KR101613298B1 - 천연 접착제 조성물 - Google Patents

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KR101613298B1 KR1020150145849A KR20150145849A KR101613298B1 KR 101613298 B1 KR101613298 B1 KR 101613298B1 KR 1020150145849 A KR1020150145849 A KR 1020150145849A KR 20150145849 A KR20150145849 A KR 20150145849A KR 101613298 B1 KR101613298 B1 KR 101613298B1
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박솔아
강승민
김영민
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주식회사 엘림
김지원
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Abstract

본 발명은 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물 등을 포함하는 천연 접착제 조성물에 관한 것으로, 우수한 친환경성 및 인체 무해성을 가짐에도 우수한 접착력 및 내수성을 가지는 장점이 있으며, 사용(접착) 후에도 습기에 의한 변색, 피접착물의 탈락, 박리 등을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

천연 접착제 조성물{A Composite of natural adhesive}
본 발명은 천연 접착제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 천연계 접착제부터 합성수지계 접착제까지 광범위한 종류의 접착제들이 목재용 벽지용 등의 접착제로 사용된다.
천연 접착제의 성분으로는 아교, 혈분, 전분, 카제인(Casein), 대두 등의 단백질계 성분 등이 있으며, 합성수지계 접착제의 성분으로는 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시 수지, 멜라 민 수지, 멜라민-요소 공중합체 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 레조르시놀 수지, 요소 수지 등이 있다.
현재까지 다양한 친환경 접착제의 개발이 시도되었으며, 구체적인 목적으로는 포름알데히드가 포함되어 있는 요소-멜라민 포름알데히드 수지의 전체 조성비를 감소시키거나, 포름알데히드가 근본적으로 포함되지 않는 수성 접착제 또는 합성수지를 사용하거나, 유리 포름알데히드를 제거하기 위하여 스캐빈져(Scavenger)를 첨가하거나, 켓처(Catcher)를 도포하는 방향으로 진행되고 있다.
구체적으로, 포름알데히드의 방산량을 줄이고 요소-멜라민 포름알데히드 수 지의 전체 조성비를 조절하기 위해 일본공개특허 평7-102236호 및 일본공개특허 평8-90508호에서는 요소-멜라민 포름알데히드 수지에 수성인 스티렌-부타디엔 라텍스를 과량 첨가하는 내용이 기술되어 있고, 일본공개특허 평11-140412호, 일본공개특허 평11-170221호 및 일본공개특허 평11-179710호에는 기존의 요소-멜라민 포름알데히드 수지에 포함되는 포름알데히드의 함량을 줄여서 합성된 수지를 사용하는 내용이 기술되어 있다. 하지만 각각 요소-멜라민계 접착제의 비중 감소와 포함된 포름알데히드의 감소로 인하여 목재의 셀룰로오즈의 수산기와의 반응 감소에 의해 목재들 간의 접착력이 낮아지며, 근본적으로 인체에 유해한 포름알데히드가 완전히 제거되지 않는 문제들이 있다.
미국공개특허 제3931088호에는 요소-멜라민 포름알데히드의 사용을 배제하고, 목재용 수성 접착제로서 유기용매에 이소시아네이트와 스티렌-부타디엔 라텍스나 유사 라텍스를 혼합한 조성물이 기술되어 있다. 상기 미국공개특허는 포름알데히드의 완전한 제거에 접근하였다고 볼 수 있으나, 충분한 내수성을 얻기 위해서 경화제인 이소시아네이트를 소수성의 유기용매인 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등에 용해하여 사용하기 때문에 유리 포름알데히드 대신 휘발성 유기물을 방산한다는 문제가 있다.
내수성에 대한 상기 문제를 개선하기 위하여, 미국공개특허 제4491646호에는 카르복실기가 아닌 히드록실기를 작용기로 하는 라텍스를 이용하는 것이 기술되어 있으나, 이 역시 이소시아네이트를 휘발성 유기용매에 용해 한 후 사용해야 하는 문제가 여전히 남아있다.
한국공개특허 제10-2003-147309호, 한국공개특허 제10-2003213235호 및 한국공개특허 제10-2003-342545호에는 친환경 접착제가 기술되어 있으나, 요소-멜라민 포름알데히드 수지가 갖는 목질에 대한 초기 접착력과 최종 접착력, 내수성 및 가격 등의 특성이 떨어지는 문제가 있다.
또한 한국공개특허 제10-1997-0033655호에는 일반적인 플라스틱 합성수지를 적용한 목질 접착제도 기술되어 있으나, 합성수지의 소수성으로 인하여 친수성인 목질과의 습윤성이 문제가 되어 충분한 접착력을 보이는데 한계가 있다.
한국공개특허 제10-2002-273145호 및 한국공개특허 제10-2003-26833호에는 주로 포름알데히드와 용이하게 반응하는 요소나 아민 화합물 또는 타닌(Tannin) 등의 켓처를 합판이나 보드류의 표면에 도포하여 사용하는 것이 기술되어 있다. 켓처를 이용하는 경우에는 그 효과는 상당한 것으로 인정되지만, 고가의 켓처의 사용으로 인한 생산 단가의 증가 문제를 야기하고, 공정 또한 복잡해지는 문제가 있다.
한편, 에틸렌-초산비닐 에멀션을 이용한 조성물이 다양한 분야에서 사용되 고 있다. 이들은 일반적으로 저온에서의 접착력을 얻기 위하여 사용되며, 접착강도, 내열성 및 내한성이 떨어지는 문제가 있다.
또한 최근 접착제의 가공 시간이 빨라지고, 접착 조작 후, 접착력이 빠르게 발현 되어 초기 접착력이 우수한 접착제의 특성이 요구되고 있다. 이에 대해 34650 소58-162645호에는 에틸렌-초산비닐 공중합체 에멀션과 스티렌-부타디엔 공중합체 라텍스를 혼합한 접착제 조성물이 기술되어 있으나, 내수성과 목질간의 초기접착력을 만족시키는 데에는 아직 불충분한 문제가 있다. 일본공개특허 평6-65550호에는 에틸렌-초산비닐 공중합체 에멀션과 폴리비닐알코올을 이용하여 목질 혹은 목질-플라스틱 등에 적용 가능한 접착제의 조성물이 기술되어 있으나, 초기 접착력과 내수성 이 만족할만한 수준이 아니며, 긴 상압 시간과 양생 시간이 필요하여 작업 생산성이 떨어지는 문제가 있다.
이에 따라 에틸렌-초산비닐 공중합체 에멀션을 사용한 목질용 접착제의 내수 접착력, 초기 접착력 및 방부성을 향상시키기 위하여 기존에 널리 사 용되던 열경화성 수지인 요소-멜라민 포름알데히드 수지와 혼합하여 사용되기도 한다. 요소-멜라민 포름알데히드 수지를 열 경화함으로써 내수 접착력을 향상시킬 수 있지만, 긴 열압 시간이 필요하며, 그로 인하여 목재의 함수율이 낮아져 비틀림 안정성(목재의 휨, 달리 컬링(curling) 또는 뒤틀림(Warping)이라고도 함)이나 치수안정성이 저하되는 문제가 있다. 그리고 내재된 포름알데히드 성분에 의해 방부성은 기대할 수 있으나, 이는 포름알데히드를 방산하게 되는 심각한 문제가 있다.
또한 천연 고무 라텍스를 사용하여 천연 성분의 접착제로 개발하는 시도가 있으나, 천연 고무 라텍스는 천연 구무 채취 시에 사용하는 암모니아로 인하여 천연 고무 라텍스에서 강한 암모니아 가스가 휘발되는 문제가 있다.
전분 또는 카제인은 천연 접착제의 원료로 우수한 재료이나, 내수성이 약하고, 수분에 의한 접착성이 약한 단점이 있다. 또한 일정시간이 경과하면 부패하는 성질이 있으며, 이를 방지하기 위하여 방부제를 사용하기도 하나, 오히려 방부제에서 휘발성 유기화합물을 방산하게 되는 친환경적이지 못한 문제가 있다.
미국공개특허 US3931088A 미국공개특허 US4491646A 한국공개특허 KR1997-0033655A
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제들을 해결하기 위한 것으로서, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등이 함유되지 않아 인체에 무해하며, 이러한 친환경 특성을 가짐에도 접착력, 내수성, 내후성 및 부패 방지성이 우수한 천연 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체적인 목적은 고무 라텍스가 성분으로 사용됨에도 암모니아 가스 방출을 현저히 최소화할 수 있는 천연 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체적인 목적은 전분이 성분으로 사용됨에도 부패를 현저히 지연시킬 수 있는 천연 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물, 고무 라텍스, 전분 수용액 및 일라이트, 점도증진 광물, 탄산칼슘 혼합물 및 규조토 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 광물을 포함하는 천연 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 조성물은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 상기 유화물 100 중량부에 대하여 고무 라텍스 50 내지 1200 중량부, 전분 수용액 5 내지 400 중량부 및 광물 50 내지 500 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 유화물은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 물 100 중량부에 대하여 송진 5 내지 500 중량부 및 아마인유 5 내지 500 중량부를 함유할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 천연 접착제 조성물은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 나트륨염 및 칼륨염 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 함유하는 알칼리 화합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 천연 접착제 조성물은 고무 라텍스가 사용됨에도 일라이트, 점도증진 광물, 탄산칼슘 혼합물 및 규조토 등이 본 발명의 성분들과 결합됨으로써, 암모니아 가스 방출을 현저히 최소화할 수 있으며, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등이 함유되지 않아 휘발성 기체가 발산하지 않으므로, 우수한 친환경성 및 인체 무해성을 갖는 장점이 있다.
또한 본 발명의 천연 접착제 조성물은 천연 재료가 사용되어 인한 친환경성 및 인체 무해성을 가짐에도 우수한 접착력, 내수성, 내후성 및 부패 방지성을 가지는 장점이 있다.
또한 본 발명의 천연 접착제 조성물은 접착 후에도 습기에 의한 변색, 피접착물의 탈락, 박리 등을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 천연 접착제 조성물은 대량 생산이 용이하여 우수한 경제성을 가지는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 천연 접착제 조성물을 상세히 설명한다.
또한 본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 본 발명에서 특별한 언급 없이 불분명하게 사용된 %의 단위는 중량%를 의미한다.
본 발명은 천연 성분들이 사용되어 우수한 인체 무해성을 가짐에도 목재, 벽지 등에 우수한 접착성 및 내수성을 가지는 천연 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 천연 접착제 조성물은 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물 및 고무 라텍스를 주성분으로 하여, 일라이트, 점도증진 광물, 탄산칼슘 혼합물, 규조토 등의 광물이 결합됨으로써, 고무 라텍스에서 휘발되는 암모니아 가스 방산을 최소화할 수 있으며, 천연 재료가 사용됨에도 칼륨염 또는 나트륨염 등을 포함하는 알칼리 화합물이 더 추가됨으로써, 부패 방지에 효과적인 장점이 있다. 뿐만 아니라 천연 성분들이 사용되어 상기와 같은 장점을 가지면서도 우수한 접착력, 내수성, 내후성 및 부패 방지성을 가지는 효과가 있다.
또한 규조토 또는 알칼리 화합물 등에 의하여 본 발명의 천연 접착제 조성물의 점도가 감소하여 접착성이 현저히 저하될 수 있으나, 아타풀자이트 등의 점도증진 광물과 본 발명의 성분들이 결합되어 점도가 향상되어 접착성이 보다 향상될 수 있다.
이하 본 발명의 천연 접착제 조성물에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물, 고무 라텍스, 전분 수용액 및 일라이트, 점도증진 광물, 탄산칼슘 혼합물 및 규조토 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 광물을 포함하는 천연 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 송진 및 고무 라텍스는 예컨대 천연 성분으로 각각 천연 송진 및 천연 고무 라텍스를 의미할 수 있다.
일반적으로, 천연 고무 라텍스의 경우, 천연 구무 채취 시에 사용하는 암모니아로 인하여 천연 고무 라텍스에서 강한 암모니아 가스가 휘발되는 문제가 존재한다. 그러나 본 발명의 천연 접착제 조성물은 규조토 등의 광물이 결합됨으로써, 상기 문제와 같은 암모니아 가스 방산을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 천연 접착제 조성물은 전분 수용액을 포함할 수 있으며, 전분 수용액이 송진, 아마인유, 고무 라텍스 등의 본 발명의 성분들과 결합될 경우, 접착력이 보다 향상될 수 있는 효과가 있다. 구체적인 일 예로, 상기 전분 수용액의 조성비는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 물 100 중량부에 대하여 전분 1 내지 100 중량부, 바람직하게는 10 내지 30 중량부, 보다 바람직하게는 15 내지 20 중량부일 수 있다. 위 조성비를 만족하는 경우, 접착성이 보다 향상될 수 있으며, 부패에 취약한 문제를 최소화할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 본 발명의 천연 접착제 조성물은 알칼리 화합물을 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 전분 수용액은 부패에 취약한 단점이 존재한다. 그러나 상기 알칼리 화합물이 송진, 아마인유, 고무 라텍스 등의 본 발명의 성분들과 결합됨으로써, 부패에 취약한 단점을 최소화할 수 있다.
구체적으로, 전분 수용액 또는 이를 함유하는 조성물은 보관 또는 사용 시 부패에 취약한 단점이 존재하나, 알칼리 화합물을 사용함으로써, 전분의 부패를 최소화할 수 있다. 상기 부패는 미생물에 의한 것으로서, 바람직하게는 나트륨염 또는 칼륨염 등의 알칼리 화합물이 본 발명의 성분들과 결합됨으로써, 전분의 분해를 유도하는 미생물의 발육 및 생성을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 나트륨염 및 칼륨염 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 수산화물, 염화물, 탄산화물, 질화물, 질산화물, 황화물 및 황산화물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 친환경적인 측면에서 바람직하게는 수산화물, 염화물 및 탄산화물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 구체적인 일 예로, 염의 종류는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, NO3, Cl, S, SO4, CO3 등이 예시될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 알칼리 화합물의 pH는 제한되지 않으나, 바람직하게는 12 이상인 것이 전분에 의한 부패를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 물 등의 용매를 함유하는 수용액상일 수 있으며, 이의 조성비는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 알칼리 화합물 전체 중량에 대하여 나트륨염 또는 칼륨염 등의 알칼리염 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 일라이트가 송진, 아마인유, 고무 라텍스, 알칼리 화합물 등의 본 발명의 성분들과 결합될 경우, 원적외선 방출 특성이 현저히 향상되어 부가되는 효과가 있다. 구체적으로, 일라이트는 단사정계에 속하는 운모족 광물로, 천연 세라믹 광물로 원적외선 방출 특성이 있는 것으로 알려져 있으나, 본 발명의 상기 성분들과 결합될 경우, 원적외선 방출 특성이 현저히 향상될 수 있다. 구체적인 일 예로, 일라이트의 형태로는 광물 자체 분말 또는 다른 성분들과 혼합되어진 광물 분체의 형태로서 부가될 수 있으므로, 일라이트를 포함하는 것이라면 제한되지 않으며, 예컨대 광물(광물 분체) 전체 중량에 대하여 일라이트 65 중량% 이상을 포함할 수 있다. 상기 광물은 석영, 석회석 등의 기타 성분을 포함하는 것일 수 있으나, 이러한 기타 성분은 일라이트 광물에 기본적으로 함유되는 것을 의미하므로, 제한되지 않는다.
본 발명의 일 예에 있어서, 규조토 또는 알칼리 화합물 등에 의하여 본 발명의 천연 접착제 조성물의 점도가 감소하여 접착성이 현저히 저하될 수 있으나, 아타풀자이트 등의 점도증진 광물이 송진, 아마인유, 고무 라텍스, 알칼리 화합물 등의 본 발명의 성분들과 결합될 경우, 점도가 향상되어 접착제 본연의 접착 성능이 발현될 수 있는 효과가 있다. 상기 아타풀자이트는 규산염 광물로, 본 발명의 상기 성분들과 결합될 경우, 점도가 향상되어 접착성이 보다 향상될 수 있다. 구체적인 일 예로, 아타풀자이트의 구조는 제한되지 않으나, 섬유 구조인 것이 우수한 접착성 측면에서 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 탄산칼슘 혼합물은 산화칼슘(CaO, 생석회)을 더 포함할 수 있으며, 충전제 역할 측면에서 바람직할 수 있다. 산화칼슘을 포함하는 탄산칼슘 혼합물의 조성비는 제한되지 않으나, 예컨대 탄산칼슘 혼합물 전체 중량에 대하여 산화칼슘 60 중량% 이상인 것이 우수한 충전제 역할 측면에서 보다 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 규조토가 송진, 아마인유, 고무 라텍스, 알칼리 화합물 등의 본 발명의 성분들과 결합될 경우, 고무 라텍스에 의해 암모니아 가스 등의 휘발성 기체가 발생하는 현상을 최소화할 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 규조토는 제한되지 않으나, 바람직하게는 다공성 구조, 예컨대 허니컴 구조(Honeycomb structure)일 경우, 고무 라텍스에 의해 암모니아 가스 등의 휘발성 기체가 발생하는 현상을 현저하게 최소화할 수 있는 효과가 있다. 구체적인일 예로, 상기 허니컴 구조를 갖는 규조토는 400 내지 900℃, 바람직하게는 580 내지 700℃에서 소성된 것일 수 있으며, 이러한 소성 과정을 거침으로써 규조토는 허니컴 구조의 결정 구조를 가져 상기 효과가 보다 향상될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 일라이트, 점도증진 광물, 탄산칼슘 혼합물 및 규조토 등의 광물의 분말도는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 독립적으로 2,000 내지 5,000 cm2/g일 수 있다. 위 범위를 만족하는 경우, 송진, 아마인유, 고무 라텍스 등의 본 발명의 성분들과의 혼합 시 제대로 분산되지 않는 문제 및 혼합 이후에 시간 경과에 따라 균일성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물의 조성비는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 물 100 중량부에 대하여 송진 5 내지 500 중량부 및 아마인유 5 내지 500 중량부를 함유하는 것일 수 있다. 위 범위를 만족하는 경우, 접착력이 보다 향상될 수 있어 바람직하지만, 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 보다 바람직하게는 물 100 중량부에 대하여 송진 및 아마인유를 함유하는 혼합물(고형분) 30 내지 200 중량부, 바람직하게는 40 내지 150 중량부를 포함하는 것이, 부패에 취약한 단점을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 본 발명의 천연 접착제 조성물은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 상기 유화물 100 중량부에 대하여 고무 라텍스 50 내지 1200 중량부, 전분 수용액 5 내지 400 중량부, 광물 50 내지 500 중량부 및 알칼리 화합물 5 내지 300 중량부 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 위 범위를 만족하는 경우, 접착성 및 내수성 특성이 보다 향상될 수 있으며, 원적외선 방출 특성 효과, 암모니아 가스 등의 휘발성 기체의 방산량 최소화 효과 및 접착성이 현저히 향상될 수 있으며, 우수한 경제성 또한 가져 보다 효율적일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 본 발명의 천연 접착제 조성물은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 제한되지 않으나, 상기 유화물 100 중량부에 대하여 고무 라텍스 50 내지 1200 중량부, 전분 수용액 5 내지 400 중량부, 알칼리 화합물 5 내지 300 중량부, 일라이트 5 내지 1500 중량부, 점도증진 광물 5 내지 300 중량부, 탄산칼슘 혼합물 30 내지 1300 중량부 및 규조토 10 내지 500 중량부 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 유화물 100 중량부에 대하여 고무 라텍스 50 내지 1200 중량부, 전분 수용액 5 내지 400 중량부, 알칼리 화합물 5 내지 300 중량부, 아타풀자이트 등을 포함하는 점도증진 광물 5 내지 300 중량부 및 규조토 10 내지 500 중량부를 포함할 수 있다. 위 범위를 만족하여 아타플자이트 등의 점도증진 광물 및 규조토가 송진, 아마인유, 고무 라텍스, 알칼리 화합물 등의 본 발명의 성분들과 결합될 경우, 접착성 및 내수성 특성이 보다 향상될 수 있으며, 원적외선 방출 특성 효과, 암모니아 가스 등의 휘발성 기체의 방산량 최소화 효과 및 접착성이 보다 현저히 향상될 수 있으며, 우수한 경제성 또한 가져 보다 효율적일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 점도증진 광물은 점도를 향상시킬 수 있는 광물 또는 광물 분말이라면 제한되지 않으나, 아타풀자이트, 몬트모릴로나이트, 헥토라이트, 버미큘라이트, 사포나이트, 벤토나이트 및 세피오라이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 이러한 점도증진 광물이 송진, 아마인유, 고무 라텍스, 알칼리 화합물, 규조토 등의 본 발명의 성분들과 결합될 경우, 알칼리 화합물, 규조토 등에 의해 저하된 점도를 증가시켜 접착력을 보다 향상시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 점도증진 광물이 아타풀자이트일 경우, 본 발명의 성분들과 결합되어 점도가 보다 향상되어 접착력이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 본 발명의 천연 접착제 조성물은 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물, 고무 라텍스, 전분, 알칼리 화합물, 규조토, 아타풀자이트 등의 본 발명의 성분들이 결합됨으로써. 천연 성분들만으로도 합성 접착제의 경우에 준하거나 그 이상의 접착 성능을 가지는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 천연 접착제 조성물은 천연 성분들로만 이루어 지는 것이 바람직할 수 있지만, 이 외에 성분들이 더 부가되거나 다른 형태로 변형될 수 있으므로(예컨대 천연 성분이 아닌 물질이 부가된다 하더라도), 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
하기 표 1과 같은 조성비를 가지도록 1:1로 혼합하여 천연 접착제 조성물을 제조하였다.
중량% 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2
송진 및 아마인유를 함유하는 유화물 17.5 17.5 20 22.5 17.5 17.5
천연 고무 라텍스 22.5 20 17.5 15 22.5 22.5
전분 수용액 6.5 9 7.5 9 6.5 6.5
나트륨염용액 3.5 3.5 5 3.5 3.5 3.5
일라이트 광물 분체 22 20 18 16 20 20
탄산칼슘 혼합물 17 19 21 23 20 20
규조토 7.5 7.5 7.5 7.5 - 10
아타풀자이트 3.5 3.5 3.5 3.5 10 -
총합 100 100 100 100 100 100
구체적으로, 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물은 송진과 아마인유(송진과 아마인유의 중량비는 각각 1:2 중량%)를 함유하는 혼합물(고형분) 47 중량%를 포함하는 수용액(유화물)이며, 전분 수용액은 전분 20 중량%를 포함하는 전분 수용액이며, 일라이트 광물 분체는 일라이트 72 중량%를 포함하는 분말도가 3,200 cm2/g인 분말(석영, 석회석 등을 포함하는 잔부 38 중량%)(충북 영동)이며, 탄산칼슘 혼합물은 산화칼슘 52 중량%를 포함하고 분말도가 3,000 cm2/g인 분말이며, 규조토는 650℃에서 30 분 동안 소성되어 허니컴 구조의 결정 구조를 가지는 분말도가 3,000 cm2/g인 하소 규조토 분말이며, 아타풀자이트는 무기질 섬유상인 분말도가 3,000 cm2/g인 분말이다.
접착성을 측정하기 위해, 접작 성능 실험은 인장전단접착강도 시험(Single lap shear test)으로 진행하였다. 이때 사용된 기재는 100×20×5 mm의 크기의 홍송(Red fine, Pinus koraiensis)을 사용하였고, 접착면적은 3.5 cm2이다. 개방 퇴적 시간(Open assembly time)을 10 분으로 하였고, 접착층의 두께를 100 nm 기준으로 도포하였다. 접착성 측정 시간은 접착제의 경화시간 및 최고의 물성이 발현되는 최소 시간인 48 시간을 기준으로 하였다. 본 발명의 접착제의 접착력은 Texture Analyzer를 사용하여 2 mm/sec의 속도로 측정하였다.
상기 표 1에 따라 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
상기 표 1에 따라 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
상기 표 1에 따라 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
상기 표 1에 따라 규조토를 제외하여 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[비교예 2]
상기 표 1에 따라 아타풀자이트를 제외하여 조성비를 달리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
측정 결과, 동일한 접착 두께 및 경화 시간의 조건에서, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 본 발명의 천연 접착제의 경우 모두가 외국산 접착제 및 국내산 접착제 등의 합성 접착체의 경우보다 우수한 접착 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 구체적으로, 합성 접착제의 경우, 55 내지 75 N/cm2 정도의 인장전단접착강도를 보인 반면, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 본 발명의 천연 접착제의 경우, 각각 100, 90, 80, 77 N/cm2 정도의 인장전단접착강도를 보여 보다 우수한 접착 성능을 가지는 것을 확인하였다.
또한 규조토를 사용하지 않은 비교예 1의 경우, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우에 비하여 암모니아 휘발성 기체가 현저히 방출되는 것을 확인하였다. 그리고 아타풀자이트를 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우에 비하여 접착 성능이 현저히 저하되는 것을 확인하였다.
본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 송진 및 아마인유를 함유하는 유화물, 천연 고무 라텍스, 전분 수용액, 아타풀자이트 및 400 내지 900℃에서 소성되어 허니컴 구조를 가지며 분말도가 2,000 내지 5,000 cm2/g인 규조토를 포함하며,
    상기 유화물 100 중량부에 대하여 상기 천연 고무 라텍스 50 내지 1200 중량부, 상기 전분 수용액 5 내지 400 중량부, 상기 아타풀자이트 5 내지 300 중량부 및 상기 규조토 10 내지 500 중량부를 포함하며, 상기 유화물은 물 100 중량부에 대하여 송진 5 내지 500 중량부 및 아마인유 5 내지 500 중량부를 함유하는 목재용 천연 접착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    나트륨염 및 칼륨염 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 함유하는 알칼리 화합물을 더 포함하는 천연 접착제 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아타풀자이트는 섬유 구조인 천연 접착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    산화칼슘을 포함하는 탄산칼슘 혼합물을 더 포함하는 천연 접착제 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
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