KR0172084B1 - 판상의 곡형목재 성형용 목형, 그의 제조방법 및 상기 목형을 이용한 성형방법 - Google Patents

Abstract

편평한 판상의 목재를 곡형(曲形)으로 성형하기 위해 사용되는 목형, 그의 제조방법 및 그 목형을 이용한 성형방법에 관한 것으로, 사각형태인 나무판재의 중앙부를 루타에 의해 절단 가공하여 원하는 성형면을 형성함과 동시에 나무판재를 분리하여 대응하는 성형면을 갖는 상,하부 성형체가 제작되고, 상기과 같은 방식으로 동일한 상,하부 성형체를 다수개 제작하며, 상기 다수개의 상,하부 성형체를 성형면의 폭이 넓어지도록 각각 겹쳐서 고정하여 상,하부 목형을 구성하고, 그에 의해 곡형목재를 성형하는 방법이다.

따라서 곡형목재의 성형수단인 목형의 제작시간이 대폭 단축되고 비용도 대폭 절감되며, 성형시 습기제거수단을 사용하는 경우 전력소비량이 감소되어 경제적이고, 곡형목재의 디자인이 수시로 바뀌어도 가공이 쉬워 기존의 목형을 재활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

판상의 곡형목재 성형용 목형, 그의 제조방법 및 상기 목형을 이용한 성형방법

제1도는 본 발명에 따른 판상의 곡형목재 성형용 목형을 나타낸 사시도이다.

제2도 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 목형의 제조방법을 나타낸 공정도이다.

제3도 (a)(b)는 본 발명에 따른 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형 방법의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.

제4도 (a)(b)는 본 발명에 따른 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 목형 2,4 : 성형면

3,5 : 상,하부 목형 6,7 : 상,하부 성형체

8 : 스크류 9a,9b : 홈

10 : 판재 11 : 접착제

14,15 : 도전체 17 : 루타

본 발명은 편평한 판상의 목재를 곡형(曲形)으로 성형하기 위해 사용되는 목형, 그의 제조방법 및 상기 목적을 이용한 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 판상의 곡형목재 성형수단으로 금형이 이용되고, 금형은 원하는 곡면 형상을 상,하부 금형의 대응면에 형성하여 제작되며, 상기 상,하부 금형 사이에 판상의 목재를 넣고 프레스를 이용하여 상부 금형에 일정한 압력을 작용시킴으로써 판상의 목재가 금형에 형성된 곡면 형상과 같은 곡형으로 성형되도록 한 것이다.

또한, 넓게 하기 위해 판상의 목재를 여러장 적층시켜 성형하는 경우에는 각 판상의 목재 사이사이에 접착제를 도포하여 압착함과 동시에 성형하게 된다. 이때 목재에는 습기가 존재하고 있는 것이므로 성형 과정에서 상기 습기를 제거해야만 성형후 곡형목재가 변형되는 것을 막을 수 있다.

따라서 곡형목재 성형방법에는 습기를 자연적으로 제거하는 방식과, 상,하부 금형에 고주파 또는 열을 가하여 짧은 시간내에 습기가 제거되도록 하는 방법이 있다.

전자의 경우, 별도의 고주파 발생장치 또는 가열수단을 이용하지 않아 제조비용을 절감할 수 있지만, 습기 제거시간이 매우 길어 생산성이 저하되는 장,단점이 있다. 또한 후자의 경우, 고주파 발생장치 또는 가열수단의 사용으로 전력소비량이 많아 제조비용이 높지만, 습기 제거시간이 매우 짧아 생산성이 향상되는 장,단점이 있다.

그러나 종래에는 성형장치에 이용되는 금형은 숙련자가 장시간에 걸쳐 가공하여 제작되는 것이므로 제작비용이 고가이고, 제작에 걸리는 기간이 매우 길다. 특히 곡형목재는 주로 가구용이나 실내 인테리어에 사용되는 것으로, 다양한 디자인을 소량으로 생산하게 되고, 디자인은 유행에 따라 수시로 바뀌게 되므로 금형의 사용횟수가 매우 적어 비경제적이며, 디자인이 바뀌어 사용하지 못하게 된 기존의 금형을 새로운 디자인으로 가공하는 것이 용이치 않기 때문에 금형을 재활용하는 것이 어렵다.

또한 금형에 의한 성형시 목재의 습기를 제거하기 위해 금형 전체에 고주파 또는 열을 가해야 하는 것이므로 열손실이 커서 전력소비량이 증가하게 되고, 습기 제거효율이 낮아 제거시간이 길어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 성형수단의 제작이 용이하게 이루어지도록 하여 제작비용을 현저하게 절감할 수 있고, 제작시간을 대폭 단축시킬 수 있는 판상의 곡형목재 성형용 목형, 그의 제조방법 및 상기 목형을 이용한 성형방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 성형중 곡형목재의 습기제거시 열손실을 최대로 감소시켜 전력소비량을 줄일 수 있고, 습기제거효율을 증대시켜 습기제거시간을 더욱 단축시킬 수 있는 판상의 곡형목재 성형용 목형, 그의 제조방법 및 상기 목형을 이용한 성형방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 곡형목재의 다품종소량생산에 대하여 경제적으로 매우 적합하고, 디자인의 변화에 따라 기존의 성형수단을 재가공하여 재활용할 수 있는 판상의 곡형목재 성형용 목형, 그의 제조방법 및 상기 목형을 이용한 성형방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적은 사각형태인 나무판재의 중앙부를 원하는 곡형 형태로 루타에 의해 절단 가공하여 원하는 성형면을 형성함과 동시에 나무판재를 분리하여 대응하는 성형면을 갖는 상,하부 성형체를 다수개 형성하고, 상기 성형면의 폭이 넓어지도록 다수개의 상,하부 성형체를 겹쳐서 고정수단으로 각각 고정하여 구성됨을 특징으로 하는 판상의 곡형목재 성형용 목형에 의해 달성될 수 있다.

상기 루타는 당해 분야에서는 공지의 가공기계로서 목재 표면을 요철하공하기 위해 이용되는 것이다.

또한 상기의 목적은 사각형태인 나무판재의 중앙부를 루타에 의해 곡형으로 절단 가공하여 원하는 성형면을 형성함과 동시에 나무판재를 분리하여 대응하는 성형면을 갖는 상,하부 성형체를 제작하는 단계와, 상기와 같은 방식으로 동일한 상,하부 성형체를 다수개 제작하는 단계와, 상기 다수개의 상,하부 성형체를 성형면의 폭이 넓어지도록 각각 겹치게 하는 단계와, 상기 겹쳐진 다수개의 상,하 성형체를 고정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 목형 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

또한 상기의 목적은 상기와 같이 제조된 상,하부 목형을 가압수단에 위치시키고 성형면 사이에 성형하고자 하는 판재를 재치시키는 단계와, 상기 상부 목형을 소정의 압력으로 가압하여 판재를 성형하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법에 의해 달성될 수 있다.

이때 상기 판재와 상,하부 성형면 사이에 습기제거수단을 개재하여 성형과 동시에 판재의 습기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다. 제1도는 본 발명에 따른 목형을 나타낸 사시도로서, 목형(1)은 저면에 성형면(2)을 형성한 상부 목형(3)과, 상기 성형면(2)과 일치하는 성형면(4)을 상면에 형성한 하부 목형(5)으로 구성되고, 상기 상,하부 목형(3)(5)은 다수개의 상,하부 성형체(6)(7)를 겹쳐서 분리가능하도록 고정수단, 예를 들면 스크류(8)로 고정하여 이루어진 것이다.

이때, 상,하부 목형(3)(5)의 성형면(2)(4) 길이(A)는 성형하고자 하는 곡형목재의 길이와 동일하거나 적어도 길게 형성하는 것이 바람직하고, 상,하부 목형(3)(5)의 성형면(2)(4) 폭(B)은 성형하고자 하는 곡형목재의 폭보다 길게 형성하는 것이 좋다.

또한 상기 상,하부 목형(3)(5)의 성형면(2)(4)에 길이방향으로 홈(9a)(9b)을 형성하여 곡형목재의 성형시 습기가 홈(9a)(9b)을 통해 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

제2도 (a) 내지 (d)는 상기와 같은 구성의 목형을 제조하기 위한 방법을 나타낸 것으로, 먼저 제2도(a)에 도시된 바와 같이 비교적 얇은 두께를 갖는 사각형상의 나무판재(W)의 중앙부에 성형하고자 하는 곡형목재의 곡면형상과 동일한 곡면(a)을 표시하고, 제2도(b)에 도시된 바와 같이 목재용 회전절삭공구가 장착된 루타(17)를 이용하여 표시된 곡면(a)을 따라 절단 가공한다. 이때 곡면(a)의 절삭두께(t)는 성형하고자 하는 곡형목재의 두께와 동일하게 한다.

이와 같이 가공하면, 제2도(c)에 도시된 바와 같이, 나무판재(W)가 상,하로 분리됨과 동시에 대향면에 성형면(2a)(4a)이 동시에 형성되는 것이고, 이로써 한 번의 곡면가공으로 한쌍의 상,하부 성형체(6)(7)가 제조되는 것이며, 이와 같은 가공을 반복하여 동일한 성형면(2a)(4a)을 각각 구비하는 상,하부 성형체(6)(7)를 다수개 제작한다.

그리고 제2도(d)에 도시된 바와 같이 다수개의 상부 성형체(6)를 겹쳐서 성형면(2a)이 넓어지도록 연이어 스크류(8)로 분리가능하게 고정하고, 또한 다수개의 하부 성형체(7)를 겹쳐서 성형면(4a)이 넓어지도록 연이어 스크류(8)로 분리가능하게 고정하여 넓은 성형면을 갖는 한쌍의 상,하부 목형(3)(5)을 제작한다.

이때 다수개의 상,하부 성형체(6)(7)중 하나의 상,하부 성형체의 성형면을 제2도(b)에 가상선으로 도시된 바와 같이 다른 상,하부 성형체(6)(7)의 성형면(2a)(4a)보다 소정두께 더 가공한 다음 다수개의 상,하부 성형체(6)(7)의 조립시 가운데에 위치하도록 조립하게 되면, 상,하부 목형(3)(5)의 성형면 중앙에 습기제거용 홈(9a)(9b)이 형성된다.

이러한 습기제거용 홈(9a)(9b)의 형성위치는, 성형면이 더 가공된 상,하부 성형체를 조립할 때 놓이는 위치에 따라 자유롭게 설정되어지며, 도면에는 하나의 습기제거용 홈(9a)(9b)이 형성되어 있지만, 하나 이상의 홈을 형성할 수도 있다.

제3도 (a)(b)는 상기와 같이 제작된 본 발명의 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법의 일실시예로서, 적어도 2개 이상의 판재(10)를 중첩시키고 각 판재(10)들 사이에 접착제(11)를 도포하여 판재(10)의 접착과 성형을 동시에 행함에 있어 상기 접착제(11)의 응고와 습기의 제거가 자연적으로 이루어지는 자연건조방식을 나타낸 것이다. 상기 판재(10)는 합판재인 것이 바람직하다.

즉 제3도(a)에 도시된 바와 같이 상,하부 목형을 가압수단, 예를들면 프레스의 하부 다이(12)에 올려놓고, 상,하부 목형(3)(5)의 성형면(2)(4) 사이에 성형하고자 하는 판재(10)를 올려 놓는다. 이때 두께를 두껍게 하기 위해 적어도 2개 이상의 판재(10)를 겹쳐서 성형하는 경우에는 판재(10) 사이에 접착제(11)를 도포한다.

그후 프레스의 상부 다이(13)를 하강시켜 소정의 압력으로 상부 목형을 가압하여 제3도(b)에 도시된 바와 같이 곡형목재를 성형한다. 이때 프레스의 압력은 성형하고자 하는 판재(10)의 두께에 따라서 적절하게 설정되어지는 것으로, 예를 들어 판재의 두께가 10~20㎜인 경우 프레스압은 20000~30000 ㎏ 중으로 하는 것이 바람직하고, 프레스의 상부 다이(13)에 상부 목형(2)을 고정하여 반복적인 성형작업이 가능하게 할 수도 있다.

그리고 상기와 같이 프레스로 가압한 상태에서 상온에서 약24시간 방치하여 판재(10)사이의 접착제(11)가 완전히 응고되도록 하고, 판재(10)에 존재하는 습기를 완전히 제거함으로써 곡형목재를 완성하는 것으로, 습기는 상,하부 목형(3)(5)의 성형면(2)(4)에 형성된 습기제거용 홈(9a)(9b)을 통해 원활하게 배출되고, 또한 습기제거용 홈(9a)(9b)으로 외부의 공기가 통하게 되므로 습기제거효율이 높아진다.

제4도(a)(b)는 본 발명의 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 성형시 접착제의 응고와 습기의 제거가 이루어지게 하고 열에 의해 판재(10)의 성형 속도 및 효율을 증가시킨 강제건조방식이다.

즉 상기한 실시예의 자연건조방식에서 제4도(a)에 도시된 바와 같이 상부 목형(3)과 판재(10) 사이, 하부 목형(5)과 판재(10) 사이에 판상의 도전체(14)(15)를 각각 개재한 것이다.

그후 프레스의 상부 다이(13)를 하강시켜 소정의 압력으로 상부 목형을 가압함과 동시에 도전체(14)(15)에 전원(16)을 인가하여 제3도(b)에 도시된 바와 같이 곡형목재를 성형한다.

이때 프레스의 압력은 성형하고자 하는 판재(10)의 두께에 따라서 적절하게 설정되는 것으로, 예를 들어 판재의 두께가 10~20㎜인 경우 프레스압은 20000~30000 ㎏ 중으로 하는 것이 적합하고, 전압은 10~20V를 인가한다.

이와 같이 판재(10)의 성형시 도전체(14)(15)에 전압을 인가하게 되면, 전기저항에 의해 도전체(14)(15)가 발열하여 접착제(11)의 응고시간과 습기의 제거시간을 단축시키고 판재의 성형 속도를 증가시키므로 곡형목재의 성형시간이 30분이내로 짧아지게 된다.

종래의 방법에 의할 때 금형 제작시간이 수개월이상 걸리고, 성형시간이 수일 걸리던 것에 비하면 본 발명의 방법에서 목형 제작시간이 수일, 성형시간이 수분 내지 수십분 걸리는 것은 가히 혁신적이라 할 수 있는 것이다.

본 실시예에서는 습기제거수단으로서 도전체(14)(15)에 전원(16)을 인가하였지만, 이에 한정하는 것은 아니고, 도전체(14)(15)에 고주파를 인가하여 동일한 기능을 수행할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 곡형목재의 성형수단인 목형의 제작시간이 대폭 단축되고 비용도 대폭 절감되며, 성형시 습기제거수단을 사용하는 경우 전력소비량이 감소되어 경제적이고, 곡형목재의 디자인이 수시로 바뀌어도 가공이 쉬워 기존의 목형을 재활용할 수 있는 큰 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 당연하다.

Claims (10)

1. 소정의 두께를 갖으며, 하부면에 원하는 곡형의 모양으로 디자인된 성형면을 갖는 상부 성형체가 복수개 겹쳐져 고정수단으로 고정되어 소정폭을 형성하는 상부 목형 및 상기 상부 성형체와 같은 두께를 갖으며, 상기 상부 성형체의 성형면과 일치하는 성형면이 상부면에 형성된 하부 성형체가 복수개 겹쳐져 고정수단으로 고정되어 상기 상부 목형과 동일한 폭을 형성하는 하부 목형이 한쌍으로 구성됨을 특징으로 하는 판상의 곡형목재 성형용 목형.
2. 제1항에 있어서, 상기 목형의 상기 상,하부 목형에서 서로 마주보는 임의의 상,하부 성형체가 주위의 다른 상,하부 성형체의 성형면보다 낮게 가공되어 상기 상,하부 목형에 적어도 하나 이상의 홈이 형성됨을 특징으로 하는 상기 판상의 곡형목재 성형용 목형.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정수단은 상,하부 성형체의 분리가 가능하도록 스크류로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 판상의 곡형목재 성형용 목형.
4. 사각형태인 나무판재의 중앙부를 루타에 의해 절단 가공하여 원하는 성형면을 형성함과 동시에 나무판재를 분리하여 대응하는 성형면을 갖는 상,하부 성형면을 갖는 상,하부 성형체를 제작하는 단계; 상기와 같은 방식으로 동일한 상,하부 성형체를 다수개 제작하는 단계; 상기 다수개의 상,하부 성형체를 성형면의 폭이 넓어지도록 각각 겹치는 단계; 및 상기 겹쳐진 다수개의 상,하부 성형체를 나사수단으로 고정하여 상,하부 목형을 제작하는 단계; 를 포함하여 됨을 특징으로 하는 판상의 곡형목재 성형용 목형 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 다수개의 상,하부 성형체중 하나의 상,하부 성형체는 다른 상,하부 성형체의 성형면보다 소정깊이 낮게 가공하여 상,하부 목형의 성형면에 길이방향으로 홈을 형성하는 단계를 더 포함하여 됨을 특징으로 하는 상기 목형 제조방법.
6. 제1항의 상,하부 목형을 가압수단에 위치시키고 성형면 사이에 성형하고자 하는 적어도 하나 이상의 판재를 재치시키는 단계; 상기 상부 목형을 소정의 압력으로 가압하여 판재를 성형하는 단계; 및 상기 판재가 가압된 상태를 소정시간 유지하여 판재의 습기를 완전히 제거하고 성형을 고정시키는 단계; 를 포함하여 됨을 특징으로 하는 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 상부 목형을 가압하는 단계는, 프레스에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 상기 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 습기제거단계는, 상온에서 20~30 시간 건조하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 목형을 이용한 판산의 곡형목재 성형방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 습기제거단계는, 상기 상,하부 목형과 판재 사이에 도전체를 개재하고, 가압시 도전체에 10~20V의 전원을 인가하여 가열하는 것을 특징으로 하는 상기 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 습기제거단계는, 상기 상,하부 목형과 판재 사이에 도전체를 개재하고, 상기 도전체에 고주파를 인가하는 것을 특징으로 하는 상기 목형을 이용한 판상의 곡형목재 성형방법.