KR100830285B1 - 곤충 기피제 및 은 나노성분을 함유하는 벽지제조용 접착제및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모기, 파리 등의 곤충 기피제 및 은 나노성분을 실내 건축재인 합지벽지, 원단벽지 제조에 필수적으로 사용되는 접착제에 첨가함으로써, 접착 성분 자체의 변질 및 부패현상을 방지하고 벽지의 시공 후 항균, 항곰팡이성을 증진시키며 모기로 인해 옮겨지는 병인 뇌염(encephalitis), 말라리아(malaria), 상피병(filaria) 등과 피부 알레르기 유발 등을 사전에 방지할 수 있는 기능을 제공하는 새로운 형태의 접착제(Adhesive) 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
곤충 기피제, 은 나노, 합지벽지, 원단벽지, 접착제

Description

곤충 기피제 및 은 나노성분을 함유하는 벽지제조용 접착제 및 이의 제조방법{Adhesive for wall paper containing vermin exterminator and nano-silver and process for preparing the same}
도 1은 본 발명에 따른 벽지제조용 접착제의 제조공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 접착제를 처리하지 않은 합지벽지(좌측)와 처리한 합지벽지(우측)에 대한 항곰팡이성을 비교한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 접착제를 처리하지 않은 원단벽지(좌측)와 처리한 원단벽지(우측)에 대한 항곰팡이성을 비교한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 접착제를 처리하지 않은 합지벽지(좌측)와 처리한 합지벽지(우측)의 폐렴균에 대한 항균성을 비교한 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 접착제를 처리하지 않은 원단벽지(좌측)와 처리한 원단벽지(우측)의 폐렴균에 대한 항균성을 비교한 사진이다.
본 발명은 벽지제조에 사용되는 합지용 접착제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 곤충 기피제 및 은 나노성분을 함유하는 벽지제조용 접착제 및 이의 제 조방법에 관한 것이다.
벽지는 실내 건축재로서 큰 공사 없이 실내 분위기를 색다르게 연출해주는 효과적인 마감재로서, 시공비가 저렴한 합지벽지가 널리 이용되고 있으며, 요즈음에는 고급 인테리어 자재로서 환경친화적인 원단벽지가 트렌드로 자리 잡아가고 있는 실정이다.
합지벽지는 상지와 하지 두 겹의 백상지에 수용성 접착제를 사용하여 합지한 후 인쇄와 엠보싱으로 무늬를 넣어 벽지를 제작한다.
합지벽지에 필수적으로 사용되는 합지용 접착제는 각종 휘발성 유기화합물질(Volatile Organic Compound)과 포름알데히드(Formaldehyde) 등의 환경호르몬을 다량 방출하는 등의 문제점이 부가되면서 유해한 화학 물질의 규제 및 환경 규제가 강화되고 환경과 인체에 대한 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 건강을 생각하는 다양한 기능성 제품들의 연구 개발이 꾸준히 진행되고 있다.
특히, 합지벽지와 원단벽지용 수성 접착제는 시공 후 고온 다습한 환경에 노출될 경우 세균 번식 및 곰팡이 등의 서식에 의하여 인체에 매우 유해한 환경을 조성할 수 있다.
한편, 모기는 흡혈과 질병 등의 피해를 준다.
디이이티(DEET: N,N-diethyl-m-toluamide)는 일반적인 모기 기피제의 주성분으로 모기가 좋아하는 사람의 냄새를 감추는 역할을 한다. 모기에 대한 효과가 가장 좋으며, 진드기, 벼룩, 사람을 무는 파리에도 효과가 있으며, 로션, 크림, 스프레이, 스틱 등의 타입으로 나온다.
디이이티의 부작용을 살펴보면, 피부에 닿았을 경우 알레르기 반응으로 피부염이 생길 수 있고, 스프레이 타입을 사용 시 눈에 들어갔을 경우 후유증은 남지 않으나 따끔거릴 수 있다. 또한 중추신경계 이상으로 경련을 일으킬 수 있다. 이는 피부에 바른 양의 7 내지 10%가 피부를 통해 흡수되므로 부작용의 가능성이 있는 것이다.
인체에 대해서는 곤충을 죽이는 개념의 방충제 사용은 잠재적 독성 등이 늘 문제시되어 왔기 때문에 살충 개념에서 곤충들을 기피하는 방향으로 꾸준한 연구가 진행되어왔다. 인체에 유해한 디이이티가 주제로 사용되었던 기존의 모기 기피제에서 인체에 해를 끼치지 않는 환경친화적인 천연 약재들이 개발되고 있다.
본 발명의 목적은 유해 환경 조성을 방지하기 위하여 접착제에 은 나노성분을 사용함으로써, 보관 및 유통 중에 발생할 수 있는 부패 및 변질을 방지하고 항균 및 항곰팡이 처리를 겸할 수 있는 벽지제조용 접착제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인체에 직, 간접적으로 도포 및 분사로 사용되는 곤충 기피제를 합지벽지, 원단벽지용 수성접착제에 사용함으로써, 실내 건축물 내의 모기, 파리 등의 곤충물이 접근하지 못하게 하는 인체무해, 환경친화적인 접착제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 곤충 기피제 및 나노 은을 함유 하는 벽지제조용 접착제를 제공한다.
바람직하게는, 본 발명의 벽지제조용 접착제는 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부, 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체 10 내지 30 중량부, 나노 은 0.1 내지 10 중량부, 곤충 기피제 0.1 내지 10 중량부를 포함한다. 상기 조성비는 본 발명의 목적 및 효과를 달성하기 위하여 반복 실험한 결과 얻은 최적의 수치범위이다. 상기 공중합체들은 수용성 접착제를 구성하는 베이스 수지로서 접착제 물성 등을 고려하여 가장 바람직한 공중합체 수지이다.
본 발명에서 곤충 기피제로는 장기간의 지속적인 기피 효과를 고려하여, 시트로넬라 등과 같은 천연 곤충 기피 원료를 마이크로 캡슐화한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트를 공중합하는 단계; 숙성 및 교반한 후 냉각시키는 단계; 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체를 혼합하는 단계; 나노 은을 혼합하는 단계; 및 곤충 기피제를 혼합하는 단계를 포함하는 벽지제조용 접착제의 제조방법을 제공한다.
은(銀)은 예로부터 예방을 위한 신비의 물질로 전해 왔으며, 650여 가지의 병균을 박멸하는 효과가 있다. 본초강목에 따르면, 은을 몸에 지니고 있으면 오장이 편안하고, 심신이 안정되며, 사기를 내쫓고, 명을 길게 한다. 동의보감에 따르면, 은은 간질 및 경기 등 정신질환과 냉대하와 같은 부인병 예방 및 치료에 효험이 있다. 은은 음이온과 원적외선을 방출하여 강한 살균력과 항균성 및 항곰팡이성을 발휘하며, 인체내 호르몬 계통의 균형을 유지하고 전자파와 수맥파를 차단한다.
은의 면역성에 대해 살펴보면, "인체와 전기"의 저자 로버트베커 박사는 인체 면역력의 상당 부분을 은이 맡고 있다고 하면서, 인체 내의 은 함량이 기준(0.0001%) 이하로 떨어질 때 질병에 걸릴 확률이 높아진다고 연구 발표하고 있다. 그 외에도 나노 은의 특징으로는 강한 살균력에 의해 무좀균 및 여드름균 등을 99.99% 박멸하는 것으로 실험결과 판명되었다.
은의 항균 및 살균 메커니즘을 살펴보면, 은의 양이온에 의한 항균 및 살균작용은 세균의 SH기, -COOH기, -OH기 등과 강하게 결합하여 세균의 세포막을 파괴 또는 세포의 기능을 교란시키는 것으로 추정된다. 일반적으로 미생물을 사멸시키는데 소요되는 시간이 통상 수분에서 수시간이 소요되나, 나노 실버는 10 ppm 농도에서 MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균)을 1분 안에 99.9% 이상을 사멸시켰다. 특히 MRSA를 10초 만에 99.8% 살균하였다는 것은 은의 양이온이 미생물의 SH기, -COOH기, -OH기 등과 강력하고도 순간적인 결합을 함으로써 세포막을 파괴하고 세포를 교란시키는 것이라는 추정을 가능케 한다.
은의 활성산소에 의한 살균 작용에 대해 살펴보면, 콜로이드 은이 촉매작용을 하여 산소가 활성산소(O2 +, O2 -, O)로 전환되어 살균작용을 발휘하는 것으로 추정된다. 이는 산소(결합산소, 용존산소 등)가 은 양이온의 촉매 작용에 의해 활성산소로 전환되어 살균작용을 발휘할 때 여기에 SOD(Superoxide dimutase)를 첨가하면 항균력이 소실되는 것으로 그 근거를 추정케 한다.
은의 금속(Metal)으로서의 항균 및 살균작용에 대해 살펴보면, 다른 금속이 나 일반 은의 경우와는 다르게 나노 실버는 실버가 1 ㎚ 이하의 작은 크기로 나노화가 되어 있기에 100 내지 200 ㎚ 정도의 미생물이 이를 섭취하는 것이 가능하고, 섭취시 호흡기 장애 및 대사 장애로 균이 죽는다고 추정된다. 여타의 무기 담체를 사용한 항균제에 있어서도 무기 담체로부터 해리된 항균 금속 이온(Ag+, Zn2 +, Cu2 +)이 세포막 및 효소 등의 단백질과 결합하여 세포의 에너지 대사를 저해하는 것으로 추정하고 있으며, 그 증거로는 은의 양이온이 균체 내부로 전이되는 것으로 설명할 수 있다. 다만 은 입자의 크기가 2 내지 10 ㎚ 이하의 크기로 미생물이 이를 섭취시 대사장애 등을 유발하는 금속 자체로서의 살균력이 있다고 추정된다.
본 발명에서는 인체에 유해한 DEET를 주제로 사용하여 만드는 기존의 곤충 기피제와 달리 식물에서 채취한 천연원료(천연 아로마향)를 사용하여 인체에 전혀 해를 끼치지 않아 환경 친화적이며, 특히 유아에게 안심하고 사용할 수 있다.
또한, 천연 곤충 기피 물질로 인하여 모기 등의 곤충이 접근하지 못하고 도망가게 하고, 힘을 쓰지 못하게 하는 효과가 있으며, 이와 같은 곤충 기피 천연 약제를 마이크로 캡슐화한 것과 조합하여 사용할 경우 더 오랜 성능을 유지하는 효과를 기대할 수 있다. 천연의 곤충 기피 약제를 마이크로 단위의 작은 입자 내에 함유함으로써, 캡슐 내부의 천연약제가 서서히 방출하는 마이크로 캡슐의 특징을 살려 장기간 지속적인 기피 효과를 부여할 수 있다.
본 발명에서 천연 곤충 기피 원료로는 시트로넬라(Citronella) 등을 사용할 수 있다.
오래전부터 질병의 직, 간접적인 원인을 제공하는 곤충을 죽이거나 쫓아 버리고자 하는 시도는 계속되어 왔다.
특히 인체에 대해서는 곤충을 죽이는 개념의 방충제 사용의 잠재적 독성 등이 늘 문제시되어왔기 때문에 살충 개념에서 곤충들을 기피하는 방향으로 꾸준한 연구가 진행되어 왔다. 서양의 경우 이러한 천연 기피제로 로즈, 제라늄, 라벤다 등에서 추출한 정유를 이용해 왔고, 국내에서는 노송나무, 바자나무 잎을 그을려 모기를 쫓는 등의 방법을 이용해 왔다.
그 중 모기 쫓는 풀로 알려진 구문초 잎에서 추출한 시트로넬라 정유는 미국 EPA(환경청)에서 유/무해 규제 대상이 아닌 무독성 물질로 분류될 만큼 인체에 해가 없고 부작용이 없을뿐더러 어린이들에게도 사용이 가능하다. 또한 시트로넬라는 곤충을 쫓는 효과 외에도 근육 경련 완화, 맥박이 약할 때, 고양이가 창가의 화분에 가까이 가지 못하게 하는 효과까지 지니고 있다. 그 외에도 지성 피부, 피부 불순물 제거, 방부 소독, 기분을 상쾌하고 맑게 해주기도 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 벽지제조용 접착제의 제조공정도로서, 구체적인 제조공정은 다음과 같다.
1. 비닐 아세테이트(vinyl acetate)와 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate)의 공중합
비닐 아세테이트 10 내지 20 중량부, 부틸 아크릴레이트 모노머(butyl acrylate monomer) 1 내지 10 중량부, 유화제 0.01 내지 5 중량부, 촉매 0.01 내지 5 중량부, 물 등을 가해 중합반응을 하여 공중합한다. 이때 반응온도는 70 내지 90℃, 반응시간은 2 내지 4시간이 바람직하다.
2. 숙성 및 교반
0.5 내지 2시간 숙성하여 완전 중합체를 형성하며, 70 내지 90℃의 온도에서 12시간 이상 교반하여 잔량 단량체 및 휘발성 유기물질을 제거한다.
3. 냉각
40℃ 이하로 냉각한다.
4. 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체(styrene 2-ethylhexyl acrylate copolymer) 혼합
40℃ 이하에서 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체를 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부를 혼합한 후 교반한다.
5. 나노 은(nano Ag) 혼합
30℃ 이하에서 나노 은을 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부를 혼합한 후 교반한다.
6. 곤충 기피제 혼합
30℃ 이하에서 곤충 기피제를 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부를 혼합한 후 교반한다.
[실시예]
1. 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합
비닐 아세테이트 13 중량부, 부틸 아크릴레이트 모노머 4 중량부, 유화제 0.3 중량부, 촉매 0.2 중량부, 물 69 중량부 등을 가해 중합반응을 하여 공중합하였다. 이때 반응온도는 80 내지 82℃, 반응시간은 3.5 내지 4시간으로 반응시켰다.
2. 숙성 및 교반
1시간 숙성하여 완전 중합체를 형성하였으며, 80℃의 온도에서 12시간 교반하여 잔량 단량체 및 휘발성 유기물질을 제거하였다.
3. 냉각
40℃ 이하로 냉각하였다.
4. 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체 혼합
40℃에서 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체를 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부에 대하여 18 중량부를 혼합한 후 교반하였다.
5. 나노 은 혼합
30℃에서 나노 은을 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부에 대하여 3 중량부를 혼합한 후 교반하였다.
6. 곤충 기피제 혼합
30℃에서 곤충 기피제를 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부에 대하여 4 중량부를 혼합한 후 교반하였다.
[시험예]
1. 곰팡이 저항성
한국섬유기술연구소에 의뢰하여 KS A 0702-1980에 따라 곰팡이 저항성을 측정하였다. 사용한 균주는 Chaetomium globosum(ATCC 6205)이며, 28 내지 30℃, 85 내지 95% RH의 습도 조건에서 2주일간 배양하였다. 시험 결과, 표 1 및 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이, 시료 또는 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않았다.
곰팡이 저항성 실험결과
시험균종(보존번호) Chaetomium globosum(ATCC 6205)
본 발명에 의해 제조된 접착제가 처리된 합지벽지(sample A) 3 (시료 또는 시험편의 접종을 한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않는다.)
본 발명에 의해 제조된 접착제가 처리된 원단벽지(sample B) 3 (시료 또는 시험편의 접종을 한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않는다.)
2. 항균성
한국섬유기술연구소에 의뢰하여 KS K 0693-2001에 따라 항균성을 측정하였다. 사용한 균주는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae)이었다. 정균감소값과 정균감소율을 아래의 수학식에 의해 계산하였으며, 그 결과는 표 2와 표 3 및 도 4와 도 5에 나타내었다.
정균감소값(S) = log Mb - log Mc(무가공 시료에 대한 가공 시료의 생균 수의 차)
정균감소율(%) = (Mb - Mc) × 100 / Mb
여기서, Ma: 대조편의 접종 직후 생균 수,
Mb: 대조편의 18시간 배양 후 생균 수,
Mc: 시료의 18시간 배양 후 생균 수
폐렴균에 대한 항균성 실험결과
Sample 폐렴균(Klebsiella pneumoniae, ATCC 4352)
Ma Mb Mc 정균감소값 정균감소율(%)
본 발명에 의해 제조된 접착제가 처리된 합지벽지(sample A) 1.4×105 1.4×107 2.0×102 4.8 99.9
본 발명에 의해 제조된 접착제가 처리된 원단벽지(sample B) 1.4×105 1.4×107 2.0×102 4.8 99.9
황색포도상구균에 대한 항균성 실험결과
Sample 황색포도상구균(Staphylococcus aureus,(ATCC 6538P)
Ma Mb Mc 정균감소값 정균감소율(%)
본 발명에 의해 제조된 접착제가 처리된 합지벽지(sample A) 4.7×105 2.0×107 2.0×102 5.0 99.9
본 발명에 의해 제조된 접착제가 처리된 원단벽지(sample B) 4.7×105 2.0×107 2.0×102 5.9 99.9
본 발명은 벽지제조용 접착제에 나노 은 성분을 사용함으로써, 보관 및 유통 중에 발생할 수 있는 부패 및 변질을 방지하고 항균 및 항곰팡이 처리를 겸할 수 있다. 또한 곤충 기피제를 벽지합지용 수성접착제에 사용하여 벽지를 제작함으로써, 실내 건축물 내의 모기, 파리 등의 곤충물이 접근하지 못하게 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 곤충 기피제 및 나노 은을 함유하는 벽지제조용 접착제에 있어서, 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트의 공중합체 100 중량부, 스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체 10 내지 30 중량부, 나노 은 0.1 내지 10 중량부, 곤충 기피제 0.1 내지 10 중량부를 포함하되,
    상기 곤충 기피제로서 천연 곤충 기피 원료를 마이크로 캡슐화한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 벽지제조용 접착제.
  3. 삭제
  4. 비닐 아세테이트와 부틸 아크릴레이트를 공중합하는 단계;
    숙성 및 교반한 후 냉각시키는 단계;
    스티렌 2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체를 혼합하는 단계;
    나노 은을 혼합하는 단계; 및
    곤충 기피제를 혼합하는 단계를 포함하는 벽지제조용 접착제의 제조방법.
KR1020070015857A 2006-12-15 2007-02-15 곤충 기피제 및 은 나노성분을 함유하는 벽지제조용 접착제및 이의 제조방법 KR100830285B1 (ko)

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KR101111212B1 (ko) * 2009-06-30 2012-02-15 영진산업 주식회사 내수성이 향상된 합지벽지용 수성접착제 및 이의 제조방법

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