KR19980034355A - Manufacturing method of low density fiberboard - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저밀도 섬유판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하기로는 목질섬유에 MDI(diphenyl methane diisocyante)를 분사하고 열압온도, 열압시간, 열압속도, 해압 및 열압의 반복횟수를 적절히 조절하는 다단 해압-열압성형방식을 적용하므로써 내수성, 휨강도, 접착력 등을 보강하여 일반가구, 사무가구, 전자제품, 주방가구 등에 원재료로 유용한 저밀도 섬유판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a low density fiberboard, and more particularly, to multi-stage pressure for spraying MDI (diphenyl methane diisocyante) on wood fiber and appropriately adjusting hot pressure temperature, hot pressure time, hot pressure rate, sea pressure and number of repetition times of hot pressure. The present invention relates to a method for manufacturing low density fiberboard useful as a raw material for general furniture, office furniture, electronic products, kitchen furniture, etc. by reinforcing water resistance, bending strength, adhesive strength, etc. by applying a thermoforming method.

Description

저밀도 섬유판의 제조방법Manufacturing method of low density fiberboard

본 발명은 저밀도 섬유판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하기로는 목질섬유에 MDI(diphenyl methane diisocyante)를 분사하고 열압온도, 열압시간, 열압속도, 해압 및 열압의 반복횟수를 적절히 조절하는 다단 해압-열압성형방식을 적용하므로써 내수성, 휨강도, 접착력 등을 보강하여 일반가구, 사무가구, 전자제품, 주방가구 등에 원재료로 유용한 저밀도 섬유판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a low density fiberboard, and more particularly, to multi-stage pressure for spraying MDI (diphenyl methane diisocyante) on wood fiber and appropriately adjusting hot pressure temperature, hot pressure time, hot pressure rate, sea pressure and number of repetition times of hot pressure. The present invention relates to a method for manufacturing low density fiberboard useful as a raw material for general furniture, office furniture, electronic products, kitchen furniture, etc. by reinforcing water resistance, bending strength, adhesive strength, etc. by applying a thermoforming method.

섬유판은 목질섬유 및 접착제의 함량에 의해 또는 열압성형방식에 의해 저밀도, 중밀도, 고밀도 섬유판으로 제조된다. 고밀도 섬유판을 제조하기 위해서는 상대적으로 다량의 목질섬유와 접착제가 소모되므로 제조비가 상승하고 가공성이나 작업성을 저하시키는 문제가 있으며, 또 접착제 성분으로 함유된 요소수지가 물에 의해 가수분해되기 쉽기 때문에 습기에 장시간 노출되었을 때 접착력이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 고밀도 섬유판은 그 용도에 있어서 주로 내장재,가구재로 한정되어 있다.Fibreboards are made of low density, medium density, high density fiberboards by the content of wood fibers and adhesives or by thermoforming. In order to manufacture high-density fiber boards, a relatively large amount of wood fibers and adhesives are consumed, which leads to an increase in manufacturing costs and a deterioration of workability and workability. Also, since urea resins contained as adhesive components are easily hydrolyzed by water, moisture There is a problem that the adhesive strength is lowered when exposed to a long time. Therefore, the high-density fiberboard is mainly limited to interior materials and furniture materials for its use.

반면에 저밀도 섬유판은 고밀도 섬유판에 비교하여 상대적으로 목질섬유의 사용량이 적고 작업성이 우수하여 일반가구, 사무가구, 전자제품, 주방가구 등 그 용도가 광범위하다.On the other hand, low-density fiberboard has a relatively low use of wood fibers and excellent workability compared to high-density fiberboard.

섬유판은 폐재를 사용하고 가공성이 우수하다는 장점을 가지고 있어 합판과 파티클보드(particle board)를 대체하는 새로운 목질 판상재로서 각광을 받아왔다. 그러나, 섬유판은 다른 목질 판상재와는 달리 벌크(bulk)하므로 열압성형시 표층의 밀도가 중층의 밀도에 비교하여 상대적으로 매우 높게되고, 이에 표층과 중층의 밀도 차이로 인하여 측면 가공성이 불량해지고 접착력이 떨어지는 문제가 있어 측면가공성과 나사못 유지력이 불량하고 중층에서 거스름이 발생하여 저가의 판상재로서 통용될 수밖에 없었다.Fibreboard has received the spotlight as a new wood board material that replaces plywood and particle board because it has the advantage of using waste materials and excellent workability. However, since the fiber board is bulk unlike other wood plate materials, the density of the surface layer is relatively high when compared to the density of the middle layer during hot press molding. Because of this falling problem, the side workability and screw holding power is poor, and change occurs in the middle layer, it has to be commonly used as a low-cost plate material.

섬유판 제조업체에서는 저밀도 섬유판을 제조하는데 있어서 대부분이 기존의 중밀도 제조방법과 동일한 방법을 도입하고 단지 밀도만 하향 조정하는 식으로 시행하고 있으나, 밀도감소에 따라 목질 판상재의 물성편차를 심화시키는 결과를 초래하게 되었다. 따라서 기존의 제조방법으로 만든 저밀도 섬유판은 중밀도 섬유판에 비해 여러 가지 물성들이 현저히 떨어지고 루터가공시 중층에서 거스름이 많이 발생한다.In the manufacture of low-density fiberboard, most of the fiberboard manufacturers adopt the same method as the existing medium-density manufacturing method and adjust only the density. However, the decrease of the density causes a deepening of the material deviation of the wood plate material. Was done. Therefore, the low density fiber board made by the conventional manufacturing method is significantly lowered in various physical properties compared to the medium density fiber board, and a lot of change occurs during the luther processing.

이에 표층과 중층 사이의 밀도차이를 줄여 물성을 강화시키고자하는 연구가 다각적으로 진행되었다.Therefore, various studies have been conducted to enhance the physical properties by reducing the density difference between the surface layer and the middle layer.

예를들면, 독일특허공개 제42,229,396호(1994년)에서는 섬유판 제조시 접착제로서 고분자성 MDI(polymeric diphenyl methane diisocyanate; 이하 PMDI라 함)를 사용하고 촉매로서 아민을 현탁액(suspension) 또는 에멀젼액 상태로 적용하여 프레스로 일정한 압력을 가하면서 열압성형하여 섬유판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 열압시간단축과 접착제 사용량의 감소효과를 얻는 기술로서, 단지 PMDI 접착제를 섬유판에 적용시킨 예이다.For example, German Patent Publication No. 42,229,396 (1994) uses polymeric MDI (polymeric diphenyl methane diisocyanate, hereinafter referred to as PMDI) as an adhesive in the manufacture of fiberboard, and uses amine as a catalyst in suspension or emulsion. The present invention discloses a method of forming a fiber board by thermoforming while applying a constant pressure to a press. This method is a technique of shortening the thermal pressure time and reducing the amount of adhesive used, and is merely an example of applying a PMDI adhesive to a fiber board.

대한민국특허공개 제 8192 호(1989년)에서는 열압성형방법 대신에 섬유물질을 촉매의 존재하에서 폴리에틸렌글리콜이나 폴리아민류의 혼합물로 구성된 매트릭스에 침지하는 방법으로 MDI(diphenyl methane diisocyanate) 조생성물과 섬유물질로 강화된 열경화성 재료의 제조방법이 개시되어 있다.In Korean Patent Publication No. 8192 (1989), a method of immersing a fibrous material in a matrix composed of a mixture of polyethylene glycol or polyamines in the presence of a catalyst in the presence of a catalyst is used as a crude product and fiber material of MDI (diphenyl methane diisocyanate). A method of making a reinforced thermoset material is disclosed.

또한, 호주특허공개 제 8,434,219 호(1985년)에서는 중층에 밀도 25 ~ 30 ㎏/㎥의 폴리스티렌 시이트를 두고, 중층의 양면에 밀도 600 ~ 800 ㎏/㎥의 고밀도 섬유판을 접착시켜 저밀도 고강도 판상재료를 제조하는 기술이 개시되어 있다. 이는 저밀도의 표층 사이에 상대적으로 밀도가 작은 저밀도 시이트를 위치시켜 제품의 밀도를 하향시키는 기술로서, 열압성형방식에 의해 저밀도 섬유판에 적합한 밀도 경사를 조절하는 기술과는 전혀 다르다.In addition, Australian Patent Publication No. 8,434,219 (1985) has a polystyrene sheet having a density of 25 to 30 kg / m 3 in a middle layer, and adheres a high density fiberboard having a density of 600 to 800 kg / m 3 to both sides of the middle layer to form a low density high strength plate-like material. Techniques for making are disclosed. This is a technique of lowering the density of products by placing a relatively low density sheet between low density surface layers, which is completely different from the technique of adjusting the density gradient suitable for low density fiber boards by the thermoforming method.

본 발명에서는 표층과 중층 사이의 밀도 차이를 최대한으로 감소시키는 새로운 저밀도 섬유판의 제조방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과 목질섬유에 접착제 성분으로서 종래의 요소-포름알데히드(urea formaldehyde)수지 대신에 비교적 가격이 저렴한 MDI로 대체하여 내수성,내구성을 보강함과 아울러 접착제의 투입량을 줄였고, 또한 기존의 열압성형방식과는 다른 다단 해압-열압성형방식을 선정하여 표층에 대한 중층의 상대적 밀도를 증가시켜 중층의 내구성을 더욱 보강하므로써 본 발명을 완성하였다.In the present invention, an effort has been made to develop a new low density fiberboard manufacturing method that reduces the density difference between the surface layer and the middle layer to the maximum. As a result, instead of the conventional urea formaldehyde resin, wood fiber is replaced with a relatively inexpensive MDI to improve the water resistance and durability, and to reduce the amount of adhesive input. The present invention was completed by further increasing the durability of the middle layer by increasing the relative density of the middle layer with respect to the surface layer by selecting another multi-stage pressure-thermoforming method.

따라서, 본 발명은 섬유판의 경량화를 통한 원재료 절감효과와 원가절감으로 경쟁력 강화를 실현하고 중량감소에 따른 작업성 향상과 함께 내수성, 휨강도, 접착력 등 물성을 보강하여 일반가구, 사무가구, 전자제품, 주방가구 등의 원재료로 유용한 저밀도 섬유판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention realizes the competitiveness of the raw material reduction effect and cost reduction through weight reduction of the fiber board and improves the workability according to the weight reduction, and reinforces the physical properties such as water resistance, bending strength, adhesive strength, general furniture, office furniture, electronic products, It is an object of the present invention to provide a method for producing low density fiberboard useful as a raw material for kitchen furniture.

도1은 일반 열압성형방식을 적용하여 제조한 섬유판의 밀도경사도이다.1 is a density gradient diagram of a fiber board manufactured by applying a general thermoforming method.

도2는 본 발명의 다단 해압-열압성형방식을 적용하여 제조한 섬유판의 밀도경사도이다.Figure 2 is a density gradient diagram of the fiber plate produced by applying the multi-stage pressure-thermoforming method of the present invention.

본 발명은 목질섬유를 주요성분으로 하고 여기에 접착제를 분사시켜 열압성형방식에 의해 저밀도 섬유판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 접착제 성분으로 EMDI(emulsified MDI), PMDI(polymeric MDI) 또는 이들의 혼합물을 사용하여 이를 다단 해압-열압성형방식을 적용하는 저밀도 섬유판의 제조방법을 그 특징으로 한다.The present invention is a method for producing a low density fiberboard by thermal pressure molding method by the main component of wood fiber and spraying an adhesive thereto, wherein the adhesive component EMEM (emulsified MDI), PMDI (polymeric MDI) or a mixture thereof It is characterized by a method of producing a low density fiber board using the multi-stage pressure-thermoforming method.

또한, 본 발명은 상기 접착제 성분에 요소-포름알데히드(urea formaldehyde), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 이들의 혼합물을 일정 함량 범위내에서 함께 사용하는 저밀도 섬유판의 제조방법을 포함한다.In addition, the present invention includes a method for producing a low density fiber board using urea formaldehyde (urea formaldehyde), polyethylene glycol (PEG) or a mixture thereof in the adhesive content in a certain content range.

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

본 발명은 MDI를 접착제로 함유시켜 접착력, 휨강도, 내수성을 보강하고, 내부접착력과 측면 가공성 향상을 위해 표층과 중층간의 밀도경사 차이를 낮추는 새로운 열압성형방식으로 특정 조건하에서 해압 및 재가압 과정을 반복적으로 수행하여 표층과 중층의 밀도 차이를 감소시키는 저밀도 섬유판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a new hot pressing method that contains MDI as an adhesive to reinforce adhesion, bending strength and water resistance, and lowers the difference in density gradient between the surface layer and the middle layer in order to improve internal adhesion and side workability. The present invention relates to a method for producing a low density fiber board which reduces the density difference between the surface layer and the middle layer.

종래에 섬유판 제조시 접착제로서 주로 사용되어오던 요소-포름알데히드 수지가 포름알데히드를 방산시키고 물에 가수분해되기 쉬워서 저밀도 섬유판의 제조에 적용하기에는 많은 문제가 있고, 이에 포름알데히드 방산량을 감소시키기 위해 포름알데히드 함유량이 적은 저몰비의 접착제가 사용되기도 하였으나 이는 섬유판의 물성을 저하시키는 원인이 되었다. 그러나, 본 발명에서 접착제 성분으로 사용되는 MDI(diphenyl methane diisocyante)는 열경화성 수지로서 물과 반응하여 폴리우레아 결합을 형성하므로써 접착력을 발휘하게된다. 또한, MDI는 포름알데히드를 포함하고 있지 않아 방산에 따른 문제를 일으키지 않으며, 열압시간이 짧고 열압온도를 낮출 수 있는 특성이 있고, 높은 매트함수율 영역에서도 적용가능하여 원재료의 건조비용을 절약할 수 있으며, 판상재 표면에 조기경화의 발생이 거의 없고 소량의 접착제 사용으로도 강도와 치수안정성을 개선시키는 우수성이 있다.The urea-formaldehyde resin, which has been mainly used as an adhesive in the manufacture of fiber boards, is easy to dissipate formaldehyde and hydrolyze in water, and thus there are many problems in applying to the production of low density fiber boards, thereby reducing formaldehyde dissipation amount. Although a low molar ratio adhesive having a small content was used, this caused a decrease in the physical properties of the fiberboard. However, MDI (diphenyl methane diisocyante) used as an adhesive component in the present invention exerts an adhesive force by forming a polyurea bond by reacting with water as a thermosetting resin. In addition, since MDI does not contain formaldehyde, it does not cause problems due to dissipation, has a short hot press time and a low hot press temperature, and can be applied even in a high mat content range, thereby saving drying costs of raw materials. In addition, there is almost no premature curing on the surface of the plate-like material, and even with a small amount of adhesive, it has the advantage of improving strength and dimensional stability.

이러한 접착제 성분으로는 PMDI 단독, EMDI 단독 또는 이들을 함께 사용하며, 이들은 목질섬유 100 중량부에 대하여 3 ~ 6 중량부 범위내에서 분사하는 것이 바람직하다. 접착제 성분의 분사량이 3 중량부 미만이면 접착력을 비롯한 물성이 저하되고, 6 중량부를 초과하여 과량 사용하는 것은 경제적으로 불리하다.As such an adhesive component, PMDI alone, EMDI alone, or a combination thereof may be used, and these are preferably sprayed within a range of 3 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of wood fiber. If the injection amount of the adhesive component is less than 3 parts by weight, the physical properties including the adhesive force are lowered, and it is economically disadvantageous to use the excess in excess of 6 parts by weight.

본 발명에서 사용되는 PMDI는 MDI를 아닐린과 포름알데히드를 축합하고 COCl2와 반응시켜 제조한 것으로서 이는 주로 건축분야 및 가구분야에서 사용되고 있다. 분자량 350 ~ 400 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 아세톤이나 자일렌(xylene) 등의 용제로 녹여 사용하거나 또는 열로써 용융시켜 사용한다.The PMDI used in the present invention is prepared by condensing MDI with aniline and formaldehyde and reacting with COCl 2 , which is mainly used in construction and furniture. It is preferable to use a molecular weight in the range of 350 ~ 400, it is used by melting with a solvent such as acetone, xylene (xylene) or by melting with heat.

EMDI는 물과의 혼용성을 좋게하기 위해 에멀젼화시킨 수지로서, 특히 수지분사시 도포성이 우수하다.EMDI is an emulsified resin for improving compatibility with water, and is particularly excellent in coating property during resin spraying.

또한, 본 발명에서는 접착제 성분으로서 종래의 요소-포름알데히드 수지를 일정 함량 범위로 함유시키는 것도 포함한다. 요소-포름알데히드 수지는 목질섬유 100 중량부에 대하여 12 중량부 미만의 범위내에서 함유시키는 것이 바람직한데, 그 함량이 12 중량부를 초과하여 과량 첨가할 경우 투입량에 따른 첨가효과가 감소하게 된다.In addition, the present invention also includes a conventional urea-formaldehyde resin as an adhesive component in a certain content range. It is preferable to contain the urea-formaldehyde resin within a range of less than 12 parts by weight with respect to 100 parts by weight of wood fibers, and when the content is added in excess of 12 parts by weight, the effect of addition according to the dosage is reduced.

또한, 본 발명에서 접착제 성분으로 사용하는 MDI가 기존의 요소-포름알데히드(urea formaldehyde)수지에 비해 고분자량을 가지고 있어 접착력이나 다른 물성이 우수할 수 있으나, 분산성이나 침투성이 떨어지지 때문에 MDI를 섬유판의 접착제로서 분사할 때 점도조정을 위한 처리가 중요하다. 그리고 MDI는 열판에 부착되는 성질을 가지고 있기 때문에 열압성형과정 전에 이형제를 열판위에 도포해야 한다. 본 발명에서는 폴리에틸렌글리콜을 목질섬유 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 미만 함유시킨다. 이때 사용하는 폴리에틸렌글리콜은 분자량 1000 ~ 1450 범위를 유지하여 열압성형 과정중에 PMDI와 가교결합을 형성하여 강도를 더욱 보강하는 역할을 수행한다.In addition, MDI used as an adhesive component in the present invention has a high molecular weight compared to the conventional urea formaldehyde resin (urea formaldehyde) resin may have excellent adhesive strength or other physical properties, but MDI fiber board because it is inferior in dispersibility or permeability When spraying as an adhesive, the treatment for viscosity adjustment is important. And since MDI has the property of adhering to the hot plate, the release agent should be applied on the hot plate before the thermoforming process. In the present invention, polyethylene glycol is contained less than 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of wood fiber. In this case, the polyethylene glycol used serves to further strengthen the strength by forming a crosslink with PMDI during the thermoforming process by maintaining the molecular weight range of 1000 ~ 1450.

본 발명에 따른 섬유판 제조방법에 있어서, 가장 중요한 공정이 열압성형공정이다. 형성된 매트를 일정한 온도하에서 압력를 가하면 접착제와 목질섬유간에 결합력이 발생하여 열압공정후 판상재 형태로 만들어 진다. 매트의 각 층은 일정한 프레스 압력이 작용할 때 저항력이 생기고 차츰 시간이 경과됨에 따라 저항력을 상실하며 변형되기 시작하는 바, 온도가 높고 수분이 많을수록 압축시 매트 각 층의 저항력은 줄어들며 변형도도 커진다. 따라서 표층과 중층간에 프레스 압력에 대한 저항력을 같게 만들어 주는 조건설정이 표층과 중층간에 밀도차이를 줄일 수 있는 가장 중요한 요건이다. 그리고 압력에 대한 변형은 대부분 열압성형공정 초기부터 중층이 경화 온도에 도달하는 시간까지 진행되므로 본 발명에서는 해압- 재가압 처리를 중층 경화온도 도달 시간 까지 실시 완료하였다.In the fiber board manufacturing method according to the present invention, the most important step is a hot press molding process. When the formed mat is pressurized under a certain temperature, a bonding force is generated between the adhesive and the wood fibers to form a plate-like material after the hot pressing process. Each layer of the mat becomes resistant when a certain press pressure is applied and begins to deform and deform as time passes. The higher the temperature and the more moisture, the less the resistance of each layer of the mat and the greater the deformation. Therefore, the condition setting that makes the resistance to press pressure equal between the surface layer and the middle layer is the most important requirement to reduce the density difference between the surface layer and the middle layer. In addition, since the deformation of the pressure proceeds from the beginning of the thermoforming process to the time when the middle layer reaches the curing temperature, in the present invention, the pressure-repressurization treatment is performed until the time of reaching the middle curing temperature.

본 발명에 따른 다단 해압-열압성형방식을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the multi-stage pressure-thermoforming method according to the present invention in more detail.

본 발명에서 사용한 프레스는 단속식 프레스로서 해압-재가압 반복시 초기-중기단계에는 해압후 재가압속도를 신속히 하여 표층주위의 밀도 함몰 현상을 예방하고 중기-말기단계에는 속도를 느리게 하여 중층밀도를 상승시킨다. 해압-재가압 단계 이전에 열판하강속도를 느리게 하여 중층밀도를 높게 할 수도 있으나, 표층에서 수분이동이 많아 나중에 연마를 많이 해야 한다. 따라서 표층 연마량을 줄이기 위해서는 열판하강속도를 빠르게 해야한다. 바람직하기로는 해압후 재가압시 초기-중기단계에서는 재가압속도를 0.3 ~ 0.5 ㎜/sec으로 하고, 중기-말기단계에서는 0.1 ~ 0.2 ㎜/sec으로 유지한다. 초기-중기단계에서는 해합후 매트의 밀도가 400 ~ 450 ㎏/m3까지 되도록 조절하면서 중층이 경화온도에 이를 때 까지 반복적으로 수행하며, 중기-말기단계에서는 섬유판 밀도가 550 ~ 600 ㎏/㎥ 되도록 가압 및 해압과정을 반복한다. 이때 주의해야 할 점은 사용된 접착제(수지)의 조기경화가 발생하여 섬유와 접착제간에 결합력이 상실되지 않도록 해압-재가압 스케쥴을 조정해야한다. 또한, 열압온도는 170 ~ 190℃가 적당한 바, 190℃ 보다 높은 온도에서는 열압시간을 단축시킬 수는 있지만, 표층의 탄화, 접착제의 조기경화, 변색등이 발생하게 된다. 압력은 25 ~ 30 ㎏/㎠로 하되 수종이나 열압조건에 따라 달라질 수 있다. 그리고 열압시간은 중층온도가 경화시간에 이르고 내부의 포화수증기압이 충분히 낮아질 때까지 연장시키는 것이 바람직하다.The press used in the present invention is an intermittent press, in which the re-pressurization speed is accelerated after the depressurization in the initial-medium stage during the repetition of the depressurization-repressurization, thereby preventing the density sinking around the surface layer and slowing down the middle-end stage. Raise. It is possible to increase the middle layer density by slowing down the hot plate descending rate before the depressurization-repressurization step. Therefore, in order to reduce the surface polishing amount, the hot plate lowering speed should be increased. Preferably, the re-pressurization speed is 0.3-0.5 mm / sec in the early-middle stage at the time of re-pressurization after depressurization, and 0.1-0.2 mm / sec in the middle-end stage. In the early and middle stages, the density of the mat is controlled to 400 ~ 450 ㎏ / m 3 after dissolution, and repeatedly carried out until the middle layer reaches the curing temperature, and in the middle and end stages, the fiber board density is 550 ~ 600 ㎏ / ㎥ Repeat the pressurization and depressurization process. It should be noted that the pressure-repressurization schedule should be adjusted so that premature curing of the used adhesive (resin) occurs and the bond between fibers and adhesive is lost. In addition, since the thermal pressure temperature is suitably 170 to 190 ° C, the thermal pressure time can be shortened at a temperature higher than 190 ° C, but carbonization of the surface layer, premature curing of the adhesive, and discoloration occur. The pressure is 25 ~ 30 ㎏ / ㎠ to vary depending on the species or thermal pressure conditions. And the thermal pressure time is preferably extended until the middle layer temperature reaches the curing time and the internal saturated steam pressure is sufficiently low.

첨부한 도1은 일반 열압성형방식을 적용하여 섬유판을 만들었을 때의 밀도경사도이고, 도2는 본 발명의 다단 해압-열압성형방식을 적용하여 섬유판을 만들었을 때의 밀도경사도이다. 도2는 도1에 비교하여 표층밀도가 낮은 반면에 중층밀도가 향상됨을 알 수 있는데, 본 발명에서 목적으로 하고 있는 저밀도 섬유판의 중층의 보강을 위해서는 도2에 나타난 밀도경사 분포가 바람직하다. 도2에 의하면 최소밀도/평균밀도의 비율은 88 ~ 90% 까지 향상되었다. 일반적인 가압방식에서는 섬유판의 매트를 목표 두께까지 가압하고 일정시간 유지하면서 중층이 경화온도에 도달하고 포화수증기가 발생할 때 해압을 실시하는바, 이러한 가압방식으로 얻은 최소밀도/평균밀도의 비율은 도1에 나타나 있듯이 표층과 중층간의 밀도차가 80% 정도로 크고 중층에 공극이 많이 생겨 측면가공성, 나사못 유지력, 접착력을 약화시킨다. 최소밀도/평균밀도의 비율은 판상재의 밀도경사 분포를 평가하는 항목의 일종으로서 최소밀도는 곧 중층의 밀도를 말하며 최소밀도/평균밀도의 비율이 클수록 표층에서 중층까지 완만한 밀도경사가 나타난다.Attached Figure 1 is a density gradient when making a fibrous plate by applying a general thermoforming method, Figure 2 is a density gradient when making a fibrous plate by applying the multi-stage pressure-thermoforming method of the present invention. 2 shows that the surface density is lower than that of FIG. 1 while the middle layer density is improved. The density gradient distribution shown in FIG. 2 is preferable for reinforcing the middle layer of the low density fiber board aimed at by the present invention. 2, the ratio of minimum density / average density is improved by 88 to 90%. In the general pressurization method, the mat of the fiberboard is pressed to the target thickness and maintained for a certain time while depressurizing when the middle layer reaches the curing temperature and saturated steam occurs. The ratio of the minimum density / average density obtained by this pressurization method is shown in FIG. As shown in the figure, the density difference between the surface layer and the middle layer is about 80%, and many voids are formed in the middle layer, which weakens the side workability, the screw holding force, and the adhesive force. The ratio of minimum density / average density is one of the items for evaluating the density gradient distribution of the plate material. The minimum density is the density of the middle layer, and the higher the minimum density / average density ratio shows the gentle density gradient from the surface layer to the middle layer.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 저밀도 섬유판의 제조방법에서는 목질섬유에 접착제 성분으로서 MDI를 분사시켜 접착력, 휨강도, 내구성 등을 보완하였고, 특별히 고안된 다단 해압-열압성형방식을 도입하여 내부 접착력과 측면 가공성을 향상시켰다.As described above, in the method for manufacturing a low density fiber board according to the present invention, MDI is sprayed onto wood fibers as an adhesive component to compensate for adhesive strength, bending strength, durability, and the like. Processability was improved.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1 ~ 8 및 비교예 1Examples 1 to 8 and Comparative Example 1

해리작업을 거친 목질섬유를 조습처리한 다음, 목질섬유에 접착제 성분을 압축공기와 함께 분사하는 건식방법으로 혼합하고 냉압을 거쳐 일정한 매트 두께로 조정하였다. 그리고, 다음 표1과 같은 조건하에서 다단 해압-열압성형 방식을 적용하여 두께 15 ㎜, 목표밀도 600 ㎏/㎤인 저밀도 섬유판을 제조하였고, 제조된 섬유판의 최소/평균밀도값을 측정하였다.After dissociating the wood fiber after dissociation, the wood fiber was mixed by dry method of spraying the adhesive component with compressed air and adjusted to a constant mat thickness through cold pressure. Then, a low density fiber board having a thickness of 15 mm and a target density of 600 kg / cm 3 was prepared by applying a multi-stage pressure-thermoforming method under the conditions shown in Table 1 below, and the minimum / average density value of the manufactured fiber board was measured.

이때 사용한 프레스는 단속식 프레스로서 해압-재가압 반복시 초기-중기단계에는 해압후 재가압속도를 0.40 ㎜/sec로 신속히 하여 표층주위의 밀도 함몰 현상을 예방하고 중기-말기단계에는 속도를 0.15 ㎜/sec로 느리게 하여 중층밀도를 상승시켰다. 초기-중기단계에서는 해압후 매트의 밀도가 450 ㎏/m3까지 되도록 조절하며 중층이 경화온도에 이를 때 까지 반복하여 저밀도 섬유판을 제조하였다.At this time, the used press is an intermittent press that re-pressurizes the pressure to 0.40 ㎜ / sec after depressurization in the initial and middle stages during repeated pressurization and re-pressurization to prevent density depressions around the surface layer and 0.15 ㎜ in the middle and end stages. It was slowed down to / sec to increase the middle layer density. In the initial-middle stage, the density of the mat was adjusted to 450 kg / m 3 after depressurization, and the low density fiberboard was manufactured by repeating until the middle layer reached the curing temperature.

비교예 2Comparative Example 2

해리작업을 거친 목질섬유를 조습처리한 다음 요소수지 12중량%를 압축공기와 함께 분사하는 건식방법으로 혼합하고 냉압을 거쳐 일정한 매트두께로 조정한다. 그리고 열압온도 185℃, 열압시간 5분, 압력 30 ㎏/㎠ 조건하에서 일반 열압 성형 방식을 적용하여 두께 15 ㎜, 목표밀도 600 ㎏/㎤인 저밀도 섬유판을 제조하였고, 제조된 섬유판의 최소밀도/평균밀도의 비율을 측정하였다.The wood fiber after dissociation is moisturized, and then 12% by weight of urea resin is mixed by a dry method of spraying with compressed air and adjusted to a constant mat thickness through cold pressure. In addition, a low density fiber board having a thickness of 15 mm and a target density of 600 kg / cm 3 was manufactured by applying a general thermoforming method under a hot pressure temperature of 185 ° C., a hot pressure time of 5 minutes, and a pressure of 30 kg / cm 2. The ratio of density was measured.

실험예Experimental Example

상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2에서 제조한 저밀도 섬유판 각각에 대해서는 KS F 3104에 의해 휨강도, 접착력 및 흡수두께 팽창율을 측정하였으며, 그 결과는 다음 표1에 나타내었다.For each of the low-density fibreboards prepared in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 2, the flexural strength, the adhesive force, and the absorption thickness expansion rate were measured by KS F 3104, and the results are shown in Table 1 below.

구 분division 원재료 물질(중량부)Raw material substance (part by weight) 목표밀도(kg/㎥)Target density (kg / ㎥) 최소밀도/평균밀도의 비율(%)% Of minimum density / average density 휨강도(kg/㎠)Flexural strength (kg / ㎠) 접착력(kg/㎠)Adhesive force (kg / ㎠) 두께팽창율(%)Thickness expansion rate (%) 실시예 1Example 1 목질섬유100EMDI 3Wood fiber 100EMDI 3 603603 85.485.4 362362 3.93.9 8.98.9 실시예 2Example 2 목질섬유100EMDI 6Wood fiber 100EMDI 6 601601 84.884.8 400400 9.39.3 5.85.8 실시예 3Example 3 목질섬유100EMDI 1.2요소수지10.8Wood fiber 100EMDI 1.2 Urea resin 10.8 599599 89.389.3 307307 4.14.1 10.210.2 실시예 4Example 4 목질섬유100EMDI 3.6요소수지8.4Wood fiber 100EMDI 3.6 Urea resin 8.4 604604 87.587.5 364364 5.45.4 8.58.5 실시예 5Example 5 목질섬유100PMDI 3PEG1.5Wood fiber 100PMDI 3PEG1.5 602602 85.185.1 275275 3.43.4 9.19.1 실시예 6Example 6 목질섬유100PMDI 6PEG1.5Wood fiber 100PMDI 6PEG1.5 603603 85.085.0 376376 6.66.6 7.37.3 실시예 7Example 7 목질섬유100PMDI 3Wood fiber 100PMDI 3 602602 84.684.6 263263 3.23.2 9.39.3 실시예 8Example 8 목질섬유100PMDI 6Wood fiber 100PMDI 6 600600 84.284.2 381381 6.76.7 7.27.2 비교예 1Comparative Example 1 목질섬유100요소수지12Wood fiber 100 Urea resin 12 602602 88.288.2 236236 3.13.1 9.89.8 비교예 2Comparative Example 2 목질섬유100요소수지12Wood fiber 100 Urea resin 12 601601 80.680.6 255255 2.22.2 9.59.5

a)PMDI : 한화BASF M20Sa) PMDI: Hanwha BASF M20S

b)EMDI : ICI Polyurethanes 3054b) EMDI: ICI Polyurethanes 3054

c)요소수지 : 한솔화학DR-101c) Urea resin: Hansol Chemical DR-101

본 발명에 따른 다단 해압-열압성형방식은 저밀도 섬유판 중층의 내구성을 향상시키는 데 주목적이 있다. 상기 표1에 의하면, 본 발명의 다단 해압-열압성형방식(실시예 1 ~ 8)은 종래의 열압성형방식(비교예2)에 비교하여 판상재의 최소밀도/평균밀도의 비율을 80%에서 88%까지 상승시켰는 바, 이로 인해 접착력도 최소 최대 1.4배 향상되었다. 따라서 본 발명에서 시도한 열압성형방식은 중층의 밀도향상에 기여하였으며 저밀도 섬유판에 적합한 밀도경사를 만들어 냈다. 그리고 접착제 성분으로서 요소수지를 사용하고 있는 비교예 1의 경우에 비교하여서도 휨강도는 최고 1.7배, 두께 팽창율은 최고 1.7배, 접착력은 최고 4.2배 향상시켰다.The multi-stage pressure-thermoforming method according to the present invention is mainly aimed at improving the durability of the low density fiberboard middle layer. According to Table 1, the multi-stage pressure-thermoforming method (Examples 1 to 8) of the present invention has a ratio of the minimum density / average density of the plate material from 80% to 88 as compared with the conventional thermoforming method (Comparative Example 2). Increasing the percentage, the adhesive strength also improved by at least 1.4 times. Therefore, the thermoforming method attempted in the present invention contributed to the improvement of the density of the middle layer and produced a density gradient suitable for the low density fiberboard. In comparison with Comparative Example 1 in which urea resin was used as the adhesive component, the flexural strength was increased by 1.7 times, the thickness expansion ratio was 1.7 times, and the adhesive strength was improved by 4.2 times.

본 발명에서 제조한 섬유판은 밀도가 600 ㎏/m3이하까지 하향 조정됨으로써 기존의 밀도 700 ㎏/m3의 중밀도 섬유판에 비해 원재료량을 약 15 ~ 20%까지 줄이는 효과를 가진다. 따라서, 본 발명은 섬유판의 경량화를 통한 원재료 절감효과와 원가절감으로 경쟁력 강화를 실현하고 중량감소에 따른 작업성 향상과 공구의 마모감소등 여러 가지 장점을 가지고 있어 이로 인한 제품 다양화로 시장 점유율을 확보하는 효과를 가진다.The fiber board manufactured in the present invention has an effect of reducing the amount of raw materials by about 15 to 20% compared to the conventional medium density fiber board having a density of 700 kg / m 3 by adjusting the density down to 600 kg / m 3 or less. Therefore, the present invention has various advantages such as the reduction of raw materials through cost reduction and cost reduction, and the improvement of the workability and weight reduction of the tool due to the weight reduction of the fiber board, thereby securing market share through product diversification. Has the effect of

Claims (7)

목질섬유를 주요성분으로 하고 여기에 접착제를 분사시켜 열압성형방식에 의해 저밀도 섬유판을 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing a low density fiberboard by thermo-pressure molding method by using wood fibers as a main component and spraying an adhesive thereto, 상기 접착제 성분으로 EMDI(emulsified MDI), PMDI(polymeric MDI) 또는 이들의 혼합물을 함유시켜, 이를 다단 해압-열압성형하는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.Emulsified MDI (EMDI), polymeric MDI (PMDI) or a mixture thereof as the adhesive component, and the multi-stage pressure-thermoforming molding method for producing a low density fiber board. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 성분은 목질섬유 100 중량부에 대하여 3 ~ 6 중량부 분사하는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.The method of claim 1, wherein the adhesive component is sprayed 3 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of wood fiber. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 성분중에 요소-포름알데히드(urea formaldehyde)수지를 함께 함유시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.The method of manufacturing a low density fiber board according to claim 1, wherein the adhesive component is sprayed by containing urea formaldehyde resin together. 제 3 항에 있어서, 상기 요소-포름알데히드 수지는 목질섬유 100 중량부에 대하여 12 중량부 미만으로 함유시키는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.4. The method of claim 3, wherein the urea-formaldehyde resin is contained in an amount of less than 12 parts by weight based on 100 parts by weight of wood fiber. 제 1 항에 있어서, 상기 접착제 성분중에 폴리에틸렌글리콜을 함께 함유시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.The method for producing a low density fiber board according to claim 1, wherein the adhesive component is sprayed together with polyethylene glycol. 제 5 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜은 목질섬유 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 미만으로 함유시키는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.The method of claim 5, wherein the polyethylene glycol is contained in less than 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of wood fibers. 제 1 항에 있어서, 상기 다단 해압-열압성형은 열압온도 170 ~ 190℃, 압력 25 ~ 30 ㎏/㎠ 하에서 초기-중기에는 재가압속도 0.3 ~ 0.5 ㎜/sec, 해압시 섬유판 밀도 400 ~ 450 ㎏/m3이 되도록 하면서 중층경화온도에 이를 때 까지 가압 및 해압과정을 반복하고, 중기-말기에는 재가압속도 0.1 ~ 0.2 ㎜/sec, 목표 섬유판 밀도 550 ~ 600 ㎏/㎥가 되도록 가압 및 해압과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 저밀도 섬유판의 제조방법.According to claim 1, wherein the multi-stage pressure-thermoforming is a re-pressurization rate 0.3 ~ 0.5 ㎜ / sec in the initial-middle period under the heat pressure temperature 170 ~ 190 ℃, pressure 25 ~ 30 kg / ㎠, fiber board density 400 ~ 450 kg during depressurization Pressurizing and depressurizing process is repeated until the middle hardening temperature is reached, and m / m 3 , and pressurizing and depressurizing process is carried out so that re-pressurization speed is 0.1 ~ 0.2 ㎜ / sec and target fiber board density is 550 ~ 600 ㎏ / ㎥ Method for producing a low density fiberboard, characterized in that for repeating.
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