KR20210010999A - 난연성 및 잠재성 경화재 조성물, 난연성 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 복합재 및 보드 및 난연성 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 보드를 제조하는 방법 - Google Patents

난연성 및 잠재성 경화재 조성물, 난연성 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 복합재 및 보드 및 난연성 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 보드를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

DAP(diammonium hydrogen phosphate) 30-100% (총 고형분을 기준으로 한 중량 기준), 및 MAP(monoammonium dihydrogen phosphate) 0 ~ 50% (총 고형분 기준 중량 기준)의 혼합물을 포함하는 난연성 및 잠재 성 경화제 조성물. 상기 난연제/경화제 조성물은 고체 혼합물 또는 액체 조성물로서 제조되며, 상기 액체 조성물은 상기 혼합물의 25% w/w 내지 80% w/w 범위의 함량의 액체 수용액을 포함하는 수성 조성물이다. 상기 보드의 제조에서 사용되는 상기 수지용 난연제 및 경화제로 상기 조성물을 사용하여 난연 섬유 보드를 제조하는 방법도 개시된다.

Description

난연성 및 잠재성 경화재 조성물, 난연성 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 복합재 및 보드 및 난연성 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 보드를 제조하는 방법
본 발명은 목재 및 셀룰로오스-섬유 기반 복합재 및 보드에 사용하기에 적합한 난연성(flame retardant) 및 잠재성 경화제(latent hardener) 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 난연성 조성물을 함유하는 섬유판(fibre board), 파티클 보드(particle board), 합판(plywood), 배향성 스트랜드 보드(orientated strand board), 배향성 구조 스트랜드 보드(oriented structural strand board), 웨이퍼 보드(waferboard) 및 습식 공정 섬유판(wet process fibreboard)과 같은 목재-기반 복합 보드의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 난연성 및 잠재성 경화제 조성물의 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이는 수용성, 무독성 및 환경 친화적인 난연 제제(flame retardant formulation)를 상기 언급된 보드의 결합제를 위한 결합된 난연성 및 잠재성 경화제로 사용한다.
소비자, 입법자 및 결과적으로 생산자로부터 건축, 가구 및 이러한 제품을 사용하는 기타 분야에서 사용되는 목재 기반 복합 제품에 개선된 난연성을 부여하려는 추진이 있다. 건축 환경에서 사용되는 목재 기반 복합 보드 유형은 종종 파티클 보드 (PB, particle boards), 저밀도 섬유 (LDF, Low Density Fibers) 중밀도 섬유보드(MDF, Medium Density Fibreboard), 고밀도 섬유보드(HDF, High Density Fibreboard), 배향성 스트랜드 보드(OSB, Oriented Strand Board), 플레이크 보드(flakeboard), 스털링 보드(sterling board), 아스페나이트(Aspenite), 배향성 구조 스트랜드 보드(oriented structural strand board), 쿼트보드(quartboard), 이조렐(isorel), 칼리트(karlit), 트리텍스(treatex, torex), 토렉스(torex), 프레스 보드(pressboard), 웨이퍼 보드(waferboard), 습식 공정 섬유판(wet process fibreboard), 합판을 포함하는 멜라민 함침 보드(melamine faced chipboard)가 일반적이다. 이러한 종류의 보드의 모든 다른 구성, 밀도는 섬유 보드 또는 파티클 보드로 더 언급된다. 중요한 것은 적용된 난연제는 특히 실내 환경뿐만 아니라 인체와 환경에 무독성이어야 한다는 것이다.
보드의 주요 질량을 구성하는 미립자(particulate) 또는 섬유질 목재 요소 구성 요소는 일반적으로 사용되는 포름 알데히드 가교 수지 바인더, 예를 들어 UF(Urea Formaldehyde), MF(Melamine Formaldehyde), MUF(Melamine Urea Formaldehyde), MUPF(Melamine Urea Phenol Formaldehyde) 및 이들의 알려진 변종 중 하나를 사용하여 최종 복합 제품에서 종종 함께 결합되고, 여기서 바인더의 최종 가교 및 이에 따른 패널의 결합은 열간 압축 동안 잠재성-산 경화제(latent-acid hardener)를 사용하여 촉매된다. 이러한 패널에서 난연에 대한 접근 방식은 주로 생산을 마친 후 보드에 전통적인 난연 재료를 추가하는데 기반을 두고 있다. 전통적으로 예는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 붕산염, 기타 화학 물질, 예를 들어 할로겐이다. 유해한 내화성 조성물에는 할로겐화 성분, 특히 염소 및 브롬 함유 성분이 포함된다. 브롬 난연제(BFR)와 염소계 난연제(CFR)는 30년 이상 사용되어 왔으며 특히 BRF는 주요 건강 위협과 관련이 있다. 붕산염은 현재 환경에 해로운 것으로 간주되며 적어도 EU/유럽에서는 단계적으로 폐지되고 있다. 언급된 수산화물은 보드 전체에 고르게 적용하기가 어려우며 난연성 보드를 얻는 데 제한적인 효능이 있다.
따라서 목재-기반 보드에 적용할 수 있는 효과적이고 무독성이며 환경 친화적인 난연 제제가 필요하다. 따라서 보드 전체에 분포가 균일하고 보드 생산 공정 중에 직접 추가할 수 있으므로 더 높은 성능의 내화성/내화성 보드를 만들 수 있다. 또한, 복합재 생산에 필요한 하나 이상의 다른 첨가제를 난연성 제제로 완전히 또는 부분적으로 대체하는 것은 전체 첨가제 프로파일을 단순화하고 투입량과 비용을 줄이기 위해 추가적인 이점이 될 것이다.
본 발명은 이를 해결하고 새로운 접근법으로 인한 효과적인 제형, 처리 단계 및 제품을 입증한다.
CN20131564804 A는 수지의 복잡하고 실질적인 개질이 수행되는 파티클 보드에 적합한 난연성 복합 요소 수지를 나타내며, 이는 산화 전분, 강화제로서의 폴리 비닐 알코올, 산화 방지제로서의 수소화 로진, 경화제로서의 폴리이소시아네이트, 가교제로서의 이소부틸 트리에톡시 실란, 포름알데히드 캐처(catcher)로서의 페놀 화 리그닌의 첨가를 포함한다. 이는 대규모 보드 생산에 쉽게 통합되지 않는 접근 방식이다.
US2002115774 (A1)에서는 복합 패널에 사용하기 위한 목재 입자를 인산 암모늄 및 금속 수산화물로 전처리("함침")한 다음 건조시키고 처리 된 입자를 개질 된 접착제 바인더(요소-포름 알데히드 및 페놀 수지의 혼합물)와 혼합하고 혼합물을 내화성 패널로 열 압착할 수 있다고 개시한다. 특히 전처리 단계는 파티클 보드의 현재 제조 관행에 상당한 시간이 소요되는 추가 작업이다.
CN103710032 (A)는 염화 마그네슘, 인산, 인산 암모늄 및 수계 접착제를 포함하는 난연성 "조성물"을 설명한다. 접착제 유형은 지정되지 않았으며 생산 방법 또는 적용 영역도 지정되지 않았다.
US 7736549 (B2)는 암모늄 포스페이트, 시트르산 및 방부제 염을 포함한 인산염의 혼합물로 구성된 일반적인 수용성, 환경 친화적인 무독성 난연제에 대해 개시한다. 이것은 섬유 및 목재 제품을 포함하여 여러 가지 마감된 기질에 성분의 수용액으로 또는 적절한 경우 분말 블렌드로 적용하기 위한 제형이다.
KR 20170127900 A는 DAP(diammonium hydrogen phosphate), 물 및 요소-포름 알데히드 수지의 축합물의 난연성 조성물을 설명하며, 이는 MDF 보드와 같은 목재 섬유 보드의 방염에 사용된다.
BORYSIUK P. et al .: "인산 수소 이암모늄, 구연산 및 벤조산 나트륨을 기반으로 하는 난연제로 보호된 베니어로 만든 합판의 난연성"은 소나무 자작 나무 합판/베니어는 수지의 경화제로 황산 암모늄을 사용하여 요소 포름 알데히드 수지와 함께 층상 재료를 접착하여 만들어 졌다고 설명한다 (ANNALS OF WARSAW UNIVERSITY OF LIFE SCIENCE, 2011, No. 73, pages 167-171). 상기 난연제(flame retardant)는 구연산과 벤조산 나트륨이 포함된 DAP를 기반으로 한다. 이러한 구성 요소 간의 비율은 언급되지 않았다. 상기 난연제는 생산을 완료한 후 합판 플레이트에 함침(impregnat)된다. 따라서 사용된 난연성 조성물은 생산된 합판 보드에 어떠한 경화제 효과를 제공하지 않는다.
WO 96/00763 A는 목재 기반 재료를 포함하는 물품에 함침하기 위한 난연성 조성물을 설명한다. 함침 수용액은 DAP 및/또는 MAP(monoammonium dihydrogen phosphate), 인산(phosphoric acid), 아세트산 및 인산 암모늄 염(ammonium phosphate salt)의 불용성 인산염(insoluble phosphate)을 형성할 수 있는 금속 염을 포함한다. MDF 섬유판 생산 중 MUF 수지 경화제로 사용하는 방법은 설명되어 있지 않다.
US 2013/0280432 A는 셀룰로스 물질 (예를 드러 코튼 트윌)에 적용되고 경화(즉, 실시 예 4에서 직물이 건조됨)되는 난연성 조성물을 기재하고 있다. 실험자가 인용한 실시 예 4는 인산(phosphoric acid), 수산화 암모늄(ammonium hydroxide) 및 요소(urea)의 혼합물로 만들어진 난연제를 함유하는 DAP를 사용한다. 섬유판(fibre board)의 제조에서 수지, 특히 MUF 수지의 경화제로서도 작용하는 난연제의 개시는 없다.
현재의 발명은 친환경적이고 무독성이며 고성능의 내화 목재 기반 복합 보드를 비용 효율적이고 효율적으로 생산할 수 있는 기술의 중요한 발전이다.
LDF, MDF 및 HDF 보드 생산을 위한 현재 보편적으로 인정되는 모범 제조 관행에서는 원목 통나무(raw wood log)를 LDF, MDF 및 HDF 보드 제품으로 변환하는 다음 단계가 수행된다:
목재 통나무는 껍질을 벗긴 다음 기계적으로 칩으로 변환된다. 그런 다음 칩은 (칩 호퍼를 통해) 분해 용기(digestion vessel)로 나사 이송되고 해리기(defibrator)로 공급되기 전에 30 ~ 120초 동안 쪄지고, 이는 우드 칩을 펄프로 갈아주는 동안 높은 압력과 온도 (일반적으로 약 8 바, 180℃)를 유지한다. 상기 펄프는 "blowline"이라고 하는 튜브를 통해 리파이너(refiner)에서 건조기로 배출된다. 블로우라인(blowline)으로 방출될 때 약 8 바에서 대기압으로 압력이 떨어지기 때문에 펄프는 블로우라인에서 매우 난류가 있는 고속으로 이동하여 구성 요소의 혼합을 용이하게 한다. 따라서 상기 블로우 라인은 LDF, MDF 및 HDF 보드 생산 라인의 핵심 구성 요소이며, 첨가제와 액체 (수성) 수지 바인더를 정제기에서 배출되는 난류(turbulent)의 섬유 덩어리에 도입할 수 있는 여러 주입 지점/노즐이 장착되어 있다. 상기 블로우 라인에서 상기 섬유는 팽창 챔버로 들어간 다음 플래시 건조기로 들어가며, 여기서 섬유 덩어리(fibre mass)와 첨가제는 빠르게 건조되며 건조기 출구의 수분 함량은 일반적으로 8-12%이다. 건조된 덩어리는 매트 형성기(mat-former)에 들어가고, 그 후 매트는 사전 압축되고 연속 열간 압착기(continuous hot pressor)로 곧바로 보내지거나 다중 개방 핫 프레스 포머(multi-opening hot press former)를 위해 큰 시트로 절단된다. 상기 수지 결합제는 열간 압착 동안 경화되며, 잠재산 경화제의 열 활성화에 의해 촉매된다.
상기 블로우 라인에서는 수지 바인더 외에도 왁스 에멀젼 및 잠재 경화제(latent hardener)와 같은 다른 첨가제가 종종 주입을 통해 추가된다. 상기 블로우 라인의 섬유 덩어리에 수성 난연제(water-borne flame retardant formulation)를 첨가하는 것이 유리할 것이다. 이는 또한 잠재 경화제(latent hardener) 역할을 하는 동시에 완성된 보드에서 난연성을 유지한다. 이것이 본 발명의 초점 중 하나이다.
파티클 보드 생산은 일반적으로 연간 150,000 미터 톤 이상을 처리하는 공장에서 대규모로 수행된다. PB 프로세스에 관련된 단계는 다음과 같이 설명할 수 있다. 목재는 껍질을 벗긴 다음 기계적으로 잘린다(chip). 칩은 예를 들어 수분 함량이 약 10%가 될 때까지 건조된 다음 특정 크기의 분획으로 체질(sieve)되어 나중에 사전 프레싱 전에 층이 있는 매트에서 재결합된다. 상기 건조된 칩은 수지 블렌더에 첨가되며, 스프레이 노즐을 통해 액체 수지 바인더를 다른 첨가제/잠재성 경화제, 왁스 에멀젼 등과 함께 첨가하거나 분말 접착제 제형을 건조된 칩과 혼합한다. 상기 준비된 칩은 최종 접착제 경화에 영향을 미치는 최종 열간 프레스 전에 매트 성형기 및 프리 프레스로 보내진다.
LDF, MDF 및 HDF 보드 생산과 마찬가지로, 완성된 보드에서 난연 특성을 유지하면서 잠재 경화제로도 기능하는 수성 또는 고체 분말 기반 난연 제제를 추가하는 것은 업계의 점진적인 발전이 될 것이다.
보드 제품 유형 Oriented Strandboard("OSB")의 경우 생산 순서는 PB의 경우와 유사하다. 나무는 껍질을 벗긴 다음 칼을 사용하여 나무 가닥을 만드는 "Strander"에 공급된다. 그런 다음 스트랜드를 회전식 건조기에서 유지하고 반-건조된 스트랜드에 액체 수지 및 기타 첨가제를 분무 또는 혼합하거나 고체 수지 및 첨가제와 혼합한다. 수지화된 스트랜드는 연속 벨트에 공급하여 방향을 정하고 섹션을 열 압착하여 OSB 제품을 생산한다. 다른 보드 제품과 마찬가지로 완성된 보드에서 난연 특성을 유지하면서 잠재 경화제로도 기능하는 수성 또는 고체 분말 기반 난연 제제를 추가하는 것은 업계의 점진적인 발전이 될 것이다.
<발명의 목적>
본 발명의 목적은 무독성이고 환경 친화적인 난연제 제제(flame retardant formulation) 및 이의 용도를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 보드를 생산하는 동안 목재-기반 보드에 적용될 수 있는 무독성 및 환경 친화적인 난연성 및 잠재성 경화제(latent hardener) 제형을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 더 높은 성능의 내화성 보드를 생성하는 목재-기반 보드의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 난연성 제제에 의한 목재-기반 복합 보드(wood based composite board) 생산에 필요한 하나 이상의 다른 첨가제의 전체 또는 부분 대체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 또한 단순화된 및/또는 첨가제의 수 및/또는 양과 관련하여 전체 첨가제 프로파일이 감소되는, 및/또는 비용이 걸절감된 목재 기반 복합 보드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 비용이 절감되는 목재 기반 복합 보드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
<발명의 설명>
이들 목적은 30-100%(총 고형분을 기준으로 한 중량)의 DAP(diammonium hydrogen phosphate) 및 MAP(monoammonium dihydrogen phosphate) 0-50%(총 고형분을 기준으로 한 중량)의 혼합물(blend)을 포함하고, 여기서 DAP 대 MAP의 비율(ratio of DAP to MAP)은 95% DAP / 5% MAP ~ 60% DAP / 40% MAP인 난연성 및 잠재성 경화제 조성물에 의해 얻어지고, 여기서 난연성 조성물은 고체 혼합 또는 액체 조성물로서 제조되며, 상기 액체 조성물은 상기 혼합물의 25% w/w 내지 80% w/w 범위의 함량의 액체 수용액을 포함하는 수성 조성물(aqueous composition)이다.
이에 의해 잠재성 경화제(latent hardener)로도 작용하는 고농축 난연제가 얻어진다. 잠재성 경화제 및 난연제는 그것의 고농도 고형분 및 낮은 수분 함량으로 인해 섬유 및 파티클 보드의 구조를 손상시키지 않는다.
상기 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바람직하게는 90% DAP / 10% MAP ~ 70% DAP / 30% MAP, 또는 더 바람직하게는 85% DAP / 15% MAP ~ 75% DAP / 25% MAP의 DAP 및 MAP의 혼합물(비율)의 범위를 포함한다.
이로써 목재 기반 보드에 적용할 수 있는 효과적이고 무독성이며 환경 친화적인 난연성 및 잠재성 경화 제제가 얻어진다.
상기 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 시트르산, 포름산, 아세트산, 말산, 타르타르산, 옥살산, 젖산, 부티르산과 같은 C2-C7 유기산, 또는 염산과 같은 강산과 같은 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 유기산을 0.1 내지 15%(총 고형분의 중량 기준), 바람직하게는 1.5 내지 5% 범위(고형분 기준)를 더 포함할 수 있다. 시트르 산(Citric Acid)이 선호된다.
이로써 본 발명의 pH 수준을 조절하여 인산염(phosphate) 공급원의 특성을 향상시키는 산성 물질이 얻어진다. 상기 조성물의 pH는 약 5 내지 9의 범위에서 변할 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 6 내지 7이다. 상기 pH는 적절한 인산염(phosphate salt)을 사용하거나 HCl과 같은 강산 또는 NaOH 또는 CaOH와 같은 강염기를 첨가하여 조정할 수도 있다.
난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 10 내지 90% (총 고형분의 중량 기준), 또는 바람직하게는 30 내지 50%의 하나 이상의 1염기성(monobasic) 또는 2염기성(dibasic) 인산 나트륨 및/또는 인산 칼륨(sodium and/or potassium phosphate), 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함한다.
이에 의해 효과적이고 무독성이며 환경적으로 무해한 난연성 및 잠재성 경화 제제가 얻어지며, 수지 성분을 경화시키는 것 외에도 상기 조성물은 또한 나중에 난연 보드에서 암모니아 방출을 잠재적으로 감소시킬 수 있다.
상기 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바람직하게는 나트륨 벤조에이트, 칼륨 벤조에이트, 나트륨 소르베이트, 칼륨 소르베이트, 나트륨 살리실레이트, 칼륨 살리실레이트(sodium benzoate, potassium benzoate, sodium sorbate, potassium sorbate, sodium salicylate, potassium salicylate) 및/또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제, 뿐만 아니라 알루라레드(allura red), 카민(carmine) 및 기타 착색제 및/또는 이들의 혼합물을 0.1 내지 10%, 바람직하게는 2 내지 6% (고형분 기준 중량 기준) 범위로 포함할 수 있다.
이러한 첨가제는 난연성 조성물의 운송, 보관 및 사용 중에 박테리아 또는 곰팡이의 성장을 방지하기 위해 방부제로 첨가된다. 난연성 제품을 식별하는데 도움이되는 착색제 첨가제(염료)도 선택적으로 있다. 이로써 우리는 수용액 형태로 제공될 때 상온에서 안정한 제제(formulation)을 얻는다.
본 발명의 목적은 또한 보드 생산 중에 LDF, MDF 및 HDF 보드를 내화(fireproofing) 또는 내염화(flameproofing)하는 방법을 통해 충족되며, 이는 목재 섬유 또는 목재 입자가 블로우 라인을 통해 저장소(storage)에서 프레스, 바람직하게는 핫 프레스로 전달되고,
여기서 바인더(binder)를 블로우 라인에 주입하여 바인더를 상기 섬유 또는 입자에 혼합하여 바인더를 목재 섬유 또는 목재 입자에 추가하고, 이어서 상기 혼합물을 프레스에서 압착하여 최종 목재 복합 보드를 수득하고,
여기서 상기 방법은 하기의 방법으로 난연성 조성물을 상기 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 것을 추가로 포함한다:
a. 목재 섬유 또는 목재 입자를 저장소로부터 프레스로 통과시키는 블로우 라인에 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물을 주입하는 단계, 여기서 액체 수성 난연성 조성물은 상기 바인더와 병렬로(in parallel) 블로우 라인에 첨가됨,
b. 보드 생산에서 리파이너(refiner)와 성형 및 열간 압착 단계 사이에(between the refiner and the forming and hot-pressing steps) 제공된 중간 혼합 단계에서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고체 혼합물을 상기 바인더와 병렬로 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 단계.
본 발명의 목적은 또한 보드 생산 중에 PB, OSB 보드를 내화 또는 내염화하는 방법을 통해 충족되며,
이는 목재 입자(wood particle) 또는 스트랜드(strand)가, 회전식 건조기 끝에 있는 수지 블렌딩 섹션이 될 수 있는, 수지 혼합(mixing) 또는 블렌딩 챔버(blending chamber)를 통해 저장소에서 프레스, 바람직하게는 핫 프레스로 전달되고,
여기서 바인더를 주입하여 입자 또는 입자들에 상기 바인더를 혼합하여 상기 바인더를 상기 목재 입자에 첨가하고, 이어서 상기 혼합물(blend)을 프레스에서 압착하여 최종 목재 복합 보드를 수득하고,
여기서 상기 방법은 난연성 조성물을 다음에 의해 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 것을 추가로 포함한다:
a. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물을 목재 섬유 또는 목재 입자를 저장소로부터 프레스로 이송하는 건조기의 수지 블렌더 또는 수지 블렌딩 섹션에 주입하는 단계, 여기서 상기 액체 수성 난연제 및 잠재성 경화제 조성물은 상기 바인더와 병렬로 첨가됨, 또는
b. 보드 생산에서 리파이너(refiner)와 성형 및 열간 압착 단계 사이에(between the refiner and the forming and hot-pressing steps) 제공된 중간 혼합 단계에서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고형 혼합물(solid blend)을 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 단계.
상기 방법에서 상기 보드에 사용되는 바인더는 바람직하게는 산 촉매에 의해 경화되는 열경화성 수지 바인더로 만들어지며, 여기서 상기 열경화성 수지(thermosetting resin)는 바람직하게는 UF(Urea Formaldehyde), MF(Melamine Formaldehyde), MUF(Melamine Urea Formaldehyde), MUPF(Melamine Urea Phenol Formaldehyde) 또는 이들의 혼합물과 같은 포름 알데히드 가교 수지(formaldehyde cross-linked resin) 바인더를 포함하고, 상기 수지와 목재 섬유 또는 목재 입자의 혼합물이 핫 프레스에서 경화된다. 방법은 또한 바람직하게는 (잠재성) 산 촉매가 난연성 조성물에 의해 제공된다는 점에서 특별하다.
이로써 잠재성 경화 촉매로 작용하고 접착제를 첨가한 후 핫 프레스에서 보드의 경화를 허용하는 지연 시스템(retardant system)의 새로운 용도를 얻게된다.
난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바람직하게는 완제품 1m3 당 15kg 내지 100 kg/m3, 바람직하게는 25kg/m3 내지 75kg/m3 범위의 양으로 목재 섬유 또는 입자에 첨가된다. .
이에 의해 내화성에 대해 더 높은 분류를 가능하게하는 개선된 특성을 갖는 목재 복합 보드가 얻어진다. 또한 난연성 및 잠재성 경화제 조성물을 추가할 때 섬유 또는 파티클 보드 또는 OSB 보드의 생산 과정에서 기존에 추가된 다른 고가의 경화제(hardener)의 제거/교체로 인해 비용이 절감된다.
이 방법과 병행하여, 다른 재료로 구성된 보드를 생산할 때도 이러한 이점을 얻을 수 있다. 여기에는 유기 물질/물질들, 목재 섬유, 목재 입자, 목재 스트랜드와 같은 섬유 또는 입자, 또는 씨앗, 껍질(husk), 짚(straw), 견과류 껍질 또는 씨앗 또는 혼합물과 같은 식물 입자(plant particle) 또는 재료로 만들어진 보드 또는 직물 또는 직물 섬유(textiles or textile fibre)의 하나 이상의 층을 포함하는 접착 보드(glued board), 또는 분산된 섬유 및/또는 목재 섬유의 입자 및/또는 목재 칩, 목재 스트랜드, 하나 이상의 직물 층, 직물 섬유, 씨앗, 껍질, 견과류 또는 씨앗 껍질 및/또는 이들의 혼합물과 같은 식물 입자를 포함하는 수지 매트릭스를 포함하는 수지 보드의 내화 또는 내염화 방법이 포함되며, 여기서, 내화성 또는 내염성 조성물은 상기 보드의 생산 동안 유기 물질로 유도되고,
여기서 유기 물질은 저장소에서 보드 형성 스테이션, 예를 들어 프레스 또는 바람직하게는 고온 프레스로, 회전 건조기의 끝에 있는 수지 혼합 섹션이 될 수 있는 수지 혼합 또는 혼합 챔버를 통해 전달되고,
여기서 바인더 또는 매트릭스 형성 수지는 상기 바인더 또는 수지를 주입하여 상기 바인더 또는 수지를 상기 유기 물질에 혼합함으로써 상기 유기 물질에 첨가되고 이어서 상기 유기 재료를 포함하는 최종 복합 보드를 수득하게 위하여 프레스 같은 곳에서 상기 혼합물을 보드로 형성하고, 여기서 상기 방법은 다음을 통해 유기 물질에 난연성 조성물을 첨가하는 것을 추가로 포함한다;
a. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연성 및 잠재 경화제 조성물을 유기 물질에 주입하는 단계, 여기서 상기 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바인더 또는 매트릭스 형성 수지에 이전에 및/또는 병렬로 첨가됨,
b. 보드 생산 라인에서 저장소 또는 리파이너 및 상기 보드 형성 단계 사이에 제공된 중간 혼합 단계에서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고형 혼합물(solid blend)을 상기 유기 물질에 첨가하는 단계, 또는
c. 저장소로부터 보드 형성 스테이션으로 이송하는 동안 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연제 및 잠재 경화제 조성물을 하나 이상의 직물 층에 주입하는 단계, 여기서 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바인더 또는 매트릭스 형성 수지에 이전에 및/또는 병렬로 첨가됨.
따라서 방화 및/또는 방염 방법은 하기에 동일하게 적용할 수 있다;
● 위의 목재 기반 보드에 대해 설명된대로 함께 접착된 기타 유기 재료로 구성된 보드 생산. 이러한 보드는, 씨앗, 껍질, 견과류 또는 씨앗 껍질 및/또는 이들의 혼합물과 같은 식물 입자와 같은 유기 물질을, 예를 들어 예를 들어 목재 섬유, 목재 입자 및/또는 목재 가닥과 조합하여 포함할 수 있다.
● 직조(woven), 편직(knitted) 또는 부직포(non-woven) 직물 층과 같은 직물 또는 직물 섬유의 하나 이상의 층을 포함하고/포함하거나 직물로 형성되지 않은 느슨한 직물 섬유(loose textile fibres)를 포함하는 접착 보드.
● 직물, 편직 또는 부직포 직물 층과 같은 하나 이상의 직물 층 및/또는 느슨한 직물 섬유를 포함하고/포함하거나 직물로 형성되지 않은 느슨한 직물 섬유를 포함하는 보드 형성 수지의 수지 매트릭스를 포함하는 수지 매트릭스 보드.
● 분산된 유기 물질 또는 유기 입자 예를 들어 씨앗, 껍질 및/또는 견과류의 껍질 또는 씨앗, 선택적으로 위에서 언급한 목재 섬유, 목재 입자 및/또는 목재 가닥과 조합된 매트릭스 형성 수지를 포함하는 수지 매트릭스 보드.
● 이미 위에서 설명한 바와 같이 분산된 섬유 및/또는 목재 섬유 입자, 목재 칩, 목재 스트랜드 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 매트릭스 형성 수지를 포함하는 수지 매트릭스 보드.
수지 매트릭스 보드는 적어도 40%(중량 기준)의 수지 매트릭스를 포함할 수 있다. 상기 수지 매트릭스는 재활용 플라스틱 폐기물, 버진(virgin) 수지 및/또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 이러한 재활용 플라스틱 폐기물은 종종 재활용 된 포장 재료에서 비롯되며, 따라서 종종 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 일반적으로 포장 재료에 사용하는 유사한 수지 및/또는 이들의 혼합물의 호모 또는 공중합체로 구성된다. 그러나 이러한 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 이들의 혼합물의 호모 또는 공중합체로서 상기 수지 매트릭스 보드에서 버진 수지(virgin resin)로 적용될 수도 있다. 상기 수지 매트릭스는 유기 물질의 최소 40%(중량 기준)와 결합된다. 난연제 조성물의 (고형분의-최종 완성된 수지 매트릭스 보드의 총 고형분 기준) 1-20 중량% 는 상기 수지 매트릭스와 혼합하기 전에 고체 또는 농축된 액체 조성물 (위에 설명된 바와 같음)로서 미립자 물질에 적용된다. 바람직하게는, 난연성 조성물의 (생성된 수지 매트릭스 보드의 총 고형분을 기준으로 한 고형분의) 5-15 중량%가 수지 매트릭스와 혼합되기 전에 유기 물질과 혼합되는 미립자 물질에 적용된다.
상기 수지 매트릭스 보드에서 상기 수지는 유기 물질/미립자(particulate)의 혼합물과 상기 수지 매트릭스에 분산된 난연성 조성물과 함께 연속적인 상(contiguous phase)을 형성한다. 상기 무기 난연제 조성물은 수용성이므로 수지 매트릭스에 불용성이다. 고체 또는 액체 형태의 난연성 조성물을 유기 재료와 혼합함으로써, 생성된 보드에 난연성 효과를 갖는 수지 복합 보드를 제공하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이 직물의 시트를 사용할 때, 상기 수지 보드는 중합체 매트릭스 내에 배치된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
상기 중합체 매트릭스에 매립된 유기 입자 또는 직물의 본 발명에 따른 내화/지연 조성물로 함침하면 본 발명에 따른 난연성 조성물의 전체 함량에 따라 완성된 보드에 EN13501-1:2007에 따른 화재 테스트를 통과하기에 충분한 난연 또는 내화 효과를 제공하고, 적어도 유로 등급 D 이상, 예를 들어 B(B-s1, d0)까지 또는 그 이상을 획득한다.
이러한 난연성 폴리머 복합 보드는 완전히 재활용 가능하다. 본 발명에 따른 무독성 난연제의 사용은 수지 복합 보드가 완전히 재활용 가능하고 잘 알려진 독성 난연제 조성물의 첨가로 인한 문제없이 재사용될 수 있다는 결과를 가져온다.
본 발명의 목적은 또한 여기에 설명된 방법에 의해 얻을 수 있는 난연성 목재 기반 복합 보드에 의해 충족되며, 여기서 목재 기반 복합 보드는 섬유 보드, 예를 들어 LDF(low density fibre boards), MDF(medium density fibre boards), HDF(high density fibre boards), PB(particle boards), OSB(oriented strand boards)이고, 및/또는 씨앗, 껍질, 견과류 껍질 또는 씨앗 또는 이들의 혼합물과 같은 식물 입자를 포함하고 또는 하나 이상의 직물 또는 직물 섬유 층을 포함하는 접착 보드, 또는 분산된 섬유 및/또는 목재 섬유 입자, 목재 칩, 목재 스트랜드, 하나 이상의 직물 층, 직물 섬유, 씨앗, 껍질, 견과류 또는 씨앗 껍질 또는 씨앗과 같은 식물 입자 및/또는 이들의 혼합물을 갖는 수지 매트릭스를 포함하는 수지 보드이다.
상기 목적은 또한 섬유 시멘트 보드(fibre cement board)의 내화 또는 내염화 방법을 통해 충족되며, 여기서 섬유는 목재 기반 섬유를 포함하고, 여기서 목재 기반 섬유는 시멘트 조성물과 혼합하고 섬유 시멘트 예비 혼합물을 얻기 위해 저장소로부터 믹서로 전달되고, 여기서 목재 기반 섬유는 본 발명에 따른 난연성 조성물과 혼합되고, 여기서 상기 난연성 조성물은 다음에 의해 고체 섬유 시멘트 혼합물에 제공된다:
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연 조성물을 저장고로부터 그리고 시멘트 조성물과 혼합하기 전에 목재 섬유 또는 목재 입자를 통과시키는 블로우 라인에 주입하는 단계, 그리고 상기 액체 수성 난연제 조성물이 바인더와 병렬로 상기 블로우 라인에 첨가됨, 또는
목재 섬유를 상기 시멘트 조성물과 혼합하기 전에 중간 혼합 단계에서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고체 블렌드를 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 단계.
본 발명의 목적은 또한 본 발명의 방법에 의해 얻을 수있는 난연성 섬유 시멘트 예비 혼합물 또는 본 발명에 따른 방법에 의해 얻을 수있는 난연성 섬유 시멘트 예비 혼합물로부터 제조된 섬유 시멘트 복합재 보드(fibre cement composite board)에 의해 충족된다.
본 발명은 목재 기반 복합 패널을 위한 난연성 및 잠재성 경화제로서, 수용성 용액 및 분말 용액 모두에서의 난연성 제제의 사용을 중점으로 한다: 특히 MDF(Medium Density Fibre Board), PB(Particle Board) 및 산 촉매 경화 열경화성 수지 바인더를 사용하여 작은 목재 구성요소가 함께 결합된 관련 제품. 상기 관련 제품에는 HDF(High Density Fibreboard), LDF(Low Density Fibreboard), OSB(Oriented Strandboard) 또는 산 촉매 경화, 열경화 수지 결합 바인더가 사용되는 임의의 목재 기반 복합 보드 제품이 포함된다.
본 발명은 특히 목재 기반 복합 보드 제품에 적용 가능하며, 목재 기반 복합 보드(PB 또는 MDF 패널)에 사용되는 바인더 수지는 요소-포름 알데히드(UF), 멜라민 포름알데히드(MF), 멜라민-우레아 포름알데히드(MUPF)와 같은 일반적인 포름 알데히드 가교 유형 또는 기판/패널 생산의 열 압착 단계에서 수지의 경화를 위해 잠재산 경화제로 사용될 수 있는 임의의 변형물 중 어느 하나이다.
본 발명에서 사용하기 위한 난연성 제제는 1가 양이온의 모노포스페이트(monophosphate) 및 디포스페이트(diphosphate) 염, 바람직하게는 암모늄 염의 혼합에 기초한다. 특히, 난연성 조성물 제품 범위에 포함되는 제형의 범위, 환경 친화적인 무독성 불용성/수용성 제품이 사용하기에 적합하다. 주요 제품 제형은 DAP(diammonium hydrogen phosphate)과 MAP(monoammonium dihydrogen phosphate)의 혼합물을 포함하며, 선택적으로 구연산 및/또는 알칼리 금속 벤조에이트, 살리실레이트 또는 소르베이트와 같은 수용성 방부제를 첨가한다.
난연성 조성물(Burnblock)은 단단한 목재 보드 및 요소(element), 합판 베니어(plywood veneers), MDF, 파티클 보드, OSB 등과 같은 목재 기반 복합 보드, 목재 및 셀룰로오스 섬유 기반 단열 제품, 섬유 제품 등을 포함하는 다양한 제품에 적용 할 수있는 수용성/수성(water-borne) 난연 제제로 개발되었다. 이 난연 처리는 최종 제품에 스프레이 적용 경로를 통해 제품을 후 처리하거나, 수성 또는 고체 난연 조성물을 완성된 패널 및 제품에 진공 및/또는 압력 매개 함침에 의해 수행할 수 있다.
그러나 파티클 보드(PB) 및 중밀도 섬유판(MDF)과 같은 목재 기반 복합 보드, 상기 바인더의 최종 가교, 및 따라서 상기 패널의 결합은 열간-압착(hot-pressing) 동안 잠재산 경화제를 사용하여 촉매 작용을 하는 특히 UF, MF, MUF, MUPF와 같은 일반적으로 사용되는 포름 알데히드 가교 수지 바인더 및 이들의 알려진 변형 중 하나를 사용하여 형성된 것의 경우, 우리는 수용성 난연 제제 대표가 MDF 및 PB 공정 작업 중에 쉽게 적용될 수 있으며, 잠재성 경화제 역할을 할 수 있으며 완성된 보드의 효과적인 난연제 역할을 하여 제품에 우수한 난연성 특성을 부여 할 수 있음을 발견했다.
보다 구체적으로, MDF 생산의 경우, 액체 난연 제제는 MDF 생산 중에 일반적으로 사용되는 블로우 라인에서 액체 수지와 함께 적용될 수 있다. 상기 블로우 라인은 MDF 생산 라인에서 목재 칩을 MDF에 적합한 섬유로 변환하는 가압 정제기(pressurized refiner)의 출구에 배치된 튜브이다. 상기 리파이너는 일반적으로 4-8 bar의 압력과 140℃에서 190℃의 온도 범위에서 작동하며 이중 디스크(double disc)는 이러한 온도와 압력에서 섬유 다발 및 섬유로 목재 칩을 연마한다(grind). 상기 섬유는 블로우 라인 튜브 아래로 상기 리파이너를 빠져 나가고 외부 압력이 대기압(즉, 약 1bar)과 같기 때문에 섬유 질량은 급격한 압력 강하로 인해 난류와 함께 고속으로 튜브 아래로 이동한다. MDF 생산 기술의 숙련자는 최종 패널 제품에 필요한 수지 바인더, 잠재성 경화제 및 기타 첨가제(예를 들어 왁스 에멀젼)를 도입하기 위한 최적의 위치로 블로우 라인을 사용한다. 이는 블로우 라인의 길이를 따라 배치된 주입 포트를 통한 액체 제제의 추가를 통하여 수행된다. 액체 난연제 (Burnblock) 제형은 또한 블로우 라인의 섬유에, 바람직하게는 수지 주입에 인접한 주입 지점에서 분무/방적 스프레이로서 쉽게 첨가될 수 있다는 것이 밝혀졌으며, 여기서 경화제(hardener)는 일반적으로 일반적으로 사용되는 경화제를 추가하거나 완전히 대체하거나 부분적으로 대체한다. 난연제를 도입하기 위해 블로우 라인에 다른 주입 지점을 사용할 수도 있다.
다른 실시 예에서, 수지 블로우 라인 블렌딩을 하지 않는 경우 상기 난연성 수성 액체 제제는 여전히 수지 바인더의 초기 블렌딩 동안 또는 이후에 일반적으로 적절한 섬유 및 수지-혼합 장치를 사용하여 섬유 덩어리 내로/위로 분무함으로써 잠재성 경화제의 대체물 및 난연제로서 여전히 첨가될 수 있다.
바람직한 실시 예에서, MDF 및 PB 및 기타 목재 기반 복합 패널에 적용 및 사용하기에 적합한 수용성 난연성 및 잠재성 경화제 (Burnblock) 제형은 다음의 범위로 DAP와 MAP을 모두 포함한다: 100% DAP 내지 50% DAP / 50% MAP 비율 범위, 바람직하게는 95% DAP / 5% MAP 내지 60 DAP / 40% MAP 범위; 보다 바람직하게는 90% DAP / 10% MAP 내지 70% DAP / 30% MAP 범위, 가장 바람직하게는 85% DAP / 15% MAP 내지 75% DAP / 25% MAP 범위이다.
추가 실시 예에서, 상기 수용성 난연성 및 잠재성 경화제 제제(Burnblock)는 또한 하나 이상의 C2-C7 유기산, 예를 들어 시트르산, 포름산, 아세트산, 말산, 타르타르산, 옥살산, 젖산, 부티르산 또는 염산과 같은 강산을 포함할 수 있다. 선택적으로, 알칼리 금속 벤조에이트 및/또는 알칼리 금속 살리실레이트 및/또는 알칼리 금속 소르베이트, 특히 나트륨 또는 칼륨 살리실레이트/소르베이트/벤조에이트가 방부제로서 난연제 조성물에 첨가될 수 있다. 첨가될 때, 시트르산은 제형의 총 고형분 함량과 비교하여 0.1%에서 15% (w/w) 범위, 바람직하게는 1.5-5% 비율 (고체 기준) 범위의 수준으로 존재한다. 첨가되는 경우, 살리실레이트, 소르베이트 또는 벤조에이트는 제제의 총 건조 고형분의 0.1 ~ 10%, 바람직하게는 2 ~ 6%의 수준으로 포함된다.
추가의 바람직한 실시 예에서, 상기 블로우 라인 주입을 통한 도입을 위한 MDF 생산에 사용하기 위한 수계 난연제 및 잠재 경화제 제형(Burnblock)은 총 고형물 농도(부피당 중량)가 20% ~ 60%, 바람직하게는 35% ~ 55%, 대부분 바람직하게는 45% ~ 55%인 수용액으로 제조된다.
또 다른 실시 예에서, 파티클 보드 및 기타 목재 기반 복합재에 적용하기 위해, 수성 액체 난연성 및 잠재성 경화제 제형에 대한 전형적인 고형분 백분율 조성은 MDF에 대해 지정된 것과 동일한 범위 내에 있다.
추가 실시 예에서, 모든 보드 유형에 대해, 목재 기반 복합 생산 분야의 숙련자가 이해하는 바와 같이 임의의 합리적인 믹서 또는 블렌더를 사용하여 건조 입자 또는 섬유 덩어리에 건식 블렌딩을 통해 난연성 및 잠재성 경화제 성분을 블렌딩된 고체 혼합물로 첨가하는 옵션을 사용하는 것이 가능하고 현실적이다.
바람직한 실시 예에서, 난연제를 제품에 첨가하여 파생 된 다양한 패널 유형에 고형물 첨가 수준은 완성된 제품의 15kg/m3에서 100kg/m3까지 범위이다. 훨씬 더 바람직한 실시 예에서, 상기 고형물 첨가 수준은 최적의 난연 효과 및 EN13501-1 : 2007 화재 테스트에 대한 더 높은 등급을 보장하기 위해 25kg/m3에서 75kg/m3 범위에 있다.
MDF와 같은 목재 기반 패널에 전통적인 난연제를 적용하는 많은 경우, 제품 테스트 후 일반적으로 Euro Class"D"가 달성된다(예를 들어 cone calorimeter test ISO 5660, Single Burning test EN 13823 및 EN 13501-1:2007에 따른 분류 사용). MDF 제품에 대해 나중에 인용된 실시 예에서, 650 kg/m3 내지 950 kg/m3 밀도로, 본 발명에 기술된 수용성 난연성 제제를 포함하는 새로운 공정을 사용하여 생산된 Euro-Class B 이상을 달성한 패널은 cone calorimeter test ISO 5660, Single Burning test EN 13823 및 EN 13501-1:2007에 따른 분류를 사용한 테스트 결과를 얻었다.
DAP와 MAP의 혼합물을 포함하는 난연성 및 잠재성 경화제 제형인 공정은 패널 보드 제조 공정의 일부로 목재 섬유 및/또는 입자에 공정이 추가되며, 잠재적인 산 촉매 경화, 열경화성 수지 바인더 및 목재 복합 보드 생산에 일반적으로 사용되는 기타 첨가제와 함께 추가되고, 상기 혼합은 파티클 보드(PB) 또는 중간 밀도 섬유 보드(MDF)와 같은 완성된 보드로 열 압착된다. 여기서 난연성 및 잠재성 경화제 제형은 잠재성 산 경화제를 완전히 또는 부분적으로 대체할 수 있을 뿐만 아니라 효과적인 난연 첨가제로서 기능할 수 있다.
수지 바인더가 목재 패널 산업에서 사용되는 일반적으로 사용되는 포름 알데히드 가교, 열경화성 바인더 중 하나인 공정. 이러한 바인더는 UF, MF, MUF, MUPF이며, 최종적으로 잠재적인 산 촉매 또는 "경화제"를 보조 첨가제로 사용하여 핫 프레스에서 경화되는 것을 특징으로 한다.
수성 난연성 및 잠재성 경화제 배합물을 MDF 생산 라인의 일부로 블로우 라인에 주입하여 목재에서 추출한 섬유에 첨가하는 공정으로, 여기서 액체 수지 바인더도 블로우 라인에 추가되며, 이러한 수지는 목재 패널 산업에서 일반적으로 사용되는 포름알데히드 가교 바인더 중 하나이다. 상기 난연성 포뮬레이션은 목재 파티클 보드를 열간 압착하는 동안 잠재성 경화제와 완성된 보드에서 효과적인 난연제 역할을 한다. 상기 난연제는 25% w/w 내지 70% w/w, 바람직하게는 35% w/w 내지 55% w/w 범위의 고체 함량의 액체 수용액으로서 블로우 라인 주입을 통해 적용된다.
표준 파티클 보드 생산 과정에서 수계 난연성 및 잠재성 경화제 배합물는 수지 바인더를 칩에 첨가 한 직후의 단계에서 상기 칩에 스프레이를 사용하여 목재에서 추출한 입자 및 칩에 첨가되는 공정. 난연제는 25% w/v 내지 70% w/v, 바람직하게는 35% w/v 내지 55% w/v 범위의 고체 함량의 액체 수용액으로 적용된다.
수용성 난연성 및 잠재성 경화제 제형은 Burnblock 제형 중 하나인 공정은 상기 용해된 고형물은 100% DAP에서 50% DAP / 50% MAP, 바람직하게는 95% DAP / 5% MAP에서 60 DAP / 40% MAP 범위, 보다 바람직하게는 90% DAP / 10% MAP 내지 70% DAP / 30% MAP 범위, 가장 바람직하게는 85% DAP / 15% MAP 내지 75% DAP / 25% MAP 범위의 혼합물인 것으로 특징된다.
목제 파티클 보드, 예를 들어 파티클 보드, 섬유 보드 또는 기타 목재 복합 보드 제품을 위한 공정으로, 전술한 청구 범위에 기재된 잠재산 촉매 경화 수지 바인더 및 난연성 및 잠재 경화제 제형은 수지 바인더의 첨가 전, 후 또는 함께 기본 목재 구성요소에 건조 분말 블렌드로서 첨가된다. 상기 수용성 난연 제제는 100% DAP에서 50% DAP / 50% MAP, 바람직하게는 95% DAP / 5% MAP에서 60 DAP / 40% MAP 범위, 보다 바람직하게는 90% DAP / 10% MAP 내지 70% DAP / 30% MAP 범위, 가장 바람직하게는 85% DAP / 15% MAP 내지 75% DAP / 25% MAP 범위의 혼합물인 것으로 특징된다.
목재 복합 제품에 사용되는 수용성 난연성 및 잠재성 경화제 제형이 구연산 및 선택적으로 알칼리 금속 살리실레이트, 알칼리 금속 벤조에이트 또는 알칼리 금속 소르베이트를 방부제로 함유하는 공정. 첨가될 때, 시트르산은 제형의 총 고형분 함량과 비교하여 0.1 내지 15% 범위, 바람직하게는 1.5 내지 5% 비율(고형분 기준)의 범위로 존재한다. 첨가되는 경우, 소르베이트 또는 벤조에이트는 제제의 총 건조 고형분의 0.1 ~ 10%, 바람직하게는 2 ~ 6%의 수준으로 포함된다.
수용성 난연제 및 잠재성 경화제를 제품에 첨가하여 파생된 다양한 패널 유형에 대한 고체 첨가 수준이 완제품 m3 당 15kg에서 최대 100kg/m3, 바람직하게는 25kg/m3에서 75kg/m3 범위 내인 공정.
수계 난연제 및 잠재 경화제는 인산 나트륨 및 인산 칼륨뿐만 아니라 인산 암모늄, DAP 및/또는 MAP를 포함한 인산염 혼합물을 포함하고, 여기서 인산 나트륨 및/또는 인산 칼륨은 설명된 범위 내에서 MAP 및 DAP 중 하나 또는 둘 다를 부분적으로 대체하는 공정.
난연성 목재-기반 복합재 및 다양한 밀도의 패널 제품은 MDF 가공 기반을 사용하여 생산되며, 추가된 수용성 난연제는 수지의 난연제와 경화제 역할을 한다. 보드 및 제품 밀도 범위는 m3 당 350kg에서 m3 당 최대 1100kg이다.
생산된 LDF, MDF 또는 HDF 제품은 화염 테스트/화재 테스트(Cone calorimeter test ISO 5660, Single Burning test EN 13823 and classification according to EN 13501-1:200)를 통과한 제품을 제공하고, 유로 등급 "D"이상, 바람직하게는 등급 "C"이상으로 분류된다.
생산된 목재 파티클 보드 제품은 화염 테스트/화재 테스트(Cone calorimeter test ISO 5660, Single Burning test EN 13823 and classification according to EN 13501-1:200)를 통과한 제품을 제공하고, 유로 등급 "D"이상, 바람직하게는 등급 "C"이상으로 분류된다.
생산된 OSB 제품은 화염 테스트/화재 테스트(Cone calorimeter test ISO 5660, Single Burning test EN 13823 and classification according to EN 13501-1:200)를 통과한 제품을 제공하고, 유로 등급 "D"이상, 바람직하게는 등급 "C"이상으로 분류된다.
본 발명은 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다:
도 1. LDF, MDF 및 HDF 보드 생산 공장 스키마
1. 목재 통나무(Wood log)
2. 박피기(Debarker)
3. 분쇄기(Chipper)
4. 칩 호퍼(Chip hopper)
5. 증해기(Digester)
6. 리파이너(Refiner)
7. 수지 + 첨가제
8. 블로우 라인(Blowline)
9. 건조기
10. 사이클론(Cyclone)
11. Fibre Conveyord
12. 매트 형성 및 프리-프레스
13. 연속 핫 프레스(Continuos hot press)
14. 톱
15. 보드 쿨러
16. 샌딩 크기 및 등급(Sanding sizing and grading)
17. 포장
a. 공기 또는 연료 가스
b. 고체 재료
c. 증기
도 2. 블로우 라인 세부 스키마
1. 수지 + 첨가제 (예를 들어 왁스, 염료, 난연제)
2. 블로우 라인에 대한 입구 파이프
3. 블로우 라인
도 3. 파일럿 플랜트 스키마-목재 복합 보드 생산을 위한 실험실 규모 장비
1. 호퍼/입구 목재 섬유
2. 시스템에 목재 섬유를 삽입하는 밸브
3. 산업용 환풍기
4. 스프레이
5. 루프 파이프/섬유 순환
6. 시스템에서 섬유를 배출하는 밸브
7. 함침 섬유 수집기/용기
도 1 및 2. 목재 통나무(도 1-1)는 껍질을 벗겨지고(도 1-2) 기계적으로 칩으로 변환된다(도 1-3). 그런 다음 상기 칩은 (칩 호퍼를 통해) 스크류로 운반되고(도 1-4) 증해기(도 1-5)로 이송되고 해리기(defibrator)에 공급되기 전에 30-120초 동안 쪄지고, 이는 우드 칩을 펄프로 갈아주는 동안 높은 압력과 온도(일반적으로 약 8 바, 180°C)를 유지한다. 펄프는 리파이너(도 1-6)에서 "블로우 라인"이라는 튜브를 통해 건조기로 배출된다(도 1-8 및 도 2). 상기 블로우 라인으로 방출될 때 약 8 바에서 대기압으로 압력이 떨어지기 때문에(도 2-3), 상기 펄프는 블로우 라인에서 높은 난류와 함께 고속으로 이동하여 구성 요소의 혼합을 용이하게 한다. 따라서 블로우 라인은 섬유판 라인의 핵심 구성 요소이며 난연제 및 액체 (수성) 수지 바인더와 같은 첨가제를 리파이너에서 배출되는 난류 섬유 덩어리에 도입할 수 있는 여러 주입 지점/노즐(도 2-2)이 장착되어 있다.
난연성 용액은 고체 및 액체 용액의 두 가지 다른 방법으로 첨가제로 혼합할 수 있다. 100kg 고체 난연 조성물의 경우, 15-20kg의 MAP 75-80kg의 DAP, 5-10kg의 유기산, 특히 구연산 또는 포름산, 1-3kg의 기타 첨가제(예를 들어 벤조산 나트륨(sodium benzoate) 및/또는 나트륨 살리실레이트(sodium salycilate)가 사용된다. 액체 조성물의 생산에는 100kg의 액체 조성물 50kg의 고체 혼합물과 50kg의 물이 필요하므로 농도는 50wt%이다.
상기 블로우 라인에서, 상기 섬유는 팽창 챔버로 들어간 다음 플래시 건조기로 들어간다(도 1-9). 여기서 섬유 덩어리와 첨가제는 빠르게 건조되며 건조기 출구의 수분 함량은 일반적으로 8-12%이다. 상기 건조된 덩어리는 매트 형성기(도 1-12)로 들어가고, 그 후에 상기 매트는 사전 압축되고 연속적인 핫 프레스(도 1-13)로 곧바로 보내지거나 다중 개방형 핫 프레스 포머(multi-opening hot press former)를 위해 큰 시트로 절단된다(도 1-14). 상기 수지 바인더는 열간 압착 과정(hot-pressing)에서 경화되며, 잠재산 경화제의 열활성화에 의해 촉매된다.
도 3 - 파일럿 시스템(Pilot system) - 목재 복합 보드의 실험실 규모 생산.
실험실 규모의 목재 복합 보드 생산을 위해 도 3과 같이 루프 장치(loop device)가 사용된다.
이 과정에서 섬유는 호퍼(도 3-1)에 의해 시스템에 삽입되고 입구 밸브(도 3-2)를 통해 시스템으로 전달된다. 목재 섬유는 산업용 벤틸레이터(도 3-3)의 도움으로 상기 루프를 통해 이동하며, 이는 루프 파이프(도 3-5)를 통해 원하는 속도로 섬유를 순환시킨다. 상기 시스템에서 섬유가 순환하는 동안, 필요한 그리고 이전에 통과한 양(previously passed amount)의 난연제 및/또는 염료와 같은 수지 및 첨가제가 스프레이를 통해 도입된다(도 3-4). 모든 스프레이 내용물을 사용하면 섬유가 완전히 함침된다. 이 때 배출 밸브가 열리고(도 3-6) 순환중인 섬유가 섬유 수집기(fiber collector)로 들어간다(도 3-7). 이 섬유는 목재 복합 보드 샘플 생산을 위해 표준 실험실 프레스에서 프레싱할 준비가 되었다.
실시예
실시예 1
MDF 또는 HDF 테스트 보드의 파일럿 규모 생산에 적합한 목재 섬유에 수지화(resinating)하고 첨가제를 도입하기 위해 파일럿 시스템(위에서 설명하고 도 3에 표시됨)을 사용하여 다음과 같은 혼합을 준비했다.
물질 농도 ( % ) 양 (g)
Wood Fibers - 560
Melamine Urea Formaldehyde (MUF) Resin 65 202
RED Color 11,5 50
Fire retardant blend "Burnblock" 40 101,7
사용된 난연성 블렌드(Fire-retardant blend) "Burnblock"은 다음을 포함한다: DAP : 25-35 wt%; MAP : 2-6 wt%; 구연산 : 4-6 wt%, 나트륨 벤조에이트 : 0.5-1 wt%; 물 : 55-60 wt%. MUF 수지 : 물 34-37 wt%; 멜라민-요소 63-65 wt%; 포름 알데히드 <0.20 wt%. 다른 잠재성 경화제 촉매는 첨가하지 않았다.
파일럿 시스템에서, 블로우 라인 블렌딩은 마른 목재 섬유가 강철 튜브 루프에 도입되고 산업용 인공 벤틸레이션에서 생성된 공기 흐름(최대 2.8 m3/h)을 사용하여 빠르게 불어오면서 시뮬레이션된다. 상기 액체 첨가제는 스프레이 노즐(분무된 액적)을 통해 이동하는 섬유에 도입되어 균일한 분포를 보장한다. 10분 정도의 순환 후 상기 섬유 덩어리는 충분히 건조되고 파일럿 루프에서 배출되어 실험실 규모의 핫 프레스에 배치할 준비가 된 섬유 매트리스를 만들 수 있다. 목표는 900kg/m3에 가까운 밀도의 8mm 두께의 빨간색 테스트 패널을 생산하는 것이다. 핫-프레싱(hot-pressing)은 160℃의 프레스 온도를 사용하여 5분 동안 수행되어 코어 온도가 120℃ 이상이 되도록 했다.
기계적 성질(Mechanical Properties)
결과 패널의 평균 밀도는 991 kg/m3이고 외관이 좋으며 붉은 색을 띠고 국제 표준에 따른 테스트 결과 다음과 같은 결과가 나왔다:
특징
두께(Thickness) (mm) (≒ 8) 7.63 0,04
밀도(Density) (kg/m 3 ) (> 850 kg /m 3 ) 991 6.85
굽힘(Bending)
굴곡(Flexion) (N/ mm 2 ) (> 34 N/ mm 2 ) 53 4
탄력(Elasticity) (N/ mm 2 ) (> 3000 N/ mm 2 ) 3563 276
내부 접착(Internal bond)
Internal bond (N/ mm 2 ) (> 1,3N/ mm 2 ) 1.44 0.3
파일럿 패널에 대한 콘 칼로리미터 테스팅(Cone calorimeter testing) (ISO 5660-1)은 A2/B.샘플. P12. 테스트 조각에 대한 화재 분류 범위를 나타낸다. 샘플 P12.
Figure pct00001
콘 열량계(cone calorimeter)는 연소 중 산소 소비 원리에 기반한 화재 장치이다. 화재 테스트에서 가장 중요한 벤치 스케일(bench scale) 기기로 간주된다. 이 장치는 샘플의 열 방출률(HRR, heat release rate)을 측정하기 위해 국제 표준화기구 (ISO 5660-1)에서 채택했다.
연료 샘플 표면은 이 장치에 의해 다른 열 유속으로 복사(radiated)될 수 있다. 상기 연료 샘플은 과도한 공기에서 점화되고 연소된다. HRR은 연소 중에 소비되는 산소가 방출되는 열에 비례한다는 사실을 기반으로 한다. 이 장치는 연소 가스를 분석하고 특정 열유속에 노출된 시험편에서 생성된 연기를 측정한다. 방출된 열을 계산하려면 최소한 산소 농도를 분석해야 하지만 정확도를 높이기 위해 일산화탄소와 이산화탄소 농도도 분석할 수 있다. 이 벤치 스케일 실제 화재 테스트에서 수집된 데이터는 화재 모델링, 실제 규모 화재 행동 예측, 합격/불합격 테스트에 사용할 수 있다.
실시예 2
MDF 또는 HDF 테스트 보드의 파일럿 규모 생산에 적합한 목재 섬유에 수지화(resinating)하고 첨가제를 도입하기 위해 파일럿 시스템을 사용하여 다음과 같은 혼합을 준비했다.
Material Concentration ( % ) Amount (g)
Wood Fibers - 700
MUF Resin 65 252
BLACK Color 10,5 23
Burnblock 50 100,8
사용된 난연성 블렌드"Burnblock"은 다음을 포함한다: DAP : 30-40 wt%; MAP : 6-10 wt%; 구연산 : 4-6 wt%; 물 : 40-50 wt%. 다른 잠재 성 경화제 촉매는 첨가하지 않았다. MUF 수지 : 물 34-37 wt%; 멜라민-요소 63-65 wt%; 포름 알데히드 <0.20 wt%.
실시 예 1에서 설명한 바와 같이, 액체 성분을 섬유에 도입하기 위해 파일럿 스틸 루프가 사용되었다. 거기에 설명된 프로토콜을 따랐다. 목표는 900 kg/m3에 가까운 밀도의 검은 색을 가진 8mm 두께의 테스트 패널을 생산하는 것이 었다. 열간 압착은 160℃의 압착 온도를 사용하여 5분 동안 수행하여 코어 온도가 120℃ 이상이 되도록 했다.
기계적 특징 - 주요 매개 변수 및 달성된 특징은 다음과 같다
특징
Thickness (mm) (
Figure pct00002
8) 		8.20 0.31
Density (kg/m 3 ) (> 850 kg /m 3 ) 940,0 19,3
굽힘(Bending)
Flexion (N/ mm 2 ) (> 34 N/ mm 2 ) 56 4
Elasticity (N/ mm 2 ) (> 3000 N/ mm 2 ) 4130 642
내부 접착(Internal bond)
Internal bond (N/ mm 2 ) (> 1,3N/ mm 2 ) 1,74 0,15
팽창(Swelling )
Swelling ( % ) (<12%) 10,7% 3,6%
수분(Moisture)
Moisture ( % ) (4% to 11%) 6,1% 0,1%
테스트 패널의 평균 밀도는 940 kg/m3이고 검은색이었으며 MDF에 필요한 모든 물리적 및 기계적 특성 요구 사항을 충족하거나 초과했다.
화재 테스트에서 제품은 Euro-CLASSIFICATION : A2/B (Cone calorimeter test ISO 5660) 샘플 P22를 획득했다.
Figure pct00003
실시예 3
액체 수지 및 첨가제의 도입을 위한 다중 주입 지점 블로우 라인(도 2)을 통합한 도 1에 설명된대로 산업 라인을 사용하여 전체 규모 MDF 테스트에서 난연성 제제 사용.
사용된 Burnblock 난연 제제(retardant formulation)는 다음을 포함한다: DAP : 30-40 wt%; MAP : 6-10 wt%; 구연산 : 4-6 wt%; 물 : 40-50 wt%. MUF 수지 : 물 34-37 wt%; 멜라민-요소 63-65 wt%; 포름 알데히드 <0.20 wt%. 다른 잠재성 경화제 촉매는 첨가하지 않았다. 목표는 두께가 19mm이고 밀도가 약 850 kg/m3인 검은 색 MDF 패널을 생산하는 것이었다.
작동 조건은 다음과 같이 요약할 수 있다:
19 mm 검정 MDF 타입 패널(type panel)
PRODUCTION (m 3 /h): 5,38
Figure pct00004
난연제(잠재성 경화제 역할도 함)는 블로우 라인의 마지막 2개 주입 지점을 사용하여 첨가되었으며, 수지와 염료는 이전 주입 지점에서 첨가되었다.
Figure pct00005
기계적 특징 - 주요 매개 변수 및 달성 된 속성은 다음과 같다.
패널은 심지어 검은색이었고 이러한 제품에 필요한 모든 국제 기계적 특성 테스트 기준을 통과하는 특성을 가졌다.
Figure pct00006
Figure pct00007
EN13501-1:2007에 따른 화재 테스트에서 패널이 유로 등급 B (B-s1, d0)를 달성했음을 확인했다.
EN13501-1 : 2007에 따른 화재 테스트
2개의 날개 (짧은 날개 및 긴 날개), 495mm x 1500mm 및 1000mm x 1500mm 및 해당 두께로 구성된 하나의 샘플을 테스트하여 표준 조건에서 화재가 발생하는 모서리를 형성한다.
표준 UNE-EN 13238:11에 따라 시편은 일정한 중량으로 고정된 시간동안 23℃ +/- 2℃ 및 50% +/- 5%의 상대 습도로 조절된다.
테스트는 테스트 챔버, 테스트 장치(샘플 홀더 카트, 버너, 프레임, 후드, 수집기 및 덕트), 연기 추출 시스템 및 팀 일반 조치로 구성된 SBI (Single Burning Item)라는 장비에서 수행된다.
시험 원리는 시험 재료의 두 날개를 직각으로 수직 위치에 두어 하단 모서리에 있는 버너(메인 버너)에 노출되도록 한다. 화염은 출력 전력 (30,7 +/- 2,0) kW로 모래층을 통해 분사되는 프로판 가스의 연소에 의해 얻어진다.
샘플의 거동을 20분에 걸쳐 평가하여 열 방출(heat emission), 연기 생성(smoke production), 화염의 측면 확산(lateral spread of flame) 및 화염 입자의 떨어짐(drop inflamed particle)와 같은 성능 매개 변수를 결정한다.
직전에 메인 버너 점화는 샘플에서 떨어진 동일한 버너를 사용하고 보조 버너라고하는 버너에서만 생성되는 열과 연기를 정량화하는데 사용된다.
측정은 자동 또는 육안 관찰로 이루어진다. 추출관에는 빛의 감쇠, 산소와 이산화탄소의 몰분율, 관(canal)의 압력 차에 의해 유도되는 흐름을 측정하기 위한 온도 센서가 장착되어 있다. 이러한 양은 자동으로 기록되고 체적 유량, 에너지 방출(HRR) 및 연기 생성률(SPR)을 계산하는 데 사용된다.
주요 시각적 관찰은 화염의 측면 확산과 화염의 하락이다.
그래서 테스트 결과가 결정/계산된다:
● FIGRA 0,4MJ (W/s) : 0.4MJ의 임계값 THR (발열된 열량)을 사용하여 샘플 및 모멘트에 대한 열 방출률 계수의 최대 값이 시작된다.
● THR 600s (MJ) : 메인 버너에 노출이 시작된 후 처음 600초 동안 샘플에서 방출된 총 열량.
● SMOGRA (m2/s2) : 연기 생성 속도. 샘플에 의한 연기 생성 속도와 생성 시간 비율의 최대 값.
● TSP 600s (m2) : 주 버너 불꽃 노출 시작 후 처음 600 초 동안 샘플의 총 생산 연기.
● LSF 가장자리 : 샘플의 긴 날개를 따라 확산되는 측면 불꽃.
● 연소 시간이 10초 이하인 물방울 또는 화염 입자.
"건설 제품 및 건축 요소에 대한 화재 분류 1부: 반응에서 테스트 화재 테스트까지의 테스트 데이터를 사용한 분류(Fire classification on construction products and building elements Part 1: Classification using test data from reaction to test fire tests)", EN 13501-1:2007의 표 1에 따라.
Figure pct00008
실시예 4
겔 시간/경화제 효과:
본 발명에 따른 상이한 경화제/난연제 샘플 조성물 및 기준 경화제를 사용하여 MUF 수지에 대해 겔 시간 테스트를 수행하였다.
표 6에 언급된 성분을 규정된 중량 백분율로 물과 혼합하여 샘플 조성물을 제조했다:
Figure pct00009
표 6: 겔 시간 테스트에 사용된 경화제/난연제의 샘플 구성.
겔 시간 테스트를 수행하기 위해 MUF(Melamine Urea Formaldehyde) 수지를 다양한 경화제/난연제 조성물과 혼합했다.
혼합은 100ºC의 수조를 사용하여 샘플을 가열하면서 연속 교반하에 수행되었다.겔화 시간이 측정되었으며 결과는 다음 표(표 7)에 나와 있다.
Figure pct00010
표 7 : 경화제/방화 조성물 또는 기준 경화제 또는 방화제를 사용한 MUF의 겔화 시간.
겔화 사례에 대한 결론:
겔-타임 공정 중에 첨가되는 물의 양이 감소하면 수지 경화가 상당히 증가한다.
샘플의 MAP 양이 증가하면 수지의 경화 속도가 증가한다.
샘플 1, 2, 3 및 4는 모두 MUF 수지에 경화제 효과가 있음이 입증되었다.

Claims (12)

  1. DAP(diammonium hydrogen phosphate) 및 MAP(monoammonium dihydrogen phosphate)의 혼합물을 포함하는 난연성 및 잠재성 경화제 조성물로,
    상기 DAP 및 MAP의 혼합물은 (중량비로) 95% DAP / 5% MAP 내지 60% DAP / 40% MAP 범위이고,
    상기 잠재성 경화제 및 난연성 조성물은 고체 혼합물 또는 액체 조성물로서 제조되며, 상기 액체 조성물은 상기 혼합물의 25% w/w 내지 80% w/w 범위의 함량의 액체 수용액을 포함하는 수성 조성물인, 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    DAP와 MAP의 혼합물 (중량비로) 90% DAP / 10% MAP ~ 70% DAP / 30% MAP, 또는 더 바람직하게는 85% DAP / 15% MAP ~ 75% DAP / 25% MAP 범위인 난연성 및 잠재성 경화제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    시트르산, 포름산, 아세트산, 말산, 타르타르산, 옥살산, 젖산, 부티르산과 같은 C2-C7 유기산, 또는 염산과 같은 강산 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 유기산을 0.1 내지 15% (전체 고형분의 중량 기준), 바람직하게는 1.5 내지 5% 비율 (고형분 기준) 범위로 더 포함하는 난연성 및 잠재성 경화제 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    이는 10-90% (총 고체 중량 기준) 또는 바람직하게는 30-50%의 1염기성(monobasic) 또는 2염기성(dibasic) 인산 나트륨 및/또는 인산 칼륨, 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 더 포함하는 난연성 및 잠재성 경화제 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    이는 바람직하게는 나트륨 벤조에이트, 칼륨 벤조에이트, 나트륨 소르베이트, 칼륨 소르베이트, 나트륨 살리실레이트, 칼륨 살리실레이트 및/또는 이들의 혼합물로부터 선택된 첨가제, 뿐만 아니라 알루라레드(allura red), 카민(carmine) 및 기타 착색제 및/또는 이들의 혼합물 중 하나 이상을 0.1 내지 10%, 바람직하게는 2 내지 6% (고형분 기준 중량 기준) 범위로 더 포함하는 난연성 및 잠재성 경화제 조성물.
  6. 보드를 생산하는 동안 저밀도, 중밀도 또는 고밀도 섬유 보드 또는 파티클 보드와 같은 목재 복합 보드를 내화 또는 내염화하는 방법으로, 목재 섬유 또는 목재 입자가 블로우 라인을 통해 저장소에서 프레스, 바람직하게는 핫-프레스로 전달되고, 바인더는 블로우 라인, 수지 혼합기의 수지 혼합 용기에서 상기 바인더를 섬유 또는 입자 혼합물에 주입 분무 또는 혼합하여 상기 바인더를 상기 섬유 또는 입자에 혼합함으로써 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가되고 순차적으로 상기 혼합물을 프레스에서 압착하여 최종 목재 복합 보드를 수득하고, 여기서 상기 방법은 하기의 방법으로 난연성 조성물을 상기 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법;
    a. 목재 섬유 또는 목재 입자를 저장소로부터 프레스로 통과시키는 블로우 라인에 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물을 주입하는 단계, 여기서 액체 수성 난연성 조성물은 상기 바인더와 병렬로(in parallel) 블로우 라인에 첨가됨, 및
    b. 보드 생산에서 리파이너(refiner)와 성형 및 열간 압착 단계 사이에(between the refiner and the forming and hot-pressing steps) 제공된 중간 혼합 단계에서 상기 바인더와 병렬로 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고체 혼합물을 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 단계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보드에 사용된 바인더는 산 촉매로 경화되는 열경화성 수지 바인더이고, 여기서 상기 열경화성 수지(thermosetting resin)는 바람직하게는 UF(Urea Formaldehyde), MF(Melamine Formaldehyde), MUF(Melamine Urea Formaldehyde), MUPF(Melamine Urea Phenol Formaldehyde) 또는 이들의 혼합물과 같은 포름 알데히드 가교 수지(formaldehyde cross-linked resin) 바인더를 포함하고, 상기 상기 수지와 목재 섬유 또는 목재 입자의 혼합물이 핫-프레스에서 경화되는 목재 복합 보드를 내화 또는 내염화하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 산 촉매는 상기 난연성 조성물에 의해 제공되는 목재 복합 보드를 내화 또는 내염화하는 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 완제품 m3 당 15kg 내지 100 kg/m3, 바람직하게는 25kg/m3 내지 75kg/m3 범위의 양으로 목재 섬유 또는 입자에 첨가되는 목재 복합 보드를 내화 또는 내염화하는 방법.
  10. 보드를 생산하는 동안 PB, OSB 보드를 내화 또는 내염화하는 방법으로,
    이는 목재 입자 또는 스트랜드가, 회전식 건조기 끝에 있는 수지 블렌딩 섹션이 될 수 있는, 수지 혼합 또는 블렌딩 챔버를 통해 저장소에서 프레스, 바람직하게는 핫 프레스로 전달되고,
    여기서 바인더를 주입하여 입자 또는 입자들에 상기 바인더를 혼합하여 상기 바인더를 상기 목재 입자에 첨가하고, 이어서 상기 혼합물(blend)을 프레스에서 압착하여 최종 목재 복합 보드를 수득하고,
    여기서 상기 방법은 난연성 조성물을 다음에 의해 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법:
    a. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물을 목재 섬유 또는 목재 입자를 저장소로부터 프레스로 이송하는 건조기의 수지 블렌더 또는 수지 블렌딩 섹션에 주입하는 단계, 여기서 상기 액체 수성 난연제 및 잠재성 경화제 조성물은 상기 바인더와 병렬로 첨가됨, 또는
    b. 보드 생산 중 리파이너(refiner)와 성형 및 열간 압착 단계 사이에(between the refiner and the forming and hot-pressing steps) 제공된 중간 혼합 단계에서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고형 혼합물(solid blend)을 목재 섬유 또는 목재 입자에 첨가하는 단계.
  11. 유기 물질/물질들, 목재 섬유, 목재 입자, 목재 스트랜드와 같은 섬유 또는 입자, 또는 씨앗, 껍질(husk), 짚(straw), 견과류 껍질 또는 씨앗 또는 혼합물과 같은 식물 입자(plant particle) 또는 재료로 만들어진 보드 또는 직물 또는 직물 섬유의 하나 이상의 층을 포함하는 접착 보드(glued board), 또는 분산된 섬유 및/또는 목재 섬유의 입자 및/또는 목재 칩, 목재 스트랜드, 하나 이상의 직물 층, 직물 섬유, 씨앗, 껍질, 견과류 또는 씨앗 껍질 및/또는 이들의 혼합물과 같은 식물 입자를 포함하는 수지 매트릭스를 포함하는 수지 보드의 내화 또는 내염화 방법으로, 내화 또는 내염성 조성물은 상기 보드의 생산 동안 유기 물질로 유도되고, 상기 유기 물질은 회전기 건조기 끝에 있는 수지 블랜딩 섹션이 될 수 있는 수지 혼합 블렌딩 챔버를 통해 저장소에서 프레스, 또는 바람직하게는 고온 프레스와 같은 보드 형성 단계로 이동하고,
    바인더 또는 매트릭스 형성 수지는 상기 바인더 또는 수지를 주입하여 상기 바인더 또는 수지를 상기 유기 물질에 혼합함으로써 상기 유기 물질에 첨가되고 이어서 상기 유기 재료를 포함하는 최종 복합 보드를 수득하게 위하여 프레스 같은 곳에서 상기 혼합물을 보드로 형성하고, 여기서 상기 방법은 다음을 통해 상기 유기 물질에 난연성 조성물을 첨가하는 것을 추가로 포함한다;
    a. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연성 및 잠재 경화제 조성물을 유기 물질에 주입하는 단계, 여기서 상기 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바인더 또는 매트릭스 형성 수지에 이전에 및/또는 병렬로 첨가됨,
    b. 보드 생산 라인에서 저장소 또는 리파이너 및 상기 보드 형성 단계 사이에 제공된 중간 혼합 단계에서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물의 고형 혼합물(solid blend)을 상기 유기 물질에 첨가하는 단계, 또는
    c. 저장소로부터 보드 형성 스테이션으로 이송하는 동안 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 액체 수성 난연제 및 잠재 경화제 조성물을 하나 이상의 직물 층에 주입하는 단계, 여기서 액체 수성 난연성 및 잠재성 경화제 조성물은 바인더 또는 매트릭스 형성 수지에 이전에 및/또는 병렬로 첨가됨.
  12. 제6항 내지 제9항 또는 제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 수득할 수 있는 난연 목재 기반 복합 보드로, 여기서 상기 복재 기반 복합 보드는 LDF(low density fibre boards), MDF(medium density fibre boards), HDF(high density fibre boards), PB(particle boards), OSB(oriented strand boards)와 같은 섬유 보드, 및/또는 씨앗, 껍질, 견과류 껍질 또는 씨앗 또는 이들의 혼합물과 같은 식물 입자 또는 식물 물질을 포함하는 보드 또는 하나 이상의 직물 또는 직물 섬유 층을 포함하는 접착 보드, 또는 분산된 섬유 및/또는 목재 섬유 입자, 목재 칩, 목재 스트랜드, 하나 이상의 직물 층, 직물 섬유, 씨앗, 껍질, 견과류 또는 씨앗 껍질 또는 씨앗과 같은 식물 입자 및/또는 이들의 혼합물을 갖는 수지 매트릭스를 포함하는 수지 보드인 난연 목재 기반 복합 보드.
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