KR20080066934A - 포름알데히드가 적은 리그노셀룰로스 물질 및 이의 제조방법 - Google Patents

포름알데히드가 적은 리그노셀룰로스 물질 및 이의 제조방법 Download PDF

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프란츠 바인가르트
슈테판 샤페르트
홀거 밀리츠
안드레아스 크라우제
팔코 베프너
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Abstract

본 발명은 기술적으로 포름알데히드 축합물인 가교성 질소 화합물을 가교된 형태로, 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 성분량(N) 1 중량% 이상으로 포함하는 리그노셀룰로스 물질에 관한 것이다. 질소 화합물의 성분량(N)에 대한, EN 717 파트 3에 따른 보틀법을 통해 측정한 포름알데히드 방산량(FA)의 비율(FA/N)은 5.0×10-3 이하의 값이다. 본 발명은 또한 이의 제조 방법에 관한 것이다.
리그노셀룰로스, 나무, 포름알데히드, 질소

Description

포름알데히드가 적은 리그노셀룰로스 물질 및 이의 제조 방법{LIGNOCELLULOSIC MATERIAL WHICH IS LOW IN FORMALDEHYDE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 가교된 형태의 가교성 질소 화합물을 포함하는, 포름알데히드가 적거나 없는 리그노셀룰로스 물질 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
리그노셀룰로스 물질, 구체적으로 나무를 비롯하여 다른 리그노셀룰로스 물질 예컨대 대나무, 천연 섬유 등은 다수의 적용 분야에서 빌딩 및 건축 재료로서 중요하다. 한가지 단점은 이들 물질의 천연 내구성이 수분의 영향 및 주변 대기의 수분 함량 변화로 인해 바람직하지 못한 영향을 받는다는 점이다. 이의 이유는 물 또는 습기와 접촉시, 물을 흡수하고 이를 건조 대기로 다시 배출하는 리그노셀룰로스 물질의 특성 때문이다. 이러한 특성으로 동반되는 팽윤 또는 수축, 그리고 상기 특성과 연관된 물질의 치수 안정성 결여는 여러 적용 분야에서 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 심한 경우에는 균열에 의해 물질이 파괴되는 결과를 초래할 수 있다. 또한, 습한 상태에서 이들 물질은 나무 분해 또는 나무 탈색 미생물에 의해 공격받게 되며, 이로 인해 많은 경우에 상기 물질을 살진균제 또는 살생물제로 마감 처리해야 하는 것이 요구된다. 비용적인 측면과는 별도로, 이러한 마감 처리는 또한 생 태적인 관점에서도 이롭지 못하다.
내구성 및 치수 안정성을 개선시키기 위하여, 나무 및 그와 유사한 리그노셀룰로스를 주성분으로 하는 물질을, 대체로 예를 들어, 왁스 함유 함침제로 처리하여 변성시킨다. 이를 통해서, 상기 물질의 기공으로 물이 침투하는 것이 보다 어려워지고, 이들 물질의 치수 안정성이 개선되며 진균류 또는 박테리아에 의한 감염 위험성이 감소한다.
나무 및 목재, 예컨대 입자 보드 및 섬유 보드의 치수 안정성, 및 나무 파괴 유기체에 대한 이들의 내성을 개신시키기 위하여, 아세트산 무수물과 같은 무수물을 이용하여 나무 입자를 아세틸화하는 것이 제안되었다(예를 들어, EP-A 213　252 및 이에 인용된 문헌, 및 Rowell 등의 문헌 [Wood and Fiber Science, 21(1), pp. 67-79]을 참조한다). 높은 처리 비용 및 처리한 물질 고유의 불쾌한 냄새로 인한 단점 때문에 이 방법은 상업적으로 성공하지 못하였다.
공개 문헌 ["Treatment of timber with water soluble dimethylol resins to improve the dimensional stability and durability", which appeared in Wood Science and Technology, 1993, pages 347-355]에는, 나무의 수축 및 팽윤 특성 및 진균류와 곤충류에 대한 내성을 개선시키기 위해, 디메틸올디히드록시에틸렌우레아(DMDHEU 또는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온)의 수성 용액 및 촉매로 구성된 함침제로 나무를 처리하는 것이 공지되어 있다. 고온에서, DMDHEU는 그 자체 및 나무와 반응한다. 이러한 방식으로, 치수가 20 mm×20 mm×10 mm인 목제 물품을 시험하였다. 기술된 방법은 목제 물품이 작은 치수일 때만 적용 할 수 있는데, 보다 큰 치수인 경우에는 균열에 민감하기 때문이다.
WO　2004/033170에는 가교성 우레아 화합물, 예컨대 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온, 알카놀 또는 폴리올로 변성된 비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 1,3-디메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 디메틸올우레아, 1,3-비스(메톡시메틸)우레아, 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아, 1,3-비스(히드록시-메틸)이미다졸리딘-2-온, 1-히드록시메틸-3-메틸우레아 또는 이의 혼합물을 함침제로서 사용하고 함침된 목제 물품을 습성 상태를 유지시키면서 고온에서 경화시키는 것인 표면 경도, 치수 안정성 및 내구성이 증가한 목제 물품의 제조 방법을 개시하고 있다. 이렇게 얻어진 목재는 포름알데히드 방산량이 만족할 만한 수준이 아니고, 나무 내 우레아 화합물의 정착도도 단지 중간 정도일 뿐이다.
WO　2004/033171은 C1 -5-알콜, 폴리올 또는 이의 혼합물로 변성된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(mDMDHEU), 적절하다면 추가 함침제로서 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 1,3-디메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 디메틸올우레아, 비스(메톡시메틸)우레아, 테트라메틸올아세틸렌디우레아, 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온 또는 메틸올메틸우레아의 군으로부터의 가교성 질소 화합물, 및 이들 화합물의 가교 반응을 일으키는 촉매를 포함하는 수성 용액으로 미처리 목제 물품을 함침시키는 나무 처리 방법을 개시하고 있다. 무엇보다도 특히, 이러한 방법은 제조된 목제 물품의 포름알데 히드 방산량을 감소시킬 수 있어야 한다. 그러나, 여기서는 우레아 화합물의 함량이 높은 동시에 방산량이 적은 목재에 대해서는 기술되어 있지 않다.
PCT/EP2006/004020(이전 독일 특허 출원 DE　102005020387.6)는 변성 나무 또는 변성 목재로 제조한 성형품 또는 변성 리그노셀룰로스 물질로 제조한 기타 물질의 표면 처리법을 개시하고 있는데, 여기서 변성 목재 또는 리그노셀룰로스 물질로 제조된 변성 물질은 WO　2004/033170 및 WO　2004/033171에서와 같이, 질소 화합물로 사전 함침시키고 가교시킨다.
PCT/EP2006/004019(이전 독일 특허 출원 DE　102005020386.8)는 하나 이상의 가교성 질소 화합물 이외에도, 용해 또는 분산된 형태로 하나 이상의 유효 물질을 포함하는 가교성 질소 화합물을 주성분으로 하는 반응성 조성물로 함침 및 가교시킨 변성 목재를 개시하고 있다.
PCT/EP2006/004016 및 PCT/EP2006/004014(이전 독일 특허 출원 DE　102005020390.6 및 DE　102005020389.2)는 하나 이상의 가교성 질소 화합물 이외에도, 분산된 소수성 성분을 포함하는 반응성 조성물로 함침 및 가교시킨 변성 목재를 개시하고 있다.
PCT/EP2006/001979(이전 독일 특허 출원 DE　102005010042.2)는 가교성 질소 화합물을 주성분으로 하는 반응성 조성물로 미분 목재를 함침시키고 가교 반응을 동시에 수행하면서 성형 공정을 수행하는 미분 목재로 제조된 변성 목재를 개시하고 있다. 가교 반응은 성형 공정 전에도 수행할 수 있다.
PCT/EP2006/001980(이전 독일 특허 출원 DE　102005010041.4)은 기재 또는 추 가 단판 층에 평면식으로 접착 결합된 하나 이상의 얇은 단판 층을 갖는 변성 목재를 개시하고 있는데, 여기서 얇은 단판 층은 가교성 질소 화합물을 주성분으로 하는 반응성 조성물로 함침시키고, 접착제로 처리하여 단판에 접착 결합시킨다.
PCT/EP2006/004015(이전 독일 특허 출원 DE　102005020388.4)는
a) 화학식 CH2OH의 둘 이상의 N-결합된 기 및/또는 두 개의 질소 원자에 다리 걸친 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일 기를 나타내는 하나 이상의 저분자량 화합물 V, 및
b) 탄소 원자 수가 3개 이상, 특히 3∼10개인 하나 이상의 2가 또는 다가 지방족 또는 지환족 기를 나타내는 분자당, 평균 2개 이상의 OH 기, 특히 2∼6개의 OH 기를 갖는 하나 이상의 올리고알킬렌 에테르 폴리올 또는 폴리알킬렌 에테르 폴리올 P, 및/또는
c) 저분자량 화합물 V와 폴리알킬렌 에테르 폴리올의 반응 산물
을 포함하는 반응성 조성물로 함침 및 가교된 변성 목재를 개시하고 있다.
상기에서 언급한 변성 방법들은 포름알데히드를 방출할 수 있는 기를 포함하는 가교성 질소 화합물을 사용하는 것을 포함한다. 변성 나무와 같은 변성 리그노셀룰로스 제품에 대한 현재 요구 사항은 가교성 질소 화합물을 높은 함량으로 사용하는 동시에 포름알데히드 방산을 가능한 최대로 피하는 것이다. 그러나, 대안적인 함침제는 이들의 화학 조성 때문에 어떠한 포름알데히드 방산도 발생하지 않거나 또는 단지 낮은 정도로만 발생하지만, 목적하는 물성을 생성하지 못한다. 포름알데 히드 방산량을 줄이기 위하여 사용되는 가교성 질소 화합물의 양을 줄이는 것은 한정된 정도로만 가능한데, 사용되는 최소량 미만에서는 목적하는 성능 특성을 더 이상 얻을 수 없기 때문이다. 또한, 다수의 대체 함침제 및 이후 필요할 수 있는 살진균제 및 살생물제가 생태학적인 고려하에서 완전하게 무해하지도 않다.
놀랍게도, 리그노셀룰로스 물질을 가교성 질소 화합물의 수성 용액으로 함침시키고, 이어서 고온에서 가교 반응을 수행하고, 상기 함침된 리그노셀룰로스 물질을 먼저 과열 증기로 처리한 후, 110℃ 보다 높은 온도 및 낮은 습도의 주변 가스 용적으로 처리하면, 함침에 사용된 가교성 질소 화합물의 양에 대해 포름알데히드 방산량의 비율이 양호한 리그노셀룰로스 물질을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 이 방법을 통해서 질소 화합물의 정착도도 양호하게 나타났다. 뿐만 아니라, 균열 형성이 일어나지 않았다.
따라서, 본 발명의 제1 대상은 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 성분량(N) 1 중량% 이상으로, 기술적으로 포름알데히드 부가 산물인 가교성 질소 화합물을 가교된 형태로 포함하는 리그노셀룰로스 물질로서, 여기서 질소 화합물(N)의 성분량에 대한, EN 717, 파트 3에 따른 보틀 법을 통해 측정한 포름알데히드 방산량(FA)의 비율(FA/N)은 5.0×10-3 이하의 값, 구체적으로 3.5×10-3 이하의 값, 구체적으로 3.0×10-3 이하의 값을 나타낸다.
본 출원 명세서에서, 용어 "기술적으로 포름알데히드 부가 산물인 질소 화합물"은 하기의 전체 반응식에 나타낸 바와 같이, NH 기를 나타내는 화합물의 NH 기(들)에 포름알데히드를 부가하여 기술적으로 얻을 수 있는 화합물을 의미하는 것으로 이해한다.
RR'NH + H2C=O → RR'N-CH2OH
상기 식에서, RR'NH는 NH 기가 존재하는 화합물이다. "기술적으로 포름알데히드 부가 산물인 질소 화합물"은 NH 기를 포함하는 적절한 화합물과 포름알데히드의 반응으로 실제 얻을 수 있는 화합물, 및 예를 들어, NH 기를 포함하는 화합물과 포름알데히드의 합성 동등물을 반응시키는, 다른 합성 경로로 얻을 수 있는 화합물 둘 다일 수 있지만, 포름알데히드 방산을 일으키는 가능한 공급원은 마찬가지로 생성된다.
리그노셀룰로스 물질 100 g 당 mg 단위의 포름알데히드 방산량(FA)은 EN 717, 파트 3에 따른 보틀 법을 통해서 측정한다. 일반적으로, 본 발명에 따른 리그노셀룰로스 물질의 포름알데히드 방산량 값은 15　mg/100　g 이하, 바람직하게 12　mg/100　g 이하, 특히 바람직하게 10　mg/100　g 이하, 구체적으로 8　mg/100　g 이하이다.
본 발명에 따른 방법으로 함침시킨 리그노셀룰로스 물질은 통상의 변성 물질과 비교하여 생물학적 내구성이 증가하고, 변성제의 정착성이 매우 양호한 특징을 갖는다. 일반적으로, 본 발명에 따른 리그노셀룰로스 물질은 정착도가 73%보다 높고, 대체로는 78%보다 높으며, 특히 80%보다 높고 특히 바람직하게는 85%보다 높다. 용어 "정착도"는 변성 리그노셀룰로스 물질에 존재하는 더 이상 물로 추출할 수 없는 질소 화합물의 비율을 의미하는 것으로 이해한다. 추출가능한 비율은 열수로 추출하기 전 및 후의 변성 리그노셀룰로스 물질의 질소 함량을 통해서 측정한다. 이를 위해, 변성 리그노셀룰로스 물질을 밀링하여 분말을 제공하고 완전히 건조("완전히"는 수분 함량 "0%"를 의미하는 것으로 이해한다)시키고 리그노셀룰로스 내 질소 함량을 원소 분석을 통해 측정하였다. 이후, 분말 시험 시료를 80℃에서 16 시간 동안 물로 추출하고, 여과하여 다시 완전히 건조시키고, 이렇게 얻은 시험 시료의 질소 함량을 원소 분석을 통해 측정하였다. 비변성 리그노셀룰로스 물질 자체는 검출가능한 양으로 질소를 포함하고 있지 않기 때문에, 추출전 시험 시료의 질소량을 기준으로 하여 추출가능한 비율(%)은, 직접적으로 추출 전후의 질소 함량 차이에 의한 결과이다(방법 A). 달리 보다 정확하게는, 정착도 즉, 물로 더 이상 추출할 수 없는 질소 함량은 또한 표준 DIN　EN　84에 따라 측정할 수 있다. 이를 위해서, 시험 표본을 우선 20분간 용기 내 탈이온수 중에서 침출시킨다. 2시간 후, 이 물을 1차로 바꿔주었다. 추가 24시간 후, 상기 물을 2차로 바꿔주었다. 전체로서, 상기 물을 24시간 기간 동안 9회(주말 제외) 바꿔주었다. 침출 후, 시험 시료를 건조, 분쇄 및 완전 건조시키고, 이렇게 얻어진 시험 시료의 질소 함량을 원소 분석으로 측정하였다. 또한, 상기에서 제시된 정착도의 하한치는 DIN　EN　84에 따라 측정한 값에 대해 유효하였다.
용어 "리그노셀룰로스 물질에 분포된"은 가교된 질소 화합물이 리그노셀룰로스 물질의 단면에 걸쳐서 더욱 또는 덜 균일하게 분포되고 리그노셀룰로스 물질의 공동 또는 표면에서만 발견되지 않는다는 의미이다.
본 발명에 따라 리그노셀룰로스 물질 내 가교성 질소 화합물의 양은 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 각 경우에서, 1 중량% 이상, 대체로 1.5 중량% 이상, 구체적으로 1.8 중량% 이상, 특히 바람직하게 2.0 중량% 이상, 특히 2.3 중량% 이상 또는 그 이상이다. 가교성 질소 화합물의 양은 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 각 경우에서, 통상 1∼25 중량%, 대체로 1.5∼20 중량%, 구체적으로 1.8∼18 중량%, 구체적으로 바람직하게는 2.0∼15 중량%, 특히 2.3∼12 중량% 범위이다. 질소 함량은 원소 분석을 통해 측정할 수 있다.
나무의 밀도가 상이한 것에 기인하여, 일반적으로 저밀도 나무 유형, 예컨대 소나무(피너스 종), 가문비 나무 또는 포플러 등을 사용하면 질소 화합물의 함량이 보다 높아지는데, 바람직하게 2.5 중량% 이상, 구체적으로 3 중량% 이상의 함량, 예를 들어 2.5∼20 중량% 또는 3∼15 중량% 범위이다. 밀도가 보다 높은 나무 유형, 예컨대 너도밤나무, 단풍 나무 또는 물푸레나무 등을 사용하는 경우, 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 질소 화합물의 함량은 바람직하게 1.8∼15 중량%, 구체적으로 2∼12 중량% 범위이다.
리그노셀룰로스 물질의 전체 용적을 기준으로, 질소로서 산출한 질소 화합물의 함량은 바람직하게 11　kg/㎥ 이상, 구체적으로 12　kg/㎥ 이상, 특히 13　kg/㎥ 이상, 예를 들어 11∼120　kg/㎥, 바람직하게 12∼100　kg/㎥, 구체적으로 13∼80　kg/㎥이다.
가교성 질소 화합물의 함량과 관련된 모든 구체적인 설명은 변성 리그노셀룰로스 물질의 총 중량에 대해 나타내며, 일반적으로 5회 이상 개별 측정한 평균값으로서 이해하는데, 대형 리그노셀룰로스 물질, 예컨대 고체 목제 물품에 대해서는, 리그노셀룰로스 물질의 완전한 단면에 대해 측정하였다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 리그노셀룰로스 물질의 클로라이드 함량은 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로, 0.1 중량% 이상, 구체적으로 0.05 중량% 이상, 특히 바람직하게는 0.01 중량% 이상이다. 금속 클로라이드, 예컨대 마그네슘 클로라이드, 아연 클로라이드, 리튬 클로라이드 및 알루미늄 클로라이드를 경화/가교용 촉매로서 사용하는 것은 이러한 리그노셀룰로스 물질의 제조에서는 피하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 리그노셀룰로스 물질은 mDMDHEU와 같은 알콜로 변성된 질소 화합물을 함침용 질소 화합물로서 사용하지 않더라도, 함침에 사용되는 질소 화합물의 양에 대한 포름알데히드 방산량의 비율이 양호하게 나타난다. 따라서, 특정 구체예는 C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 변성된 1,3-비스-(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(=　변성 DMDHEU 또는 mDMDHEU)와 같은 포름알데히드 부가 산물로부터 유도된 가교된 형태의 질소 화합물을 포함하지 않는 리그노셀룰로스 물질이다.
바람직하게는, 질소 화합물로서, 가교된 형태의 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMDHEU)만을 포함하는 리그노셀룰로스 물질이다.
유사하게, 다른 바람직한 구체예는 C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 변성된 포름알데히드 부가 산물로부터 유도된 가교된 형태의 질소 화합물을 포함하는 리그노셀룰로스 물질에 관한 것이다. 가교성 화합물로서 여기서 언급할 수 있는 것은, 변성 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(=변성 DMDHEU 또는 mDMDHEU) 이외에도, 또한 구체적으로 변성 멜라민-포름알데히드 부가 산물, 예를 들어, 멜라민 1 몰당 2∼6 몰, 구체적으로 3∼5 몰의 포름알데히드, 및 멜라민 몰 당 2∼6 몰, 구체적으로 3∼5몰의 C1-C6-알카놀 및/또는 C2-C6-폴리올, 구체적으로 C1-C2-알카놀, 예컨대 메탄올과 멜라민의 반응으로 얻을 수 있는 변성 멜라민-포름알데히드 부가 산물이다. 여기서, 포름알데히드 대 알콜의 몰비는 바람직하게 0.5:1∼1:2 범위이다.
상기 기술한 특성을 갖는 리그노셀룰로스 물질은 가교성 질소 화합물의 수성 용액으로 리그노셀룰로스 물질을 함침시키고 이어서 과열 증기 및 낮은 습도의 주변 가스 용적으로 처리하여 얻을 수 있다. 본 발명의 추가적인 대상은 따라서, 상기에서 기술한 바와 같은 리그노셀룰로스 물질의 제조 방법이며, 이 방법은
a) i) 하나 이상의 가교성 질소 화합물 및 ii) 가교 반응을 촉매화하는 하나 이상의 물질을 포함하는 수성 조성물로 리그노셀룰로스물질을 함침하는 단계,
b) 물을 제거하고 가교성 질소 화합물을 가교화하기 위해 함침된 리그노셀룰로스 물질을 고온에서 처리하는 단계를 포함한다.
여기서, b) 단계는 함침된 리그노셀룰로스 물질을 과열 증기로 1회 이상 처리한 후, 110℃보다 높은 온도 및 20%의 리그노셀룰로스 물질 주변의 가스 매질의 상대 습도에서 1회 이상 후속 처리하는 것을 포함한다.
모든 리그노셀룰로스 물질은 이들의 재료 또는 구조적 구성 또는 이들의 형태와는 관계없이, 대체로 본 발명에 따른 방법에 사용하기 적합하다. 또한 하나 이상의 가교성 질소 화합물 및 가교 반응을 촉매화하는 하나 이상의 물질을 포함하는 수성 조성물로 함침시킬 수 있고 함침된 리그노셀룰로스 물질을 이후 가교시킬 수 있다면, 이미 예비처리된 리그노셀룰로스 물질도 포함한다. 적절한 리그노셀룰로스 물질은 나무를 주성분으로 하는 물질 및 단판 재목을 제조하기 위한, 예를 들어, 나무, 구체적으로 원목(solid wood)과 단판 및 미분 리그노셀룰로스 물질, 예컨대 쉐이빙, 섬유 또는 스트랜드 등이다.
미분 리그노셀룰로스 물질은 섬유, 쉐이빙, 스트랜드, 칩, 페어링 등을 포함한다. 용어 "단판(veneer)"은 두께가 ≤ 5　mm, 구체적으로 ≤1 mm인 평평하고 얇은 목재를 의미하는 것으로 이해하다. 구체적으로, 최소 크기가 1 mm보다 크고, 구체적으로 > 5 mm, 특히 ≥ 10 mm인 대형 부분, 특히 원목으로 제조된 대형 부분을 a) 단계에서 함침시킨다.
모든 나무 유형은 대체로 변성 목재의 제조에 적합한데, 바람직하게 이들은 30 건조중량% 이상, 구체적으로 50 건조중량% 이상으로 수분을 흡수할 수 있는 것이고, 특히 바람직하게는 DIN EN 350-2에 따른 함침성 카테고리 1 및 2로 분류된 것들이다. 이들은 예를 들어, 침엽수, 예컨대 소나무(피너스 종), 가문비 나무, 미송, 낙엽송, 스톤 파인, 전나무, 그랜드 퍼, 히말라야 삼목 및 스위스 소나무, 및 낙엽수 유래 나무, 예를 들어, 단풍나무, 설탕 단풍나무(hard maple), 아카시아, 아유스, 박달나무, 배나무, 너도밤나무, 오크, 오리나무, 미루나무, 물푸레나무, 야생 마가목속 나무, 개암나무, 소사나무, 체리나무, 밤나무, 라임나무, 미국산 호두나무, 포퓰라, 올리브, 꽃아카시아나무, 느릅나무, 호두나무, 고무, 제브라노, 버드나무, 터키산 오크 등을 포함한다. 함침을 하지 않는다면, 열대 우림산 나무에서만 나타나는 특성, 예를 들어 초저 팽윤/수축성, 고강도 및 우수한 내후성 등의 특성을, 함침을 통해서 저렴한 나무에도 부여할 수 있으므로, 본 발명의 특정 구체예는 나무 성분을 너도밤나무, 가문비나무, 소나무, 박달나무, 포퓰라, 물푸레나무 및 단풍나무로부터 선택한 나무 성분을 갖는 변성 나무 또는 목재를 사용하는 것이다.
본 발명에 따른 방법은 또한, 나무 이외의 다른 리그노셀룰로스 물질, 예를 들어, 천연 섬유 물질, 예컨대 대나무, 사탕수수 찌끼, 목화 줄기, 황마, 사이잘초, 짚, 아마, 코코넛 섬유, 바나나 섬유, 갈대, 예를 들어, 억새, 라미, 삼, 마닐라 삼, 아프리카 수염새(알파 그래스), 쌀겨 및 코르크 등의 함침에도 적합하다.
본 발명에 따른 방법의 a) 단계에서 사용하기 적합한 가교성 질소 화합물은
α) 하나 이상, 구체적으로 둘 이상의 화학식 CH2OR[여기서, R은 C1-C4-알킬, 또는 구체적으로 수소임]의 N-결합된 기, 및 적절하다면 2개의 질소 원자에 다리 걸친 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일 기를 나타내는 저분자량 화합물 V,
β) 화합물 V의 예비축합물, 및
γ) C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 및 올리고알킬렌글리콜로부터 선택된 하나 이상의 알콜과 화합물 V의 혼합물 또는 반응 산물이다.
a) 단계에서 리그노셀룰로스 물질의 함침에 사용되는 α), β) 및 γ) 군의 가교성 질소 화합물, 즉, 화합물 V, 이의 예비축합물 및 이의 반응 산물은 바람직하게, 일반적으로 완전하게 용해된 형태로 사용되는 수성 조성물에 존재하는 저분자량의 올리고머 또는 저분자량 화합물이다. 가교성 화합물의 분자량은 일반적으로 400 달톤 미만이다. 가교성 질소 화합물은 이들의 특성 때문에, 나무의 세포 벽을 침투할 수 있고, 경화 시, 세포벽의 기계적 안정성을 개선시키고 물에 의한 이의 팽윤을 감소시키는 것으로 추정된다.
가교성 질소 화합물의 예로는 하기에 열거한 것들이 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다:
- 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMDHEU),
- C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 변성된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(변성 DMDHEU 또는 mDMDHEU),
- 1,3-비스(히드록시메틸)우레아,
- 1,3-비스(메톡시메틸)우레아,
- 1-히드록시메틸-3-메틸우레아,
- 1-히드록시메틸-3-메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온,
- 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온,
- 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), 예컨대 2 이상, 예를 들어, 2, 3, 4, 5 또는 6개의,　N-히드록시메틸 기를 갖는 폴리(히드록시메틸)멜라민, 예컨대 3회 메틸올화된 멜라민(=　2,4,6-트리스(N-히드록시메틸아미노)-1,3,5-트리아진), 및
- 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지(MF 수지), 예컨대 C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 변성된, 2 이상, 예를 들어 2, 3, 4, 5 또는 6개의, N-히드록시메틸기를 갖는 폴리(히드록시메틸)멜라민(변성 MF 수지), 및
이의 혼합물.
가교성 질소 화합물 중에서, 구체적으로 화합물 V(α군) 및 이의 예비 축합물(β군)이 바람직하다. 이들 중에서, α군의 화합물, 특히 R=H인 것이 구체적으로 바람직하다.
화합물 V 중에서, 구체적으로 둘 이상의 화학식 CH2OR[여기서, R은 C1-C4-알킬 또는 구체적으로 수소임]의 N-결합된 기, 및 적절하다면, 2개의 질소 원자에 다리 걸친 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일 기를 나타내는 저분자량 화합물 Vx가 바람직하다.
화합물 V 중에서, 우레아 단위의 각 질소 원자 상에 화학식 CH2OR의 기를 보유하는 우레아 유도체(또한 하기의 화합물 Vx1) 및 우레아가 바람직하며, 여기서 R은 상기에서 언급한 의미이고 구체적으로 수소이다.
특히 바람직하게는 3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 1,3-비스(히드록시메틸)우레아, 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온 또는 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아 및 특히 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMDHEU)이다.
또한, 가교성 질소 화합물 중에 바람직한 것은 평균적으로 멜라민의 2 이상의 아미노 기 상에, 바람직하게는 각 아미노 기 상에 화학식 CH2OR의 기를 하나 이상 보유하는 멜라민 화합물이고, 여기서 R은 상기 언급한 의미이고 바람직하게는 수소 또는 메틸이다. 구체적으로 바람직한 것은 화학식 CH2OR의 기가 2∼6개, 구체적으로 3∼5개로 나타나는 멜라민 화합물이고, 여기서 R은 동일하거나 다를 수 있고 수소 또는 C1-C4-알킬, 특히 수소 또는 메틸이다. 이러한 화합물은 멜라민 1 몰당 2∼6 몰, 구체적으로 3∼5 몰의 포름알데히드(R = H), 그리고 적절하다면 멜라민 1 몰당 2∼6 몰, 구체적으로 3∼5 몰의 C1-C4-알카놀(R　=　C1-C4-알킬), 구체적으로 C1-C2-알카놀, 예컨대 메탄올과 멜라민을 반응시켜 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법의 a) 단계에서 사용하는데 적절한 가교성 질소 화합물은 구체적으로
α) 화학식 CH2OR[여기서, R은 C1-C4-알킬 또는 구체적으로 수소임]의 N-결합된 기, 및 적절하다면 2개의 질소 원자에 다리 걸친 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일 기를 나타내는 저분자량 화합물 Vy,
β) C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 및 올리고알킬렌 글리콜로부터 선택된 하나 이상의 알콜과 화합물 Vy의 반응 산물 또는 혼합물이다.
바람직한 화합물 Vy는 우레아 및 우레아 단위의 질소 원자 상에 화학식 CH2OR[여기서, R은 상기 언급한 의미이고 구체적으로는 수소임]의 기를 보유하는 우레아 유도체(또한 하기 화합물 Vy1)이다. 바람직한 화합물 Vy의 예는 구체적으로 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 1-히드록시메틸우레아, 1-히드록시메틸이미다졸리딘-2-온 및 1-히드록시메틸-3-메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온, 특히 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온이다. 화합물 Vy 는 또한 화합물 Vx, 이의 예비 축합물 β 및 이의 반응 산물γ과의 혼합물로서도 사용할 수도 있다.
α), β) 및/또는 γ) 군 화합물의 상호 혼합물이 또한 가교성 질소 화합물로서 적합하다. 이들은 구체적으로 상기 언급한 바와 같이, 우레아 단위의 하나 또는 두 질소 원자(들) 상에 화학식 CH2OR의 기를 보유한 우레아 유도체 Vx1 및/또는 Vy1와, 평균적으로 멜라민의 2 이상의 아미노기, 바람직하게는 각 아미노 기 상에 화학식 CH2OR의 기를 하나 이상 보유한 멜라민 화합물의 혼합물을 포함한다. 이는 또한 구체적으로 우레아 유도체 Vx1과 화합물 Vy, 구체적으로 우레아 단위의 2 질소 원자 중 하나 상에 화학식 CH2OR의 기를 보유하는 우레아 유도체 Vy1과의 혼합물을 포함한다. 이들 혼합물에서, 화합물 Vx1 또는 Vx1의 예비 축합물 또는 Vx1의 반응 산물 대 화합물 Vy의 질량비는 일반적으로 중량비가 9:1∼1:9, 구체적으로 4:1∼1:4, 특히 1:2∼2:1의 범위가 되도록 선택한다.
α), β) 및/또는 γ) 군, 구체적으로 V군, 특히 Vx 및 Vy 군으로부터 선택한 하나 이상의 화합물과 그 자체가 가교성이 아닌 하나 이상의 질소 화합물의 혼합물이 또한 가교성 질소 화합물로서 적합하다. 이들은 하나 이상의 자유 NH 기를 나타내는 화합물 V' 및 CH2OH 기 형태로 존재하지 않는 하나 이상의 OH 기를 나타내는 화합물 V''을 포함한다. 이들 혼합물에 있어서, α), β) 및 γ) 군에 대해 바람직한 것은 상기 언급한 바와 같다.
화합물 V'에서, NH 기는 아미드 기, 구체적으로 우레아 기의 성분이다. 따라서, 바람직한 화합물 V'는 아미드, 구체적으로 적절하다면 2 질소 원자 중 하나에 화학식 CH2OR의 기 또는 C1-C4-알킬 라디칼을 보유하는 우레아 유도체이고, 여기서 R은 상기 언급한 의미를 갖는다.
바람직한 화합물 V'의 예는 우레아 화합물, 예컨대 우레아, N-메틸우레아, 에틸렌 우레아(이미다졸린-2-온), 프로필렌 우레아, 4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온, N-메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온 또는 N-메틸이미다졸린-2-온, 및 아미드, 예컨대 아세타미드, 프로피온아미드, 부티라미드, 피롤리돈, 피페리딘-2-온, 카프로락탐 등이다.
바람직한 이러한 유형의 혼합물의 예는
a) a1) 평균적으로 멜라민의 2 이상의 아미노기, 바람직하게는 각 아미노 기 상에 화학식 CH2OR[여기서, R은 상기 언급한 의미를 가지고, 구체적으로는 수소 또는 메틸임]이 기를 하나 이상 보유하는 멜라민 화합물, a2)　우레아 유도체 Vx1 및 a3)　우레아 유도체 Vy1로부터 선택된 하나 이상의 가교성 질소 화합물, 및
b) 우레아, N-메틸우레아, 에틸렌 우레아(이미다졸린-2-온), 프로필렌 우레아, 4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온 및 N-메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 V'
의 혼합물이다.
하나 이상의 가교성 질소 화합물(구체적으로 화합물 V)와 하나 이상의 화합물 V'의 혼합물에 있어서, 화합물 V 또는 화합물 V의 예비축합물 또는 V의 반응 산물 대 화합물 V'의 질량비는 일반적으로, CH2OR 기 대 자유 NH 기의 몰비가 적어도 1.1:1, 구체적으로 적어도 2:1, 즉 CH2OR 기가 초과량으로 존재하도록 선택한다. 바람직한 몰비는 1000:1∼2:1, 구체적으로 500:1∼3:1, 구체적으로 바람직하게는 300:1∼5:1, 특히 200:1∼10:1 범위이다. 하나 이상의 화합물 V"을 포함하는 혼합물을 사용하여 리그노셀룰로스 물질 내 질소 화합물의 고정도가 단지 조금만 약해지거나 전혀 약해지지 않으면서, 포름알데히드 방산량은 추가적으로 감소하게 된다.
화합물 V''에서, OH 기는 바람직하게 헤미아미날 기의 성분이고, 이 부분에서 질소 원자는 구체적으로 아미드 기 또는 우레아 기의 성분이다. 따라서, 바람직한 화합물 V''은 아미드 또는 우레아 기의 질소 원자 중 하나 이상에, 일부로서 OH 기를 보유하는 2차 또는 3차 탄소 원자를 갖는 아미드, 구체적으로 우레아 유도체이다.
바람직한 화합물 V''의 예는 4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온, N-메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온, 1,3-디메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온 등이다.
바람직한 이러한 유형의 혼합물의 예는
a) a1)　평균적으로 멜라민의 2 이상의 아미노기, 바람직하게는 각 아미노 기상에 화학식 CH2OR[여기서, R은 상기 언급한 의미를 가지며, 구체적으로 수소 또는 메틸임]의 기를 하나 이상 보유하는 멜라민 화합물, a2)　우레아 유도체 Vx1 및 a3)　우레아 유도체 Vy1로부터 선택된 하나 이상의 가교성 질소 화합물, 및
b) 4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온, N-메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온 및 1,3-디메틸-4,5-비스히드록시-이미다졸린-2-온으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 V"
의 혼합물이다.
하나 이상의 가교성 질소 화합물(구체적으로 화합물 V)과 하나 이상의 화합물 V"의 혼합물에 있어서, 화합물 V 또는 화합물 V의 예비축합물 또는 화합물 V의 반응 산물 대 화합물 V"의 질량비는 일반적으로 중량비가 9:1∼1:9, 구체적으로 4:1∼1:4, 특히 1:2∼2:1의 범위가 되도록 선택한다. 하나 이상의 화합물 V''을 포함하는 혼합물의 사용으로 리그노셀룰로스 중의 질소 화합물의 정착도가 단지 조금만 약해지거나 전혀 약해지지 않고, 추가적으로 포름알데히드 방산량이 감소된다. 구체적으로, 습윤/수축성에 해로운 영향을 주지 않는다.
가교성 질소 화합물 이외에도, 적어도 화합물 V' 및 화합물 V"을 둘다 포함하는 혼합물이 또한 이롭다. 가교성 질소 화합물 V 및 화합물 V'과 V"에 대해 바람직한 것으로, 상기 언급한 것을 유사하게 사용할 수 있다. 이들 혼합물에서, 화합물 V 또는 V의 예비축합물 또는 V의 반응 산물 대 화합물 V'과 V"의 총량의 질량비는 일반적으로 중량비가 9:1∼1:9, 구체적으로 4:1∼1:4, 특히 1:2∼2:1 범위가 되도록 선택한다.
화합물 V, 이의 예비축합물 및 이의 반응 산물의 수성 조성물은 예를 들어, WO　2004/033171, WO　2004/033170, [K.　Fisher 등, "Textile Auxiliaries - Finishing Agents," Chapter 7.2.2, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim, 1997] 및 이에 인용된 문헌, US　2,731,364, US　2,930,715, [H.　Diem 등, "Amino-Resins", Chapter 7.2.1 and 7.2.2 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim, 1997] 및 이에 인용된 문헌, Houben-Weyl E20/3, pp. 1811-1890 등에 공지되어 있고, 직물 마감용 가교제로서 통상 사용되는 것이다. N-메틸올화된 우레아 화합물 V와 알콜의 반응 산물, 예를 들어 변성 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(mDMDHEU)은 공지이고, 예를 들어, US　4,396,391 및 WO　98/29393을 참조한다. 그렇지 않으면, 화합물 V 및 이의 반응 산물 및 예비축합물은 상업적으로 구매가능한데, 예를 들어 BASF Aktiengesellschaft에서 판매하는 상품명 Fixapret®CP 및 Fixapret®ECO, 및 BASF에서 판매하는 상품명 Kauramin®(예를 들어, Kauramin 650 Powder) 및 Luwipal® 등이다. 화합물 V, 이의 예비축합물 또는 이의 반응 산물로부터 선택된 하나 이상의 화합물과 하나 이상의 화합물 V' 및/또는 V''의 혼합물은 예를 들어, 화합물 V, 화합물 V의 예비 축합물 또는 화합물 V의 반응 산물의 상업적 수성 조성물에 화합물 V' 또는 V"을 혼입시켜서 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구체예예서, 가교성 질소 화합물은 C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 및/또는 폴리알킬렌 글리콜로 변성된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(mDMDHEU)으로부터 선택된다. 폴리알킬렌 글리콜의 예는 구체적으로 이하에서 언급하는 올리고-C2-C4-알킬렌 글리콜 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜이다. mDMDHEU은 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온과 C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올, 올리고에틸렌 글리콜 또는 이들 알콜의 혼합물과의 반응 산물을 의미한다. 적절한 C1 -6-알카놀은, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 n-펜탄올이고; 메탄올이 바람직하다. 적절한 폴리올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜 및 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-부틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜 및 글리세롤 등이다. 적절한 폴리알킬렌 글리콜의 예는 구체적으로 이하에 언급한 올리고-C2-C4-알킬렌 글리콜 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜이다. mDMDHEU의 제조를 위해서, DMDHEU를 알카놀, 폴리올 또는 폴리알킬렌 글리콜과 혼합한다. 이와 관련하여, 1가 알콜, 폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜 또는 폴리알킬렌 글리콜은 일반적으로 각 경우에 있어서, DMDHEU를 기준으로, 0.1∼2.0, 구체적으로 0.2∼2 몰 당량의 비율로 사용한다. 일반적으로 DMDHEU, 폴리올 또는 폴리알킬렌 글리콜의 혼합물은 바람직하게 온도가 20∼70℃이고 pH가 바람직하게 1∼2.5의 물에서 반응시키며, 여기서 pH 값은 일반적으로 반응 후 4∼8 범위로 조정한다.
본 발명의 추가 구체예에서, a) 단계에서 사용되는 가교성 질소 화합물은 2회 이상, 예를 들어, 2, 3, 4, 5 또는 6회, 구체적으로 3회 메틸올화된 멜라민(폴리(히드록시메틸)멜라민) 및 C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 및/또는 폴리알킬렌 글리콜로 변성된 폴리(히드록시-메틸)멜라민으로부터 선택한다. 폴리알킬렌 글리콜의 예는 구체적으로, 이하에 언급한 올리고-C2-C4-알킬렌 글리콜 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜이다. 보통 변성용으로 사용되는 수성 조성물은 또한 하나 이상의 상기 언급한 알콜, 예를 들어, C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올, 올리고알킬렌 글리콜 또는 폴리알킬렌 글리콜 또는 이들 알콜의 혼합물을 포함할 수 있다. 적절한 C1 -6-알카놀은 예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 n-펜탄올이고, 메탄올이 바람직하다. 적절한 폴리올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-부틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜 및 글리세롤이다. 적절한 올리고알킬렌 글리콜 및 폴리알킬렌 글리콜은 구체적으로 올리고-C2-C4-알킬렌 글리콜 및 폴리-C2-C4-알킬렌 글리콜, 특히 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드의 단독올리고머 및 공올리고머로서, 이들은 적절하다면, 저분자량 개시제, 예를 들어 OH 기가 2개 이상인 지방족 또는 지환족 폴리올, 예컨대 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 에리쓰리톨 및 펜타에리쓰리톨, 또한 펜티톨 및 헥시톨, 예컨대 리비톨, 아라비톨, 크실리톨, 둘시톨, 만니톨 및 소르비톨, 또한 이노시톨, 또는 -NH2 기가 2개 이상인 지방족 또는 지환족 폴리아민, 예컨대 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 1,3-프로필렌디아민, 디프로필렌트리아민, 1,4,8-트리아자옥탄, 1,5,8,12-테트라아자도데칸, 헥사메틸렌디아민, 디헥사메틸렌트리아민, 1,6-비스(3-아미노프로필아미노)헥산, N-메틸디프로필렌트리아민 또는 폴리에틸렌이민, 이중 바람직하게는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라프로필렌 글리콜 및 BASF에서 판매하는 저분자량의 상표명 Pluronic®(예를 들어, Pluronic®PE 3100, PE 4300, PE 4400, RPE 1720, RPE 1740)의 존재하에서 얻을 수 있다.
수성 조성물 중의 가교성 질소 화합물의 농도는 조성물의 총 중량을 기준으로 일반적으로 10∼60 중량%, 대체로 15∼60 중량%, 구체적으로 20∼50 중량% 범위이다. 수성 조성물이 상기 언급한 알콜 중 하나를 포함하면, 이의 농도는 바람직하게 1∼50 중량%, 구체적으로 5∼40 중량% 범위이다. 가교성 화합물 및 알콜의 총량은 일반적으로 수성 조성물 총량의 15∼60 중량%, 구체적으로 20∼50 중량%이다.
변성을 위해 a) 단계에서 사용된 수성 조성물은 질소 화합물의 가교 반응을 일으키는 하나 이상의 촉매 K를 포함한다. 금속 할라이드, 금속 설페이트, 금속 나이트레이트, 금속 포스페이트 및 금속 테트라플루오로보레이트의 군으로부터의 금속 염; 삼불화붕소; 암모늄 할라이드, 암모늄 설페이트, 암모늄 옥살레이트 및 디암모늄 포스페이트의 군으로부터의 암모늄 염; 유기 카르복실산, 유기 설폰산; 무기 브뢴스테드 산, 예컨대 붕산, 인산, 황산 및 염산이 일반적으로 촉매 K로서 적합하다.
촉매 K로서 적절한 금속 염의 예로는 구체적으로 마그네슘 클로라이드, 마그네슘 설페이트, 아연 클로라이드, 리튬 클로라이드, 리튬 브로마이드, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 설페이트, 아연 나이트레이트 및 사불화붕산나트륨 등이다.
촉매 K로서 적절한 암모늄 염의 예는 구체적으로 암모늄 클로라이드, 암모늄 설페이트, 암모늄 옥살레이트 및 디암모늄 포스페이트 등이다.
구체적으로 또한, 수용성 유기 카르복실산, 예컨대 말레산, 포름산, 시트르산, 타르타르산 및 옥살산, 또한, 벤젠설폰산, 예컨대 p-톨루엔설폰산, 그리고 무기산, 예컨대 염산, 인산, 황산, 붕산 또는 이의 혼합물이 촉매 K로서 적절하다.
촉매 K는 바람직하게 마그네슘 클로라이드, 아연 클로라이드, 마그네슘 설페이트, 알루미늄 설페이트 또는 이의 혼합물로부터 선택하며, 마그네슘 클로라이드가 특히 바람직하다.
클로라이드가 적은 리그노셀룰로스 물질의 제조에 대한 특정 구체예에서, 클로라이드를 포함하지 않는 촉매를 사용한다.
촉매 K는 일반적으로 변성 과정 직전에만 수성 조성물에 첨가된다. 일반적으로 수성 조성물에 존재하는 경화성 성분의 총량을 기준으로 1∼20 중량%, 구체적으로 2∼10 중량%의 양으로 사용한다. 수성 분산물의 총량을 기준으로 촉매의 농도는 일반적으로 0.1∼10 중량%, 구체적으로 0.5∼5 중량% 범위이다.
또한, 나무를 변성하는데 사용되는 조성물은 하나 이상의 유효 물질, 예를 들어 착색제, 예컨대 염료 또는 안료, UV 안정화제, 산화 방지제, 살진균제 및/또는 살충제 등, PCT/EP2006/004019(이전 독일 특허 출원 제102005020386.8호)에 개시된 것과 같은 것을 포함하며, 상기 문헌의 내용을 본 발명에서 참조한다. 유효 물질의 농도는 유효 물질에 따라서, 조성물의 중량을 기준으로 0.01∼60 중량%, 구체적으로 0.1∼25 중량% 범위이다.
또한, a) 단계에서 리그노셀룰로스 물질의 함침에 사용하는 조성물은 하나 이상의 소수성 성분, 예를 들어 PCT/EP2006/004014 및 PCT/EP2006/004016(이전 독일 특허 출원 DE　102005020389.2 및 DE　102005020390.6)에 기술된 바와 같은, 유화 또는 형탁된 형태의 오일 또는 확스를 하나 이상 포함할 수 있으며, 상기 문헌들의 내용을 본 발명에서 참조한다. 소수성 성분의 농도는 대체로, 조성물의 중량을 기준으로 0.01∼60 중량%, 구체적으로 0.1∼25 중량%이다.
함침은 예를 들어, 액침, 적절하다면 고압과 함께 진공을 가하거나, 또는 통상의 적용 방법, 예컨대 살포, 분무 등을 통한 통상의 방법으로 수행할 수 있다. 각 경우 사용되는 함침법은 본래 함침되는 물질의 치수에 따라 좌우된다. 예컨대 쉐이빙 또는 스트랜드 등과 같은 작은 치수의 리그노셀룰로스 물질, 및 또한 얇은 단판, 즉 표면적 대 용적 비율이 높은 물질은 예를 들어 액침 또는 분무 등을 통해 저렴하게 함침시킬 수 있지만, 그에 반해 보다 치수가 큰 리그노셀룰로스 물질, 구체적으로 가장 작은 정도가 5 mm 이상인 예를 들어, 원목 또는 원목으로 제조된 성형물 등의 물질은 압력 또는 진공을 가해서, 구체적으로 고압 및 진공을 함께 사용하여 함침시킨다. 함침은 50℃ 이하의 온도, 예를 들어 15∼50℃ 범위의 온도에서 수행하는 것이 이롭다.
함침 조건은 일반적으로 수성 조성물에서 흡수되는 경화성 성분의 양이 목적하는 질소 함량에 상응하도록 선택한다. 일반적으로, 흡수되는 경화성 성분의 양은 미처리 물질의 건조 중량을 기준으로 5 중량% 이상이다. 흡수되는 경화성 성분의 양은 미처리 물질의 건조 중량을 기준으로 100 중량% 이하일 수 있고, 사용되는 미처리 물질의 건조 중량을 기준으로 대체로 5∼60 중량%, 바람직하게는 10∼50 중량% 범위이다. 함침에 사용되는 미처리 물질의 수분 함량은 리그노셀룰로스 물질의 치수에 따라 좌우되는데, 예를 들어, 소형, 예컨대 단판 및 미분 물질의 경우에는 100% 이하이다. 수분 함량은 리그노셀룰로스 물질의 섬유 포화도 보다 작은 것이 바람직하다. 이는(구체적으로 대형 물질, 예컨대 원목) 대체로 1∼50%, 구체적으로 5∼30% 범위이다. 여기서 그리고 이후에, 용어 "수분 함량"은 DIN　52183에 다른 "잔류 수분 함량"과 동일한 의미로 사용된다.
액침을 위해서, 리그노셀룰로스 물질은, 적절하다면 예비 건조 이후에, 수성 조성물을 포함하는 용기에서 액침시킨다. 액침은 수초 내지 24시간의 시간 기간 동안, 구체적으로 1분 내지 6시간의 기간 동안 수행한다. 온도는 일반적으로 15℃∼ 50℃의 범위이다. 액침을 하면, 리그노셀룰로스 물질은 수성 조성물을 흡수하는데, 목재가 흡수하는 비수성 성분(즉, 경화성 성분)의 양은 수성 조성물 내 이들 성분의 농도, 온도 및 처리 기간을 통해 제어하는 것이 가능하다. 실제로 흡수되는 성분의 양은 수성 조성물 내 성분 농도 및 함침된 물질의 중량 증가를 통해 간단한 방법으로 당분야의 당업자들이 결정 및 제어할 수 있다. 예를 들어 단판은, 수성 함침 조성물에 존재하는 프레스롤, 즉, 칼렌더를 이용하여 예비프레싱할 수 있다. 완화시 나무에 발생하는 진공으로 인해 수성 함침 조성물의 흡수가 가속화된다.
함침은 감압 및 가압을 함께 적용하여 수행하는 것이 이롭다. 이를 위해, 일반적으로 수분 함량이 1%∼100% 범위로 나타나는 리그노셀룰로스 물질을 우선, 예를 들어, 대체로 10∼500 mbar 범위, 구체적으로 40∼100 mbar 범위의 감압하에서, 수성 조성물에 액침시켜서 수성 조성물과 접촉시킨다. 기간은 일반적으로 1분 내지 5시간 범위이다. 이후 가압, 예를 들어, 2∼20　bar, 구체적으로 4∼15　bar, 특히 5∼12　bar에서의 기간이 이어진다. 이 기간은 일반적으로 1분 내지 12시간 범위이다. 일반적으로 온도는 15∼50℃ 범위이다. 이렇게 하면, 리그노셀룰로스 물질은 수성 조성물을 흡수하게 되는데, 목재가 흡수하는 비수성 성분(즉, 경화성 성분)의 양은 수성 조성물 내 성분의 농도, 압력, 온도 및 처리 기간을 통해 제어하는 것이 가능하다. 실제 흡수되는 양은 또한 여기서 리그노셀룰로스 물질의 중량 증가를 통해 산출할 수 있다.
또한, 함침은 분무 또는 롤링 또는 살포 등을 통해 표면에 액체를 도포하는 통상의 방법으로 수행할 수 있다. 이러한 관점에서, 수분 함량이 50% 이하, 구체적으로 30% 이하, 예를 들어, 12%∼30% 범위인 물질을 이용하는 것이 이롭다. 도포는 일반적으로 15∼50℃ 범위의 온도에서 수행한다. 분무는 예를 들어 노즐 배치 등을 이용하여, 평면 또는 미분된 몸체의 분무에 적절한 모든 장치에서 일반적인 방식으로 수행할 수 있다. 살포 또는 롤링을 위해서는, 목적하는 양의 수성 조성물을 롤 또는 브러쉬를 이용하여 평면 물질에 도포한다.
b) 단계의 리그노셀룰로스 물질의 처리 전에, a) 단계에서 얻은 함침된 리그노셀룰로스 물질에 부착된 액체를 기계적으로 제거하는 것이 가능하다.
a) 단계에서 얻은 함침된 리그노셀룰로스 물질의 b) 단계의 처리 과정은, 본 발명에 따라서, 과열 증기(또한 이후 건조 증기라고도 함)를 처리하는 것을 포함한다. 이러한 용어는 온도가 각 시간에 존재하는 압력에서 증기의 포화 온도보다 바람직하게 5 K 이상, 구체적으로 10 K 이상 높은 증기를 의미하는 것으로 이해한다.
과열 증기를 생성하기 위해 사용된 수성 액체는, 물 이외에도 또한 수혼화성 유기 액체를 포함할 수 있다. 유기 액체의 비율은 일반적으로 10 부피% 이상을 차지하지 않는다. 적절한 수혼화성 액체는 알콜, 예컨대 C1-C8-알카놀, 예를 들어 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등이다. 과열 증기을 생성하는데는 물을 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 과열 증기를 처리하기 위해 사용되는 장치는 다음의 유닛을 포함한다:
- 증기 생성기,
- 열 교환기,
- 처리 챔버,
- 적절하다면, 유기 물질의 적재량을 줄이기 위한 처리 챔버로부터 발생하는 증기의 후속 처리용 유닛.
과열 증기는 이러한 목적으로 공지인 열 교환기를 이용하여 증기 생성기에서 생성시킬 수 있다. 또한, 습윤 증기, 즉, 포화 증기를 처리 챔버로 도입시킬 수 있고, 처리 챔버에 설치된 열 교환기를 이용하여, 습윤 증기를 과열시킬 수 있는데, 즉 과열 증기로 전환시킬 수 있다. 미정제유 정제가 통합된 화학적 부위에서, 과열 증기는 다른 공정, 예컨대 FCC 공정, 메탄올 제조 등에서 이용할 수 있다.
증기의 제어된 제거가 가능하고 증기의 비제어 누출을 방지하는 것이 가능하며, 리그노세룰로스 물질을 과열 증기와 효과적으로 접촉 가능하게 하는 모든 용기가 대체로 처리 챔버로서 적절하다. 이러한 관점에서, 상기 용기는 일반적으로 증기 공급용 파이프 및 압력 제어 보충용 장치를 구비한 밀폐 용기이다. 이는 과열 증기를 이용하는 나무 건조용으로 당분야의 당업자에게 알려진 모든 용기를 포함한다. 미분 리그노셀룰로스 물질, 예컨대 섬유, 쉐이빙, 스트랜드, 칩, 페어링 등의 처리를 위해서, 처리 챔버는 리그노셀룰로스 물질의 완전한 기계적 혼합이 가능한 장치가 구비될 수 있다. 이는 예를 들어, 회전할 수 있는 관형 챔버를 포함한다. 평평한 대형 리그노셀룰로스 물질, 예컨대 단판 또는 원목으로 만든 부분을 위한 처리 챔버에는 챔버에서 물질의 저접점 배열 또는 무접점 배열을 가능하게 하는 내부 피팅이 제공될 수 있다. 상기 챔버는 또한 뒤틀림없이 대형 리그노셀룰로스 물품의 고정을 가능하게 하는 장치가 구비된다. 또한, 상기 챔버는 압력 또는 온도를 조절하는 장치 및 챔버 내 압력 또는 온도 및/또는 증기의 습구 온도 또는 리그노셀룰로스 물질의 수분 함량을 모니터링하는 장치가 구비될 수 있다.
처리에 사용되는 과열 증기는 일반적으로 온도가 100℃ 보다 높고, 대체로 105℃ 이상, 구체적으로 110℃ 이상이다. 상기 온도는 일반적으로 200℃를 넘지 않으며, 구체적으로 180℃, 특히 바람직하게는 150℃이다.
과열 증기로 처리하는 동안, 챔버 내 온도는 일반적으로 과열 증기의 온도에 대해 주어진 범위로 유지한다. 바람직하게, 처리 동안, 습구 온도는 대기압에서 액체의 끓는점에 상응하는 온도, 즉 대략 100℃를 유지하게 된다.
바람직한 구체예에서, 과열 증기는 처리 챔버 내에 발생부위(in situ)에서 생성된다. 이를 위해, 리그노셀룰로스 물질을 우선 챔버에 충진하고 이후, 가열 기간 동안, 상기 챔버는 비과열 증기(습윤 증기)로 채워진다. 이를 위해, 챔버가 가열되면, 상대 대기 습도를 대략 100%로 일정하게 유지시킨다. 대략 100℃의 온도에 도달한 후, 추가 열 에너지를 공급하고 증기를 추가 가열하여, 과열 증기를 생성한다. 이러한 조건하에서, 리그노셀룰로스 물질에 여전히 존재하는 물은 기체 상태로 전환되고, 경화/가교 반응 이외에도, 챔버와의 압력 차이로 인해 수분이 나무 내부에서 나무 표면으로 동시에 이동한다. 결과적으로 건조 과정은 일반적으로 통상의 건조에 비하여 짧아질 수 있다.
경화/가교 속도 및 건조 속도는 리그노셀룰로스 물질에 공급된 에너지를 통해 측정한다. 이 에너지 공급은, 특히 처리되는 리그노셀룰로스 물질의 온도와 과열 증기 온도 간의 편차로 측정한다. 리그노셀룰로스 물질이 아직 증발되지 않은 물을 여전히 포함하고 있는 한 이러한 편차는 항상 나타난다. 따라서, 건조 기간 동안, 최적 건조 속도는 과열 증기의 온도를 통해서 조정할 수 있다.
처리에 사용되는 과열 증기는 바람직하게 압력이 0.9∼5　bar의 범위이고, 구체적으로는 3 bar의 압력을 넘지 않으며 특히 바람직하게는 2 bar를 넘지 않는다.
b) 단계의 과열 증기 처리 기간(과열 증기로 반복 처리시, 총 기간)은 바람직하게 1분 내지 200시간, 특히 바람직하게는 5분 내지 48시간이다. 단판 및 미분 리그노셀룰로스 물질에 있어서, 보다 높은 온도 및 보다 짧은 시간을 어느 정도 사용할 수 있다.
바람직하게, 과열 증기 처리는 리그노셀룰로스 물질의 잔류 수분이 10% 이하, 구체적으로 8% 이하, 특히 7% 이하, 예를 들어, 2∼10%, 구체적으로 3∼8%, 특히 대략 4∼7%가 될 때까지 상당히 장시간 수행할 수 있다. 잔류 수분은 전도도 측정법을 통해 통상적으로 수행한다.
과열 증기를 사용하는 것은 통상의 방법에 비하여 다음과 같은 장점이 있다:
- 얻어진 리그노셀룰로스 물질이 정착도가 높은 특징을 갖는다.
- 과열 증기는, 리그노셀룰로스 물질의 가교/건조 시 높은 에너지 수율을 가능하게 하는데, 이러한 에너지 수율은 기타 방법 또는 본 발명에 따른 방법의 추가적인 에너지 소모 단계(예를 들어, 과열 증기의 실제 생성 전 열 교환기 내에서 새로운 물의 가열 또는 추가 건조 등)와 통합 에너지 시스템을 사용하여 추가로 증가시킬 수 있다.
- 밀폐된 건조 회로는 환경 손상을 줄이고 폐가스를 효과적으로 처리하는 것을 가능하게 한다.
a) 단계에서 얻은 함침된 리그노셀룰로스 물질의 b) 단계 처리는 과열 증기로 처리한 후 저습도의 주변 가스 용적에서 한번 이상의 처리(= 건조 처리)를 추가로 포함한다.
건초 처리의 온도는 대체로 120℃보다 높고, 바람직하게는 130℃보다 높으며, 예를 들어, >　120℃∼200℃의 범위, 구체적으로 130℃∼160℃의 범위이다. 온도 구배의 사용, 예를 들어, 120℃∼200℃, 구체적으로 130∼160℃로 넓힐 수 있는 온도 프로파일을 부여하는 것도 적절하다. 이러한 건조 처리는 건조 및/또는 경화를 지원하는 역할을 한다. 놀랍게도, 과열 증기 처리 및 건조 처리를 본 발명에 따라 조합하여, 높은 질소 충진량에서도 본 발명에 따라 포름알데히드 방산량이 낮은 리그노셀룰로스 물질을 얻을 수 있음을 발견하였다.
건조 처리는 바람직하게, 15% 이하, 특히 바람직하게는 5% 이하의 상대 습도를 나타내는 가스 매질과 리그노셀룰로스 물질을 접촉시켜서 수행한다. 리그노셀룰로스 물질은 공기, 불활성 가스, 예컨대 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 등 및 이의 혼합물로부터 선택된 가스 매질과 접촉시키는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 공기를 사용하는 것이다.
건조 처리 기간은 일반적으로, 건조 처리 종료 후 리그노셀룰로스 물질의 잔류 수분이 8% 이하, 예를 들어, 1∼8%, 구체적으로 6% 이하, 예를 들어 1∼6%, 특히 5% 이하, 예를 들어, 1∼5%가 되도록 선택한다. 통상 1분 내지 최대 24시간, 특히 바람직하게는 5분 내지 최대 12시간 범위이다.
건조 처리는 과열 증기 처리에 후속하여 본 발명에 따라 수행한다. 제1 구체예에 따라서, 이를 위해, 과열 증기 처리는 우선 목적하는 잔류 수분 함량을 얻을 때까지 상기 기술한 방식으로 수행하고, 이어서 상기 기술한 바와 같은 건조 단계를 수행한다. 추가 구체예에서, 건조 처리는 과열 증기 처리와 함께 간헐적으로 수행한다. 이를 위해, 리그노셀룰로스 물질을 교대(펄스식)로, 상기 기술한 바와 같이 과열 처리 및 낮은 상대 습도의 가스 매질로 처리할 수 있다. 그와는 다른 과열 증기 및 가스 매질 간의 교대법을, 예를 들어 통상의 신선한 공기-배출 공기 시스템을 이용하여 수행할 수 있다.
또한, b) 단계에서, 과열 증기 처리 전에 예비 건조를 수행할 수 있다. 용어 "예비 건조"는 리그노셀룰로스 물질을 섬유 포화점 아래로 건조시킨다는 의미인데, 섬유 포화점은 물질의 유형에 따라서 어느 정도 다양할 수 있으며 통상적으로 대략 30 중량%이다. 이렇게 하여, 함침된 리그노셀룰로스 물질은, a) 단계에서 사용된 수성 조성물의 휘발성 성분, 구체적으로 경화/가교 반응에서 반응하지 않은 과량의 유기 용매 및/또는 물이 적어도 부분적으로 제거된다. 또한, 예비 건조는 균열 위험성을 방지한다. 예비 건조는 생략할 수 있는데, 구체적으로 소형 물질 및 물품, 예를 들어, 단판에서는 생략할 수 있다. 그러나, 비교적 크기가 큰 리그노셀룰로스 물체에서는 이로울 수 있다. 개별 예비 건조를 수행하면, 이는 20∼80℃ 범위의 온도에서 수행하는 것이 이롭다. 선택된 온도에 따라서, 조성물에 존재하는 경화성 성분의 부분 또는 완전 경화/가교 반응이 과열 증기 처리 전 처리에서 이미 발생할 수 있다. 과열 증기 처리 전에 경화/가교 반응이 일어나지 않거나 단지 부분적으로만 일어나는 것이 바람직하다. 예비 처리는 예비 처리 전 리그노셀룰로스 물질의 수분 함량이 건조 중량을 기준으로 30% 이하, 구체적으로 20% 이하이도록 수행하는 것이 바람직하다. 수분 함량은 예비 건조 시 선택된 압력, 온도 및 기간에 의해서 간단하게 제어할 수 있고 전도도 측정법을 통해 통상적으로 측정할 수 있다.
리그노셀룰로스 물질의 예비 건조는 통상의 신선한 공기-배출 공기 시스템, 예컨대 회전 건조기에서 수행할 수 있다.
리그노셀룰로스 물질의 예비 건조 및/또는 건조 처리는 과열 증기 처리에서 사용하는 것과 동일한 장치에서 수행하는 것이 바람직하다.
a) 단계의 함침 이후, 및 b) 단계 동안이나 그 후에 리그노셀룰로스 물질을 후속 가공 처리할 수 있다. 미분 물질인 경우, 예를 들어,성형물, 예컨대 OSB(oriented structural board) 보드, 입자 보드, 웨이퍼 보드, OSL(oriented strand lumber) 보드 및 OSL 성형물, PSL(parallel strand lumber) 보드 및 PSL 성형물, 건축 스트랜드 재목, SCL(structural composite lumber) 성형물 및 SCL 보드로 제조된 보드 및 성형물, LSL(laminated strand lumber) 성형물 및 LSL 보드, 절연 보드 및 중밀도(MDF) 및 고밀도(HDF) 섬유 보드 등을 제공하도록 후속 가공 처리를 수행하는 것이 가능하고, 단판의 경우, 단판 재목, 예컨대 단판 OSB, SCL, OSL 및 PSL 보드를 포함하는 단판 섬유 보드, 단판 블록보드, 단판 입자 보드, 합판, 접착 나무, 단판 적층 나무(예를 들어, Kerto 적층 나무), 멀티플렉스 보드 및 적층 단판 재목(LVL), 및 비평면 3차원 성형 성분, 예컨대 적층 나무 성형물, 합판 성형물 및 하나 이상의 단판층이 적층된 기타 성형물이 되도록 후속 가공 처리할 수 있다. 후속 가공 처리는 a) 단계의 함침 직후 또는 b) 단계 동안 또는 이후에 수행할 수 있다. 단판 및 나무를 주성분으로 하는 물질에 있어서, 후속 가공 처리는 경화 및 접착 결합 또는 성형 이외에도, 또한 접착 결합 단계를 포함한다. 이에 대해서는 구체적으로, PCT/EP2006/001980(이전 독일 특허 출원 102005010041.4)(단판 재목) 및 PCT/EP2006/001979(이전 독일 특허 출원 102005010042.2)(나무를 주성분으로 하는 물질)의 내용을 참조할 수 있다. 함침된 단판의 경우, 후속 가공 처리는 경화 단계 전 또는 경화 단계와 함께 수행할 수 있다. 미분 물질로 제조한 나무를 주성분으로 하는 물질은 성형 단계 및 경화 단계를 대체로 동시에 수행한다.
본 발명에 따른 방법에 따라서 얻은 변성 리그노셀룰로스 물질, 구체적으로 이러한 방식으로 변성된 목재의 사용은 기계적 강도의 개선 및 내후성의 개선, 구체적으로 목재로 제조된 부분에서 균열 형성이 감소되고, 나무 손상 유기체, 예컨대 나무 파괴 진균류의 감염에 대한 이들 영역의 민감성이 감소된 물품의 제조를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 방법에 따라 얻을 수 있는, 본 발명에 따른 리그노셀룰로스 물질 및 이로부터 제조된 물품은 PCT/EP2006/004020(이전 독일 특허 출원 DE　102005020387.6)에 개시된 바와 같이 통상의 코팅, 예를 들어 광택제, 광활제 또는 염료를 가질 수 있고, 상기 특허 출원의 내용을 본 발명에서 참조한다.
변성 목재는 서로 연결된 수개의 부분으로 제조된 물품의 제조에 특히 적절한데, 여기서 하나 이상의 부분을 변성 목재로 제조하는데, 변성 나무의 팽윤/수축 비율이 줄었기 때문에, 다양한 부분 간의 연결부가 보다 안정하게 되고, 날씨 영향 하에서 기계적 스트레스가 줄어 들며, 이들 기능을 보다 양호하게 유지할 수 있다. 이는 구체적으로 변성 목재로 제조된 부분이 상호간에 또는 다른 물질로 제조된 부분과 적어도 부분적으로 마찰식으로 고정된 경우에 효과적이다. 본 발명에 따른 목재의 팽윤/수축에 대한 경향 감소로 인하여, 본 발명에 따른 처리를 통해 팽윤/수축성을 평형화시킬 수 있으므로, 내후성 목제 물품의 제조가 최초로 가능하게 되었는데, 여기서 팽창/수축성이 상이한 몇몇 유형의 나무는 통합 연결부, 예를 들어, 마찰 성분을 갖는 비마찰식 연결부를 포함하는 마찰식 연결부 또는 접착 결합을 통하여 상호 연결시키고, 예를 들어, 못이나 나사 연결부를 통해서, 맞춤못을 통해서, 도브테일 연결부를 포함하는 인덴티드 연결부를 통해서, 장부 연결부를 통해서, 홈 연결부 및 혀쪽매 연결부를 통해서, 또는 다른 기타 기계적 연결부를 통해서 상호 연결시킨다.
변성 목재는 구체적으로 원목, 즉 크기가 센티미터 또는 미터 범위인 대형 물질로서, 예를 들어, 널판, 통나무, 둥근 재목, 빔 등이다.
이미 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 변성 목재는 구체적으로, 서로 연결된 수 개의 부분을 포함하고, 여기서 하나 이상의 부분은 변성 목재로 제조한다. 구체적으로, 이들은 물품의 둘 이상의 부분이 마찰식으로 고정되었고, 마찰식으로 고정된 부분 중 하나 이상의 부분은 변성 목재로 제조된 물품의 제조에 적합하다.
수분 영향에 대해 무감수성이므로, 본 발명은 또한 구체적으로, 습하거나 날씨의 영향을 받는 조건에 있게 되는 물품 제조를 위한 변성 목재의 용도에 관한 것이다. 수분의 영향으로, 예를 들어, 물품이 수분의 영향을 받기 쉬운 위치, 예컨대 욕실, 실내 수영장, 사우나, 세탁실, 선실 등에 존재하는 경우, 또는 대기 습도가 높은 실외에 존재하는 경우, 높은 대기 습도와 접촉할 수 있다. 수분과의 접촉은 또한 액체수 또는 고인 수분, 예컨대 비의 작용에 의해 일어나거나, 강이나 바닷물과의 접촉에 의하거나, 수공학적 건축물 또는 배와 접촉에 의한 것일 수 있다.
상기 물품은 목재로 제조된 물품을 제조하는 것과 유사하게 공지된 방식으로 제조할 수 있다. 제조에는 통상의 나무 가공 작업, 예컨대 톱질, 절단, 대패질, 밀링, 연마, 드릴링, 나사 고정, 못질, 접착 결합, 적층 등을 포함한다. 일반적으로 물품 제조의 출발 물질은 이미 변성시킨 목재이다. 그러나, 우선 비변성 목재로 물품을 제조하고 난후 나무 성분에 상기 기술한 바와 같이 변성을 가하는 것도 가능하다.
본 발명의 제1 구체예에서, 변성 목재는 바닥재의 제조에 사용할 수 있다. 대체로 단판 재목을 이용하는데, 날씨에 노출되는 장식 표면을 본 발명에 따라 변성된 단판 적층된 나무층으로 제조한다. 이러한 예로는 스트립 모듬목, 원목 모듬목, 모자이크 모듬목, 산업용 모듬목, 조립식(ready-to-lay) 모듬목, 예를 들어, 2층 또는 3층 조립식 모듬목을 포함하는 모듬목 바닥, 단판 바닥 및 스포츠 바닥, 예를 들어, 부분 탄성 스포츠 바닥 및 일부분 탄성 스포츠 바닥 및 또한 댄스용 모듬목 바닥 등이다. 본 발명에 따른 변성 목재는 또한 널판 모듬목, 테라스 마루재 등의 제조에 적합하다. 본 발명에 따른 목재는 또한, 적층물 제조에 적합한데, 이러한 점에 있어서 본 발명에 따른 변성 목재는 일반적으로 적층물의 치밀한 나무층을 형성한다.
본 발명의 추가적인 바람직한 구체예는 목제 물품, 구체적으로, 바닥재에 관한 것으로서, 이는 서로 연결된 두 조각 이상의 나무 조각, 구체적으로 접착 결합된 나무 조각으로 이루어지고, 이 조각들은 상이하거나 동일할 수 있다. 본 발명의 특정 구체예는 실외용 및 수분 노출용으로 사용되는 바닥재에 관한 것이다. 실외용 및 수분 노출용으로 사용되는 통상의 바닥재는 대체로 바닥보드를 포함하는 보드 및 대체로 표면 구조화를 제공하는 경목재로 제조된 널판 등이다. 이러한 바닥은 경목재가 고가이기 때문에 대체로 매우 비싸다. 내후성 또는 내습성이 항상 만족스럽지는 않다. 본 발명에 따른 목재는 저렴한 나무, 예컨대 소나무, 가문비나무, 너도밤나무, 포퓰라 등으로도 내구성이 높은 바닥을 제조하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 목재는 본 발명에 따른 제1 목재로 제조한 이면 및 구체적으로 접착 결합을 통해서 지지체와 연결시킨 제2 목재로 제조된 표층 또는 피복 표면을 갖는 바닥재로 제조할 수 있다. 이면재는 바람직하게 저렴한 유형의 나무, 구체적으로 저렴한 원목, 예를 들어 본 발명에 따라 처리한 소나무로 제조된 본 발명에 따른 목재이다. 바람직하게, 피복 표면의 목재는 유사하게, 본 발명에 따른 목재, 바람직하게, 장식 외관이 있는 본 발명에 따른 목재, 예를 들어, 본 발명에 따라 처리한 너도밤나무이다. 그러나, 피복 표면은 또한 미처리 경목재 또는 본 발명에 따라 처리한 경목재, 예를 들어, 내구성 카테고리가 1 또는 1인 경목재, 예컨대 안겔림, 방키라이, 엑키, 비린가, 쿠마루, 미송, 유칼립투스, 파바, 가라파, 아이페, 아이로코, 아이타우바, 자토바, 카리, 림발리, 마싸란두바, 무쿨룬구, 오칸, 피퀴아, 로비니아, 탈리, 타타주바, 토라도 또는 티크 등이다. 피복 표면은 대체로 강도(두께)가 1　mm 이상, 예를 들어, 1∼10　mm, 구체적으로 2∼8　mm이다. 피복 표면은 프로파일링, 예를 들어, 그루브된 프로파일을 나타낼 수 있다. 이면의 강도는 본래 목적하는 용도 및 이에 필요한 강도에 따라 좌우된다. 대체로 5∼100　mm, 구체적으로 10∼50　mm의 범위이다. 바닥재는 보드, 판넬보드, 바닥보드, 널판 또는 그레이팅의 형태를 가질 수 있다. 바닥재는 바닥의 개별 요소를 연결하는 수단, 예를 들어 홈 및 혀쪽매 연결부, 클릭 연결부 등을 가질 수 있다. 이러한 바닥재는 공지된 나무층의 접착 결합 방법과 유사하게, 예를 들어, 이면 및 그 위에 배치된 피복 표면을 갖는 실내용 바닥재의 제조 또는 적층 나무의 제조 방법과 유사하게 피복 표면에 이면을 접착 결합시켜서 제조한다. 구체적으로, 이러한 제조 방법은 PCT/EP2006/001980에 기술된 방법과 유사하게 수행할 수 있는데, 본 발명에 따라 처리한 목재를 상기 문헌에서 기술한 방법과 다른 방식으로 서로 접착 결합시킨다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 문 및 문틀, 예를 들어 실내 문 및 주택의 문을 제작하는데 사용한다. 변성 목재는 문 자재판 자체로 그리고 문 자재판의 일부분으로도 사용할 수 있는데, 예를 들어, 문 자재판의 내부 축조용의 원목 보드 또는 나무를 주성분으로 하는 물질의 보드 형태 또는 문 자재판 상의 장식층용 단판 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 추가 구체예에 있어서, 변성 목재는 창, 예를 들어 창틀 및/또는 창측면을 제조하는데 사용한다. 창틀 및 창측면은 동일한 나무로도 다른 유형의 나무로도 제조할 수 있다. 유사하게 나무 이외의 재료로 틀을 제조하고 본 발명에 따라 변성된 목재로 창의 측면만 제조하는 것도 가능하다. 본 발명에 따라 변성된 목재는 또한 창턱의 제작에 사용할 수도 있다.
본 발명의 추가 구체예에 있어서, 변성 목재는 가구, 구체적으로는 대체로 나무 또는 목재로 제조되는 가구 또는 이러한 가구의 일부를 제조하는 데 사용한다. 이들은 장 또는 장의 일부, 예컨대 몸체, 문 또는 바닥, 선반, 침대틀, 슬레이트틀, 소파틀, 의자, 탁자 또는 이들 가구 품목의 일부, 예컨대 탁자 기반부, 탁자 상부, 작업대, 구체적으로 주방 조리대, 욕실 가구 등을 포함한다. 본 발명에 따른 변성 목재는 구체적으로 수분 또는 날씨에 상당한 정도로 영향을 받는 가구, 예를 들어, 주방 가구 또는 욕실 가구의 제조 또는 정원 가구, 공원 벤치, 경기장 의자 등의 제작에 적합하다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 수공학용 물체, 예를 들어 둑 보강재, 수공학적 구조물, 예컨대 수문, 구체적으로 갑문, 양수차, 플랫폼, 부교, 부잔교 및 기타 물 속 및 물위의 축조물을 제작하는데 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 빌딩 또는 빌딩의 일부를 축조하는데 사용한다. 이는 이미 언급한 창의 축조 이외에도, 구체적으로 목제 주택 축조, 뼈대 축조, 지붕 축조, 초소 빌딩 축조 및 빔 축조, 다리, 전망대 또는 간이 차고 축조, 빌딩 일부, 예컨대 문밖 테라스, 발코니, 발코니 난간, 지붕창 등의 축조에 건축용 재목 형태로 변성 목재를 사용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 금속 층계 축조물의 목제 계단 등의 계단을 포함하여, 층계 축조를 위해 변성 목재를 사용하는 것 이외에도, 또한 목재로 완전하게 제작된 층계 및 난간을 포함한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 파사드의 축조에 사용한다. 이와 관련하여, 변성 목재는 파사드 부구조물의 성분 및 파사드의 시각화 부분일 수 있는데, 예를 들어, 변성 목재로 제조한 파사드 패널, 변성 나무로 제조한 파사드 보드, 변성 나무로 제작한 지붕널 등의 형태일 수 있다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 벽 성분 및 천장 성분, 예를 들어, 판넬, 홈 및 혀쪽매 보드, 패널 나무 천장 및 천장 현수물, 이동식 벽 또는 초소 벽 성분 및 빔 축조, 천정 라이닝 및 벽 라이닝 등의 제작에 사용한다. 보드 형태인 미분 재료를 주성분으로 하는 목재가 이를 위해 특히 적합한데, 예를 들어, OSB 보드, 입자 보드, OSL 보드, PSL 보드, 절연 보드 및 중밀도(MDF) 및 고밀도(HDF) 섬유 보드 등 및 단판 재목, 예컨대 단판 OSL 및 PSL을 포함하는, 단판 섬유 보드, 단판 블록보드, 단판 입자 보드, 플라이우드, 접착 나무, 적층 나무 또는 단판 적층 나무(예를 들어, Kerto 적층 나무)가 적합하다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 정원 축조, 예를 들어, 울타리, 말뚝, 시야 칸막이 성분, 여름 별장, 페르골라, 새장 등의 제작에 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재를 실외 놀이 장비 품목, 예를 들어, 등산 프레임, 스윙, 구체적으로 스위 지지틀 및 스윙 시트, 등산용 기구가 구비된 놀이 구역, 로프웨이 지지틀 용 스윙 및/또는 슬라이딩 등의 제작에 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 가정용품, 예를 들어, 나이프 블록, 빵박스, 목재 볼, 욕실 장비, 예컨대 욕조, 브러쉬 등, 또한 도마, 주방 용기, 예컨대 조리 스푼, 뒤집개, 밀대, 샐러드 집개, 국수 포크 등의 제작에 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 보트의 축조, 선체의 축조, 예를 들어, 선체 외관, 날개 소골 및 용골, 엔진 받침, 정삭, 예컨대 돛대, 활대, 및 상부 구조물, 갑판 외판 및 기타 외부 고정물, 예컨대 격자, 밧줄걸이, 배의 외륜, 제어판 등, 선체의 인테리어 부속품, 예를 들어, 식기장 부속품, 침대 부속품, 선실 벽 및 문, 엔진 커버, 갑판 승강구 계단, 사다리 등의 축조에 사용된다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 사우나, 예를 들어, 벽, 문, 벤치, 오븐 클래딩 등의 축조에 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 운송 수단의 축조에서, 예를 들어, 객실의 내부 마감재 또는 수화물 트렁크, 및 엔진실 라이닝, 또한 절연재, 예를 들어, 엔진실 및 수화물 트렁크, 및 또한 계기 패널, 목재 장식 등의 축조에서 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 장난감, 예컨대 빌딩 브릭, 회전 볼, 장난감 주택 및 장난감 배치물, 예컨대 인형집, 인형 주방 등, 장난감 차, 비행기 및 배의 제조, 모형, 예컨대 모형 차, 항공기 및 배의 축조, 놀이 장비 품목, 예컨대 배트, 라켓 골격 등의 제조에 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 악기의 제작, 구체적으로 현악기, 예컨대 기타, 류트, 하프, 바이올린, 비올라, 첼로, 더블 베이스 또는 이들의 부품, 예컨대 줄받침, 공명 상자, 스크롤 및 줄감개의 제작, 또한 목관 악기, 예컨대 클라리넷, 오보에, 바순, 리코더 등의 제작, 또는 오르간, 구체적으로 목제 파이프의 제작, 및 피아노 및 그랜드 피아노의 제작에 사용한다.
본 발명의 추가 구체예에서, 변성 목재는 스포츠 장비의 제작, 예컨대 통상 나무 또는 목재로 제조하는 스포츠 장비를 비롯하여, 강도 및 경도의 결여로 인하여 나무가 지금까지 사용되지 않은 스포츠 장비의 제작에 사용한다. 예를 들어, 배트, 예컨대 하키 및 아이스 하키 스틱, 투척 장비, 예컨대 투창 및 원반, 스포츠 보트, 예컨대 스컬링 보트, 카약, 단독 스컬, 캐나다 카누 또는 소형 보트용 노 및 스컬 등을 예로 들 수 있다.
본 발명의 추가 구체예에 있어서, 변성 목재는 주택 부분을 포함하는 주택의 건축, 기계, 전자 제품 등의 제작에 사용한다.
본 발명에 따른 변성 목재의 강도가 증가함에 따라, 다양한 경우에 있어서, 재료 지출이 줄어서 비용을 절약하는 것이 가능하다. 또한, 상기 물품은 날씨 영향 및 수분 영향에 덜 민감하다. 팽윤성 및 수축성이 낮음으로 인해 치수 안정성이 높고 그에 따라서 얻을 수 있는 제품 내구력으로 인해, 상기 변성 목재는 또한 지금까지 나무를 사용할 수 없었던 물품의 제조에 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 예를 들어 설명하기 위한 실시예를 제공한다. 언급한 정착도는 달리 언급하지 않으면, 상기 언급한 방법 A에 따라서 측정하였다.
비교예 1:
1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(DMDHEU)의 시판되는 수성 조성물을 물로 희석하여 농도를 30 중량%가 되도록하고 15　g/kg의 MgCl2·H2O와 혼합하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
완전하게 건조시키고 치수가 2.5　cm×2.5　cm×2.5　cm인 입방체의 소나무 백목질을 함침 플랜트에 도입하였다. 함침 플랜트를 30분간 40 mbar로 절대 진공 진공화하였다. 이어서, 50 mbar의 절대 진공을 유지시키면서 함침 플랜트로 함침제를 흘려주었다. 이후, 10 bar의 압력을 2시간 동안 가하였다. 가압 기간을 종료하고 잔류 액체를 제거하였다.
다음으로 상기 소나무 입방체를 온도 및 대기 습도를 제어할 수 있는 건조 챔버에 보관하였다. 상기 챔버를 95℃에 이르게 하고 상대 대기 습도는 ca.　100%로 하였다. 이러한 습윤 조건을 48시간 동안 유지하였다.
이후, 상기 소나무 입방체를 40℃에서 72시간 동안 건조하였다. 이렇게 얻은 소나무 입방체는 소나무 100 g 당 질소 함량 N이 4.00　g(4.00 g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 62.2 mg(62.2　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 15.5×10-3에 해당하였다. 정착도는 24%였다.
비교예 2(과열 증기 처리):
나무 수분 함량이 약 12%가 되도록 건조시키고, 치수가 250　cm×10　cm×3.5　cm인 소나무 널판을 함침 플랜트에 도입하였다. 상기 함침 플랜트는 30분간 40　mbar로 절대 진공화시켰다. 이어서, 50 mbar의 절대 진공을 유지시키면서 비교예 1의 함침제를 함침 플랜트에 흘려주었다. 이후, 12 bar의 압력을 2시간 동안 가하였다. 가압 기간을 종료하고 잔류 액체를 제거하였다.
소나무 널판을, 뒤틀림이 불가능한 방식으로 온도 및 대기 습도를 빨리 설정할 수 있고, 제어할 수 있는 건조 챔버에 보관하였다. 상기 챔버의 상대 대기 습도를 100%로 유지하면서 100℃로 올렸다. 이어서, 챔버를 밀폐하고 습구의 온도를 100℃로 유지하면서 건구 온도를 120℃로 가열하였다. 이러한 조건은 나무의 전체 단면적에 걸쳐서 균일하게 수분 함량이 대략 8%가 될 때까지 유지시켰다. 이후, 과 열 증기를 회수하고 신선한 공기로 교체하고, 챔버 온도를 80℃로 낮추었다. 챔버 온도를 이어서 50℃로 낮추고 물을 분무하여 상대 대기 습도를 50%로 조정하였다. 이러한 조건은 나무를 조건화하기 위하여 6시간 내지 10시간 동안 유지시켰다.
이렇게 얻은 소나무 널판은 질소 함랑 N이 소나무 100 g 당 3.17 g(3.17　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 26.4 mg(26.4　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 8.33×10-3에 해당하였다. 정착도는 73%였다.
실시예 1(과열 증기 처리 + 건조 가열, 소나무):
나무 수분 함량이 약 12%가 되도록 건조시키고, 치수가 250　cm×10　cm×3.5　cm인 소나무 널판을 비교예 1의 함침제를 사용하여 비교예 2와 유사하게 함침시켰다.
뒤틀림이 불가능한 방식으로 온도 및 대기 습도를 빨리 설정할 수 있고, 제어할 수 있는 건조 챔버에 상기 소나무 널판을 보관하였다. 상기 챔버의 상대 대기 습도를 100%로 유지하면서 100℃가 되도록 하였다. 이어서, 챔버를 밀폐하고 습구 온도를 100℃로 유지시키면서 건구 온도를 120℃로 가열하였다. 나무의 전체 단면에 걸쳐서 균일하게 수분 함량이 대략 8%에 이를 때까지 상기 조건을 유지시켰다. 이어서 증기의 습구 온도를 100℃로 유지시키면서 가열 속도 5 K/h로 하여 130℃의 건조 온도로 가열하였다. 이러한 조건은 전체 단면에 걸쳐서 균일하게 나무 수분 함량이 대략 6%에 이를 때까지 유지시켰다. 이어서, 온도를 130℃로 유지시키면서 과열 증기를 회수하고 신선한 공기로 대체하고, 상대 대기 습도를 10% 보다 낮게 낮추었다. 나무의 전체 단면에 걸쳐서 균일하게 나무 수분 함량이 대략 4%에 이를 때까지 상기 조건을 유지시켰다. 이후, 챔버 온도는 신선한 공기를 주입하여 80℃로 낮추었다. 이어서 챔버 온도를 50℃로 낮추고 상대 대기 습도는 물을 분무하여 50%로 조정하였다. 이러한 조건은 나무를 조건화하기 위해서 6시간 내지 10시간 동안 유지시켰다.
이렇게 얻은 소나무 널판은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 3.17 g(3.17　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA은 소나무 100 g 당 12.8 g(12.8　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 4.04×10-3에 해당하였다. 정착도는 84%(또는 DIN EN 84에 따라 96%)였다.
실시예 2(과열 증기 처리 + 건조 가열, 너도밤나무):
나무의 수분 함량이 약 12%가 되도록 건조시키고, 치수가 50　cm×10　cm×3.5　cm인 너도밤나무 널판을 비교예 1의 함침제를 사용하여 비교예 2와 유사하게 함침시키고, 이어서 실시예 1에 지시된 바에 따라서 연속적으로 과열 증기 처리하고 건조 조건 하에서 가열하였다.
이렇게 얻은 너도밤나무 널판은 질소 함량이 N이 너도밤나무 100 g 당 2.20 g(2.20　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따라 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 8.9 mg(8.9　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 4.05×10-3에 해당하였다. 정착도는 81%(또는 DIN EN 84에 따라서 95%)였다.
실시예 3(과열 증기 처리 + 건조 가열, 너도밤나무):
1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(DMDHEU)의 시판되는 수성 조성물을 물로 희석하여 농도를 50 중량%로 하고, 25　g/kg의 MgCl2·H2O와 혼합하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
나무의 수분 함량이 약 12%가 되도록 건조시키고, 치수가 50　cm×10　cm×3.5　cm인 너도밤나무 널판을 상기 함침제를 이용하여 비교예 2와 유사하게 함침시키고 이어서, 실시예 1의 지시에 따라서 연속적으로 과열 증기를 처리하고 건조 조건하에서 가열하였다.
이렇게 얻은 너도밤나무 널판은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 3.75 g(3.75　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 6.1 mg(6.1　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 1.63×10-3에 해당하였다. 정착도는 86%(또는 DIN EN 84에 따라 97%)였다.
실시예 4:
1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(DMDHEU)의 시판되는 수성 조성물을 우레아로 처리하고 물로 희석하여, DMDHEU 농도는 15 중량%가 되고 우레아의 농도는 7.5 중량%가 되었다. 상기 용액을 15　g/kg의 MgCl2·H2O와 혼합하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
나무 수분 함량이 약 12%가 되도록 건조시키고, 치수가 250　cm×10　cm×3.5　cm인 소나무 널판을 상기 함침제를 사용하여 비교예 2와 유사하게 함침시켰고, 실시예 1의 지시에 따라서 연속적으로 과열 증기를 처리하고 건조 조건하에서 가열하였다.
이렇게 얻은 소나무 널판은 질소 함량이 소나무 100 g 당 5.4 g(5.4　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA은 소나무 100 g 당 1.6 mg(1.6　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.25×10-3에 해당하였다. 정착도는 30%(또는 DIN EN 84에 따라서 40%)였다.
실시예　5:
1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(DMDHEU)의 시판되는 수성 조성물을 에틸렌 우레아로 처리하고 물로 희석하여 DMDHEU 농도는 15중량%가 되고 에틸렌 우레아의 농도는 7.5 중량%가 되었다. 상기 용액을 15　g/kg의 MgCl2·H2O와 혼합하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
나무 수분 함량이 약 12%가 되도록 건조시키고, 치수가 250　cm×10　cm×3.5　cm인 소나무 널판을 상기 함침제를 사용하여 비교예 2와 유사하게 함침시켰고, 실시예 1의 지시에 따라서 연속적으로 과열 증기를 처리하고 건조 조건하에서 가열하였다.
이렇게 얻은 소나무 널판은 질소 함량이 소나무 100 g 당 4.5 g(5.4　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA은 소나무 100 g 당 3.8 mg(3.8　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.25×10-3에 해당하였다. 정착도는 51%(또는 DIN EN 84에 따라서 75%)였다.
실시예 6:
1,3-디메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(40 중량%)의 시판되는 수성 조성물 4 kg을, 멜라민과 포름알데히드 및 메탄올(몰비 1:4:4)의 반응 산물의 시판되는 70 중량% 수용액 2 kg 및 200　g의 MgCl2·H2O와 혼합하고, 물 3.7　kg으로 희석하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
완전하게 건조시키고, 치수가 2.5　cm×2.5　cm×2.5　cm인 소나무 백목질 입방체를 함침 플랜트에 도입하였다. 함침 플랜트를 30분간 40 mbar로 절대 진공화시켰다. 이어서, 50 mbar의 절대 진공을 유지시키면서 함침 플랜트로 함침제를 흘려주었다. 이후, 10 bar의 압력을 2시간 동안 가하였다. 가압 기간을 종료하고 잔류 액체를 제거하였다.
나무 샘플을 온도 및 대기 습도를 제어할 수 있는 건조 챔버에서 보관하였다. 상기 챔버의 상대 대기 습도를 100%로 유지하면서 100℃가 되도록 하였다. 이어서, 챔버를 밀폐하고 습구 온도를 100℃로 유지시키면서 건구 온도를 120℃로 가열하였다. 나무의 전체 단면에 걸쳐서 균일하게 나무 수분 함량이 대략 8%에 이를 때까지 상기 조건을 유지시켰다. 증기의 습구 온도를 100℃로 유지시키면서 가열 속도 5 K/h로 하여 건구 온도를 130℃로 가열하였다. 이러한 조건은 전체 단면에 걸쳐서 균일하게 나무 수분 함량이 대략 6%에 이를 때까지 유지시켰다. 이어서, 온도를 130℃로 유지시키면서 과열 증기를 회수하고 신선한 공기로 대체하고, 상대 대기 습도를 10% 보다 낮게 낮추었다. 나무의 전체 단면에 걸쳐서 균일하게 나무 수분 함량이 대략 4%에 이를 때까지 상기 조건을 유지하였다. 이후, 챔버 온도는 신선한 공기를 주입하여 80℃로 낮추었다. 이후, 챔버 온도를 50℃로 낮추고 상대 대기 습도는 물을 분무하여 50%로 조정하였다. 이러한 조건은 나무를 조건화하기 위해서 6시간 내지 10시간 동안 유지시켰다.
이렇게 얻은 소나무 널판은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 8.30 g(8.30　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 이용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA은 소나무 100 g 당 2.2 mg(2.2　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 4.04×10-3에 해당하였다. 정착도는 73%였다.
실시예 7:
소나무 백목질 입방체를 사용하는 대신 너도밤나무 입방체를 사용하여 실시예 6과 유사하게 실험을 수행하였다. 이렇게 얻은 나무 샘플은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 7.33 g(7.33　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 2.1 mg(2.1　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.28×10-3에 해당하였다. 정착도는 70%였다.
실시예 8:
3　kg의 시판되는 1,3-디메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(40 중량%)의 수성 조성물을, 시판되는 멜라민과 포름알데히드 및 메탄올(몰비 1:4:4)의 반응 산물의 70% 수용액 2.7　kg, 및 200　g의 MgCl2·H2O와 혼합하고, 4　kg의 물로 희석하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
실험은 실시예 6과 유사하게 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 9.27 g(9.27　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 7.8 mg(7.8　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.85×10-3에 해당하였다. 정착도는 76%였다.
실시예 9:
소나무 백목질 입방체 대신 너도밤나무 입방체를 사용하여 실시예 8과 유사하게 실험을 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 7.87 g(7,87　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 다른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 4.6 mg(4.6　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.59×10-3에 해당하였다. 정착도는 77%였다.
실시예 10:
2.5　kg의 시판되는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(75 중량%)의 수성 조성물을, 시판되는 멜라민과 포름알데히드 및 메탄올(몰비 1:4:4)의 반응 산물의 70% 수용액 2　kg, 및 200　g의 MgCl2·H2O와 혼합하고, 5.2　kg의 물로 희석하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
실험은 실시예 6과 유사하게 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 8.93 g(8.93　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 14.1 mg(14.1　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 1.58×10-3에 해당하였다. 정착도는 82%였다.
실시예 11:
소나무 백목질 입방체 대신 너도밤나무 입방체를 사용하여 실시예 10과 유사하게 실험을 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 7.63 g(7.63　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 12.5 mg(12.5　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 1.66×10-3에 해당하였다. 정착도는 86%였다.
실시예 12:
2.1　kg의 시판되는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(75 중량%)의 수성 조성물을, 0.9 kg의 시판되는 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(75 중량%)의 수성 조성물 및 150 g의 MgCl2·H2O와 혼합하고, 7　kg의 물로 희석하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
실험은 실시예 6과 유사하게 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 3.84 g(3.84　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 4.4 mg(4.4　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 1.14×10-3에 해당하였다. 정착도는 92%였다.
실시예 13:
소나무 백목질 입방체 대신 너도밤나무 입방체를 사용하여 실시예 12와 유사하게 실험을 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 2.74 g(2.74　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 2.8 mg(2.8　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 1.02×10-3에 해당하였다. 정착도는 81%였다.
실시예 14:
0.9　kg의 시판되는 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(75 중량%)의 수성 조성물을, 2.1　kg의 시판되는 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(75 중량%)의 수성 조성물 및 150　g의 MgCl2·H2O와 혼합하고, 7　kg의 물로 희석하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로서 사용하였다.
실험은 실시예 6과 유사하게 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 4.26 g(4.26　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 3.0 mg(3.0　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.70×10-3에 해당하였다. 정착도는 95%였다.
실시예 15:
소나무 백목질 입방체 대신 너도밤나무 입방체를 사용하여 실시예 12와 유사하게 실험을 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 2.72 g(2.72　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 1.8 mg(1.8　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.65×10-3에 해당하였다. 정착도는 82%였다.
실시예 16
3.0　kg의 시판되는 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시-이미다졸리딘-2-온(75 중량%)을 150　g의 MgCl2·H2O과 혼합하고, 7　kg의 물로 희석하였다. 이렇게 얻은 용액을 하기 실험에서 함침제로 사용하였다.
실험은 실시예 6과 유사하게 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 소나무 100 g 당 4.40 g(4.40　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 소나무 100 g 당 1.2 mg(1.2　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.27×10-3에 해당하였다. 정착도는 88%였다.
실시예 17:
소나무 백목질 입방체 대신 너도밤나무 입방체를 사용하여 실시예 14와 유사하게 실험을 수행하였다. 이렇게 얻어진 나무 샘플은 질소 함량 N이 너도밤나무 100 g 당 3.07 g(3.07　g/100　g)이었다. EN 717, 파트 3에 따른 보틀법을 사용하여 측정한 포름알데히드 방산량 FA는 너도밤나무 100 g 당 1.1 mg(1.1　mg/100　g)이었다. FA/N 비율은 0.36×10-3에 해당하였다. 정착도는 86%였다.

Claims (25)

  1. 기술적으로 포름알데히드 축합물인 가교성 질소 화합물을 가교된 형태로 포함하고, 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 성분량(N)은 1 중량% 이상이며,
    질소 화합물의 성분량(N)에 대한 EN 717, 파트 3에 따른 보틀 법으로 측정한 포름알데히드 방산량(FA)의 비율(FA/N)은 5.0×10-3 이하의 값을 나타내는 리그노셀룰로스 물질.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비율(FA/N)은 3.5×10-3 이하의 값을 나타내는 리그노셀룰로스 물질.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 포름알데히드 방산량의 값은 리그노셀룰로스 물질 100 g 당 10 mg을 넘지 않는 것인 리그노셀룰로스 물질.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 질소 화합물의 정착도는 73% 보다 크게 나타나는 리그노셀룰로스 물질.
  5. 제4항에 있어서, 질소 화합물의 정착도는 85%보다 크게 나타나는 리그노셀룰 로스 물질.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질의 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 질소 화합물의 성분량은 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 1.5∼20 중량% 범위인 리그노셀룰로스 물질.
  7. 제6항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질의 중량을 기준으로 하여 질소로서 산출한 질소 화합물의 성분량은 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 2.3∼12 중량% 범위인 리그노셀룰로스 물질.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 사용된 리그노셀룰로스 물질의 중량을 기준으로 클로라이드 함량은 0.1 중량% 이하인 리그노셀룰로스 물질.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 정의된 리그노셀룰로스 물질의 제조 방법으로서,
    a) i) 하나 이상의 가교성 질소 화합물 및 ii) 가교반응을 촉매화하는 하나 이상의 물질을 포함하는 수성 조성물로 리그노셀룰로스 물질을 함침하는 단계, 및
    b) 물을 제거하고 가교성 질소 화합물을 가교화하기 위해 함침된 리그노셀룰로스 물질을 고온에서 처리하는 단계를 포함하고,
    b) 단계는 함침된 리그노셀룰로스 물질을 과열 증기로 1회 이상 처리하고, 110℃ 이상의 온도 및 20% 이하의 리그노셀룰로스 물질을 둘러싼 기체 매질의 상대 습도에서 1회 이상 후속 처리하는 것을 포함하는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 수성 조성물 중 가교성 질소 화합물의 농도는 조성물의 총 중량을 기준으로 10∼60 중량% 범위인 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 질소 화합물은
    α) 하나 이상의 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 N-결합된 기 및/또는 2개 질소 원자에 다리 걸친 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일 기를 나타내는 저분자량 화합물 V,
    β) 화합물 V의 예비축합물,
    γ) C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 및 올리고알킬렌글리콜로부터 선택된 하나 이상의 알콜과 화합물 V의 혼합물 또는 반응 산물, 및
    이의 상호 혼합물, 하나 이상의 자유 NH 기를 나타내는 하나 이상의 화합물 V'과의 혼합물 및 CH2OH 기의 형태로 존재하지 않는 하나 이상의 OH 기를 나타내는 하나 이상의 화합물 V''과의 혼합물
    로부터 선택하는 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 질소 화합물은
    - 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온(DMDHEU),
    - C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 변성된 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온
    - 1,3-비스(히드록시메틸)우레아,
    - 1,3-비스(메톡시메틸)우레아,
    - 1-히드록시메틸-3-메틸우레아,
    - 1-히드록시메틸-3-메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온
    - 1-히드록시메틸-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온
    - 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온,
    - 1,3-비스(히드록시메틸)-1,3-헥사히드로피리미딘-2-온,
    - 1,3-비스(메톡시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온,
    - 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아,
    - 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지,
    - C1-C6-알카놀, C2-C6-폴리올 또는 올리고알킬렌 글리콜로 변성된 저분자량 멜라민-포름알데히드 수지,
    - 상기 언급한 화합물의 상호 혼합물,
    - 하나 이상의 자유 NH 기를 나타내는 하나 이상의 화합물 V'과 상기 언급한 화합물의 혼합물, 및
    - CH2OH 기의 형태로 존재하지 않는 하나 이상의 OH 기를 나타내는 하나 이상의 화합물 V''과 상기 언급한 화합물의 혼합물
    로부터 선택하는 것인 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 질소 화합물은
    α) 둘 이상의 화학식 CH2OR [여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 N-결합된 기 및/또는 2개의 질소 원자에 다리 걸친 1,2-비스히드록시에탄-1,2-디일 기를 나타내는 저분자량 화합물 V,
    β) 화합물 V의 예비축합물, 및
    이의 혼합물 및 하나 이상의 자유 NH 기를 나타내는 하나 이상의 화합물 V'과의 혼합물로부터 선택하는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 질소 화합물은
    - 1,3-비스(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온,
    - 1,3-비스(히드록시메틸)우레아,
    - 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온,
    - 테트라(히드록시메틸)아세틸렌디우레아, 및
    이의 혼합물 및 하나 이상의 NH 기를 나타내는 화합물 V'과의 혼합물
    로부터 선택하는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 질소 화합물은 1,3-비스-(히드록시메틸)-4,5-디히드록시이미다졸리딘-2-온 또는 화합물 V'과 이의 혼합물인 방법.
  16. 제9항 또는 제10항에 있어서, 질소 화합물은
    a) 우레아 단위의 하나 또는 두 질소 원자(들)에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 보유한 하나 이상의 우레아 화합물, 및
    b) 평균적으로 멜라민의 아미노 기 중 둘 이상에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 하나 이상 보유한 하나 이상의 멜라민 화합물
    을 포함하는 혼합물로부터 선택하는 것인 방법.
  17. 제9항 또는 제10항에 있어서, 질소 화합물은
    a) 우레아 단위의 두 질소 원자 중 하나에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 보유하는 하나 이상의 우레아 화합물, 및
    b) 우레아 단위의 두 질소 원자에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 보유하는 하나 이상의 우레아 화합물
    을 포함하는 혼합물로부터 선택하는 것인 방법.
  18. 제9항 또는 제10항에 있어서, 질소 화합물은
    a) 평균적으로 멜라민의 아미노 기 중 둘 이상에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 하나 이상 보유하는 멜라민 화합물 및 우레아 단위의 하나 또는 두 질소 원자(들)에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 보유하는 우레아 화합물로부터 선택된 하나 이상의 가교성 질소 화합물, 및
    b) 우레아, N-메틸우레아, 에틸렌 우레아(이미다졸린-2-온), 프로필렌 우레아, 4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온 및 N-메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 V'
    을 포함하는 혼합물로부터 선택하는 것인 방법.
  19. 제9항 또는 제10항에 있어서, 질소 화합물은
    a) 평균적으로 멜라민의 아미노 기 중 둘 이상에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 하나 이상 보유하는 멜라민 화합물 및 우레아 단위의 하나 또는 두 질소 원자(들)에 화학식 CH2OR[여기서, R은 수소 또는 C1-C4-알킬임]의 기를 보유하는 우레아 화합물로부터 선택된 하나 이상의 가교성 질소 화합물, 및
    b) 4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온, N-메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린- 2-온 및 1,3-디메틸-4,5-비스히드록시이미다졸린-2-온으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 V''
    을 포함하는 혼합물로부터 선택하는 것인 방법.
  20. 제9항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 촉매는 금속 할라이드, 금속 설페이트, 금속 나이트레이트, 금속 포스페이트 및 금속 테트라플루오로보레이트의 군으로부터의 금속 염; 삼불화붕소; 암모늄 할라이드, 암모늄 설페이트, 암모늄 옥살레이트 및 디암모늄 포스페이트의 군으로부터의 암모늄 염; 유기 카르복실산, 유기 설폰산, 붕산, 인산, 황산 및 염산으로부터 선택하는 것인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 촉매는 임의의 클로라이드를 포함하지 않는 것인 방법.
  22. 제9항 내지 제21항 중 어느 하나의 항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질은 목재인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질은 고형 목제 물품인 방법.
  24. 제9항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질은 목재 단판 또는 미분 물질인 방법.
  25. 제9항 내지 제24항 중 어느 하나의 항에 따른 방법으로 얻을 수 있는 리그노셀룰로스 물질.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005061998A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Basf Ag Verfahren zur Herstellung modifizierter Furnierwerkstoffe
GB0906146D0 (en) * 2009-04-09 2009-05-20 Kebony Asa Apparatus and operating systems for manufacturing impregnated wood
GB0906989D0 (en) 2009-04-23 2009-06-03 Kebony Asa Decking
DE102010050788A1 (de) * 2010-11-10 2012-05-10 FR. LÜRSSEN WERFT GmbH & Co.KG Verfahren zur Behandlung von Holz und Holzwerkstoffen sowie damit erhältliches Holz und Holzwerkstoffe
EP3388212A1 (en) * 2017-04-12 2018-10-17 Nowocoat Industrial A/S Fire inhibiting liquid surface treatment composition
CN106977969A (zh) * 2017-04-17 2017-07-25 广东善健健康产业有限公司 抗菌防霉木纤维砧板及其制备方法
EP3917740B1 (en) * 2019-02-01 2023-07-26 Tricoya Technologies Ltd Boards from acetylated rubberwood
US20210187781A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Woodholdings Environmental, Inc. Method of improving the hydrophobic properties of cellulosic materials without leaving an acidic residue

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490486A (en) * 1982-09-13 1984-12-25 Lough Merlin E Formaldehyde immobilization method
US4654259A (en) * 1984-02-14 1987-03-31 Carbocol Inc. Method and composition for bonding solid lignocellulosic material
DE3510364A1 (de) 1985-03-22 1986-09-25 Dr. Wolman Gmbh, 7573 Sinzheim Verfahren zur beschleunigten fixierung chromathaltiger holzschutzsalze
DE3581737D1 (de) 1985-08-28 1991-03-14 A Cell Acetyl Cellulosics Verfahren zur verbesserung von dimensionsbestaendigkeit und vom biologischen widerstand von lignocellulosestoff.
US4678686A (en) * 1986-04-15 1987-07-07 Park David W Treatment of formaldehyde-containing wood panel products
US5268502A (en) * 1986-09-02 1993-12-07 West Point Pepperell Water-soluble active methylenes as formaldehyde scavengers
DK701988D0 (da) 1988-12-16 1988-12-16 Danish Wood Treating Co Ltd Th Fremgangsmaade til impraegnering af trae
US4937024A (en) * 1989-06-26 1990-06-26 Borden, Inc. Method for bonding lignocellulosic material with gaseous esters
WO2000024800A1 (en) * 1998-10-26 2000-05-04 Orica Australia Pty. Ltd. Resin and composite wood panels
BE1013599A7 (nl) 2000-07-19 2002-04-02 Stavelse Metaalbouw N V Inrichting voor het behandelen van hout door middel van stoom.
CN1350912A (zh) * 2000-11-01 2002-05-29 邓昌五 纳米材料改性木材的方法
DE10246401A1 (de) 2002-10-04 2004-08-05 Georg-August-Universität Göttingen Verfahren zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit, Dimensionsstabilität und Oberflächenhärte eines Holzkörpers
DE10246400A1 (de) 2002-10-04 2004-08-05 Georg-August-Universität Göttingen Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenhärte eines Holzkörpers mit einer wässrigen Lösung eines Imprägniermittels
DE20313424U1 (de) * 2003-08-29 2004-10-07 Kronospan Technical Company Ltd., Engomi Holzfaserplatte mit geringer Formaldehydemission
CN101132892A (zh) 2005-03-04 2008-02-27 巴斯福股份公司 由木素纤维素基细粒材料生产模制品
DE102005010041A1 (de) 2005-03-04 2006-09-07 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen
WO2006117159A1 (de) 2005-05-02 2006-11-09 Basf Aktiengesellschaft Wässrige, härtbare zusammensetzungen zum imprägnieren von lignocellulosematerialien
JP2008540158A (ja) 2005-05-02 2008-11-20 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア リグノセルロース材料を疎水化する方法
WO2006117158A1 (de) 2005-05-02 2006-11-09 Basf Aktiengesellschaft Verwendung wässriger wachsdispersionen zur imprägnierung von lignocellulose-materialien
AU2006243372B2 (en) 2005-05-02 2010-12-09 Basf Aktiengesellschaft Method for treating wood surfaces
KR20080005252A (ko) 2005-05-02 2008-01-10 바스프 악티엔게젤샤프트 리그노셀룰로오스 재료를 효능 물질로 함침하는 방법

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