접착제는 천연계 접착제와 합성수지계 접착제로 구분할 수가 있다.
<표1> 일반 목재용 접착제의 성능(응력, 열, 수분 및 미생물 시험에 의해 평가됨)
| 접 착 제 |
저 항 성 |
등급 |
주요 용도 |
응력
(Stress) |
열
(Heat) |
수분
(Moisture) |
생물
(Organism) |
석탄산(Phenol)
레조르시놀Resorcinol
멜라민(Melamine)
요소(Urea)
카제인(Casein)
대두(Soybean)
전분(Starch)
수교(Animal)
초산비닐(PVAc)
검(Rubber) |
E
E
E
E
E
E-
F
G
F
P |
E
E
E-
G-
G
G
G
F
F-
P |
E
E
E-
G-
F
F-
P
P
P
F |
E
E
E
E
P
P
P
P
E
E |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 |
외장용 침엽수 합판
외장용 집성재
외장용 활엽수 합판
내장용 활엽수 합판
내장용 집성재
내장용 침엽수 합판
소재심판, 종이
가구 조립
가구 조립
오버레이, 종이 |
| E = 매우 우수, G = 우수, F =양호, P = 불량 , 응력 : 연속 응력 조건 |
1. 천연계 접착제
천연계 접착제로는 전분이나 대두접착제와 같은 식물성의 것과 동물의 가죽이나 뼈, 카제인(casein), 혈액알부민과(blood albumin) 같은 동물성의 것으로 나눌 수가 있다.
1930년까지는 천연계 접착제밖에 없었으므로 이것이 광범위하게 이용되어 왔으나 그 후에는 거의 전부 합성수지계 접착제에 의해 대체되었다.
이와 같이 대체된 이유는 천연계의 접착제가 악조건하에서 내구성이 결여된 반면 합성수지계 접착제는 사용하기가 쉽고 수분, 미생물, 고온 및 화학약품에 대한 저항성이 우수할 뿐만이 아니라 가격면에서도 비교적 적당하기 때문이다.
천연계 접착제 가운데에서 카제인접착제만이 유일하게 목재 공업에서 중요하게 이용되고 있다.
1. 1. 식물성 접착제
전분접착제(starch glue) :
옥수수, 타피오카(tapioca), 밀, 감자, 바나나와 같은 식물의 전분이 원료가 되고 있다. 접착제는 전분과 물을 혼합한 다음 가열하여 제조한다.
가열 대신에 수산화나트륨을 첨가하여 접착제를 제조하기도 하나 이 경우 담색의 목재에서는 변색이라는 문제점이 일어나게 된다.
전분접착제는 점액성이며 수분이 공기중으로 증발하거나 목재내로 흡수됨에 따라 궂게 되므로 접착된 제품을 재건조할 필요가 있다.
이 접착제의 단점으로는 수분, 균 및 곤충에 대한 저항성이 없다는 것을 들 수가 있으나 합성수지계 접착제를 혼합해 주면 이런 단점을 다소 개선할 수가 있다.
대두접착제(soybean glue) :
이 접착제는 콩에 함유되어 있는 단백질이 원료가 된다. 대두접착제는 수산화칼슘이나 수산화나트륨과 같은 화학약품이 포함되어 있는 분말상의 형태로 시판되고 있는데 물을 첨가하여 단순히 섞어준 다음 사용하면 된다.
대두접착제는 화학적으로 카제인접착제와 매우 유사하다.
이 접착제는 수분의 소실과 화학반응 양자에 의해 고화(固化)된다.
대두접착제는 카제인접착제와 마찬가지로 알칼리성이나 수분에 대한 접착층의 저항성은 더 낮으며 균이나 곤충에 대한 피해를 더 심하게 받을 수 있다.
합성수지계 접착제를 혼합하여 이 접착제의 성질을 개선할 수가 있다.
1. 2. 동물성 접착제
수교(獸膠, animal glue) :
이 접착제는 뼈 또는 가죽으로부터 제조된 것으로 주요한 수교로 알려져 있다. 접착능력은 동물, 특히 가축의 가죽, 뼈 및 근육에 존재하는 단백질인 콜라겐(collagen)에 기인한다.
수교는 온도 40 ∼ 60℃ 정도의 따뜻한 수용성의 용액 상태에서 이용하면 된다.
균일하게 가열하기 위하여는 접착제를 지니는 용기를 따뜻한 수조내에 담그어 가열하면 된다.
고화는 냉각과 수분의 소실에 의해 이루어진다.
접착층은 수분이나 높은 상대습도 조건에 대한 저항성이 없으나 옥살산(oxalic acid)이나 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)와 같은 화학약품의 첨가에 의해서 개선될 수가 있다.
또 다른 결점으로는 균이나 곤충에 의한 피해를 들 수가 있다.
카제인접착제(casein glue) :
카제인은 우유에 포함되어 있는 단백질로써 산화에 의해 분리시킨 다음 수세, 압착, 건조 및 파쇄를 통하여 분말상으로 제조할 수가 있다.
접착제는 이러한 분말을 물과 함께 혼합, 교반하여 조제할 수가 있다.
수산화칼슘을 첨가하게 되면 불용성의 calcium caseinate가 형성되어 수분에 대한 접착층의 저항성이 증대되며 반면에 수산화나트륨을 첨가하게 되면 가사용기간이 연장된다.
접착력의 개선을 위하여 다른 화학약품을 첨가하기도 하며 거품을 제거하기 위하여 소포제를 첨가하기도 한다.
카제인접착제는 저온 심지어는 겨울철 실외 조건,즉 0℃까지에서도 사용할 수가 있으며 접착 능력은 분말상의 경우 수개월, 접착제 액의 조제후에는 수시간 그리고 접착제의 도부후에는 1시간 30분까지 유지된다.
카제인접착제는 강한 접착력을 나타내나 실외의 대기상태 또는 상대습도가 높은 환경에 노출될 제품의 접착용으로는 적당하지가 않다.
접착층이 균이나 곤충에 의해 피해를 받을 수 있지만 독성 약품을 첨가하여 개선할 수가 있다.
접착된 제품의 기계 가공시 칼날이 무디어 질 수 있다.
카제인접착제는 알칼리성이므로 수지를 지니는 목재 및 추출물을 지니는 재면의 접착에 도움이 되나 담색의 목재인 경우 오염이 야기되며 작업자의 피부 자극을 유발할 수가 있다.
혈액알부민접착제(blood albumin glue) :
동물, 주로 가축의 혈액에 포함되어 있는 알부민이 접착성을 지닌다.
이러한 알부민으로부터 제조된 접착제가 제1차 세계대전시 수분에 대한 저항성이 필요한 목제 비행기 제조시의 접착용으로 광범위하게 이용되었다.
접착시 70℃ 이상의 고온이 필요하므로 열압법을 이용하여 접착하게 된다.
2. 합성수지계 접착제
합성수지계 접착제는 화학공업의 산물이다.
이들의 제조에 필요한 원료재는 석유, 석탄 또는 천연가스이다.
실험실적인 제조가 1872년에 시작되었으며 이러한 접착제가 시판된 것은 1930년대이었다.
그후 천연계 접착제의 대용으로 합성수지계 접착제의 이용이 꾸준하게 증가되어 왔다.
처음으로 개발된 합성수지계 접착제는 석탄산수지였는데 처음에는 얇은 박막상의 Tego film으로 1929년에 선보였고 그후 1935년에 액상으로 이용되기 시작하였다.
요소수지는 석탄산수지와 거의 동시대인 1931년에 이용되기 시작하였으며 멜라민수지는 1930년대 말에 그리고 레조르시놀수지는 그보다 뒤인 1943년에 개발되었다.
다른 것으로는 1929년에 개발된 초산비닐수지를 들 수가 있다.
합성수지계 접착제는 열경화성과 열가소성의 것으로 구분할 수가 있다.
열의 영향 아래에서 열경화성수지는 처음에는 연화된 상태를 보이지만 그 후에는 경화된 상태로 영구히 남게 된다.
이에 반하여 열가소성수지는 가열이 계속 이루어지는 한 연화된 상태를 그대로 유지하게 되며 냉각에 의해서 고화된다.
열경화성수지는 화학반응에 의해 경화되는데 열이나 촉매에 의해 경화가 조장되는 반면 열가소성수지의 경우 경화는 물리적인 과정이며 용제의 증발이나 온도의 저하에 의해 경화가 이루어진다.
열가소성수지는 접착력이 낮고 수분, 열 및 용제에 대한 저항성이 떨어지며 장기간의 하중하에서는 점탄성(creep)을 나타내게 된다.
2. 1. 열경화성수지
열경화성수지는 석탄산(phenol)과 포름알데하이드(formaldehyde)와 같은 성분들의 반응을 조절하여 제조하게 되는데 반응이 완료되기 전에 중단시킨 것이 접착제로 이용된다.
이 중간형의 산물은 점액성의 액체로써 농축되거나 건조되고 그리고 분말상의 것으로 제조되어 이용되고 있으며 종이 함침용으로 쓰이기도 한다.
열, 촉매 또는 양자 모두의 적용에 의해 반응이 계속되어 접착이 완료된다. 저장기간 동안에는 반응이 서서히 계속되므로 수지는 가사용기간을 연장하기 위하여 저온에서 보관하여야 한다.
촉매 또는 경화제로는 산, 파라포름알데하이드(paraformaldehyde), 암모늄 염(ammonium salt) 등이 쓰이는데 이들은 액상 또는 분말상으로 첨가되며 접착에 필요한 온도 뿐만이 아니라 도부와 압체 개시 사이의 시간을 조절하기 위해 이용된다.
열경화성 및 열가소성에 관계없이 합성수지계 접착제는 가격 절감 또는 성질 개선 목적으로 여러 물질과 혼합하여 사용하게 되는데 이러한 첨가제로는 증량제와 충전제를 들 수가 있다.
증량제를 첨가하는 주요 목적은 가격 절감에 있으나 밀 등과 같은 일부 증량제는 전분을 지니고 있기 때문에 접착에 도움을 주게 된다.
호도껍질 가루와 같은 충전제는 화학적으로 불활성인데 점도와 같은 접착제의 작업성 또는 충격 저항성과 같은 접착층의 성질 개선을 위해 첨가된다.
증량제는 100% 또는 그 이상 그리고 충전제는 대개 25% 정도까지 첨가하여 사용한다.
첨가제의 양이 많을수록 가격이 저렴해지나 접착력은 나빠지게 된다.
요소수지는 접착력이 강한 멜라민수지(melamine resin)나 레조르시놀수지(resorcinol resin)를 10 ∼ 20% 첨가해 주므로써 그 접착력을 개선할 수가 있으며 천연계 접착제 역시 열경화성수지를 첨가하므로써 성질이 개선될 수가 있다.
제조업체의 지침서에 따라 접착제를 적절하게 사용하게 되면 수분, 균 및 곤충에 대한 저항성이 우수한 접착층을 얻을 수가 있다.
열경화성수지로는 다음과 같은 것들이 있다.
석탄산수지(phenol-formaldehyde resin; PF resin) :
석탄산수지는 진한 적색을 띠는 점액성의 액상 또는 분말상 또는 종이에 함침된 Tego film상으로 이용이 가능하다.
분말상의 것은 저장기간의 연장에 유리하며 물에 혼합하여 액상으로 다시 제조하여 이용할 수가 있다.
Tego film은 가격은 비싸지만 오염없이 접착할 수 있고 부스러지기 쉬운 무늬단판의 접착에 적합하다. 석탄산수지는 강하면서도 내구성이 요구되는 외장용(실외용) 제품의 제조용으로 사용되는 중요한 접착제이다.
이 수지는 저 내지 중분자 중량의 열경화성 고분자로써 산 또는 알칼리 촉매하에서 수용액 상태로 제조되어 진다.
반응시간과 온도, 촉매의 종류, 반응물질의 양과 비율에 변화를 주어 다양한 종류의 수지로 제조할 수 있다.
Resole은 석탄산에 대한 포름알데하이드의 몰비(molar ratio)를 더 크게 한 상태에서 알칼리 조건으로 반응시켜 제조한 대표적인 석탄산수지 가운데 한 종류이다.
이러한 반응을 통하여 분지형의 구조를 지니면서 강한 알칼리 용액에 용해되어 있는 고분자가 만들어지게 된다.
충분한 양의 포름알데하이드가 본래 존재하고 있는 상태이기 때문에 열을 가하게 되면 가교결합을 통한 거대 망상구조의 고분자로 경화되어 간다.
Novolac은 석탄산에 대한 포름알데하이드의 몰비를 더 작게 한 상태에서 약한 산성이나 중성의 조건으로 반응시켜 제조한 석탄산수지의 한 종류이다.
이 중합체는 비교적 저분자 중량의 직선상 구조를 지니는 것으로써 열가소성을 지니게 되는데 경화를 위하여는 포름알데하이드를 추가적으로 첨가해 주어야 하는 2단 수지계(two-stage resin system)의 특성을 지니고 있다.
외장용의 조건에서 이용될 합판(plywood), 배향성 strandboard (oriented strandboard; OSB), 삭편판(particleboard), 섬유판(fiberboard) 등은 수용성 resole을 이용하여 제조하게 되는데 제품 특성에 따라 도부성 및 유동성과 경화성을 적절히 변형시킨 resole을 접착제로 이용하게 된다.
대표적인 수용성 resole은 석탄산 : 포름알데하이드 : 수산화나트륨의 몰비가 1 : 1.8∼2.2 : 0.1∼0.8이고 수지 고형분이 차지하는 비율은 35∼50%이며 phenol unit가 평균 5∼40개 정도 서로 결합되어 있다.
이런 알칼리성 resole은 적절한 가교결합을 이루기 위하여 100℃ 이상의 높은 경화온도를 필요로 하게 된다.
강산을 첨가하게 되면 상온에서도 빠르게 경화시킬 수도 있다. 그러나 장비 부식과 시간의 경과에 따른 목재와의 계면에서의 열화 발생이 이 접착제의 단점이 되고 있다.
치수가 큰 삭편인 wafer를 원료로 하는 waferboard의 제조시에는 넓은 wafer에 접착제가 골고루 분포되어야 할 뿐만이 아니라 고온에서의 압체에 따른 접착층에서의 함수율 수준 제약 조건으로 인하여 분말형 석탄산수지의 사용이 요구되고 있다.
분말형 석탄산 수지는 분무 건조법 등의 고화 기술에 의해 만들어질 수가 있다.
석탄산수지의 반응성은 석탄산과 레조르시놀을 공축합시켜 석탄산-레조르시놀의 공축합수지(phenol-resorcinol-formaldehyde resin)을 제조하므로써 증대될 수가 있다.
이 공축합수지는 강한 접착 내구성과 상온에서의 경화성이 요구되는 집성재 및 손가락접합부(finger joint)를 지니는 구조물의 제조 등과 같이 특수한 용도로 사용되고 있는데 적절한 가사용기간(可使用期間)을 위하여 novolac형으로 합성하게 된다.
경화를 위해 첨가되는 포름알데하이드는 접착제 도부 직전에 혼합하면 된다.
레조르시놀의 가격은 석탄산보다 비싸기 때문에 이 공축합수지의 용도는 고가 제품이나 대형 구조물의 생산에만 제한적으로 이용되고 있다.
석탄산수지의 접착력은 매우 우수하다. 적절히 접착을 하게 되면 가장 악조건하에서도 높은 접착력과 내구성이 보장된다.
접착층은 냉수와 열수에 대한 저항성이 있으며 균, 곤충, 화학약품에 의한 피해를 받지 않는다.
촉매로써 강산을 첨가하여 상온에서 경화시키는 경우 열압에 의한 경우보다 접착력은 낮아지나 요소수지에 의한 것보다는 접착력이 우수하다.
석탄산수지의 결점으로는 접착층의 색이 암색으로 담색의 단판에서는 오염이 발생하기 때문에 주의를 하여야 한다는 점을 들 수가 있다.
또한 적절한 보호조치를 취하지 않게 되면 작업자가 피부자극을 느끼게 되며 경우에 따라서는 경화후에도 불쾌한 냄새가 날 수도 있다.
요소수지(urea-formaldehyde resin; UF resin)
요소수지는 일반적으로 가장 널리 이용되고 있는 접착제중의 하나로써 액상 또는 분말상으로 이용되며 종이에 함침된 형태로는 거의 이용되지 않고 있다.
이 수지는 상온 및 고온(95 ∼ 130℃)에서 경화될 수 있다. 특수형으로는 중온(70℃까지)의 것도 있으며 목재의 한 면에는 수지를 도부하고 다른 한 면에는 촉매를 도부한 다음 양자를 서로 접촉시켜 단시간내에 접착을 완료할 수 있는 형태의 것도 있다.
저온에서의 경화를 위하여는 강산을 이용하여야 하는데 이 경우 강산이 목재를 열화시킬 수가 있다.
요소수지는 가격 절감을 위하여 증량제를 100 ∼ 200% 정도까지 첨가하여 이용할 수가 있는데 증량제를 첨가하게 되면 접착력이 나빠지나 제품의 사용 목적에 따라 증량제의 첨가에 의해 접착력을 적절히 조정할 수가 있다.
증량제를 첨가하지 않은 접착제는 상온에서의 접착력이 강하고 수분에 대한 저항성도 있으나 고온에 민감하기 때문에 65℃ 이상의 온도, 특히 상대습도가 높은 경우에는 열화되는 단점이 있다.
고증량 수지의 경우 수분에 대한 저항성이 작아진다.
적절한 촉매와 첨가제를 이용하면 다양한 용도의 접착 제품을 제조할 수가 있다.
가격이 저렴하고 접착층은 무색 내지는 담색이며 미생물에 대한 저항성이 있다.
경화가 빠르지만 접착층의 내후성(耐候性)이 약하고 목공기계의 칼날을 무디게 하는 단점을 지니고 있는 접착제이다.
그러므로 요소수지는 화장단판, 대판용 삭편판이나 가구용 섬유판 또는 내장용(실내용) 제품의 제조용으로만 그 사용이 제한되고 있다.
신속한 경화를 위하여 고주파 가열을 이용할 수가 있다.
요소수지는 포름알데하이드 : 요소의 몰비가 1∼2 : 1인 조건에서 제조되고 있는데 포름알데하이드의 몰비가 높은 조건으로 제조된 접착제는 강한 접착강도가 요구되는 소재 또는 단판의 접착에 주로 이용되고 있다.
경화는 적당한 산성 조건하에서 일어나게 되는데 산성 염의 첨가라던가 또는 oak나 cedar와 같이 본래 산성을 나타내는 수종을 이용하는 조건에서 경화가 이루어지게 된다.
열에 의해 경화속도가 빨라질 수는 있으나 상온에서도 가교결합을 통하여 거대 망상구조의 고분자로 경화될 수가 있다.
비록 요소수지가 열경화성 고분자 물질이라고 할지라도 열과 수분에 민감하기 때문에 경화된 수지가 열과 수분의 작용에 의해 분해되는 과정중에 포름알데하이드가 서서히 대기중으로 방산된다.
이러한 포름알데하이드 가스의 방산량을 줄이기 위하여 대부분의 삭편판은 포름알데하이드와 요소의 몰비가 1.2 : 1 이하인 수지를 이용하여 제조하게 된다.
한편, 멜라민과 함께 공축합시켜 주므로써 요소수지의 내구성과 접착강도를 개선할 수가 있지만 이러한 경우 접착제의 가격이 상승하게 되고 경화시 더 높은 온도를 필요로 하게 된다.
멜라민수지(melamine-formaldehyde resin; MF resin)
멜라민은 3개의 아미노기(NH2)를 지니며 각 아미노기는 두 개의 포름알데하이드분자와 반응을 할 수가 있기 때문에 충분한 양의 포름알데하이드가 필요하다.
대부분의 시판용 멜라민수지접착제는 멜라민:포름알데하이드의 몰비가 1:1.5∼1:3의 조건에서 제조되는데 포름알데하이드에 대한 멜라민의 몰비가 증가할수록 고화가 지연되며 가교결합 정도도 덜해진다.
이 수지는 액상인 경우 저장이 곤란하기 때문에 대개 수용성 분말상으로 시판되고 있으며 멜라민수지의 함침지 역시 이용할 수가 있다.
경화온도는 50∼100℃이며 접착층은 무색 투명하고 수분과 열수(熱水) 및 미생물에 대한 저항성이 있다.
그러나 멜라민수지의 가격이 비싸므로 거의 단독으로 이용되지 않고 있는데 접착 제품의 제조시 수지에 의한 색이 문제가 될 때에만 주로 이용하며 또한 요소수지의 성질 개선을 위하여 첨가되기도 한다.
접착층이 부스러지기 쉽고 목공 기계의 칼날을 마모시키며 접착제 혼합기 청소가 어려운 단점을 지니고 있다.
초산비닐수지를 30% 정도 첨가하면 접착층의 부스러짐과 칼날의 마모라는 단점을 개선할 수가 있으며 접착제 혼합기는 물에 의해 세척되지 않은 경우 화학약품으로 청소할 수가 있다.
레조르시놀수지(resorcinol-formaldehyde resin; RF resin)
레조르시놀과 포름알데하이드의 몰비가 1:0.6∼1:0.7인 조건에서 제조되는 것으로써 이 수지는 대개 액상으로 이용 가능한데 색은 암색이며 5∼100℃의 폭넓은 온도 범위에서 경화가 이루어지고 목재의 함수율이 비교적 높은 조건, 즉 함수율 18%까지의 조건에서도 사용할 수가 있다.
접착력은 석탄산수지와 마찬가지로 강하나 가격은 석탄산수지보다 비싸다.
레조르시놀수지의 장점을 간직하면서도 가격이 다소 저렴한 석탄산-레조르시놀의 공축합수지를 제조하여 이용할 수가 있다.
에폭시수지(epoxy resin)
에폭시수지는 가격이 비싸므로 목재의 접착용으로 그리 널리 쓰이지 않고 있으며 접착력은 석탄산수지나 레조르시놀수지보다 우수하지 못하다.
이 접착제는 금속이나 기타 재료의 접착 또는 함수율이 높은 목재의 접착에 적합하다.
접착력은 강하며 물, 용제 및 미생물에 대한 저항성이 있으나 경화온도 및 첨가되는 촉매 또는 첨가제에 따라 접착력에 차이가 나타나게 되는데 저온에서 경화될수록 수분에 대한 저항성이 약해진다.
에폭시수지는 분말상, 입자상, 페이스트(paste)상 또는 액상으로 이용할 수가 있다.
상온 또는 약 200℃까지의 고온에서 경화되며 수축율은 작은 편이다.
약한 압체력에 의해서도 접착이 잘 이루어진다.
포름알데하이드 가스의 방산이 없으나 가격이 비쌀 뿐만이 아니라 물과의 상용성(相溶性)이 없어 도부기 세척을 위해 유기용제를 사용해야만 되는 단점을 지니고 있다.
아이소시아네이트접착제(isocyanate adhesive)
휘발성이 낮은 MDI를 이용하는 아이소시아네이트접착제는 높은 목재 함수율 20%까지의 조건에서도 강한 접착력을 나타내는데 촉매의 첨가에 의해 상온에서 경화시키거나 또는 상온 이상의 온도에서 경화시킬 수 있다.
포름알데하이드 가스의 방산이 없으나 가격이 비싸고 경화 이전에는 건강에 유해한 증기가 발생되며 압체시 간판과 접착되는 등 접착 공정상의 문제점을 지니고 있다.
또한 물과의 상용성(相溶性)이 없어 도부기 세척을 위해 유기용제를 사용해야만 되는 단점을 지니고 있다.
이 접착제는 목질판상재료의 제조에 있어 전통적으로 쓰여왔던 열경화성 합성수지인 요소수지나 석탄산수지를 대체할 수 있는 가장 중요한 접착제로 여겨지고 있다.
최근 삭편판, waferboard, 배향성 strandboard 등의 제조시 종래의 열경화성 접착제보다는 경화속도가 빠르고 함수율에 대한 제약성이 작은 고분자성 아이소시아네이트접착제의 사용이 선호되고 있다.
가격 절감을 위해 탄닌(tannin)을 첨가하여 이용하기도 한다.
2. 2. 열가소성수지
초산비닐(polyvinyl acetates; PVAc)
열가소성의 수용성 현탁액 수지로써 대개 가구의 조립 및 기타 조작용 제품 제조용의 접착제로 사용되고 있다.
접착력은 수분이 접착제로부터 목재내로 흡수되거나 공기중으로 증발되어 소실되고 그 결과 접착층에서의 고분자 농도가 높아짐에 따라 얻어지게 되는데 고화된 접착막은 무색 투명하다.
55℃ 이상의 온도에 노출되지 않는 한 열가소성의 성질은 그리 문제가 되지 않는다.
우수한 상태 접착강도와 간극 충전성을 지니고 있으나 장기적인 하중 조건하에서 점탄성(creep) 현상을 나타내며 수분에 대한 저항성 없다는 점이 초산비닐수지의 대표적인 결점이 되고 있다.
열경화성 요소수지나 석탄산수지를 첨가하여 초산비닐수지의 성질의 변화시키게 되면 열과 수분에 대한 저항성이 개선된 가교결합성의 초산비닐수지가 얻어질 수가 있지만 점탄성(creep) 현상에 대한 효과는 크게 기대할 수가 없다.
핫멜트(hot melt) 접착제
폴리프로필렌( polypropylene) 등처럼 100% 고형분의 열가소성 중합물을 총칭하는 것으로써 상온에서는 고체이나 가열(140∼180℃)에 의해 액상으로 바뀌게 된다.
판, 칩(chip), 분말상으로 시판되고 있으며 액상으로 용융시켜 접착면에 도부하면 급속히 냉각되어 고화가 일어나 수초 이내에 접착이 완료되므로 일종의 순간접착제에 해당된다.
가구, 장식장(cabinet) 산업 등에서 많이 이용되고 있다.
2. 3. 검계 접착제(elastomer)
검계 접착제
천연 또는 합성 검(rubber)으로부터 제조되는데 접착시 압력을 거의 가하지 않고 단순히 피착제를 접촉만 시켜 주어도 순간적으로 접착이 완료되는 contact adhesive의 일종이다.
경우에 따라서는 입자나 실 모양의 고체형의 것으로도 이용되고 있는데 이러한 형태의 것은 열을 가하면 용융되고 냉각하면 고화되는 hot melt형 접착제에 해당된다.
검계 접착제는 목재와 금속, 목재와 플라스틱의 접착 또는 단판의 측면접합 등과 같은 특수한 용도로 이용될 수가 있으며 neoprene과 같은 일부 종류는 건축 현장에서 장선에 합판을 붙이는 작업 등에 이용되고 있다.
이들 접착제는 못보다도 응력의 전이 측면에서 더 효과가 크며 간극 충전성도 지니고 있어 두껍게 도부할 수가 있다.
2. 4. 최근에 개발된 접착제 새로운 접착제를 개발하고자 하는 노력이 경주되고 있는데 천연물 또는 폐기물 등을 이용한 접착제의 개발에 초점이 맞추어져 있다.
석유와 같은 합성수지계 접착제 제조용 원료의 가격 상승과 고갈화가 이러한 노력을 더욱 부채질하고 있다.
일부 수목의 목재나 수피에 다량 함유되어 있는 탄닌이 탄닌수지(tannin-formaldehyde)의 제조에 이용되고 있는데 그 성질은 열경화성으로 석탄산수지와 유사하다.
이와 같은 접착제로의 이용은 탄닌이 지니고 있는 석탄산 성분(phenolic nature)에 근거를 두게 되는데 소량의 석탄산수지, 요소수지 또는 레조르시놀수지로 성질을 강화한 탄닌수지는 접착력이 강하며 수분에 대한 저항성도 지니게 되므로 합판, 집성재, 삭편판 등의 제품을 제조할 때 이용되며 강화되지 않은 탄닌수지 역시 삭편판의 제조에 이용되고 있다.
접착제의 다른 원료로써는 펄프 폐액(sulfite spent liquor)을 들 수가 있는데 접착제로써의 잠재력은 고함량의 리그닌(lignin)에 근거를 두고 있다.
이 접착제의 성능이 양호하다는 것은 이미 실험실적으로 검증되었다.
주요한 결점으로는 합성수지계 접착제보다 긴 열압시간과 높은 열압온도가 필요하기 때문에 접착 제품의 제조 단가가 높으며 색이 진하고 부식의 문제가 있다 것을 들 수가 있다.
리그닌계 접착제는 석탄산수지 또는 요소수지와 조합하여 성질을 개선할 수 있다.
크라프트펄프화(Kraft pulping)시 얻어지는 리그닌을 이용하고자 하는 노력도 현재 경주되고 있다.
마지막으로 질산을 도부한 다음 lignosulfate ammonium-furfural-alcohol-maleic acid의 혼합액 등으로 처리하여 접착을 하고자 하는 노력이 역시 경주되고 있다.
이 방법은 실험실적으로 삭편판의 제조에 적용된 바 있다.
접착제를 사용하지 않고 접착을 이루고자 하는 이 방법의 가능성은 다음과 같이 설명할 수가 있다.
즉 목재 성분의 산화로 인해 셀룰로오스와 리그닌에 유기산의 기들이 형성되고 산화된 재면 사이에서 다른 화학약품들이 화학적인 접착을 유도하므로써 접착이 가능해 진다는 것이다.
그러나 이 방법은 화학약품의 가격과 사용시의 위험성, 간극 충전성의 결여 및 사례마다 다르게 나타나는 효능성 등과 같은 여러 이유로 인해 실용성과는 거리가 아직도 먼 상태에 있다.
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