KR20230125256A - 복합 물품을 위한, 아미노산 중합체(들) 및 탄수화물을포함하는 결합제 조성물 - Google Patents

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다비드 튀르프
랄프 룬크비츠
클라우스 퓌거
귄터 쉐르
제시카 나딘 하만
야오큄 헨리퀘 텔레스
장-피에르 베르칸 린드너
다그마 파스칼 쿤스만-케이텔
토마스 세르파이
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Abstract

본 발명은
아미노산 중합체(들) A1을 포함하는 성분 A; 및
펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하는 성분 B
를 포함하는 결합제 조성물에 관한 것으로서, 상기 아미노산 중합체(들) A1은 800 g/mol 이상 10,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 상기 결합제 조성물은 상기 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 55 중량%의 상기 아미노산 중합체(들) A1을 포함한다.

Description

복합 물품을 위한, 아미노산 중합체(들) 및 탄수화물을 포함하는 결합제 조성물
본 발명은,
a) 아미노산 중합체(들) A1을 포함하는 성분 A; 및
b) 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류(disaccharide), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하는 성분 B
를 포함하는 결합제 조성물에 관한 것으로서, 상기 아미노산 중합체(들) A1은 800 g/mol 이상 10,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 상기 결합제 조성물은 상기 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 55 중량% 이상의 상기 아미노산 중합체(들) A1을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 결합제 조성물을 포함하는 리그노셀룰로스계 복합 물품을 제조하기 위한 조성물 키트(이때, 상기 성분 A와 상기 성분 B는 개별적으로 보관됨), 및 복수의 리그노셀룰로스계 피스(pieces) 및 반응된 결합제 조성물을 포함하는 리그노셀룰로스계 복합 물품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 반응된 결합제 조성물을 포함하는 리그노셀룰로스계 복합 물품의 형성 방법뿐만 아니라, 상기 반응된 결합제 조성물에 관한 것이다.
리그노셀룰로스계 복합 물품, 예를 들어 배향성 스트랜드 보드(OSB), 배향성 스트랜드 목재, 칩 보드(파티클 보드(particle board)로도 불림), 스크림버(scrimber), 농섬유 보드(agrifiber board), 플레이크 보드(flake board), 및 섬유 보드(fiber board), 예를 들어 중밀도 섬유 보드(MDF)는 일반적으로, 배합기 또는 유사 장치에서 리그노셀룰로스 피스를 텀블링하거나 교반하면서, 리그노셀룰로스 피스를 결합제 조성물(예컨대, 수지)과 함께 배합 또는 분무함으로써 생성된다. 결합제 조성물-리그노셀룰로스 혼합물을 형성하도록 충분히 배합한 후, 상기 결합제 조성물로 코팅된 리그노셀룰로스 피스를 제품, 특히 느슨한 매트로 형성하며, 후속적으로 이를 가열된 플래튼들(platens) 또는 플레이트들 사이에서 압축하여 결합제를 고정하고, 상기 리그노셀룰로스 피스들을 고밀화된 형태(예컨대, 보드, 패널 또는 기타 형태)로 함께 결합시킨다. 느슨한 매트를 압축하는 통상적인 공정은 일반적으로, 다양한 양의 스팀(이는 상기 느슨한 매트에 의도적으로 주입되거나, 또는 상기 느슨한 매트 중의 리그노셀룰로스 피스 또는 결합제 조성물로부터의 동반된(entrained) 수분의 방출(liberation)에 의해 생성됨)의 존재 하에, 고온(일반적으로 180℃ 내지 240℃)의 표면으로부터 상기 매트로 열을 전달하면서 고온 프레싱함으로써 수행된다.
이러한 리그노셀룰로스계 복합 물품을 제조하는데 사용되었던 결합제 조성물은 페놀 폼알데하이드(PF) 수지, 우레아 폼알데하이드(UF) 수지, 멜라민 우레아 폼알데하이드(MUF) 수지 및 이소시아네이트를 포함한다(문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, Springer Verlag Heidelberg, 2002, pages 249 to 367] 참조). 환경적 관점에서, 폼알데하이드 및 이소시아네이트가 없으며 적어도 낮은 폼알데히드 방출량(emission)을 갖고 여전히 탁월한 특성을 갖는 결합제 조성물을 제공할 필요가 있다.
탄수화물계 결합제 조성물은 주로 재생가능 자원으로부터 유도된다. 이는, 전통적인 페놀-폼알데하이드 결합제 조성물, 우레아 폼알데하이드 또는 이소시아네이트 수지와는 상당히 다른 프레싱 조건을 필요로 한다. 탄수화물 폴리아민 결합제 조성물은 이러한 전통적인 결합제 조성물을 대체할 수 있다. 그러나, 탄수화물 폴리아민 결합제 조성물 용액은 다양한 단점(예를 들면, 다량의 결합제 조성물, 긴 프레싱 시간 및 생성된 보드의 불량한 구조적 특성)과 관련된다. WO2015177114는, 라이신과 탄수화물 성분의 반응 생성물을 포함하는 목재 보드용 결합제 조성물을 기술하고 있지만, 수득된 목재 보드는 심지어 긴 프레싱 시간에서도 낮은 내부 결합력을 가진다. WO2016009062에는 탄수화물 및 폴리아민 및 매트릭스 중합체를 포함하는 결합제 조성물이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 칩 보드용 결합제 조성물은 긴 프레싱 시간을 요하고, 낮은 내부 결합력 및 물에서의 불충분한 팽윤을 갖는 칩 보드를 야기한다. EP3359360 A1에는 질소 공급원 및 환원 당을 포함하는 표면 층 내의 결합제 조성물이 기재되어 있고, 이때 환원 당의 중량은 표면 특성을 향상시키기 위한 질소 공급원의 중량과 같거나 더 높다. 그러나, 내부 결합력 및 표면 특성은 불충분하다.
우수한 기계적 특성 및 팽윤 값을 갖는 결합제 조성물, 특히 리그노셀룰로스-기반 복합 물품을 위한 결합제 조성물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 추가의 목적은 감소된 양의 폼알데히드 및/또는 이소시아네이트를 포함하거나, 폼알데히드-미함유 및/또는 이소시아네이트-미함유인 단일층 또는 다층 보드를 제공하는 것이고, 이는 복합 물품에 우수한 기계적 특성, 및 감소된 또는 전혀 없는 폼알데히드 방출량을 제공한다.
상기 목적은
a) 아미노산 중합체(들) A1을 포함하는 성분 A; 및
b) 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하는 성분 B
를 포함하는 결합제 조성물, 바람직하게는 목재 결합제 조성물로서, 상기 아미노산 중합체(들) A1은 800 g/mol 이상 10,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 상기 결합제 조성물은 상기 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 55 중량% 이상의 상기 아미노산 중합체(들) A1을 포함하는, 결합제 조성물에 의해 성취된다.
펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1은 1개, 2개 또는 그 이상의 상이한 펜토스, 1개, 2개 또는 그 이상의 상이한 헥소스 및/또는 1개, 2개 또는 그 이상의 상이한 이의 이당류를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 65 중량% 이상, 가장 바람직하게는 70 중량% 이상의 아미노산 중합체(들) A1을 포함할 수 있다. 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%의 아미노산 중합체(들) A1을 포함할 수 있다. 펜토스 및/또는 헥소스 및/또는 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류는 글루코스, 프럭토스, 자일로스, 수크로스 및/또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 글루코스 및/또는 프럭토스일 수 있다.
바람직하게는, 성분 B1은 성분 B1의 전체 중량을 기준으로
30 내지 70 중량%의 글루코스, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 글루코스,
30 내지 70 중량%의 프럭토스, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 프럭토스, 및
0 내지 40 중량%의 수크로스, 바람직하게는 0 내지 20 중량%의 수크로스
를 포함하는 혼합물이고, 글루코스, 프럭토스 및 수크로스의 중량은 글루코스, 프럭토스 및 수크로스의 전체 중량의 합이 100 중량%를 초과하지 않도록 선택된다.
바람직하게는, 성분 B1은 성분 B1의 전체 중량을 기준으로,
30 내지 70 중량%의 글루코스, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 글루코스,
30 내지 70 중량%의 프럭토스, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 프럭토스, 및
0 내지 40 중량%의 수크로스, 바람직하게는 0 내지 20 중량%의 수크로스
로 이루어진 혼합물이고, 글루코스, 프럭토스 및 수크로스의 중량은 글루코스, 프럭토스 및 수크로스의 전체 중량의 합이 100 중량%이 되도록 선택된다.
결합제 조성물은 반응 전의 성분 A 및 성분 B, 및 임의적으로, 임의의 추가 성분을 의미한다. 결합제 조성물은 가열에 의해 경화될 수 있고, 이는 접촉식 가열 및/또는 뜨거운 공기 및/또는 증기로부터의 열 전달 및/또는 유전 가열(예컨대 마이크로파 가열, 또는 고주파 가열)에 의해 수행되어 반응된 결합제 조성물이 수득될 수 있다. 결합제 조성물은, 동시에 또는 연속적으로 열 및 임의적으로 압력을 적용하여 반응된 결합제 조성물을 수득함으로써 경화될 수 있다. 반응된 결합제 조성물은 경화된 결합제 조성물을 의미한다. 반응된 결합제 조성물은 결합제 성분 A와 B를 반응시킴으로써 수득가능하거나 수득될 수 있다.
“반응하는” 또는 “반응된”은 아미노산 중합체(들) A1이 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1과 반응함을 의미한다. 또한, 추가 성분이 아미노산 중합체(들) A1 및/또는 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1과 반응할 수 있다. 상기 반응은 가교결합된 중합체를 야기할 수 있다.
임의적으로, “반응하는” 또는 “반응된”은, 아미노산 중합체(들) A1이 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1과 반응함을 의미하고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1이 성분 B2와 반응함을 의미하고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1이 그 자체(들)과 반응함을 의미하고,
임의적으로, 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1이 각각의 성분 그 자체 및/또는 서로 반응함을 의미하고,임의적으로, 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1이 성분 B2와 반응함을 의미한다.
성분 B2는 하기에 추가로 설명된다.
성분 A는, 성분 A의 전체 중량을 기준으로 20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 65 중량%의 아미노산 중합체(들) A1을 포함할 수 있다.
유리하게는, 성분 A 및 B가 혼합물로 제공되지 않으며, 이는 용이한 운송 및 수 개월 동안의 장기 보관을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 상기 결합제 조성물은 키트로 제공되며, 이때 성분 A 및 성분 B는 개별적으로 보관된다.
성분 A 및 B는, 바람직하게는 목재로 제조된 리그노셀룰로스 피스에 직접 접촉될 수 있거나, 바람직하게는 목재로 제조된 리그노셀룰로스 피스에 적용하기 전에 이들을 혼합함으로써 접촉될 수 있다.
성분 A 및/또는 B는 수용액 또는 분산액 형태로 제공될 수 있다. wt.- %는 중량%를 의미한다.
성분 A:
아미노산 중합체(들) A1:
아미노산 중합체(들) A1은, 아미노산과 임의적으로
a) 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아민(아미노산이 아님),
b) 아미노산(들)이 아닌 다이카복실산 및/또는 트라이카복실산, 및
이들의 혼합물
로 이루어진 군으로부터 선택되는 기타 단량체의 중합 생성물인 하나 이상의 폴리(아미노산)을 포함하거나 이로 이루어지고,
이때, 바람직하게는 단량체의 전체 양을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 85 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 바람직하게는 97.5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 99 중량% 이상, 가장 바람직하게는 100 중량%의 아미노산이 중합 반응을 위한 단량체로서 사용된다.
본 발명에 따라 사용되는 용어 아민 및/또는 아미노 기는 아미드 기, 예컨대 R-CO-NH2 및/또는 R-CO-NH-R을 포함하지 않는다.
아미노산 중합체(들) A1은 2개 이상의 상이한 아미노산의 중합 생성물을 포함할 수 있다. "중합체"라는 용어는, 심지어 중합 반응이 완료되지 않은 경우에도, 이러한 중합 생성물에 사용된다. 아미노산 중합체 A1은 이량체(n = 2), 삼량체(n = 3), 올리고머(n = 4 내지 10) 및 거대분자(n > 10)(이때, n은 이량체, 삼량체, 올리고머 및 거대분자를 형성하기 위해 반응된 단량체의 수임)로 이루어질 수 있고, 또한 단량체를 포함할 수 있다. 상기 단량체는, 중합 반응 동안 단량체의 불완전한 전환으로 인해 및/또는 중합 반응의 종료 후 추가적인 단량체의 첨가로 인해 존재할 수 있으며, 상기 추가적인 단량체는, 중합 반응을 위해 사용된 단량체의 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 중합 반응의 종료 후에 단량체가 첨가되지 않는다. 또한, 아미노산 중합체 A1은 아미노산 이외의 기타 단량체, 예컨대 다이카복시산 및/또는 트라이카복시산 및/또는 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아민을 포함할 수 있고, 상기 아민 및/또는 다이카복시산 및 트라이카복시산은 아미노산이 아니다.
아미노산 중합체는 아미노산과 임의적인 기타 단량체의 중합 생성물일 수 있고, 이때, 단량체의 전체 양을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량%, 보다 바람직하게는 90 중량%, 보다 바람직하게는 95 중량%, 보다 바람직하게는 97 중량%, 보다 바람직하게는 98 중량%, 보다 바람직하게는 99 중량%, 가장 바람직하게는 100 중량%의 아미노산이 중합 반응을 위한 단량체로서 사용된다.
아미노산 중합체(들) A1은
i) 아미노산, 바람직하게는 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아미노산, 및/또는
ii) 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아민(아미노산이 아님), 및 아미노산, 바람직하게는 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아미노산, 및/또는
iii) 다이카복실산 및/또는 트라이카복실산으로서, 바람직하게는 아미노산(들)이 아닌 다이카복실산 및/또는 트라이카복실산, 및 아미노산, 바람직하게는 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아미노산, 및/또는
iv) 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아민(아미노산이 아님), 및 다이카복실산 및/또는 트라이카복실산(바람직하게는 아미노산(들)이 아님), 및 아미노산, 바람직하게는 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아미노산, 및/또는
v) i) 내지 vi)에 정의된 임의의 2개 이상의 화합물
의 중합 생성물이거나, 이를 포함할 수 있고,
이때, 바람직하게는 아미노산 중합체(들) A1의 전체 중량을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 85 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 바람직하게는 97.5 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 바람직하게는 100 중량%의 아미노산이 중합 반응을 위한 단량체로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 아미노산 중합체는 또한 아미노산 중합체 유도체를 포함할 수 있고, 이는 중합체 합성 후 아미노산 중합체의 개질에 의해 수득될 수 있다.
아미노산 중합체의 개질은 하기와의 반응에 의해 수행될 수 있다:
i) 알킬카복실산 또는 알켄일카복실산, 예컨대, 예를 들면 옥탄산, 노난산, 데칸산, 도데칸산, 헥사데칸산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산 또는 이들의 Li, Na, K, Cs, Ca 또는 암모늄 염, 및/또는
ii) 하나 이상의 아미노 기 및/또는 산 기를 말단으로 하는 폴리알킬렌 옥사이드, 바람직하게는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 옥사이드, 및/또는
iii) 알킬렌 옥사이드, 예컨대 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 부틸렌 옥사이드, 및/또는
iv) 락톤, 예컨대 입실론-카프로락톤, 델타-발레로락톤, 감마-부티로락톤, 및/또는
v) 알코올, 예컨대 알칸올, 예컨대 올레일 알코올.
아미노산 중합체(들) A1의 중합은 완전 전환까지 진행되지 않을 수 있다. 따라서, 단량체, 예컨대 2개 이상의 아미노 기 및/또는 아미노산 및/또는 다이카복실산 및/또는 트라이카복실산을 포함하는 아민이 중합에 의한 아미노산 중합체(들) A1의 합성 후 아미노산 중합체(들) A1 내에 존재할 수 있다.
각각의 아미노산 중합체 A1은 아미노산 중합체(들) A1의 전체 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 단량체, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만의 단량체, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의 단량체를 함유할 수 있다. 단량체의 중량은 각각의 중합체 A1(이의 단량체 포함)의 전체 중량을 기준으로 계산된다. 단량체는 중합에서 단량체의 불완전 전환의 결과로서 존재할 수 있거나 중합 후 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 중합 반응 완료 후에는 단량체가 첨가되지 않는다.
본 발명에 따른 아미노산 중합체(들) A1은 폴리(아미노산), 예컨대 합성 폴리(아미노산), 천연 폴리(아미노산), 폴리펩티드, 단백질 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리(아미노산)은 상이한 아미노산의 중합에 의해 제조된다. 폴리(아미노산)은 화학적 합성 또는 살아있는(living) 유기체에서의 생합성에 의해 수득될 수 있다. 특히, 단백질은 살아있는 유기체에서 생합성에 의해 수득될 수 있다. 폴리펩티드는 단백질의 가수분해에 의해 수득될 수 있다.
본 발명에 따라, 용어 폴리(아미노산)은 또한 폴리(아미노산) 유도체를 포함할 수 있고, 이는 중합체 합성 후 폴리(아미노산)의 개질에 의해 수득될 수 있다.
폴리(아미노산)의 개질은 하기와의 반응에 의해 수행될 수 있다.
i) 알킬카복실산 또는 알켄일카복실산, 예컨대, 예컨대 옥탄산, 노난산, 데칸산, 도데칸산, 헥사데칸산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산 및/또는 리놀렌산 및/또는 이들의 Li, Na, K, Cs, Ca 또는 암모늄 염, 및/또는
ii) 아미노 기 및/또는 산 기를 말단으로 하고 1개, 2개 또는 그 이상의 작용기를 갖는 폴리알킬렌 옥사이드, 바람직하게는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 옥사이드, 및/또는
iii) 알킬렌 옥사이드, 예컨대 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드, 및/또는
iv) 락톤, 예컨대 입실론-카프로락톤, 델타-발레로락톤, 감마-부티로락톤, 및/또는
v) 알코올, 예컨대 알칸올, 예컨대 올레일 알코올.
아미노산(들)은 하나 이상의 1차 아민(-NH2) 및 하나 이상의 카복실(-COOH) 작용기를 포함하는 유기 화합물을 의미한다. 아미노산(들)은 라이신, 히스티딘, 이소류신, 류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 트립토판, 발린, 아르기닌, 아스파트산, 글루탐산, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 시스테인, 셀레노시스테인, 글라이신, 알파-알라닌, 베타-알라닌, 티로신, 감마-아미노부티르산, 입실론-아미노카프로산, 오르니틴, 다이아미노피멜산, 2,3-다이아미노프로피온산, 2,4-다이아미노부티르산 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 아미노산은 이들의 L- 또는 D-, 또는 라세미 형태로 사용될 수 있다. 아미노산은 또한 이들의 환형 락탐 형태, 예컨대 입실론-카프로락탐으로 사용될 수 있다.
중합 반응에 사용되는 바람직한 아미노산은 2개의 아민 기(-NH2) 및 하나 이상의 카복실(-COOH) 작용기를 포함하는 다이아미노산이다. 이러한 다이아미노산은 오르니틴, 다이아미노피멜산, 2,3-다이아미노프로피온산, 2,4-다이아미노부티르산, 및/또는 라이신, 바람직하게는 라이신, 보다 바람직하게는 L-라이신일 수 있다. 이들은 때로는 다이아미노산으로서 지칭되지만, 본 발명에 따라, 아스파라긴 및 글루타민은 다이아미노산의 군에 포함되지 않는데, 이는 제2 작용기가 아미드(CO-NH2)이고 아민(-NH2)이 아니기 때문이다.
폴리(아미노산)은 폴리(아미노산)의 전체 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 아미노산 단량체, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만의 아미노산 단량체, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의 아미노산 단량체를 함유할 수 있다. 단량체의 중량은 폴리(아미노산)(이의 단량체 포함)의 전체 중량을 기준으로 계산된다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 아미노산 중합체(들) A1의 전체 중량을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 85 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 바람직하게는 98 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 가장 바람직하게는 100 중량%의 폴리(아미노산)을 함유한다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 폴리(아미노산)(들)은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는, 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리(아미노산), 바람직하게는 아미노산 중합체(들) A1의 각각의 폴리(아미노산)은 0.2 내지 0.7, 바람직하게는 0.25 내지 0.60, 바람직하게는 0.30 내지 0.50의 분지도(degree of branching, DB)를 갖고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 아미노산 중합체(들) A1의 전체 중량을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 85 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 바람직하게는 98 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 가장 바람직하게는 100 중량%의 폴리(아미노산)을 함유한다.
성분 A는 1차 및/또는 2차 아미노 기를 갖는 하나의 아미노산 중합체 A1 또는 1차 및/또는 2차 아미노 기를 갖는 상이한 아미노산 중합체 A1를 포함할 수 있고, 이때, 아미노산 중합체(들) A1은 1 중량% 이상의 1차 및 2차 아민 질소 함량(NCps)을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 용어 1차 및/또는 2차 아미노 기는 아미드 기, 예컨대 R-CO-NH2 및/또는 R-CO-NH-R을 포함하지 않는다.
1차 아민 질소 함량(NCp)은 아미노산 중합체(들) A1 내의 1차 아민 기에 상응하는 중량% 질소 단위의 질소의 함량이다. 2차 아민 질소 함량(NCs)은 아미노산 중합체(들) A1 내의 2차 아민 기에 상응하는 중량% 질소 단위의 질소의 함량이다. 아미노산 중합체(들) A1의 1차 및 2차 아민 기 질소 함량은 하기 공식을 사용하여 계산된다.
NCps = NCp + NCs
1차 아미노 기 질소 함량(NCp) 및 2차 아미노 기 질소 함량(NCs)은 EN ISO 9702:1998(1차, 2차 및 3차 아미노 기 질소 함량의 측정)에 근거 하에 측정될 수 있다.
용어 "아미노산 중합체(들) A1이 1 중량% 이상의 1차 및 2차 아민 기 질소 함량(NCps)을 가짐"은 하기를 의미한다:
아미노산 중합체(들) A1이 1차 및/또는 2차 아미노 기를 갖는 하나의 중합체로 이루어진 경우, 아미노산 중합체 A1은 1 중량% 이상의 NCps를 갖거나, 아미노산 중합체(들) A1이 1차 및/또는 2차 아미노 기를 갖는 상이한 중합체로 이루어진 경우, 상기 아미노산 중합체 A1은 총 1 중량% 이상의 NCps를 갖는다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 1 중량% 이상, 바람직하게는 3 중량%, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 7 중량% 이상의 NCps를 갖고, 임의적으로, 아미노산 중합체 A1의 하나 이상의 아미노산 중합체, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 1 중량% 이상, 바람직하게는 3 중량% 이상, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 7 중량% 이상의 NCps를 갖는다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 1 내지 33 중량%, 바람직하게는 3 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 바람직하게는 7 내지 20 중량%의 NCps를 갖고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 아미노산 중합체, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 1 내지 33 중량%, 바람직하게는 3 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 바람직하게는 7 내지 20 중량%의 NCps를 갖는다.
성분 A가 하나의 아미노산 중합체 A1을 포함하는 경우, 상기 아미노산 중합체 A1은 800 g/mol 이상, 바람직하게는 1,000 g/mol 이상, 바람직하게는 1,150 g/mol 이상, 바람직하게는 1,300 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 이상, 10,000 g/mol 이하, 바람직하게는 5,000 g/mol 이하의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는다.
성분 A가 상이한 아미노산 중합체들 A1을 포함하는 경우, 아미노산 중합체 A1은 800 g/mol 이상, 바람직하게는 1,000 g/mol 이상, 바람직하게는 1,150 g/mol 이상, 바람직하게는 1,300 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 이상의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 아미노산 중합체 A1은 10,000 g/mol 이하, 바람직하게는 5,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖는다.
중량 평균 분자량은 실시예 부분("측정되는 값 및 측정 방법")에 기재된 크기 배제 크로마토그래피(SEC)에 의해 측정된다. 중량 평균 분자량 Mw는 하나의 단일 아미노산 중합체 A1의 중량 평균 분자량을 지칭하고, 각각의 아미노산 중합체 A1에 대해 개별적으로 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 에 의해 측정된다.
전체 아미노산 중합체(들) A1의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total은 각각의 중합체의 개별 중량 평균 분자량 Mw,j으로부터 하기 공식 (1)을 통해 계산될 수 있다(j = 1 내지 k이되, k는 전체 중합체 A1 중 개별 아미노산 중합체 A1의 개수임).
(1)
개수 비율 pj는 각각의 단일 아미노산 중합체의 질량 비율 mj 및 중량 평균 분자량 Mw,j로부터 하기 공식 (2) 및 (3)을 통해 계산된다.
(2)
(3)
예컨대, 아미노산 중합체 A1이 20 중량%의 아미노산 중합체 A11(Mw,1 = 500 g/mol), 30 중량%의 아미노산 중합체 A12(Mw,2 = 2,000 g/mol) 및 50 중량%의 아미노산 중합체 A13(Mw,3 = 5,000 g/mol)로 이루어진 경우, 전체 중량 평균 분자량 Mw,total은 3,200 g/mol이다. 아미노산 중합체 A1이 하나의 단일 아미노산 중합체 A1, 예컨대 아미노산 중합체 A12(Mw,2 = 2,000 g/mol)로 이루어진 경우, Mw,total은 상기 단일 아미노산 중합체 A1의 Mw와 같다.
아미노산 중합체(들) A1은 아미노산 중합체(들) A1(이의 단량체 포함)의 전체 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 단량체, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만의 단량체, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의 단량체를 함유할 수 있다.
각각의 아미노산 중합체 A1은 상기 아미노산 중합체 A1(이의 단량체 포함)의 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 단량체, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만의 단량체, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의 단량체를 함유할 수 있다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 800 g/mol 이상, 바람직하게는 1,000 g/mol 이상, 바람직하게는 1,150 g/mol 이상, 바람직하게는 1,300 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 이상의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 아미노산 중합체 A1은 10,000 g/mol 이하, 바람직하게는 5,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고,
임의적으로, 하나 이상의 아미노산 중합체 A1, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 800 g/mol 이상, 바람직하게는 1,000 g/mol 이상, 바람직하게는 1,150 g/mol 이상, 바람직하게는 1,300 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 이상의 중량 평균 분자량 Mw를 갖고, 하나 이상의 아미노산 중합체 A1, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 10,000 g/mol 이하, 바람직하게는 5,000 g/mol 이하의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는다. 아미노산 중합체(들) A1은 분지된 중합체(들)을 포함하거나, 이로 이루어질 수 있다.
성분 A가 하나의 아미노산 중합체 A1을 포함하는 경우, 상기 아미노산 중합체 A1은 바람직하게는 분지된 중합체이다. 성분 A가 상이한 아미노산 중합체들 A1을 포함하는 경우, 바람직하게는 하나 이상의 아미노산 중합체 A1, 보다 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 분지된 중합체이다. 임의적으로, 하나 이상의 아미노산 중합체 A1, 보다 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 0.05 이상, 바람직하게는 0.05 내지 0.99, 바람직하게는 0.07 내지 0.9, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5의 분지도(DB)를 갖는다.
DB는 1H-NMR-분광학에 의해 측정된다. DB는 신호의 강도의 비교에 의해 수득된다. 분지도는 하기 공식에 따라 계산된다:
DB = (D + T) / (D + L + T)
상기 식에서, D, T 및 L은, NMR-분광에서 각각의 신호의 적분으로부터 수득되는 생성된 분지된 중합체 내의 수지상(dendritic), 말단(terminal) 또는 선형 혼입된 단량체의 분획이다. 추가의 정보는 문헌[H. Frey et al., Acta Polym. 2013, 51, 995-1019]를 참고한다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 800 g/mol 이상, 바람직하게는 1,000 g/mol 이상, 바람직하게는 1,150 g/mol 이상, 바람직하게는 1,300 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 이상의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 아미노산 중합체(들) A1은 10,000 g/mol 이하, 바람직하게는 5,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고,
임의적으로, 하나 이상의 아미노산 중합체 A1, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 800 g/mol 이상, 바람직하게는 1,000 g/mol 이상, 바람직하게는 1,150 g/mol 이상, 바람직하게는 1,300 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 이상의 중량 평균 분자량 Mw를 갖고, 하나 이상의 아미노산 중합체, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 10,000 g/mol 이하, 바람직하게는 5,000 g/mol 이하의 중량 평균 분자량 Mw를 갖고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 1 내지 33 중량%, 바람직하게는 3 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 바람직하게는 7 내지 20 중량%의 NCps를 갖고, 임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 중합체, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 1 내지 33 중량%, 바람직하게는 3 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 바람직하게는 7 내지 20 중량%의 NCps를 갖고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 중합체, 바람직하게는 각각의 아미노산 중합체 A1은 0.05 이상, 바람직하게는 0.05 내지 0.99, 바람직하게는 0.07 내지 0.9, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5의 분지도를 갖는다.
폴리라이신(들):
바람직하게는, 아미노산 중합체(들) A1은 하나 이상의 폴리라이신을 포함하거나 하나 이상의 폴리라이신(들)로 이루어지고, 이(들)은 단량체 라이신, 바람직하게는 L-라이신, 및 임의적으로, 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체의 중합 생성물이다:
a) 아미노산(바람직하게는 2개 이상의 아미노 기를 포함함),
b) 2개 이상의 아미노 기를 포함하는 아민(아미노산이 아님),
c) 다이카복실산 및/또는 트라이카복실산(아미노산이 아님), 및
이들의 혼합물,
이때, 단량체의 전체 양을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 85 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 바람직하게는 97.5 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 바람직하게는 100 중량%의 라이신이 중합 반응에 대한 단량체로서 사용된다.
폴리라이신은 이량체(n = 2), 삼량체(n = 3), 올리고머(n = 4 내지 10) 및 거대분자(n > 10)(이때 n은 반응되어 이량체, 삼량체, 올리고머 및 거대분자를 형성한 단량체의 개수를 의미함), 및 상기 단량체로 이루어진다. 이러한 단량체는 중합 반응 동안 단량체의 불완전 전환에 기인하거나 중합 반응 완료 후 추가적인 단량체의 첨가에 기인하여 존재할 수 있고, 이때, 추가적인 단량체는 중합 반응에 사용된 단량체의 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 단량체는 중합 반응 완료 후에는 첨가되지 않는다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 하나 이상의 폴리라이신(들), 보다 바람직하게는 폴리-L-라이신(들)을 포함하거나 이로 이루어진다. 바람직하게는, 아미노산 중합체(들) A1은 아미노산 중합체(들) A1의 전체 중량을 기준으로 70 중량% 이상, 바람직하게는 75 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 85 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상, 바람직하게는 98 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 가장 바람직하게는 100 중량%의 폴리라이신(들)을 포함한다. 명확함을 위해, 폴리라이신은, 예컨대 상이한 중량 평균 분자량 및/또는 상이한 분지도를 갖는, 상이한 폴리라이신을 의미한다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 폴리라이신(들)을 포함하거나 폴리라이신(들)으로 이루어지고, 이때, 폴리라이신(들)은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는, 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖는다.
바람직하게는, 아미노산 중합체(들) A1은 폴리라이신(들)을 포함하거나 폴리라이신(들)으로 이루어지고, 이때, 폴리라이신(들)은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는, 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리라이신, 바람직하게는 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리라이신은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 중량 평균 분자량을 갖는다.
라이신은 중합 동안 2가지 반응 가능성을 갖는다. α-NH2 또는 ε-NH2가 카복실산과 반응할 수 있다. 따라서, 2개의 선형 폴리라이신 유형, 즉 α-폴리라이신 또는 ε-폴리라이신이 존재한다. 또한 α-NH2 및 ε-NH2 둘 다가 카복실산 기와 반응하여 α-연결 및 ε-연결 둘 다를 형성하도록 중합이 수행될 수 있다. 바람직하게는, 폴리라이신은 분지형 폴리라이신이다. 본 발명에 따라 사용되는 바람직한 폴리라이신(들)은 α-연결보다 더 많은 ε-연결을 갖는다. 바람직하게는, ε-연결 대 α-연결의 비는 1.0 : 1 내지 6.0 : 1, 바람직하게는 1.25 : 1 내지 4.0 : 1, 바람직하게는 1.5 : 1 내지 3.0 : 1이다. 이러한 비는 폴리라이신의 1H-NMR 분광에서 상응하는 신호의 적분으로부터 측정될 수 있다.
폴리라이신(들)은 폴리라이신(들)의 전체 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 라이신 단량체, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만의 라이신 단량체, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의 라이신 단량체를 함유할 수 있다.
각각의 폴리라이신은 상기 폴리라이신의 전체 중량을 기준으로 15 중량% 미만의 라이신 단량체, 보다 바람직하게는 10 중량% 미만의 라이신 단량체, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의 라이신 단량체를 함유할 수 있다.
분지형 폴리라이신은, 예컨대 0.2 내지 0.7, 바람직하게는 0.25 내지 0.60, 바람직하게는 0.30 내지 0.50의 분지도(DB)를 가질 수 있다.
성분 A가 하나의 폴리라이신을 포함하는 경우, 폴리라이신의 NCps는 5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 8.5 내지 12 중량%, 가장 바람직하게는 9 내지 11.5 중량%일 수 있다.
성분 A가 2개 이상의 폴리라이신을 포함하는 경우, 폴리라이신의 총 NCps는 5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 8.5 내지 12 중량%, 가장 바람직하게는 9 내지 11.5 중량%일 수 있고, 바람직하게는, 적어도 하나의 폴리라이신, 바람직하게는 각각의 폴리라이신의 NCps는 5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 8.5 내지 12 중량%, 가장 바람직하게는 9 내지 11.5 중량%일 수 있다.
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 폴리라이신(들)을 포함하거나 이로 이루어지며, 이때 폴리라이신(들)은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol 범위의 전체 중량 평균 분자량(Mw,total)을 갖고, 임의적으로, 적어도 하나의 폴리라이신, 바람직하게는 각각의 폴리라이신은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖고,
임의적으로, 적어도 하나의 폴리라이신, 바람직하게는 각각의 폴리라이신은 0.2 내지 0.7, 바람직하게는 0.25 내지 0.60, 바람직하게는 0.30 내지 0.50의 분지화도(DB)를 갖고,
임의적으로, 폴리라이신(들)은 5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 8.5 내지 12 중량%, 가장 바람직하게는 9 내지 11.5 중량%의 NCps를 갖고, 임의적으로, 적어도 하나의 폴리라이신, 바람직하게는 각각의 폴리라이신은 5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 7.5 내지 12.5 중량%, 보다 바람직하게는 8.5 내지 12 중량%, 가장 바람직하게는 9 내지 11.5 중량%의 NCps를 가진다.
폴리라이신의 제조는 일반적으로 공지되어 있고, 예를 들어 WO2016062578, 바람직하게는 청구항 1, 가장 바람직하게는 임의의 실시예 4 내지 10에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다. 라이신 염으로부터 폴리라이신을 제조하는 또 다른 방법은 WO2007060119에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, "폴리라이신(들)"이라는 용어는 또한, 중합체 합성 후 폴리라이신의 개질에 의해 수득될 수 있는 폴리라이신 유도체를 포함한다.
폴리라이신의 개질은
i) 알킬- 또는 알켄일카복실산, 예를 들어 옥탄산, 노난산, 데칸산, 도데칸산, 헥사데센산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산 및/또는 리놀렌산 및/또는 이들의 Li, Na, K, Cs, Ca 또는 암모늄 염, 및/또는
ii) 아미노 기 및/또는 산 기로 말단화되고 1개, 2개 또는 그 이상의 작용기를 갖는 폴리알킬렌 옥사이드, 바람직하게는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 옥사이드, 및/또는
iii) 알킬렌 옥사이드, 예를 들어 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드, 및/또는
iv) 락톤, 예를 들어 엡실론-카프로락톤, 델타-발레로락톤, 감마-부티로락톤, 및/또는
v) 알코올, 예를 들어 알칸올, 예컨대 올레일 알코올
과의 반응에 의해 수행될 수 있다.
적어도 2개의 아미노 기를 포함하는 아민:
임의적으로, 아미노산 중합체 A1에 대한 중합에 단량체로서 사용하기에 적합하고 2개의 아미노 기를 포함하는 아민은 1,2-에틸렌다이아민, 1,2-프로필렌다이아민, 1,3-프로필렌다이아민, 부틸렌다이아민(예컨대, 1,2- 또는 1,4-부틸렌다이아민), 다이아미노펜탄(예컨대, 1,2- 및/또는 1,5-다이아미노펜탄), 다이아미노헥산(예컨대, 1,2- 및/또는 1,6-다이아미노헥산), 다이아미노헵탄(예컨대, 1,2- 및/또는 1,7-다이아미노헵탄), 다이아미노옥탄(예컨대, 1,2- 및/또는 1,8-다이아미노옥탄), 다이아미노노난(예컨대, 1,2- 및/또는 1,9-다이아미노노난), 다이아미노데칸(예컨대, 1,2- 및/또는 1,10-다이아미노데칸), 다이아미노운데칸(예컨대, 1,2- 및/또는 1,11-다이아미노운데칸), 다이아미노도데칸(예컨대, 1,2- 및/또는 1,12-다이아미노도데칸), 사이클로헥실렌다이아민, 비스-(3-아미노프로필)아민, 비스-(2-아미노에틸)아민, N-(2-아미노에틸)-1,3-프로필렌다이아민, 비스-N-(2-아미노에틸)- 1,3-프로필렌다이아민, N,N'-비스-(3-아미노프로필)-1,2-에틸렌다이아민, N,N'-비스-(3-아미노프로필)-1,4-부틸렌다이아민, N,N-비스-(3-아미노프로필)-1,2-에틸렌다이아민, 트리스-(아미노프로필)아민, 트리스-(아미노에틸)아민, 아민-말단화된 폴리옥시알킬렌 폴리올(소위, 제파민), 아민-말단화된 폴리테트라메틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
2개의 아미노 기를 포함하는 바람직한 아민은 1,2-에틸렌다이아민, 1,3-프로필렌다이아민, 비스-(3-아미노프로필)아민, N-(2-아미노에틸)-1,3-프로필렌다이아민, 비스-(2-아미노에틸)아민, 비스-N-(2-아미노에틸)-1,3-프로필렌다이아민, N,N'-비스-(3-아미노프로필)-1,2-에틸렌다이아민, N,N-비스-(3-아미노프로필)-1,2-에틸렌다이아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 1,2-에틸렌 다이아민, 1,3-프로필렌다이아민, N-(2-아미노에틸)-1,3-프로필렌다이아민, N,N'-비스-(3-아미노프로필)-1,2-에틸렌다이아민 및 이들의 혼합물이 가장 바람직하다.
다이- 및 트라이카복실산(들):
아미노산 중합체 A1에 대한 중합에 단량체로서 사용하기에 적합한 다이카복실산은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸-1,11-다이카복실산, 도데칸-1,12-다이카복실산, 말레산, 푸마르산, 말산, 시스- 및 트랜스-사이클로헥산-1,2-다이카복실산, 시스- 및 트랜스-사이클로헥산-1,3-다이카복실산, 시스- 및 트랜스-사이클로헥산-1,4-다이카복실산, 시스- 및 트랜스-사이클로펜탄-1,2-다이카복실산, 시스- 및 트랜스-사이클로펜탄-1,3-다이카복실산 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 말론산, 석신산, 글루타르산 및/또는 아디프산이다.
아미노산 중합체 A1에 대한 중합에 단량체로서 사용하기에 적합한 트라이카복실산 또는 테트라카복실산은 트라이메스산, 트라이멜리트산, 파이로멜리트산, 부탄트라이카복실산, 나프탈렌 트라이카복실산 및 사이클로헥산-1,3,5-트라이카복실산, 시트르산 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 시트르산이다. 다이카복실산이 바람직하다.
추가 성분 A2 및 A3:
성분 A는 아미노산 중합체(들) A1을 포함하고, 임의적으로 성분 A2를 포함하고, 임의적으로 성분 A3(이는 물임)을 포함한다. 바람직하게는, 성분 A는 아미노산 중합체(들) A1을 포함하고, 성분 A3(이는 물임)을 포함하고, 임의적으로 추가 성분 A2를 포함한다. 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 A2는 물을 포함하지 않는다. 성분 A3(이는 물임)을 사용하여 아미노산 중합체(들) A1 및/또는 성분 A2를 용해 또는 분산시킬 수 있다.
성분 A2는, 폴리올, 우레아, 우레아 유도체, 예컨대 에틸렌 우레아, 1,3-다이메틸우레아, 공용매, 레올로지 개질제 및 기타 보조제, 예컨대 살생물제, 염료, 안료, 난연제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다.
폴리올은 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 부탄다이올, 글리세린, 트라이메틸올프로판, 트라이에탄올아민, 펜타에리쓰리톨, 소르비톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 적합한 폴리올은 바이오폴리올, 예를 들면, 대두유, 평지씨유, 피마자유, 해바라기유 또는 이들의 혼합물로부터 유도된 폴리올이다. 다른 적합한 폴리올은, 다작용성 개시제 또는 이의 혼합물의 존재 하에, 환형 옥사이드(예컨대, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 또는 테트라하이드로퓨란)의 중합을 통해 수득가능한 폴리에터 폴리올이다.
공용매는 알코올, 예컨대 에탄올, 및/또는 카보네이트, 예컨대 다이에틸 카보네이트로부터 선택될 수 있다.
레올로지 개질제는 중합체성 증점제의 군으로부터 선택될 수 있고, 예컨대 카복시-메틸셀룰로스 및/또는 폴리비닐알코올이다.
성분 A는, 성분 A의 중량을 기준으로,
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 65 중량%의 아미노산 중합체(들) A1, 및
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 바람직하게는 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 A2, 및
80 내지 20 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 35 내지 60 중량%의 성분 A3(물)
을 포함할 수 있고, 이때 모든 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 A2 및 A3의 중량은, 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 A2 및 A3의 전체 중량이 100 중량%를 초과하지 않거나 바람직하게는 100 중량%가 되도록 선택되고, 바람직하게는 50 내지 100 중량%의 성분 A2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 A2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 A2는 우레아 및/또는 우레아 유도체(들), 바람직하게는 우레아이다.
성분 B
성분 B는 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하고, 이는 바람직하게는 글루코스, 프럭토스, 자일로스, 수크로스, 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 프럭토스 및/또는 글루코스로 이루어진 군으로부터 선택되고,
임의적으로 성분 B2를 포함하고, 임의적으로 성분 B3(이는 물임)을 포함한다. 바람직하게는, 성분 B는 성분 B1을 포함하고, 성분 B3(이는 물임)을 포함하고, 임의적으로 성분 B2를 포함한다. 성분 B1 및 성분 B2는 물을 포함하지 않는다. 성분 B3(이는 물임)은 성분 B1 및/또는 성분 B2를 용해 또는 분산시키는 데 사용될 수 있다.
성분 B는, 성분 B의 전체 중량을 기준으로 20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%의 성분 B1을 포함할 수 있다.
성분 B2는 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 미만, 바람직하게는 2.5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만의 탄수화물(성분 B1과는 상이함)을 포함할 수 있다. 성분 B2는 바람직하게는 임의의 탄수화물을 포함하지 않는다. 탄수화물은 구조식 CnH2nOn을 갖는 단당류 (폴리하이드록시알데하이드(알도오스) 및/또는 폴리하이드록시케톤(케토스)) 및/또는 더 고분자 화합물(이는, 가수분해에 의해 상기 단당류로 전환될 수 있음), 예를 들면, 구조식 CnH2n-2On-1를 갖는 이당류, 올리고당류, 다당류(예컨대, 전분)를 의미한다. 바람직하게는, 이러한 탄수화물은 단당류, 이당류, 올리고당류, 다당류 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 단당류, 이당류 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
성분 B2는 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 미만, 바람직하게는 2.5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만의 글리코알데히드 및/또는 하이드록시아세톤을 포함하거나, 또한, 글리코알데히드 및/또는 하이드록시아세톤을 전혀 포함하지 않을 수 있다.
탄수화물 성분은, 알도오스 또는 케토스 형태의 단당류 또는 상이한 유형의 혼합물, 예를 들면 트라이오스, 테트로스 또는 펜토스; 또는 이당류나 다당류; 또는 이들의 조합물일 수 있되, 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및/또는 이들의 혼합물은 제외된다.
예를 들어, 트라이오스가 탄수화물 성분으로 작용하는 경우, 글리세르알데하이드 및/또는 다이하이드록시아세톤이 사용될 수 있다. 테트로스가 탄수화물 성분으로서 작용하는 경우, 알도테트로스 당, 예컨대 에리쓰로스 및/또는 쓰레오스가 사용될 수 있고/있거나, 케토테트로스 당, 예컨대 에리쓰룰로스가 사용될 수 있다. 헵토스가 탄수화물 성분으로 작용하는 경우, 케토헵토스 당, 예컨대 세도헵툴로스가 사용될 수 있다. 자연 발생적인 것으로 공지되지 않은 이러한 탄수화물 성분의 다른 입체이성체도 성분 B의 성분 B1로서 유용한 것으로 고려된다.
전술한 바와 같이, 성분 B1은 헥소스 및/또는 펜토스의 이당류이거나, 이를 포함할 수 있다. 예컨대, 탄수화물 성분은 수크로스, 말토스, 락토스 및/또는 셀로비오스, 바람직하게는 수크로스, 말토스 및/또는 락토스, 보다 바람직하게는 수크로스이거나, 이를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 성분 B2 중 탄수화물 성분은 다당류이거나, 이를 포함할 수 있다. 예컨대, 탄수화물 성분은 낮은 중합도를 갖는 다당류, 예컨대 당밀, 전분 가수분해물, 셀룰로스 가수분해물 또는 이들의 혼합물이거나, 이를 포함할 수 있다.
구체적 예에 따라, 전분 가수분해물, 예컨대 말토덱스트린 또는 이들의 혼합물이 (임의적으로, 기타 성분과 함께) 성분 B1 및 B2를 형성한다.
성분 B는 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하고, 이는 바람직하게는 글루코스, 프럭토스, 자일로스, 수크로스, 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 글루코스 및/또는 프럭토스로 이루어진 군으로부터 선택되고, 임의적으로, 성분 B2 및 임의적으로, 물인 성분 B3을 포함한다. 바람직하게는, 성분 B는 성분 B1을 포함하고, 물인 성분 B3을 포함하고, 임의적으로, 성분 B2를 포함한다. 성분 B1 및 성분 B2는 물을 포함하지 않는다. 물인 성분 B3은 성분 B1 및/또는 성분 B2를 용해시키거나 분산시키는 데 사용될 수 있다.
성분 B2는 폴리올, 우레아, 우레아 유도체, 예컨대 에틸렌 우레아, 1,3-다이메틸우레아, 유기 산, 공용매, 레올로지 개질제, 및/또는 기타 보조제, 예컨대 살생물제, 염료, 안료, 난연제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하거나, 이로 이루어질 수 있다. 유기 산은, 예컨대 젖산 및/또는 폼산일 수 있다.
폴리올은 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 부탄다이올, 글리세린, 트라이메틸올프로판, 트라이에탄올아민, 펜타에리쓰리톨, 소르비톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 다른 적합한 폴리올은 바이오폴리올, 예를 들면, 대두유, 평지씨유, 피마자유, 해바라기유 또는 이들의 혼합물로부터 유도된 폴리올이다. 다른 적합한 폴리올은, 다작용성 개시제 또는 이의 혼합물의 존재 하에, 환형 옥사이드(예컨대, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 또는 테트라하이드로퓨란)의 중합을 통해 수득가능한 폴리에터 폴리올이다.
공용매는 알코올, 예컨대 에탄올, 및/또는 카보네이트, 예컨대 다이에틸 카보네이트로부터 선택될 수 있다.
레올로지 개질제는 중합체성 증점제의 군으로부터 선택될 수 있고, 예컨대 카복시-메틸셀룰로스 및/또는 폴리비닐알코올이다.
성분 B는 성분 B의 전체 중량을 기준으로
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%의 성분 B1,
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 B2, 및
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 물인 성분 B3
을 포함할 수 있고,
성분 B1, B2 및 B3의 중량은 성분 B1, B2 및 B3의 전체 중량의 합이 100 중량%를 초과하지 않거나, 바람직하게는 100 중량%가 되도록 선택되고,
임의적으로, 50 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 B2는 우레아 및/또는 우레아 유도체(들), 바람직하게는 우레아이고,
임의적으로, 성분 B1은 성분 B1의 전체 중량을 기준으로
30 내지 70 중량%의 글루코스, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 글루코스,
30 내지 70 중량%의 프럭토스, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 프럭토스, 및
0 내지 40 중량%의 수크로스, 바람직하게는 0 내지 20 중량%의 수크로스
의 혼합물이고,
글루코스, 프럭토스 및 수크로스의 중량은 글루코스, 프럭토스 및 수크로스의 전체 중량의 합이 100 중량%를 초과하지 않도록 또는 100 중량%가 되도록 선택된다.
성분 B는 성분 B의 전체 중량을 기준으로
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%의 성분 B1,
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 B2, 및
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 물인 성분 B3
을 포함할 수 있고, 성분 B1, B2 및 B3의 중량은 성분 B1, B2 및 B3의 전체 중량의 합이 100 중량%를 초과하지 않거나 100 중량%가 되도록 선택되고,
성분 B1은 바람직하게는 글루코스, 프럭토스, 자일로스, 수크로스, 및 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 글루코스 및/또는 프럭토스이고, 임의적으로, 50 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 B2는 우레아 및/또는 우레아 유도체(들), 바람직하게는 우레아이다.
본 발명에 따른 결합제 조성물은 성분 A2 및/또는 B2로서 우레아를 포함할 수 있고, 이때, 바람직하게는 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 25 내지 50 중량% 전체 우레아를 포함한다.
본 발명에 따른 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로 55 내지 90 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량% 바람직하게는 70 내지 85 중량%의 아미노산 중합체(들) A1을 포함할 수 있다.
임의적으로, 본 발명에 따른 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로
55 내지 90 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량% 바람직하게는 70 내지 85 중량%의 아미노산 중합체(들) A1, 및
10 내지 45 중량%, 바람직하게는 15 내지 40 중량%, 바람직하게는 15 내지 30 중량%의 성분 B1
을 포함하고, 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 중량은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합이 100 중량%가 되도록 선택된다.
결합제 조성물에서, 성분 A는 아미노산 중합체(들) A1, 성분 A2 및 A3의 전체 중량의 합을 기준으로
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 65 중량%의 아미노산 중합체(들) A1,
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 A2, 및
80 내지 20 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량% 바람직하게는 35 내지 60 중량%의 물인 성분 A3
을 포함할 수 있고, 아미노산 중합체(들) A1, 성분 A2 및 A3의 중량은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 A2 및 A3의 전체 중량의 합이 100 중량%가 되도록 선택되고,
임의적으로, 50 내지 100 중량%의 성분 A2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 A2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 A2는 우레아이고,
성분 B는 성분 B1, B2 및 B3의 전체 중량의 합을 기준으로
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%의 성분 B1,
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 B2, 및
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 물인 성분 B3
을 포함할 수 있고, 성분 B1, B2 및 B3의 중량은 성분 B1, B2 및 B3의 전체 중량의 합이 100 중량%가 되도록 선택되고,
임의적으로, 50 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 B2는 우레아, 및/또는 우레아 유도체(들), 바람직하게는 우레아이고, 임의적으로, 결합제 조성물은 우레아를 성분 A2 및/또는 B2로서 포함할 수 있고, 이때, 바람직하게는 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 25 내지 50 중량%의 전체 우레아를 포함하고,
임의적으로, 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로 55 내지 90 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량% 바람직하게는 70 내지 85 중량%의 아미노산 중합체(들) A1을 포함하고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 폴리라이신(들)을 포함하거나 폴리라이신(들)으로 이루어지고, 폴리라이신(들)은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는, 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리라이신, 바람직하게는 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리라이신은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 중량 평균 분자량을 갖는다.
임의적으로, 본 발명에 따른 결합제 조성물은
a) 아미노산 중합체(들) A1을 포함하는 성분 A (아미노산 중합체(들) A1은 800 g/mol 이상 10,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 55 중량% 이상의 아미노산 중합체(들) A1을 포함하고, 임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 1차 및/또는 2차 아미노 기를 갖고, 아미노산 중합체(들) A1은 1 중량% 이상의 NCps를 가짐),
b) 펜토스, 헥소스, 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하는 성분 B, 및
b) 임의적으로, 기능성 첨가제를 포함하는 성분 C
를 포함한다.
기능성 첨가제는 리그노셀룰로스계 복합 물품의 특정 특성, 예를 들어 내수성 및/또는 미생물에 대한 저항성을 개선하기 위한 첨가제이다.
성분 C는 성분 C1(이는 기능성 첨가제임) 및 성분 C2(이는 물임)를 포함할 수 있거나 이로 이루어질 수 있거나, 또는 성분 C2(이는 물임)가 성분 C1을 용해 또는 분산시키는데 사용될 수 있다.
기능성 첨가제 C1은 소수성화제, 예를 들어 파라핀, 레올로지 개질제, 충전제, 살진균제, 살생물제, 난연제, 안료, 염료 및 이들의 혼합물의 군으로부터 선택될 수 있다.
하나의 바람직한 성분 C는, 파라핀(성분 C1)이 물(성분 C2)에 유화된 파라핀 유화액이다.
임의적으로, 상기 결합제 조성물은, 아미노산 중합체(들) A1, 성분 B1 및 성분 C1의 전체 중량의 합을 기준으로 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 25 중량%, 바람직하게는 0 내지 15 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%의 성분 C1을 포함한다.
상기 결합제 조성물은, 아미노산 중합체(들) A1과 성분 A2 및 A3의 전체 중량의 합을 기준으로,
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 40 내지 65 중량%의 아미노산 중합체(들) A1,
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 A2, 및
80 내지 20 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량%, 바람직하게는 35 내지 60 중량%의 A3(이는 물임)
을 포함하고, 이때 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 A2 및 A3의 중량은, 아미노산 중합체(들) A1과 성분(들) A2 및 A3의 합친 중량이 100 중량%가 되도록 선택되고, 임의적으로 50 내지 100 중량%의 성분 A2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 A2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 A2는 우레아 및/또는 우레아 유도체(들), 바람직하게는 우레아이고,
상기 결합제 조성물은, 성분 B1, B2 및 B3의 전체 중량의 합을 기준으로,
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 바람직하게는 40 내지 70 중량%의 성분 B1,
임의적으로, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 45 중량%, 바람직하게는 0 내지 40 중량%, 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0 내지 5 중량%의 성분 B2, 및
20 내지 80 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%의 성분 B3(이는 물임)
을 포함하고, 이때 성분 B1, B2 및 B3의 중량은, 성분 B1, B2 및 B3의 전체 중량의 합이 100 중량%가 되도록 선택되고, 임의적으로 50 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 70 내지 100 중량%의 성분 B2, 바람직하게는 90 내지 100 중량%의 성분 B2는 우레아 및/또는 우레아 유도체(들), 바람직하게는 우레아이고,
상기 결합제 조성물은, 성분 C1 및 C2의 전체 중량의 합을 기준으로,
0 내지 100 중량%, 바람직하게는 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%의 성분 C1, 및
0 내지 100 중량%, 바람직하게는 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량% 성분 C2(이는 물임)
를 포함하고, 이때 성분 C1 및 C2의 중량은, 성분 C1 및 C2의 전체 중량의 합이 100 중량%가 되도록 선택되고,
결합제 조성물은 우레아를 성분 A2 및/또는 B2로서 포함할 수 있고, 이때, 바람직하게는 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 25 내지 50 중량%의 전체 우레아를 포함하고,
임의적으로, 결합제 조성물은 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합을 기준으로 55 내지 90 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량% 바람직하게는 70 내지 85 중량%의 아미노산 중합체(들) A1을 포함하고,
임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1은 폴리라이신(들)을 포함하거나 폴리라이신(들)으로 이루어지고, 폴리라이신(들)은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는, 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고, 임의적으로, 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리라이신, 바람직하게는 아미노산 중합체(들) A1의 하나 이상의 폴리라이신은 800 g/mol 내지 10,000 g/mol, 바람직하게는 1,000 g/mol 내지 7,500 g/mol, 바람직하게는 1,150 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,400 g/mol 내지 5,000 g/mol, 보다 바람직하게는 1,300 g/mol 내지 5,000 g/mol의 범위의 중량 평균 분자량을 갖는다.
임의적으로, 본 발명에 따른 결합제 조성물은, 아미노산 중합체(들) A1, 성분 B1 및 성분 C1의 전체 중량의 합을 기준으로,
55 내지 95 중량%, 바람직하게는 55 내지 90 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 70 내지 85 중량%의 아미노산 중합체(들) A1, 및
5 내지 45 중량%, 바람직하게는 10 내지 45 중량%, 15 내지 40 중량%, 바람직하게는 15 내지 30 중량%의 성분 B1, 및
0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 내지 25 중량%, 바람직하게는 0 내지 15 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%의 성분 C1
을 포함하고, 이때 아미노산 중합체(들) A1, 성분 B1 및 성분 C1의 중량은, 아미노산 중합체(들) A1, 성분 B1 및 성분 C1의 전체 중량의 합이 100 중량%를 초과하지 않거나 100 중량%가 되도록 선택된다.
본 발명은 또한, 상기 정의된 결합제 조성물을 포함하는 조성물 키트에 관한 것이며, 이때 성분 A 및 성분 B 및 임의적으로 성분 C가 개별적으로 저장된다. 상기 결합제 키트는 2개의 개별 성분 A 및 B를 포함하며, 이들은 복수의 리그노셀룰로스 파티클의 적용 전, 동안 또는 후에 혼합된다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 성분 A 및 성분 B, 특히 결합제 조성물을 반응시킴으로써 수득가능하거나 수득된 반응된 결합제 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 결합제 조성물을 반응시킴으로써 수득가능하거나 수득된 반응된 결합제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 결합제 조성물은 상이한 형태의 상이한 물질(예를 들면, 광물 섬유(슬래그 울(slag wool) 섬유, 스톤 울(stone wool) 섬유, 유리 섬유 포함), 아라미드 섬유, 세라믹 섬유, 세라믹 분말, 금속 섬유, 금속 분말, 탄소 섬유, 폴리이미드 섬유, 폴리에스터 섬유, 레이온 섬유, 셀룰로스 섬유, 셀룰로스 시트, 셀룰로스 칩, 셀룰로스 스트랜드, 셀룰로스 층 또는 리그노셀룰로스 피스)을 위한 결합제 또는 접착제로서 사용될 수 있다.
임의적으로, 본 발명에 따른 결합제 조성물은 리그노셀룰로스 피스, 보다 바람직하게는 리그노셀룰로스 파티클, 특히 목재 파티클에 사용된다.
본 발명의 다른 양태는,
복수의 리그노셀룰로스 피스, 및
상기 정의된 바와 같은 반응된 결합제 조성물
을 포함하는 리그노셀룰로스계 복합 물품에 관한 것이다.
상기 반응된 결합제 조성물은 바람직하게는, 20 내지 300℃, 바람직하게는 40 내지 200℃, 바람직하게는 50 내지 180℃, 보다 바람직하게는 70 내지 150℃ 및 임의적으로 0.1 내지 100 bar의 압력, 바람직하게는 0.1 내지 100 bar, 바람직하게는 1 내지 100 bar, 바람직하게는 1 내지 50 bar, 바람직하게는 1 내지 25 bar의 압력에서 경화된 결합제 조성물을 의미한다.
매트의 중심(center)에서 80 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 180℃, 보다 바람직하게는 90 내지 150℃, 가장 바람직하게는 100 내지 150 ℃가 도달될 때까지, 임의적으로, 0.1 내지 100 bar, 바람직하게는 0.1 내지 100 bar, 바람직하게는 0.1 내지 50 bar, 바람직하게는 0.1 내지 25 bar의 압력에서 프레싱 동안 고주파 전기장이 인가될 수 있다.
본원에서 "고주파 전기장"이라는 용어는, 2개의 커패시터 플레이트(capacitor plate) 사이의 플레이트 커패시터(plate capacitor)에 고주파 교류 전압을 인가한 후에 발생하는 임의의 종류의 고주파 전기장 또는 전자기장, 예를 들면 마이크로파 조사 또는 고주파 전기장을 지정하는 것이며 이를 포함한다. 고주파 전기장에 적합한 주파수는 100 kHz 내지 30 GHz, 바람직하게는 6 MHz 내지 3 GHz, 보다 바람직하게는 13 MHz 내지 41 MHz 범위이다. 특히 적합하고 바람직한 것은 각각, 국내적으로 및 국제적으로 승인된 주파수, 예를 들면 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 2.45 GHz, 5.80 GHz, 24.12 GHz, 보다 바람직하게는 13.56 및 27.12 MHz이다. 본 발명의 방법에서 이러한 고주파 전기장을 생성하는데 사용되는 전력은 바람직하게는 10 내지 10,000 kWh, 보다 바람직하게는 100 내지 5,000 kWh, 가장 바람직하게는 500 내지 2,000 kWh 범위이다.
바람직하게는, 경화 반응은 가교결합 반응, 성분 B1, 특히 펜토스, 헥소스 및/또는 이의 다당류와의 반응에 의한 아미노산 중합체(들) A1의 가교결합이고, 이때, 온도는 경화 단계 동안 결합제 조성물에서 도달되는 최대 온도이다.
상기 반응된 결합제 조성물은 미반응된 아미노산 중합체(들) A1, 임의적으로, 미반응된 성분 A2, 임의적으로, 미반응된 성분 B1, 특히 펜토스, 헥소스 및/또는 이들의 이당류, 임의적으로, 미반응된 성분 B2, 및/또는 임의적으로, 미반응된 성분 C1을 여전히 포함할 수 있다.
임의적으로, 상기 반응된 결합제 조성물은, 상기 결합제 조성물의 반응 전에, 아미노산 중합체(들) A1, 성분 A2, 성분 B1 및 성분 B2의 전체 중량의 합을 기준으로, 총 15 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만, 보다 바람직하게는 8 중량% 미만의, 미반응된 아미노산 중합체(들) A1, 미반응된 성분 B1, 미반응된 성분 A2 및 미반응된 성분 B2를 포함한다.
리그노셀룰로스 피스 및 이로부터의 복합 물품:
본 발명에 따라 사용되는 리그노셀룰로스 피스는, 리그노셀룰로스-함유 재료를 절단, 톱질, 파쇄 및/또는 분쇄함으로써 제조될 수 있다. 리그노셀룰로스 물질을 리그노셀룰로스 피스로 절단, 톱질, 파쇄 및/또는 분쇄하는 것은 당분야에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다(예를 들면, 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], pp. 91 to 156, Springer Verlag Heidelberg, 2002] 참조). 적합한 리그노셀룰로스 재료는 일반적으로 리그노셀룰로스-함유 식물 및/또는 식물 부분, 특히 목재일 수 있다. 적합한 식물의 예는 나무, 풀, 아마, 대마 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 나무를 포함한다. 바람직하게는, 리그노셀룰로스 피스는 목재로 형성된다. 임의의 목적하는 유형의 침엽수 및/또는 활엽수, 예를 들어 산업용 목재 잔재, 산림 목재 및/또는 조림 목재, 바람직하게는 유칼립투스, 가문비나무, 너도밤나무, 소나무, 낙엽송, 린든, 포플러, 물푸레나무, 참나무, 전나무 또는 이들의 혼합물, 보다 바람직하게는 유칼립투스, 가문비나무, 소나무, 너도밤나무 또는 이들의 혼합물이 목재 파티클의 제조에 적합할 수 있다.
그러나, 리그닌을 포함하는 기타 식물, 및 리그닌을 포함하는 농업용 및/또는 임업용 원료 및/또는 잔재, 예를 들어 짚, 아마 짚 및/또는 목화 줄기가 또한 리그노셀룰로스 피스의 제조에 사용될 수 있다. 리그닌화된 줄기를 갖는 야자과 나무 또는 풀, 예를 들면 대나무가 또한 리그노셀룰로스 피스의 제조에 적합하다. 리그노셀룰로스 피스의 제조를 위한 리그노셀룰로스-함유 재료의 다른 공급원은 폐 목재, 예컨대 오래된 가구일 수 있다. 하나 또는 복수의 리그노셀룰로스 물질이 리그노셀룰로스 피스의 제조에 사용될 수 있다.
리그노셀룰로스 피스를 제조하는 리그노셀룰로스 물질의 평균 밀도에는 제한이 없으며, 이러한 밀도는 0.2 내지 0.9 g/cm3, 바람직하게는 0.4 내지 0.85 g/cm3, 특히 바람직하게는 0.4 내지 0.75 g/cm3, 특히 0.4 내지 0.6 g/cm3일 수 있다. 본원에서 "밀도"는, DIN 1306에 정의된 바와 같이, 표준 대기(20℃/습도 65%)에서의 벌크 밀도를 지칭한다(즉, 나무 줄기와 같은 리그노셀룰로스-함유 출발 물질(예컨대, 나무 몸통)에 포함된 중공(hollow) 공간을 고려함).
리그노셀룰로스 피스는 빔, 라멜라, 판자, 베니어, 스트립, 파티클(예컨대, 스트랜드, 칩 또는 섬유) 및/또는 더스트(dust)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 리그노셀룰로스-함유 피스는 섬유, 스트랜드, 칩, 더스트 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 칩, 섬유, 더스트 또는 이들의 혼합물, 특히 바람직하게는 칩, 섬유 또는 이들의 혼합물, 가장 바람직하게는 칩의 형태로 사용된다. 사용되는 리그노셀룰로스 피스는 리그노셀룰로스-함유 식물에서 유래하지 않은 이물질을 포함할 수 있다. 이물질의 함량은 광범위하게 변할 수 있으며, 리그노셀룰로스 피스의 오븐-건조 중량 기준으로, 일반적으로 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 0 내지 5 중량%, 특히 0 내지 1 중량%이다. 이물질(foreign matter)은, 예를 들어 폐 목재에 포함된 플라스틱, 접착제, 코팅 및/또는 염료 등일 수 있다.
리그노셀룰로스 피스의 오븐-건조 중량은, (리그노셀룰로스 피스의 중량 - 이에 존재하는 물의 중량)이며, 일정한 질량에 도달할 때까지 상기 피스를 (103±2)℃ 온도의 건조 오븐 내에 둠으로써, EN 322:1993에 따라 결정될 수 있다.
리그노셀룰로스 피스는 상기 복합 물품의 제조에 이를 사용하기 전에 전체적으로 또는 부분적으로 탈리그닌화될 수 있다. 바람직하게는, 리그노셀룰로스 피스 중 50 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상, 보다 바람직하게는 90 중량% 이상의 리그닌이 탈리그닌화 단계에 의해 제거된다. 탈리그닌화는 문헌[M. Frey, et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 20, page 5030 to 5037]에 기재된 바와 같이, 아세트산과 H2O2의 수용액을 사용한 처리에 의해, 또는 문헌[M.Zhu, et al., Adv. Mat. 2016, 28 page 5181 to 5187]에 기재된 바와 같이, NaOH와 Na2SO3의 수용액을 사용한 처리에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 리그노셀룰로스 피스는 이전의 탈리그닌화 단계 없이 사용된다.
본 발명에 따라 리그노셀룰로스계 복합 물품은, 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], page 7, Springer Verlag Heidelberg, 2002]에 열거된 바와 같이, 원목(solid wood) 복합체(예컨대, 글루램(glulam)), 베니어 복합체(예컨대, 합판(plywood)), 칩/스트랜드 복합체(예컨대, 칩 보드, 배향성 스트랜드 보드) 또는 섬유 복합체(예컨대, 중밀도 섬유 보드) 카테고리 중 하나에 속할 수 있다.
칩/스트랜드 복합체와 섬유 복합체는 집합적으로, 파티클로부터 제조된 복합체로 지칭된다.
리그노셀룰로스 파티클 및 이로부터의 복합 물품
본 발명에 따라 "리그노셀룰로스 파티클"라는 용어는 섬유, 스트랜드 및 칩에 대한 일반적인 용어로서 사용된다.
리그노셀룰로스 파티클은, 당업자에게 공지된 통상적인 건조 방법에 따라 건조되어, 통상의 적은 잔류 수분 함량(일반적인 가변성 범위 이내; 소위 "잔류 수분 함량")을 제공할 수 있다. 통상적인 건조 방법은 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], page 111 to 118, Springer Verlag Heidelberg, 2002]에 열거되어 있다. 파티클의 수분 함량은, 일정한 질량에 도달할 때까지 파티클을 (103±2)℃ 온도의 건조 오븐에 둠으로써, EN 322:1993에 따라 측정될 수 있다. 칩은 결합제 조성물의 첨가 전에 1 내지 8%, 바람직하게는 1 내지 6%의 수분 함량까지 건조될 수 있다.
본 발명에 따라 리그노셀룰로스 파티클, 바람직하게는 목재 파티클로부터 제조된 리그노셀룰로스계 복합 물품은 칩 보드(파티클 보드로도 불림), 배향성 스트랜드 보드(OSB), 중밀도 섬유 보드(MDF), 고밀도 섬유 보드(HDF) 및/또는 목재 섬유 절연 보드(WFI)일 수 있다. 상기 복합체의 제조 방법 및 상기 복합체의 용도는 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], Part 1, Chapters 4 and 5, Springer Verlag Heidelberg, 2002]에 기재되어 있다. 바람직하게는, 리그노셀룰로스계 복합 물품은 칩 보드, MDF, HDF 또는 WFI, 보다 바람직하게는 칩 보드이다.
스트랜드는, 예를 들어 배향성 스트랜드 보드(OSB) 보드의 제조에 사용될 수 있다. 스트랜드의 평균 크기는 일반적으로 20 내지 300 mm, 바람직하게는 25 내지 200 mm, 특히 바람직하게는 30 내지 150 mm이다.
칩은 칩 보드의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 목적에 필요한 칩은, 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], page 665 and 666., Springer Verlag Heidelberg, 2002]에 기재된 바와 같이, 체 분석 방법에 의한 크기에 따라 분류될 수 있다. 적절한 체는 DIN ISO 3310-1:2017-11에 정의되어 있다. 칩의 평균 크기는, 문헌[M. Dunky, Holzforschung und Holzverwertung, 1988, 40, pages 126 -133]에 정의된 바와 같이, 0.01 내지 30 mm, 바람직하게는 0.05 내지 25 mm, 특히 바람직하게는 0.1 내지 20 mm일 수 있다.
섬유는 목재 섬유, 대마 섬유, 대나무 섬유, 억새 섬유, 버개스(bagasse) 섬유(사탕수수) 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 목재 섬유일 수 있다. 섬유의 길이는 0.01 내지 20 mm, 바람직하게는 0.05 내지 15 mm, 특히 바람직하게는 0.1 내지 10 mm일 수 있다.
스트랜드는 목재 스트랜드, 대마 스트랜드, 대나무 스트랜드, 버개스 스트랜드 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 목재 스트랜드일 수 있다. 스트랜드의 길이는 20 내지 500 mm, 바람직하게는 50 내지 200 mm, 특히 바람직하게는 100 내지 150 mm일 수 있다. 스트랜드의 폭은 1 내지 50 mm, 바람직하게는 5 내지 30 mm, 특히 바람직하게는 10 내지 15 mm일 수 있다. 스트랜드의 두께는 0.2 내지 2 mm, 바람직하게는 0.4 내지 1.2 mm, 특히 바람직하게는 0.6 내지 0.8 mm일 수 있다. 스트랜드는 플레이크(flake)로 불릴 수도 있다. 목재 울은 목재 스트랜드의 그룹에 속한다.
본 발명에 따른 리그노셀룰로스 파티클로 제조된 리그노셀룰로스계 복합 물품의 총 두께는 사용 분야에 따라 다양하다. 상기 파티클로 제조된 리그노셀룰로스계 복합 물품은 바람직하게는 0.5 내지 100 mm 범위, 바람직하게는 10 내지 40 mm 범위, 특히 15 내지 20 mm 범위이다.
본 발명에 따른 리그노셀룰로스 파티클로 제조된 리그노셀룰로스계 복합 물품은 단층 또는 여러 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단층 또는 다층 복합 물품, 예컨대 단층 또는 삼층 칩 보드는 통상적으로 공지되어 있다(문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], page 18 to 22., Springer Verlag Heidelberg, 2002] 참조).
상기 리그노셀룰로스계 복합 물품은 다층, 바람직하게는 3층 칩 보드일 수 있다. 임의적으로, 상기 리그노셀룰로스계 복합 물품은 코어 층 및 2개의 표면 층으로 이루어진다. 상기 리그노셀룰로스계 복합 물품은 적어도 하나의 층에 본 발명에 따른 반응된 결합제 조성물을 포함한다. 상기 리그노셀룰로스계 복합 물품은, 본 발명에 따른 반응된 결합제 조성물을 하나 초과의 층에 포함할 수 있으며, 이때 상이한 층에 사용되는 본 발명에 따른 결합제 조성물은 상이한 층에 대해 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면 층은 본 발명에 따른 반응된 결합제 조성물을 포함한다. 상기 코어 층은 본 발명에 따른 반응된 결합제 조성물, 또는 페놀-폼알데하이드 수지, 아미노 수지, 유기 이소시아네이트계 결합제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 반응된 결합제 조성물, 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 본 발명에 따른 반응된 결합제 조성물을 포함할 수 있다.
다층 파티클 보드, 바람직하게는 3층 칩 보드는 바람직하게는, EN717-2에 따라 측정될 때 2.0 mg/m2h 미만, 바람직하게는 1.5 mg/m2h 미만의 폼알데하이드 방출량을 가진다.
적합한 페놀-폼알데하이드 수지(PF 수지로도 불림)는 당업자에게 공지되어 있으며, 예로서 문헌[Kunststoff-Handbuch [Plastics Handbook], 2nd edn., Hanser 1988, vol. 10 "Duroplaste" [Thermosets], pp. 12 to 40]을 참조한다.
적합한 아미노 수지는 당업자에게 공지된 임의의 아미노 수지, 바람직하게는 목재-기반 복합체의 제조를 위한 것일 수 있다. 이러한 수지 및 또한 이의 제조는 예로서 문헌[Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry], 4th revised and extended edition, Verlag Chemie, 1973, pp. 403-424, "Aminoplaste" [Aminoplastics]] 및 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A2, VCH Verlagsgesellschaft, 1985, pp. 115-141, "Amino Resins"] 및 또한 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime [Wood-based materials and glues], Springer 2002, pp. 251-259 (UF resins) and pp. 303-313 (MUF and UF with small quantity of melamine)]에 기재되어 있다. 이는 일반적으로, 임의적으로 어느 정도의 유기 잔기로 치환된 적어도 하나의 카바마이드 기(카바마이드 기에 대한 다른 용어는 카복스아마이드 기임) 또는 아미노 기, 바람직하게는 카바마이드 기, 바람직하게는 우레아 또는 멜라민을 갖는 화합물과 알데하이드, 바람직하게는 폼알데하이드의 중축합물이다. 바람직한 중축합물은 우레아-폼알데하이드 수지(UF 수지), 우레아-폼알데하이드 수지(MF 수지) 및 멜라민-함유 우레아-폼알데하이드 수지(MUF 수지)이며, 우레아-폼알데하이드 수지, 예를 들어 바스프 에스이(BASF SE)의 카우리트(Kaurit)(등록상표) 글루(glue) 제품이 특히 바람직하다.
적합한 유기 이소시아네이트는, 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 갖는 유기 이소시아네이트 및 이들의 혼합물, 특히 당업자에게 공지된 임의의 유기 이소시아네이트 및 이들의 혼합물, 바람직하게는 목재-기반 재료 또는 폴리우레탄의 제조를 위한 것이다. 이러한 유기 이소시아네이트 및 또한 이의 제조는 예로서 문헌[Becker/Braun, Kunststoff Handbuch [Plastics handbook], 3rd revised edition, vol. 7 "Polyurethane" [Polyurethanes], Hanser 1993, pp. 17-21, pp. 76-88 and pp. 665-671]에 기재되어 있다.
바람직한 유기 이소시아네이트는, 2 내지 10개, 바람직하게는 2 내지 8개의 단량체 단위 및 평균적으로 단량체 단위 당 적어도 하나의 이소시아네이트 기를 갖는 올리고머성 이소시아네이트 및 이의 혼합물이다. 이소시아네이트는 지방족, 지환족 또는 방향족일 수 있다. 유기 이소시아네이트 MDI(메틸렌다이페닐 다이이소시아네이트) 및/또는 올리고머성 유기 이소시아네이트 PMDI(중합체성 메틸렌다이페닐 다이이소시아네이트)(이들은 폼알데하이드와 아닐린의 축합 및 상기 축합 동안 생성된 이성질체 및 올리고머의 포스겐화를 통해 수득될 수 있음)(예로서, 문헌[Becker/Braun, Kunststoff Handbuch [Plastics handbook], 3rd revised edition, vol. 7 "Polyurethane" [Polyurethanes], Hanser 1993, p. 18, final paragraph to p.19, second paragraph and p. 76, fifth paragraph] 참조), 및 MDI 및/또는 PMDI의 혼합물이 특히 바람직하다. 바스프 에스이로부터의 루프라네이트(LUPRANATE)(등록상표) 제품군, 특히 바스프 에스이로부터의 루프라네이트(등록상표) M 20 FB 제품이 매우 특히 바람직하다.
유기 이소시아네이트는 또한 이소시아네이트-말단화된 예비중합체일 수 있으며, 이는 이소시아네이트(예컨대, PMDI)와 하나 이상의 폴리올 및/또는 폴리아민의 반응 생성물이다.
파티클로 제조된 본 발명의 복합 물품은 100 내지 1,000 kg/m3, 바람직하게는 400 내지 850 kg/m3의 평균 전체 밀도를 가질 수 있다. 본 발명의 칩 보드는 400 내지 750 kg/m3, 보다 바람직하게는 425 내지 650 kg/m3, 특히 450 내지 600 kg/m3의 평균 전체 밀도를 가질 수 있다. 상기 밀도는 생산한지 24시간 후에 EN 323:1993에 따라 결정된다.
임의적으로, 리그노셀룰로스 피스, 바람직하게는 파티클의 총 오븐-건조 중량을 기준으로, 총 3 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 3.5 내지 12 중량%, 보다 바람직하게는 4 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 4.5 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 4.5 내지 6 중량%의, 아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1이 리그노셀룰로스계 복합 물품의 제조에 사용된다.
임의적으로, A1의 최소량은, 리그노셀룰로스 피스, 바람직하게는 파티클의 총 오븐-건조 중량을 기준으로 1.5 중량%, 바람직하게는 2 중량%, 바람직하게는 2.5 중량%, 바람직하게는 3 중량%이다.
바람직하게는, 리그노셀룰로스 피스는 섬유 또는 칩, 보다 바람직하게는 칩이다.
임의적으로, 리그노셀룰로스 칩, 바람직하게는 목재 칩의 총 오븐-건조 중량을 기준으로, 총 3 내지 10 중량%, 바람직하게는 3.5 내지 9 중량%, 보다 바람직하게는 4 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 4.5 내지 7 중량%의, 아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1이 복합 물품, 바람직하게는 칩 보드의 제조에 사용된다.
임의적으로, 리그노셀룰로스 섬유, 바람직하게는 목재 섬유의 총 오븐-건조 중량을 기준으로, 총 5 내지 15 중량%, 바람직하게는 5.5 내지 12 중량%, 보다 바람직하게는 6 내지 10 중량%의, 아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1이 복합 물품, 바람직하게는 섬유 보드, 예를 들면 중밀도 섬유 보드(MDF), 고밀도 섬유 보드(HDF) 또는 목재 섬유 단열 보드(WFI), 바람직하게는 MDF의 제조에 사용된다.
본 발명의 다른 양태는, 리그노셀룰로스계 복합 물품; 특히 코어, 적어도 하나의 상부 표면 층 및 하나의 하부 표면 층을 갖는 단층 리그노셀룰로스계 보드 또는 다층 리그노셀룰로스계 보드의 회분식 또는 연속식 제조를 위한 공정에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
a) 각각의 층을 위한 리그노셀룰로스 파티클과 결합제 조성물을 혼합하는 단계(이때, 적어도 하나의 층을 위한 혼합물이 본 발명에 따른 결합제 조성물을 포함함),
b) 개별 층에 대해 상기 혼합물을 층별 산포(layer-by-layer scattering)시킴으로써 매트를 형성하는 단계,
c) 상기 매트를 보드에 대해 80 내지 300℃, 바람직하게는 120 내지 280℃, 보다 바람직하게는 150 내지 250℃의 온도에서 1 내지 100 bar, 바람직하게는 1 내지 50 bar, 바람직하게는 1 내지 25 bar의 압력에서 프레싱하는 단계로서, 상기 리그노셀룰로스 파티클이 바람직하게는 칩 및/또는 섬유인, 단계.
단계 c)에 제시된 온도는 프레싱에 사용되는 가열된 표면의 표면 온도, 특히 프레싱-플레이트의 표면 온도를 지칭한다.
단계 c)에서 프레싱의 종료시, 프레싱되는 매트의 중심에서의 온도는 80℃ 이상, 바람직하게는 80 내지 180℃, 바람직하게는 90 내지 150℃, 보다 바람직하게는 95 내지 125℃일 수 있다. 보드는 스타 냉각기(star cooler)에서 냉각되거나, 핫 스태킹(hot stacking)에 의해 더 서서히 냉각될 수 있다.
코어와 적어도 하나의 상부 표면 층 및 하나의 하부 표면 층을 갖는 다층화된 리그노셀룰로스-기반 보드의 회분식 또는 연속식 제조를 위한 본 발명에 따른 공정은 하기 단계를 포함할 수 있다:
a) 각각의 층에 대해 리그노셀룰로스 파티클을 결합제 조성물과 혼합하는 단계로서, 하나 이상의 표면 층 또는 표면 층 둘 다가 본 발명에 따른 결합제 조성물을 포함하고, 코어 층이 결합제 조성물 페놀-폼알데히드 수지, 아미노 수지, 유기 이소시아네이트를 기반으로 하는 결합제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합제 조성물을 포함하는, 단계,
b) 개별 층을 위한 혼합물을 층별 산포시킴으로써 매트를 형성하는 단계, 및
c) 상기 매트를 보드에 대해 80 내지 300℃, 바람직하게는 120 내지 280℃, 보다 바람직하게는 150 내지 250℃의 온도 및 1 내지 100 bar, 바람직하게는 1 내지 50 bar, 바람직하게는 1 내지 25 bar의 압력에서 프레싱하는 단계(이때, 리그노셀룰로스 파티클은 바람직하게는 칩 및/또는 섬유임).
상기 단계 c)에 대해 제시된 온도는, 프레싱에 사용되는 가열된 표면의 표면 온도, 특히 프레스 플레이트(press plate)의 표면 온도를 지칭한다.
상기 단계 c)에서 프레싱의 종료시 프레싱되는 매트의 중심에서의 온도는 80℃ 이상, 바람직하게는 80 내지 180℃, 바람직하게는 90 내지 150℃, 보다 바람직하게는 95 내지 125℃일 수 있다. 보드는 스타 냉각기에서 냉각되거나, 핫 스태킹에 의해 더 서서히 냉각될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 공정은 리그노셀룰로스계 복합 물품; 특히 코어, 적어도 하나의 상부 표면 층 및 하나의 하부 표면 층를 갖는 단층 리그노셀룰로스계 보드 또는 다층 리그노셀룰로스계 보드의 회분식 또는 연속식 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
a) 각각의 층을 위한 리그노셀룰로스 파티클과 결합제 조성물을 혼합하는 단계(이때, 적어도 하나의 층을 위한 혼합물이 본 발명에 따른 결합제 조성물을 포함함),
b) 개별 층에 대해 상기 혼합물을 층별 산포시킴으로써 매트를 형성하는 단계,
c') 상기 매트를 보드에 대해 80 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 180℃, 보다 바람직하게는 90 내지 150℃, 가장 바람직하게는 100 내지 150 ℃의 온도에서 및 0.1 내지 100 bar의 압력, 바람직하게는 0.1 내지 50 bar, 바람직하게는 0.1 내지 25 bar에서 프레싱하는 단계로서, 고주파 전기장이 가압 동안 인가되고, 리그노셀룰로스 파티클은 바람직하게는 칩 또는 섬유인, 단계.
단계 c')에 제시된 온도는 단계 c')의 종료시 프레싱되는 매트의 중심에서의 온도를 지칭한다. 보드는 스타 냉각기에서 냉각되거나, 핫 스태킹에 의해 더 서서히 냉각될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 공정은 코어와 적어도 하나의 상부 표면 층 및 하나의 하부 표면 층을 갖는 다층화된 리그노셀룰로스-기반 보드의 회분식 또는 연속식 제조 방법에 관한 것이고, 이는 하기 단계를 포함한다:
a) 각각의 층에 대해 리그노셀룰로스 파티클을 결합제 조성물과 혼합하는 단계로서, 하나 이상의 층 또는 표면 층 둘 다에 대한 혼합물이 본 발명에 따른 결합제 조성물을 포함하고, 코어 층이 페놀-폼알데히드 수지, 아미노 수지, 결합제 이소시아네이트를 기반으로 하는 결합제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합제 조성물을 포함하는, 단계,
b) 개별 층에 대해 상기 혼합물을 층별 산포시킴으로써 매트를 형성하는 단계,
c') 상기 매트를 보드에 대해 80 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 180℃, 보다 바람직하게는 90 내지 150℃, 가장 바람직하게는 100 내지 150℃의 온도 및 0.1 내지 100 bar, 바람직하게는 0.1 내지 50 bar, 바람직하게는 0.1 내지 25 bar의 압력에서 프레싱하는 단계(이때, 상기 프레싱 동안 고주파 전기장이 인가되고, 상기 리그노셀룰로스 파티클은 바람직하게는 칩 또는 섬유임).
상기 단계 c')에 제시된 온도는, 단계 c')의 종료시, 프레싱된 매트의 중심에서의 온도를 지칭한다. 상기 보드는 스타 냉각기에서 냉각되거나, 또는 고온 적층에 의해 더 천천히 냉각될 수 있다.
프레싱된 매트의 중심에서의 온도 측정은 공지된 방법, 특히 문헌[Meyer/ Thoemen, Holz als Roh-und Werkstoff [European Journal of Wood and Wood Products] (2007) 65, page 49 to 55] 또는 문헌[Thoemen, 2010, "Vom Holz zum Werkstoff - grundlegende Untersuchungen zur Herstellung und Struktur von Holzwerkstoffen [From wood to materials - basic investigations for the preparation and the structure of wood-based materials]", ISBN 978-3-9523198-9-5, page 24 to 30 and page 78 to 85]에 따라 수행될 수 있다. 온도의 무선 측정을 위해, 온도 센서, 예를 들면 Fagus-Grecon Greten GmbH& Co. KG의 CONTI LOG-센서 또는 EASYlog-센서가 사용될 수 있으며, 이는 상기 매트를 산포시키는 동안 상기 매트에 삽입된다.
상기 단계 c) 또는 c')에서 프레싱의 시작부터 종료까지의 시간이 프레싱 시간이다. 프레싱 시간 인자(press time factor)는, 하기 실시예 부문("측정값 및 측정 방법")에 기술되는 바와 같이, (프레싱 시간/보드의 표적 두께)이다. 임의적으로, 본 발명에 따른 방법에서, 프레싱 시간 인자는 20 s/mm 이하, 바람직하게는 14 s/mm 이하, 바람직하게는 12 s/mm 이하, 바람직하게는 10 s/mm 이하, 바람직하게는 8 s/mm 이하이고, 임의적으로, 본 발명에 따른 방법에서 프레싱 시간 인자는 2 s/mm 이상, 바람직하게는 3 s/mm 이상, 바람직하게는 4 s/mm 이상, 바람직하게는 5 s/mm 이상이다.
상기 결합제 조성물의 성분 A 및 B는 개별적으로 또는 하기 정의되는 바와 같은 혼합물로서 첨가될 수 있다. 임의적으로, 성분 C는 성분 A 및/또는 B와의 혼합물로서 또는 개별적으로 첨가될 수 있다.
상기 단계 a), b) 및 c)를 포함하는, 리그노셀룰로스계 복합체; 특히, 적어도 하나의 코어 및 2개의 표면 층을 갖는 단층 리그노셀룰로스계 보드 또는 다층 리그노셀룰로스계 보드를 제조하기 위한 대응 방법은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], Part 1, Chapter 4, Springer Verlag Heidelberg, 2002], 문헌[A. Wagenfuhr, F. Scholz, Taschenbuch der Holztechnik [Handbook of Wood Technology], Chapter 2, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2012] 또는 문헌[H. Thoemen, M. Irle, M. Sernek (ed.), Wood-Based Panels- An Introduction for Specialists, Chapter 1, COST Office, Brunel University Press, London, UB8 3PH, England]에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 방법은 불연속적으로 또는 연속적으로, 바람직하게는 연속적으로 수행될 수 있다.
상기 단계 a)에서 수득된 혼합물(들)은 물을 포함한다. 물은 리그노셀룰로스 파티클에 포함된 잔류 수분, 및 성분 A 및 B 및 임의적 성분 C로부터 유도될 수 있다. 이들 혼합물(들)의 수분 함량은, 적절한 수분을 갖는 리그노셀룰로스 파티클을 사용하고/하거나, 성분 A, B 및/또는 C 중의 수분 함량을 증가시키고/시키거나, 예를 들어 분무에 의해 상기 단계 a) 동안 상기 혼합물(이는 성분 A, B 및/또는 C의 일부가 아님)에 추가로 물을 첨가함으로써 조절될 수 있다.
상기 단계 a)에서 수득된 혼합물의 수분 함량은, EN 322:1993에 의한 목재-기반 패널의 수분 함량 결정과 유사한 방식으로 결정된다. 이를 위해, 각각의 혼합물의 샘플(약 20 g)을 습한 상태에서(m1) 및 건조 후에(m0) 칭량한다. 질량 m0은, 일정한 질량이 될 때까지 103℃에서 건조시킴으로써 결정된다. 수분 함량은 하기와 같이 계산된다:
수분 함량[중량%] = [(m1 - m0)/m0] × 100.
수분 함량은 하기와 같이 계산된다:
수분 함량[중량%] = [(m1 - m0)/m0] · 100.
상기 단계 a)에서 수득된 혼합물에서, 혼합물(들) 중 수분 함량은, 상기 혼합물의 총 건조 중량을 기준으로, 3 내지 20 중량%, 바람직하게는 3.5 내지 16 중량%, 특히 바람직하게는 4 내지 14 중량%, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 13 중량%일 수 있다.
리그노셀룰로스계 복합체가 다층, 바람직하게는 3층 칩 보드인 경우, 표면 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물의 수분 함량은 바람직하게는, 코어 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물의 수분 함량보다 많다.
임의적으로, 표면 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물(들)의 수분 함량[중량%]은, 코어 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물(들)의 수분 함량[중량%]보다 많다. 특히, 표면 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물(들)의 수분 함량[중량%]은, 코어 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물(들)의 수분 함량[중량%]보다 많고, 0.5 내지 6 중량%, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 5 중량% 더 많다.
임의적으로, 코어 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물의 수분 함량은, 상기 혼합물의 총 건조 중량을 기준으로, 3 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 3.5 내지 12 중량%, 특히 바람직하게는 4 내지 10 중량%, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 9 중량%이고, 표면 층을 위한, 상기 단계 a)에서 수득된 혼합물(들)의 수분 함량은, 상기 혼합물(들)의 총 건조 중량을 기준으로, 5 내지 20 중량%, 바람직하게는 6 내지 16 중량%, 특히 바람직하게는 7 내지 14 중량%, 매우 특히 바람직하게는 8 내지 13 중량%이다.
상기 단계 b) 이후 및 상기 단계 c) 또는 c') 이전에, 상기 층(들)은 0.1 내지 30 bar, 바람직하게는 0.1 내지 25 bar, 보다 바람직하게는 1 내지 20 bar, 보다 바람직하게는 1 내지 15 bar의 압력에서 예비-압축(pre-compressing)될 수 있다. 상기 예비-압축 단계는 1초 내지 120초, 바람직하게는 2초 내지 60초, 보다 바람직하게는 3초 내지 30초가 걸릴 수 있다. 일반적으로, 상기 예비-압축 단계는 산포된 매트에 열을 가하지 않고 수행된다. 상기 예비-압축 단계 이후 및 상기 공정 단계 c) 또는 c') 이전에, 예열 단계에서, 임의의 종류의 하나 이상의 에너지원을 사용하여 에너지가 상기 매트에 도입될 수 있다. 적합한 에너지원은, 예를 들어 뜨거운 공기, 스팀 또는 스팀/공기 혼합물이다. 이는 상기 매트의 온도를 높이고 상기 매트의 수분을 변화시킬 수 있다. 임의적 예열 단계 후, 상기 매트의 코어에서의 온도는 40 내지 80℃, 바람직하게는 40 내지 70℃일 수 있다. 스팀 및 스팀/공기 혼합물을 사용한 예열은 또한, 표면 근처 영역만 가열되고 코어는 가열되지 않도록 하는 방식으로 수행될 수 있다.
임의적으로, 상기 단계 c) 또는 c')에서 수득된 리그노셀룰로스 복합체의 수분 함량은, EN 322:1993에 따라 측정될 때, 3 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 7 내지 13 중량%이다.
산포(sacttering) 시작부터 예비-압축 시작까지, 예를 들어 1 내지 120초, 바람직하게는 2 내지 60초, 특히 바람직하게는 3 내지 20초의 시간 간격이 있을 수 있다. 산포 시작부터 가열 및/또는 프레싱 시작까지, 예를 들어 5 내지 300초, 바람직하게는 7 내지 120초, 특히 바람직하게는 10 내지 60초의 시간 간격이 있을 수 있다.
예비-압축 및 예열은 당업자에게 공지된 방법에 의해, 예를 들어 문헌[M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], Springer Verlag Heidelberg, 2002, pg. 122 and 819], 문헌[H.-J. Deppe, K. Ernst, MDF-Medium-Density Fiberboard, DRW-Verlag, 1996, pp. 44, 45 and 93] 또는 문헌[A. Wagenfuhr, F. Scholz, Taschenbuch der Holztechnik [Handbook of Wood Technology], Fachbuchverlag Leipzig, 2012, pg. 219]에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.
상기 단계 c) 또는 c')에서, 상기 매트의 두께는 (추가로) 감소된다. 또한, 에너지를 투입함으로써 상기 매트의 온도가 증가된다. 가장 간단한 경우, 일정한 프레싱 힘이 가해지고, 동시에 상기 매트가 일정한 전력 에너지원에 의해 가열된다. 그러나, 에너지 투입 및 프레싱 힘에 의한 압축 둘 다는 각각 상이한 시간에 복수의 단계로 수행될 수 있다. 상기 공정의 단계 c)에서의 에너지 투입은, 가열된 표면(예컨대, 프레스 플레이트)으로부터 상기 매트로의 열 전달에 의해 또는 기타 에너지 공급원, 예컨대 뜨거운 공기, 증기 또는 증기/공기 혼합물에 의해 수행될 수 있다. 상기 방법의 단계 c')에서의 에너지 투입은 고주파 가열에 의해(고주파 전기장의 인가에 의해) 또는 고주파 가열과 가열된 표면으로부터의 열 전달의 조합에 의해 수행될 수 있다.
상기 프레싱은 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다(예를 들어, 문헌["Taschenbuch der Spanplatten Technik [Handbook of Particle Board Technology," H.-J. Deppe, K. Ernst, 4th edition, 2000, DRW-Verlag Weinbrenner, Leinfelden Echterdingen, pp. 232 to 254] 및 문헌["MDF - Mitteldichte Faserplatten [Medium-Density Fiberboards]" H.-J. Deppe, K. Ernst, 1996, DRW-Verlag Weinbrenner, Leinfelden Echterdingen, pp. 93 to 104] 참조). 임의적으로, 예를 들어 이중 밴드 프레스를 사용하는 연속 프레싱 방법이 사용된다.
상기 단계 c')가 고주파 가열과 가열된 프레스 표면으로부터의 열 전달의 조합을 포함하는 경우, 상기 가열된 프레스 플레이트는 바람직하게는 80 내지 200℃, 보다 바람직하게는 90 내지 180℃, 가장 바람직하게는 100 내지 150℃ 범위의 온도를 가진다.
고주파 전기장을 인가하는 상기 단계 c')에서, 프레싱된 매트의 중심에서의 온도가 80℃ 내지 200℃ 범위, 바람직하게는 80℃ 내지 180℃ 범위의 최대 온도로 증가되는 본 발명의 방법이 바람직하며, 바람직하게는 고주파 전기장 인가 개시 후 40 초·(d/mm) 미만에 상기 최대 온도에 도달하고, 이때 d는 상기 단계 c')의 종료시 압축된 혼합물의 두께(mm), 보다 바람직하게는 고주파 전기장 인가 시작 후 30 초·(d/mm) 미만, 더보다 바람직하게는 20 초·(d/mm) 미만, 가장 바람직하게는 15 초·(d/mm)이고, 이때 d는 상기 단계 c')의 종료시 압축된 매트의 두께(mm)이다. 예를 들어, 상기 단계 c')의 종료시 압축된 혼합물의 두께 d(mm)가 10 mm인 경우, 바람직하게는 고주파 전기장 인가 시작 후 400초 미만, 보다 바람직하게는 300초 미만, 더보다 바람직하게는 200초 미만, 가장 바람직하게는 150초 미만에 최대 온도에 도달한다.
본원에서 "프레싱된 매트의 중심"이라는 용어는, 상기 단계 c) 또는 c')에서 프레싱된 매트에 의해 한정된 3차원 물체의 표면들 사이의 대략 중간에 있는 위치를 지정한다.
성분 A 및 성분 B는, 상기 단계 a)에서, 리그노셀룰로스 피스, 특히 파티클에,
(a1) 서로 개별적으로, 또는
(a2) 혼합물로서,
바람직하게는 서로 개별적으로 첨가될 수 있다.
성분 A 및 B를 서로 개별적으로 첨가하는 것은, 본원에서 성분 A 및 성분 B가 개별 적용 장치(예컨대, 노즐 또는 적용 디스크)의 도움으로 상기 단계 a)에서 상기 리그노셀룰로스 파티클에 첨가됨을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 적용 장치는, 성분 A 및 성분 B의 첨가가 순차적으로, 임의의 순서로 또는 동시에 수행되는 방식으로 또는 시간 순서로 공간적으로 배열될 수 있다. 임의적으로, 상기 적용 장치는, 성분 A 및 성분 B가 동시에 첨가되지만 혼합물로서는 리그노셀룰로스 파티클에 첨가되지 않도록 배열된다. 일반적으로, 이는, 즉각적인 공간적 근접성에 있는 적용 장치에 의해 달성되며, 예를 들어, 상기 적용 장치들 사이의 거리는 1 cm 내지 300 cm, 바람직하게는 5 cm 내지 200 cm, 보다 바람직하게는 10 cm 내지 100 cm일 수 있다. 임의적으로, 상기 적용 장치는 또한, 심지어 성분들이 적용 장치로부터 리그노셀룰로스 파티클로 가는 도중에 있을 때에도 성분들이 부분적으로 또는 완전히 혼합되도록 정렬될 수 있다.
임의적 성분 C가 상기 단계 a)에 사용되는 경우, 혼합물로서의 성분 A 및 성분 B의 첨가는 다음을 의미한다:
a) 성분 A와 B가 혼합물로 첨가되고, 성분 C는 개별적으로 첨가되거나,
b) 성분 A, B 및 C가 혼합물로서 첨가된다.
임의적 성분 C가 상기 단계 a)에서 사용되는 경우, 성분 A와 성분 B를 서로 개별적으로 첨가하는 것은 다음을 의미한다:
a) 성분 A와 C가 혼합물로서 첨가되고, 성분 B는 개별적으로 첨가되거나,
b) 성분 B와 C가 혼합물로서 첨가되고, 성분 A는 개별적으로 첨가되거나,
c) 모든 구성 성분 A, B 및 C가 개별적으로 첨가된다.
임의적으로 성분 C와 사전-혼합된 성분 A, 및 임의적으로 성분 C와 사전-혼합된 성분 B가 혼합물로서 첨가되는 경우, 생성된 혼합물은 120분 미만, 바람직하게는 90분 또는 90분 미만, 바람직하게는 60분 또는 60분 미만, 바람직하게는 40분 또는 40분 미만, 바람직하게는 20분 또는 20분 미만, 보다 바람직하게는 10분 또는 10분 미만, 가장 바람직하게는 5분 또는 5분 미만, 또는 1분 또는 1분 미만의 대기 시간 후에 리그노셀룰로스 파티클에 첨가된다. "대기 시간"은, 상기 혼합과 상기 리그노셀룰로스 파티클에 대한 첨가 사이의 시간이며, 적어도 30초일 수 있다. 대기 시간 동안, 상기 혼합물은 10 내지 50℃, 바람직하게는 15 내지 40℃, 바람직하게는 20 내지 30℃의 온도에 노출될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 파티클로부터 제조된 리그노셀룰로스 제품의 용도에 관한 것이다.
다른 바람직한 용도에서, 상기 리그노셀룰로스계 복합 물품은, 예를 들어 멜라민 필름, 베니어, 플라스틱 엣지 또는 페인트로 하나 이상의 면에 코팅된다.
임의적으로, 상기 리그노셀룰로스계 복합 물품, 예를 들어 칩 보드 또는 섬유 보드는 샌드위치 재료용 내부 플라이(ply)로 사용된다. 이 경우, 샌드위치 재료의 외부 플라이는 상이한 물질, 예를 들어 금속, 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 강, 또는 얇은 목재-기반 칩 보드 또는 섬유 보드, 바람직하게는 고밀도 섬유 보드(HDF) 또는 라미네이트, 예컨대 고압 라미네이트(HPL)로 이루어질 수 있다.
상기 리그노셀룰로스계 복합 물품 또는 이로부터 제조된 코팅된 리그노셀룰로스계 복합체 또는 이로부터 제조된 샌드위치 재료의 용도의 예는 가구용 재료, 예를 들어 캐비넷 측면용 재료, 캐비넷 내 선반, 책꽂이용 재료, 가구 도어 재료, 조리대, 주방 유닛 전면, 또는 테이블, 의자 및/또는 덮개를 씌운 가구의 요소이다. 상기 리그노셀룰로스계 복합 물품 또는 이로부터 제조된 코팅된 리그노셀룰로스계 복합체 또는 이로부터 제조된 샌드위치 재료의 용도의 예는 건물 및/또는 건축 재료, 예를 들어 인테리어 설비(fit-out), 점포 설비(shopfitting) 및 전시 스탠드용 구조물(construction), 지붕 및/또는 벽 판넬용 재료, 충전재(infill), 외장재(cladding), 바닥 및/또는 문의 내부 층 및/또는 분리 벽이다.
빔, 라멜라, 블랭크 및/또는 베니어 및 이로부터의 복합 물품
리그노셀룰로스계 복합 물품이 빔(beam), 라멜라(lamella), 블랭크(blank) 및/또는 베니어(veneer)로 제조되는 경우, 전체 복합체를 기준으로 상기 결합제 조성물의 중량(중량%)은 리그노셀룰로스 빔, 라멜라, 블랭크 및/또는 베니어의 크기에 크게 의존한다. 따라서, 이러한 종류의 복합체에서 결합제 조성물의 중량은 일반적으로, 접착될 피스의 표면적 당 결합제 조성물의 질량으로 계산된다.
적합한 양은 총 5 내지 200 g/m2의, 아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1이다. 상기 복합체와 관련하여, "글루" 또는 "접착제"라는 용어는 종래 기술에서 결합제 조성물 대신 흔히 사용된다. 본 발명의 설명에서, "결합제 조성물"이라는 용어는 모든 종류의 리그노셀룰로스계 복합 물품에 대해 사용된다.
빔, 라멜라, 블랭크 및/또는 베니어로 제조된 리그노셀룰로스계 복합 물품은 글루램(glulam), 합판, 교차 집성재(cross laminated timber), 원목 보드(solid wood board) 또는 블록보드(blockboard)일 수 있다.
대안적으로, 베니어로 제조된 복합 물품은, 보드의 적어도 한 면에서 하나 이상의 베니어로 덮힌 칩 보드 또는 섬유 보드이다.
본 발명의 다른 양태는, 글루램, 합판, 교차 집성재, 블록보드 또는 원목 보드, 바람직하게는 합판일 수 있는 리그노셀룰로스계 복합체의 회분식 또는 연속식 제조를 위한 공정에 관한 것이며, 상기 방법은,
a) 상기 결합제 조성물을 하나 이상의 리그노셀룰로스 피스의 적어도 하나의 표면에 적용하는 단계,
b) 상부에 상기 결합제 조성물을 갖는 하나 이상의 리그노셀룰로스 피스를 하나 이상의 리그노셀룰로스 피스와 결합시키는 단계, 및
c) 빔, 라멜라, 블랭크 및/또는 베니어인 리그노셀룰로스 피스를 함께 프레싱하는 단계
를 포함한다.
상기 단계 c)의 프레싱은 20 내지 200℃, 바람직하게는 15 내지 150℃, 보다 바람직하게는 10 내지 110℃의 온도 및 1 내지 100 bar, 바람직하게는 1 내지 50 bar, 보다 바람직하게는 1 내지 25 bar의 압력에서 수행될 수 있으며, 이때 온도는 상기 단계 c) 동안 상기 결합제 조성물에서 도달된 최대 온도이다.
상기 단계 a), b) 및 c)를 포함하는, 빔, 라멜라, 블랭크 및/또는 베니어로 제조되는 복합체의 대응 제조 방법은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 문헌[Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe and Leime [Wood Materials and Glues], pp 93 to 102, Springer Verlag Heidelberg, 2002]에 기재되어 있다.
본 발명의 다른 양태는, 하기 단계를 포함하는, 합판의 회분식 또는 연속식 제조를 위한 공정에 관한 것이다:
a) 상기 결합제 조성물을 하나 이상의 베니어 피스의 적어도 하나의 표면 상에 적용하는 단계,
b) 상기 단계 a)에서 수득된 목재 피스를 결합시키는 단계, 및
c) 상기 목재 피스를 함께 프레싱하는 단계.
합판은, 서로의 상부에 접착된 목재 베니어의 적어도 3개의 플라이(ply)로 구성되며, 인접한 플라이의 섬유 방향은 약 90℃의 각도로 배열된다. 3-플라이 합판의 경우, 후면 베니어를 글루 스프레더(glue spreader)에 통과시키며, 이는 후면 베니어의 상부 표면에 글루를 도포한다. 코어 베니어(core vaneer) 또는 서로 옆에 놓인 몇몇 베니어 스트라이프를, 접착된 후면 베니어의 상부에 놓고, 전체 시트를 글루 스프레더에 2회 통과시킨다. 이후, 페이스 베니어(face vaneer)를 접착된 코어 상부에 놓는다. 이러한 접착된 시트 또는 서로의 상부에 적층된 몇몇 접착된 시트를 프레스(press), 예를 들어 다중-개방 고온 프레스(multi-opening hot press)에 적재한다. 상기 시트를 80 내지 170℃ 및 5 내지 15 bar의 압력에서 압축할 수 있다. 하나 초과의 코어 베니어 층을 갖는 다중-플라이 합판, 예를 들어 5-플라이 또는 7-플라이 합판이 유사한 방식으로 생산된다.
블록보드의 제조는 3-플라이 합판의 공정과 유사하다. 코어 베니어 대신, 함께 접착된 몇몇 목재 블랭크로 제조된 시트가 사용된다.
본 발명의 다른 양태는, 빔, 라멜라, 블랭크 및/또는 베니어로 제조된 리그노셀룰로스 제품의 용도에 관한 것이다:
이러한 용도의 예는 가구용 재료, 예를 들어 캐비넷용 구성 재료, 선반, 가구 도어 재료, 조리대, 주방 유닛 전면 및/또는 테이블의 요소이다,
이러한 용도의 예는 건물 및 건축 재료, 예를 들어 인테리어 설비, 상점 설비 및/또는 전시 스탠드용 구조물, 지붕 및/또는 벽 판넬용 재료, 충전재, 외장재, 바닥 및/또는 문의 내부 층, 및/또는 분리 벽, 간이 차고(car port) 및/또는 홀 지붕용 재료이다.
재료
글루코스 모노하이드레트, Sigma Aldrich, Spain
프럭토스, Sigma Aldrich, USA
자일로스, Sigma Aldrich
헥사메틸렌 다이아민(HMDA), Acros Organic
L-라이신 용액(물 중 50%), ADM animal nutrition, USA
L-라이신(98%), Sigma Aldrich, Switzerland
N-메틸-N-(트라이메틸실릴)트라이플루오로아세트아미드(> 98.5%), Sigma Aldrich
우레아, BASF SE
Kaurit 글루 350, BASF SE
Kaurit 글루 340, BASF SE
독일의 Institut fur Holztechnologie Dresden로부터의 가문비나무 목재 칩 및 섬유
가문비나무 칩
이러한 칩은 디스크 치퍼(disc chipper)에서 제조하였다. 독일로부터의 가문비나무 몸통 부분(길이 250 mm)을, 반경방향으로 균일하게 분포된 나이프 박스가 삽입된 회전 강 디스크에 대해 긴쪽으로 프레싱하였으며, 각각의 나이프 박스는 반경방향으로 배열된 절단 나이프 및 이에 대해 직각으로 위치하는 몇몇 스코어링 나이프(scoring knife)로 이루어진다. 상기 절단 나이프는 둥근 목재로부터 칩을 분리하고, 스코어링 나이프는 동시에 칩 길이를 제한한다. 이후, 제조된 칩을 벙커에 수집하고, 이로부터 크로스 비터 밀(cross beater mill)(체 인서트(sieve insert) 포함)로 이송하여, 칩 폭과 관련하여 재분쇄한다. 이후, 재분쇄된 칩을 플래시 건조기로 이송하고, 약 120℃에서 건조시킨다. 이어서, 상기 칩을 2개의 유용한 분획(B: ≤ 2.0 mm × 2.0 mm 및 > 0.32 mm × 0.5 mm; C: ≤ 4.0 mm × 4.0 mm 및 > 2.0 mm × 2.0 mm), 거친 분획(D: > 4.0 mm × 4.0 mm)(이는 재분쇄된 것임) 및 미세한 분획(A: ≤ 0.32 mm × 0.5 mm)으로 스크리닝한다.
분획 B는 3층 칩 보드("표면 층 칩")를 위한 표면 층 칩으로 사용된다. 60 중량%의 분획 B와 40 중량%의 분획 C의 혼합물은 3층 칩 보드용 코어 층 칩 및 단층 칩 보드용 칩("코어 층 칩")으로 사용된다.
측정값 및 측정 방법:
잔류 파티클 수분 함량:
결합제 적용 전 파티클(칩 또는 섬유)의 수분 함량을, EN 322:1993에 따라, 일정 질량에 도달할 때까지 상기 파티클을 (103±2)℃ 온도의 건조 오븐에 넣어 측정하였다.
상기 단계 a)에서 수득된 파티클/결합제 조성물 혼합물의 수분 함량을 유사한 방식으로 결정하였다. 이를 위해, 각각의 혼합물의 샘플(약 20 g)을 습한 상태에서(m1) 및 건조 후에(m0) 칭량하였다. 질량 m0은, 일정한 질량이 될 때까지 103℃에서 건조하여 결정하였다. 수분 함량은 하기와 같이 계산된다:
수분 함량[중량%] = [(m1 - m0)/m0] × 100.
프레싱 시간 인자:
프레싱 시간 인자는, [프레스의 폐쇄로부터 개방까지의 시간]/[보드의 표적 두께]인 프레싱 시간이다. "표적 두께"는, 프레싱 단계 c) 또는 c')의 종료시의 보드를 지칭하며, 프레싱 조건(즉, 2개의 강철 간격 스트립(steel spacing strip)을 프레스에 삽입함으로써 조절되거나 자동 거리 제어(HF 프레스가 사용되는 경우)에 의해 조절되는, 상부 프레스 플레이트와 하부 프레스 플레이트 사이의 거리)에 의해 조절된다:
프레싱 시간 인자[s/mm] = 프레스의 폐쇄로부터 개방까지의 거리[s]/프레싱된 보드의 표적 두께[mm]. 예를 들어, 10 mm의 칩 보드가 120초의 프레싱 시간으로 제조되는 경우, 12 s/mm의 프레싱 시간 인자가 발생한다.
보드의 밀도:
보드의 밀도는 EN 323: 1993에 따라 측정하였으며, 동일한 보드의 50 × 50 mm 샘플 10개의 산술 평균으로 보고된다.
보드의 횡방향 인장 강도("내부 결합"):
보드의 횡방향 인장 강도("내부 결합")는 EN 319:1993에 따라 결정하였으며, 동일한 보드의 50 × 50 mm 샘플 10개의 산술 평균으로 보고된다.
두께 팽윤(swelling in thickness):
24시간 후 보드의 두께 팽윤("24h 팽윤")은 EN 317:1993에 따라 결정하였으며, 동일한 보드의 50 × 50 mm 샘플 10개의 산술 평균으로 보고된다.
결합제 양:
본 발명에 따른 실시예에서 결합제 양은, 목재 파티클(칩 또는 섬유)의 총 건조 중량을 기준으로, 각각의 결합제 성분인 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량의 합(중량%)으로 보고된다.
비교예의 결합제 양은, 목재 파티클(칩 또는 섬유)의 총 건조 중량을 기준으로, 모든 결합제 성분의 전체 중량의 합(중량%)(건조 중량, 임의의 물이 없는 성분의 중량임)으로 보고된다.
폼알데하이드 방출량(emission):
폼알데하이드 방출량은 EN 717-2에 따라 측정하였으며, [mg(HCHO)/m2h]로 제시된다.
아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1의 비(A1:B1 비):
아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1의 비는 아미노산 중합체(들) A1과 성분 B1의 중량비를 지칭한다.
1차 및 2차 아민 기 질소 함량(NC ps ):
NCps는 EN ISO 9702:1998에 따라 전위차 적정으로 측정하였다. NCps는, 100 g의 아미노산 중합체(들) A1 당 1차 및 2차 아민 기의 질소 중량(중량%로 제시됨)을 의미한다.
중량 평균 분자량(M w )의 결정:
Mw는 하기 조건 하에 크기 배제 크로마토그래피로 결정하였다:
· 용매 및 용리액: 0.1 %(w/w) 트라이플루오로아세테이트, 증류수 중 0.1 M NaCl,
· 유속: 0.8 mL/분,
· 주입량: 100 μL,
· 샘플은 사토리우스 미니사르트 RC 25(0.2 μm) 필터로 여과함.
· 칼럼 재료: 하이드록실화된 폴리메타크릴레이트(TSKgel G3000PWXL)
· 칼럼 크기: 7.8 mm의 내부 직경, 30 cm의 길이,
· 칼럼 온도: 35℃,
· 검출기: DRI Agilent 1100 UV GAT-LCD 503 [232nm],
· 620 내지 2890000 g/mol의 몰 질량 범위를 갖는 폴리(2-비닐피리딘) 표준물(독일 마인츠 소재의 PSS로부터) 및 피리딘(79 g/mol)으로 보정함.
· 통합 상한은 29.01 mL로 설정함.
· Mw의 계산은 라이신 올리고머 및 중합체뿐만 아니라 단량체 라이신도 포함함.
상기 폴리라이신 용액의 잔류 라이신 단량체 함량은 하기 조건 하에 HPLC/MS 분석으로 결정하였다:
· 주입량: 10 μL,
· 용리액 A: 물 + 0.02% 폼산,
· 용리액 B: 물,
· 구배
· 15분 후 용리액 A에서 용리액 B로 전환,
· 유속: 0.8 mL/분,
· 칼럼 HPLC: Primesep C, 250 ×3.2 mm, 5 μm,
· 칼럼 온도: 30℃,
· 물 중 L-라이신 용액으로 보정함,
· 질량 분석계: Bruker Maxis(q-TOF),
· MS 조건:
- 이온화 모드: ESI, 네거티브,
- 모세관: 3500 V,
- 분무기: 1.4 bar,
- 건조 기체: 8 L/분,
- 온도: 200℃,
- 분석된 이온: 145.0983 [M-H]- ± 0.005 amu.
아미노산 중합체 A1의 잔류 라이신 단량체 함량은, 폴리라이신(라이신 단량체 포함)의 전체 중량을 기준으로 단량체 중량%로 제시된다. 예를 들어, 2.0 중량%의 라이신 단량체 함량을 갖는 폴리라이신-5의 50 중량% 용액은, 1 중량%의 라이신 단량체 및 49 중량%의 라이신 중합체(적어도 2개의 축합된 라이신 단위 포함)를 함유한다.
HF 프레스에서 프레싱 동안의 온도 모니터링:
강한 전자기 복사선을 갖는 환경에서의 측정에 적합한 온도 측정 장치와 조합된 광섬유 센서를 사용하였다. 상기 장치는 HF 프레스(Hoefer Presstechnik GmbH의 HLOP 170 프레스)의 제어 시스템에 통합된다. 상기 장치의 센서는, 갈륨 비소 칩(GaAs 칩)을 갖는 테플론(Teflon)-코팅된 유리 섬유이다.
약어
PL = 폴리라이신
HMDA = 헥사메틸렌다이아민
FRU = 프럭토스
실시예
실시예 1a
폴리라이신-2의 합성
2200 g의 L-라이신 용액(물 중 50%, ADM)을 오일 욕(외부 온도 140℃)에서 교반 하에 가열하였다. 물을 증류 제거하고, 180℃의 온도에 도달할 때까지 상기 오일 욕의 온도를 10℃/시간으로 증가시켰다. 이 반응 혼합물을 180℃(오일 욕 온도)에서 추가로 1시간 동안 교반하고, 이어서 압력을 천천히 200 mbar로 감소시켰다. 표적 압력에 도달한 후, 120분 동안 계속 증류시켰다. 생성물(폴리라이신-2, Mw 2010 g/mol)을 뜨거운 상태로 반응 용기에서 쏟아 내고, 냉각 후 분쇄하고 물에 용해시켜 50 중량%의 용액을 수득하였다.
실시예 1b
폴리라이신-3의 합성
2200 g의 L-라이신 용액(물 중 50%, ADM)을 오일 욕(외부 온도 140℃)에서 교반 하에 가열하였다. 물을 증류 제거하고, 180℃에 도달할 때까지 상기 오일 욕의 온도를 10℃/시간으로 증가시켰다. 이 반응 혼합물을 180℃(오일 욕 온도)에서 추가로 1시간 동안 교반하고, 이어서 압력을 천천히 200 mbar로 감소시켰다. 표적 압력에 도달한 후, 추가로 210분 동안 계속 증류시켰다. 생성물(폴리라이신-3, Mw 3360 g/mol)을 반응 용기로부터 뜨거운 상태로 반응 용기에서 쏟아 내고, 냉각 후 분쇄하고 물에 용해시켜 50 중량%의 용액을 수득하였다.
실시예 1c
탄수화물 용액 CS
165 g의 글루코스 모노하이드레트 및 150 g의 프럭토스를 285 g의 물과 혼합하고 교반하여 용액을 수득하였다.
실시예 2
3층화된 16 mm 칩 보드
수지-함침된(resinated) 코어 층 칩의 제조(실시예 2-1 내지 2-7)
혼합기에서, 748 g의 Kaurit 글루 350(우레아 폼알데히드 수지, 65%의 고체 함량) 및 22.4 g의 암모늄 설페이트의 혼합물을 5.58 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(수분 함량 3.4%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 95 g의 물을 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하여 수지-함침된 칩의 최종 수분을 조정하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
비교용 수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-1)
42.1 g의 HMDA, 155 g의 글루코스 모노하이드레트 및 141 g의 프럭토스 310 g의 물에서 혼합하고 모든 성분이 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 5분 후, 상기 용액을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하는 동안 혼합기에서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-2)
혼합기에서, 84.2 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 564 g의 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-3)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 162 g 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-4)
혼합기에서, 389 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 259 g의 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-5)
혼합기에서, 748 g의 Kaurit 글루 350(65%의 고체 함량) 및 22.4 g의 암모늄 설페이트의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 62.0 g의 물을 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하여 수지-함침된 칩의 최종 수분을 조정하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-6)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-3 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 162 g의 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 2-7)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 162 g의 자일로스 용액(물 중 50 중량%)을 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
칩 보드로의 수지-함침된 칩의 프레싱(실시예 2-1 내지 실시예 2-7)
수지-함침 직후, 452 g의 수지-함침된 표면 층 칩, 이어서 1807 g의 수지-함침된 코어 층 칩, 이어서 452 g의 수지-함침된 표면 층 칩을 56.5 x 44 cm 주형 내에 산포시키고 주위 조건 하에 예비-프레싱하였다(0.4 N/cm2). 이어서, 이에 따라 수득된 예비-프레싱된 칩 매트를 주형으로부터 떼어내고 핫 프레스로 옮기고 16 mm의 두께로 프레싱하여 칩 보드를 수득하였다(프레스 플레이트의 온도 210℃, 최대 압력: 4 N/mm2, 프레싱 시간 96초, 128초 또는 160초, 보드 두께를 프레스 내에 삽입된 2개의 강철 간격 스트립에 의해 조정함)).
[표 1]
3층화된 칩 보드, 16 mm, 코어 층 내의 결합제: Kaurit 글루 350: 9 중량%(고체/건조 목재), 소정 표면 층, 표면 층 내의 결합제의 양: 6 중량%(고체/건조 목재)
놀랍게도, 표면 층 내에 과량의 폴리라이신을 갖는 본 발명에 따른 보드는 탁월한 내부 결합력 및 매우 낮은 폼알데히드 방출량을 제공한다.
실시예 3
고주파 프레스에서의 프레싱에 의한 10 mm 단일층 칩 보드
비교 실시예 3-1에 대한 수지-함침된 칩의 제조(글루의 양: 6 중량%)
혼합기에서, 32.0 g의 물을 1분 내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 73.8 g의 Kaurit 글루 340(65%의 고체 함량), 1.44 g의 암모늄 설페이트 및 22.1 g의 물의 혼합물을 1분 내에 상기 혼합물에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
비교 실시예 3-1에 대한 수지-함침된 칩의 제조(글루의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 123 g의 Kaurit 글루 340(65%의 고체 함량), 2.40 g의 암모늄 설페이트 및 36.8 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
비교 실시예 3-2에 대한 수지-함침된 칩의 제조(글루의 양: 6 중량%)
혼합기에서, 32.0 g의 물을 1분 내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 37.0 g의 L-라이신, 12.0 g의 글루코스 모노하이드레트 및 47.0 g의 물의 혼합물을 1분 내에 상기 혼합물에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
비교 실시예 3-2에 대한 수지-함침된 칩의 제조(글루의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 61.6 g의 L-라이신, 20.0 g의 글루코스 모노하이드레트 및 78.4 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-3에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 6 중량%)
혼합기에서, 32.0 g의 물을 1분 내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 74.0 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 12.0 g의 글루코스 모노하이드레트 및 10.0 g의 물의 혼합물을 1분 내에 상기 혼합물에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-3에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 123 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 20.0 g의 글루코스 모노하이드레트 및 16.9 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-4에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 6 중량%)
혼합기에서, 32.0 g의 물을 1분 내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 74.0 g의 폴리라이신-3 용액(물 중 50 중량%), 12.0 g의 글루코스 모노하이드레트 및 10.0 g의 물의 혼합물을 1분 내에 상기 혼합물에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-4에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 123 g의 폴리라이신-3 용액(물 중 50 중량%), 20.0 g의 글루코스 모노하이드레트 및 16.9 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-5에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 6 중량%)
혼합기에서, 32.0 g의 물을 1분 내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 74.0 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 11.0 g의 프럭토스 및 11.0 g의 물의 혼합물을 1분 내에 상기 혼합물에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-5에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 123 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 18.4 g의 프럭토스 및 18.5 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-6에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 88.0 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 19.6 g의 글루코스 모노하이드레트, 18.0 g의 프럭토스 및 34,4 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-7에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 96.0 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 17.4 g의 글루코스 모노하이드레트, 16.0 g의 프럭토스 및 30.6 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
실시예 3-8에 대한 수지-함침된 칩의 제조(결합제의 양: 10 중량%)
혼합기에서, 120 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 10.9 g의 글루코스 모노하이드레트, 10.0 g의 프럭토스 및 19.1 g의 물의 혼합물을 1분 이내에 816 g(800 g의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(2.0%의 수분 함량)에 혼합하면서 분무하였다. 분무의 완료 후, 혼합기 내에서의 혼합을 15초 동안 계속하였다.
고주파 프레스에서의 칩 보드에 대한 수지-함침된 칩의 프레싱(실시예 3-1* 내지 3-8)
수지-함침 직후, 610 g의 수지-함침된 칩을 30 x 30 cm로 산포시키고 주위 조건 하에 예비-프레싱하였다(0.4 N/mm2). 이어서, 이에 따라 수득된 예비-프레싱된 칩 매트를 주형으로부터 떼어 내었다. 모니터링을 위해, 온도 센서(GaAs 칩)을 예비-프레싱된 칩 매트의 중심에 도입하였다. 이어서, 부직물 분리기(nonwoven separator)를 예비-프레싱된 칩 매트의 상부 면 및 하부 면에 제공하였다. 예비-프레싱된 칩 매트를 Hoefer Presstechnik GmbH로부터의 HLOP 170 프레스에 삽입함으로써, 자작 나무 합판(두께 6 mm)을 상기 매트의 각각의 면 상의 부직물 분리기와 프레스 플레이트 사이에 위치시켰다. 이어서, 예비-프레싱된 칩 매트를 프레스 내에서 2초의 기간 내에 10 mm의 두께로 압착한 후, 고주파 전기장(27.12 MHz, 애노드(anode) 전류: 2.5 A)을 인가하는 동안, 프레스를 폐쇄하여 유지하였다. 프레싱된 매트의 중심에서 표적 온도 130℃ 또는 150℃("HF 온도")에 도달하였을 때, 프레스를 개방하였다.
[표 2]
단일층 칩 보드, 10 mm, 고주파 프레스에서 프레싱됨
실시예 4
고주파 프레스에서의 프레싱에 의한 3층화된 16 mm 칩 보드
수지-함침된 코어 층 칩의 제조(실시예 4-1 내지 4-4)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2(물 중 50 중량%), 40.5 g의 프럭토스, 44.2 g의 글루코스 모노하이드레트 및 77.3 g의 물의 혼합물을 5.58 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(수분 함량 3.4%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 4-1)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 162 g 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 4-2)
혼합기에서, 389 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 259 g의 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 4-3)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-3 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 162 g의 탄수화물 용액 CS를 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 4-4)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%)을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 162 g의 자일로스 용액(물 중 50 중량%)을 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
칩 보드에 대한 수지-함침된 칩의 프레싱(실시예 4-1 내지 4-4)
수지-함침 직후, 452 g의 수지-함침된 표면 층 칩, 이어서 1780 g의 수지-함침된 코어 층 칩, 이어서 452 g의 수지-함침된 표면 층 칩을 56.5 x 44 cm 주형 내에 산포시키고 주위 조건 하에 예비-프레싱하였다(0.4 N/cm2). 이어서, 이에 따라 수득된 예비-프레싱된 칩 매트를 주형으로부터 떼어 내었다. 모니터링을 위해, 온도 센서(GaAs 칩)을 예비-프레싱된 칩 매트의 중심에 도입하였다. 이어서, 부직물 분리기를 예비-프레싱된 칩 매트의 상부 면 및 하부 면에 제공하였다. 예비-프레싱된 칩 매트를 Hoefer Presstechnik GmbH로부터의 HLOP 170 프레스에 삽입함으로써, 자작 나무 합판(두께 6 mm)을 상기 매트의 각각의 면 상의 부직물 분리기와 프레스 플레이트 사이에 위치시켰다. 이어서, 예비-프레싱된 칩 매트를 프레스 내에서 2초의 기간 내에 16 mm의 두께로 압착한 후, 고주파 전기장(27.12 MHz, 애노드 전류: 2.7 A)을 인가하는 동안, 프레스를 폐쇄 상태로 유지하였다. 프레싱된 매트의 중심에서 표적 온도 130℃ 또는 150℃("HF 온도")에 도달하였을 때, 프레스를 개방하였다.
[표 3]
3층화된 칩 보드, 16 mm, 코어 층 내의 결합제: 폴리라이신-2/글루코스/프럭토스 = 75:12.5:12.5, 코어 층 내의 결합제의 양: 6 중량%(고체/건조 목재), 소정 표면 층, 표면 층 내의 결합제의 양: 6 중량%(고체/건조 목재), 고주파 프레스에서 프레싱됨
실시예 5
추가적인 우레아를 갖는 3층화된 16 mm 칩 보드
수지-함침된 코어 층 칩의 제조(실시예 5-1 내지 5-8)
혼합기에서, 748 g의 Kaurit 글루 350(65%의 고체 함량) 및 22.4 g의 암모늄 설페이트의 혼합물을 5.58 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 코어 층 칩(수분 함량 3.4%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 95.0 g의 물을 상기 혼합물 위에 혼합하면서 분무하여 수지-함침된 칩의 최종 수분을 조정하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-1)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 81.0 g의 프럭토스 및 81.0 g의 물의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-2)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 162 g의 우레아, 81.0 g의 프럭토스 및 81.0 g의 물의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-3)
혼합기에서, 486 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 81 g의 우레아, 81.0 g의 프럭토스 및 81.0 g의 물의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-4)
혼합기에서, 564 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 162 g의 우레아, 42.1 g의 프럭토스 및 42.1 g의 물의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-5)
혼합기에서, 564 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%),81 g의 우레아, 42.1 g의 프럭토스 및 42.1 g의 물의 혼합물을 5.67 g(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-6)
혼합기에서, 356 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 162 g의 우레아, 146 g의 프럭토스 및 146 g의 물의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(실시예 5-7)
혼합기에서, 356 g의 폴리라이신-2 용액(물 중 50 중량%), 81 g의 우레아, 146 g의 프럭토스 및 146 g의 물의 혼합물을 5.67 g(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
수지-함침된 표면 층 칩의 제조(비교 실시예 5-8*)
혼합기에서, 748 g의 Kaurit 글루 350(65%의 고체 함량), 14.6 g의 암모늄 설페이트 및 80.0 g의 물의 혼합물을 5.67 kg(5.40 kg의 건조 중량)의 가문비나무 표면 층 칩(수분 함량 5.0%) 위에 혼합하면서 분무하였다. 이어서, 혼합을 3분 동안 계속하였다.
칩 보드에 대한 수지-함침된 칩의 프레싱(실시예 5-1 내지 5-8*)
수지-함침 직후, 452 g의 수지-함침된 표면 층 칩, 이어서 1807 g의 수지-함침된 코어 층 칩, 이어서 452 g의 수지-함침된 표면 층 칩을 56.5 x 44 cm 주형 내에 산포시키고 주위 조건 하에 예비-프레싱하였다(0.4 N/cm2). 이어서, 이에 따라 수득된 예비-프레싱된 칩 매트를 주형으로부터 떼어내고 핫 프레스로 옮기고 16 mm의 두께로 프레싱하여 칩 보드를 수득하였다(프레스 플레이트의 온도 210℃, 최대 압력: 4 N/mm2, 6 s/mm 또는 8 s/mm의 프레싱 시간 인자에 상응하는 96초 또는 128초(보드 두께는 프레스 내에 삽입된 2개의 강철 간격 스트립에 의해 조정함)).
[표 4]
3층화된 칩 보드, 16 mm, 코어 층 내의 결합제: Kaurit 글루 350: 9 중량%(고체/건조 목재), 소정 표면 층 내의 결합제, 표면 층 내의 결합제의 양(성분 A1 + B1): 6 중량%
성분 A2로서 우레아의 추가는 폼알데히드 방출량을 더욱 감소시킨다.

Claims (16)

  1. a) 아미노산 중합체(들) A1을 포함하는 성분 A; 및
    b) 펜토스, 헥소스, 및 펜토스 및/또는 헥소스의 이당류(disaccharide), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 B1을 포함하는 성분 B
    를 포함하는 결합제 조성물로서,
    상기 아미노산 중합체(들) A1이 800 g/mol 이상 10,000 g/mol 이하의 전체 중량 평균 분자량 Mw,total을 갖고,
    상기 결합제 조성물이 상기 아미노산 중합체(들) A1 및 성분 B1의 전체 중량을 기준으로 55 중량% 이상의 상기 아미노산 중합체(들) A1을 포함하는, 결합제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    탄수화물이 글루코스, 프럭토스, 자일로스, 수크로스 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 결합제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    아미노산 중합체(들) A1이 폴리라이신(들)이거나, 이를 포함하는, 결합제 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 A가 추가 성분 A2로서 우레아 및/또는 우레아 유도체(들)을 포함하고/하거나, 성분 B가 추가 성분 B2로서 우레아 및/또는 우레아 유도체(들)을 포함하는, 결합제 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 성분을 반응시킴으로써 수득가능하거나 수득되는 반응된 결합제 조성물.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 조성물을 포함하는 조성물 키트로서, 성분(들) A 및 B가 개별적으로 저장되는, 조성물 키트.
  7. 복수의 리그노셀룰로스 피스(lignocellulosic piece), 및
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 조성물 또는 제5항에 따른 반응된 결합제 조성물
    을 포함하는 리그노셀룰로스 복합 물품.
  8. 제7항에 있어서,
    리그노셀룰로스 피스의 전체 오븐-건조 중량을 기준으로 총 3 내지 15 중량%의 성분 A 및 B가 리그노셀룰로스 복합 물품의 제조에 사용되는, 리그노셀룰로스 복합 물품.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    합판(ply wood), 배향된 스트랜드 보드(oriented strand board), 칩 보드(chip board) 및/또는 섬유 보드인 리그노셀룰로스 복합 물품.
  10. 하나 이상의 코어 층 및 하나 이상의 표면 층을 포함하는 다층 파티클 보드(multi-layer particle board)로서,
    표면 층이 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 조성물 또는 제5항에 따른 반응된 결합제 조성물을 포함하고,
    코어 층이 우레아/포름알데히드 결합제, 페놀/포름알데히드 결합제, 멜라민/우레아/포름알데히드 결합제, PMDI 결합제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합제를 포함하는, 다층 파티클 보드.
  11. 제10항에 있어서,
    EN717-2에 따라 측정될 때 포름알데히드 방출량이 2.0 mg/m2h 미만인, 다층 파티클 보드.
  12. 코어와 적어도 하나의 상부 표면 층 및 하나의 하부 표면 층을 갖는 단일층화된 리그노셀룰로스-기반 보드 또는 다층화된 리그노셀룰로스-기반 보드인 리그노셀룰로스 복합 물품의 회분식(batchwise) 또는 연속식 제조를 위한 공정으로서,
    a) 각각의 층에 대해 리그노셀룰로스 피스를 결합제 조성물과 혼합하는 단계로서, 단일층 보드에서는 상기 단일층이 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 조성물을 포함하고, 다층 보드에서는 적어도 하나의 상부 표면 층 및 하나의 하부 표면 층이 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 조성물을 포함하는, 단계;
    b) 개별 층의 혼합물을 층별 산포(layer-by-layer scattering)시킴으로써 매트(mat)를 형성하는 단계; 및
    c) 상기 매트를 보드에 대해 80 내지 300℃의 온도 및 1 내지 100 bar의 압력에서 프레싱(pressing)하는 단계, 또는
    c') 상기 매트를 보드에 대해 80 내지 200℃의 온도 및 0.1 내지 100 bar의 압력에서 프레싱하는 단계로서, 프레싱 동안 상기 매트의 중심(center)에서 80 내지 200℃가 도달될 때까지 고주파 전기장을 인가하는 단계
    를 포함하는 공정.
  13. 제12항에 있어서,
    코어 층이, 우레아/포름알데히드 결합제, 페놀/포름알데히드 결합제, 멜라민/우레아/포름알데히드 결합제, PMDI 결합제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합제를 포함하는, 공정.
  14. 제13항에 있어서,
    단계 c) 또는 c')에서 수득된 보드가 EN717-2에 따라 측정될 때 2.0 mg/m2h 미만의 포름알데히드 방출량을 갖는, 공정.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 a)에서, 리그노셀룰로스 피스에, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 결합제 조성물의 성분 A 및 B 둘 다, 또는 제8항에 정의된 조성물 키트의 성분 A 및 B 둘 다를,
    a1) 서로 개별적으로, 또는
    a2) 혼합물로서
    첨가하는, 공정.
  16. 리그노셀룰로스 피스가 목재(wood)로부터 제조되는, 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 공정, 및/또는 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 리그노셀룰로성 복합 물품, 및/또는 제10항 또는 제11항에 따른 다층 파티클 보드.
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