KR100434576B1 - 문화재 수장고용 항균불투습판재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박물관 등에서 문화재를 보존하는 수장고의 외벽마감재로 사용되는 문화재 수장고용 항균불투습판재 및 제조방법에 관한 것으로, 톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클이 분포된 큰 파티클층은 심층부에 형성되고, 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클이 분포된 작은 파티클층은 표면층과 이면층에 형성되도록 파티클 보드를 성형하며, 또한 상기 파티클 보드의 양면에 알루미늄시트를 접착하여서 불투습판재를 제조하는 것에 있어서, 상기 파티클 보드의 일면과 그에 접착되는 알루미늄시트 사이에 항균물질도포층을 더 포함하여 불투습패널을 제조하는 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

문화재 수장고용 항균불투습판재 및 그 제조방법{Unpenetrable pannel against moisture and manufacturing process thereof}

본 발명은 박물관 등에서 문화재를 보존하는 수장고의 외벽마감재로 사용되는 문화재 수장고용 항균불투습판재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 본원인이 선발명한 특허 제341631호의 파티클 보드 일면에 곰팡이균의 발생을 억제하는 항균물질도포층을 형성한 것을 특징으로 하는 발명이다.

일반적으로 문화재는 박물관이나 기타 특정한 장소에서 보존하고 있으며, 또한 문화재를 안전하게 보존하기 위해서는 그 문화재가 요구하고 있는 온도 및 습도를 균일하게 유지시켜야 하는 한편, 외부로부터 위험인자가 침투되는 것을 차단하여야 한다.

종래 기술에서는 습기를 흡수하는 특성을 지닌 오동나무, 삼나무 또는 스플스(SPRUCE : 북미산 가문비나무) 등의 원목을 가공하여 문화재 수장고의 내벽마감재로 사용하고 있었는 바, 상기한 원목으로 수장고의 내벽면을 구축하였을 경우에는 그 자체적인 특성을 가지고는 수장고에 보존되고 있는 문화재가 요구하고 있는 습도를 조절할 수 없기 때문에 최근에는 항온항습기를 이용하여 수장고의 내부 온도 및 습도를 조절하고 있다.

그러나 상기한 항온항습기는 기계적인 작동으로 내·외부 공기를 순환시키면서 실내공기의 온도와 습도를 조절하는 장점이 있는 반면에 실내의 온·습도를 항시 일정하게 유지시키기 위해서는 지속적으로 가동해야 하므로 항온항습기의 운전비가 많이 들고, 또한 항온항습기는 기계이기 때문에 고장발생시 도는 정전시에는 온·습도를 제어하지 못하는 것 등이 문제점으로 지적이 되고 있으며, 또 온도의 급격한 변화가 문화재의 훼손에 상당한 영향을 미치는데 기계공조에 의한 온·습도조절을 할 경우에는 유지관리비를 절감하기 위해 단속운전을 하게 되는데, 이 경우에는 급격한 온·습도 변하를 야기시키게 되어 문화재를 훼손시킬 우려가 있게 된다는 것이 항온항습기의 문제점으로 지적되고 있다.

그리고 오동나무나 삼나무 등의 원목을 불투습재로 사용할 경우 외부 오염인자에 의하여 손상되고 수장고 내부의 밀폐성을 유지할 수 없으며, 특히 습기, 균, 충에 의하여 손상될 경우 외부의 오염물질이 침투하게 되고 수장고 내부의 온·습도에 영향을 미쳐서 보관된 문화재(유물)가 훼손되는 현상이 나타나게 되므로 수장고에 보존되고 있는 문화재(유물)를 안전하게 보호할 수 없게 된다는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.

즉, 상기한 원목으로 수장고의 내벽면을 구축하였을 경우에는 콘크리트 벽면에서 방출되는 알칼리성인자 또는 유해가스 등의 위험인자를 차단하지 못하고 오히려 위험인자를 흡수하여 수장고로 방출시키게 되므로 수장고에 보존되고 있는 중요한 문화재(유물)를 상기한 위험인자로부터 훼손되는 현상을 막을 수 없게 된다.

또한 문화재 수장고의 원목벽면은 단열성이 미흡하고 또한 화재발생시 화기를 차단하지 못하고 불이 잘 옮겨붙는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같이 문화재 수장고에 보존되고 있는 문화재가 외부에 존재하는 위험인자의 영향을 받아 훼손되는데 따른 제반 문제점을 해결하고자 창출한 것으로, 본 발명은 문화재 수장고의 외벽마감재로 사용되어 수장고 외부에서 발생되거나 존재하는 위험인자의 침투를 사전에 봉쇄하는 위험인자 차단성과 화재발생시 불이 잘 옮겨붙지 않게 하는 난연성과 수장고 외부의 온·습도가 내부로 침투하는 것을 방지함과 동시 수장고 내부의 온·습도가 외부로 방출되지 않게 하는 단열성 그리고 수장고의 벽면에 곰팡이류가 발생되는 것을 억제하는 항곰팡이 기능을 지닌 항균불투습판재를 제공함에 목적을 두고 있으며, 또한 원목제재시 발생되는부산물(톱밥 따위)이나 가구 제작시 발생되는 절단목 등의 폐목자재를 소재로 하여 생산할 수 있도록 하므로서 비교적 저렴한 가격으로 항균불투습판재를 생산할 수 있게 하는 제조방법을 제공하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 본 발명의 항균불투습판재는,

톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클이 분포된 큰 파티클층은 심층부에 형성되고, 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클이 분포된 작은 파티클층은 표면층과 이면층에 형성되도록 파티클 보드를 성형하며, 또한 상기 파티클 보드의 양면에 알루미늄시트를 접착하여서 불투습판재를 제조하는 것에 있어서,

상기 파티클 보드의 일면과 그에 접착되는 알루미늄시트 사이에 항균물질도포층을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이며,

본 발명의 항균불투습판재 제조방법은,

파쇄기를 이용하여 목재를 톱밥의 크기와 같이 아주 작은 입자의 파티클로 파쇄하는 파쇄공정과;

상기 2차 파쇄공정을 거친 파티클을 고온의 열풍으로 파티클의 함수율이 2∼7%가 되게 건조하는 건조공정과;

상기 건조공정을 거친 파티클을 톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클과 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클을 선별하여 구분하는 파티클 선별공정과;

상기 선별공정에서 크기별로 구분 선별된 각 파티클에 섞여있는 이물질을 골라내어 제거하는 이물질 제거공정과;

상기 이물질 제거공정을 거친 각 파티클을 따로따로 구분한 상태에서 파티클과 파티클간에 결합력을 높여주기 위하여 선별된 각각의 파티클에 포름알데히드 방출량이 적은 수지접착제를 분무하여 각 파티클 표면에 도포시키는 수지혼합공정과;

상기 수지혼합공정을 거친 각 파티클을 제조하고자 하는 제품의 두께와 밀도에 맞추어 중량을 조절한 상태에서 큰 파티클은 심층부에 소정의 두께로 분포되게 하고 작은 파티클은 표면층과 이면층 각각에 소정의 두께로 분포되게 하여 각 파티클이 3중 구조로 적층된 파티클매트를 형성하는 파티클 적층공정과;

상기 파티클 적층공정에서 만들어진 파티클매트를 고온·고압의 프레스로 열압축하여 각 파티클층이 조밀하게 압축되면서 각 파티클 표면에 도포된 수지접착제를 열경화시켜 각 파티클층의 파티클과 파티클들이 강력하게 접착된 파티클 보드를 성형하는 프레스 성형공정과;

상기 프레스 성형공정에서 성형된 파티클 보드를 대기 중에 방치시켜 뜨거운 열기와 증기 및 가스를 방출시켜 안정화 상태가 될 때까지 냉각시키는 냉각공정과;

상기 냉각공정에서 안정화 상태로 냉각된 파티클 보드를 규격에 맞추어 재단한 다음 표리면을 부드럽고 매끄럽게 연마하는 재단 및 연마공정과;

상기 연마공정을 거친 파티클 보드의 양면에 알루미늄시트를 접착시키는 알루미늄시트 접착공정을 포함하여 불투습판재를 제조하는 것에 있어서,

상기 재단 및 연마공정을 거친 파티클 보드의 일면에 묽게 반죽된 항균기능성세라믹을 도포하여 항균물질도포층을 형성시키는 항균물질도포공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 항균불투습판재의 단면도.

도 2는 본 발명의 제조공정도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 항균불투습판재 2 : 파티클 보드

2a : 심층부 2b : 표면층

2c : 이면층 21 : 큰 파티클

22 : 작은 파티클 3a,23b : 알루미늄시트

4 : 항균물질도포층

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본발명의 불투습판재의 단면도이며, 도 2는 본발명의 제조공정도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 항균불투습판재를 나타내는 것으로, 상기 항균불투습판재(1)은 목재를 파쇄기로 파쇄하여 톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클과 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클을 원재료로 하여 패널상으로 제조되는 파티클 보드(2)의 심층부(2a)를 기준하여 그 양면에 형성되는 표면층(2b) 또는 이면층(2c) 중 어느 일면에 항균기능성세라믹재질로 도포된 항균물질도포층(4)을 형성한 다음 파티클 보드(2)의 양면에 알루미늄시트(3a)(3b)가 접착된 구조로 구성되어 있다.

상기 파티클 보드(2)의 심층부(2a)는 톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클이 적당한 두께로 분포되는 큰 파티클층으로 구성되며, 표면층(2b)과 이면층(2c)은 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클이 적당한 두께로 분포되는 작은 파티클층으로 구성되어 있다.

또한 상기 심층부(2a)의 큰 파티클층과 표면층(2b) 및 이면층(2c)의 작은 파티클층 각각을 형성하고 있는 큰 파티클 및 작은 파티클 각각의 입자들은 그들의 표면에 열경화성 및 난연성의 성질을 가지며 또 포름알데히드 방출량이 적은 수지접착제가 도포된 채 혼합된 상태에서 고온·고압의 프레스로 압축성형될 때 파티클들에 도포된 수지접착제가 열경화되는 과정에서 파티클들이 강력하게 접착 및 조밀하게 압축되어 강도가 우수한 파티클 보드(2)로 성형되는 것이다.

상기 파티클 보드(2)의 표면층(2b) 및 이면층(2c)에 알루미늄시트(3a)(3b)를 접착시키는 수지접착제는 목재에 물성영향을 적게 미치는 포름알데히드 방출량이 적은 것을 사용한다.

상기 파티클 보드(2)의 표면층(2b) 또는 이면층(2c) 중 선택된 일면에 도포되는 항균물질도포층(4)은 항균물질을 액체에 풀어서 페인트를 칠하듯이 파티클 보드(2)에 도포되는 것인데, 상기에서의 항균물질은 천연모래를 고온으로 용융시키고 여기에에 기능성 천연 산화물을 첨가하여 혼합시킨 다음 급속냉각하여 만들어진 덩어리를 2.8mm에서부터 미크론단위(㎛)의 분말화된 입자(세라믹의 일종)를 말하는 것이며, 이렇게 만들어진 항균물질을 액상의 교착제에 적당량 혼합하여 묽게 반죽된 것을 페인트를 칠하듯이 파티클 보드(2)에 1회 이상 도포하여 항균물질도포층(4)을 형성하는 것이다.

이하 상기와 같이 구성된 항균불투습판재(1)의 제조방법을 공정별로 설명하기로 한다.

(파쇄공정)

원목을 제재할 때 생기는 부산물이나 절단목 및 가구제작시 발생되는 폐목 등의 목재를 원재료로 하여 파쇄기로 파쇄하는 것이며, 파쇄되는 나무조각의 입자 즉, 파티클의 크기는 기존의 톱밥과 같은 크기로 잘게 파쇄하는 것이다.

상기 파쇄공정은 원재료인 목재를 1차 파쇄공정으로 톱밥의 크기로 잘게 파쇄하기 곤란한 경우에는 1차 파쇄공정에서 파쇄된 나무조각을 다시 파쇄기로 파쇄하는 2차 파쇄공정으로 톱밥 크기의 파티클로 만들어내는 것인데, 이때 파티클은톱밥을 기준하여 크거나 작은 크기로 파쇄된다.

(건조공정)

상기 파쇄공정에서 생산된 파티클을 350∼450℃(바람직하게는 400℃)의 고온열풍으로 건조하는 것이며, 이때 건조되는 파티클의 함수율이 2∼7% 정도가 유지되도록 한다.

(파티클 선별공정)

상기 건조공정에서 건조된 파티클을 톱밥의 크기와 같거나 조금 크게 파쇄된 큰 파티클과 톱밥의 입자보다 작게 파쇄된 작은 파티클을 선별하여 구분하는 것이며, 이때의 선별작업은 그물망으로 된 스크린을 이용하는 것이 바람직하다.

(이물질 제거공정)

상기 파티클 선별공정에서 크기별로 선별된 큰 파티클 및 작은 파티클에 섞여있는 쇠조각, 작은 돌멩이, 먼지 등의 이물질을 선별하여 제거한다.

(수지혼합공정)

상기 이물질 제거공정에서 이물질이 제거된 큰 파티클 및 작은 파티클의 표면에 수지접착제를 도포하여 혼합하는데, 이때 수지접착제의 도포 및 혼합작업은 크기별로 선별된 큰 파티클과 작은 파티클을 따로따로 구분하여 콘베이어벨트 등으로 이송시키면서 수지접착제를 스프레이로 분무하여 큰 파티클 및 작은 파티클들의 각 입자의 표면에 수지접착제가 골고루 도포된 채 혼합되게 하는 것이다.

또한 상기한 수지접착제는 목재의 물성변화를 적게 일으키는 특성과 포름알데히드의 방출량이 적은 특성을 지닌 수지를 사용한다.

(파티클 적층공정)

상기 수지도포공정에서 크기별로 구분되어 요소수지가 표면에 도포된 큰 파티클과 작은 파티클을 제조하고자 하는 제품의 두께와 밀도에 맞게 중량을 조절하여 적층시키는데, 먼저 작은 파티클을 소정의 두께로 분포하여 작은 파티클층을 형성시키고 이어서 작은 파티클층 위에 큰 파티클을 소정의 두께로 적층 분포하여 큰 파티클층을 형성시키며, 상기 큰 파티클층 위에 다시 작은 파티클을 소정의 두께로 적층 분포하여 작은 파티클층을 형성시키는 수단으로 심층부에는 큰 파티클층이 분포되고 표면층과 이면층에는 작은 파티클층이 분포되어 각 파티클층이 3중으로 적층된 비압축상태의 파티클매트를 형성시킨다.

상기 공정에서는 표면에 수지접착제가 도포된 비압축 상태의 각 파티클을 3중으로 적층 분포시키는 것이며, 3중으로 적층 분포되는 각 파티클층은 연속적으로 적층되는 것이다.

(프레스 성형공정)

상기 파티클 적층공정에서 3중으로 적층된 파티클매트를 고온·고압의 프레스로 열압하여 각 파티클층을 소정의 두께로 압축시키면서 각 파티클들을 조밀하게 접착되어 파티클 보드의 성형이 완료되는 것이다.

상기 공정에서 3중으로 적층된 각 파티클층을 열압하는 프레스는 각 파티클의 표면에 도포되어 있는 수지접착제를 열경화시킬 수 있는 180∼250℃ 정도의 고온과 각 파타클층에 분포되어 있는 각 파티클들이 소정의 두께로 조밀하게 압축시킬 수 있는 20∼50Kg/cm²고압으로 압축하여 각 파티클층을 형성하고 있는 각 파티클들이 조밀하게 압축되면서 열경화되는 수지접착제에 의하여 서로 강력하게 접착된 파티클 보드를 제조하게 된다.

(냉각공정)

상기 프레스 성형공정에서 성형이 완료된 파티클 보드는 고온·고압하에서 압축성형될 때 표면이 뜨겁고 증기 및 가스의 방출이 덜된 상태이므로 이를 대기 중에 방치시켜 증기와 가스를 대기로 방출시키고 파티클 보드 자체가 안정화될 때까지 자연냉각시킨다.

(재단 및 연마공정)

상기 냉각공정을 거친 파티클 보드를 규격에 맞추어 재단한 다음 샌드페이퍼(Sand paper)로 재단된 파티클 보드를 연마하여 그 표면과 이면이 부드럽고 매끄럽게 가공하는 것이다.

(항균물질도포공정)

상기 재단 및 연마공정을 거친 파티클 보드의 표면층 또는 이면층 중 어느 일면에 묽게 반죽된 항균물질을 페인트 칠하듯이 도포하여 항균물질도포층을 형성하는 것이다.

상기 항균물질도포층을 형성하는 항균물질은 국내,외의 여러 회사에서 제조되고 있으며, 본 발명에서는 국내 회사(상호 : Y7B 소재 TECH 주식회사)에서 제조된 "네오세라 B"(상품명)제품을 사용하였다.

상기 항균물질도포층은 파티클 보드에 곰팡이류가 발생되는 것을 억제하는 기능과 악취를 제거하는 기능을 가지고 있다.

(알루미늄시트 접착공정)

상기 항균물질도포공정을 거친 파티클 보드의 양면에 수지접착제를 도포한 다음 알루미늄시트를 접착하여 파티클 보드 내부로 습기의 침투를 차단할 수 있는 항균불투습판재의 제조를 완성하는 것이다.

상기 공정에서 파티클 보드의 양면에 도포되는 접착제는 문화재를 훼손시키는 포름알데히드의 방출량이 적고 파티클 보드의 물성에 영향을 미치지 않는 접착제를 사용하는 것이 바람직하며, 그리고 파티클 보드의 양면에 접착되는 알루미늄시트의 두께는 0.1mm 정도이며, 두께가 두꺼울수록 난연성과 불투습성이 증가된다.

상기와 같은 본 발명의 항균불투습패널은 강도가 우수하고 난연성 및 내수성의 효과를 제공할 뿐 아니라 파티클 보드의 표면층 또는 이면층 중 어느 일면에 도포된 항균물질도포층에 의하여 파티클 보드 자체에 곰팡이류가 발생되는 것을 억제하는 기능과 악취를 제거하는 기능을 가지고 있으므로 본 발명의 항균불투습패널로 수장고의 벽면을 사공하였을 때 수장고 벽면에 곰팡이류가 발생되지 않게 하는 효과와 함께 수장고 내부의 실내를 정화하는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클이 분포된 큰 파티클층은 심층부에 형성되고, 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클이 분포된 작은 파티클층은 표면층과 이면층에 형성되도록 파티클 보드를 성형하며, 또한 상기 파티클 보드의 양면에 알루미늄시트를 접착하여서 불투습판재를 제조하는 것에 있어서,

   상기 파티클 보드의 일면과 그에 접착되는 알루미늄시트 사이에 항균물질도포층을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 문화재 수장고용 항균불투습판재.
2. 파쇄기를 이용하여 목재를 톱밥의 크기와 같이 아주 작은 입자의 파티클로 파쇄하는 파쇄공정과;

   상기 2차 파쇄공정을 거친 파티클을 고온의 열풍으로 파티클의 함수율이 2∼7%가 되게 건조하는 건조공정과;

   상기 건조공정을 거친 파티클을 톱밥의 크기와 같거나 크게 파쇄된 큰 파티클과 톱밥의 크기보다 작게 파쇄된 작은 파티클을 선별하여 구분하는 파티클 선별공정과;

   상기 선별공정에서 크기별로 구분 선별된 각 파티클에 섞여있는 이물질을 골라내어 제거하는 이물질 제거공정과;

   상기 이물질 제거공정을 거친 각 파티클을 따로따로 구분한 상태에서 파티클과 파티클간에 결합력을 높여주기 위하여 선별된 각각의 파티클에 포름알데히드 방출량이 적은 수지접착제를 분무하여 각 파티클 표면에 도포시키는 수지혼합공정과;

   상기 수지혼합공정을 거친 각 파티클을 제조하고자 하는 제품의 두께와 밀도에 맞추어 중량을 조절한 상태에서 큰 파티클은 심층부에 소정의 두께로 분포되게 하고 작은 파티클은 표면층과 이면층 각각에 소정의 두께로 분포되게 하여 각 파티클이 3중 구조로 적층된 파티클매트를 형성하는 파티클 적층공정과;

   상기 파티클 적층공정에서 만들어진 파티클매트를 고온·고압의 프레스로 열압축하여 각 파티클층이 조밀하게 압축되면서 각 파티클 표면에 도포된 수지접착제를 열경화시켜 각 파티클층의 파티클과 파티클들이 강력하게 접착된 파티클 보드를 성형하는 프레스 성형공정과;

   상기 프레스 성형공정에서 성형된 파티클 보드를 대기 중에 방치시켜 뜨거운 열기와 증기 및 가스를 방출시켜 안정화 상태가 될 때까지 냉각시키는 냉각공정과;

   상기 냉각공정에서 안정화 상태로 냉각된 파티클 보드를 규격에 맞추어 재단한 다음 표리면을 부드럽고 매끄럽게 연마하는 재단 및 연마공정과;

   상기 연마공정을 거친 파티클 보드의 양면에 알루미늄시트를 접착시키는 알루미늄시트 접착공정을 포함하여 불투습판재를 제조하는 것에 있어서,

   상기 재단 및 연마공정을 거친 파티클 보드의 일면에 액상의 항균기능성세라믹을 도포하여 항균물질도포층을 형성시키는 항균물질도포공정을 더 포함하여 불투습패널을 제조하는 것을 특징으로 하는 문화재 수장고용 항균불투습판재의 제조방법.