접착제

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배경

미국의 1인당 1년에 약 18.2kg의 접착제가 사용되는 것으로 추산되며, 사용 정도를 보면 그 방법과 이유를 쉽게 알 수 있습니다. 가구, 배관, 신발, 책, 건물 및 자동차는 모두 건설의 일부에 접착제를 사용합니다.

접착제는 접착제라고 하는 더 큰 제품군의 일부입니다. 두 부류는 접착제가 유기 화합물에서 유래하는 반면 접착제는 화학 기반이라는 사실로 구별됩니다. 에폭시, 코크 또는 실런트라고 하는 접착 재료는 특정 작업이나 응용 분야에 적합한 특성을 부여하는 특수 첨가제가 있는 화합물이기도 합니다.

접착제는 고대 부족이 동물의 뼈, 가죽, 피부, 힘줄 및 기타 결합 조직을 처리하여 이러한 조직의 단백질인 콜라겐을 제거할 수 있다는 것을 발견했을 때 생겨났습니다. 콜라겐이 끈적끈적해서 물건을 붙일 때 유용했습니다. 카제인으로 알려진 유고형분과 혈액 알부민도 접착제의 기초로 사용할 수 있습니다. 소의 혈액에서 추출한 건조 혈청은 가열되면 응고(뭉쳐짐)되어 물에 녹지 않게 되는 알부민을 생성합니다.

생선 접착제도 물고기의 머리, 뼈, 피부로 만들어졌지만 이 접착제는 너무 얇고 덜 끈적거리는 경향이 있었습니다. 실험을 통해 초기 인간은 다양한 물고기의 공기 주머니가 희고 맛도 없는 훨씬 더 만족스러운 접착제를 생산한다는 것을 발견했습니다. 그것은 결국 isinglass 또는 ichthocol로 명명되었습니다.

화학 물질, 화합물 또는 첨단 첨가제를 포함하지 않는 접착제라고 하는 세 가지 종류의 물질이 있습니다. 이들은 뼈 접착제, 가죽 또는 피부 접착제 및 물고기 접착제입니다. 기술적으로 다른 끈적끈적한 물질은 접착제, 잇몸 또는 시멘트이지만 소비자는 이러한 용어를 같은 의미로 사용하는 경향이 있습니다.

식물은 또한 종합적으로 식물성 접착제라고 불리는 접착제를 생산하는 데 사용되었습니다. 이러한 물질은 물에 분산되거나 용해되며 일반적으로 많은 곡물과 채소를 구성하는 전분으로 만들어집니다. 천연 검에는 해양 식물의 콜로이드에서 추출한 한천, 해초에서 추출한 알긴, 아카시아 나무(검 나무라고도 함)의 추출물인 아라비아 검이 있습니다. 마린 글루라는 물질은 솔기를 코킹하는 데 사용되지만 타르 또는 피치로 구성되며 진정한 접착제는 아닙니다.

연혁

풀을 사용한 최초의 증거는 프랑스 라스코의 네안데르탈인 조상이 그린 동굴 벽화에서 여전히 볼 수 있습니다. 이 초기 예술가들은 작품이 오래 지속되기를 원했고 색상이 동굴 벽의 습기를 견디도록 돕기 위해 사용했던 페인트와 접착제를 혼합했습니다. 무덤에서 발굴된 이집트 유물은 접착제를 많이 사용했음을 보여줍니다. 아마도 가장 눈에 띄는 것은 기원전 3,000년 <작은> 때 접착제를 사용하여 만든 목재 가구의 베니어판과 상감 세공일 것입니다. 이집트인들은 또한 파피루스를 만들기 위해 풀을 사용했습니다. 그리스와 로마 예술가들은 접착제를 광범위하게 사용했습니다. 모자이크 바닥과 타일로 된 벽과 욕조는 수천 년이 지난 후에도 그대로 남아 있습니다.

가구 제작은 접착제에 크게 의존합니다. 조각을 함께 고정하는 많은 기술이 있지만 접착제는 종종 영구적으로 사용되거나 다른 연결을 제자리에 배치하는 동안 조각을 정렬하는 데 사용됩니다. Chippendale, Hepplewhite, Duncan Phyfe, Adams 형제 및 Sheraton을 포함하여 16세기에서 19세기의 모든 위대한 캐비닛 제작자는 가구 건설에 접착제를 사용했습니다. 이 캐비닛 제작자가 사용하는 접착제는 동물 가죽, 발굽 및 기타 부품을 젤리로 만든 다음 건조시켜 만들었습니다. 젤리는 분말 또는 조각으로 분쇄되었습니다. 그것은 물과 다시 섞이고 아교 냄비에서 부드럽게 가열되었습니다. 이 제품은 갈색이었고 부서지기 쉽고 단단했으며 방수가 되지 않았습니다. 그러나 이 접착제는 1차 세계 대전 전까지 사용할 수 있는 유일한 접착제였습니다. 그 당시 우유로 만든 카제인 접착제와 니트로셀룰로오스 접착제가 처음 제조되었습니다.

1930년대에는 화학 및 플라스틱 산업의 발전으로 접착제와 플라스틱 또는 합성 수지 접착제라는 광범위한 재료가 개발되었습니다. 제2차 세계 대전은 네오프렌, 에폭시 및 아크릴로니트릴이 발명되었을 때 이 산업을 더욱 발전시켰습니다. 이들은 군대에서 사용되었으며 1940년대 후반이나 1950년대까지 상업적으로 사용할 수 없었습니다. 그 이후로 고도로 전문화된 방수 접착제는 우주 왕복선의 건설을 포함하여 많은 산업과 고유한 응용 분야를 위해 개발되었습니다. 접착제는 여전히 목공 및 사포와 같은 연마재 제조에 사용됩니다. 그들은 또한 산업 공정에서 콜로이드로 사용됩니다. 콜로이드는 액체에 첨가되어 액체에 현탁된 고체 입자가 분리되어 액체를 청소하거나 고체를 처리하기 위해 회수될 수 있습니다.

피터 쿠퍼

박애주 의자로 가장 잘 기억되는 Peter Cooper는 창의적인 천재이자 매우 성공적인 제조업체였습니다. Cooper는 수많은 기업에서 활동했으며 모든 기업에 젊은 Peter를 참여시킨 혁명군 병사의 아들로 뉴욕 시에서 태어났습니다. Cooper는 1년의 정규 교육을 받았지만 아버지와의 초기 경험은 다양한 비즈니스 경력에서 성공할 수 있도록 준비했습니다. 17세에 코치 메이커의 견습생이 된 Cooper는 그의 고용주가 그에게 급여를 지불하고 자신의 사업을 지원하겠다고 제안할 정도로 일을 잘했습니다. 대신 Cooper는 천 깎는 사업에 뛰어들어 번창했습니다. 그 후 그는 접착제 제조 공정에 대한 권리를 사서 자신의 발명으로 개선하고 접착제 공장을 운영하기 시작하여 미국 접착제 사업의 가상 독점을 확보했습니다.

1828년 Cooper는 제철 공장으로 옮겨 메릴랜드 주 볼티모어에 Canton Iron Works를 건설하여 볼티모어 및 오하이오 철도에 공급할 계획이었습니다. 그러나 철도는 구불구불하고 구불구불한 길을 따라가는 길이었기 때문에 실패 직전에 있었습니다. 당시 대부분의 엔지니어들은 기관차가 그런 지형에서는 달릴 수 없다고 생각했습니다. Cooper는 작지만 강력한 미국 최초의 증기 기관차를 즉시 제작했습니다. 1830년에 이 "Tom Thumb"은 시속 10마일의 속도로 40명의 승객을 끌어모았고 철도가 구부러진 선로를 달릴 수 있음을 증명했습니다.

Cooper의 비즈니스 기업은 이러한 성공 이후 빠르게 성장했습니다. 그의 철강 사업은 광산, 주물 공장, 와이어 제조소, 압연 공장으로 확장되었습니다. 1854년에 Cooper의 Trenton 공장은 내화 건물을 세우는 데 사용하기 위한 최초의 철 구조 빔을 생산했습니다. Cooper는 대서양 전신 케이블을 부설하기 위한 Cyrus Field(1819-1892) 프로젝트의 주요 후원자이자 확고한 후원자가 되었습니다. Cooper는 North American Telegraph Company의 사장으로서 미국 전신 라인의 절반을 소유하고 통제했습니다. 발명가로서 Cooper는 선박에 동력을 공급하기 위한 초기 세탁기와 다양한 엔진을 설계했습니다.

원자재

접착제 제조업체는 도축장, 제혁소 및 육류 포장 회사에서 동물의 뼈와 조직을 얻습니다. 세계 최대의 접착제 제조업체가 Borden Company라는 낙농업체인 것은 우연이 아닙니다. 풀의 원료가 되는 동물의 유골에는 귀, 꼬리, 가죽이나 가죽 조각, 가죽의 다육면에서 긁힌 자국, 힘줄, 뼈, 발 등이 있습니다. 마찬가지로 어류 접착제 제조업체는 통조림 공장 및 기타 가공 공장에서 생선의 뼈, 머리, 비늘 및 피부를 얻습니다.

약간의 변형만 제외하고 동일한 기본 공정을 사용하여 뼈 접착제, 가죽 또는 피부 접착제, 물고기를 만들 수 있습니다. 접착제. 가죽 및 기타 스크랩은 더러움을 제거하기 위해 세척하고 물에 담가 부드럽게 합니다. 이 재료를 스톡이라고 하며 개방형 탱크에서 끓이거나 오토클레이브에서 압력을 가해 요리합니다. '접착액'이라고 하는 생성된 액체를 추출하고 다시 가열하여 접착제를 두껍게 만듭니다. 냉각되면 이 물질은 젤리처럼 보이고 고체입니다. 불순물을 제거하고 접착제를 투명하게 만들기 위해 명반이나 산과 같은 화학 물질을 첨가한 다음 계란 알부민을 첨가할 수 있습니다. 이러한 화학 물질로 인해 불순물이 접착제에서 침전되거나 떨어지게 됩니다. 접착제는 진공에서 더 집중됩니다.

제조
프로세스

가죽 또는 가죽 접착제 만들기

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약간의 변형만 가해 뼈 풀, 가죽 또는 가죽 풀, 생선 풀을 만드는 데 동일한 기본 공정이 사용됩니다. 가죽 및 기타 스크랩은 더러움을 제거하기 위해 세척하고 물에 담가 부드럽게 합니다. 이 재료를 스톡이라고 하며, 더 많은 석회를 첨가하여 가죽과 가죽을 부풀게 하고 분해하는 일련의 수조를 거칩니다. 부풀어 오른 가죽은 석회를 제거하기 위해 대형 세탁기에서 헹굽니다. 석회의 마지막 흔적은 스톡을 아세트산이나 염산과 같은 약산으로 처리하여 제거합니다. 마지막으로 육수는 끓이거나 개방형 탱크에서 조리하거나 압력솥에서 압력을 가해 조리합니다.

적절한 온도와 적절한 시간 동안 조리하면 콜라겐이 분해되어 글루로 변환됩니다. 온도나 타이밍이 맞지 않으면 풀의 질이 떨어지게 됩니다. 개방형 탱크의 대형 스팀 코일은 물과 제품을 70°C(160°F)까지 가열합니다. 깨끗한 물로 3~4번의 처리가 온도 상승(가압 시스템을 사용하는 경우 압력)에서 수행됩니다. "접착액"이라고 하는 결과 액체를 추출하고 다시 가열하여 접착제를 두껍게 만듭니다.

이 물질은 냉각되면 젤리처럼 보이고 고체입니다. 식품에 사용되는 젤라틴의 일종으로 보이지만 불순물이 포함되어 있습니다. 불순물을 제거하고 접착제를 투명하게 만들기 위해 명반이나 산과 같은 화학 물질을 첨가한 다음 계란 알부민을 첨가할 수 있습니다. 이러한 화학 물질로 인해 불순물이 접착제에서 침전되거나 떨어지게 됩니다. 기계적 방법을 사용하여 접착제를 청소할 수도 있습니다. 여기에는 일련의 기계적 필터나 종이 필터 또는 뼈 숯이라고 하는 갈은 뼈를 통해 접착제를 통과시키는 것이 포함됩니다.

다양한 첨가제를 풀액과 혼합하여 갈색, 투명 또는 흰색 접착제를 만듭니다. 아황산, 인산 또는 명반이 이러한 첨가제 중 하나입니다. 산화아연은 ​​흰색 "학교용 접착제"를 생성하기 위해 추가됩니다.

이때까지 접착제는 약하고 묽은 액체입니다. 진공 증발기에서 더 농축되고 여러 방법 중 하나로 건조됩니다. 접착제는 시트나 블록으로 식힌 다음 그물에 매달아 건조하고 더욱 농축될 수 있습니다. 접착제는 농축된 비드를 추가로 건조시키는 비수분 함유액에 비드 또는 "진주"로 떨어뜨릴 수도 있습니다. 그런 다음 진주, 블록 또는 시트를 올바른 농도로 혼합하고 판매용 병이나 항아리에 펌핑합니다.

뼈 접착제 만들기

뼈 접착제의 제조는 다소 복잡합니다. 뼈는 압력 탱크에서 가장 자주 처리되지만 미네랄을 제거하려면 추가 처리가 필요합니다. 뼈는 용제로 탈지 한 다음 8 % 용액의 염산을 뼈에 바릅니다. 산은 인산칼슘과 기타 미네랄을 제거하고 콜라겐을 뼈 조각과 같은 모양으로 남깁니다. 산은 콜라겐에서 제거되고 건조되어 뼈 접착제의 기초가 되는 상업용 등급의 ​​골단백질 또는 뼈 단백질(산성 뼈라고도 함)을 생성합니다. 골질을 만든 후에는 개방형 탱크 방식으로 처리할 수 있으며 이후에 설명한 대로 가죽으로 접착제를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

품질 관리

접착제 제조의 모든 프로세스는 기기, 컴퓨터 제어 및 관찰을 사용하여 주의 깊게 모니터링됩니다. 부적절한 온도나 압력으로 인해 많은 양의 재고가 파괴되어 낭비되어야 합니다. 제조업체는 그러한 오류를 감수하지 않습니다.

안전과 위생도 주요 관심사입니다. 접착제 제조업체는 질병, 해충, 오염 및 운송과 같은 주요 비용을 방지하기 위해 가죽 및 기타 원료 공급과 매우 가까운 곳에 위치하는 경향이 있습니다. 작업자의 안전은 순수 접착제 생산과 마찬가지로 주의 깊게 모니터링됩니다.

부산물/폐기물

접착제 자체는 유제품, 육류 가공 공장 및 기타 접착제 생산에 필요한 원료를 생산하는 시설의 부산물입니다.

미래

접착제는 우리의 미래에 필수적입니다. 점점 더 많은 제조 공정에서 다양한 형태의 접착제(접착제 포함)를 사용하여 스티칭, 스테이플링 및 더 비싸고 덜 효과적인 형태의 고정을 대체하고 있습니다. 의료용 접착제에 대한 실험은 모든 상처의 3분의 1이 향후 몇 년 동안 접착제로 "꿰매어질" 수 있음을 시사합니다. 접착제는 매우 다재다능한 것으로 입증되어 과학자들은 우리의 삶을 더 단순하게 만들어 줄 새로운 응용 프로그램을 끊임없이 찾고 있습니다.