KR102664822B1 - 합판 물품 - Google Patents

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KR102664822B1
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미카엘 티. 양
조나단 페이
티모티 쉬루스버그
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바스프 에스이
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Abstract

본 개시내용은 경화전 또는 경화된 합판 물품을 제공한다. 합판은 제1 목재 베니어, 제1 목재 베니어에 대향 배치된 제2 목재 베니어 및 제1 목재 베니어와 제2 목재 베니어 사이에 배치된 접착제 조성물을 포함한다. 접착제 조성물은 경화된 것 또는 경화되지 않은 것이다. 경화 이전에, 접착제 조성물은 이소시아네이트 성분 및 카올린으로 본질적으로 이루어진다. 경화 후, 경화된 접착제 조성물은 이소시아네이트 성분의 자기-중합 생성물 및 카올린으로 본질적으로 이루어진다. 카올린은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재한다. 또한, 제1 및 제2 목재 베니어는 각각 독립적으로 0 내지 45 중량%의 수분 함량을 갖는다.

Description

합판 물품
본 개시내용은 일반적으로 합판 물품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 제1 및 제2 베니어 및 그들 사이에 배치된 경화 또는 비경화된 접착제 조성물을 포함하는 합판 물품에 관한 것이다.
복합 재료, 예컨대 배향성 스트랜드 보드, 파티클 보드 및 플레이크 보드는 일반적으로 분쇄된 리그노셀룰로스 재료를 블렌더 또는 유사 장치에서 텀블링 또는 교반함으로써 이들이 블렌딩되는 동안에 분쇄된 재료, 예컨대 목재 플레이크, 목재 섬유, 목재 파티클, 목재 웨이퍼, 스트립 또는 스트랜드, 목재의 조각 또는 다른 분쇄된 리그노셀룰로스 재료를 결합제 조성물과 블렌딩 또는 분무함으로써 제조된다. 균일한 혼합물을 형성하도록 충분히 블렌딩한 후, 재료는 느슨한 매트로 형성되고, 이것은 가열된 플래튼 또는 플레이트 사이에서 압축되어 결합제를 경화시키고 플레이크, 스트랜드, 스트립, 조각 등을 함께 조밀화 형태로 결합시킨다. 통상적인 방법은 일반적으로 리그노셀룰로스 재료로부터 동반된 수분의 유리에 의해 발생되는, 다양한 양의 증기의 존재하에 약 120 내지 225℃의 온도에서 수행된다. 또한, 이러한 방법은 일반적으로 리그노셀룰로스 재료가 결합제 조성물과 블렌딩되기 전에, 리그노셀룰로스 재료의 수분 함량이 약 2 내지 약 20 중량%일 것을 요구한다.
합판 제조는 롤 코팅, 나이프 코팅, 커튼 코팅, 또는 베니어 표면 상의 결합제 조성물의 분무에 의해 달성된다. 또한, 폼라인 및 압출 방법이 사용될 수 있다. 이어서 필요한 두께의 시트를 형성하도록 복수의 베니어가 레이-업된다. 이어서 매트 또는 시트는 가열된 프레스에 놓이고 압축되어 보드로의 재료의 응고화 및 경화를 수행한다. 이러한 복합 목재 제품을 제조하는데 사용되었던 결합제 조성물은 페놀 포름알데히드 수지, 및 우레아 포름알데히드 수지를 포함한다.
이소시아네이트는 이들이 낮은 물 흡수, 높은 접착 및 응집 강도, 제형에서의 가요성, 경화 온도 및 속도에 대한 다용도, 탁월한 구조 특성, 높은 수 함량을 갖는 리그노셀룰로스 재료와 결합하고, 포름알데히드 배출물을 생성하지 않는 능력을 갖기 때문에 일부 유형의 복합 재료를 형성하는데 사용하기 상업적으로 바람직하다. 또한, 이소시아네이트는 일부 유형의 복합 재료에 흡수되어 3D 매트릭스를 형성한다. 이소시아네이트를 사용하는 단점은 이들의 높은 반응성, 플래튼에 대한 접착력, 저온 점착(cold tack)의 부족, 높은 비용 및 특수 저장에 대한 필요성 때문에 가공시 어려움을 포함한다.
그러나, 특히 합판을 형성하는 것과 관련하여, 이소시아네이트는 이들이 베니어에 완전히 흡수되고 접착제로서 사용되기에 충분한 점성이 없어, 산업 가공 동안에 유실(run-off) 및 재료 손실을 초래하기 때문에 역사상 사용될 수 없었다. 또한, 이소시아네이트가 합판용 접착제로서 사용하기 위해 시도되더라도, 3D 매트릭스가 형성되지 않기 때문에 결합 강도는 베니어를 접착시키기에 불충분하다. 이러한 이유로, 합판을 형성하기 위한 조성물 및 방법을 개발하고 개선할 기회가 남아있다.
본 개시내용의 다른 이점은, 첨부한 도면과 연관하여 고려될 경우 하기 상세한 설명을 참조하여 보다 잘 이해되어지는 것처럼, 쉽게 이해될 것이며, 여기서:
도 1은 제1 및 제2 베니어 및 경화 또는 비경화된 접착제 조성물을 포함하는 합판 물품의 하나의 예이고;
도 2는 제1, 제2, 및 제3 베니어 및 제1 및 제2 경화 또는 비경화된 조성물을 포함하는 합판 물품의 하나의 예이고;
도 3은 제1 내지 제5 베니어 및 제1 내지 제4 경화 또는 비경화된 접착제 조성물을 포함하는 합판 물품의 하나의 예이고;
도 4는 제1 내지 제7 베니어 및 제1 내지 제6 경화 또는 비경화된 접착제 조성물을 포함하는 합판 물품의 하나의 예이고;
도 5는 제1 내지 제9 베니어 및 제1 내지 제8 경화 또는 비경화된 접착제 조성물을 포함하는 합판 물품의 하나의 예이고;
도 6은 전단 속도의 함수로서 다양한 접착제 조성물의 점도의 그래프이고;
도 7은 카올린 (즉, 충전제)의 로딩의 함수로서 다양한 접착제 조성물의 점도의 그래프이고;
도 8a는 비교용 경화된 물품 1의 5분 후 이소시아네이트 M20의 침투를 보여주는 사진이고;
도 8b는 경화된 물품 1의 5분 후 이소시아네이트 M20 + 카올린의 최소 침투를 보여주는 사진이다.
개시내용의 요약
본 개시내용은 합판 물품을 제공한다. 일 실시양태에서, 합판 물품은 경화전 합판 물품이며 제1 목재 베니어, 제1 목재 베니어에 대향 배치된 제2 목재 베니어 및 제1 목재 베니어와 제2 목재 베니어 사이에 배치된 접착제 조성물을 포함한다. 접착제 조성물은 이소시아네이트 성분 및 카올린으로 본질적으로 이루어진다. 카올린은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재한다. 또한, 제1 및 제2 목재 베니어는 각각 독립적으로 0 중량% 초과 내지 45 중량%의 수분 함량을 갖는다.
또 다른 실시양태에서, 합판 물품은 경화된 합판 물품이다. 경화된 합판 물품은 제1 및 제2 목재 베니어 및 제1 및 제2 목재 베니어 사이에 배치된 경화된 접착제 조성물을 포함한다. 경화된 접착제 조성물은 이소시아네이트 성분의 자기-중합 생성물 및 카올린으로 본질적으로 이루어진다. 전술한 실시양태에서와 같이, 제1 및 제2 목재 베니어는 각각 독립적으로 0 내지 45 중량%의 수분 함량을 갖는다.
개시내용의 상세한 설명
본 개시내용은 합판 물품(10)을 제공한다. 합판 물품(10)은 대안적으로는 간단히 "합판"으로 기재될 수 있다. 합판은 전형적으로는 함께 붙어있는 얇은 층 또는 우드의 "베니어" (즉, 목재 베니어)로부터 제조된 시트 재료로 기재된다.
각 목재 베니어는 유형이 특별히 제한되지 않고 관련 기술분야의 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 각 목재 베니어는 다음의 목재: 아프로모시아(Afrormosia), 레드 알더(Red Alder), 에니그레(Anigre), 브라운 애쉬(Brown Ash), 유럽피언 애쉬(European Ash), 올리브 벌 애쉬(Olive Burl Ash), 타모 애쉬(Tamo Ash), 화이트 애쉬(White Ash), 화이트 벌 애쉬(White Burl Ash), 아보디레(Avodire), 유럽피언 비취(European Beech), 레드 버치(Red Birch), 화이트 부치(White Burch), 부빙가(Bubinga), 버터너트(Butternut), 레드 시더(Red Cedar), 스패니시 시더(Spanish Cedar), 웨스턴 레드 세사르(Western Red Cesar), 체리(Cherry), 컬리 체리(Curly Cherry), 사이프러스(Cypress), 에보니(Ebony), 엘름(Elm), 에티모에(Etimoe), 유칼립투스(Eucalyptus), 피게로아(Figueroa), 퍼(Fir), 하와이안(Hawaiian), 히코리(Hickory), 케바징가(Kevazinga), 코아(Koa), 레이스우드(Lacewood), 라우렐(Laurel), 림바(Limba), 로우로 프레토(Louro Preto), 마드론(Madrone), 마호가니(Mahogany), 마코레(Makore), 메이플(Maple), 마파(Mappa), 모빙구(Movingue), 미르틀 오크(Myrtle. Oak), 포플러(Poplar), 오리엔탈우드(Orientalwood), 파다우크(Padauk), 피어우드(Pearwood), 피칸(Pecan), 파인(Pine), 프리마 베라(Prima Vera), 퍼플하트(Purpleheart), 레드우드(Redwood), 로즈우드(Rosewood), 사펠레(Sapele), 새틴우드(Satinwood), 시카모어(Sycamore), 티크(Teak), 월넛(Walnut), 웽제(Wenge), 제브라우드(Zebrawood), 그의 조합 등으로부터 독립적으로 선택된 목재이거나, 이를 포함하거나, 이것으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이것으로 이루어질 수 있다.
합판 물품(10)은 유형이 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 합판 물품(10)은 대안적으로 연목재 합판으로 기재될 수 있고 향나무, 미송 또는 가문비나무, 소나무, 및 전나무 (총괄적으로 가문비나무-소나무-전나무 또는 SPF로 알려짐) 또는 레드우드를 포함할 수 있고, 건설 및 산업 목적을 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 합판 물품(10)은 경목재 합판으로 추가로 정의될 수 있다. 경목재 합판은 전형적으로 피자식물 나무로부터의 목재로 만들어지고 요구하는 최종 용도를 위해 사용된다. 경목재 합판은 전형적으로 그의 탁월한 강도, 강성 및 내크리프성으로 알려져 있다. 이러한 유형의 합판 물품(10)은 전형적으로 높은 평면 전단 강도 및 내충격성을 갖고, 이것은 합판 물품을 튼튼한 바닥재 및 벽 구조물에 특히 적합하게 만든다.
다른 실시양태에서, 합판 물품(10)은 열대 합판으로 추가로 정의된다. 열대 합판은 전형적으로 혼합 종의 열대 목재로 제조된다. 열대 합판은 그의 밀도, 강도, 층의 평평함, 및 고품질로 인해 연목재 합판보다 우수한 경향이 있다. 또 다른 실시양태에서, 합판 물품(10)은 항공기용 합판으로 추가로 정의되며, 이것은 전형적으로 마호가니 및/또는 자작나무로 제조된다.
대안적으로, 합판 물품(10)은, 경목재와 대면하는 합판인 장식용 또는 겹쳐 놓인 합판으로 추가로 정의될 수 있다. 또 추가로, 합판 물품(10)은 가요성 합판으로 추가로 정의될 수 있으며, 여기서 각 베니어의 나뭇결은 그 다음 베니어의 나뭇결과 수직으로 놓여 있다. 다른 실시양태에서, 합판 물품(10)은 선박용 합판으로 추가로 정의되고, 결함이 거의 없는 내구성 전면 및 코어 베니어로 제조되어, 이는 습기 및 습윤 조건에서 더 오래 수행하고 박리 및 진균 공격을 잘 견딘다. 추가 실시양태에서, 합판 물품(10)은 난연성, 내습성, 와이어 메시, 부호-등급 또는 압력-처리된 합판으로 추가로 정의된다.
합판 물품(10)의 크기 자체는 특별히 제한되지 않는다. 다양한 실시양태에서, 합판 물품(10)은 1.2 m × 2.4 m이거나 또는 4 피트 × 8 피트의 약간 더 큰 야드파운드법 치수이며, 여기서 폭 및 길이는 1-피트 (30 ㎝) 증분으로 달라질 수 있다. 다른 실시양태에서, 합판 물품(10)은 0.14 내지 3.0 인치 (0.36 내지 7.62 ㎝)의 두께를 갖는다. 미국에서, 가장 일반적으로 사용되는 크기는 4 × 8 피트 (1,200 × 2,400 ㎜) 또는 5 × 5 피트 (1,500 × 1,500 ㎜)이다. 합판의 시트에 일반적인 미터 크기는 1,220 × 2,440 밀리미터 (4.00 × 8.01 ft)이다. 콘크리트-형성을 위한 전문 합판의 크기는 6 내지 21 ㎜ (0.24 내지 0.83 in)로 다양할 수 있고, 15×750×1,500 ㎜ (0.59 인치 × 2.46×4.92 ft)가 또한 일반적으로 사용되지만 다수의 포맷이 존재한다.
목재 베니어:
다양한 실시양태에서, 본 개시내용의 합판 물품(10)은 서로 위에 또는 서로에 대해 배치된 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15개, 또는 그 초과의 층의 목재 베니어, 예를 들어 제1, 제2, 및 제3 목재 베니어 등이거나, 이들을 갖거나, 포함하거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 일 실시양태에서, 합판 물품(10)은 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)를 갖는다 (예를 들어, 도 1 참조). 또 다른 실시양태에서, 합판 물품(10)은 제1, 제2, 및 제3 목재 베니어(12, 14, 20)를 갖는다 (예를 들어, 도 2 참조). 다른 실시양태에서, 합판은 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9, 제10, 제11, 제12, 제13 등의 목재 베니어(22)를 갖는다. 도면에서 번호 매김 목적상, 모든 제4-제13(+) 목재 베니어는 간략화를 위해 숫자상 "22"로 표지된다. 도 3-5는 5개, 7개, 및 9개 목재 베니어(22)를 각각 포함하는 다양한 실시양태를 나타낸다. 사용하는 목재 베니어의 수는 전형적으로 합판 물품(10)의 두께 및 등급에 좌우된다. 대안적으로, 합판 물품(10)은 하나 이상 또는 복수의 목재 베니어를 갖는 것으로 기재될 수 있다. 예를 들어, 합판 물품(10)은 제1 및 제2 목재 베니어(12,14)에 더하여 하나 이상 또는 복수의 추가의 목재 베니어를 갖는 것으로 기재될 수 있다.
제1 및 제2 목재 베니어(14)는 전형적으로 서로에 대향 배치되거나, 또는 겹쳐 놓인다. 제3 내지 제13 목재 베니어(22)가 사용된 것인 다양한 실시양태에서 이러한 베니어 중 하나 이상은 다른 목재 베니어 중 하나 이상에 대향 배치될 수 있다. 목재 베니어 중 임의의 하나 또는 2개는 최외 층으로서 기재될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)는 각각 독립적으로 전면 베니어 또는 후면 베니어로서 기재될 수 있다. 전형적으로, 용어 "최외"는 층 또는 베니어가 임의의 두 다른 층 또는 베니어 사이에 샌드위치되거나, 또는 배치되지 않도록, 층 또는 베니어가 합판 물품(10)의 외부에, 예를 들어 합판 물품(10)의 상부 또는 하부로서 배치된 것을 기재한다. 최외 층 또는 베니어는 대안적으로 외부, 외측, 또는 외곽으로서 기재될 수 있다. 전형적으로, 최외 베니어 또는 층은 베니어 또는 층의 한 면에서 합판 물품(10)의 일부분과 접하거나, 또는 이와 접촉하여 배치되고 베니어 또는 층의 다른 면에서는 합판 물품(10)의 임의의 일부분과 접촉하거나 또는 배치되지 않는다. 최외는 전형적으로 관련 기술분야에서 이해되는 바와 같이 본원에서 사용된다.
전형적으로, 합판 물품(10)은 2개의 최외 층, 예를 들어 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) (도 1에 나타낸 바와 같음), 제1 및 제3 목재 베니어(12, 20) 등을 갖는다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 전술한 목재 베니어 중 임의의 것은 합판 물품(10)의 최외 층일 수 있다. 유사하게, 목재 베니어 중 하나 이상은 내부 또는 최내일 수 있고 최외 층 사이에 배치될 수 있거나, 또는 최외 층 사이에 샌드위치될 수 있다.
목재 베니어 각각은 전형적으로 나뭇결을 갖는다. 합판 물품(10)의 목재 베니어의 인접한 층들은 전형적으로 서로에 대해 90도까지 회전된 그들의 나뭇결을 갖는다. 그러나, 하나 이상의 목재 베니어의 나뭇결은 나뭇결 또는 임의의 하나 이상의 다른 목재 베니어에 대해 회전될 수 있거나 또는 회전될 수 없다. 다양한 실시양태에서, 일부는 나뭇결이 서로에 대해, 예를 들어 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165 또는 180도의 증분으로 회전되어, 다수의 축으로 합판 물품(10)에 강도를 제공하는 것인 하나 이상의 베니어를 가질 수 있지만, 합판 물품(10)은 서로에 대해 직각으로 배열된 베니어의 나뭇결만 가질 수 있다. 일 실시양태에서, 합판 물품(10)은 나뭇결이 다수의 층에서 (예를 들어 0, 30, 60, 90, 120, 150, 및 180도) 회전된 것인 베니어를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 합판 물품(10)은 45 및 135도로 회전된 2개 베니어의 나뭇결을 가진 9개 베니어를 갖는다. 0과 365 사이의 회전의 모든 각도, 및 각도의 범위는 임의의 하나 이상의 베니어에 대해 이로써 명백히 고려된다.
또한, 합판 물품(10)은 관련 기술분야에서 이해되는 바와 같이, 하나 이상의 측면 목재 베니어를 포함할 수 있다. 하나 이상의 측면 목재 베니어는 전술한 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14), 제3 목재 베니어(16), 또는 임의의 추가의 목재 베니어(22) 중 임의의 하나 이상과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 하나 이상의 측면 목재 베니어는 도면에 나타나 있지 않다. 하나 이상의 측면 목재 베니어는 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14), 제3 목재 베니어(16), 또는 임의의 추가의 목재 베니어(22) 중 임의의 하나 이상과 수직으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 측면 베니어는 합판 물품(10)의 임의의 "측면" 또는 가장자리 상에 또는 이를 따라 배치될 수 있다. 일 실시양태에서, 하나 이상의 측면 베니어는 본원에 기재된 임의의 접착제 조성물과 동일하거나 또는 상이할 수 있는 접착제를 사용하여 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14), 제3 목재 베니어(16), 또는 임의의 추가의 목재 베니어(22) 중 하나 이상에 결합된다.
각 목재 베니어는 크기 및 형상이 특별히 제한되지 않지만 전형적으로는 정사각형 또는 직사각형이다. 다양한 실시양태에서, 각 목재 베니어는 약 1/8 인치의 두께를 갖는다. 1.4 ㎜ 내지 4.3 ㎜. 상기 기재된 값들 사이의 모든 값 및 값의 범위는 다양한 비제한적 실시양태에서 이로써 명백히 고려된다.
제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) 각각은 독립적으로 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)의 총 중량 퍼센트를 기준으로 각각 0 중량% 초과 내지 45 중량%의 수분 함량을 갖는다. 다른 실시양태에서, 독립적으로 사용된 목재 베니어 중 하나 또는 1개 초과 또는 모두는 개별적으로 각 목재 베니어의 총 중량 퍼센트를 기준으로 0 초과 내지 45, 5 내지 40, 10 내지 35, 15 내지 30, 20 내지 25, 5 내지 35, 10 내지 30 중량% 등의 수분 함량을 갖는다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 전술한 값들 사이의 모든 값 및 값의 범위는 이로써 명백히 고려된다. 하기 상세히 기재된 바와 같이, 수분은 이소시아네이트 성분이 자기-중합될 수 있게 한다. 전형적으로, 하나 이상의 목재 베니어의 수분 함량은 측정이 이루어진 것에 따라 다양할 수 있다. 다시 말해서, 하나 이상의 목재 베니어의 수분 함량은 상이한 섹션에서 상이할 수 있다.
합판 물품(10)은 대안적으로는 관련 기술분야에서 인식되는 바와 같이, 특정 등급과 관련하여 기재될 수 있다. 예를 들어, 등급 A는 전면 및 후면 베니어, 예를 들어 대부분 결함이 없는, 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)를 포함한다. 등급 A/B는 실제로 모든 결함이 없는 전면 베니어를 포함하고, 한편 뒷면 베니어는 단 몇 개의 작은 옹이 또는 변색을 갖는다. 등급 A/BB는, 또 관련 기술분야에서 이해되는 바와 같이 등급 A 전면을 포함하나 뒷면 측 접합 베니어, 큰 옹이, 플러그 등이 허용된다. 등급 B는 단 몇 개의 작은 옹이 또는 변색을 갖는 양면 베니어를 포함한다. 등급 B/BB는 단 몇 개의 작은 옹이 또는 변색을 갖는 전면 베니어를 포함하지만, 뒷면 측 접합 베니어, 큰 옹이, 플러그 등이 허용된다. 등급 BB는 접합 베니어, 큰 옹이, 플러그 등을 갖는 양면을 포함한다. 등급 WG는 플러깅된 모든 부러진 옹이를 포함한다. 등급 X는 옹이, 옹이 구멍, 균열, 및 모든 다른 결함을 포함한다. JPIC 기준에 따르면, 합판은 등급 BB/CC일 수 있으며, 여기서 전면은 BB 등급이고 후면은 CC 등급이고, 여기서 BB는 1/4 인치 미만의 매우 작은 옹이, 약간의 변색, 부후 없음, 매칭된 색상, 블리스터링 없음 및 주름 없음을 갖는다. 전술한 등급 각각은 관련 기술분야에서 이해되는 기술어를 사용하여 기재된다.
접착제 조성물:
목재 베니어에 더하여, 합판 물품(10)은 비경화 또는 경화된 접착제 조성물(16)을 또한 포함한다. 합판 물품(10)은 하나 이상의 비경화 또는 경화된 접착제 조성물(16)을 포함할 수 있다. 접착제 조성물(16) 각각은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 이러한 접착제 조성물(16)은 하기에 더욱 상세히 기재되어 있다. 도면에서 번호 매김 목적상, 경화된 접착제 조성물 및 비경화된 접착제 조성물은 모두 간략화를 위해 숫자상 "16"으로 표지된다.
접착제 조성물(16)은 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) 사이에 배치되거나 또는 임의의 2개 이상의 목재 베니어 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)는 이들 사이에 접착제 조성물(16)을 끼울 수 있다. 접착제 조성물(16)은 목재 베니어 중 임의의 하나 이상 상에 이와 직접 접촉하여 배치될 수 있거나, 또는 목재 베니어 중 임의의 하나 이상 상에 이로부터 이격되어 배치될 수 있다. 유사하게, 임의의 한 쌍의 목재 베니어 사이에 배치된 접착제 조성물(16)이 있을 수 있다. 목재 베니어 및 접착제 조성물(16)의 이러한 교대는 전형적으로 크로스-그레이닝으로 기재되고 합판 물품(10)이 가장자리에 박혀 있을 때 쪼개지는 경향을 감소시킬 수 있고, 팽창 및 수축을 감소시킬 수 있고, 개선된 치수 안정성을 제공할 수 있고, 합판 물품(10)의 강도가 다수의 방향에서 일관되게 할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 합판 물품(10)이 균형을 이루도록 홀수의 베니어가 사용되고, 이것은 뒤틀림을 감소시키는데 도움이 된다. 전형적으로, 합판 물품(10)은 외측/최외 목재 베니어의 그레인 방향에 수직으로 구부리기가 어렵다.
접착제 조성물(16)은 이소시아네이트 성분 및 카올린으로 본질적으로 이루어진다. 용어 "로 본질적으로 이루어진다"는 것은 접착제 조성물(16)에 이소시아네이트 성분과 반응할 수 있는 반응물, 예컨대 폴리올, 다른 단량체, 중합체 등이 없거나, 또는 이들을 (접착제 조성물(16)의 총 중량을 기준으로) 5, 4, 3, 2, 또는 1 중량% 미만 포함한다는 것을 기재한다. 그러나, 일 실시양태에서, 접착제 조성물(16)은 2종 이상의 개별 이소시아네이트를 포함한다. 대안적으로, 접착제 조성물(16)은 단일 이소시아네이트만 포함할 수 있다. 또한, 접착제 조성물(16)은 이소시아네이트 성분 및 카올린이거나 또는 이들로 이루어질 수 있다.
이소시아네이트 성분:
이소시아네이트 성분 자체는 특별히 제한되지 않고, 관련 기술분야에 공지된 임의의 것일 수 있다. 이소시아네이트 성분은 단량체, 중합체, 또는 예비중합체일 수 있다. 적합한 유기 폴리이소시아네이트는 종래의 지방족, 시클로지방족, 아르지방족 및 방향족 이소시아네이트를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 특정 실시양태에서, 이소시아네이트는 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 중합체성 디페닐메탄 디이소시아네이트 (pMDI), 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 또한, 중합체성 디페닐메탄 디이소시아네이트는 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트로 또한 불릴 수 있다. 다른 실시양태에서, 이소시아네이트는 유화성 MDI (eMDI)이다. 다른 적합한 이소시아네이트의 예는 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 나프탈렌 디이소시아네이트 (NDI), 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 구체적 실시양태에서, 이소시아네이트는 MDI이다. 또 다른 구체적 실시양태에서, 이소시아네이트는 pMDI, 즉, 중합체성 메틸렌-4,4'-디페닐 디이소시아네이트이다. 추가 구체적 실시양태에서, 이소시아네이트는 MDI 및 pMDI의 조합이다. 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 전형적인 예는 루프라네이트(Lupranate)® MM103, 루프라네이트® M, 루프라네이트® MP102, 루프라네이트® LP30, 및 루프라네이트® LP30D의 상표명하에, 미시건주 와이언도트 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상업적으로 입수가능하다.
이소시아네이트 성분은 1종 초과의 개별 이소시아네이트를 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 임의의 추가의 이소시아네이트는 지방족 또는 방향족일 수 있다. 이소시아네이트 성분이 방향족 이소시아네이트를 포함하는 경우, 방향족 이소시아네이트는 전형적으로 화학식 R'(NCO)z에 상응하며, 상기 식에서 R'은 방향족인 다가 유기 라디칼이고 z는 R'의 원자가에 상응하는 정수이다. 전형적으로, z는 적어도 2이다. 사용될 수 있는 방향족 이소시아네이트는 1,4-디이소시아네이토벤젠, 1,3-디이소시아네이토-o-크실렌, 1,3-디이소시아네이토-p-크실렌, 1,3-디이소시아네이토-m-크실렌, 2,4-디이소시아네이토-1-클로로벤젠, 2,4-디이소시아네이토-1-니트로-벤젠, 2,5-디이소시아네이토-1-니트로벤젠, m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 1-메톡시-2,4-페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 3,3'-디메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 트리이소시아네이트, 예컨대 4,4',4"-트리페닐메탄 트리이소시아네이트 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트 및 2,4,6-톨루엔 트리이소시아네이트, 테트라이소시아네이트, 예컨대 4,4'-디메틸-2,2'-5,5'-디페닐메탄 테트라이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트, 그의 상응하는 이성질체 혼합물, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
이소시아네이트 성분은 개질된 다가 방향족 이소시아네이트, 즉, 방향족 디이소시아네이트 및/또는 방향족 폴리이소시아네이트의 화학 반응을 통해 수득된 생성물을 또한 포함할 수 있다. 예는 우레아, 뷰렛, 알로파네이트, 카르보디이미드, 우레톤이민, 및 이소시아누레이트 및/또는 우레탄 기 포함 디이소시아네이트 및/또는 폴리이소시아네이트, 예컨대 개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하나, 이에 제한되지 않는 폴리이소시아네이트를 포함한다. 또한, 이소시아네이트 성분은, 개별적으로 또는 폴리옥시알킬렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌 글리콜, 폴리에스테롤, 폴리카프로락톤, 및 그의 조합과의 반응 생성물로 사용되는, 개질된 벤젠 및 톨루엔 디이소시아네이트를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 이소시아네이트 성분은 전술한 이소시아네이트의 화학량론적 또는 비-화학량론적 반응 생성물을 추가로 포함할 수 있다. 이소시아네이트 성분은 대안적으로 지방족 이소시아네이트, 및/또는 방향족 이소시아네이트와 지방족 이소시아네이트의 조합을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 이소시아네이트는 이소시아네이트-말단 예비중합체이다. 이소시아네이트-말단 예비중합체는 이소시아네이트 및 폴리올 및/또는 폴리아민의 반응 생성물이다. 이소시아네이트는 폴리우레탄 분야의 임의의 유형의 이소시아네이트, 예컨대 폴리이소시아네이트 중 하나일 수 있다. 이소시아네이트-말단 예비중합체를 제조하기 위해 사용된 경우, 폴리올은 전형적으로 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 또한, 폴리올은 이소시아네이트-반응성 성분의 논의시 하기 추가로 기재되고 예시된 바와 같은 폴리올일 수 있다. 이소시아네이트-말단 예비중합체를 제조하기 위해 사용된 경우, 폴리아민은 전형적으로 에틸렌 디아민, 톨루엔 디아민, 디아미노디페닐메탄 및 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민, 아미노알콜, 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 적합한 아미노알콜의 예는 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 및 그의 조합을 포함한다. 이소시아네이트-말단 예비중합체는 전술한 폴리올 및/또는 폴리아민 중 둘 이상의 조합으로부터 형성될 수 있다.
이소시아네이트 성분은 이소시아네이트 성분이 선택되는 것에 따라, 임의의 % NCO 함량, 임의의 공칭 관능가, 임의의 수 평균 분자량, 및 임의의 점도를 가질 수 있다는 것이 고려된다. 본 발명의 특히 유용한 이소시아네이트 성분의 예는 전형적으로는 8 내지 40, 보다 전형적으로는 10 내지 30, 가장 전형적으로는 20 내지 35 중량%의 % NCO 함량을 갖는다. 중량%로 % NCO 함량을 결정하는 것은 통상의 기술자에게 공지된 표준 화학 적정 분석에 의해 달성된다. 이소시아네이트 성분은 임의의 분자량을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
카올린:
이소시아네이트 성분은 카올린과 중량 균형을 이루며 접착제 조성물(16)에 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 접착제 조성물(16)의 총 중량 퍼센트를 기준으로 50 내지 90, 55 내지 85, 60 내지 80, 65 내지 75, 또는 70 내지 75 중량%의 양으로 존재한다. 일 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 pMDI이고 카올린은 10 내지 35, 15 내지 30, 10 내지 25, 또는 25 내지 30 중량%의 양으로 존재하고, 접착제 조성물(16)의 잔량은 pMDI이다. 또 다른 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 2,4'- 및 4,4'- MDI의 블렌드이고 카올린은 10 내지 45, 15 내지 40, 20 내지 35, 25 내지 30, 또는 30 내지 35 중량%의 양으로 존재하고, 접착제 조성물(16)의 잔량은 MDI이다. 상기 기재된 값들 사이의 모든 값 및 값의 범위는 다양한 비제한적 실시양태에서 이로써 명백히 고려된다.
다시 카올린을 살펴보면, 다양한 실시양태에서, 카올린은 접착제 조성물(16)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과의 양 내지 50 중량%의 양으로 존재한다. 달리 말하면, 이러한 실시양태에서, 카올린은 접착제 조성물(16)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과의 양이나 50 중량%와 같거나 또는 그 미만인 양 (예를 들어 10 중량% < (카올린의 양) ≤ 50 중량%)으로 존재한다. 다른 실시양태에서, 카올린은 접착제 조성물(16)의 총 중량을 기준으로, 10 중량% 초과의 양 내지 45 중량%와 같거나 또는 그 미만의 양, 15 내지 40, 20 내지 35, 35 내지 30, 30 내지 35 중량%, 20 중량% 초과 내지 50 중량%와 같거나 또는 그 미만의 양, 30 내지 50, 또는 40 내지 50 중량%로 존재한다. 상기 기재된 값들 사이의 모든 값 및 값의 범위는 다양한 비제한적 실시양태에서 이로써 명백히 고려된다.
합판 물품(10)은 또한 제2 및/또는 추가의 접착제 조성물(18)을 또한 포함할 수 있다. 제2 접착제 조성물(18) (및 임의의 추가의 접착제 조성물)은 상기 기재된 바와 같은 임의의 것일 수 있다. 대안적으로, 제2 접착제 조성물(18) (및 임의의 추가의 접착제 조성물)은 관련 기술분야에 공지된 임의의 접착제일 수 있다. 제2 (18) 및/또는 추가의 접착제 조성물은 각각 독립적으로 임의의 둘 이상의 목재 베니어 사이에 및/또는 임의의 둘 이상의 목재 베니어 상에 이와 직접 접촉하여 또는 임의의 둘 이상의 목재 베니어 상에 이로부터 이격되어 배치될 수 있다. 도면에서 번호 매김 목적상, 제2 및 임의의 추가의 접착제 조성물은 간략화를 위해 숫자상 "18"로 표지된다.
경화전 물품:
일 실시양태에서, 합판 물품(10)은 경화전 합판 물품(10)이며 (적어도) 제1 목재 베니어(12), 제1 목재 베니어(12)에 대향 배치된 제2 목재 베니어(14) 및 제1 목재 베니어(12)와 제2 목재 베니어(14) 사이에 배치된 접착제 조성물(16)을 포함한다. 이 실시양태에서, 접착제 조성물(16)은 경화 이전에 물품(10)에 존재한다. 그러한 이유로, 합판 물품(10)은 경화전 합판 물품(10)으로 기재된다.
다양한 실시양태에서, 경화전 접착제 조성물(16)은 카올린 로딩에 따라 증가하는 점도를 갖는다. 100 s-1의 공칭 전단 속도에서, 1000 마이크로미터만큼 분리된 25㎜ 평행 판을 갖는 레오미터에 의해 25℃에서 측정된 점도는, 예를 들어 10 내지 38 중량%의 카올린 로딩에서, 전형적으로 0.4 내지 1.2, 0.5 내지 1.1, 0.6 내지 1, 0.7 내지 0.9, 또는 0.8 내지 0.9 Pa.s이다. 다른 실시양태에서, 경화전 접착제 조성물(16)은 하나 이상의 베니어(12, 14)로 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 또는 100%의 침투를 달성한다. 상기 기재된 값들 사이의 모든 값 및 값의 범위는 다양한 비제한적 실시양태에서 이로써 명백히 고려된다.
경화된 물품:
본 개시내용은 경화된 합판 물품(10)을 또한 제공한다. 경화된 물품(10)은 경화된 물품(10)이 상기 기재된 (비-경화된) 접착제 조성물(16) 대신 경화된 접착제 조성물(16)을 포함하는 것을 제외하고, 전술한 경화전 물품(10) 중 임의의 것과 동일할 수 있다. 경화된 물품(10)은 상기 기재된 바와 같이 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)를 포함하고, 상기 기재된 다른 베니어 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 유사하게, 경화된 물품(10)은 상기 기재된 바와 같은 동일한 특성 또는 특징 중 임의의 하나 이상을 가질 수 있거나, 또는 동일한 특징 중 어떤 것도 갖지 않을 수 있고 상이할 수 있다. 도면에서 번호 매김 목적상, 경화된 및 비경화된 합판 물품은 모두 간략화를 위해 숫자상 "10"으로 표지된다.
경화된 물품(10)은 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) 사이에 배치된 경화된 접착제 조성물(16)을 포함한다. 경화된 접착제 조성물(16)은 전술한 (비-경화된) 접착제 조성물(16)의 경화로부터 생성된 생성물로서 기재될 수 있다. 전형적으로, 경화된 접착제 조성물(16)은 이소시아네이트 성분의 자기-중합 생성물 및 경화된 접착제 조성물(16)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과의 양 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 카올린으로 본질적으로 이루어진다.
다양한 실시양태에서, 경화된 접착제 조성물(16)/경화된 물품(10)은 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) 사이에서, 예를 들어 다양한 전처리 단계를 갖는 BS EN 314-1에 따라, 1.2 내지 2.3 N/㎟, 1.7 내지 2.4 N/㎟, 0.6 내지 1.8 N/㎟, 또는 0.3 내지 1.3 N/㎟, 또는 psi의 이들의 등가 야드파운드법 단위의 결합 강도를 나타낸다.
다른 실시양태에서, 경화된 물품(10)은 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 또는 95% 초과, 또는 약 100%의 평균 목재 파단 백분율을 나타내며, 여기서 더 높은 수치는 결합선을 따른 깨끗한 파괴를 나타내고 가장 바람직한 것으로 여겨진다. 목재 파단 백분율은 대안적으로 목재 유지율(wood retention)로서 기재될 수 있다. 이 시험은 문헌(APA Voluntary Product Standard: PS 1-09 Structural Plywood)에 기재되어 있다.
자기-중합 생성물:
이제 이소시아네이트 성분의 자기-중합 생성물을 살펴보면, 이러한 자기-중합 생성물은 상기 기술된 또는 관련 기술분야에 공지된 이소시아네이트 성분 중 임의의 하나 이상의 자기-중합 생성물일 수 있다. 관련 기술분야에서 이해되는 바와 같이, 자기-중합 생성물의 화학 정체성은, 예를 들어 샘플을 취할 때, 반응 동안 상이한 시점에서 상이할 수 있다. 또한, 관련 기술분야에서 또한 이해되는 바와 같이, 온도, 압력, 및 시간은 또한 특정 반응이 종료되는 경우 등, 자기-중합 생성물의 형성에 영향을 미칠 수 있다. 게다가, 관련 기술분야에서 또한 인식되는 바와 같이, 자기-중합 생성물은 동역학 또는 열역학적 고려사항에 의해 영향을 받을 수 있다.
예를 들어, 자기-중합 생성물은 중합체성 메틸렌-4,4'-디페닐 디이소시아네이트의 자기-중합 생성물로 추가로 정의될 수 있고 하기의 것일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다:
Figure 112018017451461-pct00001
대안적으로, 전술한 이소시아네이트 성분 중 임의의 하나 이상의 임의의 다른 자기-중합 생성물이 또한 사용될 수 있다. 그러나, 자기-중합 생성물은 샘플이 취해질 때에 따라 정확한 양을 한 번 더 정량화하는 것이 어려울 수 있기 때문에 상기 기재되지 않은 양으로 존재할 수도 있다. 예를 들어, 이소시아네이트 성분이 모두 디-, 트리-, 및 마지막으로, 폴리우레아로 전환될 때까지 시간 및 온도에 따라 양은 전형적으로 증가한다. 다시 말해서, 물품(10) 중 자기-중합 생성물의 양은 샘플이 선택되어 시험할 때에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 물품(10)을 형성하는 방법의 초기에 샘플을 측정하는 경우, 양은 샘플이 이후에 측정되는 경우보다 낮거나 또는 높을 수 있다. 자기-중합 생성물은 사용된 이소시아네이트의 원래 양과 비교하여 일정량으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 양은 사용된 이소시아네이트 성분의 100 퍼센트 몰 기준을 기준으로 하여 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 또는 심지어 그 초과의 몰 퍼센트를 나타낼 수 있다. 상기 기재된 값들 사이의 모든 값 및 값의 범위가 또한 존재할 수 있다. 자기-중합 생성물은 카올린의 존재하에 형성될 수 있거나 또는 형성 후에 카올린이 첨가될 수 있다.
희석제:
접착제 조성물(16)은 희석제를 추가로 포함할 수 있거나, 또는 희석제가 없을 수 있다. 다양한 실시양태에서, 희석제는 트리알킬 포스페이트 (TAP)이거나 또는 이를 포함한다. 트리알킬 포스페이트는 화학식 R3PO4를 가질 수 있고, 상기 식에서 각 R은 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다. 예를 들어, 트리알킬 포스페이트는 트리메틸 포스페이트 (TMP), 트리에틸 포스페이트 (TEP), 트리프로필 포스페이트 (TPP), 트리부틸 포스페이트 (TBP), 트리펜틸 포스페이트 (TPP), 트리헥실 포스페이트 (THP), 또는 그의 조합일 수 있다. 각 R 기는 동일한 수의 탄소 원자를 가질 수 있고 서로 동일할 수 있거나 또는 서로의 이성질체일 수 있다. 대안적으로 하나 이상의 R 기는 서로 상이한 수의 탄소 원자를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 희석제는 TEP이다. TEP는 화학식 (C2H5)3PO4를 갖고, "인산, 트리에틸 에스테르"로 또한 지칭될 수 있다. TEP는 전형적으로 극성 비이온성 용매로 분류된다.
특정 실시양태에서, TAP (예컨대 TEP)는 이소시아네이트 (예를 들어 MDI, pMDI 등)와 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14)에 존재하는 수분과 같은 양성자 공여 물질과의 반응을 위한 상 이동 촉매로서 작용하는 것으로 여겨진다. TAP는 보통 비혼화성 액체 반응물, 예컨대 이소시아네이트 성분과 수분 사이의 상 장벽을 없애거나 또는 적어도 감소시킴으로써 더 빠른 속도 및 더 낮은 온도에서 이소시아네이트 자기-중합 반응이 일어날 수 있게 하는 것으로 여겨진다. 예는 폴리우레아 연결을 형성하기 위한 물과 MDI/pMDI 사이의 반응에 있다. TAP의 포함은 이소시아네이트 성분의 반응을 촉진시킴으로써 합판 물품(10)의 제조에 더 짧은 가압 시간을 허용할 수 있다. 고 점성 이소시아네이트 수지 (예를 들어 실온에서 걸쭉한 것, 반고체 또는 고체인 것들)를 사용하는 실시양태에서, TAP는 점도를 감소시키기 위해 사용될 수 있고, 이것은 취급, 제조 등을 용이하게 한다. 예를 들어, TAP는 가열 요건을 감소/제거하고, 펌핑 장비에 대한 부담을 줄이고, 더 빠른 적용을 촉진하고, 더 빠른 반응을 촉진하는 것 등을 위해 이러한 수지와 블렌딩될 수 있다.
희석제는 TAP에 더하여, 또는 TAP의 부재하에 담체 또는 용매, 예를 들어 물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 용매는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 용매는 유기 및 극성 또는 비극성일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 희석제는 상기 접착제 조성물의 100 중량부를 기준으로, 적어도 약 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 또는 7, 약 5 내지 약 50, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 7, 약 7 내지 약 10, 약 8.5 내지 약 50, 약 10 내지 약 45, 약 10 내지 약 40, 또는 약 10 내지 약 35 중량부의 양, 또는 그 사이의 임의의 하위범위로 사용된다. 다양한 실시양태에서, 희석제 및/또는 담체 및/또는 용매는 이소시아네이트와 반응하지 않는 임의의 유기 용매일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 접착제 조성물은 1종 이상의 난연제를 포함할 수 있다. 이들은 관련 기술분야에 공지된 임의의 것, 예컨대 브로민화 난연제일 수 있다. 이러한 난연제는 통상의 기술자에 의해 선택된 양으로 존재할 수 있다.
물품의 형성 방법:
본 개시내용은 합판 물품(10)의 형성 방법을 또한 제공한다. 일 실시양태에서, 방법은 경화된 합판 물품(10)을 형성하는 것으로 추가로 정의된다. 또 다른 실시양태에서, 방법은 경화전 합판 물품(10)을 형성하는 것으로 추가로 정의된다.
다양한 실시양태에서, 경화전 합판 물품(10)의 형성 방법은 제1 목재 베니어(12)를 제공하는 단계, 제1 목재 베니어(12) 상에 접착제 조성물(16)을 배치하는 단계, 및 접착제 조성물(16)이 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) 사이에 배치되어 합판 물품(10)을 형성하도록 제1 목재 베니어(12)에 대향하여 그리고 제1 목재 베니어(12) 상에 배치된 접착제 조성물(16) 상에 이와 직접 접촉하여 제2 목재 베니어(14)를 배치하는 단계를 포함한다. 그 시점에, 경화전 합판 물품(10)이 형성된다. 또한, 희석제 및/또는 임의의 첨가제가 방법의 임의의 하나 이상의 시점에 첨가될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 방법은 제1 및 제2 목재 베니어를 제공하는 단계, 제1 목재 베니어 상에 접착제 조성물을 배치하는 단계, 및 제2 목재 베니어가 제1 목재 베니어 상에 배치된 접착제 조성물과 직접 접촉되고 접착제 조성물이 제1 및 제2 목재 베니어 사이에 배치되어 경화전 합판 물품을 형성하도록 제1 목재 베니어 상에 제2 목재 베니어를 겹쳐 놓는 단계를 포함한다.
대안적으로, 경화된 합판 물품(10)의 형성 방법에서, 방법은 제1 목재 베니어(12)를 제공하는 단계, 접착제 조성물(16)이 이소시아네이트 성분 및 카올린으로 본질적으로 이루어진 것인, 제1 목재 베니어(12) 상에 접착제 조성물(16)을 배치하는 단계, 접착제 조성물(16)이 제1 및 제2 목재 베니어(12, 14) 사이에 배치되어 경화전 합판 물품(10)을 형성하도록 제1 목재 베니어(12)에 대향하여 그리고 제1 목재 베니어(12) 상에 배치된 접착제 조성물(16) 상에 이와 직접 접촉하여 제2 목재 베니어(14)를 배치하는 단계, 및 이소시아네이트 성분이 제1 및/또는 제2 목재 베니어(12, 14)에 존재하는 수분과 반응하여 자기-중합 생성물, 경화된 접착제 조성물(16), 및 경화된 합판 물품(10)을 형성하도록 경화전 합판 물품(10)을 압축 및 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
합판 물품(10)이 2개 초과의 베니어를 포함하는 것인 다양한 실시양태에서, 방법은 제2 목재 베니어(14) 상에 제2 접착제 조성물(18)을 배치하는 단계 및 제2 접착제 조성물(18)이 제2 및 제3 목재 베니어 사이에 배치되도록 제1 목재 베니어(12)에 대향하여 그리고 제2 목재 베니어(14) 상에 배치된 제2 접착제 조성물(18) 상에 이와 직접 접촉하여 제3 목재 베니어를 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 희석제 및/또는 임의의 첨가제가 방법의 임의의 하나 이상의 시점에 첨가될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 합판 물품(10)은, 각각 독립적으로 인접 목재 베니어에 겹쳐 놓인 하나 이상의 추가의 목재 베니어를 가지며, 여기서 각 쌍의 추가의 목재 베니어들 사이에 추가의 접착제 조성물이 배치되고, 추가의 접착제 조성물은 추가의 이소시아네이트 성분 및 추가의 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 카올린으로 본질적으로 이루어진다.
실시예
본 개시내용에 따라 일련의 합판 물품 (경화된 물품 1-4)을 형성하였다. 또한, 일련의 비교용 합판 물품 (비교용 경화된 물품 1-4)을 형성하였으나 본 개시내용의 카올린은 포함되지 않았다. 이어서 경화된 물품을 하기 기술된 바와 같이 평가하여 결합 선에서의 목재 파단을 결정하였다. 보다 구체적으로, 본원에 참조로 명백히 포함된, 문헌(APA Voluntary Product Standard: PS 1-09 Structural Plywood)에 따라, 본 개시내용의 비교예이든 또는 대표예이든, 경화된 물품 각각을 형성하였다.
경화된 물품은 3-겹 합판이며, 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 페인트 롤러를 사용하여 하부 및 중간 베니어의 상부 면에 접착제 조성물을 적용하고, 1000 평방 피트 (당량) 당 4 내지 23 lbs의 범위를 달성하고, 250 내지 350 ℉로 가열된 프레스로, 175 내지 200 psi 압력에서 2 내지 5분 동안 경화시킴으로써 형성되었다.
본 개시내용의 일 실시양태를 대표하는 경화된 물품 1은, 낮은 수분 함량의 베니어, 및 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능한, 35 wt%의 카올린 및 잔량의 M20 이소시아네이트를 사용한 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용의 일 실시양태를 대표하는 경화된 물품 2는, 높은 수분 함량의 베니어, 및 35 wt%의 카올린 및 잔량의 M20 이소시아네이트를 사용한 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용의 일 실시양태를 대표하는 경화된 물품 3은, 낮은 수분 함량의 베니어, 및 35 wt%의 카올린 및 잔량의 M20 이소시아네이트를 사용한 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용의 일 실시양태를 대표하는 경화된 물품 4는, 높은 수분 함량의 베니어, 및 35 wt%의 카올린 및 잔량의 M20 이소시아네이트를 사용한 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용을 대표하는 것이 아닌 비교용 경화된 물품 1은, 낮은 수분 함량의 베니어, 및 M20 이소시아네이트를 사용하고 충전제를 전혀 사용하지 않은 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용을 대표하는 것이 아닌 비교용 경화된 물품 2는, 높은 수분 함량의 베니어, 및 M20 이소시아네이트를 사용하고 충전제를 전혀 사용하지 않은 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용을 대표하는 것이 아닌 비교용 경화된 물품 3은, 낮은 수분 함량의 베니어, 및 M20 이소시아네이트를 사용하고 충전제를 전혀 사용하지 않은 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
본 개시내용을 대표하는 것이 아닌 비교용 경화된 물품 4는, 높은 수분 함량의 베니어, 및 M20 이소시아네이트를 사용하고 충전제를 전혀 사용하지 않은 접착제를 사용하여 약 0.1 g/in2의 스프레드 속도로 형성되었다.
경화된 물품 및 비교용 경화된 물품 각각은 문헌(APA Voluntary Product Standard: PS 1-09 Structural Plywood)의 시험 절차에 따라 전단 시험편으로 형성되었다.
형성 후, 경화된 물품 1 및 2 및 비교용 경화된 물품 1 및 2 각각의 12개 시편을 평가하여 실온에서 50% RH에서 조건화된 시편의 전단 시험을 이용하여 결합 선에서 목재 파단 및 전단 강도를 결정하였다.
추가로, 경화된 물품 3 및 4 및 비교용 경화된 물품 3 및 4 각각의 12개 시편을 평가하여 결합 선에서 목재 파단 및 전단 강도를 결정하였다.
경화된 물품 3 및 4 및 비교용 경화된 물품 3 및 4의 조건화는 전술한 문헌(APA Voluntary Product Standard: PS 1-09 Structural Plywood) 시험 절차에 기재된 바와 같다. BS EN 314-1에 기재된 기준에 따라 전단 강도 시험을 완료하였다. 12회 평가의 평균 (평균값)은 하기 표 1에 보고되어 있다.
용어 "낮은 수분 함량의 베니어"는 대략 5 wt% 물을 포함하는 베니어를 말한다.
용어 "높은 수분 함량의 베니어"는 대략 20 wt% 물을 포함하는 베니어를 말한다.
용어 "건식 시험"은 임의의 습식 소킹 없이 건식 조건에서의 물품의 전단 시험을 말한다.
용어 "습식 시험"은 APA 표준에 명시된 바와 같이, 물품을 물에 소킹하고 진공 및 압력을 모두 적용한 후의 물품의 전단 시험을 말한다. APA 표준에 또한 명시된 바와 같이, 이러한 물품은 여전히 물로 포화된 채로 평가되었다.
표 1
Figure 112018017451461-pct00002
표 1 (계속)
Figure 112018017451461-pct00003
표 1 (계속)
Figure 112018017451461-pct00004
표 1 (계속)
Figure 112018017451461-pct00005
카올린 충전제의 포함에 의해 제공된 이점은 모든 경화된 물품이 BS EN 314-2:1993의 표 2에 제시된 요건을 초과한다는 점이다. 반면에, 카올린 충전제가 없는 경우, 비교용 경화된 물품 3은 이러한 동일한 요건을 충족시키지 못한다.
전체 개시내용 전반에 걸쳐 전술한 실시양태의 모든 조합은 이러한 개시내용이 상기 단일 단락 또는 절에서 축어적으로 기재되어 있지 않더라도 하나 이상의 비제한적 실시양태에서 이로써 명백히 고려된다. 다시 말해서, 명백히 고려되는 실시양태는 개시내용의 임의의 일부분으로부터 선택되고 조합된 상기 기재된 임의의 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
상기 기재된 값들 중 하나 이상은 변동이 개시내용의 범주 내에 있는 한 ± 5%, ± 10%, ± 15%, ± 20%, ± 25% 등만큼 달라질 수 있다. 모든 다른 구성원과 상관없이 마쿠시(Markush) 군의 각 구성원으로부터 예측되지 않는 결과가 수득될 수 있다. 각 구성원은 개별적으로 및 또는 조합으로 의존될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 구체적 실시양태에 대하여 적절한 지지를 제공한다. 단일 및 다중 종속 둘 다의, 독립항 및 종속항의 모든 조합의 대상은 본원에서 명백히 고려된다. 개시내용은 예시적이며 제한보다는 설명의 단어를 포함한다. 본 개시내용의 다수의 변형 및 변동이 상기 교시내용에 비추어 가능하고, 개시내용은 본원에서 구체적으로 기재된 것과 다르게 실시될 수도 있다.
본 개시내용의 다양한 실시양태를 기재할 때 의존하는 임의의 범위 및 하위범위는 독립적으로 및 총괄적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하며, 본원에 이러한 값들이 명확히 기재되어 있지 않더라도, 그 안의 자연수 및/또는 분수 값들을 포함한 모든 범위를 기재하고 고려한 것으로 이해된다는 것을 또한 이해해야 한다. 통상의 기술자라면, 열거된 범위 및 하위범위가 본 개시내용의 다양한 실시양태를 충분히 기재하고 가능하게 한다는 것, 및 그러한 범위 및 하위범위가 관련 있는 절반, 3분의 1, 4분의 1, 5분의 1 등으로 더 기술될 수 있다는 것을 쉽게 안다. 단지 하나의 예로서, "0.1 내지 0.9"의 범위는 하위 3분의 1, 즉 0.1 내지 0.3, 중간 3분의 1, 즉 0.4 내지 0.6, 및 상위 3분의 1, 즉 0.7 내지 0.9로 더 기술될 수 있고, 이들은 개별적으로 및 총괄적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 있고, 개별적으로 및/또는 총괄적으로 의존될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대하여 적절한 지지를 제공한다. 또한, "적어도", "초과", "미만", "이하" 등과 같이, 범위를 한정하거나 또는 수식하는 언어와 관련하여, 그러한 언어는 하위범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 또 다른 예로서, "적어도 10"의 범위는 적어도 10 내지 35의 하위범위, 적어도 10 내지 25의 하위범위, 25 내지 35의 하위범위 등을 본질적으로 포함하며, 각 하위범위는 개별적으로 및/또는 총괄적으로 의존될 수 있고 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대하여 적절한 지지를 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개별 수는 의존될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대하여 적절한 지지를 제공한다. 예를 들어, "1 내지 9"의 범위는 3과 같은 여러 개별 정수뿐만 아니라, 4.1과 같은 소수점을 포함하는 개별 수 (또는 분수)도 포함하며, 이들은 의존될 수 있고 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대하여 적절한 지지를 제공한다.

Claims (20)

  1. A. 제1 목재 베니어;
    B. 상기 제1 목재 베니어에 대향 배치된 제2 목재 베니어; 및
    C. 상기 제1 및 제2 목재 베니어 사이에 배치된 접착제 조성물
    을 포함하며;
    여기서 상기 접착제 조성물은
    (1) 이소시아네이트 성분; 및
    (2) 상기 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 카올린
    으로 본질적으로 이루어지고;
    상기 제1 및 제2 목재 베니어는 각각 독립적으로 0 중량% 초과 내지 45 중량%의 수분 함량을 갖는 것인, 경화전 합판 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트 성분이 중합체 메틸렌-4,4'-디페닐 디이소시아네이트 (pMDI)인, 경화전 합판 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카올린이 상기 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 초과 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 것인, 경화전 합판 물품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카올린이 상기 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 30 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 것인, 경화전 합판 물품.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제 조성물에 희석제가 없는 것인, 경화전 합판 물품.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 상기 이소시아네이트 성분, 상기 카올린 및 희석제로 본질적으로 이루어진 것인, 경화전 합판 물품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 희석제가 트리에틸 포스페이트인, 경화전 합판 물품.
  8. 제6항에 있어서, 상기 희석제가 유기 용매인, 경화전 합판 물품.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각 독립적으로 인접 목재 베니어에 겹쳐 놓인 하나 이상의 추가의 목재 베니어 및 각 쌍의 추가의 목재 베니어들 사이에 배치된 추가의 접착제 조성물을 추가로 포함하며, 여기서 상기 추가의 접착제 조성물은 추가의 이소시아네이트 성분 및 상기 추가의 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 카올린으로 본질적으로 이루어진 것인, 경화전 합판 물품.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 목재 베니어가 각각 독립적으로 10 내지 30 중량%의 수분 함량을 갖는 것인, 경화전 합판 물품.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제 조성물이, 100 s-1의 공칭 전단 속도에서 레오미터에 의해 측정시 0.4 내지 1.2 Pa.s의 점도를 갖는 것인, 경화전 합판 물품.
  12. 제1 및 제2 목재 베니어를 제공하는 단계;
    제1 목재 베니어 상에 접착제 조성물을 배치하는 단계; 및
    제2 목재 베니어가 제1 목재 베니어 상에 배치된 접착제 조성물과 직접 접촉되고 접착제 조성물이 제1 및 제2 목재 베니어 사이에 배치되어 경화전 합판 물품을 형성하도록 제1 목재 베니어 상에 제2 목재 베니어를 겹쳐 놓는 단계
    를 포함하는, 제1항 또는 제2항의 경화전 합판 물품의 형성 방법.
  13. A. 제1 목재 베니어;
    B. 상기 제1 목재 베니어에 대향 배치된 제2 목재 베니어; 및
    C. 상기 제1 및 제2 목재 베니어 사이에 배치된 경화된 접착제 조성물
    을 포함하며;
    여기서 상기 경화된 접착제 조성물은
    (1) 이소시아네이트 성분의 자기-중합 생성물; 및
    (2) 상기 경화된 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 카올린
    으로 본질적으로 이루어지고;
    상기 제1 및 제2 목재 베니어는 각각 독립적으로 0 내지 45 중량%의 수분 함량을 갖는 것인, 경화된 합판 물품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 이소시아네이트 성분이 중합체 메틸렌-4,4'-디페닐 디이소시아네이트 (pMDI)인, 경화된 합판 물품.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 카올린이 상기 경화된 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 30 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 것인, 경화된 합판 물품.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 상기 이소시아네이트 성분, 상기 카올린 및 희석제로 본질적으로 이루어진 것인, 경화된 합판 물품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 희석제가 트리에틸 포스페이트인, 경화된 합판 물품.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서, 각각 독립적으로 인접 목재 베니어에 겹쳐 놓인 하나 이상의 추가의 목재 베니어 및 각 쌍의 추가의 목재 베니어들 사이에 배치된 추가의 접착제 조성물을 추가로 포함하며, 여기서 상기 추가의 접착제 조성물은 추가의 이소시아네이트 성분 및 상기 추가의 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 초과 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 카올린으로 본질적으로 이루어진 것인, 경화된 합판 물품.
  19. 제13항 또는 제14항에 있어서, 50 내지 85% 목재 유지율을 나타내는 경화된 합판 물품.
  20. 제1 목재 베니어를 제공하는 단계;
    이소시아네이트 성분 및 카올린으로 본질적으로 이루어진 접착제 조성물을 상기 제1 목재 베니어 상에 배치하는 단계;
    제2 목재 베니어가 제1 목재 베니어 상에 배치된 접착제 조성물과 직접 접촉되고 접착제 조성물이 제1 및 제2 목재 베니어 사이에 배치되어 경화전 합판 물품을 형성하도록 제1 목재 베니어 상에 제2 목재 베니어를 겹쳐 놓는 단계; 및
    이소시아네이트 성분이 제1 및 제2 목재 베니어에 존재하는 수분과 반응하여 자기-중합 생성물, 경화된 접착제 조성물, 및 경화된 합판 물품을 형성하도록 경화전 합판 물품을 압축 및 가열하는 단계
    를 포함하는, 제13항 또는 제14항의 경화된 합판 물품의 형성 방법.
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