KR20090111503A - 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 0.1~1N 농도의 산 용액에 한천을 투입하고 80~100℃온도 하에서 30~40분 동안 반응시켜 가수분해한 다음, 상기 가수분해된 한천액에 탄산칼슘을 첨가하여 중화시키고, 상기 중화된 한천액을 여과시켜 산성화된 칼슘염과 분리된 한천 여과액만을 취한 후, 상기 한천 여과액에 증점제와 보존제를 첨가하고 진공탈포 및 멸균하여 건축내장재용 친환경 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로,

상기 조성물은 인체에 무해한 천연물질인 한천을 주성분으로 하여 접착력을 부여시킴으로서 벽지나 바닥재를 고착하기 위한 접착제로 사용이 가능함과 동시에 소정의 색을 갖는 안료를 함께 투입하여 각종 도료로도 사용이 가능할 뿐만 아니라, 첨가제로서 숯 또는 황토 분말을 첨가하여 시공후 원적외선 방사효과를 비롯한 항균 및 탈취효과도 동시에 얻을 수 있으며, 이와 동시에 제조공정상 폐수 등의 오염물질의 방출이 없어 자연친화적이다.

아울러, 건축내장재용 도료 및 접착제로 사용될 경우 주성분으로서 천연물질인 한천을 사용하여 추후 화학물질의 배출이 없어 새집증후군에 의한 피해를 방지할 수 있으며, 도포 후 건조된 한천의 입자형태는 다공질 구조로서 높은 기공성과 비표면적을 가짐에 따라 첨가제로 첨가된 숯 또는 황토의 기능성 효과를 극대화할 수 있다.

한천, 구연산, 가수분해, 탄산칼슘, 숯, 황토

Description

한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물 및 그 제조방법{A agar composition for struction metal and it's manufacturing method}

본 발명은 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 인체에 무해한 천연물질인 한천을 주성분으로 하여 접착력을 부여시킴으로서 각종 건축내장재용 접착제 및 도료로 사용이 가능한 친환경 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 새로 지은 건물이나 건물의 경우 여러 자재로부터 유발된 유해물질로 인하여 거주자들이 건강상 문제 및 불쾌감을 느끼게 되는 새집증후군(Sick House Syndrome)이 문제화되고 있다.

상기와 같은 새집증후군은 건물 구조의 기본이 되는 콘크리트 및 시멘트 등의 유해성분과, 벽지나 천정재, 바닥재 등과 같은 실내마감재에 사용된 화학적 성분이 주가 되며, 상기 실내마감재를 고착시키는 과정에 사용된 접착제에서도 수백가지의 유해물질이 배출되는 것으로 알려져 있다. 대표적인 유해물질로는 포름알데히드와 허용기준치를 규제하는 voc(휘발성유기화합물)이 주요 원인물질로 알려져 있다.

그 외에도 건축시 발생한 라돈, 석면, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물, 오존, 미세먼지, 부유세균과 같은 유해물질이 건물 밖으로 배출되지 못하고 실내에 축적됨에 따라 새집증후군의 원인이 되기도 한다.

이러한 유해물질에 짧은 기간 노출되면 두통, 눈, 코, 목에 자극을 주고, 헛기침, 가려움증, 현기증, 매스꺼움, 집중력저하, 피로감, 취기에 대한 민감성 등이 나타날 수 있으며, 장기적으로는 호흡기 질환, 급성폐렴, 고열, 심장병, 암 등을 유발할 수 있는 것으로 보고되고 있다.

따라서 상기와 같은 새집증후군의 피해를 줄이기 위한 다양한 방안들이 제시되고 있는데, 그 방안으로는 원인이 되는 유해물질을 환기나 공기정화용품을 통하여 제거하는 방법과, 건축자재를 유해물질이 포함되지 않은 친환경 소재로 대체하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 환기나 공기정화용품을 이용한 방안은 실질적인 새집증후군의 원인인 화학적 성분의 발생을 방지하는 것이 아니라 이미 발생된 유해성분을 신속하게 제거하기 위한 사후처리의 방안으로서, 이와 같이 환기 등을 통해 유해성분을 제거하기 위해서는 장시간이 소요될 뿐만 아니라, 공기정화를 위한 제품들도 단위면적에 대한 제거효율이 좋지 않아 근본적인 대책이 될 수 는 없었다.

이에 최근에는 새집증후군의 원인이 되는 화학물질을 포함하지 않은 건축용 친환경 소재에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 일례로서, 대한민국 특허 출원번호 제2008-2537호에서는 폐각을 재활용하여 친환경 건축내장재를 제조하는 기술이 소개된 바 있으며, 동 특허 출원번호 제2007-14659호에서는 벽체 또는 천장재로 사용가능한 황토 보드 및 그 제조방법에 관해서 소개된 바 있다.

아울러, 상기와 같은 건축용 자재 뿐만 아니라 건축용 도료 및 접착제 조성물에 친환경 소재를 사용한 기술들이 소개된 바 있으며, 그 예로서 대한민국 특허 출원번호 제2001-0070592호에서는 숯페인트 조성물 제조방법을, 동 특허 출원번호 제2001-0075643호에서는 도배용 숯 접착제를, 동 특허 출원번호 제2000-0018966호에서는 황토를 이용한 도료의 제조방법을, 동 특허 출원번호 제2005-0031918호에서는 무공해 황토도료 조성물 및 그 제조방법을 통하여 숯 및/또는 황토의 천연물질을 조성물 내에 첨가하여 항균 및 제습, 탈취, 전자파 차단 등의 효과를 갖는 조성물이 기재되어 있다.

그러나, 이와 같은 건축용 도료 및 접착제 조성물의 경우에는 기존 조성물에 단순히 황토나 숯을 첨가하여 항균 및 탈취효과를 기대하고 있는 바, 조성물 내에 분산된 황토나 숯의 경우 바인더 등의 수지류에 의해 다공질의 기공이 막혀 비표면적이 감소되는 원인으로 인하여 기대만큼의 충분한 효과를 얻기 어려울 뿐만 아니라, 황토 또는 숯의 첨가로 인한 접착력 감소, 이로 인한 박리현상 및 크랙발생 등의 문제점이 발생되고 있다.

특히, 통상적인 건축용 도료 및 접착제 조성물의 경우 모두 바인더의 주성분으로서 합성수지류를 사용하고, 이에 따른 유기용매 및 유기첨가제를 사용하기 때문에 높은 비중의 유해물질을 배출함에도 불구하고, 전술한 종래 건축용 친환경 소재들은 기존의 수지 조성물에 모두 숯이나 황토 등의 첨가제를 첨가한 것에 국한되 어 있을 뿐, 실질적인 주원료인 바인더 수지를 대체할 수 있는 친환경 소재에 관한 개발은 아직까지 이루어지지 않고 있는 실정이다.

이에 본 발명자는 기존의 유기화학성분으로 이루어진 건축내장재용 접착제 및 도료의 주성분을 대체할 수 있는 천연물질을 연구한 결과, 무공해 제품인 한천이 이를 대체할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인체에 무해한 천연물질인 한천을 주성분으로 하여 접착력을 부여시킴으로서 각종 건축내장재용 접착제 및 도료로 사용이 가능하며, 이와 동시에 제조공정상 폐수 등의 오염물질의 방출이 없어 친환경적일 뿐만 아니라, 숯 또는 황토를 첨가제로 첨가하여 원적외선 방사효과를 비롯한 항균 및 탈취효과도 동시에 얻을 수 있는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 천연물질인 한천이 주성분으로 사용됨에 따라 추후 화학물질의 배출이 없어 새집증후군에 의한 피해를 방지할 수 있는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

0.1~1N 농도의 산 용액에 한천을 투입하고 80~100℃온도 하에서 30~40분 동안 반응시켜 가수분해한 다음, 상기 가수분해된 한천액에 탄산칼슘을 첨가하여 중화시키고, 상기 중화된 한천액을 여과시켜 산성화된 칼슘염과 분리된 한천 여과액만을 취한 후, 상기 한천 여과액에 증점제와 보존제를 첨가하고 진공탈포 및 멸균하는 것을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 상기 산 용액은 염산, 황산, 질산, 아세트산, 구연산, 스테아르산 중에 택일된 수용액인 것을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 한천은 산 용액 150중량부에 대하여 50~70중량부가 투입됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 탄산칼슘은 가수분해된 한천액 200중량부에 대하여 7~10중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 증점제로는 한천(agar), 천연셀룰로오즈(hydroxyethyl cellurose), 쟁탄검(XanThan Gum), 카라기난(Carrageenan), 구아검(Guar Gum), 팩틴(pectin), 아라비아검(Arabic Gum) 중에 선택된 한 종 이상이 사용됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 보존제로는 ε-폴리리진(ε-polylysine), 자몽종자 추출물(grapefruit seed extract), 포도종자 추출물(grape seed extract), 토코페롤(Tocopherols:Vit E), 아스코르빈산(ascorbin acid), 파라옥시안식향산에스테르류(ρ-oxybenzoic acid esters), 소르빈산(sorbic acid) 중에 선택된 한 종 이상이 사용됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 증점제와 보존제는 한천 여과액 100중량부에 대하여 각각 0.3 ~ 0.5중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 한천 여과액 100중량부에 대하여 무기안료 5 ~ 60중량부가 추가로 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 한천 여과액 100중량부에 대하여 숯 또는 황토 분말이 20 ~ 60중량부가 추가로 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 중화된 한천액을 여과후 분리된 산성화된 칼슘염은 가수분해를 위한 산 용액으로 재활용함을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전술한 방법에 의하여 제조되어 천연물질인 한천을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물을 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법은 인체에 무해한 천연물질인 한천을 주성분으로 하여 접착력을 부여시킴으로서 벽지나 바닥재를 고착하기 위한 접착제로 사용이 가능함과 동시에 소정의 색을 갖는 안료를 함께 투입하여 각종 도료로도 사용이 가능할 뿐만 아니라, 첨가 제로서 숯 또는 황토 분말을 첨가하여 시공후 원적외선 방사효과를 비롯한 항균 및 탈취효과도 동시에 얻을 수 있으며, 이와 동시에 제조공정상 폐수 등의 오염물질의 방출이 없어 자연친화적이라는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 의해 제조된 친환경 조성물은 건축내장재용 도료 및 접착제로 사용될 경우 주성분으로서 천연물질인 한천을 사용하여 추후 화학물질의 배출이 없어 새집증후군에 의한 피해를 방지할 수 있으며, 도포 후 건조된 한천의 입자형태는 다공질 구조로서 높은 기공성과 비표면적을 가짐에 따라 첨가제로 첨가된 숯 또는 황토의 기능성 효과를 극대화할 수 있다는 또 다른 효과를 가져온다.

이하에서는 본 발명에 대하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 우뭇가사리의 열수추출액의 응고물인 한천(agar)을 가수분해를 통해 접착성을 부여하여 각종 건축내장재용 접착제 및 도료로 사용가능한 친환경 조성물을 제공하고자 한다.

이를 위한 제조방법으로서, 먼저 0.1~1N 농도의 산 용액에 한천을 투입하고 가수분해하게 된다. 상기와 같이 사용된 한천(agar)은 아가로스(agarose) 및 아가로펙틴(agaropectin)의 2가지 다당류로 혼합되어 있으며, 상기 중성 다당류인 아가로스는 겔(gel)화 하려는 특성이 강해 강도를 높이는 성질을, 산성다당류인 아가로펙틴은 겔성이 약한 대신 점탄성을 향상시키는 성질을 각각 갖고 있다.

따라서, 상기 한천을 80~100℃온도를 유지하는 산 용액에 투입하여 용해시킨 상태에서 가수분해하게 되면 한천의 고분자 구조가 고무흐름영역으로 상전이를 일으켜 그 점탄성은 약화되는 동시에 겔화되려는 특성을 갖게 되며, 상기 겔화된 한천 용융액은 소정의 접착력을 부여받게 된다. 이와 같이 가수분해를 끝낸 한천 용융액의 점도는 80~100cp의 점도를 갖는다.

상기 가수분해 반응은 80~100℃온도 하에서 30~40분 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 온도범위는 한천의 고분자 구조가 고무흐름영역으로 상전이될 수 있도록 하는 것과 밀접한 관련 있으며, 다만 상기 80℃ 이상에서 한천에 대한 산 용액의 용해도가 높고 한천이 가수분해 후 응결되는 것을 방지할 수 있기 때문이며, 다만 그 온도범위를 100℃ 이하로 한정하는 것은 취급을 요하는 산 용액에 대한 폭발의 위험성을 미연에 방지하기 위함이다.

이와 같은 한천의 가수분해에 사용되는 산 용액으로는 염산, 황산, 질산, 아세트산, 구연산, 스테아르산 중에 택일된 0.1~1N 농도의 수용액이 사용된다. 다만, 상기 산 용액의 농도는 염산, 황산, 질산과 같은 강산의 경우에는 0.1N 농도까지 희석하여 사용하는 것이 바람직하며, 아세트산, 구연산, 스테아르산과 같은 약산의 경우 1N 농도까지 사용하여도 무방하다. 이중에서도, 취급이 용이하고 공정상 유독성이 없으며, 인체에 무해한 구연산 수용액이 가장 바람직하게 사용될 수 있다.

한편, 상기 산 용액에 대한 한천의 배합비율의 경우 산 용액 150중량부에 대하여 한천 50~70중량부가 투입되는 것이 바람직하며, 이는 상기 산 용액에 대한 용해도와 가수분해도와 관련있으며, 다만 상기 범위에서 한천의 투입량을 50중량부 미만으로 할 경우 산 용액의 포화용해도도 미치지 못하여 공정상 비효율적이며, 반 대로 그 투입량을 70중량부를 초과할 경우 산 용액에 용해되지 못하고 가수분해되지 못한 여분의 한천이 발생되어 수득율이 낮아지기 때문이다.

상기와 같은 단계를 거쳐 가수분해된 한천액은 pH 2~3의 강산으로서 이를 중화시키는 단계를 거치게 되는데, 이를 위하여 상기 가수분해된 한천액 200중량부에 대하여 탄산칼슘 7~10중량부를 첨가하여 pH 6.5~7.5가 되도록 한다. 상기 pH 범위는 강산과 약염기의 반응에 따라 조금 유동이 있을 수 있다.

이와 같이 중화과정을 거친 한천액 내에는 중화반응의 부산물인 산성화된 칼슘염이 포함되어 있기 때문에, 여과과정을 거쳐 순수 한천액만을 분리하여 취하게 된다. 이를 위한 여과방법으로는 흡입여과, 감압여과, 원심분리 등과 같이 고-액분리가 가능한 모든 여과방법이 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 구치 크러시블(Gooch crucible)을 이용한 흡입여과가 그 여과효율이 좋아 바람직하게 사용된다.

아울러, 상기 여과과정을 거쳐 순수 한천액과 분리된 칼슘염은 수거하여 추후 새로운 한천의 가수분해를 위한 산 용액으로 재사용하거나, 건조 후 각종 토양개량제나 비료, 영양제로 상품화함으로써 재활용이 가능하며, 이로 인해 제조공정상 폐기해야 하는 부산물이 발생되지 않아 비용적으로도 경제적이며 자원친화적이라는 효과를 가져올 수 있다.

상기와 같이 여과과정을 거쳐 얻어진 순수 한천액에 점도조절을 위한 증점제와 보존성을 높이기 위한 보존제를 각각 투입하게 되는데, 상기 증점제와 보존제는 본 발명의 취지에 맞게 천연성분 또는 인체에 무해한 물질을 사용하는 것이 바람직 하다.

이를 위해 상기 증점제로는 한천(agar), 천연셀룰로오즈(hydroxyethyl cellurose), 쟁탄검(XanThan Gum), 카라기난(Carrageenan), 구아검(Guar Gum), 팩틴(pectin), 아라비아검(Arabic Gum) 중에 선택된 한 종 이상이 사용가능하다.

아울러 상기 보존제로는 ε-폴리리진(ε-polylysine), 자몽종자 추출물(grapefruit seed extract), 포도종자 추출물(grape seed extract), 토코페롤(Tocopherols:Vit E), 아스코르빈산 (ascorbin acid), 파라옥시안식향산에스테르류(ρ-oxybenzoic acid esters), 소르빈산(sorbic acid) 중에 선택된 한 종 이상이 사용가능하다.

이러한 증점제와 보존제는 그 함유량의 경우 보관환경 및 저장기간에 따라 다르기는 하나, 한천 여과액 100중량부에 대하여 증점제의 경우 0.3~0.5중량부가, 보존제의 경우 0.3~04중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.

이와 같이 증점제와 보존제를 첨가한 한천액은 진공탈포 및 멸균함으로써 본 발명의 건축내장재용 친환경 조성물을 완성하게 되며, 이러한 조성물은 소정의 접착력이 부여되어 벽지나 바닥재 등을 고착시키기 위한 접착제의 용도로도 사용이 가능할 뿐만 아니라 천장재나 내,외벽, 가구 등에 도포되는 페인트 및 코팅도료로 사용이 가능하다.

한편, 본 발명의 조성물을 상기와 같이 페인트와 같은 도료로 사용하기 위하여 소정의 색감을 갖는 무기안료를 여과단계를 거친 한천 여과액에 추가로 첨가할 수 있으며, 상기 무기안료는 한천 여과액 100중량부에 대하여 5~60중량부가 첨가되 어 다양한 색상을 갖는 도료 조성물로 사용이 가능하다.

또한, 본 발명의 조성물은 그 기능성을 더욱 향상시키기 위하여 숯 또는 황토 등으로 이루어진 기능성 분말을 추가로 첨가할 수 있으며, 이러한 기능성 분말은 인체에 유익한 원적외선 방사율이 높고, 음이온 방출을 비롯한 항균 및 탈취, 보습, 해독 등의 효과가 있는 것은 주지된 것으로서, 상기 기능성 분말이 첨가됨에 따라 각종 분진의 제거와, 유독성 물질의 탈취 및 해독을 통한 새집증후군의 피해를 절감시킬 수 있다.

이 때 사용된 기능성 분말은 200메쉬(mesh) 채를 통과한 미분말 상태를 사용하는 것이 한천액 내에 고루 분산될 수 있으며, 추후 도막의 크랙발생 및 박리현상을 방지할 수 있어 바람직하게 사용된다. 한편, 상기 기능성 분말 중 숯의 경우 일반적으로 통용되는 모든 숯을 의미하나, 그 중에서도 백탄 숯을 사용하는 것이 가장 좋은 효과를 보여준다.

이러한 기능성 분말은 여과단계를 거친 한천 여과액 100중량부에 대하여 20 ~ 60중량부를 투입하는 것이 바람직하며, 이는 상기 기능성 분말을 20중량부 미만으로 첨가하게 되면 숯 또는 황토가 갖고 있는 기능성 효과가 미비하게 나타나고, 반대로 40중량부를 초과하여 첨가하게 되면 한천액의 접착력이 저하될 수 있기 때문이다.

상기와 같이 기능성 분말이 추가된 조성물은 최소 200micron의 두께가 되도록 도포해야 숯과 황토이 갖고 있는 기능성 효과가 충분히 발휘되며, 최소 7회까지 도포하여도 크랙발생없이 우수한 도막강도와 내구성을 가짐을 후술되는 실시예를 통하여 실험적으로 확인할 수 있었다.

이상과 같이 설명한 단계로 구성된 본 발명은 인체에 무해한 천연물질인 한천을 주성분으로 하여 접착력을 부여시킴으로서 벽지나 바닥재를 고착하기 위한 접착제로 사용이 가능함과 동시에 소정의 색을 갖는 안료를 함께 투입하여 각종 도료로도 사용이 가능하며, 천연물질로만 이루어져 추후 화학물질의 배출이 없어 새집증후군의 피해를 방지할 수 있을 할 뿐만 아니라 이와 동시에 제조공정상 폐수 등의 오염물질의 방출이 없어 자연친화적이다.

아울러, 상기 조성물에 첨가제로서 숯 또는 황토와 갖는 기능성 분말을 첨가함으로써 시공후 원적외선 방사효과를 비롯한 항균 및 탈취효과도 동시에 얻을 수 있으며, 특히 상기와 같이 첨가된 기능성 분말은 한천 내에 존재하더라도 한천의 다공성 입자구조상 그 기공도와 비표면적에 거의 영향을 받지 않아 그 기능성 효과를 최대한 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 기능성 분말의 첨가로 인한 접착력 감소, 이로 인한 박리현상 및 크랙발생 등의 문제점이 발생되지 않는다.

이하 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

<실시예 1>

90℃까지 가열된 1N 농도의 구연산 수용액 150㎖에 한천 60g을 투입하고 그 온도를 유지한 상태에서 40분 동안 가수분해시킨 다음, 상온까지 냉각하고 한천액에 98%함량의 탄산칼슘 8g을 투입하여 pH 6.8까지 중화시킨 후, 상기 중화된 한천액으로 부터 150㎜ 여과지(TOYO menka 5A)를 사용한 구치 크러시블(Gooch crucible)을 통해 흡입여과하여 구연산 칼슘과 분리된 순수 한천액만을 취하였다.

상기와 같이 수득된 순수 한천액 100g에 증점제로 한천 0.35g과, 보존제로 자몽씨 추출물 0.4g을 첨가하고, 추가로 200mesh 이하의 백탄 숯 분말 40g을 투입한 다음, 진공탈포믹서에서 탈포시킨 후 오토 클레이브에서 멸균함으로서 건축내장재용 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

80℃까지 가열된 0.1N 농도의 염산 수용액 150㎖에 한천 40g을 투입하고 그 온도를 유지한 상태에서 30분 동안 가수분해시킨 다음, 상온까지 냉각하고 한천액에 98%함량의 탄산칼슘 10g을 투입하여 pH 6.5까지 중화시킨 후, 상기 중화된 한천액으로 부터 150㎜ 여과지(TOYO menka 5A)를 사용한 구치 크러시블(Gooch crucible)을 통해 흡입여과하여 염화칼슘과 분리된 순수 한천액만을 취하였다.

상기와 같이 수득된 순수 한천액 100g에 증점제로 한천 0.4g과 보존제로 자몽씨 추출물 0.3g을 첨가하고, 추가로 200mesh 이하의 백탄 숯 분말 20g을 투입한 다음, 진공탈포믹서에서 탈포시킨 후 오토 클레이브에서 멸균함으로서 건축내장재용 조성물을 제조하였다.

<실시예 3>

90℃까지 가열된 1N 농도의 구연산 수용액 150㎖에 한천 55g을 투입하고 그 온도를 유지한 상태에서 40분 동안 가수분해시킨 다음, 상온까지 냉각하고 한천액에 98%함량의 탄산칼슘 7.65g을 투입하여 pH 6.6까지 중화시킨 후, 상기 중화된 한천액으로 부터 150㎜ 여과지(TOYO menka 5A)를 사용한 구치 크러시블(Gooch crucible)을 통해 흡입여과하여 구연산 칼슘과 분리된 순수 한천액만을 취하였다.

상기와 같이 수득된 순수 한천액 100g에 증점제로 한천 0.5g과 보존제로 자몽씨 추출물 0.4g을 첨가하고, 추가로 200mesh 이하의 백탄 숯 분말 50g을 투입한 다음, 진공탈포믹서에서 탈포시킨 후 오토 클레이브에서 멸균함으로서 건축내장재용 조성물을 제조하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 1 내지 실시예 3에 의해 제조된 조성물을 첨부된 도면의 도 1과 같이 건축내장재용 석고보드의 일면에 각각 300micron의 두께로 도포하고 건조시킨 다음, 각 도막의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

-도막의 외관상태-

육안으로 건조된 도막의 면상태 및 얼룩정도를 파악하였다.

-부착력-

건조된 도막을 1㎝의 간격으로 11개씩 각각 교차시켜 100개의 칸을 만들고 3M 투명테이프로 그 부위에 접착시킨 후, 떼어내어 박리되지 않은 칸을 계산하여 그 부착정도를 측정하였으며, 아울러 테이프에 숯 분말이 묻어 나오는지를 확인하였다.

-내스크레치성-

건조된 도막의 표면을 손톱으로 동일한 힘을 주면서 긁는 과정을 5회 반복하여 도막 표면의 긁힘, 소재노출, 슬립성을 파악하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3
표면도막상태	양호	불량	양호
부착력	100/100	100/100	96/100
내스크래치성	양호	양호	양호

상기 표 1을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 제시된 제조방법에 따른 실시예 1 내지 3의 경우 모두 양호한 물성을 보여주고 있음을 알 수 있었으며, 다만 실시예 2의 산 용액으로 염산을 사용함에 따라 도막상태가 부드럽지 못함이 육안으로 확인되었으며, 실시예 3의 경우 숯 분말의 첨가량이 너무 많아 부착력이 저하됨을 확인할 수 있었다.

<실험예 2>

상기 실시예 1 내지 실시예 3에 의해 제조된 조성물을 도 2와 같이 건축내장재용 목재보드의 일면에 각각 300micron의 두께로 도포한 다음 벽지를 붙여 3일간 방치한 후 KS L 1593에 규정된 방법에 따라 접착강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3
접착강도 (N/㎠｛㎏f/㎠｝)	58.4	55.5	47.0

상기 표 2를 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 제시된 제조방법에 따른 실시예 1 내지 3의 경우 모두 높은 접착강도를 보여줌으로써 각종 건축내장재용 접착제로 사용가능함을 보여주고 있다.

<실험예 3>

실시예 1의 의해 제조된 조성물을 건축내장재용 석고보드의 일면에 200micron의 두께로 1회부터 7회까지 각각 도포하고 경화시킨 후, 도막의 박리성과 크랙발생유무를 육안으로 관찰하였다.

도 3은 상기 실험을 통하여 각각 1회부터 7회까지 도포한 석고보드를 각각 촬영한 사진으로, 상기 사진을 통해 알 수 있듯이 7회까지 도포하더라도 도막이 크랙이 발생되는 않은 것을 확인할 수 있었으며, 각 층간 분리도 일어나지 않아 박리성도 좋은 것으로 확인되었다.

<실험예 4>

실시예 1의 의해 제조된 조성물을 건축내장재용 석고보드의 일면에 300micron의 두께로 도포한 다음 KICM-FIR-1085의 방법으로 암모니아 가스 제거율을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 상기 제거율은 120분 경과시의 제거율을 나타낸 것이다.

	암모니아 가스 제거율(%)
실시예 1	98.5%

상기 표 3을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 제시된 제조방법에 따른 실시예 1의 경우 숯 분말이 함유됨에 따라 암모니아 가스의 제거효율이 높은 것으로 나타났으며, 이를 통하여 숯의 기능성 효과 중 하나인 탈취효과가 있는 것을 확인할 수 있다.

<실험예 5>

실시예 1의 의해 제조된 조성물을 건축내장재용 석고보드의 일면에 300micron의 두께로 도포하고 완전히 경화시킨 후, 전계 주사 전자 현미경( JEOL,JSM-6500 F)로 10,000배 확대 후 조성물 내에 함유된 백탄 숯 분말을 촬영하여 도 4a에 나타내었으며, 비교예로서 조성물에 첨가하기 전의 일반 백탄 숯 분말을 동일한 방법으로 촬영하여 도 4b에 나타낸 다음, 상기 숯 분말의 기공도와 표면적의 차이를 육안으로 살펴보았다.

상기와 같이 촬영된 사진을 살펴본 결과, 본 발명의 조성물에 포함된 백탄 숯 분말(도 4a)의 경우 일반 백탄 숯(도 4b) 분말과 비교하여 그 기공도가 영향을 받지 않음을 알 수 있으며, 이는 경화된 한천은 다공성 입자구조로 이루어져 있어 그 내부에 함유된 숯 분말이 한천에 의해 완전히 감싸지지 않고 외부에 노출되기 때문인 것으로 판단되며, 따라서 한천 내에 함유된 숯은 그 고유특성인 다공성과 높은 비표면적이 그대로 유지되기 때문에 본 발명의 조성물 내에 포함되더라도 기존의 탈취, 살균, 제독, 전자파 제거 등의 효과가 감소 없이 그대로 유지될 수 있음을 확인할 수 있다.

<실시예 4>

90℃까지 가열된 1N 농도의 구연산 수용액 150㎖에 한천 50g을 투입하고 그 온도를 유지한 상태에서 40분 동안 가수분해시킨 다음, 상온까지 냉각하고 한천액에 98%함량의 탄산칼슘 8g을 투입하여 pH 6.8까지 중화시킨 후, 상기 중화된 한천액으로 부터 150㎜ 여과지(TOYO menka 5A)를 사용한 구치 크러시블(Gooch crucible)을 통해 흡입여과하여 구연산 칼슘과 분리된 순수 한천액만을 취하였다.

상기와 같이 수득된 순수 한천액 100g에 증점제로 한천 0.35g과, 보존제로 자몽씨 추출물 0.4g을 첨가하고, 추가로 200mesh 이하의 황토 분말 50 g을 투입한 다음, 진공탈포믹서에서 탈포시킨 후 오토 클레이브에서 멸균함으로서 건축내장재용 조성물을 제조하였다.

<실험예 6>

실시예 4에 의해 제조된 조성물을 건축내장재용 석고보드의 일면에 200micron의 두께로 7회까지 도포하고 경화시킨 후, 도막의 박리성과 크랙발생유무를 육안으로 관찰하였다.

도 5는 상기 실험을 통하여 7회까지 도포한 석고보드를 각각 촬영한 사진으로, 상기 사진을 통해 알 수 있듯이 7회까지 도포하더라도 도막이 크랙이 발생되는 않은 것을 확인할 수 있었으며, 각 층간 분리도 일어나지 않아 박리성도 좋은 것으로 확인되었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 숯이 첨가된 한천 조성물을 석고보드에 300micron 두께로 도포한 사진

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 숯이 첨가된 한천 조성물을 도포 후 벽지를 부착한 사진

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 숯이 첨가된 한천 조성물을 석고보드에 200micron 두께로 각각 1~7회 반복하여 도포한 사진

도 4a는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 숯이 첨가된 한천 조성물을 석고보드에 300micron 두께로 도포하고 경화시킨 후 백탄 숯을 10,000배 확대하여 촬영한 사진

도 4b는 일반 백탄 숯 분말을 10,000배 확대하여 촬영한 사진

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 황토가 첨가된 한천 조성물을 석고보드에 200micron 두께로 각각 7회 반복하여 도포한 사진

Claims (11)

1. 0.1~1N 농도의 산 용액에 한천을 투입하고 80~100℃온도 하에서 30~40분 동안 반응시켜 가수분해한 다음, 상기 가수분해된 한천액에 탄산칼슘을 첨가하여 중화시키고, 상기 중화된 한천액을 여과시켜 산성화된 칼슘염과 분리된 한천 여과액만을 취한 후, 상기 한천 여과액에 증점제와 보존제를 첨가하고 진공탈포 및 멸균하는 것을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 산 용액은 염산, 황산, 질산, 아세트산, 구연산, 스테아르산 중에 택일된 수용액인 것을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 한천은 산 용액 150중량부에 대하여 50~70중량부가 투입됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 탄산칼슘은 가수분해된 한천액 200중량부에 대하여 7~10중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물 의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 증점제로는 한천(agar), 천연셀룰로오즈(hydroxyethyl cellurose), 쟁탄검(XanThan Gum), 카라기난(Carrageenan), 구아검(Guar Gum), 팩틴(pectin), 아라비아검(Arabic Gum) 중에 선택된 한 종 이상이 사용됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 증점제는 한천 여과액 100중량부에 대하여 0.3 ~ 0.5중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 보존제로는 ε-폴리리진(ε-polylysine), 자몽종자 추출물(grapefruit seed extract), 포도종자 추출물(grape seed extract), 토코페롤(Tocopherols:Vit E), 아스코르빈 산(ascobin acid), 파라옥시안식향산에스테르류(ρ-oxybenzoic acid esters), 소르빈산(sorbic acid) 중에 선택된 한 종 이상이 사용됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한천 여과액 100중량부에 대하여 무기안료 5 ~ 60중량부가 추가로 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한천 여과액 100중량부에 대하여 숯 또는 항토로 이루어진 기능성 분말이 20 ~ 60중량부가 추가로 첨가됨을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 중화된 한천액을 여과후 분리된 산성화된 칼슘염은 가수분해를 위한 산 용액으로 재활용함을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물의 제조방법.
11. 청구항 1의 제조방법에 의해 제조되어 천연물질인 한천을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 한천을 이용한 건축내장재용 친환경 조성물.

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