으로 교반하여 장기 보관성 도포제를 얻을 수 있다. 여기서, 편백정유는 측백나무과의 양록교목이며, 이를 압축, 추출, 여과한 것으로, pH 4.0∼7.0정도의 정제액으로 항균성, 방부성을 나타낸다. 또한, 떫은 감액, 즉 시칠액은 풋감을 찧은 원액 또는 소량의 물을 섞고, 약 24시간 후, 여과하고, 얻어진 여액을 음지에서 장기간 숙성 발효시킨 것으로 pH 4.0∼5.0 정도이고, 비중은 0.95∼1.05이고, 수분함량은 95%이상이고, 타닌[tannin]이 주성분이며, 내수성, 방부성을 나타낸다. 따라서, 이들 편백정유 및 떫은 감액이 함유된 본 발명의 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액의 도포액은 장기간 보관하여도 변질되거나 변성되지 않는다.

또한, 본 발명은 상기 장기 보관성 도포제에 불등가사리, 우무가사리, 다시마, 미역과 같은 해초 분말을 약 8∼30중량부를 첨가하여 교반하면, 접착력이 증가하여 목재, 종이, 가죽 등의 재료의 접착에 유용하게 사용할 수 있다. 이들 중, 불등가사리 분말이 특히 바람직하다. 분말의 사이즈는 특히 한정되지 않으나, 약 100메쉬 이상, 바람직하기로는 200메쉬 이상의 것이 유리하다. 여기서, 불등가사리 분말은 홍조식물 풀가사리과로 자홍색을 띠며 연골질인데, 호료(糊料)로 강도증강에 사용하는데 성분으로는 셀루로오즈 등을 형성하고 있는 홍조점액질(floridean mucilage)이 다량 함유되어 있다.

본 발명의 도포제 조성물에 천연 탄산칼슘, 특히 석회분말, 패각 분말을 0.1 내지 30중량비로 배합할 수 있다. 분말의 사이즈는 특히 한정되지 않으나, 약 100메쉬 이상, 바람직하기로는 200메쉬 이상의 것이 유리하다. 이러한 성분이 함유된 도포제는 강도를 증강시키고, 또한 고형분 함량유지로 요철면에 사용하여 표면의 평활하게 하는 데 유용하다. 이때, 교반은 약 100∼500 rpm/분에서 약 30분 정도면 균일하게 혼합된다. 이와 같이 하여 얻어진 조성물은 콘크리트 모르타르 등의 하지 처리제 및 접착제로서 유용하다.

또한, 금속, 목재, 종이 등의 도료나 도포제로 사용하기 위하여 전술한 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액 조성물에 대해 옻나무 수액 35∼85중량부를 첨가하고 압착 분산한 후, 테레빈유 20∼45중량부를 첨가하고, 100∼500 rpm/분에서 약 30분 정도 교반하여 균일한 도포제 조성물을 얻을 수 있다. 여기서 옻(漆)]은 옻나무에서 채취한 수액으로 옻나무에서 얻는 천연수지이다. 주성분은 우루시올(urushiol)이며, 기타 수분과 소량의 고무질 및 함질소물(含窒素物)을 함유하고 있다. 우루시올은 경도(硬度)가 높고, 옻은 오래 저장하여도 변하지 않으며, 산이나 알칼리 또는 70℃ 이상의 열에 대해서도 변하지 않는다. 이러한 특성을 이용하여 도료 및 접착제로 사용되는데 옻은 생칠, 정제 생질, 정제 칠이 있다. 또한, 테레빈유[turpentine]는 소나무에서 얻는 정유(精油)로 주성분은 α및 β피넨이다. 소나무 줄기에 상처를 내어 침출하는 생송진(生松津)에는 약 20%의 테레빈유가 포함되어 있는데, 수증기로 증류해서 얻는데 도료 원료로 사용된다. 옻은 그의 취급이 어렵고, 피부병을 발생시키는 문제점과 건조조건의 불편함이 있으나, 이를 함유하는 본 발명의 조성물은 이러한 문제점을 발생하지 않는다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 조성물은 합성한 화합물, 특히 유기 화합물을 사용하지 않고, 천연 소재를 사용하기 때문에 환경오염물질의 발생할 우려가 없다.

이하, 실시예로서 본 발명은 상세히 설명한다.

[실시예]

이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다. 그러한 이들 실시예에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

시판 아교 100g을 생리식염수 700g에 넣고, 호모믹서로 300 rpm/분으로 약 30분 교반하여 균질한 용액을 얻었다.

이를 용기에 보관하고, 48시간 경과후 변성을 육안 및 후각으로 조사한 바, 초기 제조된 제품과 동일하였다. 이를 종래의 방법으로 아교를 물에 넣고, 가열하여 얻은 아교액과 목재에 대한 접착성을 비교하였다. 그 결과, 본 실시예의 접착제를 상기 종래의 아교액의 접착성을 비교한 바, 접착성은 차이가 없었다.

실시예 2

실시예 1의 조성물을 10일간 보관한 후, 변성 여부를 육안 및 후각으로 조사한 바, 초기 제조된 제품과 동일하였다. 이를 전술한 종래의 아교액의 접착성을 비교한 바, 접착성은 차이가 없었다.

실시예 3

실시예 1에서 생리식염수 대신에 링거액을 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 그 결과, 실시예 1의 조성물과 물성의 변화는 없었다.

실시예 4

상기 실시예 1의 조성물에 pH 3.5∼7.0의 편백정유 5g 및 pH 4∼5의 떫은 감액(枾漆液) 10g을 넣고 호모믹서로 약 7000∼8000 rpm/분으로 약 30분간 교반하여 균질한 도포제를 얻었다.

이 도포제를 3개월, 6개월간 상온에서 보관한 바, 변색, 변성은 없었다. 또한, 접착성도 상기 실시예 1의 조성물과 거의 같았다.

실시예 5

상기 실시예 1의 조성물에 pH 3.5∼7.0의 편백정유 5g, pH 4∼5의 떫은 감액(枾漆液) 10g, 불등가사리 분말(입도: 약 200메쉬)을 넣고 호모믹서로 약 7000∼8000 rpm/분으로 약 30분간 교반하여 균질한 도포제를 얻었다. 이를 3개월간 상온에서 보관한 바, 변색, 변성은 없었다.

이 도포제를 벽지에 사용하고, JIS A 6922-78의 기준에 의하여 평가한 결과는 다음과 같다.

표준 도포면적: 125 g/㎠

접착강도: 20.9 N/㎟

이 도포제를 목재에 사용하고, JIS K 6852의 기준에 의하여 평가한 결과는 다음과 같다.

표준 도포면적: 175 g/㎠

압축 선단 접착강도: 17.3 N/㎟

또한, 마루에 사용하고 JIS A 5705의 기준에 의해 평가한 결과는 다음과 같 다.

표준 도포면적: 215 g/㎠

인장 접착강도: 0.99 N/㎟

90도 박리 접착강도: 45.4 N/㎟

실시예 6

상기 실시예 5의 조성물에 석회석 분말 250g을 넣어 실시예 5와 동일하게 하여 균질한 도포제를 얻었다.

이 도포제를 사용하여 콘크리트나 모르타르 등에 접착을 시행하기 전에 하지에 도포하여 본 바, 콘크리트나 모르타르와의 접착성은 우수하며, 박리 현상은 나타나지 않았다.

실시예 7

시판 아교 300g을 생리식염수 또는 링거액 300g에 넣고, 여기에 다시 옻 300g, 및 테레빈유 500g을 넣고, 200rpm/분의 속도로 역 30분간 교반하여 균질한 용액을 얻었다.

이를 칠기의 옻 대신에 사용하게 한 바, 통상의 옻보다 건조시간이 단축되고,

알레르기 반응도 현저히 저하하였으며, 박리현상도 전혀 없었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액의 조성물은 합성 유기화합물이나 석유 수지를 사용하지 않기 때문에 인체에 유해한 환경오염물질을 발생할 우려가 전혀 없고, 또한 이 조성물을 용도에 따라 천연 소재를 첨가함으로서 접착강도, 보존기간을 증가시킬 수 있고, 항균성 및 항진균성을 증가시켜 본 조성물이 사용된 위치에 추후 곰팡이 발생을 억제할 수 있는 등의 유용한 발명이다.

Claims

삭제
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아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합한 조성물에 pH 3.5∼7.0의 편백정유를 첨가하여 이루어진 장기 보관성 도포제 조성물.
아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합한 조성물에 pH 3.5∼7.0의 편백정유 및 pH 4.0∼5.0의 떫은 감액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 그 이상을 배합하여 이루어진 장기 보관성 도포제 조성물.
아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합한 조성물에 불등가사리 분말, 우뭇가사리 분말, 다시마 분말 및 미역분말로 이루어진 군에서 선택된 1종을 10∼30중량부를 배합하여 이루어진 도포제 조성물.
아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합한 조성물에 석회분말이나 패각분말의로 이루어진 군에서 선택된 1종을 5∼20중량부를 배합하여 이루어진 도포제 조성물.
아교를 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액에 배합한 조성물에 옻나무 수액 및 테레빈유를 배합하여 이루어진 도포제 조성물.
제 8항에 있어서, 옻나무 수액의 배합비가 제 1항 기재의 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액의 조성물에 대해 35∼85중량부이고, 테레빈유의 배합비가 제 1항 기재의 아교와 염화나트륨 또는 염화칼슘의 수용액의 조성물에 대해 20∼45중량부인 도포제 조성물.