KR20230109653A - 포름알데히드 소거 제제 - Google Patents

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KR20230109653A
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flame retardant
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까미유 루이용
칼 알랭 도미니끄 페르낭 드생장
마르끄 꼬스망
파울 에이 헐
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오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 개선된 포름알데히드 소거 제제, 및 베일 및 천장 타일을 비롯한 건설 제품, 단열 보드, 특히 페놀 단열 보드를 포함하는 보드, 및 목재 패널 및 목재 보드를 비롯한 패널 및 보드에서의 용도, 그리고, 또한 건설 제품으로부터의 포름알데히드 방출을 감소시키는 방법에 관한 것이다.

Description

포름알데히드 소거 제제
본 발명은 개선된 포름알데히드 소거 제제 및 그 용도에 관한 것이다. 특정 용도는 베일(특히 부직포 베일) 및 천장 타일을 비롯한 건설 제품, 단열 보드, 특히 페놀 단열 보드를 포함한 보드, 목재 기반 패널, 패브릭, 직물을 비롯한 패널 및 보드 내에, 그리고, 기타 기재 상에 사용되거나 또는 기타 기재에 적용되는 것을 포함한다. 또한, 건설 제품으로부터의 포름알데히드 방출을 감소시키는 방법이 개시되어 있다.
포름알데히드는 잠재적인 독성이 높으며 알레르기 반응 및 사람의 피부, 호흡기 또는 눈의 자극을 비롯하여 기타 건강 문제를 야기할 수 있는 자극제이다. 간행물 "WHO Guidelines for Indoor Air Quality: Selected Pollutants" (World Health Organization, 2010, ISBN 978 92 890 0213 4, pp. 103-156)는 포름알데히드가 건강에 미치는 영향을 추가로 자세히 설명한다. Golden, R.의 문헌 [Crit Rev Toxicol. 2011 9월; 41(8): 672-721; doi: 10.3109/10408444.2011.573467; PMID: 21635194]은 포름알데히드에 대한 실내 공기 노출 한도에 대한 권장 사항을 제공한다.
방출 표준은 프랑스 법률 Decret n°011-321(2011년 3월 25일 공표)을 비롯한 다양한 국내법에 의해 설정된다. 프랑스의 방출 등급은 문헌 [JOURNAL OFFICIEL DE LA REPUBLIQUE FRANCAISE, JORF no 0111, 2011년 5월 13일, NOR: DEVL1104875A at Annex I.D - the "Arrete etiquetage 2011"]에 정의되어 있다. 휘발성 유기 화합물(VOC) 방출에 대한 등급 "A+"는 28일 동안 포름알데히드 방출이 10ug/m^3 미만이어야 한다는 요건을 포함한다. VOC 방출에 대한 등급 "A"는 28일 동안 포름알데히드 방출이 60ug/m^3 미만이어야 한다는 요건을 포함한다.
따라서, 건설 제품의 포름알데히드 방출은 건강 위험을 최소화하고 표준을 준수하기 위해 제어/감소되어야 한다. 따라서, 건설 제품으로부터의 포름알데히드 방출을 감소시키는 것이 중요하다.
또한, 임의의 신규 또는 개선된 포름알데히드 소거제 또는 조성물(즉, 제제)이 (i) 그 자체로 제조 환경을 비롯하여 추가적인 환경 또는 건강 및 안전 문제를 제기하지 않고, (ii) 기존 건설 제품 제조 프로토콜 또는 프로세스 조건과 양립할 수 있어 기존 건설 제품 제조 프로토콜 및 프로세스 조건을 수정하지 않고도 포름알데히드 소거제 또는 조성물(즉, 제제)의 전환이 이루어질 수 있는 것이 매우 바람직하다.
JP2009274409A에는 난연제 및 포름알데히드 소거제를 포함하는 외장재가 개시되어 있다.
CN106346568A는 난연성 복합 우레아-포름알데히드 수지를 개시한다.
Ghani, A. 등의 문헌 [June 2018, Building and Environment 142, doi: 10.1016/j.buildenv.2018.06.020]은 포름알데히드 소거제로서 아민을 첨가하여 우레아 포름알데히드 결합된 파티클보드의 포름알데히드 방출을 감소시키는 것을 개시한다.
WO 2006/007168은 표면 마감 제제로 함침된 섬유상 베일을 개시하고 있다.
CA2657108(= WO 2008/012113)은 대기 중의 포름알데히드 함량을 낮추기 위한 폴리아민을 포함하는 목재 재료의 사용을 개시한다.
US 2010/0190021(US8460761)은 폴리아민으로 처리하여 목재 기반 재료에서 포름알데히드 방출을 감소시키는 방법을 개시한다.
다른 간행물은 EP3415475(US2010282996), US3702798, US10035913, WO2006104455 및 WO2019133463를 포함한다.
본 발명은 하나 이상의 종래 기술의 단점을 극복하고 개선된 포름알데히드 소거 제제를 제공하기를 추구한다.
본 발명에 따르면, 포름알데히드 소거 제제가 제공되고, 이는 다음을 포함한다:
(a) 포름알데히드 소거제(1-90 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민 또는 이의 공중합체, 및/또는 1차 아민 관능화 실란인, 포름알데히드 소거제;
(b) 결합제 및/또는 가교제(0-60 중량% 건조 질량);
(c) 소포제(<0.5 중량% 건조 질량);
(d) 염기(0-50 중량% 건조 질량);
(e) 난연제(0-96 중량% 건조 질량); 및
(f) 기피제(<2 중량% 건조 질량).
특히, 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민일 수 있다.
폴리비닐아민은 순수한 폴리비닐아민 이외의 형태로 존재할 수 있다. 이는 예를 들어, 공중합체, 예를 들어 폴리비닐아민-폴리비닐 알콜(PVAm-PVOH) 공중합체의 형태로 존재할 수 있다.
(하기) 특정 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, (a) 포름알데히드 소거제, (b) 결합제 및/또는 가교제, 및 (c) 소포제는 본 발명의 모든 실시예에 존재한다(예 1 내지 7 및 9). 따라서, 결합제 및/또는 가교제는 <=60%의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 0% 초과 60% 이하일 수 있다.
유사하게, 소포제는 모든 실시예에서 0.5% 미만의 양으로 존재한다. 따라서, 소포제의 양은 0% 초과 0.5% 미만인 것으로 표현될 수 있다.
특정 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 염기, 난연제 및 기피제는 각각 하나 이상의 실시예에서 존재하지 않는다. 따라서, 제제는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
(d) 염기(<=50 중량% 건조 질량);
(e) 난연제(<=96 중량% 건조 질량); 및
(f) 기피제(<2 중량% 건조 질량).
특정 실시예에서, 제제는 염기(<=50 중량% 건조 질량)를 포함한다.
특정 실시예에서, (d), (e) 및 (f) 중 2개가 존재한다. 따라서, 특정 실시예에서, 제제는 다음 중 적어도 2개를 포함한다:
(d) 염기(<=50 중량% 건조 질량);
(e) 난연제(<=96 중량% 건조 질량); 및
(f) 기피제(<2 중량% 건조 질량).
특정 실시예에서, 제제는 염기 및 난연제 양자 모두를 포함한다.
특정 실시예에서, (d), (e) 및 (f) 중 3개 모두가 존재한다. 따라서, 특정 실시예에서, 제제는 다음 3개 모두를 포함한다:
(d) 염기(<=50 중량% 건조 질량);
(e) 난연제(<=96 중량% 건조 질량); 및
(f) 기피제(<2 중량% 건조 질량).
제제는 선택적으로 다음 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다:
(A) 분산제;
(B) 점도 조절제; 및
(C) 폴리포스페이트 나트륨 염(NaPO3)n.
특정 실시예에서, 제제는 분산제(< 3 중량% 건조 질량)를 포함한다.
특정 실시예에서, 제제는 점도 조절제(< 3 중량% 건조 질량)를 포함한다.
특정 실시예에서, 제제는 폴리포스페이트 나트륨 염(NaPO3)n(<10 중량% 건조 질량)을 포함한다.
특정 실시예에서, 제제는 안료를 추가로 포함한다. 특정 실시예에서, 이는 <5 중량% 건조 질량의 안료를 포함한다. 안료는 예를 들어 제제의 후속 가공/사용으로 인한 열 충격으로 인한 변색을 숨기거나 차폐하는 데 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 흑색 안료가 제제의 후속 가열로 인한 변색을 숨기기 위해 특정 실시예에서 사용된다.
하기 예에 상세히 설명된 바와 같이, 본 발명의 제제는 특히 포름알데히드 소거를 달성하는 데 우수하다.
포름알데히드 소거 제제는 전형적으로 수성 제제이다.
특정 포름알데히드 소거 제제는 다음을 포함한다:
인-질소(P-N) 난연제 제제- 이 제제는 예 1에서 사용된 제제를 포함한다. 이 제제는 다음을 포함한다:
· 포름알데히드 소거제(1-50 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민인, 포름알데히드 소거제;
· 결합제 및/또는 가교제(0-20 중량% 건조 질량);
· 소포제(<0.5 중량% 건조 질량);
· 난연제(50-96 중량% 건조 질량)로서, 난연제는 인-질소 난연제인, 난연제; 및
· 기피제(<2 중량% 건조 질량).
앞서 설명한 바와 같이, (a) 포름알데히드 소거제, (b) 결합제 및/또는 가교제, 및 (c) 소포제는 모든 실시예에 존재한다. 따라서, 이러한 P-N 난연제 제제의 경우, 결합제 및/또는 가교제가 <=20%의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 0% 초과 20% 이하일 수 있다. 유사하게, 소포제는 0.5% 미만의 양으로 존재한다. 따라서, 소포제의 양은 0% 초과 0.5% 미만인 것으로 표현될 수 있다.
예 1에서 알 수 있는 바와 같이, 결합제 및/또는 가교제가 존재하며, 즉, 결합제 및/또는 가교제의 양은 <=20%로 표현될 수 있다. 따라서, 0% 초과 20% 이하의 결합제 및/또는 가교제가 존재한다.
P-N 난연제 제제의 특정 실시예에서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 <=15%(즉, 0% 초과 및 <=15%)이다. P-N 난연제 제제의 특정 실시예에서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 <=10%이다. P-N 난연제 제제의 특정 실시예에서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 <=8.0%이다.
예 1에서는 염기가 존재하지 않는다.
아래에 언급된 바와 같이, 특정 실시예에서, 특히 응집을 방지하기 위해 염기가 또한 포함된다.
ATH(삼수화알루미늄) 난연제 제제- 이 제제는 예 2 내지 6(하기)에서 사용된 제제를 포함한다. 이 제제는 다음을 포함한다:
· 포름알데히드 소거제(1-50 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민인, 포름알데히드 소거제;
· 결합제 및/또는 가교제(0-20 중량% 건조 질량);
· 소포제(<0.5 중량% 건조 질량);
· 염기(0-12.5 중량% 건조 질량);
· 난연제(50-96 중량% 건조 질량)로서, 난연제는 삼수화알루미늄 난연제인, 난연제; 및
· 기피제(<2 중량% 건조 질량).
제제의 pH는 9.5 내지 10.5일 수 있다.
제제가 염기를 포함하는 특정 실시예에서, 포름알데히드 소거제 대 염기의 건조 중량비는 1:1 내지 2:1 범위이다.
앞서 설명한 바와 같이, (a) 포름알데히드 소거제, (b) 결합제 및/또는 가교제, 및 (c) 소포제는 모든 실시예에 존재한다. 따라서, ATH 난연제 제제의 경우, 결합제 및/또는 가교제는 <=20%의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 0% 초과 20% 이하일 수 있다. 유사하게, 소포제는 0.5% 미만의 양으로 존재한다. 따라서, 소포제의 양은 0% 초과 0.5% 미만인 것으로 표현될 수 있다.
각각의 예 2 내지 6에서, 결합제 및/또는 가교제가 존재하며, 즉, 0% 초과 20% 이하의 결합제 및/또는 가교제가 존재한다.
예 2 내지 6 각각에서, 염기가 존재하고, 난연제도 마찬가지이다. 따라서, 특정 실시예에서 염기 및 난연제 모두가 존재한다. 따라서, 특정 실시예에서 염기의 양은 <=12.5%, 즉, 0% 초과 및 <=12.5%의 양으로 표현될 수 있다. 상기와 같이, 난연제의 양은 50 내지 96% 범위인 것으로 표현될 수 있다.
기피제는 예 3, 4 또는 6에 존재하지 않는다. 따라서, 기피제는 ATH 제제에서 선택적이다.
PVAm-아크릴 제제- 이 제제는 예 7에서 사용된 제제를 포함한다. 이 제제는 다음을 포함한다:
· 포름알데히드 소거제(10-90 중량% 건조 질량)로서, 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민인, 포름알데히드 소거제;
· 결합제 및/또는 가교제(0-50 중량% 건조 질량);
· 소포제(<0.5 중량% 건조 질량); 및
· 염기(0-25 중량% 건조 질량).
앞서 설명한 바와 같이, (a) 포름알데히드 소거제, (b) 결합제 및/또는 가교제, 및 (c) 소포제는 모든 실시예에 존재한다. 따라서, PVAm-아크릴 제제의 경우, 결합제 및/또는 가교제는 <=50%의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 결합제 및/또는 가교제의 양은 0% 초과 50% 이하일 수 있다. 유사하게, 소포제는 0.5% 미만의 양으로 존재한다. 따라서, 소포제의 양은 0% 초과 0.5% 미만인 것으로 표현될 수 있다.
예 7에서 알 수 있는 바와 같이, 결합제 및/또는 가교제가 존재하며, 즉, 결합제 및/또는 가교제의 양은 <=50%인 것으로 표현될 수 있다.
예 7에서, 염기가 존재하며, 즉, 염기의 양은 <=25%인 것으로 표현될 수 있다.
따라서, 포름알데히드 소거제로서 폴리비닐아민을 포함하는 실시예는 추가로 염기를 포함할 수 있다. 포름알데히드 소거제로서 폴리비닐아민을 포함하는 특정 실시예에서, 이들은 25% 이하의 양으로 염기를 포함한다.
포름알데히드 소거제
전형적으로, 폴리비닐아민(PVAm)은 50,000-800,000 g/mol, 200,000-600,000 g/mol, 보다 전형적으로 300,000-500,000 g/mol, 보다 전형적으로 약 400,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는다.
특정 실시예에서, 폴리비닐아민의 건조 중량 백분율은 1-60% 범위, 보다 전형적으로 1-45% 범위이다. 특정 실시예에서, 이는 1-30% 범위이다. 다른 실시예에서, 이는 5-30% 범위이다. 다른 실시예에서, 이는 1-15% 범위이다. 특정 실시예에서, 이는 2-11% 범위이다. 일부 실시예에서, 이는 2.5-7% 범위이다. 일부 실시예에서, 이는 3-5% 범위이다.
난연제를 포함하는 실시예에서, 난연제 및 포름알데히드 소거제의 총 건조 중량 백분율은 적어도 50%일 수 있다. 특정 실시예에서, 이는 적어도 60%이다. 다른 실시예에서, 이는 적어도 70%이다. 또 다른 실시예에서, 이는 적어도 80%이다. 특정 실시예에서, 이는 적어도 90%이다. 다른 실시예에서, 이는 적어도 95%이다. 특정 실시예에서, 이는 적어도 96%이다.
난연제를 포함하는 실시예에서, 난연제 대 포름알데히드 소거제의 건조 중량비는 적어도 2:1일 수 있다. 이는 적어도 3:1일 수 있다. 이는 적어도 4:1일 수 있다. 이는 적어도 5:1일 수 있다. 이는 적어도 10:1일 수 있다. 이는 적어도 15:1일 수 있다. 이는 적어도 20:1일 수 있다. 이는 적어도 25:1일 수 있다.
제제 중 포름알데히드 소거제의 건조 중량 백분율은 제제의 의도된 용도, 특히 제제가 그 상에, 그 내에, 또는 그와 함께 사용되는 제품에 따라, 예를 들어 적용되거나 사용되는 제품에 따라 상당히 달라질 수 있다.
결합제 및/또는 가교제
결합제는 스티렌-아크릴 에스테르 공중합체, 아크릴, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 폴리비닐 알콜(PVOH/PVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에스테르, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 전분 유도체의 유사물을 포함한다. 수계 폴리머 에멀젼 또는 용액 또는 양자 모두의 혼합물이 특히 바람직하다. 예시적인 결합제는 실라놀 관능기를 갖는 스티렌-아크릴 에스테르 공중합체의 수성 분산액이다.
적절한 가교제는 수계 차단 폴리이소시아네이트와 같은 차단된 이소시아네이트 가교제를 포함한다.
특정 실시예에서, 결합제 및/또는 가교제는 결합제의 형태이고, 결합제의 건조 중량 백분율은 1 내지 60% 범위이다. 특정 이러한 실시예에서, 결합제의 건조 중량 백분율은 1-40% 범위이다. 다른 이러한 실시예에서, 이는 5-35% 범위이다.
대안적인 실시예에서, 결합제 및/또는 가교제는 가교제의 형태이고, 가교제의 건조 중량 백분율은 1 내지 10% 범위이다. 특정 이러한 실시예에서, 이는 2-9% 범위이다. 다른 이러한 실시예에서, 이는 3-8% 범위이다. 다른 이러한 실시예에서, 이는 4-7% 범위이다. 또 다른 실시예에서, 이는 5-6% 범위이다.
일부 실시예에서, 결합제 및 가교제 둘 모두가 존재한다. 특정 실시예에서, 결합제 및 가교제의 총 건조 중량 백분율은 1-15% 범위, 보다 전형적으로 3-12%, 보다 전형적으로 5-9% 범위이다. 특정한 이러한 실시예에서 결합제 대 가교제의 건조 중량비는 2:1 내지 20:1 범위이다. 특정 실시예에서, 비율은 5:1 내지 15:1 범위이다. 다른 실시예에서, 비율은 8:1 내지 12:1 범위이다. 특정 실시예에서, 비율은 약 10:1이다.
결합제 및/또는 가교제의 앞서 설명 및 하기의 다양한 특정 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 및/또는 가교제는 모든 실시예에 존재한다. 따라서, 결합제 및/또는 가교제에 대한 범위는 <=60%인 것으로 표현될 수 있다.
(i) 결합제, (ii) 가교제, 및 (iii) 결합제 + 가교제 조합에 대한 상기 선택적 범위로부터 알 수 있는 바와 같이, 전체 범위는 적어도 1% 결합제 및/또는 가교제인 것으로 표현될 수 있으며, 즉, 결합제 및/또는 가교제는 1-60% 범위로 존재한다.
소포제
소포제는 본 기술 분야에 잘 알려져 있다. 적절한 소포제는 폴리디메틸실록산(PDMS) 오일 및 에멀젼에 기초한 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
특정 실시예에서, <0.1% 소포제가 존재한다. 특정 실시예에서, <=0.05% 소포제가 존재한다. 특정 실시예에서, 소포제의 양은 >=0.01% 및 <0.1%이다. 특정 실시예에서, 소포제의 양은 >=0.01% 및 <=0.05%이다. 특정 실시예에서, 0.01% 내지 0.02%의 소포제가 존재한다.
염기
적절한 염기는 본 기술 분야의 숙련자가 쉽게 자명하게 알 수 있을 것이며, Ca(OH)2, NaOH, KOH, Na2CO3, Mg(OH)2, 및 Na3PO4를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 특히, 바람직한 염기는 탄산나트륨(Na2CO3)이다.
특정 실시예에서, 염기의 건조 중량 백분율은 0 내지 25% 범위이다. 따라서, 염기를 포함하는 실시예에서, 이는 <=25%의 양으로 존재할 수 있다. 다른 실시예에서, 이는 0.5-25% 범위이다. 다른 실시예에서, 이는 1-20% 범위이다. 다른 실시예에서, 이는 1.5-15% 범위이다.
염기를 포함하는 실시예에서, 폴리비닐아민 대 염기의 건조 중량비는 1:3 내지 3:1 범위일 수 있다. 이는 1:2 내지 2:1의 범위일 수 있다. 이는 1:1 내지 2:1의 범위일 수 있다.
염기는 응집 방지에 특히 유용하다. 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있기 때문에 응집을 완전히 감소, 최소화 또는 피하는 것이 바람직하다. 특히, 이는 예를 들어 제조 프로세스의 일부로 필터를 사용할 때 필터가 막히게 할 수 있다. 유사하게, 응집은 최종 제품에서 바람직하지 않은 텍스처 효과/덩어리를 초래할 수 있다.
특히, 응집은 예를 들어 카르복실 기 및/또는 트리알콕시실란 기와 반응하는/친화성을 갖는 포름알데히드 소거제로부터 발생할 수 있다. 예를 들어, 카르복실 기는 제제에 사용되는 성분(예를 들어, ATH 난연제 또는 P-N 난연제)에 존재하는 분산제에 나트륨 폴리카르복실산 및 시트르산으로 존재할 수 있다.
어떠한 염기도 포함하지 않는 예 1(하기)의 제제로 수행된 추가 실험에서 이는 응집되기 쉬운 것으로 나타났다. 추가 실험(상세히 설명하지 않음)은 예 1에서 사용된 제제에 염기(Na2CO3의 형태)를 첨가하는 것이 응집 발생을 방지함을 보여주었다.
유사하게, 트리알콕시실란을 포함하고 염기를 포함하지 않는 제제에 대한 추가 실험은 응집이 발생할 수 있음을 발견했다. 염기를 제제를 포함시킨 추가 실험에서는 응집이 방지되는 결과가 얻어졌다.
예 2 내지 7 또는 9의 제제에서는 응집이 관찰되지 않았다.
따라서, 특정 실시예에서, 제제는 염기를 포함한다.
따라서, 제제가 카르복실산/폴리카르복실산을 포함하는 실시예에서, 제제는 염기를 포함할 수 있다. 유사하게, 제제가 트리알콕시실란을 포함하는 실시예에서, 제제는 염기를 포함할 수 있다.
특히, 염기는 가능한 응집을 미연에 방지하기 위해 제제에 존재할 수 있다.
난연제
적절한 난연제는 삼수화알루미늄(ATH) 및 인 질소(P-N) 난연제를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
기피제
기피제 발수 및/또는 발유제. 적절한 기피제는 플루오로카본 및 퍼플루오로알킬-관능화 아크릴레이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
분산제
적절한 분산제는 폴리카르복실산 분산제, 특히 폴리카르복실산 분산제의 나트륨 염 용액과 같은 염 용액을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
첨가물
특히, 첨가제는 폴리포스페이트 나트륨 염(NaPO3)n을 포함할 수 있다.
용도
본 발명의 포름알데히드 소거 제제는 베일(특히 부직포 베일) 및 천장 타일을 비롯한 건설 제품, 단열 보드, 특히 페놀 단열 보드를 포함한 보드, 목재 기반 패널, 패브릭, 직물을 비롯한 패널 및 보드 내에 사용(예를 들어 그에 적용되거나 그에 함유됨)될 수 있고, 기타 기재 상에 사용되거나 또는 기타 기재에 적용될 수 있다.
베일
또한, 본 발명에 따른 포름알데히드 소거 제제로 코팅되거나 이를 함유하는 부직포 베일이 본 발명에 따라 제공된다.
또한, 본 발명에 따라 아미노실란 또는 아미노-전구체 기 관능화 실란으로 코팅되거나 이를 함유하는 부직포 베일이 제공된다. 아래 예에 나타난 바와 같이 아미노실란은 효과적인 포름알데히드 소거제이다. 아미노실란은 예를 들어 아미노실란과 물을 포함하는 포름알데히드 소거 제제의 형태일 수 있다. 전형적으로, 아미노실란은 1차 아미노실란, 즉, 1차 아민 관능화 실란이다. 예시적인 아미노실란은 감마-아미노프로필트리에톡시실란(H2NCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3)이다.
건설 제품용 부직포 베일은 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 전형적으로, 혼합되고 무작위로 배향된 보강 섬유를 포함한다. 베일의 섬유 성분은 금속 섬유, 세라믹 섬유, 광물 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 폴리머 섬유, 예컨대 아라미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 천연 섬유 및 그 조합 중 임의의 것일 수 있다. 특히, 베일의 섬유 성분은 유리 섬유일 수 있다. 베일은 20-130 g/m^2의 섬유를 포함할 수 있다.
베일은 최대 40 g/m^2의 포름알데히드 소거제를 포함할 수 있다. 이는 0.5-20 g/m^2의 포름알데히드 소거제를 포함할 수 있다. 이는 1-15 g/m^2의 포름알데히드 소거제를 포함할 수 있다. 이는 2-10 g/m^2의 포름알데히드 소거제를 포함할 수 있다. 이는 3-6 g/m^2의 포름알데히드 소거제를 포함할 수 있다. 아래 예에 자세히 설명된 바와 같이, 이러한 양의 포름알데히드 소거제를 사용하여 우수한 결과가 달성되었다.
특히, 베일은 5-250 g/m^2의 포름알데히드 소거 제제를 포함할 수 있으며, 그 중 0.5-20 g/m^2는 포름알데히드 소거제이다.
건설 제품
또한, 본 발명에 따라 적어도 하나의 표면에 본 발명에 따른 부직포 베일을 갖는 건설 제품이 제공된다. 예시적인 건설 제품은 천장 타일, 벽 패널, 단열 보드, 석고 보드 및 목재 기반 패널을 포함한다. 특히, 건설 제품은 전면 및 후면 중 적어도 하나에 본 발명에 따른 부직포 베일을 가질 수 있다. 건설 제품은 유리, 락(rock), 스톤(stone) 또는 미네랄 울과 같은 울로 형성될 수 있다. 목재 기반 패널을 포함한 제품에는 바닥 타일 및 가구가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 천장 타일에는 습식 펠트 보드가 포함되지만 이에 제한되지 않는다.
천장 타일의 경우, 그 전면 및 후면 중 적어도 하나에 본 발명에 따른 부직포 베일을 가질 수 있다. 천장 타일은 포름알데히드 방출 결합제를 함유할 수 있다. 천장 타일은 울로 형성될 수 있다. 울은 유리, 락, 스톤 또는 미네랄 울일 수 있다.
벽 패널의 경우, 전면 및 후면 중 적어도 하나에 본 발명에 따른 부직포 베일을 가질 수 있다. 벽 패널은 포름알데히드 방출 결합제를 함유할 수 있다. 천장 타일은 울로 형성될 수 있다. 울은 유리, 락, 스톤 또는 미네랄 울일 수 있다.
단열 보드의 경우, 그 전면 및 후면 중 적어도 하나에 본 발명에 따른 부직포 베일을 가질 수 있다. 단열 보드는 페놀 폼 보드 또는 미네랄 울 보드일 수 있다.
목재 기반 패널(WBP)의 경우, 그 전면 및 후면 중 적어도 하나에 본 발명에 따른 부직포 베일을 갖거나 라미네이트에 함유될 수 있다.
건설 제품이 목재 기반 패널인 경우, 포름알데히드 소거 제제 중 포름알데히드 소거제의 건조 중량 백분율은 10-40% 범위일 수 있다. 특정 이러한 실시예에서, 이는 15-35% 범위이다. 다른 이러한 실시예에서, 이는 20-30% 범위이다. 제제가 난연제를 또한 포함하는 특정한 이러한 실시예에서, 난연제 대 포름알데히드 소거제의 건조 중량비는 5:1 내지 2:1 범위일 수 있다.
건설 제품이 천장 타일 또는 벽 패널인 경우 포름알데히드 소거 제제 중 포름알데히드 소거제의 건조 중량 백분율은 2-11% 범위일 수 있다. 특정 이러한 실시예에서, 이는 3-6% 범위일 수 있다. 제제가 난연제를 또한 포함하는 특정한 이러한 실시예에서, 난연제 대 포름알데히드 소거제의 건조 중량비는 적어도 10:1일 수 있다. 특정한 이러한 실시예에서, 이는 적어도 15:1이다. 특정한 이러한 실시예에서, 이는 적어도 20:1이다. 다른 이러한 실시예에서, 이는 적어도 25:1이다.
건설 제품이 페놀 단열 보드와 같은 단열 보드인 경우, 포름알데히드 소거제의 건조 중량 백분율은 1-20% 범위일 수 있다. 특정 실시예에서, 이는 5-15% 범위이다. 특정 실시예에서, 이는 7.5-12.5% 범위이다. 제제가 난연제를 또한 포함하는 특정한 이러한 실시예에서, 난연제 대 포름알데히드 소거제의 건조 중량비는 2:1 내지 10:1 범위일 수 있다. 특정 이러한 실시예에서, 이는 3:1 내지 9:1 범위이다. 특정 이러한 실시예에서, 이는 4:1 내지 8:1 범위이다.
또한, 본 발명에 따라서, 본 발명에 따른 부직포 베일을 건설 제품의 적어도 하나의 외부 표면에 부착하는 단계를 포함하는, 건설 제품으로부터의 포름알데히드 방출을 감소시키는 방법이 제공된다.
적어도 하나의 외부 표면은 제품의 적어도 하나의 주 표면, 예를 들어 전방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 모두일 수 있다. 건설 제품의 예는 타일(예를 들어, 천장 타일)과 패널 및 보드(예를 들어, 벽 패널, 천장 패널 및 단열 보드)를 포함한다.
성분의 포함을 지정하기 위해 본 출원에 사용될 때, "포함하는"이라는 용어는 추가 성분이 존재하지 않는 실시예도 포함한다.
이제, 본 발명의 실시예를 단지 예로서 설명할 것이다.
명세서 전반에 걸쳐 사용된 중량% 값은 총 건조 중량을 기준으로 한다.
하기 예에서, 본 발명에 따른 포름알데히드 소거 제제 및 건설 제품은 우수한 결과를 나타낸다.
예 1
이 예에서는 목재 기반 패널(WBP)이 포름알데히드 방출원으로 사용되었다. 패널의 후방측과 에지는 비방출성 알루미늄 테이프로 덮었다(후방측이 대신 소거 베일로 덮여 있는 "WBP + 레시피 1/x25g 2 측면" 제외). 방출 표면은 51L 챔버에서 약 0.06m^2였다. 포름알데히드 농도(μg/m^3)는 천장 부하 계수를 고려하여 유럽 표준실에서 추정치로 제공된다.
소거 베일에 사용된 "레시피 1" 소거제 제제는 다음과 같다:
샘플:
목재 기반 패널( WBP ): 마무리하지 않은 (unfaced) 목재 패널
WBP + NS 베일: 목재 패널 + 표면에 1 비소거 베일 적용
WBP + 레시피 1/x12g: 목재 패널 + 1 소거 베일(12 g/m² 부가량, 즉, 3.3 g/m² PVAm)
WBP + 레시피 1/ x25g: 목재 패널 + 1 소거 베일 (25.7 g/m² 부가량, 즉, 7.1 g/m² PVAm)
WBP + 레시피 1/x25g 2 측면: 목재 패널 + 전면측 1 소거 베일 + 후방측 1 소거 베일(2 x 25.7 g/m² 부가량, 즉, 2 x 7.1 g/m² PVAm), 방출 표면 =0.12m².
결과:
결과는 각각의 레시피 1 WBP 패널이 마무리하지 않은/미처리 목재 패널 및 비소거 베일보다 포름알데히드 방출을 상당히 감소시켰음을 보여준다. 특히, WBP + 레시피 1/x25g 2 측면 제품은 우수한 결과를 달성하였다.
추가 테스트에서 WBP + 레시피 1/x25g 2 측면 제품은 28일에 <10ug/m^3의 포름알데히드 방출이 있는 것으로 나타났다.
예 2 및 3
이 예에서는 목재 기반 패널이 포름알데히드 방출원으로 사용되었다. 패널의 후방측과 에지는 비방출성 알루미늄 테이프로 덮여진다. 방출 표면은 51L 챔버에서 약 0.06m^2였다. 포름알데히드 농도(μg/m^3)는 천장 부하 계수를 고려하여 유럽 표준실에서 추정치로 제공된다.
소거 베일에 사용된 "레시피 2" 소거제 제제(예 2)는 다음과 같다:
소거 베일에 사용된 "레시피 3" 소거제 제제(예 3)는 다음과 같다:
샘플:
목재 기반 패널(WBP): 마무리하지 않은 목재 패널
WBP + A: 목재 패널 + 표면에 1 소거 베일 적용(레시피 2, 45 g/m² 부가량, 즉, 4.9 g/m² PVAm)
WBP + B: 목재 패널 + 표면에 1 소거 베일 적용(레시피 3, 45 g/m² 부가량, 즉, 4.9 g/m² PVAm)
WBP + NS 베일: 목재 패널 + 표면에 1 비소거 베일 적용
결과:
QL = 정량 한계. 참조실의 경우, 정량 한계는 0.3μg/m^3(SERA 형태: 약 0.4ug/m^2.h)이다.
결과는 레시피 2 및 레시피 3 제제를 사용한 베일을 갖는 패널이 마무리하지 않은/미처리 목재 패널 및 비소거 베일(NS 베일)에 비교하여 포름알데히드 방출이 매우 상당히 감소했음을 보여준다.
특히, 레시피 2 및 레시피 3 제제를 사용한 베일을 갖는 패널의 포름알데히드 방출은 정량화할 수 없었고 시간 경과에 따라 방출율이 감소하기 때문에, 28일 후, 28일의 포름알데히드 방출은 10ug/m^3 미만일 것으로 결론지을 수 있다.
예 4
이 예에서, 포름알데히드 소거제 제제는 다음과 같다:
이와 함께, 소거제(즉, 제제)가 다음과 같이 베일에 첨가된다:
예 5
이 예에서, 포름알데히드 소거제 제제는 다음과 같다:
이와 함께, 소거제(즉, 제제)가 다음과 같이 베일에 첨가된다:
예 6
이 예에서, 포름알데히드 소거제 제제는 다음과 같다:
이와 함께, 소거제(즉, 제제)가 다음과 같이 베일에 첨가된다:
예 7
이와 함께, 소거제가 다음과 같이 베일에 첨가된다:
예 8(참조예)
이 예에서는 목재 기반 패널이 포름알데히드 방출원으로 사용되었다. 패널의 후면(후방) 측면과 에지는 비방출성 알루미늄 테이프로 덮었다. 방출 표면은 51L 챔버에서 약 0.06m^2였다. 포름알데히드 농도(μg/m^3)는 천장 부하 계수를 고려하여 유럽 표준실에서 추정치로 제공된다.
소거 베일에 사용된 "레시피 4" 소거제 제제는 다음과 같다:
적용 방법에 적절한 조성물(즉, 제제)에 도달하기 위해 물을 첨가하고, 필요시 건조 첨가하였다.
샘플:
목재 기반 패널(WBP): 마무리하지 않은 목재 패널
WBP + 레시피 4: 목재 패널 + 1 소거 베일(순수 소거제, 9 g/m^2 부가량, 즉, 9 g/m^2 소거제)
결과:
결과는 아미노실란을 사용하는 베일을 갖는 패널이 참조 WBP에 비교하여 우수한 결과를 달성했음을 도시한다. 이는 아미노실란이 포름알데히드 소거제로 사용하기에 적절함을 나타낸다.
예 9
이 예에서, 포름알데히드 소거제 제제는 다음과 같다:
참조 WBP와 비교하여 개선된 포름알데히드 소거 결과가 얻어졌다.
본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는, 본 발명의 설명된 실시예에 대한 다양한 수정 및 변형을 명백히 알 수 있을 것이다. 본 발명이 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 청구된 본 발명은 이러한 특정 실시예에 과도하게 제한되어서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다. 실제로, 설명된 본 발명을 수행하는 방식의 다양한 수정이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백하며, 본 발명에 포함되는 것을 의도한다.

Claims (18)

  1. 포름알데히드 소거 제제로서,
    (a) 포름알데히드 소거제(1-90 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민 또는 이의 공중합체, 및/또는 1차 아민 관능화 실란인, 포름알데히드 소거제;
    (b) 결합제 및/또는 가교제(<=60 중량% 건조 질량); 및
    (c) 소포제(<0.5 중량% 건조 질량);
    및 다음:
    (d) 염기(<=50 중량% 건조 질량);
    (e) 난연제(<=96 중량% 건조 질량); 및
    (f) 기피제(<2 중량% 건조 질량)
    중 적어도 하나를 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  2. 제 1 항에 있어서, 염기(<=50 중량% 건조 질량)를 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  3. 제 2 항에 있어서, 0.5 내지 25 중량% 건조 질량의 범위의 염기를 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 선택적으로
    (A) 분산제;
    (B) 점도 조절제; 및
    (C) 폴리포스페이트 나트륨 염(NaPO3)n
    중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 안료를 추가로 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 제제인, 포름알데히드 소거 제제.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 난연제는 삼수화알루미늄(ATH) 및 인 질소(P-N) 난연제로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 포름알데히드 소거 제제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    · 포름알데히드 소거제(1-50 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민인, 포름알데히드 소거제;
    · 결합제 및/또는 가교제(<=20 중량% 건조 질량);
    · 소포제(<0.5 중량% 건조 질량);
    · 난연제(50-96 중량% 건조 질량)로서, 상기 난연제는 인-질소 난연제인, 난연제; 및
    · 기피제(<2 중량% 건조 질량)
    를 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    · 포름알데히드 소거제(1-50 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민인, 포름알데히드 소거제;
    · 결합제 및/또는 가교제(<=20 중량% 건조 질량); 및
    · 소포제(<0.5 중량% 건조 질량);
    다음:
    · 염기(<=12.5 중량% 건조 질량);
    · 난연제(50-96 중량% 건조 질량)로서, 상기 난연제는 삼수화알루미늄 난연제인, 난연제; 및
    · 기피제(<2 중량% 건조 질량)
    중 적어도 하나를 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    · 포름알데히드 소거제(10-90 중량% 건조 질량)로서, 상기 포름알데히드 소거제는 폴리비닐아민인, 포름알데히드 소거제;
    · 결합제 및/또는 가교제(<=50 중량% 건조 질량);
    · 소포제(<0.5 중량% 건조 질량); 및
    · 염기(<=25 중량% 건조 질량)
    를 포함하는, 포름알데히드 소거 제제.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리비닐아민(PVAm)은 50,000-800,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는, 포름알데히드 소거 제제.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 포름알데히드 소거 제제로 코팅되거나 이를 함유하는 부직포 베일.
  13. 아미노실란으로 코팅되거나 이를 함유하는 부직포 베일.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 베일은 유리 섬유 부직포 베일인, 부직포 베일.
  15. 적어도 하나의 표면에 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 부직포 베일을 갖는 건설 제품.
  16. 제 15 항에 있어서, 유리 울, 락 울, 스톤 울 및 미네랄 울로 구성된 그룹으로부터 선택된 울로 만들어지는 건설 제품.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 천장 타일, 벽 패널, 단열 보드 및 목재 기반 패널로 구성된 그룹으로부터 선택되는 건설 제품.
  18. 건설 제품으로부터의 포름알데히드 방출을 감소시키는 방법으로서, 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 부직포 베일을 건설 제품의 적어도 하나의 외부 표면에 부착하는 단계를 포함하는, 방법.
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