KR20090023118A - 알데히드 포착제 및 그것을 이용한 건축 재료 - Google Patents

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KR20090023118A
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아사히 화이바 구라스 가부시키가이샤
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Abstract

장기간에 걸쳐 뛰어난 알데히드류의 포착 효과를 유지할 수 있는 수계의 알데히드 포착제 및 알데히드류 방출이 억제된 건축 재료를 제공한다.
폴리아미드아민과 중아황산염과 요소를 포함하는 수성 조성물로 이루어지는 알데히드 포착제를, 주성분이 알데히드 축합성 열경화 수지인 바인더를 부착시켜 성형·경화하여 얻어지는 건축 재료에, 상기 건축 재료의 표면적에 대하여 고형분량으로 0.05∼10g/m2 부착시킨다.
알데히드, 포착, 건축 재료, 폴리아미드아민, 중아황산염, 요소.

Description

알데히드 포착제 및 그것을 이용한 건축 재료{ALDEHYDE SCAVENGER AND BUILDING MATERIALS USING THE SAME}
본 발명은 장기간에 걸쳐 뛰어난 알데히드류의 포착 효과를 갖는 알데히드 포착제 및 알데히드류의 방출이 억제된 건축 재료에 관한 것이다.
최근 에너지 절약의 관점에서 주택 건축물의 고단열·고기밀화가 권장되어 왔다. 그 한편, 건축 재료에 사용하고 있는 유기 재료로부터 방출되는 휘발성 유기 화합물(VOC)에 의해 생활 환경이 손상되고 있다.
특히, 구조용 합판, 가구, 건재용 도료, 접착제, 무기 섬유 단열 흡음재 등의 건축 재료에 사용되는 알데히드 축합성 열경화 수지로는 "새집 증후군"의 원인 물질인 포름알데히드가 대량으로 방출되는 경우가 있었다.
따라서, 쾌적한 주택 환경을 유지하기 위하여, 특히 포름알데히드의 방출을 억제하는 것이 요구되고 있다. 예컨대, 건축 재료에 사용하는 유기 재료를 포름알데히드를 잘 방산하지 않는 유기 재료로 설계 변경하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 알데히드 축합성 열경화 수지와 동등한 성능이 잘 발현되지 않는 것이나, 재료 가격의 상승, 가공 설비의 변경 등의 문제가 있어, 알데히드 축합성 열경화 수지를 대신할 유기 재료를 발견하기는 어려웠다.
또한, 건축 재료로부터 방출되는 포름알데히드의 방산을 억제하는 시도도 이루어지고 있으며, 건축 재료로부터 방출되는 포름알데히드를 포착하기 위하여 사용하는 포름알데히드 포착제에 대하여 다양한 제안이 이루어지고 있다.
예컨대 하기 특허 문헌 1에는, 전체 아민가가 100mgKOH/g 이상으로서, 물에의 용해도가 25℃에서 50g/리터 미만인 폴리아미드아민과 25℃에서 액체인 수산기를 2개 이상 갖는 폴리올을 혼합하여 얻어지는 조성물로 이루어지는 포름알데히드 포착제가 개시되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2007-9003호 공보
폴리아미드아민은 알데히드류의 포착 효과가 높은데, 물에의 용해성이 낮고, 폴리아미드아민을 물에 분산 내지 용해하면 백탁화나 겔화하기가 쉽다. 따라서, 특허 문헌 1에서는 폴리아미드아민을 폴리올과 혼화하여 사용하고 있다.
그러나, 폴리올을 사용하면, 용액의 점도가 증가하여 점조성이 발생한다. 따라서, 알데히드 포착제가 건축 재료의 내부에까지 충분히 침투하지 않을 수가 있어 충분한 알데히드 포착 효과를 얻을 수 없을 수가 있었다. 또한 건축 재료의 표면에 끈적거림이 남기 쉬워 필름 등의 표피재와의 접착성이 손상되거나, 주위의 먼지가 부착되어 오염의 원인이 되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 장기간에 걸쳐 뛰어난 알데히드류의 포착 효과를 유지할 수 있는 수계의 알데히드 포착제 및 알데히드류가 잘 방출되지 않는 건축 재료를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성함에 있어서, 본 발명의 알데히드 포착제는, 폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명자는 다양한 검토를 한 결과, 폴리아미드아민은 중아황산염과 요소를 포함하는 수용액에 대하여 겔화나 백탁화가 발생하지 않고 용해 내지 분산되는 것을 발견하고 본 발명을 달성하기에 이르렀다.
따라서, 폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물로 이루어지는 본 발명의 알데히드 포착제는 겔화나 백탁화가 잘 발생하지 않고, 저장 안정성이 양호하다. 그리고, 수계이므로 건축 재료에 도포하였을 때 건축 재료의 내부에까지 함침하며, 적은 도포량으로 알데히드류의 방출이 억제된 건축 재료를 얻을 수 있다. 나아가서는, 건축 재료의 표면에 끈적거림이 잘 발생하지 않는다.
본 발명의 알데히드 포착제는 고형분의 질량으로 상기 폴리아미드아민을 2∼5질량%, 상기 중아황산염을 0.5∼5질량%, 상기 요소를 8∼20질량% 함유하는 수용성 조성물인 것이 바람직하다. 이 태양에 의하면, 알데히드류의 포착 효과가 높고, 저장 안정성이 뛰어난 알데히드 포착제로 할 수 있다.
본 발명의 알데히드 포착제의 상기 폴리아미드아민은 전체 아민가가 100mgKOH/g 이상으로서, 물에의 용해도가 25℃에서 50g/리터 미만인 것이 바람직하다. 상기 폴리아미드아민은 많은 아미노기, 이미노기 또는 아미드기를 가지고 있으므로 알데히드류의 포착 효과가 높다. 또한 물에의 용해도가 낮고 소수성이므로 가수 분해에 의해 일단 포착한 알데히드류를 재방출하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 장기간에 걸쳐 뛰어난 알데히드류의 포착 효과를 유지시킬 수 있다.
본 발명의 알데히드 포착제의 상기 폴리아미드아민은 분자중에 2개 이상의 아미노기를 갖는 알킬렌폴리아민과 탄소수가 6 이상인 지방족 디카르복실산과의 축합물인 것이 바람직하다. 이에 따르면, 폴리아미드아민이 점도적으로 양호하므로 건축 재료 등에 도포하기가 쉽다.
본 발명의 알데히드 포착제의 상기 중아황산염은 아황산 수소, 피로아황산 및 아2티온산의 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘에서 선택되는 적어도 1종의 금속염인 것이 바람직하다. 이 태양에 의하면, 알데히드 포착제의 저장 안정성이 향상된다.
본 발명의 알데히드 포착제의 상기 수용성 조성물은 고형분의 질량으로 아황산염을 0∼2질량% 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 알데히드 포착제는 상기 아황산염이 아황산 나트륨, 아황산 칼륨, 아황산 칼슘 및 아황산 마그네슘에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 태양에 의하면, 알데히드류의 포착 성능을 해치지 않고 알데히드 포착제의 pH를 중성 영역으로 조정할 수 있으므로 저장 안정성이 향상된다.
한편, 본 발명의 알데히드류의 방출 억제 처리를 한 건축 재료는 주성분이 알데히드 축합성 열경화 수지인 바인더를 부착시켜 성형·경화하여 얻어지는 건축 재료에 있어서, 상기 본 발명의 알데히드 포착제를 상기 건축 재료의 표면적에 대하여 고형분량으로 0.05∼10g/m2 부착시킨 것이다. 또한 상기 건축 재료는 무기 섬유 단열 흡음재 또는 합판인 것이 바람직하고, 무기 섬유 단열 흡음재로서, 상기 무기 섬유 단열 흡음재의 적어도 한 면에 표피재가 펴붙여진 것임이 보다 바람직하다. 이에 따르면, 건축 재료로부터의 알데히드류의 방출을 효과적으로 억제할 수 있고, 또한 그 효과를 장기간에 걸쳐 발휘할 수 있으므로 쾌적한 주거 환경을 제공할 수 있다. 그리고, 종래의 알데히드 포착제보다 저렴하므로 재료 비용을 낮게 억제할 수 있다.
본 발명의 알데히드 포착제는 폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물로 이루어지며, 소량의 적용으로도 알데히드 포착 효과가 높고, 장기간에 걸쳐 그 효과를 지속할 수 있다. 또한 겔화나 백탁화가 잘 발생하지 않고 저장 안정성이 양호하다. 그리고, 수계이므로 건축 재료에 도포하였을 때 건축 재료의 내부에까지 함침하여, 적은 도포량으로 알데히드류의 방출이 억제된 건축 재료를 얻을 수 있다. 나아가서는, 건축 재료의 표면에 끈적거림이 잘 발생하지 않는다.
또한, 이 알데히드 포착제를 부여한 합판이나 무기 섬유 단열 흡음재 등의 건축 재료는 표면의 끈적거림이 적다. 나아가서는, 알데히드 방산 속도가 건축 기준법의 사용 제한이 적용되지 않는 기준을 갖는 것이며, 주택의 벽, 천정 안쪽 등 단열재나, 뜨는 마루 단열재 등에도 지장 없이 사용할 수 있고, 쾌적한 주거 환경을 제공할 수 있다.
<알데히드 포착제>
본 발명의 알데히드 포착제는 폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물이다.
(폴리아미드아민)
본 발명의 알데히드 포착제의 폴리아미드아민은 아미노기 및/또는 이미노기 와 아미드기를 갖는 화합물이면 특별히 한정은 없다. 그 중에서도 분자중에 2개 이상의 아미노기를 갖는 알킬렌폴리아민과 탄소수가 6 이상인 지방족 디카르복실산과의 축합물(이하, 단순히 "축합물"이라고 함)이 바람직하다. 이 축합물은 저점도의 폴리아미드아민이므로 건축 재료 등에 도포하였을 때 유동성 및 젖음 퍼짐성이 높아 소량으로도 넓은 표면적을 피복할 수 있다.
상기 축합물에 사용하는 알킬렌폴리아민은 분자중에 2개 이상의 아미노기를 갖는 것이 바람직하고, 2∼6개의 아미노기를 갖는 것이 보다 바람직하다.
이러한 알킬렌폴리아민으로는, 예컨대 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 펜타에틸렌헥사아민, 디프로필렌트리아민, 메틸아미노프로필아민, 1,2-프로필렌디아민 ,1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,5-디아미노펜탄, 1,6-디아미노헥산, 1,7-디아미노헵탄, 1,8-디아미노옥탄, 1,9-디아미노노난, 1,10-디아미노데칸, 1,2,3-트리아미노프로판, 1,2,4-트리아미노부탄 등을 들 수 있다. 그 중에서도, NH2-(CH2-CH2-NH)n-CH2-CH2-NH2의 화학식으로 표시되는 알킬렌폴리아민이 단위 질량 당 염기성 질소의 수가 많아지고 알데히드류의 포착 효과가 높아지므로 보다 바람직하다.
또한, 상기 축합물에 사용하는 지방족 디카르복실산은 탄소수가 6 이상인 것이 바람직하고, 6∼60이 보다 바람직하다.
이러한 지방족 디카르복실산으로는 예컨대 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산 및 불포화 지방산으로부터 합성되는 다이머산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 소수성이 높은 다이머산이 보다 바람직하다. 또한, 다이머산은 탄소수 18의 불포화 지방산을 주원료로 하여 합성하는 것이므로, 소량의 트리머산(탄소수 54)이나 모노머산(탄소수 18)도 함유되어 있으므로 본 발명의 다이머산이란 이들을 포함한 것을 가리킨다.
또한 상기 축합물에는 상기 지방족 디카르복실산 이외에 트리멜리트산, 피로멜리트산 등의 방향족 카르복실산을 지방족 디카르복실산과 병용할 수도 있다. 방향족 카르복실산의 사용량은 지방족 디카르복실산 100질량부에 대하여 30질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 알데히드 포착제의 폴리아미드아민은 전 아민가가 100mgKOH/g 이상인 것이 바람직하고, 120∼250mgKOH/g이 보다 바람직하며, 150∼250mgKOH/g이 특히 바람직하다.
폴리아미드아민의 아민가가 100mgKOH/g 이상이면 알데히드류의 포착 효과가 높아 본 발명이 제안하는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 전체 아민가가 100mgKOH/g 미만이면 단위 중량 당 알데히드류의 포착 효과가 불충분하다. 따라서, 원하는 알데히드류 포착 효과를 얻기 위해서는 다량의 알데히드 포착제를 대상인 건축 재료 등에 도포할 필요가 있어 비경제적이다. 나아가서는, 알데히드 포착제에 의한 오염 등의 폐해가 발생하는 경우가 있다. 여기서, 전체 아민가란 단위 질량 당 분자중에 함유하는 아미노기, 이미노기 및 아미드기의 전체 염기성 질소를 중화하는 데 필요한 과염소산과 등량의 수산화 칼륨의 질량으로 정의한 것이다.
또한, 본 발명의 알데히드 포착제의 폴리아미드아민은 물에의 용해도가 25℃ 에서 50g/리터 미만인 것이 바람직하고, 20g/리터 미만인 것이 보다 바람직하며, 5g/리터 미만인 것이 특히 바람직하다. 물에의 용해도가 25℃에서 50g/리터 미만인 폴리아미드아민은 공기중의 수분을 잘 흡습하지 않으므로 포착한 알데히드류를 잘 재방출시키지 않아 장기간에 걸쳐 알데히드류를 계속 포착할 수 있다.
그리고, 폴리아미드아민은 알데히드 포착제 중에 고형분의 질량으로 0.1∼5질량% 함유하는 것이 바람직하고, 2∼5질량% 함유하는 것이 보다 바람직하다. 폴리아미드아민의 함유량이 0.1질량% 미만이면 알데히드류의 포착 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 또한, 5질량%를 초과하면 점조성이 증가하여 건축 재료의 내부에까지 충분히 잘 침투되지 않아 건축 재료의 표면에 끈적감이 발생할 수가 있다.
(요소)
본 발명의 알데히드 포착제에 있어서, 요소는 알데히드 포착제의 저장 안정성을 향상시키는 성분이다.
그리고, 요소는 알데히드 포착제 중에 고형분의 질량으로 5∼40질량% 함유하는 것이 바람직하고, 8∼20질량% 함유하는 것이 보다 바람직하다. 요소의 함유량이 5질량% 미만이면 알데히드 포착제의 장기 보존 안정성이 저하하여 겔화가 발생하기 쉬워진다. 또한, 40질량%를 초과하면 요소가 결정화되어 석출할 우려가 있다.
(중아황산염)
본 발명의 알데히드 포착제에 있어서, 중아황산염은 폴리아미드아민의 물에 의 분산성, 용해성을 향상시키는 성분이다.
중아황산염으로는 아황산 수소, 피로아황산 및 아2티온산의 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘을 바람직하게 들 수 있다. 그 중에서도 아황산 수소 나트륨, 아황산 수소 칼륨이 바람직하다.
그리고, 중아황산염은 알데히드 포착제 중에 고형분의 질량으로 0.1∼10질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0.5∼5질량% 함유하는 것이 보다 바람직하다. 중아황산염의 함유량이 0.1질량% 미만이면 폴리아미드아민이 분리되어 알데히드 포착제가 백탁할 수가 있으며, 건축 재료 등의 대상물에 잘 도포되지 않게 되는 경우가 있다. 또한 10질량%를 초과하면 알데히드 포착제의 pH가 산성 영역으로 되기 쉬워 알데히드 포착제의 도포 장치 등이 부식되기 쉬워진다.
(아황산염)
본 발명의 알데히드 포착제는 아황산염을 더 함유하는 것이 바람직하다. 아황산염을 함유시킴으로써 알데히드류 포착 효과를 저하시키지 않고, 얻어지는 알데히드 포착제의 pH를 중성 영역으로 조정할 수 있으므로 알데히드 포착제의 저장 안정성이 향상된다.
이러한 아황산염으로는 아황산 나트륨, 아황산 칼륨, 아황산 칼슘 및 아황산 마그네슘을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 병용할 수도 있다.
아황산염은 알데히드 포착제 중에 고형분의 질량으로 0∼2질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0.1∼2질량% 함유하는 것이 보다 바람직하다.
(기타 성분)
본 발명의 알데히드 포착제에는 필요에 따라 에폭시 수지, 무기 충전제 등을 함유시킬 수도 있다.
예컨대 알데히드 포착제의 도포후에 점도를 상승시키고, 시간 경과에 따른 유동성을 억제시키고자 하는 경우에는, 실온하에서 액상물인 에폭시 수지를 첨가하는 것이 바람직하다.
원래 폴리아미드아민은 에폭시 수지의 경화제로서 사용되고 있으므로, 에폭시 수지와는 실온하에서도 용이하게 반응해 버린다. 따라서 미리 알데히드 포착제에 에폭시 수지를 혼합한 경우, 에폭시 수지의 가교 반응이 진행하여 해당 포착제의 점도가 상승하여 잘 도포되지 않게 되므로 본 발명의 알데히드 포착제에 에폭시 수지를 첨가하는 경우에는 건축 재료 등에 도포하기 직전에 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 알데히드 포착제의 도포 작업성을 손상시키지 않고 도포·유동후에 증점시키는 것이 가능해진다.
그리고, 에폭시 수지의 첨가량은 폴리아미드아민 중의 아미노기, 이미노기 및 아미드기 등이 에폭시 수지의 에폭시기에서 과도하게 소비되면 알데히드류의 포착 효과가 저하하므로, 전체 아민가의 10% 정도를 에폭시 수지의 에폭시기에 의해 소비되도록 조정하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 알데히드 포착제를 스프레이법으로 도포하고, 그 후 유동시키지 않고자 하는 경우에는, 미리 무기 충전제를 첨가하는 것이 바람직하다.
무기 충전제를 첨가함으로써 겉보기상 알데히드 포착제의 점도는 상승하지 만, 스프레이 등의 강한 외력으로 도포할 때에는 점도가 저하하므로, 도포 작업성이 저하하지 않는다.
이러한 무기 충전제로는 특별히 제한이 없으나, 몬모릴로나이트, 바이델라이트, 논트로라이트, 헥토라이트, 사포나이트 등의 스멕타이트, 버미큘라이트, 할로사이트, 아파탈자이트(apataljite), 세피올라이트 등의 물 등에 의해 팽윤하는 것이 바람직하고, 나아가서는 알킬암모늄염으로 처리된 친유기성의 몬모릴로나이트가 보다 바람직하다.
그리고, 상기 무기 충전제의 첨가량은 특별히 한정은 없으며, 도포 공정의 설비에 맞추어 적당히 조정할 수 있다.
또한, 알데히드 포착제 중의 에폭시 수지, 무기 충전제의 총 함유량은 도포 공정에서의 작업성에 따라 임의로 조정할 수 있다.
<포름알데히드 포착제의 제조 방법>
본 발명의 알데히드 포착제는 폴리아미드아민과, 중아황산염과, 요소와, 물을 혼합하고, 필요에 따라 아황산염 등을 더 혼합함으로써 얻을 수 있다. 이 때, 고형분의 질량으로 폴리아미드아민이 2∼5질량%, 중아황산염이 0.5∼5질량%, 요소가 8∼20질량% 함유되도록 상기 성분을 수중에서 혼합하는 것이 바람직하다. 폴리아미드아민, 중아황산염 및 요소를 상기 범위에서 함유시킴으로써 알데히드류의 포착 효과나 보존성이 뛰어난 알데히드 포착제를 얻을 수 있다. 또한, 아황산염을 고형분의 질량으로 0∼2질량% 더 함유시킴으로써 알데히드류의 포착 효과를 손상시키지 않고 알데히드 포착제의 pH를 대략 중성 영역으로 할 수 있으므로 보존성이 향상된다.
<건축 재료>
다음에, 상기한 알데히드 포착제를 부여한 건축 재료에 대하여 설명한다.
본 발명의 알데히드류의 방출 억제 처리를 한 건축 재료란 주성분이 알데히드 축합성 열경화 수지인 바인더나 접착제를 부착시켜 성형·경화하여 얻어진 건축 재료에 상기 알데히드 포착제를 부착시켜 얻어진 것이다.
건축 재료로는 무기 섬유 단열 흡음재, 합판, 파티클 보드, MDF(중질 섬유판), 벽지, 도료, 바닥 마감재 등을 들 수 있다. 이들 건축 재료는 일반적으로 제품의 물성과 경제성의 관점에서 알데히드 축합성 열경화 수지가 사용되고 있다. 예컨대 무기 섬유 단열 흡음재에서는 바인더 성분에 알데히드 축합성 열경화 수지가 사용되고 있다. 또한 합판에서는 접착제 성분에 알데히드 축합성 열경화 수지가 사용되고 있다.
그리고, 이러한 건축 재료에 사용되고 있는 알데히드 축합성 열경화 수지로는 레졸형 페놀 수지, 레졸형 페놀-요소 수지, 멜라민-요소 수지 등을 들 수 있고, 모두 경화 과정에서 포름알데히드가 발생하는 것이다.
따라서 이러한 건축 재료에 있어서는 알데히드류가 시간과 함께 서서히 확산된다. 따라서, 알데히드류의 방출을 억제하기 위하여 상기 알데히드 포착제를 건축 재료에 도포한다.
알데히드 포착제의 부착량은 건축 재료의 표면적에 대하여 고형분량으로 0.05∼10g/m2 부착시킬 필요가 있다. 예컨대 건축 재료가 무기 섬유 단열 흡음재 등의 부피 밀도가 작은 건축 재료인 경우에는 1∼6g/m2 부착시키는 것이 바람직하다. 또한 예컨대 합판 등의 목질계 건축 재료의 경우에는 5∼10g/m2 부착시키는 것이 바람직하다.
알데히드 포착제의 부착량이 건축 재료의 표면적에 대하여 0.05g/m2 미만이면, 예컨대 글라스울 제품 등과 같이 비교적 밀도가 높고 바인더 부착량이 많은 고밀도품에서는 F☆☆☆☆ 그레이드 정도의 포름알데히드 방산 속도로까지 저감하기가 어려워, 적다고는 하나 생활 환경에 바람직하지 않은 영향을 미칠 가능성이 있다. 또한 부착량이 건축 재료의 표면적에 대하여 10g/m2를 초과하여도 알데히드 포착제의 도포량이 과잉이 되기만 할 뿐 그다지 효과의 향상은 보이지 않으므로 생산성이 떨어지게 된다. 따라서, 알데히드 포착제의 부착량은 대상인 건축 재료의 전량에 대하여 표면적에 대하여 고형분량으로 0.05∼10g/m2로 한다.
또한 알데히드 포착제의 도포 방법으로는 롤 코터법, 커튼 플로 코터법 또는 스핀 코터법 등의 도공 방법을 들 수 있다. 합판 등의 비교적 치수가 큰 기재에 대해서는 에어 스프레이법이 바람직하다. 가구의 부재에 사용되는 비교적 작은 기재에는 스프레이법 이외에 스핀 코터법으로 도공하는 것도 바람직하다. 또한 충분한 건조 설비가 있는 경우에는 함침하는 방법도 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 건축 재료는 알데히드 축합성 열경화 수지인 바인더를 부착시켜 경화·성형된 것임에도 불구하고 알데히드류의 방출량이 적고, JIS-A1901의 챔버법에 기초한 시험에 있어서 포름알데히드의 방산 속도를 5μg/m2h 이하로 할 수 있다.
여기서, 상기 JIS에 정하는 포름알데히드 방산 속도에 의한 구분으로서 F☆☆∼F☆☆☆☆의 3단계로 구분되어 있다. 각각 포름알데히드 방산 속도가 5μg/m2h 이하인 경우 F☆☆☆☆ 타입, 5μg/m2h∼20μg/m2h 이하인 경우 F☆☆☆ 타입, 20μg/m2h∼120μg/m2h 이하인 경우 F☆☆ 타입으로 구분된다. 따라서, 본 발명의 건축 재료는 건축 기준법에 정하는 생활 환경에 대하여 문제가 없는 레벨인 F☆☆☆☆ 그레이드를 충분히 만족시킬 수 있는 것이다.
또한 상기 알데히드 포착제는 수계이므로, 건축 재료에 도포하였을 때 건축 재료의 내부에까지 함침해 가고, 또한 건조에 의해 수분은 신속하게 증발해 가므로 건축 재료의 표면에 끈적거림이 잘 발생하지 않는다. 따라서, 건축 재료의 표면에 먼지 등이 부착되어 오염이 발생하거나 하지 않고 나아가서는 건축 재료의 표면에 필름 등의 표피재를 부착하는 경우 건축 재료와 표피재간 접착성을 양호하게 할 수 있다.
또한 표피재가 펴붙여진 건축 재료로는 무기 섬유 단열 흡음재를 예로 들면, 도 1에 도시한 바와 같이 무기 섬유 단열 흡음재(1)의 한 면에만 표피재(2a)를 접 착제 등으로 평평하게 붙인 형태, 도 2에 도시한 바와 같이 무기 섬유 단열 흡음재(1)의 표면, 네 측면 및 이면의 측가장자리 부분에 표피재(2a)를 접착제 등으로 소위 액자형태로 펴붙인 형태나, 도 3에 도시한 바와 같이 무기 섬유 단열 흡음재(1)의 표면 및 길이 방향을 따른 양 측면에 표면측 표피재(2b)를 펴붙이고, 무기 섬유 단열 흡음재(1)의 이면에 이면측 표피재(2c)를 펴붙인 형태를 들 수 있다.
<건축 재료의 제조 방법>
다음에, 알데히드 포착제의 도포 공정을 포함한 건축 재료의 제조 방법에 대하여 무기 섬유 단열 흡음재를 예로 들어 설명한다.
먼저, 용융한 무기질 원료를 섬유화 장치로 섬유화하고, 그 직후에 바인더를 무기 섬유에 부여한다. 이어서, 바인더가 부여된 무기 섬유를 구멍 있는 컨베이어 상에 퇴적하여 부피 높은 무기 섬유 단열 흡음재용 중간체를 형성한다. 그리고, 원하는 두께가 되도록 간격을 둔 상하 한 쌍의 구멍 있는 컨베이어 등으로 들여보내고 끼워누르면서 가열하고, 바인더를 경화시켜 무기 섬유 단열 흡음재를 형성한다. 이어서, 필요에 따라 표피재 등을 피복시켜 무기 섬유 단열 흡음재를 원하는 폭, 길이로 절단하여 제품을 얻을 수 있다.
무기 섬유 단열 흡음재의 제조에 사용하는 무기 섬유로는 특별히 한정되지 않는다. 통상의 단열 흡음재에 사용되고 있는 글래스 울, 락 울 등을 사용할 수 있다. 무기 섬유의 섬유화 방법은 화염법, 블래스트법, 원심법(로터리법이라고도 함) 등의 각종 방법을 이용할 수 있다. 특히 무기 섬유가 글라스 울인 경우에는 원심법을 이용하는 것이 좋다. 또한, 목적으로 하는 무기 섬유 단열 흡음재의 밀 도는 통상의 단열재나 흡음재에 사용되고 있는 밀도이면 되며, 바람직하게는 5∼300kg/m3의 범위이다.
무기 섬유에 바인더를 부여하려면 스프레이 장치 등을 이용하여 도포, 분무할 수 있다. 바인더의 부여량은 최종 제품인 무기 섬유 단열 흡음재의 밀도나 용도에 따라 다르지만, 바인더를 부여한 무기 섬유 단열 흡음재의 질량을 기준으로 하여 고형분량으로 0.5∼15질량%의 범위가 바람직하고, 0.5∼9질량%의 범위가 보다 바람직하다.
무기 섬유 흡음 단열재에 바인더를 부여하는 타이밍은 섬유화 후이면 언제라도 좋으나, 효율적으로 부여시키기 위하여 섬유화 직후에 부여하는 것이 바람직하다. 바인더가 부여된 무기 섬유는 구멍 있는 컨베이어 상에 퇴적하여 무기 섬유 단열 흡음재용 중간체를 형성한다. 무기 섬유를 구멍 있는 컨베이어 상에 퇴적할 때, 무기 섬유가 퇴적되는 구멍 있는 컨베이어의 반대측으로부터 흡인 장치에 의해 흡인하는 것이 바람직하다. 그 후, 구멍 있는 컨베이어 상을 연속적으로 이동하는 무기 섬유 단열 흡음재용 중간체를 원하는 두께가 되도록 간격을 둔 상하 한 쌍의 구멍 있는 컨베이어 등으로 들여보냄과 동시에 가열한 열풍에 의해 바인더를 경화시켜 매트 형태로 성형하고, 원하는 폭, 길이로 절단한다.
바인더의 경화 온도는 특별히 한정되지 않으나, 200∼350℃이면 된다. 또한 가열 시간은 무기 섬유 단열 흡음재의 밀도, 두께에 따라 30초∼10분의 사이에서 적당히 행해진다.
본 발명의 알데히드 포착제의 무기 섬유 단열 흡음재에의 도포는 바인더의 경화 과정 직후에 행하는 것이 바람직하다.
알데히드 포착제의 도포는 아토마이즈 에어를 사용하면서 스프레이한다. 액압 스프레이이어도 무방하나, 도포량을 미세 조정하거나 스프레이 범위를 비교적 넓게 하고자 하는 경우에는 전자의 에어 스프레이법이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어지는 알데히드 포착제가 부여된 무기 섬유 단열 흡음재는 그대로의 형태로 사용할 수도 있다. 또한 무기 섬유 단열 흡음재의 적어도 한 면에 표피재를 접착제 등으로 펴붙여 사용할 수도 있다. 표피재로는 종이, 합성 수지 필름, 금속박 필름, 부직포, 직포 또는 이들을 조합한 것을 사용할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다.
[시험예 1]
표 1에 나타낸 배합으로 혼합하여 실시예 1∼3, 비교예 1∼4의 알데히드 포착제를 얻었다. 제조 직후 및 40℃의 온도하에서 24시간 저장한 후의 알데히드 포착제의 액의 성상을 육안으로 관찰하고, 백탁화나 겔화가 없이 균일하게 분산된 경우를 ○로 하였다. 결과를 표 1, 표 2에 함께 기재하였다. 또한, 폴리아미드아민으로서 펜타에틸렌헥사아민과 다이머산을 축합하여 얻어지는 폴리아미드아민(전체 아민가 200mgKOH/g, 물에의 용해도가 5g/리터)을 사용하였다.
Figure 112008058286494-PAT00001
Figure 112008058286494-PAT00002
아황산 수소 나트륨을 포함하지 않는 비교예 1의 알데히드 포착제는 폴리아미드아민이 균일하게 분산되지 않았고, 용액이 백탁화되어 버렸다. 또한 요소를 포함하지 않는 비교예 3의 알데히드 포착제는 겔화되어 버렸다. 비교예 4에서는 실시예에 비하여 점도가 높아졌고 약간 백탁이 되었다.
이에 반해 폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물로 이루어지는 실시예 1∼7의 알데히드 포착제는 겔화나 백탁화가 발생하지 않았고 저장 안정성이 양호하였다. 그 중에서도 폴리아미드아민을 2∼5질량%, 중아황산염을 0.5∼5질량%, 요소를 8∼20질량% 함유하는 실시예 1∼5의 알데히드 포착제는 저점도이고 취급성이 양호하였다.
[시험예 2]
(실시예 8)
무기 섬유로서 글라스 울을 사용하였다. 바인더로서 레졸형 페놀 수지와 요소 수지가 70:30인 혼합물 100질량부에 아미노실란 0.2질량부와 경화 촉매인 황산 암모늄을 1질량부 첨가한 것을 사용하였다. 바인더 부착량이 무기 섬유 단열 흡음재를 질량 기준으로 하여 9.5질량%가 되도록 글라스 울에 부여하여 두께 25mm, 밀도 96kg/m3의 무기 섬유 단열 흡음재를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 무기 섬유 단열 흡음재의 표면적에 대하여 실시예 1의 알데히드 포착제를 고형분으로 4.8g/m2의 부착량이 되도록 스프레이로 도포하여 실시예 8의 건축 재료를 얻었다.
(실시예 9∼12)
실시예 8에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 실시예 2∼5의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 실시예 9∼12의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 5)
실시예 8에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 비교예 2의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 비교예 5의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 6)
실시예 8에 있어서, 알데히드 포착제를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 비교예 6의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 7)
실시예 8에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 비교예 1의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 비교예 7의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 8)
실시예 8에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 비교예 3의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 비교예 8의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 9)
실시예 8에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 비교예 4의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 비교예 9의 건축 재료를 얻었다.
실시예 8∼12, 비교예 5∼9의 건축 재료를 전체 표면적이 440cm2가 되도록 절단한 것을 시험편으로서 임의로 10곳 채취하고, JIS A 1901에 준거한 소형 챔버법으로 1일후, 3일후, 7일후의 포름알데히드 방산 속도를 측정하고, 평균값을 구하였다. 결과를 정리하여 표 3, 표 4에 나타내었다. 또한, 표 중의 괄호 안의 수치는 가장 높은 값의 시험편값을 나타낸다.
Figure 112008058286494-PAT00003
Figure 112008058286494-PAT00004
상기 결과로부터, 알데히드 포착제를 부여함으로써 포름알데히드의 방산을 억제할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그리고, 실시예 1∼5의 알데히드 포착제를 부여한 실시예 8∼12의 건축 재료는 포름알데히드의 방출이 충분히 억제되어 있으며, 7일후의 방산 속도가 5.0μg/m2·h 이하이었다.
이에 반해 비교예 5, 6의 건축 재료는 포름알데히드의 방출량이 많았다. 또한, 비교예 7, 8의 건축 재료는 스프레이 도장시에 노즐에 알데히드 포착제가 막혀버려 도포할 수 없었다. 또한 비교예 9의 건축 재료는 알데히드 포착제를 도포할 수 있었으나, 고점도이었기 때문에 건축 재료의 표면에 균일하게 도포할 수 없어 시험편마다의 포름알데히드의 방출량에 불균일이 매우 많았다.
[시험예 3]
(실시예 13)
무기 섬유로서 글라스 울을 사용하였다. 바인더로서 레졸형 페놀 수지와 요소 수지가 70:30인 혼합물 100질량부에 아미노실란 0.2질량부와 경화 촉매인 황산 암모늄을 1질량부를 첨가한 것을 사용하였다. 바인더 부착량이 무기 섬유 단열 흡음재를 질량 기준으로 하여 9.5질량%가 되도록 글라스 울에 부여하여 두께 50mm, 밀도 32kg/m3의 무기 섬유 단열 흡음재를 얻었다.
얻어진 무기 섬유 단열 흡음재의 표면적에 대하여 실시예 1의 알데히드 포착제를 고형분으로 4.8g/m2의 부착량이 되도록 스프레이로 도포한 후, 무기 섬유 단열 흡음재의 표면에 클로로프로필렌고무계 접착제를 고형분으로 30g/m2 도포하고, 기본 중량 100g/m2의 유리섬유직물을 펴붙여 실시예 13의 건축 재료를 얻었다.
(실시예 14)
실시예 13에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 실시예 2의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 13과 동일한 방법으로 실시예 14의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 10)
실시예 13에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 비교예 2의 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 13과 동일한 방법으로 비교예 10의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 11)
실시예 13에 있어서, 알데히드 포착제를 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 13과 동일한 방법으로 비교예 11의 건축 재료를 얻었다.
(비교예 12)
실시예 13에 있어서, 실시예 1의 알데히드 포착제 대신에 펜타에틸렌헥사아민과 다이머산을 축합하여 얻어지는 폴리아미드아민(전체 아민가 200mgKOH/g, 물에의 용해도가 5g/리터) 15질량부와 디에틸렌글리콜 85질량부를 혼합 교반하여 얻어진 알데히드 포착제를 사용한 것 이외에는 실시예 13과 동일한 방법으로 비교예 12의 건축 재료를 얻었다.
실시예 13∼14, 비교예 10∼12의 건축 재료를 전체 표면적이 440cm2가 되도록 절단한 것을 시험편으로서 임의로 10곳 채취하고, JIS A 1901에 준거한 소형 챔버법으로 1일후, 3일후, 7일후의 포름알데히드 방산 속도를 측정하고, 평균값을 구하였다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이, 얻어진 건축 재료의 표면으로부터 표피재를 박리시키고, 박리한 부분(A)을 180도 방향(화살표 B 방향)으로 잡아당겨 표피재를 10cm 박리하기 위하여 필요한 벗김 하중(필링 강도)을 측정하였다. 결과를 정리하여 표 5에 나타내었다. 또한, 표 중의 괄호 안의 수치는 가장 높은 값의 시험편값을 나타낸다.
Figure 112008058286494-PAT00005
상기 결과로부터, 알데히드 포착제를 부여함으로써 포름알데히드의 방산을 억제할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그 중에서도, 실시예 13, 14의 건축 재료는 포름알데히드의 방출이 충분히 억제되어 있고, 나아가서는 표피재와의 접착성이 양호하였다.
이에 반해 비교예 10, 11의 건축 재료는 포름알데히드의 방출량이 많았다. 또한, 비교예 12의 건축 재료는 알데히드 포착제를 도포할 수 있었으나, 고점도이었기 때문에 건축 재료의 표면에 균일하게 도포할 수 없어 시험편마다의 포름알데히드의 방출량에 불균일이 매우 많았고, 나아가서는 필링 강도가 현저하게 떨어지는 것이었다.
도 1은 본 발명의 표피재가 펴붙여진 건축 재료의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 표피재가 펴붙여진 건축 재료의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 표피재가 펴붙여진 건축 재료의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 표피재가 펴붙여진 건축 재료의 필링 강도 시험의 시험 방법을 도시한 설명도이다.
<부호의 설명>
1: 무기 섬유 단열 흡음재,
2a: 표피재,
2b: 표면측 표피재,
2c: 이면측 표피재

Claims (16)

  1. 폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 조성물은 고형분의 질량으로 상기 폴리아미드아민을 2∼5질량%, 상기 중아황산염을 0.5∼5질량%, 상기 요소를 8∼20질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리아미드아민은 전체 아민가가 100mgKOH/g 이상으로서, 물에의 용해도가 25℃에서 50g/리터 미만인 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리아미드아민은 분자중에 2개 이상의 아미노기를 갖는 알킬렌폴리아민과 탄소수가 6 이상인 지방족 디카르복실산과의 축합물인 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중아황산염은 아황산 수소, 피로아황산 및 아2티온산의 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘에서 선택되는 적어도 1종의 금속염인 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 조성물은 고형분의 질량으로 아황산염을 0∼2질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 아황산염은 아황산 나트륨, 아황산 칼륨, 아황산 칼슘 및 아황산 마그네슘에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 알데히드 포착제.
  8. 주성분이 알데히드 축합성 열경화 수지인 바인더를 부착시켜 성형·경화하여 얻어지는 건축 재료에 있어서,
    폴리아미드아민과 중아황산염과 요소와 물을 포함하는 수성 조성물로 이루어지는 알데히드 포착제를 상기 건축 재료의 표면적에 대하여 고형분량으로 0.05∼10g/m2 부착시킨 것을 특징으로 하는 알데히드류의 방출 억제 처리를 한 건축 재료.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 수성 조성물은 고형분의 질량으로 상기 폴리아미드아민을 2∼5질량%, 상기 중아황산염을 0.5∼5질량%, 상기 요소를 8∼20질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 건축 재료.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리아미드아민은 전체 아민가가 100mgKOH/g 이상으 로서, 물에의 용해도가 25℃에서 50g/리터 미만인 것을 특징으로 하는 건축 재료.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리아미드아민은 분자중에 2개 이상의 아미노기를 갖는 알킬렌폴리아민과 탄소수가 6 이상인 지방족 디카르복실산과의 축합물인 것을 특징으로 하는 건축 재료.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 중아황산염은 아황산 수소, 피로아황산 및 아2티온산의 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘에서 선택되는 적어도 1종의 금속염인 것을 특징으로 하는 건축 재료.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 수성 조성물은 고형분의 질량으로 아황산염을 0∼2질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 건축 재료.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 아황산염은 아황산 나트륨, 아황산 칼륨, 아황산 칼슘 및 아황산 마그네슘에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 건축 재료.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 건축 재료는 무기 섬유 단열 흡음재 또는 합판인 것을 특징으로 하는 알데히드류의 방출 억제 처리를 한 건축 재료.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 건축 재료는 무기 섬유 단열 흡음재로서, 상기 무기 섬유 단열 흡음재의 적어도 한 면에 표피재가 펴붙여진 것을 특징으로 하는 알데히드류의 방출 억제 처리를 한 건축 재료.
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