KR20100030977A - 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물, 이를 이용한 접착제와 신소재도료와 성형체, 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물(H2O), 염화마그네슘(MgCl2), 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하고, 보조성분으로는 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물만으로 접착제, 도료 또는 블럭등의 성형체를 제조하거나 또는 이와 같은 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 세라믹 분말을 혼합하여 접착제, 도료 또는 블럭 등의 성형체 제조시 친환경적이며 강도와 내구성이 높은 효과가 있다.
접착제,물,염화마그네슘,산화마그네슘,산화알루미늄,이산화티타늄,도료

Description

무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물, 이를 이용한 접착제와 신소재도료와 성형체, 및 그 제조방법{Binder Composition as chiefelement Inorganic compound, Binder and Advanced Material Paint and Molded body using same and manufacturing method thereof}
본 발명은 접착제용 조성물 및 이를 이용한 접착제, 도료와 성형체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접착제용 조성물을 인체에 무해한 염화마그네슘을 주원료로 한 산화제품의 무기물로 구성함으로써 강한 열에도 잘 타지 않고 연기를 내지 않으며, 종래 접착제의 유해성을 차단하고 유기성 화합물(VOC)의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 같은 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용하여 접착제, 도료 또는 블럭 등의 성형체 제조시 별도의 가열공정을 필요로 하지 않고 상온에서 자연경화 되며 강도와 내구성이 향상된 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물, 이를 이용한 접착제와 신소재도료와 성형체, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
오늘날, 가구, 접착제, 벽지, 페인트, 카페트, 콘크리트 등의 건축자재에 의해 계속적으로 발생되는 포름알데히드,다이옥신,라돈가스,암모니아,벤젠 등의 유해 가스 또는 유기성 화합물(VOC)의 발생 및 환경호르몬에 의한 새집증후군에 따른 폐해가 많이 발생되어, 황토, 광물 또는 암석분말 등을 이용하여 주거환경을 개선시키고자 하는 많은 시도가 있다.
그러나, 이와 같은 황토, 광물 또는 암석분말 등을 이용한 건축자재의 경우 그 제작공정이 까다롭고 또한 시공후 견고성 등이 시멘트에 비해 매우 떨어져 균열이 심하며, 내구성과 경도가 약할 뿐만 아니라 분진등을 발생시키는 문제점이 있고 뿐만 아니라, 종래의 경화방법을 이용하여 자재를 경화시키는 경우 천연광물의 고유의 특성인 음이온 및 원적외선의 효과가 미약하게 되거나 현저히 떨어지게 되어 광물의 본질적인 특성을 제대로 활용하지 못하고 있다.
또한, 종래의 PVC 벽지 위에 미네랄 바이오 벽바름재 또는 상술한 천연광물에 숯, 바인더 및 안료를 포함시킨 벽바름재가 많이 상품화 되고 있으나, 이와 같은 벽바름재에 합성수지 에멀젼이 포함되어 있어 휘발성 유기화합물을 발생하며, 벽면에 대한 충분한 부착강도를 나타내지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 건축자재의 결합제로 시멘트류 등 무기계 결합제 및 유기계 결합제를 사용하였으나, 종래의 무기계 결합제를 사용하였을 때에는 인장력이 떨어지고 건조후 분진이 발생되는 문제가 있었으며, 또한 유기 고분자로 이루어진 결합제를 사용할 때에는 유기성 화합물의 발생 이외에도 건조속도가 너무 늦고, 건조시 건조부위에 따라 인장의 차이가 높아서 크랙현상이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 접착제를 이용하여 성형체를 제조하는 경우, 예를 들면 원료광물인 황토에 무기계 접착제인 액상 규산소다류, 그리고 유기계 접착제인 전분등을 혼합하여 벽돌 등의 성형체를 제조하는 경우, 생산공정에서 원료광물의 분말과 접착제의 원료혼합단계, 일정온도와 압력에서 프레스 압축 성형공정단계, 및 건조공정단계 등으로 이루어지게 된다.
이와 같은 종래의 접착제 내지 도료를 이용하는 경우, 제품을 성형하기 위해서는 일정온도 및 일정압력 조건의 성형공정설비가 필요하게 되고 뿐만 아니라, 건조공정단계를 거친 최종 접착제, 도료 및 블럭 등의 강도가 떨어지거나 또는 일정시간 경과후 결합력 및 접착력이 떨어져 쉽게 부숴지거나 피착물로부터 분리되는 문제점이 있었다.
이에 본 출원인은 인체에 무해한 무기물만을 이용한 친환경적인 접착제, 도료 및 블럭 등에 활용될 수 있는 새로운 물질과 그 제조방법에 대해 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 소개되는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물, 접착제, 도료 및 블럭 등을 개발하게 되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 접착제용 조성물을 인체에 무해한 염화마그네슘을 주원료로 한 산화제품의 무기물로 구성함으로써 난연성이 우수하여 강한 열에도 잘 타지 않고 연기를 내지 않으며, 종래 접착제 및 건축자재의 유해성을 차단하고 유기성 화합물(VOC)의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 강도와 내구성이 향상된 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이와 같은 접착제용 조성물을 이용하여 별도의 가열공정을 필요로 하지 않고 제조되며, 상온에서 자연경화 되는 접착제, 도료 또는 블럭 등을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물은
물(H2O), 염화마그네슘(MgCl2), 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하고, 보조성분으로는 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물은 주성분 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%이고, 보조성분은 주성분 100 중량%를 기준 으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 이산화규소(SiO2)가 더 포함되는 것이 바람직하며, 상기 SiO2는 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 접착제용 조성물에,
황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 어느 하나의 세라믹 분말을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용하여 접착제, 신소재 도료 및 성형체를 제조하는 것을 특징으로 한다.
상술한 접착제용 조성물을 이용하여 접착제 또는 신소재 도료를 제조하는 방법은,
염화마그네슘(MgCl2)과 산화마그네슘(MgO)을 180~600 메시로 분쇄하고, 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 180~600 메시로 분쇄하는 제1 단계; 및
상기 제1 단계의 분쇄물을 배합한 후 물(H2O)을 투입하여 상온에서 혼합교반하는 제2 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 어느 하나의 세라믹 분말을 180~600 메시로 분쇄한 다음, 상기 제1 단계의 분쇄물과 배합하는 단계;를 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.
또한, 여기서 상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 함량은 주성분 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%이고, 보조성분은 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.
또한, 상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 상기 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%의 이산화규소(SiO2)가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 상기 세라믹 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량 = 3:2~4:1인 것을 특징으로 한다.
상술한 접착제용 조성물을 이용하여 성형체를 제조하는 방법은,
무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 주성분인 염화마그네슘(MgCl2)과 산화마그네슘(MgO)을 180~600 메시로 분쇄하고, 보조성분인 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 180~600 메시로 분쇄하는 제1 단계; 및
상기 제1 단계의 분쇄물을 배합한 후 상기 조성물의 주성분인 물(H2O)을 투 입하여 상온에서 혼합교반하는 제2 단계;를 포함하며,
상기 조성물의 주성분인 염화마그네슘(MgCl2), 산화마그네슘(MgO), 및 물(H2O)의 함량은 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%이고, 보조성분인 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2)의 함량은, 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
여기서, 성형체 제조방법은 황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 어느 하나의 세라믹 분말을 180~600 메시로 분쇄한 다음, 상기 제1 단계의 분쇄물과 배합하는 단계;를 더 포함하며,
상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 상기 세라믹 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량 = 3:2~4:1인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 상기 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%의 이산화규소(SiO2)가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성의 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물은 염화마그네슘인 무기물을 주성분으로 함으로써, 난연성이 우수하여 강한 열에도 잘 타지 않고 연기를 내지 않으며, 종래의 무기계 접착제 및 유기계 접착제등의 유해성을 차단하고 또한, 유독가스를 방출하지 않으므로 친환경적이다.
또한, 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용하여 접착제, 도료 또는 성형체 공정시 값비싼 별도의 가열공정을 필요로 하지 않고 상온에서 자연경화 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 접착제용 조성물을 황토, 맥반석, 고령토, 토르말린, 제올라이트 또는 암석분말 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 세라믹 분말과 혼합하거나 또는 접착제용 조성물만을 이용하여 접착제, 도료 또는 성형체 제조시 강도와 내구성이 높은 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용하여 제조한 접착제, 도료 또는 블럭 등의 성형체는 습기를 흡수하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용하여 제조한 접착제 또는 신소재 도료는 흡착력이 우수하여 점성이 강한 효과가 있다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물은 물(H2O), 염화마그네슘(MgCl2), 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하고, 보조성분으로는 산화알루미 늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성된다. 또한, 부수적으로 이산화규소(SiO2)가 더 포함될 수도 있다.
물은 통상적인 물이어도 무방하며, 정제수 또는 초순수여도 무방하다.
용어 '초순수'란 물속에 녹아 있는 유기물, 무기물, 미립자, 미생물을 최대한 제거하여 이론상의 18.25mega-ohm의 전기 비전도도를 갖는 물(H2O)을 말한다.
염화마그네슘은 무수물 또는 수화물의 상태로 존재하는데 본 발명에 사용되는 염화마그네슘은 무수물이다. 무수물은 무색의 결정성 분말로서 흡습성이 강하고 물과 알코올에 잘 녹는다. 본 발명에서 염화마그네슘은 산화마그네슘과 혼합시 격화반응을 하여 응결고화현상이 나타나며 마그네시아시멘트를 만들고, 다른 화합물과 함께 혼합되어 발열반응을 도와줌으로써 사용된 세라믹 분말의 고화속도를 촉진하며, 도료 또는 블럭으로 제조시 단열효과를 높이고 냄새를 제거하는 역할을 한다.
산화마그네슘은 등축정계의 결정으로 공기중에서 물 및 이산화탄소를 흡수하여 서서히 탄산화마그네슘을 생성하여 고화작용을 촉진시키며, 물과 반응하여 3MgCO3Mg(OH)23H2O가 생성되면서 고화되므로 고화 촉매촉진기능을 하게 된다. 또한, 이와 같은 산화마그네슘이 이산화티타늄이나 산화알루미늄과 혼합시 발열반응을 일으켜 대략 40~60℃의 온도상승을 가져온다. 이와 같은 온도상승이 다른 화합물 성분들의 결합을 도와주게 되고, 무기화합물 분말들의 고화 내지 경화를 촉진하는 역할을 한다.
산화알루미늄은 알카리성에 영향을 받아 양쪽성 물질로 결합이 일어나 응고력을 증가시키고 강한 흡착력을 유발하며, 크롬이나 망간등의 중금속 이온치환을 용이하게 하고 강도에도 영향을 주는 것으로, 염화마그네슘 및 산화마그네슘과 발열반응을 일으켜 사용된 세라믹 분말간 접착력을 강화시킴으로써 경화를 촉진하는 역할을 한다. 공업적으로는 알루미나라고도 하며 천연으로는 결정광물인 코런덤으로 산출된다. 산화알루미늄 중에서, 수산화알루미늄을 300℃ 이하로 가열하면 생기는 α-산화알루미늄이 순수하고 가장 안정된 형태이며, 보크사이트나 다이아스포아 등의 수화물을 소성하여 얻을 수 있는 육방정계에 속하는 백색분말로 되어 있다.
이산화티타늄은 염화마그네슘 및 산화마그네슘과 발열반응을 일으켜 사용된 세라믹 분말의 경화를 촉진하며 내구성 및 강도를 부여하는 역할을 하는 것으로서, 내산성, 내알칼리성 도료 및 은폐력이 강한 백색 안료로 사용되며 무해하다. 또한, 이산화티타늄은 n형반도체로 태양 등으로부터 조사되는 자외선 에너지로 활성화되어 유기물을 분해하는 광촉매기능을 가지며, 수분과 반응하여 발생된 강한 산화력으로 표면에 부착된 악취나 오염의 원인이 되는 유기물을 분해하고, 수중 또는 공기 중의 환경오염물질의 제거, 항균, 방오, 소취 기능을 한다.
이산화규소는 산에 녹지 않지만 알칼리용융 또는 탄산염융해 등에 의하여 가용성인 규산염이 되는 것으로, 진한 알칼리수용액에도 서서히 녹는다. 고온에 견디며 팽창률이 아주 작고 내열성이 있으며 흡습성이 있어서 건조제로 사용된다. 본 발명에서는 다른 화합물들 또는 세라믹 분말과의 응집력 및 흡습성을 높여주기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 접착제용 조성물 성분의 바람직한 함유량은 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%을 주성분으로 하고, 보조성분으로는 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성된다. 바람직하게는, H2O 40~50 중량%, MgCl2 29~43 중량%, MgO 13~17 중량%을 주성분으로 하고, 보조성분으로는 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 20~30 중량% 또는 TiO2 10~15 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성된다. 또한, SiO2는 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 대략 5~16중량%로 포함될 수 있다.
상술한 무기화합물들은 대략 180~600 메시, 바람직하게는 180~400 메시, 더욱 바람직하게는 200 메시 정도의 분말입자로 준비하는 것이 바람직하다.
상기 각 화합물의 함량비는 각 무기화합물 간의 결합을 도와 내구성 및 강도를 증진시키고, 흡수력 및 흡착력을 상승시키며, 도료 내지 성형체인 블럭 제조공정시 값비싼 별도의 가열공정을 필요로 하지 않고 상온에서 자연경화 되도록 하기 위한 적절한 범위이다.
또한, 상기 각 무기화합물 간의 결합에 의해 형성된 도료 내지 블럭 등의 성형체는 강도가 증가될 뿐만 아니라, 난연성을 갖게 된다.
또한, 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에는 원적외선 방사와 함께 음이온을 발생하도록 세라믹 분말이 더 첨가될 수 있다. 이와 같은 세 라믹 분말에는 황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 등의 광물 또는 암석분말 등이 포함될 수 있으며, 대략 180~600 메시, 바람직하게는 180~400 메시, 더욱 바람직하게는 200 메시 정도의 분말입자인 것이 바람직하다. 이와 같은 크기의 분말입자로 된 세라믹을 이용하여 도료 내지 성형체 제조시 성형한 후 질감 내지 강도, 흡수력 및 흡착력 등에서 우수하게 된다. 또한, 상술한 세라믹 분말 이외에도 계피가루, 녹차가루 등의 천연식물을 이용한 분말을 첨가하여 인체에 유익한 효과 내지 방향제 역할을 하도록 할 수 있음은 물론이다.
여기서, 상기 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 세라믹 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량은 3:2 ~ 4:1 의 비율이 바람직하며, 최종 제품인 성형체가 접착제, 도료 또는 블럭이냐에 따라 상기 비율범위내에서 자유롭게 선택될 수 있음은 물론이다.
상기 혼합비율의 범위를 벗어나서 접착제용 조성물의 총중량이 세라믹 분말의 총중량보다 4:1을 초과하는 비율로 혼합되는 경우 세라믹 분말의 고유의 효과가 미비하게 된다. 또한, 접착제용 조성물의 총중량이 세라믹 분말의 총중량보다 3:2 미만의 비율로 혼합되는 경우에는, 혼합물이 너무 걸쭉하게 되어 경화시간이 너무 빨라지게 되고 그럼으로써, 접착제 또는 도료의 입자가 고르지 않게 되며, 성형체의 경우에는 그 표면이 매끈하게 되지 않는 단점이 있다.
이와 같은 세라믹 분말과 본 발명에 따른 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 배합할 때에는, 물은 무기화합물 분말과 세라믹 분말을 배합한 후 첨가하는 것이 바람직하다. 이것은 각 성분들이 고르게 혼합될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물은 세라믹 분말과 배합시 시간이 경과하여도 지속적인 결합이 이루어질 수 있도록 하여, 접착제용 조성물의 무기화합물 분말과 세라믹 분말간의 미세한 입자들이 응결되어 고화 내지 경화되는 것이다.
이하, 상술한 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용하여 접착제, 신소재 도료 및 블럭을 제조하는 방법<방법1> 및 접착제용 조성물과 세라믹 분말을 이용하여 접착제, 신소재 도료 및 블럭을 제조하는 방법<방법2>에 대해 설명한다.
<접착제, 신소재 도료 및 블럭 제조방법 1>
우선, 물(H2O)을 정제수로 준비하고, 염화마그네슘(MgCl2)과 산화마그네슘(MgO)을 180~600 메시로 분쇄하고, 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 180~600 메시, 바람직하게는 200 메시로 분쇄한다.(제1 단계)
여기서, 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 함량은 주성분으로 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%, 보조성분으로는 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 준비한다. 바람직하게는, 주성분으로 H2O 40~50 중량%, MgCl2 29~43 중량%, MgO 13~17 중량%, 보조성분으로는 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 27~30 중량% 또는 TiO2 10~15 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 준비한다.
또한, 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 상기 접착제용 조성물의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%의 이산화규소(SiO2)를 더 포함한다.
이산화규소는 흡습성을 증가시키고 또한 다른 화합물들 간의 응집력을 높여주기 위해 사용된다.
그런 다음, 제1 단계의 무기물로 된 분쇄물을 배합한 후 물(H2O)을 투입하여 상온에서 대략 5~20분동안 혼합교반한다. (제2 단계)
이와 같은 혼합교반 공정 중에 물과 염화마그네슘, 산화마그네슘 및 이산화티타늄이 반응하며 대략 40~50℃의 열을 발생시킨다. 산화알루미늄인 경우 대략 50~60℃의 열을 발생시킨다. 이와 같은 발열반응에 의해 무기화합물 분말들이 견고하게 결합되어 고화되고 경화되는 것이다.
여기서, 물은 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 주성분으로서, 함량은 상술한 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물 주성분 함량 기준으로 대략 20~57 중량%가 바람직하나, 원하는 최종 성형체인 접착제, 도료 및 블럭의 상태에 따라 가변적임은 물론이다.
상술한, 제2 단계에서 혼합교반된 혼합물은 원하는 접착제 또는 신소재 도료로써 완성된다. (제3 단계)
또한, 제2 단계에서 혼합교반된 혼합물을 원하는 성형틀에 투입하고 상온에서 대략 10~12시간 동안 자연경화시켜 성형체(또는 블럭)를 완성한다.
이와 같이 완성된 접착제는 벽지 내지 타일등의 부착시 사용될 수 있고, 시멘트의 결합제로 사용될 수 있음은 물론이다.
또한, 제조된 신소재 도료는 벽바름재 또는 코팅제로 사용될 수 있고, 블럭은 건축자재 등으로 사용될 수 있다.
<접착제, 신소재 도료 및 블럭 제조방법 2>
상술한 신소재 도료 및 블럭 제조방법1과 마찬가지로, 염화마그네슘(MgCl2)과 산화마그네슘(MgO)을 180~600 메시로 분쇄하고, 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 180~600 메시, 바람직하게는 200 메시로 분쇄한다.(제1 단계)
여기서, 상기 조성물의 함량은 주성분으로 MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%, 보조성분으로는 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 준비한다. 바람직하게는, 주성분으로 MgCl2 29~43 중량%, MgO 13~17 중량%, 보조성분으로는 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 20~30 중량% 또는 TiO2 10~15 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 준비한다.
또한, 상기 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%의 이산화규소(SiO2)를 분말상태로 더 준비한다.
이산화규소는 흡습성을 증가시키고 또한 다른 화합물들과 후술하는 세라믹 분말의 응집력을 높여주기 위해 사용된다.
그런 다음, 마찬가지로 황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 등의 광물 또는 암석분말 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 세라믹 분말을 180~600 메시, 바람직하게는 200 메시로 분쇄한다. (제2 단계)
여기서, 상술한 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 세라믹 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량은 3:2 ~ 4:1 의 비율이 바람직하다.
그런 다음, 제1 단계 및 제2 단계의 분쇄물을 배합한 후 물(H2O)을 투입하여 상온에서 상온에서 대략 5~20분동안 혼합교반한다. (제3 단계)
이와 같은 혼합교반 공정 중에 물과 염화마그네슘, 산화마그네슘 및 이산화티타늄이 반응하며 대략 40~50℃의 열을 발생시킨다. 산화알루미늄인 경우 대략 50~60℃의 열을 발생시킨다. 이와 같은 발열반응에 의해 무기화합물 분말 또는 세라믹 분말의 입자들이 견고하게 결합되어 고화되고 경화되는 것이다.
여기서, 물은 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 주성분으로서, 함량은 상술한 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물 주성분 함량 기준으로 대략 H2O 20~57 중량%, 바람직하게는 H2O 40~50 중량%가 바람직하다.
또한, 물은 무기화합물 분말입자와 세라믹 분말을 배합한 후 첨가하는 것이 바람직하다. 물론, 물은 분말로 된 무기화합물에 우선 첨가하여 접착제용 조성물을 액상 또는 졸 상태로 만든 후 세라믹 분말과 배합하여도 무방하다.
그런 다음, 제3 단계의 혼합교반된 혼합물은 원하는 접착제 또는 신소재 도료로써 완성된다. (제4 단계)
이때, 완성된 접착제는 벽지 내지 타일등의 부착시 사용될 수 있고, 시멘트의 결합제로 사용될 수 있음은 물론이며, 신소재 도료는 벽바름재 또는 코팅제로 사용될 수 있다.
그런 다음, 제4 단계에서 혼합교반된 혼합물을 원하는 성형틀에 투입하고 상온에서 대략 10~12시간 동안 자연경화시켜 성형체(또는 블럭)를 완성한다. (제5 단계)
이와 같이 완성된 블럭은 건축자재 등으로 사용될 수 있음은 물론이다.
상술한 제조방법에 따라 제조된 접착제, 신소재 도료 및 블럭에 대하여 다음과 같이 그 함량을 달리하여 실험하였다.
<실시예1>
준비된 용기내에 MgCl2 25g중량부, MgO 10g중량부, TiO2 10g중량부(또는 Al2O3 20g중량부), 및 SiO2 10g중량부를 대략 200 메시의 분말로 만들어 투입하여 배합한 다음, 35g중량부의 물을 첨가하여 상온에서 대략 5~20분동안 혼합교반한다.
혼합교반 공정 중에 물과 염화마그네슘, 산화마그네슘 및 이산화티타늄이 반응하며 대략 40~50℃의 열을 발생시킨다. 산화알루미늄인 경우 대략 50~60℃의 열을 발생시킨다. 이와 같은 발열반응에 의해 무기화합물 분말의 입자들이 견고하게 결합되고, 접착성질을 갖게 되며 일정시간이 지난 후 고화되고 경화되는 것이다.
이와 같이, 혼합교반된 혼합물이 접착제 또는 신소재 도료가 된다.
이와 같이 제조된 접착제 또는 신소재 도료는 물과 염화마그네슘의 함량 차이에 따라 수성페인트 또는 유성페인트와 비슷하지만 질감이 더 부드러운 느낌을 준다.
또한, 블럭 등의 성형체를 제조하기 위하여, 물의 함량비를 줄이고 다른 무기화합물들의 함량비를 높여 교반혼합한 혼합물을 원하는 형상의 성형틀에 부어넣고 상온에서 대략 12시간 정도가 지나면 자연경화되어, 블럭 등 성형체로 제조된다.
완성된 성형체 100g을 가지고, 표면질감, 손과 3분동안 접촉한 후 온도차, 물 흡수력, 1N의 힘을 가해 강도 등을 검사한 결과, 질감은 페인트보다 부드럽고 미끄러운 감촉이 있으며, 온도는 약간 낮아졌으며, 대략 8분후 성형체 표면의 물을 완전 흡수하였고, 1N의 힘에도 깨지지 않았다.
<실시예2>
준비된 용기내에 MgCl2 25g중량부, MgO 5g중량부, TiO2 10g중량부(또는 Al2O3 5g중량부), 및 SiO2 10g중량부를 대략 200 메시의 분말로 만들어 투입하고, 황토 분말을 200 메시로 분쇄하여 배합한 다음, 30g중량부의 물을 첨가하여 상온에서 대략 5~20분동안 혼합교반한다.
여기서, 상술한 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 황토 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량은 3:1 의 비율이다.
혼합교반 공정 중에 물과 염화마그네슘, 산화마그네슘 및 이산화티타늄이 반응하며 대략 40~50℃의 열을 발생시킨다. 산화알루미늄인 경우 대략 50~60℃의 열을 발생시킨다. 이와 같은 발열반응에 의해 무기화합물 분말과 황토 분말의 입자들이 견고하게 결합되고, 접착성질을 갖게 되며 일정시간이 지난 후 고화되고 경화되는 것이다.
이와 같이, 혼합교반된 혼합물이 접착제 또는 신소재 도료가 된다.
완성된 황토 접착제 또는 황토 신소재 도료는 벽지 내지 타일등의 부착시 사용될 수 있고, 시멘트의 결합제로 사용될 수 있음은 물론이며, 시멘트벽 또는 벽지 또는 바탕재위에 벽바름재 또는 코팅제로 사용할 수 있다.
본 실시예에 따라 제조된 접착제 또는 황토 신소재 도료는 물과 염화마그네슘의 함량 차이에 따라 수성페인트 또는 유성페인트와 비슷하지만 질감이 더 부드러운 느낌을 준다.
또한, 황토 블럭 등의 성형체를 제조하기 위하여, 물의 함량비를 줄이고 다른 무기화합물들의 함량비를 높여 교반혼합한 혼합물을 원하는 형상의 성형틀에 부어넣고 상온에서 대략 12시간 정도가 지나면 자연경화되어, 블럭 등 성형체로 제조된다.
완성된 성형체 100g을 가지고, 표면질감, 손과 3분동안 접촉한 후 온도차, 물 흡수력, 1N의 힘을 가해 강도 등을 검사한 결과, 질감은 페인트보다 부드럽고 미끄러운 감촉이 있으며, 온도는 약간 낮아졌으며, 대략 8분후 성형체 표면의 물을 완전 흡수하였고, 1N의 힘에도 깨지지 않았다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정이나 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함함은 물론이다.

Claims (16)

  1. 물(H2O), 염화마그네슘(MgCl2), 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하고, 보조성분으로는 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물은 주성분 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%이고, 보조성분은 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 이산화규소(SiO2)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 SiO2는 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%인 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 어느 하나의 세라믹 분말을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 접착제.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 신소재 도료.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 성형체.
  9. 염화마그네슘(MgCl2)과 산화마그네슘(MgO)을 180~600 메시로 분쇄하고, 산화 알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 180~600 메시로 분쇄하는 제1 단계; 및
    상기 제1 단계의 분쇄물을 배합한 후 물(H2O)을 투입하여 상온에서 혼합교반하는 제2 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 접착제 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 어느 하나의 세라믹 분말을 180~600 메시로 분쇄한 다음, 상기 제1 단계의 분쇄물과 배합하는 단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 접착제 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 함량은 주성분 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%이고, 보조성분은 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 접착제 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 상기 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%의 이산화규소(SiO2)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 접착제 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 상기 세라믹 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량 = 3:2~4:1인 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 접착제 제조방법.
  14. 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물의 주성분인 염화마그네슘(MgCl2)과 산화마그네슘(MgO)을 180~600 메시로 분쇄하고, 보조성분인 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 180~600 메시로 분쇄하는 제1 단계; 및
    상기 제1 단계의 분쇄물을 배합한 후 상기 조성물의 주성분인 물(H2O)을 투 입하여 상온에서 혼합교반하는 제2 단계;를 포함하며,
    상기 조성물의 주성분인 염화마그네슘(MgCl2), 산화마그네슘(MgO), 및 물(H2O)의 함량은 H2O 20~57 중량%, MgCl2 20~57 중량%, MgO 8~21 중량%이고, 보조성분인 산화알루미늄(Al2O3) 또는 이산화티타늄(TiO2)의 함량은, 주성분 100 중량%를 기준으로 Al2O3 8~35 중량% 또는 TiO2 4~20 중량% 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 성형체 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    황토, 맥반석, 흑요석, 고령토, 토르말린, 제올라이트, 죽탄 또는 암석분말 중에서 선택된 어느 하나의 세라믹 분말을 180~600 메시로 분쇄한 다음, 상기 제1 단계의 분쇄물과 배합하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물과 이에 혼합되는 상기 세라믹 분말의 혼합비율은 상기 접착제용 조성물의 주성분과 보조성분을 합한 총중량:세라믹 분말의 총중량 = 3:2~4:1인 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 성형체 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물에 상기 접착제용 조성물 성분의 주성분 및 보조성분의 총중량 100중량%를 기준으로 5~16중량%의 이산화규소(SiO2)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 무기물을 주재료로 한 접착제용 조성물을 이용한 성형체 제조방법.
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