JP2020505246A - 機能性親環境パーティクルボード製造用難燃性組成物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、親環境機能性パーティクルボード製造用組成物に関し、より具体的には、水、メラミン樹脂、難燃剤、難燃補助剤、抑煙剤、ＰＢ強度補強剤、防湿剤、抗菌剤、カップリング剤、防腐剤および浸透剤を含む親環境機能性パーティクルボード製造用組成物を提供することができる。本発明において前記組成物を利用して親環境機能性パーティクルボードを製造した結果、優れた抗菌性、抗カビ性、難燃性、殺菌性、消臭性、引張強度、破裂強度、および曲げ強度を有すると同時に、ＶＯＣを排出する量が顕著に減少することを確認した。

Description

本発明は、機能性親環境パーティクルボード製造用難燃性組成物およびその製造方法に関する。

従来に開発されたパーティクルボード（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｂｏａｒｄ、以下、ＰＢという）は、原木で木材を生産し、残った廃残材を壊して、小さい切れで作ったり、建築物廃資材、家具廃資材、木材副産物などを壊して、小さい切れで作ったりして、接着剤を混ぜて高温、高圧で圧着させて作った加工材である。このようなＰＢの製造に使用される廃木材の発生量は、年間韓国木材需要量（２０１５年基準）２８，１５１，０００ｍ^３の４０％水準である１１，２６０，４００ｍ^３が使用されている。

また、ＰＢを製造するために、一般的に、木チップを接着ボンドである熱硬化性合成樹脂系を用いて固まることにより製造した。上記のように製造する場合、アトピー性皮膚原因物質であるホルムアルデヒド放出現象が起こり得、ＰＢの表面にシート紙やフィルム紙を付着させるために使用されるバインダーから有機揮発性有機物（ＶＯＣｓ）が放出され得るので、人体に致命的な毒素が発生するなどの短所が提起されて、ＰＢに対する認識は、非常に良くない。

ＰＢは、廃木材で製造され、木材自体の強度が劣って、腐敗、風雨に露出して変色、摩耗、亀裂が発生したのも多くて、さらには、白蟻などの虫害被害で強度と耐久性が弱くなって、火によく燃える廃木になり得る。また、木材は、細胞壁の７０％以上を占有するセルロースとヘミセルロースが水分子（Ｈ_２Ｏ）を吸収したり、防湿する量は、相対湿度と温度によって変わったりするが、吸湿量は、ＰＢ重さの最大３０％になるという学説もある。

また、ＰＢで加工された家具や机、台所家具（シンク台）、据え付け家具のようなものが、時間が過ぎれば、仕上げ材であるフィルム紙またはシート紙が、接着力が劣って剥離する場合が多い。剥離された部分を介してＰＢ板の内部に湿気が発生すると、ＰＢのチップは、膨張しつつ、結合力が急速に弱くなって、ずれる問題が発生し、細菌とカビが繁殖して、衛生の問題になり得ることが指摘されている。これより、前記問題点を補完改良した新しい機能性ＰＢの製造のための組成物の開発の必要性が提起されている。

特開２００９−１０７１６５号公報

これより、本発明者らは、従来のパーティクルボードの短所を克服したパーティクルボードを提供するために鋭意努力した結果、本発明において提示する組成物を利用してパーティクルボードを製造する場合、難燃性と同時に、高い耐久性を有し、かつ、親環境的である特性を有するパーティクルボードを製造することができることを確認して、本発明を完成するに至った。

具体的に、本発明の目的は、機能性親環境パーティクルボードの製造用組成物を提供することにある。

しかし、本発明が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得る。

本発明は、水、メラミン樹脂、難燃剤、難燃補助剤、抑煙剤、ＰＢ強度補強剤、防湿剤、抗菌剤、カップリング剤、防腐剤および浸透剤を含む親環境機能性パーティクルボード製造用組成物を提供する。

本発明の一具体例において、前記水は、１０〜１５重量％含まれることを特徴とする。

本発明の他の具体例において、前記難燃剤は、ポリリン酸アンモニウムおよびシランコーティングポリリン酸アンモニウムが２：１で混合されたものであり、前記難燃剤は、２０〜２５重量％含まれることを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記難燃補助剤は、硫酸アンモニウムであり、０．８〜１．２重量％含まれることを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記抑煙剤は、ホウ酸、炭酸亜鉛および水酸化マグネシウムが１：２：１の重量比で混合されたものであり、０．６〜０．９重量％含まれることを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記ＰＢ強度補強剤は、エアロゲルおよび蝋石が１：１の体積比で混合されたものであり、０．５〜０．９重量％含むことを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記防湿剤は、流動性パラフィンワックスであり、０．６〜１重量％含むことを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記抗菌剤（殺菌剤）は、銀ナノ溶液が１．０８重量％含まれ、ナノ二酸化チタン溶液が０．９４重量％含まれることを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記カップリング剤は、リン酸アクリル系カップリング剤であり、０．７５〜０．９重量％含むことを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記防腐剤は、硫酸銅であり、０．９〜１．２重量％含むことを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記浸透剤は、アルキルサクシネートであり、０．８〜１．０重量％含むことを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記組成物は、１０〜３０分間１，２００ｒｐｍで撹拌して溶解した後、２０〜３０℃で６〜１０時間の間熟成して製造されることを特徴とする。

本発明のさらに他の具体例において、前記浸透剤は、アルキルサクシネートであることを特徴とする。

また、本発明は、前記組成物を利用して製造された親環境機能性パーティクルボードを提供する。

また、本発明は、下記段階を含む親環境機能性パーティクルボードの製造方法を提供する：
１）パーティクルチップを自動混合コーティング機に投入した後、請求項１に記載の方法により製造された組成物をチップ対比３２．５０〜４８．７０の重量％で注入して、５分〜１０分間コーティングする段階；
２）前記コーティングされたチップを上板温度１００〜１２０℃、下板温度１１０〜１５５℃である熱圧プレスに投入して、５分〜１０分間６０〜８０ｋｇｆ／ｃｍ^２で熱圧着する段階；および
３）前記熱圧着が完了した後、１日から３日間常温乾燥する段階。

本発明の方法により親環境機能性パーティクルボードを製造する場合、抗菌、殺菌、抗カビ、消臭、除湿、強度などが補完改善されたＰＢを製造することができる。

また、本発明の組成物を利用して製造されたＰＢは、強度が補完されて、作業をしても、パーティクルボードが破られて、微細粉塵や粉塵の発生がなく、作業環境が快適で、生産性が向上する長所があり、ＰＢの吸湿に起因して、ＰＢチップの内部が腐って虫害による臭い、細菌、カビの繁殖を効率的に除去し、銀ナノ、ナノ二酸化チタンの複合機能で抗菌、殺菌、消臭などの相乗効果を示す。

また、メラミン樹脂（またはヨウ素−メラミン樹脂）溶液中に未反応の残留（遊離）ホルムアルデヒドと、ＰＢの表面に仕上げ作業でシート紙またはフィルム紙を付着する接着剤から放出される揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）を除去すると共に、燃焼時に煙の発生を抑制させることができるので、本発明の組成物を応用して優れたパーティクルボードを提供できるものと期待される。

本発明のパーティクルボードの製造のための素材の粉砕機を示す図である。 パーティクルボードの乾燥器を示す図である。 乾燥器中で乾燥状態を示す図である。 パーティクルボードの裁断機を示す図である。 パーティクルボードコーティング機を示す図である。 比較例の粘菌減少率を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境パーティクルボードの粘菌減少率を確認した結果を示す図である。 比較例のカビ抵抗性の等級を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境パーティクルボードのカビ抵抗性の等級を確認した結果を示す図である。 比較例のカビ抵抗力を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境パーティクルボードのカビ抵抗力を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境ＰＢの難燃（防炎）性を確認した結果を示す図である。 比較例の煙密度の輻射熱および直火熱を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境パーティクルボードの煙密度の輻射熱および直火熱を確認した結果を示す図である。 比較例の総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）、トルエン、ホルムアルデヒドの除去率を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境パーティクルボードの総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）、トルエン、ホルムアルデヒドの除去率を確認した結果を示す図である。 比較例の平面引張強度を確認した結果を示す図である。 本発明の機能性親環境パーティクルボードの平面引張強度を確認した結果を示す図である。

本発明は、機能性親環境パーティクルボード製造用組成物および前記パーティクルボード（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｂｏａｒｄ、以下、ＰＢという）の製造方法に関し、従来のＰＢの短所と問題点を補完改良のためのものであって、組成物を用いて機能性を追加したものであり、難燃（防炎）物性を改善し、抗菌性、抗カビ性、殺虫性、防湿（耐湿）、防虫性などの引張強度、破裂強度などが補強されたＰＢを提供することができる。

これより、本発明は、水、メラミン樹脂、難燃剤、難燃補助剤、抑煙剤、ＰＢ強度補強剤、防湿剤、抗菌剤、カップリング剤、防腐剤および浸透剤を含む親環境機能性パーティクルボード製造用組成物を提供する。

本発明の機能性ＰＢの難燃（防炎）剤の組成物は、メラミン樹脂（ヨウ素−メラミン樹脂）は、ＰＢの使用接着剤によって一般物性およびホルムアルデヒド放出量の差異が大きく異なるので、ＰＢの用途に応じて適合した接着剤を使用している。

ヨウ素樹脂は、ｕ型、ヨウ素−メラミン樹脂は、Ｍ型、フェノール樹脂は、Ｐ型に区分しており、ここで、ｕ型ＰＢは、主に家具用に使用され、Ｍ型およびＰ型ＰＢは、建築用に適合する。メラミン樹脂は、硬化すると、無色透明な被膜を形成するので、床板、家具部材、製造時の化粧単板の接着、低圧メラミン、高圧メラミン、高圧ラミネート、オーバーレイ紙、箔紙、後面紙の製造時に多く用いられている。メラミン樹脂が硬化して形成された被膜またはコーティングは、耐水性、耐熱性、耐薬品性に強い。また、メラミン樹脂は、無色透明でかつ丈夫であるので、床板、屋根板、内壁材料、架橋剤、ＰＢ接着剤に多く用いられている。

ホルムアルデヒド放出量による２種類に区分ｕ、ｍ、ｐタイプ：出荷時のホルムアルデヒド放出量基準５ｍｇ／Ｌ以下と規定している。

従前より一層強化して、０．５ｍｇ／Ｌ以下であるときは、Ｅ０型、１．５ｍｇ／Ｌ以下であるときは、Ｅ１型、５ｍｇ／Ｌ以下であるときは、Ｅ２型と規定している。したがって、２００９年韓国で生産された木質板状製品のうち、ＰＢの７２．１％とＭＤＦの８６．２％以上がＫＳ基準等級外の製品であったが、現在は、Ｅ１、Ｅ０水準に徐々に転換されている。ホルムアルデヒド放出に対する基準と規制が強化されたので、ホルムアルデヒドの発生量を低減させる方法を使用している。したがって、本発明では、メラミン樹脂接着剤の残留ホルムアルデヒドが０．１％内在していて、Ｅ０等級まで低減させなければならない努力が必要である。これにより、本発明の組成物１００重量％に対して、前記メラミン樹脂は、５５〜６０重量％で含む。

前記組成物のうち抗菌剤は、１．５〜２．５重量％含まれ得るものであり、銀ナノ（ｎａｎｏ ｓｉｌｖｅｒ）１．０８重量％、ナノ二酸化チタン（ｎａｎｏ ＴｉＯ_２）０．９４重量％であることを特徴とするものであり、抗菌、抗カビ、殺虫、ホルムアルデヒド（ＣＨ_２Ｏ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）の消臭除去機能に優れている。

本発明の機能性ＰＢの難燃（防炎）剤（主難燃剤）と補助難燃剤は、ＰＢは、原木でない加工木であって、家具廃資材、木材副産物などを利用して再加工して作るので、火がつく場合、着火点が非常に低くて、燃焼しやすいという問題点がある。高難燃（防炎）性を付与するために、ポリリン酸アンモニウム（ＡＰＰ）とシランコーティングポリリン酸アンモニウムを２：１の割合で混合して難燃性能を高めた。

ポリリン酸アンモニウム（水溶性ＡＰＰ）は、耐水性が問題になり、高温多湿の条件下に置かれる場合、ブリードを発生させる問題点を発生させる。そして、耐熱性が不足して、９０〜１１０℃付近でよく溶けて、付着性と溶液粘度が全くないため、単独で使用するに不充分な点が多い。上記の問題点を解決するために多様な検討を行って、ポリリン酸アンモニウムの粉体の表面にメラミン系化合物を被覆などで処理したものは、比重が大きくて、下部沈殿がよく生じ、分散性が良くなく、粘っこくて、かつ乾燥性が良くない。

それで、シラン系で被覆させたポリリン酸アンモニウムは、分散性と沈殿性が良好であり、パーティクルチップ間の結合力とポリリン酸アンモニウムの粘度調整と結合力を増加させるために、ポリリン酸アンモニウム（ＡＰＰ）２：シランコーティングアンモニウム１の割合で混合して、２０〜２５重量％を含み、難燃補助剤である硫酸アンモニウム［（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４］は、０．８〜１．２重量％で含むことができる。

硫黄を含む添加物を混合させて併用処理する場合、燃焼時に熱分解によりポリメタリン酸を生成し、これが保護層を形成する場合とポリメタリン酸が生成されるときに脱水作用により生成される炭素被膜が酸素を遮断して、高難燃（防炎）性を付与する。また、ポリリン酸アンモニウムは、金属イオンの臭いを除去する効果に優れており、分散作用と結晶形成防止効果に優れている。難溶性物質が結晶として析出されるのを防止し、ｐＨ変化を防止する機能がある。そして、ポリリン酸アンモニウムとシランコーティングポリリン酸を混合して、２０〜２５重量％を注入して、難燃（防炎）性を向上させる。

組成物のうち抑煙剤は、パーティクルボードは、廃木材、建築物廃資材、家具廃資材、木材副産物などを壊して、小さい切れで作って、接着剤を混ぜて高温、高圧で圧着させて作った加工材であり、燃焼時に吸熱反応で燃焼熱を減少させたり、熱分解による脱水作業などの反応が進行されたりするとき、多量の有害性煙（ガス）を発生させ、また、煙密度が高い可能性が非常に高い。

本発明では、有害性煙（ガス）の発生を抑制させるための抑煙剤は、ホウ酸（３ｇ）と炭酸亜鉛１０ｍＬ（１１ｇ）、および水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）５ｍＬ（５．５ｇ）を混合比が１：２：１になるように用意した。まず、水５０ｍＬが満たされたビーカーにホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）５ｍＬ（３ｇ）を注入して、飽和溶液になるように、８０〜１０５℃で３０分間加熱し、塩基性炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ_３）１０ｍＬ（１１ｇ）をホウ酸飽和溶液に注入して、撹拌を１，２００ｒｐｍで持続的に行いながら、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）５ｍＬ（５．５ｇ）を注入し、１．０時間の間沸かした後、６時間を放置して、白色の柱状の結晶を得、乾燥して、０．６〜０．９重量％を投入することを特徴とする。また、抑煙剤に使用されるオルトホウ酸は、温水によく溶け、弱酸を示す。弱い殺菌作用、防腐性もある。殺菌性があるため、天然防虫剤の機能とカビ成長抑制と白蟻抵抗性が高い。抑煙剤は、煙だけでなく、難燃性、殺菌性、抗カビ性、白蟻抵抗性が高い。

本発明の組成物のうちＰＢ強度補強剤は、ＰＢは、単板製造後の廃残材、製材木の廃残材、パルプ用チップ、製材木の大鋸屑、各種ノコクズ、木工作業後の廃残材、廃家区木造住宅施工後の廃残材、アパートサンプルハウスの廃残材などで構成されている。このような廃残材を利用するとき、製造条件としては、強度が弱くて、水分変動による収縮膨張が生じるという点である。このような短所を改善する方法として、パーティクルチップの強度が弱くなった部分をコーティングされるようにして、引張強度の補強、耐水、耐湿、防腐機能を発揮するように、エアロゲル（Ａｅｒｏｇｅｌ）と蝋石をそれぞれ０．１１３ｇと０．０８８ｇを混合して混合粉末を製造して、０．５〜０．９重量％で含むことができる。

前記補強剤のエアロゲルは、比表面積が６００〜１，５００ｍ^２／ｇである高多孔性ナノ構造体であり、１〜５０ｎｍサイズのナノ粒子で構成されており、多孔性構造を有していて、断熱性に優れていて、断熱、防音、衝撃緩和力に優れて、破れを防止することができ、蝋石と混合されることにより、強度が増加する。また、エアロゲルは、接着力を増加させて、パーティクルチップ切れの同士が十分に付着するようにする機能と平坦強度と、熱変形を防止し、荷重による長期的変形を改善する。蝋石は、ロウ感が豊かであり、耐火材、充填材への機能と、エアロゲルとよく混合される機能がある。

本発明の組成物のうち防湿剤は、ＰＢで加工された家具や机、台所家具（シンク台）、据え付け家具のようなものが、時間が過ぎれば、仕上げ材であるシート紙またはフィルム紙が、接着力が劣って、ＰＢ板の内部に湿気が発生すると、パーティクルチップは、膨張しつつ、結合力が急速に弱くなって、ずれるという問題が発生し、細菌とカビが繁殖して衛生に問題になり得ることが指摘されている。これにより、前記問題点を補完改良するために、流動性パラフィンワックスをパーティクルチップの内部に浸透または表面にコーティング化して、耐湿性が向上するようにすることに特徴がある。そして、流動性パラフィンワックスは、パーティクルチップの機能を変更させることなく、含水率と寸法変化を遅延させて、耐水性と耐湿性を向上させて、短所を改善したことが特徴である。そして、０．６〜１重量％で添加して、耐湿耐水性を高めるために提供される。

本発明の組成物のうち抗菌剤は、無機系抗菌剤であり、抗菌性、抗カビ性、殺菌性、消臭性などとしての機能に優れた金属粒子である銀ナノとナノ二酸化チタンは、機能の持続性が半永久的であり、安定性が高い。そして、二つの物質の相乗効果を得ることができる。

銀ナノとナノ二酸化チタンは、比表面積が大きく、耐熱性に優れている。銀ナノは、１．０８重量％とナノ二酸化チタンは、０．９４重量％を溶液で製造して、溶液（抗菌剤）を１．５〜２．５重量％、好ましくは２．０２重量％を添加使用した結果、機能性の持続性が長く、耐性菌を発生させないことを確認した。

まず、本発明においてＰＢに抗菌性、抗カビ性、消臭性、殺菌性、防腐性を付与すると共に、ＰＢ製造に接着剤として使用されるメラミン樹脂またはメラミン−ヨウ素樹脂に含まれた０．１％ホルムアルデヒドとＰＢ表面に付着するシート紙の接着剤の溶媒から放出される残留揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）を除去することに主眼を置いて、その技術的課題を完成したものである。

銀ナノは、抗菌力と殺菌力が強いだけでなく、臭い除去、ホルムアルデヒド（ＣＨ_２Ｏ）とＶＯＣｓ除去、遠赤外線とアニオン放出など広範囲な分野において抗生物質として使用されている。

このように混合された銀ナノとナノ二酸化チタン溶液は、メラミン樹脂溶液中の残留性ホルムアルデヒド、そして、シート紙やフィルム紙を付着させるために使用されるバインダーから放出される揮発性有機化合物の除去と廃木材の吸湿に起因して腐敗する過程で発生する悪臭と、さらには、白蟻などの虫害またはそれによる強度と耐久性が弱くなる問題点を改善することができ、消臭、防虫（防腐）、強度などを補完改良することをその特徴とする。

本発明の組成物のうちカップリング剤は、リン酸アクリル系カップリング剤であり、本発明の組成物である薬液とパーティクルチップとの結合力を改善するための組成物の一つである。

パーティクルチップは、親水性である極性を示し、組成物である薬品溶液は、疎水性である非極性を有するので、二つの物質との結合力が弱いので、カップリング剤の添加によって、二つの物質間の界面で新しい化学的結合に改善させる。したがって、カップリング剤は、曲げ強度と弾性係数を増加させ、製品の寸法安定性、衝撃強度およびパーティクルチップの付着力が強化する。カップリング剤の注入は、０．７５〜０．９重量％を含むことを特徴とする。

本発明の組成物のうち防腐剤は、湿気の浸透でＰＢ内部または表面が腐食や腐敗に起因して苔、微生物をはじめとする青苔の発生を効率的に抑制、殺菌し、害虫または白蟻パーティクルチップを腐敗させるカビが発生することを抑制するために、防腐剤である硫酸銅（ＣｕＳＯ_４）を０．９〜１．２重量％含むことを特徴とする。

本発明の組成物のうち浸透剤は、ＰＢに使用される浸透剤は、ＰＢ加工に広く使用される薬剤を購入して使用した。ＰＢの廃木材に広く使用されるアニオン性、アルキルサクシネート（Ａｌｋｙｌ ｓｕｃｃｉｎａｔｅ）浸透剤を利用して、廃木材のチップ内部に均一に入り込むようにして、機能性パーティクルボードになり得る。前記浸透剤は、全体組成物１００重量％に対して０．８〜１重量％を添加する。

本発明の一具現例によれば、前記ＰＢは、家具、机、台所シンク台、据え付け家具等よりなる製品群に使用される素材に使用されることを特徴とし、下記の混合素材である廃木材ＰＢ素材、廃木材とワラの混合ＰＢ素材、廃木材と麦ワラの混合ＰＢ素材、廃木材と廃紙の混合ＰＢ素材、廃木材と太いノコクズの混合ＰＢ素材、廃木材とすすきの混合ＰＢ素材、廃木材と竹の混合ＰＢ素材、廃木材とトウモロコシ幹の混合ＰＢ素材、廃木材と山野草の混合ＰＢ素材よりなる群から選ばれる素材が使用されることを特徴とする。また、前記廃木材と各種混合素材の混合比は、廃木材重量の３０重量％で混合することを特徴とする。

そして、好ましくは２：８〜３：７の重量比で使用されることもできる。

また、本発明は、前記組成物を１０〜３０分間１，２００ｒｐｍで撹拌して各成分を溶解させた後、２０〜３０℃で６〜１０時間の間熟成して製造されることを特徴とし、前記組成物を利用して製造された親環境機能性パーティクルボードを提供することができる。

また、本発明は、下記段階を含む親環境機能性パーティクルボードの製造方法を提供することができる：
１）パーティクルチップを自動混合コーティング機に投入した後、請求項１の方法により製造された組成物をチップ対比３２．５０〜４８．７０重量％で注入して、５分〜１０分間コーティングする段階；
２）前記コーティングされたチップを上板温度１００〜１２０℃、下板温度１１０〜１５５℃である熱圧プレスに投入して、５分〜１０分間６０〜８０ｋｇｆ／ｃｍ^２で熱圧着する段階；および
３）前記熱圧着が完了した後、１日から３日間常温乾燥する段階。

以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例および実験例を提示する。しかしながら、下記の実施例および実験例は、本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、下記実施例および実験例により本発明の内容が限定されるものではない。

［実施例］
実施例１．本発明の機能性親環境機能性パーティクルボードの製造
１．１．材料の用意
機能性親環境機能性パーティクルボードの製造のための組成物を製造するために、まず、難燃剤、抑煙剤、ＰＢ強度補強剤、および抗菌剤を用意した。

前記難燃剤は、高難燃（防炎）性を付与するために、ポリリン酸アンモニウム（ＡＰＰ）とシランコーティングポリリン酸アンモニウムを２：１の割合で混合して製造した。難燃補助剤としては、硫酸アンモニウム［（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４］を用意した。

前記抑煙剤は、ホウ酸（３ｇ）と炭酸亜鉛１０ｍＬ（１１ｇ）および水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）５ｍＬ（５．５ｇ）を混合比が１：２：１になるように用意した後、水５０ｍＬが満たされたビーカーにホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_３）５ｍＬ（３ｇ）を注入して飽和溶液になるように、９５℃で３０分間加熱し、既成の炭酸亜鉛（ＺｎＣＯ_３）１０ｍＬ（１１ｇ）をホウ酸飽和溶液に注入して、撹拌を１，２００ｒｐｍで持続的に実施しつつ、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）５ｍＬ（５．５ｇ）を注入した。その後、１．０時間の間沸かした後、６時間を放置し、白色の柱形状の結晶を収得して乾燥した。

前記ＰＢ強度補強剤の場合、エアロゲル（Ｔａｌｃ）と蝋石をそれぞれ０．１１３ｇと０．０８８ｇを混合して混合粉末を製造し、抗菌剤としては、銀ナノとナノ二酸化チタンを混合して製造した。

１．２．機能性親環境機能性パーティクルボード製造用組成物の製造
本発明において機能性親環境機能性パーティクルボード製造のための組成物を製造するために、水にメラミン樹脂を添加し、難燃剤（防炎剤）を添加した後、難燃補助剤を添加した。その後、抑煙剤、ＰＢ強度補強剤、防湿剤、抗菌剤、カップリング剤、防腐剤、および浸透剤を添加した。添加された量は、下記表１に示した。

前記組成物を２０分間１，２００ｒｐｍで撹拌して溶解し、常温で８時間熟成させることをさらに含み、製造した組成物を製造した。

実施例２．ＰＢ板の製造
パーティクルチップを自動混合コーティング機に投入し、前記実施例で製造した組成物をチップ対比定量４０重量％注入して、混合浸透コーティングが行われるように、１０分間程度コーティングを行った。

コーティングが完了したチップを上板温度１１０℃、下板温度１４５℃である熱板プレスに入れ、５分間５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で熱圧着し、３日間常温で乾燥させて製造を完了した。前記製造施設は、図１〜図５に示した。図１は、本発明のパーティクルボード製造のための素材の粉砕機を示す図であり、図２は、パーティクルボードの乾燥器を示す図であり、図３は、乾燥器中で乾燥状態を示す図であり、図４は、パーティクルボードの裁断機を示す図であり、図５は、パーティクルボードコーティング機を示す図である。

実施例３．比較例と本発明の機能性親環境機能性パーティクルボードの抗菌度の比較
本発明で製造した機能性パーティクルボードの機能性を確認するために、比較例としては、前記組成物を処理せず、従来のパーティクルボードの製造方法のように、ＰＢ接着剤としてメラミン樹脂（残留ホルムアルデヒド０．１％を含む、ＴＡＥＹＡＮＧ合成社製品）を使用した機能性パーティクルボードを利用した。比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードの抗菌度をＫＣＬ−ＦｉＲ−１００３；２０１１準用試験を行った結果、比較例の粘菌減少率は、大腸菌、黄色ブドウ球菌、肺炎桿菌９９．９％であり（図６）、本発明の機能性親環境パーティクルボードの大腸菌９９．９％、黄色ブドウ球菌９９．９％、肺炎桿菌９９．９％の抗菌度であり（図７）、比較例と同一に示された。

比較例のＰＢ接着剤に使用されたメラミン樹脂（残留ホルムアルデヒド０．１％を含む、ＴＡＥＹＡＮＧ合成社製品）を購入して使用し、作業することが難しく、目、鼻、首などに痛みを感じるほどであった。ホルムアルデヒドの水溶液は、消毒剤、殺菌剤、防腐剤として市販されている。それで、メラミン樹脂溶液に残留されたホルムアルデヒドが０．１％（１，０００ｐｐｍ）の高い濃度によって抗菌度が本発明の機能性親環境パーティクルボードの抗菌度と同一に示された。接着剤であるメラミン樹脂内に残留ホルムアルデヒドは、人体に対する毒性が非常に強くて、露出すると、疾病症状が現れる。０．１ｐｐｍ以下の場合には、目、鼻、首に刺激が発生し、０．２５〜０．５ｐｐｍの場合は、呼吸器障害などの致命的影響を及ぼすとされる。これと関連して、下記のようにホルムアルデヒド放散量基準、親環境資材基準を定めて、法で規制をしている。

（ｓｕｐｅｒ）ｓｅｏ；０．３ｍｇ／ｌ以下、ホルムアルデヒド放散量が最も少ない最上級資材等級。
Ｅ_０；０．５ｍｇ／ｌ以下、中・上級資材
Ｅ_１；１．５ｍｇ／ｌ以下、室内家具使用基本等級
Ｅ_２；５ｍｇ／ｌ以下、室内家具使用不可等級に定めている。

実施例４．比較例と本発明の機能性親環境機能性パーティクルボードのカビ抵抗性／抵抗力の比較
比較例と本発明の機能性親環境ＰＢのカビに対する抵抗性および抵抗力を比較する試験を行った。比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードのカビ抵抗性は、ＡＳＴＭ Ｇ２１−１５、カビ抵抗力は、ＡＳＴＭ Ｄ６３２９−９８（２０１５）に応じて準用試験を行った結果、比較例のカビ抵抗性は、０等級（基準値は０〜４等級）と優れており（図８）、カビ抵抗力は、１．０以下と良好に示された（図１０）。本発明の機能性親環境パーティクルボードのカビ抵抗性は０等級（図９）、カビ抵抗力は、１．０以下（図１１）であり、比較例と同一に示された。

これは、ＰＢ接着剤に使用したメラミン樹脂（ＴＡＥＹＡＮＧ合成社製品）残留ホルムアルデヒド０．１％（１，０００ｐｐｍ）が含まれ、作業することが難しく、目、鼻、首などに痛みを感じるほどであった。ホルムアルデヒド水溶液は、消毒剤、殺菌剤、防腐剤として市販されている。これにより、メラミン樹脂溶液に残留されたホルムアルデヒドが０．１％の高い濃度によってカビ抵抗性とカビ抵抗力が同一に示された。

実施例５．比較例と本発明の機能性親環境ＰＢの難燃（防炎）性試験結果の比較
比較例と本発明の機能性親環境ＰＢの難燃（防炎）性を韓国の国民安全処告示第２０１６−１３８号試験基準に応じて試験を行った結果を下記表３に示した（図１２）。

前記表３に示されたように、本発明で製造されたパーティクルボードは、炭化長６ｃｍ、炭化面積１６ｃｍ^２、残炎時間０秒、残じん時間０秒の試験成績書を受けて、法的基準値である炭化長２０ｃｍ以内、炭化面積１６ｃｍ^２、残炎時間０秒、残じん時間０秒より非常に良好な難燃（防炎性）試験に合格判定を受けた。

実施例６．比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードの煙密度の輻射熱（Ｎｏｎ−Ｆｌａｍｉｎｇ）と直火熱（Ｆｌａｍｉｎｇ）の比較
本実施例では、比較例と本発明による親環境パーティクルボードの煙密度の輻射熱、直火熱を比較する試験を行って、その結果を表４に示した。

比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードの煙密度の輻射熱、直火熱試験方法は、韓国の消防庁告示第２０１７−１号に準用試験を行った結果、比較例の輻射熱（Ｎｏｎ−Ｆｌａｍｅ）による煙密度は、２６２、直火熱（Ｆｌａｍｅ）２８６であって、法的基準値（輻射熱、直火熱）４００以下と比較したとき、良好に示された（図１３）。本発明の機能性親環境パーティクルボードの輻射熱による煙密度は、２６３、直火熱３１０であり、法的基準値（輻射熱、直火熱）４００以下と比較したとき、比較例とほぼ同一に示され（図１４）、法的基準と比較したときには、良好に示された。

比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードとの近似した差異は、難燃剤の防湿剤、カップリング剤、浸透剤などの可燃性物質によるものと判断された。

実施例７．比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードの総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）、トルエン、ホルムアルデヒドの除去率の比較
比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードのＴＶＯＣ、トルエン、ホルムアルデヒドの除去率を比較する試験を、韓国の室内空気質工程試験基準（環境部告示第２０１７−１１号）に準用試験を行った結果を表５に示した。

比較例の総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）０．３５０ｍｇ／（ｍ^３、ｈ）、トルエン０．００１ｍｇ／（ｍ^３、ｈ）、ホルムアルデヒド０．８８５ｍｇ／（ｍ^３、ｈ）と試験結果が示され（図１５）、本発明の機能性親環境パーティクルボードの総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）０．０８９ｍｇ／（ｍ^３、ｈ）、トルエン不検出、ホルムアルデヒド０．０３８ｍｇ／（ｍ^３、ｈ）と除去率が９６％であって、優れていた（図１６）。

また、韓国の環境産業技術院の基準値と機能性親環境パーティクルボード試験結果値とを比較して、表６に示した。

表６に示されたように、比較例と本発明のＰＢを韓国の環境産業技術院の基準値を事務用机や椅子、学生用机や椅子、事務室仕切りなどの基準値と比較した。ホルムアルデヒド）は、３．１６倍が少なく示された。

機能性親環境パーティクルボードは、「シート紙」や「フィルム」を付着しないレイズドパネル状態で試験測定を行って、抗菌性、抗カビ性、抗カビ力、煙密度などは、メラミン樹脂の未反応された残留ホルムアルデヒドの抗菌性、殺菌性、防腐性の機能が強力に作用して、抗菌性、抗カビ性、抗カビ力に影響があると判断され、総揮発性有機化合物、トルエン、ホルムアルデヒド除去のための除去剤の注入により、レイズドパネルであるにもかかわらず、高い除去率を得た。

実施例９．比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードの平面引張強度の比較
比較例と本発明による機能性親環境パーティクルボードの平面引張強度を比較する試験を行った。

比較例と本発明の機能性親環境パーティクルボードの平面引張強度をＫＳＦ ３１０４：２０１６準用試験を行った結果、比較例が１．１ＭＰａ示され（図１７）、また、本発明の機能性親環境パーティクルボードの平面引張強度が１．１ＭＰａと同一に示された（図１８）。

平面強度試験とは、パーティクルボードが応力を受ける時の特性を測定するものであり、視標視標の表面に均等に分布した引張力を加えて、破断が起こるまで試験片の最外側の表面に対して垂直に抵抗する力を測定する垂直引張試験である。

これにより、本発明の機能性親環境パーティクルボードの平面引張強度は、法的基準値０．４ＭＰａより２．７５倍が強く示された。これにより、本発明の機能性親環境パーティクルボードは、メラミン樹脂接着剤に難燃剤、難燃保存剤、抑煙剤、強度補強剤、防湿剤、抗菌剤、カップリング剤、防腐剤、浸透剤などの混合異物の注入によってパーティクルチップ同士接着力強度が低下しないことが分かり、これは、従来の製造方法により製造された比較例と類似した水準を示すものであるところ、本発明のパーティクルボードは、物性と共に親環境性を全て取得したことがわかる。

前述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に容易に変更可能であることが理解できる。したがって、以上で記述した実施例および実験例は、すべての面において例示的なものであり、限定的でないものと理解すべきである。

Claims (17)

1. 水、メラミン樹脂、難燃剤、難燃補助剤、抑煙剤、ＰＢ強度補強剤、防湿剤、抗菌剤、カップリング剤、防腐剤および浸透剤を含む
   親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
2. 前記水は、１０〜１５重量％含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
3. 前記メラミン樹脂は、５５〜６０重量％含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
4. 前記難燃剤は、ポリリン酸アンモニウムおよびシランコーティングポリリン酸アンモニウムが２：１で混合されたものであり、前記難燃剤は、２０〜２５重量％含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
5. 前記難燃補助剤は、硫酸アンモニウムであり、０．８〜１．２重量％含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
6. 前記抑煙剤は、ホウ酸、炭酸亜鉛および水酸化マグネシウムが１：２：１の重量比で混合されたものであり、０．６〜０．９重量％含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
7. 前記ＰＢ強度補強剤は、エアロゲルおよび蝋石が１：１の体積比で混合されたものであり、０．５〜０．９重量％含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
8. 前記防湿剤は、流動性パラフィンワックスであり、０．６〜１重量％含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
9. 前記抗菌剤は、銀ナノ溶液１．０８重量％とナノ二酸化チタン溶液０．９４重量％を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
10. 前記カップリング剤は、リン酸アクリル系カップリング剤であり、０．７５〜０．９重量％含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
11. 前記防腐剤は、硫酸銅であり、０．９〜１．２重量％含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
12. 前記浸透剤は、アルキルサクシネートであり、０．８〜１重量％含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
13. 前記組成物は、１０〜３０分間１，２００ｒｐｍで撹拌して溶解した後、２０〜３０℃で６〜１０時間の間熟成して製造される
    ことを特徴とする請求項１に記載の親環境機能性パーティクルボード製造用組成物。
14. 請求項１に記載の組成物を利用して製造される親環境機能性パーティクルボード。
15. 前記パーティクルボードは、混合素材である廃木材ＰＢ素材、廃木材とワラの混合ＰＢ素材、廃木材と麦ワラの混合ＰＢ素材、廃木材と廃紙の混合ＰＢ素材、廃木材と太いノコクズの混合ＰＢ素材、廃木材とすすきの混合ＰＢ素材、廃木材と竹の混合ＰＢ素材、廃木材とトウモロコシ幹の混合ＰＢ素材、廃木材と山野草の混合ＰＢ素材よりなる群から選ばれる素材が使用される
    ことを特徴とする請求項１４に記載の親環境機能性パーティクルボード。
16. 前記廃木材と各混合素材の混合比は、廃木材重量の３０重量％で混合し、２：８〜３：７の重量比からなる
    ことを特徴とする請求項１５に記載の親環境機能性パーティクルボード。
17. 下記段階を含む親環境機能性パーティクルボードの製造方法：
    １）パーティクルチップを自動混合コーティング機に投入した後、請求項１に記載の方法により製造された組成物をチップ対比３２．５０〜４８．７０の重量％で注入して、５分〜１０分間コーティングする段階；
    ２）前記コーティングされたチップを上板温度１００〜１２０℃、下板温度１１０〜１５５℃である熱圧プレスに投入して、５分〜１０分間６０〜８０ｋｇｆ／ｃｍ^２で熱圧着する段階；および
    ３）前記熱圧着が完了した後、１日から３日間乾燥する段階。