KR20000063640A - 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 함수성과 탈수성이 높아서 사용성이 우수한 스폰지를 제조할 수 있는 새로운 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법에 대한 것으로, 폴리비닐아세탈의 스폰지의 제조방법에 있어서, 폴리비닐알코올 분말에 물과 함께 전분, 덱스트린 등의 가용성물질 및 포르말린을 혼합하는 제1혼합공정(10)과, 상기 혼합물을 가열하여 상기 폴리비닐알코올 분말과 전분을 용융시켜 혼합물을 졸로 만드는 1차가열용융공정(20)과, 상기 1차가열한 혼합물에 분해형 발포제와 산을 혼합하는 제2혼합공정(30)과, 열반응으로 폴리비닐알코올이 아세탈화되며 전분이 가수분해되고 상기 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 셀이 형성되어 폼을 생성하는 2차가열반응공정(40)과, 2차가열공정(40)후에 상기 폼을 물에 접촉시켜 가수분해된 전분과 덱스트린을 용출시키는 가용성물질용출공정(50)과, 상기 제1혼합공정(10) 또는 제2혼합공정(30)에서 알긴산소오다, CMC 또는 CMS 중에서 적어도 하나 이상을 혼합하는 공정을 포함하여 이루어져서, 상기 가용성물질이 용출되어 형성된 용출셀(2)과 상기 분해형 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 형성되며 상기 용출셀(2) 보다 큰 사이즈를 가지는 가스셀(4)이 고르게 분포되도록 된 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법이 제공된다.

Description

폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법{method of polyvinylacetal sponge}

본 발명은 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가용성 물질이 용출되어 형성된 미세한 용출셀과 이 용출셀보다 사이즈가 큰 셀이 혼합형성되어 물 및 유기용제를 함수하는 함수성과 탈수성이 높아서 사용성이 우수한 스폰지를 제조할 수 있는 새로운 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법에 관한 것이다.

폴리비닐아세탈 스폰지는 다른 합성수지 스폰지에 비해 비교적 강한 흡수력과 흡착력을 가지기 때문에 필터나 미생담체 등과 같은 공업용도로 많이 이용되고 있다. 이러한 폴리비닐아세탈 스폰지는 일반적으로 폴리비닐알콜을 물에 용해하여 전분, 덱스트린 등의 가용성물질과, 포르말린을 첨가한 후, 촉매로서 황산 또는 염산을 사용하여 가열한 다음, 세척과 탈수를 반복하여 산에 의해 가수분해된 전분과 덱스트린을 용출시켜 제조된다. 이때에는 상기 전분과 덱스트린이 용출되면서 오픈셀이 형성된다.

그런데 이와 같이 전분이나 덱스트린이 용출되어 형성되는 오픈셀은 전분이나 덱스트린의 입자가가 용출되는 그대로 형성되기 때문에 이 오픈셀의 사이즈는 전분이나 덱스트린의 입자와 거의 동일한 사이즈로 형성되기 때문에 그 사이즈가 대략 0.5㎜이하로 미세하다. 그러므로 이와 같이 제조된 폴리비닐아세탈 스폰지는 상기 미세한 오픈셀에 의한 모세관형상으로 물을 흡수하기 때문에 흡수속도가 느릴 뿐만 아니라 흡수한 물을 배출하는 배출속도도 느리다. 따라서 폴리비닐아세탈 스폰지는 흡수력이 강함에도 불구하고 이를 이용해 일반 생활용품 특히 청소용 세척롤 제작하는 경우에는 소요되는 수준의 품질을 얻기가 곤란하였다. 또한, 폴리비닐아세탈은 내수성이 우수하며, 내용제성 또한 우수하여 거의 모든 유기용제에 용해되지 않을 뿐만 아니라, 오픈화된 다공성 스폰지이기 때문에 미생물 슬러지와 친화되어 미생물이 효과적으로 부착되는 특성이 있어서, 오폐수처리시 사용되는 미생물담체로 적당하다. 그러나 전술한 바와 같이 종래의 폴리비닐아세탈 스폰지는 가용성물질이 용출에 의해 미세한 오픈셀을 가지기 때문에 비교적 표면적이 작아 미생물 부착에 한계를 갖고 있다.

따라서 전술한 바와 같은 폴리비닐아세탈의 특성을 효과적으로 활용하기 위해서는 스폰지의 제작시 비교적 큰 사이즈의 셀을 형성할 필요가 있으나 종래의 가용성물질을 용출시키는 방법에 의해서는 이러한 큰 사이즈의 셀을 형성하는 것을 거의 불가능하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 가용성물질이 용출되어 형성되는 미세한 오픈셀과 발포제에 의해 형성되는 비교적 큰 사이즈의 가스셀이 혼합형성되도록 처리함으로써, 물 및 유기용제의 흡수, 배출능력을 향상시키고 또 표면적이 넓어져서 미생물의 흡착력이 우수할 뿐만 아니라 함수성이 우수한 스폰지를 제조할 수 있는 새로운 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 폴리비닐아세탈 스폰지의 단면도

도 2는 본 발명에 의해 처리과정을 보인 개략도

도 3는 본 발명에 의해 제조된 스폰지를 보인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 스폰지 2. 용출셀

4. 가스셀 10. 제1혼합공정

20. 1차가열용융공정 30. 제2혼합공정

40. 2차가열반응공정 50. 가용성물질용출공정

본 발명에 따르면, 폴리비닐아세탈의 스폰지의 제조방법에 있어서, 폴리비닐알코올 분말에 물과 함께 전분, 덱스트린 등의 가용성물질 및 포르말린을 혼합하는 제1혼합공정(10)과, 상기 혼합물을 가열하여 상기 폴리비닐알코올 분말과 전분을 용융시켜 혼합물을 졸로 만드는 1차가열용융공정(20)과, 상기 1차가열한 혼합물에 분해형 발포제와 산을 혼합하는 제2혼합공정(30)과, 열반응으로 폴리비닐알코올이 아세탈화되며 전분이 가수분해되고 상기 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 셀이 형성되어 폼을 생성하는 2차가열반응공정(40)과, 2차가열공정(40)후에 상기 폼을 물에 접촉시켜 가수분해된 전분과 덱스트린을 용출시키는 가용성물질용출공정(50)과, 상기 제1혼합공정(10) 또는 제2혼합공정(30)에서 알긴산소오다, CMC 또는 CMS 중에서 적어도 하나 이상을 혼합하는 공정을 포함하여 이루어져서, 상기 가용성물질이 용출되어 형성된 용출셀(2)과 상기 분해형 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 형성되며 상기 용출셀(2) 보다 큰 사이즈를 가지는 가스셀(4)이 고르게 분포되도록 된 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 의해 처리과정을 보인 개략도이며, 도 3은 본 발명에 의해 제조된 스폰지의 단면을 도시한 것이다.

본 발명은 가용성물질이 용출되면서 형성되는 용출셀(2)과, 분해성 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 형성되며 상기 용출셀(2) 보다 큰 사이즈를 가지는 가스셀(4)이 고르게 혼합분포되도록 처리하는 방법에 관한 것으로, 다음과 같이 이루어진다.

1) 먼저, 폴리비닐알코올 분말에 물과 함께 가용성물질인 전분과 덱스트린 그리고 포르말린을 혼합한다(10).

2) 상기 혼합물을 약 60~90℃에서 1차가열시킨다(20). 이와 같이 하면 폴리비닐알코올 분말과 전분이 용융되어 혼합물이 졸상태가 된다.

3) 이와 같이 1차가열용융시킨(20) 다음, 상기 혼합물에 알긴산소오다, CMC(carboxymethyl cellulose), CMS(carboxymethyl starch) 중에서 적어도 하나 이상을 선택하여 혼합하는데(32), 총 반응물의 0.5~10중량% 정도로 혼합한다. 상기 알긴산소오다, CMC 또는 CMS는 다당류의 일종으로 흔히 아이스크림이나 마가린 등의 유화제로 사용되는 것이다. 이러한 알긴산소오다, CMC 및 CMS는 물을 용매로 하는 본 발명에서 상기 분해형 발포제 의해 생성되는 가스셀(4)이 고르게 분산형성되도록 하여 제품의 질을 향상시킨다. 이러한 알긴산소오다이나 CMC, CMS는 상기 제1혼합공정(10)에서 미리 혼합하여도 무방하다.

3) 그런 다음, 산에 의해 분해되어 가스를 발생시키는 분해형 발포제와 산을 첨가한다(30). 이때 분해형 첨가제로는 TSH(toluen sulfonyl hydrazide), ADCA(azo dicabon amaide), DPT(dinitroso pentamethlene tetramine), OBSH(oxybenzensulfonyl hydrazide), NaHCO³, CaCO³또는 Al, Zn, Mg분말 등을 사용할 수 있다. 이러한 발포제는 총 반응물의 0.1~30중량%로 혼합한다. 발포제를 30중량% 이상 혼합하는 경우에는 셀이 상당히 커져서 스폰지가 거칠어 지므로 바람직하지 않고, 0.1중량% 이하로 사용하는 경우에는, 발포제에 의한 가스셀(4)이 효과적으로 형성되지 않는다. 이어서 상기 혼합물에 염산 또는 황산을 첨가한다.

5) 상기 혼합물을 상온~80℃정도에서 약 1~40시간 2차가열한다(40). 이와 같이 하면 폴리비닐알코올이 포르말린에 의해 아세탈화되어 폴리비닐아세탈이 생성된다. 그리고 상기 전분이 산에 의해 가수분해되며, 상기 분해형 발포제가 산에 의해 분해반응하여 가스가 생성되고, 이 가스에 의해 가스셀(4)이 형성되어 폼이 만들어 진다.

6) 이와 같이 2차열처리한(40) 다음 상기 폼을 물로 세척하고 탈수하여 가수분해된 전분 및 덱스트린을 용출시켜(50) 용출셀(2)을 형성한다.

이와 같이 하여 생성된 상기 용출셀(2)은 도 3에 도시된 바와 같이, 마치 미로와 같은 연속적이고 미세한 오픈셀로서, 0.5㎜ 미만이며, 이 용출셀(2)에 의한 모세관형상에 의해 물이 흡수된다. 그리고 상기 분해형 발포제가 분해반응하여 발생된 가스에 의해 형성된 가스셀(4)은 상기 오픈셀(2)에 비해 상당히 큰 0.5~5㎜ 의 사이즈를 가진다. 이러한 가스셀(4)은 상기 용출셀(2)에 사이사이에 고르게 분포되고 용출셀(2)과 연결되어 있어서, 용출셀(2)의 모세관형상에 의해 흡수된 물을 저장하는 역할을 하므로 스폰지의(1) 함수성이 우수할 뿐만 아니라 스폰지(1)의 흡수속도가 빨라지며, 반대로 흡수된 물을 제거하기 위해 스폰지(1)를 짰을 때 흡수된 물이 빨리 배출된다. 또한 이러한 가스셀(4)에 의해 종래의 용출셀(2)만이 형성된 종래의 스폰지에 비해 다양한 크기의 셀이 분포되므로 흡수 및 배출이 용이할 뿐만 아니라 스폰지의 표면적을 넓힐 수 있다.

필요에 따라서는 폴리우레탄스폰지 블록에 상기 2차혼합물을 충진시켜 블록을 만든 다음, 수세미 등의 제품을 제작하면, 스폰지의 세척효과 및 인장력, 내마모성이 증가된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 가용성물질이 용출되어 형성된 미세한 오픈셀과 발포제에 의해 형성된 비교적 큰 사이즈의 가스셀이 고르게 분포되도록 처리함으로써, 표면적이 넓어져서 이물질(청소 또는 세척대상물질) 등의 흡착력이 우수하며, 흡수속도와 배출속도도 우수한 스폰지를 제조할 수 있는 새로운 구조의 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법이 제공된다. 이러한 방법에 의해 제조된 폴리비닐아세탈 스폰지는 물공급, 물끼제거 능력이 우수하여 목용용품, 청소용 스폰지, 주방용품 등과 같은 다양한 생활용품에 적용하거나 물공급롤러, 물제거롤러 등과 같은 공업용품에 적용하면 고품질의 제품을 얻을 수 있다. 또한, 용출셀과 가스셀에 의해 폐수처리용 활성오니가 부착할 수 있는 충분한 공간을 가짐으로써, 활성오니의 미생물담체로 사용하면 효과적이다.

Claims (1)

1. 폴리비닐아세탈의 스폰지의 제조방법에 있어서, 폴리비닐알코올 분말에 물과 함께 전분, 덱스트린 등의 가용성물질 및 포르말린을 혼합하는 제1혼합공정(10)과, 상기 혼합물을 가열하여 상기 폴리비닐알코올 분말과 전분을 용융시켜 혼합물을 졸로 만드는 1차가열용융공정(20)과, 상기 1차가열한 혼합물에 분해형 발포제와 산을 혼합하는 제2혼합공정(30)과, 열반응으로 폴리비닐알코올이 아세탈화되며 전분이 가수분해되고 상기 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 셀이 형성되어 폼을 생성하는 2차가열반응공정(40)과, 2차가열공정(40)후에 상기 폼을 물에 접촉시켜 가수분해된 전분과 덱스트린을 용출시키는 가용성물질용출공정(50)과, 상기 제1혼합공정(10) 또는 제2혼합공정(30)에서 알긴산소오다, CMC 또는 CMS 중에서 적어도 하나 이상을 혼합하는 공정을 포함하여 이루어져서, 상기 가용성물질이 용출되어 형성된 용출셀(2)과 상기 분해형 발포제가 분해되어 발생된 가스에 의해 형성되며 상기 용출셀(2) 보다 큰 사이즈를 가지는 가스셀(4)이 고르게 분포되도록 된 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 스폰지의 제조방법