KR101078689B1 - 기능성 접착제 및 이를 이용한 건축자재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인체에 이로운 성분을 방출하며, 항균성을 가지는 기능성 접착제에 관한 것으로, 상세하게는 인체에 이로운 성분인 원적외선과 음이온을 방출하는 성분과, 항균성인 살균기능과 살충기능을 가지는 성분을 함유하는 살균기능과 살충기능 및 음이온과 원적외선을 방출하는 기능성 접착제를 제공하는 동시에, 이를 활용한 건축자재에서 발생되는 유해화합물의 방산량을 최소화시킴으로써 인간 거주에 대한 삶의 질을 향상시킬 수 있는 기능성 접착제에 관한 것이다.

Description

기능성 접착제 및 이를 이용한 건축자재{Functional adhesive, Construction material using thesame}
본 발명은 인체에 이로운 성분을 방출하며, 항균성을 가지는 기능성 접착제에 관한 것으로, 상세하게는 인체에 이로운 성분인 원적외선과 음이온을 방출하는 성분과, 항균성인 살균기능과 살충기능을 가지는 성분을 함유하는 살균기능과 살충기능 및 음이온과 원적외선을 방출하는 기능성 접착제를 제공하는 동시에, 이를 활용한 건축자재에서 발생되는 유해화합물의 방산량을 최소화시킴으로써 인간 거주에 대한 삶의 질을 향상시킬 수 있는 기능성 접착제에 관한 것이다.
우리의 생활주변에서는 접착제가 없어서는 아니 될 정도로 다양한 분야에서 우리 생활에 아주 밀접하게 사용되고 있다.
종래에 사용되고 있는 접착제는 각종 휘발성 유기화합물을 발생시킴으로써 피부염, 기관지염 등과 같은 질병을 유발시킴으로써 인체에 악영향을 끼치는 단점이 있다.
특히, 접착제는 다양한 분야에서 사용됨으로써 그 사용장소가 다양함으로 습도와 온도가 높은 장소에 사용되는 경우 접착제에서 곰팡이 균이 발생하는 단점이 있다.
이와 같은 다양한 분야에서 다양하게 사용되는 접착제의 다양한 문제점을 가지고 있으며, 다양한 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌들과 같이 다양한 기능성 접착제가 개발되고 사용되고 있다.
특허문헌 1. (KR) 공개특허 공개번호 10-2004-051461호의 칠보석 분말과 음이온, 은항균제를 이용한 기능성 접착제에서는, 음이온을 발생시키는 칠보석 분말과 항균성을 가지는 은을 사용하여 음이온 발생과 항균성을 가지는 기능성 접착제에 관한 기술이 제공되어 있다.
특허문헌 2. (KR) 등록특허 특허번호 10-733926호의 기능성 접착제, 이를 사용한 건축 자재 및 상기 접착제의 제조방법에서는, 접착제의 구성 성분들 중에서 일부를 식물 건조 분말 등으로 대처함으로써, 각종 휘발성 유기화합물(VOC)을 저감시키고 포름알데히드(HCHO)를 제거시킨 환경 친화적인 기능성 접착제에 관한 기술이 제공되어 있다. 즉, 플라보노이드계 화합물, 폴리페놀계 화합물, 스테로이드계 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 기능성 접착제에 관한 기술을 제공하고 있다.
특허문헌 3. (KR) 공개특허 공개번호 10-2009-128080호의 천연수지를 이용한 기능성 접착제 조성물에서는, 코펄 수지액(Copal Gum)과 세락 수지액(Shellac Gum)으로 이루어진 천연 수지액과, 잔량의 난연성 또는 응결성 향상을 위한 첨가제 또는 보조제를 포함하는 천연수지 바인더 조성물을 제공하고, 상기 코펄 수지액과 세락 수지액으로 이루어진 천연 수지액에 대하여, 견운모, 토르마린, 자수정, 맥반석, 벤토나이트, 탄산칼슘, 및 활석을 포함하는 기능성 광물 군으로부터 선택된 광물로 이루어진 고형물을 혼합시켜 원적외석/음이온 방출, 수맥차단 기능을 가지는 접착제 조성물에 관한 기술을 제공하고 있다.
1. (KR) 공개특허 공개번호 10-2004-051461호. 2. (KR) 등록특허 특허번호 10-733926호. 3. (KR) 공개특허 공개번호 10-2009-128080호.
본 발명은 종래의 특허문헌들과 같이 인체에 이로운 성분인 원적외선과 음이온을 방출하며, 항균성을 가지는 기능성 접착제를 제공하고, 이를 이용한 건축자재를 제공하고자 한다.
즉, 본 발명은 접착제가 원적외선과 음이온을 방출하는 성분인 광물질 가루와 황토분말과 항균성을 가지도록 살충기능과 살균기능을 가지는 성분인 숯가루와 목초액을 포함하도록 함으로써 인체에 이로운 성분을 방출하고, 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 하는 기능을 가지는 접착제를 제공하고, 상기 기능성 접착제를 이용한 건축자재를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 해결하고자 하는 본 발명인 기능성 접착제는, 토루말린과 모나자이트와 제올라이트와 귀사문석으로 혼합된 광물질 가루와, 황토분말과, 목초액의 혼합물로 이루어진 기능성 물질이 접착제 전체 중량에 대하여 24~37중량% 포함한다.
상기 기능성 물질은 광물질 가루 10~15중량당, 황토분말 4~7중량, 목초액 10~15중량으로 이루어지거나, 상기 기능성 물질은 광물질 가루 10~15중량당, 황토분말 4~7중량, 목초액 9~14중량, 숯가루 1~3중량으로 이루어진다.
상기 광물질 가루는 토루말린 20~30 중량당, 모나자이트 22~45 중량, 제올라이트 10~20 중량, 귀사문석 15~20 중량으로 이루어진다.
상기 기능성 접착제는 필름, 도어, 창, 의자, 책상, 마루, 벽지, 천장재, 벽장재 및 바닥재로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 기재의 표면에 접착력을 부여하기 위해 사용된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명인 기능성 접착제는 광물질 가루와 황토가루 성분에 의하여 원적외선과 음이온을 방출하고 휘발성 유기화합물(VOC)을 저감시키고 포름알데히드(HCHO)를 제거하고, 목초액과 숯가루 성분에 의하여 냄새를 제거하며 살균/살충 기능을 가짐으로써 신축 아파트, 주택 공사에 다양하게 사용되어 새 집에서 발생하는 새집 증후군, 또는 곰팡이로 인한 기관지염 등과같은 질병 등을 예방할 수 있을 것으로 예측된다.
특히 목초액은 농업에서는 농약 대신에 이용하며, 축산업에서는 분뇨 냄새나 악취를 제거할 때 또는 가축의 사료로 이용되기도 하며, 정장제(整腸劑)·정로환(正露丸) 등 의약품의 원료로 사용되며, 무좀·아토피피부염에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 목초액을 포함하도록 하는 본 발명인 기능성 접착제는 살균기능과 살충기능이 있어 실내에 벌레의 서식 및 곰팡이 번식을 방지하고, 새집 증후군으로 인한 아토피피부염을 예방할 수 있을 것으로 예측된다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함에 있어 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 접착제는 복수 개의 물체를 접합하는데 사용하는 물질을 의미하는 것으로서 점착제를 포함하는 개념이다. 본 발명의 접착제는 1액형, 2액형 모두 적용 가능한 제품으로 여기서 1액형이란 주재와 경화제가 혼합 분산되어 섞여있는 접착제를 말하며, 2액형이란 주재와 경화제가 따로 포장되어 사용시 혼합하는 접착제를 말한다.
접착제의 조성은 주재, 경화제, 보조 첨가제로 구성되어 있다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 폴리비닐아세테이트계(PVAc), 에틸렌비닐아세테이트계(EVA), 멜라민계, 요소계, 페놀계, 우레탄계, 에폭시계, 아크릴계, 실리카계 수지의 경우 크게 주재와 경화제로 구성되어 있고, 기타 보조 첨가제로서 탄석(CaCO3)과 같은 충진제, 용제 또는 수분, 안정제, 분산제, 소포제, 소강제, 기타 혼합제 중 2개 이상을 포함하고 있다.
본 발명의 실시 예에서는 에멀젼 타입 접착제(주성분: EVA, 상품명:175HY, 제조원 오공본드 주식회사)를 사용하였다.
본 발명은 기능성 접착제로서 음이온과 원적외선을 방출하며, 살충과 살균기능에 의하여 항균성을 가진다. 즉, 광물질 가루와 황토분말과 목초액으로 이루어진 기능성 혼합물 또는 광물질 가루와 황토분말과 목초액과 숯가루로 이루어진 기능성 혼합물을 포함하는 기능성 접착제이다.
상기 기능성 접착제는 광물질 가루와 황토분말과 목초액으로 이루어진 기능성 혼합물 또는 광물질 가루와 황토분말과 목초액과 숯가루로 이루어진 기능성 혼합물이 접착제 전체 중량에 대하여 24~37중량% 포함하도록 한다.
즉, 기능성 접착제는 광물질 가루와 황토분말과 목초액으로 이루어진 기능성 혼합물 24~37중량%와 접착제 63~76중량%로 이루어지거나,
또는 광물질 가루와 황토분말과 목초액과 숯가루로 이루어진 기능성 혼합물 24~37중량%와 접착제 63~76중량%로 이루어진다.
상기 기능성 물질은 광물질 가루 10~15중량당, 황토분말 4~7중량, 목초액 10~15중량로 이루어지거나 또는 광물질 가루 10~15중량당, 황토분말 4~7중량, 목초액 9~14중량, 숯가루 1~3중량로 이루어진다.
즉, 기능성 물질은 광물질 가루 10~15㎏당, 황토분말 4~7㎏, 목초액 10~15㎏으로 이루어지거나 또는 광물질 가루 10~15㎏당, 황토분말 4~7㎏, 목초액 9~14㎏, 숯가루 1~3㎏으로 이루어진다.
상기 광물질 가루는 중량비로 혼합되며, 토루말린 20~30 중량당, 모나자이트 22~45 중량, 제올라이트 10~20 중량, 귀사문석 15~20 중량으로 이루어지며, 분쇄장치에서 분쇄하고 걸름망을 통하여 평균 입도가 600~800 매쉬의 입도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 광물질 가루는 토루말린 20~30㎏시 모나자이트 22~45㎏, 제올라이트 10~20㎏, 귀사문석 15~20㎏으로 혼합가루를 형성한다.
상기 황토분말은 순수한 황토를 고온(600~900℃)에서 가열하여 고온소성 시킨 뒤 물이나 공기를 이용하여 급냉시키는 과정을 거쳐 분쇄하여 평균 입도가 600~1000 매쉬 입도를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 황토를 고온을 가열하는 경우 황토에 존재하는 미생물을 제거할 수 있는 효과도 있다.
상기 숯가루는 목재를 탄화시켜 제조된 고형화 숯을 분쇄장치에서 분쇄하고 걸름망을 통하여 350±50 매쉬의 입도를 갖는 숯가루를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 350±50 매쉬의 입도는 입자가 이것보다 클 경우에는 도포 후 가벼운 외부충격에도 입자의 파손으로 도막이 손상될 수 있으며, 입자가 너무 작으면 숯의 특성인 다공성이 손상되기 때문이다.
목초액이란 나무로 숯을 만드는 과정에서 나오는 연기를 액화시켜 채취한 뒤, 6개월 이상 숙성시켜 독성과 유해물질을 제거한 것을 말한다.
상기 기능성 접착제가 필름, 도어, 창, 의자, 책상, 마루, 벽지, 천장재, 벽장재 및 바닥재로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 기재의 표면에 접착력을 부여하기 위해 사용된다.
본 발명의 기능성 접착제는 그 용도가 특별히 한정되지 않으나 도어, 창, 의자, 책상, 마루, 벽지, 장판, 천장재, 벽장재 및 바닥재 등의 가구, 건축물, 건축 자재, 자동차 내장재 및 외장재, TV 표면, 냉장고 표면, 김치냉장고 표면, 백색가전 등 기재의 표면에 접착력을 부여하기 위해 사용되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 기능성 접착제가 부여된 건축자재를 제공한다. 상기 기능성 접착제가 사용된 건축자재는 특별히 한정되지 않으나 천장재, 벽장재, 바닥재 등을 예로 들 수 있으며, 특히 바람직하게는 바닥용 온돌마루, 장판, 타일이다.
토루말린 25㎏, 모나자이트 30㎏, 제올라이트 15㎏, 귀사문석 17㎏으로 혼합하여 평균 입도가 600~800 매쉬의 입도를 가지는 광물질 가루를 제조한다.
상기 광물질 가루와 황토분말과 목초액과 숯가루를 하기의 [표 1]과 같이 중량비로 혼합하여 다양한 기능성 물질의 혼합물을 만들고, 상기 기능성 혼합물을 에멀젼 타입 접착제와 3 : 7의 중량비로 혼합하여 접착제 조성물을 만들었다.
이들의 접착제 조성물을 사용하여 마루바닥재를 제작하였다. 즉, 합판과 합판 사이에 사용되는 접착제를 대신하여 마루바닥재를 제작하였다.
광물질 가루(㎏) 황토분말(㎏) 목초액(㎏) 숯가루(㎏)
실시예 1 10 4 10 -
실시예 2 15 7 10 -
실시예 3 10 4 15 -
실시예 4 15 7 10 3
실시예 5 15 4 13 1
실시예 6 10 4 12 3
[실험예 1]
실시예 1 내지 6의 접착제 조성물(시료)을 ASTM G-21의 시험법에 따라 아스페르질루스 니거 ATCC 9642, 페니실린 피로필룸 ATCC 11797 및 채토미움 글로보숨 ATCC 6205의 혼합균주를 사용하여 항곰팡이 시험을 측정하고 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
시료 시험항목 배양기간
1 주 2 주 3 주 4 주
실시예 1

항곰팡이 실험		 0 0 0 0
실시예 2 0 0 0 0
실시예 3 0 0 0 0
실시예 4 0 0 0 0
실시예 5 0 0 0 0
실시예 6 0 0 0 0
[실험예 2]
실시예 1 내지 6의 접착제 조성물(시료)에 에스케리챠 콜리(Escherichia coli) ATCC 25922(대장균 항균 시험용) 및 슈도모나스 아에루지노사(Pseudomonas aeruginosa) ATCC 15422(녹농균 항균 시험용)을 각각 고르게 도포한 후, 상기 각각의 시료를 동일한 조건인 30℃의 온도와 80%의 습도하에서 초기 농도와 24시간 후 세균 농도를 측정하고 그 세균 감소율을 계산하여 하기[표 3]에 나타내었다.
시험항목 시료구분 초기농도
(CFU/㎖)		 24시간 후 농도
(CFU/㎖)		 세균 감소율(%)

대장균에 의한
항균검사		 실시예 1 220 10 95
실시예 2 220 10 95
실시예 3 220 0 100
실시예 4 220 2 99
실시예 5 220 0 100
실시예 6 220 0 100

녹농균에 의한
항균검사		 실시예 1 210 5 98
실시예 2 210 5 98
실시예 3 210 0 100
실시예 4 210 1 99
실시예 5 210 0 100
실시예 6 210 0 100
[실험예 3]
실시예 1 내지 6의 접착제 조성물을 이용하여 제작된 마루바닥재(시료)를 휘발성 유기화합물인 아세톤, 메탄올, 메틸에틸케톤, 에탄올, 벤젠, 2-프로판올, 메틸이소부틸케톤, 이소부탄올, 톨루엔, 아세트산부틸, 1-부틸알코올, 셀로솔브, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 스테렌, 부틸셀로솔브에 대해 검출 시험한바, 모두 불검출이었다.
[실험예 4]
실시예 1 내지 6의 접착제 조성물을 가지고 음이온 방산량과 원적외선 검출량 및 포름알데히드 검출량을 측정하였다.
음이온 방산량은 KICM-FIR-1042방법을 통해 측정하였고, 원전외선 검출량은 KICM-FIR-1005방법을 통해 측정하였으며, 포름알데히드는 HPLC분석(DNPH법)을 통해 측정하여 하기[표 4]에 나타내었다.
음이온 방산량
(개/cc) 		원적외선 검출량
(W/㎥,㎛)		 포름알데히드
검출량(%)
실시예 1 1100~1200 3.2 × 102 미검출
실시예 2 1200~1300 5.2 × 102 미검출
실시예 3 1100~1200 3.5 × 102 미검출
실시예 4 1200~1300 5.2 × 102 미검출
실시예 5 1100~1250 3.4 × 102 미검출
실시예 6 1050~1150 3.1 × 102 미검출
상기 실험예 1 내지 4와 같이 본 발명의 기능성 접착제는 음이온과 원적외선 방출 및 살균기능과 살충기능이 있어 곰팡이 발생이 많고 벌레의 서식이 많은 장소에 사용되는 자재의 접착제로 아주 적합하며, 또한 원적외선이 방출되고 포름알데히드를 제거하는 기능이 있어 새로이 건축 되는 아파트, 주택 등에 사용되어 새집 증후군 및 아토피피부염을 방지할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명인 기능성 접착제는 살균기능과 살충기능과 음이온과 원적외선의 방출하는 기능 및 유해물질을 제거하는 기능이 있어 새집 건축에 사용되는 자재의 접착제로 적합하며, 특히 습기가 많아 곰팡이의 잘 발생하는 장소에 적합함으로써, 본 발명인 기능성 접착제를 사용하여 새집 증후군과 아토피피부염 및 곰팡이 균에 의한 천식과 같은 기관지염을 예방함으로써 국민의 건강을 도모할 수 있음으로 널리 이용될 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 기능성 접착제에 있어서,
    토루말린 20~30 중량당, 모나자이트 22~45 중량, 제올라이트 10~20 중량, 귀사문석 15~20 중량으로 이루어진 광물질 가루와,
    순수한 황토를 고온(600~900℃)에서 가열하여 고온소성 시킨 뒤 물이나 공기를 이용하여 급냉시키는 과정을 거쳐 분쇄하여 평균 입도가 600~1000 매쉬 입도를 갖는 황토분말과,
    나무로 숯을 만드는 과정에서 나오는 연기를 액화시켜 채취한 뒤, 6개월 이상 숙성시켜 독성과 유해물질을 제거한 목초액과,
    고형화 숯을 분쇄장치에서 분쇄하고 걸름망을 통하여 350±50 매쉬의 입도를 갖는 숯가루의 혼합물로 이루어진 기능성 물질이 접착제 전체 중량에 대하여 24~37중량% 포함하며,
    상기 기능성 물질은 광물질 가루 10~15중량당, 황토분말 4~7중량, 목초액 9~14중량, 숯가루 1~3중량으로 이루어짐을 특징으로 하는 기능성 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 접착제가 필름, 도어, 창, 의자, 책상, 마루, 벽지, 천장재, 벽장재 및 바닥재로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 기재의 표면에 접착력을 부여하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 기능성 접착제.
  3. 제1항에 따른 기능성 접착제가 부여된 것을 특징으로 하는 건축자재.
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