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지금은 합성 접착제가 판을 치지만 예전에는 자연의 재료를 이용하여 집짓기나 생활용품을 만들때 천연 접착제를 사용했지요.
다음의 펌정보를 활용하여 회원분들도 가능하면 직접 친환경 접착제를 만들어 보급하는 전도사가 되었으면 좋겠습니다^^
번역:
콩으로 만든 접착제는 주택건축이나 가구제작시 사용되는 목재에서 방출되는 포름알데히드를 감소시킬수 있다.
콩을 쪄 찧으면 단백질성분의 진이 나오는데 이것을 사용하면 쇠를 붙인것같이 절대 안떨어 집니다.
이하 펌글:
중국에서는 BC 4000년, 이집트에서는 BC 3000년 무렵부터 옻·아교·우유응고물 등을 접착제로 사용하였던 것으로 여겨진다.
강력한 접착제가 발달하기 전까지는 쌀이나 밀기울의 풀·옻·송진·석회·녹말풀 등이 도구나 직물등의 접착에 이용되었다.
석기시대 고대인은 흑류석 등으로 창, 칼 등을 만들어 나무나 대나무에 고정시키기 위해서 아스팔트를 사용했다.
- 고대의 접착제는 고대에서부터 그릇, 활 등의 제조에 정교한 방법으로 사용되었다.
3300년전 티벳의 조각 얇은 무화과판이라고 생각되어지는 판에 작은 조각이 접착되어 있는 것을 묘사하고 있다.
- 크레타섬 소노소스 궁전벽에 칠하기 위해서 쵸크, 철황토, 동청프리트 안료에 BINDER로 이용되었다.
- 이집트인 아카시아 나무에서 채취한 아라비아 고무, 계란, 풀, 반액상의 발삼, 수목에서 채취된 수지 등을 사용하였다.
목재관은 쵸크와 풀의 혼합물로서 조각회화용 석고로 장식되었다.
- 창세기 피튜맨이 바벨탑건축용으로 우소한 몰타르라고 씌여져 있다.
이것을 만든 사람이 최초의 접착 기술자이다.
피튜맨 수목은 지중해 사람들이 생활에 사용할 용기를 위한 실링제이다. 이 시대에도 접착제는 현재와 같이 피착재별로 특유의 것이 아니면 안되었다. -
로마인은 배를 송진이나 밀랍으로 만들었다.
PLINY는 금박을 달걀 흰자로 종이에 접착하는 방법을 기술하고 있다.
또 고대 중국인과 같이 기생목의 수액에서 만들어진 접착제로 끈끈이를 만들었다.
- 9세기 물고기, 치즈에서 만들어진 접착제는 Theophilus의 시대에 목재를 고정시키는 것으로 알려져 있다.
※ 카제인 접착제 말랑말랑한 치즈를 가늘게 잘라서 작은 유발층에 넣어 온수를 가해서 유봉으로 혼합한다.
때론 물을 가해서 넘치는 물이 깨끗하게 될 때까지 계속 혼합한다.
다음에 이 치즈를 손으로 반죽해서 냉수 중에 담근다.
그후 평활한 나무테이블 위에 놓고 다른 나무를 사용해서 조심스럽게 으깨어 석회를 용해한 물을 알맞은 농도가 되도록 가한다.
제단의 타블렛은 이 접착제로 붙이면 건조한 후에 잘 접착해서 열이나 기온 변화시 떨어지지 않는다.
- 현재의 접착제 100년전 고무와 화약이 만들어 졌다는 것 외에는 접착제 공업은 20세기가 되기까지 진전되지 않았다. 최근 수년간 천연계 접착제는 개량되어 합성접착제가 여러 연구실에서 집중적으로 개발되고 있다.
- 접착제의 향후 개발전망 접착제는 그 자체가 최종 사용하기 위한 제품이라기 보다는 주로 최종 제품을 제조하기 위한 보조재로 사용되고 있다. 따라서 접착제도 최종 제품의 변화 요구에 자연스럽게 개량, 개발되어 왔다.
환경에 나쁜 영향을 주지 않는 제품 및 제조방법, 자동화에 의한 제조 단가의 저하, 경량화, 고기능화 소재 개발 및 요구가 확대되고 있다.
이에 따라 접착제도 무용제형의 개발, 고기능성 접착제의 개발 등 만능 접착형 접착제로부터 특정기능 부여의 다품종 소량생산방식으로 변화하고 있다.
접착제의 요건 물체를 접착시키려면 접착제를 물체에 도포하고 서로 붙인 후에 접착제가 고화(固化)되어야 한다.
따라서 접착제는 처음에는 액상이다가 나중에 고화되는 경우 떨어지지 않고, 또한 접착제 자체가 파괴되지 않는 고분자이어야 한다. 그러므로 접착제는 일반적으로 다음 세 가지로 대별할 수 있다.
- 물에 녹인 녹말풀, 가솔린에 녹인 고무풀, 시너에 녹인 폴리아세트산비닐계(系) 등과 같이 고분자를 용액으로 사용하는 접착제 - 시아노아크릴레이트·비스아크릴레이트 등과 같이 처음에는 저분자의 액상이던 것이 붙은 다음에 중합반응으로 고분자가 되는 접착제 - 고분자의 고체를 가열하여 용융시켜 붙이는 접착제(핫멜트법)가 있다.
바인더:코르크의 분말로 큰 성형물을 만드는 경우, 섬유를 모아 부직포(不織布)를 만드는 경우에 사용된다.
- 화학구조에 의한 분류 1) 천연물계 접착제 : ① 녹말풀, ② 혈단백질·핏가루[血粉] 및 소·돼지의 혈청을 포르말린처리한 것, ③ 우유·콩의 단백질, ④ 아교, 소·돼지 등의 가죽·뼈의 수용물(水溶物), ⑤ 해초로부터 추출한 알긴산나트륨, ⑥ 석유로부터 제조되는 아스팔트, ⑦ 송진·아라비아고무·옻 등의 천연수
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친환경 접착제의 전망 |
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KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2007-10-15 |
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합판, 파티클 보드(톳밥, 나뭇조각 등을 압축해서 만든 합판), 섬유판(fiberboard) 등의 목제품(wood products)을 제조하기 위한 콩 접착제(soy glue)는 1950년대까지 널리 보급된 바 있다.
이후 콩 접착제는 저장 수명(shelf lives)이 길고 방수성(water resistance)이 있는 석유 제품으로 대체됐다.
그러나 석유 제품은 페놀-포름알데히드(phenol?formaldehyde)나 요소 수지(urea?formaldehyde resins) 등과 같은 발암성 화학 물질을 포함하여 건강과 관련된 위험을 낳게 되고, 다시 콩 접착제의 사용이 활성화되고 있다.(GTB2006100169) 접착제(glue)는 친환경 접근의 최종 제품이라 할 수 있다.
오레곤 주립 대학교(Oregon State University) 소속의 Kaichang Li를 주축으로 하는 연구진은 재생 가능한 천연 자원으로 제조하는 새롭고 환경 친화적인 접착제를 개발했다.
대기로 발암성 화학 물질을 방출하는 현재의 접착제를 대신할 새로운 제품은 미국 지역의 콩 재배 농가를 위하여 새로운 시장을 제공할 뿐 아니라 환경과 인간의 건강을 개선할 전망이다. 연구진이 개발한 제품은 고성능의 포름알데히드(formaldehyde)가 없는 접착제 대체품이다.
콩을 근간으로 만든 이 접착제는 기존 접착제보다 훨씬 더 강력하고 가격 경쟁력이 있다.
미국 목제품에서 이러한 친환경 접착제를 채용함으로써 목조를 근간으로 하는 제품의 제조 기업들은 전 세계 경쟁력을 높이는 데 유리할 것으로 전망된다.
부가적으로 콩 접착제는 미국 콩 재배 농가에 경제적인 이윤을 강화하게 될 것이다.
2006년에 산업계에서 채택한 새로운 접착제는 기존 포름알데히드 접착제 47백만 파운드(pound)를 대체했다.
이 연구는 새로운 접착제가 각 공장으로부터 배출되는 포름알데히드 같은 유해한 대기 오염 물질의 배출을 50-90%까지 억제했다는 사실을 발견했다.
접착제에 대한 Li의 구상은 파도에 씻겨 내려가지 않도록 바위에 붙어있는 해양 홍합(ocean mussel)을 이용하여 강력하고 방수성 단백질로부터 접착제를 얻는 것이었다.
그는 콩 단백질, 탄수화물, 리그닌(lignin) 등과 같은 다양한 재생 가능한 천연 자원으로부터 목제용 접착제 개발을 희망했다. 새집증후군을 초래하는 것으로 알려진 포름알데히드는 국제 암연구 센터에서 발암 우려 물질로 규정한 유해물질이다.
공중위생관리법에 따른 국내 포름알데히드의 기준치는 1시간 평균치 120㎍/㎥ 이하이다.
미국을 포함한 전 세계는 목제품에서 배출되는 포름알데히드의 배출 기준을 강화함으로써 대기 질을 개선하고 대중의 건강을 보호하려는 노력을 지속하고 있다.(참조 URL2+기사작성자 의견) Li의 여러 가지 구상 중 주목해볼 사항은 해양 홍합을 이용한 접착제의 개발이다.
친환경 접착제가 인간의 건강에 유리하다는 점에도 불구하고 석유 기반 제품을 사용하는 가장 큰 이유는 제품의 성능에 있다.
즉 친환경 접착제의 최대 취약점은 접착제의 방수성을 증진시키
지 못한다는 점이다.
만약 바다에서 서식하고 바위에 고착하는 성질이 있는 해양 홍합
단백질을 이용하여 접착제를 이용한다면 단점으로 지적되고 있
는 방수성을 비약적으로 개선할 수 있게 된다.
향후 친환경 접착제 분야는 어떤 단백질을 재생 가능한 원료로 이용할 것인가에 관심을 가지고 기술 개발을 수행해야 할 것이다.(기사작성자 의견)
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콩으로 만든 접착제는 1920년대 합판 산업의 초창기에 이미 개발되었다.
그러나 이 접착제는 물에 대한 내수성이나 미생물 침투에 대한 저항력이 낮은 단점을 갖고 있었으며 1930년대 후기에 석유나 천연가스에서 유래된 urea-formaldehyde 와 phenol-formaldehyde resin이 소개되면서 콩으로 만든 접착제가 성능과 가격 면에서 불리하게 되었다.
최근에는 다시 석유화학제품인 methylene diisocyanate 같은 제품에 의해 콩 같은 천연 제품들의 사용이 제한되고있다.
그럼에도 불구하고 친환경적 우수성과 자원활용이라는 관점에서 콩 성분으로 제조한 접착제의 성능과 경제성의 개선이 꾸준히 이뤄지고 있다.
formaldehyde로 인한 “새건물증후군'(sick building syndrome)같은 문제가 제기되면서 콩접착제의 필요성은 계속 커져가고 있다.
콩접착제와 phenol-resorcinol- formaldehyde를 혼합한 제품도 등장해서 대기 오염을 줄이며 작업장의 안전도 높이는 효과를 보이고 있다.
120C,30 psig에서 묽은가성소다용액(5%)에 반응시켜 얻은 액상의 물질을 콩가수분해물 (soy hydrolysate)이라 한다.
이 물질은 pH 11의 단백질 용액으로 실온에서 약 500 cps의 점도를 갖고, 섭씨 0도에서도 유동성을 나타낸다. 이렇게 만든 접착제의 강도와 성질은 배합 시 첨가된 재료에 따라 달라진다. 대표적인 용도중 하나는 신문 폐지의 재활용을 위한 결착제를 들 수 있다.
현재 미국 USB (United Soybean Board)에서 콩의 공업용 접착제 성능 개발을 위해 연구를 지원하고 있는 부분은 다음과 같다. 1) Urea-formaldehyde를 대체할 수 있는 내수성 제품 개발
2) Phenol-formaldehyde를 대체할 수 있는 내수성 제품 개발
3) 경제성과 작업장 안전의 개선을 위한 대두분과 methylene diisocynate (MDI) 혼합물 개발
4) Finger jointing에 사용될 수 있는 phenol-resorcinol-formaldehyde-대두접착제 개발 씻어 낼 수 있다.
또한 휘발성이 적고, pH가 상대적으로 높은 편이여서 작업장의 안전을 위해 특수한 장비가 필요 없고, 일반적인 보호용 장갑이나 안경을 사용할 수 있다. | |
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http://www.sciencedaily.com/ | |