KR20240023434A - 분쇄된 멜라민 폼 입자를 사용하는 멜라민 수지 폼의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하는 단계를 포함하는 멜라민 수지 폼의 제조 방법으로서, 상기 혼합물 M은 멜라민 수지 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 것인 제조 방법, 뿐만 아니라 멜라민 수지 폼 스크랩의 재활용 방법을 제공한다.

Description

분쇄된 멜라민 폼 입자를 사용하는 멜라민 수지 폼의 제조 방법
본 발명은 분쇄된 멜라민 폼 입자를 사용하는 멜라민 수지 폼의 제조 방법 뿐만 아니라 이 방법에 의해 얻을 수 있는 멜라민 수지 폼에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 멜라민 수지 폼 스크랩의 재활용 방법에 관한 것이다.
WO 2010/039574는 멜라민 폼 섬유 및 포름알데히드 스캐빈저를 포함하는 액체 경질 표면 세정 조성물에 관한 것이다.
CN 103030924 A는 가요성 및 압축 강도와 같은 기계적 특성이 개선된 섬유 재료 변성 멜라민 포름알데히드 폼을 개시한다. 섬유 재료, 예컨대 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 탄소 섬유 또는 면 섬유는 수지 용액의 중합 전에 0.2-10 중량%의 포름알데히드 용액 및 멜라민에 첨가된다.
DE 10 2007 009 127 A1은 0.5 내지 50 중량%의 섬유상 충전제, 예컨대 멜라민 섬유를 포함하여 오픈 셀(open cell) 폼의 기계적 특성, 특히 압축 강도를 증가시키는, 아미노 수지를 기반으로 한 오픈 셀 폼에 관한 것이다.
WO 2011/061178은 40 중량% 내지 85 중량%의 오픈 셀 중합체 폼 및 가요성 외층을 갖는 15 중량% 내지 60 중량%의 중공형 마이크로비드를 포함하는, 약 300 내지 1600 Hz의 주파수 범위에서 개선된 흡음 및 방음 특성을 갖는 멜라민 수지 폼에 관한 것이며, 여기서 중공형 마이크로비드의 D50 값은 중합체 폼 및 중공형 마이크로비드의 총 중량을 기준으로 적어도 70 ㎛ 및 최대 250 ㎛이다. 멜라민 수지 폼은 팽창성 중공형 마이크로비드를 포함하는 액체 분산액으로 함침된다.
WO 2009/021963은 무기 나노입자를 포함하는 멜라민-포름알데히드 축합 생성물을 기반으로 하는 연마성 폼의 제조 방법에 관한 것이며, 하기 단계를 포함한다: (1) 제조되는 폼의 예비축합물 및 무기 나노입자를 포함하는 용액 또는 분산액을 제조하는 단계, (2) 단계 (1)로부터의 용액 또는 분산액을 가열하여 예비축합물을 발포시켜 무기 나노입자를 포함하는 폼을 얻는 단계, 및 적용 가능한 경우 (3) 단계 (2)에서 수득된 폼을 템퍼링하여, 섬세한 표면을 연마할 때 마모를 증가시는 단계.
US 8 937 106 B2는 나노다공성 입자로 충전된 오픈 셀 폼, 특히 열 전도성 및 흡음성이 개선된 에어로겔 또는 에어로실(aerosil)에 관한 것이다. 제1 실시양태에서, 멜라민 수지 폼은 나노다공성, 바람직하게는 무기 입자로 함침된다. 제2 실시양태에서, 나노다공성 과립상 입자는 발포 전에 멜라민-포름알데히드 예비축합물과 혼합된다.
CN 112 795 053 A는 멜라민 포름알데히드 수지 폐기물의 재활용 방법 및 이로부터의 난연제의 제조를 개시한다.
EP 2 703 074 A1은 기계적 및 음향적 특성의 개선된 조합을 갖는 멜라민 수지 폼을 제조하고 성형품을 제조하는 방법을 개시한다.
본 발명의 목적은 멜라민 수지 폼 스크랩의 재활용 방법을 제공하는 것이다. 특히, 멜라민 폼 스크랩을 재활용하여 저밀도에서 개선된 세정 거동 및 흡음성을 갖는 멜라민 수지 폼을 제조해야 한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하는 단계를 포함하는 멜라민 수지 폼의 제조 방법을 제공하며, 상기 혼합물 M은 멜라민 수지 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제를 포함한다.
멜라민 폼 입자는 멜라민 수지 폼 스크랩을 밀링함으로써 얻을 수 있다. 바람직하게는 멜라민 폼 입자는 2단계 공정으로 밀링된다. 제1 단계에서 멜라민 수지 폼 블록은 폼 플레이크로 밀링된다. 폼 플레이크의 최대 치수는 바람직하게는 2 내지 5 cm 범위이다. 제2 단계에서 폼 플레이크는 폼 입자로 추가로 밀링된다. 폼 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 1 내지 250 ㎛의 범위이다.
바람직한 실시양태에서, 멜라민-수지 폼 입자는 1 내지 250 ㎛; 보다 바람직하게는 10 내지 200 ㎛; 가장 바람직하게는 25 내지 150 ㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 평균 입자 크기는 이미지 분석 또는 체질(sieving)과 결합된 광학 또는 전자 현미경을 통해 측정된 수평균 D10, D50 및 D90 값을 갖는 입자 크기 분포로서 결정될 수 있다. 체질은 에어 제트 체를 사용하여 수행될 수 있다. 바람직하게는, 광학 현미경에 의해 측정된 멜라민 수지 입자 크기의 총 분포의 D90 수는 150 ㎛ 미만, 보다 바람직하게는 125 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 50 ㎛ 내지 110 ㎛이다. 입자의 90%는 D90 값 미만의 직경을 갖는다. 입자의 50%는 중간 직경 D50보다 직경이 더 작고, 입자의 50%는 중간 직경 D50보다 큰 직경을 갖는다.
바람직한 실시양태에서, 멜라민 수지 폼 입자는 10 내지 500 kg/m3; 보다 바람직하게는 15 내지 250 kg/m3; 가장 바람직하게는 20 내지 150 kg/m3 범위의 부피 밀도(bulk density)를 갖는다.
바람직한 실시양태에서, 멜라민 수지 폼 입자 대 멜라민-포름알데히드 예비축합물의 중량비는 0.01/100 내지 50/100 범위; 보다 바람직하게는 0.1/100 내지 25/100 범위; 가장 바람직하게는 0.5/100 내지 10/100 범위이다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 멜라민 수지 폼의 밀도는 바람직하게는 5 내지 30 kg/m3의 범위, 보다 바람직하게는 8 내지 20 kg/m3의 범위이다.
멜라민 폼은 WO 2009/021963에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 바람직하게는 멜라민 수지 폼 입자는 분말 형태로 또는 수용액 중에서 적어도 하나의 멜라민 수지와 사전 혼합된다. 이 멜라민 수지 예비혼합물에 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제를 첨가하여 수성 혼합물 M을 형성한다. 멜라민 수지 폼은 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포시킴으로써 수득된다. 멜라민 수지 폼은 120∼300℃의 온도에서 템퍼링될 수 있다.
멜라민/포름알데히드 예비축합물은 별도로 제조될 수 있거나 2개의 성분, 멜라민 및 포름알데히드의 상업적으로 입수가능한 예비축합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는 5:1 내지 1.3:1, 보다 바람직하게는 3.5:1 내지 1.5 내지 1 범위의 멜라민 대 포름알데히드의 몰비를 갖는 멜라민-포름알데히드 예비축합물이 사용된다. 바람직하게는 수평균 분자량 Mn은 200 g/mol 내지 1000 g/mol 범위이다. 변형되지 않은 멜라민/포름알데히드 예비축합물이 바람직하다.
음이온성, 양이온성 및 비이온성 계면활성제 및 또한 이들의 혼합물은 분산제/유화제로서 사용될 수 있다.
유용한 음이온성 계면활성제는 예를 들어 디페닐렌 옥사이드 술포네이트, 알칸 및 알킬벤젠술포네이트, 알킬나프탈렌술포네이트, 올레핀술포네이트, 알킬 에테르 술포네이트, 지방 알코올 술페이트, 에테르 술페이트, α-술포 지방산 에스테르, 아실아미노알칸술포네이트, 아실 이세티오네이트, 알킬 에테르 카르복실레이트, N-아실사르코시네이트, 알킬 및 알킬에테르 포스페이트를 포함한다. 유용한 비이온성 계면활성제는 알킬페놀 폴리글리콜 에테르, 지방 알코올 폴리글리콜 에테르, 지방산 폴리글리콜 에테르, 지방산 알칸올아미드, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 블록 공중합체, 아민 옥사이드, 글리세롤 지방산 에스테르, 소르비탄 에스테르 및 알킬폴리글리코시드를 포함한다. 유용한 양이온성 유화제는 예를 들어 알킬트리암모늄 염, 알킬벤질디메틸암모늄 염 및 알킬피리디늄 염을 포함한다.
분산제/유화제는 멜라민-포름알데히드 예비축합물을 기준으로 0.2 중량% 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
바람직하게는 혼합물 M은 50 내지 90 중량%의 적어도 하나의 음이온성 계면활성제와 10 내지 50 중량%의 적어도 하나의 비이온성 계면활성제의 혼합물을 포함하는 계면활성제 혼합물을 포함하며, 여기서 중량 백분율은 각각 계면활성제 혼합물의 총 중량을 기준으로 한다.
경화제로서, 멜라민 수지의 추가 축합을 촉매하는 산성 화합물을 사용하는 것이 가능하다. 이들 경화제의 양은 일반적으로 예비축합물을 기준으로 0.01 중량% 내지 20 중량% 범위, 바람직하게는 0.05 중량% 내지 5 중량% 범위이다. 유용한 산성 화합물은, 예를 들어 염산, 황산, 인산, 질산, 포름산, 아세트산, 옥살산, 톨루엔 술폰산, 아미도 술폰산, 산 무수물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기산 및 무기산을 포함한다. 바람직하게는 포름산이 경화제로서 사용된다.
혼합물은 적어도 하나의 발포제를 추가로 포함한다. 유용한 물리적 발포제는 예를 들어 탄화수소, 예컨대 펜탄, 헥산, 할로겐화, 보다 구체적으로는 염소화 및/또는 불소화, 탄화수소, 예를 들어 염화메틸렌, 클로로포름, 트리클로로에탄, 클로로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본(HCFC), 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n 프로판올 또는 이소프로판올, 에테르, 케톤 및 에스테르, 예를 들어 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 메틸 아세테이트 또는 에틸 아세테이트를 액체 형태 또는 공기로, 질소 또는 이산화탄소를 기체로 포함한다.
혼합물 중의 발포제의 양은 일반적으로 발포제의 원하는 밀도에 따라 달라진다. 바람직하게는, 멜라민-포름알데히드 예비축합물에 대한 양은 폼의 밀도가 5 내지 15 kg/m3, 보다 바람직하게는 6 내지 12 kg/m3인 양으로 선택된다. 발포제는 바람직하게는 멜라민-포름알데히드 예비축합물을 기준으로 0.5 중량% 내지 60 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 1.5 중량% 내지 30 중량%의 양으로 혼합물에 존재한다. 0∼80℃의 비등점을 갖는 물리적 발포제를 첨가하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 펜탄이 발포제로서 사용된다.
예비축합물은 일반적으로 멜라민-포름알데히드 예비축합물의 현탁액을 가열하여 발포된 물질을 얻음으로써 발포된다.
에너지의 도입은 바람직하게는 전자기 방사선을 통해, 예를 들어 0.2 내지 100 GHz, 바람직하게는 0.5 내지 10 GHz의 주파수 범위에서 사용되는 혼합물의 킬로그램당 5 내지 400 kW, 바람직하게는 5 내지 200 kW, 보다 바람직하게는 9 내지 120 kW의 고주파 방사선을 통해 수행될 수 있다. 마그네트론은 유전체 방사선의 유용한 공급원이며, 하나의 마그네트론을 사용하거나 동시에 2개 이상의 마그네트론을 사용할 수 있다.
제조된 발포 재료는 최종적으로 건조되어 폼으로부터 잔류수 및 발포제를 제거할 수 있다. 건조는 바람직하게는 40 내지 200℃, 특히 바람직하게는 100 내지 150℃ 범위의 온도에서 일정한 중량까지 건조 오븐에서 수행된다. 기재된 공정은 임의의 원하는 형상의 크기로 절단될 수 있는 발포 재료의 블록 또는 슬래브를 제공한다.
바람직하게는, 상기 방법은 멜라민 수지 폼 스크랩, 바람직하게는 원하는 사양을 벗어나는 특성으로 제조된 생산 플랜트로부터의 멜라민 수지 폼의 재활용에 사용된다. 본 발명의 추가의 주제는 하기 단계를 포함하는 멜라민 수지 폼을 재활용하는 방법이다:
a) 멜라민 수지 폼 스크랩을 2∼5 cm 범위의 최대 치수를 갖는 폼 플레이크로 밀링하는 단계,
b) 단계 a)로부터의 폼 플레이크를, 광학 현미경 또는 체질에 의해 결정된 150 ㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 폼 입자로 밀링하는 단계,
c) 단계 b)로부터의 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제로부터 수성 혼합물 M을 형성하는 단계,
d) 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하여 멜라민 수지 폼을 생성하는 단계, 및
e) 임의로 단계 d)에서 수득된 멜라민 수지 폼을 120∼300℃의 온도에서 템퍼링하는 단계.
본 발명의 추가의 주제는 본 발명의 방법에 따라 얻을 수 있는 멜라민 수지 폼이다. 멜라민 수지 폼 입자는 멜라민 폼을 통해 균질하게 분포된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 멜라민 수지 폼은 하기 방법에 의해 후처리될 수 있다:
1. 더 높은 밀도, 더 나은 내구성 및 세정 거동을 갖는 폼을 얻기 위한 열압축.
2. 더 낮은 수분 흡수성을 갖는 폼을 얻기 위한 소수화(hydrophobation) 및
3. 화재시 FST 특성(화염, 연기, 독성)을 개선하기 위한 난연제의 함침.
연질, 미경화 멜라민-포름알데히드 발포 재료를 압축하는 단계 및 수득된 발포 재료를 경화 및 건조시키는 단계를 포함하는, 멜라민-포름알데히드 수지를 기준으로 하는 이방성 기계적 특성을 갖는 탄성 압축 발포 재료를 제조하는 방법은 WO 2011/134778에 기재되어 있다.
플루오로카본 수지 및/또는 규소 수지의 함침에 의한 친수화(hydrophilization) 및 실리케이트, 보레이트, 히드록시드 또는 포스페이트와 같은 난연성 물질의 함침은 WO 2007/023118에 기재된 바와 같이 달성될 수 있다.
바람직하게는 멜라민 수지 폼의 밀도는 5 내지 15 kg/m3, 보다 바람직하게는 6 내지 12 kg/m3 범위이다.
본 발명에 따라 제조된 멜라민 수지 폼의 멜라민 수지 폼은 방음 및/또는 단열에 또는 세정용, 연마용 또는 광택용 스펀지에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멜라민 수지 폼의 현미경 사진이다.
입자는 이전의 셀룰러 스트럿 망상구조의 단편이며 각각의 형상(스트럿 및 노드)을 나타낸다. 발포 공정에서 입자는 MF 수지에 의해 습윤되고 다공성 또는 조밀한 하부 구조를 형성할 수 있다(REM 사진).
실시양태
본 발명은 하기 실시양태를 포함하며, 이들은 실시양태의 특정 조합을 포함한다.
1. 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하는 단계를 포함하는, 멜라민 수지 폼을 제조하는 방법으로서, 상기 혼합물 M은 멜라민 수지 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 것인 제조 방법.
2. 실시양태 1에 있어서, 멜라민-수지 폼 입자는 현미경법에 의해 결정된 150 ㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것인 제조 방법.
3. 실시양태 1 또는 2에 있어서, 멜라민 수지 폼 입자는 10 내지 500 kg/m3 범위의 부피 밀도를 갖는 것인 제조 방법.
4. 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 멜라민 수지 폼 입자 대 멜라민-포름알데히드 예비축합물의 중량비는 1/100 내지 10/100의 범위인 제조 방법.
5. 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 혼합물 M은 50 내지 90 중량%의 적어도 하나의 음이온성 계면활성제 및 10 내지 50 중량%의 적어도 하나의 비이온성 계면활성제의 혼합물을 포함하는 계면활성제 혼합물을 포함하며, 여기서 중량 퍼센트는 각각 계면활성제 혼합물의 총 중량을 기준으로 하는 것인 제조 방법.
6. 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 포름산이 경화제로서 사용되는 것인 제조 방법.
7. 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 펜탄이 발포제로서 사용되는 것인 제조 방법.
8. 멜라민 수지 폼의 재활용 방법으로서, 밀링된 멜라민 수지 폼 스크랩이 실시양태 1에 따른 방법의 멜라민 수지 폼 입자로서 사용되는 것인 방법.
9 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 멜라민 수지 폼의 밀도는 5 내지 30 kg/m3의 범위인 방법.
8. a) 멜라민 수지 폼 스크랩을 2∼5 cm 범위의 최대 치수를 갖는 폼 플레이크로 밀링하는 단계,
b) 단계 a)로부터의 폼 플레이크를 150 ㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 폼 입자로 밀링하는 단계,
c) 단계 b)로부터의 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제로부터 수성 혼합물 M을 형성하는 단계,
d) 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하여 멜라민 수지 폼을 생성하는 단계, 및
e) 임의로 단계 d)에서 수득된 멜라민 수지 폼을 120∼300℃의 온도에서 템퍼링하는 단계
를 포함하는 멜라민 수지 폼의 재활용 방법.
9. 실시양태 1 내지 9 중 어느 하나의 방법에 의해 얻을 수 있는 멜라민 수지 폼.
10. 방음 및/또는 단열을 위한 또는 세정용, 연마용 또는 광택용 스펀지를 위한, 실시양태 9에 따른 멜라민 수지 폼의 용도.
실시예
이하에서, 본 발명은 보다 상세하고 구체적으로 실시예와 관련하여 설명되지만, 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다.
측정 방법:
램(ram) 압력 값[N]:
멜라민 수지 폼의 기계적 품질을 평가하기 위한 램 압력 측정을 모두 다음과 같이 수행하였다. 직경 8 mm, 높이 10 cm의 원통형 램을, 직경 11 cm, 높이 5 cm의 원통형 샘플 내로, 샘플이 인열될 때까지 90% 각도로 발포 방향으로 압착하였다. 인열력[N]은, 이하에서 램 압력 값이라고도 지칭되며, 폼의 품질에 관한 정보를 제공한다.
세정 시험:
100 mL 2-프로판올 중 6g Physioderm Creme 100, Physioderm과 0.2 g Active Char(Aktivkohle, gekoernt, reinst 1.5 mm), Merck의 혼합물로 이루어진 지질 에멀션을, 필름 두께가 ~400 ㎛인 세라믹 타일 상에 ~80 mm 줄무늬로 도포하고 160℃에서 15분 동안 건조하였다. 멜라민-수지 폼 표본(기하구조: 140 mm×80 mm×30 mm)을 10초 동안 물 속에 넣고, 이어서 손으로 압착(squeeze)하였다. 평가 기준: 2 cm 폭의 먼지막 코팅을 제거하기 위해 필요한 습식 폼 표본의 매뉴얼 허브(업 + 다운 = 1 허브)의 수. 허브가 적게 필요할수록 세정 효능이 우수하다.
흡음도
임피던스 튜브 및 30 mm 두께 100 mm 직경의 멜라민-수지 폼 샘플을 사용하여 ISO 10534-2에 따라 흡음도를 측정하였다. 1250 Hz에서의 흡수 값이 주어진다(1.000의 값 = 흡수 100%)
사용된 재료:
MF 평균 분자량(수평균) M이 350 g/mol이고, 멜라민:포름알데히드의 몰비가 1:3인 멜라민-포름알데히드 예비축합물로서, 멜라민 외에는 추가의 열경화성 형성제를 포함하지 않고 포름알데히드 외에는 추가의 알데히드를 포함하지 않고, 설파이트기를 포함하지 않는 멜라민-포름알데히드 예비축합물.
T1 C12/C14-알킬 설페이트, 나트륨 염.
T2 선형 포화 C16/C18 지방 알코올로 제조된 알킬 폴리에틸렌 글리콜 에테르.
MF-P 밀링된 멜라민-포름알데히드 폼 입자(평균 입자 크기 60∼120 ㎛, 부피 밀도 27 g/L))
입자 크기 분포의 측정:
입자 크기 분포를 Olympus BX 60을 사용하는 광학 현미경 측정으로 측정하였다. 모든 샘플에 대해 100개의 개별 입자를 측정하였다. 결과 데이터를 총 수 분포 D10, D50 및 D90으로 계산하였다. 입자의 90%는 D90 값 미만의 직경을 갖는다. 입자의 50%는 중앙 직경 D50보다 직경이 더 작고, 50%는 중앙 직경 D50보다 큰 직경을 갖는다.
입자 크기 분포를 다음 조건에서 에어 제트 체 ALPINE Luftstrahlsieb® 200 LS-N으로 측정하였다:
샘플 중량: 10 g
체: 125, 90 및 60 ㎛
진공(체 아래): 40 mbar
기류 속도: 50 m3/h
멜라민-포름알데히드 폼 입자 MF-P1의 제조:
멜라민-포름알데히드 폼 블록(Basotect®)을 절삭 밀 Pallmann PS 3.5로 실험실 규모에서 폼 플레이크(10∼100 mm)로 분쇄하고 15 mm의 정사각형 전체를 통해 체질하였다. 플레이크는 절삭 밀 Retsch SM 2000에 의해 추가로 절삭되었고, Condidur 체 1 mm를 통해 중력에 의해 체질되었다. 처리량은 시간당 1.4 kg이었다. 현미경에 의해 측정된 입자 크기는 60∼100 ㎛였다. 에어 제트 체에 의해 결정된 입자 크기 분포를 표 1에 요약한다.
멜라민-포름알데히드 폼 입자 MF-P2의 제조:
멜라민-포름알데히드 폼 블록(Basotect®)을 절삭 밀 Pallmann PS 3.5로 폼 플레이크(10∼100 mm)로 분쇄하고 15 mm의 정사각형 전체를 통해 체질하였다. 플레이크를 수동으로 투여하고, 절삭 밀 Netzsch, SecoMy 37(회전 속도: 1072 min-1, 엔진 출력 37 kW)로 생산 규모에서 추가로 절삭하고, 315 m 체를 통해 체질하였다. 처리량은 시간당 300 kg이었다. 현미경에 의해 측정된 입자 크기는 40∼60 ㎛였다. 현미경 및 에어 제트 체에 의해 결정된 입자 크기 분포를 표 1 및 2에 요약한다. 부피 밀도는 습도 8%(+/-1%)에서 97 kg/m3(+/-2.5 kg/m3)이었다.
멜라민-포름알데히드 폼 입자 MF-P3의 제조:
멜라민-포름알데히드 폼 블록(Basotect®)을 절삭 밀 Pallmann PS 3.5로 폼 플레이크(10∼100 mm)로 분쇄하고 15 mm의 정사각형 전체를 통해 체질하였다. 플레이크를 수동으로 투여하고, 절삭 밀 Netzsch, SecoMy 50 S(3000 min-1의 공기 분류기, 회전 속도: 1072 min-1, 엔진 출력 37 kW)로 생산 규모에서 추가로 절삭하고, 315 m 체를 통해 체질하였다. 처리량은 시간당 160 kg이었다. 현미경 및 에어 제트 체에 의해 결정된 입자 크기 분포를 표 1 및 2에 요약한다.
비교예 C1:
제1 단계에서, 멜라민-포름알데히드 예비축합물 100 중량부, MF, 물 38 중량부, 음이온성 계면활성제 T1 1.2 중량부, 비이온성 계면활성제 T2 0.3 중량부, 포름산나트륨 2.5 중량부, 포름산 3.0 중량부 및 펜탄 19.5 중량부를 20 내지 35℃의 온도에서 서로 혼합하였다. 혼합물을 폴리프로필렌의 발포 몰드에 도입하고 마이크로파 오븐에서 마이크로파로 조사하였다. 마이크로파 조사 후 얻어진 폼 바디를 200℃에서 20분 동안 공기 순환 오븐에서 어닐링하였다. 폼의 밀도는 10.2 g/L이었고, 램 압력 값은 28.0 N이었다.
비교예 C2:
제1 단계에서, 멜라민-포름알데히드 예비축합물 100 중량부, MF, 물 38 중량부, 음이온성 계면활성제 T1 1.2 중량부, 비이온성 계면활성제 T2 0.3 중량부, 포름산나트륨 2.5 중량부, 포름산 3.0 중량부 및 펜탄 17.8 중량부를 20 내지 35℃의 온도에서 서로 혼합하였다. 혼합물을 폴리프로필렌의 발포 몰드에 도입하고 마이크로파 오븐에서 마이크로파로 조사하였다. 마이크로파 조사 후 얻어진 폼 바디를 200℃에서 20분 동안 공기 순환 오븐에서 어닐링하였다. 폼의 밀도는 8.6 g/L이고, 램 압력 값은 24.9 N이었다.
실시예 1 - 4:
제1 단계에서, 멜라민-포름알데히드 예비축합물 100 중량부, MF, 멜라민-포름알데히드 폼 입자 MF-P1 2.5∼10 중량부(표 3에 따른 양), 물 38 중량부, 음이온성 계면활성제 T1 1.2 중량부, 비이온성 계면활성제 T2 0.3 중량부, 포름산나트륨 2.5 중량부, 포름산 3.0 중량부 및 펜탄 19.5 중량부를 20 내지 35℃의 온도에서 서로 혼합하였다. 혼합물을 폴리프로필렌의 발포 몰드에 도입하고 마이크로파 오븐에서 마이크로파로 조사하였다. 마이크로파 조사 후 얻어진 폼 바디를 200℃에서 20분 동안 공기 순환 오븐에서 어닐링하였다. 폼의 밀도는 약 10 g/L이었고, 램 압력 값은 20 내지 25 N이었다(표 3 참조).
실시예 5 - 8:
실시예 1∼4를 멜라민-포름알데히드 폼 입자 MF-P2를 사용하여 반복하였다. MF 예비축합물 100 부당 첨가된 MP-P2의 양 및 얻어진 폼의 특성을 표 4에 요약한다.
실시예 9 - 12:
실시예 1∼4를 멜라민-포름알데히드 폼 입자 MF-P3을 사용하여 반복하였다. MF 예비축합물 100 부당 첨가된 MP-P2의 양 및 얻어진 폼의 특성을 표 5에 요약한다.

Claims (12)

  1. 멜라민 수지 폼의 제조 방법으로서, 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하는 단계를 포함하고, 상기 혼합물 M은 멜라민 수지 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제를 포함하는 것인 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 멜라민-수지 폼 입자는 현미경법에 의해 결정된 150 ㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 것인 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 멜라민 수지 폼 입자는 10 내지 500 kg/m3 범위의 부피 밀도(bulk density)를 갖는 것인 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 멜라민 수지 폼 입자 대 멜라민-포름알데히드 예비축합물의 중량비는 0.5/100 내지 10/100의 범위인 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물 M은 50 내지 90 중량%의 적어도 하나의 음이온성 계면활성제와 10 내지 50 중량%의 적어도 하나의 비이온성 계면활성제의 혼합물을 포함하는 계면활성제 혼합물을 포함하며, 여기에서 중량 퍼센트는 각각 계면활성제 혼합물의 총 중량을 기준으로 하는 것인 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 포름산이 경화제로서 사용되는 것인 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 펜탄이 발포제로서 사용되는 것인 제조 방법.
  8. 멜라민 수지 폼의 재활용 방법으로서, 밀링된 멜라민 수지 폼 스크랩을 제1항에 따른 방법의 멜라민 수지 폼 입자로서 사용하는 것인 재활용 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 멜라민 수지 폼의 밀도는 5 내지 30 kg/m3의 범위인 방법.
  10. 멜라민 수지 폼의 재활용 방법으로서,
    a) 멜라민 수지 폼 스크랩을 2∼5 cm 범위의 최대 치수를 갖는 폼 플레이크로 밀링하는 단계,
    b) 단계 a)로부터의 폼 플레이크를, 광학 현미경 또는 체질(sieving)에 의해 결정된 150 ㎛ 미만의 D90 값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 폼 입자로 밀링하는 단계,
    c) 단계 b)로부터의 폼 입자, 적어도 하나의 멜라민-포름알데히드 예비축합물, 적어도 하나의 경화제, 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 발포제로부터 수성 혼합물 M을 형성하는 단계,
    d) 마이크로파 방사선을 사용하여 수성 혼합물 M을 가열 및 발포하여 멜라민 수지 폼을 생성하는 단계, 및
    e) 임의로 단계 d)에서 수득된 멜라민 수지 폼을 120∼300℃의 온도에서 템퍼링하는 단계
    를 포함하는, 멜라민 수지 폼의 재활용 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의해 수득 가능한 멜라민 수지 폼.
  12. 방음 및/또는 단열을 위한 또는 세정용, 연마용 또는 광택용 스펀지를 위한, 제9항에 따른 멜라민 수지 폼의 용도.
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