KR101723777B1 - 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칼슘 알루미네이트 50 내지 81 중량%, 무수석고 1 내지 25 중량%, 백시멘트 5 내지 25 중량%, 경화촉진제 1 내지 5 중량%, 경화지연제 0.1 내지 5 중량%, 증점제 1 내지 10 중량%, 셀룰로오스 섬유 5 내지 15 중량%, 증점제 1 내지 10 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 주제; 및 폴리비닐알코올 69 내지 90 중량%, 기능성 소재 8 내지 30 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 경화제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 총휘발성 유기화합물(TVOC), 5종 휘발성유기화합물(5VOCs), 톨루엔, 포름알데히드(HCHO), CH3CHO 등의 환경오염물질을 전혀 발생하지 않고 냄새가 없어 인체에 무해하면서도 접착강도 측면에서도 우수한 부착력을 제공함으로써 종래 합성수지 접착제의 대체제로서 손색없는 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법{ENVIRONMENT-FRIENDLY INORGANIC ADHESIVE COMPOSITION AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}
본 발명은 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 총휘발성 유기화합물(TVOC), 5종 휘발성유기화합물(5VOCs), 톨루엔, 포름알데히드(HCHO), CH3CHO 등의 환경오염물질을 전혀 발생하지 않고 냄새가 없어 인체에 무해하면서도 접착강도 측면에서도 우수한 부착력을 제공함으로써 종래 유기 화합물 접착제의 대체제로서 손색없는 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
우리들의 생활공간에는 다양한 합성수지 접착제를 사용하고 있으며, 일례로 합성수지 접착제로서 에폭시 접착제 등을 이용하고 있다.
한편, 상기 합성수지 접착제는 총휘발성 유기화합물(TVOC), 5종 휘발성유기화합물(5VOCs: 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 스티렌의 5종을 칭함), 톨루엔(Toulene), 포름알데히드(HCHO), CH3CHO 등과 같은 다양한 인체유해성분/환경오염물질을 방출하여 새집증후군으로 불릴 정도로 불량한 공기질을 생활공간에 제공하여 인체에 위해를 끼치고 있다.
또한, 합성수지 접착제는 시공시 냄새가 발생되며 시공 후에도 오랫동안 냄새로 인해 불편을 겪고 있으므로, 환경유해물질이 방출되지 않으면서도 시공시 및 시공 후에도 냄새가 없고 접착력도 우수하여 합성수지 접착제를 대체할 수 있는 친환경 접착제에 대한 연구가 지속적으로 필요한 실정이다.
한국 특허공개 제2016-0021931호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 총휘발성 유기화합물(TVOC), 5종 휘발성유기화합물(5VOCs), 톨루엔, 포름알데히드(HCHO), CH3CHO 등의 환경오염물질을 전혀 발생하지 않고 냄새가 없어 인체에 무해하면서도 접착강도 측면에서도 우수한 부착력을 제공함으로써 종래 유기 화합물 접착제의 대체제로서 손색없는 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 칼슘 알루미네이트 50 내지 81 중량%, 무수석고 1 내지 25 중량%, 백시멘트 5 내지 25 중량%, 경화촉진제 1 내지 5 중량%, 경화지연제 0.1 내지 5 중량%, 증점제 1 내지 10 중량%, 셀룰로오스 섬유 5 내지 15 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 주제; 및 폴리비닐알코올 69 내지 90 중량%, 기능성 소재 8 내지 30 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 경화제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 친환경 무기질 접착제 조성물로부터 제조된 접착제를 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 총휘발성 유기화합물(TVOC), 5종 휘발성유기화합물(5VOCs), 톨루엔, 포름알데히드(HCHO), CH3CHO 등의 환경오염물질을 전혀 발생하지 않고 냄새가 없어 인체에 무해하면서도 접착강도 측면에서도 우수한 부착력을 제공함으로써 종래 합성수지 접착제의 대체제로서 손색없는 친환경 무기질 접착제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 친환경 무기질 접착제 조성물은 칼슘 알루미네이트 50 내지 81 중량%, 무수석고 1 내지 25 중량%, 백시멘트 5 내지 25 중량%, 경화촉진제 1 내지 5 중량%, 경화지연제 0.1 내지 5 중량%, 증점제 1 내지 10 중량%, 셀룰로오스 섬유 5 내지 15 중량%, 증점제 1 내지 10 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 주제; 및 폴리비닐알코올 69 내지 90 중량%, 기능성 소재 8 내지 30 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 경화제;를 포함하는 것을 특징으로 하고, 총휘발성 유기화합물(TVOC), 5종 휘발성유기화합물(5VOCs), 톨루엔, 포름알데히드(HCHO), CH3CHO 등의 환경오염물질을 전혀 발생하지 않고 냄새가 없어 인체에 무해하면서도 접착강도 측면에서도 우수한 부착력을 제공함으로써 종래 합성수지 접착제를 대체할 수 있는 효과가 있다.
상기 친환경 무기질 접착제 조성물은 일례로 주제와 경화제로 나눠 있으며 작업시에 혼합해서 사용 가능한 2액형 접착제일 수 있다.
상기 무기질 바인더 및 경화제는 일례로 중량비 4:6 내지 8:2, 또는 4:6 내지 6:4로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 작업성 및 접착력이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 친환경 무기질 접착제 조성물을 구성하는 각 성분을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
<주제: 무기질 바인더>
칼슘 알루미네이트
상기 칼슘 알루미네이트는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 50 내지 81 중량%, 55 내지 78 중량%, 또는 65 내지 75 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 바인더의 속경성 결합이 우수하여 가사 시간이 확보되어 원하는 시간 내에 제품 생산이 가능한 효과가 있다.
상기 칼슘 알루미네이트는 일례로 순도가 높은 고순도의 하소 알루미나와 석회석을 원료로 하여 1600℃ 가량의 고온에서 소성하고 볼 밀(ball mill)에서 소정의 분말도(Blaine)로 분쇄하여 제조한 것으로 알루미나(Al2O3) 함량이 65 내지 75 중량%이며, 1700℃의 고온에서도 사용이 가능한 재료로서 주 화학성분은 알루미나와 산화칼슘으로 이루어지게 되며, 광물상으로는 주광물인 칼슘 모노-알루미네이트(Calcium mono-Aluminate; CaO·Al2O3, CA)와 부광물인 칼슘 디-알루미네이트(Calcium di-Aluminate; CaO· 2Al2O3, CA2)로 구성된다.
상기 칼슘 알루미네이트는 일례로 분말도가 4,000 내지 6,000 cm2/g, 또는 4,700 내지 5,000 cm2/g일 수 있고 이 범위 내에서 속경성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에서 분말도는 블레인 분말도 시험기로 측정할 수 있다.
무수석고
상기 무수석고는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 1 내지 25 중량%, 3 내지 20 중량%, 또는 5 내지 15 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성이 우수하여 제품 생산에 효율적인 효과가 있다.
상기 무수석고는 일례로 수분함량이 1 중량% 미만, 0.01 내지 0.8 중량%, 또는 0.1 내지 0.7 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성이 우수하고 수분 흡수를 막아주는 우수한 효과가 있다.
상기 무수석고는 일례로 입자크기가 200 내지 400 메쉬(mesh)로 분리시 분리된 함량이 95 중량% 이상일 수 있고 이 범위 내에서 속경성이 우수하고 수분 흡수를 막아주는 우수한 효과가 있다.
석고(gypsum)는 천연광산에서 채굴한 황산칼슘 이수염(calcium sulfate dihydrate, CaSO4?2H2O)을 고온에서 구워(calcination) 수분을 제거하여 황산칼슘 반수염(calcium sulfate hemihydrate, CaSO4?1/2H2O)의 상태로 만든 것이다. 이때 수분을 제거하는 과정에 따라 두 종류의 석고가 만들어지는데 대기압 하에서 제조하면 β-헤미하이드레이트(β-hemihydrate)인 일반석고(또는 소석고)가 생산되고 증기압 하에서 제조하면 α-헤미하이드레이트(α-hemihydrate)인 경석고 또는 초경석고가 생산된다. 또한 석고의 종류로서 정제이수석고, 천연이수석고, 화학무수석고, 천연무수석고, 탈황석고 등이 있다.
본 발명의 무수석고는 일례로 천연무수석고, 화학무수석고 또는 이들의 혼합일 수 있다.
백시멘트
상기 백시멘트는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 5 내지 25 중량%, 7 내지 20 중량%, 또는 7 내지 15 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성 반응이 우수하여 초기 접착력이 우수하고 가사시간이 확보되는 효과가 있다.
상기 백시멘트는 칼슘 알루미네이트의 속경제로 사용된다.
상기 백시멘트는 일례로 포를랜드 시멘트로 비표면적이 3000 내지 4000 cm2/g, 또는 3200 내지 3700 cm2/g; 28일 압축강도가 40 내지 50 Mpa, 또는 43 내지 47 Mpa; 백색도가 85% 이상, 또는 90% 이상;일 수 있고, 이 범위 내에서 속경성 반응 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
본 기재에서 비표면적은 BET 등온선을 사용한 흡착(ISO 9277:1995)에 의해 측정할 수 있다.
본 기재에서 압축강도는 KSL ISO 610 규격에 의하여 측정할 수 있다.
본 기재에서 백색도는 KS L 5204에 의거하여 측정할 수 있다.
경화촉진제
상기 경화촉진제는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 1 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 칼슘 알루미네이트와 백시멘트와의 화학적 결합 시간이 적절하여 충분한 가사시간을 확보할 수 있는 우수한 효과가 있다.
상기 경화촉진제는 일례로 소듐설파이드(Na2S·9H2O), 소듐카보네이트(Na2CO3), 리튬카보네이트(Li2CO3), 리튬라이드록사이드(LiOH·H2O) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 리튬카보네이트일 수 있고, 이 경우에 백시멘트와의 화학적 결합을 촉진하는 효과가 우수하다.
상기 리튬카보네이트는 일례로 백색의 단사정계 분말일 수 있다.
경화지연제
상기 경화지연제는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 0.5내지 4 중량%, 또는 1 내지 3 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 경화시간 조절이 용이한 효과가 있다.
상기 경화지연제는 일례로 타타릭산(tartaric acid), 리그노설폰에이트, 하이드록실화된 카복실산, 붕사(borax) 및 글루콘산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 타타릭산이고, 이 경우에 속경시간을 조절하는 효과가 우수하다.
상기 타타릭산는 일례로 무색 크리스탈 혹은 백색분말 형태를 띠고, 물에 용해가 잘되며 알코올에도 용해가 되며, 이 경우 알카리금속 수화반응에 친환경적인 산성을 첨가하여 속경시간을 조절하여 경화를 지연하는 역할을 할 수 있다.
증점제
상기 증점제는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 1 내지 10 중량%, 또는 2 내지 7 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 작업성 및 초기 접착력이 우수한 효과가 있다.
상기 증점제는 일례로 메셀로스(Mecellose)일 수 있고, 이 경우에 친환경적이면서 점도 상승 효과가 우수하다.
상기 메셀로스는 친환경적 소재로 목재, 면화에서 얻어진 셀룰로오스(Cellulose)를 원료이며 셀룰로오스는 분자간 수소 결합으로 인해 30~65%의 결정성을 갖는 불용성의 천연 고분자로, 물에 녹지 않는 셀룰로오스는 에테르화 반응(Etherification)을 통하여 셀룰로오스 에테르(Cellulose ether)라는 물에 녹는 수용성 고분자, 메셀로스(Mecellose), 헤셀로스(Hecellose)로 제조된다.
셀룰로오스 섬유
상기 셀룰로오스 섬유는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 5 내지 15 중량%, 또는 5 내지 10 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 작업성이 우수하면서 접착제의 인장강도를 향상시키는 효과가 우수하다.
상기 셀룰로오스 섬유는 일례로 다년생 식물에서 뽑아낸 천연섬유로 비수용성이며 화학식은 (C6H10O5)n이고, 바람직하게는 섬유길이가 80∼100㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 인장강도가 우수한 효과가 있다.
소포제
상기 소포제는 일례로 상기 무기질 바인더 총 100 중량%를 기준으로 1 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 기포 발생을 억제하고 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 소포제는 일례로 폴리에테르계 또는 실리카실리콘계일 수 있고, 바람직하게는 폴리에테르계 분말 소포제로 1% 수용액에서 pH가 10 이상, 또는 10 내지 12인 것이 기포 발생을 억제하는 효과가 탁월하다.
< 경화제 >
폴리비닐알코올
상기 폴리비닐알코올은 일례로 상기 경화제 총 100 중량%를 기준으로 69 내지 90 중량%, 75 내지 87 중량%, 또는 80 내지 85 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 접착력이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리비닐알코올은 일례로 농도 10 내지 20 중량%, 또는 12 내지 17 중량% 폴리비닐알코올 수용액으로 사용될 수 있고, 이 경우에 용해성 및 접착력이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리비닐알코올은 일례로 비닐 아세테이트 단량체를 중합하여 얻어진 폴리비닐아세테이트(PVAc)를 알카리 하에서 검화하여 얻어진 수산기를 갖는 수용성 수지일 수 있고 바람직하게는 부분검화형 수지일 수 있다.
상기 부분검화형 폴리비닐알코올은 일례로 검화도가 70 내지 99.5 몰%, 75 내지 90 몰%, 또는 80 내지 90 몰%일 수 있고, 이 범위 내에서 인장강도 및 응집성이 우수한 효과가 있다.
상기 부분검화형 폴리비닐알코올은 일례로 중합도가 1600 내지 1800, 유리전이온도 50 내지 70℃, 융점 145 내지 170℃일 수 있고 이 범위 내에서 유동성, 응집성 및 물성밸런스가 우수한 효과가 있다.
소포제
상기 소포제는 일례로 상기 경화제 총 100 중량%를 기준으로 1 내지 5 중량%, 또는 1.5 내지 3 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 기포 발생을 억제하고 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 소포제는 상기 폴리비닐알코올을 물에 용해시 발생하는 기포를 제거한다.
상기 소포제는 일례로 폴리에테르계 또는 실리카실리콘계일 수 있고, 바람직하게는 폴리에테르계 분말 소포제로 1% 수용액에서 pH가 10 이상, 또는 10 내지 12인 것이 기포 발생을 억제하는 효과가 탁월하다.
기능성 소재
상기 기능성 소재는 일례로 상기 경화제 총 100 중량%를 기준으로 9 내지 30 중량%, 10 내지 25 중량%, 또는 10 내지 20 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 인체에 유익한 물질이 방출되고, 탈취, 항균, 항곰팡이성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
상기 기능성 소재는 일례로 맥반석, 황토, 제오라이트, 무기항균제, 모나자이트, 게르마늄, 및 토르마린으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우에 인체에 유익한 물질이 방출되는 효과 및 탈취, 항균, 항곰팡이성이 우수하여 쾌적한 환경을 제공하는 효과가 우수하다.
상기 경화제는 일례로 변성 폴리비닐알코올계 수지를 경화제 총 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 또는 0.5 내지 3 중량%로 더 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리비닐알코올계 수지는 일례로 아크릴기가 도입되고 아크릴기 도입시 형성된 히드록시기를 포함할 수 있고, 이 경우에 물에 대한 용해도가 우수하면서 접착력 및 내습성이 우수한 효과가 있다.
상기 아크릴기는 일례로 상기 폴리비닐알코올계 수지에 0.1 내지 50 몰%, 또는 1 내지 30 몰%로 도입될 수 있고, 이 범위 내에서 물에 대한 용해도 및 접착력이 우수한 효과가 있다.
상기 변성 폴리비닐알코올계 수지는 일례로 평균중합도 500 내지 1800, 또는 700 내지 1500일 수 있고, 이 범위 내에서 접착성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다
본 기재에서 평균중합도는 ASTM D1 243-79에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 친환경 무기질 접착제는 일례로 상기 무기질 바인더인 주제 40 내지 80 중량%, 50 내지 70 중량%, 바람직하게는 55 내지 65 중량%와 경화제 20 내지 60 중량%, 30 내지 50 중량%, 바람직하게는 35 내지 45 중량%로 혼합할 수 있고, 이 범위 내에서 작업성 및 접착력이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 친환경 무기질 접착제 조성물의 제조방법은 상기의 친환경 무기질 접착제 조성물에 기초하여, 2액형 접착제의 주제와 경화제로서, 주제로 칼슘 알루미네이트 50 내지 81 중량%, 무수석고 1 내지 25 중량%, 백시멘트 5 내지 25 중량%, 경화촉진제 1 내지 5 중량%, 경화지연제 0.1 내지 5 중량%, 증점제 1 내지 10 중량%, 셀룰로오스 섬유 5 내지 15 중량%, 증점제 1 내지 10 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 교반하여 무기질 바인더로 제조하는 단계; 상기 경화제로 폴리비닐알코올 69 내지 90 중량%, 기능성 소재 8 내지 30 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 균질(homogeneous) 수용액으로 제조하는 단계; 및 상기 주제 및 경화제를 중량비 4:6 내지 8:2로 배합하여 교반하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 무기질 바인더로 제조하는 단계에서 일례로 교반은 20 내지 60분 동안 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 혼합성이 우수한 효과가 있다.
상기 경화제를 제조하는 단계는 일례로 1시간 내지 5시간 동안 교반속도 500 내지 1000rpm, 200 내지 900 rpm, 또는 500 내지 900rpm으로 용해시켜 균질 수용액으로 제조할 수 있고, 이 범위 내에서 균질화 되는 효과가 우수하다.
본 발명의 친환경 무기질 접착제 조성물은 상기 제조방법으로 제조됨을 특징으로 한다.
상기 친환경 무기질 접착제는 일례로 합판, MDF, 석고, 석재, 타일 등의 접착에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예 1]
주제인 무기질 바인더 제조 단계
분말도가 4700~5000 cm2/g인 칼슘 알루미네이트 70 중량%, 수분함량이 0.5 중량%인 무수석고 5 중량%, 백시멘트로 비표면적이 3400cm2/g, 28일 압축강도가 46.5 Mpa이고 백색도가 90% 이상인 포를랜드 시멘트 10 중량%, 경화촉진제로 리튬 카보네이트 3 중량%, 경화지연제로 타타릭산 1 중량%, 셀룰로오스 섬유 6 중량%, 증점제로 메셀로스 2 중량% 및 소포제로 폴리에테르계 분말 3 중량%를 파우다 교반기에 공급하여 30분 동안 교반하여 바인더를 제조하였다.
경화제 제조 단계
농도 15 중량%인 부분검화형 폴리비닐알코올(검화도 85 몰%, 중합도 1700, 유리전이온도 60℃, 융점 160℃) 수용액 83 중량%, 기능성 소재로 게르마늄 15 중량% 및 소포제 2 중량%를 액상 디졸바에 4시간 동안 교반속도 850 rpm로 용해시켜 수용액으로 제조하였다.
바인더 및 경화제의 혼합 단계
상기 바인더 60 중량부 및 경화제 40 중량부를 교반하여 친환경 무기질 접착제를 준비하였다.
[실시예 2]
바인더 제조 단계
상기 실시예 1과 동일하게 바인더를 제조하였다.
경화제 제조 단계
농도 15 중량%인 부분검화형 폴리비닐알코올(검화도 85 몰%, 중합도 1700, 유리전이온도 60℃, 융점 160℃) 수용액 82.5 중량%, 기능성 소재로 게르마늄 15 중량% 및 소포제 2 중량% 및 변성비닐알코올계 수지(아크릴기가 20중량%로 도입되고, 평균중합도 1000) 0.5 중량%를 액상 디졸바에 4시간 동안 교반속도 850 rpm로 용해시켜 수용액으로 제조하였다.
바인더 및 경화제의 혼합 단계
상기 바인더 60 중량부 및 경화제 40 중량부를 교반하여 친환경 무기질 접착제를 준비하였다.
[실험예]
[실험 1]
상기 실시예 1에서 제조된 친환경 무기질 접착제를 한국화학시험연구원에서 KS 기준(KS F 4020:2007)에 의거하여 접착강도를 측정하여 시험결과를 하기 표 1에 정리하였다.
접착강도(N/mm2) 실시예 1 실시예 2 시험방법 LH 공사 마루접착제 접착강도 기준
1일 12.0 12.2 KS F 4715 0.8 N/mm2 이상
3일 15.1 15.2 KS F 4715
7일 17.9 18.0 KS F 4715
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에 따라 수득된 친환경 무기질 접착제인 실시예 1 및 2는 1일, 3일, 7일에서 LH 공사 마루접착제 접착강도 기준이 0.8 N/mm2 이상을 초과하는 접착강도를 확인할 수 있었다.
[실험 2]
상기 실시예 1에서 제조된 친환경 무기질 접착제를 한국공기청정협회에서 측정 후 발행한 친환경건축자재 시험성적서 내 표기된 하기 표 2에 정리하였다.
시험항목 구분 방출강도 시험방법 접착제
환경유해물질 기준
오염물질
방출량 시험
(mg/m2·h)		 TVOC trace* 소형 챔버법
(한국공기청정협회
단체 물질 인증규격)		 0.25mg/m2·h 미만
5VOCs trace* 0.40mg/m2·h 미만
HCHO trace* 0.03mg/m2·h 미만
*trace: TVOC 0.02(mg/m2·h)미만, HCHO 0.005(mg/m2·h) 미만, CH3CHO 0.005(mg/m2·h) 미만, 5VOCs 0.002(mg/m2·h) 미만
*5VOCs: 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 스티렌의 합
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따라 수득된 접착제는 건축자재 오염물 방출량 측면에서도 TVOC, 5VOCs, HCHO가 모두 흔적량(trace)로서 친환경 제품임을 확인할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 칼슘 알루미네이트 55 내지 78 중량%, 무수석고 1 내지 25 중량%, 백시멘트 7 내지 15 중량%, 경화촉진제 1 내지 5 중량%, 경화지연제 0.1 내지 5 중량%, 셀룰로오스 섬유 5 내지 15 중량%, 증점제 1 내지 10 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 주제; 및
    농도 10 내지 20 중량%의 폴리비닐알코올 수용액 69 내지 90 중량%, 기능성 소재 8 내지 30 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 포함하는 경화제;를 포함하되,
    상기 칼슘 알루미네이트는 알루미나(Al2O3) 함량이 65~75 중량%이고, 상기 폴리비닐알코올은 부분검화형 폴리비닐알코올로 중합도 1600 내지 1800, 유리전이온도 50 내지 70℃ 및 융점 145 내지 170℃이고, 상기 기능성 소재는 맥반석, 제오라이트, 무기항균제, 모나자이트, 게르마늄 및 토르마린으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제 및 경화제는 중량비 4:6 내지 8:2로 포함된 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 칼슘 알루미네이트는 분말도가 4,000 내지 6,000 cm2/g 인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백시멘트는 포를랜드 시멘트로 비표면적이 3000 내지 4000 cm2/g, 28일 압축강도가 40 내지 50 Mpa 및 백색도가 85% 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경화촉진제는 소듐설파이드(Na2S·9H2O), 소듐카보네이트(Na2CO3), 리튬카보네이트(Li2CO3), 리튬라이드록사이드(LiOH·H2O), 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경화지연제는 타타릭산(tartaric acid), 리그노설폰에이트, 하이드록실화된 카복실산, 붕사(borax), 및 글루콘산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 증점제는 메셀로스(Mecellose)인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 소포제는 폴리에테르계 분말 소포제, 실리카실리콘계 분말 소포제, 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제 조성물.
  12. 주제로 칼슘 알루미네이트 55 내지 78 중량%, 무수석고 1 내지 25 중량%, 백시멘트 7 내지 15 중량%, 경화촉진제 1 내지 5 중량%, 경화지연제 0.1 내지 5 중량%, 증점제 1 내지 10 중량%, 셀룰로오스 섬유 5 내지 15 중량%, 증점제 1 내지 10 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 교반하여 무기질 바인더로 제조하는 단계;
    경화제로 폴리비닐알코올 69 내지 90 중량%, 기능성 소재 8 내지 30 중량% 및 소포제 1 내지 5 중량%를 균질(homogeneous) 수용액으로 제조하는 단계; 및
    상기 주제 및 경화제를 중량비 4 : 6 내지 8 : 2로 배합하여 교반하는 단계;를 포함하되,
    상기 칼슘 알루미네이트는 알루미나(Al2O3) 함량이 65~75 중량%이고, 상기 폴리비닐알코올은 농도 10 내지 20 중량%의 폴리비닐알코올 수용액으로 상기 폴리비닐알코올은 부분검화형 폴리비닐알코올로 중합도 1600 내지 1800, 유리전이온도 50 내지 70℃ 및 융점 145 내지 170℃이고, 상기 기능성 소재는 맥반석, 제오라이트, 무기항균제, 모나자이트, 게르마늄 및 토르마린으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 무기질 바인더 제조단계에서 교반은 20 내지 60분 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 경화제를 제조단계는 1 내지 5시간 동안 교반속도 500 내지 1000rpm으로 용해시켜 균질 수용액으로 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 접착제의 제조방법.
  15. 제1항 내지 제7항 또는 제11항 중 어느 한 항의 친환경 무기질 접착제 조성물로부터 제조된 친환경 무기질 접착제.
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