KR20020067435A - 수지함침기판, 그 제조방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 발명은 향상된 강도, 방수성 및 외관을 갖는 폴리이소시안산염함침 리그노셀룰로스기판들에 관한 것이며, 또한 그러한 기판들을 제조하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 폴리이소시안산염이 함침된 리그노셀룰로스기판들은 리그노셀룰로스기판에 이소시안산수지를 함침한 다음, 가열된 액체를 함침기판에 도포하여 이소시안산수지를 중합함으로써 제조된다.

Description

수지함침기판, 그 제조방법 및 시스템{Resin-impregnated substrate, method of manufacture and system therefor}

본 발명은 폴리이소시안산염함침 리그노셀룰로스 기판들과, 그것들을 제조하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 중간 및 고밀도 섬유판을 이소시안산수지로 함침한 다음 열 및/또는 액상촉매를 도포함으로써 수지를 중합하여, 중합된 판이 습기를 잘 견디고 진균류 및 벌레에 저항성을 나타낼 수 있게 하는 방법에 관한 것이다. 중합된 판은 문, 문부품 등에 사용될 수 있다.

속이 빈 문들은 주로 내장(interior)응용에 사용된다. 속이 빈 문은, 양쪽 주표면들에 성형된 표면들을 갖거나 갖지 않는 하나의 평평하거나 평면인 플러시도어(flush door)일 것이다. 플러시도어에 사용되는 거죽(skin)은 비교적 저렴하나, 소비자들이 때때로 요구하는 심미적인 외형이나 자연스러운 특성을 제공하지는 않는다. 중간 및 고밀도 섬유판들로부터 제조된 속이 빈 문들은, 습기흡수와 그 결과로서의 셀룰로오스섬유들의 부풀어오름이 일어나기 때문에, 전형적으로는 외장(exterior)응용에 사용되지는 않는다.

많은 속이 빈 문들은 나무 및/또는 복합재료로 형성된 문거죽, 가로대들(rails) 및 선틀들(stiles)로 만들어진다. 이러한 나무복합재료들은 파티클판(particle board), 박편판(flake board), 하드보드(hard board) 및 중간밀도섬유판(medium density fiber board; MDF)을 포함한다. 나무복합물은, 복합물을 형성하는 나무섬유들을 고체형태로 유지하기 위하여, 빈번히 열경화수지인 수지결합제를 사용한다. 나무복합물은 습기를 견디지 못하고, 그래서 그러한 복합물들을 사용한 문은 외장응용에 적합하지 않을 것이다. 복합물재료는 액체형태이던지 기체형태이던지 간에 습기를 흡수할 것이고, 그래서 문구성요소들은 부풀어 올라 문은 일그러지게 된다. 섬유유리와 강철문은 동일한 습기흡수성향을 가지지 않고, 그래서 외장응용에 더 빈번히 사용된다.

요소포름알데히드 또는 페놀포름알데히드 수지들을 나무복합물의 결합제 재료로서 사용하는 것이 이 기술분야에 알려져 있다. 그러한 함침된 나무복합물의 중합 후, 이러한 수지들은 나무섬유들 속과 주위에 3차원가교결합구조를 형성하여 복합문재료들을 강화시키는 경향이 있다. 그러나, 그러한 수지들은 리그노셀룰로스섬유들의 셀룰로오스분자들에 화학결합을 형성하지 않고, 그 대신, 가교결합된 수지의 자연적 그물(physical net)로 나무섬유들을 단순히 캡슐화한다. 대체로, 설명된 바로 그것과 같은 물리적 결합들은 화학결합들에 비해 훨씬 약하다. 페놀포름알데히드결합제는, 그것의 가교결합반응이 비교적 낮은 속도로 진행되고 350℉을 초과하는 온도를 요하기 때문에 더욱 불만족스럽다.

수지함침기판들은 과거에 개시되었으나 그것들이 용매 또는 증기복구시스템의 사용, 긴 경화시간, 및 오븐경화로 인한 비교적 높은 제조비용을 필요로 하기 때문에, 그것들의 제조는 바람직하지 않았다. 또한, 건조경화 또는 가열된 액체의 도포에 의해 일어나지 않는 경화에 관련된 이러한 노력들은, 지나치게 광택 있고, 금이 가고, 흠이 가고 및/또는 그렇지 않으면 심미적으로 불쾌한 표면외관이 되게 한다. 첫째로, 기판표면에 형성된 수지막을 통해 CO₂가 새나감으로 인해 그 표면에 미세하고 조잡한, 터지거나 터지 않은 거품들 둘 다가 형성되어, 거칠며 패이고 대체로 흠이 간 외관이 된다. 둘째로, 경화된 수지의 표면막은 고광택다듬질(finish)로 경화된다. 셋째로, 수지막은 경화가 완료되기 전에 웅덩이같은 게 생기거나 녹아 흘러, 결과적으로 기판표면에 줄(streaks), 세류(runs) 및 방울(drips)이 생긴다.

고광택의 거칠고 패이며 흠이 간 표면막을 폴리이소시안산염이 함침딘 기판으로부터 제거하기 위한 시도는, 그러한 노력들이 전체적으로 부적합한 심미적 외관을 갖는 거칠며 뿌옇고 매우 결이있는(textured) 표면을 남기기 때문에 성공적이지 못하였다. 게다가, 성형된 문거죽들에 한 것과 같이, 기판들이 함침 전에 성형되거나 3차원패턴으로 구성된다면, 함침된 기판은 오븐 경화된 표면막이 제거되는 경우 못쓰게 된다. 이것은, 포면막이 제거될 때 미세한 세부(details), 선들, 곡선들, 융기들, 및 다른 3차원패턴들이 긁어내어지거나, 모래로 덮이거나, 둥근끌로 파여지거나, 또는 마멸되고 흠이 가게 되기 때문이다.

이 기술분야의 숙련자들은, 적절한 강도 및 방수성을 나타내어 외장응용에 사용될 수 있게 되는 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판이 필요함을 인식할 것이다. 이 기술분야에서 추가적으로 필요한 것은, 그러한 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판들을 제조하나, 값비싼 오븐경화 또는 부가적인 표면처리를 요하지 않는 방법이다. 그밖에 이 기술분야에서 추가로 필요한 것은, 그러한 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판들을 제조하는 시스템이다. 개시된 발명은 이 기술분야에서의 이러한 및 다른 요구들에 부합한다.

본 발명은 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판들을 제조하는 신규한 방법을 위한 것이다. 이 방법은 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판들을 생산하는데 사용된 종래기술의 방법들에 비해 더 단순하며, 값싸며, 빠르고 더 환경적으로 위험이 없다. 이 방법은, 용매, 캐리어, 또는 증기복구시스템, 또는 경화용 오븐의 사용을 필요로 하지 않기 때문에 위와 같은 이점들을 달성한다. 이 신규한 방법은 또한 경화작용제들 또는 촉진제들을 필요로 하지 않아 더 빨리 경화를 할 수 있게 한다.

예기치 않게, 발명자들은, 리그노셀룰로스기판에 함침되는 이소시안산수지의 경화가, 오븐에서 함침되는 기판을 경화하기 보다는 차라리 함침된 기판에 가열된 액체를 도포하여 수행된다면, 더 신속하며, 값싸고 균일하게 완료되면서 동시에 생산된 쓰레기량을 철저하게 줄임을 알아내었다. 본 발명자들은 또한 수지가 함침된 기판이 에어나이프시스템을 통과한다면, 이소시안산수지재료가 더 신속하며 깊숙하고 균일하게 함침될 수 있음도 알아내었다. 에어나이프시스템은 더 매끄럽고 덜 광택있는 표면이 최종생산품에서 얻어진다는 점에서 중요한 이점을 가져온다. 더 구체적으로는, 미리 구성된 문거죽들, 가로대들, 및 코어들은 이것들을 문들에 사용하기에 심미적으로 적합하게 하는 본 발명의 방법에 따라 처리될 것이다.

본 발명은 또한 그 표면이 무광택의 매끄럽고 새틴 같은 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판을 위한 것이다. 이 신규한 물품은 증가된 강도, 방수성, 내화성, 벌레저항성, 및 진균류저항성을 가진다. 더 구체적으로는, 발명의 물품은 그 외관이 추가적인 처리를 요하지 않고 문들에 사용하기에 심미적으로 적합한 외관을 가지며, 종래기술의 방법들에 의해 생산된 바람직하지 못한 외관을 나타내지 않는다.

이 발명은 또한 발명의 방법을 수행하는 신규한 시스템을 위한 것이다. 이 시스템은, 비싸고 광대한 용매제거 구성요소들 및 오븐들을 필요로 하지 않는 대신, 가열된 액체를 수지함침된 기판에 도포함으로써 중합이 수행되기 때문에, 이 기술분야에서 기존에 사용된 것들보다는 더 간단하며 값싸고 작다.

여기에 사용된 용어 "중합(polymerization)"은 이 기술분야에서는 이해되는 바와 같이, "경화(curing)"라는 용어와는 동의어로 사용되며, 단량체, 이량체 또는 삼량체로부터의 중합체의 형성을 포함한다.

도 1은 본 발명의 시스템의 개요도,

도 2는 본 발명의 하나의 문거죽이 제거된 문의 사시도,

도 3은 이소시안산함침기판의 사진으로 이 함침기판을 경화 전에 에어나이프들의 세트를 통과시키지 않고 액체조에서 경화한 이소시안산함침기판의 사진,

도 4는 에어나이프들의 세트를 통과시켜 이소시안산함침기판으로부터 초과분의 수지를 제거한 후의 액제조에서 경화된 이소시안산함침기판의 사진,

도 5는 오븐으로 경화된 이소시안산함침기판의 사진.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 탈수스테이션20 : 함침스테이션

30 : 수지제거스테이션40 : 중합스테이션

50 : 액체제거스테이션

그러므로, 본 발명의 주된 목적은 다음 단계들을 포함하는 리그노셀룰로스재료로 된 기판의 강도 및 방수성을 증가시키기 위한 방법을 제공하는 것이다. 리그노셀룰로스재료로 된 기판은 이소시안산재료로써 함침된다. 높은 유속의 공기를 함침기판에 부딪치게 함으로써 초과분의 이소시안산수지재료는 함침된 기판으로부터 제거된다. 이 수지는 중합에 충분한 온도로 된 액체를 함침수지에 도포함으로써 중합된다. 그 후 초과분의 수지는 중합된 수지함침기판으로부터 제거된다.

본 발명의 다른 주된 목적은 증가된 강도 및 방수성을 갖는 물품으로서, 리그노셀룰로스재료로 되며 폴리이소시안산염재료가 함침된 기판을 포함하는 물품을 제공하는 것이다. 이 물품은 매끄럽고 낮은 광택의 표면을 가진다. 그 기판은 리그노셀룰로스재료를 포함한다.

본 발명의 또 다른 주된 목적은 폴리이소시안산염 함침된 기판을 형성하기위한 시스템으로서, 리그노셀룰로스재료로 된 기판을 이소시안산수지재료로써 함침하기 위한 함침스테이션, 초과분의 이소시안산수지재료를 기판으로부터 제거하기 위한 수지제거스테이션, 및 기판 속에 함침된 이소시안산수지재료를 중합하기 위한 중합스테이션을 포함하는 시스템을 제공하는 것이다. 함침스테이션은 이소시안산수지재료를 가열하기 위한 수단 및 가열된 이소시안산수지재료를 함침기판에 도포하기 위한 수단을 포함한다. 가열된 이소시안산수지재료를 도포하기 위한 수단은 제1적심탱크 및 복수개의 노즐들 중의 한 종류이다. 수지제거스테이션은 에어나이프시스템을 포함한다. 중합스테이션은 액체를 가열하기 위한 수단 및 가열된 액체를 함침기판에 도포하기 위한 수단을 포함한다. 가열된 액체를 도포하기 위한 수단은 제2적심탱크 및 복수개의 노즐들 중의 한 종류이다.

본 발명의 또 다른 주된 목적은 증가된 강도 및 방수성을 갖는 문을 제공하는 것이다. 이 문은 상단 및 하단 가로대부재들과 실질적으로 서로 평행하게 배향된 제1 및 제2선틀들을 갖는 문틀, 그리고 문틀의 대향측들에 배치된 두 개의 문거죽들을 포함한다. 상기 문거죽들 중의 적어도 하나는 폴리이소시안산염재료로써 함침된 리그노셀룰로스재료의 기판을 포함한다. 이 적어도 하나의 문거죽은 매끄럽고 무광택의 표면을 가진다.

본 발명자들은, 이소시안산수지함침 리그노셀룰로스기판에 가열된 액체를 가하여 이소시안산수지함침 리그노셀룰로스기판을 중합함으로써, 얻어지는 생성물은, 종래 기술에 비해, 강도, 내수성, 내부식성 및 흰개미저항성이 증가될 뿐만 아니라, 매끄러우며, 비교적 무광택이고 새틴같은 다듬질(finish)도 됨을 알아내었다.발명자들은 추가로, 이소시안산수지함침 리그노셀룰로스기판을 에어나이프시스템을 통과시킴으로써, 수지는 더욱 깊고 균일하게 이 리그노셀룰로스기판 속으로 함침될 수 있으면서 동시에 그 기판의 표면으로부터 초과분의 수지를 제거할 수 있다는 것도 알아내었다.

발명의 물품을 생산하는데 사용되는 리그노셀룰로스기판은 리그노셀룰로스재료, 즉, 셀룰로스와 리그닌(lignin) 둘 다를 함유한 재료로 이루어진다. 종종, 그러한 리그노셀룰로스재료는 섬유질형태로 존재한다. 적절한 리그노셀룰로스재료로는 나무입자, 나무섬유, 짚, 삼(hemp), 사이질삼(sisal), 목화줄기, 밀, 대나무, 황마, 염수갈대(salt water reeds), 야자잎, 아마(flax), 땅콩껍질(groundnut shells), 경목(hard woods) 또는 연한나무(soft woods)와, 고밀도섬유판, 중밀도섬유판(MDF) 배향스트랜드섬유판(oriented strand board) 및 파티클판과 같은 섬유판들이 있다. 일년생 식물의 밀짚과 다른 주요부분들이 약간의 리그닌을 함유하지만, 그것들은 때때로 리그노셀룰로스재료라고는 하지 않는다. 그러나, 본 발명의 목적을 위해 이러한 일년생 식물들은 용어 " 리그노셀룰로스재료" 내에 포함된다. 리그노셀룰로스기판은 바람직하게는 중밀도 또는 고밀도섬유판이다.

리그노셀룰로스기판은 성형되거나 성형되지 않을 것이며, 스트립, 패널, 블록, 시트, 단판(veneer) 등의 형태로 될 것이다. 리그노셀룰로스기판은 바람직하게는 거죽, 코어, 선틀(stiles), 레일, 몰딩 등을 포함하는 문 또는 문성분으로서 사용하기에 적합하다.

도 1에 가장 잘 보인 것처럼, 리그노셀룰로스기판(1)은 탈수스테이션에서 건조된다. 보통, 저장(stock) 리그노셀룰로스기판들은 약 3∼8 중량%의 수분함량을 가지나, 고르게 낮은 수분함량은 이소시안산수지재료에 의한 최대강도 및 침투를 달성하기 위해 중요하다. 메틸렌 디페닐 디이소시안산(MDI)이 이소시안산수지재료로서 사용되는 경우, 리그노셀룰로스재료 속의 물은 MDI와 반응하여 요소결합(urea linkage)을 형성하는 경향이 있다. 이 요소결합은 셀룰로오스분자들과 이소시안산수지재료를 중합하여 얻어진 폴리이소시안산염 사이의 우레탄결합보다는 약하며, 따라서 본 방법에 따라 처리된 건조 기판(1)에 비해, 최종 생산물의 전체 잠재강도를 떨어뜨린다. 리그노셀룰로스기판(1)으로부터 제거되는 각 1 그램의 물에 대해, 폴리이소시안산함침 리그노셀룰로스기판(1) 내에서 대략 1 그램의 이소시안산수지가 그 물을 대체할 것이다. 바람직하게는, 탈수단계는 리그노셀룰로스기판(1)이 7 중량% 미만의 수분함량을, 더 바람직하게는 0.1∼2.5 중량%의 수분함량을 가지게 한다.

리그노셀룰로스기판(1)에 소망하는 수준의 수분함량을 이루기 위해, 기판(1)은 컨베이어시스템(2)에 의해 탈수스테이션(10)으로 이송된다. 기판(1)은 제1송풍기(11)와 200℉ 내지 300℉으로 된 제1히터(12)로부터의 가열된 공기에 의해 건조된다. 탈수스테이션(10)에서 나오는 가열된 공기는 스테이션(50)에서의 함침후(post-impregnation)건조를 위해 제2송풍기(51)로 향하게 된다. 송풍기와 히터의 조합이 이 실시예에서는 바람직하지만, 다른 방안으로 기판(1)은 리그노셀룰로스기판(1)에 350℉까지의 표면온도를 달성하도록 설계된 촉매식 적외선히터에 의해 건조될 수 있다.

다음에, 건조된 리그노셀룰로스기판(1)은 함침스테이션(20)에서 이소시안산수지재료로써 함침된다. 함침스테이션(20)에서, 이소시안산수지재료는 수지히터(21)에 의해 가열되고 펌프(22)에 의해 제1저장조(23)로부터 일련의 도포노즐들(24)로 이송되고, 도포노즐들에 의해 수지재료는 건조된 기판(1)에 도포되고 그 속에 함침된다. 초과분의 수지재료는 도포노즐들(24) 아래쪽의 제1저장조(23) 속에 모아지고 그 후 재사용된다. 저장 및 펌핑시스템은 이소시안산수지재료가 계속해서 기판(1)에 다시 도포될 수 있게 하여, 함침시간을 단축시키고 이소시안산수지재료가 낭비되는 것을 방지한다. 이소시안산수지재료는 바람직하게는 4∼10분 동안, 더 바람직하게는 4분 동안 기판(1)의 표면에 접촉할 수 있게 된다.

도포노즐들(24)을 채용하는 대신, 다른 방안으로 건조된 기판(1)은 가열된 수지재료로 채워진 적심탱크 속에서 건조된 기판을 적심으로써 함침할 수 있다. 적심이 함침단계를 수행하기 위해 선택된다면, 적심탱크 안쪽의 리그노셀룰로스기판들(1)은 바람직하게는 이소시안산수지의 충분한 침투를 보장하기 위해 4∼10분 동안 이소시안산수지에 잠긴 상태로 유지되나, 실제 적심(soak)시간은 기판(1)의 두께 및 밀도에 의존할 것이다. 탱크는 바람직하게는 대기압으로 유지되나, 일정기압으로 유지된 적심탱크가 더 두껍거나 더 밀한(denser) 기판들(1)을 위한 적심시간을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 탱크가 사용되고 있지 않는 경우, 수지 포트(pot)의 수명을 연장시키도록 대기압 및 실온의 건조불활성기체가 상단공간에서 가해진다.

일련의 노즐들에 의해 도포할 것인지 적심에 의해 도포할 것인지가 선택되면, 리그노셀룰로스기판(1) 속으로의 이소시안산수지재료의 함침 정도는 적어도 부분적으로는 이소시안산수지재료의 점도 및 온도와, 이 수지재료가 기판(1)에 도포되는 시간의 길이 및 압력에 의해 지배된다고 생각된다. 예를 들면, 낮은 점도를 갖는 이소시안산수지재료나 고온으로 유지된 이소시안산수지재료는 높은 점도를 갖는 이소시안산수지재료나 낮은 온도로 유지된 이소시안산수지재료보다 더 빨리 기판(1) 속으로 함침될 것이다. 마찬가지로, 높은 압력이나 긴 도포시간은 낮은 압력이나 짧은 도포시간에 비해 더 많이 도포되게 할 것이다. MDI가 이소시안산수지재료를 위해 선택되는 경우, 다양한 온도들의 MDI생산품들을 위한 점도들(센티푸아즈)은 표 1[다른 온도들에서의 다양한 MDI생산품들의 점도(단위는 센티푸아즈)]에 보여졌다.

MDI생산품	25℃(77℉)	50℃(122℉)	60℃(140℉)
Lupranate M-20 S (BASF)	200		25
Elastocast 7034 U (BASF)	700		58
WUC 3092 T (BASF)	700	96	58
Desmodur VKS-18 (Bayer)	150∼250	128
E-743 (Bayer)	1700∼3300
X0672 (Bayer)	300∼800

함침단계 동안, 이소시안산수지재료는 나무셀룰로오스와 반응한다. 이소시안산염이 나무셀룰로오스의 수산기들 간의 화학결합을 형성하여, 우레탄결합을 형성하는 것으로 생각된다. 또, 이 화학결합은 최종 생산품의 강도 향상에 기여한다고 생각된다. 게다가 셀룰로오스분자들과 결합하거나 결합하지 않는 이소시안산수지분자들은 함침단계 동안 어떤 의미있는 범위까지 중합하지 않는 것으로 생각된다.

이소시안산수지재료는 바람직하게는 MDI재료이다. MDI의 구조는 아래의 화학식 1로 표시된다. 더 바람직하게는, 이소시안산수지재료는 4,4'-메틸렌 디페닐 이이소시아네이트를 함유하고, 여기서 Ph는 페닐기이다.

대체로, 상업적으로 제조된 이소시안산수지재료는 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 함유할 뿐만 아니라, 중합(polymeric)MDI(또는 PMDI)라고도 알려진 폴리(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트), 혼합된 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 이성체, 및 2,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트도 함유한다. 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 수지재료가 이소시안산수지재료로 선택된다면, 그것은 바람직하게는 약 33% 내지 약 49%의 4,4'-디메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 약 70% 미만의 폴리(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트), 약 10% 미만의 혼합된 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 이성체, 및 약 8% 미만의 2,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트의 함량을 가진다. 더 바람직하게는, 본 발명에 채용된 MDI는 약 45%의 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트와 나머지로폴리(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트)를 가질 것이다.

MDI재료는 바람직하게는 33(중량)%보다 높은, 더 바람직하게는 1∼33(중량)%, 더욱 바람직하게는 10∼33(중량)%, 가장 바람직하게는 23∼32(중량)%의 -N=C=O 함량을 가져야 한다. MDI재료는 바람직하게는 높은 -N=C=O 작용성(functionality), 더 바람직하게는 2 내지 3, 가장 바람직하게는 2보단 3에 가까운 -N=C=O 작용성을 가질 것이다. MDI재료는 바람직하게는 50∼300센티푸아즈(25℃에서 임), 더 바람직하게는 300 보단 50에 가까운 점도를가질 것이다. 요망된다면, MDI재료는 비극성용매와의 MDI 10∼100(중량)%와 비극성용매 0∼90(중량)%의 비율의 조합으로 이용될 수 있다.

이소시안산수지재료는 또한 박테리사이드(bactericide), 펑기사이드(fungicide) 또는 살충제(insecticide) 등과 같은 방부제(preservatives)를, 바람직하게는 수지재료의 0.25중량% 내지 10중량%의 양으로 함유할 수 있다. 그러한 살생물제(biocide)들의 예들로는, 붕소, 아트라진, 티아졸 및 카바메이트(carbamates)의 착물들이 있다. 이소시안산수지재료는 또한, 트리스(1,3-디클로로이소프로필)포스페이트, 또는 디메틸 메탈포스페네이트(methalphosphenate)를 포함하나 이것들로 한정되지는 않는, 방화화학약품 또는 방화염화학약품과 같은 다른 첨가제들을 포함할 수 있다. 이러한 방화제 또는 방화염제는 0.25중량% 내지 5.00중량%의 수지재료를 포함할 것이다.

다음으로, 수지제거스테이션(30)에서, 초과분의 수지는 함침기판(1)의 표면으로부터 제거되고 이소시안산염 및 셀룰로오스분자들 간의 화학반응은 높여지는 온도에 의해 가속된다. 스테이션(30)에서의 수지제거에 더하여, 함침된 수지도 240∼300℉의 높여진 온도로 가열되어 기판(1)의 가운데 쪽으로 강제된다. 이소시안산수지와 셀룰로오스분자들 간의 화학반응은 212℉ 정도의 낮은 온도에서 시작된다. 수지제거스테이션(30)에서, 함침기판(1)에는 제1에어나이프세트(32)가 지나간다. 에어나이프세트(32)에서, 히터(31)로부터의 가열된 공기는 송풍기(33)에 의해 기판(1)의 표면들을 향하게 된다. 에어나이프세트(32) 자체는, 각각이 높여진 압력으로 가열된 공기를 함침기판(1)의 표면들 쪽으로 배출하기 위한 긴 슬릿을 가지는한 쌍의 긴 튜브들이다. 에어나이프세트(32)를 통과하는 공기의 유량, 속도 및 온도가 가변될 것이지만, 공기의 유량, 속도 및 온도는 바람직하게는 약 800ft³/분, 약 15,000∼35,000ft/분, 및 약 240∼300℉으로 각각 유지된다. 가열된 공기가 에어나이프들로부터 함침기판(1)의 표면에 부딪치므로, 기판(1) 속으로 완전히 함침되지 않은 얼마간의 초과분 수지는 기판(1) 쪽으로 강제되나, 초과분 수지의 그 나머지는 흩날려, 수지재료의 막이나 거죽이 기판(1) 표면에 형성되는 것이 방지된다.

다음에, 함침된 이소시안산수지재료는 중합스테이션(40)에서 이소시안산수지재료의 중합에 충분한 온도에서 함침기판(1)에 액체를 도포함으로써 중합된다. 이 액체는 제2저장조(41)에 담겨있고 이 저장조에서 히터(42)에 의해 가열되며, 펌프(43)에 의해 펌핑되고, 도포노즐들(44)에 의해 함침기판(1)에 도포된다. 함침기판(1)의 표면들은 가열된 액체로 덮이지 않으면 어두운 외관으로 경화될 것이고, 그래서 가열된 액체로 모든 표면들의 전체 범위를 덮는 것이 바람직하다. 노즐들(44)을 통과한 액체의 유량은 바람직하게는 5∼6psi의 압력과 약 5∼10gpm으로 유지된다. 함침기판(1)의 표면들에 흘러내리게 한 후, 가열된 액체는 제2저장조(41)에 모아지고 이 제2저장조에서 그 액체는 재사용된다.

적합한 액체는, 이소시안산수지재료의 중합온도(와 대기압)에서 액체형태로 존재하며 중합반응을 실질적으로 억제하지 않는 그런 재료들이다. 이 액체는 바람직하게는 이소시안산수지재료에 반응이 빠르고, 따라서 기판(1)의 표면에 반응생성물들을 형성한다. 이 액체는, 이것과 수지 간의 반응생성물이, 기판(1)의 표면에 있는 중합된 이소시안산수지에 비해, 기판(1)의 표면으로부터 더 쉽사리 제거될 수 있도록 하는 것이 선택된다. 예를 들면, 물과 MDI가 그 액체 및 이소시안산수지로서 선택된다면, 그것들은 반응하여 요소결합을 가지는 수용성재료들을 형성한다. 기판(1)의 표면에 형성된 반응생성물이 그 액체에 녹을 수 있기 때문에, 처리된 기판(1) 표면의 결과적인 외관은 매끄러우며, 새틴같고 비교적 무광택의 판이 된다. 바람직한 액체는 물이다. 이 액체는 180℉ 이상, 바람직하게는 180℉와 212℉ 사이, 가장 바람직하게는 약 180℉의 온도로 유지될 것이다. 이 액체는 함침기판(1)에 8∼10분의 기간 동안 도포되는 것이 좋으나, 더 짧거나 더 긴 시간이 리그노셀룰로스기판(1)의 두께에 의존하여 선택되어도 좋다.

반응생성물은 가열된 액체와 이소시안산수지재료 간의 반응에 의해 생길 것이며, 리그노셀룰로스기판(1)으로부터의 섬유들과 함께 점차 제2저장조(41)에 축적될 것이다. 반응생성물이 축적되면, 그것은 제2저장조(41) 내의 액체를 여과함으로써 제거될 것이다. 뜨거운 액체를 만드는 소스(45)는 새로운 액체를 제2저장조(41)에 공급하여 증발 및 여과를 통해 줄어든 액체를 대체하게 한다.

다른 방안으로, 함침기판(1) 내의 수지는 순환펌프 및 히터가 장비된 적심탱크 내부의 가열된 액체 속에 함침기판(1)을 담금으로써 중합될 수 있다.

다음에, 초과분 액체는 액체제거스테이션(50)에서 폴리이소시안산염 함침기판(1)으로부터 제거된다. 이것은 제1세트의 에어나이프들(32)과 동일한 공기 유량 및 온도로 유지된 제2에어나이프세트(52)(이것도 히터(51) 및 송풍기(53)를 구비함)를 사용하여 달성된다. 가열된 공기가 에어나이프로부터의 기판(1) 표면에 부딪치면, 초과분 액체와 기판(1)의 표면에 형성된 어떤 수지-액체반응생성물은 기판(1)으로부터 흩날린다.

다른 방안으로, 액체제거단계는 그렇게 폴리이소시안산염 함침된 기판(1)을 액체로부터 단순히 제거하고 그 액체가 배출되게 하여 수행될 수도 있다.

다른 방안으로, 폴리이소시안산염함침기판(1)은 200℉∼300℉로 된 오븐에서 10분 동안 건조될 수 있다.

어느 경우라도, 10% 미만의 수분함량이 바람직하다.

도 2에 보인 것처럼, 발명의 문은 문틀을 형성하는 상단가로대(31), 하단가로대(32) 및 선틀들(33)과, 문틀의 대향측들에 배치된 두 개의 문거죽들(34)(하나의 문거죽은 문구조의 명료함을 위해 제거되었음)을 가진다. 문거죽들이 평탄해야 하는 것은 아니나 임의의 3차원성형된 형상에 따라 형성될 것임이 이해될 것이다.

도 3은 초과분의 수지를 전술한 바와 같은 한 세트의 에어나이프들로 미리 제거하지 않고 액체조에서 중합한 MDI함침된 MDF를 보여준다. 이 PMDI함침 MDF는 증가된 강도, 방수성, 내부식성 및 흰개미내성과, 매끄러우며 낮은 광택 새틴같은 표면 다듬질을 나타낸다. 다듬질된 기판은 다듬질된 기판이 미리 구멍을 뚫은 것이든지 아니든지 간에 처리되지 않은 리그노셀룰로스기판들의 나사당김(screw pull)강도들을 훨씬 초과하는 나사당김강도를 가진다.

도 4는 초과분의 수지를 전술한 바와 같은 한 세트의 에어나이프들로 제거한 후에 액체조에서 중합한 MDI함침된 MDF를 보여준다. 이 PMDI함침 MDF 또한 증가된강도, 방수성, 내부식성 및 흰개미내성을 나타낸다. 그러나, 이 PMDI함침 MDF는 도 3에 도시된 PMDI함침 MDF보다는 더 작은 광택을 나타낸다. 다듬질된 기판은, 다듬질된 기판이 미리 구멍을 뚫은 것이든지 아니든지 간에, 처리되지 않은 리그노셀룰로스기판들의 나사당김강도들을 훨씬 초과하는 나사당김강도를 가진다.

한편, 도 5는 폴리이소시안산염의 매우 광택있고 거칠고, 발포성이고(blistered), 패인 곳이 있고 대체로 흠이 있는 표면막을 가지는, 오븐으로 중합된 이소시안산염함침 리그노셀룰로스기판들을 보여준다.

발명의 물품의 증가된 강도는, a) 리그노셀룰로스섬유들의 셀룰로오스분자들의 -OH기들과 이소시안산수지의 -N=C=O기들 간의 우레탄결합들, b) 리그노셀룰로스섬유들에 결합된 물과 초과분의 이소시안산수지의 -N=C=O기들의 반응에 의해 형성된 요소결합들, c) 이소시안산수지의 중합에 의해 형성된 폴리우레탄쇄, d) 결합된 물과 초과분 이소시안산수지의 반응생성물의 중합에 의해 형성된 폴리우레아쇄, e) 위에서 설명된 폴리우레아쇄들에 의한 리그노셀룰로스섬유들의 캡슐화, f) 이소시안산수지의 중합에 의해 형성된 폴리우레탄쇄에 의한 리그노셀룰로스섬유들의 캡슐화, g) 폴리이소시안산염쇄들의 가교결합들의 일부 또는 전부로 인한 것이라 생각된다.

본 발명의 폴리이소시안산염 함침된 기판은 보통 0.5∼20, 바람직하게는 2.0∼15, 더 바람직하게는 5.0∼10, 가장 바람직하게는 7.0∼8.0 중량%의 폴리이소시안산염을 함유할 것이다.

예들

6개의 다른 PMDI 식들의 성능이 문거죽 및 문가로대/선틀재료를 PMDI로써 처리하여 비교되었다. PMDI식들은 다음의 상표명들 하에 입수할 수 있다: 1) Lupranate M20S (BASF); 2) Elastocast 7034U (BASF); 3) WUC 3092 T (BASF); 4) Desmodur VKS-18 (Bayer); 5) E-743 (Bayer); 및 6) X0672 (Bayer).

이 식들의 각각은 다음의 성분들의 혼합물이다: 33∼48%의 4,4' 디페닐메탄 디이소시아네이트, <70%의 이량체 MDI, <10%의 MDI의 혼합 이성체, 및 <8%의 2,4' 디페닐메탄 디이소시아네이트. 이 식들은 다음 범위 내의 성질들을 가진다: 1.08∼1.24(25℃에서 g/㎤로)의 비중, 9.0∼10.3(lbs/gal)의 밀도, 200∼3300(25℃에서의 센티푸아즈)의 점도, 23∼31.5(중량)%의 NCO함량, 및 2.7의 작용성.

문거죽과 문가로대/선틀재료들은 다음과 같이 처리된다.

문의 선틀/가로대재료들은 템플(Temple)에서 제작한 1인치 두께, 44파운드의 중간밀도섬유판이었다. "B"로 표시된 시료들은 6인치 길이와 1과 1/2인치 폭의 조각들로 절단되었다. "A"로 표시된 시료들은 금속문응용에 적합한 형상으로 기계로 만들어진 후 6인치 길이로 절단되었다. 시료들 "A"의 단면은 가로 7/8인치 세로 1과 5/8인치였다. 0.120인치 직경을 갖는 안내구멍이 문의 선틀/가로대재료의 각 조각에 뚫어졌다. 100% 함침이 문 선틀/가로대재료에는 기대되지 않았었다. 미리 구멍뚫은 안내구멍은 PMDI처리를 선틀의 나사보지영역으로 확대하는 수단을 제공한다. 미리 구멍뚫은 안내구멍의 이점은 표 2[물이득%, 나사당김력, 및 PMDI빨아올림]에 보여질 것이다.

문거죽재료는 칠레의 피브라몰드(Fibramold)에서 제조한 고밀도섬유판이었다. 이 문거죽재료는 시료 "C" 및 "D"로서 표시되었다. 이 문거죽재료는 0.125인치 두께로 3과 3/4인치와 5와 3/4인치의 시료들로 절단되었다.

PMDI식들의 각각은 한 쌍의 문거죽조각들 및 한 쌍의 문가로대/선틀조각들을 함침하는데 사용되었다. 이 조각들은 PMDI식들을 150℉의 온도로 유지하면서 10분 동안 액체에 담기어졌다. 함침 후, 이 조각들은 200℉의 오븐에서 10분 가열되었고 초과분의 PMDI는 닦아내어졌다. 그 후 그 조각들은 실온에서 18시간 동안 보관되었다. 보관 후, 그 조각들은 다시 무게가 달아졌고, 180℉의 물에 10분 동안 담기어 경화되었다. 그 조각들을 200℉의 오븐에서 10분 동안 건조(수분함량을 10중량% 미만으로 줄임)한 후, 그것들은 다시 무게가 달아졌다.

MDI빨아올림(uptake)값(g/g)은 시료 속으로 함침된 MDI의 무게를 처리되지 않은 시료의 무게로 나누고 100%를 곱하여 얻었다. 그 결과들은 표 2에서 표로 만들어졌다.

그 후 발명의 물품의 나무나사들을 보지하는 능력은 비교예, CE1에 대하여 시험되었다. 비교예 CE1은 상표명 메디테(Medite) FR 하에서 입수가능한 중간밀도섬유판(메덱스(Medex)에서 제조)이었다. 이 메디테 FR은 메덱스에서 "세상에서 가장 훌륭한 옥외등급 포름알데히드 없는 MDF"라고 광고된 화재등급(fire-rated)섬유판이다.

그 후 한 쌍의 3/4인치 #8 나무나사들이 문가로대/선틀재료 시료들(1A, 1B, 2A, 2B 등)에 나사로 죄어졌다. 나무나사들 중 하나는 안내구멍에 죄어졌고 다른 나사는 안내구멍과는 다른 영역에 죄어졌다. 단일의 3/4인치 #8 나무나사가 비교예CE1에 끼워 넣어졌다.

물흡수로 인한 치수팽창 또한, 시료 1B(Lupranate M20S가 함침된 문선틀/가로대재료)와 비교예 CE1에 대해 시험되었다. 시료 1B 및 비교예 CE1 자체의 초기 치수들(폭, 길이 및 두께)과 CE1의 무게가 기록되었다.

그 후, 비교예 CE1과, 문가로대/선틀재료 시료들(1A, 1B, 2A, 2B 등) 모두는 끓는 물에 한 시간 동안 놓여졌고 그것들의 무게들이 기록되었다.

끓임으로 인해 시료들에 의해 얻어진 물의 중량을 끓이기 전에 시료의 무게로 나누고 100%를 곱하여 각 시료와 비교예 CE1에 대한 물이득(water gain, 단위는 그램)%가 계산되었다. 그 결과들은 표 2에 표로 만들어졌다.

그 후 시료들 모두와 비교예 CE1은 200℉의 오븐에서 18시간 동안 건조되었다. 시료 1B 및 비교예 CE1의 치수들은 다시 기록되었다. 나무나사들의 각각은 제거되었고, 그것을 제거하는데 요구된 힘(p.s.i 단위)이 기록되었다. 그 결과들은 표 2에 표로 만들어졌다.

특정 치수에서의 변경(끓인 후의 변경이든지 끓이고 건조한 후의 변경이든지)을 초기치수로 나누고 100%를 곱하여 길이, 폭 및 두께 각각에 대한 팽창%가 계산되었다. 그 결과들은 표 3[시료 1B의 치수팽창] 및 표 4[비교예 CE1의 치수팽창]에 표로 만들어졌다.

이소시안산수지식	예 #	물이득%	나사당김력,미리구멍뚫은 경우(p.s.i)	나사당김력,미리구멍뚫지않은 경우(p.s.i)	PMDI빨아올림(g/g)
Lupranate	1A	3.01	507.0	310.1	.169
	1B	1.58	689.5	324.5	.138
	1D				.155
Elastocast	2A	2.6	567.8	331.2	.169
	2B	1.7	703.0	351.5	.146
	2C				.134
WUC 3092T	3A	4.45	527.3	358.3	.148
	3B	2.76	594.9	338.0	.111
	3C				.133
Desmodur	4A	3.41	561.1	358.3	.161
	4B	2.12	500.2	365.1	.135
	4C				.149
E-743	5A	4.15	405.6	324.5	.108
	5B	3.07	432.6	311.0	.072
	5C				.090
X0672	6A	3.06	419.1	324.5	.126
	6B	2.29	554.3	297.4	.090
	6C				.130
Medex Medite FR	CE1	32.57		338.0

	초기값	값, 1시간 끓인 경우	끓인 후의변경%	값,건조시	끓이고 건조한 후의변경%
길이(인치)	5.987	5.998	+1.10	5.980	-0.12
미리건조시 폭(인치)	1.505	1.505	0.00	1.505	0.00
젖었을때의 폭(인치)	1.505	1.514	+0.60	1.505	0.00
미리건조시의 폭(인치)	1.005	1.014	+0.90	0.995	-0.40
젖었을때의 두께(인치)	1.010	1.072	+6.14	1.025	+1.49
가시적 평가		우수,변형없음

표 3에서 예 1B는 Lupranate M20S가 함침된 중간밀도섬유판이다.

	초기값	값, 1시간 끓인 경우	끓인 후의변경%	값,건조시	끓이고 건조한 후의변경%
길이(인치)	5.976	6.015	+0.65	5.960	-0.27
미리건조시 폭(인치)	1.523	1.535	0.79	1.520	-0.20
젖었을때의 폭(인치)	1.529	1.550	+1.37	1.527	-0.13
미리건조시의 폭(인치)	0.765	0.880	+15.03	0.807	+5.49
젖었을때의 두께(인치)	0.757	0.950	+25.50	0.874	+15.46
가시적 평가		나쁨:가장자린 부풀었고 중앙은 컵모양		나쁨: 금이가고 컵모양

표 4에서 비교예 CE1은 Medex Medit FR 섬유판이다.

추가적인 물흡수성질들은 발명(시료 7)과 두 개의 비교예 CE2 및 CE3에 대해 평가되었다.

시료 7은 중간밀도섬유판을 기판재료로서 이용하였다. 메이즈나이트(Masonite)섬유판은 비교예 CE2에 채용되었고, 메덱스 메디테 FR 섬유판이 비교예 3에 사용되었다.

시료 7은 시료 1A 내지 6D에 관해 전술한 바와 같이 PMDI로 함침되었고, 건조, 보관, 경화 및 재 건조되었다. 시료 7과 비교예 CE2 및 CE3의 무게, 길이 및 두께는 기록되었다. 그 후 시료 7과 비교예 CE2 및 CE3은 물에 24시간 동안 담기어졌다. 그 무게, 길이 및 두께는 물에 담근 후에 다시 기록되었다.

물흡수%는 24시간 물에 적심으로 인한 무게의 변경을 초기무게로 나누어 계산되었다. 유사하게, 부푼 두께%는 24시간 적심으로 인한 두께의 변경을 초기중량으로 나누어 계산되었고, 선팽창%는 24시간 적심으로 인한 길이의 변경을 초기두께로 나누어 계산되었다. 물흡수%, 부푼 두께% 및 선팽창%의 결과들은 표 5[퍼센트물흡수, 부푼 두께 및 선팽창]에 표로 만들어졌다.

열분해시험도 수행되었다. 물흡수시험에서와 같이, 시료 8은 중간밀도섬유판을 이용하였고, 비교예 CE4는 메이즈나이트 섬유판을, 비교예 CE5는 메덱스 메디테 FR 섬유판을 이용하였다. 시료 7B와 비교예 CE4 및 CE5는 950℉의 온도에 노출되었고 관측들은 3.5분, 15분 및 30분에 행해졌다. 그 결과들은 표 6[열팽창시험]에 표로 만들어졌다.

	CE4(Masonite)	CE5(MedexMediate FR)	시료 8(PMDI로처리된 MDF
물흡수%	15	52	12
부푼두께%	15	20	11
선팽창%	1.4	0.8	0.2

	CE4(Masonite)	CE5(MedexMediate FR)	시료 8(PMDI로처리된 MDF
3.5분후의 외관	-	+	+
15분후의 외관		-	+
30분후의 외관			=

표 6에서 + 는 가장자리에 눈에 보이는 적색 잔화(embers)가 없고 층분리(ply separation)가 없음을 나타내며, = 는 가장자리에 눈에 보이는 적색 잔화가 존재하나 층분리는 없음을 나타내고, - 는 가장자리에 눈에 보이는 적색 잔화가 존재하거나 표면층들이 작은 곡선 단편들로 깨트려진 층분리가 존재함을 나타낸다.

이 발명은 추가로 곤충 및 진균류 둘 다에 대해 시험되었다. 중간밀도섬유판의 부분들은 발명에 따라 PMDI로 처리되어 시료 9 및 10을 제공하였다. 시료 9는 스트로부스소나무재목(white pine)의 비교예 CE6 및 처리되지 않은 MDF의 비교예CE7과 함께 지하의 흰개미와 가루주머니갑충(powder post beetles)에 노출시켰다. 시료 10과 스트로부스소나무재목의 비교예 CE6 및 처리되지 않은 MDF의 비교예 CE7은 갈색부패(brown-rot decay)와 백색부패(white-rot decay)에 노출되었다. 모든 예들에서, 시료 9 및 10은 스트로부스소나무재목 및 처리되지 않은 MDF 둘 다 정도만큼이나 또는 그것보다 양호하였다.

본 발명은 바람직한 설계를 갖는 것으로 설명되었으나, 본 발명이 관련된 기술분야의 공지 또는 통상의 실사용 범위 내에 있게 되며 여기서 언급된 필수적이 특징들에 적용되고 첨부의 청구항들에 의해 한정되는 발명의 범위 내에 드는, 본 발명의 전반적인 원리를 따르는 추가적인 변형, 사용, 및/또는 개조를 할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 폴리이소시안산염 함침된 리그노셀룰로스기판들을 생산하는데 사용된 종래기술에 비해 더 단순하며, 값싸며, 빠르고 더 환경적으로 위험이 없게 되며, 또한 경화작용제들 또는 촉진제들을 필요로 하지 않아 더 빨리 경화를 할 수 있게 한다.

Claims (34)

1. 리그노셀룰로스재료로 된 기판의 강도 및 방수성을 증가시키기 위한 방법에 있어서,

   리그노셀룰로스재료로 된 기판에 이소시안산수지재료를 함침하는 단계;

   함침기판에 높은 유속으로 공기를 부딪치게 하여 함침기판으로부터 초과분의 이소시안산수지재료를 제거하는 단계;

   함침기판에 중합에 충분한 온도로 된 액체를 도포하여 수지를 중합하는 단계; 및

   그 액체를 중합된 수지함침기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 함침기판에 높은 유속으로 부딪치는 공기를 제공하기 위해 에어나이프시스템을 선택하는 단계를 구비하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 리그노셀룰로스섬유들 및 결합제로부터 기판을 선택하는 단계를 구비하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 요소포름알데히드수지 또는 페놀포름알데이드수지로부터 결합제를 선택하는 단계를 구비하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 약 180℉ 이상의 온도로 액체를 유지하는 단계를 구비하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 약 180℉ 내지 약 212℉의 범위 내의 온도로 액체를 유지하는 단계를 구비하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 약 180℉의 온도로 액체를 유지하는 단계를 구비하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 약 7중량% 미만의 수분함량이 얻어질 때까지 오븐에서 기판을 탈수하는 단계를 구비하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 액체로서 물을 선택하는 단계를 구비하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 도포는 복수개의 액체스트림들을 리그노셀룰로스재료로 된 기판에 인가함으로써 달성되는 방법.
11. 제1항에 있어서, 함침제인 이소시안산수지재료의 압력을 약 1기압으로 유지하는 단계를 구비하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 이소시안산수지재료를 약 150℉의 온도로 유지하는 단계를구비하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 메틸렌 디페닐 디이소시안산수지재료로부터 이소시안산수지재료를 선택하는 단계를 구비하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 메틸렌 디페닐 디이소시안산수지재료로부터 이소시안산수지재료를 선택하는 단계를 구비하며, 상기 메틸렌 디페닐 디이소시안산수지재료는 약 33% 내지 약 49%의 4,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 약 70% 미만의 폴리(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트), 약 10% 미만의 혼합된 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 이성체, 및 약 8% 미만의 2,4'-메틸렌 디페닐 디이소시아네이트의 함량을 가지는 방법.
15. 제1항에 있어서, 이소시안산수지재료의 약 1 내지 약 33중량% 범위 내의 -N=C=O 함량을 가지는 것들로부터 이소시안산수지재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
16. 제1항에 있어서, 이소시안산수지재료의 약 10 내지 약 33중량% 범위 내의 -N=C=O 함량을 가지는 것들로부터 이소시안산수지재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
17. 제1항에 있어서, 이소시안산수지재료의 약 23 내지 약 32중량% 범위 내의 -N=C=O 함량을 가지는 것들로부터 이소시안산수지재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
18. 제1항에 있어서, 약 2 내지 약 3의 -N=C=O 작용성(functionality)을 갖는 것들로부터 이소시안산수지재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
19. 제1항에 있어서, 25℃에서 약 50 내지 약 300 센티푸아즈의 점도를 갖는 것들로부터 이소시안산수지를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
20. 제1항에 있어서, 고밀도섬유판, 중간밀도섬유판, 배향스트랜드판, 입자판, 삼(대마), 사이질삼, 목화줄기, 밀, 짚, 대나무, 황마, 염수갈대, 야자잎, 아마, 땅콩껍질, 경목 또는 연한나무로부터 리그노셀룰로스재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 제1항에 있어서, 중간밀도섬유판으로부터 리그노셀룰로스재료를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
22. 증가된 강도 및 방수성을 갖는 물품에 있어서, 상기 물품은 폴리이소시안산염재료가 함침된 리그노셀룰로스재료의 기판을 포함하며, 상기 물품은 매끄럽고 낮은 광택의 표면을 가지고, 상기 기판은 리그노셀룰로스재료를 포함하는 물품.
23. 제22항에 있어서, 상기 물품은 문거죽, 문선틀 또는 문가로대로서 사용하기에 적합한 물품.
24. 제23항에 있어서, 상기 물품은 문하드웨어를 삽입하기에 적합한 천공구멍들을 더 포함하는 물품.
25. 제22항에 있어서, 리그노셀룰로스재료의 상기 기판은 중간밀도섬유판인 물품.
26. 제22항에 있어서, 리그노셀룰로스재료의 상기 기판은 리그노셀룰로스섬유들 및 결합제를 포함하는 물품.
27. 제26항에 있어서, 상기 결합제는 요소포름알데히드 또는 페놀포름알데히드인 물품.
28. 제22항에 있어서, 상기 폴리이소시안산염재료는 폴리(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트)인 물품.
29. 중합된 수지함침기판을 형성하는 시스템에 있어서,

    리그노셀룰로스재료로 된 기판에 이소시안산수지재료를 함침하는 함침스테이션으로서, 이소시안산수지재료를 가열하기 위한 수단 및 리그노셀룰로스기판에 가열된 이소시안산수지재료를 도포하기 위한 수단을 포함하며, 가열된 이소시안산수지재료를 도포하기 위한 상기 수단은 제1적심탱크 및 복수개의 노즐들 중 한 종류인 함침스테이션;

    이소시안산수지재료의 중합 전에 이소시안산염함침기판으로부터 이소시안산수지재료의 초과분을 제거하기 위한 수지재료제거스테이션이며, 에어나이프스테이션을 포함하는 수지재료제거스테이션;

    리그노셀룰로스재료기판에 함침된 이소시안산수지재료를 중합하기 위한 중합스테이션으로서, 액체를 가열하기 위한 수단 및 함침기판에 가열된 액체를 도포하기 위한 수단을 포함하며, 가열된 액체를 도포하기 위한 상기 수단은 제2적심탱크 및 복수개의 노즐들 중의 한 종류인 중합스테이션을 포함하는 시스템.
30. 제29항에 있어서, 리그노셀룰로스기판으로부터 초과분의 습기를 제거하기 위한 탈수스테이션을 더 포함하며, 상기 탈수스테이션은 히터 및 송풍기를 포함하는 시스템.
31. 제29항에 있어서, 중합된 수지함침기판으로부터 초과분의 액체를 제거하기 위한 액체제거스테이션을 더 포함하며, 상기 액체제거스테이션은 에어나이프스테이션을 포함하는 시스템.
32. 제29항에 있어서, 리그노셀룰로스기판은 중간밀도섬유판인 시스템.
33. 증가된 강도 및 방수성을 갖는 문에 있어서,

    실질적으로 서로 평행하게 배향된 제1 및 제2선틀들과, 상단가로대부재, 및 하단가로대부재를 구비한 문틀; 및

    상기 문틀의 대향측들에 배치된 두 개의 문거죽들로서, 상기 문거죽들 중의 적어도 하나는 폴리이소시안산염재료가 함침된 리그노셀룰로스재료의 기판을 포함하며, 상기 적어도 하나의 문거죽은 매끄럽고 무광택표면을 가지는 두 개의 문거죽들을 포함하는 문.
34. 리그노셀룰로스재료로 된 기판의 강도 및 방수성을 증가시키기 위한 방법에 있어서,

    리그노셀룰로스재료로 된 기판에 이소시안산수지재료를 함침하는 단계;

    함침기판에 중합에 충분한 온도로 된 액체를 도포하여 수지를 중합하는 단계; 및

    중합된 수지함침기판으로부터 그 액체를 제거하는 단계를 포함하는 방법.