KR20170127900A - 목재용 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드 - Google Patents

목재용 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 제2인산암모늄, (B) 물, 및 (C) 요소-포름알데히드 축합물을 포함하는 목재용 방염액에 관한 것으로, 석출현상이 발생하지 않고, 유해성이 낮고, 휨강도, 접착강도의 저하를 최대한 방지하면서 방염성능이 우수한 효과가 있다.

Description

목재용 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드{Flame retardant solution for wood, preparing method thereof, and wood board}
본 발명은 목재용 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 중밀도섬유판(Medium Density Fiberboard, MDF), 파티클보드(Particle Board, PB) 와 같은 목재보드의 휨강도, 접착강도 등의 기계적 물성을 크게 저하시키지 않으며, 유해성이 낮고, 방염성능이 우수한 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드에 관한 것이다.
건물 내부의 인테리어에 대한 소비자의 관심이 높아짐에 따라 안정감과 심미성이 뛰어난 목재의 사용이 증가하고 있다. 일반적으로 원목은 가격이 고가이기 때문에, 가공이 쉽고 저렴한 MDF, PB 등이 건축물 내부의 장식을 위해 많이 사용되고 있다.
다만, 일반적인 목재의 발화점은 대략 350℃ 내지 450℃로 낮기에 화재에 취약한 단점이 있으며, 목재에 화재가 발생되면 연소되면서 고열 및 유독가스가 발생되는바, 이를 방지하여 목재의 연소가 확대되지 않도록 방염 및 난연처리가 필요하다.
'방염'이란 화재의 위험이 높은 물질에 난연 처리를 하여 불에 잘 타지 않게 하는 것으로 화재 초기점화시간을 지연시키고 화재전파속도를 억제하기 위한 것이다.
기존의 방염액은 방염성을 위해 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate)를 주된 성분으로 사용하거나, 소량의 제2인산암모늄(Diammonium phosphate, (NH4)2HPO4))을 사용하였다. 암모늄 폴리포스페이트는 방염성능을 가지고 있으며 UF수지와의 혼용성이 좋은 장점이 있으나, 고가로 적용 시 제조원가 상승의 원인이 되며, 제2인산암모늄은 방염성능이 뛰어나지만 용해도가 낮아 묽은 용액으로 제조해야 하는 문제점이 있으며, 목재보드에 사용시 휨강도, 접착강도 등의 보드물성이 MDF 및 PB에서 요구되는 기준물성 이하의 값을 갖는다는 문제점이 있었다. 또한, 방염성의 강화를 위해서, 방염액에 다량의 제2인산암모늄을 사용하면, 상온에서 제2인산암모늄이 석출된다는 문제점이 있었다.
본 발명자들은 요소-포름알데히드 축합물(urea-formaldehyde condensate: UFC)을 포함하는 방염액을 사용하는 경우에 이러한 문제점을 용이하게 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 다른 목적은 고 함량의 제2인산암모늄을 함유하여도 석출현상을 발생시키지 않으면서 방염성능을 확보할 수 있는 방염액의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 휨강도 및 접착강도와 같은 기계적 물성은 저하시키지 않으면서, 포름알데히드 방산량이 적고, 방염성이 우수한 목재보드를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 목재용 방염액은 (A) 제2인산암모늄, (B) 물, 및 (C) 요소-포름알데히드 축합물을 포함한다.
본 발명의 목재용 방염액은 제2인산암모늄(A) 20 내지 45 중량%, 물(B) 36 내지 79 중량%, 및 요소-포름알데히드 축합물(C) 0초과 내지 20 미만 중량%를 포함할 수 있다.
요소-포름알데히드 축합물(C)은 요소수에 포름알데히드 가스를 흡습시켜 제조 된다. 요소-포름알데히드 축합물(C)은 포름알데히드와 요소수의 요소가 부가반응 및 축합반응하여 제조된다.
본 발명은 또한, 목재용 방염액의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 목재용 방염액의 제조방법은 제2인산암모늄(A)과 물(B)을 투입한 다음 50℃까지 가열하면서 용해시키는 제1단계; 용해된 용액에 요소-포름알데히드 축합물(C)을 투입하고, 70~100℃까지 가열하면서 반응시키는 제2단계; 그리고 반응이 완료되면 상온에서 반응 생성물을 냉각시키는 제3단계;를 포함한다.
목재용 방염액의 제조방법에서, 목재용 방염액은 제2인산암모늄(A) 20 내지 45 중량%, 물(B) 36 내지 79 중량%, 및 요소-포름알데히드 축합물(C) 0 초과 내지 20 미만 중량%를 포함할 수 있다.
목재용 방염액의 제조방법에서, 제2단계는 붕사, 인산나트륨, 붕산 또는 이들의 혼합물을 더 투입할 수 있다.
목재용 방염액의 제조방법에서, 제1단계의 용해시간이 20분 내지 40분이고, 제 2단계의 반응시간이 20분 내지 40분일 수 있다.
본 발명은 또한, 목섬유 및 목재 소편 중 적어도 하나의 주원료와 접착제를 혼합하고, 혼합물을 가압 및 성형하여 제조되는 목재보드에 있어서, 상기 혼합물이 상기 목재용 방염액 또는 상기 제조된 목재용 방염액을 포함하는 목재보드를 제공한다.
목재용 방염액은 주원료 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부 포함될 수 있다.
또한, 본원발명에 따른 목재보드는 45도 연소시험법을 사용하여 측정한 탄화면적이 25cm2 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고 함량의 제2인산암모늄을 함유하여도 석출현상이 발생하지 않고, 유해성이 낮으며, 방염성능이 우수한 목재용 방염액, 이의 제조방법 및 목재보드를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 실시예 3 및 비교예 6의 조성으로 제조된 방염액의 사진이다.
본 발명은 고 함량의 제2인산암모늄을 함유하여도 석출현상이 발생하지 않고, 유해성이 낮으며, 방염성능이 우수한 방염액, 이의 제조방법 및 이에 의한 목재보드에 관한 것이다.
목재용 방염액
본 발명에 따른 목재용 방염액은 (A) 제2인산암모늄, (B) 물 및 (C) 요소-포름알데히드 축합물을 포함한다.
본 발명의 목재용 방염액은 제2인산암모늄(A) 20 내지 45 중량%, 물(B) 36 내지 79 중량%; 및 요소-포름알데히드 축합물(C) 0 초과 내지 20 미만 중량%를 포함할 수 있다.
제2인산암모늄(Diammonium Phosphate: DAP, (NH4)2HPO4)은 공지의 방법으로 인산에 암모니아를 첨가하여 제2인산암모늄(DAP)을 제조하거나, 제1인산암모늄(Mono Ammonium Phosphate: MAP)에 암모니아를 첨가하여 DAP를 제조할 수 있다. 이와 같이 얻어지는 제2인산암모늄의 제조방법은 공지 공용된 기술로, 어떠한 방법을 사용하여도 무방하며, 제조방법이 제한되는 것은 아니다. 제2인산암모늄은 인 함유율이 높아 우수한 방염성을 부여한다.
본 발명의 목재용 방염액은 20 내지 45 중량%의 제2인산암모늄(A)을 포함한다. 바람직하게는 30 내지 45 중량% 포함한다. 제2인산암모늄(A)의 함량이 20 중량% 미만인 경우 방염액의 방염성이 저하될 수 있고, MDF, PB 생산 공정에서 건조 효율 하락으로 인한 생산성 저하의 문제를 야기 시킬 수 있으며, 제2인산암모늄(A)의 함량이 45 중량%를 초과하는 경우 석출현상이 발생할 수 있다.
용매로서 물(B)이 사용되며, 목재용 방염액에 36 내지 79 중량%로 포함된다. 바람직하게는 40 내지 65 중량%로 포함된다. 물(B)의 함량이 36 중량% 미만인 경우, 방염액의 용해도가 저하될 수 있고, 물의 함량이 79 중량%를 초과하는 경우 MDF, PB 생산 공정에서 건조 효율 하락으로 인한 생산성 저하의 문제를 야기 시킬 수 있다. 물로는 공업용수가 사용될 수 있다.
요소-포름알데히드 축합물(C)(Urea formaldehyde condensate: UFC)은 물(water) 대신에, 요소수(urea water solution)에 포름알데히드 가스(formaldehyde gas)를 흡습시켜 제조될 수 있다.
요소-포름알데히드 축합물(C)은 가스형태의 포름알데히드를 요소수에 흡습시켜 제조되는 것으로, 포름알데히드와 요소수의 요소(urea)가 부가 반응 및 축합반응하여 제조될 수 있다.
구체적으로, 흡수탑이란 곳에서 요소와 포름알데히드가 반응하여 요소-포름알데히드 축합물(C)이 제조되는데, 흡수탑 상부에서 요소수를 살수하고(뿌려주고) 흡수탑 하부에서 포름알데히드 가스를 투입하여, 포름알데히드 가스가 흡수탑 상부로 올라가게 한다. 상부에서 뿌려진 요소수의 요소와 하부에서 올라오는 포름알데히드가 만나 반응을 하여 요소-포름알데히드 축합물(C)이 제조된다.
요소-포름알데히드 축합물(C)은 포름알데히드/요소의 몰비가 4.3 내지는 5.5, 바람직하게 4.5 내지 5.2인 포름알데히드와 요소를 사용하여 제조될 수 있고, 또는, 포름알데히드 55 내지 65중량%, 바람직하게, 57 내지 63 중량%를, 요소 20 내지 30 중량%, 바람직하게, 22 내지 28 중량%; 및 나머지는 물을 사용하여 제조될 수 있다.
요소수는 요소를 물에 녹인 것으로, 요소 25 내지 40 중량% 및 물 60 내지 75 중량%, 바람직하게는 요소 35 중량% 및 물 65 중량%를 포함한다.
앞서 언급한 바와 같이, 흡수탑 상부에서 요소수를 살수하기 때문에, 요소수의 모든 물이 요소-포름알데히드 축합물(C)로 전환되지 않고, 흡수탑 바닥으로 떨어진다. 따라서, 요소수에 포함된 요소와 물의 함량 비율은 요소-포름알데히드 축합물(C)을 제조하는데 사용된 요소 및 물의 함량비율과 일치하지 않을 수 있다.
위와 같은 방법으로 제조된 요소-포름알데히드 축합물(C)은 실질적으로 요소를 포함하지 않고, 반응하지 않고 남은 포름알데히드(Free-formaldehyde)가 4% 이내로 포함될 수 있다. 바람직하게는 2% 이내로 포함될 수 있다. 따라서, 요소-포름알데히드 축합물(C)을 포함하는 방염액은 실질적으로 미반응 요소 및 미반응 포름알데히드를 거의 포함하지 않는다.
다만, 상기 요소-포름알데히드 축합물(C)은 불순물로, 미량의 메탄올(CH3OH) 및 포름산(HCOOH)을 포함할 수도 있다.
요소-포름알데히드 축합물(C)은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함한다.
Figure pat00001
상기 식에서, n은 1 내지 10의 정수이다.
본 발명의 요소-포름알데히드 축합물(C)은 목재용 방염액에 0 초과 내지 20 미만 중량% 포함될 수 있다. 바람직하게는 5 내지 15 중량% 포함될 수 있다. 요소-포름알데히드 축합물(C)을 포함하지 않을 경우, 목재보드에 사용시 휨강도, 접착강도 등의 보드물성이 저하될 수 있고, 요소-포름알데히드 축합물(C)의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 석출현상이 발생할 수 있다.
또한, 방염성을 향상시키기 위해서, 본 발명의 목재용 방염액은 방염 보조제로서, 붕사(Borax), 인산나트륨, 붕산(Boric acid) 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
목재용 방염액은 붕사 0.4 내지 3 중량%, 인산나트륨 0.1 내지 0.5 중량%, 붕산(Boric acid) 0.4 내지 3 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 붕사, 인산나트륨, 붕사의 첨가량이 상기 범위의 하한을 미달하는 경우, 방염성능 기준에 미달되어 방염기능이 발현되지 못하는 문제가 있고, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우 저장안정성 저하 등의 문제가 발생하여 바람직하지 못하다.
목재용 방염액의 제조방법
본 발명은 또한 상기 목재용 방염액의 제조방법을 제공한다.
목재용 방염액의 제조방법은 제2인산암모늄(A)과 물(B)을 투입한 다음 50℃까지 가열하면서 용해시키고; 용해된 용액에 요소-포름알데히드 축합물(C)을 투입하고, 70~100℃까지 가열하면서 반응시키며; 그리고 반응이 완료되면 상온에서 반응 생성물을 냉각시키는 단계;를 포함한다. 목재용 방염액의 제조방법은 이하에서 상세히 살펴본다.
(1) 제1단계
제2인산암모늄(A)과 물(B)을 반응기에 투입한 다음 50℃까지 가열하면서 용해시킨다. 제2인산암모늄(A)은 물에 용해되는 물질이지만, 용해도를 높이기 위해서 50℃까지 가열하면서 용해시킨다. 용해시키는 시간은 20분 내지 40분이고, 바람직하게 30분간 용해시킬 수 있다.
(2) 제2단계
제2인산암모늄(A)과 물(B)이 용해된 용액에 요소-포름알데히드 축합물(C)을 투입하고, 70℃ 내지 100℃로 가열하면서 반응시킨다. 바람직한 반응온도는 90℃ 내지 95℃이다. 반응시간은 20분 내지 40분이며, 바람직하게는 30분간 반응시킬 수 있다.
제2인산암모늄은 인 함유율이 높아 우수한 방염성을 부여한다. 일반적으로, 제2인산암모늄은 물에 용해되나, 상온에 방치시 다시 석출되는 현상이 발생하여 다량의 제2인산암모늄을 포함하는 방염액은 안정성이 저하된다. 다만, 요소-포름알데히드 축합물(UFC)과 고온에서 반응시켜 냉각시키면 4℃ 내지 40℃에서도 석출되거나 굳는 현상이 없는 안정적인 방염액의 제조가 가능하게 된다.
또한, 방염성을 향상시키기 위해서, 용액에 방염 보조제인 붕사, 인산나트륨, 붕산 또는 이들의 혼합물을 더 첨가할 수 있다. 붕사 0.4 내지 3 중량%, 인산나트륨 0.1 내지 0.5 중량%, 붕산(Boric acid) 0.4 내지 3 중량% 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 붕사, 인산나트륨, 붕사의 첨가량이 상기 범위의 하한을 미달하는 경우, 방염성능 기준에 미달되어 방염기능이 발현되지 못하는 문제가 있고, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우 저장안정성 저하 등의 문제가 발생하여 바람직하지 못하다.
(3) 제3단계
반응이 완료되면 반응 생성물을 상온의 온도로 냉각시킨다. 상온은 평상의 온도로, 20℃ 내지 30℃를 의미한다.
목재용 방염액의 제조방법에서 사용된 제2인산암모늄, 물 및 요소-포름알데히드 축합물에 대해서는 앞에서 기재되어 있으므로, 이에 대한 내용은 생략하기로 한다.
목재보드
본 발명은 또한 상기 목재용 방염액으로 처리된 목재보드를 제공한다. 목재보드는 중밀도섬유판(Medium Density Fiberboard, MDF), 파티클보드(Particle Board, PB) 등을 의미한다.
일반적으로 많이 사용하는 MDF는 나무를 고온에서 기계적, 화학적으로 분해하여 만든 섬유소(fiber)에 접착제를 혼합해 열압(hot pressing)처리한 합판으로 전세계적으로 사용된다. MDF와 더불어 많이 사용하는 PB는 잡목이나 목재의 소편을 재사용하여 입자가 굵고 가볍다는 특징이 있다. PB의 제조방법은 MDF와 마찬가지로 목재의 소편에 접착제를 사용하여 열압하여 제조한다.
구체적으로 MDF 또는 PB는 목섬유나 목재의 소편에 UF 수지(urea-formaldehyde resin)와 왁스에멀전(wax emulsion)을 섞은 후 열압/성형을 가하여 제조된다. MDF, PB와 같은 목재보드를 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 이러한 목재보드의 제조는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 목재보드는 상기 목재용 방염액으로 처리되어 제조된다. 구체적으로 목섬유 또는 목재의 소편 중 적어도 하나의 주원료에 UF 수지, 왁스에멀전 및 목재용 방염액을 함께 섞은 후 열압/성형을 가하여 제조된다. 방염액은 상기 주원료 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 방염액이 2 중량부 미만이면 방염성능이 저하될 수 있고, 10 중량부 초과하면 목재보드의 휨강도 접착강도 등이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 목재용 방염액을 사용하여 제조된 목재보드는 KS F 3200에 의한 방법으로 UTM(Universal Testing Machine)으로 측정한 휨강도(Modulus of Rupture: MOR)가 25 N/mm2이상이고, KS F 3200에 의한 방법으로 UTM(Universal Testing Machine)으로 측정한 접착강도(Internal Bonding Strength: IB)가 0.35 N/mm2이상이다.
포름알데히드의 방산량을 정하는 방법은 여러 가지가 있는데, 현재 업계와, 한국공업규격인 KS 인증, 조달청이 사용하는 가구류 분류에서는 자재 등급을 데시케이터법(desiccator test, KS M 1998)에 의해 정하고 있다. 이 기준에 따르면 SE0 등급은 포름알데히드 방출량이 0.3㎎/ℓ 이하, E0 등급은 0.3~0.5㎎/ℓ, E1 등급은 0.5~1.5㎎/ℓ 로 정해진다.
Figure pat00002
본 발명에 따른 목재용 방염액을 사용하여 제조된 목재보드는 데시케이터법에 의해 측정한 포름알데히드 방산량(Emission)이 1.5ppm 이하로 E1 등급의 친환경 자재로 인정된다. 또한, 45도 연소 시험법(국민안전처 고시 2015-1호)에 의해 측정한 탄화면적이 50cm2이하로 방염성이 우수하다. 바람직하게 25cm2이하이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 본 발명의 보호범위는 실시예에 의해서 한정되지 않는다.
실시예
본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용된 제2인산암모늄(A), 물(B) 및 요소-포름알데히드 축합물(C)의 사양은 다음과 같다.
(A) 제2인산암모늄(DAP): Shadong Chuangji Import and Export co., LTD에서 제조된 제2 인산암모늄, Technical Grade, 순도 95%이상
(B) 물: 공업용수
(C) 요소-포름알데히드 축합물(UFC): 동화기업에서 제조된 UFC, 농도 85±6%, FreeFormaldehyde 2%이내
[실시예 1]
하기 표 1의 함량에 따라. 물과 제2인산암모늄을 반응기에 투입하여 50℃까지 가열하고, 50℃에 도달하면 30분간 용해시켰다. 용해가 완료된 용액에, UFC를 투입하고 95℃까지 가열하였다. 95℃에 도달하면 30분간 반응시키고, 반응이 완료되면 반응생성물이 상온에 도달할 때까지 냉각시켜 방염액을 제조하였다. 목질섬유(fiber), UF 수지 및 왁스에멀젼을 섞고 난후 추가로 상기 제조된 방염액을 목질섬유 100 중량부에 대하여 8 중량부로 투입하고 열과 압력을 가하여 물성평가용 MDF을 제조하였다. 제조된 MDF의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였다.
(1) 휨강도(Modulus of Rupture:MOR, N/mm2): KS F 3200에 의한 방법으로 UTM(Universal Testing Machine)으로 측정하였다.
(2) 접착강도(Internal Bonding Strength: IB, N/mm2): KS F 3200에 의한 방법으로 UTM(Universal Testing Machine)으로 측정하였다.
(3) Emission(ppm): 데시케이터법(KS M 1998)으로 포름알데히드 방산량을 측정하였다.
(4) 탄화면적(cm2): 45도 연소시험법(국민안전처 고시 2015-1호)을 사용하여, 탄화면적을 측정하였다.
이와 같이 실시예 1에서 사용한 구성성분의 조성 및 물성 평가결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2 내지 3]
표 1에 제시된 조성으로 실시예 1과 동일한 방법으로 방염액을 제조한 후, MDF를 제조하고, 이들의 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
방염액을 사용하지 않고 실시예 1과 동일한 방법으로 MDF을 제조하여, 물성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
시판용 방염액(상품명: Siriono)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 MDF을 제조하여, 물성을 평가하고, 그 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 3 내지 6]
표 2에 제시된 바와 같은 조성으로, 실시예 1과 동일한 방법으로 방염액을 제조하고, 제조된 방염액으로 MDF를 제조하여, 물성을 평가하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
하기 표 1 및 2에서 (A), (B) 및 (C)의 혼합비는 (A), (B) 및 (C)의 전체 100 중량%에 대하여 중량%로 나타낸 것이다.
구분 물성기준 실시예1 실시예2 실시예3

구성성분		 제2인산암모늄(A) 43% 43% 43%
물(B) 52% 47% 42%
UFC(C) 5% 10% 15%



물성		 밀도(g/cm3) 0.679 0.674 0.677
두께(mm) 10.78 10.76 10.80
MOR(N/mm2) 25↑ 25.34 27.98 27.95
IB(N/mm2) 0.35↑ 0.50 0.71 0.74
Emission(ppm) 1.5↓ 1.30 1.13 1.10
탄화면적(cm2) 50↓ 17 21 20
구분 물성
기준		 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
구성성분 제2인산암모늄(A) 0% 확인불가 20% 30% 40% 43%
물(B) 0% 확인불가 80% 70% 60% 42%
UFC(C) 0% 확인불가 0% 0% 0% 20%


물성		 밀도(g/cm3) 0.677 0.679 0.662 0.669 0.676 -
두께(mm) 10.71 10.81 11.02 11.05 10.99 -
MOR(N/mm2) 25↑ 33.89 24.32 19.20 20.91 23.09 -
IB(N/mm2) 0.35↑ 0.85 0.36 0.21 0.22 0.27 -
Emission(ppm) 1.5↓ 28.80 1.61 1.67 1.69 1.37 -
탄화면적(cm2) 50↓ 70 19 23 23 22 -
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 조성에 따른 실시예 1 내지 3의 방염액을 사용하여 제조된 MDF는 휨강도, 접착강도가 우수하며, 포름알데히드 방산량이 1.5ppm이하로 E1 등급이고, 탄화면적 또한 50cm2이하여서 방염성이 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 3의 조성으로 제조된 방염액은 다량의 제2인산암모늄을 포함하나, 제조후 3일이 지나도 상온에서 제2인산암모늄이 석출되지 않았다. 도 1은 실시예 3의 조성으로 제조된 방염액의 석출여부를 나타내는 사진으로, 실시예 3의 조성으로 제조된 방염액은 투명하고 석출현상이 발생하지 않았다.
반면, 상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따른 방염액을 사용하지 않고 제조된 비교예 1은 포름알데히드 방산량이 매우 높아 가구용으로는 법적 사용이 불가능하며, 불꽃과의 접촉면적이 넓어 탄화면적도 넓어져 방염성이 좋지 않음을 알 수 있다. 시판중인 방염액을 사용한 비교예 2는 탄화면적이 50cm2이하로 방염성은 우수하나 휨강도는 물성기준을 만족하지 못하고, 포름알데히드 방산량은 E2 등급이어서 가구용으로는 법적 사용이 불가능하였다.
또한, 비교예 3 내지 5는 UFC(C)를 사용하지 않고 제조된 방염액을 사용하여 제조된 MDF의 물성을 측정한 것으로, 탄화면적이 50cm2이하여서 방염성은 우수하나 휨강도 및 접착강도는 물성기준을 만족하지 못하였다. 게다가, 비교예 3 및 4는 포름알데히드 방산량도 E2 등급이어서 가구용으로는 법적 사용이 불가능하다. 또한, 비교예 5는 제조일로부터 3일 이내의 방염액을 사용하여 MDF를 제조하고 물성을 측정한 것으로, 제조일로부터 3일후 석출현상이 발생하여, 제조일로부터 3일이 경과한 방염액은 MDF 제조에 사용할 수 없었다.
비교예 6 은 본 발명에 따른 방염액의 수치범위 밖의 조성을 갖는 방염액으로 도 1에 나타난 바와 같이, 제조일로부터 1일후 석출현상이 발생하여, 저장안정성에 문제가 있고, MDF의 제조에는 사용할 수 없었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (11)

  1. (A) 제2인산암모늄;
    (B) 물; 및
    (C) 요소-포름알데히드 축합물;을 포함하는 목재용 방염액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2인산암모늄(A) 20 내지 45 중량%; 상기 물(B) 36 내지 79 중량%; 및 상기 요소-포름알데히드 축합물(C) 0 초과 내지 20 미만 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재용 방염액.
  3. 제1항에 있어서, 상기 요소-포름알데히드 축합물(C)은 요소수에 포름알데히드 가스를 흡습시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 목재용 방염액.
  4. 제1항에 있어서, 상기 요소-포름알데히드 축합물(C)은 포름알데히드와 요소수의 요소가 부가반응 및 축합반응하여 제조되는 것을 특징으로 하는 목재용 방염액.
  5. 제2인산암모늄(A)과 물(B)을 투입한 다음 50℃까지 가열하면서 용해시키는 제1단계;
    용해된 용액에 요소-포름알데히드 축합물(C)을 투입하고, 70~100℃까지 가열하면서 반응시키는 제2단계; 그리고
    반응이 완료되면 상온에서 반응 생성물을 냉각시키는 제3단계;를 포함하는 목재용 방염액의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 목재용 방염액은 상기 제2인산암모늄(A) 20 내지 45 중량%; 상기 물(B) 36 내지 79 중량%; 및 상기 요소-포름알데히드 축합물(C) 0 초과 내지 20 미만 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재용 방염액의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2단계는 붕사, 인산나트륨, 붕산 또는 이들의 혼합물을 더 투입하는 것을 특징으로 하는 목재용 방염액의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제1단계의 용해시간이 20분 내지 40분이고, 상기 제2단계의 반응시간이 20분 내지 40분인 것을 특징으로 하는 목재용 방염액의 제조방법.
  9. 목섬유 및 목재 소편 중 적어도 하나의 주원료와 접착제를 혼합하고, 혼합물을 가압 및 성형하여 제조되는 목재보드에 있어서,
    상기 혼합물은 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 목재용 방염액 또는 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따라 제조된 목재용 방염액을 포함하는 것을 특징으로 하는 목재보드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 목재용 방염액은 상기 주원료 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 목재보드.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 목재보드는 45도 연소시험법을 사용하여 측정한 탄화면적이 25cm2 이하인 것을 특징으로 하는 목재보드.
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