KR20130096252A - 복합 물품용 점착부여제 - Google Patents

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KR20130096252A
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모하메드 보게타야
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바스프 에스이
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Abstract

복합 물품은 복수의 리그노셀룰로오스 단편, 및 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 결합시키기 위한, 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편 상에 배치된 결합제 시스템을 포함한다. 접착제 시스템은 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 포함한다. 점착부여제 성분은 비닐 아세테이트의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함한다. 점착부여제 성분은 복합 물품의 제작 동안 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 배향을 유지시키는데 유용하다. 복합 물품은 파티클보드와 같은 각종 가공 리그노셀룰로오스 복합품일 수 있다.

Description

복합 물품용 점착부여제 {TACKIFIERS FOR COMPOSITE ARTICLES}
<관련 출원의 상호참조>
본 출원은 2010년 8월 3일자로 출원된 미국 가출원 제61/400,828호 및 2010년 9월 21일자로 출원된 미국 가출원 제61/384,776호를 우선권 주장하며, 상기 두 출원 전문은 본원에 참고로 인용된다.
<기술분야>
본 발명은 일반적으로 복합 물품, 보다 구체적으로는 복수의 리그노셀룰로오스 단편 및 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편 상에 배치된 접착제 시스템을 포함하는 복합 물품, 및 이러한 복합 물품을 형성하는 방법에 관한 것이다.
배향성 스트랜드 보드 (OSB), 배향성 스트랜드 럼버 (OSL), 파티클보드 (particleboard, PB), 스크림버 (scrimber), 아그리파이버 보드 (agrifiber board), 칩보드, 플레이크보드 (flakeboard) 및 섬유보드, 예를 들어 중밀도 섬유보드 (medium density fiberboard, MDF)는 일반적으로 리그노셀룰로오스 단편을 블렌더 또는 유사한 장치에서 텀블링하거나 휘저으면서 리그노셀룰로오스 단편을 결합제 조성물 (예를 들어 수지)과 블렌드하거나 리그노셀룰로오스 단편에 결합제 조성물 (예를 들어 수지)을 분출함 (spraying)으로써 제조한다. 결합제-리그노셀룰로오스 혼합물을 형성하기에 충분히 블렌드한 후, 이제 결합제 조성물로 코팅되어 있는 리그노셀룰로오스 단편을 생성물, 구체적으로는 느슨한 매트로 형성하고, 이를 가열 플레튼/판 사이에서 가압하여 결합제 조성물을 고정하고 조밀 형태, 예를 들어 보드, 패널 또는 다른 형상으로 리그노셀룰로오스 단편을 함께 결합시킨다. 일반적으로, 느슨한 매트를 가압하는 통상적인 방법은 의도적으로 느슨한 매트로 주입되거나 느슨한 매트 중의 리그노셀룰로오스 단편으로부터 동반 수분을 방출함으로써 생성되는 다양한 양의 증기의 존재 하에 약 120℃ 내지 약 225℃의 온도에서 수행한다. 일반적으로, 이러한 방법은 또한 리그노셀룰로오스 단편을 결합제 조성물과 블렌드하기 전 리그노셀룰로오스 단편의 수분 함량이 약 2 중량% 내지 약 20 중량%이어야 한다.
리그노셀룰로오스 단편은 칩, 세이빙 (shaving), 스트랜드, 스크림 (scrim), 와이퍼 (wafer), 섬유, 소더스트 (sawdust), 버개스 (bagasse), 짚 및 목재 울 (wood wool)의 형태일 수 있다. 리그노셀룰로오스 단편의 크기가 예를 들어 1 내지 7인치로 상대적으로 보다 클 경우, 상기 방법에 의해 생성된 리그노셀룰로오스 복합 물품은 당업계에서 가공 목재 (engineered wood)라는 일반 용어로 공지되어 있다. 이러한 가공 목재에는 적층 스트랜드 럼버, OSB, OSL, 스크림버, 평행 스트랜드 럼버 (parallel strand lumber) 및 적층 배니어 럼버가 포함된다. 리그노셀룰로오스 단편의 크기가 예를 들어 전형적인 소더스트 및 정제 섬유 크기로 상대적으로 보다 작을 경우, 리그노셀룰로오스 복합 물품은 파티클보드 (PB) 및 섬유보드, 예를 들어 MDF로서 당업계에 공지되어 있다. 합판과 같은 다른 가공 목재는 샌드위치 구조로 결합제 조성물에 의해 함께 유지되는 보다 큰 럼버 시트를 사용한다. 스크림버와 같은 또다른 가공 목재는 평균 직경이 약 2 내지 10 mm이고 길이가 수 피트이며 얇고 길며 불규칙한 목재 단편을 사용한다.
럼버를 절단하기에 적합한 크기인 나무 몸통이 점점 부족해져 가공 목재가 개발되었다. 이러한 가공 목재는 강도 및 안정성과 같은 유리한 물리적 특성을 가질 수 있다. 가공 목재의 또다른 이점은 다른 목재 및 리그노셀룰로오스 재료의 가공에서 생성되는 폐기물로부터 가공 목재를 제조할 수 있다는 것이다. 이는 재생 공정으로부터의 에너지 절감 및 효율 그리고 매립지 공간 절감을 유발한다.
이러한 리그노셀룰로오스 복합 물품을 제조하기 위해 사용되어 온 결합제 조성물은 페놀 포름알데히드 (PF) 수지, 우레아 포름알데히드 (UF) 수지 및 이소시아네이트 수지를 포함한다. 이소시아네이트 화학을 기초한 결합제 조성물은 물 흡수율이 낮고 접착 및 응집 강도가 높으며 제형에 있어 융통성이 있고 경화 온도 및 속도 측면에서 변통성이 있으며 구조적 특성이 뛰어나고 물 함유량이 높은 리그노셀룰로오스 재료와 결합할 수 있으며 중요하게는 포름알데히드 배출이 없기 때문에 상기 결합제 조성물은 상업적으로 바람직하다.
복합 물품의 강도를 향상시키기 위하여 리그노셀룰로오스 재료를 폴리메틸렌 폴리(페닐 이소시아네이트) (당업계에서 중합체 MDI 또는 PMDI로도 공지되어 있음)로 처리하는 것이 공지되어 있다. 전형적으로, 이러한 처리는 이소시아네이트를 리그노셀룰로오스 재료에 적용하고, 열 및 압력을 가하여 또는 실온에서 이소시아네이트를 경화시키는 것을 포함한다. PMDI를 주변 조건 하에서 경화시키는 것이 가능하지만, 잔류 이소시아네이트 (NCO) 기는 처리된 물품 상에 수 주일 또는 심지어 일부 경우에서는 수 개월 동안 남아 있는다. 또한, 일반적으로 환경적인 견지에서 덜 허용가능하지만, 상기 목적을 위해 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI)를 이용하는 것도 공지되어 있다. 각종 가공 문제를 해결하기 위해, 특히 압착 플레튼에의 접착을 감소시키고 이소시아네이트의 반응성을 감소시키기 위해, 결합제 조성물 중에 사용되고 있는 바람직한 이소시아네이트 재료 중에는 이소시아네이트 예비중합체가 있다.
불행하게도, PF 및/또는 UF 수지 대신에 이소시아네이트를 사용하였을 때의 단점에는 플레튼에의 접착으로 인한 가공의 어려움, 점착 (tack) 또는 저온-점착 (cold-tack)의 부족 (즉, 이소시아네이트는 "점착성"이 아니거나 또는 "끈적거리지" 않음), 비용 및 특정 상황에서의 특정 보관 필요성이 포함된다. 예를 들어, 이소시아네이트 수지는 퍼니시 (furnish) 또는 매트 형태인 동안 PB의 리그노셀룰로오스 단편, 예를 들어 소더스트에 충분한 점착을 부여하지 않아, PB의 완전한 제작 전에, 퍼니시는 뒤틀리거나 또는 분해되어 이로부터 형성된 PB의 최종 품질에 영향을 미칠 수 있다. 당업자는 PB의 퍼니시는 PB의 완전한 제작 전에 많은 전이를 겪고, 이러한 전이는 퍼니시를 뒤틀림에 노출시킴을 이해한다. 뒤틀림은 장비, 배치 (layout) 등의 차이에 따라 제각각 다를 수 있다. 따라서, 이러한 차이를 기초한 다양한 점착 정도가 요구된다.
따라서, 향상된 점착을 갖는 리그노셀룰로오스 퍼니시/매트를 제공하여 이로부터 형성된, 향상된 물리적 특성을 갖는 복합 물품을 제공할 여지가 있다. 또한, 이러한 복합 물품을 형성하는 방법을 제공할 여지가 있다.
<발명의 개요 및 이점>
복합 물품은 복수의 리그노셀룰로오스 단편, 및 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 결합시키기 위한, 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편 상에 배치된 접착제 시스템을 포함한다. 접착제 시스템은 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 포함한다. 점착부여제 성분은 비닐 아세테이트의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함한다.
본 발명의 점착부여제 성분은 복합 물품의 제작 동안 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 배향을 유지시키는데 유용하다. 이에 따라, 증가된 제작 속도, 예들 들어 압착 속도를 통해 복합 물품의 처리량이 증가될 수 있다. 복수의 리그노셀룰로오스 단편으로의 접착제 시스템의 성분의 적용이 통상의 접착제에 비해 향상되는 것과 같은 다른 제작 이점이 또한 실현될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따라 형성되는 복합 물품은 뛰어난 물리적 특성을 포함한다고 여겨진다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 본 발명의 복합 물품은 각각 통상의 복합 물품에 비해, 증가된 결합 강도, 감소된 가장자리 팽윤, 향상된 이형 특성, 향상된 굴곡 모듈러스 및/또는 감소된 배출물 중 하나 이상을 가질 수 있다.
<발명의 상세한 설명>
본 발명은 복합 물품, 보다 구체적으로는 리그노셀룰로오스 복합 물품을 제공한다. 복합 물품은 다양한 적용 분야에 사용될 수 있다. 이러한 적용 분야의 예로는 포장, 가구 및 카비네트리 (cabinetry), 지붕 및 바닥 덮개, 지붕, 바닥 및 외장 패널, 창문 및 문 틀, 및 웹스탁 (webstock), 예를 들어 가공 I-빔용 웹스탁이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다양한 실시양태에서, 복합 물품은 다양한 형태의 가공 리그노셀룰로오스 복합품으로서, 예를 들어 가공 목재 복합품, 예컨대 배향 스트랜드 보드 (OSB), 배향 스트랜드 럼버 (OSL), 스크림버, 섬유보드, 예컨대 저밀도 섬유보드 (LDF), 중밀도 섬유보드 (MDF) 및 고밀도 섬유보드 (HDF), 칩보드, 플레이크보드 또는 플레이크 보드, 파티클보드 (PB), 합판 등으로서 지칭될 수 있다. 일반적으로, 복합 물품은 OSB, OSL, PB, 스크림버, 합판, LDF, MDF 또는 HDF 형태, 보다 전형적으로는 PB 형태이나, 복합 물품은 본원에 기재되고 예시되는 것과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 다른 가공 목재 형태일 수 있음을 이해하여야 한다. 리그노셀룰로오스 복합 물품의 명칭은 종종 당업계에서 상호교환적으로 사용됨을 이해하여야 한다. 예를 들어, OSB로 지칭할 수 있는 동일한 복합품이 플레이크 보드로 지칭될 수 있다.
본 발명의 복합 물품은 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 포함한다. 리그노셀룰로오스 단편은 다양한 리그노셀룰로오스 재료로부터 유도될 수 있다. 일반적으로, 리그노셀룰로오스 단편은 목재로부터 유도되나, 리그노셀룰로오스 단편은 버개스, 짚, 아마 잔류물, 견과 껍질, 곡물 낟알 껍질 등 및 이들의 혼합물과 같은 다른 리그노셀룰로오스 재료로부터 유도될 수 있다. 목재를 리그노셀룰로오스 재료로서 사용하는 경우, 당업계에서 알 수 있는 바와 같이, 리그노셀룰로오스 단편은 다양한 경목 (hardwood) 및/또는 연목 (softwood) 종으로부터 제조할 수 있다. 유리 섬유, 운모, 석면, 고무, 플라스틱 등과 같은 플레이크, 섬유 또는 다른 미립자 형태의 비-리그노셀룰로오스 재료를 또한 리그노셀룰로오스 재료와 혼합할 수 있으나, 이러한 재료는 일반적으로 본 발명의 목적상 요구되지 않는다.
리그노셀룰로오스 단편은 다양한 공정에 의해, 예를 들어 작은 통나무, 산업용 목재 잔류물, 나뭇가지, 거친 펄프목재 등을 소더스트, 칩, 플레이크, 와이퍼, 스트랜드, 스크림, 섬유, 시트 등 형태의 단편으로 분쇄함으로써 제조될 수 있다. 특정 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 OSB, OSL, 스크림버 및 파티클보드 (PB)를 형성하기 위해 전형적으로 사용되는 단편을 포함한다. 다른 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 LDF, MDF 및 HDF와 같은 섬유보드를 형성하기 위해 전형적으로 사용되는 단편을 포함한다. 또다른 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 합판을 형성하기 위해 전형적으로 사용되는 단편을 포함한다. 본 발명의 복합 물품은 스트랜드 및 소더스트와 같은 상기한 재료 및/또는 단편의 다양한 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 더욱이, 복합 물품은 패널 및 보드 이외의 형상으로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 리그노셀룰로오스 단편은 다양한 통상적인 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 펄프목재급 통나무를 통상적인 둥근 목재 플레이커를 사용하는 하나의 작업에서 플레이크로 전환할 수 있다. 대안적으로, 통상적인 장치를 사용하여 통나무 및 벌목 잔류물을 약 0.5 내지 약 3.5 인치 정도의 잔사 (fingerling)로 절단할 수 있으며, 잔사를 통상적인 고리형 플레이커에서 플레이크화할 수 있다. 당업계에서 알 수 있는 바와 같이, 통나무는 플레이크화 전에 전형적으로 박피된다. 본 발명은 리그노셀룰로오스 단편을 형성하기 위한 임의의 특정 방법에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
리그노셀룰로오스 단편의 치수는 본 발명의 목적상 특별히 중요하지 않다. OSB를 형성하기 위해 사용되는 실시양태와 같은 특정 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 전형적으로 평균 길이가 약 2.5 내지 약 6인치이고 평균 너비가 약 0.5 내지 약 2 인치이며 평균 두께가 약 0.1 내지 약 0.5 인치인 스트랜드를 포함한다. 당업자가 목적하는 대로 다른 크기를 사용할 수도 있음을 이해하여야 한다. 상기 실시양태 중 일부 실시양태에서, 복합 물품은 스트랜드 이외에 칩과 같은 다른 유형의 리그노셀룰로오스 단편을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 전형적으로 너비가 약 1.5 인치이고 길이가 약 12 인치인 스트랜드를 사용하여 적층 스트랜드 럼버를 제조할 수 있는 반면, 전형적으로 너비가 약 0.12 인치이고 길이가 약 9.8 인치인 스트랜드를 사용하여 평행 스트랜드 럼버를 제조할 수 있다. 플레이크보드를 형성하기 위해 사용되는 실시양태와 같은 특정 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 평균 길이가 약 2 내지 약 6 인치이고 평균 너비가 약 0.25 내지 약 3 인치이고 평균 두께가 약 0.005 내지 약 0.05 인치인 플레이크를 포함한다. 스크림버를 형성하기 위해 사용되는 실시양태와 같은 다른 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 평균 직경이 약 0.25 내지 약 20 mm, 대안적으로 약 0.5 내지 약 15 mm, 대안적으로 약 1 내지 약 10 mm이고 길이가 수 인치 내지 수 피트이며 얇고 불규칙한 단편을 포함한다. 본 발명의 목적상, 리그노셀룰로오스 단편, 예를 들어 스크림의 적합한 크기 및 형상 뿐만 아니라 스크림버의 제조 방법에 대한 상세한 정보는 콜맨 (Coleman)의 미국 특허 제6,344,165호에 기재되어 있으며, 상기 특허 문헌 전문은 본원에 참고로 인용된다. 또다른 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편은 통상의 PB를 형성하기 위해 전형적으로 사용되는 것이다. 목적하는 물품을 제조하기에 보다 적합한 크기를 형성하기 위해 바람직할 경우, 리그노셀룰로오스 단편을 사용 전에 추가로 밀링할 수 있다. 예를 들어, 다양한 크기 및 형상의 리그노셀룰로오스 단편을 형성하기 위해 해머, 윙 비터 (wing beater) 및 톱니형 디스크 밀 (toothed disk mill)을 사용할 수 있다.
리그노셀룰로오스 단편은 다양한 수분 함량을 가질 수 있으며, 물 (존재하는 경우)은 하기에 추가로 기재되는 이소시아네이트 반응성 성분으로서 기능할 수 있다. 전형적으로, 리그노셀룰로오스 단편은 수분 함량이 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 20 중량부, 대안적으로 약 2 내지 약 15 중량부, 대안적으로 약 3 내지 약 12 중량부, 대안적으로 약 5 내지 약 10 중량부 (물)이다. 물이 리그노셀룰로오스 단편 내 (또는 상)에 존재하는 경우, 당업자가 알 수 있는 바와 같이 물은 복합 물품의 경화 또는 고정을 돕는다. 리그노셀룰로오스 단편은 고유 수분 함량을 가질 수 있거나 또는 대안적으로 복합 물품의 형성 전에 및/또는 동안 리그노셀룰로오스 단편의 목적하는 수분 함량을 달성하기 위해, 예를 들어 리그노셀룰로오스 단편을 습윤시키거나 건조시킴으로써, 물을 리그노셀룰로오스 단편에 첨가하거나 또는 리그노셀룰로오스 단편으로부터 제거할 수 있음을 이해하여야 한다.
형성하고자 하는 복합 물품의 유형에 따라, 리그노셀룰로오스 단편을 다양한 양으로 복합 물품에 사용한다. 전형적으로, 예를 들어 OSB, PB, 스크림버 또는 MDF 적용에서, 리그노셀룰로오스 단편은 각각 복합 물품 100 중량부를 기준으로 약 75 내지 약 99 중량부, 대안적으로 약 85 내지 약 98 중량부, 대안적으로 약 90 내지 약 97 중량부, 대안적으로 약 92 내지 약 95.5 중량부의 양으로 사용한다. 바로 위에 기재한 양은 리그노셀룰로오스 단편의 수분 함량을 비롯한 각종 인자에 따라 보다 높거나 보다 낮을 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 리그노셀룰로오스 단편의 수분 함량은 지리학적인 위치, 공급원 등, 예를 들어 밀 (mill) 간의 차이에 의해 변동될 수 있다.
복합 물품은 추가로 접착제 시스템을 포함한다. 접착제 시스템은 리그노셀룰로오스 단편을 결합시키기 위해 리그노셀룰로오스 단편 상에 배치된다. "상에 배치된다"는 접착제 조성물이 적어도 리그노셀룰로오스 단편 일부와 접촉하고 있음을 의미한다. 접착제 시스템은 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 포함한다. 하기에 기재되는 바와 같이, 접착제 시스템은 1종 이상의 추가 성분을 포함할 수 있다. 접착제는 일반적으로 접착제 성분 및 점착부여제 성분으로부터 형성된다. 특정 실시양태에서, 결합제 및 점착부여제 성분은 (서로 및/또는 또다른 성분과) 반응할 수 있으며, 이로 인해 이들은 복합 물품 형성 중 단지 일정 기간 동안만 존재할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 대부분 내지 모든 결합제 성분은 복합 물품 형성 중 반응할 수 있으며, 이로 인해 형성 후의 복합 물품 중에는 결합제 성분이 거의 없거나 전혀 없다. 다른 실시양태에서, 결합제 성분 및/또는 점착부여제 성분 중 일부 양이 형성 후의 복합 물품 중에 존재할 수 있다.
결합제 성분은 전형적으로 이소시아네이트 성분, 포름알데히드 수지, 단백질계 접착제 또는 이들의 배합물의 군으로부터 선택된다. 이소시아네이트 성분 (사용되는 경우)은 전형적으로 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 (pMDI)이나, 다른 이소시아네이트를 또한 하기에 기재한 바와 같이 사용할 수 있다. 포름알데히드 수지 (사용되는 경우)는 전형적으로 우레아 포름알데히드 (UF) 수지 또는 멜라민 UF 수지이나, 다른 포름알데히드, 예를 들어 페놀 포름알데히드 (PF) 수지를 또한 사용할 수 있다. 단백질계 접착제 (사용되는 경우)는 전형적으로 대두계 접착제이나, 다른 단백질계 접착제, 예를 들어 카제인계 접착제를 또한 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 일반적으로, 결합제 성분은 이들의 반응 생성물이 최종 경화 상태로 경화되어 접착제 시스템 및 그에 따른 복합 물품을 형성하기 전에 단지 일정 시간 동안만 존재한다. 즉, 반응 생성물은 일반적으로, 복합 물품을 형성하기 위해 사용되는 성분 사이에서 반응이 일어난 후, 예를 들어 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트 반응성 성분 간의 반응이 일어난 후, 접착제 시스템의 최종 경화 상태이다 (하기에 기재됨).
접착제 성분을 예비혼합하거나 배합하여 접착제 시스템을 형성할 수 있으며, 이후 접착제 시스템을 리그노셀룰로오스 단편에 적용할 수 있다. 보다 전형적으로는, 예비혼합하고 적용하기 보다는, 복합 물품의 형성 동안, 결합제 성분, 점착부여제 성분 및 임의로는 1종 이상의 추가 성분은 개별적으로 리그노셀룰로오스 단편에 적용되고/되거나 리그노셀룰로오스 단편 상에 이미 존재한다 (이에 대해 하기에 추가로 기재됨).
당업자가 알 수 있는 바와 같이, 결합제 성분은 일반적으로 경화된 후 리그노셀룰로오스 단편을 서로에 대해 접착시킨다. 예를 들어, 이소시아네이트 성분과 이소시아네이트 반응성 성분의 반응 생성물은 연결, 예를 들어 우레아 연결을 통해 리그노셀룰로오스 단편을 결합시킬 수 있다. 점착부여제 성분은 또한 일부 반응하여 반응 생성물의 일부가 될 수 있거나 또는 불활성이어서 (비록 그 내부에 존재할 수 있을지라도) 반응 생성물의 일부가 되지 않을 수 있다. 목재 복합품에 대한 일반적인 접착 메카니즘은 문헌 [THE POLYURETHANES HANDBOOK (David Randall & Steve Lee eds., John Wiley & Sons, Ltd. 2002)] 제397면 내지 제399면에 상세히 기재되어 있으며, 이 전체는 본원에 참고로 인용된다.
상기에 시사한 바와 같이, 결합제 성분의 제1 실시양태에서, 접착제 시스템은 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트 성분과 반응성인 이소시아네이트 반응성 성분의 반응 생성물을 포함한다. 이소시아네이트 성분은 전형적으로 관능기가 2개 이상인, 예를 들어 이소시아네이트 (NCO) 기가 2개 이상인 폴리이소시아네이트이다. 이와 관련하여, 이소시아네이트 성분은 1종의 이소시아네이트 또는 이소시아네이트들의 배합물일 수 있다. 본 발명의 목적상, 적합한 유기 폴리이소시아네이트에는 통상의 지방족, 시클로지방족, 아르지방족 및 방향족 이소시아네이트가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특정 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 (PMDI) 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택된다. 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트는 또한 당업계에서 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트로도 지칭된다. 다른 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 유화성 MDI (eMDI)이다. 본 발명의 목적상, 다른 적합한 이소시아네이트의 예로는 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 나프탈렌 디이소시아네이트 (NDI) 및 이들의 배합물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
특정 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 이소시아네이트 종결 예비중합체이다. 이소시아네이트 종결 예비중합체는 이소시아네이트 및 폴리올 및/또는 폴리아민의 반응 생성물이다. 이소시아네이트는 폴리우레탄 업계의 숙련자에게 공지된 임의의 유형의 이소시아네이트, 예를 들어 상기한 폴리이소시아네이트 중 하나일 수 있다. 이소시아네이트 종결 예비중합체를 제조하기 위해 폴리올이 사용되는 경우, 폴리올은 전형적으로 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택된다. 폴리올은 또한 하기 이소시아네이트 반응성 성분 논의에서 추가로 기재되고 예시되는 폴리올일 수 있다. 이소시아네이트 종결 예비중합체를 제조하기 위해 폴리아민이 사용되는 경우, 폴리아민은 전형적으로 에틸렌 디아민, 톨루엔 디아민, 디아미노디페닐메탄 및 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민, 아미노알코올 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택된다. 적합한 아미노알코올의 예로는 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이들의 배합물이 포함된다. 이소시아네이트 종결 예비중합체는 상기한 폴리올 및/또는 폴리아민 중 2종 이상의 배합물로부터 형성될 수 있음을 이해하여야 한다.
상기에 시사한 바와 같이, 이소시아네이트 또는 이소시아네이트 종결 예비중합체는 유화제의 존재 하에 물과 혼합함으로써 수성 유화액의 형태로 사용할 수도 있다. 이소시아네이트 성분은 또한 개질 이소시아네이트, 예를 들어 카르보디이미드, 알로파네이트, 이소시아누레이트 및 뷔렛일 수 있다.
본 발명의 목적상, 다른 적합한 이소시아네이트에는 기스몬디 (Gismondi) 등의 미국 특허 제4,742,113호, 멘트 (Mente) 등의 미국 특허 제5,093,412호, 클라크 (Clarke) 등의 미국 특허 제5,425,976호, 휴 (Hsu)의 미국 특허 제6,297,313호, 톰슨 (Thompson) 등의 미국 특허 제6,352,661호, 멘트 등의 미국 특허 제6,451,101호, 멘트 등의 미국 특허 제6,458,238호, 멘트 등의 미국 특허 제6,464,820호, 멘트 등의 미국 특허 제6,638,459호, 멘트 등의 미국 특허 제6,649,098호, 캡스 (Capps)의 미국 특허 제6,822,042호, 캡스의 미국 특허 제6,846,849호, 멘트 등의 미국 특허 공보 제2003/0047278호, 루 (Lu) 등의 미국 특허 공보 제2005/0221078호, 사비노 (Savino) 등의 미국 특허 공보 제2005/0242459호 및 에버스 (Evers) 등의 미국 특허 공보 제2006/0157183호에 기재된 것이 포함되며, 상기 문헌의 전문은 본 발명의 일반 범위와 상충되지 않는 정도로 본원에 참고로 인용된다.
본 발명의 목적상, 특정 예의 적합한 이소시아네이트 성분이 바스프 코포레이션 (BASF Corporation, 미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재)에서 상표명 루프라네이트 (LUPRANATE)(등록상표), 예를 들어 루프라네이트(등록상표) M, 루프라네이트(등록상표) MI, 루프라네이트(등록상표) M20SB, 루프라네이트(등록상표) M20HB 및 루프라네이트(등록상표) M20FB 이소시아네이트로서 상업적으로 입수가능하다. 한 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 루프라네이트(등록상표) M20FB이다. 이소시아네이트 성분은 상기한 이소시아네이트 및/또는 이소시아네이트 종결 예비중합체의 임의의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
이소시아네이트 성분 (사용되는 경우)은 전형적으로, 예를 들어 이소시아네이트 성분을 분출, 운무 (fogging) 및/또는 분무 (atomizing)하여 이소시아네이트 성분을 리그노셀룰로오스 단편에 적용함으로써, 이소시아네이트 성분을 리그노셀룰로오스 단편에 특이적으로 적용하는데 적합한 점도를 갖는다. 전형적으로, 이소시아네이트 성분은 ASTM D2196에 따라 25℃에서 점도가 약 100 내지 약 5,000 cps, 대안적으로 약 100 내지 약 2,500 cps, 대안적으로 약 100 내지 약 1,000 cps이다. 적용 기술과 관련없이, 이소시아네이트 성분의 점도는 리그노셀룰로오스 단편을 적절하게 코팅하기에 충분하여야 한다.
상기한 바와 같이, 접착제 시스템은 이소시아네이트 성분 및 이소시아네이트 반응성 성분의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 이소시아네이트 반응성 성분은 물이며, 이는 상기한 바와 같이 예를 들어 이미 존재하는 수분 함량의 일부로서 리그노셀룰로오스 단편 상에 이미 존재하고/하거나 리그노셀룰로오스 단편에 적용될 수 있다. 다른 실시양태에서, 이소시아네이트 반응성 성분은 폴리올 및/또는 폴리아민을 포함한다. 특정 실시양태에서, 이소시아네이트 반응성 성분은 그라프트 폴리올을 포함한다. 이소시아네이트 반응성 성분은 상기한 이소시아네이트 반응성 성분의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
전형적으로, 예를 들어 OSB, PB, 스크림버 또는 MDF 적용에서, 이소시아네이트 반응성 성분은 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 20 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 15 중량부, 대안적으로 약 2 내지 약 10 중량부의 양으로 사용된다. 본원에 기재된 양은 일반적으로 리그노셀룰로오스 단편을 완전히 건조시켜 리그노셀룰로오스 단편의 수분 함량 변화를 확인하는 것으로 산정하는 것을 기초한다. 보다 구체적인 양을 하기에 기재한다. 이소시아네이트 반응성 성분에 물이 사용되는 경우 리그노셀룰로오스 단편의 수분 함량과 관련하여 상기에 기재한 양 중의 양으로 물이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
폴리올 (사용되는 경우)은 전형적으로 통상적인 폴리올, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리에틸올아민, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택된다. 다른 적합한 폴리올에는 바이오폴리올, 예를 들어 대두유, 피마자유, 콩-단백질, 평지씨유 등 및 이들의 배합물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특정 폴리올이 가소화 및/또는 필름 형성 및 점착성 (압력과 함께 증가될 수 있음)을 부여한다고 여겨진다. 예를 들어, 일부 폴리올은, 특히 점착부여제 성분과 함께, 가소제로서 기능할 수 있다.
본 발명의 목적상, 적합한 폴리에테르 폴리올에는 다관능성 개시제의 존재하의 시클릭 옥시드, 예를 들어 에틸렌 옥시드 (EO), 프로필렌 옥시드 (PO), 부틸렌 옥시드 (BO) 또는 테트라히드로푸란의 중합에 의해 수득되는 생성물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 적합한 개시제 화합물은 복수의 활성 수소 원자를 함유하고, 물, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 (PG), 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 톨루엔 디아민, 디에틸 톨루엔 디아민, 페닐 디아민, 디페닐메탄 디아민, 에틸렌 디아민, 시클로헥산 디아민, 시클로헥산 디메탄올, 레조르시놀, 비스페놀 A, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 1,2,6-헥산트리올, 펜타에리트리톨 및 이들의 배합물이 이에 포함된다.
다른 적합한 폴리에테르 폴리올에는 폴리에테르 디올 및 트리올, 예를 들어 폴리옥시프로필렌 디올 및 트리올, 및 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드를 이관능성 또는 삼관능성 개시제에 동시에 또는 순차적으로 첨가함으로써 수득되는 폴리(옥시에틸렌-옥시프로필렌) 디올 및 트리올이 포함된다. 폴리올이 블록 공중합체, 랜덤/블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있는 폴리올 성분의 중량을 기준으로 옥시에틸렌 함량이 약 5 내지 약 90 중량%인 공중합체를 또한 사용할 수 있다. 또다른 적합한 폴리에테르 폴리올에는 테트라히드로푸란의 중합에 의해 수득되는 폴리테트라메틸렌 글리콜이 포함된다.
본 발명의 목적상, 적합한 폴리에스테르 폴리올에는 다가 알코올, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 시클로헥산 디메탄올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 또는 폴리에테르 폴리올 또는 이러한 다가 알코올의 혼합물 및 폴리카르복실산, 특히 디카르복실산 또는 이들의 에스테르 형성 유도체, 예를 들어 숙신산, 글루타르산 및 아디프산 또는 이들의 디메틸 에스테르, 세바크산, 프탈산 무수물, 테트라클로로프탈산 무수물 또는 디메틸 테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물의 히드록시 종결 반응 생성물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 락톤, 예를 들어 카프로락톤을 폴리올과 배합하여 중합시키거나 또는 히드록시 카르복실산, 예를 들어 히드록시 카프로산을 중합시켜 얻어지는 폴리에스테르 폴리올을 또한 사용할 수 있다.
본 발명의 목적상, 적합한 폴리에스테르아미드 폴리올은 폴리에스테르화 혼합물 중에 에탄올아민과 같은 아미노알코올을 포함시킴으로써 수득될 수 있다. 본 발명의 목적상, 적합한 폴리티오에테르 폴리올에는 티오디글리콜을 단독으로 또는 다른 글리콜, 알킬렌 옥시드, 디카르복실산, 포름알데히드, 아미노알코올 또는 아미노카르복실산과 함께 축합함으로써 얻어지는 생성물이 포함된다. 본 발명의 목적상, 적합한 폴리카르보네이트 폴리올에는 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜 또는 테트라에틸렌 글리콜과 같은 디올을 디아릴 카르보네이트, 예를 들어 디페닐 카르보네이트, 또는 포스겐과 반응시킴으로써 얻어지는 생성물이 포함된다. 본 발명의 목적상, 적합한 폴리아세탈 폴리올에는 글리콜, 예컨대 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 헥산디올을 포름알데히드와 반응시킴으로써 제조되는 것이 포함된다. 다른 적합한 폴리아세탈 폴리올은 또한 시클릭 아세탈을 중합시킴으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 목적상, 적합한 폴리올레핀 폴리올에는 히드록시 종결 부탄디엔 단일중합체 및 공중합체가 포함되고 적합한 폴리실록산 폴리올에는 폴리디메틸실록산 디올 및 트리올이 포함된다.
본 발명의 목적상, 적합한 폴리올의 특정 예로는 바스프 코포레이션에서 상표명 플루라콜 (PLURACOL)(등록상표)로서 상업적으로 입수가능하다. 예비중합체 성분은 상기한 폴리올 중 2종 이상의 임의의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
그라프트 폴리올을 사용하는 한 실시양태에서, 그라프트 폴리올은 중합체 폴리올이다. 다른 실시양태에서, 그라프트 폴리올은 폴리하른스토프 (polyharnstoff, PHD) 폴리올, 폴리이소시아네이트 중부가 (PIPA) 폴리올 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택된다. 이소시아네이트 반응성 성분은 상기한 그라프트 폴리올의 임의의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 그라프트 폴리올은 당업계에서 그라프트 분산 폴리올 또는 그라프트 중합체 폴리올로도 지칭될 수 있다. 그라프트 폴리올은 폴리우레탄 업계의 숙련자에게 널리 공지되어 있으며, 이들에는 폴리올, 에를 들어 폴리에테르 폴리올 중에서 1종 이상의 비닐 단량체, 예를 들어 스티렌 단량체 및/또는 아크릴로니트릴 단량체와 거대단량체를 동일계 (in-situ) 중합시킴으로써 얻어지는 생성물, 즉 중합체 입자가 포함된다. 한 실시양태에서, 이소시아네이트 반응성 성분은 스티렌-아크릴로니트릴 그라프트 폴리올이다. 전형적으로, PHD 폴리올은 폴리올 중에서 디이소시아네이트를 디아민과 동일계 반응시켜 안정한 폴리우레아 입자 분산액을 수득함으로써 형성된다. 디이소시아네이트를 디아민 대신에 알카노아민과 동일계 반응시켜 폴리올 중 폴리우레탄 분산액을 수득함으로써 분산액을 전형적으로 형성하는 점을 제외하곤, PIPA 폴리올은 PHD 폴리올과 유사하다. 본 발명은 그라프트 폴리올을 제조하는 임의의 특정 방법에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
사용되는 경우, 그라프트 폴리올은 구체적으로는 한번 형성되면 복합 물품에 특정한 정도의 발수성을 부여함으로써 사이징제 대체물, 예를 들어 사이징 왁스 또는 왁스 사이징제 대체물로서 기능할 수 있다. 예를 들어, OSB 및 OSL 적용에 있어서 파라핀이 일반적인 왁스 사이징제이다. 특정 실시양태에서, 복합 물품에는 왁스 성분, 예컨대 파라핀이 실질적으로 없다. "실질적으로 없다"는 이들 실시양태에서 왁스 성분이 전형적으로 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 5 중량부 이하, 대안적으로 약 2.5 중량부 이하, 대안적으로 약 1.5 중량부 이하, 대안적으로 거의 0 중량부이거나 0 중량부인 양으로 존재함을 의미한다. 특정 실시양태에서, 복합 물품에는 왁스 성분이 전혀 없다.
본 발명의 그라프트 폴리올로 발수성을 부여시키는 한 방법은 리그노셀룰로오스 단편의 표면을 적어도 일부 코팅함으로써 표면의 표면 장력을 감소시키는 것이다. 그라프트 폴리올로 발수성을 부여시키는 또다른 방법은 그라프트 폴리올을 리그노셀룰로오스 단편 내의 그리고 이들 사이의 모세관에 적어도 일부 충전함으로써 물의 모세관 흡수에 장벽을 제공하는 것이다. 또한, 그라프트 폴리올은 경화 동안 또는 경화되어 반응 생성물을 형성한 후 복합 물품 내, 예를 들어 접착제 내에서의 형성으로부터의 마이크로- 및/또는 나노-균열의 형성을 감소시키는 것으로 여겨진다. 추가로, 이러한 균열이 리그노셀룰로오스 단편에 이미 존재하는 경우, 그라프트 폴리올은 상기에서 모세관에 대한 기재에서 시사한 바와 같이 이러한 균열을 적어도 일부 충전한다. 물을 차단하고 균열을 충전하는 것은 복합 물품이 사용 동안 수분에 노출되는 경우의 층간분리 및 팽윤 문제를 감소시키는 것으로 여겨진다. 또한, 이러한 "충전"은 주로 그라프트 폴리올의 중합체 입자 때문에 일어나는 것으로 여겨진다.
사용되는 경우, 그라프트 폴리올은 연속 상 및 불연속 상을 포함하고, 보다 전형적으로는 그라프트 폴리올은 연속 상 및 불연속 상을 포함한다. 그라프트 폴리올의 연속 상은 반응성기, 예컨대 히드록실 (OH)기가 있는 중합체 입자의 증가된 피복 (coverage)을 제공하는 이소시아네이트 성분과 일반적으로 혼화성이 아니다. 이러한 반응성기는 일단 반응성기가 반응하면 복합 물품에서 가교를 또한 부여할 수 있다. 중합체 입자는 또한 하기 기재되어 있다.
특정 실시양태에서, 그라프트 폴리올의 폴리올은 소수성 폴리올이다. 특정 실시양태에서, 폴리올은 소수성 폴리에테르 폴리올이다. 또다른 특정 실시양태에서, 폴리올은 소수성 폴리에스테르 폴리올이다. 소수성 폴리올은 알킬렌 옥시드를 함유한다. 이들 실시양태에서, 소수성 폴리올은 전형적으로 각각 소수성 폴리올의 알킬렌 옥시드 100 중량부를 기준으로 에틸렌 옥시드 (EO)를 약 0 내지 약 50 중량부, 대안적으로 약 2 내지 약 20 중량부, 대안적으로 약 5 내지 약 15 중량부 갖는다. 다른 실시양태에서, 소수성 폴리올은 전형적으로 각각 알킬렌 옥시드 100 중량부를 기준으로 프로필렌 옥시드 (PO)를 60 중량부 이상, 대안적으로 70 중량부 이상, 대안적으로 80 중량부 이상 갖는다. 따라서, 이들 실시양태에서, 소수성 폴리올은 소수성 폴리올에 소수성을 부여하여 이에 따라 복합 물품에 소수성을 부여하는 프로필렌 옥시드 풍부 폴리올이다.
특정 실시양태에서, 소수성 폴리올의 알킬렌 옥시드는 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 혼합물을 포함한다. 또다른 실시양태에서, 소수성 폴리올의 알킬렌 옥시드에는 프로필렌 옥시드만이 포함되는데, 즉 소수성 폴리올은 에틸렌 옥시드와 같은 다른 알킬렌 옥시드를 포함하지 않는다. 특정 실시양태에서, 소수성 폴리올은 당업계에 공지된 다른 유형의 알킬렌 옥시드, 예를 들어 프로필렌 옥시드 및 임의로는 에틸렌 옥시드와 배합된 부틸렌 옥시드 (BO)를 포함한다. 소수성 폴리올의 알킬렌 옥시드는 다양한 구조, 예컨대 랜덤 (이종 (heteric)) 구조, 블록 구조, 캡핑된 구조 또는 이들의 조합으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 소수성 폴리올은 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 이종 혼합물을 포함한다.
특정 실시양태에서, 소수성 폴리올은 에틸렌 옥시드로 말단 캡핑된다. 소수성 폴리올은 전형적으로 각각 소수성 폴리올 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 약 25 중량부, 대안적으로 약 5 내지 약 20 중량부, 대안적으로 약 10 내지 약 15 중량부의 에틸렌 옥시드의 말단 캡을 갖는다. 특정 실시양태에서, 말단 에틸렌 옥시드 캡에서 에틸렌 옥시드만이 존재할 수 있으나, 다른 실시양태에서, 소수성 폴리올의 알킬렌 옥시드에서 에틸렌 옥시드는 프로필렌 옥시드, 및 임의로는 다른 알킬렌 옥시드, 예를 들어 부틸렌 옥시드와 함께 또한 존재할 수 있는 것을 이해하여야 한다. 일반적으로, 본 발명의 목적상, 복합 물품에 증가된 소수성을 부여하기 위해 소수성 폴리올의 증가된 프로필렌 옥시드 함량이 바람직하다.
본 발명의 목적상 적합한 소수성 폴리올에는 글리세린-개시, 트리메틸올프로판-개시, 프로필렌 글리콜-개시 및 수크로스-개시 폴리에테르 폴리올 및 이들의 배합물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한 실시양태에서, 소수성 폴리올은 글리세린-개시 폴리에테르 폴리올이다. 소수성 폴리올의 알킬렌 옥시드는 일반적으로 소수성 폴리올의 각각의 개시제 부분으로부터 연장된다.
상기 시사한 바와 같이, 그라프트 폴리올의 불연속 상은 중합체 입자를 포함한다. 상기한 바와 같이, 마이크로- 및/또는 나노-균열이 리그노셀룰로오스 단편에 존재하는 경우, 그라프트 폴리올의 불연속 상의 중합체 입자가 이들 균열을 적어도 일부 충전하는 것으로 여겨진다. 중합체 입자는 이들의 거대단량체 구성물때문에 크기가 일반적으로 크다. 즉, 중합체 입자는 마이크로미터 또는 그보다 큰 치수, 예를 들어 마이크로미터 또는 그보다 큰 직경을 갖는다. 특정 실시양태에서, 중합체 입자의 평균 직경은 약 0.1 내지 약 10 마이크로미터, 대안적으로 약 0.1 내지 약 1.5 마이크로미터이다. 다른 실시양태에서, 중합체 입자는 0.1 마이크로미터 미만의 평균 직경을 가져, 나노-중합체 입자를 갖는 그라프트 폴리올이 제공된다. 물의 차단 및 균열의 충전은 복합 물품이 보관 또는 사용 동안 수분에 노출되는 경우의 층간분리 및 팽윤 문제를 감소시킨다. 균열을 충전하는 것 이외에, 특정 실시양태에서 중합체 입자는 이소시아네이트 성분과 반응성이며, 이는 복합 물품의 내부 결합 (IB) 강도를 증가시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 중합체 입자는 스티렌, 예를 들어 알파-메틸 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산 및 메타크릴산의 에스테르, 에틸렌계 불포화 니트릴, 아민, 아미드 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택된 단량체의 반응 생성물을 전형적으로 포함한다. 특정 실시양태에서, 중합체 입자는 상기 기재된 바와 같이 불포화를 갖는 폴리올과 같은 거대단량체의 추가 반응을 포함하며, 이는 중합체 입자의 화학적 혼입을 가능하게 한다. 이들 실시양태에서, 중합체 입자는 이소시아네이트 성분과 반응할 수 있는 중합체 입자에 부착된 반응성기, 예를 들어 OH기 때문에 복합 물품에서 가교를 부여할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 중합체 입자, 예를 들어 스티렌 및 아크릴로니트릴 단량체로부터 형성된 중합체 입자는 이들의 특정 화학적 구성에 따라 "핫 멜트 (hot melt)" 접착제로서 기능할 수 있는 것으로 여겨진다.
한 실시양태에서, 중합체 입자는 당업계에서 알 수 있는 바와 같이 스티렌 단량체와 아크릴로니트릴 단량체의 반응 생성물인 스티렌 아크릴로니트릴 (SAN) 공중합체를 포함한다. 전형적으로, SAN 공중합체의 스티렌 대 아크릴로니트릴 중량비는 약 30:70 내지 약 70:30, 대안적으로 약 40:60 내지 약 60:40, 대안적으로 약 45:55 내지 약 60:40, 대안적으로 약 50:50 내지 약 60:40, 대안적으로 약 55:45 내지 약 60:40이다. 한 실시양태에서, SAN 공중합체의 스티렌 대 아크릴로니트릴 중량비는 약 66.7:33.3이다. 또다른 실시양태에서, 중합체 입자는 아민 단량체와 이소시아네이트 (NCO)기, 예컨대 디이소시아네이트의 NCO기의 반응 생성물인 우레아이다. 또다른 실시양태에서, 중합체 입자는 알코올 단량체와 이소시아네이트 (NCO)기, 예컨대 디이소시아네이트의 NCO기의 반응 생성물인 우레탄이다.
전형적으로, 중합체 입자는 그라프트 폴리올에서 그라프트 폴리올 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 약 70 중량부, 대안적으로 약 15 내지 약 55 중량부, 대안적으로 약 25 내지 약 50 중량부의 양으로 존재한다. 한 실시양태에서, 중합체 입자는 그라프트 폴리올에서 그라프트 폴리올 100 중량부를 기준으로 약 65 중량부의 양으로 존재한다. 일반적으로, 상기 기재된 바와 같이, 중합체 입자의 양을 증가시킬수록 복합 물품의 발수성이 증가된다.
그라프트 폴리올의 분자량은 전형적으로 약 400 내지 약 20,000, 대안적으로 약 500 내지 약 10,000, 대안적으로 약 600 내지 약 5,000, 대안적으로 약 700 내지 약 3,000이다. 한 실시양태에서, 그라프트 폴리올의 분자량은 약 730이다. 또다른 실시양태에서, 그라프트 폴리올의 분자량은 약 3,000이다.
본 발명의 목적상, 다른 적합한 그라프트 폴리올 및 이들의 제조 방법에는 그레이스 (Grace) 등의 미국 특허 제4,522,976호, 멘트 등의 미국 특허 제5,093,412호, 부즈킥 (Wujcik) 등의 미국 특허 제5,179,131호, 후앙 (Huang) 등의 미국 특허 제5,223,570호, 헤이네만 (Heinemann) 등의 미국 특허 제5,594,066호, 크라츠 (Kratz) 등의 미국 특허 제5,814,699호, 팔케 (Falke) 등의 미국 특허 제6,034,146호, 팔케 등의 미국 특허 제6,103,140호, 창 (Chang) 등의 미국 특허 제6,352,658호, 해리슨 (Harrison) 등의 미국 특허 제6,432,543호, 로렌츠 (Lorenz) 등의 미국 특허 제6,472,447호, 해리슨 등의 미국 특허 제6,649,107호 및 애드킨 (Adkin) 등의 미국 특허 제7,179,882호에 기재된 것들이 포함되며, 상기 특허 문헌 전문은 본원에 참조로서 인용된다.
본 발명의 목적상, 적합한 그라프트 폴리올의 특정 예로는 바스프 코포레이션에서 상표명 플루라콜(등록상표), 예컨대 플루라콜(등록상표) 1365, 플루라콜(등록상표) 4600, 플루라콜(등록상표) 4650, 플루라콜(등록상표) 4800, 플루라콜(등록상표) 4815, 플루라콜(등록상표) 4830 및 플루라콜(등록상표) 4850 그라프트 폴리올로서 상업적으로 입수가능하다. 특정 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 플루라콜(등록상표) 4650을 포함한다. 또다른 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 플루라콜(등록상표) 2086 및/또는 플루라콜(등록상표) 593이다. 이소시아네이트-반응성 성분에는 상기한 그라프트 폴리올의 임의의 배합물이 포함될 수 있음을 이해하여야 한다. 그라프트 폴리올에 대한 상세한 정보는 문헌 [THE POLYURETHANES HANDBOOK (David Randall & Steve Lee eds., John Wiley & Sons, Ltd. 2002)] 제104면 및 제105면에 기재되어 있으며, 그 전문은 본원에 참고로 인용된다.
사용되는 경우, 그라프트 폴리올은 전형적으로 그라프트 폴리올을 분출, 운무 및/또는 분무함으로써 그라프트 폴리올을 리그노셀룰로오스 단편에 적용하는 것과 같이 그라프트 폴리올을 리그노셀룰로오스 단편에 특정하게 적용하는데 적합한 점도를 갖는다. 전형적으로, 그라프트 폴리올의 점도는 ASTM D2196에 따라 25℃에서 약 100 내지 약 10,000 cps, 대안적으로 약 500 내지 약 5,000 cps, 대안적으로 약 500 내지 약 3,000 cps이다. 적용 기술과 관련없이, 그라프트 폴리올의 점도는 리그노셀룰로오스 단편을 적절하게 코팅하기에 충분하여야 한다.
사용되는 경우, 그라프트 폴리올은 각각 접착제 시스템 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 약 40 중량부, 대안적으로 약 10 내지 약 30 중량부, 대안적으로 약 15 내지 약 25 중량부의 양으로 전형적으로 사용된다. 그라프트 폴리올에는 상기한 폴리올, 중합체 입자 및/또는 그라프트 폴리올의 유형의 임의의 배합물이 포함될 수 있음을 이해하여야 한다.
상기 시사한 바와 같이, 이소시아네이트 성분이 결합제 성분으로서 사용되는 경우, 접착제 시스템은 그라프트 폴리올 중의 폴리올과 상이한 보조 폴리올을 추가로 포함할 수 있다. 보조 폴리올로서 사용하기에 적합한 폴리올은 상기 이소시아네이트-종결 예비중합체에서 기재되고 예시된 것들이다. 보조 폴리올은 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, (그라프트 폴리올의 폴리올에 비해) 보다 높은 관능가를 갖는 보조 폴리올이 이소시아네이트 성분과 반응하기 위한 추가의 반응성기를 제공하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 보조 폴리올이 접착제의 점도를 증가시키거나 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 보조 폴리올은 다양한 양으로 사용될 수 있다.
결합제 성분의 제2 실시양태에서, 접착제 시스템의 결합제 성분은 UF 수지 또는 멜라민 UF 수지를 포함한다. UF 수지는 당업계에 공지된 임의의 유형의 UF 수지 또는 멜라민 UF 수지일 수 있다. 본 발명의 목적상, 적합한 등급의 UF 수지 및 멜라민 UF 수지가 헥시온 스페셜티 케미컬즈 인크. (Hexion Specialty Chemicals Inc.) (미국 오리건주 스프링필드 소재)와 같은 다양한 공급처로부터 상업적으로 입수가능하다. 본 발명의 목적상, 적합한 UF 수지의 예로는 헥시온으로부터의 카스코-레진 (Casco-Resin) F09RFP가 있다.
결합제 성분의 제3 실시양태에서, 접착제 시스템의 결합제 성분은 대두계 접착제이다. 당업계에서 알 수 있는 바와 같이, 대두계 접착제는 변경되거나 변경되지 않을 수 있는 대두분을 전형적으로 포함한다. 대두계 접착제는 분산액의 형태일 수 있다. 대두는 다양한 관능기, 예컨대 리신, 히스티딘, 아르기닌, 티로신, 트립토판, 세린 및/또는 시스테인을 가질 수 있다. 존재하는 경우, 각각의 기는 대두 자체를 기준으로 약 1 중량% 내지 약 8 중량%의 범위일 수 있다. 특정 실시양태에서, 대두분은 예컨대 PF, UF, pMDI 등으로 공중합될 수 있다. 본 발명의 목적상, 적합한 대두계 접착제는 전체가 참조로 인용되는 문헌 [Wood adhesives 2005 : November 2-4, 2005 ... San Diego, California, USA. Madison, WI : Forest Products Society, 2005: ISBN: 1892529459] 제263면-제269면 및 http://www.forestprod.org/adhesives09allen.pdf에 기재되어 있다.
특정 실시양태에서, 대두계 접착제는 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지와 대두 접착제의 배합물을 포함한다. PAE 수지와 대두 접착제는 다양한 비율로 사용될 수 있으며, 전형적으로는 PAE 수지의 양에 비해 존재하는 대두 접착제의 양이 보다 많다. 본 발명의 목적상, 적합한 등급의 PAE 및 대두 접착제는 허큘레스 인코포레이티드 (Hercules Incorporated, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터 예컨대 허큘레스 (Hercules)(등록상표) PTV D-41080 레진 (Resin) (PAE) 및 PTV D-40999 소이 어드히시브 (Soy Adhesive)로서 상업적으로 입수가능하다. 한 실시양태에서, 결합제 성분은 상기한 PAE 수지와 대두 접착제의 배합물을 포함한다.
전형적으로는, 예컨대 OSB, PB, 스크림버 또는 MDF 적용에서, 결합제 성분은 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 20 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 15 중량부, 대안적으로 약 2 내지 약 10 중량부의 양으로 사용된다.
한 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 3 중량부의 양으로 사용된다. 또다른 실시양태에서, UF 수지는 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 5 내지 약 10 중량부의 양으로 사용된다. 또다른 실시양태에서, 대두계 접착제는 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 7 내지 약 8 중량부의 양으로 사용된다. 일반적으로, 너무 소량의 결합제 성분을 사용하는 경우, 생성된 복합 물품은 상업적으로 성공적이기 위해 필요한 물리적 특성을 갖지 않는다. 마찬가지로, 너무 과량의 결합제 성분을 사용하는 경우, 이러한 양의 결합제 성분을 사용하여 부여되는 임의의 이점을 넘어서도록 복합 물품의 제작 비용이 일반적으로 증가한다.
접착제 시스템은 첨가제 성분을 추가로 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 첨가제 성분은 이형제, 사이징제, 촉매, 충전제, 난연제, 가소제, 안정화제, 가교제, 사슬-연장제, 사슬-종결제, 공기 방출제, 습윤제, 표면 개질제, 발포 안정화제, 수분 스캐빈저, 건조제, 점도 감소제, 강화제, 염료, 안료, 착색제, 산화방지제, 상용화제, 자외선 안정화제, 요변화제, 노화방지제, 윤활제, 커플링제, 용매, 유변학 촉진제, 접착 촉진제, 증점제, 발연억제제, 대전방지제, 항균제, 살진균제, 살곤충제 및 이들의 배합물의 군으로부터 전형적으로 선택된다. 사용되는 경우, 첨가제 성분은 다양한 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 목적상, 다른 적합한 첨가제에는 크루에세만 (Kruesemann) 등의 미국 특허 공보 제2006/0065996호에 기재된 것들이 포함되며, 상기 특허 문헌 전문은 본원에 참조로서 인용된다. 첨가제 성분은 상기한 첨가제들의 임의의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
특정 실시양태에서, 첨가제 성분은 촉매 성분을 포함한다. 한 실시양태에서, 촉매 성분은 주석 촉매를 포함한다. 본 발명의 목적상, 적합한 주석 촉매에는 유기 카르복실산의 주석(II) 염, 예를 들어 주석(II) 아세테이트, 주석(II) 옥토에이트, 주석(II) 에틸헥사노에이트 및 주석(II) 라우레이트가 포함된다. 한 실시양태에서, 유기금속 촉매는 유기 카르복실산의 디알킬주석(IV) 염인 디부틸주석 디라우레이트를 포함한다. 본 발명의 목적상, 디부틸주석 디라우레이트와 같은 적합한 유기금속 촉매의 특정 예는 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈, 인크. (Air Products and Chemicals, Inc., 미국 펜실베니아주 앨런타운 소재)로부터 상표명 댑코 (DABCO)(등록상표)하에 상업적으로 입수가능하다. 유기금속 촉매는 유기 카르복실산의 다른 디알킬주석(IV) 염, 예컨대 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 말레에이트 및 디옥틸주석 디아세테이트를 또한 포함할 수 있다.
본 발명의 목적상, 다른 적합한 촉매의 예로는 염화철(II), 염화아연, 납 옥토에이트, 트리스(N,N-디메틸아미노프로필)-s-헥사히드로트리아진을 비롯한 트리스(디알킬아미노알킬)-s-헥사히드로트리아진, 테트라메틸암모늄 히드록시드를 비롯한 테트라알킬암모늄 히드록시드, 나트륨 히드록시드 및 칼륨 히드록시드를 비롯한 알칼리 금속 히드록시드, 나트륨 메톡시드 및 칼륨 이소프로폭시드를 비롯한 알칼리 금속 알콕시드 및 10 내지 20개의 탄소 원자 및/또는 측면의 OH기를 갖는 장쇄 지방산의 알칼리 금속염이 포함된다.
본 발명의 목적상, 다른 적합한 촉매, 구체적으로는 삼량체화 촉매의 추가 예로는 N,N,N-디메틸아미노프로필헥사히드로트리아진, 칼륨, 칼륨 아세테이트, N,N,N-트리메틸 이소프로필 아민/포르메이트 및 이들의 배합물이 포함된다. 적합한 삼량체화 촉매의 특정 예는 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈, 인크.로부터 상표명 폴리캣 (POLYCAT)(등록상표)하에 상업적으로 입수가능하다.
본 발명의 목적상, 다른 적합한 촉매, 구체적으로는 3차 아민 촉매의 추가 예로는 디메틸아미노에탄올, 디메틸아미노에톡시에탄올, 트리에틸아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, N,N-디메틸아미노프로필아민, N,N,N',N',N"-펜타메틸디프로필렌트리아민, 트리스(디메틸아미노프로필)아민, N,N-디메틸피페라진, 테트라메틸이미노-비스(프로필아민), 디메틸벤질아민, 트리메틸아민, 트리에탄올아민, N,N-디에틸 에탄올아민, N-메틸피롤리돈, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, 비스(2-디메틸아미노-에틸)에테르, N,N-디메틸시클로헥실아민 (DMCHA), N,N,N',N',N"-펜타메틸디에틸렌트리아민, 1,2-디메틸이미다졸, 3-(디메틸아미노) 프로필이미다졸 및 이들의 배합물이 포함된다. 적합한 3차 아민 촉매의 특정 예는 에어 프로덕츠 앤드 케미컬즈, 인크.로부터 상표명 폴리캣(등록상표)하에 상업적으로 입수가능하다.
사용되는 경우, 촉매 성분은 다양한 양으로 사용될 수 있다. 촉매 성분이 상기한 촉매들의 임의의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
특정 실시양태에서, 복합 물품에는 UF 수지 및/또는 PF 수지가 실질적으로 없다. "실질적으로 없다"는 이들 실시양태에서 UF 수지 및/또는 PF 수지가 각각 복합 물품 100 중량부를 기준으로 약 15 중량부 이하, 대안적으로 약 10 중량부 이하, 대안적으로 약 5 중량부 이하, 대안적으로 거의 0 중량부이거나 0 중량부인 양으로 존재하는 것을 의미한다. 다른 실시양태에서, 복합 물품에는 UF 수지 및/또는 PF 수지가 전혀 없다.
상기한 바와 같이, 복합 물품이 복수의 리그노셀룰로오스 단편상에 배치된 점착부여제 성분을 추가로 포함하도록 접착제 시스템이 점착부여제 성분을 또한 포함한다. "상에 배치된다"는 점착부여제 성분이 적어도 리그노셀룰로오스 단편 일부와 접촉하고 있음을 의미한다. 제작 동안, 습윤/비경화 상태 내지 건조/경화 상태와 같은 복합 물품의 각종 형태가 존재할 수 있음을 이해하여야 한다. 복합 물품의 "습윤" 형태는 매쓰, 퍼니시 또는 매트로서 또한 지칭될 수 있는 한편, "건조" 형태는 일반적으로 복합 물품의 최종 형태, 예컨대 PB, OSB 등이다. 복합 물품의 최종 형태는 어느 정도 잔류 수분 함량을 가질 수 있음을 이해하여야 한다.
상기한 바와 같이, 점착부여제 성분은 접착제 시스템의 반응 생성물의 일부이거나 단지 반응 생성물의 존재하에 있을 수 있다. 결합제 성분 및 점착부여제 성분의 화학에 따라, 점착부여제 성분은 결합제 성분에 관해 반응성이거나 불활성일 수 있다. 점착부여제와 복합 물품의 다른 성분 사이에 결합이 일어나는 경우, 이는 물리적, 화학적 결합 등일 수 있다. 특정 점착부여제 성분이 복합 물품에 어느 정도 수소 결합을 부여할 수 있는 것으로 또한 여겨진다. 점착부여제 성분은 제조 동안, 예를 들어 매트 형태로 있는 동안 복합 물품에 점착을 부여하는데 유용하다. 단지 단독으로 사용되는 경우, 결합제 성분은 특정 경우에서 습윤 복합 물품 (예를 들어, 매트 또는 퍼니시)에 불충분한 점착을 부여하여 복합 물품의 매트가 복합 물품의 완전한 형성 전에 바람직하지 않게 뒤틀리게 할 수 있다. 상기 또다른 방식으로, 점착부여제 성분은 복합 물품의 제조 동안 접착제로서 기능하고 결합제 성분의 반응 생성물은 복합 물품의 제조 후 접착제로서 기능하는 것으로 여겨진다. 이러한 방식으로, 결합제 및 점착부여제 성분은 모두 본 발명의 접착제 시스템의 일부이다.
점착부여제 성분은 복합 물품에 점착을 부여하기 위해 각종 재료에 포함될 수 있고, 1종 이상의 여러 유형의 점착부여제를 포함할 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이거나 제한되고자 함 없이, 복합 물품에 부여되는 점착도는 전형적으로 점착부여제에 따라 다양한 것으로 여겨진다. 형성되는 복합 물품의 유형에 따라 여러 점착 수준이 요구될 수 있다. 예를 들어, 리그노셀룰로오스 단편 자체는 크기 및 형상에 따라 서로에 대해 "끈적거리거나" 서로에 대해 배향시켜, 점착부여제 성분을 사용함으로써 요구되는 "추가" 점착의 수준을 다양하게 할 수 있다.
점착 유형 및/또는 점착도는 점착부여제에 따라 다양할 수 있다. 점착부여제 성분에 따라, 이에 따라 부여된 점착은 축적에 요구되는 시간과 같은 이의 대기시간 (latency)이 다양할 수 있거나 적용 시간으로부터 빠르게 감소될 수 있다. 몇몇 점착부여제는 점착을 위한 물의 존재에 보다 좌우될 수 있다. 조금 다르게, 다른 점착부여제는 "그린 점착 (green tack)" 특성을 보다 많이 가진다. 몇몇 점착부여제는 당업계에서 알 수 있는 바와 같이 느슨한 퍼니시, 예를 들어 "슬럼핑 (slumping)", "스노우볼링 (snowballing)", "라바-플로윙 (lava-flowing)", "웨트-룩 (wet-look)" 등으로서 점착의 몇몇 숨길 수 없는 (tell-tale) 전통적인 시각적 징후들 없이 압력-의존적이다.
바람직하게는, 사용되는 점착부여제 성분의 유형 및 양은 접착제 시스템을 형성/규정하기 위해 결합제 성분과 배합되어 복합 물품의 특정 요건을 충족시키는, 예를 들어 복합 물품의 제작 업체가 충족시켜야 할 특정 기준을 가질 수 있는 통상적인 UF 수지의 점착 프로파일 (즉, 대기시간, 경도 및 탄성)을 모방하거나 향상시키는 것이어야 한다. 이에 따라, 이러한 제작 업체는 UF 또는 PF 수지를 사용하는 경우, 결합제 성분과 점착부여제 성분의 배합물은 목적하는 기준을 수득하도록 맞추어질 수 있다.
점착부여제 성분은 여러 유형, 화학, 형태 및/또는 특성의 것일 수 있다. 예시적 점착부여제에는 중합체 점착부여제, 극성이 높고/높거나 이온성인 점착부여제, H-결합, 예를 들어 높은 농도의 O, OH, NH 및 N 관능기를 부여하는 점착부여제, 수계 점착부여제 및 용이하게 분산되는 (예를 들어, 저점도) 점착부여제가 포함되나, 이에 제한되지 않는 것으로 여겨진다. 특정 점착부여제, 예컨대 양이온 전하를 갖는 점착부여제가 복합 물품에 점착을 부여하는데 유용한 것으로 여겨진다. 또한, 보다 낮은 Tg를 갖는 점착부여제, 또는 보다 낮은 Tg를 부여하는 점착부여제들이 복합 물품에 바람직한 특성을 부여하는데 유용할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 특정 점착부여제가 가소화 및/또는 필름 형성 및 점착성 (압력과 함께 증가될 수 있음)을 부여한다고 여겨진다. 또한, 특정 점착부여제가 감압성 접착제로서 작용하여 점착을 부여하는 것으로 여겨진다. 특정 실시양태에서, 점착부여제 성분은 연속 상 및 불연속 상을 포함한다.
점착부여제 성분의 제1 실시양태에서, 점착부여제 성분은 비닐 아세테이트의 단일중합체 및/또는 공중합체 (하기에 중합체로서 지칭됨)를 포함한다. 중합체는 당업계에서 이해되는 비닐 아세테이트의 임의의 유형의 단일중합체 및/또는 공중합체일 수 있다. 중합체는 당업계에서 이해되는 각종 단량체들, 예컨대 하기 기재된 단량체들로부터 형성될 수 있다. 한 실시양태에서, 중합체는 폴리비닐 아세테이트이다. 또다른 실시양태에서, 중합체는 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체이다. 또다른 실시양태에서, 중합체는 비닐-아세테이트 에틸렌 (VAE) 공중합체이다. 점착부여제 성분은 여러 중합체들의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
특정 실시양태에서, 중합체는 i) C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르, ii) 에틸렌, iii) C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트, iv) 에틸렌계 불포화 카르복실산, 또는 v) 이들의 배합물을 포함하거나 이들의 반응 생성물을 포함한다.
한 실시양태에서, 중합체는 i) C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르를 포함하거나 이들의 반응 생성물을 포함한다. i) C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르는 비닐 아세테이트 또는 카르복실산과 선형 또는 분지형 C1 내지 C12 알킬 사슬의 다른 비닐 에스테르의 군으로부터 선택될 수 있다.
또다른 실시양태에서, 중합체는 iii) C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트를 포함하거나 이들의 반응 생성물을 포함한다. iii) C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 운데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 트리데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 노르보르닐 (메트)아크릴레이트, 4-tert-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 디메틸 말레에이트, n-부틸 말레에이트, 프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 카르보디이미드 (메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 2-t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택될 수 있다.
또다른 실시양태에서, 중합체는 iv) 에틸렌계 불포화 카르복실산을 포함하거나 이들의 반응 생성물을 포함한다. iv) 에틸렌계 불포화 카르복실산은 (메트)아크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 에타크릴산, 크로톤산, 시트라콘산, 신남산 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택될 수 있다.
특정 실시양태에서, 중합체의 유리 전이 온도 (Tg)는 약 -85℃ 내지 약 +25℃, 대안적으로 약 -60℃ 내지 약 0℃, 대안적으로 약 -55℃ 내지 약 -20℃, 대안적으로 약 -55℃ 내지 약 -35℃, 대안적으로 약 -50℃ 내지 약 -15℃이다.
특정 실시양태에서, 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw)은 약 2,000 내지 약 3,000,000, 대안적으로 약 20,000 내지 약 1,500,000, 대안적으로 약 200,000 내지 약 650,000이다. 특정 실시양태에서, 중합체의 수평균 분자량 (Mn)은 약 1,000 내지 약 2,000,000, 대안적으로 약 10,000 내지 약 1,000,000, 대안적으로 약 55,000 내지 약 100,000이다.
상기한 바와 같이, 점착부여제 성분은 결합제 성분과 반응성일 수 있다. 이에 따라, 특정 실시양태에서 중합체는 결합제 성분과 반응성인 관능기를 하나 이상 갖는다. 중합체는 카르복실 관능기, 히드록실 관능기 또는 이들의 배합물을 비롯한 각종 유형의 관능기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 당업자는 중합체를 형성하는데 사용되는 성분 및 이들의 양에 따라 각종 기를 부여할 수 있음을 이해한다.
점착부여제 성분은 각종 형태, 예컨대 분산액 형태, 유화액 형태 또는 수지 형태 (예를 들어, 용매가 없는 형태), 예를 들어 조 EVA 공중합체일 수 있다. 특정 실시양태에서, 점착부여제 성분은 중합체 및 물을 포함하는 분산액, 중합체 및 물과 상이한 용매를 포함하는 용액이거나, 물/용매가 없다. 점착부여제 성분의 형태를 조정하는 것이 본 출원의 목적상 유용할 수 있다. 특정 실시양태에서, 점착부여제 성분은 점착부여제 성분 100 중량부를 기준으로 고형분, 예를 들어 아크릴 중합체를 약 1 내지 약 80 중량부 포함한다.
적합한 중합체 분산액, 유화액 및/또는 수지의 특정한 예는 이.아이. 듀폰 드 네모아 (E.I. DuPont de Nemours, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 상표명 엘박스 (ELVAX)(등록상표)로서 명시된 제품 군, 허니웰 (Honeywell, 미국 뉴저지주 모리스타운 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 상표명 허니웰 (HONEYWELL) A-C(등록상표), 예컨대 허니웰 A-C(등록상표) 430으로서 명시된 제품 군, 셀라니즈 코포레이션 (Celanese Corporation, 미국 텍사스주 댈러스 소재)으로부터 상업적으로 입수가능한 상표명 엑스-링크(등록상표), 예컨대 엑스-링크(등록상표) 2873 및 상표명 두르-오-세트(DUR-O-SET)(등록상표), 예컨대 두르-오-세트(등록상표) E310 및 E351로서 명시된 제품 군을 비롯하여 다양한 상업적인 공급처로부터 상업적으로 입수가능하다.
특정 실시양태에서, 점착부여제 성분은 상기 기재되고 예시된 중합체와 상이한 점착부여제를 포함한다. 다른 특정한 유형의 점착부여제에는 로진계 생성물, 폴리사카라이드, 폴리올-함유 아크릴레이트, 폴리펩티드 및 셀룰로오스계 검이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 적합한 점착부여제의 추가의 특정한 예로는 상표명 소칼란 (SOKALAN)(등록상표), 예컨대 소칼란(등록상표) CP7, 소칼란(등록상표) CP10S, 소칼란(등록상표) PA80S, 소칼란(등록상표) CP 12S, 소칼란(등록상표) 165, 소칼란(등록상표) HP53 및 소칼란(등록상표) HP56K로서 명시된 제품 군, 상표명 아크로두르 (ACRODUR)(등록상표), 예컨대 아크로두르(등록상표) 950L로서 명시된 제품 군, 상표명 제프아민 (JEFFAMINE)(등록상표), 예컨대 제프아민(등록상표) EDR-148, 제프아민(등록상표) T-403, 제프아민(등록상표) T-5000하에 명시된 제품 군을 비롯한 폴리에테르아민, 폴리사카라이드 및 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) MF, CMC M1F 및 CMC LF가 포함되나, 이에 제한되지 않는다.
사용될 수 있는 다른 점착부여제에는 상기 예시된 상표명의 다른 등급의 제품이 포함됨을 이해하여야 한다. 많은 상기한 점착부여제는 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다. 이들의 공업적 데이터 시트 및 재료 안전성 데이터 시트 전체가 본원에 참조로서 인용된다. 점착부여제 성분이 상기 기재되고 예시된 2종 이상의 점착부여제의 배합물을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
전형적으로는, 예컨대 OSB, PB, 스크림버 또는 MDF 적용에서, 점착부여제 성분은 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 10 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 7.5 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 5 중량부의 양으로 사용된다.
전형적으로는, 결합제 성분 및 점착부여제 성분은 복합 물품에서 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 25 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 15 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 10 중량부, 대안적으로 약 5 내지 약 10 중량부의 총 양으로 사용된다. "총 양"은 각각의 결합제 성분 및 점착부여제 성분이 복합 물품에서 양의 (positive) 양, 즉 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 0 중량부 초과의 양으로 개별적으로 사용됨을 의미한다. 결합제 성분 및 점착부여제 성분은 복합 물품에서 다양한 중량비로 사용될 수 있다. 다른 임의적인 성분, 예를 들어 첨가제 성분이 복합 물품을 형성하는데 또한 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
결합제 성분 및 점착부여제 성분은 다양한 방법에 의해, 예컨대 철도 차량, 탱커 (tanker), 대형 드럼 (drum) 및 컨테이너 또는 소형 드럼, 토트 (tote) 및 키트 (kit)에서 사용하기 위해 소비자에게 공급될 수 있다. 예를 들어, 하나의 드럼이 결합제 성분을 함유하고 또다른 드럼이 점착부여제 성분을 함유할 수 있다. 일반적으로, 성분을 별도로 소비자에게 제공하는 것은 성분의 너무 이른 잠재적인 반응을 감소시키고 접착제를 형성하는데 대한 증가된 제형 융통성을 제공한다. 예를 들어, 소비자는 특정한 결합제 성분 및 특정한 점착부여제 성분 및 이들의 양을 선택하여 이로부터 형성되는 복합 물품을 제조할 수 있다. 첨가제 성분과 같은 다른 성분들, 예를 들어 촉매 성분이 사용되는 경우, 이러한 성분은 개별적으로 제공되거나 1종 이상의 결합제 성분 또는 점착부여제 성분과 예비혼합될 수 있다.
특정 실시양태에서, 복합 물품은 중합체 입자를 추가로 포함한다. 이들 실시양태에서, 중합체 입자는 일반적으로 리그노셀룰로오스 단편과 공동으로 섞인다. 중합체 입자는 복합 물품의 중량을 감소시키는데 유용할 수 있다. 이들 실시양태에서, 접착제 시스템은 리그노셀룰로오스 단편과 중합체 입자를 결합시키기 위해 리그노셀룰로오스 단편 및 중합체 입자 상에 일반적으로 배치된다.
사용되는 경우, 중합체 입자는 다양한 크기, 분포, 형상 및 형태의 것일 수 있다. 전형적으로, 중합체 입자는 비드의 형태이다. 특정 실시양태에서, 중합체 입자는 팽창된 폴리스티렌 비드이나, 중합체 입자는 당업계에서 이해되는 다양한 열가소성 및/또는 열경화성 물질로부터 형성될 수 있다. 적합한 중합체 입자의 특정한 예는 상표명 스타이로포르 (STYROPOR)(등록상표)로서 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다. 본 발명의 목적상, 적합한 중합체 입자의 다른 예는 슈미츠 (Schmidt) 등의 미국 특허 공보 제2011/0003136호에 기재되어 있으며, 상기 특허 문헌 전문은 본 발명의 일반 범위와 상충되지 않는 정도로 본원에 참조로서 인용된다.
사용되는 경우, 중합체 입자는 각각 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 30 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 20 중량부, 대안적으로 약 1 내지 약 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다.
복합 물품은 여러 크기, 형상 및 두께의 것일 수 있다. 예를 들어, 복합 물품은 통상적인 복합 물품, 예컨대 OSB, PB, 스크림버 및 MDF 빔, 보드 또는 패널을 모방하도록 구성될 수 있다. 복합 물품은 또한 다양한 복잡한 형상, 예컨대 성형물, 페시아 (fascia), 가구 등일 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 특정 실시양태에서 복합 물품은 섬유보드, 예를 들어 MDF이다. 다른 실시양태에서, 복합 물품은 OSB, 스크림버 또는 OSL이다. 또다른 실시양태에서, 복합 물품은 PB이다. 복합 물품은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이 복합 물품이 OSB인 경우 복합 물품은 하나의 층, 예를 들어 코어 층, 2개의 층, 예를 들어 코어 층과 페이스 (face)/페시아 층, 또는 3개 이상의 층, 예를 들어 코어 층과 2개의 페시아 층을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 예컨대 OSB 적용을 위해, 복합 물품은 함께 가압되고 제1 방향으로 실질적으로 배향되는 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 제1 부분을 포함하는 제1 페시아 층을 갖는다. 복합 물품은 함께 가압되고 제1 방향으로 실질적으로 배향되고 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 제2 부분을 포함하고 제1 페시아 층에 대해 평행하고 이로부터 간격을 두고 배치된 제2 페시아 층을 추가로 갖는다. 복합 물품은 함께 가압되고 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 실질적으로 배향되는 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 잔류하는 부분을 포함하고 제1 페시아 층과 제2 페시아 층 사이에 배치되는 코어 층을 추가로 갖는다. 이들 실시양태에서, 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 부분 중 적어도 하나는 본 발명의 접착제와 함께 가압된다. 페시아 층은 코어 층 외에 또는 이와 교호하여 접착제를 또한 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 코어 층은 상기 기재된 바와 같이 리그노셀룰로오스 단편과 함께 중합체 입자를 포함한다. 층은 층의 각각의 접착제에서 사용되는 특정한 성분에 따라 각각 상이한 접착제를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 적어도 하나의 층, 예를 들어 하나의 페시아 층 또는 두 페시아 층은 당업계에서 알 수 있는 바와 같이 PF 수지를 포함할 수 있다. 각각의 층은 다양한 두께의 층, 예컨대 통상적인 OSB 층과 직면하는 층일 수 있다. 당업자는 OSL이 전형적으로 단지 한 방향으로 실질적으로 배향되는 리그노셀룰로오스 단편을 가짐을 이해한다. 예를 들어 본 발명의 접착제를 사용함으로써 본 발명의 목적상 형성될 수 있는 다른 유형의 복합 물품, 예를 들어 목재 복합품 및 이들의 제작 방법은 문헌 [THE POLYURETHANES HANDBOOK (David Randall & Steve Lee eds., John Wiley & Sons, Ltd. 2002)] 제395면 내지 제408면에 기재되어 있으며, 상기 문헌 전문은 본원에 참조로서 인용된다.
복합 물품은 최초의 두께, 즉 제작 후의 두께, 예를 들어 매트를 압착하여 최종의 즉, 경화된 복합 물품을 형성한 후의 두께를 갖는다. 전형적으로, 본 발명의 접착제로 인해 복합 물품은 ASTM D1037에 따라 24-시간 저온-담금 시험을 기초로 약 10% 미만, 대안적으로 약 5% 미만, 대안적으로 약 3% 미만의 팽윤을 나타낸다. 두께는 다양할 수 있으나, 전형적으로 약 0.25 내지 약 10 인치, 대안적으로 약 0.25 내지 약 5 인치, 대안적으로 약 0.25 내지 약 1.5 인치이다. 보드 또는 패널 이외의 복잡한 형상을 기재하는 경우 두께를 기재하는 것이 적합하지 않을 수 있음을 이해하여야 한다. 이에 따라, 복합 물품은 복합 물품의 최종 구조를 기초로 다양한 치수의 것일 수 있다.
복합 물품은 내부 결합 (IB) 강도를 갖는다. 전형적으로, IB 강도는 ASTM D1037에 따라 약 20 파운드/인치2 (psi) 초과, 대안적으로 약 30 psi 초과, 대안적으로 약 40 psi 초과이다. 특정 실시양태에서, 복합 물품은 ASTM D1037에 따라 전형적으로 약 50 내지 약 500 psi, 대안적으로 약 100 내지 약 300 psi, 대안적으로 약 150 내지 약 250 psi의 IB 강도를 갖는다.
당업자가 알 수 있는 바와 같이, IB 강도는 "취성 강도" 특성이다. 전형적으로, 통상적인 복합 물품에서, IB 강도가 증가함에 따라 굴곡 특성, 예컨대 탄성 모듈러스 (MOE) 및 파괴 모듈러스 (MOR)가 변화하는데, 구체적으로는 IB 강도가 증가할수록 MOE가 일반적으로 감소한다. 그러나, 매우 놀랍게도, 본 발명의 복합 물품에 있어서, IB 강도가 증가할수록 MOE가 일반적으로 증가한다.
전형적으로, 복합 물품의 MOE는 ASTM D1037에 따라 75,000 psi 초과, 대안적으로 95,000 psi 초과, 대안적으로 100,000 psi 초과, 대안적으로 110,000 psi 초과이다. 전형적으로, 복합 물품의 MOR은 ASTM D1037에 따라 3,000 psi 초과, 대안적으로 3,250 psi 초과, 대안적으로 3,300 psi 초과, 대안적으로 3,500 psi 초과이다.
본 발명은 복합 물품의 형성 방법을 또한 제공한다. 복합 물품을 형성하기 위해, 리그노셀룰로오스 단편이 일반적으로 제공된다. 상기 기재되고 예시된 바와 같이, 리그노셀룰로오스 단편은 당업계에서 알 수 있는 바와 같이 다양한 리그노셀룰로오스 공급원으로부터 유도될 수 있고, 다양한 공정으로부터 형성될 수 있다.
결합제 성분 및 점착부여제 성분 및 전형적으로는 다른 성분, 예를 들어 첨가제 성분 (이들 모두는 하기에 성분으로서 간단히 지칭됨)이 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용되어 매쓰를 형성한다. 성분은 동시에 리그노셀룰로오스 단편에 적용되거나, 상이한 시점에 리그노셀룰로오스 단편에 적용될 수 있다. 한 실시양태에서, 결합제 성분은 점착부여제 성분 이전에 리그노셀룰로오스 단편에 적용된다. 또다른 실시양태에서, 결합제 성분은 점착부여제 성분 이후에 리그노셀룰로오스 단편에 적용된다. 또다른 실시양태에서, 결합제 성분 및 점착부여제 성분은 리그노셀룰로오스 단편에 동시에 적용된다. 예를 들어, 결합제 성분이 리그노셀룰로오스 단편에 적용되고, 이어서 언젠가 이후에 점착부여제 성분이 리그노셀룰로오스 단편에 적용되거나, 또는 역으로 적용될 수 있다. 대안적으로, 성분은 동시에, 개별적으로 및/또는 예비혼합되어 적용될 수 있다. 한 실시양태에서, 성분들이 블렌드되어 접착제 시스템을 형성하여 접착제 시스템이 리그노셀룰로오스 단편에 적용된다. 성분은 다양한 방법, 예컨대 혼합, 텀블링, 롤링 (rolling), 분출, 시팅 (sheeting), 블로우-라인 수지화 (blow-line resination), 블렌딩 (예를 들어, 블로우-라인 블렌딩) 등에 의해 리그노셀룰로오스 단편에 적용될 수 있다. 예를 들어, 성분과 리그노셀룰로오스 단편은 하기 추가로 기재되는 바와 같이 결합제-리그노셀룰로오스 혼합물 또는 "퍼니시"로도 지칭되는 매쓰의 형성 동안 함께 혼합되거나 밀링될 수 있다.
전형적으로, 당업계에서 알 수 있는 바와 같이 성분을 분출, 분무 또는 운무 공정에 의해 리그노셀룰로오스 단편에 적용한다. 이어서, 상부에 적용된 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 갖는 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 캐리어 상에 배치하고, 일반적으로 매쓰를 형성 (또는 규정)한다. 이어서, 예컨대 캐리어, 예를 들어 컨베이어 벨트 상에 매쓰를 적가함으로써 매쓰를 매트로 형성하거나, 대안적으로 매트를 캐리어 상에 직접 형성시킬 수 있는데, 즉 결합제-리그노셀룰로오스 혼합물을 캐리어 상에 직접 형성한다. 즉, 다양한 방식으로 상부에 적용된 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 갖는 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 캐리어 상에 배열하여 매쓰를 형성할 수 있다. 이어서, 매쓰를 형성제로 공급할 수 있는데, 이는 일반적으로 캐리어 상에서 느슨하게 배향된 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 사용하여 매쓰를 소정의 너비 및 소정의 두께를 갖는 매트로 형성한다. 하기에 추가로 기재되는 바와 같이, 복합 물품의 목적하는 최종 너비 및 두께에 따라 매트의 소정의 너비 및 두께를 결정한다.
상기 기재된 바와 같이, 이어서 예를 들어 매트를 성형하거나 압출하여 복합 물품을 형성함으로써 매트를 다양한 형상, 예컨대 보드 또는 패널로 형성하거나, 상기 기재되고 예시된 바와 같이 보다 복잡한 형상으로 형성할 수 있다.
특정 실시양태에서, 리그노셀룰로오스 단편을 적합한 장비에서 휘저으면서 성분을 리그노셀룰로오스 단편으로 분출, 분무 및/또는 운무한다. 각각의 개별 성분이 이에 공급되는 하나의 노즐 또는 둘 이상의 성분이 예비혼합되고 이에 공급되는 노즐들과 같은 노즐을 사용하여 분출, 분무 및 운무를 수행할 수 있다. 일반적으로, 적어도 하나의 노즐을 결합제 성분에 적용하고 적어도 하나의 노즐을 점착부여제 성분에 적용한다. 리그노셀룰로오스 단편의 피복을 최대화하기 위해, 리그노셀룰로오스 단편을 회전 블렌더 또는 유사한 장치에서 텀블링하면서 성분의 액적을 분출하거나 성분의 입자를 분무 또는 운무함으로써 성분을 리그노셀룰로오스 단편 상에 일반적으로 적용한다. 또다른 예로서, 적어도 하나, 전형적으로는 적어도 2개 또는 3개의 방사 디스크 분무기가 장착된 회전 드럼 블렌더에서 리그노셀룰로오스 단편을 성분으로 코팅할 수 있다. 당업계에서 알 수 있는 바와 같이 배플 (baffle)을 비롯한 텀블러 (tumbler), 드럼 또는 롤러를 또한 사용할 수 있다. 특별히 이러한 성분이 높은 점도를 갖는 경우에 전단을 성분에 적용하는 것이 중요한 것으로 여겨진다. 리그노셀룰로오스 단편과 관련하여 성분의 적절한 분포를 수득하는 데 전단력이 유용할 수 있으며, 이는 성분의 적절한 분무화를 수득하도록 고안된 특정한 노즐에 의해 수득될 수 있다. 성분이 리그노셀룰로오스 단편에 적용되기 전 또는 후에 매우 잘 혼합되어야 하는 것으로 여겨진다. 예를 들어, 이소시아네이트 성분이 사용되는 경우, 특정한 폴리올이 특정한 점착부여제의 공극으로 "밀어넣어" 질 수 있는 것으로 여겨진다. 물론, 리그노셀룰로오스 단편을 성분으로 완전히 피복시키는 것이 적절한 결합을 보장하는데 바람직하다. 성분의 액적 크기 분포를 일부 기초로, 리그노셀룰로오스 단편 상에의 성분의 분포를 최대화하는데 분무화가 유용하다. 전형적으로, 너무 이른 반응을 방지하기 위해 성분은 적용 전에 예비혼합되지 않는다. 이에 따라, 너무 이른 반응 및/또는 오염을 방지하기 위해 성분은 하나 이상의 노즐을 통해, 전형적으로는 성분당 하나의 노즐에 의해 리그노셀룰로오스 단편 상에 각각 개별적으로 적용된다.
상기한 바와 같이, 대안적으로, 리그노셀룰로오스 단편이 캐리어에 직접 제공될 수 있고, 성분이 예를 들어 분출 또는 시팅에 의해 리그노셀룰로오스 단편에 적용되어 매쓰를 형성할 수 있다. 예를 들어, 리그노셀룰로오스 단편이 컨베이어 벨트 또는 판에 배치되고, 이어서 성분이 분출되어 매쓰를 형성할 수 있다. 또한, 성분 중 적어도 하나, 예를 들어 결합제 성분이 이미 리그노셀룰로오스 단편에 존재하고, 이어서 접착제 시스템의 나머지 성분(들), 예를 들어 점착부여제 성분이 리그노셀룰로오스 단편 및 결합제 성분에 적용되어 매쓰를 형성할 수 있다.
리그노셀룰로오스 단편으로 적용하고 이와 혼합하고자 하는 성분의 양은 사용되는 특정한 성분, 사용되는 리그노셀룰로오스 단편의 크기, 수분 함량 및 유형, 복합 물품의 의도되는 용도 및 복합 물품의 목적하는 특성을 비롯한 여러 변수에 좌우된다. 생성된 매쓰는 전형적으로 예를 들어 OSB, PB, 스크림버, MDF 또는 목적하는 형상 및 치수의 또다른 복합 물품으로 가압되는 단일층 또는 다층 매트로 형성된다. 상기 기재된 바와 같이, 매쓰는 예를 들어 매쓰를 성형하거나 압출시킴으로써 보다 복잡한 형상으로 또한 형성될 수 있다.
매트를 임의의 적합한 방식으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 벨트 상에 간격을 두고 배치된 하나 이상의 호퍼 (hopper)로부터 순환 벨트 또는 컨베이어 상에서 움직이는 판형 캐리지 (carriage) 상에 매쓰를 침착시킬 수 있다. 다층 매트가 형성되는 경우, 캐리지가 형성 헤드들 사이에서 이동함에 따라 매쓰/퍼니시의 개개의 층을 성공적으로 침착시키기 위한 캐리지 너비에 걸쳐 연장되는 분배 또는 형성 헤드를 각각 갖는 복수의 호퍼가 사용된다. 매트 두께는 리그노셀룰로오스 단편의 크기 및 형상, 매트를 형성하는데 사용되는 특정 기술, 최종 복합 물품의 목적하는 두께 및 밀도 및 압착 사이클 동안 사용되는 압력과 같은 이러한 인자에 좌우되어 다양할 것이다. 매트의 두께는 통상적으로 복합 물품의 최종 두께의 약 5배 내지 약 20배이다. 예를 들어, 0.5 인치 두께 및 약 35 lbs/ft3의 최종 밀도의 플레이크보드 또는 파티클보드 패널에 있어서, 매트는 통상적으로 최초에 약 3 인치 내지 약 6 인치 두께일 것이다. 매트의 너비는 통상적으로 실질적으로 복합 물품의 최종 너비와 동일하나, 복합 물품의 구조에 따라, 최종 너비는 1/두께일 것이고, 두께의 개시 내용과 유사할 것이다.
상기에 시사한 바와 같이, 리그노셀룰로오스 단편은 매쓰 및 매트에서 느슨하게 배향되어 있다. 기재된 바와 같이, 캐리어, 예컨대 컨베이어 벨트 또는 판이 제공되고, 매쓰 및 궁극적인 매트가 캐리어 상에 배치된다. 상기에 또한 기재된 바와 같이, 매쓰를 캐리어 상에 직접 형성하고/하거나 예를 들어 텀블러에서 형성 후, 캐리어로 옮길 수 있다. 점착부여제 성분 및 임의로는 결합제 성분은 캐리어 상에 있는 동안 매쓰에서 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 배향을 실질적으로 유지시킨다. 점착부여제 성분이 리그노셀룰로오스 단편의 배향을 유지시키는 것에 있어서, 배향이 완전히 유지될 필요는 없다. 예를 들어, 약간의 뒤틀림이 일어날 수 있다. 일반적으로, 점착부여제 성분은 "점착성" 또는 "끈적거리는" 아교 (glue)로서 기능하고, UF 수지 및/또는 PF 수지뿐만 아니라 다른 접착제를 위한 대체물 또는 추가 점착부여제로서 사용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 접착제 시스템은 점착 또는 저온-점착을 갖는다. 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 저온-점착은 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 당업자는 매쓰로 완전히 패킹된 깔때기를 사용하고, 이어서 깔때기를 표면 상에서 기울이고 제거하여 매쓰가 표면 상에 (깔때기의 형상으로) 남아 있게 하는 "슬럼프 (slump)" 시험을 사용할 수 있다. 이어서, 깔때기 형상의 매쓰의 형상의 변화, 예컨대 깔때기 형상의 매쓰의 슬럼핑/붕괴로 인한 각도의 변화를 경시적으로 관찰할 수 있다. 또다른 예는 당업계에서 "스노우볼" 시험으로서 지칭되는 것인데, 이는 당업자가 매쓰를 한 움큼 잡고, 수중에서 매쓰의 볼을 제조하고, 볼을 아래 위로 던져 볼이 분해되는지 측정하는 것이다. 본 발명의 목적상, 다른 적합한 시험은 ASTM D1037에 기재되어 있다. 전형적으로, PB 적용을 위해, 하기 실시예 부분에 기재된 점착 시험, 즉 "밀어넣기 점착 시험 (Push Tack Test)" 및 "IFD 점착 시험"을 사용하여 점착부여제 성분에 의해 본 발명의 복합 물품에 부여된 점착을 측정한다.
매쓰를 매트로 형성하는 경우, 점착부여제 성분은 매트가 캐리어 상에 있는 동안 매트의 너비 및 두께를 또한 실질적으로 유지시킨다. 이해할 수 있는 바와 같이, 캐리어가 예컨대 이송에 의해 이동하는 경우, 점착부여제 성분은 진동으로 인해 매트가 분해되는 것을 방지한다. 예를 들어, 캐리어가 판인 경우 진동이 또한 일어날 수 있고, 판이 프레스로 이동한다. 이러한 진동이 리그노셀룰로오스 단편에 대해 배향 문제를 초래할 수 있고, 감소된 내부 결합 (IB) 강도를 초래할 수 있고, 다른 유사한 문제점을 초래할 수 있다.
복합 물품은 승온 및 압력하에 매쓰로부터 형성된 매트를 가압함으로써 매트로부터 전형적으로 형성된다. 전형적으로, 적어도 압력은 복합 물품을 형성하기에 충분한 시간 동안 매트에 적용된다. 열을 또한 전형적으로 적용한다. 이러한 조건은 접착제 시스템의 반응, 특히 적어도 결합제 성분의 반응을 촉진하여 반응 생성물을 형성한다. 점착을 부여함으로써, 예컨대 매트에 압력을 적용하는 경우 리그노셀룰로오스 단편이 흩어질 (blow apart) 가능성을 감소시킴으로써 점착부여제 성분이 매트에서 리그노셀룰로오스 단편의 이동을 감소시킬 수 있다. 구체적으로는, 통상적인 복합 물품을 형성하는데 사용되는 통상적인 압착 속도 및/또는 압력에 비해 복합 물품을 형성하기 위해 매트에 압력을 적용하는 속도를 증가시킬 수 있고, 이는 본 발명의 복합 물품의 제작 업체에게 경제적 이점, 예컨대 증가된 처리량을 제공한다. 점착부여제 성분에 의해 부여된 동일한 점착이 매트가 이동하는 동안, 예컨대 이송되는 동안 유용하다.
전형적으로, 열을 매트에 적용하여 접착제 시스템의 경화를 촉진한다. 압착 온도, 압력 및 시간은 복합 물품의 형상, 두께 및 목적하는 밀도, 리그노셀룰로오스 단편의 크기 및 유형, 예를 들어 목재 플레이크 또는 소더스트, 리그노셀룰로오스 단편의 수분 함량 및 사용되는 특정한 성분에 좌우되어 광범위하게 다양하다. 예를 들어, 압착 온도는 약 100℃ 내지 약 300℃일 수 있다. 내부 증기가 생성되고 최종 복합 물품의 수분 함량이 목적하는 수준 미만으로 감소되는 것을 최소화하기 위해, 압착 온도는 전형적으로 약 250℃ 미만, 가장 전형적으로 약 180℃ 내지 약 240℃이다. 사용되는 압력은 일반적으로 약 300 내지 약 800 파운드/인치2 (psi)이다. 전형적으로, 압착 시간은 120 내지 900 초이다. 사용되는 압착 시간은 (실질적으로 반응 생성물을 형성하기 위해) 접착제를 적어도 실질적으로 경화시키고 목적하는 형상, 치수 및 강도의 복합 물품을 제공하기에 충분한 기간이어야 한다. 예를 들어 플레이크보드 또는 PB 패널의 제작을 위해, 압착 시간은 제조되는 복합 물품의 패널 두께에 주로 좌우된다. 예를 들어, 약 0.5 인치 두께의 복합 물품에 있어서 압착 시간은 일반적으로 약 200 초 내지 약 300 초이다.
본 발명의 복합 물품을 형성하기 위한 다른 적합한 방법은 상기한 멘트 등의 미국 특허 제6,451,101호, 멘트 등의 미국 특허 제6,458,238호, 멘트 등의 미국 특허 제6,464,820호, 멘트 등의 미국 특허 제6,638,459호, 멘트 등의 미국 특허 제6,649,098호 및 콜맨의 미국 특허 제6,344,165호 및 멘트 등의 미국 특허 공보 제2003/0047278호, 루 등의 미국 특허 공보 제2005/0221078호 및 사비노 등의 미국 특허 공보 제2005/0242459호에 기재되어 있다.
본 발명의 복합 물품을 예시하는 하기 실시예는 예시를 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다.
실시예
실시예의 복합 물품을 제조하였다. 복합 물품을 사용하여 파티클보드와 같은 물품을 형성할 수 있었다. 실시예는 파티클보드 (PB) 퍼니시를 제작하는 전형적인 제조 방법을 사용하여 제조하였으며, 제작 방법에 있어서 실시예 간에 차이를 부여하지 않았다.
하기 표에서, "고형분 (%)"은 점착부여제 ("점착물") 성분 또는 결합제 성분에 의해 부여되는 중합체 고형분의 총량을 지칭한다. 본 발명의 실시예는 점착부여제와 결합제 성분의 배합물을 가지나 결합제에 의해 부여된 고형분은 표에서 설명되기보다는 표의 후속 기재에서 설명됨을 이해하여야 한다. 반대로, 비교 실시예에서, 결합제 성분 단독에 의해 부여된 고형분을 표에 나타내었다.
퍼니시의 점착성을 시험하기 위해, "밀어버리기 (Push-Off)" 또는 "밀기 시험기"를 사용하였다. 본 시험에서, 퍼니시를 특정 두께의 4 인치 x 12 인치 매트로 형성하였다. 이어서, 매트가 중력으로 인해 떨어지거나 파손되는 거리 (cm)를 측정하기 위해 일정한 속도로 테이블에서 밀릴 수 있도록 매트를 배열하였다. 이론적으로, 테이블에 의해 지지됨 없이 파괴되지 않고 매트가 보다 길게 연장될 수록, 결합제 성분 및/또는 점착부여제 성분이 매트에 의해 내부에 부여된 점착이 더 크다. 부호 "----"는 일반적으로 측정되지 않았거나 기록되지 않았음을 나타낸다.
Figure pct00001
점착물 1은 폴리비닐 아세테이트를 포함한다.
점착물 2는 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체를 포함한다.
점착물 3은 비닐-아세테이트 에틸렌 (VAE) 공중합체를 포함한다.
MDI는 관능가가 약 2.7이고, NCO 함량이 약 31.5 중량%이고, 25℃에서 점도가 약 200 cps인 중합체 MDI (pMDI)이다. pMDI는 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다.
UF는 통상적인 UF 수지이다. UF 수지는 헥시온으로부터 상업적으로 입수가능하다.
상기 표 1은 상이한 접착제 시스템을 사용한 퍼시니의 다섯 실시예를 나타낸다. 각각의 퍼니시는 성분을 분출하고 블렌더에서 블렌드함으로써 형성되었다. 퍼니시는 주변 온도에서 제조하였다. 실시예 1 내지 3은 3 중량%의 이소시아네이트 성분, 구체적으로는 pMDI, 및 1 내지 3 중량%의 개별 점착부여제 성분, 나머지 중량%의 건조 목재 고형분을 사용하는 본 발명의 실시예이다. 실시예 4는 3 중량%의 pMDI, 나머지 중량%의 건조 목재 고형분을 사용하는 비교 실시예이다. 실시예 3은 8.8 중량%의 UF 수지, 나머지 중량%의 건조 목재 고형분을 사용하는 비교 실시예이다. 상기 표 1은 MDI를 단독으로 사용하는 경우 (즉, 실시예 4)에 비해 모든 본 발명의 실시예에 있어서 매트의 밀린 평균 거리가 더 길었음을 나타낸다. 일반적으로, 점착부여제 성분의 양을 1 중량%에서 3 중량%로 증가시킴에 따라 거리가 증가하는 것으로 여겨졌다.
상기 실시예에서 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 목재 복합품 패널, 예컨대 PB의 제작 동안 미리 압착된 매트의 일체성 (integrity)을 유지시키기 위해 통상적인 접착제 (즉, 결합제 성분)로 수지화된 셀룰로오스계 미립자에 추가의 점착을 제공하였다. 상기 예시된 놀라운 점착 결과를 기초로, 결합제 성분과 점착부여제 성분의 배합물이 완전한 규모의 목재 복합품 패널 제작 동안 매트의 안정성을 증가시킬 것으로 여겨졌다.
첨부된 청구 범위의 범위 내인 특정 실시양태 사이에 다를 수 있는 상세한 설명에 기재된 특정 화합물, 조성물 또는 방법에 첨부된 청구 범위가 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 다양한 실시양태의 특정한 특징 또는 측면을 기재하기 위해 본원에서 기재한 임의의 마쿠시 군과 관련하여, 상이한, 특정한 및/또는 예상치 않은 결과가 모든 다른 마쿠시 멤버와 관계 없는 각 마쿠시 군의 각각의 멤버로부터 수득될 수 있음을 이해하여야 한다. 마쿠시 군의 각각의 멤버는 개별적이고/이거나 조합될 수 있고 첨부된 청구 범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다.
본 발명의 다양한 실시양태를 기재하는데 있어서, 사용된 임의의 범위 및 하위범위는 독립적으로 그리고 총칭적으로 첨부된 청구 범위 내이며, 또한 포함되는 정수 및/또는 분수 값 (이러한 값이 명확히 기재되어 있지 않더라도)을 비롯한 모든 범위를 기재하고 의도하고 있는 것으로 해석됨을 또한 이해하여야 한다. 당업자는 열거된 범위 및 하위범위가 본 발명의 가능한 다양한 실시양태를 가능케 하고 충분히 기재하고 이러한 범위 및 하위범위가 상응하는 이등분, 삼등분, 사등분, 오등분의 값 등으로 추가로 서술될 수 있음을 용이하게 인지한다. 단지 하나의 예로서, 범위 "0.1 내지 0.9"는 하부 1/3, 즉 0.1 내지 0.3, 중간 1/3, 즉 0.4 내지 0.6 및 상부 1/3, 즉 0.7 내지 0.9로 추가로 서술될 수 있으며, 이는 개별적으로 그리고 총칭적으로 첨부된 청구 범위의 범위 내이고, 개별적이고/이거나 총칭적일 수 있고 첨부된 청구 범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다. 더욱이, 범위를 규정하거나 수식하는 용어, 예컨대 "이상," "초과," "미만," "이하" 등과 관련하여, 이러한 용어가 하위범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또다른 예로서, "10 이상"의 범위는 본질적으로 10 이상 내지 35의 하위범위, 10 이상 내지 25의 하위범위, 25 내지 35의 하위범위 등을 포함하고, 각각의 하위범위가 개별적이고/이거나 총칭적일 수 있으며, 첨부된 청구 범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다.
마지막으로, 개시된 범위 내의 개개의 수가 사용될 수 있고 첨부된 청구 범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다. 예를 들어, 범위 "1 내지 9"는 3과 같은 다양한 개개의 정수뿐만 아니라 4.1과 같은 소수점 (또는 분수)를 비롯한 개개의 수를 포함하며, 이는 사용될 수 있으며 첨부된 청구 범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다.
본 발명은 예시적인 방식으로 본원에 기재되었고, 사용된 전문 용어는 제한을 위한 것이기보다는 설명을 위한 용어의 성질의 것이 되도록 의도한 것임을 이해하여야 한다. 상기 교시를 고려하여, 본 발명의 많은 변경 및 변화가 가능하다. 본 발명은 첨부된 청구 범위의 범위 이내에 구체적으로 기재된 것 이외의 것으로 시행될 수 있다.

Claims (44)

  1. 복수의 리그노셀룰로오스 단편, 및
    상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 결합시키기 위한, 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편 상에 배치된 접착제 시스템
    을 포함하며,
    상기 접착제 시스템이
    결합제 성분, 및
    복합 물품의 제작 동안 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 배향을 유지시키기 위한, 비닐 아세테이트의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 점착부여제 성분
    을 포함하는 것인
    복합 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체가 폴리비닐 아세테이트인 복합 물품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중합체가 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체인 복합 물품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중합체가 비닐-아세테이트 에틸렌 (VAE) 공중합체인 복합 물품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접착제 시스템이 상기 결합제 성분 및 상기 점착부여제 성분으로부터 형성되는 것인 복합 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가
    i) C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르,
    ii) 에틸렌,
    iii) C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트,
    iv) 에틸렌계 불포화 카르복실산, 또는
    v) 이들의 배합물
    을 포함하는 것인 복합 물품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중합체가 i) 비닐 아세테이트, 또는 선형 또는 분지형 C1 내지 C12 알킬 사슬을 갖는 카르복실산의 다른 비닐 에스테르의 군으로부터 선택되는 C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르를 포함하는 것인 복합 물품.
  8. 제6항에 있어서, 상기 중합체가 iii) 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 운데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 트리데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 노르보르닐 (메트)아크릴레이트, 4-tert-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 디메틸 말레에에트, n-부틸 말레에이트, 프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 카르보디이미드 (메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 2-t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트를 포함하는 것인 복합 물품.
  9. 제6항에 있어서, 상기 중합체가 iv) (메트)아크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 에타크릴산, 크로톤산, 시트라콘산, 신남산 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 에틸렌계 불포화 카르복실산을 포함하는 것인 복합 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체의 유리 전이 온도 (Tg)가 약 -85℃ 내지 약 +25℃인 복합 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw)이 약 2,000 내지 약 3,000,000인 복합 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체의 수평균 분자량 (Mn)이 약 1,000 내지 약 2,000,000인 복합 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 성분이 이소시아네이트 성분, 포름알데히드 수지, 단백질계 접착제 또는 이들의 배합물을 포함하는 것인 복합 물품.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 성분이 이소시아네이트 성분을 포함하는 것인 복합 물품.
  15. 제14항에 있어서, 상기 이소시아네이트 성분이 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 (PMDI) 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 것인 복합 물품.
  16. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 성분이 포름알데히드 수지를 포함하는 것인 복합 물품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 포름알데히드 수지가 페놀 포름알데히드 (PF) 수지, 우레아 포름알데히드 (UF), 멜라민 UF 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 것인 복합 물품.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제 성분이 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 20 중량부의 양으로 사용되는 것인 복합 물품.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점착부여제 성분이 상기 복수의 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 10 중량부의 양으로 사용되는 것인 복합 물품.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 파티클보드 (particleboard)인 복합 물품.
  21. 결합제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하는 단계,
    비닐 아세테이트의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 점착부여제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하는 단계,
    결합제 성분 및 점착부여제 성분이 상부에 적용된 복수의 리그노셀룰로오스 단편을 캐리어 상에 배치하여 매쓰 (mass)를 형성하는 단계, 및
    복합 물품을 형성하기에 충분한 시간 동안 매쓰에 압력을 적용하는 단계를 포함하며,
    캐리어 상에 있는 동안, 점착부여제 성분이 매쓰 중의 복수의 리그노셀룰로오스 단편의 배향을 유지시키는 것인
    복합 물품의 형성 방법.
  22. 제21항에 있어서, 결합제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하기 전에 점착부여제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 점착부여제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하기 전에 결합제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하는 방법.
  24. 제21항에 있어서, 접착제 시스템이 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용되도록 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 적용하기 전에 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 블렌드하여 접착제 시스템을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  25. 제21항에 있어서, 결합제 성분 및 점착부여제 성분을 복수의 리그노셀룰로오스 단편에 동시에 적용하는 방법.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 복합 물품을 형성하기에 충분한 시간 동안 열을 매쓰에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  27. 제21항에 있어서, 중합체가 폴리비닐 아세테이트인 방법.
  28. 제21항에 있어서, 중합체가 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체인 방법.
  29. 제21항에 있어서, 중합체가 비닐-아세테이트 에틸렌 (VAE) 공중합체인 방법.
  30. 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가
    i) C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르,
    ii) 에틸렌,
    iii) C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트,
    iv) 에틸렌계 불포화 카르복실산, 또는
    v) 이들의 배합물
    을 포함하는 것인 방법.
  31. 제30항에 있어서, 중합체가 i) 비닐 아세테이트, 또는 선형 또는 분지형 C1 내지 C12 알킬 사슬을 갖는 카르복실산의 다른 비닐 에스테르의 군으로부터 선택되는 C2 내지 C13 알킬 카르복실산 에스테르의 비닐 에스테르를 포함하는 것인 방법.
  32. 제30항에 있어서, 중합체가 iii) 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 운데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 트리데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 노르보르닐 (메트)아크릴레이트, 4-tert-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 디메틸 말레에에트, n-부틸 말레에이트, 프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 카르보디이미드 (메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 2-t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트를 포함하는 것인 방법.
  33. 제30항에 있어서, 중합체가 iv) (메트)아크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 에타크릴산, 크로톤산, 시트라콘산, 신남산 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 에틸렌계 불포화 카르복실산을 포함하는 것인 방법.
  34. 제21항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체의 유리 전이 온도 (Tg)가 약 -85℃ 내지 약 +25℃인 방법.
  35. 제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw)이 약 2,000 내지 약 3,000,000인 방법.
  36. 제21항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체의 수평균 분자량 (Mn)이 약 1,000 내지 약 2,000,000인 방법.
  37. 제21항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 성분이 이소시아네이트 성분, 포름알데히드 수지, 단백질계 접착제 또는 이들의 배합물을 포함하는 것인 방법.
  38. 제21항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 성분이 이소시아네이트 성분을 포함하는 것인 방법.
  39. 제38항에 있어서, 이소시아네이트 성분이 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트 (PMDI) 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  40. 제21항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 성분이 포름알데히드 수지를 포함하는 것인 방법.
  41. 제40항에 있어서, 포름알데히드 수지가 페놀 포름알데히드 (PF) 수지, 우레아 포름알데히드 (UF), 멜라민 UF 및 이들의 배합물의 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  42. 제21항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제 성분이 복수의 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 20 중량부의 양으로 적용되는 것인 방법.
  43. 제21항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 점착부여제 성분이 리그노셀룰로오스 단편 100 중량부를 기준으로 약 1 내지 약 10 중량부의 양으로 적용되는 것인 방법.
  44. 제21항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 복합 물품이 파티클보드인 방법.
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