KR19990037720A - 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체 - Google Patents

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야스오 이마시로
순 하세가와
다카히코 마쓰모토
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모치즈키 아키히로
닛신보세키 가부시키 가이샤
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Abstract

멜라민계 수지발포체가 본래 가지는 물성인 흡음성등을 저하시키지 않으며, 우수한 발유성을 부여하고, 동시에 취약함도 개선한 멜라민계 수지발포체를 제공하기 위해, 멜라민포름알데히드축합물 및 발포제를 주성분으로 하는 수지조성물을 발포시킴으로써 얻어진 실질적으로 연속기포로 이루어지는 기초재를, 불소수지의 수성에멀젼등의 비친유성 성분을 포함하는 처리액에 함침하는 것으로, 비친유성 성분을 표면에 피복하여 이루어지는 멜라민계 수지발포체이다.

Description

발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체
멜라민포름알데히드수지는, 주지하는 바와 같이 멜라민과 포름알데히드를 반응시킴으로써 얻어지는 열경화성 수지로서, 아미노수지의 일종이며, 특히 그 고분자량수지는, 그 내열성을 이용하여 내열성 식기(食器)나 테이블 등의 표면판으로서 사용되고 있다.
또, 이 멜라민포름알데히드수지로 이루어지는 발포체는, 유기성 수지발포체 중에서는 뛰어난 난연성을 나타내는 것도 알려져 있으며, 흡음성이나 내열성이 우수하기 때문에, 건축재료나 자동자, 산업기계 혹은 공장등에서의 흡음 단열재로서 그 사용이 기대되고 있다.
그러나, 상기 멜라민계 수지발포체는 매우 취약하고, 특히 고발포물에서는 취약함이 현저하게 나타나며, 매우 뛰어난 흡수성을 가지지만, 건축재료나 흡음재 등의 용도로는, 습기의 유지에 의한 성능저하나 주위로의 환경악화라는 문제가 있고, 공업적 이용으로서의 단열재등에서는, 흡유(吸油)에 의한 실질적인 난연성 저하를 초래할 우려가 있어, 사용가능한 용도에 제한이 있었다.
상기 문제 중에서, 습기의 유지에 의한 성능저하나 주위로의 환경악화라는 것을 해결하기 위해, 멜라민계 수지발포체에 대하여 실리콘수지를 이용하는 발수성을 부여하는 방법이 일본국 특개평7-26054호 공보에 기재되어 있다. 그렇지만, 발유성이 부여된 멜라민계 수지발포체는 현재에 이르기까지 제안되어 있지 않다.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 난점을 해소하고, 멜라민계 수지발포체가 본래 가지는 뛰어난 물성인 흡음성등을 저하시키지 않으며, 우수한 발유성을 부여하고, 동시에 약함도 개선한 멜라민계 수지발포체를 제공하는 것을 목적으로 이루어졌다.
본 발명은 멜라민계 수지발포체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 발유성(撥油性)을 개선함으로써, 각종 흡음재나 단열재로서 적합하게 사용할 수 있도록 한 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명이 채용한 멜라민계 수지발포체의 구성은, 멜라민포름알데히드축합물 및 발포제를 주성분으로 하는 수지조성물을 발포시킴으로써 얻어지는 기초재에, 비친유성 성분을 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 본 발명의 발명자들은, 멜라민계 수지발포체를 비친유성 성분으로 피복한 경우에, 발유성이 부여될 뿐만 아니라, 비친유성 성분의 피복에 의해 하중이 분산하고, 골격의 파괴가 감소하여 취약함도 개선되는 것이 아닌가라는 착상하에 연구를 계속한 결과, 본 발명을 완성시킨 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 멜라민계 수지발포체는, 상술한 바와 같이, 멜라민포름알데히드축합물 및 발포제를 주성분으로 하는 수지조성물을 발포시켜 얻어지는 공지의 멜라민계 수지발포체(즉, 기초재)에, 비친유성 성분을 피복함으로써 얻어지는 것이다. 따라서, 이 비친유성 성분을 사용하는 것을 제외하고, 본 발명의 멜라민계 수지발포체에 있어서 이용되는 성분은, 종래에서 멜라민포름알데히드수지 또는 그 발포체를 제조할 때 사용되는 것으로서 알려져 있는 각종 성분을 이용할 수 있다.
예컨대, 상기 멜라민포름알데히드축합물은, 멜라민과 포르말린과 파라포름알데히드를 혼합하고, 알칼리촉매 존재하에서 가열반응시킴으로써 얻을 수 있고, 이 경우의 멜라민과 포름알데히드와의 혼합비율로서는, 예를들어 몰비로서 1 : 3(멜라민:포름알데히드)의 비율을 들 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 얻어지는 멜라민포름알데히드축합체는, 그 점도가 바람직하게는 1,000∼100,000cp의 범위에 있는 것, 더욱 바람직하게는 5,000∼15,000cp의 범위에 있는 것이 좋고, 또한 pH로서는 8∼9의 범위에 있는 것이 바람직하다.
발포제로서는, 예를들면 직쇄(直鎖) 알킬탄화수소가 이용되며, 특히 펜탄, 헥산의 사용이 바람직하다.
또, 균일한 발포 기초재를 얻기 위해, 상기 멜라민포름알데히드축합물 및 발포제를 주성분으로 한 수지조성물에 유화제를 첨가해도 좋으며, 이러한 유화제로서는, 예컨대, 알킬술폰산 금속염, 알킬아릴술폰산 금속염을 들 수 있고, 그 중에서도, 도데실벤젠술폰산 나트륨을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 발포한 상기 수지조성물을 경화시키기 위해, 상기 수지조성물에 경화제를 첨가해도 좋으며, 이러한 경화제로서는, 예를들어 산성경화제를 들 수 있고, 그 중에서도 개미산, 염산, 황산이나 옥살산을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 기초재는, 상기 멜라민포름알데히드축합물 및 발포제를 주성분으로 하는 수지조성물에, 필요에 따라 상기와 같은 유화제 및 경화제 혹은 충진제 등의 성분을 첨가하고, 상기 발포제의 비등점 이상으로 열처리하여 발포시키고, 더 얻어지는 발포체를 경화시킴으로써 얻을 수 있다. 상기와 같은 발포체의 제조방법은 예컨대 일본국 특개소55-142628호 공보나 특개소56-152848호 공보에 기재되어 있다.
또, 본 발명에서 사용하는 기초재로서는, 이소시아네이트로 변성된 멜라민계 수지발포체를 이용할 수도 있으며, 이러한 발포체의 제조방법은, 예를들면 일본국 특개평7-157590호 공보에 기재되어 있다.
상기와 같이 하여 선택된 기초재는, 다음에 기술하는 바와 같이, 그 골격에 비친유성 성분을 피복하는 것이므로, 실질적으로 연속기포인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서 이용되는 비친유성 성분으로서는, 일반적으로 그와 같은 기능을 발휘하는 것으로서 시판되고 있는 것이라면 좋고, 특별히 한정되는 것은 아니며, 이와 같은 비친유성 성분으로서는, 예컨대 테프론수지로 대표되는 불소수지를 들 수 있다.
또, 본 발명에 있어서 비친유성 성분으로서 이용되는 불소수지에는, 비친유성 뿐만 아니라 비친수성을 함께 가지고 있는 것도 있기 때문에, 이와 같은 불소수지를 사용하면, 발유성뿐만 아니라 발수성을 가지는 본 발명의 멜라민계 수지발포체로 할 수 있다.
그리고, 기초재를 상기 불소수지로 피복할 때, 상기 불소수지의 수계 에멀젼을 기초재, 특히 그 골격자체의 표면에 부착시키도록 하면, 용제의 주체가 물이므로 처리 및 건조공정에서의 배기처리, 건조설비 및 용매의 회수 등에 있어서 유리하다.
본 발명에 있어서, 상기와 같은 비친유성 성분은, 예를들면 다음과 같이 하여 기초재에 피복되는 것이다. 즉 기초재를 비친유성 성분을 포함하는 처리액에 담가서, 처리액을 기초재 내부까지 충분히 함침하고, 이어서, 기초재를 상기 처리액중에서 꺼내어, 과잉 처리액을 자연낙하시키거나, 혹은 롤러나 프레스등을 이용하여 균일하게 물기를 뺀 후, 건조하면 족하다. 처리액의 함침은, 처리액중에 기초재를 수시간 방치해 놓아도 좋고, 또는 처리액중에서 기초재의 압축개방을 되풀이 하여, 내부의 공기를 강제적으로 밀어내면 함침조작을 효율좋게 행할 수 있다.
상기와 같이 하여 얻어진 본 발명의 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체는, 멜라민계 수지발포체가 본래 가지는 뛰어난 물성인 흡음성등이 저하하지 않으므로, 자동차나 산업기계등의 흡음단열부품으로서, 또한 기계류의 방음판넬로서 사용할 수 있으며, 더구나 발유성의 효과에 의해 기계류에서 비산하는 오일등의 부착을 방지하여, 실질적인 난연성 저하를 방지할 수 있다.
상기와 같이, 자동차나 산업기계등의 흡음단열부품 등으로서 사용할 경우, 본 발명의 멜라민계 수지발포체는, 각종 필름재료와 조합시켜 사용할 수도 있고, 필름재료의 특성을 이용하여, 흡음성능을 변화시켜 사용할 수도 있다. 또 펀칭메탈이라 불리는 천공철판, 천공알루미늄판 등에 의해 주위를 덮음으로써, 자립성의 흡음판넬, 예를들면, 도로, 철도나 스타디움등의 주위 흡음판넬로서 사용할 수도 있다.
또한, 예를들어 비친유성 성분인 불소수지에 비친수성을 함께 가지고 있는 것을 사용하면, 본 발명의 멜라민계 수지발포체는, 발수성 효과에 의해 결로(結露)에 의한 성능저하, 보습을 회피할 수 있다.
특히, 상기의 도로, 철도나 스타디움 등의 주위 흡음판넬은, 실외에서 사용되기 때문에 공기중의 수분이나 비산하는 유분에 맞게 되므로, 상기와 같이 비친유성 성분인 불소수지에 비친수성을 함께 가지고 있는 것을 사용하면, 발수성 및 발유성의 양쪽 효과에 의해 흡수 및 흡유에 의한 성능열화를 방지할 수 있다.
상기와 같은 발수성 및 발유성 양쪽에 뛰어난 본 발명의 멜라민계 수지발포체는, 각종 주택용 등의 예컨대 환기덕트, 환기팬 주위나 주방 주위의 흡음재나 단열재로서 사용할 수 있으며, 유분의 흩날림, 수분(습기나 증기등)에 의한 난연성 저하나 성능 열화 혹은 저하를 방지할 수 있다.
상기의 경우, 본 발명의 멜라민계 수지발포체는 단독으로도, 벽지등의 각종 표면재와 적층하여 사용해도 좋고, 건축자재 보드등과 조합시켜 흡음 단열판넬로서 이용할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 멜라민계 수지발포체는, 경량으로 가공성도 좋고, 따라서 여러 재료와의 조합도 용이하므로, 여러 가지 사용장소나 사용형태에 적합한 것도 장점 중의 하나이다.
다음에, 본 발명의 실시예를 열거하는데, 이들 실시예는 단순히 예시를 위한 것이며, 본 발명의 범위는 이에 의해 어떠한 규제도 받는 것은 아니다.
실시예 1,2
시판되고 있는 연속기포를 가지는 멜라민계 수지발포체(상품명「바소텍트」, BASF사 제품, 부피밀도 11kg/m3)에, 불소수지(상품번호:FX845, 스미토모 스리에무사 제품)를 표 1에 나타낸 양이 되도록 함침시켜, 롤러로 균일하게 물기를 빼고, 그 후 100℃에서 2시간 건조시켰다. 얻어진 발포체의 물성은 표 1과 같았다.
실시예 3
멜라민과 포름알데히드를 몰비 1:3의 비율로 혼합시킴과 동시에 고형분(固形分)을 80%로 조정하고, 2규정의 수산화나트륨을 촉매로서 첨가한 후에 120℃에서 50분간 반응시켜, 최종적으로 수지농도 76%, 점도 12,000cp인 멜라민포름알데히드축합체를 얻었다. 이 축합체 100중량부에, 도데실벤젠술폰산 나트륨 30% 수용액 6.3중량부, 펜탄 11.4중량부, 염화암모늄 9.5중량부, 개미산 2.7중량부, CR200(미쓰이도아쓰가가쿠 제품 폴리메릭-4,4-디페닐메탄디이소시아네이트) 7.6중량부를 혼합하고, 100℃의 오븐에서 발포시켜 멜라민계 수지발포체를 얻었다. 이 발포체의 밀도는 27kg/m3였다. 이 발포체에 불소수지(상품번호:FX845, 스미토모 스리에무사 제품)를 표 1에 나타낸 양이 되도록 함침시켜, 롤러로 균일하게 물기를 빼고, 그 후 100℃에서 2시간 건조시켰다. 얻어진 발포체의 물성은 표 1과 같았다.
표 1
실시예 1 실시예 2 실시예 3
부피밀도 kg/m3 13.0 16.0 32.0
테프론수지함침량 kg/m3 2.0 5.0 5.0
발수성 도 138 139 138
흡수율 % 2.7 2.6 2.8
발유성 도 134 134 133
흡유성 % 3.5 3.5 3.5
인장강도 kg/m3 1.5 1.5 1.7
연신율 % 23 25 28
산소지수 % 30.5 29.5 27.5
인장강도 및 연신율의 측정은, 인장강도 및 연신율의 측정은, 일본공업규격 JIS K 6301에 준하여 행하고, 흡수율 및 흡유율의 측정은 DIN 53433에 준하며, 수중에 침지한 시험편 중량을 측정하여,
흡수율(%)＝(침지후 중량(g)－초기중량(g))/시험편 체적(cm3)×100
으로 구했다. 또한 발유성 및 발수성은, 액적하법에 따른 접촉각에 의해 구하고, 산소지수는 JIS K 7201에 준하여 구했다(이하의 실시예에서 마찬가지임).
실시예 4
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 멜라민계 수지발포체에, 불소수지에멀젼(상품번호:FC807, 스미토모 스리에무사 제품)을 표 2에 나타낸 양이 되도록 함침시켜, 롤러로 균일하게 물기를 빼고, 그 후 100℃에서 2시간 건조시켰다. 얻어진 발포체 물성은 표 2와 같았다.
실시예 5
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 멜라민계 수지발포체에, 불소수지에멀젼(상품번호:FC808, 스미토모 스리에무사 제품)을 표 2에 나타낸 양이 되도록 함침시켜, 롤러로 균일하게 물기를 빼고, 그 후 100℃에서 2시간 건조시켰다. 얻어진 발포체 물성은 표 2와 같았다.
비교예 1
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 멜라민포름알데히드계 수지발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
표 2
테프론수지함침량 kg/m3 5.0 5.0 -
발수성 도 - 139 -
흡수율 % >90 2.6 >90
발유성 도 133 134 -
흡유성 % 3.2 3.6 >90
인장강도 kg/cm2 1.5 1.5 1.5
연신율 % 24 21 15
산소지수 % 31.0 30.5 32.0
상기 멜라민계 수지발포체에 있어서는, 골격표면이 비친유성 성분으로 피복되어 있으므로, 흡유율이 낮고, 따라서 기름의 부착에 따른 실질적인 난연성 저하가 없다는 특징이 있다. 또, 멜라민계 수지발포체는, 그 자체가 본래 가지는 취약함 때문에, 압축등의 변형시에 골격의 붕괴가 일어나고, 수지의 미세분말이 탈락하는 문제가 있었지만, 골격표면이 비친유성 성분으로 피복되어 있으므로, 하중이 분산하여 골격의 파괴가 감소함과 동시에, 파괴에 이른 경우도, 분말의 탈락에 이르지 않는 효과도 발휘한다.
불소수지에 비친수성을 함께 가지고 있는 것을 사용한 멜라민계 수지발포체는, 발수성 효과에 의해 결로에 의한 성능저하, 보습을 피할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 멜라민계 수지발포체는, 상기와 같은 특성을 이용하여, 건축재료, 자동차나 산업기계등의 모든 분야에 있어서, 흡읍단열재등으로서 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 멜라민포름알데히드축합물 및 발포제를 주성분으로 하는 수지조성물을 발포시키는 것에 의해 얻어지는 기초재에, 비친유성 성분을 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체.
  2. 제 1 항에 있어서, 기초재는, 실질적으로 연속기포를 가지는 것을 특징으로 하는 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체.
  3. 제 2 항에 있어서, 기초재의 골격표면이 비친유성 성분에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체.
  4. 제 1 항에 있어서, 비친유성 성분이 불소수지인 것을 특징으로 하는 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체.
  5. 제 4 항에 있어서, 불소수지는, 비친수성을 함께 가지는 것을 특징으로 하는 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 불소수지는, 그 수성에멀젼에 의해 피복된 것을 특징으로 하는 발유성이 우수한 멜라민계 수지발포체.
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