KR20140045387A - 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체 - Google Patents

중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중공 미세구의 중앙 입자 직경 (D50, 부피 평균, Malvern, Fraunhofer 회절) 이 260 μm 내지 490 μm 범위인 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체 및 또한 이들 멜라민-포름알데히드 발포체의 제조 방법 및 그 용도에 관한 것이다.

Description

중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체 {MELAMINE-FORMALDEHYDE FOAM COMPRISING HOLLOW MICROSPHERES}
본 발명은 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체에 관한 것이다.
EP-A-17 672 및 EP-37 470 은 이미 멜라민-포름알데히드 축합 생성물 기재의 발포체 및 또한 그 제조 방법을 개시하고 있다.
또한, 상기 발포체에 중공 미세구를 부여하는 것이 알려져 있다. 중공 미세구는 활성 또는 유효 물질, 예를 들어 잠열 저장 매체로서 작용하고, 그래서 멜라민-포름알데히드 발포체의 단열 특성을 개선하는 물질, 그렇지 않으면 특정한 요망되는 목적을 위해 그 특이적 효과를 발휘하도록 중공 미세구 벽의 파괴시 방출되는 살생적 활성 물질 또는 센트 (scent) 를 포함할 수 있다. 유사하게는, 캡슐화 이후 소수성 물질, 예를 들어 실리콘유의 방출로 발포체 구조를 소수화시킬 수 있다.
유럽 특허 출원 EP 10152499.9 (파일 레퍼런스) 는, 예를 들어 중앙 입자 직경이 0.5 - 100 μm 인 마이크로캡슐을 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체를 기재하고 있다. 이들 마이크로캡슐은 바람직하게는 발포체 구조의 버팀대 또는 교점 내에 혼입된다.
유럽 특허 출원 EP 09176634.5 (파일 레퍼런스) 는 중앙 입자 직경이 70 - 250 μm 인 팽창 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체를 기재하고 있다. 중공 미세구는 바람직하게는 발포체 구조의 기공 내에 혼입된다. 기공 내의 혼입은 멜라민-포름알데히드 발포체가 제 1 단계에서 생성되고, 중공 미세구가 제 2 추가적 함침 단계에서 발포체 내에 도입되는 다단계 제조 방법으로 달성된다.
그러나, 발포체 구조의 버팀대 또는 교점 내의 혼입은 특히 중공 미세구의 고적재시 발포 작업 및/또는 발포체의 기계적 특성의 손상과 관련이 있을 수 있다. 발포체의 이후의 함침은 추가적으로 필요한 공정 단계이고, 다른 한편으로는 중공 미세구의 발포체로의 도입 및 고정은 적재 증가에 따라 곤란하다.
따라서, 본 발명으로 해결되는 문제는, 심지어 고적재에도, 즉 높은 중공 미세구 함량 및 임의의 결합된 활성 및 유효 물질 함량에도 양호한 기계적 발포체 특성을 실질적으로 보유하고, 발포체 내 중공 미세구의 보다 양호한 고정을 제공하고, 추가적 제조 단계 없이 단순 공정으로 수득가능하다는 점이다.
상기 문제가 중공 미세구를 포함하는 신규의 멜라민-포름알데히드 발포체로 해결되며, 이때 상기 중공 미세구의 중앙 입자 직경 (D50, 부피 평균, Malvern, Fraunhofer 회절) 이 260 μm 내지 490 μm 범위인 것으로 밝혀졌다. 이들 멜라민-포름알데히드 발포체의 제조 방법 및 그 용도가 또한 밝혀져 있다.
본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체는 특히 고적재에도, 즉 높은 중공 미세구 함량 및 임의의 결합된 활성 및 유효 물질 함량에도 양호한 기계적 발포체 특성 및 발포체 내 중공 미세구의 보다 양호한 고정을 갖는다. 나아가, 중공 미세구는 추가적 공정 단계 없이 발포체 제조 과정에서 발포체 내에 혼입될 수 있다.
본 발명에 따른 제품, 공정 및 용도가 이제 기재될 것이다.
멜라민-포름알데히드 발포체 그 자체 및 그 제조 및 또한 중공 미세구 그 자체 및 그 제조가 당업자에 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있다 (예를 들어, 초반에 언급된 참조문헌 참조)
본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체는 중공 미세구를 포함하고, 이들 중공 미세구는 필수적인 요구사항에 따라 중앙 입자 직경 (D50, 부피 평균, Malvern, Fraunhofer 회절) 이 260 μm 내지 490 μm 범위, 바람직하게는 280 μm 내지 450 μm 범위, 더 바람직하게는 300 μm 내지 400 μm 범위이다.
중공 미세구 함량은 일반적으로 0.1 중량% 내지 60 중량% 범위, 바람직하게는 5 중량% 내지 50 중량% 범위, 더 바람직하게는 10 중량% 내지 30 중량% 범위이다 (중량은 모두 발포체 제조에 사용되는 멜라민-포름알데히드 선축합물 (precondensate) 및 중공 미세구의 총 중량을 기준으로 함).
멜라민-포름알데히드 발포체는 다수의 상호연결된 3 차원적 분지형 버팀대 ("마디" 또는 "교점" 으로 공지되는 버팀대 사이의 연결점) 를 포함하는 오픈-셀 (open-cell) 발포체 스캐폴드를 갖는다. 본 발명에 필수적인 중공 미세구 중앙 입자 직경 및 하기에 기재된 본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체의 제조 방법은 중공 미세구가 바람직하게는 발포체 구조의 오픈-셀 기공 내에 내장되도록 유도한다. 발포체 스캐폴드의 마디 또는 버팀대로의 혼입은 임의의 충분한 정도로 발생하지는 않는다. 그 결과, 발포체 내 중공 미세구의 양호한 고정이 심지어 높은 중공 미세구 함량에도 발포체의 기계적 특성이 심하게 영향받지 않으면서 달성된다.
중공 미세구를 포함하는 본 발명 멜라민-포름알데히드 발포체는 바람직하게는 연속적 공정 단계 a) 및 b) 에 의해 수득가능하다:
a) 가열하여 멜라민:포름알데히드의 몰비가 전형적으로 1:1.3 내지 1:5, 바람직하게는 1:1.5 내지 1:3.5 범위인 멜라민-포름알데히드 선축합물, 중공 미세구, 경화제, 분산제 및 블로잉제 (blowing agent) 를 포함하는 혼합물을 발포시키고, 가교하는 단계, 및
b) 공정 단계 a) 에서 수득한 발포체를 건조시키는 단계,
이때, 이들 공정 단계 및 또한 단계 a) 에서 유용한 멜라민-포름알데히드 선축합물, 경화제, 분산제 및 블로잉제는 이론상 당업자에 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있다 (예를 들어, 초반에 인용된 참조문헌 참조).
멜라민 및 포름알데히드 이외에 멜라민-포름알데히드 선축합물은 공축합 형태로 50 중량% 이하, 바람직하게는 20 중량% 이하 (모두는 공축합 멜라민의 중량을 기준으로 함) 의 기타 열경화-형성체 및 50 중량% 이하, 바람직하게는 20 중량% 이하 (모두는 공축합 포름알데히드의 중량을 기준으로 함) 의 기타 알데히드를 포함할 수 있다. 유용한 열경화-형성체는, 예를 들어 하기를 포함한다: 알킬- 및 아릴-알킬-치환된 멜라민, 우레아, 우레탄, 카르복사미드, 디시안디아미드, 구아니딘, 술푸릴아미드, 술폰아미드, 지방족 아민, 글리콜, 페놀 및 그 유도체. 유용한 기타 알데히드의 예는 아세트알데히드, 트리메틸올아세트알데히드, 아크롤레인, 벤즈알데히드, 푸르푸롤, 글리옥살, 글루타르알데히드, 프탈알데히드 및 테레프탈알데히드이다. 특히 바람직한 것은 비개질된 멜라민-포름알데히드 선축합물, 즉 임의의 기타 열경화-형성체 또는 기타 알데히드가 없는 멜라민-포름알데히드 선축합물이다. 멜라민-포름알데히드 축합 생성물에 관한 추가적 세부사항은 [Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, volume 14/2, 1963, pages 319 to 402] 에서 발견될 수 있다.
시판용 멜라민-포름알데히드 선축합물은, 예를 들어 접착제로의 추가 가공을 위한 다수의 용도 분야에 유용하다. 술파이트기를 포함하는 멜라민 포름알데히드 선축합물은 일부 이들 분야에서의 사용에 유리하다. 상기 술파이트기-함유 멜라민-포름알데히드 선축합물은, 예를 들어 EP-B 37470 에 기재된 바와 같이 수득가능하며, 이때 1 중량% 내지 20 중량% 의 나트륨 디술파이트를 멜라민 및 포름알데히드의 축합 과정에서 혼입시켜 공축합 술파이트기를 수득한다. 그러나, 본 발명의 목적을 위해, 단계 a) 가 술파이트기가 없는 선축합물을 활용하는 것이 유리하다.
단계 a) 에서의 블로잉제의 에멀전화 및 발포체의 안정화는 분산제, 예를 들어 에멀전화제 또는 에멀전화제 혼합물의 첨가를 요구한다. 유용한 에멀전화제는 음이온, 양이온 및 비이온 계면활성제 및 또한 그 혼합물을 포함한다.
적합한 음이온 계면활성제는 디페닐렌 산화물 술포네이트, 알칸- 및 알킬벤젠술포네이트, 알킬나프탈렌술포네이트, 올레핀술포네이트, 알킬 에테르 술포네이트, 지방 알코올 술페이트, 에테르 술페이트, 알파-술포 지방산 에스테르, 아실아미노알칸술포네이트, 아실 이세티오네이트, 알킬 에테르 카르복실레이트, N-아실사르코시네이트, 알킬 및 알킬 에테르 포스페이트이다. 유용한 비이온 계면활성제는 알킬페놀 폴리글리콜 에테르, 지방 알코올 폴리글리콜 에테르, 지방산 폴리글리콜 에테르, 지방산 알칸올아미드, EO-PO 블록 공중합체, 아민 산화물, 글리세롤 지방산 에스테르, 소르비탄 에스테르 및 알킬폴리글루코시드를 포함한다. 유용한 양이온 에멀전화제는 알킬트리암모늄 염, 알킬벤질디메틸암모늄 염 및 알킬피리디늄 염을 포함한다. 에멀전화제는 바람직하게는 멜라민-포름알데히드 선축합물을 기준으로 0.2 중량% 내지 5 중량% 의 양으로 첨가된다.
단계 a) 에서 발포체의 생성을 위해, 바람직하게는 수용액 또는 분산물 형태로 사용되는 멜라민-포름알데히드 선축합물의 경우에는, 블로잉제를 포함해야 하며, 그 양은 발포체의 목적하는 밀도에 따라 다르다. 이론상, 본 발명의 방법은 물리적 블로잉제 및 화학적 블로잉제 둘 모두를 활용할 수 있다. 유용한 물리적 블로잉제는, 예를 들어 액체 형태로 탄화수소, 할로겐화 및 더 특히는 플루오르화 탄화수소, 알코올, 에테르, 케톤 및 에스테르, 또는 기체로서 공기 및 CO2 를 포함한다. 유용한 화학적 블로잉제는, 예를 들어 물과 혼합된 이소시아네이트 (상기 경우에, CO2 는 유효 블로잉제로서 방출됨), 게다가 산과 혼합된 카르보네이트 및 바이카르보네이트 (이는 마찬가지로 CO2 를 생성함) 및 또한 아조 화합물, 예컨대 아조디카본아미드를 포함한다. 본 발명의 하나의 바람직한 구현예에서, 멜라민-포름알데히드 선축합물의 수용액 또는 분산물은 멜라민-포름알데히드 선축합물을 기준으로, 비등점이 0 내지 80 ℃ 인 1 중량% 내지 40 중량% 의 물리적 블로잉제와 부가혼합되고; 펜탄의 경우에, 그 사용량은 바람직하게는 5 중량% 내지 15 중량% 범위이다.
단계 a) 에 사용되는 경화제는 멜라민-포름알데히드 선축합물의 연속 축합을 촉매화하는 산성 화합물을 포함한다. 그 양은 멜라민-포름알데히드 선축합물을 기준으로 0.01 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.05 중량% 내지 5 중량% 이다. 유기 및 무기산을 사용할 수 있으며, 그 예는 염산, 황산, 인산, 질산, 포름산, 아세트산, 옥살산, 톨루엔술폰산, 아미도술폰산 및 또한 산 무수물이다.
단계 a) 에 사용되는 멜라민-포름알데히드 선축합물의 수용액 또는 분산물은 바람직하게는 추가의 첨가 물질이 없다. 그러나, 일부 목적을 위해, 멜라민-포름알데히드 선축합물을 기준으로 20 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 미만의 종래적 첨가 물질, 예컨대 염료, 난연제, UV 안정화제, 연소가스 유독성을 낮추거나 또는 탄화를 촉진하는 제제를 첨가하는 것이 유익할 수 있다. 발포체는 일반적으로 오픈 셀이고, 물을 흡수할 수 있기 때문에, 일부 적용은 소수화제를 0.2 중량% 내지 5 중량% 의 양으로 첨가하는 것을 필수적이게 만든다. 유용한 소수화제는, 예를 들어 실리콘, 파라핀, 실리콘 계면활성제, 플루오로계면활성제, 소수성 탄화수소 계면활성제, 실리콘 에멀전 및 플루오로카본 에멀전을 포함한다.
선축합물 및 용매/분산제, 더 특히는 물의 혼합물 중의 멜라민-포름알데히드 선축합물의 농도는 55 중량% 내지 85 중량%, 바람직하게는 63 중량% 내지 80 중량% 로 넓은 한계 내에서 가변적일 수 있다 (모두는 멜라민-포름알데히드 선축합물 및 용매/분산제의 총 중량을 기준으로 함). 선축합물 및 용매/분산제의 혼합물의 바람직한 점도는 1 내지 3000 dPa.s, 바람직하게는 5 내지 2000 dPa.s 이다.
중공 미세구 및 추가의 혼합물 성분을 멜라민-포름알데히드 선축합물의 수용액 또는 분산물과 혼합하여 균일 혼합물을 형성하는데, 이때 블로잉제가 필요에 따라 압력 하에 들어가진다. 그러나, 또한 고체, 예를 들어 분무-건조된 멜라민-포름알데히드 선축합물로 개시하고, 이어서 중공 미세구의 분산물 및/또는 에멀전화제의 수용액, 경화제 및 또한 블로잉제와 혼합하는 것이 가능하다. 혼합 후에, 분산된 블로잉제와의 가열된 수지 혼합물을 다이 (die) 를 통해 배출시킨 후, 발포시킨다.
다이로부터의 출현시에 블로잉제-함유 용액 또는 분산물의 발포는 고온 공기 또는 고주파 조사에 의해 증가된다 (EP-B 17671 에 기재된 바와 같음). 바람직하게는, 0.2 내지 100 GHz, 바람직하게는 0.5 내지 10 GHz 의 주파수 범위에서 사용되는 혼합물 1 킬로그램 당 5 내지 400 kW, 바람직하게는 5 내지 200 kW, 특히 바람직하게는 9 내지 120 kW 의 전자기 방사선, 예를 들어 고주파 조사로 에너지가 인풋될 수 있다. 마그네트론은 유전체 방사선을 위한 방사선의 적합한 공급원이며, 하나 이상의 마그네트론이 동시에 조사될 수 있다.
발포되는 혼합물은 발포 다이로부터 출현 즉시 조사된다. 블로잉제는 증발되고, 수지 혼합물이 발포되고, 이를 통해 동시에 경화된다.
최종적으로는 생성된 발포체를 건조시켜 발포체에 남아있는 물 및 블로잉제를 제거한다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 구현예에서, 공정 단계 b) 이후에 공정 단계 c) 가 따를 수 있으며, 이때 건조된 발포체는 압축 성형되어 탄성적이게 된다.
공정 단계 c) 는 이론상 당업자에 공지되어 있고, 문헌, 예를 들어 EP-A 1 505 105 및 EP-B 37470 에 기재되어 있다.
수득한 발포체 블록 또는 시이트는 임의로는 추가의 공정 단계에서 열압착될 수 있다. 열압착 그 자체가 당업자에 공지되어 있고, 예를 들어 WO 2007/031944, EP-A 451 535, EP-A 111 860 및 US-B 6,608,118 에 기재되어 있다. 열압착은 때로는 발포체 구조에서의 중공 미세구의 보다 양호한 고정을 제공할 수 있다.
본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체의 제조를 위한 바람직한 중공 미세구는 중합체, 무기 물질 또는 무기 물질 및 중합체의 조합 (예를 들어, 무기 물질을 부착시킴으로써) 으로 이루어진 벽을 갖는다.
중공 미세구 벽에 적합한 중합체는 바람직하게는 폴리우레탄, 멜라민-포름알데히드 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드 또는 그 혼합물이다.
중공 미세구 벽으로서 유용한 무기 물질은 바람직하게는 실리케이트, 특히 알루미늄, 칼슘, 마그네슘 및/또는 지르코늄의 실리케이트, 산화물, 예컨대 알루미늄 산화물, 석영, 마그네사이트, 물라이트, 크로마이트, 지르코늄 산화물 및/또는 티타늄 산화물, 붕소화물, 탄소화물 및 질소화물, 예컨대 규소 탄소화물, 티타늄 탄소화물, 티타늄 붕소화물, 보론 질소화물 및/또는 보론 탄소화물, 탄소 또는 유리, 더 바람직하게는 유리이다.
중공 미세구 내부는 기체, 예를 들어 공기를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로는 진공처리될 수 있다. 바람직하게는, 중공 미세구 내부는 적어도 부분이고, 더 특히는 하나 이상의 고체 또는 액체 활성 또는 유효 물질로 완전히 채워진다. 활성 또는 유효 물질은, 예를 들어 잠열 저장 매체로서 작용하고 따라서 멜라민-포름알데히드 발포체의 단열 특성을 개선할 수 있는 물질, 그렇지 않으면 계면활성제, 세제 또는 염료, 예를 들어 잉크, 특정한 요망되는 용도를 위해 그 특이적 활성을 발휘하도록 중공 미세구 벽의 파괴로 방출되는 센트 또는 살생적 작용 물질이다. 당업자에 그 자체로 공지된 추가로 사용가능한 활성 또는 유효 물질은, 예를 들어 소수화제; (예를 들어, 소위 로터스 (rotus) 효과를 수득하기 위해) 촉각 또는 토양 방출 거동에 영향을 미치는 물질; 연기 가스 유독성 저하 물질; 포름알데히드 스캐빈저; 팽창제; 예를 들어 무기 나노입자와 같은 연마제 (예를 들어, WO 2009/021963 참조); 또는 촉매이다.
고도로 가교된 메타크릴 에스테르 중합체 기재의 벽 물질을 포함하는 바람직한 중공 미세구가 EP-A-1 029 018, DE-A-101 39 171 및 WO-A-2005/116559 로부터 공지되어 있다. 이들 모두는 상이한 용도 분야에서의 마이크로캡슐화 잠열 저장 물질에 관한 것이다. EP-A-1 029 018 은 콘크리트 또는 석고와 같은 결합 빌딩 물질의 용도를 교시하고, DE-A-101 39 171 은 석고보드에서의 마이크로캡슐화 잠열 저장 물질의 용도를 교시하고, WO-A-2005/116559 는 칩보드에서의 그 용도를 교시한다. 이들 참조문헌에 기재된 중공 미세구 모두는 열처리, 화학 처리 및 압력 하에 높은 불침투성을 갖는 것으로 알려져 있다.
중공 미세구는, 예를 들어 소위 제자리 중합을 통해 수득가능하다. 중공 미세구 형성의 원리를 위한 기본은 캡슐화되는 단량체, 자유-라디칼 개시제, 보호 콜로이드 및 친유성 물질이 조합되어 안정한 수중유 (oil-in-water) 에멀전을 형성하는 것이다. 이후, 단량체의 중합은 가열로 개시되고, 임의로는 추가의 온도 상승을 통해 조절되며, 수득한 중합체는 친유성 물질을 둘러싸는 중공구 벽을 형성한다. 상기 일반 원리는, 예를 들어 DE-A-10 2007 055 813, WO2008071649 및 DE-A-101 39 171 에 기재되어 있으며, 그 내용이 여기서는 본원에 참조문헌으로 명백히 포함되어 있다.
DE-A-10 2007 055 813 은 마찬가지로 바람직한 열적 파괴가능한 중공 미세구의 제조 및 용도를 기재한다. 중공 미세구 벽은 아크릴레이트로 구축된다. 중공 미세구 내부는 친유성 물질, 예컨대 지방족 및 방향족 탄화수소 화합물, 포화 또는 불포화 C6-C30 지방산, 지방 알코올, C5-C30 지방 아민, 지방산 에스테르, 천연 및 합성 왁스, 할로겐화 탄화수소, 실리콘유, 접착제, 아로마 화학제, 센트, 활성 물질, 염료, 색 형성체, 안료 및 가교제를 포함한다.
중공 미세구 내부 대 중공 미세구 벽의 중량비, 즉 코어(core)/벽 비는 일반적으로 50:50 내지 95:5 범위, 바람직하게는 70:30 내지 95:5 범위, 더 바람직하게는 75:25 내지 93:7 범위이다.
본 발명에 따라 수득한 멜라민-포름알데히드 발포체는 일반적으로 3 내지 100 g/l 범위의 밀도, 더 바람직하게는 5 내지 50 g/l 범위의 밀도를 갖는다.
중공 미세구를 포함하는 본 발명 멜라민-포름알데히드 발포체는 일반적으로 임의의 요망되는 두께, 유리하게는 0.1 내지 500 cm, 바람직하게는 0.5 내지 200 cm, 더 바람직하게는 1 내지 100 cm, 더 특히는 3 내지 80 cm, 가장 바람직하게는 5 내지 50 cm 범위의 층 두께로 시이트 또는 웹 (web) 으로서 배치형 (batchwise) 또는 바람직하게는 연속형으로 수득가능하다. 본 발명에 따른 멜라민-포름알데히드 발포체를 포함하는 몰딩은 연속 방식 및 바람직하게는 배치 방식으로 수득가능하다.
웹, 시이트, 몰딩 형태 또는 일부 기타 형태의 멜라민-포름알데히드 발포체는 적층되거나, 또는 1, 2, 그 이상 또는 모든 측에서 일반적 종래 방법으로 표층, 예를 들어 종이, 판지, 유리 오버레이 매트 (glass overlay matt), 목재, 석고보드, 금속 시이트 또는 금속 호일, 플라스틱 또는 자가-지지 플라스틱 발포체/시이트 (이는 임의로는 또한 발포될 수 있음) 가 부여될 수 있다. 표층은 발포 과정 또는 그 이후에 적용될 수 있다. 이후의 적용의 경우에, 접착 촉진제를 사용하는 것이 유리하다.
본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체가 방출되는 활성 또는 유효 물질로 채워진 중공 미세구를 포함하는 경우, 상기 방출은 적합한 기계적 또는 열적 작용을 발포체에 적용함으로써 임의의 목적하는 시기에 시행될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재된 활성 또는 유효 물질, 예를 들어 계면활성제, 세제 또는 염료, 예를 들어 잉크, 센트 또는 살생적 작용 물질은 중공 미세구 벽의 열적 파괴 (예를 들어, 고온 공기, 각종 형태의 방사선, 예를 들어 적외선 또는 마이크로웨이브 방사선) 또는 기계적 파괴 (프레싱, 롤링, 초음파 등) 를 통해 방출될 수 있다. 상기는 중공 미세구 내용물을 균일하게 또는 거의 균일하게 방출시키고, 심지어 오픈-셀 멜라민-포름알데히드 발포체 구조의 내부에서도 표면 구조 (버팀대 및 마디) 의 습윤을 유도한다. 마이크로캡슐 벽의 열적 또는 기계적 파괴 방법이 이론상 당업자에 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있다. 예를 들어, 발포체는, 예를 들어 EP-A 0451535 에 기재된 바와 같이 병렬의 2 개의 이중반전 롤 (contra-rotating roll) 사이의 한정된 갭을 통해 발포체를 유도함으로써 압착 성형되어 마이크로캡슐 벽을 파괴할 수 있다. 2 개의 공회전 롤 사이의 갭을 통해 발포체를 유도하는 것 이외에, 또한 발포체가 컨베이어 벨트로 이동되고, 롤 (발포체의 이동 속도와 동일한 원주 속도로 선회) 이 발포체 상에서 누를 수 있다. 발포체 상의 압력은 추가로 발포체를, 예를 들어 램이 발포체 상에서 누르는 프레스에 놓음으로 가해질 수 있다. 그러나, 상기 경우에, 연속 프레싱은 가능하지 않다.
중공 미세구가 또한 그 작용/효과가 심지어 마이크로캡슐 벽의 파괴 없이도 발휘되는 활성 또는 유효 물질을 포함할 수 있으며; 예를 들어 방화 물질은 단지 화재시에 활성화되고, 심지어 캡슐화 형태에서도 그 작용/효과를 발휘할 수 있는 것으로 여겨질 것이다.
본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체는 빌딩, 자동차, 철도, 선박 및 항공 구축, 및 또한 우주 여행에서의 방음 및/또는 단열에, 및 좌석 영역의 패딩을 위한 쿠셔닝 (cushioning) 물질로서 사용된다.
본 발명의 멜라민-포름알데히드 발포체는 더 특히는 심지어 고적재, 즉 높은 중공 미세구 함량 및 임의로는 결합된 활성 및 유효 물질 함량에도 발포체를 위한 양호한 기계적 특성 및 발포체 내 중공 미세구의 보다 양호한 고정을 나타낸다. 나아가, 중공 미세구는 추가 공정 단계 없이 발포체 제조 과정에서 발포체 내에 혼입될 수 있다.
후속하는 실시예는 본 발명을 예시한다.
실시예
측정 방법:
기계적 특성, 탄성:
멜라민 수지 발포체의 기계적 품질 평가를 위한 램 압력 측정은 모두 US-A-4 666 948 에 기재된 바와 같이 수행되었다. 직경 8 mm 및 높이 10 cm 인 원통형 램을 발포 방향에서 90°의 각도로 샘플이 찢어질 때까지 직경 11 cm 및 높이 5 cm 인 원통형 샘플로 압축하였다. 티어링력 (tearing force) [N] 은 이하에서 또한 램 압력 값으로 칭하며, 이는 발포체 품질에 관한 정보를 제공한다.
비교예 V-1
중공 미세구가 없는 멜라민-포름알데히드 발포체의 제조 (WO-A-2009/021963 에 따름):
75 중량부의 분무-건조 멜라민-포름알데히드 선축합물 (몰비 1:3) 을 25 중량부의 물 중에 용해시킨 후, 3 중량% 의 포름산, 2 중량% 의 나트륨 C12/C14-알킬 술페이트, 38 중량% 의 펜탄 (모든 중량% 는 선축합물의 중량을 기준으로 함) 을 첨가하고, 상기 이후 교반한 다음, 마이크로웨이브 에너지로 조사함으로써 (발포용) 폴리프로필렌 몰드에서 발포시켰다. 발포 후에, 발포체를 30 분 동안 건조시켰다.
상기 멜라민-포름알데히드 발포체는 밀도가 7.5 g/l 이고, 램 압력 값이 18.9 N 이었다.
본 발명의 실시예 4 및 비교예 V-2, V-3 및 V-5:
각 경우에, 75 중량부의 분무-건조 멜라민-포름알데히드 선축합물 (몰비 멜라민:포름알데히드 1:3) 을 25 중량부의 물 중에 용해시켰다. 상기 혼합물을 3 중량부의 포름산, 계면활성제로서의 2 중량부의 지방 알코올 폴리글리콜 에테르, 38 중량부의 펜탄, 및 표 1 에 언급된 부피 밀도 (bulk density) 및 평균 입자 직경 (D50, 부피 평균, Malvern, Fraunhofer 회절) 을 갖는 소다-석회 실리케이트 유리 기재의 10 중량% (멜라민-포름알데히드 선축합물의 총 중량을 기준으로 함) 의 중공 유리 미세구와 부가혼합하였다. 상기 혼합물을 격렬히 교반한 후, 2.54 GHz 에서 마이크로웨이브 에너지로 조사함으로써 폴리프로필렌 발포 몰드에서 발포시켰다. 이어서, 각 경우에 형성된 발포체를 고온 공기로 건조시켰다.
각 경우에 수득한 멜라민-포름알데히드 발포체의 특성이 표 1 에 보고되어 있다.
표 1: 중공 미세구의 양 및 크기, 및 멜라민-포름알데히드 발포체의 특성
Figure pct00001

Claims (8)

  1. 중공 미세구의 중앙 입자 직경 (D50, 부피 평균, Malvern, Fraunhofer 회절) 이 260 μm 내지 490 μm 범위인, 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체.
  2. 제 1 항에 있어서, 중공 미세구 함량이 0.1 중량% 내지 60 중량% 범위이며, 상기 중량% 가 발포체 제조에 사용되는 멜라민-포름알데히드 선축합물 및 중공 미세구의 총 중량을 기준으로 하는 멜라민-포름알데히드 발포체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중공 미세구가 발포체 구조의 오픈-셀 (open-cell) 기공 내에 내장된 멜라민-포름알데히드 발포체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 미세구 벽이 중합체 또는 무기 물질로 이루어진 멜라민-포름알데히드 발포체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 미세구 벽이 유리로 이루어진 멜라민-포름알데히드 발포체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 미세구 내부가 활성 또는 유효 물질로 적어도 부분 채워진 멜라민-포름알데히드 발포체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체의 제조 방법으로, 연속적 공정 단계 a) 및 b) 가 수행되는 방법:
    a) 가열하여 멜라민:포름알데히드의 몰비가 1:1.3 내지 1:5 범위인 멜라민-포름알데히드 선축합물, 중앙 입자 직경 (D50, 부피 평균, Malvern, Fraunhofer 회절) 이 260 μm 내지 490 μm 범위인 중공 미세구, 경화제, 분산제 및 블로잉제를 포함하는 혼합물을 발포시키고, 가교하는 단계, 및
    b) 공정 단계 a) 에서 수득한 발포체를 건조시키는 단계.
  8. 쿠셔닝 (cushioning) 으로서 및 열, 추위 및 소리에 대한 보호를 위한, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 중공 미세구를 포함하는 멜라민-포름알데히드 발포체의 용도.
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