KR20080055922A - 물품 제조에서 개질 목재 재료의 용도 - Google Patents

물품 제조에서 개질 목재 재료의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1 이상의 목재 재료를 포함하는 물품 제조에서 개질 목재 재료의 용도에 관한 것이다.
목재, 개질, 물품

Description

물품 제조에서 개질 목재 재료의 용도{USE OF MODIFIED WOOD MATERIALS FOR PRODUCING ARTICLES}
본 발명은 1 이상의 목재 재료를 포함하는 물품 제조에서 개질 목재 재료의 용도에 관한 것이다.
목재의 자연 내구력은 습도의 변화에 따른 목재의 양상에 의해 영향을 받는다. 물을 흡수하고 이를 다시 방출하는 목재의 역량과 관계되는 목재의 팽창 및 수축은 목재 재료로부터 부분적으로 또는 완전히 제조되는 물품의 제조에서, 특히, 2 부분 이상이 마찰 접합(friction joint) 또는 맞물리는 접합(interlocking joint)에 의해 서로 연결되는 경우에 문제를 야기하는데, 이는 목재 부분 사이의 이러한 접합의 강도가 목재의 팽창/수축 양상에 의해 특정한 정도로 당연히 감소되기 때문이다. 극심한 경우에는, 팽창/수축 양상이 마찰 접합의 파괴를 가져온다.
치수 변화도 또한 흔히 재료의 목재 표면 및 이에 제공되는 코팅의 파괴를 야기하여, 목재는 생물학적 분해 과정을 상당한 정도로 겪게 된다.
내구력을 증가시키기 위해서, 목재 및 동종의 리그노셀룰로오스계 재료는 예를 들어, 왁스 함유 함침제(impregnating agent)로의 처리에 의해 흔히 소수성으로 된다. 이의 결과로, 재료의 기공 내로의 물의 투과가 방지된다.
무수물, 예를 들어, 무수 아세트산의 도움으로 목재 입자를 아세틸화함으로써, 목재 및 목재 재료, 예를 들어 입자보드(particleboard) 및 섬유보드(fiberboard)의 치수 안정성 및 이의 목재-파괴 유기체에 대한 저항성을 향상시키는 것이 제안되었다(EP-A 213252 및 이에 인용된 문헌 및 Rowell et al., Wood and Fiber Science, 21(1), pages 67-79 참조). 높은 처리 비용 및 처리되는 물질 고유의 불쾌한 냄새가 불리하기 때문에, 이러한 방법은 시장에서 활성화되지 않았다.
Wood Science and Technology 1993, pages 347-355에서 나타나는 공개 문헌 "치수 안정성 및 내구력을 향상시키기 위한 수용성 디메틸올 수지로의 재목의 처리(Treatment of timber with water soluble dimethyol resins to improve the dimensional stability and durability)"로부터, 목재의 수축 및 팽창 특성 그리고 곰팡이 및 곤충에 대한 저항성이 디메틸올디히드록시에틸렌우레아(DMDHEU 또는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온)의 수용액 및 촉매로 이루어진 함침제로의 처리에 의해 향상될 수 있음이 알려졌다. 상승된 온도에서, DMDHEU와 그 자신 및 목재와의 반응이 일어난다. 이러한 방식에서, 20 mm x 20 mm x 10 mm의 치수를 갖는 목재 바디가 조사된다. 기술된 방법은 더 큰 치수의 경우에 갈라지는 경향이 있어, 작은 치수의 목재 바디의 경우에만 사용될 수 있다.
WO 2004/033170는 목재의 표면 경도를 향상시키는 방법을 기술하고, 여기서 미처리 목재 바디는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, C1 - 5-알코올, 폴리올 또는 이의 혼합물로 개질된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 1,3-디메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 디메틸올우레아, 비스(메톡시메틸)우레아, 테트타메틸올아세틸렌디우레아, 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온 및 메틸올메틸우레아로 구성된 군으로부터의 가교가능한 질소 화합물의 수용액으로 함침되고, 이 때 용액은 이러한 화합물의 가교에 영향을 주는 촉매를 포함하며, 그 후 상기 목재 바디는 습도 조건은 유지하면서 상승된 온도에서 경화된다. WO 2004/033171는 유사한 방법을 개시하고, 여기서 함침 용액은 알칸올 또는 폴리올로 개질된 비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리디논, 1,3-비스(히드록시메틸)우레아, 1,3-비스(메톡시메틸)우레아, 1-히드록시메틸-3-메틸우레아, 1,3-비스(히드록시메틸)-이미다졸리딘-2-온, 1,3-디메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온 또는 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아를 포함한다.
PCT/EP2006/004020(선행 독일 특허 출원 102005020387.6)는 개질 목재의 몰딩 또는 개질 목재 재료 또는 개질 리그노셀룰로오스 재료를 포함하는 기타 재료의 표면 처리를 기술하고, 상기 개질 목재 재료 또는 리그노셀룰로오스 재료를 포함하는 개질 재료는 WO　2004/033170 및 WO 2004/033171와 유사하게, 가교가능한 질소 화합물로 미리 함침되고, 미리 가교된다.
PCT/EP2006/004019(선행 독일 특허 출원 102005020386.8)는 가교가능한 질소 화합물계 반응성 조성물로 함침된 그리고 가교된 개질 목재 재료를 개시하고, 여기서 조성물은 1 이상의 가교가능한 질소 화합물과 함께, 용해되거나 분산된 형태의 1 이상의 유효 물질을 포함한다.
PCT/EP2006/004016 및 PCT/EP2006/004014(선행 독일 특허 출원102005020390.6 및 102005020389.2)는 반응성 조성물로 함침된 그리고 가교된 개질 목재 재료를 개시하고, 여기서 조성물은 1 이상의 가교가능한 질소 화합물과 함께, 분산된, 소수성 성분을 포함한다.
선행 독일 특허 출원 PCT/EP2006/001979 (DE 102005010042.2)는 미세하게 분쇄된 목재 재료를 포함하는 개질 목재 재료를 개시하고, 여기서 미세하게 분쇄된 목재 재료는 가교가능한 질소 화합물계 반응성 조성물로 함침되고, 가교가 동시에 수행되는 성형 공정으로 들어간다. 가교는 또한 성형 공정 전에 수행될 수도 있다.
선행 독일 특허 출원 PCT/EP2006/001980 (DE 1020050100041.4)는 기재 또는 다른 베니어 층에 과도하게 점착 결합된 1 이상의 얇은 베니어 층을 갖는 개질 목재 재료를 개시하고, 상기 베니어 층은 가교가능한 질소 화합물계 반응성 조성물로 함침되고, 아교(glue)로 코팅되고 그리고 주어진 베니어에 점착 결합된다.
선행 특허 출원 PCT/EP2006/001980 (DE 102005020388.4)는 반응성 조성물로 함침된 그리고 가교된 개질 목재 재료 개시하고, 여기서 조성물은
a) 식 CH2OH의 2 이상의 N-결합기 및/또는 2개의 질소 원자를 가교시키는 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일기를 갖는 1 이상의 저분자량 화합물 V, 및
b) 3 이상의 탄소 원자, 특히 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 1 이상의 2가 또는 다가 지방족 또는 시클로지방족기를 갖는, 분자 하나 당 평균 2 이상의 OH기, 특히 2 내지 6개의 OH기를 갖는 1 이상의 올리고- 또는 폴리알킬렌 에테르 폴리올 P, 및/또는
c) 폴리알킬렌 에테르 폴리올과 저분자량 화합물 V과의 반응 생성물
을 포함한다.
이러한 개질 목재 재료의 신규 용도를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
선행 기술로부터 알려진 개질 목재 재료가 1 이상의 목재 재료를 포함하는 물품의 제조에서 특히 적절함을 놀랍게도 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 1 이상의 목재 재료를 포함하는 물품의 제조에 있어서, 목재 내에 분포된 가교된 형태로 1 이상의 가교가능한 질소 화합물을 포함하는 개질 목재 재료(목재계 재료(wood-base material))의 용도에 관한 것이다.
이러한 방식으로 개질된 목재 재료의 사용은 향상된 기계적 강도 및 풍화에 대해 향상된 안정성을 갖는 물품, 특히 목재 재료로부터 제조되는 영역에서 갈라짐이 감소하고 목재 파괴 곰팡이와 같은 목재 손상 유기체의 침입에 대해 이러한 영역의 취약성이 감소된 물품의 제조를 가능하게 한다.
특히, 개질 목재 재료는 서로 연결된 다수의 부분으로부터 제조되고 1 이상의 부분은 개질 목재 재료로부터 생성되는 물품의 제조에 적절하고, 개질 목재의 감소된 팽창/수축 양상 때문에, 다양한 부분 사이의 연결은 더욱 안정해지고 풍화의 영향 하에서 기계적인 손상을 덜 받고, 기능은 더 잘 유지될 수 있다. 이는 특히 개질 목재 재료로부터 제조되는 부분이 적어도 일부는 마찰 접합 및/또는 맞물리는 접합에 의해, 특히 마찰 성분과의 마찰 접합 또는 맞물리는 접합에 의해, 서로 간에 연결되거나 또는 다른 재료를 포함하는 부분에 연결되는 경우에 잘 들어맞는다.
본 발명에 따라, 선행 기술로부터 공지되고 목재 내에 분포된 가교된 형태로 1 이상의 가교가능한 질소 화합물을 포함하는 모든 개질 목재 재료가 원칙적으로 적절하다.
본 발명의 문맥에서, 개질 목재 재료는 의미있는 목재, 즉, 고체 목재, 및 베니어 재료를 포함하는 목재계 재료 및 미세하게 분쇄된 목재 입자로부터 제조된 목재계 재료로서 이해되고, 여기서 목재 성분은 목재 내에 분포된 가교된 형태로 1 이상의 가교가능한 질소 화합물을 포함한다. 미세하게 분쇄된 목재 입자는 피버(fiber), 스플린터(splinter), 스트랜드(strand), 칩(chip), 슈레드(shred) 등을 포함한다. 본 발명의 문맥에서, 베니어 재료는 1 이상의 베니어 층을 갖는 목재계 재료이다. 베니어는 ≤5 mm의 두께, 특히 ≤ 2 mm의 두께를 갖는 얇은 시트 유사 목재 재료를 의미하는 것으로 이해된다.
특히, 목재 재료는 고체 목재, 즉 센티미터 또는 미터 범위로 치수가 큰 크기를 갖는 목재, 예를 들어, 보드(board), 원목(log), 둥근 재목(round timber), 빔(beam) 등이다.
가교되었다는 것은 목재 내에 존재하는 질소 화합물의 총량에 대한 질소 화합물의 추출가능한 성분의 비가 50 중량% 이하임을 의미한다. 추출가능한 비율은 열수로 추출하기 전과 후의 개질 목재 재료의 질소 함량을 통해 결정된다. 이러한 목적으로, 개질 목재 재료는 목재 가루로 제분되고, 완전히 건조될 때까지 건조되고, 목재의 질소 함량이 원소 분석에 의해 결정된다. 그 후, 목재 가루의 샘플은 80℃에서 16시간 동안 물로 추출되고, 여과되고, 완전히 건조될 때까지 다시 건조되고, 이렇게 해서 얻어지는 샘플의 질소 함량은 원소 분석에 의해 결정된다. 개질되지 않은 목재 자체가 질소를 측정가능한 양으로 포함하고 있지 않기 때문에, 추출 전의 샘플의 질소 수치에 대한 %로서의 추출가능한 비율은 추출 전과 후의 질소 함량 사이의 차이로부터 바로 얻어진다.
목재 내에 분포되었다는 것은 가교된 질소 화합물이 목재의 단면에 걸쳐 다소 균일하게 분포되고, 목재의 표면에만 또는 목재의 강(cavity)에만 존재하지 않는다는 것을 의미한다.
목재 내의 가교된 질소 화합물의 양은 질소로 계산하는 경우 개질 목재 재료(목재계 재료)의 중량에 대해 일반적으로 0.5 중량% 이상, 특히 1 중량% 이상, 흔히 2 중량% 이상이고, 일반적으로 1 내지 20 중량%의 범위, 흔히 2 내지 15 중량%의 범위이다. 질소 함량은 원소 분석에 의해 측정 가능하다.
목재를 개질하기 위한 적절한 가교가능한 질소 화합물은
α) 식 CH2OR(여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임)의 2 이상의 N-결합기 및/또는 2개의 질소 원자를 가교시키는 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일기를 갖는 저분자량 화합물 V
β) 화합물 V의 예비축합물 및
γ) C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 및 올리고알킬렌 글리콜로부터 선택된 1 이상의 알코올과 화합물 V와의 혼합물 또는 반응 생성물이다.
목재 재료를 재질하기 위해 사용되는 가교가능한 질소 화합물, 즉, 화합물 V, 및 예비축합물 및 이의 반응 생성물은 저분자량 화합물 또는 저분자량을 갖는 올리고머이고, 이는 일반적으로 사용되는 수성 조성물 내에 완전히 용해된 형태로 존재한다. 가교가능한 화합물의 분자량은 일반적으로 400 돌턴 이하이다. 이러한 특성 때문에, 가교가능한 질소 화합물은 목재의 세포벽 내로 투과할 수 있고, 경화에서 세포벽의 기계적 안정성을 향상시키고 물에 의해 야기되는 이의 팽창을 감소시킬 수 있는 것으로 예측된다.
가교가능한 질소화합물의 예는 하기와 같지만, 이에 한정되지는 않는다:
- 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMDHEU),
- C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 개질된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(개질 DMDHEU 또는 mDMDHEU),
- 1,3-비스(히드록시메틸)우레아,
- 1,3-비스(메톡시메틸)우레아,
- 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온(디메틸올에틸렌우레아),
- 1,3-비스(히드록시메틸)-1,3-헥사히드로피리미딘-2-온(디메틸올프로필렌우레아),
- 1,3-비스(메톡시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMeDHEU),
- 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아,
- 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지(MF 수지), 예를 들어, 2 이상, 예를 들어, 2, 3, 4, 5 또는 6의 N-히드록시메틸기를 갖는 폴리(히드록시메틸)멜라민, 예를 들어, 트리메틸올화 멜라민(= 2,4,6-트리스-(N-히드록시메틸아미노)-1,3,5-트리아진 및
- C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 개질된, 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지(MF 수지), 예를 들어, 2 이상, 예를 들어, 2, 3, 4, 5 또는 6의 N-히드록시메틸기를 갖는 폴리(히드록시메틸)멜라민 (개질 MF 수지).
화합물 V, 이의 예비축합물 및 이의 반응 생성물의 수성 조성물은 본질적으로 예를 들어, WO 2004/033171, WO　2004/033170, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997의 K. Fisher et al. "Textile Auxiliaries - Finishing Agents" section 7.2.2 및 여기에 인용되는 문헌, US 2;731;364, US　2,930,715, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997의 H. Diem et al. "Amino-Resins" sections 7.2.1 및 7.2.2 및 여기에 인용되는 문헌, Houben-Weyl E20/3, pages 1811-1890으로부터 알려졌고, 일반적으로 직물 마감용 가교제로 사용된다. 알코올과 N-메틸올화 우레아 화합물 V와의 반응 생성물, 예를 들어, 개질 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(mDMDHEU)이 예를 들어, US 4,396,391 및 WO 98/29393에 개시되었다. 게다가, 화합물 V 및 이의 반응 생성물 및 예비축합물은 예를 들어, BASF Aktiengesellschaft의 Fixapret® CP 및 Fixapret®ECO, 그리고 BASF의 Luwipal® 및 Kauramin® 브랜드(예를 들어, Kauramin 650 분말)라는 상표로 상업적으로 구입가능하다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 가교가능한 질소 화합물은 각각의 질소 원자에서 각 경우에 식 CH2OR의 N-결합기(여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임), 및/또는 2개의 질소 원자를 가교시키는 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일기를 갖는 우레아 화합물, 및 이러한 우레아 화합물과 C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 및/또는 폴리알킬렌 글리콜과의 반응 생성물로부터 선택된다. 이러한 바람직한 것은 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온 및 C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 및/또는 폴리알킬렌 글리콜로 개질된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온을 포함한다. 폴리알킬렌 글리콜의 예는 특히 하기하는 올리고- 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜이다.
mDMDHEU는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온과 C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올, 올리고에틸렌 글리콜 또는 이러한 알코올의 혼합물과의 반응 생성물이다. 적절한 C1 -6-알칸올은 예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소-프로판올, n-부탄올 및 n-펜탄올이고, 메탄올이 바람직하다. 적절한 폴리올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-, 1,3-, 및 1,4-부틸렌 글리콜 및 글리세롤이다. 적절한 폴리알킬렌 글리콜의 예는 특히 하기하는 올리고- 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜이다. mDMDHEU의 제조에서, DMDHEU는 알칸올, 폴리올 또는 폴리알킬렌 글리콜과 혼합된다. 1가 알코올, 폴리올 또는 올리고- 또는 폴리알킬렌 글리콜은 일반적으로 여기서 DMDHEU에 대해 각각 0.1 내지 2.0, 특히 0.2 내지 2 몰 당량의 비로 사용된다. DMDHEU, 폴리올 또는 폴리알킬렌 글리콜의 혼합물은 일반적으로 바람직하게는 20 내지 70℃의 온도, 그리고 바람직하게는 1 내지 2.5의 pH에서 물 내에서 반응되고, pH는 일반적으로 반응 후 4 내지 8의 범위로 조정된다.
본 발명의 다른 바람직한 구체예에서, 가교가능한 질소 화합물은 적어도 디메틸올화, 예를 들어, 디메틸올화, 트리메틸올화, 테트라메틸올화, 펜타메틸올화 또는 헥사메틸올화, 특히 트리메틸올화 내지 펜타메틸올화, 그리고 특별히 트리메틸올화 또는 테트라메틸올화된 멜라민(폴리(히드록시메틸)멜라민) 또는 이의 혼합물로부터 선택된다. 마찬가지로 적절한 것은 개질되지 않은 화합물과 이러한 메틸올화된 멜라민의 일부 또는 전부가 에테르화된 유도체, 예를 들어, C1-C6-알칸올, 특히 메탄올, a C2-C6-폴리올 및/또는 폴리알킬렌 글리콜로 개질된 것, 및 이의 혼합물이다. 폴리알킬렌 글리콜의 예는 특히 하기하는 올리고- 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜이다.
개질에 일반적으로 사용되는 수성 조성물은 또한 상기한 알코올, C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올, 올리고- 및 폴리알킬렌 글리콜 또는 이러한 알코올의 혼합물 중의 1 이상을 포함할 수 있다. 적절한 C1 -6-알칸올은 예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 n-펜탄올이고, 메탄올이 바람직하다. 적절한 폴리올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2- 및 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-, 1,3-, 및 1,4-부틸렌 글리콜 및 글리세롤이다. 적절한 올리고- 및 폴리알킬렌 글리콜은 특히 올리고- 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜, 특히 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드의 호모- 및 코올리고머이고, 필요한 경우, 저분자량 개시제, 예를 들어, 2 이상의 OH기를 갖는 지방족 또는 시클로지방족 폴리올, 예를 들어, 1,3-프로판디올, 1,3- 및 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리리메틸올프로판, 에리스리톨 및 펜타에리스리톨, 및 펜티톨 및 헥시톨, 예를 들어, 리비톨, 아라비톨, 자일리톨, 덜시톨, 만니톨 및 소르비톨, 및 이노시톨 또는 2 이상의 NH2기를 갖는 지방족 시클로지방족 폴리아민, 예를 들어, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 프로필렌-1,3-디아민, 디프로필렌트리아민, 1,4,8-트리아자옥탄, 1,5,8,12-테트라아자도데칸, 헥사메틸렌디아민, 디헥사메틸렌트리아민, 1,6-비스-(3-아미노프로필-아미노)헥산, N-메틸디프로필렌트리아민 또는 폴리에틸렌이민의 존재에서 얻어질 수 있고, 이 중에서 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디-, 트리- 및 테트라프로필렌 글리콜 및 BASF의 저분자량 Pluronic® 브랜드(예를 들어, Pluronic® PE 3100, PE 4300, PE 4400, RPE 1720, RPE 1740)가 바람직하다.
존재하는 경우, 수성 조성물 내의 가교가능한 질소 화합물의 농도는 조성물의 총 중량에 대해 일반적으로 1 내지 60 중량%의 범위, 흔히 10 내지 60 중량%의 범위, 특히 15 내지 50 중량%의 범위이다. 수성 조성물이 상기한 알코올 중 하나를 포함하는 경우, 이의 농도는 바람직하게는 1 내지 50 중량%의 범위, 특히 5 내지 40 중량%의 범위이다. 가교가능한 화합물 및 알코올의 총량은 일반적으로 수성 조성물의 총 중량의 10 내지 60 중량%, 그리고 특히 20 내지 50 중량%로 계산된다.
일반적으로, 개질에 사용되는 수성 조성물은 질소 화합물의 가교를 형성하는 1 이상의 촉매 K를 포함한다. 일반적으로, 금속 할로겐화물, 금속 황산염, 금속 질산염, 금속 인산염 및 금속 테트라플루오로보레이트로 구성된 군으로부터의 금속염; 삼불화붕소; 암모늄 할로겐화물, 황산암모늄, 옥살산암모늄 및 인산이암모늄으로 이루어진 군으로부터의 암모늄 염; 및 유기 카르복실산, 유기 술폰산, 무기 브론스테드 산(Broensted acid), 예를 들어, 붕산, 인산, 황산 및 염산이 촉매 K로서 적합하다.
촉매 K로 적합한 금속염의 예는 특히 염화마그네슘, 황산마그네슘, 염화아연, 염화리튬, 브롬화리튬, 염화알루미늄, 황산알루미늄, 질산아연 및 나트륨 테트라플루오로보레이트이다.
촉매 K로서 적합한 암모늄 염의 예는 특히 염화암모늄, 황산암모늄, 옥살산암모늄 및 인산이암모늄이다.
수용성 유기 카르복실산, 예를 들어, 말레산, 포름산, 시트르산, 타르타르산 및 옥살산, 및 또한 벤젠술폰산, 예를 들어, p-톨루엔술폰산뿐만 아니라, 무기 브론스테드 산, 예를 들어, 염산, 인산, 황산, 붕산 또는 이의 혼합물도 촉매 K로서 특히 적절하다.
촉매 K는 바람직하게는 염화마그네슘, 염화아연, 황산마그네슘, 황산알루미늄 또는 이의 혼합물로부터 선택되며, 염화마그네슘이 특히 바람직하다.
촉매 K는 일반적으로, 개질 공정 바로 직전에 수성 조성물에 첨가된다. 이는 일반적으로 수성 조성물에 존재하는 경화성 성분의 총중량에 대하여 1 내지 20 중량%, 특히 2 내지 10 중량%의 양으로 사용된다. 촉매의 농도는 수성 분산의 총중량에 대하여 일반적으로 0.1 내지 10 중량%의 범위 그리고 특히 0.5 내지 5 중량%의 범위이다.
또한, 본원 명세서에 참조로서 결부되는 PCT/EP2006/004019 (선행 독일 특허 출원 102005020386.8)에 기술되는 바와 같이, 목재를 개질하는데 사용되는 조성물은 1 이상의 유효 물질, 예를 들어, 착색제, 예를 들어, 염료 또는 도료, UV 안정화제, 항산화제, 곰팡이방지제 및/또는 살충제 등을 포함할 수 있다. 유효 물질에 따라, 유효 물질의 농도는 조성물의 중량에 대해 0.01 내지 60 중량% 및 특히 0.1 내지 25 중량%의 범위이다.
또한, 본 명세서에 참조로서 결부된 PCT/EP2006/004014 및 PCT/EP2006/004016 (선행 독일 특허 출원 DE 102005020389.2 및 DE　102005020390.6)에 기술된 바와 같이, 목재를 개질하는데 사용되는 조성물은 1 이상의 소수성 성분, 예를 들어, 왁스 또는 오일을 유화된 또는 현탁된 형태로 포함할 수 있다. 소수성 성분의 농도는 통상적으로 조성물의 중량에 대해 0.01 내지 60 중량%, 및 특히 0.1 내지 25 중량%의 범위이다.
개질 목재 재료 및 이로부터 제조된 물품은 본 명세서에 참조로서 결부된PCT/EP2006/004020 (DE 102005020387.6)에 기술된 바와 같이 일반적 코팅, 예를 들어, 마감재(finish), 글레이즈(glaze) 또는 스테인(stain)을 가질 수 있다.
개질 목재 재료의 제조는 본 명세서에 마찬가지로 참조로서 결부되는 서두에서 인용된 선행 기술에서 기술하는 방법에 의해 수행될 수 있다.
일반적으로, 고체 목재의 경우에, 개질 목재 재료의 제조는 하기 단계를 포함한다:
a) 1 이상의 가교가능한 질소 화합물 및 가교를 형성하는 1 이상의 촉매를 포함하는 수성 조성물로 고체 목재를 함침시키는 단계, 및
b) 단계 a)에서 얻어진 함침된 고체 목재를 물을 제거하여 상승된 온도에서 처리하는 단계.
일반적으로, 개질 목재계 재료의 제조는 PCT/EP2006/001979 (DE 102005010042.2)에서 기술된 단계를 포함한다:
a) 1 이상의 가교가능한 질소 화합물 및 가교를 형성하는 1 이상의 촉매를 포함하는 수성 조성물로 미세하게 분쇄된 목재 재료를 함침시키는 단계, 및
b) 단계 a)에서 얻어진 함침된 목재 재료를 물을 제거하여 상승된 온도에서 처리하는 단계.
c) 단계 b)에서 얻어진 미세하게 분쇄된 목재 재료에 아교를 도포하고, 성형하는 단계
또는
b') 단계 a)에서 얻어진 함침된 목재 재료에 아교를 도포하고, 필요한 경우, 건조하는 단계, 및
c') 물을 제거하여 상승된 온도에서 목재 재료를 성형하여, 목재계 재료를 얻는 단계.
일반적으로, 개질 베니어 재료의 제조는 PCT/EP2006/001980(DE 102005010041.4)에서 기술된 단계를 포함한다:
a) 1 이상의 가교가능한 질소 화합물 및 가교를 형성하는 1 이상의 촉매를 포함하는 수성 조성물로 베니어를 함침시키는 단계, 및
b) 함침된 베니어에 아교 조성물을 도포하는 단계 및
c) 아교가 도포된 베니어를 가공하여 가교가능한 질소 화합물의 경화로 상승된 온도에서 베니어 재료를 형성하는 단계.
함침은 일반적 방법, 예를 들어, 담금(immersion)에 의해, 필요한 경우 압력과 함께 감압 적용에 의해, 또는 일반적 도포 방법, 예를 들어, 브러싱(brushing), 분무 등에 의해 수행될 수 있다. 각 경우에 사용되는 함침 공정은 물론 함침될 재료의 치수에 의존한다. 작은 치수를 갖는 목재 재료, 예를 들어, 스플린터 또는 스트랜드, 및 얇은 베니어, 즉 부피에 비해 표면의 비가 큰 재료는 적은 노력으로, 예를 들어, 담금 또는 분무에 의해 함침될 수 있고, 반면, 더 큰 치수를 갖는 목재 재료, 특히 가장 작은 치수가 5 mm 이상인 재료, 예를 들어, 고체 목재, 고체 목재의 성형 물품 또는 목재 재료는 압력 또는 감압의 적용으로, 특히 압력 및 감압의 적용을 조합하여 함침된다. 유리하게는, 함침은 50℃ 미만의 온도, 예를 들어, 15 내지 50℃ 범위의 온도에서 수행된다.
함침 조건은 일반적으로 수성 조성물의 경화성 성분의 흡수된 양이 미처리 재료의 건조 질량에 대해 1% 이상이 되도록 선택된다. 경화성 성분의 흡수된 양은 미처리 재료의 건조 질량에 대해 100 중량% 이하일 수 있고, 흔히 사용된 미처리 재료의 건조 질량에 대해 1 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량% 그리고 특히 10 내지 30 중량%의 범위이다. 함침에 사용되는 미처리 재료의 수분 함량은 중요하지 않고, 예를 들어, 100% 이하일 수 있다. 여기서, 용어 "수분 함량"은 DIN 52183에 따른 용어, 잔류 수분 함량과 동의어이다. 흔히, 이는 1 내지 80% 및 특히 5 내지 50 %의 범위이다.
담금에서, 필요한 경우 예비 건조 후의 목재 재료는 수성 조성물이 그 안에 존재하는 용기 내에 잠긴다. 담금은 바람직하게는 수 초 내지 24 시간의 기간, 특히 1 분 내지 6 시간의 기간에 걸쳐 이루어진다. 온도는 일반적으로 15℃ 내지 50℃의 범위이다. 목재 재료는 수성 조성물을 흡수하여, 목재 재료에 의해 흡수되는 이러한 성분의 양이 수성 조성물 내의 비수성 성분(즉, 경화성 성분)의 농도에 의해, 온도에 의해 그리고 처리 기간에 의해 제어가능하게 한다. 실제로 흡수되는 성분의 양은 합침된 물질의 중량 증가 및 수성 조성물 내의 성분의 농도를 통해 단순한 방법으로 당업자에 의해 측정 및 제어될 수 있다.
함침은 감소된 압력 및 초대기압(superatmospheric pressure)의 혼합 적용에 의해 이루어지는 것이 유리하다. 이러한 목적을 위해, 일반적으로 1% 내지 100% 범위의 수분 함량을 갖는 목재 재료는 먼저 예를 들어, 수성 조성물 내의 함침에 의해, 흔히 10 내지 500　mbar 그리고 특히 40 내지 100　mbar의 범위인 감압 하에서 수성 조성물과 접촉하게 된다. 기간은 일반적으로 1분 내지 5시간의 범위이다. 이어서, 초대기압 단계, 예를 들어, 2 내지 20 bar, 특히 4 내지 15 bar, 및 특별히 5 내지 12 bar 범위의 단계로 들어가게 된다. 이러한 단계의 기간은 일반적으로 1분 내지 12 시간이다. 온도는 일반적으로 15 내지 50℃의 범위이다. 목재 재료는 수성 조성물을 흡수하여, 목재 재료에 의해 흡수되는 이러한 성분의 양이 수성 조성물 내의 비수성 성분(즉, 경화성 성분)의 농도에 의해, 압력에 의해, 온도에 의해 그리고 처리 기간에 의해 제어될 수 있게 만든다. 또한 여기서, 실제 흡수된 양은 목재 재료의 중량 증가를 통해 계산될 수 있다.
또한, 함침은 표면에 액체를 도포하는 일반적인 방법, 예를 들어, 분무 또는 압연(rolling) 또는 브러싱에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 목적으로, 50% 이하, 특히 30% 이하, 예를 들어, 12% 내지 30% 범위의 습윤 함량을 갖는 재료가 유리하게 사용된다. 이러한 도포는 일반적으로 15 내지 50℃ 범위의 온도에서 이루어진다. 분무는 시트 유사 또는 미세하게 분쇄된 바디의 분무에 적절한 모든 장치 내에서 일반적인 방법으로, 예를 들어, 노즐 배열 등에 의해 수행될 수 있다. 브러싱 또는 압연의 경우에는, 목적하는 양의 수성 조성물이 압연기 또는 브러시에 의해 시트 유사 재료에 도포된다.
이어서, 단계 b)에서 수성 조성물의 가교가능한 성분의 경화가 이루어진다. 경화는 선행 기술에서 기술된 방법과 동일하게, 예를 들어, WO 2004/033170 및 WO 2004/033171에 기술된 방법에 의해 수행될 수 있다.
경화는 80℃ 이상의 온도, 특히 90℃ 이상의 온도, 예를 들어, 90 내지 220℃ 및 특히 100 내지 200℃ 범위의 온도에서 함침된 재료를 처리함으로써 통상적으로 이루어진다. 경화에 요구되는 시간은 통상적으로 10분 내지 72 시간의 범위이다. 베니어 및 미세하게 분쇄된 목재 재료의 경우에는, 더 높은 온도 및 더 짧은 시간이 바람직하게 사용될 수 있다.
필요한 경우, 이하에서 예비건조 단계로도 지칭하는 건조 단계는 경화 전에 수행될 수 있다. 여기서, 수성 조성물의 휘발성 성분, 특히 우레아 화합물의 경화/가교에서 반응하지 않는 과량의 유기 용매 및 물은 부분적으로 또는 전체적으로 제거된다. 예비건조는 목재 바디가 목재 종류에 따라 다른 섬유 포화점(fiber saturation point) 미만으로 건조되는 것을 의미하고, 약 30 중량%이다. 이러한 예비건조는 갈라짐(cracking)의 위험을 막는다. 작은 치수를 갖는 목재 바디의 경우, 예를 들어, 베니어의 경우, 예비건조가 생략될 수 있다. 그러나, 더 큰 치수를 갖는 목재 바디의 경우, 예비건조가 유리하다. 별도의 예비건조가 수행되는 경우, 이는 20 내지 80℃ 범위의 온도에서 이루어지는 것이 유리하다. 선택된 건조 온도에 따라, 조성물 내에 존재하는 경화성 성분의 부분적 또는 완전한 경화/가교가 이루어질 수 있다. 함침된 재료의 합쳐진 예비건조/경화는 50℃ 내지 220℃, 특히 80 내지 200℃의 범위일 수 있는 온도 프로파일을 적용하여 일반적으로 이루어진다.
경화/건조는 일반적 신규 공기/소모 공기(fresh air/exhaust air) 시스템, 예를 들어, 드럼 건조기에서 수행될 수 있다. 예비건조는 바람직하게는 미세하게 분쇄된 리그노셀룰로오스 재료의 수분 함량이 예비건조 후에 건조 질량에 대해 30% 이하, 특히 20% 이하가 되는 방식으로 이루어진다. 건조 질량에 대해 < 10%, 그리고 특히 < 5%의 수분 함량으로 건조/경화를 수행하는 것이 유리할 수 있을 것이다. 수분 함량은 예비건조에서 선택되는 온도, 기간 및 압력에 의해 단순한 방식으로 제어될 수 있다.
필요에 따라, 부착액이 기계적 방법에 의해 건조/경화 전에 제거된다.
큰 치수를 갖는 재료의 경우에, 건조/경화되는 동안에 예를 들어, 핫 프레스(hot press)에 고정하는 것이 유용한 것이 밝혀졌다.
미세하게 분쇄된 재료 또는 베니어층과 관련하여, 단계 a)에서 함침되는 목재 재료는 본질적으로 미세하게 분쇄된 재료, 예를 들어, 몰딩, 예를 들어, OSB 보드(배향 구조 보드, oriented structural board), 입자보드, 웨이퍼 보드, OSL 보드 또는 OSL 성형 물품(배향 스트랜드 럼버, oriented strand lumber), PSL 보드 또는 PSL 성형 물품(평행 스트랜드 럼버, parallel strand lumber), 제조된 스트랜드 럼버의 보드 또는 성형 물품, SCL 성형 물품 또는 보드(구조 합성 럼버), LSL 성형 물품 또는 보드(라미네이트화 스트랜드 럼버), 절연 보드 및 중간밀도(MDF) 및 고밀도(HDF) 섬유 보드 등의 경우, 베니어 재료를 형성하는 베니어, 예를 들어, 베니어화 OSB, SCL, OSL 및 PSL 보드를 포함하여, 베니어화 섬유 보드, 베니어화 블록보드, 베니어화 입자보드, 합판, 아교화 라미네이트화 목재, 라미네이트화 목재, 베니어화 라미네이트화 목재(예를 들어, 케르토 라미네이트화 목재, Kerto laminated wood), 멀티플렉스 보드, 라미네이트화 베니어 럼버(LVL), 뿐만 아니라 시트 유사형이 아닌 3차원 성형 성분, 예를 들어, 성형 라미네이트화 목재 물품, 성형 합판 물품, 및 1 이상의 베니어층으로 라미네이트화된 임의의 다른 성형 물품의 경우에, 공지된 방식으로 더욱 가공될 수 있다. 추가 공정은 단계 a)에서 함침 직후에 또는 단계 b)에서의 경화 중에 또는 후에 이루어질 수 있다. 베니어 및 목재계 재료의 경우에, 추가 공정은 경화 단계 및 점착 결합 단계 또는 성형 단계와 함께 풀칠(gluing) 단계를 포함한다. 이와 관련하여 상세한 설명은, PCT/EP2006/001980 (102005010041.4 베니어 재료)의 내용 및 PCT/EP2006/001979 (102005010042.2 목재계 재료)의 내용을 참조할 수 있다. 함침된 베니어의 경우에, 추가 공정은 경화 단계 전에 또는 경화 단계와 함께 수행되는 것이 유리하다. 미세하게 분쇄된 재료를 포함하는 목재계 재료의 경우, 성형 단계 및 경화 단계는 흔히 동시에 수행된다.
원칙적으로 모든 다양한 목재가 개질 목재 재료의 제조에 적절하지만, 바람직한 것은 물 건조 중량의 30% 이상, 특히 50%를 흡수할 수 있는 것이고, 특히 바람직한 것은 DIN EN 350-2에 따라 함침성(impregnatability) 1류 및 2류로 배정된 것이다. 이는 예를 들어, 침엽수 목재, 예를 들어, 소나무(Pinus 종), 가문비나무, 더글러스 전나무, 낙엽송, 잣소나무(stone pine), 전나무, 미송, 삼나무 및 스위스 소나무, 및 낙엽성 나무의 목재, 예를 들어, 단풍나무, 사탕 단풍나무, 아카시아, 아이온(ayon), 자작나무, 배나무, 너도밤나무, 오크, 오리나무, 사시나무, 서양물푸레나무, 마가목(service tree), 개암나무, 서나무, 체리나무, 밤나무, 라임나무, 미국 호두나무, 포플러, 올리브나무, 아카시아나무, 느릅나무, 호두나무, 고무 나무, 제브라노(zebrano), 버드나무, 터키 오크 등을 포함한다. 트로피컬 재목만이 가지고 있는 특성 이외의 다른 특성, 예를 들어, 극도로 낮은 팽창/수축 양상, 높은 강도 및 풍화에 대한 우수한 안정성이 경제적 재목인 경우일지라도 함침에 의해 달성되기 때문에, 본 발명의 특정 구체예는 목재 성분이 너도밤나무, 가문비나무, 소나무, 자작나무, 포플러, 서양물푸레나무 및 단풍나무로부터 선택되는 개질 목재 또는 목재 재료의 용도와 관련된다.
이미 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 개질된 목재 재료는 특히 서로 연결된 다수의 부분을 포함하고, 1 이상의 부분이 개질 목재 재료(목재계 재료)로부터 제조된 물품의 제조에 적절하다.
이는 특히 물품의 2 이상의 부분이 마찰 접합에 의해 서로 연결되고, 마찰 접합에 의해 서로 연결된 부분의 1 이상의 부분이 개질 목재 재료(목재계 재료)로부터 제조되는 물품의 제조에 적절하다. 또한 이는 특히 물품의 2 이상의 부분이 맞물리는 접합, 특히 마찰 성분을 갖는 맞물리는 접합에 의해 서로 연결되고, 맞물리는 접합에 의해 서로 연결된 부분의 1 이상의 부분이 개질 목재 재료(목재계 재료)로부터 제조되는 물품의 제조에 적절하다.
맞물리는 접합 또는 마찰 접합은 물론 결합 수단에 의해, 예를 들어, 풀칠에 의해 지지될 수도 있다.
마찰 접합 또는 마찰 성분을 갖는 맞물리는 접합의 예는 나사식 및 못 접합(screwed and nailed joint), 쐐기 접합(pegged joint) 및 텅-앤-그루브(tongue-and-groove) 접합, 또한 박스 접합, 반겹침 맞물림(half-lapped intermeshing), 개방 맞물림(도브테일(dovetail) 접합), 연귀 도브테일 및 핑거 접합을 포함한 맞물림 접합(intermeshing joint), 3각 노치 접합, 통 접합(housed joint), 빗 접합(comb joint), 맞춤목(dowel)-보강 접합 및 목재 건축에서 일반적인 기타의 비결합 접합이다.
수분의 영향에 대한 무감각함 때문에, 본 발명은 특히 수분 또는 풍화 조건에 노출되는 물품의 제조를 위한 개질 목재 재료의 용도와 관련된다. 예를 들어, 물품이 습한 방, 예를 들어, 욕실 및 또한 수영장 또는 세탁실, 선박 내부 등의 안에 존재하거나, 높은 실외 대기 습도에 노출되는 경우, 수분의 영향은 더 높은 대기 습도와 접촉하는 것일 수 있다. 또한 수분과의 접촉은 예를 들어, 비의 작용에 의한 액체의 물 또는 고여있는 수분과의 접촉, 수력학 구조 또는 선박 내의 경우에는 강물 또는 바닷물과의 접촉일 수 있다.
물품의 제조는 목재 재료로부터의 물품의 제조와 본질적으로 동일한 공지된 방식으로 이루어질 수 있다. 이는 통상적인 목재 공정의 방법, 예를 들어, 톱질, 절단, 대패질, 제분, 연마, 구멍 뚫기, 나사질, 못질, 점착 결합, 라미네이트화 등을 포함한다. 일반적으로, 개질 목재 재료는 물품의 제조에서 출발 재료로서 사용된다. 그러나, 물품은 또한 먼저 개질되지 않은 목재 재료로부터 제조되고, 그 후 목재 성분이 상기한 바와 같이 개질될 수 있다.
본 발명의 제1 구체예에서, 개질 목재 재료는 마루 덮개(floor covering)의 제조를 위해 사용된다. 흔히, 베니어화 재료는 이러한 목적으로 사용되고, 여기서 풍화 또는 기계적 로드에 노출되는 장식 표면은 본 발명에 따라 개질된 베니어화 라미네이트화 층으로부터 형성된다. 이의 예는, 스트립 플로어링, 고체 파케트(parquet), 모자이크 파케트, 산업용 파케트, 미리 적층된(ready-to-lay) 파케트, 예를 들어, 2층 또는 3층으로 미리 적층된 파케트를 포함하는 파케트, 베니어화 마루 및 스포츠 마루, 예를 들어, 2 차원으로 탄성이 있는 스포츠 마루 및 점탄성 스포츠 마루, 및 스프링 파케트 마루이다. 본 발명에 따라 개질된 목재 재료는 또한 스트립 파케트, 테라스 덮개 등의 제조에 적절하다. 본 발명에 따른 목재 재료는 또한 라이네이트의 제조에 적절하고, 본 발명에 따라 개질된 목재 재료는 일반적으로 라미네이트의 프레스목재층을 형성한다. 본 발명의 특별한 구체예는 옥외 및 젖은 구역을 위한 마루 덮개 재료에 관한 것이다. 옥외 및 젖은 구역을 위한 일반적 마루 덮개 재료는 통상적으로 경재(hardwood)로부터 제조되지만 흔히 표면 구조로 제공되기도 하는 보드, 널판지(plank) 또는 마루보드이다. 이러한 마루 덮개는 경재의 높은 가격 때문에 일반적으로 매우 비싸다. 풍화 또는 수분에 대한 저항성이 항상 만족스럽지는 않다. 본 발명에 따른 목재 재료는 이제 경제적 재목, 예를 들어, 소나무, 가문비나무, 너도밤나무, 포플러 등으로부터 높은 내구력을 갖는 마루 덮개를 제조하는 것을 가능하게 한다. 특히, 본 발명에 따른 목재 재료는 본 발명에 따른 제1 목재 재료를 포함하는 기재층 및 제2 목재 재료를 포함하고 기재 재료에 연결되는, 특히 풀칠 또는 점착 결합되는 상부층 또는 유효층을 갖는 마루 덮개 재료의 제조를 가능하게 한다. 기재층의 재료는 일반적으로 본 발명에 따른 목재 재료이고, 다양한 경제적 목재, 특히 경제적 고체 목재, 예를 들어, 본 발명에 따라 처리된 소나무를 포함한다. 바람직하게는, 유효층의 목재 재료는 마찬가지로 본 발명에 따른 목재 재료이고, 바람직하게는 장식적 외관을 갖는 본 발명에 따른 목재 재료, 예를 들어, 본 발명에 따라 처리된 너도밤나무이다. 그러나, 유효층은 또한 미처리 경재 또는 본 발명에 따라 처리된 경재, 예를 들어, 내구력 1류 또는 1의 경재, 예를 들어, 안젤림(angelim), 방키라이(bangkirai), 봉고시(bongossi), 빌린가(bilinga), 쿠마루(cumaru), 더글러스 전나무(Douglas fir), 유칼립투스, 파바(fava), 가라파(garapa), 이페(ipe), 이로코(iroko), 이타우바(itauba), 자토바(jatoba), 카리(karri), 림발리(limbali), 마사란두바(massaranduba), 무쿠룬구(mukulungu), 오칸(okan), 피퀴아(piquia), 로비니아(robinia), 탈리(tali), 타타주바(tatajuba), 토라도( torrado) 또는 티크(teak)로 이루어질 수 있다. 유효층은 일반적으로 1　mm 이상, 예를 들어, 1 내지 10 mm, 특히 2 내지 8mm의 두께를 갖는다. 유효층은 프로파일, 예를 들어, 그루브 프로파일을 가질 수 있다. 물론, 기재층의 두께는 목적하는 용도 및 이러한 목적에 요구되는 두께에 따라 다르다. 이는 일반적으로 5 내지 100 mm의 범위, 특히 10 내지 50 mm의 범위이다. 마루 덮개는 시트, 보드, 마루보드, 널판지 또는 격자(grating)의 형태를 가질 수 있다. 마루 덮개는 마루 덮개의 개별 구성요소를 접합시키기 위한 수단, 예를 들어, 텅-앤-그루브 접합, 클릭 접합 등을 가질 수 있다. 이러한 마루 덮개는 목재층을 풀칠하기 위한 공지된 방법과 동일하게, 예를 들어, 기재층 및 이에 배열된 유효층을 갖는 내부 구역용 마루 덮개 제조 또는 마감 목재 제조를 위한 방법과 동일하게, 유효층에 기재층을 풀칠하거나 점착 결합시킴으로써 일반적으로 제조된다. 특히, 제조는 PCT/EP2006/001980에 기술된 방법과 동일하게 이루어질 수 있고, 본 발명에 따라 처리된 목재 재료는 거기에 기술된 방법과 대조적으로 서로 간에 점착 결합 또는 풀칠된다.
본 발명의 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 문 및 문틀의 제조, 예를 들어, 내부 문 뿐 아니라 정문의 제조에 사용된다. 개질 목재 재료는 문짝 자체 및 문짝의 일부에 모두 사용될 수 있고, 예를 들어, 고체 목재 또는 문짝의 내부 장식을 위한 목재계 재료 패널의 형태로 또는 문짝 위의 장식층을 위한 베니어의 형태로 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 창문의 제조에, 예를 들어, 창틀 및/또는 창(casement)의 제조에 사용된다. 창틀 및 창은 동일한 목재로부터 제조될 수도 있고, 다른 종류의 목재로부터 제조될 수도 있다. 마찬가지로 창틀은 목재 이외의 재료로부터 제조되고, 창만이 본 발명에 따라 개질된 목재 재료로부터 제조될 수도 있다. 본 발명에 따라 개질된 목재 재료는 또한 창턱(window sill)의 제조에 사용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 가구(pieces of furniture), 특히 일반적으로 목재 또는 목재 재료로부터 제조되는 가구 또는 가구 일부의 제조에 사용된다. 이는 캐비닛 또는 캐비닛의 일부, 예를 들어, 뼈대, 문 또는 베이스, 선반, 침대틀, 슬레이트틀, 소파틀, 의자, 테이블 또는 이러한 가구의 일부, 예를 들어, 테이블 지지대, 테이블 탑, 조리대, 특히 주방 조리대, 욕실 가구 등을 포함한다. 본 발명에 따라 개질된 목재 재료는 특히 습기 또는 풍화에 높은 정도로 노출되는 가구의 제조, 예를 들어, 주방 가구 또는 욕실 가구의 제조 또는 정원 가구, 주차장 벤치, 경기장 좌석 등의 제조에 적절하다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 수력 공학용 물품, 예를 들어, 은행 장벽, 수력학 구조, 예를 들어, 자물쇠, 특히 수문(lock gate), 물레방아, 플랫폼, 주교(pontoon), 좁은 통로(catwalk) 및 물 속 및 물 위의 기타 건축물의 제조에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 빌딩 또는 빌딩 일부의 건축에 사용된다. 이는 상기한 창문 건축과 함께, 특히 나무 집의 건축, 프레임워크 건축, 지붕 구조의 건축, 포스트 및 빔 방법에 의해 건축된 빌딩, 다리 또는 관망 플랫폼 및 간이차고의 건축, 및 빌딩 일부, 예를 들어, 테라스, 발코니, 발코니 난간(railing), 지붕의 지붕창 등의 건축을 위한, 구조 재목(structural timber)의 형태로의 개질 목재 재료의 용도를 포함한다. 이는 단을 포함한 계단의 건축, 예를 들어, 금속 계단 건축에서 나무 단뿐만 아니라 목재 재료로부터 완전히 제조되는 계단 및 난간의 건축을 위한 개질 목재 재료의 용도를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 파사드(facade) 건축에 사용된다. 개질 목재 재료는 예를 들어, 개질 목재 재료의 파사드 패널, 개질 목재의 파사드 보드, 개질 목재의 클랩보드 등의 형태로, 파사드 하부구조의 성분 및 파사드의 보이는 부분 모두를 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 벽 구성요소 및 천장 구성요소, 예를 들어, 패널, 텅-앤-그루브 보드, 및 카세트 천장, 그리고 또한 천장 서스펜션(ceiling suspensions), 포스트 및 빔 방법에 의해 건축된 이동벽 또는 벽 구성요소, 및 천장 및 벽 클래딩의 제조에 사용된다. 보드, 예를 들어 OSB 보드, 입자 보드, OSL 보드, PSL 보드, 절연 보드 및 중간밀도(MDF) 및 고밀고(HDF) 섬유보드 등 및 베니어화 재료, 예를 들어, 베니어화 OSL 및 PSL 보드를 포함하는 베니어화 섬유보드, 베니어화 블록보드, 베니어화 입자 보드, 합판, 붙여진 라미네이트화 목재, 라미네이트화 목재 및 베니어화 라미네이트화 목재(예를 들어, 케르토 라미네이트화 목재) 형태의 미세하게 분쇄된 재료에 기초한 목재계 재료는 이러한 목적으로 특히 적절하다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 정원 건축, 예를 들어, 펜스, 울타리(palisade), 스크리닝 구성요소(screening element), 정자, 페르골라, 새장 등의 제조에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 옥외 놀이 시설, 예를 들어, 등산틀, 그네, 특히 그네틀 및 그네 시트 및 보드, 등산, 그네 및/또는 미끄럼의 장비를 갖춘 놀이 조경, 케이블 철로의 틀 등의 제조에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 가정 물품(household article), 예를 들어, 나이프 블록, 브레드 박스, 나무 접시, 욕실 부속품, 예를 들어, 욕조, 브러시 등, 및 또한 도마, 요리 도구, 예를 들어, 요리용 스푼, 주걱, 롤링 핀, 샐러드 서버, 누들 포크 등의 제조에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 보트 건축, 선체 건축, 예를 들어, 널판지, 틀 및 용골, 모터 고정, 수직 재료, 예를 들어, 마스트 및 둥근 목재를 위한 것뿐만 아니라 갑판 상부구조 및 갑판 널판지, 및 기타 외부 장치, 예를 들어, 오프닝을 가로지르는 격자, 받침 나무(cleat), 조종대, 도구 패널 등, 및 선박 내부 장식, 예를 들어, 빌트인 캐비닛 피팅, 빌트인 선실 피팅, 함장실 벽 및 문, 엔진 클래딩, 선실 지붕창, 사다리 등을 위한 건축에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 사우나 건축, 예를 들어 벽, 문, 벤치, 오븐 클래딩 등의 건축에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 수송수단(vehicle)의 건축, 예를 들어, 승객 구획의 내부 장식 및 트렁트 및 엔진 구획 라이닝, 및 또한 절연체, 예를 들어, 엔진 구획 및 트렁트의 절연체, 및 또한 대쉬보드, 나무 장식 등의 건축에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 장난감, 예를 들어, 빌딩 블록, 마블 런, 장난감 집 및 장난감 설비, 예를 들어, 인형의 집, 인형 부엌 등, 장난감 차, 장난감 비행기 및 장난감 배, 모델 빌딩, 예를 들어, 모델 카, 모델 비행기 및 모델 선박, 게임 설비, 예를 들어, 라켓, 라켓틀 등의 제조에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 악기의 제조, 특히 현악기, 예를 들어, 기타, 류트, 하프, 바이올린, 비올라, 첼로, 콘드라베이스 및 이의 부분, 예를 들어, 브릿지, 바디, 스크롤 및 못(peg)의 제조, 및 또한 나무 관악기, 예를 들어, 클라리넷, 오보에, 바순, 리코더 등의 제조에 사용된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 스포츠 시설의 제조, 특히 일반적으로 목재 또는 목재 재료로부터 제조되는 스포츠 시설, 뿐만 아니라 낮은 강도 및 경도 때문에 현재까지 나무가 사용되지 않은 스포츠 시설의 제조에 사용된다. 스틱, 예를 들어, 하키 스틱 및 아이스 하키 스틱, 창 또는 원반과 같은 던지기 도구, 노 또는 스컬, 노를 젓는 스포츠 보트, 예를 들어, 스컬, 카약, 싱글 스털, 캐나다 카누, 조정보트 등의 제조가 예로써 언급될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 개질 목재 재료는 기계, 가전 도구 등을 위한 주택(housing) 일부를 포함하는 주택 제조에 사용된다.
본 발명에 따른 개질 목재 재료의 증가된 강도 때문에, 더 낮은 재료 요구로 인해 중량 감소가 많은 경우에 달성될 수 있다. 또한, 상기 물품은 풍화 및 수분에 대해 훨씬 영향을 덜 받는다. 낮은 팽창 및 수축으로 인한 높은 치수 안정성 및 이에 의해 달성되는 제조 저항성 때문에, 개질 목재 재료는 또한 목재의 사용이 지금까지는 불가능했던 물품의 제조에 사용될 수 있다.
목재 재료의 함침
제조 실시예 1:
디에틸렌 글리콜 및 메탄올로 개질된 DMDHEU(mDMDHEU)를 물로 30 중량%로 희석하고, 1.5 중량%의 MgCl2·6　H2O와 혼합하였다. 약 12%의 목재 수분으로 건조되고 150 X 10 X 2.5　cm의 치수를 갖는 소나무목재 보드를 함침 설비 내로 도입하였다. 함침 설비에서, 40　mbar(절대)의 감소된 압력을 30분간 적용하였다. 함침 설비를 그 후 함침제로 넘치게 하였다. 50 mbar 절대 압력의 감소된 압력을 일정하게 유지하였다. 그 후 10　bar의 압력을 2시간 동안 적용하였다. 압력 단계를 마치고, 남은 액체를 제거하였다. 목재 보드는 그 후 온도 및 대기압 습도를 통해 제어가능하고 고정되어 뒤틀림이 불가능한 건조 챔버 내에서 보관하였다. 챔버를 120℃ 및 약 95%의 상대 습도로 하였다. 이러한 습도 조건을 목재 바디의 내부에서 48시간 동안 120℃ 이상의 온도에 도달할 때까지 유지하였다.
이어지는 목재 바디의 건조는 철저히 통풍된 목재 더미에서 수행하였다.
따라서 얻어진 보드는 더욱 가공되어 임의의 목적하는 물품, 예를 들어, 텅-앤-그루브 마루보드를 형성할 수 있었다.
제조 실시예 2:
함침된 소나무 보드의 제조를 제조 실시예 1과 동일하게 수행하였고, 실시예 1에 사용된 함침제 대신에 하기 함침제를 사용하였다: 상업적으로 구입가능한, 수성 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMDHEU) 제제를 물로 희석하여 30 중량%의 농도로 하고, 혼합물 내에 15　g/kg의 MgCl2 ·6　H2O를 용해하여 얻어질 수 있는 혼합물.
제조 실시예 3:
함침된 소나무 보드의 제조를 제조 실시예 1과 동일하게 수행하였고, 실시예 1에 사용된 함침제 대신에 하기 함침제를 사용하였다: 2.5　kg의 상업적으로 구입가능한, 수성 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(75 중량% 강도) 제제를 2 kg의 상업적으로 구입가능한, 70 중량% 강도의, 멜라민과 포름알데히드와 메탄올(1:4:4의 몰비)의 반응 생성물의 수성 용액 및 200　g의 MgCl2 ·6　H2O과 혼합함 그리고 생성된 혼합물을 5.2　kg의 물로 희석함.
제조 실시예 4:
너도밤나무 스트립 및 너도밤나무 보드를 제조 실시예 1과 동일한 방식으로 처리하였다.
얻어진 너도밤나무 목재를 더욱 가공하여 정원 가구, 즉, 정원 테이블, 정원 의자 및 정원 벤치를 얻었고, 각 경우에 다수의 쐐기 접합 및/또는 맞물림 접합을 가졌다.
정원 가구는 개방 공기에서 몇 달간 풍화된 후에도 유의한 외관 변화나 목재의 접합의 손상을 나타내지 않았다.
제조 실시예 5:
소나무 빔 및 소나무 보드를 제조 실시예 1과 동일한 방식으로 처리하였다.
얻어진 소나무 목재를 더욱 가공하여 유로 팔레트(Euro pallet)를 얻었다. 상기 유로 팔레트는 개방 공기에서 몇 달간 풍화된 후에도 유의한 외관 변화를 나타내지 않았다.
제조 실시예 6:
소나무 목재(소나무 보드, 제공된 일표면은 세로 리플링을 가짐)를 포함하는 소나무 빔 및 리플 마루보드를 제조 실시예 1에서와 동일한 방식으로 처리하였다.
얻어진 소나무 빔을 리플 마루보드에 나사로 고정시켜 테라스 덮개를 만들었다. 상기 테라스 덮개는 개방 공기에서 몇 달간 풍화된 후에도 유의한 외관 변화를 나타내지 않았다.

Claims (29)

1 이상의 목재 재료를 포함하는 물품의 제조에서, 목재 내에 분포된 가교된 형태로 1 이상의 가교가능한 질소 화합물을 포함하는 개질 목재 재료(목재계 재료)의 용도.
제1항에 있어서, 상기 개질 목재 재료(목재계 재료)가 질소로 계산하는 경우 개질 목재 재료(목재계 재료)의 중량에 대해 1 중량% 이상의 양의 질소 화합물을 포함하는 것인 용도.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가교가능한 질소 화합물이 하기로부터 선택되는 것인 용도:
- 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온,
- C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 개질된, 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리디논,
- 1,3-비스(히드록시메틸)우레아,
- 1,3-비스(메톡시메틸)우레아,
- 1-히드록시메틸-3-메틸우레아,
- 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온(디메틸올에틸렌우레아),
- 1,3-비스(히드록시메틸)-1,3-헥사히드로피리미딘-2-온(디메틸프로필렌우레아),
- 1,3-비스(메톡시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMeDHEU),
- 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아,
- 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지 및
- C1-C6-알칸올, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 개질된, 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지(개질 MF 수지).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개질 목재 재료(목재계 재료)가 개질 고체 목재인 용도.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개질 목재 재료(목재계 재료)가 개질 목재계 재료인 용도.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품이 서로 연결된 다수의 부분을 포함하고, 1 이상의 부분이 개질 목재 재료(목재계 재료)로부터 제조되는 것인 용도.
제6항에 있어서, 상기 물품의 2 이상의 부분이 마찰 접합에 의해 서로 연결 되고, 마찰 접합에 의해 서로 연결된 부분의 1 이상의 부분이 개질 목재 재료(목재계 재료)로부터 제조되는 것인 용도.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 개질 목재 재료(목재계 재료)의 목재 성분이 DIN EN 350-2에 따라 함침성(impregnatability) 1류 또는 2류로 배정된 목재인 용도.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 수분 또는 풍화 조건에 노출되는 물품의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 마루 덮개(floor coverings)의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 문 및 문틀의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 창문의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 가구(pieces of furniture)의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수력 공학용 물품의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 빌딩 또는 빌딩 일부의 건축을 위한 용도.
제15항에 있어서, 개질 목재 재료가 구조 재목(structural timber)인 용도.
제15항에 있어서, 계단 및 난간(railing)의 건축을 위한 용도.
제15항에 있어서, 파사드(facade) 건축을 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 벽 구성요소 및 천장 구성요소의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 정원 건축을 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 옥외 놀이 시설의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 가정 물품(household article)의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 보트 건축을 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 사우나 건축을 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수송수단(vehicle) 건축에서의 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 장난감 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 악기의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 스포츠 시설의 제조를 위한 용도.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 주택(housing) 제조를 위한 용도.
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