KR20050098262A - 식물성 물질을 원료로 한 패널의 제조 방법 및 이에이용되는 수성 접착제 조성물 - Google Patents

식물성 물질을 원료로 한 패널의 제조 방법 및 이에이용되는 수성 접착제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아밀로스 함량이 30 내지 60%인 채소류 전분을 적어도 1종 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 리그노셀룰로오스계 물질에 도포 되어, 패널을 성형하고 열압착하는 것을 포함하는 상기 조성물의 사용 방법에 관한 것이다. 상기 방법의 과정에서 포름알데히드 증기는 가능한 매우 적게 방출된다. 본 발명은 또한 상기와 같이 제조된 패널, 특히 대기 중에 방출되는 포름알데히드의 양을 감소시킨 패널에 관한 것이다.

Description

식물성 물질을 원료로 한 패널의 제조 방법 및 이에 이용되는 수성 접착제 조성물{METHOD AND AQUEOUS ADHESIVE COMPOSITION FOR THE PRODUCTION OF PANELS MADE FROM VEGETABLE MATTER}
본 발명은 식물성 물질(plant material), 특히 리그로셀룰로오스계 물질을 원료 만들어지는 패널(panel) 제조에 유용한 신규 접착제 조성물에 관한 것으로, 특히 열압착(hot pressing) 공정 중에 포름알데히드 증기의 배출을 매우 또는 극히 감소시키면서 패널 제조를 가능하게 하는 신규 접착제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, "식물성 물질로 만들어지는 패널"이라는 표현은 목재로부터 유래하는 패널, 즉 여러 가지 합판 패널, "샌드위치" 패널로 통칭되는, 입자, 섬유로 제조되는 패널, 라멜라(OSB), Isorel 타입의 패널, "적층 목재"라 통칭되는 재건 빔(reconstructed beam), 그리고 또한 성질이 같거나 다른 요소들, 예컨대 목재와 금속을 조합한 "박스 컴파트먼트(box compartment)" 등을 의미한다.
본 발명은 또한 응집, 조립, 합성 또는 경화를 위하여, 본 발명에 의한 신규 접착제 조성물로 상기 식물성 물질을 처리하는 공정과 성형 및 열압착 공정을 포함하는 식물성 물질, 특히 리그로셀룰로오스계 물질로부터 제조되는 패널, 특히 칩우드(chipwood) 또는 합판 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 방법과 관련하여, 응집, 조립, 합성 또는 경화에 관계된 반응들은 본질적으로 열압착이 될 때 일어난다.
본 발명은 특히 포름알데히드 증기 방출이 매우 또는 극히 감소된 열압착 공정을 포함한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 합성 수지 특히 아미노플라스트(aminoplast) 또는 페노플라스트(phenoplast) 수지를 사용하는 원리와 유사한 원리에 의하여 얻어지는 여러 가지 단판(單板), 목공품 또는 가구 제품의 접착 또는 칸막이의 접착에 관한 것이다.
본 발명은 또한 니트로셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 아세트산 셀룰로오스, 프로피온산 셀룰로오스 및 아세토부티레이트 셀룰로오스 등 셀룰로오스 유도체로부터 유래하는 물품의 접착에 관한 것으로, 그 사용은 플라스틱 분야에 속한다.
본 발명은 또한 단지 소량 또는 극소량의 합성 수지, 특히 포름알데히드계 수지를 사용하는 응집, 경화, 조립 또는 합성 방법 또는 공정에 유용한 조성물에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 본 발명에 의한 신규 조성물의 사용을 통하여, 특히 패널의 제조, 보관, 설치 및/또는 사용 중 포름알데히드 증기의 배출을 크게 또는 극히 감소시킴으로써, 보다 친환경적이고 공중보건에 보다 도움이 되는 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질로부터 제조되는 신규 패널에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, "리그노셀룰로오스계 물질"이라는 용어는 본질적으로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌(lignin) 및/또는 펜토산(pentosan)을 포함하는 일단의 식물성 물질을 표현한다.
이 정의는 특히 목재로부터 유도된 모든 물질 및 예컨대 목화, 황마(黃麻), 삼, 섬모시풀(ramie), 사이잘(sisal), 아마(亞麻) 또는 옥수수과 작물 또는 기타 곡류로부터 유도된 여러 가지 물질에 관계된다.
따라서, 분말, 섬유, 입자, 조각, 부스러기(shaving) 또는 박판의 외관을 갖는 기원이나 조성 또는 물리적 외관이 다른 많은 다양한 물질을 활용가능하다.
본 발명에 있어서, '식물성 물질'이라는 용어는 다양한 물질, 특히 예컨대, 국제 특허 출원 WO 95/15894에 기재된 바와 같은 평판 또는 유럽 특허 EP 0 781 199에 기재된 바와 같은 "샌드위치" 패널의 개발에 상당히 포함될 수 있는 전분 물질을 의미한다.
기술 분야의 현상태에 있어, 아미노플라스트와 페놀플라스트 수지는 접착제 조성물의 배합용으로 널리 사용되고 있다. 상기 수지들은 상기 방법들과 관련하여, 경도(硬度, consistency), 다공성, 밀도, 고형성, 유연성, 내수성 또는 내습성 등의 가장 주요한 물성이나 방음성 또는 단열성 등의 비성질(specific property)을 달성하는 것을 가능하게 한다.
이와 관련하여, "Novopan" 특허, 즉 특히 프랑스 특허 FR 2 069 609 및 610 또는 FR 2 111 367의 기재를 예로 들 수 있다.
예컨대, 우레아-포르몰, 페놀-포르몰, 케톤-포르몰, 멜라민-포르몰, 멜라민-우레아-포르몰, 니트로파라핀-포르몰 또는 탄닌-포르몰 수지 등 포름알데히드계 수지 또는 헥사메틸렌테트라민 등의 포르알데히드 방출물을 기재로 하는 수지의 사용 증가나 대량 사용은 유리 포름알데히드 함량이 높은 결과 심각한 문제를 유발시킨다.
포름알데히드 기체는 공기 중에 소량으로 존재하는 경우라도(1 또는 2 ppm) 피부 및 점막을 자극하고, 0.2 ppm부터는 불쾌한 냄새를 내며, 호흡 기능에 악영향("포름알데히드 천식")을 미치는 것으로 여겨지고 있다.
상기 포름알데히드 기체는 식물성 물질로부터 제조되는 패널의 제조에 관여하는 관계자에게 가장 먼저 악영향을 미치며, 포장용지에 접촉에 의한 자극성 및 해로움에 관한 경고가 사용자를 위하여 기재되어 있어도, 지속적인 노출이 계속되는 실정이다.
이러한 상황이 여론 및 공중 보건을 책임지는 당국에 잘 받아들여지고 있지 않다. 그들은 강력한 구내 환기와 병원을 자주 방문을 할 것을 권고하고 있다.
제조 패널은 또한 발생 배출물에 관련하여 분류 대상이다.
분류 패널 100 g 당 배출되는 포름알데히드의 양(mg) 공기 중으로 배출되는 포름알데히드의 양(ppm)
E 1 10 미만 0.1 미만
E 2 10 내지 30 1 마만
E 3 2.3 미만
이러한 조치들은 실제 해결책을 제공하지 않으며, 비록 유리 포름알데히드 센서의 존재 그리고 우레아, 멜리민 또는 탄닌 등의 응축제 및 감소된 양의 유리 아민을 함유하는 합성 수지를 사용하는 포름알데히드를 덜 휘발성인 다른 알데히드로 부분적으로 교체하려는 여러 가지 노력 및/또는 사용량 감소가 뒷받침된다 할지라도 충분하지 않다.
이와 관련하여, 포름알데히드계 수지를 알파-메틸화 케톤과 결합시킨 프랑스 특허 출원 FR 2 575 754 또는 알키드(alkyd) 수지와 우레아-포름알데히드를 결합시킨 유럽 특허 EP 0 043 036을 예로 들 수 있다.
유사하게, 혈액 알부민, 톱밥, 여러 가지 가루(flour), 견과 껍질, 밀 또는 콩과(leguminous) 식물 특히, 완두콩을 사용하는 것(미국 특허 제4 942 191호) 외에, "희석제"로서 가능한 변형 이나 실제 성질에 따라 변할 수 있는 덩이줄기(tuber) 또는 곡물의 전분의 사용하는 것이 동일한 목적을 위하여 알려져 있다.
종이나 판지 등의 시트(sheet)로부터 제조되는 제품의 접착에 대한 그들의 이점이 알려져 있다 해도, 식물성 물질로부터 제조되는 패널 제조에 관해서는 그들의 사용이 잘 알려져 있지 않다. 화학적 및/또는 물리적 개질에 대한 상당한 조절이 필요하나, 포름알데히드 방출에 대한 문제점을 근본적으로 밝혀내지는 않았다.
그러므로 이러한 곡물 또는 덩이줄기식물 전분은 바람직한 물성, 특히 상기 방법을 쉽게 하는 물성에 2차적으로만 기여한다.
다른 접근법, 예를 들어, 우레아-포름알데히드 또는 멜라민-포름알데히드 수지의 배합물의 경화에 사용되는 전분 또는 덱스트린의 사용(유럽 특허 EP 0 183 960) 또는 일반 공급원으로부터 개질된 전분의 사용(전분 카바메이트, 에스테르 또는 에테르의 사용을 기술한 국제 특허 출원 WO 87/02929)등이 주목받아왔다.
다른 화합물중에서, 단당류 및 이당류로 구성된 결합제는 프랑스 특허 FR 2 576 603에 언급되어 있다.
이러한 다양한 접근법에 의해 조제물은 여러 개가 되었고, 이들 모두는 적어도 1의 포름알데히드계 수지를 함유하므로 이를 제조하거나 제조된 산물을 사용하는 동안 포름알데히드 방출로 인한 해로운 효과가 지속되었다. 요구사양의 변화, 특히 기준에 맞는 방수성 및 방습성을 만족시키기 위하여 이들의 존재가 항상 필수적인 것으로 간주 되었다.
이들은 또한 너무 과도하게 제한되면 특히 방수성 또는 방습성에 해로운 위험을 내포하고 있다.
어떠한 경우에도, 이러한 제안들은 상당한 불만족을 야기시켰고, 사용자들은 건강문제를 걱정하게 되었다( "새집 증후군").
사실상, 특히 가정 내에는 많은 방출원이 있다. 이들의 농도는 높으며 다양하다(0.1 내지 1.5 ppm). 따라서 대량의 접착제가 사용되는 건축 자재 또는 코팅 물질에 기인하는 문제점을 해소해야 한다.
본 발명은 특히 방수성 또는 방습성에 관해서 동일한 기능을 수행할 수 있는 다른 화합물을 이용하여 방출성 수지를 완벽히 대체할 목적으로 제안된다.
리그닌 유도체, 토마토 펄프, 단백질, 또는 양이온 전분의 사용, 또는 많은 독성을 내는 폴리우레탄 또는 에피클로로하이드린계 수지를 대체하는 시도가 고려되어 왔다.
제조시에 포름알데히드계 수지가 적거나 전혀 포함되지 않는 식물성 물질로 구성된 패널을 제조하기 위한 신규의 접착제 조성물을 선택함으로써 포름알데히드 증기 방출의 문제를 해결하는 것을 가능하게 한 것은 전적으로 출원인의 기여이다.
식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질로 만든 패널을 제조하도록 의도된 본 발명의 신규의 접착제 조성물은 합성수지 RS(특히 포름알데히드계, 에피클로로하이드린계, 또는 폴리우레탄 형) 및 적어도 1종의 콩전분을 포함하는 전분 A를 건조량 기준으로 A/(A + RS)의 비율이 50 내지 100%, 좋기로는 60 내지 100%, 더 좋기로는 70 내지 100%가 되는 비율을 함유하고, 필요에 따라, 본질적으로 소수성인 수지 예를 들어, BASOPLAST™ 수지(BASF), "희석제"로 언급된 제품, 경화제, 안료 및 충진재, 및 시약, 예를 들어, 다양한 황산염 또는 염화물과 같은 시약 중에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 신규 조성물은 다른 공급원에서 유래한 전분을 1종 이상을 함유할 수 있다. 예를 들어, 옥수수, 밀 또는 쌀과 같은 곡물, 또는 토마토 또는 카사바와 같은 덩이줄기 식물로부터 유래한 전분이 있다.
본 발명의 접착제 조성물에는 합성수지 RS의 양이 감소될 수 있으며, 특히, 이러한 제한을 요구하는 경우 현행법에 일치시키기 위한 이점을 유지할 수 있다.
일반적으로, "합성수지 RS"는 어떠한 포름알데히드계 또는 포름알데히드 방출 수지 및 에피클로로하이드린계 또는 폴리우레탄형 수지를 의미한다.
여러가지 목적에 따라, 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질로 만든 패널을 제조하도록 의도된 본 발명의 신규 접착제 조성물은 접착제 조성물의 전체 고형물의 함량에 대하여 합성 수지 RS를 40% 미만, 좋기로는 30% 미만, 더 좋기로는 25% 미만의 양으로, 그리고 적어도 1 종의 콩 전분을 함유하는 전분 A를 60 내지 100%, 좋기로는 70 내지 100%, 더 좋기로는 75 내지 100%의 양으로 함유하고, 필요에 따라, 본질적으로 소수성인 수지, "희석제"로 언급된 제조물, 경화제, 안료와 충진재, 및 시약 중에서 선택된 적어도 1 종의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 신규 조성물은 합성수지 RS를 특히 10% 미만, 좋기로는 5% 미만 및 더 좋기로는 1% 미만의(건조량/건조량 기준) 양으로 함유하는 것을 특징으로 한다.
출원인은 물론 특히 열압착 단계에서 포름알데히드 증기 방출이 전혀 없거나 거의 없는 식물성 물질로 만들어진 패널의 제조를 할 수 있는 단순하고 상대적으로 저렴하며 즉시 접근가능한 수단을 연구해 왔다.
결과적으로, 본 발명은 본 발명의 접착제 조성물에 식물성 물질을 처리하는 공정 및 성형과 열압착을 하는 공정으로 이루어지는 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질을 포함하는 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
그러므로, 제조기기 주변에서 측정을 하면 상기 방법에서 본 발명의 상기 조성을 사용하면 포름알데히드 증기 방출을 0.1 ppm 미만, 좋기로는 0.05 ppm 미만, 더 좋기로는 0.01 ppm 미만으로 줄일 수 있다.
이와 동시에, 본 발명의 상기 방법은 1991년 7월 유럽 규격 EN 120에 의해 정의된 방법인 천공법에 따라 측정하는 경우 상기 패널 100 g당 대기 중에 포름알데히드를 30 밀리그램(mg) 미만의 양으로 방출하는 것을 특징으로 하는 패널을 얻을 수 있다.
최적의 상태에서, 얻어진 상기 패널은 상기한 유럽 규격에 따라 측정하는 경우 상기 패널 100 g 당 10 mg 미만, 좋기로는 5 mg 미만을 대기중으로 방출하는 것을 특징으로 한다.
모든 기술적, 경제적, 보건적 조건을 만족시키는 이러한 가능성은 적절히 선택된 즉시 이용가능한 전분을 사용함으로써 제공된다.
그러므로, 본 발명의 문맥상, 놀랍고도 예상치 못하게 특히 완두콩에서 유래한 콩 전분이 사용될 수 있다는 것과 본 발명의 접착제 조성물의 개선에 적합하다는 사실을 주목해 왔다. 그리고 이는 합성수지가 극히 제한된 양으로 존재하거나 부재하는 식물성 물질로 만들어진 고품질의 패널을 얻을 수 있게 한다.
출원인은 아밀로스 함량이 30 내지 60%, 좋기로는 30 내지 52%인 콩과 식물,특히 완두콩에서 유래하는 전분의 중요성에 천착하였다.
물론 놀랍고도 예상치 못하게 이러한 특징에 상응하는 콩 전분, 특히 완두콩 전분이 본 발명의 내용상 매우 이로운 용액을 구성한다는 사실에 주목해왔다
본 발명에 따른 조성물 중에 콩 전분 특히 완두콩 전분이 상당량 존재 할 경우, 특히 전분 총량에 대해 5%, 좋기로는 20%, 더 좋기로는 50% 이상의 양으로 존재할 경우, 포름알데히드계 수지의 유효량을 현행 한도보다 훨씬 더 낮게 실질적으로 감소 시키거나, 심지어 전혀 포함시키지 않으면서도, 완제품의 기본 특성, 특히 방수성과 방습성은 그대로 유지시키는 것이 가능하다.
본 발명의 목적을 위하여, "콩"이라는 용어는 특히 파필리오나세아과(family papilionaceae)를 의미하며, 이들 중 강낭콩, 완두콩, 렌즈콩, 잠두, 자주개자리, 클로버 및 루피너스가 중요하다.
본 발명의 목적을 위하여, "콩 전분"이라는 용어는 콩과 식물, 특히 전분을 (건조량/건조량 기준) 90% 보다 많은 양으로 함유하고 콜로이드 물질과 섬유질 잔여물은 예컨대 1% 미만(건조량/건조량 기준)으로 소량 함유하는 완두콩에서 추출한 전분을 의미한다.
전분 함량은 (건조량/건조량 기준) 95%를 초과하는 것이 바람직하며, 98% 초과라면 더 바람직하다.
단백질 함량은(건조량/건조량 기준) 1% 미만, 바람직하게는 0.5% 미만가, 더 특정하자면 0.1 내지 0.35% 사이가 바람직하다.
콩 전분, 특히 완두콩 전분은 다른 전분원에 비해 특히 경제성이 좋은 상태로 즉시 사용 가능하다.
본 발명의 선호되는 접착제 조성물은 아밀로스 함량이 30.5 내지 45%, 좋기로는 31 내지 40%, 더 좋기로는 31.5 내지 39.5%인 적어도 1종의 콩 전분, 특히 완두콩 전분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
그런데, 아밀로스 함량이 20 내지 28% 수준이어서, 그 자체로는 방수성이나 방습성이 만족스럽지 않은 통상적인 곡물과 덩이줄기 식물에 비해 콩전분, 특히 완두콩 전분의 아밀로스 함량이 그다지 높지 않다는 것은 놀랍고도 예기치 않은 사실이다.
또한 아밀로스 함량이 높은 곡물, 즉 아밀로스 함량이 50%를 초과하는 옥수수로부터 얻은 전분은 예컨대 골판지용으로 적합하지만, 방수성의 관점으로 볼 때, 이러한 특성은 패널 제조시에는 관찰되지 않는다.
특히 아밀로스 함량이 60%를 초과하는, 특히 70%를 초과할 경우에는 사용하기 관란하다.
따라서, 이 점에 대한 연고가 부족한 가운데, 본 출원인은 아밀로스가 풍부한 곡물 전분을 사용할 경우, 포름알데히드계 수지를 사용하는 것이 불가피함은 물론, 포름알데히드의 양을 유의적으로 감소시키는 것조차도 불가능하다는 것을 발견하였다.
이러한 아밀로스가 풍부한 전분은 또한 용해시키기 위해서 상당한 열을 가해야 하므로, 이로 인해 접착력이 저하될 위험이 있다.
전술한 내용으로부터, 콩과 식물, 특히 완두콩 전분 중의 아밀로스 함량과 본 발명의 접착제 조성물이 발휘하는 특성 사이에 어떠한 관련성을 설정하는 것이 불가능하다는 것을 짐작할 수 있을 것이다.
본 출원인들은 바로 이들 콩과 전분의 특성 자체가, 전술한 고성능의 원동력임과, 나아가 포름알데히드계 수지 함량을 크게 감소시키거나 심지어 포름알데히드계 수지 성분을 제거하는 것 조차 가능케하는 것이라고 결론지었다.
본 발명의 조성물 내에서 상기 전분에 다양한 안료 또는 산업계에서 널리 쓰이는 충진재를 혼합하는 것이 또한 가능하다.
이러한 물질은 저비용으로 도포에 필수적인 물성을 지원 또는 보전하기 위해서 "충전"재로서 사용된다.
예를 들어, 고령토, 탄산칼슘, 활석, 산화티타늄, 황산칼슘베릴륨은 이러한 목적으로 사용된다.
이러한 첨가는 특히 기공을 막는데 매우 유용한 것으로 알려졌고, 예를 들어, 고령토는 기포 발생을 막는다(타구목).
탄닌, 좋기로는 예를 들어, 소나무 껍질 탄닌, 피칸너트 탄닌, 미모사 탄닌 및/또는 케브라쵸 탄닌와 같은 개질된 농축 탄닌을 첨가하는 것이 일반적이다.
본 발명의 조성물은 예를 들어, 반응성 실리콘과 같은 방수 가공제, 우레아, 폴리올과 같은 가소제, 암모늄염, 특히 염화암모늄, 황산암모늄, 아세트산 암모늄 및 락트산암모늄과 같은 경화제 등을 포함할 수 있다.
하나의 변형에 따르면, 방수 및 방습의 기준 및 생산과 사용시 위생과 공중보건의 준수에 관한 요구사항을 만족시키는 본 발명의 조성물은 포름알데히드계 수지를 필요로 하지 않는다는 점 이외에도 황산염 및 염화물, 특히 아연, 알루미나, 암모늄 또는 구리의 황산염 및 염화물, 지르코늄 함유 화합물 또는 인산모노암모늄 또는 인산디암모늄으로부터 선택되는 유효량의 시약을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 선호되는 시약 중에서 황산알루미나가 즉시 이용가능한 제품이다.그러나, 패널의 제조시 방수 또는 방습성의 개선을 위한 특정된 목적을 위해 이들을 사용할 것이 제한된 예는 이제까지 없었다.
황산아연 역시 선호될 수 있다.
더 특정하여 보면, 이렇게 적절히 선택된 염의, 더 좋기로는, 본 발명의 선호되는 변형에 따라, 황산아연의 적당량을 첨가함으로써 특히 성립된 결정 기준에 따른 우수한 방수성 또는 방습성을 얻을 수 있다.
여기서 "유효량"이라는 용어는 적어도 생산되는 패널에 상기 접착제 조성물이 소망하는 방수성 또는 방습성 및 종래 기술에서 결정된 상기 물성을 부여할 수 있을 정도를 의미한다.
상기한 것과 같은 상당하고도 충분한 양의 아밀로스가 함유된 콩 전분, 특히 완두콩 전분을 사용함으로써, 분말로부터 균질의 접착제가 손쉽게 제조될 수 있다.
대략 40 내지 60%의 함량을 가지는 종래의 접착제에 필적하는 고형분 함량및 특히 압력에 관하여 유사하게 거동하는 접착제를 또한 쉽게 얻을 수 있다.
이들의 성질은 "무르다(short)"고 표현되나 이는 이들의 요동학적 거동, 특히 최적의 분배하에서의 거동의 적절성을 반영하는 것이다.
게다가, 결합된 목재 또는 마감된 표면의 구조 및 물성과 같은 필수적인 데이터와 연관되어 400 내지 5000 mPa.s로 선택된 값에 따라 독립적으로 점도가 불변함에 따라 촉진된다.
쉽게 조달될 수 있다는 점 외에도, 접착제 제조 경비는 종래의 접착제 제조 경비를 넘지 않는다.
압착 전의 초기 결합("고정")은 전부 만족스러우며 이는 경화 및/또는 합성될 물질의 좋은 성형 및 좋은 위치선정을 가능하게 한다.
게다가, 주어진 모든 조절 과정 중에 면밀한 조사를 하면서도 기포 발생의 경향성이 전혀 보고되지 않았다.
조절되는 일정한 환경(50 내지 65%의 상대 습도)을 유지한 뒤, 준비된 패널이 부러지거나 분리되는 경우, 이 모든 경우에 있어, 접착제가 결합하는 강도는 적어도 섬유들의 결합력과 동등하다고 결론내릴 수 있는 탈섬유가 있다는 것을 유의한다.
마지막으로, 출원인은 계획하던 제형에 따라서 관습적으로 결정된, 특히 다양한 "수분 스트레스의 등급"에 대한 결합의 반응에 의하여 정의된 모든 정도의 방수성 또는 방습성을 얻을 수 있었다는 것을 유의해 왔다.
-D1: 건조환경(가구, 침대 기저판, 중2층 마루 또는 탁구대 내부)
-D2: 다습하지 않은 환경(욕실 가구,도는 자동차 바닥)
-D3: 빈번히 습한 환경(비막이 판자의 외부 보호벽 또는 트레일러 구조)
-D4: 물과 늘 접촉하는 환경(비막이 판자의 외부 비보호벽, 콘트리트의 거푸집)
더욱이 출원인은 완전히 만족할만한 본 발명의 조성물을 위하여 특히 화학적으로 개질 되지 않은 콩 전분, 특히 완두콩 전분을 단독으로 또는 혼합물로 사용하는 것으로 충분하다고 생각했다.
특히 화학적으로 개질 된 전분이 유용하다. 그러나 이들의 이점, 특히 비용에 관한 이점은 명백하지 않다.
이들의 정당성은 하나의 제조 공정 과정에서의 물성 또는 그 자체로서 접착제 조성물의 부가적인 개선에 있다.
여기에는 또한 화학적 및/또는 물리적 강도 및 열 수지의 개질, 특히 결합속도 또는 결합성능에 관한 개질에 따르는 손쉬운 또는 부분적 젤라틴화의 결과로써 얻는 것이 있다.
산과 효소적으로 부분적으로 산화되고 가수분해된 완두콩 전분을 사용하는 것이 전부 가능하다.
예를 들어, 알려진 선젤라틴화, 압출성형, 고열 수분 처리 또는 담금질의 열 작업 등의 물리적 개질과 같은 개질이 가능하다.
전분이 부분적 또는 전체적으로 용해가 되는, 특히 선젤라틴화 압출성형 또는 다른 작업, 특히 화학적 작업은 더 나은 물성에 대한 연구, 특히 본 발명의 조성물의 유동학적 및 배분/배치적 물성에 의하여 자극을 받았다.
이러한 고려를 통하여 당업자들은 입자 전분 및 부분적인 또는 전체적인 용해성 전분을 생각하게 되었다.
이는 유리한 비용, 공급 또는 조절의 면에서의 본 발명의 목적을 위하여 콩 전분, 특히 완두콩 전분은 기술적 요구사항에 적합한 수준에서 바람직스런 모든 변형들을 제시하는 본 발명의 접착제 조성물을 얻기 위한 단순하고 손쉬운 수단으로 구성되어 있다는 것을 보여 준다.
제형 및 일반 접착제 조성물에 관한 본 발명의 다양한 측면은 미만의 실시예에서 매우 자세히 기술할 것이다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1(선행기술)
여기서는 "희석"의 분말로 만든 두 종류의 대립되는 조제물을 제공한다.
조제물 1.1 조제물 1.2
우레아-포름알데히드 (고형분 함량 = 65%) 80 중량부 38.5 중량부
밀가루 무 38.5 중량부
미세 톱밥 및 코코아 가루 8 중량부 무
물 4 중량부 19 중량부
염화암모늄 8 중량부 3.8 중량부
접착제의 고형분 함량 68% 63%
상대 비용 1(기준) 0.75
실시예 2(본 발 명)
본 발명의 조성물(조제물 2.1)은 포름알데히드계 수지를 줄이기 위해서 감자가루 및 아밀로스 36.7%를 함유한 완두콩 전분 99%를 기초로 설계되었다.
조제물 2.1
물 44.7 중량부
덱실로스® H235 (선젤라틴화된 왁스형 옥수수전분, 용해성- 94% 고형분 함량) 9.5 중량부
감자 가루(과립형- 82% 고형분 함량) 28.6 중량부
완두콩 전분(88% 고형분 함량) 3.2 중량부
황산 알루미나 1.7 중량부
고령토 1.7 중량부
발수제 2.4 중량부
카우릿®285 수지(우레아-포르몰, 67% 고형분 함량, BASF) 5.1 중량부
염화암모늄 0.1 중량부
A/A + RS 비율 91.1 중량부
조제물 2.1을 사용하는 경우, 특히, 매우 유사한 방수성을 가지며 선행 기술(실시예1)의 조성물에 비하여 제조 표에 가까운 상당한 감소가 관찰되었다.
조제물 2.1은 아래의 조제물 2.2, 2.3에 비하여 완두콩 전분이 다른 비율로 함유되어 있다.
상기 완두콩 전분은 99%로 풍부하고, 아밀로스를 36.7% 함유한다.
조제물 2.2 조제물 2.3
물 44 중량부 44.5 중량부
선젤라틴화된 전분(94% 고형분 함량) 13.2 중량부 9.9 중량부
완두콩 전분(과립형, 아밀로스 36.7%-88% 고형분 함량) 22 중량부 13.5 중량부
밀가루(과립형-86% 고형분 함량) 11 중량부 무
감자 가루(과립형- 82% 고형분 함량) 무 24.6 중량부
고령토 2.3 중량부 3.4 중량부
우레아 0.4 중량부 무
염화암모늄 0.1 중량부 0.2 중량부
반응성 실리콘 0.4 중량부 무
멜라민-포르몰 수지 마듀릿 MW114(35% 고형물 함량) 6.6 중량부 무
우레아-포르몰 수지 카우릿 285(67% 고형물 함량) 무 4.9 중량부
본 발명의 조제물 2.2 및 2.3은 접착제의 특징에 의하여 정의된다:
조제물 2.2 조제물 2.3
고형분 함량 48% 47%
브룩필드 점도 3000 mPa.s 3000 mPa.s
저장성 유통기한 48 시간 48 시간
상대 비용 1(기초) 0.775
A/A + RS 비율 94.7% 92.6%
상기 세 조제물에서는 멜라민-포름알데히드 및 우레아-포름알데히드 수지의 양이 상당한 감소가 된 반면에, 점도, 유통기한 및 비용의 면에서 마지막 두 조제물이 선호된다.
실시예 3:
조제물 2.2 및 2.3을 사용하여 실험실에서 작은 패널을 준비하는 절차가 수행되었다. 이는 2 단계로 이루어진다.
- 미리 조건화된(20℃ - 65% RH) 타구목, 가문비목 또는 일반목재(10㎝ X 10㎝ X 1.5㎝)을 100㎠의 영역에서 시험된 접착제의 2 내지 3 g을 분무하여 도포
- 동시에 열(표면 온도: 180℃) 및 압력(7 bar/㎠)을 가하고 방수성은 100 g의 하중 하에서 담금 시험에 의해 결정된다.
기포 발생 경향은 0(나쁨)에서 5(좋음)까지의 등급으로 평가된다.
결합의 질은 인스트론 1122(Instron 1122) 기계에 접합시켜서 접착제의 신장강도를 측정하여 사정한다.
D1 및 D2 등급에 따르면 방수성은 좋음(조제물 2.2), 또는 우수(조제물2.3)이고 기포발생은 거의 없으며 건조 결합은 매우 좋다.
실시예4
본 발명에 따른 조제물 4.1을 준비하였다.
물 60
덱실로스® H235 (왁스형 용해성 전분) 12
감자 가루 30
완두콩 전분(과립형, 아밀로스 36.7%) 13.5
고령토 2
황산알루미나(18H2O) 2
반응성 실리콘 3
프록셀 GXL(ICI) 0.9
브룩필드 점도 T = 0 T = 1 시간 T = 24 시간 750077007800
방수성 24시간후 탈섬유
A/A + RS 비율 100%
본 발명의 실시예 3에서 정의된 조건과 조제물 4.1로 얻은 패널의 특징은 같은 조건과 선행기술인 조제물 4.2로 얻은 패널의 특징과 비교되었다. 예를 들어, 이는 실시예 1에서의 조제물 1.1과 유사하다.
조제물 4.2 조제물 4.1
만곡부 강도(N/㎟) 140 120
강도 모듈러스(N/㎟) 11000 10000
물 함량 5.5% 6%
기포발생 경향 4 5
천공 측정(유럽 규격 EN 120) 1.8 mg/100 g 0.05 mg/100 g
이 조제물 4.1의 이점은 입증되었다. 이는 적합한 기계적인 특성을 가지는 패널을 구성하는 재활용된 물질에 의하여 극도로 적은 포름알데히드 증기 방출을 하게 한다.

Claims (14)

  1. - 건조 수지의 양으로 제시되는 합성 수지 RS, 특히 포름알데히드계, 에피클로로하이드린계 또는 폴리우레탄 형의 양,
    - A/(A + RS)의 비율로 정의된 값이 50 내지 100%, 좋기로는 60 내지 100%, 더 좋기로는 70 내지 100% 가 되도록 건조 전분의 양으로 제시되는 콩 전분을 적어도 1종 포함하는 전분 A의 양,
    - 및 선택적으로, 고유한 소수성 수지, "희석제"로 언급된 제품, 경화제, 안료와 충진재, 및 시약 중에서 선택된 적어도 1종의 화합물
    을 함유하는 것을 특징으로 하는 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질을 포함하는 패널 제조용 접착제 조성물.
  2. - 접착제 조성물의 전체 고형물의 함량에 대한 건조 수지의 양으로 제시되는40% 미만, 좋기로는 30% 미만, 더 좋기로는 25% 미만인 합성 수지의 양,
    - 접착제 조성물의 전체 고형물의 함량에 대한 건조 전분의 양으로 제시되는 적어도 1종의 콩 전분을 함유하는 전분의 양,
    - 및 선택적으로, 고유한 소수성 수지, "희석제"로 언급된 제품, 경화제, 안료와 충진재, 및 시약중에서 선택된 적어도 1종의 화합물
    을 함유하는 것을 특징으로 하는 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 리그노셀룰로오스 물질을 포함하는 패널 제조용 접착제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 합성수지를 건조량/건조량 기준으로 10% 미만, 좋기로는 5% 미만 및 더 좋기로는 1% 미만의 양을 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 콩 전분 중에서 선택된 적어도 1종의 전분을, 전분 총량에 대하여 적어도 5%, 좋기로는 적어도 20%, 더 좋기로는 50%의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 콩과 전분 중에서 선택된 적어도 1종의 전분을, 전분 총량에 대한 건조 전분의 양으로 제시될 때, 전분이 70 내지 100%, 좋기로는 75 내지 100%의 비율로 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 콩 전분의 아밀로스 함량이 30 내지 60%, 좋기로는 30 내지 52%임을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 콩 전분, 특히 완두콩 전분의 아밀로스 함량이 30.5 내지 45%, 좋기로는 31 내지 40%, 더 좋기로는 31.5 내지 39.5%임을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 황산염 및 염화물, 특히 아연, 알루미나, 암모늄 또는 구리의 황산염 및 염화물, 지르코늄 함유 화합물 또는 인산디암모늄으로부터 선택되는 시약의 유효량을 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전분량이 필요에 따라 개질된 적어도 1종의 과립형 전분 및 필요에 따라 개질된 부분적 또는 전체적으로 수용성인 적어도 1종의 전분의 혼합물에 대응하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질을 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항의 접착제 조성물로 처리하는 공정 및 성형과 열압착을 하는 공정을 포함하여 이루어지는 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질로 만들어진 패널의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항의 접착제 조성물을 함유하는 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질을 함유하는 패널.
  12. 제11항에 있어서, 1991년 7월 유럽 규격 EN 120에 의해 정의된 방법에 따라 측정하는 경우 패널 100 g당 포름알데히드를 30 밀리그램(mg) 미만의 양으로 대기 중에 방출하는 것을 특징으로 하는 패널.
  13. 제12항에 있어서, 유럽 규격 EN 120에 의해 정의된 방법에 따라 측정하는 경우 패널 100 g당 포름알데히드를 10 밀리그램(mg) 미만, 좋기로는 5mg 미만의 양으로 대기 중에 방출하는 것을 특징으로 하는 패널.
  14. 식물성 물질, 특히 리그노셀룰로오스계 물질로 만들어지는 패널의 제조를 위한 콩 전분, 특히 완두콩 전분의 용도.
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