KR100579161B1 - 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에 관한 것으로서, 포름알데히드와 요소의 몰비를 임의값으로 가지며, 상기 요소와 포름알데히드를 반응기에 넣고 알칼리성 촉매를 이용하여 약알칼리성에서 축합반응을 시킨 후, 산성촉매를 이용하여 약산성에서 중축합반응을 시킨 후, 상기 합성물에 멜라민을 첨가하고 약알칼리성에서 반응시켜 얻는 파티클보드 제조용 요소-멜라민수지접착제로서 제조되는 파티클보드에서, 상기 접착제는 요소를 첨가하여 최종적인 포름알데히드와 요소의 몰비를 1.15 로 조정하여 합성된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 요소-멜라민수지접착제로 접착되는 것을 특징으로 하여; 내수성이 개선되었을 뿐 아니라 포름알데히드 방출량이 매우 낮아 친환경적이고 또 접착제의 첨가량에서도 전건 목재파티클 무게에 대해 6% 첨가량으로 제조된 목질패널에서 훌륭한 접착력을 보여주는 등의 장점을 가진다.
포름알데히드, 파티클보드, 요소-멜라민수지접착제, 요소수지접착제
Description
도 1 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드의 접착제의 성분을 도시하는 표.
도 2 는 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드가 적용되는 파티클보드의 제조조건을 도시하는 표.
도 3 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에서의 접착제에 의하여 접착제조된 파티클보드의 물성을 도시하는 표이다.
도 2 는 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드가 적용되는 파티클보드의 제조조건을 도시하는 표.
도 3 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에서의 접착제에 의하여 접착제조된 파티클보드의 물성을 도시하는 표이다.
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본 발명은 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 다양한 건축용재로서 사용되는 파티클보드의 제조를 위하여 사용되는 접착제로서의 요소-멜라민 수지접착제를 조제하는 방법의 제공에 관한 것이다.
분쇄된 목재를 접착, 압축성형하여 얻어지는 파티클보드는 건물의 외벽마감 재, 내벽마감재, 칸막이제, 장식벽면제, 주방용가구구성제 등으로서 건물에서 널리 사용되고 있다.
특히 아파트 등의 다중주택건물에서의 칸막이용, 벽체용, 바닥용 등의 마감재로서 저렴한 제조원가와 시공의 간편성에도 불구하고 그 강도가 저하되지 않은 물성으로 인하여 널리 사용되고 있다.
이러한 파티클보드는 대부분 파쇄 또는 분쇄된 목질체에 접착제를 투입하여 접착하거나 압착, 로울러가열가압 압착 등의 방법으로 제조된다.
일반적으로 파티클보드, 중밀도섬유판 (MDF), 합판, 마루판 등의 파티클보드 등의 목질패널제조에서 왁스가 내수성 증대를 위해 첨가된다. 왁스 자체의 내수성 때문에 목질패널제조에서 첨가된 적은 량의 왁스는 제조된 목질패널의 물흡수율과 두께팽창률과 같은 치수안정화에 일시적으로 크게 효과가 있다.
또한, 현재 목질패널제조를 위한 접착제로 요소수지접착제가 폭넓게 사용되고 있으며 이러한 요소수지접착제는 접착력이 좋고 가격이 저렴한 장점이 있지만, 반면, 제조된 목질패널제품은 내수성이 없어 물과 접촉하면 쉽게 팽창하여 파괴되는 물성적인 단점이 있다.
이러한 문제점을 감안하여 접착제의 내수성 및 내구성을 개선하기 위하여 요소-멜라민수지접착제가 유럽과 아시아지역에서 목질패널제조를 위해 많이 사용되고 있다. 멜라민과 요소 분자 간에 아민기와 같은 구조의 유사함으로 인해 요소수지접착제에 멜라민을 쉽게 첨가하여 결합시킬 수 있다. 멜라민의 분자구조에서 방향족 고리는 접착제의 내수성 증대의 원인이 된다.
최근, 주택 및 사무실 등의 다중이용시설에서 주로 목질패널제품으로 구성된 가구 및 내장재 등의 사용은 매년 큰 폭으로 증대되고 있기 때문에 밀폐된 공간에서의 실내공기는 인간의 건강에 미치는 문제점이 심각하여 실내공기증후군에 원인이 되고 있다. 실내공기증후군의 원인물질로는 포름알데히드와 휘발성유기화합물로서 주로 접착제에서 방출되고 있다. 따라서 쾌적한 다중이용시설을 제공하기 위해 친환경 소재의 이용은 매우 중요하다.
그러나, 국내의 목질패널제조회사에서 포름알데히드 방출량이 낮은 친환경 목질패널제품을 생산하는 것은 제조원가의 상승으로 이어지고 있다. 또 목질패널제조회사에서는 목질패널제조에서 접착제 첨가량을 최소화하여 제조원가의 절감이 절실한 실정이다. 그러므로 새로운 요소-멜라민수지접착제를 통해 환경 친화적이고 표준 규격에 맞는 파티클보드 등의 목질패널이 요청되는 실정이다.
이에 본 발명은 기존의 요소수지접착제보다 물에 대한 치수안정화 성질을 개선하고 포름알데히드의 방출을 극소화함으로서 친환경적인 건축물을 구성할 수 있게 하는 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 제안된 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드는 전건 목재파티클 무게에 대해 6%를 첨가하여 제안되는 접착제로써 파티클보드를 제조한 후, KS F 3104 파티클보드에 의해 성능을 평가한 결과 제조된 파티클보드의 물흡수율과 두께팽창률은 크게 효과가 있고 제조된 파티클보드의 포름알데히드 방출량도 매우 낮았다.
또한, 본 발명에서 제시되는 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드는 중밀도섬유판 (MDF), 합판, 마루판 등의 모든 목질패널제품에 적용될 수 있고, 포름알데히드 방출량에서도 KS F 파티클보드 EO형을 얻을 수 있는 유용성이 밝혀졌다.
본 발명에 제안된 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드는 전건 목재파티클 무게에 대해 6%를 첨가하여 제안되는 접착제로써 파티클보드를 제조한 후, KS F 3104 파티클보드에 의해 성능을 평가한 결과 제조된 파티클보드의 물흡수율과 두께팽창률은 크게 효과가 있고 제조된 파티클보드의 포름알데히드 방출량도 매우 낮았다.
또한, 본 발명에서 제시되는 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드는 중밀도섬유판 (MDF), 합판, 마루판 등의 모든 목질패널제품에 적용될 수 있고, 포름알데히드 방출량에서도 KS F 파티클보드 EO형을 얻을 수 있는 유용성이 밝혀졌다.
이러한 장점으로 인하여 본 발명에서 제안하는 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에 의한 목질패널은 접착제 첨가량이 현저히 감소되기 때문에 제조원가의 절감으로 인한 경제성뿐 아니라, 내수성의 개선과 포름알데히드 방출량이 낮은 친환경 목질패널제조가 가능하게 된다.
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이러한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드는;
포름알데히드와 요소의 몰비를 임의값으로 가지며, 상기 요소와 포름알데히드를 반응기에 넣고 알칼리성 촉매를 이용하여 약알칼리성에서 축합반응을 시킨 후, 산성촉매를 이용하여 약산성에서 중축합반응을 시킨 후, 상기 합성물에 멜라민을 첨가하고 약알칼리성에서 반응시켜 얻는 파티클보드 제조용 요소-멜라민수지접착제로서 제조되는 파티클보드에서, 상기 접착제는 요소를 첨가하여 최종적인 포름알데히드와 요소의 몰비를 1.15 로 조정하여 합성된 것을 사용하고,
상기 요소-멜라민수지접착제로써 전건 목재파티클 무게에 대해 6 % 수지고형분량으로 첨가하여 제조된 것을 사용하여 접착한 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 상세한 내용을 부수된 도면과 함께 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드의 접착제의 성분을 도시하는 표, 도 2 는 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드가 적용되는 파티클보드의 제조조건을 도시하는 표, 도 3 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에서의 접착제에 의하여 접착제조된 파티클보드의 물성을 도시하는 표이다.
본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에 사용되는 접착제의 최적의 실시예와 실험을 통하여 개시하고자 한다.
[실시예]
본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에서 채용되는 접착제는 실험적으로 비교하기 위한 요소수지접착제는 반응기에서 합성하였고 요소수지접착제 합성과정동안 요소를 2번으로 나누어서 첨가하였다.
포름알데히드와 요소의 몰비를 임의값으로 가지며, 상기 요소와 포름알데히드를 반응기에 넣고 알칼리성 촉매를 이용하여 약알칼리성에서 축합반응을 시킨 후, 산성촉매를 이용하여 약산성에서 중축합반응을 시킨 후, 상기 합성물에 멜라민을 첨가하고 약알칼리성에서 반응시켜 얻는 파티클보드 제조용 요소-멜라민수지접착제로서 제조되는 파티클보드에서, 상기 접착제는 요소를 첨가하여 최종적인 포름알데히드와 요소의 몰비를 1.15 로 조정하여 합성된 것을 사용하고,
상기 요소-멜라민수지접착제로써 전건 목재파티클 무게에 대해 6 % 수지고형분량으로 첨가하여 제조된 것을 사용하여 접착한 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 상세한 내용을 부수된 도면과 함께 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드의 접착제의 성분을 도시하는 표, 도 2 는 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드가 적용되는 파티클보드의 제조조건을 도시하는 표, 도 3 은 본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에서의 접착제에 의하여 접착제조된 파티클보드의 물성을 도시하는 표이다.
본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에 사용되는 접착제의 최적의 실시예와 실험을 통하여 개시하고자 한다.
[실시예]
본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에서 채용되는 접착제는 실험적으로 비교하기 위한 요소수지접착제는 반응기에서 합성하였고 요소수지접착제 합성과정동안 요소를 2번으로 나누어서 첨가하였다.
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요소수지접착제에서 최초의 포름알데히드와 요소의 몰비는 임의값을 가지며, 요소와 포름알데히드를 반응기에 넣고 알칼리성 촉매를 이용하여 70 도 섭씨의 약알칼리성에서 5분 동안 축합반응을 시킨 후, 산성촉매를 이용하여 80 도 섭씨의 약산성에서 10분 동안 중축합반응을 시킨 후, 최종의 포름알데히드와 요소의 몰비를 1.15로 조정하여 합성하였다.
[요소-멜라민수지접착제의 합성]:
상기한 바와 같이 몰비를 조정한 요소수지접착제의 고형분량에 대해 멜라민을 5, 10, 25 %를 첨가하여 3 종류의 요소-멜라민수지접착제를 합성하였다 (5% : UMF-5; 10% : UMF-10; 25% : UMF-25).
요소-멜라민수지접착제의 합성과정은 멜라민을 첨가하고 약알칼리성에서 반응시키는 것 이외에는 요소수지접착제와 유사하다.
최초에 포름알데히드는 요소와 축합반응시키고 다음으로 멜라민을 첨가한 후, 다시 요소를 첨가하였다. 합성한 요소수지와 요소-멜라민수지접착제를 합성하는데 사용한 성분과 표준분석방법에 의해 분석한 결과는 도 1 의 표와 같다.
[파티클보드의 제조 ]
실험을 위하여 파티클보드제조를 위한 목재파티클의 크기는 상업용 파티클보드제조 공장에서 사용하는 중간층용 파티클과 유사하다.
목재파티클의 수종은 열대산 활엽수와 뉴질랜드산 라디에타 소나무 등으로 혼합되어 있고 파티클보드를 제조하기 직전에 측정한 목재파티클의 평균함수율은 5 내지 6 % 였다. 파티클보드 제조를 위한 조건들이 도 2 의 표에 요약되어 있다.
[파티클보드의 성능]
본 발명의 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드에 사용되는 합성 요소수지접착제와 3 종류의 요소-멜라민수지접착제를 전건 목재파티클 무게에 대해 6% 수지고형분량으로 첨가하여 제조한 파티클보드를 KS F 3104 파티클보드에 의해 성능 평가한 결과는 도 3 의 표와 같다.
일반적으로 요소수지접착제로 제조된 파티클보드와 3종류의 요소-멜라민수지접착제로 제조된 파티클보드의 기계적인 성능은 유사하고 물에 대한 두께팽창률과 물흡수율은 요소-멜라민수지접착제로 제조된 파티클보드가 우수하게 나타났다.
제조된 파티클보드의 밀도는 776 내지 790 kg/m3 의 분포범위에 있다.
이런 밀도 측정치는 KS F 3104 파티클보드 종류에서 규정하는 밀도 500 내지 800 kg/m3 범위에 있다.
제조된 파티클보드의 박리강도는 798 내지 890 kPa의 분포범위에 있다. 휨파괴계수의 분포범위는 21.6 내지 22.8 MPa이었다. 이런 박리강도와 휨파괴계수의 측정치는 KS F 3104 파티클보드 8.0형 에서 규정하는 품질기준값을 초과하는 좋은 결과를 보여준다.
24-h 두께팽창률과 24-h 물흡수율의 수치는 41.4 내지 53.5% 와 39.3 내지 46.4%의 분포범위를 보여준다. 요소-멜라민수지접착제로 제조된 파티클보드가 요소수지접착제로 제조된 파티클보드의 두께팽창률과 물흡수율보다 낮게 나타나고 있다.
멜라민 5% 로 합성한 요소-멜라민수지접착제가 멜라민 10, 25%로 합성한 요소-멜라민수지접착제로 제조된 파티클보드의 두께팽창률과 물흡수율에 대해 차이가 없었다.
한국건자재시험연구소에 포름알데히드 방출량 시험을 의뢰한 결과 0.2 내지 0.8 mg/L 의 분포범위를 보여줬다. 멜라민이 5, 10 % 첨가된 요소-멜라민수지접착제 종류에 대한 포름알데히드 방출량은 KS F 3104 파티클보드 E0 형 0.5 mg/L 이하의 값이다.
따라서, 본 발명에서 새롭게 합성한 3종류의 요소-멜라민수지접착제로 제조된 파티클보드에서 포름알데히드 방출량과 파티클보드의 기계적인 성능은 모두 좋 은 결과를 보여줬다.
본 발명에서 제안된 새롭게 합성된 요소-멜라민수지접착제를 사용한 요소-멜라민수지접착제로써 접착된 파티클보드는 요소수지접착제와의 비교에서 내수성이 개선되었을 뿐 아니라 포름알데히드 방출량이 매우 낮아 친환경적이고 또 접착제의 첨가량에서도 전건 목재파티클 무게에 대해 6% 첨가량으로 제조된 목질패널에서 훌륭한 접착력을 보여주고 있다.
따라서, 목질패널제품의 제조원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 목질패널제품을 내장재로 사용하는 도중에 포름알데히드 방출량도 매우 낮기 때문에 본 발명에서 제시하는 요소-멜라민수지접착제는 파티클보드 제조용으로 매우 우수한 특성을 제시하는 등의 장점을 가진다.
Claims (2)
- 포름알데히드와 요소의 몰비를 임의값으로 가지며, 상기 요소와 포름알데히드를 반응기에 넣고 알칼리성 촉매를 이용하여 약알칼리성에서 축합반응을 시킨 후, 산성촉매를 이용하여 약산성에서 중축합반응을 시킨 후, 상기 합성물에 멜라민을 첨가하고 약알칼리성에서 반응시켜 얻는 파티클보드 제조용 요소-멜라민수지접착제로서 제조되는 파티클보드에서, 상기 접착제는 요소를 첨가하여 최종적인 포름알데히드와 요소의 몰비를 1.15 로 조정하여 합성된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 요소-멜라민수지접착제로 접착되는 파티클보드.
- 제 1 항에 있어서,상기 요소-멜라민수지접착제로써 전건 목재파티클 무게에 대해 6 % 수지고형분량으로 첨가하여 제조된 것을 사용하여 접착한 것을 특징으로 하는 요소-멜라민수지접착제로 접착되는 파티클보드.
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