KR100708968B1 - 목질용 접착제 조성물 및 이를 사용함에 의해 무늬목과목질보드류를 일체화하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티렌-부타디엔 라텍스(SB 라텍스), 및 이소시아네이트 화합물, 및 임의성분으로 소맥분, 전분 및 추출된 콩가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가물을 포함하여 이루어지고, 특히 목질에 적용되는 친환경 접착제 조성물, 및 이를 이용하여 무늬목과 목질보드류를 일체화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 접착제 조성물을 사용하여 무늬목과 합판을 비롯한 목질보드류를 접착시키면 기존의 목질용 접착제 조성물과는 달리 유해한 유리 포름알데히드, 및 유기용매의 사용으로 인해 방산될 수 있는 휘발성 유기물이 전혀 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 접착제 조성물은 내수 접착력과 합판후 치수안정성이 우수하며, 본 발명에 따른 무늬목과 목질보드류의 일체화 방법은 그 생산성과 작업성이 크게 향상되었다.
친환경 접착제, SB 라텍스, 이소시아네이트, 무늬목, 포름알데히드, 스티렌

Description

목질용 접착제 조성물 및 이를 사용함에 의해 무늬목과 목질보드류를 일체화하는 방법 {Adhesive Composition for Wood and Process for Integrating Patterned Wood and Woodboard by Using the Same}
도 1은 무늬목과 합판을 접착제 조성물을 이용하여 일체화한 모식도이다.
본 발명은 스티렌-부타디엔 라텍스(SB 라텍스), 및 이소시아네이트 화합물, 및 임의성분으로 소맥분, 전분 및 추출된 콩가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가물을 포함하여 이루어지며, 특히 목질에 적용되는 친환경 접착제 조성물, 및 이를 이용하여 무늬목과 목질보드류를 일체화하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 천연계 접착제부터 합성수지계 접착제까지 넓은 범위의 접착제가 목질용 접착제로 사용되고 있다. 천연 접착제로는 아교, 혈분, 카제인, 대두 단백질계 접착제 등이 사용되어지고, 합성수지계 접착제로는 폴리초산비닐, 폴리이소시아네이트, 에폭시, 멜라민 및 멜라민-요소 공중합체, 페놀, 폴리우레탄, 레조르시놀, 요소 수지 등이 사용되어진다. 특히, 합판마루에 사용되어지는 무늬목과 합판 을 일체화하는 접착제로서 열경화성 함침 수지인 포름알데히드를 포함하는 요소 수지, 멜라민 수지, 요소-멜라민 공중합체 수지가 주로 이용되고 있다. 이는 상기 접착제의 가격이 싸고, 내수성이 좋기 때문이다. 그러나, 이러한 수지(상기 수지들을 이하에서 요소-멜라민 포름알데히드 수지로 통칭한다)를 이용한 목재합판 접착 과정은 축합 반응과정이므로 열압공정이 필요하고 이에 따라 목재의 함수율이 감소해서 최종제품의 치수안정성이 떨어지는 단점이 있다. 더욱이 요소-멜라민 포름알데히드 수지에 포함된 포름알데히드는 접착제 층에 포함되어 있다가 서서히 대기중으로 방산되어 인체에 심각한 문제를 야기할 수 있는 발암물질이며, 동시에 새집 증후군의 원인 물질로 알려져 있다. 웰빙 인식 확산에 따라 고객들은 포름알데히드에 대하여 심한 거부감을 가지고 있어서, 국내에서는 유리 포름알데히드의 방산량을 엄격히 규제하는 시행령인 "실내 공기질 관리법"을 발표하였다. 따라서 열압시간을 최소화하고, 유리 포름알데히드 방산이 없는 접착제의 개발이 요구되고 있다.
현재까지 다양한 친환경 접착제의 개발이 시도되었는데, 1) 포름알데히드가 포함되어 있는 요소-멜라민 포름알데히드 수지의 전체 조성비를 줄이거나, 2) 포름알데히드가 근본적으로 포함되지 않는 수성 접착제 또는 합성 수지를 사용하거나, 3) 유리 포름알데히드를 제거하기 위하여 스카벤져(scavenger)를 첨가하거나 켓쳐를 도포하는 방향으로 진행되고 있다.
구체적으로, 포름알데히드의 방산량을 줄이기 위하여 요소-멜라민 포름알데히드 수지의 전체 조성비를 조절하기 위해 특개평7-102236 및 특개평8-90508에서는
요소- 멜라민 포름알데히드 수지에 수성인 스티렌-부타디엔 라텍스를 과량 첨가 하거나, 특개평11-140412, 특개평11-170221, 및 특개평11-179710에서는 기존의 요소-멜라민 포름알데히드 수지에 포함되는 포름알데히드의 함량을 줄여서 합성된 수지를 사용하고 있으나, 이들 방법에서는, 각각 요소-멜라민계 접착제의 비중 감소와 포함된 포름알데히드의 감소로 인한 나무의 셀룰로즈 수산기와의 반응 감소에 의해 목질간의 접착력이 떨어지는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 근본적으로 인체에 유해한 포름알데히드를 완전히 제거하는 방법이라고 볼 수 없다.
또한, 미국 특허 제3931088호에서는 요소-멜라민 포름알데히드를 배제하고, 목질용 수성 접착제로서 유기용매에 이소시아네이트와 스티렌-부타디엔 라텍스나 유사 라텍스를 혼합한 조성물을 제시하고 있다. 동 특허의 조성물은 포름알데히드의 완전한 제거에 접근하였다고 볼 수 있으나, 충분한 내수성을 얻기 위해서 경화제인 이소시아네이트를 소수성의 유기용매인 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등에 용해하여 사용하기 때문에 유리 포름알데히드 대신 휘발성 유기물을 방산한다는 문제점이 있다.
미국 특허 제4491646호에서는 미국 특허 제3931088호의 접착제 조성물의 내수성을 개선하기 위하여 카르복실그룹이 아닌 알코올그룹을 작용기로 하는 라텍스를 이용했으나 이소시아네이트를 휘발성 유기물에 용해한 후 사용해야 한다는 문제점은 여전히 남아있다.
특개 2003-147309, 특개2003-213235 및 특개2003-342545 들도 친환경 접착제를 제시하고 있으나 요소-멜라민 포름알데히드 수지가 가지는 목질에 대한 초기 접착력 및 최종 접착력, 내수성, 그리고 가격성 등의 장점을 동시에 만족시키지는 못 하고 있다. 또한 한국 특1997-0033655는 일반적인 플라스틱 합성수지를 적용한 목질 접착제도 보고하고 있으나, 이는 합성수지의 소수성으로 인하여 친수성인 목질과의 습윤성이 문제가 되어 충분한 접착력을 보이는데 한계가 있다.
마지막으로 특개평10-80980, 특개평10-235808, 특개평10-315423, 특개평10-317830, 특개평10-331539, 특개평11-10822, 특개평11-277680등의 일본 특허들은 방산되는 포름알데히드를 제거하기 위해 스카벤저를 접착제에 첨가하나 그 효과가 미미하고, 스카벤저를 다량 첨가시에는 접착력을 저해한다고 알려져 있다. 특개2002-273145 또는 특개2003-26833에서는 주로 포름알데히드와 용이하게 반응하는 요소나 아민 화합물 또는 탄닌 등의 켓쳐를 합판이나 보드류의 표면에 도포하여 사용하고 있다. 켓쳐를 이용시에는 그 효과는 상당한 것으로 인정되지만 고가의 켓쳐 사용으로 인한 생산단가 증가 문제가 발생하고 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 포름알데히드를 방산하는 기존의 요소-멜라민 포름알데히드 접착제와 유기용매의 사용을 완전히 배제하여 포름알데히드의 방산량을 제로화하고 휘발성 유기물의 발생을 예방할 수 있으며, 요소-멜라민 포름알데히드 접착제가 가지는 우수한 목질상의 초기 접착력 및 최종 접착력, 뛰어난 내수성을 가질 수 있는 친환경성 수성 접착제의 신규한 조성물을 제공함과 동시에, 무늬목과 합판을 비롯한 목질보드류를 접착하여 일체화하는 합판공정시간을 적어도 1시간 이상에서 30분 이내로 획기적으로 단축함으로써 치수안정성과 생산성, 그리고 작업성을 현저히 향상시킬 수 있는 무늬목과 목질보드류의 일체화 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 스티렌-부타디엔 라텍스(SB 라텍스), 및 이소시아네이트 화합물, 및 임의성분으로 소맥분, 전분 및 추출된 콩가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가물을 포함하여 이루어지며, 특히 목질에 적용되는 친환경 접착제 조성물, 및 이를 이용하여 무늬목과 목질보드류를 일체화하는 방법을 제공하고자 한다.
보다 구체적으로, 본 발명은
1) SB 라텍스 100 중량부,
2) 이소시아네이트 화합물 0.1-9 중량부, 및 필요에 따라
3) 소맥분, 전분 및 추출된 콩가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가물 0.1-50 중량부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 목질용 접착제 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 본 발명의 접착제 조성물을 사용하여 10 ~ 30초의 열압 시간, 110 ~ 130 ℃의 온도 및 8 ~ 13kg/cm2 의 압력하에서 무늬목과 목질보드류를 일체화시킴을 특징으로 하는 무늬목과 목질보드류의 일체화 방법에 관한 것이다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 사용할 수 있는 SB 라텍스 수지로는 일반적으로 종이 도공용 바인더로 많이 사용되는 것을 이용할 수 있다. 본 발명의 SB 라텍스 수지는 스티렌과 부타디엔의 중량비(S/B)가 0.6 ~ 2.0이며, 라텍스 수지의 표면에 반응성 관능기를 가지는 것이 바람직하다. SB 라텍스 수지 입자의 주요 반응성 관능기로는 설포네이트기, 카르복실산기, 알코올기, 티올기 등을 들 수 있으며, 이 관능기들은 SB 라텍스 입자 표면과 내부 그리고 세럼에 분포하나, 주로 라텍스 입자 표면에 분포한다. 스티렌과 부타디엔 단량체의 합을 100 중량부로 하였을 때 설포네이트기는 1~5 중량부로, 카르복실산기와 알코올기 및 티올기는 그 합이 0.1~20 중량부로 존재하는 것이 좋다.
또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 SB 라텍스 수지의 입자 사이즈는 평균 입경이 50 ㎚에서 50 ㎛ 정도이며, 고형분의 양은 20~80%, 비중은 0.7~1.3, 점도는 50~1000 cp, 그리고 겔 함량은 50% 이상인 것이 좋다. 본 발명에서 사용되는 스티렌-부타디엔 라텍스의 pH는 어느 범위의 것도 무방하지만, pH 5.5 ~ 8.5에서 선택되어지는 것이 바람직하다.
목질용 접착제로서 스티렌-부타디엔 라텍스를 단독으로 사용하면 초기접착력은 우수하나 내수접착력은 나쁘다. 그러나, 내수접착력이 우수한 이소시아네이트 화합물을 유기용매에 용해하지 않고 직접 스티렌-부타디엔 라텍스에 혼합해서도, 스티렌-부타디엔 라텍스의 작용기들이 목질뿐만 아니라 이소시아네이트 화합물과 반응하여 전체적인 접착제 네트웍을 구성하여 초기 접착력뿐만 아니라, 우수한 최종접착력 및 내수 접착력을 가질 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 이소시아네이트 화합물은 스티렌-부타디엔 라텍스의 반응성 관능기 및 나무의 수산기와 효과적으로 반응을 하여 강한 결합력을 형성하여 목질용 접착제가 내수 접착력을 갖게 한다.
본 발명에서 사용가능한 이소시아네이트 화합물로는 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리진 디이소시아네이트(lysine diisocyanate) 등의 지방족 디이소시아네이트류; 1,3-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트 등의 수소 첨가 크실렌 디이소시아네이트류; 아이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 1,5-테트라하이드로나프탈렌 디이소시아네이트 등의 지환족 디이소시아네이트류; 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,2'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-바이페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-나프탈렌 디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트류; 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트 등의 방향지방족 디이소시아네이트류; 2,4,6-트리이소시아네이트 톨루엔, 2,4,4'-트리이소시아네이트 디페닐 에테르, 트리이소시아네이트페닐 메탄, 트리이소시아네이트 페닐티오포스파이트의 트리이소시아네이트류; 디이소시아네이트 3몰과 물 1몰로부터 유도되는 비우렛(biuret)형 폴리이소시아네이트; 디이소시아네이트의 삼량화에 의하여 형성되는 이소시아누레이트형 폴리이소시아네이트류; 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 제조할 때 부생하는 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트; 글리콜류, 트리올류, 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올과의 어덕트(adduct)형 폴리이소시아네이트; 및 이소시아네이트 프리폴리머의 폴리이소시아네이트류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 들 수 있으며, 이 중 상대적으로 수용액에서 안정하고 휘발성이 낮은 액상의 이소시아네이트류를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트 화합물은 스티렌-부타디엔 라텍스 100중량부에 대하여 0.1 ~ 9 중량부로 사용하는 것이 좋으나, 바람직하게는 2 내지 7 중량부로 사용할 수 있다. 이소시아네이트 화합물이 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 접착제의 내수 접착력이 저해될 수 있으며 9 중량부를 넘어서 첨가될 경우는 작업성 및 가사시간에 문제가 발생할 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물은 SB 라텍스의 다양한 반응성 관능기들 및 목질의 관능기들과 반응하여 치수안정성을 위한 짧은 열압 시간에도 불구하고 우수한 최종 접착력 및 내수 접착력을 제공하므로 반드시 첨가되어야 한다.
본 발명의 접착제 조성물에서는 소맥분, 전분, 추출된 콩가루 또는 이들의 혼합물을 첨가할 수 있으며, 이들 중 소맥분과 전분이 바람직하고, 특히 소맥분이 더욱 바람직하다. 상기 첨가물, 특히 소맥분은 SB 라텍스 수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 50 중량부, 바람직하게는 25 중량부 이하로 첨가되는 것이 작업성 및 접착력의 측면에서 좋다. 이들 첨가물, 특히 소맥분은 접착제의 증점과 충진 역할뿐만 아니라, 내수성을 향상시키며 이소시아네트와 반응하고 찬물에서는 접착하지 않으나 열에 의해서 접착하는 역할을 한다. 소맥분은 접착제의 혼합시에 마지막으로 첨가되는데 10중량부 이상 첨가할 때는 엉김 방지를 위하여 조금씩 분할해서 첨가하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 접착제 조성물에는 충진재로서 유기 또는 무기 충진재가 첨 가되어질 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 유기 충진재로는 예를 들면 나무가루 혹은 월넛 껍질 가루를 들 수 있고, 무기 충진재로는 카오리오나이트, 클레이, 실리카, 탈크, 티타늄 옥사이드, 징크 옥사이드 등을 들 수 있다. 이러한 충진재들은 충분히 갈아서 접착제 조성물에 첨가하는 것이 좋고, 그 크기는 라텍스의 크기와 비슷하거나 작도록 하여 일정하게 분산되게 하는 것이 좋다.
본 조성물의 구성성분들의 혼합 순서는 크게 상관없지만, SB 라텍스, 소맥분, 이소시아네이트 화합물의 순서가 바람직하며 소맥분의 양이 많이 첨가될 때는 소맥분을 중간중간에 조금씩 첨가하여 잘 분산시켜 후에 엉김 현상이 발생하지 않도록 한다.
이외에도 목재 및 접착제의 미생물에 대한 살균, 항균작용, 특히 세균, 곰팡이에 대하여 우수한 효과를 발휘하는 항균제나 방부제(biocide)를 더 첨가할 수 있다. 항균제나 방부제 등은 라텍스 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부까지 첨가할 수 있지만, 접착제 물성을 변하지 않게 하기 위해서 2.0 중량부 이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 항균제 또는 방부제로서 이소티아졸린(isothiazolin)계 화합물 또는 그의 유도체, 나트륨 바이설파이트(Sodium bisulfite), 과산화물(peroxide), 과요오드산(periodic acid) 및 유도체, 염소 또는 브롬 계열 화합물을 포함하는 할로겐 계열 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 접착제 조성물은 일반적으로 목질 등에 적용될 수 있는 것으로, 주거 공간이나 바닥 등에 시공되어 장식되는 무늬목 및 목질보드류를 접착하여 일체화하기 위해 적용될 수 있다. 여기서 적용가능한 목질보드류는 베니어로 구성된 합판, MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard) 또는 PB(Particle Board) 일 수 있으나, 특히 합판이 바람직하며, 무늬목으로는 두께가 0.15 ~ 0.35mm인 습식무늬목 또는 두께가 0.35mm ~ 1.0mm 인 건식무늬목을 사용할 수 있다.
기존의 유리 포름알데히드 방산을 억제하는 비포름알데히드 접착제는 친수성인 목재와 소수성인 접착제와의 습윤성이 좋지 않았기 때문에 습윤성 향상을 위한 변성제를 첨가하는 번거로움이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 스티렌-부타디엔 라텍스 수지를 주로 사용하여 목재와의 상용성이 좋고 뛰어난 초기 접착력을 가지며, 동시에 이소시아네이트 화합물에 의해 내수 접착력 및 합판 후 치수안정성이 우수해진 목질용 접착제를 개발할 수 있었다.
본 발명은 또한 본 발명의 접착제 조성물을 이용하여 작업성과 생산성이 향상된 무늬목과 목질보드류를 일체화하는 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 무늬목과 목질보드류의 일체화 방법은 본 발명의 접착제 조성물을 사용하여 일정온도와 압력하에서, 즉 110 ~ 130 ℃의 온도 및 8 ~ 13kg/cm2 의 압력하에서 10 ~ 30초의 열압 시간 동안 무늬목과 목질보드류를 접착시켜 수행됨을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명의 일체화 방법을 일례를 들어 상세히 설명하고자 한다.
우선 본 발명에서 제조된 접착제 조성물을 페놀 합판 상에 80~200g/m2 의 두 께로 고르게 도포하고, 두께가 15 ~ 0.35mm인 습식 또는 두께가 0.35mm ~ 1.0mm 인 건식 천연 무늬목을 그 위에 적층하여 상온 및 5~10kg/cm2 의 압력에서 5~30분 동안 압착한다. 상온에서의 압착이 끝나면 바로 열압에 의한 압착을 수행하여 무늬목과 합판을 일체화한다. 상판 온도 110~130 ℃, 하판 온도 110~130 ℃, 압력 8~13 kg/cm2에서 10초 내지 30초 동안 열 압착하여 일체화한 후 24 ~ 120시간 동안 대기온도까지 냉각하여 일체화된 무늬목과 합판을 제조한 다음, 접착력 및 내수성을 시험한다.
일반적으로 목재의 열압시간은 목재의 함수율과 밀접한 관계가 있다. 높은 온도로 인하여 목재의 함수율이 낮아지면 목재가 휘는 현상이 발생하여 제품 불량을 야기시킨다. 따라서 열압시간의 단축은 생산력뿐만 아니라 불량률과도 밀접한 관계가 있어 중요한 문제로 인식되고 있으며, 본 발명에서는 SB 라텍스 수지와 이소시아네이트 화합물을 10:1 (고형분기준) 로 혼합 사용함으로써 열압시간을 상당히 줄일 수 있었다.
이렇게 합판공정중 열압시간의 단축으로 인해 본 발명의 무늬목과 목질보드류의 일체화 방법에서는 그 생산성이 대폭 향상되었고, 목재의 함수율을 유지하게 함으로써 최종제품의 휨(curling) 문제를 개선하여 치수안정성을 높였다. 참고로, 짧은 시간 동안 열압에 의하여 목재들을 일체화할 때는 스티렌-부타디엔 라텍스의 중량비가 접착제의 조성물의 70% 이상이 바람직하다.
이하　본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다． 그러나　하기 실시예는　본 발명을　예시하기　위한　것으로서　본　발명이　하기　실시예에　한정되는　것은 아니다．
[실시예]
1. 내수 침지 박리 접착력 시험
무늬목-합판의 접착력과 내수성 시험은 KS F 3101규격에 명시된 내수 침지 박리 접착력 시험으로 행하여진다. 이 방법은 일반적으로 건설현장에서 무늬목-합판이 시공되기 전에 실시하는 가장 대표적인 시험방법이다. 이 시험법에 따라 한 변이 75 mm인 정사각형 시편 4개를 준비하여 끓는 물에서 4시간 삶은 다음 60 ± 3 ℃에서 20시간 건조한 후, 다시 끓는 물에 4시간 삶은 다음 60 ± 3 ℃에서 3시간 건조하여 무늬목과 합판이 박리되는 정도를 조사하였다.
2. 포름알데히드 방산량 측정
유리 포름알데히드의 방산량은 JIS 1460, KS F 3101에서 규정한 데시케이터-아세틸 아세톤 법을 이용하여 측정하였다. 실시예 등에서 일체화된 무늬목-합판을 실내에서 24시간 방치한 후 5 × 15 cm2로 절단하여 합판당 12개의 시편을 준비한다. 이중 임의로 선택된 12개의 시편을 증류수 300 ml가 담겨져 있는 데시케이터에 수직방향으로 담아 뚜껑을 닫고 20 ℃로 유지되는 실내에서 24 시간 방치한다. 유리 포름알데히드를 포집한 증류수를 100 ml 삼각 플라스크에 담고 아세틸아세톤, 아세트산암모늄 용액 25 ml을 가하여 잘 섞고 마개를 막는다. 60~65 ℃로 10 분간 가열한 뒤 냉각시켜 1 cm2 셀로 옮겨서 UV 415nm인 분광광도계를 이용하여 유리 포름알데하이드의 방산량을 측정한다.
도 1은 실시예 및 비교예의 목질용 접착제를 사용하여 무늬목과 합판층을 일체화한 것을 보여 준다. 여기에서, 합판은 일반적으로 마루바닥재에 사용되어지는 합판을 사용하는 것으로 통상 남양재(열대산 활엽수재)를 사용하며, 특히 페놀 수지로 합판되어진 것을 사용한다. 페놀 합판을 사용하는 이유는 가격이 상대적으로 싼 멜라민 합판을 이용할 경우 멜라민 합판에서 방산되는 포름알데히드의 양이 상당하기 때문이다. 페놀 합판의 포름알데히드 방산량은 합판에 따라 약간의 차이가 있으며 하기 실시예 1의 방법으로 측정한 결과 평균 0.00~0.04 mg/L 수준인 것을 사용하였다.
[실시예 1 내지 3]
SB 라텍스 (Lutex 780, LG화학) 100 중량부(200 g)를 분취하여 용기에 담고, MDI(Diphenylmethane-4,4'-diisocyanate) (순도 90% 이상) 5 중량부를 첨가하고 잘 혼합될 때까지 교반하여 실시예 1의 접착제 조성물을 제조한다.
실시예 2는 실시예 1의 조성에 소맥분을 첨가한 것으로서 소맥분 11 중량부를 서서히 첨가하여 소맥분이 골고루 잘 풀리게 한다. 보통 소맥분이 첨가되고 부터 5~10분이 경과된 후가 증점이 되어 작업하기에 알맞은 점도가 된다.
실시예 3은 실시예 2의 조성에 방부제를 하기 표 1에서와 같이 첨가한 것이다.
상기에서 제조된 실시예 1 내지 3의 접착제 조성물을 페놀 합판에 110 g/m2 의 양으로 도포한다. 마지막으로 무늬목을 붙이고 10 kg/cm2의 압력으로 20분간 상온에서 압착시킨 다음, 상판 120℃, 하판 120℃, 압력 10 kg/cm2으로 20 초간 열압하였다. 일체화된 무늬목-합판을 상온에서 24시간 방치한 후, 내수 침지 박리 접착력 시험과 포름알데히드 방산량 측정 시험을 시행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 Lutex 780 MDI 소맥분 방부제 초기 접착력 내수 접착력 FA 방산량(㎎/ℓ)
1 100 5 0 0 O O N.D.
2 100 5 11 0 O O N.D.
3 100 5 11 1 O O N.D.
O: 초기접착력 => 들뜸현상 없음; 내수 접착력 => 내수 침지 박리 시험 통과, N.D.: 검출한계인 0.04 mg/L 이하로 측정됨
[비교예 1 및 2]
이소시아네이트 화합물 및 SB 라텍스를 제외한 접착제 조성물의 접착력 실험
본 발명의 접착제의 조성물은 전체적으로 SB 라텍스의 반응성 관능기와 이소시아네이트 화합물과의 반응으로 인하여 목질상의 접착 네트웍을 구성하여 본 발명 의 효과를 발휘한다. 따라서, 이소시아네이트 화합물과 SB 라텍스를 각각 배제한 접착제의 조성물을 제조하여 무늬목과 합판의 초기 접착력 및 내수 접착력을 실험해 보았다(비교예 1 및 2). 실시예 1에서는 소맥분이 증점과 충진의 역할을 하므로, 작업을 위해 조성물에 첨가했다. 비교예 2에서는 밀가루와 이소시아네이트의 혼합을 위해서 Lutex 780의 고형분 함량이 50%임을 고려해서 물 50 중량부를 첨가했다. 접착제의 배합 및 제조 공정은 상기 실시예 1과 동일하다. 시험결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 Lutex 780 MDI 소맥분 방부제 초기 접착력 내수 접착력 FA 방산량(㎎/ℓ)
1 100 0 11 0 O X -
2 물 50 5 11 0 X X -
X: 무늬목의 들뜸 현상 발생, O: 무늬목의 들뜸현상 없음, -: 시험 및 측정 못함
본 발명의 접착제 조성물은 통상의 목질용 접착제, 특히 무늬목 합판마루에 주로 사용되는 층간 접착제인 요소 멜라민계 접착제의 유해한 포름알데히드 방산 문제를 근본적으로 해결하였고, 유기용매를 사용하지 않으므로서 휘발성 유기물의 발생도 예방할 수 있었다. 또한, 본 발명에 따른 접착제 조성물은 내수 접착력과 합판 후 치수안정성이 우수하였다. 그리고, 본 발명의 접착제 조성물을 사용함으로 써 무늬목과 목질보드류의 일체화 과정에 있어서의 생산공정에서 생산력과 밀접한 관계가 있는 열압시간을 단축하여 생산성과 작업성을 향상시킬 수 있었고, 짧은 열압시간에도 불구하고 우수한 내수 접착능력을 가지는 접착제를 발명할 수 있었다.
본 발명의 접착제 조성물은 국내 및 해외에서 엄격히 규제되는 포름알데히드의 방산을 제로(0)화함으로써 합판마루 뿐만 아니라, 앞으로 친환경성 목질상재용 접착제로 넓게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (12)

  1. 반응성 관능기로, 스티렌과 부타디엔 단량체의 합 100 중량부에 대하여 설포네이트기 0.1 ~ 5 중량부, 카르복실산기와 알코올기 및 티올기 0.1 ~ 20 중량부를 포함하는 스티렌-부타디엔 라텍스, 및 이소시아네이트 화합물을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물이 상기 스티렌-부타디엔 라텍스 100 중량부에 대해 0.1 ~ 9 중량부로 사용됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 소맥분, 전분 및 추출된 콩가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가물이 스티렌-부타디엔 라텍스 100 중량부에 대해 0.1 ~ 50 중량부로 첨가됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 방부제가 스티렌-부타디엔 라텍스 100 중량부에 대해 0.1 ~ 10중량부로 첨가됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스티렌-부타디엔 라텍스는 스티렌과 부타디엔의 중량비가 0.6 내지 2.0 이며, 평균입경이 50 nm - 50 ㎛ 이고, 고형분의 양은 20-80 %, 비중은 0.7~1.3, 점도는 50-1000 cp, 그리고 겔 함량은 50 % 이상인 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리진 디이소시아네이트(lysine diisocyanate)의 지방족 디이소시아네이트류; 1,3-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트의 수소 첨가 크실렌 디이소시아네이트류; 아이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 1,5-테트라하이드로나프탈렌 디이소시아네이트의 지환족 디이소시아네이트류; 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4-디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,2'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-바이페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-나프탈렌 디이소시아네이트의 방향족 디이소시아네이트류; 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트의 방향지방족 디이소시아네이트류; 2,4,6-트리이소시아네이트 톨루엔, 2,4,4'-트리이소시아네이트 디페닐 에테르, 트리이소시아네이트페닐 메탄, 트리이소시아네이트 페닐티오포스파이트의 트리이소시아네이트류; 디이소시아네이트 3몰과 물 1몰로부터 유도되는 비우렛(biuret)형 폴리이소시아네이트; 디이소시아네이 트의 삼량화에 의하여 형성되는 이소시아누레이트형 폴리이소시아네이트류; 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 제조할 때 부생하는 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트; 글리콜류, 트리올류, 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올과의 어덕트(adduct)형 폴리이소시아네이트; 및 이소시아네이트 프리폴리머의 폴리이소시아네이트류로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 목질에 적용되는 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 목질은 무늬목 및 목질보드류를 나타내며, 목질보드류는 베니어로 구성된 합판, MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard) 또는 PB(Particle Board)인 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 무늬목이 두께가 0.15 ~ 0.35mm인 습식무늬목 또는 두께가 0.35mm ~ 1.0mm 인 건식무늬목임을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 접착제 조성물을 사용하여 10 ~ 30초의 열압 시간, 110 ~ 130 ℃의 온도 및 8 ~ 13kg/cm2 의 압력하에서 무늬목과 목질보드류를 일체화시킴을 특징으로 하는 무늬목과 목질보드류의 일체화 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 목질보드류가 합판인 것을 특징으로 하는 방법.
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