KR101995393B1 - Antibacterial, antifungal binder compositions for making eco-friendly functional particle board, antibacterial, antifungal binder using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 난연성, 억연성, 항균성 등 다양한 기능성을 가지면서도 환경 유해물질 방산(방출)을 최소화시킨 친환경 파티클 보드 제조에 적합한 조성물, 이를 이용하여 제조한 파티클 보드 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composition suitable for manufacturing an eco-friendly particle board having various functions such as flame retardance, transparency, and antibacterial properties and minimizing the emission of environmentally harmful substances, a particle board manufactured using the composition, and a method for manufacturing the same.
종래 개발된 파티클 보드(particle board, 이하 PB로 표기)는 원목으로 목재를 생산하고, 남은 폐잔재를 부수어, 작은 조각으로 만들거나, 건축물 폐자재, 가구 폐자재, 목재 부산물 등을 부수어, 작은 조각으로 만들어 접착제를 섞어 고온, 고압으로 압착시켜서 만든 가공재이다. 이와 같은 PB의 제조에 사용되는 폐목재의 발생량은 연간국내 목재 수요량(2015년 기준) 28,151,000 ㎥의 40% 수준인11,260,400 ㎥이 사용되고 있다.Conventionally developed particle boards (hereinafter referred to as PBs) produce wood from logs and break up the remaining waste into small pieces, or break up waste materials of buildings, household waste materials, wood byproducts, It is a processing material made by mixing adhesive and pressing at high temperature and high pressure. The amount of waste wood used for the production of PB is 11,260,400 m3, which is 40% of the annual domestic demand of wood (as of 2015) 28,151,000 ㎥.
또한, PB를 제조하기 위해서 일반적으로 나무칩을 접착본드인 열경화성 합성 수지계로 뭉쳐서 제조하였다. 상기와 같이 제조할 경우, 아토피성 피부 원인 물질인 포름알데히드 방출 현상이 일어날 수 있고, PB 표면에 시트지나 필름지를 부착시키기 위하여 사용되는 바인더에서 유기 휘발성 유기물(VOCs)이 방출될 수 있으므로, 인체에 치명적인 독소가 발생하는 등의 단점이 부각되면서 PB에 대한 인식은 상당히 좋지 않다.In addition, in order to manufacture PB, wood chips were generally manufactured by assembling a thermosetting synthetic resin system as an adhesive bond. Formation of formaldehyde, which is a causative substance of atopic skin, may occur when the above-mentioned preparation is performed, and organic volatile organic compounds (VOCs) may be released from a binder used for attaching a sheet or a film to the PB surface. The recognition of PB is not good because of the disadvantages such as the occurrence of deadly toxins.
PB는 폐목재로 제조되며, 목재 자체의 강도가 떨어져 부패, 풍우에 노출되어 변색, 마모, 균열이 된 것도 많고, 심지어는 흰개미와 염먹이들의 충해 피해로 강도와 내구성이 약하게 되어 불에 잘타는 폐목이 될 수 있다. 또한 목재는 세포벽의 70% 이상을 점유하는 셀룰로우스와 헤미셀룰로우스가 물분자(H2O)를 흡수하거나, 방습하는 양은 상대 습도와 온도에 따라 달라지지만, 흡습량은 PB 무게의 최대 30%가 된다는 학설도 있다.PB is made of waste wood, and the strength of wood itself is low, so it is exposed to decay and weather, and many of them become discolored, worn and cracked, and even the termite and salt food damage causes weakness and durability. It can be a dead wood. In addition, wood absorbs or desorizes water molecules (H 2 O) in celluloses and hemicelluloses, which occupy more than 70% of the cell wall, depending on the relative humidity and temperature. There is also a theory that it becomes 30%.
또한, PB로 가공된 가구나 책상, 부엌가구(싱크대), 붙박이가구 같은 것들이 시간이 지나면, 마감재인 필름지 또는 시트지가 접착력이 떨어져 벗겨지는 경우가 많다. 벗겨진 부분으로 PB판 내부에 습기가 발생하게 되면, PB의 칩은 팽창을 하면서 결합력이 급속하게 약화되어 벌어지는 문제가 발생되고, 세균과 곰팡이가 번식되어 위생에 문제가 될 수 있다는 지적이 되고 있다. 이에 상기 문제점을 보완 개량한 기능성 PB의 제조 및 이를 위한 소재 개발에 대한 시도가 있었으나, 기존 개발 제품은 파티클 보드에서 발생되는 포름알데하이드 및/또는 VOCs를 저감 효과가 있으나, 화재에 취약하거나 화재시 다량의 연기가 발생하는 등 개량된 효과 범위가 미비하여 상품성이 떨어지는 문제가 있었다. 이에 파티클 보드로부터 발산되는 오염물질을 최소화하면서 난연 및/또는 억연 효과가 우수한 상품성을 증대시킬 수 있는 새로운 파티클 보드용 소재 및 이를 이용한 기능성 파티클 보드에 대한 필요성이 대두되고 있다.In addition, furniture, desk, kitchen furniture (sink), and built-in furniture that have been processed with PB over time tend to peel off the adhesive film or sheet paper as the finish. When moisture is generated inside the PB plate as a peeled part, the PB chip rapidly expands to weaken the bonding force, causing a problem that bacteria and fungus may breed, which may cause hygiene problems. Accordingly, there has been an attempt to develop a functional PB having improved and improved the above problems. However, existing developed products have a reduction effect on formaldehyde and / or VOCs generated from the particle board. However, There is a problem that the improved range of effect is insufficient such that smoke is generated and the commerciality is deteriorated. Accordingly, there is a need for a novel particle board material and a functional particle board using the same, which can increase the commerciality with excellent flame retardant and / or opacifying effect while minimizing the pollutants emitted from the particle board.
이에, 본 발명자들은 종래 파티클 보드의 단점을 극복한 파티클 보드를 제공하고자 예의 노력한 결과, 본 발명에서 제시하는 조성물을 이용하여 파티클 보드를 제조할 경우 억연성 뿐만 아니라 난연성, 항균성 및 내구도가 우수하면서, 친환경적인 특성을 가진 파티클 보드를 제조할 수 있다는 것을 확인하여, 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made extensive efforts to provide a particle board that overcomes the disadvantages of the conventional particle board. As a result, it has been found that when a particle board is manufactured using the composition of the present invention, the particle board is excellent in flame retardancy, It has been confirmed that a particle board having environmentally friendly characteristics can be produced, and the present invention has been completed.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기능성 친환경 파티클 보드 조성물은 파티클칩 및 기능성 바인더(또는 기능성 바인더 수지)를 포함한다.The functional eco-friendly particleboard composition of the present invention for solving the above-mentioned problems includes a particle chip and a functional binder (or a functional binder resin).
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 기능성 친환경 파티클 보드 조성물은 파티클칩 100 중량부에 대하여 기능성 바인더 32.5 ~ 50.0 중량부를 포함할 수 있다. In one preferred embodiment of the present invention, the functional eco-friendly particleboard composition may include 32.5 to 50.0 parts by weight of a functional binder based on 100 parts by weight of the particle chip.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 기능성 바인더는 난연제, 난연보조제, 억연제, 항균제, 물 및 접착 수지를 포함하는 조성물을 혼합한 혼합물의 숙성물을 포함할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the functional binder may include a mixture of a mixture containing a flame retardant, a flame retardant, an antistatic agent, an antimicrobial agent, water, and a composition including an adhesive resin.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 기능성 바인더는 난연제 20 ~ 25 중량%, 난연보조제 0.5 ~ 2.0 중량%, 억연제 0.5 ~ 5.0 중량%, 항균제 1.0 ~ 3.0 중량%, 물 10 ~ 15 중량% 및 잔량의 접착 수지를 포함할 수도 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the functional binder comprises 20 to 25% by weight of a flame retardant, 0.5 to 2.0% by weight of a flame retardant auxiliary, 0.5 to 5.0% by weight of an anticorrosive agent, 1.0 to 3.0% And may include a residual amount of adhesive resin.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 기능성 바인더는 강도보강제, 방습제, 커플링제, 방부제 및 침투제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수도 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the functional binder may further include at least one selected from the group consisting of an intensifier, a desiccant, a coupling agent, an antiseptic agent, and a penetrant.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 조성물로 제조한 기능성 친환경 파티클 보드에 관한 것으로서, 기능성 친환경 파티클 보드 조성물의 열압착물로서, 상기 열압착물은 파티클칩에 기능성 바인더를 침투 코팅시킨 코팅물의 열압착물일 수 있다.Another object of the present invention is to provide a functional eco-friendly particle board manufactured by the above-described composition, wherein the thermo-pressed product of the functional eco-particle particle board composition is a thermocompression product of a coating material in which a functional binder is impregnated on a particle chip .
본 발명의 또 다른 목적은 기능성 친환경 파티클 보드의 제조방법에 관한 것으로서, 파티클칩 및 기능성 바인더를 차례대로 코팅기에 투입 및 혼합하여, 기능성 바인더가 파티클칩에 침투 코팅된 코팅물을 제조하는 1단계; 상기 코팅물을 열압프레스로 압착시켜서 열압착물을 제조하는 2단계; 및 열압착물을 건조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 기능성 친환경 파티클 보드의 제조할 수 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing a functional eco-friendly particle board, comprising the steps of: 1) preparing a coating in which a functional binder is impregnated into a particle chip by injecting and mixing particle chips and a functional binder in turn into a coater; Pressing the coating material with a hot press to produce a thermocompression product; And a third step of drying the thermocompression product, thereby preparing a functional eco-friendly particle board.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 기능성 바인더는 기능성 바인더 조성물을 준비하는 1단계; 기능성 바인더 조성물을 혼합한 후, 교반물을 제조하는 2단계; 및 상기 교반물을 숙성시키는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조한 것일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the functional binder includes a first step of preparing a functional binder composition; Mixing the functional binder composition and then preparing a stirred product; And aging the agitated product. [5] The method of
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 기능성 바인더 제조시, 상기 3단계의 숙성은 20 ~ 35℃의 암실에서 6 ~ 12 시간 동안 수행하는 것일 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, in the production of a functional binder, the three stages may be aged in a dark room at 20 to 35 ° C for 6 to 12 hours.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 압착은 상판 온도 100 ~ 120℃, 하판 온도 110 ~ 155℃인 열압프레스에 코팅물을 투입한 다음, 5분 ~ 10분 동안 60 ~ 80 kgf/cm2으로 열압착을 수행할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the compression is performed by pressing the coating material into a hot press at an upper plate temperature of 100 to 120 ° C and a lower plate temperature of 110 to 155 ° C, and then applying 60 to 80 kgf / cm 2 for 5 to 10 minutes Thermocompression bonding can be performed.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 건조는 열압착이 완료된 열압착물을 18 ~ 35℃ 하에서, 1일 ~ 3일 동안 건조를 수행할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the drying may be performed by thermocompression-bonded thermocompression products at 18 to 35 ° C. for 1 to 3 days.
본 발명의 친환경 기능성 파티클 보드(PB)는 기존 멜라민 바인더 수지를 이용하여 제조한 PB와 비교할 때, 강도가 보완되어, 시공시 PB가 깨져 발생하는 미세먼지, 분진 발생이 없어 시공 환경이 쾌적하여 생산성이 향상되는 장점이 있고, PB의 흡습으로 인해 PB 칩 내부가 썩어 충해로 인한 냄새, 세균, 곰팡이의 번식을 효율적으로 방지 내지 최소화할 수 있으며, 나아가 항균, 살균, 소취 등의 시너지 효과를 갖는다. 또한, 멜라민 수지(또는 요소 멜라민 수지) 용액 중에 미반응된 잔류(유리) 포름알데히드와, PB 표면에 마무리 작업으로 시트지 또는 필름지를 부착하는 접착제에서 방출되는 휘발성 유기 화합물(VOCs)를 제거함과 더불어 연소시 연기 발생을 억제시킬 수 있으며, 억연성 및 난연성이 매우 우수한 PB를 제공할 수 있다.The green functional particle board (PB) of the present invention is improved in strength compared with PB prepared by using existing melamine binder resin, and is free from fine dust and dust generated by breakage of PB at the time of construction, And the inside of the PB chip is rotten due to hygroscopicity of the PB, thereby effectively preventing or minimizing the smell, bacteria and mold propagation caused by the insects, and further has a synergistic effect such as antibacterial, sterilization and deodorization. It is also possible to remove unreacted residual (free) formaldehyde in the melamine resin (or urea melamine resin) solution and the volatile organic compounds (VOCs) released from the adhesive that adheres the sheet or film to the surface of the PB by a finishing operation, It is possible to suppress the generation of smoke at the time of use, and to provide a PB which is very excellent in both ductility and flame retardancy.
도 1의 A는 본 발명의 PB 제조를 위한 파티클칩 제조용 분쇄기를, B는 PB 건조기를, C는 건조기 안에서 건조 상태를, D는 PB의 재단기를, E는 PB 코팅기를 찍은 사진이다.
도 2는 비교제조예 1의 항균성 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 제조예 1의 항균성 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 비교제조예 1의 곰팡이 저항성 등급을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 제조예 1의 곰팡이 저항성 등급을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 비교제조예 1의 곰팡이 저항력을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 제조예 1의 곰팡이 저항력을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 제조예 1에서 제조한 기능성 친환경 PB의 난연(방염)성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 9a ~ 도 9d는 제조예 1의 복사열에 대한 연기밀도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 10a ~ 도 10d는 제조예 1의 직화열에 대한 연기밀도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 비교제조예 1의 총휘발성 유기화합물(TVOC), 톨루엔(Toluene), 포름알데히드(Formaldehyde)의 제거율을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 12는 제조예 1의 총휘발성 유기화합물(TVOC), 톨루엔(Toluene), 포름알데히드(Formaldehyde)의 제거율을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 13은 비교제조예 1의 평면 인장강도를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 14는 제조예 1의 평면 인장강도를 확인한 결과를 나타낸 것이다.Fig. 1 (A) is a photograph of a pulverizer for manufacturing a particle chip for producing PB of the present invention, B is a PB dryer, C is a dry state in a dryer, D is a cutter of PB and E is a PB coater.
2 shows the results of the antimicrobial activity measurement of Comparative Preparation Example 1. Fig.
Fig. 3 shows the results of the antimicrobial activity measurement in Production Example 1. Fig.
Fig. 4 shows the result of confirming the fungus resistance grade of Comparative Production Example 1. Fig.
Fig. 5 shows the result of confirming the fungus resistance grade of Preparation Example 1. Fig.
Fig. 6 shows the result of confirming the mold resistance of Comparative Production Example 1. Fig.
Fig. 7 shows the result of confirming the mold resistance of Production Example 1. Fig.
8 shows the results of confirming the flame retardancy (flame retardancy) of the functional environmentally friendly PB prepared in Preparation Example 1.
FIGS. 9A to 9D show the results of measurement of smoke density for radiant heat in Production Example 1. FIG.
FIGS. 10A to 10D show the results of measurement of smoke density for the firing column of Production Example 1. FIG.
11 shows the results of checking the removal rates of total volatile organic compounds (TVOC), toluene (toluene) and formaldehyde in Comparative Production Example 1. FIG.
12 shows the results of confirming the removal rates of total volatile organic compounds (TVOC), toluene (toluene) and formaldehyde in Production Example 1. FIG.
Fig. 13 shows the result of confirming the plane tensile strength of Comparative Production Example 1. Fig.
Fig. 14 shows the result of confirming the plane tensile strength of Production Example 1. Fig.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
일반적으로 PB 제조시 파티클 칩의 접착을 위해 다양한 바인더 수지가 사용되고 있는데, 이러한 바인더 수지로는 요소 수지, 멜라민 수지(또는 요소 멜라민 수지), 페놀 수지가 사용되고 있다. 그리고, 멜라민 수지는 경화되면 무색 투명한 피막을 형성하므로, 마루판, 가구부재, 제조시의 화장단판의 접착, 저압 멜라민, 고압 멜라민, 고압 라미네이트, 오버레이지, 모양지, 후면지의 제조시에 많이 이용되고 있다. 멜라민 수지가 경화되어 형성된 피막 또는 코팅은 내수성, 내열성, 내약품성에 강하다. 또한, 멜라민 수지는 무색투명하고 단단하므로 마루판, 지붕판, 내벽재료, 가교제, PB 접착제로 많이 이용되고 있다.In general, a variety of binder resins are used for bonding particle chips in the production of PB. Urea resins, melamine resins (or urea melamine resins), and phenol resins are used as such binder resins. Since the melamine resin forms a colorless transparent film when cured, it is widely used in the manufacture of floorboards, furniture members, adhesion of veneers at the time of manufacture, low-pressure melamine, high-pressure melamine, high-pressure laminate, overlay, have. The coating or coating formed by curing the melamine resin is resistant to water resistance, heat resistance, and chemical resistance. In addition, melamine resins are colorless and transparent and hard, so they are widely used as floorboards, roofing boards, inner wall materials, crosslinking agents, and PB adhesives.
PB는 포름알데히드 방출량에 따라 u형 PB, M형 PB, P 형 PB에 따라 다소 차이가 있지만, 일반적으로 출하 시의 포름알데히드 방출량 기준 5mg/L 이하로 규정하고 있다.Although the PB is somewhat different according to the amount of formaldehyde emission, depending on the u type PB, the M type PB and the P type PB, it is generally specified to be 5 mg / L or less based on the formaldehyde emission amount at the time of shipment.
그리고, 최근에는 종전 포름알데히드 방출량 보다 한층 강화되어 0.5mg/L 이하일 때는 E0형, 1.5 mg/L 이하일 때는 E1형, 5 mg/L 이하일 때는 E2형으로 규정하고 있으며, 2009년 국내에서 생산된 목질 판상제품 중, PB의 72.1%와 MDF의 86.2% 이상이 KS 기준등급 외의 제품이었으나 현재는 E1, E0 수준으로 서서히 전환되고 있다. 포름알데히드 방출에 대한 기준과 규제가 강화되었기 때문에, 포름알데히드 발생량을 저감시키는 다양한 방법이 시도되고 있으며, 본 발명에서는 멜라민 수지 내 잔류 포름알데히드가 0.1 중량%가 내재되어 있어 E0 등급까지 저감시킬 수 있는 PB 조성물, 이를 이용하여 제조한 PB 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.In recent years, it has been further strengthened to the former formaldehyde emission amount. E0 type at 0.5 mg / L or less, E1 type at 1.5 mg / L or less, E2 type at 5 mg / L or less, Among plate products, 72.1% of PB and 86.2% or more of MDF were products other than KS-based grades, but are now gradually shifting to E1 and E0 levels. Various methods for reducing the amount of formaldehyde generated have been attempted since the standards and regulations for formaldehyde emission have been strengthened. In the present invention, 0.1% by weight of residual formaldehyde in the melamine resin is contained, PB composition, a PB prepared therefrom, and a process for producing the same.
우선 본 발명의 PB 제조에 사용되는 기능성 바인더(또는 바인더 수지)에 대하여 설명하면 다음과 같다.First, the functional binder (or binder resin) used in the production of PB of the present invention will be described as follows.
본 발명의 PB 제조에 사용되는 기능성 바인더는 난연제, 난연보조제, 억연제, 항균제, 물 및 접착 수지를 포함하는 기능성 바인더 조성물로 제조할 수 있다.The functional binder used in the production of the PB of the present invention can be produced from a functional binder composition containing a flame retardant, a flame retardant aid, an antistatic agent, an antibacterial agent, water and an adhesive resin.
상기 바인더 조성물 중 상기 물은 바인더의 접착수지와 다른 조성물간 혼합 및 바인더의 적정 점도 확보를 위해 사용하는 것으로서, 조성물 전체 중량 중 10 ~ 15중량%, 바람직하게는 10 ~ 13.5 중량%, 더욱 바람직하게는 10.2 ~ 12.5 중량%를 사용하는 것이 좋으며, 이때, 물 함량이 10 중량% 미만이면 조성물간 혼합이 잘 되지 않는 문제가 있을 수 있고, 15 중량%를 초과하면 제조한 바인더 내 수분 함량이 높아져서 건조 시간이 길어지고 조성물의 혼합물 숙성이 잘 되지 않아서 바인더로 제조한 PB의 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.The water in the binder composition is used for mixing the adhesive resin of the binder with other compositions and securing an appropriate viscosity of the binder. It is preferably 10 to 15% by weight, more preferably 10 to 13.5% by weight, If the content of water is less than 10% by weight, the composition may not be mixed well. If the content of the binder is more than 15% by weight, the water content of the binder may increase, The time is prolonged and the aging of the mixture of the composition is not performed well, so that the physical properties of the PB made of the binder may be deteriorated.
PB는 원목이 아닌 가공목으로 가구 폐자재, 목재 부산물 등으로 이용하여 재가공하여 만들기 때문에 불이 붙을 경우 착화점이 매우 낮아서, 쉽게 연소하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 바인더 조성물은 PB에 방염성을 부여하기 위하여, 난연제 및 난연보조제를 더 포함할 수 있다.PB is a processed wood rather than a wood, and it is made by using it as furniture waste material, wood by-product, etc., so that when the fire is made, the ignition point is very low and there is a problem that it burns easily. Therefore, the binder composition may further include a flame retardant and a flame retardant adjuvant to impart PB with flame retardancy.
상기 난연제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 목재용 난연제를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄(수용성 APP) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. As the flame retardant, a flame retardant for wood generally used in the related art can be used, but at least one selected from silane-coated ammonium polyphosphate and ammonium polyphosphate (aqueous APP) can be used.
폴리인산암모늄(수용성 APP)은 금속이온 냄새 제거하는 효과가 우수하며, 분산작용과 결정형성방지효과가 우수하다. 난용성 물질이 결정으로서 석출되는 것을 막고, pH 변화를 막는 기능이 있다. 그러나, 폴리인산암모늄은 내수성이 문제가 되며, 고온 다습한 조건 하에 놓일 경우 블리드(bleed)를 발생시키는 문제점을 발생시킬 수 있다. 그리고 내열성이 부족하여 90~110℃ 부근에서 잘 녹아 부착성과 용액 점도가 전혀 없어서 단독 사용하는데 불충분한 점이 많다. 또한, 폴리인산암모늄의 분체 표면에 멜라민계 화합물이 피복 등이 되는 것은 비중이 크고 하부 침전이 잘 되어, 분산성이 좋지 않고 끈적하며 건조성이 좋지 않을 수 있다. 따라서, 상기 난연제로서, 실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄 2종을 혼합한 것이 더욱 바람직하다. 실란으로 코팅(피복)시킨 폴리인산암모늄은 분산성과 침전성이 양호하고, 파티클 칩간의 결합력을 증가시킬 수 있다. Ammonium polyphosphate (water-soluble APP) is excellent in the effect of removing metal ion odor, and has excellent dispersing action and prevention of crystal formation. And has a function of preventing the precipitation of a poorly soluble substance as crystals and preventing the change of pH. However, the ammonium polyphosphate has a problem of water resistance, and may cause a problem of generating bleed when placed under high temperature and high humidity conditions. And insufficient heat resistance, it melts well at around 90 ~ 110 ° C, and there is not much adhesion and solution viscosity at all, which is insufficient for single use. In addition, when the melamine compound is coated on the surface of the powder of ammonium polyphosphate, it has a large specific gravity and a good bottom sediment, poor dispersibility, stickiness and poor drying property. Therefore, it is more preferable to mix the silane-coated ammonium polyphosphate and the ammonium polyphosphate as the flame retardant. The ammonium polyphosphate coated (coated) with silane has good dispersibility and sedimentability and can increase the bonding force between the particle chips.
여기서, 실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄 2종을 난연제로 사용하기 위한 최적 조성비는 실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 1 : 1.5 ~ 3.0 부피비로, 바람직하게는 1 : 1.8 ~ 2.5 부피비로, 더욱 바람직하게는 1 : 1.8 ~ 2.2 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이때, 폴리인산암모늄이 실란 코팅 폴리인산암모늄에 대하여 1.5 부피비 미만이면 상대적으로 조성물 내 실란 코팅 폴리인산암모늄이 상대적으로 너무 많아서 오히려 난연성이 감소할 수 있고, 폴리인산암모늄을 3.0 부피비 초과하여 사용하면 실란 코팅 폴리인산암모늄 사용량이 상대적으로 너무 적어서 실란 코팅 폴리인산암모늄을 적정량 사용한 경우 보다 PB의 기계적 물성이 떨어질 수 있다.Here, the optimal composition ratios for using the silane-coated ammonium polyphosphate and ammonium polyphosphate as flame retardants are 1: 1.5 to 3.0 volume ratio, preferably 1: 1.8 to 2.5 volume ratio, of the silane-coated ammonium polyphosphate and ammonium polyphosphate , More preferably in a ratio of 1: 1.8 to 2.2 by volume. If the amount of ammonium polyphosphate is less than 1.5 parts by volume based on the amount of ammonium polyphosphate, the amount of the silane-coated polyphosphate in the composition is relatively large and the flame retardancy may be rather reduced. If ammonium polyphosphate is used in an amount exceeding 3.0 parts by volume, The amount of the coated ammonium polyphosphate is relatively small so that the mechanical properties of the PB may be lower than when a proper amount of the ammonium silane-coated polyphosphate is used.
그리고, 상기 바인더 조성물 내 난연제의 적정 함량은 조성물 전체 중량 중 20 ~ 25 중량%, 바람직하게는 21.5 ~ 25 중량%, 더욱 바람직하게는 22.5 ~ 24.5 중량%이다. 이때, 난연제 함량이 20 중량% 미만이면 적절한 방염성, 난연성을 확보하지 못할 수 있고, 25 중량%를 초과하여 사용하면 과다 사용으로 인해 본 발명의 조성물로 제조한 바인더 수지의 파티클 칩에 대한 침투성 등이 떨어져서 PB의 기계적 물성 등 다른 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.The optimum amount of the flame retardant in the binder composition is 20 to 25% by weight, preferably 21.5 to 25% by weight, and more preferably 22.5 to 24.5% by weight in the total weight of the composition. If the content of the flame retardant is less than 20% by weight, proper flame retardancy and flame retardancy may not be secured. If the content of the flame retardant exceeds 25% by weight, permeability of the binder resin produced by the composition of the present invention to particle chips, There may be a problem that other physical properties such as mechanical properties of PB are deteriorated, so it is preferable to use within the above range.
상기 바인더 조성물은 상기 난연제 외에 난연보조제를 더 포함할 수 있다. 난연보조제로는 황산암모늄((NH4)2SO4), 암모늄 폴리포스페이트 및 폴리포스파젠 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 황산암모늄 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 황산암모늄을 사용할 수 있다. 난연보조제를, 바람직하게는 황을 포함한 첨가물을 혼합시켜 병용 처리할 경우 연소시 열분해에 의하여 폴리메타인산을 생성하고, 이것이 보호층을 형성하는 경우와 폴리메타인산이 생성될 때 탈수작용에 의해 생성되는 탄소 피막이 산소를 차단하여 고난연(방염)성을 부여할 수 있다. 본 발명의 조성물 내 난연보조제의 함량은 0.5 ~ 2.0 중량%, 바람직하게는 0.6 ~ 1.6 중량%, 더욱 바람직하게는 0.75 ~ 1.40 중량%인 것이 좋은데, 이때, 난연보조제 함량이 0.5 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 난연보조제 사용으로 인한 추가적인 난연성 향상 효과가 없을 수 있고, 2.0 중량%를 초과하여 사용하더라도 더 이상의 난연성 항상 효과가 없는 바, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. The binder composition may further include a flame retardant auxiliary in addition to the flame retardant. As the flame retardant aid, at least one selected from ammonium sulfate ((NH4) 2SO4), ammonium polyphosphate and polyphosphazene can be used, and preferably at least one selected from ammonium sulfate and ammonium polyphosphate, Ammonium sulfate may be used. When the flame-retarding auxiliary agent is mixed with additives, preferably sulfur-containing additives, pyrometallic acid is produced by pyrolysis at the time of combustion, and this is caused by dehydration when the protective layer is formed and when polymetaphosphoric acid is formed (Carbonaceous) film can block oxygen to give a high heat resistance (flame retardancy). The content of the flame-retardant auxiliary in the composition of the present invention is preferably 0.5 to 2.0% by weight, more preferably 0.6 to 1.6% by weight, and still more preferably 0.75 to 1.40% by weight. The use amount is too small and there is no effect of improving the flame retardancy due to the use of the flame-retardant aid. Even when the flame-retardant aid is used in an amount exceeding 2.0% by weight, further flame retardancy is not always effective.
PB는 폐목재, 건축물 폐자재, 가구 폐자재, 목재 부산물 등을 부수어, 작은 조각으로 만들어 접착제를 섞어 고온, 고압으로 압착시켜서 만든 가공재로, 연소시 흡열 반응으로 연소열을 감소시키거나 열 분해에 의한 탈수 작업 등의 반응이 진행될 시 많은 양의 유해성 연기(가스)를 발생시키고, 또한 연기 밀도가 높을 가능성이 아주 높다. 이에 상기 바인더 조성물은 유해성 연기(가스)발생을 억제시키기 위한 억연제를 더 포함할 수 있다. 그리고, 억연제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 억연제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 붕산, 탄산아연 및 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 중에서 선택된 2종 또는 3종을 가공하여 제조한 결정을 억연제로 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 붕산(H3BO3), 탄산아연(ZnCO3) 및 수산화마그네슘을 1 : 2.5 ~ 5 : 1.0 ~ 2.5 중량비로 가공하여 제조한 결정을, 더 더욱 바람직하게는 붕산, 탄산아연 및 수산화마그네슘을 1 : 3.0 ~ 4.5 : 1.4 ~ 2.0 중량비로 가공하여 제조한 결정을 억연제로 사용할 수 있다. 그리고, 상기 억연제 성분 내 붕산은 온수에 잘 녹고, 약산을 나타내며, 약한 살균 작용, 방부성도 있다. 살균성 때문에 천연 방충제 기능과 곰팡이 성장 억제와 흰개미의 저항성이 높다. 따라서, 상기 억연제 사용시, PB의 연기뿐만 아니라, 난연성, 살균성, 항곰팡이성, 흰개미 저항성을 증대 시킬 수 있다. 이때, 탄산아연 및 수산화마그네슘이 상기 중량비 범위를 벗어나는 경우, 상기 중량 범위 내로 사용하는 경우와 비교할 때 상대적으로 억연 효과가 감소할 수 있다.PB is a processing material made by crushing waste wood, building waste materials, household waste materials, wood by-products, etc., made into small pieces and mixing adhesive with high temperature and high pressure. It reduces heat of combustion by endothermic reaction during combustion, There is a high possibility that a large amount of harmful smoke (gas) is generated when the reaction such as dehydration work, and the smoke density is high. Thus, the binder composition may further include a suppressing agent for suppressing the generation of harmful smoke (gas). As the oxidizing agent, a common oxidizing agent used in the present invention can be used. Preferably, a crystal prepared by processing two or three kinds selected from boric acid, zinc carbonate and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2) More preferably a crystal prepared by processing boric acid (H 3 BO 3 ), zinc carbonate (ZnCO 3 ) and magnesium hydroxide at a weight ratio of 1: 2.5 to 5: 1.0 to 2.5, more preferably A crystal prepared by processing boric acid, zinc carbonate, and magnesium hydroxide at a weight ratio of 1: 3.0 to 4.5: 1.4 to 2.0 can be used as a suppressing agent. In addition, the boric acid in the oxidizing agent component is well soluble in hot water, exhibits weak acidity, and has a weak sterilizing action and antiseptic property. Due to their bactericidal properties, they have a high level of resistance to natural insect repellents, mold growth inhibition and termites. Therefore, when the oxidizing agent is used, not only the smoke of PB but also flame retardancy, bactericidal, antifungal and termite resistance can be increased. At this time, when the zinc carbonate and the magnesium hydroxide are out of the weight ratio range, the opacifying effect may be relatively decreased as compared with the case where the zinc carbonate and magnesium hydroxide are used within the weight range.
이러한, 상기 억연제는 물에 붕산을 용해시켜서 붕산 포화 수용액을 제조하는 1단계; 붕산 포화 수용액을 가열한 후, 가열된 붕산 포화 수용액에 탄산아연 및 수산화마그네슘 중에서 선택된 1종 또는 2종을 용해시킨 다음 끓이는 2단계; 및 냉각 및 여과한 후, 여과물을 건조시켜 백색 결정을 수득하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.In the first step, the boron-containing agent dissolves boric acid in water to prepare a saturated boric acid aqueous solution; A step of heating a saturated aqueous solution of boric acid, and then dissolving one or two selected from zinc carbonate and magnesium hydroxide in a heated saturated aqueous solution of boric acid and then boiling; And cooling, filtering, and then drying the filtrate to obtain white crystals.
상기 붕산, 탄산아연 및 수산화마그네슘의 사용량은 앞서 설명한 이들 성분들 간 중량비를 만족하는 것이 좋다. The amount of the boric acid, zinc carbonate and magnesium hydroxide used is preferably such that the weight ratio between the above-mentioned components is satisfied.
본 발명에서 사용하는 상기 억연제를 제조하는 바람직한 일구현예를 들면, 물 50mL가 채워진 비커에 붕산 5mL(3g) 주입하여 포화용액이 되도록 80 ~ 105℃로 20 ~ 40분간 가열하고, 염기성인 탄산아연10mL(11g)을 붕산 포화용액에 주입하여 교반을 800 ~ 1,400 rpm으로 지속적으로 실시하면서, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 5mL(5.5g)을 주입한다. 다음으로, 50분 ~ 90분간 끓인 후, 5 ~ 8시간 동안을 방치 및 필터링한 다음, 여과물을 건조시켜서 백색의 기둥 모양의 결정 수득할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, 5 mL (3 g) of boric acid is injected into a beaker filled with 50 mL of water, heated at 80 to 105 ° C for 20 to 40 minutes so as to become a saturated solution, 10 mL (11 g) of zinc is poured into a saturated solution of boric acid, and 5 mL (5.5 g) of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) is added while stirring is continued at 800 to 1,400 rpm. Next, the mixture is boiled for 50 minutes to 90 minutes, left to stand for 5 to 8 hours, filtered, and then dried to obtain white columnar crystals.
그리고, 본 발명의 조성물 내 상기 억연제의 함량은 0.1 ~ 5.0 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 2.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.6 ~ 1.0 중량%로 사용할 수 있다. 이때, 억연제 함량이 0.1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 억연 효과를 보지 못할 수 있고, 5.0 중량%를 초과하여 사용하면 다른 조성물과의 상용성 저하로 PB의 평면 인장강도 등의 다른 물성이 오히려 저하되는 문제가 있을 수 있다.The content of the suppressing agent in the composition of the present invention may be 0.1 to 5.0% by weight, preferably 0.5 to 2.5% by weight, more preferably 0.6 to 1.0% by weight. At this time, if the content of the oxidizing agent is less than 0.1% by weight, the use amount thereof may be too small to exhibit an oppressive effect. If the content exceeds 5.0% by weight, other properties such as the plane tensile strength of PB There may be a problem that is rather degraded.
또한, 상기 바인더 조성물은 PB의 항균성, 항곰팡이성, 살균성, 소취성 등을 부여하기 위하여 항균제를 더 포함할 수 있다. 상기 항균제로는 유기계 항균제 및 무기계 항균제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 무기계 항균제를 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 무기계 항균제로는 은(Ag) 나노입자 및 이산화티타늄(TiO2) 나노입자를 1 : 0.5 ~ 1.0 중량비로 포함하는 혼합 나노분말을, 바람직하게는 은 나노입자 및 이산화티타늄 나노입자를 1 : 0.75 ~ 1.00 중량비로 포함하는 혼합 나노분말을 사용하는 것이 좋다. 은 나노입자는 항균력과 살균력이 강할 뿐 아니라, 냄새 제거, 포름알데히드(CH2O)와 VOCs 제거, 원적외선과 음이온 방출 등 광범위한 분야에서 항생 물질로 사용되고 있으며, 이산화티타늄 나노입자와 혼합 사용함으로써, 접착 수지 내 잔류성 포름 알데히드, 그리고 시트지나 필름지를 부착시키기 위하여 사용되는 바인더에서 방출되는 휘발성 유기 화합물 제거와 폐목재의 흡습으로 인하여 부패되는 과정에서 발생되는 악취와 심지어는 흰개미, 염먹이 들의 충해 또는 그로 인한 강도와 내구성이 약해지는 문제점을 개선할 수 있으며, 소취, 방충(방부) 효과를 얻을 수 있다.In addition, the binder composition may further comprise an antibacterial agent to impart antimicrobial activity, antifungal property, bactericidal activity, deodorizing property, and the like of PB. The antimicrobial agent may include at least one selected from an organic antimicrobial agent and an inorganic antimicrobial agent, preferably an inorganic antimicrobial agent. As the inorganic antimicrobial agent, a mixed nano powder containing silver (Ag) nanoparticles and titanium dioxide (TiO 2 ) nanoparticles at a weight ratio of 1: 0.5 to 1.0, preferably silver nanoparticles and titanium dioxide nanoparticles, : 0.75 to 1.00 weight ratio. Silver nanoparticles are not only strong in antibacterial and disinfecting power, they are also used as antibiotics in a wide range of fields such as odor elimination, formaldehyde (CH 2 O) and VOCs removal, far-infrared and anion emission. By mixing with titanium dioxide nanoparticles, Residual formaldehyde in the resin, and the removal of volatile organic compounds released from the binder used to attach the sheet or film, as well as the odor and even the termites' It is possible to improve the problem that the strength and durability are weakened, and it is possible to obtain a deodorant and antiseptic (antiseptic) effect.
그리고, 본 발명의 조성물 내 상기 항균제의 함량은 조성물 전체 중량 주 1.0 ~ 3.0 중량%를, 바람직하게는 1.5 ~ 2.7 중량%를, 더욱 바람직하게는 1.70 ~ 2.20 중량%를 포함할 수 있으며, 이때, 항균제 함량이 1.0 중량% 미만이면 항균 효과가 미비할 수 있고, 3.0 중량%를 초과하여 사용하더라도 더 이상의 항균 효과 증대가 없는 바 비경제적이다.The content of the antibacterial agent in the composition of the present invention may be 1.0 to 3.0% by weight, preferably 1.5 to 2.7% by weight, more preferably 1.70 to 2.20% by weight based on the total weight of the composition, If the content of the antimicrobial agent is less than 1.0 wt%, the antimicrobial effect may be insufficient, and even if the antimicrobial agent content exceeds 3.0 wt%, the antimicrobial effect is not further increased.
상기 바인더 조성물 조성 중 접착 수지는 요소 수지, 멜라민 수지 및 페놀 수지 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 멜라민 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 바인더 조성물은 난연제, 난연보조제, 억연제, 항균제, 물 외에 잔량의 접착 수지를 포함할 수 있다.As the adhesive resin in the composition of the binder composition, at least one selected from urea resin, melamine resin and phenol resin can be used, and a melamine resin can be preferably used. The binder composition may include a flame retardant, a flame retardant, an antistatic agent, an antibacterial agent, and residual adhesive resin in addition to water.
본 발명에서 기능성 바인더 제조에 사용되는 바인더 조성물은 하기와 같은 강도보강제, 방습제, 커플링제, 방부제 및 침투제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수도 있다.In the present invention, the binder composition used in the production of the functional binder may further include at least one selected from the following strength-enhancing agents, desiccants, coupling agents, preservatives and penetrating agents.
PB는 단판 제조 후의 폐잔재, 재재목의 폐잔재, 펄프용 칩, 제재목의 대패밥, 각종 톱밥, 목공 작업 후의 폐잔재, 폐가구 목조 주택 시공 후 폐잔재, 아파트 샘플 하우스 폐잔재 등으로 이루고 있다. 이런 폐잔재를 이용시 제조 조건으로는 강도가 약하고, 수분 변동에 따른 수축 팽창이 생길 수 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해, 파티클칩의 강도가 약해진 부분을 코팅이 되게 하여, 인장강도 보강, 내수, 내습, 방부기능을 발휘하도록 상기 바인더 조성물은 강도보강제를 더 포함할 수도 있다. 강도보강제로는 에어로겔(Aerogel) 및 납석을 혼합한 혼합분말을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에어로겔 및 납석을 1 : 0.40 ~ 1.00 중량비, 더욱 바람직하게는 에어로겔 및 납석을 1 : 0.60 ~ 0.85 중량비 혼합한 혼합분말을 사용할 수 있다. PB is composed of waste residue after manufacturing of single plate, waste residue of wood, pulp chips, sawdust, various sawdust, waste residue after woodworking, waste residues after construction of wooden houses, and apartment house waste residues. When these waste materials are used, the strength is weak in the production conditions and shrinkage expansion may occur due to moisture fluctuation. In order to improve the above disadvantages, the binder composition may further include a strength reinforcing agent so that the portion where the strength of the particle chip is weakened becomes a coating, and exhibits tensile strength reinforcement, water resistance, moisture resistance and antiseptic function. As the strength reinforcing agent, a mixed powder obtained by mixing aerogels and pyrophyllite may be used. Preferably, airgel and pyrophyllite are mixed at a weight ratio of 1: 0.40 to 1.00, more preferably 1: 0.60 to 0.85 weight ratio of airgel and pyrophyllite Mixed powders may be used.
상기 에어로겔은 600 ~ 1,500 m2/g의 비표면적을 가지는 고다공성 나노구조체로서, 1 ~ 50 nm 크기의 나노입자로 구성되어 있으며, 다공성 구조를 갖고 있어서 단열성이 우수해 단열, 방음, 충격 완화력이 뛰어나 깨짐을 방지할 수 있으며, 납석과 혼합됨으로써 강도가 증가된다. 또한, 에어로겔은 접착력을 증가시켜 파티클칩 조각끼리 부착이 잘 되도록 하는 기능과 평탄 인장강도와, 열변형을 막고 하중에 의한 장기적 변형을 개선한다. 납석은 지방감이 풍부하고, 내화재, 충진재로의 기능과 에어로겔과 혼합이 잘 되는 특징이 있다.The aerogels are highly porous nanostructures having a specific surface area of 600 to 1,500 m 2 / g and are composed of nanoparticles having a size of 1 to 50 nm. The porous structure of the airgel is excellent in heat insulation, Can be prevented from cracking, and the strength is increased by mixing with pyrophyllite. In addition, the aerogels increase the adhesive force to improve the adhesion of the particle chip chips, the flat tensile strength, and the thermal deformation and improve the long-term deformation by the load. Pyrophosphate is abundant in fat, has the function of refractory, filler, and is well mixed with aerogels.
그리고, 상기 바인더 조성물 내 상기 강도보강제의 함량은 0.3 ~ 1.2 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 1.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.60 ~ 0.80 중량%로 사용할 수 있다. 이때, 강도보강제 함량이 0.3 중량% 미만이면 사용량이 너무 적어서 PB의 기계적 강도 향상 효과를 보지 못할 수 있고, 1.2 중량%를 초과하여 사용하면 다른 조성물과의 상용성 저하로 PB의 다른 물성이 오히려 저하되는 문제가 있을 수 있다.The content of the strength reinforcing agent in the binder composition may be 0.3 to 1.2% by weight, preferably 0.5 to 1.0% by weight, more preferably 0.60 to 0.80% by weight. If the content of the reinforcing agent is less than 0.3% by weight, the amount of the reinforcing agent to be used is too small to improve the mechanical strength of the PB. If the amount of the reinforcing agent is more than 1.2% by weight, the other properties of the PB may deteriorate There may be a problem.
PB로 가공된 가구나 책상, 부엌가구(싱크대), 붙박이 가구 같은 것들이, 시간이 지나면, 마감재인 시트지 또는 필름지가 접착력이 떨어져 PB 판 내부에 습기가 발생되면, 파티클칩은 팽창을 하면서 결합력이 급속하게 약화되어 어걸어지는 문제가 발생되고, 세균과 곰팡이가 번식되어 위생 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 상기 문제점을 보완 개량하기 위해 상기 바인더 조성물은 방습제를 더 포함할 수도 있다. 방습제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 방습제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유동성 파라핀 왁스를 사용할 수 있다. 유동성 파라핀 왁스가 파티클칩 내부에 침투 또는 표면에 코팅화되어 PB의 내습성이 향상될 수 있으며, 유동성 파라핀 왁스는 PB의 기능을 변경시키지 않고 함수율과 치수 변화를 지연시키며, 내수성과 내습성을 향상시킬 수 있다. 상기 바인더 조성물 내 상기 방습제의 함량은 0.5 ~ 2.0 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 1.6 중량%, 더욱 바람직하게는 0.7 ~ 1.0 중량%일 수 있다. 이때, 방습제 함량이 0.5 중량% 미만이면 사용량이 너무 적어서 PB의 내수성, 내습성 향상 효과를 보지 못할 수 있고, 2.0 중량%를 초과하여 사용하면 조성물을 이용하여 제조한 바인더의 점도가 너무 크게 증가하여 파티클칩과의 혼합성이 떨어지며, 바인더의 파티클칩에 대한 침투성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. Over time, when the sheet or sheet of paper as a finish material has poor adhesion and moisture is generated inside the PB board, the particle chip expands rapidly and the bonding force rapidly increases. The problem of weakening and hanging occurs, and bacteria and fungi are breeded, which may cause hygiene problems. The binder composition may further include a desiccant in order to overcome or overcome the problems described above. As the desiccant, general desiccants used in the art can be used, and liquid paraffin wax can be preferably used. Moisture resistance of PB can be improved by infiltration of liquid paraffin wax into the particle chip or coating on the surface of the particle. Fluid paraffin wax can retard water content and dimensional change without changing the function of PB and improve water resistance and moisture resistance . The content of the moisture-proofing agent in the binder composition may be 0.5 to 2.0% by weight, preferably 0.5 to 1.6% by weight, and more preferably 0.7 to 1.0% by weight. If the content of the moisture-proofing agent is less than 0.5% by weight, the use amount of the moisture-proofing agent is too small to improve the water resistance and moisture resistance of the PB. If the moisture-absorbing agent content exceeds 2.0% by weight, the viscosity of the binder There is a problem that the compatibility with the particle chip is poor and the permeability of the binder to the particle chip is low. Therefore, it is preferable to use within the above range.
상기 바인더 조성물로 제조한 바인더는 소수성인 비극성일 수 있으므로, 친수성인 파티클칩과의 결합력이 떨어질 수 있다. 이에 항균성 및 항곰팡이성 바인더와 파티클칩과의 계면 사이에 화학적 결합을 개선하기 위하여 본 발명 조성물은 커플링제를 더 포함할 수도 있다. 커플링제 도입으로 인해 굽힘 강도와 탄성계수 증대, 치수 안정, 충격 강도 증대효과를 볼 수 있다. 그리고, 상기 커플링제로는 인산아크릴계 커플링제로를 사용하는 것이 좋으며, 그 함량은 바인더 조성물 전체 중량 중 0.3 ~ 1.2 중량%를, 바람직하게는 0.5 ~ 1.2 중량%를, 더욱 바람직하게는 0.65 ~ 1.0 중량%일 수 있다. 이때, 커플링제 함량이 0.5 중량% 미만이면 커플링제 사용으로 인한 물성 증대 효과가 미비할 수 있으며, 1.2 중량%를 초과하여 사용하면 바인더의 점도가 높아지고, 오히려 파티클칩과의 혼합성, 침투성이 떨어지고 PB의 난연성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. Since the binder made of the binder composition may be non-polar, hydrophobic, the binding force with the hydrophilic particle chip may be deteriorated. In order to improve the chemical bonding between the antimicrobial and antifungal binder and the interface between the particle chip and the particle chip, the composition of the present invention may further include a coupling agent. The introduction of coupling agent can increase bending strength, elastic modulus, dimensional stability, and impact strength. The content of the binder is 0.3 to 1.2% by weight, preferably 0.5 to 1.2% by weight, more preferably 0.65 to 1.0% by weight based on the total weight of the binder composition. % ≪ / RTI > If the content of the coupling agent is less than 0.5 wt%, the effect of increasing the physical properties due to the use of the coupling agent may be insufficient. If the content of the coupling agent is more than 1.2 wt%, the viscosity of the binder increases, There is a problem that the flame retardancy of PB is deteriorated. Therefore, it is preferable to use within the above range.
습기의 침투로 인한 PB 내부 또는 표면이 부식, 부패로 인하여 이끼, 미생물을 비롯한 청태 발생을 효율적으로 억제, 살균, 해충 또는 흰개미 파티클칩을 부패시키는 곰팡이 발생하는 것을 억제하기 위해서 상기 바인더 조성물은 방부제를 더 포함할 수도 있다. 방부제로는 유기계 방부제 및 무기계 방부제 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 무기계 방부제를, 더욱 바람직하게는 무기계 방부제인 황산구리(CuSO4)를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 바인더 조성물 내 방부제의 함량은 조성물 전체 중량 중 0.05 ~ 1.2 중량%를, 바람직하게는 0.50 ~ 1.20 중량%를, 더욱 바람직하게는 0.70 ~ 1.15 중량%일 수 있다. 이때, 방부제 함량이 0.05 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 방부 효과를 볼 수 없을 수 있고, 1.2 중량%를 초과하여 사용하면 방부 효과는 우수하나, 바인더의 파티클칩에 대한 침투 효과를 감소시켜서 PB의 기계적 물성이 감소하는 문제가 있을 수 있다.In order to effectively inhibit generation of mosses, microorganisms, and other contaminants due to corrosion or decay of PB interior or surface due to penetration of moisture, and to inhibit the generation of fungi which may corrode sterilization, insect pests or termite particle chips, the binder composition contains preservatives . As the preservative, at least one selected from an organic preservative and an inorganic preservative can be used, preferably an inorganic preservative, more preferably copper sulfate (CuSO 4 ), which is an inorganic preservative. The content of the preservative in the binder composition may be 0.05 to 1.2% by weight, preferably 0.50 to 1.20% by weight, and more preferably 0.70 to 1.15% by weight based on the total weight of the composition. If the preservative content is less than 0.05 wt%, the preservative effect may not be obtained due to the use amount thereof being too small. If the preservative content is more than 1.2 wt%, the preservative effect is excellent, but the penetration effect of the binder on the particle chip is reduced, There may be a problem in that the mechanical properties of the resin are reduced.
상기 바인더 조성물은 바인더가 파티클칩에 골고루 잘 스며들도록 침투제를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 침투제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 침투성분을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 음이온성인 알킬석시네이트(alkyl succinate)를 사용할 수 있다. 그리고, 침투제의 사용량은 바인더 조성물 전체 중량 중 0.2 ~ 1.0 중량%를, 바람직하게는 0.4 ~ 1.0 중량%를, 더욱 바람직하게는 0.65 ~ 1.00 중량%일 수 있다. 이때, 침투제 사용량이 0.2 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 이를 사용하는 효과를 볼 수 없을 수 있고, 1.0중량%를 초과하여 사용하더라도 이로 인한 PB의 물성 향상 효과가 없으므로 비경제적일 수 있는 바, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. The binder composition may further comprise a penetrating agent so that the binder is uniformly penetrated into the particle chip. At this time, the penetrant may be a common penetrant used in the art, and preferably an anionic alkyl succinate may be used. The amount of the penetrating agent may be 0.2 to 1.0% by weight, preferably 0.4 to 1.0% by weight, and more preferably 0.65 to 1.00% by weight based on the total weight of the binder composition. If the amount of the penetrating agent is less than 0.2 wt%, the amount of the penetrating agent used may be too small to achieve the effect of using it. If the amount of the penetrating agent is more than 1.0 wt%, the physical properties of the PB may not be improved. It is preferable to use it within the above range.
앞서 설명한 본 발명의 조성물을 이용하여 하기와 같은 방법을 통해 기능성 바인더를 제조할 수 있다.Using the composition of the present invention described above, a functional binder can be prepared by the following method.
본 발명의 기능성 바인더는 앞서 설명한 다양한 조성의 바인더 조성물을 준비하는 1단계; 상기 바인더 조성물을 혼합한 후, 교반물을 제조하는 2단계; 및 상기 교반물을 숙성시키는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 기능성 바인더를 제조할 수 있다.The functional binder of the present invention comprises the steps of: preparing a binder composition of various compositions as described above; 2) mixing the binder composition and then producing an agitated product; And aging the agitated product. The functional binder may be prepared by a process comprising:
1단계의 상기 바인더 조성물은 앞서 설명한 바와 같다.The binder composition of the first step is as described above.
그리고, 2단계의 교반물은 1단계의 기능성 조성물을 800 ~ 1,500 rpm의 교반 속도로 10 ~ 30분간 교반하여, 바람직하게는 1,000 ~ 1,350 rpm의 교반 속도로 15 ~ 25분간 교반하여 제조할 수 있다. 이때, 교반 속도가 800 rpm 미만이면 조성물 성분이 잘 용해되지 않을 수 있고, 교반속도가 1,500 rpm을 초과하면 거품이 발생할 수 있다. 그리고, 교반 시간은 상기 교반 속도에 따른 상대적인 적정 교반 시간이다.The two-stage stirred product can be prepared by stirring the first-stage functional composition at a stirring speed of 800 to 1,500 rpm for 10 to 30 minutes, preferably at a stirring rate of 1,000 to 1,350 rpm for 15 to 25 minutes . At this time, if the stirring speed is less than 800 rpm, the composition components may not dissolve well, and if the stirring speed exceeds 1,500 rpm, bubbles may occur. The stirring time is a relative suitable stirring time according to the stirring speed.
그리고, 3단계는 충분한 조건으로 잘 교반된 교반물을 숙성시키는 단계로서, 상기 숙성은 20 ~ 35℃의 암실에서 6 ~ 12 시간 동안, 바람직하게는 20 ~ 30℃의 암실에서 7 ~ 10 시간 동안 방치하여 숙성시켜서 본 발명의 기능성 바인더를 제조할 수 있다.The aging is carried out in a dark room at 20 to 35 ° C for 6 to 12 hours, preferably in a dark room at 20 to 30 ° C for 7 to 10 hours It is allowed to stand and be aged to produce the functional binder of the present invention.
이와 같이 제조된 본 발명의 기능성 바인더는 파티클칩에 적용하여 PB를 제조할 수 있으며, 바람직한 일구현예를 들면, 파티클칩 및 기능성 바인더를 차례대로 코팅기에 투입 및 혼합하여, 기능성 바인더가 파티클칩에 침투 코팅된 코팅물을 제조하는 1단계; 상기 코팅물을 열압프레스로 압착시켜서 열압착물을 제조하는 2단계; 열압착물을 건조하는 3단계;를 수행하여 기능성 친환경 파티클 보드를 제조할 수 있다.The functional binder of the present invention can be applied to a particle chip to produce PB. In one preferred embodiment, the particle chip and the functional binder are put into a coating machine in sequence and mixed to form a functional binder, A first step of preparing a penetration coated coating; Pressing the coating material with a hot press to produce a thermocompression product; Followed by drying the thermocompression product in three steps to produce a functional eco-friendly particle board.
상기 1단계에서 기능성 바인더의 투입량은 파티클칩 100 중량부에 대하여 상기 기능성 바인더 32.5 ~ 50.0 중량부를, 바람직하게는 35.0 ~ 46.5 중량부를, 더욱 바람직하게는 37 ~ 44 중량부를 사용할 수 있다. 이때, 기능성 바인더 투입량이 32.5 중량부 미만이면 파티클칩에 충분하게 바인더가 침투 코팅되지 못하여 PB의 물성이 좋지 않을 수 있고, 기능성 바인더 투입량이 50.0 중량부를 초과하는 것은 과량 사용으로 오히려 PB 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있거나, 초과 사용하더라도 물성 증대 효과가 미비할 수 있는 바, 비경제적이다.In the first step, the functional binder may be used in an amount of 32.5 to 50.0 parts by weight, preferably 35.0 to 46.5 parts by weight, more preferably 37 to 44 parts by weight, based on 100 parts by weight of the particle chip. In this case, if the amount of the functional binder is less than 32.5 parts by weight, the binder may not be sufficiently coated on the particle chip, resulting in poor physical properties of the PB. If the amount of the functional binder is greater than 50.0 parts by weight, , Or even if it is used excessively, the effect of increasing the physical properties may be insufficient, which is uneconomical.
2단계의 압착은 상기 1단계의 코팅물을 상판 온도 100 ~ 120℃, 하판 온도 110 ~ 155℃인 열압 프레스(press)에 투입하여 5분 ~ 10분 동안 60 ~ 80 kgf/cm2으로 열압착을 수행할 수 있다.The two-step pressing is performed by pressing the above-mentioned coating material of the first step into a hot press at a temperature of the upper plate of 100 to 120 ° C and a lower plate of 110 to 155 ° C and thermally pressing at 60 to 80 kgf / cm 2 for 5 to 10 minutes Can be performed.
그리고, 열압착이 완료된 후, 1일 ~ 3일 동안 상온(18 ~ 35℃)에서 건조시켜서 본 발명의 기능성 친환경 파티클 보드를 제조할 수 있다.After completion of the thermocompression bonding, the functional eco-friendly particle board of the present invention can be manufactured by drying at room temperature (18 to 35 ° C) for 1 to 3 days.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험에는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것 일뿐 하기 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments and experimental examples are provided to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples and experiments are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the examples and experimental examples.
[[ 실시예Example ]]
준비예Preparation Example 1-1 : 난연제의 제조 1-1: Preparation of flame retardant
실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄(수용성 APP)과 1 : 2 부피비로 혼합하여 난연제를 준비하였다.Silane-coated ammonium polyphosphate and ammonium polyphosphate (water-soluble APP) in a volume ratio of 1: 2 to prepare a flame retardant.
준비예Preparation Example 1-2 ~ 1-3 및 1-2 to 1-3 and 비교준비예Example of comparison preparation 1-1 ~ 1-2 1-1-2
상기 준비예 1과 동일한 방법으로 난연제를 제조하되, 하기 표 1과 같은 조성비를 가지도록 실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 혼합 및 교반하여 난연제를 각각 제조하였다.A flame retardant was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the silane-coated ammonium polyphosphate and ammonium polyphosphate were mixed and stirred to prepare a flame retardant.
준비예Preparation Example 2-1 : 2-1: 억연제의Blanched 제조 Produce
물 50mL가 채워진 비커에 붕산 3g을 투입하여 포화용액이 되도록 95℃로 30분간 가열 및 교반하여 붕산 용액을 제조하였다. 3 g of boric acid was added to a beaker filled with 50 ml of water, and heated and stirred at 95 캜 for 30 minutes so as to become a saturated solution to prepare a boric acid solution.
다음으로, 염기성인 탄산아연11g을 붕산 용액에 투입한 다음, 1,200rpm속도로 교반을 지속적으로 실시하면서, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 5.5g을 투입하였다.Next, 11 g of basic zinc carbonate was added to the boric acid solution, and 5.5 g of magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) was added while stirring was continued at 1,200 rpm.
다음으로, 수산화마그네슘 투입된 용액을 1 시간 동안 끓인 후, 6시간 동안을 방치하였다. Next, the magnesium hydroxide-added solution was boiled for 1 hour and left for 6 hours.
다음으로, 필터링한 다음, 여과물을 건조시켜서 백색의 기둥 모양의 결정 수득하였으며, 이를 억연제로 준비하였다. Next, after filtration, the filtrate was dried to obtain a white columnar crystal, which was prepared as an oxidizing agent.
준비예Preparation Example 2-1 ~ 2-3 및 2-1 to 2-3 and 비교준비예Example of comparison preparation 2-1 ~ 2-2 2-1 to 2-2
상기 준비예 2-1과 동일한 방법으로 억연제를 제조하되, 하기 표 2와 같은 조성비를 가지도록 붕산, 탄산아연 및 수산화마그네슘을 투입 및 교반하여 백색의 기둥 모양의 결정인 억연제를 각각 제조하였다.Boric acid, zinc carbonate and magnesium hydroxide were added and stirred in the same manner as in Preparative Example 2-1 so as to have the composition ratios shown in Table 2 below, thereby preparing white opaque pillar-shaped opacifiers .
준비예Preparation Example 3-1 : 항균제의 제조 3-1: Preparation of antimicrobial agent
은(Ag) 나노입자 및 이산화티타늄(TiO2) 나노입자를 1 : 0.87 중량비로 포함하는 혼합 나노분말을 준비하였다.(Ag) nanoparticles and titanium dioxide (TiO 2 ) nanoparticles in a weight ratio of 1: 0.87.
준비예Preparation Example 3-2 ~ 3-3 및 3-2 to 3-3 and 비교준비예Example of comparison preparation 3-1 ~ 3-2 3-1 to 3-2
상기 준비예 3-1과 동일한 방법으로 항균제를 제조하되, 하기 표 3과 같은 조성비를 가지도록 은 나노입자 및 이산화티타늄 나노입자를 혼합하여 혼합 나노분말(항균제) 각각을 제조하였다. Antimicrobial agents were prepared in the same manner as in Preparation Example 3-1 except that silver nanoparticles and titanium dioxide nanoparticles were mixed so as to have the composition ratios shown in Table 3 below to prepare mixed nano powders (antibacterial agents).
준비예Preparation Example 4-1 : 4-1: 강도보강제의Strength reinforcement 제조 Produce
600 ~ 1,500 m2/g 의 비표면적 및 1 ~ 50 nm 크기를 가지는 에어로겔(Talc)과 납석을 1 : 0.78 중량비로 혼합한 혼합분말을 제조하여 강도보강제로서 준비하였다. Mixed powders were prepared by mixing an aerogel (Talc) having a specific surface area of 600 to 1,500 m 2 / g and a size of 1 to 50 nm with pyrophyllite at a ratio of 1: 0.78, and prepared as an intensifier.
실시예Example 1 : 기능성 친환경 1: Functional environment friendly 파티클 보드Particleboard 제조용 기능성 바인더의 제조 Manufacture of Functional Binder for Manufacturing
물에 멜라민 수지를 첨가하고, 준비예 1-1의 난연제를 첨가한 후, 난연보조제로서 황산암모늄을 첨가하였다. 이후 준비예 2-1의 억연제, 준비예 3-1의 항균제, 준비예 4-1의 강도보강제, 방습제인 파라핀 왁스, 인산 아크릴계 커플링제, 방부제인 황산구리 및 침투제로서 알킬석시네이트를 하기 표 3의 조성비로 첨가한 후, 1,200 rpm 교반 속도로 20분간 교반하여 교반물을 제조하였다.A melamine resin was added to water, and the flame retardant of Preparation Example 1-1 was added, followed by the addition of ammonium sulfate as a flame retardant aid. Thereafter, the antifungal agent of Preparative Example 2-1, the antifungal agent of Preparative Example 3-1, the strength enhancer of Preparation Example 4-1, paraffin wax as a moisture-proofing agent, acrylic acid coupling agent as phosphate, copper sulfate as a preservative and alkyl succinate as a penetrating agent are shown in the following table 3, and the mixture was stirred at a stirring speed of 1,200 rpm for 20 minutes to prepare a stirring product.
다음으로, 상기 교반물을 22 ~ 23℃의 암실에서 8시간 동안 방치하여 숙성시켜서 기능성 바인더를 제조하였다.Next, the agitated product was aged in a dark room at 22 to 23 ° C for 8 hours to prepare a functional binder.
비교예Comparative Example 1 One
기능성 친환경 파티클 보드 제조용 기능성 바인더로서 멜라민 수지(잔류 포름알데히드 0.1 중량% 포함, 태양합성사 제품)을 준비하였다.Functional melamine resin (containing 0.1% by weight of residual formaldehyde, product of Sun Synthesizer) was prepared as a functional binder for manufacturing an eco-friendly particle board.
실시예Example 2 ~ 3 및 2 to 3 and 비교예Comparative Example 2 ~ 3 2 to 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 기능성 바인더를 제조하되, 난연제로서 준비예 1-1의 난연제 대신 하기 표 4와 같이 준비예 1-2 ~ 1-3 및 비교준비예 1-1 ~ 1-2의 난연제를 사용하여 기능성 바인더를 각각 제조하여, 실시예 2 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2를 실시하였다.A functional binder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the flame retarder of Preparation Examples 1-1 to 1-2 and Comparative Preparations 1-1 to 1-2 Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were carried out by respectively preparing functional binders using flame retardants.
실시예Example 4 ~ 5 및 4 to 5 and 비교예Comparative Example 4 ~ 7 4 to 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 기능성 바인더를 제조하되, 난연제 또는 난연보조제 사용량을 달리하여 기능성 바인더를 각각 제조하여, 실시예 4 ~ 5 및 비교예 4 ~ 7를 하기 표 5와 같이 실시하였다.The functional binders were prepared in the same manner as in Example 1, except that the functional binders were prepared by varying the amount of the flame retardant or the flame-retardant aid, and Examples 4 to 5 and Comparative Examples 4 to 7 were conducted as shown in Table 5 below.
실시예Example 6 ~ 9 및 6 to 9 and 비교예Comparative Example 8 ~ 12 8-12
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 기능성 바인더를 제조하되, 난연제로서 준비예 1-1의 난연제 대신 하기 표 6 및 표 7과 같이 준비예 2-2 ~ 2-3 및 비교준비예 2-1 ~ 2-3의 난연제를 사용하여 기능성 바인더를 각각 제조하여, 실시예 6 ~ 9 및 비교예 8 ~ 12를 각각 실시하였다.A functional binder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the flame retarder of Preparation Example 1-1 was used instead of the flame retardant of Preparations 2-2 to 2-3 and Comparative Preparations 2-1 to 2-2 -3 were used to prepare the respective functional binders, and Examples 6 to 9 and Comparative Examples 8 to 12 were respectively performed.
실시예Example 10 ~ 11 및 10-11 and 비교예Comparative Example 13 ~ 16 13-16
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 기능성 바인더를 제조하되, 하기 표 8과 같이 강도보강제 및 침투제 사용량을 달리하여 기능성 바인더를 각각 제조하여, 실시예 10 ~ 11 및 비교예 13 ~ 16을 각각 실시하였다.The functional binders were prepared in the same manner as in Example 1, except that the functional binders were prepared by varying the amounts of the reinforcing agent and the penetrating agent as shown in Table 8, and Examples 10 to 11 and Comparative Examples 13 to 16 were respectively performed.
그리고, 비교예 15는 실시예 1과 동일한 조성 및 조성비로 제조하되, 강도보강제로서 에어로겔을 사용하지 않고 납석만을 사용하였다.Comparative Example 15 was produced in the same composition and composition ratio as in Example 1, except that only pyrophyllite was used without using an aerogel as an intensity reinforcing agent.
실시예Example 12 ~ 13 및 12-13 and 비교예Comparative Example 17 ~ 20 17-20
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 기능성 바인더를 제조하되, 하기 표 9와 같이 항균제 종류 및 사용량을 달리하여 항균성 및 항곰팡이성 바인더를 각각 제조하여, 실시예 12 ~ 13 및 비교예 17 ~ 20을 각각 실시하였다.The antibacterial and antifungal binders were prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the antimicrobial agents were varied as shown in Table 9 below to give Examples 12 to 13 and Comparative Examples 17 to 20 Respectively.
13Example
13
17Comparative Example
17
18Comparative Example
18
19Comparative Example
19
20Comparative Example
20
제조예Manufacturing example 1 : 기능성 친환경 PB(Particle board)의 제조 1: Fabrication of functional eco-friendly PB (Particle board)
파티클(particle) 칩(chip)을 자동혼합코팅기에 투입하고, 파티클칩 100 중량부에 대하여, 상기 실시예 1에서 제조한 바인더 40 중량부를 주입하여 혼합 침투 코팅이 되도록 10분 정도 코팅을 해주었다.Particle chips were put into an automatic mixing coater, and 40 parts by weight of the binder prepared in Example 1 was injected into 100 parts by weight of the particle chips, and the mixture was coated for 10 minutes to form a mixed penetration coating.
코팅이 완료된 코팅물을 상판 온도 110℃ 하판 온도는 145℃인 열판프레스에 넣고 5분 동안 50 kgf/cm2으로 열압착하여 주었다. 다음으로 열압착물을 건조기에 투입하여 3일 동안 상온(22 ~ 25℃)에서 건조시켜 기능성 친환경 PB를 제조하였다.The coated coatings were placed in a hot plate press having a top plate temperature of 110 ° C and a lower plate temperature of 145 ° C and thermocompression at 50 kgf / cm 2 for 5 minutes. Next, the thermocompression product was put into a dryer and dried at room temperature (22 to 25 ° C) for 3 days to produce functional environmentally friendly PB.
상기 PB 제조에 사용한 제조시설은 도 1 내지 도 5에 나타내었다. 도 1은 본 발명의 PB 제조를 위한 소재의 분쇄기를 나타낸 것이고, 도 2는 건조기를 나타낸 것이며, 도 3은 건조기 안에서 건조 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 PB의 재단기를 나타낸 것이며, 도 5는 PB 코팅기를 나타낸 도면이다.The manufacturing facilities used for manufacturing the PB are shown in FIGS. 1 to 5. Fig. 1 shows a pulverizer of the material for PB of the present invention, Fig. 2 shows a dryer, Fig. 3 shows a drying state in a dryer, Fig. 4 shows a cutter of PB, Fig.
비교제조예Comparative Manufacturing Example 1 One
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 PB를 제조하되, 기능성 바인더로서 실시예 1 대신 비교예 1의 바인더(태양합성사 제품)를 사용하여 PB를 제조하였다.PB was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the binder of Comparative Example 1 (manufactured by Sun Synth. Co., Ltd.) was used instead of Example 1 as a functional binder.
제조예Manufacturing example 2 ~ 13 및 2 to 13 and 비교제조예Comparative Manufacturing Example 2 ~ 20 2 to 20
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 PB를 제조하되, 기능성 바인더로서 실시예 1 대신 실시예 2 ~ 13 또는 비교제조예 2 ~ 20의 항균성 및 항곰팡이성 바인더 각각을 사용하여 PB를 제조함으로써, 제조예 2 ~ 제조예 13 및 비교제조예 2 ~ 20을 각각 실시하였다(표 10 참조).PB was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that each of the antimicrobial and antifungal binders of Examples 2 to 13 or Comparative Preparation Examples 2 to 20 was used instead of Example 1 as a functional binder, 2 to Preparation Example 13 and Comparative Preparation Examples 2 to 20, respectively (see Table 10).
제조예Manufacturing example 14 및 14 and 비교제조예Comparative Manufacturing Example 21 ~ 22 21-22
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 PB를 제조하되, 파티클칩 100 중량부에 대하여, 실시예 1의 기능성 바인더 35 중량부를 사용하여 PB를 제조하여 제조예 14를 실시하였다.PB was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that PB was prepared using 100 parts by weight of the particle chip and 35 parts by weight of the functional binder of Example 1 to prepare Production Example 14. [
또한, 파티클칩 100 중량부에 대하여, 실시예 1의 기능성 바인더 29.5중량부를 사용하여 PB를 제조하여 비교제조예 21을 실시하였다.Further, PB was manufactured by using 29.5 parts by weight of the functional binder of Example 1 with respect to 100 parts by weight of the particle chip, and Comparative Production Example 21 was carried out.
또한, 파티클칩 100 중량부에 대하여, 실시예 1의 기능성 바인더 53 중량부를 사용하여 PB를 제조하여 비교제조예 22를 실시하였다.In addition, PB was produced by using 53 parts by weight of the functional binder of Example 1 with respect to 100 parts by weight of the particle chip, and Comparative Production Example 22 was carried out.
(29.5 중량부)Example 1
(29.5 parts by weight)
실험예Experimental Example 1 : 항균성 측정 1: Antimicrobial activity measurement
상기 제조예 및 비교제조예에서 제조한 PB의 항균성을 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 측정하였으며, 항균성 측정은 KCL-FiR-1003;2011 준용 시험하였으며, 비교제조예 1 및 제조예 1의 항균성 측정 결과를 각각 도 2 및 도 3에 나타내었다. The anti-microbial properties of the PBs prepared in the above Preparation Examples and Comparative Production Examples were measured and submitted to the Korean Institute of Construction & Living Environment Test. The antimicrobial activity was measured by KCL-FiR-1003 in accordance with the criteria of Comparative Preparation Example 1 and Preparation Example 1 The measurement results are shown in Fig. 2 and Fig. 3, respectively.
비교제조예 1의 점균 감소율은 대장균, 황색포도상구균, 폐렴균 모두 99.9%이며(도 2), 본 발명의 기능성 친환경 PB인 제조예 1 역시 대장균 99.9%, 황색포도상구균 99.9%, 폐렴균 99.9%로 거의 동일한 항균도 측정 결과를 보였으며(도 3), 비교제조예 1과 거의 동일하게 나타났다.In Comparative Production Example 1, E. coli, Staphylococcus aureus, and pneumococci were all 99.9% (FIG. 2). Production Example 1 of the functional eco-friendly PB of the present invention also contained 99.9% of E. coli, 99.9% of Staphylococcus aureus and 99.9% The results of the same antibacterial measurement (FIG. 3) were almost the same as those of Comparative Preparation Example 1.
또한, 제조예 2 ~ 3, 제조예 6 ~ 9, 제조예 12 ~ 14, 비교제조예 2 ~ 3, 비교제조예 8 ~ 12 및 비교제조예 17 ~ 22에 대한 항균도 측정 결과를 하기 표 11에 나타내었다.The antibacterial degree measurement results for Production Examples 2 to 3, Production Examples 6 to 9, Production Examples 12 to 14, Comparative Production Examples 2 to 3, Comparative Production Examples 8 to 12 and Comparative Production Examples 17 to 22 were shown in the following Table 11 Respectively.
제조예 및 비교제조예의 PB 모두 우수한 항균성을 가지는 것을 확인할 수 있었다(상기 표 11 참조).It was confirmed that all PBs of the preparation examples and comparative preparation examples had excellent antibacterial properties (see Table 11, above).
그러나, 비교제조예 1의 PB 제조시 작업하기가 어렵고, 눈, 코, 목 등에 통증을 느낄 정도였다. 일반적으로 포름알데히드의 수용액은 소독제, 살균제, 방부제로 시중에 판매되고 있는데, 비교제조예 1에서 사용한 바인더인 멜라민 수지는 포름알데히드가 0.1%(1,000 ppm)의 매우 높은 농도였으며, 이로 인해 높은 항균도를 가지는 것으로 판단된다. 멜라민 수지 내 잔류 포름알데히드는 인체에 대한 독성이 매우 강하여 노출되면 질병증상이 나타나는 것으로 보고 되고 있으며, 잔류 포름알데히드 농도가 0.1ppm 이하의 경우에는 눈, 코, 목에 자극이 오고, 0.25 ~ 0.5ppm인 경우에는 호흡기 장애 등의 치명적 영향을 미친다고 한다. 이와 관련하여 하기와 같이 포름알데히드 방산량 기준, 친환경 자재 기준을 정하여 법으로 규제를 하고 있으며, 그 기준은 하기 표 12와 같다.However, it was difficult to work in the production of PB of Comparative Production Example 1, and the pain, such as eyes, nose, and throat, was felt. In general, the aqueous solution of formaldehyde is commercially available as a disinfectant, a bactericide, and an antiseptic agent. The melamine resin used as a binder in Comparative Production Example 1 has a very high concentration of formaldehyde of 0.1% (1,000 ppm) . It is reported that residual formaldehyde in melamine resin is highly toxic to the human body, and symptoms of illness occur when it is exposed. When the residual formaldehyde concentration is less than 0.1 ppm, irritation occurs in eyes, nose and throat, It is said that it has a fatal effect such as respiratory disorder. Regarding this, the standards for environment-friendly materials are set based on the amount of formaldehyde dispersion as follows, and the regulations are regulated by the law.
또한, 제조예 1, 제조예 12 ~ 13과 비교할 때, 은 나노입자 1 중량비에 대해 이산화티타늄 나노입자를 0.5 중량비 미만으로 사용한 비교제조예 17의 경우, 황색포도상구균과 폐렴균에 대해 항균 효과가 다소 떨어지는 경향을 보였으며, 은 나노입자 1 중량비에 대해 이산화티타늄 나노입자를 1.0 중량비 미만을 초과 사용한 비교제조예 18의 경우, 황색포도상구균과 폐렴균에 대해 항균 효과는 우수하나, 대장균에 대한 항균 효과가 다소 떨어지는 경향을 보였다.Further, in Comparative Production Example 17 where titanium dioxide nanoparticles were used in an amount of less than 0.5 weight ratio per 1 weight ratio of silver nanoparticles, the antibacterial effect against Staphylococcus aureus and pneumococci was somewhat less than that of Production Example 1 and Production Examples 12 to 13 In Comparative Preparation Example 18, in which titanium dioxide nanoparticles were used in an amount of less than 1.0 weight ratio per 1 weight ratio of silver nanoparticles, the antimicrobial effect against Staphylococcus aureus and pneumococci was excellent, but the antimicrobial effect against E. coli Showed a tendency to fall somewhat.
또한, 항균제를 1.0 중량% 미만으로 포함하는 바인더를 사용하여 제조한 PB(비교제조예 19)의 경우, 다른 제조예 및 비교제조예의 PB와 비교할 때, 항균성이 전반적으로 급격하게 떨어지는 문제를 보였다.In addition, PB (Comparative Preparation Example 19) prepared using a binder containing less than 1.0% by weight of the antimicrobial agent exhibited a problem that the antimicrobial activity generally fell sharply as compared with the PB of the other preparation examples and the comparative preparation examples.
그리고, 비교제조예 17 ~ 비교제조예 20이 비교제조예 1 보다 항균성이 떨어지는 이유는 바인더 내 성분 차이로 인해, 비교제조예 1과 달리 PB 내 포름알데히드의 방산량(또는 함량)이 감소하여 이로 인한 항균 작용이 발현되지 않기 때문으로 판단된다.The reason that the antibacterial properties of Comparative Production Examples 17 to 20 are lower than that of Comparative Production Example 1 is because the amount of formaldehyde dissolution (or the content of the formaldehyde) in PB is decreased due to the difference in the components in the binder, unlike Comparative Production Example 1, This is because the antimicrobial activity is not expressed.
실험예Experimental Example 2 : 곰팡이 저항성 및 저항력 실험 2: Mold resistance and resistance experiment
상기 제조예 및 비교제조예에서 제조한 PB의 곰팡이 저항성 및 저항력을 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 측정하였으며, 곰팡이 저항성은 ASTM G21-15, 곰팡이 저항력은 ASTM D6329-98(2015)에 따라 준용 시험하였으며, 비교제조예 1 및 제조예 1의 곰팡이 저항성 측정 결과는 도 4 및 도 5에 각각 나타내었고, 곰팡이 저항력 측정 결과는 도 6 및 도 7에 각각 나타내었다. The fungi resistance and resistance of the PB prepared in the above Preparation Examples and Comparative Production Examples were measured and submitted to Korea Institute of Construction & Living Environment Research Institute. The mold resistance was measured according to ASTM G21-15 and the fungus resistance according to ASTM D6329-98 (2015) The results of measurement of the fungus resistance of Comparative Preparation Example 1 and Production Example 1 are shown in FIGS. 4 and 5, respectively, and the results of the fungus resistance measurement are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
비교제조예 1의 곰팡이 저항성은 0등급으로 우수한 결과를 하며(도 4), 곰팡이 저항력은 1.0 이하로 양호하게 나타났다(도 6). 또한, 제조예 1의 PB 역시 곰팡이 저항성 0등급(도 5), 곰팡이 저항력은 1.0 이하(도 7)로 우수한 결과를 보였다. 이때, 곰팡이 저항성 등급의 기준치는 0 ~ 4 등급이다.The mold resistance of Comparative Production Example 1 was excellent at 0 grade (Fig. 4) and good at mold resistance of 1.0 or less (Fig. 6). In addition, the PB of Production Example 1 also showed excellent results with a mold resistance of 0 grade (FIG. 5) and a mold resistance of 1.0 or less (FIG. 7). At this time, the reference value of the fungus resistance grade is 0 to 4 grade.
또한, 제조예 2 ~ 3, 제조예 6 ~ 9, 제조예 12 ~ 14, 비교제조예 2 ~ 3, 비교제조예 8 ~ 12 및 비교제조예 17 ~ 22에 대한 곰팡이 저항성, 저항력 및 곰팡이 포자수 측정 결과를 하기 표 13에 나타내었다.The fungus resistance, resistance and mold spore count were measured for Production Examples 2 to 3, Production Examples 6 to 9, Production Examples 12 to 14, Comparative Production Examples 2 to 3, Comparative Production Examples 8 to 12 and Comparative Production Examples 17 to 22 The results are shown in Table 13 below.
(4주 후)Mold resistance
(4 weeks later)
(log 값)Mold resistance
(log value)
(CFU/plate)Mold spores
(CFU / plate)
상기 표 13의 곰팡이 저항성 및 저항력 실험 결과를 살펴보면, 제조예 및 비교제조예 모두 전반적으로 우수한 곰팡이 저항성, 저항력을 가지는 결과를 보였다. 그리고, 비교제조예 1이 별도의 항균제 없이도 우수한 곰팡이 저항성 및 저항력을 가진 결과를 보인 것은 실험예 1의 항균력 실험과 같이 비교제조예 1의 PB 제조에 사용된 바인더 내 잔류하고 있는 포름알데히드의 높은 농도로 인한 것으로 판단된다.The results of the mold resistance and resistance test results of Table 13 above show that both the preparation examples and the comparative preparation examples have overall excellent mold resistance and resistance. The comparative preparation example 1 showed excellent mold resistance and resistance even without a separate antimicrobial agent as in the case of the antibacterial activity test of Experimental example 1, in which the high concentration of residual formaldehyde in the binder used in the PB preparation of comparative preparation example 1 .
이에 반해, 은 나노입자 1 중량비에 대해 이산화티타늄 나노입자를 0.5 중량비 미만으로 사용한 비교제조예 17의 경우, 제조예 1 및 제조예 12와 비교할 때, 항곰팡이성이 떨어지는 결과를 보였으며, 항균제를 1.0 중량% 미만으로 포함하는 바인더를 사용하여 제조한 PB인 비교제조예 19의 경우, 곰팡이 저항성 및 저항력이 좋지 않은 결과를 보였다.On the other hand, in Comparative Production Example 17 using titanium dioxide nanoparticles at a weight ratio of less than 0.5 by weight based on 1 weight ratio of silver nanoparticles, the antimicrobial properties were lower than those of Production Example 1 and Production Example 12, In Comparative Preparation Example 19, which was a PB prepared using a binder containing less than 1.0% by weight, mold resistance and resistance were poor.
실험예Experimental Example 3 : 난연(방염)성 측정 3: Flame retardancy measurement
제조예 및 비교제조예에서 제조한 PB의 난연성을 국민 안전처 고시 제 2016-138호 시험 기준에 따라 측정하였으며, 제조예 1에 대한 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 측정한 결과를 도 8에 나타내었다.The flame retardancy of the PB prepared in the Production Examples and Comparative Production Examples was measured according to the test standard of the National Security No. 2016-138, and the results of the measurements were submitted to the Korea Institute of Construction & Environment Test Respectively.
그리고, 제조예 1 ~ 9 및 비교제조예 1 ~ 12에 대한 측정 결과를 하기 표 14에 나타내었다. 하기 표 14의 탄화 길이, 탄화 면적, 잔염 시간 및 잔신 시간은 각 샘플에 대해 3번 측정한 평균값을 나타낸 것이다.The measurement results for Production Examples 1 to 9 and Comparative Production Examples 1 to 12 are shown in Table 14 below. The carbonization length, the carbonization area, the residual salt time and the decay time in Table 14 are the average values measured three times for each sample.
(cm)Carbonization length
(cm)
(cm2)Carbonized area
(cm 2 )
(초)Brine Time
(second)
(초)Burst time
(second)
*탄화길이 : 20 cm 이내 / *탄화면적 : 50 cm2 이내
*잔염시간 : 10 초 이내 / *잔신시간 : 30 초 이내[Criteria for passing flammability]
* Carbonization length: within 20 cm / * Carbonization area: 50 cm 2 Within
* Bleaching time: Within 10 seconds / * Bleed time: Within 30 seconds
상기 표 14의 측정 결과를 살펴보면, 제조예 1 내지 제조예 3을 비교할 때, 난연제 성분 중 폴리인산암모늄 부피비가 감소하면 난연성이 다소 감소하는 경향이 있었고, 폴리인산암모늄 부피비가 증가하면 난연성이 다소 증가하는 경향을 보였다. As a result of the measurement of the results shown in Table 14, when the volume ratio of ammonium polyphosphate in the flame retardant component was decreased, the flame retardancy tended to decrease slightly. When the ammonium polyphosphate volume ratio was increased, the flame retardancy was slightly increased Respectively.
이에 반해, 기존 바인더를 사용한 PB인 비교제조예 1은 탄화길이와 잔염시간이 기준치를 만족시키지 못하는 문제가 있었다. On the contrary, Comparative Production Example 1 in which PB is a conventional binder has a problem in that the length of carbonization and the time of residual flame can not satisfy the standard value.
그리고, 난연제로서 실란 코팅 폴리인산암모늄 1 부피비에 대해 폴리인산암모늄을 1.5 부피비 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 2의 경우, 제조예 2와 비교할 때, 난연성이 크게 떨어지는 경향이 있으며, 폴리인산암모늄을 3.0 부피비를 초과한 바인더로 제조한 비교제조예 3의 경우, 제조예 3과 비교할 때 난연성 증대 효과가 거의 없었다.In Comparative Preparation Example 2, which was produced from a binder in which ammonium polyphosphate was used in an amount of less than 1.5 parts by volume based on 1 part by volume of the silane-coated polyphosphoric acid ammonium salt as a flame retardant, the flame retardancy tended to be significantly lowered than in Production Example 2, In Comparative Preparation Example 3, in which ammonium was used in a ratio exceeding 3.0 volume ratio, there was almost no effect of increasing the flame retardancy as compared with Production Example 3.
또한, 난연제를 20 중량% 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 4의 경우, 제조예 1 및 제조예 4와 비교할 때, 난연성이 급격하게 감소하는 문제가 있으며, 난연제를 25 중량% 초과하여 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 5의 경우, 제조예 1 및 제조예 5와 비교할 때, 난연성 증대 효과가 없는 결과를 보였다.Further, Comparative Production Example 4 produced from a binder using less than 20% by weight of a flame retardant agent had a problem that the flame retardancy was drastically reduced as compared with Production Example 1 and Production Example 4, Comparative Production Example 5 produced by the binder exhibited no effect of increasing the flame retardancy as compared with Production Examples 1 and 5.
또한, 난연보조제를 0.5 중량% 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 6의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 난연성이 감소하는 문제를 보였고, 난연보조제를 2.0 중량% 초과하여 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 7의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 난연성 증대 효과가 없는 결과를 보였다.Further, Comparative Production Example 6 produced from a binder using less than 0.5% by weight of a flame-retarding auxiliary agent showed a problem that the flame retardancy was reduced as compared with Production Example 1, and that the flame- Comparative Production Example 7 showed no effect of increasing the flame retardancy as compared with Production Example 1.
그리고, 비교제조예 8 ~ 10의 경우, 제조예 6 ~ 7과 비교할 때, 난연성에 큰 차이는 없는 결과를 보였다.In Comparative Production Examples 8 to 10, there was no significant difference in flame retardancy when compared with Production Examples 6 to 7. [
또한, 제조예 1, 제조예 8 ~ 9 및 비교제조예 11 ~ 12를 비교해볼 때, 억연제 사용으로 인한 난연성이 약간 증대하는 효과가 있는 것으로 판단되나, 억연제 투여량을 볼 때 의미 있는 난연성 증대 변화는 매우 미세한 것으로 판단된다. Further, when comparing Production Example 1, Production Examples 8 to 9 and Comparative Production Examples 11 to 12, it was judged that the flame retardancy was slightly increased by the use of the oxidizing agent, but when the amount of the oxidizing agent was examined, The incremental change is considered to be very fine.
그리고, 제조예 1 보다 기능성 바인더 사용량을 줄인 제조예 14의 경우, 제조예 1 보다 난연성이 다소 떨어지나 합격 기준치는 만족한데 반해, 기능성 바인더를 32.5 중량부 미만으로 사용한 비교제조예 21의 경우, 제조예 14와 비교할 때, 난연성이 급격하게 떨어지는 문제가 있었다.In the case of Comparative Production Example 21 in which the functional binder was used in an amount less than 32.5 parts by weight, while in Production Example 14, which reduced the amount of the functional binder used in Production Example 1, the flame retardancy was somewhat lower than that in Production Example 1, 14, there was a problem that the flame retardancy dropped sharply.
실험예Experimental Example 4 : 연기 밀도의 복사열(Non-Flaming)과 4: Non-Flaming of smoke density and 직화열(Flaming) 측정을Flaming measurement 통한 through 억연Oppression 효과 측정 Effect measurement
제조예 및 비교제조예의 PB에 대한 억연 효과를 확인하기 위하여, PB의 연기밀도에 따른 복사열 및 직화열을 측정하는 실험을 수행하였다.In order to confirm the smoothing effect on the PBs of the production examples and comparative production examples, experiments were performed to measure radiant heat and direct heat according to the smoke density of PB.
복사열 및 직화열 시험방법은 소방청 고시 제 2017-1호에 준용 시험하였으며, 제조예 1에 대해 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다. 이때, 도 9a ~ 도 9d는 복사열(non-flame)에 대한 측정 결과이고, 도 10a ~ 도 10d는 직화열(flame) 측정 결과이다.Radiation heat and flame heat test methods were tested in accordance with the Fire Bureau Notice No. 2017-1, and the results were shown in FIG. 9 and FIG. Here, FIGS. 9A to 9D are measurement results for non-flame, and FIGS. 10A to 10D are flame measurement results.
또한, 제조예 2 ~ 3, 제조예 6 ~ 9, 비교제조예 2 ~ 3, 비교제조예 8 ~ 10의 측정 결과를 하기 표 15에 나타내었다.The measurement results of Production Examples 2 to 3, Production Examples 6 to 9, Comparative Production Examples 2 to 3, and Comparative Production Examples 8 to 10 are shown in Table 15 below.
최대 연기밀도For radiant heat
Maximum smoke density
최대 연기밀도For flame heat
Maximum smoke density
* 복사열에 대한 최대 연기밀도 400 미만
* 직화열에 대한 최대 연기밀도 400 미만 [Maximum smoke density acceptance threshold]
* Maximum smoke density for radiant heat less than 400
* The maximum smoke density for flame heat is less than 400
상기 표 15의 측정 결과를 살펴보면, 제조예의 경우, 복사열 및 직화열에 대한 연기밀도가 기준치 보다 매우 낮은 결과를 보였다. 또한, 비교제조예 2 ~ 3 역시 제조예 1 등과 비교할 때, 연기밀도의 차이가 크지 않았다. According to the measurement results of Table 15, in the case of the manufacturing example, the smoke density for the radiant heat and the direct heat was lower than the reference value. Further, Comparative Production Examples 2 to 3 also did not show a large difference in smoke density when compared with Production Example 1 and the like.
이에 반해, 붕산 대비 탄산아연을 2.5 중량비 미만으로 사용한 억연제를 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 8의 PB는 제조예 1 및 제조예 6과 비교할 때, 합격 기준치는 만족하나, 복사열 및 직화열에 대한 연기밀도가 급격하게 증대하는 문제를 보였다. On the contrary, the PB of Comparative Preparation Example 8 prepared from the binder using the oxidizing agent using zinc carbonate in an amount of less than 2.5 parts by weight of zinc carbonate in comparison with the boric acid had satisfactory acceptance criteria as compared with Production Example 1 and Production Example 6, And the smoke density was increased sharply.
또한, 붕산 대비 수산화마그네슘을 0.5 중량비 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 9의 PB는 복사열에 대한 연기밀도가 매우 높을 뿐만 아니라, 직화열에 대한 연기밀도가 기준치를 초과하는 문제가 있었다. PB of Comparative Preparation Example 9 produced from a binder using magnesium hydroxide in an amount of less than 0.5 weight ratio with respect to boric acid had a problem that the smoke density of radiant heat exceeded the reference value as well as the smoke density of radiant heat.
그리고, 붕산 대비 수산화마그네슘을 2.5 중량비 초과하여 사용한 억연제를 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 6의 PB는 제조예 1 및 제조예 7과 비교할 때, 억연 효과 증대가 없는 결과를 보였다.PB of Comparative Preparation Example 6, which was made of a binder using a boron-containing agent having a magnesium hydroxide content exceeding 2.5 parts by weight based on boric acid, showed no increase in coercive effect as compared to Production Example 1 and Production Example 7.
또한, 억연제를 0.011 중량% 미량으로 포함하는 바인더로 제조한 비교제조예 11의 경우, 제조예 8과 비교할 때, 급격하게 연기밀도가 증가하여 억연성이 거의 없는 문제가 있음을 확인할 수 있으며, 억연제를 5 중량% 초과하여 사용한 비교제조예 12의 경우, 제조예 9와 비교할 때, 억연제를 3배 이상 더 사용했음에도 억연 효과 증대가 크게 없었다.Further, in Comparative Production Example 11 produced from the binder containing 0.011% by weight of the binder resin in a trace amount, it can be confirmed that there is a problem that the smoke density is drastically increased, Compared with Production Example 9, Comparative Production Example 12 using more than 5% by weight of the oxidizing agent did not significantly increase the coercive effect even though the oxidizing agent was used more than three times.
실험예Experimental Example 5 : 5: 총휘발성유기화합물Total volatile organic compounds (( TVOCTVOC ), 톨루엔(Toluene), 포름알데히드(Formaldehyde)의 제거율 측정), Toluene (toluene), formaldehyde (formaldehyde) removal rate
제조예 및 비교제조예의 PB에 대한 TVOC, 톨루엔, 포름알데히드의 제거율을 실내공기질 공정시험기준(환경부 고시 제2017-11호)에 준용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 16에 나타내었다. 그리고, 표 16의 제거율은 비교제조예 1의 PB를 TVOC, 톨루엔 및 포름알데히드 측정값을 기준으로 하기 방정식 1에 의거하여 측정한 것이다.The removal rates of TVOC, toluene and formaldehyde for the PBs of the preparation examples and comparative preparation examples were measured in accordance with the indoor air quality process test standard (Ministry of Environment Notification No. 2017-11), and the results are shown in Table 16 below. The removal ratios in Table 16 are obtained by measuring the PB of Comparative Production Example 1 based on the TVOC, toluene and formaldehyde measurement values according to the following equation (1).
[방정식 1][Equation 1]
제거율(%) = {(비교제조예 1의 측정값 - 샘플의 측정값)/(비교제조예 1의 측정값)} × 100(%)Removal rate (%) = (measured value of Comparative Preparation Example 1-measured value of sample) / (measured value of Comparative Preparation Example 1)} 100 (%)
그리고, 비교제조예 1의 시험성정서를 도 11a 및 도 11b에 나타내었고, 제조예 1의 시험성적서를 도 12에 나타내었다.11A and 11B show test results of Comparative Production Example 1, and test results of Production Example 1 are shown in FIG.
참고로, 환경산업기술원의 사무용 책걸상, 학생용 책걸상, 사무실 칸막이 등의 기준치를 하기 표 17에 나타내었다.For reference, the standard values of the office furniture and office chair, the student desk, and the office partition of the environmental industrial technology institute are shown in Table 17 below.
(mg/(m2,h))Measures
(mg / (m 2 , h))
(%)Removal rate
(%)
(mg/(m2,h))Measures
(mg / (m 2 , h))
(%)Removal rate
(%)
(%)Removal rate
(%)
상기 표 16을 살펴보면, 제조예 및 비교제조예 모두 비교제조예 1과 비교할 때, 매우 우수한 TVOC, 톨루엔, 포름알데히드 제거 효과를 보임을 확인할 수 있었다.As shown in Table 16, it was confirmed that both the preparation example and the comparative preparation example exhibit a very excellent TVOC, toluene and formaldehyde removal effect as compared with the comparative preparation example 1.
제조예 1과 비교할 때, 바인더의 난연제 내 폴리인산암모늄 비율이 낮은 바인더를 사용한 비교제조예 2의 경우, 제조예 1 보다 포름알데히드 제거율이 증가한 결과를 보였는데, 이는 제조예 1과 비교할 때, 실란 코팅 폴리인산암모늄으로 인해 PB 내 조성간 결합력이 증대되어 PB로부터 방산되는 포름알데히드 양이 감소한 결과로 판단된다. 그리고, 제조예 1과 비교할 때, 바인더의 난연제 내 상대적으로 폴리인산암모늄 비율이 높은 바인더로 제조한 비교제조예 3의 경우, 제조예 1 보다 포름알데히드 제거율이 다소 감소된 결과를 보였다. 그러나, 비교제조예 2 ~ 3 모두 전반적으로 우수한 TVOC, 톨루엔 및 포름알데히드 제거율을 보였다.Compared with Production Example 1, the result of Comparative Production Example 2 using a binder having a low ammonium polyphosphate ratio in the flame retardant of the binder showed a higher formaldehyde removal rate than that of Production Example 1, It is considered that the amount of formaldehyde dissipated from PB is decreased as the bonding force between the compositions in the PB is increased due to the coated ammonium polyphosphate. Compared with Production Example 1, Comparative Production Example 3, which was produced from a binder having a relatively high proportion of ammonium polyphosphate in the flame retardant of the binder, showed a somewhat reduced formaldehyde removal rate than Production Example 1. However, Comparative Production Examples 2 to 3 showed excellent overall TVOC, toluene and formaldehyde removal rates.
난연제를 20 중량% 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 4의 경우, 제조예 1과 비교할 때, TVOC 제거율 및 포름알데히드 제거율이 급감하는 경향을 보였다.In Comparative Production Example 4 produced from a binder using less than 20% by weight of a flame retardant agent, TVOC removal rate and formaldehyde removal rate tended to decrease sharply as compared to Production Example 1.
그리고, 비교제조예 8 ~ 9의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 유사한 제거율을 보였으며, 다만, 억연제 내 수산화마그네슘 중량비가 다소 높았던 비교제조예 10의 경우, 포름알데히드 제거율이 급격하게 감소하는 결과를 보였다. 그러나, 비교제조예 1과 비교할 때 우수한 포름알데히드 제거율을 보였다.Comparative Production Examples 8 to 9 showed similar removal rates as compared with Production Example 1, but in Comparative Production Example 10 in which the weight ratio of magnesium hydroxide in the oxidizing agent was rather high, the formaldehyde removal rate was drastically decreased Results. However, when compared with Comparative Production Example 1, excellent formaldehyde removal was exhibited.
또한, 제조예 1, 제조예 8 ~ 9 및 비교제조예 11 ~ 12를 비교해보면 PB 제조에 사용된 바인더 내 억연제 함량에 따라 TVOC, 포름알데히드 제거율에 영향을 미침을 확인할 수 있으며, 즉 억연제 함량이 증가할수록 TVOC, 포름알데히드 제거율이 증가하는 경향을 보였다. 다만, 제조예 9 및 비교제조예 12를 비교할 때, 억연제 함량이 높다고 해서 비례적으로 TVOC, 포름알데히드 제거율이 증가하는 것은 아님을 확인할 수 있었다.Further, a comparison of Production Example 1, Production Examples 8 to 9 and Comparative Production Examples 11 to 12 shows that TVOC and formaldehyde removal rates are influenced by the content of the oxidizing agent in the binder used for PB production, As the content increased, the TVOC and formaldehyde removal rates tended to increase. However, when Production Example 9 and Comparative Production Example 12 are compared, it was confirmed that the TVOC and formaldehyde removal rates do not increase proportionally due to the high content of the oxidizing agent.
이에 반해, 강도보강제로서 납석으로만 구성된 바인더를 사용한 비교제조예 13 및 침투제를 0.2 중량% 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 14 의 경우, 제조예 1 등과 비교할 때, TVOC 제거율 및 포름알데히드 제거율이 크게 감소하는 문제를 보였다.On the other hand, in Comparative Production Example 13 using a binder composed only of pyrophyllite as the strength reinforcing agent and Comparative Production Example 14 made of a binder using less than 0.2% by weight of the penetrating agent, the TVOC removal rate and the formaldehyde removal rate Showed a significant decrease.
그리고, 제조예 12 ~ 13 및 비교제조예 17 ~ 20의 측정 결과를 볼 때, 항균제의 종류 및 사용량이 TVOC, ?루엔 및/또는 포름알데히드 제거에는 큰 영향을 주지 않음을 확인할 수 있었다.From the measurement results of Production Examples 12 to 13 and Comparative Production Examples 17 to 20, it was confirmed that the kind and amount of the antibacterial agent did not greatly affect the removal of TVOC, urea and / or formaldehyde.
실험예Experimental Example 6 : 평면 인장강도 측정 6: Measurement of plane tensile strength
제조예 1, 제조예 8 ~ 11, 제조예 14 , 비교제조예 5, 비교제조예 11 ~ 22의 PB에 대한 평면 인장강도를 KSF 3104:2016 준용하여 측정하였고, 제조예 1에 대해 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 결과를 도 13에 나타내었다. 그리고, 제조예 1, 제조예 5, 제조예 8 ~ 11, 비교제조예 5, 비교제조예 11 ~ 16에서 제조한 PB의 평면 인장강도 측정 결과를 하기 표 18에 나타내었다. 그리고, 상대 인장강도 감소율은 하기 방정식 2에 의거하여 계산한 것이다.The plane tensile strengths of the PBs of Production Example 1, Production Examples 8 to 11, Production Example 14, Comparative Production Examples 5 and Comparative Production Examples 11 to 22 were measured using KSF 3104: 2016, The results are shown in Fig. The results of measurement of the plane tensile strengths of PB prepared in Production Example 1, Production Example 5, Production Examples 8 to 11, Comparative Production Example 5 and Comparative Production Examples 11 to 16 are shown in Table 18 below. The relative tensile strength reduction ratio is calculated based on the following equation (2).
[방정식 2][Equation 2]
상대 인장강도 감소율(%) = {(제조예 1의 평면 인장강도 - 샘플의 평면 인장강도)/(제조예 1의 평면 인장강도)} × 100(%)Relative tensile strength reduction rate (%) = {(plane tensile strength of preparation example 1 - plane tensile strength of sample) / (plane tensile strength of preparation example 1)} 100 (%)
방정식 2에서 제조예 1의 평면 인장강도는 1.1 MPa이다.The plane tensile strength of Preparation Example 1 in
여기서, 평면 인장강도 시험이란, 파티클 보드가 응력을 받을 때의 특성을 측정하는 것으로, 시표의 표면에 균등하게 분포된 인장력을 가하여 파단이 일어날 때까지 시편 맨 바깥 표면에 대해 수직으로 저항하는 힘을 측정하는 수직 인장 시험을 의미한다. 그리고, PB의 법적 기준치는 0.4MPa 이상이며, 평면 인장강도가 1.1 MPa인 제조예 1은 법적 기준치 보다 약 2.75배 정도 더 높은 결과를 보였다.Here, the plane tensile strength test is a measurement of the characteristics when the particle board is subjected to stress, and a force is applied to the surface of the target by applying tensile force uniformly distributed on the surface of the target to resist the force perpendicular to the outer surface of the specimen Shall mean the vertical tensile test. In addition, the legal standard value of PB was 0.4 MPa or more, and Production Example 1 having a plane tensile strength of 1.1 MPa showed a result about 2.75 times higher than the legal standard value.
표 18의 측정결과를 살펴보면, 난연제를 25 중량% 초과하여 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 5의 경우, 제조예 1 및 제조예 5(난연제 24.475중량% 사용)와 비교할 때, 난연효과 차이는 없었으나(표 12참조), 평면 인장강도가 약 2.0% 정도 급격하게 감소하는 문제를 보였다.The measurement results of Table 18 show that there was no difference in the flame retardancy between Comparative Preparation Example 5 prepared using a binder using more than 25% by weight of the flame retardant and Comparative Example 5 compared to Production Example 1 and Production Example 5 (using 24.475% by weight of the flame retardant) (See Table 12), but the plane tensile strength sharply decreased by about 2.0%.
그리고, 강도보강제를 0.30 중량% 미만인 바인더로 제조한 비교제조예 11의 경우, 제조예 1 및 제조예 10과 비교할 때, 평면 인장강도가 급격하게 떨어졌으며, 강도보강제를 1.20 중량% 초과한 바인더로 제조한 비교제조예 14의 경우, 제조예 1 및 제조예 11과 비교할 때, 평면 인장강도 증대 효과가 미비하였다. In Comparative Production Example 11 produced from a binder having an intensifying strength of less than 0.30 wt%, the plane tensile strength was drastically decreased as compared with Production Example 1 and Production Example 10, and the binder having a strength reinforcing agent exceeding 1.20 wt% In Comparative Production Example 14, the effect of increasing the plane tensile strength was insufficient as compared with Production Example 1 and Production Example 11.
그리고, 강도보강제로서 납석으로만 구성된 바인더를 사용한 비교제조예 15의 경우, 제조예 1 보다 다소 증가했으나, TVOC 등의 감소 효과를 감안할 때(표 16 참조), 강도보강제로서 에어로겔을 납석과 혼합 사용하는 것이 전체적인 물성 측면에서 유리함을 확인할 수 있었다.In Comparative Production Example 15 using a binder composed only of pyrophyllite as the strength reinforcing agent, the airgel was mixed with pyrophyllite as an intensity reinforcing agent, although it increased somewhat as compared with Production Example 1, Which is advantageous in terms of overall physical properties.
또한, 침투제를 0.2 중량% 미만으로 사용한 바인더로 제조한 비교제조예 16의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 평면 인장강도가 4% 이상 감소하는 문제가 있음을 확인할 수 있었다.In addition, it was confirmed that the Comparative Production Example 16 produced from the binder using the penetrant at less than 0.2% by weight had a problem that the plane tensile strength was reduced by 4% or more as compared with Production Example 1. [
또한, 제조예 1, 제조예 8 ~ 9 및 비교제조예 11을 비교할 때, 바인더 내 억연제 함량이 PB의 평면 인장강도에 큰 영향을 주지는 않았다. 다만, 바인더 내 억연제를 과량 사용한 바인더로 제조한 PB인 비교제조예 12의 경우, 제조예 9와 비교할 때, 평면 인장강도가 크게 감소하는 경향을 보였다.Further, when comparing Production Example 1, Production Examples 8 to 9 and Comparative Production Example 11, the content of the retarder in the binder did not greatly affect the plane tensile strength of PB. However, in the case of Comparative Production Example 12, which was a PB made of a binder using an overproducing agent in a binder, the plane tensile strength tended to be greatly reduced as compared with Production Example 9. [
또한, 제조예 12 ~ 13 및 비교제조예 19 ~ 20의 측정 결과를 볼 때, 항균제의 종류 및/또는 사용량이 PB의 평면 인장강도에 영향을 주지는 않음을 확인할 수 있었다.Further, from the measurement results of Production Examples 12 to 13 and Comparative Production Examples 19 to 20, it was confirmed that the type and / or amount of the antimicrobial agent did not affect the plane tensile strength of PB.
그리고, 기능성 바인더 사용량을 32.5 중량부 미만으로 사용한 비교제조예 21의 경우, 제조예 14와 비교할 때, 평면 인장강도가 급격하게 감소하는 문제가 있었으며, 기능성 바인더를 50 중량부 초과하여 사용한 비교제조예 22의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 인장강도 증대 효과가 크지 않았다.In Comparative Production Example 21 in which the amount of the functional binder used was less than 32.5 parts by weight, there was a problem that the plane tensile strength was sharply reduced as compared with Production Example 14. In Comparative Production Example using functional binders in an amount exceeding 50 parts by
상기 실시예 및 실험예를 통하여, 본 발명의 PB가 우수한 항균성, 항곰팡이성, 살균성, 소취성, 인장강도, 파열강도 및 휨강도를 가지고, 포름알데히드 등의 발산을 방지 및/또는 최소화할 뿐만 아니라 우수한 억연성 및 난연성을 지닌 파티클 보드임을 확인할 수 있었다.Through the above Examples and Experimental Examples, the PB of the present invention has excellent antimicrobial, antifungal, bactericidal, deodorizing, tensile strength, rupture strength and bending strength and can prevent and / or minimize the divergence of formaldehyde It was confirmed that it is a particle board with excellent corrosion resistance and flame retardancy.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변경이 가능 하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예 및 실험예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention has been presented for illustrative purposes, and that those skilled in the art will readily understand that various changes may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments and examples are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (9)
상기 기능성 바인더는 난연제 20 ~ 25 중량%, 난연보조제 0.5 ~ 2.0 중량%, 억연제 0.5 ~ 5.0 중량%, 항균제 1.0 ~ 3.0 중량%, 물 10 ~ 15 중량% 및 잔량의 접착 수지를 포함하는 조성물을 혼합한 혼합물의 숙성물을 포함하며,
상기 난연제는 실란 코팅 폴리인산암모늄 및 폴리인산암모늄을 1 : 1.5 ~ 3.0 부피비로 포함하고,
상기 억연제는 붕산(H3BO3), 탄산아연(ZnCO3) 및 수산화마그네슘을 1 : 2.5 ~ 5 : 1.0 ~ 2.5 중량비로 가공하여 제조한 결정을 포함하며,
상기 접착 수지는 요소 수지, 멜라민 수지 및 페놀 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 친환경 파티클 보드 조성물.
32.5 to 46.5 parts by weight of a functional binder based on 100 parts by weight of the particle chip,
Wherein the functional binder comprises a composition comprising 20 to 25% by weight of a flame retardant, 0.5 to 2.0% by weight of a flame retardant auxiliary, 0.5 to 5.0% by weight of an antistatic agent, 1.0 to 3.0% by weight of an antimicrobial agent, 10 to 15% Containing aged material of the mixed mixture,
Wherein the flame retardant comprises silane-coated ammonium polyphosphate and ammonium polyphosphate in a ratio of 1: 1.5-3.0 by volume,
The suppressing agent includes a crystal prepared by processing boric acid (H 3 BO 3 ), zinc carbonate (ZnCO 3 ) and magnesium hydroxide at a weight ratio of 1: 2.5 to 5: 1.0 to 2.5,
Wherein the adhesive resin comprises at least one member selected from the group consisting of urea resin, melamine resin and phenol resin.
The functional eco-friendly particleboard composition according to claim 2, wherein the mixture further comprises at least one selected from the group consisting of an intensifier, a desiccant, a coupling agent, an antiseptic agent, and a penetrant.
상기 열압착물은 파티클칩에 기능성 바인더를 침투 코팅시킨 코팅물의 열압착물인 것을 특징으로 하는 기능성 친환경 파티클 보드.
A thermocompression product of the functional eco-friendly particleboard composition according to claim 2 or 3,
Wherein the thermocompression product is a thermocompression product of a coating obtained by infiltrating a functional binder into a particle chip.
상기 코팅물을 열압프레스로 압착시켜서 열압착물을 제조하는 2단계; 및
열압착물을 건조하는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하며,
1단계의 상기 혼합은 파티클칩 100 중량부에 대하여 기능성 바인더 32.5 ~ 46.5 중량부를 혼합하고,
상기 기능성 바인더는
난연제 20 ~ 25 중량%, 난연보조제 0.5 ~ 2.0 중량%, 억연제 0.5 ~ 5.0 중량%, 항균제 1.0 ~ 3.0 중량%, 물 10 ~ 15 중량% 및 잔량의 접착 수지를 포함하는 기능성 바인더 조성물을 준비하는 1단계;
기능성 바인더 조성물을 혼합한 후, 교반물을 제조하는 2단계; 및
상기 교반물을 20 ~ 35℃의 암실에서 6 ~ 12 시간 동안 숙성시키는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조한 것을 특징으로 하는 기능성 친환경 파티클 보드의 제조방법.
A step of injecting and mixing the particle chips and the functional binder in turn into a coating machine to prepare a coating in which the functional binder is impregnated on the particle chip;
Pressing the coating material with a hot press to produce a thermocompression product; And
And a third step of drying the thermocompression product,
In the first mixing step, 32.5 to 46.5 parts by weight of a functional binder is mixed with 100 parts by weight of the particle chip,
The functional binder
A functional binder composition comprising 20 to 25% by weight of a flame retardant, 0.5 to 2.0% by weight of a flame retardant, 0.5 to 5.0% by weight of an antistatic agent, 1.0 to 3.0% by weight of an antimicrobial agent, 10 to 15% Stage 1;
Mixing the functional binder composition and then preparing a stirred product; And
And aging the agitated product in a dark room at 20 to 35 ° C. for 6 to 12 hours. The method for producing a functional eco-friendly particle board according to claim 1,
The method of claim 6 wherein the crimp is a top plate temperature 100 ~ 120 ℃, one input the coating on the lower panel of hot-press a press temperature of 110 ~ 155 ℃ then 5-10 minutes 60-80 thermocompression bonding in kgf / cm 2 for The method of manufacturing a functional eco-friendly particle board according to claim 1,
[7] The method of claim 6, wherein the drying is performed at a temperature of 18 to 35 deg. C for 1 to 3 days.
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