KR100890351B1 - 알데히드를 포착 분해하는 섬유판 - Google Patents
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Abstract
포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 효과적으로 포착 분해할 수 있는, 알데히드를 포착 분해하는 섬유판을 제공한다.
알데히드를 포착 분해하는 섬유판(20)은, 식물 섬유를 적어도 30질량% 이상 포함하는 목질 섬유판(1)과, 섬유판(1)의 양측면의 측면 내부에 침투 고화된 카보디하이드라지드(2)를 적어도 포함하는 알데히드 포착제로 이루어진 섬유판이다. 알데히드 포착제는 목질 섬유판(1)의 1측면의 내부에만 침투 고화되어 있어도 양호하다. 또한, 목질 섬유판 이외에도 수지 섬유와 식물 섬유의 혼합판을 사용할 수 있다. 카보디하이드라지드는, 계면활성제와 함께 수용액 상태로 목질 섬유판 등에 스프레이 도포된다.
섬유판, 포름알데히드, 아세트알데히드, 포착제
Description
본 발명은, 예를 들면, 건물의 내장재, 형판재, 양생재, 내장보호재, 자동차의 내장재 등에 사용되는 섬유판에 관한 것이며, 특히, 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 효과적으로 포착 분해할 수 있는, 알데히드를 포착 분해하는 섬유판에 관한 것이다.
건물의 내장재나 가구의 재료인 목질판에는, 포름알데히드나 아세트알데히드로 이루어진 알데히드류를 포함하는 접착제나 결합제가 사용되고 있고, 이것이 원인으로 실내에 알데히드류가 방출되는 결과, 식 하우스 증후군(sick house syndrome)이라는 큰 문제가 야기되고 있다. 일본 국토교통성은, 식 하우스 대책의 강화를 목적으로 하여 평성 15년 7월 1일에 건축기준법의 개정을 시행하여, 상기한 알데히드류중, 포름알데히드의 기준치는 설정했지만 아세트알데히드의 기준치는 설정하고 있지 않다. 또한, 자동차의 차내에 설치되는 내장재의 재료나 이의 접착제 에도 알데히드류를 포함하는 접착제나 결합제가 사용되고 있고, 여름에 정차중인 차내의 고온 분위기하에서는, 차내에 알데히드류가 대량으로 방출되는, 소위 식 카(sick car)가 큰 문제가 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 일본 자동차공업회는 2007년 4월 이후의 신형차로부터 당해 알데히드류를 포함하는 VOC의 감소를 공표하고 있다. 여기에서, 자동차의 VOC에 관한 요구 기준은 상기 건축기준법에 비해 매우 엄격한 것이며, 당해 알데히드류에 관해서는, 요구 기준을 만족시키기 위해 예의 연구가 진행되고 있는 한편, 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 모두 효과적으로 포착 분해할 수 있는 내장재 등의 개발에는 아직 이르지 못하고 있는 것이 현재 상황이다.
그런데, 상기하는 알데히드류중, 포름알데히드를 흡착 가능한 내장재 등에 관한 공지기술로서, 일본 공개특허공보 제2005-28797호(특허문헌 1), 일본 공개특허공보 제(소)62-1501호(특허문헌 2), 일본 공개특허공보 제2000-356022호(특허문헌 3) 및 일본 공개특허공보 제2005-111701호(특허문헌 4)를 들 수 있다. 특허문헌 1에 개시된 기술은, 습식 초조법에 의해서 목질 섬유판을 제조할 때에, 웨트 매트를 프레스 건조시킨 직후의 목질 섬유판의 표면에 포름알데히드 흡착제를 포함하는 파라핀 왁스 에멀젼을 도포하고, 목질 섬유판의 여열에 의해서 파라핀 왁스 에멀젼을 결정화시킴으로써, 포름알데히드 흡착제를 왁스 도포층과 함께 목질 섬유에 고착시키는 방법이다.
또한, 특허문헌 2에는, 섬유 매트를 핫프레스하여 섬유판으로 하고, 당해 섬유판의 일면 또는 양면에 물을 살포 또는 도포하여 조습을 실시할 때에, 포르말린 케처제를 물에 첨가하여 섬유판에 포름알데히드 포착성을 부여하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 포름알데히드 흡착제를 함유하는 기재 표면에 포름알데히드를 화학적으로 흡착하는 흡착제를 함유하는 도료를 도포함으로써, 기재에 포름알데히드 포착성을 부여하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 인슐레이션 보드의 이면에 포름알데히드를 화학적으로 흡착하는 흡착제 수용액을 롤 도포함으로써 흡착제 도포층을 마련하여, 포름알데히드 포착성을 보드에 부여하는 방법이 개시되어 있다.
상기하는 특허문헌 1 내지 4에 관련된 기술에서는, 포름알데히드를 포착하여 분해할 수 있는 내장재 등을 수득할 수 있지만, 상기하는 자동차에 관련된 요구 기준을 만족시킬 때까지 아세트알데히드를 포착 분해할 수는 없다. 이러한 종래 기술이 아세트알데히드를 이의 포착 분해 대상으로 하고 있지 않은 이유의 하나로, 상기한 바와 같이 아세트알데히드에 관한 기준치가 건축 기준법 등에 명확히 규정되어 있지 않은 점, 다른 하나로, 포름알데히드의 반응성은 아세트알데히드의 반응성에 비해 크고, 또한 포름알데히드의 비점이 -19℃인 데 대하여 아세트알데히드의 비점이 21℃이기 때문에, 동일 온도 조건에서의 휘발량은 포름알데히드쪽이 압도적으로 많아지는 결과, 아미노기를 갖는 일반적인 포착제(케처제)인 당해 아미노기가 동일 온도 조건에서 아세트알데히드에 비해 포름알데히드와 보다 많이 반응하는 기회가 있는 점 등을 들 수 있다. 그러나, 실제로는 포름알데히드만을 포착 분해할 수 있는 것만으로는 불충분하며, 아세트알데히드도 효과적으로 포착 분해하고 비로소 식 하우스나 식 카와 같은 문제를 완전히 해소할 수 있게 된다.
본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 효과적으로 포착 분해할 수 있는 알데히드를 포착 분해하는 섬유판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 알데히드를 포착 분해하는 섬유판은, 식물 섬유를 적어도 30질량% 이상 포함하는 섬유판과, 상기 섬유판의 1측면 또는 양측면의 측면 내부에 침투 고화된 카보디하이드라지드를 적어도 포함하는 알데히드 포착제로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.
여기에서, 식물 섬유란, 목질 섬유나 마 섬유, 케나프 섬유 등의 각종 식물의 섬유체를 의미하고 있다. 이러한 식물 섬유를 적어도 30질량% 이상 포함한 섬유판으로 함으로써, 이러한 섬유판은 pH가 4 내지 6정도인 약산성을 나타내게 된다. 또한, 이러한 약산성 분위기에 있어서의 섬유판내에 알데히드 포착제의 구성 재료인 카보디하이드라지드가 침투하고 있음으로써, 카보디하이드라지드에 의한 알데히드류의 포착 분해 효과(또는 소취 효과), 특히 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 포착 분해할 수 있는 효과를 높일 수 있는 것도 실증되고 있다. 또한, 이러한 카보디하이드라지드와, 아디프산디하이드라지드나 석신산디하이드라지드 등의 유기산 디하이드라지드 화합물과의 조성물을 알데히드 포착제로서 사용하는 것, 또한 카보디하이드라지드 또는 이의 조성물과 구아니딘염과의 조성물을 알데히드 포착제로서 사용함으로써, 알데히드류의 포착 분해 촉진 효과를 보다 한층 높일 수 있다.
pH가 4 내지 6인 약산성의 섬유판에서는, 아미노기의 구핵 작용에 의해서 카보닐기가 활성화되어 알데히드류와의 반응성이 더욱 커진다. 카보디하이드라지드는, 이러한 반응성과 아미노기를 2개 가짐으로써, 포름알데히드는 물론, 아세트알데히드에도 즉효적으로 반응하여 쌍방을 포착하고, 포착한 포름알데히드 및 아세트 알데히드를 해리시키지 않는다. 종래의 아미노기를 갖는 알데히드 포착제의 아미노기는, 동일 온도에서는 아세트알데히드에 비해 포름알데히드와 보다 많이 반응하는 기회가 있게 되며, 포름알데히드에 비해 완만한 반응성 및 휘발 거동을 나타내는 아세트알데히드와의 반응은 아무리 해도 느려지기 쉬워진다. 이로 인해, 종래의 아미노기를 갖는 알데히드류 포착제의 아미노기는, 이의 대부분이 포름알데히드와의 반응에 소비되는 결과, 아세트알데히드와의 반응이 느려지기 쉽게 되어 아세트알데히드의 포착 분해에 대해서는 충분한 효과가 수득되지 않았다.
알데히드 포착제로서는 카보디하이드라지드를 사용하고, 이를 물에 용해시켜 수용액으로서 사용한다. 또한, 여기에서 말하는 알데히드란, 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 포함하는 것이다. 카보디하이드라지드는, 화학식 NH2NH-CO-NHNH2의 화합물이고, 양말단에 아미노기(-NH2)를 갖고 있다. 여기에서, 카보디하이드라지드와 포름알데히드의 반응을 반응식 1에, 카보디하이드라지드와 아세트알데히드의 반응을 반응식 2에 각각 나타낸다.
상기 반응식에 나타낸 바와 같이, 카보디하이드라지드는 메틸올을 경유하지 않고 직접 반응하지만, 통상적인 아미드계 화합물은, 이하의 반응식 3 및 4에 나타 낸 바와 같이 메틸올 등을 경유한다.
~NH2(아미노기) + HCHO(포름알데히드) →~NHCH2OH(메틸올 화합물)
(단계 2)
~NHCH2OH + HOH2CHN~ →~NHCH2OH2CHN~(메틸렌에테르 화합물)~ + H2O
(단계 3)
~NHCH2OH + H2N~ →~NHCH2HN~(메틸렌 결합 화합물) + H2O
또한, 식물 섬유를 적어도 30질량% 이상 포함한 섬유판으로서 이의 표면을 조면으로 성형함으로써, 섬유판 표면이 다공성인 점으로부터 모세관 현상에 의해서 알데히드류의 흡수 성능도 높아지고, 또한, 알데히드 포착제를 함유한 용액의 섬유판내로의 침투를 촉진시킬 수 있다.
상기하는 알데히드 포착제는, 섬유판의 1측면 또는 양측면으로부터 침투시킴으로써, 섬유판의 1측면의 내부에만 알데히드 포착제가 침투 고화된 섬유판이라도 양호하고, 양측면의 내부에 알데히드 포착제가 침투 고화된 섬유판이라도 양호하다. 발명자들의 실험에 의하면, 어느 형태라도 알데히드류의 포착 분해 작용이 우수한 것이 실증되고 있다. 그러나, 제조 비용의 관점에서는 1측면의 내부에만 포 착제가 침투 고화된 섬유판을 제조하는 것이 양호하고, 보다 높은 포착 분해 작용을 수득하기 위해서는 양측면의 내부에 알데히드 포착제가 침투 고화된 섬유판을 제조하는 것이 양호하다.
본 발명의 섬유판에 의하면, 포름알데히드는 물론, 아세트알데히드도 효과적으로 포착 분해하는 것이 가능해지고, 이 섬유판이 건물의 내장재나 자동차의 내장재 등에 사용됨으로써, 식 하우스나 식 카와 같은 문제를 효과적으로 해소할 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유판에서는, 이의 다공성 표면으로부터 알데히드 포착제가 침투하여, 섬유판의 표면으로부터 일정한 깊이까지 침투한 알데히드 포착제가 입체적인 층을 형성하면서 고화되어 있음으로써, 단순히 표면만 도포하는 것에 비해 알데히드 포착제를 확실히 유지할 수 있으며, 또한, 알데히드류의 분해 효과도 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 알데히드를 포착 분해하는 섬유판의 다른 실시 형태에 있어서, 상기 섬유판은, 당해 섬유판 중 적어도 90질량% 이상이 목질 섬유로 이루어진 목질 섬유판인 것을 특징으로 하는 것이다.
적어도 90질량% 이상이 목질 섬유로 이루어진 목질 섬유판은, 일반적으로 경질 섬유판 또는 하드 보드(H.B), 인슐레이션 보드이고, 알데히드류를 포함하는 접착제를 대량으로 사용하는 합판이나 MDF(건식 중밀도 섬유판)를 제외한 것이다. 이것은, 카보디하이드라지드가, 목재가 본래 함유하고 있는 정도의 알데히드류의 포착에 대해서 유효하고, 따라서 미량인 접착제밖에 첨가하지 않는 하드 보드나 알데히드류 함유량이 적은 전분을 메인 접착제로서 첨가하는 인슐레이션 보드에는 유 효한 한편, 알데히드류를 포함하는 접착제를 대량으로 사용하는 합판이나 MDF는 한번에 휘발되는 알데히드류의 양이 지나치게 많기 때문에, 카보디하이드라지드를 적절히 침투 고화시키더라도, 좀처럼 기준을 만족시키는 레벨에까지 알데히드류를 포착하는 것이 어렵다.
또한, 본 발명에 의한 알데히드를 포착 분해하는 섬유판의 다른 실시 형태에 있어서, 상기 섬유판은 당해 섬유판의 적어도 30질량% 이상을 차지하는 수지 섬유와, 식물 섬유의 혼합 재료로 이루어진 판재인 것을 특징으로 하는 것이다.
당해 혼합 재료로 이루어진 판재는, 예를 들면, 알데히드류를 포함하지 않는 수지인 폴리프로필렌(PP), 폴리락트산, 폴리부틸렌석시네이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트를 포함하는 열가소성 수지로 이루어진 수지 섬유와, 상기하는 목재나 마 등으로 이루어진 식물성 섬유를 혼합한 판이다. 이러한 판재에 관해서, 본 출원인에 의해 개발되어 시판되고 있는 판재로서, 상품명: 우드플라스틱 시트(WPS)[참조: 니치하 가부시키가이샤 제조]를 들 수 있다. 또한, 케나프나 면이 추가로 혼합되어 있어도 양호하다. 여기에서, 이하에, AHMT법(4-아미노-3-하이드라지노-5-머캅토-1.2.4.-트리아졸법)에 의해 분석한, 하드 보드, 인슐레이션 보드, WPS, 합판, MDF의 각 판재의 포름알데히드 함유량을 제시한다.
알데히드류를 포함하지 않는 수지로 이루어진 섬유재와 적절한 식물 섬유의 혼합 재료로 섬유판을 제조함으로써, 상기한 바와 같이 섬유판의 약산성 분위기를 유지하면서, 섬유판의 강성이나 강도를 임의로 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 의한 알데히드를 포착 분해하는 섬유판의 다른 실시 형태는, 상기 카보디하이드라지드, 물을 비롯한 용매, 및 계면활성제로 이루어진 용액이 상기 섬유판에 침투 고화되어 있음을 특징으로 하는 것이다.
기술한 바와 같이 카보디하이드라지드는 물에 용해된 상태로 섬유판의 측면 내부에 침투된다. 본 발명의 섬유판에서는, 당해 수용액에 계면활성제를 첨가함으로써 카보디하이드라지드의 침투 촉진 효과를 높이는 것이다. 여기에서, 계면활성제로서는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 중 어느 1종을 사용하는 것이 양호하다.
여기에서, 음이온성 계면활성제에는, 고급 알콜설페이트(Na염 또는 아민염), 알킬알릴설폰산염(Na염 또는 아민염), 알킬나프탈렌설폰산염(Na염 또는 아민염), 알킬나프탈렌설폰산염 축합물, 알킬포스페이트, 디알킬설포석시네이트, 로진 비누, 지방산염(Na염 또는 아민염) 등이 있다. 또한, 비이온성 계면활성제로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌알킬올아민, 폴리옥시에틸렌알킬아마이드, 소르비탄알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄알킬에스테르 등이 있다. 또한, 양이온성 계면활성제에는, 옥타데실아민아세테이트, 이미다졸린 유도체 아세테이트, 폴리알킬렌폴리아민 유도체 또는 이의 염, 옥타데실트리메틸암모늄클로라이드, 트리메틸아미노에틸알킬아미드할로게니드, 알킬피리디늄황산염, 알킬트리메틸암모늄할로게니드 등이 있다. 특히, 목질 섬유판과 상성이 양호한 비이온성 계면활성제가 적합하다.
또한, 알데히드 포착제로서 통상적으로 5 내지 30질량% 정도 농도의 수용액이 사용되지만, 용매로서는 물 이외에, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 등의 수용성 유기 용매가 물과 함께, 또는 물 대신 사용되어도 양호하다.
이상의 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 알데히드를 포착 분해하는 섬유판에 의하면, pH가 4 내지 6인 약산성 섬유판의 1측면 또는 양측면의 측면 내부에 카보디하이드라지드를 적어도 포함하는 알데히드 포착제가 침투 고화되어 있음으로써, 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방을 효과적으로 포착 분해할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 의한 알데히드를 포착 분해하는 섬유판의 실시 형태를 설명한다. 도 1은, 평판상의 섬유판의 1실시 형태를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II부의 확대도이고, 도 3은 평판상의 섬유판의 다른 실시 형태를 도시한 사시도이다. 또한, 본 발명의 섬유판은, 자동차의 내장재 등을 비롯하여, 이의 용도에 따라 임의의 형상으로 성형되는 것은 물론이다.
(실시 형태 1)
도 1에는 목질 섬유판(1)을 사용하고, 이의 1측면의 내부에 카보디하이드라지드(2)가 침투 고화되어 생성되는 판상의 섬유판(10)을, 도 3에는, 목질 섬유판(1)의 양측면의 내부에 카보디하이드라지드(2)가 침투 고화되어 생성되는 판상의 섬유판(20)을 도시하고 있다. 도 1의 일부를 확대한 도 2에 도시한 바와 같이, 목질 섬유판(1)의 이면(후술하는 초조 공정에서 금망에 면하는 측면)은, 카보디하이드라지드가 용해된 수용액이 내부에 침투하기 쉽도록 다공성인 상태로 성형되어 있다. 이하, 당해 섬유판(10) 또는 섬유판(20)의 제조방법에 관해서 상술한다.
(슬러리 조정)
사용하는 펄프는 목재를 원료로 하며, 당해 목재의 칩을 기계적 처리함으로써 펄프화하는 메카니칼 펄프나, 화학적 처리함으로써 펄프화하는 케미칼 펄프, 기 계적 처리와 화학적 처리를 병용하여 펄프화하는 세미그라운드 펄프 중 어느 것이라도 사용 가능하다. 이러한 펄프는 통상적으로 3질량% 정도의 농도로 물에 분산되어 슬러리가 된다. 또한, 통상적으로는 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지 등의 열경화성 수지 결합제를 슬러리에 대하여 0.5 내지 1.5질량% 정도, 파라핀 왁스, 실리콘 화합물, 지르코늄 화합물 등의 발수제를 슬러리에 대하여 0.5 내지 1.5질량%, 그 밖에 필요에 따라 방부제나 노화방지제 등을 첨가하여 슬러리 조정이 이루어진다.
(초조)
상기하는 슬러리는 통상적으로 펄프 농도로서 1 내지 1.5질량% 정도로 희석시켜 초조에 사용된다. 초조에는 환망(丸網)법(cylinder), 장망(長網)법(fourdrinier), 채프먼법 등의 공지의 방법이 적용된다. 어느 방법에 있어서도, 금망 위에 당해 슬러리를 유출시켜 금망 이면으로부터 진공 흡인 탈수를 실시하여 웨트 매트를 포밍한다. 당해 웨트 매트에 있어서는, 표면측에서는 펄프는 긴 방향이 대략 수평 방향이 되도록 배향되고, 이면측(금망측)에서는 진공 흡인력에 의해서 긴 방향이 대략 수직이 되도록 배향되고, 펄프 밀도는 표면측에서는 비교적 높고, 이면측에서는 비교적 낮아지고 있고, 또한, 이면은 금망의 망목이 전사됨으로써 조면으로 되어 있다. 당해 웨트 매트는, 원한다면 냉간 프레스에 의해서 드라이니스(dryness)가 약 30 내지 40%가 될 때까지 탈수된다.
(가열 프레스)
상기하는 웨트 매트는 이어서 가열 프레스된다. 가열 프레스는 통상적으로 180 내지 220℃ 정도의 온도에서 이루어지지만, 프레스 압력은 예를 들면 40kg/㎠에서 50 내지 60초, 8 내지 10kg/㎠에서 60 내지 90초, 20 내지 25kg/㎠에서 60 내지 90초의 3단계의 프레스 방식에 의해서 이루어진다. 이러한 3단계의 프레스 방식에서는, 2단계에서 압력을 낮추어 웨트 매트에 포함되어 있는 수증기를 빼기 쉽게 함으로써(환기 공정), 웨트 매트의 펑크 현상이 방지된다. 또한, 프레스 장치는 상형과 하형을 구비하지만, 하형형면에 금망이나 다공판을 스페이서로서 부설함으로써 웨트 매트로부터 착출되는 물의 배수가 도모된다. 상기한 바와 같이, 웨트 매트의 이면측에서는 펄프가 긴 방향을 대략 수직으로 하여 배향되고, 비교적 저밀도로 되어 있기 때문에, 웨트 매트로부터의 물의 착출은 펄프 사이로 가이드되어 원활히 이루어진다.
그런데, 웨트 매트에는 포름알데히드를 포함하는 열경화성 수지 결합제가 약간 포함되어 있지만, 가열 프레스에 의해서 당해 수지중의 포름알데히드는 유리되고, 이의 대부분이 휘발되어 버린다.
프레스 성형된 목질 섬유판은 이면측을 상향으로 하기 위해서 뒤집어지고 아직 목질 섬유판이 가열 상태에 있는 동안에 알데히드 포착제 용액이 목질 섬유판의 이면으로 상방으로부터 스프레이된다. 상방으로부터 스프레이하는 방법은, 하방으로부터 스프레이하는 방법에 비해, 알데히드 포착제의 제품 비율을 훨씬 향상시킬 수 있으며, 포착제의 대부분이 섬유판에 머물게 되는 큰 효과를 갖고 있다. 또한, 포착제의 대부분이 섬유판에 머무름으로써 설비도 오염되기 어려워지며 알데히드 포착제를 회수하기 위한 설비도 불필요해진다.
(알데히드 포착제)
포름알데히드 및 아세트알데히드로 이루어진 알데히드류를 포착하는 알데히드 포착제로서는 카보디하이드라지드를 사용한다. 카보디하이드라지드의 함유량이 20중량% 이상인 경우에는 목질 섬유판에 분사했을 때에 이의 표면이 백화되는 현상이 일어나고, 그 후의 다른 기재와의 접착 성능 등을 악화시킬 가능성이 있다. 또한, 저온기의 안정성, 특히 결정의 석출 등도 우려된다. 그래서, 카보디하이드라지드의 함유량은 20중량% 미만이 바람직하고, 알데히드류의 포착 효과로서는 이의 함유량이 15중량% 이하이면 충분하다.
포착제의 성분으로서, 카보디하이드라지드 단독으로도 포름알데히드 및 아세트알데히드의 포착 성능(소취 성능)은 충분하지만, 유기산디하이드라지드를 가함으로써 이의 포착 성능은 더욱 향상된다. 유기산디하이드라지드로서는, 아디프산디하이드라지드, 석신산디하이드라지드, 세박산디하이드라지드, 이소프탈산디하이드라지드, 옥살산디하이드라지드, 말론산디하이드라지드, 말레산디하이드라지드, 푸말산디하이드라지드, 말산디하이드라지드 등을 들 수 있다.
이 중에서, 물에 대한 용해성이 높은 것은 한정되어 있고, 아디프산디하이드라지드를 소취제 성분으로서 사용한 경우에는, DNPH화하여 HPLC 분석한 경우, 포름알데히드 가스에 대한 소취 효과는 대단히 우수하지만 아세트알데히드 가스에 대한 소취 효과는 전혀 없으며, 오히려 이의 방산량이 증가하는 경향이 있다. 그러나, 카보디하이드라지드와 아디프산디하이드라지드를 병용하면 상승 효과를 볼 수 있고, 포름알데히드 가스 및 아세트알데히드 가스의 쌍방에 대한 소취 효과가 향상된다. 이 때, 아디프산디하이드라지드의 함유량이 10중량% 이상인 경우, 기재에 따라서는 아세트알데히드 가스의 방산량이 증가하는 경향이 있기 때문에, 이의 함유량은 10중량% 미만이 바람직하다.
또한, 석신산디하이드라지드를 소취제 성분으로서 사용하는 경우에는, DNPH화하여 HPLC 분석한 경우, 아디프산디하이드라지드와 동일하게 포름알데히드 가스에 대한 소취 효과는 대단히 우수하지만 아세트알데히드 가스에 대한 소취 효과는 전혀 없으며, 오히려 이의 방산량이 증가하는 경향이 있다. 그러나, 카보디하이드라지드와 석신산디하이드라지드를 병용하면 상승 효과를 볼 수 있고, 포름알데히드 가스 및 아세트알데히드 가스의 쌍방에 대한 소취 효과가 향상된다. 이 때, 석신산디하이드라지드의 함유량이 10중량% 이상인 경우에는, 기재에 따라서는 아세트알데히드 가스의 방산량이 증가하는 경향이 있기 때문에, 이의 함유량은 10중량% 미만이 바람직하다.
이 외의 유기산디하이드라지드 등을 사용하는 경우, 물에 대한 용해성은 낮고, 또한, 알데히드 가스에 대한 소취 효과는 약하다.
이상의 이유로부터, 카보디하이드라지드와 병용하는 유기산디하이드라지드로서는, 아디프산디하이드라지드 또는 석신산디하이드라지드를 사용하는 것이 바람직하고, 또한 이의 함유량을 10중량% 미만으로 조정하는 것이 바람직한 것으로 결론 지을 수 있다.
또한, 카보디하이드라지드, 유기산디하이드라지드에 구아니딘염을 추가로 가하여 포착제(소취제)를 생성해도 양호하다. 구아니딘염으로서는, 염산구아니딘, 염산아미노구아니딘, 중탄산아미노구아니딘, 설파민산구아니딘, 탄산구아니딘, 인산구아니딘, 질산구아니딘 등을 들 수 있다.
이 중에서, 설파민산구아니딘을 단독으로 사용하는 경우, 포름알데히드 가스 및 아세트알데히드 가스에 대한 소취 효과는 약하지만, 카보디하이드라지드 및 아디프산디하이드라지드 또는 석신산디하이드라지드와 병용함으로써, 이의 효과는 크게 향상된다. 또한, 설파민산구아니딘의 함유량이 10중량% 이상인 경우에는 기재에 끈적임이 발생하기도 하기 때문에, 이의 함유량은 10중량% 미만이 바람직하다.
이 외의 구아니딘염을 병용한 경우, 설파민산구아니딘에 비해 포름알데히드 가스 및 아세트알데히드 가스에 대한 소취 효과가 극단적으로 저하되거나, 기재가 변색되거나, 끈적임이 발생하기도 한다. 그래서, 알데히드에 대한 소취 성능, 특히 아세트알데히드에 대한 소취 성능을 감안한 경우, 설파민산구아니딘을 사용하는 것이 바람직하다.
(용매)
상기 포름알데히드 포착제는, 통상적으로 5 내지 30질량% 정도 농도의 수용액이 되지만, 용매로서는 물 외에, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 등의 수용성 유기 용매가 물과 함께 또는 물 대신 사용되어도 양호하다.
(계면활성제)
또한, 상기 용액에는 예를 들면 음이온성, 비이온성, 양이온성의 계면활성제가 침투제로서 첨가되어도 양호하다. 이러한 계면활성제로서는, 예를 들면 음이온성 계면활성제는 고급 알콜설페이트(Na염 또는 아민염), 알킬알릴설폰산염(Na염 또는 아민염), 알킬나프탈렌설폰산염(Na염 또는 아민염), 알킬나프탈렌설폰산염 축합물, 알킬포스페이트, 디알킬설포석시네이트, 로진 비누, 지방산염(Na염 또는 아민염) 등이 있고, 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페놀에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌알킬올아민, 폴리옥시에틸렌알킬아마이드, 소르비탄알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄알킬에스테르 등이 있으며, 양이온성 계면활성제는 옥타데실아민아세테이트, 이미다졸린 유도체 아세테이트, 폴리알킬렌폴리아민 유도체 또는 이의 염, 옥타데실트리메틸암모늄클로라이드, 트리메틸아미노에틸알킬아미드할로게니드, 알킬피리디늄황산염, 알킬트리메틸암모늄할로게니드 등이 있다.
(알데히드 포착제 용액의 스프레이 도포)
상기하는 알데히드 포착제 용액을 상기하는 판상의 목질 섬유판의 이면에 스프레이하는 경우, 목질 섬유판을 가열 상태로 해 놓는다. 이러한 온도는 80 내지 180℃로, 바람직하게는 100 내지 160℃의 범위로 설정된다. 또한, 스프레이량은 1.5 내지 3.0g/㎡(고형분 환산) 정도로 설정된다.
이러한 알데히드 포착제 용액을 스프레이하면, 미스트가 되어 목질 섬유판의 이면에 도포되지만, 당해 목질 섬유판의 이면은 망목의 전사에 의해서 조면으로 되어 있고, 또한 당해 목질 섬유판중의 펄프는 이면 부근에서는 대략 수직 방향으로 배향되고 비교적 저밀도로 되어 있다. 따라서, 이러한 용액은 목질 섬유판의 이면으로부터 당해 목질 섬유판 내부에 효율적으로 침투할 수 있다. 그러나, 당해 용액은 미스트상으로 당해 목질 섬유판의 이면에 도포되기 때문에, 용액중의 용매는 급속히 증발되고, 이의 증기압에 의해서도 알데히드 포착제는 목질 섬유판의 내부에 가압된다. 그러나, 용매는 급속히 증발되기 때문에, 당해 용액은 목질 섬유판의 심부까지는 도달하지 않아 목질 섬유판의 용매 함침에 의한 왜곡 발생의 문제는 일어날 수 없다. 이렇게 하여, 알데히드 포착제는 목질 섬유판의 이면으로부터 어느 정도 내부에 침투한 상태에서 멈추어 고착되기 때문에, 목질 섬유판의 이면 근방의 알데히드 포착제의 농도는 높은 상태가 된다. 용액을 스프레이 도포한 후, 목질 섬유판은 실온으로까지 냉각된다.
(조습)
목질 섬유판을 냉각시킨 후, 이면에 물을 살포하여 목질 섬유판의 전체적인 함수량을 조절한다. 이 때, 알데히드 포착제는 이면으로부터 어느 정도 내부에 침투된 상태이고, 또한 고착되어 있기 때문에 물에 거의 용출되지 않는다. 이러한 조습과 동시에 원하면 목질 섬유판의 표면에도 알데히드 포착제 용액을 도포한다. 용액의 도포는 스프레이 도포가 일반적이지만, 롤 코팅이나 나이프 코팅, 커텐 플 로우 코팅 등이 적용되어도 양호하다. 이러한 조습후에는 목질 섬유판을 1 내지 2일간 양생하고, 그 후에 소정의 치수로 절단한다.
상기하는 알데히드류 포착제 용액은, 조습 양생후 도포되어도 양호하다. 단, 이 경우에는 적절한 건조 처리가 필요하다.
(경질 목질 섬유판을 사용한 경우의 섬유판의 실시예)
메카니칼 펄프(평균 길이 1cm)를 100질량부, 페놀 수지를 1질량부, 파라핀 왁스를 1질량부, 각각 물에 분산시키고, 펄프 농도로서 3질량%의 슬러리를 제조하였다. 당해 슬러리는 또한 펄프 농도로서 1.2질량%로 희석되고, 금망 위에 유출되어 이면으로부터 진공 탈수하여 웨트 매트를 포밍하였다. 이러한 웨트 매트는 냉간 프레스에 의해서 드라이니스를 35질량%로 조절하고, 그 후 200℃의 가열 프레스가 이루어졌다. 가열 프레스 조건은 40kg/㎠압에서 50초, 9kg/㎠압에서 70초, 23kg/㎠압에서 80초로 설정하였다. 또한, 이러한 드라이니스는 하기 수학식 1에 의한다.
가열 프레스 후에 수득된 섬유판은 이면을 상측으로 하여 세팅되고, 유기 아미드계 알데히드류 포착제(카보디하이드라지드가 성분의 FAC-2)[참조: 미키리켄고교 가부시키가이샤 제조]를 원액(농도 12.5중량%)으로 당해 섬유판의 이면에 3g/㎡(고형분 환산)의 양으로 스프레이 도포하였다. 당해 용액 스프레이 도포시의 섬 유판의 온도는 130℃이다. 용액 스프레이 후, 섬유판을 냉각시켜 이면에 물을 살포하여 섬유판의 함수율 조정을 실시한 후, 섬유판의 표면에도 당해 포착제를 원액(농도12.5중량%)으로 3g/㎡(고형분 환산) 스프레이 도포하였다. 그 후, 12일간 양생 기간을 두었다.
(실시 형태 2)
도시를 생략하지만, 수지 섬유와 식물 섬유의 혼합 재료로부터 기재가 되는 판재를 제조하고, 이의 1측면 또는 양측면의 내부에 도 1, 2와 동일하게 상기하는 카보디하이드라지드를 침투 고화시킴으로써, 본 발명의 섬유판을 제조할 수 있다.
(우드플라스틱 시트를 사용한 경우의 섬유판의 실시예)
우드플라스틱 시트[참조: 니치하 가부시키가이샤 제조]는, 목질 섬유(함수율30% 이하)를 37질량부, 마 섬유를 10질량부, 폴리프로필렌 섬유(융점 170℃)를 50질량부 및 코어 쉬스 폴리프로필렌 섬유(폴리프로필렌 섬유의 주위를 융점 110℃의 폴리에틸렌 수지로 코팅한 것)를 3질량부로부터 생성된다.
우선, 상기 재료를 혼합기로 균일하게 혼합하여, 플리스(균일하게 혼합한 것)를 수득한다. 이어서, 당해 플리스를 130℃ 세팅의 오븐(열풍의 통기 장치)에 통과시킴으로써 코어 쉬스 폴리프로필렌 섬유의 외주를 구성하는 폴리에틸렌 수지가 용해되고, 플리스 내의 섬유가 결합하여 보형(保形)된다. 이러한 보형체는 두 께 규제 롤을 통과함으로써 더욱 견고한 것이 된다. 또한, 오븐 방식 대신에, 니들 펀치(바늘로 올렸다 내렸다 한다) 방식으로 니들 펀치 봉을 사용하여 섬유를 물리적으로 결합시켜도 양호하다. 이 경우, 코어 쉬스 폴리프로필렌 섬유는 불필요하다. 이어서, 상기 방법으로, 부피 밀도 O.1g/㎤, 평량의 양 2.0kg/㎥, 두께 20mm의 부피가 큰 매트상의 성형용 소재를 수득하였다. 이러한 성형용 소재를, 열반 온도 220 내지 230℃, 압력 490,000Pa(=5kg/㎠)로 30초간 열압착하였다. 이 때, 시트 벨트는, 유리 섬유 직포에 불소 수지를 코팅한 것을 사용하였다. 이렇게 하여, 재료 온도 200 내지 210℃, 두께 2.5 내지 3.0mm의 열가소성 재료를 수득하였다. 당해 열가소성 재료를 금형 온도 50℃ 이하, 압축면 압력 980,000Pa(=10kg/㎠), 압축 시간 20초의 조건하에서 냉압축하여 원하는 우드플라스틱 시트를 수득하였다. 당해 우드플라스틱 시트의 양면에, 상기하는 경질 목질 섬유판을 사용한 경우의 섬유판의 실시예와 동일한 포착제를 소정량 스프레이 도포하여, 소정의 양생 기간을 두었다.
(알데히드 가스의 휘발량에 관한 시험과 이의 결과)
상기하는 경질 목질 섬유판을 사용한 경우의 섬유판의 실시예에서 제조한 2.5mm 두께의 하드 보드의 시험편(80㎠)을 복수개 준비하여, 각 시험편에 침투 고화시키는 포착제의 사양이나 도포면의 형태(뒤만, 앞만, 앞뒤), 및 도포량을 변화시켜 시험편을 제작하고, 순질소 가스 4ℓ를 넣은 10ℓ의 테드라백에, 각 시험편을 넣고 65℃에서 2시간 동안 가열 후, DNPH 카트리지로 4ℓ전량 채기(採氣)하여, 고 속 액체 크로마토그래피로 알데히드류의 휘발량을 측정하고, 이의 합격 여부를 판정하였다. 시험편에 있어서 포착제:FC-478T는, 유기아미드계 알데히드 보충제이고[참조: 미키리켄고교 가부시키가이샤 제조], 아미노기는 말단에 1개이고, 또한 카보닐기를 갖지 않는다. 여기에서, 포름알데히드의 휘발량에 관해서는, 이의 합격 기준을 0.3㎍/시험편으로 하고, 아세트알데히드의 휘발량에 관해서는, 이의 합격 기준을 0.4㎍/시험편으로 하고, 각각의 합격 기준을 1로 정규화하여 당해 합격 기준에 대한 배수로 각 시험편의 결과를 나타내었다. 그 결과는, 하기의 표이다.
표 2, 3으로부터, 포름알데히드 및 아세트알데히드 쌍방의 휘발량이 기준치를 만족시키는 조건으로서, 기재로서 하드 보드를 사용하고, 포착제로서 FAC-2를 사용한 경우이고, 이 경우는 포착제의 도장면이 한쪽 면, 양면 어느 경우도 기준치를 만족시키는 결과가 되었다.
동일하게, 우드플라스틱 시트를 사용한 경우의 섬유판의 실시예에 관해서, 알데히드 가스의 휘발량을 측정하였다. 그 결과를 표 4, 5에 기재한다.
표 4, 5로부터, 포름알데히드 및 아세트알데히드 쌍방의 휘발량이 기준치를 만족시키는 조건은 포착제로서 FAC-2를 사용한 경우이고, 이 경우는 포착제의 도장면이 한쪽 면, 양면 어느 경우도 기준치를 만족시키는 결과가 되었다.
이상의 실험 결과로부터, 기재가 하드 보드인 경우도 우드플라스틱 시트인 경우도, 카보디하이드라지드를 이의 성분으로 하는 유기아미드계 알데히드류 포착제(FAC-2)를 사용한 경우에, 포름알데히드와 아세트알데히드 쌍방의 휘발량을 기준치 미만으로 억제하는 효과가 수득되는 것이 실증되었다.
다음에, 카보디하이드라지드와 다른 첨가물로부터 포착제를 생성하고, 각 포착제에 있어서의 포름알데히드와 아세트알데히드의 쌍방의 휘발량을 측정하였다. 그 결과를 표 6에 기재한다.
* 포름알데히드의 휘발량에 관해서는, 이의 합격 기준을 0.3㎍/시험편으로 하고, 아세트알데히드의 휘발량에 관해서는, 이의 합격 기준을 0.4㎍/시험편으로 하여, 각각의 합격 기준을 1로 정규화하고, 이러한 합격 기준에 대한 배수로 각 시험편의 결과를 나타낸다.
표 6으로부터, 카보디하이드라지드만으로 이루어진 포착제(기호 A)의 경우에 이의 포착 효과가 있는 것은 물론이지만, 이 이외에도, 카보디하이드라지드에 아디프산디하이드라지드가 첨가된 포착제(기호 B, D), 카보디하이드라지드에 석신산디하이드라지드가 첨가된 포착제(기호 C), 카보디하이드라지드에 설파민산구아니딘이 첨가된 포착제(기호 G)를 사용한 경우는 보다 높은 포착 효과가 수득된다고 하는 결과가 실증되었다. 또한, 본 실험에 있어서는, 카보디하이드라지드에 아디프산디하이드라지드 및 설파민산구아니딘을 첨가하여 이루어진 포착제(기호 H)가 가장 포착 성능이 우수하다고 하는 결과가 수득되었다. 또한, 상기하는 기호 A, B, C, D, H의 포착제에서는, 기재 표면의 변색도 없고, 끈적임도 없는 효과가 더불어 수득되었다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 도면을 사용하여 상술해 왔지만, 구체적인 구성은 이러한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 설계 변경 등이 있어도, 이들은 본 발명에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 섬유판의 1실시 형태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II부의 확대도이다.
도 3은 본 발명에 의한 섬유판의 다른 실시 형태를 도시한 사시도이다.
[부호의 설명]
1…목질 섬유판, 2…카보디하이드라지드, 10, 20…섬유판
Claims (13)
- 90질량% 이상이 목질 섬유로 이루어진 목질 섬유판인 하드 보드 또는 인슐레이션 보드와,목질 섬유판의 1측면 또는 양측면의 측면 내부에 침투 고화된 알데히드 포착제로 이루어지며,알데히드 포착제는 카보디하이드라지드와 아디프산디하이드라지드임을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 90질량% 이상이 목질 섬유로 이루어진 목질 섬유판인 하드 보드 또는 인슐레이션 보드와,목질 섬유판의 1측면 또는 양측면의 측면 내부에 침투 고화된 알데히드 포착제로 이루어지며,알데히드 포착제는 카보디하이드라지드와 석신산디하이드라지드임을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 30질량% 이상의 수지 섬유와 30질량% 이상의 식물 섬유의 혼합 재료로 이루어진 판재의 우드플라스틱 시트(WPS)와,우드플라스틱 시트의 1측면 또는 양측면의 측면 내부에 침투 고화된 알데히드 포착제로 이루어지며,알데히드 포착제는 카보디하이드라지드와 아디프산디하이드라지드임을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 30질량% 이상의 수지 섬유와 30질량% 이상의 식물 섬유의 혼합 재료로 이루어진 판재의 우드플라스틱 시트(WPS)와,우드플라스틱 시트의 1측면 또는 양측면의 측면 내부에 침투 고화된 알데히드 포착제로 이루어지며,알데히드 포착제는 카보디하이드라지드와 석신산디하이드라지드임을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 식물 섬유가 적어도 목질 섬유, 마 섬유 및 케나프 섬유(kenaf fiber)로 이루어지는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 수지 섬유가 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 열가소성 수지로 이루어짐을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 알데히드 포착제, 용매 및 계 면활성제로 이루어진 용액이 섬유판에 침투 고화되어 있음을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제7항에 있어서, 계면활성제가 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중의 어느 1종으로 이루어짐을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 식물 섬유가 적어도 목질 섬유, 마 섬유 및 케나프 섬유로 이루어지고, 수지 섬유가 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 열가소성 수지로 이루어짐을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 식물 섬유가 적어도 목질 섬유, 마 섬유 및 케나프 섬유로 이루어지고, 알데히드 포착제, 용매 및 계면활성제로 이루어진 용액이 섬유판에 침투 고화되어 있음을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 식물 섬유가 적어도 목질 섬유, 마 섬유 및 케나프 섬유로 이루어지고, 수지 섬유가 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 열가소성 수지로 이 루어지고, 알데히드 포착제, 용매 및 계면활성제로 이루어진 용액이 섬유판에 침투 고화되어 있음을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 식물 섬유가 적어도 목질 섬유, 마 섬유 및 케나프 섬유로 이루어지고, 알데히드 포착제, 용매 및 계면활성제로 이루어진 용액이 섬유판에 침투 고화되어 있고, 계면활성제가 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중의 어느 1종으로 이루어짐을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 식물 섬유가 적어도 목질 섬유, 마 섬유 및 케나프 섬유로 이루어지고, 수지 섬유가 폴리프로필렌, 폴리락트산, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 열가소성 수지로 이루어지고, 알데히드 포착제, 용매 및 계면활성제로 이루어진 용액이 섬유판에 침투 고화되어 있고, 계면활성제가 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중의 어느 1종으로 이루어짐을 특징으로 하는, 아세트알데히드와 포름알데히드를 포착 분해하는 섬유판.
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