KR101929591B1

KR101929591B1 - 바인더 조성물 및 이를 이용한 합지방법

Info

Publication number: KR101929591B1
Application number: KR1020130160550A
Authority: KR
Inventors: 홍승민; 이송이; 김용주
Original assignee: 주식회사 케이씨씨
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2018-12-14
Also published as: KR20150072893A; JP2017500416A; JP6388949B2; CN105829476A; WO2015093916A1; CN105829476B

Abstract

본 발명은 바인더 조성물 및 이를 이용한 합지방법에 관한 것으로, 상기 바인더 조성물을 이용한 섬유상 재료의 합지방법을 제공할 수 있으며, 본 발명에 따른 바인더 조성물은 포름알데히드와 같은 위험물질을 거의 포함하고 있지 않으며, 경제적인 경화 조건을 가지며, 상기 바인더 조성물을 이용한 합지방법을 통해, 가공된 제품의 높은 내수성 및 표면 경도를 구현할 수 있다.

Description

바인더 조성물 및 이를 이용한 합지방법{Binder composition and combining method using it}

본 발명은 바인더 조성물 및 이를 이용한 합지방법에 관한 것이다.

불연 단열재로 사용중인 유리면은 고온에서 저온으로 흘러가는 열의 흐름을 억제시키기 위해 사용되는 재료로서 상온에서의 열전도율이 대략 0.1 Kcal/mh℃ 이하인 단열재이다. 이는 규사외 6종의 유리 원료를 고온에서 용융시켜 고속 회전력을 이용해서 섬유화하고 일정한 형태로 성형한 인조광물섬유(Man Made Mineral Fiber: MMMF)로 미세한 섬유가 연속 기공을 형성하고 있어 보온, 단열, 흡음재로 사용되는 제품으로 섬유화된 제품에 열경화성 수지를 분사하여 매트 또는 보드의 형태로 성형 제조한 보온, 단열 및 흡음재이다.

불연 단열재에 적용되는 바인더는 유리 섬유등의 휨성이나 처짐성등을 막아주는 역할을 하며 제품의 인장강도도 증가시켜 주는 역할을 한다. 또한 대부분의 유리섬유는 고온에서 매트 또는 보드화 형태로 제조되므로 사용되는 바인더 역시 열에 강한 특성을 지녀야 한다.

종래의 기술을 살펴보면, 기존에 유리면 등의 불연 단열재의 집면 및 매트화시 사용되는 바인더로는 멜라민-포름알데히드 수지가 통상적으로 사용되어왔다. 그러나 이러한 멜라민-포름알데히드 수지는 유리면에 스프레이시 공기중에 포름알데히드를 유출시켜 작업 환경을 악화시키고 건조 경화시 상당한 양의 포름알데히드가 발생되어 증기형태로 대기중에 배출되는 단점이 있다. 또한 경화시 발생되는 포름알데히드가 유리면 내부에 남아 있어 시공 후 시간이 경과함에 따라 서서히 방출되어 실내 공기중에 유출되어 사람이 흡입하면 새집증후군을 일으키는 주요 원인이 되기도 하여 바람직하지 않다.

현대인의 경우 인공적 환경인 건축물의 실내에서 생활하는 시간이 전체의 80% 이상이어서 포름알데히드가 제거 또는 희석되지 못하고 실내에 점차적으로 누적될 경우 재실자의 건강에 직접적으로 큰 영향을 미칠 수 있음에도 불구하고 근래까지는 실내 공기 환경의 중요성이 낮게 평가되어 그에 대한 대책이 별로 없었던 게 사실이다

포름알데히드에서 발생하는 냄새는 일반적으로 1 ppm에서 느끼게 되지만 0.05 ppm의 농도에서부터 감지하는 사람도 있다. 1980년 12월에 미국 국립노동안전위생연구소(NIOSH)와 산업안전국(OSHA)은 포름알데히드는 노동위생상의 발암물질로서 취급되어야 한다고 권고했다. 보통 포름알데히드의 농도가 1 ppm 이하인 경우에는 눈, 코 또는 목의 자극이나, 상부 기도등에서 이상 증상을 나타내고, 5 ppm이하에서는 천식 환자에게 심한 천식 발작을 일으킨다. 또한 20 ppm 이하에서는 기침, 폐의 압박, 머리의 무거움 또는 심장 박동이 빨라지는 등의 증상을 호소하게 되며, 100 ppm 이하의 고농도에서는 폐체액의 집적이나, 폐염증의 증상을 호소하고 심한 경우에는 사망에 이르게 될 수 있다.

이런 차원에서 주요선진국의 실내 공기질에 대한 관리는 정부내 관련부처 및 민간단체에한 법적 규제 및 관리가 강화되고 있는 추세이며 이것에 발 맞추어 세계적으로 포름알데히드 대응 제품 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

따라서, 현재 폴리사카라이드와 다관능의 카르복시산 작용기를 지닌 화합물을 이용한 에스터 반응으로 경화시키는 것을 특징으로 하는 한국공개특허 제1998-0043144호와 같은 방법들이 연구되고 있으며, 이는, 카르복시산과 폴리사카라이드의 수산기와의 에스터 축합반응은 반응속도가 빠르지 못하여 충분한 고온조건과 경화시간을 주어야 하는 문제점이 있다. 또한, 한국공개특허 제2008-0049012호는 같은 목적의 접착제를 기술하고 있으며, 중화된 다관능 산 화합물과 환원 당을 축합반응시키는 것을 특징으로 하고 있다. 여기서 중화제로 암모니아나 휘발성 아민을 사용하는 경우 경화 시, 휘발로 인해 원료의 손실 및 대기오염을 유발할 수 있는 문제점이 있을 수 있다.

한국공개특허 제1998-0043144호 한국공개특허 제2008-0049012호

본 발명은 바인더 조성물 및 이를 이용한 합지방법에 관한 것으로, 상기 바인더 조성물을 이용한 섬유상 재료의 합지방법을 제공하고자 한다.

상기 바인더 조성물의 하나의 예로서,

1 종 이상의 아미노 화합물;

탄수화물; 및

산 촉매를 포함하며,

상기 아미노 화합물은 질소 원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 포함하는 바인더 조성물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 바인더 조성물을 이용한 합지방법의 하나의 예로서,

아미노 화합물, 탄수화물 및 산 촉매를 포함하는 용액을 분무하는 단계; 및

상기 분무된 용액을 열경화하는 단계를 포함하며,

상기 아미노 화합물은 질소 원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 포함하는 바인더 조성물을 이용한 합지방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 바인더 조성물을 이용하여 합지되는 섬유상 재료를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 합지방법을 이용한 섬유상 재료의 합지 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 바인더 조성물은 포름알데히드와 같은 위험물질을 거의 포함하고 있지 않으며, 경제적인 경화 조건을 가지며, 상기 바인더 조성물을 이용한 합지방법을 통해, 가공된 제품의 높은 내수성 및 표면 경도 등의 물성을 구현할 수 있다.

본 발명은 바인더 조성물 및 이를 이용한 합지방법에 관한 것으로, 상기 바인더 조성물의 하나의 예로서,

1 종 이상의 아미노 화합물;

탄수화물; 및

산 촉매를 포함하며,

구체적으로, 상기 바인더 조성물은 기존의 문제가 되던 독성물질인 포름알데히드를 거의 방출하지 않으며, 저온 경화가 가능한 수분산성 바인더 조성물일 수 있다.

아미노 화합물은 하기 화학식 1 내지 화학식 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 1 종 이상 포함할 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

상기 화학식 1 내지 5에서,

R₁ 내지 R₁₈은 각각 독립적으로, 수소, 메틸올기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 아미노기로 이루어진 군으로부터 선택되며,

R₁ 내지 R₁₈ 중 어느 하나 이상은 메틸올기이며,

n은 1 내지 5의 정수이다.

예를 들어, 상기 아미노 화합물의 질소 원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 포함하는 방법으로, 아미노 화합물의 활성 수소를 포름 알데히드와 반응시키는 방법을 사용할 수 있다.

이때, 상기 포름 알데히드와 반응한 활성 수소의 함량은, 아미노 화합물에 함유된 활성 수소 전체 100 몰% 대비, 15 내지 90 몰%일 수 있다. 예를 들어, 상기 활성 수소의 함량은 15 내지 80 몰%, 20 내지 60 몰% 또는 30 내지 50 몰%일 수 있다. 상기 활성 수소의 함량 범위 내에서, 포름알데히드의 방출량을 낮추며, 경화된 후에 높은 경도를 구현할 수 있다.

구체적으로, 상기 화학식 1 내지 5에서, 질소와 연결된 메틸올기는 히드록시기, 카르복시기 및/또는 알데히드 등과 저온에서 경화될 수 있어, 이를 통해, 바인더 조성물의 저온 경화가 가능할 수 있다.

상기 바인더 조성물은 열경화 온도가 150℃ 내지 250℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화 온도는 150℃ 내지 220℃, 160℃ 내지 200℃ 또는 160℃ 내지 180℃일 수 있다. 상기 범위 내에서 바인더 조성물은 저온 경화될 수 있으며, 기존의 고온을 이용하여 경화되는 조성물에 비해, 높은 경제성을 가질 수 있다.

상기 바인더 조성물 전체 100 중량부를 기준으로,

상기 1 종 이상의 아미노 화합물 10 내지 90 중량부;

상기 탄수화물 5 내지 80 중량부; 및

상기 산 촉매 0.1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.

상기 아미노 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 질소원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 갖는 우레아, 질소원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 갖는 에틸렌 우레아, 질소원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 갖는 수산화 에틸렌 우레아, 및 질소원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 갖는 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 아미노 화합물은 1-하이드록시메틸우레아, 1,1-비스(하이드록시메틸)우레아, 1,3-비스(하이드록시메틸)우레아, 1,1,3-트리(하이드록시메틸)우레아, 1-(하이드록시메틸)에틸렌우레아, 1,3-비스(하이드록시메틸)에틸렌우레아, 1-하이드록시메틸-4-하이드록시에틸렌우레아, 1-하이드록시메틸-5-하이드록시에틸렌우레아, 1-하이드록시메틸-4,5-디하이드록시에틸렌우레아, 디하이드록시메틸-4-하이드록시에틸렌우레아, 디하이드록시메틸-4,5-디하이드록시에틸렌우레아, 메틸올멜라민, 디메틸올멜라민, 트리메틸올멜라민, 및 헥사메틸올멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 아미노 화합물은 바인더 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 25 내지 70 중량부 또는 30 내지 50 중량부일 수 있으며, 상기 범위 내에서, 포름알데히드의 방출량을 낮추며, 경화된 후에 높은 경도를 구현할 수 있다.

상기 탄수화물은 특별히 한정되지 않으며, 단당류, 이당류, 올리고당류 및 폴리사카라이드 중 1 종 이상을 포함하는 수용성 또는 수분산성 탄수화물일 수 있다. 예를 들어, 상기 탄수화물은 알데히드기, 히드록시기, 카르복시기 및 아미노기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이를 통해, 바인더 조성물인 아미노 화합물, 탄수화물 및 산 촉매와의 축합 경화반응을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄수화물은 바인더 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 15 내지 60 중량부 또는 25 내지 50 중량부일 수 있으며, 상기 범위 내에서, 바인더 조성물의 높은 안정성을 구현할 수 있으며, 경화 시, 경화도 및 도막 경도 저하를 방지할 수 있다.

상기 산 촉매는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 카르복시산, 술폰산 및 인산 중 1 종 이상을 포함하고 있는 유기 혹은 무기 화합물일 수 있으며, 상기 산 촉매는 선택적으로 알칼리를 이용하여 중화될 수 있다. 예를 들어, 상기 산 촉매는 바인더 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 7 중량부 또는 1 내지 5 중량부일 수 있으며, 상기 범위 내에서, 바인더 조성물의 안정성을 저해하지 않으며, 경화를 촉진할 수 있다.

또한, 상기 바인더 조성물은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 기타 첨가제는 발수제, 방청제, 방진유, 완충제 및 커플링제 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 상기 발수제, 방청제, 방진유, 완충제 및 커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 방청제는 설비의 부식을 방지하기 위해 첨가될 수 있고, 상기 방진유는 바인더 조성물의 제조 공정 중에 발생하는 입자의 비산을 방지하기 위해 첨가될 수 있다. 또한, 완충제는 바인더 조성물의 pH를 조절하기 위해 첨가될 수 있으며, 커플링제는 섬유상의 기재와 바인더 조성물의 부착력을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 바인더 조성물을 이용한 합지방법을 제공할 수 있다. 하나의 예로서,

상기 분무된 용액을 열경화하는 단계를 통해 바인더 조성물을 합지할 수 있으며,

상기 아미노 화합물은 질소 원자에 결합된 메탄올기를 하나 이상 포함할 수 있다.

예를 들어, 아미노 화합물, 탄수화물 및 산 촉매를 포함하는 수분상의 바인더 조성물을 섬유상 재료에 분무할 수 있으며, 이를 열경화하여 섬유상 재료와 바인더 조성물을 합지할 수 있다.

이 때, 상기 아미노 화합물, 탄수화물 및 산 촉매의 종류와 열경화 온도는 상기 설명한 바와 동일할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 바인더 조성물을 이용하여 합지되는 섬유상 재료를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유상 재료는 유리면 및 암면 등의 단섬유로 이루어진 집합체를 포함할 수 있다. 상기 섬유상 재료에 바인더 조성물을 합지함으로써, 표면 경도 및 내수성이 우수한 섬유상 재료를 제조할 수 있으며, 이는, 단열재 등의 자재로 사용되어 물성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 바인더 조성물을 이용한 합지방법을 이용한 섬유상 재료의 합지 방법을 제공할 수 있다. 합지방법은 상기 설명한 바와 동일할 수 있으며, 예를 들어, 섬유상 재료에 바인더 조성물을 분무하여 저온으로 열경화시키는 합지방법일 수 있다.

이하 실시예 등을 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예 등은 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 것은 아니다.

제조예 1: 우레아 - 포름알데이드 수지1의 제조

온도계, 교반장치를 구비한 합성용 4구 플라스크에 포름알데이드(Formaline(37%)) 340 g, 요소(Urea) 126 g을 넣고, 질소가스를 불어넣으면서 실온에서 교반하였다. 그런 다음, 액상이 깨끗한 것을 확인하고 가성소다(20% 수용액)를 0.8 g 투입하였다. 그런 다음, pH 값이 8 내지 9 수준으로 도달한 것을 확인하고, 온도를 80℃까지 천천히 상승시켰다. 상기 온도로, 2 시간 유지 후, 온도를 실온까지 강하시키고 증류수 232 g으로 희석시켰다. 그 결과, 고형분 36%, pH 8.26의 우레아-포름알데이드 수지를 얻었다. 여기서 상기 우레아에 대한 포름알데이드의 총 몰 당량 비율은 2:1로 확인하였다.

제조예 2: 우레아 - 포름알데이드 수지2의 제조

온도계, 교반장치를 구비한 합성용 4구 플라스크에 포름알데이드(Formaline(37%)) 511 g, 요소(Urea) 126 g을 넣고, 질소가스를 불어 넣으면서 실온에서 교반하였다. 그런 다음, 액상이 깨끗한 것을 확인 후 가성소다(20% 수용액)를 1.0 g 투입하였다. 그런 다음, pH 값이 8 내지 9 수준으로 도달한 것을 확인하고, 온도를 80℃까지 천천히 상승시켰다. 상기 온도로, 2 시간 유지 후 온도를 실온까지 강하시킨 후 증류수 238 g으로 희석시켰다. 그 결과, 고형분 36%, pH 8.31의 우레아-포름알데이드 수지를 얻었다. 여기서 상기 우레아에 대한 포름알데이드의 총 몰 당량 비율은 3:1로 확인하였다.

실시예 1

제조예 1에서 얻어진 우레아-포름알데이드 수지 조성물 350 kg, 당밀(Molasses (80%)) 310 kg, 시트르산(Citric acid(98%)) 30 kg, 증류수 3800 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Govi Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

실시예 2

제조예 1에서 얻어진 우레아-포름알데이드 수지 조성물 350 kg, 맥아당(Maltose (83%)) 310 kg, 시트르산(Citric acid(98%)) 30 kg, 증류수 3800 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Govi Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

실시예 3

제조예 2에서 얻어진 우레아-포름알데이드 수지 조성물 350 kg, 글루코오스(D-glucose (91%)) 274 kg, 시트르산(Citric acid(98%)) 30 kg, 증류수 3800 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Govi Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

실시예 4

디하이드록시메틸-4,5-디하이드록시에틸렌(Dihydroxymethyl-4,5-dihydroxyethylene urea, DMDHEU)) 161 kg, 말토덱스트린(Maltodextrin (99%)) 214 kg, 디암모늄설페이트(Diammonium sulfate(99%)) 30 kg, 증류수 3800 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

실시예 5

헥사메틴올멜라민(Hexamethylol melamine(Cymel303)) 88 kg, 덱스트린(dextrin) 266 kg, 시트르산(Citric acid(98%)) 50 kg, 증류수 3800 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

실시예 6

제조예 2에서 얻어진 우레아-포름알데이드 조성물 151 kg, 글루코오스(D-glucose (91%)) 292 kg, 아크릴산 수지(KCC HW7002A, 고형분 40%) 211 kg, 증류수 3800 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 화인하였다.

비교예 1

페놀/포름알데이드 수지(KCC제조 CAC00112, 고형분 42%, 포름알데히드/페놀 몰비=4) 404 kg, 증류수 1,500 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

비교예 2

한국공개특허 제2008-0049012호 실시예 1에 개시된 물질로부터 바인더 조성물을 제조하였다.

구체적으로, 글루코오스(D-glucose (91%)) 158 kg, 시트르산(Citric acid(98%)) 44 kg, 증류수 2000 kg, 암모니아수(25%) 50 kg, 실리콘계 발수제(SI1420Z-KCC) 2 kg 및 방진유(Dust Oil-Govi Garo217S) 3 kg을 넣고 교반기로 30 분간 교반시켜 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 9%로 확인하였다.

실험예

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 바인더 조성물에 대하여, 내수성, 포름알데히드 방출량, 분진율, 인장강도, 복원율 및 곰팡이 저항성을 측정하였다. 상기 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

실험 조건은 하기와 같다.

1) 시편 제조

고온의 유리물을 스피너에 통과시켜 시간당 2100 kg/hr의 속도로 섬유화시키면서, 집면실로 내려오는 유리 섬유에 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 바인더를 47 L/분의 양으로 분사한 후, 건조 공정을 거쳐 유리면 단열재를 얻었다. 상기 제조된 유리면은 100 mm(가로) x 100 mm(세로) x 50 mm(두께)로 샘플화 하였다.

2) 내수성 측정 조건

내수성은 기본 48 시간 시험을 진행하였으며, 청수를 담은 비이커에 띄운 후, 완전히 가라앉을 때까지의 걸리는 시간을 측정하였다. 내수성의 등급은 0에 가까울수록 불량하고 5에 가까울수록 우수함을 나타낸다.

3) 포름알데히드 방출양 측정 조건

포름알데히드 방출양은 소형 챔버법에 따라 시편을 소형 챔버에 방치한 후 7 일째의 챔버 공기를 포집하고, 포집한 공기를 HPLC(액체크로마토그래피)로 분석하였다. 구체적인 시험방법은 공기청정협회(한국)에서 설정한 방법으로 시험을 하되 결과 판정은 7 일째에 하였다.

4) 분진율 측정 조건

분진율 측정을 위하여 측정 시료를 각 4 개씩 폭 1.5 cm, 너비 10 cm의 크기로 제작하였다. 측정 전 무게를 계량한 후, 제작 된 시료를 분진율 측정기에 위치시키고, 측정 시료를 1 m/분의 속도로 전후 좌우로 흔들어 측정하였다. 총 측정시간은 시료당 10 분을 기준으로 하였고, 시험기가 자동으로 멈춘 뒤 무게를 계량하였다. 분진율의 계산식은 [(측정　전 계량 무게/측정　후 계량 무게) - 1] x 100으로 산출하였으며 표기는 %로 표기하였다.

5) 인장강도 측정 조건

인장강도 측정을 위해 측정 시료를 각 3 개씩 폭 4 cm의 크기로 제작하였다. 인장봉을 시료의 길이보다 짧게 위치시키고, 인장봉에 시료를 수평이 되도록 고정시킨 뒤, 지지봉에 시료를 수직이 되도록 조였다. 인장강도 시험기의 속도를 15 mm/분으로 하고, 로드 디스플레이 영점을 잡은 후, 작동시켰다. 시험기가 자동으로 멈춘 뒤 디스플레이 되는 최대하중을 측정하여 평균값을 측정하였다.

6) 복원율 측정 조건

복원율은 10 m(가로) x 1 m(세로) x 0.05 m(두께)의 유리면 샘플을 준비하고, 이를 롤(Roll) 형태로 감아서 상온에서 8 주 동안 보관한 후, 원래 상태로 풀어서 두께 변화를 확인하였다.

7) 곰팡이 저항성 측정 조건

곰팡이 저항성은 ASTM G21-09 시험 방법에 의하여 시편에서의 곰팡이 성장율을 1 달간 관찰하여 측정하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2
내수성	5	4	4	5	4	4	5	4
포름알데히드 방출량 (mg/m²·hr)	0.001	0.002	0.004	0.001	0.005	0.001	0.035	0
분진율(%)	0.6	0.8	0.6	0.5	1.0	0.9	0.5	1.8
인장강도 (kg_f/cm²)	0.25	0.22	0.23	0.26	0.22	0.2	0.25	0.2
복원율(%)	100이상	100이상	100이상	100이상	100이상	100이상	100이상	100이상
곰팡이 저항성	우수	우수	우수	우수	우수	우수	우수	우수

상기 표 1를 참조하면, 본 발명에 따른 바인더 조성물을 포함하는 유리면 단열재는 포름알데히드 방출량이 페놀/포름알데히드 바인더(비교예 1)에 비하여 거의 0에 가까운 수준이었고 분진율, 내수성, 인장강도 및 복원율 등의 기계적 물성도 페놀 바인더 수준에 필적하였다. 특히, 포름알데히드를 포함하지 않는 바인더(비교예 2)에 비하여 내수성 및 기계적 물성이 전반적으로 우수하였고, 특히 분진율이 낮은 것을 확인할 수 있었다.

Claims

1종 이상의 아미노 화합물; 탄수화물; 및 산 촉매;의 혼합물을 포함하며,
상기 아미노 화합물은 질소 원자에 결합된 메틸올기를 하나 이상 포함하고,
상기 혼합물은 페놀기를 포함하는 화합물을 포함하지 않는 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
아미노 화합물은 하기 화학식 1 내지 화학식 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 1 종 이상 포함하는 바인더 조성물:
[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

상기 화학식 1 내지 5에서,
R₁ 내지 R₁₈은 각각 독립적으로, 수소, 메틸올기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 아미노기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
R₁ 내지 R₄ 중 어느 하나 이상, R₅ 내지 R₈ 중 어느 하나 이상, R₉ 내지 R₁₀ 중 어느 하나 이상, R₁₁ 내지 R₁₂ 중 어느 하나 이상, 및 R₁₃ 내지 R₁₈ 중 어느 하나 이상은 메틸올기이며,
n은 1 내지 5의 정수이다.

제 1 항에 있어서,
바인더 조성물은 열경화 온도가 150℃ 내지 250℃인 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
바인더 조성물 전체 100 중량부를 기준으로,
1 종 이상의 아미노 화합물 10 내지 90 중량부;
탄수화물 5 내지 80 중량부; 및
산 촉매 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
1 종 이상의 아미노 화합물은, 질소원자에 결합된 메틸올기를 하나 이상 갖는 우레아, 질소원자에 결합된 메틸올기를 하나 이상 갖는 에틸렌 우레아, 질소원자에 결합된 메틸올기를 하나 이상 갖는 수산화 에틸렌 우레아, 및 질소원자에 결합된 메틸올기를 하나 이상 갖는 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
1 종 이상의 아미노 화합물은,
1-하이드록시메틸우레아, 1,1-비스(하이드록시메틸)우레아, 1,3-비스(하이드록시메틸)우레아, 1,1,3-트리(하이드록시메틸)우레아, 1-(하이드록시메틸)에틸렌우레아, 1,3-비스(하이드록시메틸)에틸렌우레아, 1-하이드록시메틸-4-하이드록시에틸렌우레아, 1-하이드록시메틸-5-하이드록시에틸렌우레아, 1-하이드록시메틸-4,5-디하이드록시에틸렌우레아, 디하이드록시메틸-4-하이드록시에틸렌우레아, 디하이드록시메틸-4,5-디하이드록시에틸렌우레아, 메틸올멜라민, 디메틸올멜라민, 트리메틸올멜라민, 및 헥사메틸올멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
탄수화물은 단당류, 이당류, 올리고당류 및 폴리사카라이드 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
산 촉매는 카르복시산, 술폰산 및 인산 중 1 종 이상을 포함하고 있는 유기 혹은 무기 화합물인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.

제 1 항에 있어서,
바인더 조성물은 발수제, 방청제, 방진유, 완충제 및 커플링제 중 1 종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.

아미노 화합물, 탄수화물 및 산 촉매의 혼합물을 포함하는 용액을 분무하는 단계; 및
분무된 용액을 열경화하는 단계를 포함하며,
상기 아미노 화합물은 질소 원자에 결합된 메틸올기를 하나 이상 포함하며,
상기 혼합물은 페놀기를 포함하는 화합물을 포함하지 않는 바인더 조성물을 이용한 합지방법.

제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 바인더 조성물을 이용하여 합지되는 섬유상 재료.

제 10 항의 방법을 이용한 섬유상 재료의 합지 방법.