KR100655259B1 - A method to manufacture one pot type inorganic adhesives and one pot type inorganic adhesives manufactured by that method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 TGA/DTA 다이아그램1 is a TGA / DTA diagram of the present invention.
본 발명은 건축자재용으로 사용할 수 있는 규산소다(2Na2O, SiO₂)를 주성분으로 하는 친환경적 접착제의 조성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물유리라 불리는 규산소다에 황토 등 무기계 미분말을 첨가한 일액형 접착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to the composition of an environmentally friendly adhesive mainly composed of sodium silicate (2Na2O, SiO₂) that can be used for building materials, and more specifically, a one-component adhesive having an inorganic fine powder such as ocher added to sodium silicate called water glass, and It relates to a manufacturing method.
통상적으로 건축에서는 판넬이나 타일 등을 벽체나 천장 등에 고정하기 위하여 접착제 또는 몰타르를 사용하고 있으며, 특히 목재와 같은 내장재를 시공시에는 유기성 접착제가 널리 사용되고 있었으며 유기성 접착제는 접착력은 우수하지만 휘발성 유기물을 다량 방출하여 새집증후군이나 아토피성 피부염 및 두통과 인후통증 등의 제 증상을 유발시키는 요인으로 지목되고 있었으므로 정부에서는 2005년 7월 이후부터는 친환경 재료 시공정책에 따라 유기성 접착제의 사용을 금지할 계획으로 있다.In general, in the construction, adhesives or mortars are used to fix panels or tiles to walls or ceilings, and organic adhesives have been widely used when constructing interior materials such as wood, and organic adhesives have excellent adhesion but high amounts of volatile organic substances. The government has planned to prohibit the use of organic adhesives since July 2005 in accordance with the eco-friendly material construction policy since it was identified as a factor that causes symptoms such as sick house syndrome, atopic dermatitis, headache and sore throat. .
따라서, 유기성 접착제를 대체할 수 있는 무기성 접착제의 개발이 시급한 실정으로 종래 시판되고 있는 친환경 접착제로는 초산비닐계 접착제가 널리 사용되고 있으나 초산비닐계 접착제는 냄새가 적게 나며 휘발성 유기화합물을 발생시키지는 않지만 화재발생시 다량의 연기와 유독가스를 발생시킨다는 문제점이 있었다.Therefore, the development of inorganic adhesives that can replace organic adhesives is urgently needed. As a commercially available eco-friendly adhesive, vinyl acetate-based adhesives are widely used, but vinyl acetate-based adhesives are less odorous and do not generate volatile organic compounds. There was a problem of generating a large amount of smoke and toxic gas in the event of fire.
또 다른 친환경 접착제로는 무기성 접착제를 주성분으로 하는 접착제가 다수 알려져 있으나 접착 강도가 현저하게 낮다든가, 이액형으로 사용상의 불편한 점이 있었다.In addition, as the environmentally friendly adhesives, many adhesives based on inorganic adhesives are known. However, the adhesive strength is remarkably low, or the two-component adhesives are inconvenient in use.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 접착강도를 저하함이 없게 하면서 원료물질에 휘발성 유기화합물의 사용을 배제하여 포름 알데하이드와 같은 유해물질을 방출하지 않고 화재발생시 접착제의 연소에 의한 유독가스가 발생하지 않게 하는 친환경적인 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems and eliminates the use of volatile organic compounds in the raw materials without degrading the adhesive strength, thereby releasing harmful substances such as formaldehyde, and thus in the combustion of the adhesive in the event of a fire. It is an object of the present invention to provide an environmentally friendly adhesive that does not generate toxic gas.
본 발명의 또 다른 목적은 황토나 옥분말, 질석 또는 모래, 및 백토, 일라이트 등을 첨가하여 이미 알려져 있는 원적외선 또는 음이온 방출과 같은 효과를 이용할 수 있는 실내벽체나 천장의 표면을 도포하는 내부 마감재로 폭넓게 사용할 수 있게 하려는데 있다.Still another object of the present invention is to add ocher or jade powder, vermiculite or sand, and clay, illite and the like to finish the interior finishing material for coating the surface of the interior wall or ceiling that can take advantage of the known far infrared or anion emission. It is intended to be widely used.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 일액형 무기계 접착제의 제조방법을 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a one-component inorganic adhesive.
즉, 본 발명은 수산화 알미늄, 산화아연 및 산화구리의 분말과 액상의 규산소다 및 천연식물성 점성재료인 메칠 셀루로즈를 일정비율로 혼합하고 충분히 교반하여 "A재료"를 마련하고 A재료에 정제된 규산소다를 재차 첨가하고 교반하여 기본재료를 완성한 후 사용 용도에 따라 황토나 옥분말, 질석 또는 모래, 백토, 일라이트를 첨가하고 교반하여 완성한다.That is, the present invention mixes the powder of aluminum hydroxide, zinc oxide and copper oxide, liquid sodium silicate and methyl cellulose as a natural vegetable viscous material at a constant ratio, and stirs sufficiently to prepare "Material A" and refined to A material. Sodium silicate is added again and stirred to complete the basic material, followed by adding and stirring ocher or jade powder, vermiculite or sand, clay and illite, depending on the intended use.
완성된 본 발명의 제품은 점성이 매우 높은 상태로 접착제와 같은 용도에서는 바로 사용이 가능하나 도포용과 같은 경우에는 적당량의 물을 혼합하여 사용할 수도 있다.The finished product of the present invention can be used immediately in applications such as adhesives in a state of very high viscosity, but in the case of coating, an appropriate amount of water may be mixed and used.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명 접착제의 조성중 A재료의 구성비율은 아래 표와 같으며 그 조성성분은 순수 무기질 화합물을 일정비율로 혼합하여도 되나 A재료의 구성성분을 포함하는 천연물질은 자연계에서 흔히 존재하므로 일정비율로 혼합한 천연물질의 혼합결과가 A재료의 혼합비율과 동일하도록 조절하여도 무방하다.The composition ratio of the material A in the composition of the adhesive of the present invention is shown in the table below, and the composition of the composition may be mixed with a pure inorganic compound in a certain ratio, but since natural substances including the components of the material A are often present in nature, The mixing result of the mixed natural materials may be adjusted to be equal to the mixing ratio of the material A.
A재료의 혼합비율은 The mixing ratio of material A is
상기 표의 비율로 혼합된 A재료는 1000rpm 정도의 교반속도로 충분히 교반한 A material mixed in the ratio of the above table was sufficiently stirred at a stirring speed of about 1000rpm
후 정제된 규산소다를 재차 투입하여 기본재료를 완성한다.Afterwards, refined sodium silicate is added again to complete the basic material.
기본재료를 완성하기 위한 규산소다의 투입비율은 A재료에 대하여 중량비로 규산소다를 8 내지 9배가 되도록 혼합하여 이때에도 1000 rpm 정도의 교반속도로 일반 상온에서 약 1시간 내외의 시간동안 충분히 교반시켜준다.The input ratio of sodium silicate to complete the basic material is mixed so that the silicate is 8 to 9 times by weight relative to the material A. At this time, the mixture is sufficiently stirred for about 1 hour at a normal temperature at a stirring speed of about 1000 rpm. give.
상기의 방법으로 제조된 기본재료를 이용하여 황토접착제나 황토몰타르를 제조하는 방법은 입자크기가 60 ~ 600 mesh 범위의 황토분말을 기본재료 1에 황토분말을 2(wt 기준)의 비율로 혼합하여 1000 rpm의 속도로 30분 정도 교반하면 황토접착제의 제조는 완료된다.The method of manufacturing the ocher adhesive or ocher mortar using the base material prepared by the above method is to mix the ocher powder having a particle size in the range of 60 to 600 mesh and the ocher powder in the base material 1 at a ratio of 2 (wt basis). After stirring for about 30 minutes at a speed of 1000 rpm the preparation of the ocher adhesive is completed.
또한, 옥분말을 첨가한 접착제나 질석이 첨가된 접착제 또는 모래 접착제 및 백토접착제, 일라이트접착제의 경우도 기본재료에 옥분말이나 질석 또는 모래 및 백토 또는 일라이트를 1:2의 비율로 첨가하고 교반하면 옥분말 접착제나 질석 접착제 또는 모래접착제 및 백토접착제 와 일라이트 접착제가 완성된다.In addition, in the case of an adhesive with jade powder or an adhesive with vermiculite, a sand adhesive, a clay adhesive, and an illite adhesive, jade powder, vermiculite, sand and clay or illite are added to the base material in a ratio of 1: 2. Stirring completes the jade powder adhesive, vermiculite adhesive or sand adhesive, and clay adhesive and illite adhesive.
상기에서의 A 조성물에 대한 수치가 그 이하 또는 그 이상이 되었을 경우에는 완성물의 인장 강도가 저하되는 것을 알 수 있었고, 바람직하게는 수산화 알미늄 35 내외의 wt%, 규산소다 35 wt%, 산화구리 3 wt%, 산화아연 23 wt%, 메칠셀룰로오즈 4 wt% 가 되었을 때 원재료의 낭비를 줄이면서 가장 이상적인 인장강도를 얻을 수 있었다.When the numerical value of the composition A was lower than or above, it was found that the tensile strength of the finished product was lowered. Preferably, about 35 wt% of aluminum hydroxide, 35 wt% of sodium silicate, and copper oxide 3 When the wt%, zinc oxide 23 wt% and methyl cellulose were 4 wt%, the most ideal tensile strength was obtained while reducing the waste of raw materials.
이상의 방법으로 제조된 본 발명 접착제의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the action of the adhesive of the present invention produced by the above method is as follows.
먼저, 본 발명의 기본 접착제가 완성되면 점도가 22,000 - 24,000 cps 내외의 점성을 가지는 원료가 만들어지며, 여기에 황토나 모래, 질석, 옥분말, 백토, 일라이트 분말 등을 첨가하여 1000 rpm 의 속도로 30분 내외의 시간동안 교반하면 물에 젖은 진흙과 같은 성상의 최종 접착제가 완성된다.First, when the basic adhesive of the present invention is completed, a raw material having a viscosity of about 22,000-24,000 cps is made, and loess or sand, vermiculite, jade powder, clay, illite powder, and the like are added at a speed of 1000 rpm. When the furnace is stirred for about 30 minutes, the final adhesive of water-like mud is completed.
각 접착제의 성질은 흡습성의 재료를 접착시킬 경우에는 2시간 내외의 비교적 짧은 시간에 건조, 경화가 가능하나, 금속판과 금속판을 접착시킬 경우나, 혹은 석재판과 석재판 등 비 흡습성 재료를 접착시킬 경우에는 건조 및 경화 시간이 24시간에서 48시간 등으로 오랜 시간이 걸린다.The properties of each adhesive can be dried and cured in a relatively short time of about 2 hours when adhering hygroscopic materials, but when adhering a metal plate and a metal plate or adhering a non-hygroscopic material such as a stone plate and a stone plate, In this case, drying and curing time takes a long time, such as 24 to 48 hours.
아울러 어느 접착제라도 시공 후 한번 경화, 건조되고 나면 접착 강도는 KS 규격의 2 배 이상의 강도를 지닌다.In addition, once any adhesive is cured and dried after construction, the adhesive strength is more than twice the KS standard.
이에 대한 구체적인 용도로는 황토접착제의 경우, 마루판 접착제용, 실내 벽체 마감처리, 타일 접착용 등으로 이용 될 수 있고, 모래 접착제는 타일 접착용, 실내 벽체 마감처리 등에 사용되며, 옥 분말 접착제의 경우에는 옥타일 접착용, 실내벽체마감처리 등에 주로 사용된다.As a specific use for this, the ocher adhesive may be used for floorboard adhesive, interior wall finishing, tile bonding, and the like. The sand adhesive is used for tile bonding, interior wall finishing, and the like. It is mainly used for octale bonding, interior wall finishing, etc.
또한 질석접착제의 경우에는 실내벽체마감처리에 주로 사용되고, 백토접착제는 마루판접착용, 실내 벽체마감처리, 타일접착용 황토접착제의 색상조절용 등으로 다양하게 사용 될 수 있으며, 일라이트 접착제는 고급스러운 실내 벽체 마감처리용으로 적합하다. In addition, vermiculite adhesives are mainly used for interior wall finishing treatments, and clay adhesives can be used in various ways, such as floor board adhesion, interior wall finishing treatment, and color adjustment of ocher adhesives for tile adhesion. Suitable for wall finishing
위와 같은 본 발명에 의해 제조된 접착제는 비닐등으로 밀봉시켜 유통하게 되는데, 완전 밀봉된 상태를 유지 하였을 때에는 그 유통기간이 1년 이상 지속되어도 물성의 저하를 야기 시키지 않는다. The adhesive prepared by the present invention as described above is distributed by sealing with a vinyl, etc., when maintaining the fully sealed state does not cause degradation of physical properties even if the distribution period lasts more than one year.
상기와 같은 본 발명의 접착제를 이용하여 거실이나 방 등의 주거공간용 마 루판을 콘크리트 위에 부착시키는 경우를 예로 들어 설명하면 접착면을 깨끗이 한다음, 스프레이등을 이용하여 표면을 물로 적신후, 접착제를 주걱 등을 이용하여 얇게 도포하고, 피 접착물인 마루판이나 타일등을 가볍게 눌러주면서 접착시켜주면 되는데, 이의 건조시간이 짧을 뿐 아니라 접착강도가 2.6 N/㎟에 달하며 상기의 강도는 접착제에 관한 KS규격의 2배를 상회한다.Using the adhesive of the present invention as described above to explain the case of attaching a floorboard for a living space, such as a living room or room on concrete, for example, to clean the adhesive surface, and then wet the surface with water using a spray, adhesive Apply thinly with a spatula, etc., and apply lightly by pressing the floorboard or tile to be adhered. Its drying time is short and its adhesive strength reaches 2.6 N / mm2. More than twice the specification.
또한, 황토나 모래 등을 혼합하기 전의 기본재료는 점도가 100,000 CPS 이상으로 점성계수가 대단히 높지만 용도에 따라 황토나 모래 등을 첨가하고 사용하기에 편리하게 적당량의 물로 희석하면 벽지 부착에 적합한 점성계수의 풀로 만들 수 있고 이 풀로 벽지를 바르면 냄새가 전혀 나지 않을 뿐 아니라 휘발성 유기화합물의 발생도 완벽히 방지할 수 있으며 향후 벽지를 제거하여야 할 경우에 제거가 불가능할 정도로 접착강도가 대단히 우수하다.In addition, the basic material before mixing ocher or sand has a very high viscosity coefficient of more than 100,000 CPS, but depending on the purpose, it is convenient to add ocher or sand and dilute it with an appropriate amount of water to make it suitable for wallpaper. It is possible to make it as a grass, and if you apply wallpaper with this grass, it does not smell at all and completely prevents the generation of volatile organic compounds, and the adhesive strength is so excellent that it cannot be removed in the future when the wallpaper is to be removed.
또한, 타일 부착용 몰타르로 사용할 경우 접착강도가 대단히 우수하며 시멘트 등에서 발생할 수 있는 시멘트 독으로부터 자유로울 수 있다.In addition, when used as a mortar for attaching tiles, the adhesive strength is very excellent and can be free from cement poisons that may occur in cement.
본 발명의 접착제는 적당량의 물로 희석하여 페인트 대용으로 사용할 수도 있다.The adhesive of the present invention may be used as a paint substitute by diluting with an appropriate amount of water.
페인트로 사용할 경우 용제가 물이고 유기용제를 사용하지 않으므로 시공 후 건조되고 나면 바로 사용하더라도 인체에 아무런 영향을 주지 않을 정도로 완벽한 웰빙(Well being)재료이다.When used as a paint, the solvent is water and does not use organic solvents, so it is a perfect well being material that does not affect the human body even if dried immediately after construction.
스프레이 시공 후 건조시 못이나 날카로운 금속으로 긁더라도 흠집이 나지 않을 정도로 강도가 우수하며 화재가 발생할 경우라도 불에 타지 않을 뿐 아니라 화재로 인한 유독가스의 발생도 방지하게 할 수 있다.When sprayed after drying, it is strong enough not to be scratched even if it is scratched with nails or sharp metals, and it is possible to prevent the generation of toxic gases due to fire as well as not to burn in case of fire.
또한, 본 발명은 목재와 같은 연소성 내장재의 표면에 도포할 경우 인화성을 저하시켜 내화성을 향상하게 할 수도 있다.In addition, the present invention may reduce the flammability when applied to the surface of the combustible interior material such as wood to improve the fire resistance.
본 발명의 접착제는 접착강도가 금속을 대상으로 하는 경우 접착력이 4.3 N/㎟ 정도이고 목재를 대상으로 하는 경우 2.6 N/㎟ 정도로 접착강도가 탁월하며 본 발명은 근복적으로 무기계 접착제이고 최종제품의 경우 0.25%정도의 메칠 셀루로즈를 함유하고 있어 도 1에 도시된 것과 같이 TGA/DTA(Thermal Gravity Analysis/Differential Gravity Analysis) 다이아그램을 통해서 보면 1300℃까지의 온도상승중 일부의 결합수와 비결합수가 300℃ 근처에서 빠져나가고 나면 소량의 유기물이 분해되는 결과를 보여주고 있다.The adhesive of the present invention has excellent adhesive strength of 4.3 N / mm 2 when the adhesive strength is applied to metals and 2.6 N / mm 2 when used with wood. In the case of 0.25% methyl cellulose, the TGA / DTA (Thermal Gravity Analysis / Differential Gravity Analysis) diagram shows the number of bound and unbound water in some of the temperature rise up to 1300 ° C. After getting out near 300 ℃, a small amount of organic matter is decomposed.
따라서, 화재가 발생하더라고 접착제의 연소로 인한 유독가스의 발생은 없다.Therefore, even if a fire occurs, no toxic gas is generated due to the combustion of the adhesive.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 건축용 접착제로 사용할 경우 높은 접착력의 확보가 가능하고 인체에 유해한 물질의 방출이 없어 보다 친환경적이며 페인트를 대체할 경우 황토나 옥분말, 질석 등과 같은 널리 알려진 유용성분을 포함한 실내 마감재로 수려한 질감과 색감을 나타낼 수 있을 뿐 아니라 현장시공시 작업자의 피부에 직접 노출되는 경우라도 유해성이 없으며 일액형으로 용도에 따라 희석수만 적당량 첨가하면 되므로 그 시공작업이 매우 간편해 지는등의 여러 유용한 효과를 동시에 거둘 수 있는 매우 유익한 발명임이 명백하다.As described above, the present invention can secure high adhesive strength when used as an adhesive for construction and is more environmentally friendly because there is no emission of harmful substances to the human body, and when it replaces paint, it contains well-known useful components such as ocher, jade powder, vermiculite, etc. Not only can the interior finishing material show beautiful texture and color, but it is not harmful even if it is directly exposed to the worker's skin during site construction, and it is very simple to install because only one part of dilution water is added according to the purpose. It is evident that this is a very beneficial invention that can achieve useful effects at the same time.
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KR100763142B1 (en) | 2006-08-31 | 2007-10-04 | 박병훈 | Toughened pulp inner material that mix sawdust and manufacturing process thereof |
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