KR20210021052A - 목재 인케이싱된 펜슬 - Google Patents

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KR20210021052A
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크리스티안 스프로가르
토마스 하이덴라이테르
인골프 칼
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슈반-스타빌로 코스메틱스 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

케이싱 및 코어를 포함하는 목재 인케이싱된 펜슬에 관하여 기술하며, 상기 케이싱은 당류 성분으로 함침된 목재 재료로 이루어지며, 상기 당류 성분은 부형제 내의 용액 상의 적어도 하나의 모노-, 디- 또는 올리고당류 및 적어도 하나의 폴리염기 유기산을 포함한다.

Description

목재 인케이싱된 펜슬
본 발명은 휘발성 구성요소를 갖는 코어를 수용하기에 적합한 목재 인케이싱된 펜슬에 관한다.
목재 인케이싱된 펜슬은 다양한 용도를 갖는다. 이들은 일반적으로 목재 또는 유사목재 재료로 이루어진 케이싱 내에 삽입되는, 심 펜슬(lead-pencil), 펜슬-크레용(pencil-crayon) 또는 화장품 코어 또는 임의의 다른 코어로 구성되는 코어로 구성된다. 목재는 그 재생 가능한 재료 상태와 기분 좋은 감촉으로 인하여 대중적인 재료이다. 이러한 펜슬은 통상적으로 슬랫(slat) 내부로 홈을 밀링하고, 코어를 홈 내에 배치하여 생산된다. 그 후 제2 슬랫을 코어를 덮는 반대쪽 홈 상에 맞추어 배치한다. 두 개의 슬랫을 서로 접착한 다음 펜슬을 슬랫으로부터 자른다. 목재 인케이싱된 펜슬은 통상적으로 샤프너로 샤프닝될 수 있는 첨단(point), 및 코팅 및/또는 캡으로 보호될 수 있는 후면 단부를 가진다.
이러한 펜슬에 사용되는 코어는 용도에 따라 다양한 재료로 생산될 수 있다. 안료 및 바인더로부터 형성된 펜슬 화합물을 사용하는 것은 문제를 나타내지 않는다. 이들 코어는 사실상 휘발성 구성성분을 포함하지 않기 때문에 휘발성 분획의 증발 문제 또한 없다.
그러나, 미용 분야에서, 비휘발성 및 휘발성 구성성분 모두를 포함하는 스틱 화합물(stick compound)을 사용하는 것이 통상적이다. 휘발성 구성성분은 일반적으로 화합물을 도포하기 용이하게 하고 도포 및 유지 물성에 영향을 미치는 것을 목적으로 한다. 이러한 스틱의 문제는 휘발성 구성성분이 점진적으로 방출되어 코어를 한편 부서지기 쉽고 취약하며 도포가 덜 편리하게 만드는 한편, 다른 한편으로는 코어가 휘발성 구성성분의 방출의 결과로 수축하게 하여 코어가 더 이상 펜슬 외피 내에 단단하게 고정되지 않게 한다는 것이다.
목재 케이싱 대신 폴리머 케이싱을 사용하여 이미 이 문제를 극복하려는 시도가 있었다. 그러나, 많은 사용자들이 감촉 때문에 목재 인케이싱된 펜슬을 선한다. 목재 펜슬을 용매 방지 코팅으로 커버하는 것도 가능하다. 그러나, 또한 펜슬 사용 시의 감촉 및 감각이 악화된다.
또한 목재 포어(pore)를 예컨대 아크릴레이트와 같은 합성 물질로 함침하려는 시도가 이루어졌다. 그러나 이 역시 목재 펜슬이 주는 천연 제품이라는 인상을 잃게 한다. 더욱이 이러한 방법은 높은 수준의 기술적 복잡성을 수반한다.
따라서, 본 발명의 목적은 감촉 및 외관을 해치지 않으면서 목재 펜슬의 천연 제품 특성을 유지하고 쥐었을 때 목재 펜슬의 감각을 계속하여 부여하며, 소망하는 장식이 가능하고, 목재 또는 유사목재 재료에 차단 물성을 부여하는 목재 인케이싱된 펜슬용 목재 케이싱을 제공하는 것이었다.
추가적인 목표는 목재 케이싱에 차단 물성을 제공할 수 있는 방법을 제공하는 것이며, 이 방법은 큰 기술적 복잡성 없이 단순하게 수행할 수 있는 것이다.
상기에서 특정된 문제들은 청구범위에 정의된 바와 같은 목재 인케이싱 펜슬로 해결된다.
놀랍게도 청구항에 정의된 바와 같은 당류 성분으로 함침된 목재 케이싱이 화장용 펜슬 뿐만 아니라 펜슬 크레용 및 다른 펜슬에서 통상적으로 발견되는 종류의 휘발성 구성성분의 유출을 장기 저장 중에도 완전히 또는 대부분 방지하는 차단 물성을 나타내는 점이 발견되었다. 따라서 코어의 양호한 물성이 장시간 유지되는 고품질로 보관 용이한 목재 펜슬을 제공할 수 있다. 나아가 본 발명에 따라 처리된 목재 재료는 소망하는 경우 바니싱, 엠보싱, 스크린 인쇄, 라벨링 및 다른 통상적 방법에 의한 통상적 장식을 부여할 수 있다는 것이 발견되었다.
본 발명의 당류 성분은 아래에 정의된 바와 같은 적어도 하나의 당류, 및 적어도 하나의 폴리염기 유기산의 조합으로 이루어진다. 추가적인 구성성분이 존재할 수 있다. 이론에 구속되는 것은 아니나, 본 발명의 당류와 적어도 2개의 카르복실기를 갖는 화합물의 혼합물이 서로 반응하여 목재의 포어를 충진하고 목재 내에 풍부한 OH 기를 통한 흡수 또는 결합에 의하여 포집되는 사슬 또는 분지형 분자를 생성하는 것으로 예상된다. 이 구조는 휘발성 재료의 유출을 저해하거나 심지어 금지하는 배리어를 형성한다. 더욱이 임의의 이론에 집착하지 않고, 이 구조는 이 휘발성 구성성분을 “포집”하고, 다시 말해 이들이 전진하여 이동하고 펜슬의 선단을 통하여 유출되는 것을 저해하는 것으로 예상된다. 목재는 당 단위에 기초하여 구성되기 때문에 당류 성분과 목재 재료 간의 상용성이 높다. 케이싱이 본 발명의 당류 성분으로 함침될 때, 실시예에 기술된 바와 같은 시험에 의해 12주 내에 측정된 휘발성 구성성분을 포함하는 코어로부터의 중량 손실을 3 중량% 미만, 특히 2.5 중량%, 실질적으로 2 중량%, 및 1.6 중량%까지 낮출 수 있음이 발견되었다. 통상적으로 사용되는 재료로는 중량 손실이 6 중량% 이상일 수 있으며, 이는 코어 화합물의 품질에 상당한 저하를 나타내며 종종 펜슬을 사용 불가하게 만든다.
휘발성 구성성분이 당류 성분에 의하여 유지되고 더 이상 이송되지 않는 사실로 인하여 목재 내 대기에 코어를 떠나는 추가적 휘발성 분자를 방어하는 보상 또한 있다.
케이싱에 사용되는 재료가 당류 성분으로 함침되면 유리한 물성이 달성된다. 본 발명과 관련하여, 목재 재료는 케이싱 생산에 적합한 임의의 리그노셀룰로오스 재료를 지칭한다. 이 용어는 따라서 천연 목재 뿐만 아니라 처리된 목재, 프레스 보드 목재, 합판, 그라운드 우드 등과 같은 목재칩(woodchip) 또는 목재 성분으로부터 생산된 목재재료도 포함한다. 따라서, 본 발명에 따라 사용된 용어 "목재 재료"는 목재 유래의 임의의 리그노셀룰로오스 재료를 포함하는 것을 의도한다. 이러한 모든 물질은 셀룰로오스, 즉 글루코스 분자의 β-1,4- 글리코시드 결합으로 구성된 다당류로부터 구성된다.
케이싱을 함침 또는 포화시키기 위하여 사용되는 본 발명의 당류 성분은 적어도 2 이상의 구성성분, 특히, 적어도 하나의 단당류, 이당류 또는 올리고당류 및 적어도 하나의 폴리염기 유기산을 가지는 용액이다. 여기에 추가적 구성성분이 첨가될 수 있다. 적어도 하나의 당류가 필요하며, 특히 목재 재료와의 상용성을 보장한다. 용어 “당류”는 단당류, 이당류 및 올리고당류를 포괄하며, 즉, 하나, 둘 또는 그 이상의 당 단위로 구성되는 분자로, 당 단위는 4 개 내지 6 개, 보다 구체적으로 5 개 또는 6 개, 바람직하게 6 개의 탄소 원자를 가지는 알도스(aldose) 또는 케토스(ketose)이다. 적합한 단당류의 예는 글루코스(glucose), 갈락토스(galactose), 만노스(mannose), 프럭토스(fructose), 아라비노스(arabinose), 자일로스(xylose) 또는 리보스(ribose)이다. 단당류, 또는 이당류 및 올리고당류의 빌딩 블록으로 매우 적합한 것은 글루코스, 갈락토스, 프럭토스 또는 이들의 혼합물이다. 이당류의 예는 말토스(maltose), 락토스(lactose), 수크로스(sucrose) 또는 이들의 혼합물이다.
여기서 올리고당류는 최대 30개, 예컨대 3 내지 25개 당 단위로 구성된 당류를 지칭하며, 적합한 예는 3 내지 20 글루코스 단위로 구성된 올리고당류다. 올리고당류의 예는 전분의 효소 분해에 의하여 얻을 수 있는 말토덱스트린이다. 말토덱스트린은 상이한 사슬 길이로 존재한다. 특히 적합한 것은 덱스트로스 당량 3 내지 20, 예컨대 10 내지 20을 갖는 것이다.
당류 성분은 적어도 하나의 단당류, 이당류 또는 올리고당류를 포함하지만, 또한 상이한 단당류, 상이한 이당류, 상이한 올리고당류 또는 상이한 종류의 당류의 혼합물의 혼합물을 포함할 수있다. 적어도 하나의 단당류와 적어도 하나의 올리고당의 혼합물이 특히 양호한 결과를 얻는다는 것이 발견되었다.
당류 성분의 두번째 필수 구성성분은 폴리염기 유기산, 즉 적어도 2 개의 카르복실기를 제공하고 추가로 추가 기능기, 특히 히드록시기를 가질 수 있는 분자이다. 카르복실산은 함침 용액, 즉 일반적으로 수성인, 사용되는 용매에 용해되는 것이 특히 적합하다. 따라서, 2 개 이상의 카르복시기를 갖고 산이 여전히 가용성 인 사슬 길이, 즉 2 내지 6 C의 사슬 길이를 갖는 선형 포화 및 불포화 카르복실산에 의하여 적합성이 보유된다. 적어도 2 개의 카르복시기는 가교를 제공하고 따라서 결과물 사슬의 구조화를 제공하며, 형성된 구조의 가교 및 앵커링을 제공한다. 폴리염기산과 다가 알코올, 즉 당류 사이의 가교는 목재 재료에 특히 상용적인 함침을 생성하고 동시에 높은 불투성(imperviosity)을 생성한다고 예상된다.
폴리염기산으로서 시트르산(citric acid), 타르타르산(tartaric acid), 옥살산(oxalic acid), 점액산(mucic acid), 푸마르산(fumaric acid), 알다르산(aldaric acid) 또는 이들 산의 혼합물과 같은 공지된 유기산을 사용할 수 있다. 시트르산 은 당류 성분의 특히 적합한 성분이라는 것이 발견되었다. 그 이유는 시트르산은 3 개의 카르복시기는 물론, 히드록시기를 가져, 당류 및 셀룰로오스의 OH 기와의 특히 높은 상용성에 기여하기 때문이라고 생각된다.
하나 이상의 산이 존재하며; 또한 당류 성분에 상이한 산의 혼합물이 있을 수 있다.
당류 성분의 두 가지 성분인 당류 및 폴리염기산은 액상 부형제 내의 용액 형태로 존재한다. 액상 부형제는 당류 및 폴리염기산을 충분히 용해시킬 수 있고, 목재 재료와 상용성이며, 목재 및 당류 성분에 악영향을 미치지 않으며 인간, 동물 및 환경에 해롭지 않은 임의의 용매일 수 있다. 수용액, 특히 물이 이러한 목적에 적합하다. 전형적으로 물이 사용된다.
적어도 하나의 폴리염기 유기산에 더하여, 적어도 하나의 모노염기 유기산이 포함될 수 있다. 예를 들어, 아세트산(acetic acid), 락트산(lactic acid), 알돈산(alduronic acid), 만델린산(mandelic acid) 또는 이들의 혼합물과 같은 1 염기성 유기산이 예를 들어 폴리염기성 유기산, 예컨대 시트르산과 혼합될 때 양호한 결과가 또한 달성될 수 있다는 것이 발견되었다.
당류 성분의 용액에 존재하는 것은 한편으로는 당류이고 다른 한편으로는 산이다. 당류 성분의 당류 분율(fraction)은 각각의 경우 완성된 함침 용액의 중량을 기준으로 0.5 내지 50 중량% 범위이며, 당류 분율은 사용된 특정 당류의 성질(nature), 목재 재료의 성질, 산의 성질 및 함량, 함침 온도 및 지속시간을 포함하는 인자에 따라 달라진다. 예를 들어 1 내지 40 중량%의 분율, 예컨대 2 내지 25 중량%가 적합하다. 2.5 내지 20 중량%, 예컨대 4 내지 15 중량%의 분율로 양호한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 당류 성분에서의 폴리염기성 유기산의 분율은 완성된 함침 조성물의 중량을 기준으로 0.5 내지 25 중량%, 예컨대 1.5 내지 22 중량% 범위에 있을 수 있다. 4.5 내지 16.8 중량% 범위에서 양호한 결과를 얻었다.
모노염기산이 사용되는 경우, 그 분율은 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 예컨대 1.5 내지 7 중량% 범위 내이다.
또한, 폴리올을 당류 성분에 첨가하면 결과가 더욱 향상되는 것으로 발견되었으며, 여기서 폴리올은 적어도 4 개의 하이드록시기를 갖지만 다른 기능기는 없는 선형 유기 화합물이다. 폴리올의 예는 펜타에리트리톨, 폴리비닐알코올 또는 이들의 혼합물이다. 폴리비닐알코올은 다양한 등급(grade)으로 제공된다. 본 발명에 적합한 폴리비닐알코올은 처리 온도 및 실온에서 유체이고 다른 구성성분과 상용성인 것들이며, 이는 이들이 용액에 잔류하며 침전되지 않음을 의미한다. 적합한 예는 시판되는 종류의 부분 비누화 PVA(partially saponified PVA), 바람직하게는 약 75 % 내지 90 %의 가수분해도를 갖는 PVA이다. 실온에서 4 % 강도 용액 상에서 측정한 점도가 3 내지 4 mPa·s 범위인 폴리비닐알코올을 사용하면 양호한 결과를 얻을 수 있다. 이론에 구속되지 않으며, 폴리올은 물론 폴리염기산이 효과적인 가교 결합 및 상용성에 기여하여 포어의 밀봉을 더욱 강화한다고 예상한다. 폴리올이 사용되는 경우, 그 분율은 각각의 경우 완성된 조성물의 중량을 기준으로 바람직하게는 0.5 내지 8 중량% 범위, 예컨대 3 내지 6 중량%이다.
본 발명의 목재 인케이싱된 펜슬은 펜슬 생산에 사용되는 목재 재료에 상기와 같은 당류 성분을 0 내지 90 ℃ 범위의 온도에서 10분 내지 24시간의 기간에 걸쳐 함침시켜 생산할 수 있다. 압력은 중요하지 않으며 1 내지 20 bar 일 수 있고; 아대기압(sub-atmospheric pressure)도 사용될 수 있다. 함침은 주위 조건(ambient condition)에서 수행할 수 있으며 특히 이점이 있다. 예를 들어, 5 내지 12 bar에서 5 내지 12 시간 동안 수행되는 함침도 적합하다.
목재 재료는 함침 용액 내에서 적어도 10 분을 소요하여야 하는 것으로 발견되었으며, 그렇지 않으면 함침이 충분히 완전하지 않기 때문이다. 각 경우에 최적의 기간은 목재 재료의 두께, 사용된 특정 함침 용액 및 사용된 온도에 따라 간단하게 선택될 수 있다. 24시간 이상 함침하면 추가적인 효과가 나타나지 않으므로 비경제적이다. 일 구현예에서 목재 재료는 함침 용액, 즉 당류 성분 내에 밤새, 즉 약 8 내지 14 시간 동안, 바람직하게는 주위 조건하에서 배치된다. 마찬가지로, 또한 두께에 따라 목재 재료를 30 내지 180 분 동안 상승된 온도, 예컨대 30 내지 90 ℃, 특히 40 내지 50 ℃ 에서 함침 용액 내에 배치되는 것도 가능하다. 함침은 예를 들어 주변 압력(ambient pressure) 또는 상승된 압력, 예를 들어 약 1 내지 20 bar, 예컨대 3 내지 12 bar의 압력 하에 수행될 수 있다.
함침 온도는 0 내지 90 ℃ 일 수 있다. 이것은 마찬가지로 실온 영역의 온도도 사용할 수 있으므로, 가열할 필요가 없음을 의미하여, 방법을 매우 단순하게 만든다. 온도가 높을수록 함침이 빨라진다.
케이싱을 제조하기 위해 제공되는 목재 재료와 그것이 형성된 후의 목재 케이싱은 모두 당류 성분에 함침될 수 있다.
따라서 본 발명의 목재 인케이싱된 펜슬은 목재 재료가 단순히 당류 성분 내에 삽입될 수 있이 때문에 환경적으로 유해한 구성성분을 사용할 필요 없이 그리고 큰 비용과 복잡성 없이 매우 쉽게 생산 될 수 있다.
함침이 끝나면 완성된 펜슬은 건조를 위해 실온에 놓아 두거나, 예를 들어 건조 캐비넷에서, 알려진 방식으로 상승된 온도에 의해 건조할 수 있다.
본 발명의 당류 성분이 함침된 펜슬 슬리브는 휘발성 실리콘 및 휘발성 탄화수소와 같은 용매의 증발에 대한 좋은 양호한 배리어를 형성하고 증발이 상당히 제한될 수 있음이 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고 상기 펜슬은 다듬어 샤프닝할 수 있고 관례적 방식으로 가공 및 장식할 수 있다. 또한 소망하는 매력적인 감촉과 외관을 유지한다.
이론에 얽매이지 않으나, 함침 중에 목재 재료의 셀룰로오스 섬유의 유리 OH 기가 다당류 및 폴리알코올의 OH 기와, 그리고 산의 카르복시기의 OH 기와 가교되어, 건조 후 목재 포어 내의 빈 부피를 채우는 것으로 예상된다.
함침 공정은 바람직하게는 실온에서, 또는 다른 온도에서 수행 될 수 있다. 압력은 주변 압력 또는 적정하게 상승된 압력, 예컨대 최대 10 bar의 압력일 수 있다. 본 발명의 방법의 일 구현예에서, 목재 재료는 먼저 적정한 아대기압의 압력을 적용하여 소기(evacuate)된다. 그 후 함침 용액이 첨가된다. 뒤이어 목재 재료는 건조된다. 건조는 건조 시간을 줄이기 위하여 실온 또는 상승된 온도에서 수행될 수 있다. 건조는 본질적으로 관례적인 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 목재 재료를 함침 용액으로부터 제거하고 최대 2시간 동안 적하 건조(drip dry) 상태로 둘 수 있다. 그 후 상승된 온도, 예컨대 30 내지 용매의 끓는 점, 예컨대 물의 경우 100℃, 이하의 범위에서, 목재 재료가 건조될 때까지 통상적으로 건조되며; 이 경우 건조 조건은 목재 재료나 목재에 흡수된 당류 성분이 손상되지 않도록 설정되어야 한다. 당업자는 그러한 방법론을 알고 있다. 예를 들어, 온도는 용매의 끓는점 온도까지 단계적으로 증가시킬 수 있다 - 예를 들어, 건조 캐비넷을 15 내지 60 분 내에 50 내지 70 ℃로 가열할 수 있고, 그리고 나서 이 온도는 1 내지 5시간 동안 유지될 수 있고, 그리고 나서 15 내지 60분 내에 최대 용매의 비등점 온도, 예컨대 100℃까지 가열을 수행할 수 있다. 그 후, 이 온도는 적어도 무게가 일정할 때까지, 예를 들어 최대 24 시간, 예컨대 밤새 8 내지 14시간 동안 유지될 수 있다. 건조를 가속화하기 위하여 진공을 적용할 수 있다. 시간, 온도 및 적절한 경우 압력과 관련하여 최적의 건조 조건은 일상적인 시험을 통해 숙련자가 용이하게 결정할 수 있다.
도 1은 미처리 목재 재료로 만든 보트의 중량 손실을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라 처리된 목재 재료로 만든 보트의 중량 손실을 나타낸다.
목재의 차단 물성을 판단하기 위하여 다음과 같은 시험 방법을 수행하였다.
목재 재료는 상술한 바와 같이 함침되었다. 그런 다음 목재 재료로 나무 보트를 만들고 이 보트에 코어 재료를 수납하였다. 이 보트는 12주 동안 45 ℃에서 보관되었다. 수시로 그리고 12 주 후에 중량 손실을 측정하였다. 이후 보트를 열어 코어의 외관을 조사하였다. 이 시험에서 비처리된 삼나무로 만든 보트는 불과 10주 만에 너무 많은 휘발성 성분을 잃어 펜슬을 더 이상 사용할 수 없는 것으로 나타났다. 코어가 수축되었다. 본 발명의 당류 성분으로 처리된 보트의 경우, 12주 후의 중량 손실은 낮았고, 즉, 3 중량% 미만으로 그리고 1.69 중량%까지 감소했다.
이 시험의 경우, 45 ℃에서 12 주 후 휘발성 성분의 함량이 10 중량% 이상 변하지 않았다면 목재 재료의 품질은 불투성 관점에서 충분한 것으로 여겨진다. 이 값은 본 발명에 따른 모든 당류 성분에 의하여 달성되었다.
본 발명은 하기 실시예에서 추가로 설명된다.
실시예 1
수용액 상의 16.3 중량%의 시트르산, 1.6 중량%의 글루코스, 7.1 중량%의 말토덱스트린 및 1 중량%의 PVA를 포함하는 함침 용액 내에 넣었다. 목재 재료는 이후 다음과 같이 건조되었다:
25℃에서 1시간 초기 건조/적하 건조
30분 이내 65℃까지 가열
65℃에서 3시간
30분 이내 100℃까지 가열
100℃에서 12시간
냉각 후, 목재 재료는 코어가 내부에 삽입된 보트로 가공되었다. 또한 비교를 위하여 비처리 목재 재료의 보트가 제조되고 동일한 코어 화합물이 장착되었다. 삼나무 보트 내에 삽입된 코어 화합물 조성물은 다음과 같다:
INCI - US K K 단위
산화철 77491/77492/77499 Z F 28.943 %
합성 왁스 Z B 14.473 %
이소도데칸 Z B 12 %
폴리부텐 Z B 11.182 %
하이드로제네이티드 코튼시드 오일 Z B 6.578 %
하이드로제네이티드 폴리이소부텐 Z B 5.333 %
하이드로제네이티드 폴리데센 Z B 5.333 %
하이드로제네이티드 폴리(C6-14 올레핀) Z B 5.333 %
Simmondsia Chinensis (호호바) 시드 오일 Z B 3.289 %
마이카 77019 Z F 1.973 %
세레신(Ceresin) Z B 1.579 %
페로시안화 철 77510 Z F 1.316 %
오조케라이트 Z B 1.315 %
마이크로크리스탈린 왁스 Z B 1.053 %
토코페롤 Z B 0.25 %
아스코르빌 팔미테이트 Z B 0.05 %
100.0000 %
그리고 나서 모든 보트는 밀봉되었다. 결과물 보트는 12주 동안 45 ℃에서 가열 캐비넷에 보관되었다. 중량은 1주, 2주, 3주, 4주, 10주 및 12주 후에 각각의 경우에 측정되었고 이에 따라 중량 손실이 계산되었다. 각 시험에 대해 복수개의 보트를 사용하기 때문에 모든 값은 평균값이다. 이 목적을 위해 보트를 가열 캐비넷에서 제거하고 실온으로 냉각한 후 중량을 측정했다. 도 1은 미처리 목재 재료로 만든 보트의 중량 손실을 나타내고, 도 2는 본 발명에 따라 처리된 목재 재료로 만든 보트의 중량 손실을 나타낸다.미처리 목재는 휘발성 탄화수소에 불투성(impervious)이 아님이 명백히 나타난다. 불과 일주일 후 펜슬은 상당히 건조해졌고, 10주 후에는 더 이상 사용할 수 없게 되었다. 코어가 수축되었다. 따라서 시험은 10주 후 중단되었다.
반대로, 본 발명에 따라 처리된 목재 재료로 만들어진 보트는 12주 후에도 여전히 불투성이었다. 중량 손실은 미미했다. 장식, 샤프닝성(sharpenability), 가공성, 외관 등과 같은 추가 기준이 긍정적으로 충족되는 것으로 나타났다.
실시예 2
본 발명에 따른 다른 당류 성분이 시험되었다. 이를 위해 각 경우의 목재 재료를 표 3에 정의된 함침 용액 내에 투입했다. 목재 재료는 이후 보트로 가공되었으며, 각각의 코어가 삽입되었다. 삼나무 보트에 내장된 코어 재료의 조성은 다음과 같다.
INCI - US K K 단위
사이클로펜타실록산 Z B 36.426 %
파라핀 Z B 17.142 %
산화철 77491/77492/77499 Z F 13.943 %
디이소스테아릴 다이머 디리놀리에이트 Z B 7.464 %
PEG-6 비즈왁스 Z B 6.428 %
오조케라이트 Z B 5 %
마이카 77019 Z F 4.385 %
하이드로제네이티드 캐스터 오일 Z B 3.571 %
티타늄 디옥사이드 77891 Z F 2.643 %
산화철 77491/77492/77499 Z F 0.997 %
세레신(Ceresin) Z B 0.714 %
비스무트 옥시클로라이드 77163 Z F 0.607 %
산화철 77491/77492/77499 Z F 0.38 %
토코페롤 Z B 0.25 %
아스코르빌 팔미테이트 Z B 0.05 %
100.0000 %
그리고 나서 모든 보트는 밀봉되었다. 결과물 보트는 12주 동안 45 ℃에서 가열 캐비넷에 보관되었다. 중량은 1주, 2주, 3주, 4주, 10주 및 13주 후에 각각의 경우에 측정되었다. 이 목적을 위하여 보트를 가열 캐비넷으로부터 꺼내 실온으로 냉각한 후 중량을 측정하였다. 13주 후, 보트를 개봉하고 내부에 포함된 코어를 샤프닝성(sharpenability), 외관, 가공성 등을 조사하였다. 목재가 본 발명에 따른 당류 성분에 함침되었던 보트들의 경우 장식성, 샤프닝성, 가공성, 외관 등과 관련하여 사실상 편차가 없었다. 반대로 미처리 목재로 만들어진 보트의 경우 코어가 수축되었고 불과 1주일 후 보다 건조해졌으며 10주 후에는 더 이상 사용할 수 없는 것으로 나타났다.
이 시험의 경우, 45 ℃에서 12 주 후 중량 손실이 3 중량% 이하라면 목재 재료의 품질은 불투성 관점에서 충분한 것으로 여겨진다. 표 3에 나타나는 바와 같이 이 값은 본 발명에 따른 모든 당류 성분에 의하여 달성되었다.
조성 및 결과는 아래 표 3에 나타난다.
샘플 아세트산 시트르산 글루코스 말토덱스트린 프럭토스 PVA 중량손실(%)
45℃, 12주
1 6.10 (*)
2 16.7 27.8 2.90
3 4.3 6.5 21.5 2.94
4 16.3 1.6 7.1 1 1.98
5 4.9 4.9 14.6 2 1.69
6 2 4 28 1.6 1.97
7 21.3 12 2.46
* 시험은 10주 후에 중단되었다.
실시예 3
목재 재료를 16.3 중량%의 시트르산, 1.6 중량%의 글루코스, 7.1 중량%의 말토덱스트린 및 1 중량%의 PVA를 포함하는 수용액상 함침 용액에 투입하였다. 이어서 목재 재료를 다양한 코어 재료를 사용하여 보트로 가공하고, 보트를 실시예 1에 기술된 바와 같이 시험하였다. 사용된 코어 재료는 다음과 같았다: 실시 예 2의 코어 재료, 표 4에 따른 다음 조성을 갖는 코어 재료, 및 표 5에 따라 다음 조성을 가진 코어 재료:
INCI - US K K 단위
이소도데칸 Z B 26.515 %
산화철 77491/77492/77499 Z F 23.014 %
사이클로펜타실록산 Z B 10.202 %
PEG/PPG-19/19 디메티콘 Z B 9.806 %
합성 왁스 Z B 8.555 %
하이드로제네이티드 폴리디사이클로펜타디엔 Z B 6.644 %
마이카 77019 Z F 4.603 %
C20-40 알코올 Z B 3.683 %
나일론-12 Z B 2.051 %
퍼플루오로노닐 디메티콘 Z B 1.741 %
트리메틸실록시실리케이트 Z B 1 %
폴리글리세릴-4 디이소스테아레이트/폴리하이드록시스테아레이트/세바케이트 Z B 0.951 %
폴리에틸렌 Z B 0.921 %
펜타에리트리틸 테트라-디-t-부틸 하이드록시하이드로신나메이트 Z B 0.3 %
마카다미아 인테그리폴리아 시드 오일 0.01
토코페롤 Z B 0.004 %
100.0000 %
INCI - US 단위
디메티콘 1.5 cSt 25.112 %
합성 왁스 16.324 %
옥틸도데칸올 12.557 %
폴리부텐 12.557 %
세테아릴 베헤네이트 8.79 %
합성 플루오르필로고파이트 6.278 %
디스테아르디모늄 헥토라이트 5.023 %
소르비탄 올리베이트 5.023 %
산화철 77491/77492/77499 2.511 %
프로필렌 카보네이트 1.507 %
티타늄 디옥사이드 77891 1.381 %
합성 비즈왁스 1.256 %
산화철 77491/77492/77499 0.753 %
산화철 77491/77492/77499 0.628 %
펜타에리트리톨 테트라-디-t-부틸 하이드록시하이드로신나메이트 0.3 %
100.0000 %
13주 후, 보트를 개봉하고 내부에 포함된 코어를 샤프닝성(sharpenability), 외관, 가공성 등을 조사하였다. 목재가 본 발명에 따른 당류 성분에 함침되었던 보트들의 경우 장식성, 샤프닝성, 가공성, 외관 등과 관련하여 사실상 편차가 없었다. 중량 감소는 상술한 바와 같이 측정하였고, 나타난 값은 다음과 같다:
코어 제형 휘발성 구성성분
(타겟)
45℃에서 12주 후
중량 손실 [%]
코어 내
휘발성 구성성분
종합
평가
최소 평균 최대 시점
평균[%]
12주/℃
평균 [%]
실시예 2에 따른
코어 제형
36.4%
사이클로펜타실록산
1.67 1.99 2.41 37.51 37.20 o.k.
표 4에 따른
코어 제형
26.5% 이소도데칸
10.2% 사이클로펜타실록산
2.07 2.34 2.93 36.66 34.99 o.k.
표 5에 따른
코어 제형
25.1% 디메티콘 1.5 cSt 0.91 1.20 1.89 26.03 25.20 o.k.

Claims (15)

  1. 케이싱 및 코어를 포함하는 목재 인케이싱된 펜슬이고, 상기 케이싱은 당류 성분으로 함침된 목재 재료로 이루어지며, 상기 당류 성분은 부형제 내의 용액 상의 적어도 하나의 단당류, 이당류 또는 올리고당류 및 적어도 하나의 폴리염기 유기산을 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 당류 성분은 적어도 하나의 단당류 및 적어도 하나의 올리고당류를 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 당류 성분은 말토덱스트린과 같은 글루코스 단위로 구성된 적어도 하나의 올리고당류를 포함하는, 목제 인케이싱된 펜슬.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 당류 성분의 단당류는 글루코스(glucose), 갈락토스(galactose), 만노스(mannose), 프럭토스(fructose), 아라비노스(arabinose), 자일로스(xylose) 및/또는 리보스(ribose)를 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 당류 성분의 이당류는 말토스(maltose), 락토스(lactose) 및/또는 수크로스(sucrose)를 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 당류 성분의 올리고당류는 덱스트로스 당량 3 내지 30인 말토덱스트린(maltodextrin)인, 목재 인케이싱된 펜슬.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 당류 성분은 폴리염기산으로서, 시트르산(citric acid), 타르타르산(tartaric acid), 옥살산(oxalic acid), 점액산(mucic acid), 푸마르산(fumaric acid), 알다르산(aldaric acid), 또는 이들 산 중 적어도 2종의 혼합물을 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 당류 성분은 적어도 하나의 모노염기 유기산을 추가로 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모노염기 유기산은 아세트산(acetic acid), 락트산(lactic acid), 알돈산(alduronic acid), 만델린산(mandelic acid), 또는 이들의 조합인, 목재 인케이싱된 펜슬.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 당류 성분은 폴리올을 추가로 포함하는, 목재 인케이싱된 펜슬.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 폴리올은 펜타에리트리톨, 폴리비닐알코올 또는 이들의 조합인, 목재 인케이싱된 펜슬.
  12. 목재를 함침시키는 방법으로, 목재를 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 정의된 당류 성분으로 10분 내지 24시간 동안 0℃ 내지 90℃에서 함침시키는 것을 포함하는, 방법.
  13. 용매 차단 물성(solvent barrier property)을 갖는 목재를 생산하는 방법으로, 목재를 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 정의된 당류 성분으로 10분 내지 24시간 동안 0℃ 내지 90℃에서 함침시키는 것을 포함하는, 방법.
  14. 목재 또는 목재 대체물의 용매 차단 물성 형성용 조성물이고, 적어도 하나의 단당류, 이당류 또는 올리고당류 및 적어도 하나의 폴리염기 유기산을 포함하는, 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조성물은 말토덱스트린과 같은 글루코스 단위로 구성된 적어도 하나의 올리고당류, 및 선택적으로 적어도 하나의 단당류, 선택적으로 아세트산과 혼합된 시트르산, 및 또한 선택적으로, 폴리비닐알코올을 포함하는, 조성물.
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