KR100480327B1

KR100480327B1 - 목질합성판의모양형성방법

Info

Publication number: KR100480327B1
Application number: KR1019970003408A
Authority: KR
Inventors: 사다오 니시보리
Original assignee: 아인엔지니어링 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2005-07-11
Also published as: EP0799679B1; JP3658714B2; CN1167691A; CN1158191C; DE69726330D1; TW335369B; KR970061558A; CA2196264A1; US6066367A; DE69726330T2; ES2212057T3; RU2154573C2; EP0799679A3; EP0799679A2; US5869138A; JPH09216500A

Abstract

본 발명은 목질합성판의 표면에 천연목에 가까운 나무결 등의 모양을 형성하여 목질감을 향상시키는 목질합성판의 모양형성방법을 제공한다.

본 발명에 있어서 목질합성판은 셀룰로스계 파쇄물 20~65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35∼80중량퍼센트의 혼합비로 형성한 것이다. 이 목질합성판은 제 1 연삭공정에서 목질합성판의 적어도 한쪽 표면의 전면에 일방향으로의 손상조를 다수 형성하고, 착색제도포공정에서 상기 손상조를 형성한 표면에 착색제를 도포하는 것에 의해 착색제가 표면 목분에 침투하여 깊은 멋이 생기는 동시에 손상조의 요입부내에 착색제가 잔류하여 요입부 착색 층이 형성된다. 제 2 연작공정에서 상기 착색제 도포면의 전면에 요입부 착색층을 남겨 두고 연삭연마하여 상기 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 목질감 있는 모양이 형성되고, 나무결 인쇄공정에서는 상기 연마면에 나무결무늬를 인쇄함으로써 상기 모양과 나무결무늬와의 상승작용에 의해 깊은 목질감이 있는 모양이 형성된다.

Description

목질합성판의 모양형성 방법

본 발명은 셀룰로스계 파쇄물과 열가소성수지성형재로부터 제조되는 목질합성판의 표면에 나무결무늬등의 모양을 형성하는 방법에 관한 것이다.

목질합성판은 건축폐재료나 기타 제품의 폐재료등으로부터 나온 목재를 분쇄하여 얻어진 목분류, 또는 왕겨(chaff), 수수대(bagasse), 파쇄칩재, 펄프재등의 셀룰로스계 파쇄물과, 자동차, 가전제품으로부터 생활용품등에 이르기까지 광범위하게 대량사용된 후 대량폐기되고 있는 각종 열가소성 합성수지성형품폐재료로부터 얻어진 열가소성수지성형제를 혼합, 가열, 연성하여 만들어지는 것으로, 각종 폐기제품의 재활용에 극히 유효한 리사클링 제품이다. 종래로부터 이러한 목분류등의 셀룰로스계 파쇄물을 기재로 한 성형수지제품의 개발이 내수성, 단열성등을 향상시킬 목적으로 여러가지로 행하여져 왔고, 특히 근래에 들어 지구환경보전의 요청으로부터 하는 삼림자원확보의 견지, 목재코스트의 앙등, 목재제품에 대한 감각적인 뿌리깊은 잠재수요로부터 이러한 목질합성판의 개발이 행하여지고 있고, 나아가서 이 목질합성판 표면에 노출되는 목분에 의해 굴절률이 복잡하게 변화되어 광을 난반사시킴으로써 눈이 부시지 않는 깊은 멋이 있는 목재본래의 특유한 나무결을 형성하여 목질감을 부여하는 것에 의해 리사이클 제품으로서의 목질합성판의 이용가치를 높이기 위한 개발이 요청되고 있는 바, 본 발명은 이러한 요청에 부응하는 목질합성판의 모양형성 방법에 관한 것이다.

이용분야는 모든 목재용도에 적합하며, 미장용 판, 종래의 플라스틱 제품으로 형성된 벽재, 마루재료, 각종 하드보드표면가공품, 또 가구재료, 건축재료, 자동차, 차량, 선박의 내외장품으로서 30mm이상 또는 이하의 두께를 가지는 틀재 등으로서 사용된다.

목질합성판은 셀룰로스계 파쇄물과 열가소성수지를 혼합하고 익스트류전(extrusion)법과 같은 성형방법에 의해 연성하여 판상으로 성형되어 있다. 이 목질합성판은 셀룰로스계 파쇄물을 위주로 한 성형소재로 되어 있기 때문에 목질감을 나타내기는 하지만, 천연목에는 아직 더 접근해야 할 여지가 남아 있다. 그래서, 셀룰로스계 파쇄물의 목질감을 보다 효율적으로 표출시키기 위해 목질합성판 표면부분의 수지스킨층을 샌딩 제거하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 목질합성판에는 그 표면에 나무결이 없기 때문에 본래의 천연목 특유의 목질감은 없는 것이다.

따라서, 종래의 목질합성판 표면에 나무결무늬를 인쇄하는 것에 의해 천연목 표면에 보다 가깝게 하는 것이 가능하지만, 실제로는 나무결무늬가 단조롭고 깊은 멋이 없어 천연목에는 미치지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 목질합성판의 표면에 천연목에 가까운 나무결등의 모양을 형성하여 목질감을 향상시키는 목질합성판의 모양형성방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 특히 목질합성판의 셀룰로스계 파쇄물과 열가소성수지성형재의 조성이 목질합성판의 목질감을 표출시킬 수 있는 적절한 혼합비로 혼합, 가열, 연성한 후 스크류우로 성형다이로 압출시켜 성형한 목질합성판으로서, 이 목질합성판의 표면에 노출되는 목분에 의해 굴절률이 복잡하게 변화하여 광을 난반사시킴으로써 눈이 부시지 않고 깊은 멋이 있는 목질감을 가지는 나무결등의 모양을 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 목질합성판 모양형성 방법에 있어서는 셀룰로스계 파쇄물 20∼65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35~80 중량퍼센트의 혼합비로 형성한 목질합성판 11에 대하여 행하여지고, 상기 목질합성판 11의 적어도 한쪽 표면 전면에 일방향으로의 손상조 15를 형성한 표면에 착색제를 도포하는 공정과,

상기 목질합성판 11의 착색제 도포면의 전면에 요입부 착색층을 남겨 두고 연삭연마하여 손상조 18을 다수 형성하는 것에 의해 모양 19를 형성하는 제 2연삭공정과,

상기 연마면에 나무결무늬 21을 인쇄하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목질합성판 11은 셀룰로스계 파쇄물 20∼65 중량펴센트에 대해 열가소성수지성형재 35∼80 중량퍼센트의 혼합비로 형성한 후육 목질합성판을 0.2~50mm의 두께로 슬라이스시켜 얻은 박판의 목질합성판 11이어도 좋다.

또, 본 발명의 다른 목질합성판 모양형성 방법에 있어서는 전술한 목질합성판 11에 대하여 행하여지고,

상기 목질합성판 11의 적어도 한쪽 표면의 전면에 일방향으로의 손상조 15를 다수 형성하는 것에 의해 목질합성판 11의 표면스킨층 14을 제거하여 셀룰로스계 파쇄물을 노출시키는 연삭공정과,

상기 손상조 15를 형성한 표면에 나무결무늬 21을 인쇄하는 공정과,

상기 인쇄면에 투명도료를 도포하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 다른 목질합성판 모양형성 방법에 있어서는 함유수분량 0.3 중량퍼센트 이내의 셀룰로스계 파쇄물 20~65 중량퍼센트에 대해 일가소성수지성형재 35~80 중량퍼센트를 혼합, 가열, 연성한 후 스크류우로 성형다이로 압출시킨 압출생지를 서냉하고, 이 압출생지에 압출력에 대항하는 억제력을 가하여 압출생지의 밀도를 높혀 목질합성판 11을 얻고, 이 목질합성판 11의 적어도 한쪽 표면 전면에 일방향으로의 손상조 15를 다수 형성하는 것에 의해 목질합성판 11의 표면스킨층 14를 제거하여 셀룰로스계 파쇄물을 노출시키는 제 1 연삭공정과,

상기 손상조 15를 형성한 표면에 착색제를 도포하는 공정과,

상기 목질합성판 11의 착색제 도포면의 전면에 요입부 착색층을 남겨 두고 연삭연마하여 손상조 18을 다수 형성하는 것에 의해 모양 19를 형성하는 제 2 연삭공정과,

나아가서, 상기 목질합성판 11은 평균입경 1700 ㎛(10메쉬) 이하의 셀룰로스계 파쇄물에 대해 교반충격력을 가해 마쇄 및 교반시켜 상기 교반충격력에 의한 전단력에 의해 전단발열을 발생시키고, 이 전단발열에 의해 상기 셀룰로스계 파쇄물의 함유수분량을 0.3 중량퍼센트 이내로 저하시켜 상기 셀룰로스계 파쇄물을 분쇄 ·건조하고, 이어서 상기 함유수분량 0.3 중량퍼센트 이내의 셀룰로스계 파쇄물 20~65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35~80 중량퍼센트를 혼입, 가열, 연성한 후 스크류우로 성형다이로 압출시킨 압출생지를 서냉하고, 이 압출생지에 압출력에 대항하는 억제력을 가해 압출생지의 밀도를 높혀서 얻은 것도 좋다.

또, 상기 목질합성판 11내의 셀룰로스계 파쇄물은 300~80 ㎛(50~170메쉬)의 목분인 것이 바람직하다.

또, 상기 제 1 연삭공정은 목질합성판 11의 양측 표면 전면에 일방향으로의 손상조 15를 다수 형성하는 것도 가능하고, 목질합성판 11의 양면에 내부잔류응력에 의한 휨변형을 방지하는 점도 바람직하다.

또, 상기 제 2 연삭공정은 목질합성판 11의 상기 착색제 도포면 전면에 제 1 연삭공정의 손상조 15와 동일방향으로 요입부 착색층을 남겨 두고 연삭연마하여 손상조 18을 다수형성하는 것에 의해 목질감이 있는 모양 19를 형성하는 것도 가능하다.

또, 상기 목질합성판 11은 열가소성수지성형재로서 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 30~65 중량퍼센트, 바람직하게는 40~65 중량퍼센트, 보다 바람직하게는 50~55 중량퍼센트의 혼합비로 만들어진다.

또, 상기 목질합성판 11은 열가소성수지성형재로서 PVC에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 20~65 중량퍼센트, 바람직하게는 30~52 중량퍼센트의 혼합비로 만들어진다.

또, 상기 목질합성판 11은 열가소성수지성형재로서 ABS, 나일론 또는 폴리카보네이트에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 20∼50 중량퍼센트, 바람직하게는 30∼40 중량퍼센트의 혼합비로 만들어진다.

또, 상기 목질합성판 11은 셀룰로스계 파쇄물의 혼합중량에 대해 20∼30 중량퍼센트의 산화티탄을 혼입하여 백색도를 증대시켜 만들어질 수 있고, 이와 같이 만들어진 것은 노송이나 마호가니등과 같은 백색계 목재의 목질감을 얻는다는 점에서 바람직하다.

이하, 본 발명의 목질합성판 모양형성 방법의 실시형태를 셀룰로스계 파쇄물의 목분과 열가소성수지성형재의 PVC(폴리염화비닐)를 혼합, 가열, 연성하고 스크류우로 성형다이로 안출시킨 생지를 서냉하여 얻은 목질합성판의 표면에 나무결등의 모양을 형성하는 방법을 예로 하여 도면을 참조하여 설명한다.

[목질합성판]

먼저, 도 2 는 상기 성형다이로부터 압출시켜 얻은 목질합성판 11의 종단면을 나타낸 것으로, 판두께 2.5∼50mm, 폭 900mm, 길이 2700mm로 성형된이 목질합성판 11의 표면은 열가소성수지 13으로 된 표면스킨층 14로 덮혀져 있고 목분(12)이 표면에 노출되어 있지 않은 상태이다.

본 실시예의 목질합성판 11은 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 20∼65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재로서 PVC 35~80 중량퍼센트와 혼합비로 성형한 것이다.

또, 목질합성판의 주된 성형소재인 셀룰로스계 파쇄물로서는 본 실시예의 목분외에 왕겨, 수수대, 파쇄칩채, 펄프재등이 있으며, 평균입경 300~80㎛(50~170메쉬)의 미분체상으로 파쇄된 것이다.

열가소성수지성형재로서는 본 실시예의 PVC 이외에 ABS, PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌), PC(폴리카보네이트), 나일론등의 수지들 중 한 종류, 또는 이들 수지의 수종류를 혼합하여 사용하는 것이 가능하다. 또, 열가소성수지성형재는 폐기된 각종 수지성형품을 파쇄하여 수지도막을 제거시켜 회수한 재생 열가소성수지성형재로 소재화한 것, 또는 버진 열가소성수지, 또는, 버진 열가소성수지와 상기 재생 열가소성수지성형재를 혼합한 것을 사용하는 것이 가능하다. 이 목질합성판 11의 제조공정에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.

또한, 본 발명은 판두께 2mm이하의 목질합성판에 대해서도 적용되는 것으로, 박판 또는 시트상, 필름상의 목질합성판은 일반적으로 판재나 벽지재로서, 혹은 미관을 목적으로 보통 합판등의 표면에 부착되는 미장단판등으로 광범위하게 사용된다. 박판의 목질합성판은 일례로서 판두께 50mm의 목질합성판을 슬라이서로 판두께 0.2~2mm로 슬라이스시켜 얻을 수 있다.

이 슬라이스된 박판 목질합성판은 표면이 슬라이스면인 관계로 목분이 표면으로 노출된 상태이다. 슬라이서는 날쪽이 움직이는 타입의 것과 프레치(fretch)쪽이 움직이는 타입의 것이 있다. 또, 움직이는 방향에 따라서는 좌우로 움직이는 수평형, 상하로 움직이는 수직형의 것이 있다. 날은 프레치의 이송방향에 대해 5°∼30°의 경사각으로 취부되고, 슬라이스대상의 재질에 따라 취부각을 조정한다. 나아가서, 목질합성판은 슬라이스에 앞서 가열함으로써 절삭성이 향상된다. 예컨대 목질합성판의 조성성분의 열가소성수지성형재가 PVC인 경우, 가열수침조에서 약 70℃ 로 가열하는 것에 의해 상기 슬라이서를 사용하여 0.2mm의 두께로 용이하게 슬라이스된다. 슬라이스된 목질합성판은 가열후 프레스에 의해 평판으로 된다.

슬라이서의 일례로서, 도 10 에 나타낸 바와 같은 방식의 슬라이서 30을 사용하여 목질합성판을 슬라이스하는 것에 대해 설명한다. 도시되지 않은 가열수침조에서 가열한 목질합성판 36을 도시되지 않은 호이스트크레인으로 도면상 슬라이서 30의 우측에 위치한 반송기 33의 콘베이어 34상에 재치한다. 상기 반송기 33을 작동시켜 상기 목질합성판 36을 좌측의 슬라이서 30에 반송시켜 박판의 목질합성판 37로 슬라이스한다. 슬라이서 30은 그 절단날이 고정되어 있고, 목질합성판 36은 상기 절단날의 날끝이 돌출하여 있는 테이블면 31을 수평방향으로 주행한다. 목질합성판 36은 상기 테이블면 31의 상방에 상하운동이 자유롭게 설치된 이송기구의 롤러에 협지되어 이 롤러가 회전구동수단에 의해 회전함으로써 목질합성판 36이 테이블면 31을 활주하면서 상기 절단날에 의해 소망하는 두께로 슬라이스된다. 슬라이스된 박판 목질합성판 37은 절단날의 하방으로 보내어져서 슬라이서 30의 하부로부터 반출로 35로 나오게 된다. 상기 목질합성판 36은 반송기 33상을 도면상 좌측으로 주행하고, 이어서 상기 주행방향에 대해 우측으로 직교하는 방향으로 반송되며, 이어서 상기 반송방향에 대해 우측으로 직교하는 방향, 즉 도면상 우측으로 반송되어 원위치로 돌아오게 된다. 원재료의 목질합성판 36은 이와 같이 순환하는 반송공정을 반복 반송되면서 상기 슬라이서로 반복 슬라이스된다. 또, 반송기상에는 복수의 목질합성판 36을 함께 재치시켜 각 목질합성판을 순차적으로 슬라이스한다. 또, 슬라이스된 박판의 목질합성판 37은 로울 드라이어(roll dryer)와 같은 건조장치로 가열됨과 동시에 다수의 로울사에서 가압되면서 비틀림등이 교정되어 건조된다.

나아가서, 박판의 목질합성판은 상기와 같은 슬라이서로 슬라이스 형성하는 방법에 국한되지 않고, 셀룰로스계 파쇄물과 열가소성수지 성형재를 혼합, 가열, 연성하고, 로울캘린더법, 익스트류전법(T 다이법, 인플레이션법 등), 캐스팅법등 다른 성형방법에 의해 시트상 또는 필름상으로 형성하는 것도 가능하다.

이하의 실시예에서는 전술한 후판의 목질합성판에 대해 설명한다. 슬라이스된 박판 목질합성판은 이미 그 목분이 슬라이스면에 노출된 상태에 있는 점이 압출성형으로 얻은 목질합성판과 다른 점이며, 다른 것은 동일하다.

[샌딩(1)] ; 제 1 연상공정

이 공정에서는 전술한 목질합성판 11을 샌더로 표면연삭한다. 예컨대 #40~60의 거칠기를 갖는 샌드페이퍼(연마포지)로 목질합성판 11의 표면을 그 길이방향을 따라 일방향으로 샌딩함으로써 도 3 (A)에 도시된 바와 같이 목질합성판 11의 전표면에 다수의 손상조 15를 형성하고, 그 종단면에 도 3(B)에 나타낸 바와 같이 요철형상의 돌기가 크게, 그리고 손상조 15의 깊이나 폭, 길이가 각양인 상태로 표면스킨층 14가 제거되어 목분 12가 표면으로 노출된다. 이러한 샌딩시에는 연삭되어 나온 분말이 상기 손상조 15내에 잔류하지 않도록 에어를 가해 날리거나 흡입시켜 청정하게 하는 것이 요망된다. 샌더에는 드럼샌더나 와이드벨트샌더 등이 있으며, 와이드벨트샌더를 사용하는 것이 유효하다. 도 7은 와이드벨트샌더 26의 일례를 나타낸 것으로, 회전구동수단에 의해 수평방향으로 회전하는 콘베이어벨트 27와, 이 콘베이어벨트 27의 상방에 위치하여 별도의 회전구동수단에 의해 회전하는 무단환상의 샌드페이펴 28로 구성되어 있다. 샌드페이퍼 28은 그 최하단의 표면에 콘베이어벨트 27의 상면에 접근 및 분리가 자유롭게 설치되어 있고, 콘베이어벨트 27 상면과의 간격은 피처리대상 목질합성판 11의 판두께에 따라 조정된다. 샌드페이퍼 28의 회전방향은 콘베이어벨트 27의 회전방향, 즉 피처리대상 목질합성판 11의 이송방향과 반대방향으로 되어 콘베이어벨트 27에 의해 이송되는 목질합성판 11의 표면이 샌드페이퍼 28로 효율적으로 연삭된다.

일반적으로, 와이드벨트샌더는 6∼30m/min의 고속으로 작동된다. 또, 이 샌딩공정에서는 잔류내부응력에 의한 목질합성판 11의 휨을 방지하기 위해 목질합성판 11의 양면을 샌딩하도록 하는 것이 좋다.

[착색제도포(하도)]

다음, 상기 목질합성판 11의 샌딩면 전체에 톨루엔이나 락카등의 용제계 착색제 또는 수용성 착색제를 로울 또는 스프레이 등으로 도포한다. 도포방법으로서는 입체적인 것에는 스프레이방식, 일부에는 정전도장방식, 평면적인 것에는 커튼플로우코터(curtain fiow coater), 롤러코터(roller coater), 보텀코터(bottom coater)등이 사용된다. 이어서, 착색제도포후의 목질합성판은 자연 건조된다.

도 4는 도 3의 목질합성판 11의 샌딩면 전체에 착색제를 도포한 상태를 나타낸 것으로, 착색제는 손상조 15의 요입부내에 깊히 침투하여 요입부 착색층 17을 형성하고, 아울러 목질합성판 11의 표면에 노출된 목분 12의 표면 뿐만 아니라 목분 12에 침투하여 착색제가 스며든 것과 같은 상태에 있게 된다. 본 실시예에 있어서 상기 착색제는 황색의 착색제이다. 이 착색된 목분 16을 이하에서 "착색목분"이라 칭한다. 또, 착색제가 목분에 침투하기 때문에 착색제의 밀착성이 향상되게 된다. 덧붙여서, 목분과 열가소성수지를 비교하면, 열가소성수지는 표면이 평활하여 도료의 밀착성이 불량하나, 목분에 대한 도료의 밀착성은 양호하다.

[샌딩(2)]: 제 2 연삭공정

이어서, 상기 목질합성판 11의 착색도포면을 샌더로 재차 연삭연마한다. 전술한 도 7의 와이드벨트샌더 26을 사용하여 전술한 샌딩(1)의 제 1 연삭공정에서의 샌드페이퍼보다 고운 거칠기, 예컨대 #100의 샌드페이퍼로 목질합성판 11의 착색제 도포면을 그 길이방향을 따라 제 1 연삭공정에서의 샌딩 방향과 동일방향으로 요입부 착색층 17을 남겨두고 연삭연마함으로써 목질합성판 11의 표면에 다수의 손상조 18을 형성하고, 그 종단면은 도 5(B)에 도시된 바와 같이 착색목분 16이 부분적으로 제거된다. 또한, 샌딩시에는 절삭되어 나오는 분체를 상기 손상조 18 및 손상조 15에 잔류하지 않도록 에어를 가해 날리거나 흡입시켜 청정하게 하는 것이 요망된다. 연삭되지 않고 잔류된 착색목분 16과, 손상조 15의 요입부내에 잔류된 요입부 착색층 17(본 실시예에서는 황색) 양자가 도 5 (A)에 나타낸 바와 같이 나무결과 같은 모양을 형성하게 된다. 이 모양은 착색제가 목분에 침투하여 스며듬이 생기는 것과, 요철형상의 표면에 있는 각 착색목분 16이 각각 절단위치가 다르기 때문에 각 착색목분 16의 농담이 상이하게 되는 것과, 손상조 15의 요입부에 잔류한 요입부 착색층 17과의 상승작용에 의해 결과적으로 천연목의 나무결에 가까운 농담으로 은은하게 흐려진 모양 19(이하 “흐려진 나무결모양” 이라 칭함)가 생겨나게 된다. 또, 제 2 연삭공정의 샌드페이퍼에 의해 상기 요철형상의 돌출부가 연삭연마되어 남은 요입부 착색층 17은 천연목의 나무결의 도관에 해당하는 모양으로 된다.

샌더의 연삭방향은 전술한 샌딩(1)의 제 1 연삭공정에서의 샌더 연삭방향과 동일한 방향으로 하고, 서로 직교하는 방향으로는 연삭하지 않는다. 또, 이 공정에서 사용하는 샌드폐이퍼는 상기 요입부 착색층 17을 남겨 두고 연삭연마하기 때문에 제 1 연삭공정에 사용된 샌드페이퍼보다 고운 거칠기로하는 것이 요망되는 바, #100, #120, #150등의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 나아가서, 제 1 연삭공정과 제 2 연삭공정에서의 샌딩을 동일방향으로 하는 것에 의해 천연목의 목질감을 가져오게 된다. 그러나, 용도에 따라서는 제 2 연삭공정의 샌딩이 제 1 연삭공정에서의 샌딩 연삭방향과 서로 직교하는 방향으로 이루어져 제 1 연삭공정에 의한 손상조 15의 방향에 직교하는 손상조 18을 일종의 모양으로 하는 것도 가능하다. 단, 이 경우는 상기 요입부 착색층 17을 남기도록 연삭연마하는 것이 조건이다.

[나무결인쇄] : 인쇄공정

이어서, 상기 샌딩(2)의 공정에 의해 목질합성판 11의 흐려진 나무결모양 19를 형성한 연마면에 직접 로울인쇄나 아닐린인쇄(flexographic printing)등의 각종 인쇄방법으로 곧은결, 불규칙결, 엇결등과 같은 나무결무늬 21만을 인쇄한다. 인쇄되는 나무결무늬는 단색으로부터 다색인쇄까지로 천연목의 곧은결, 불규칙결, 엇결등의 나무결로부터 추상적 결무늬에 이루기까지 다양한 종류의 무늬를 포함하는 것이다. 결과적으로, 목질합성판 11은 샌딩(2)의 공정에 있어서 농담이 흐려진 나무결모양 19와, 본 나무결인쇄공정에 있어서 나무결무늬 21이 함께 어우러지고, 표면에 노출되는 목분에 의해 굴절률이 복잡하게 변화하여 빛의 반사로 눈이 분시지 않은 깊은 멋이 있는 나무결모양의 색채로 되어 천연목의 나무결모양과 거의 같은 정도로 완성되었다.

나아가서, 나무결무늬 21은 목질합성판 11의 표면 목분에 인쇄되기 때문에 나무결무늬 21의 잉크밀착성이 향상됨과 동시에 잉크가 손상조 18에도 침투하여 잉크의 밀착성이 가일층 향상된다.

[마무리도장(상도)]

이 공정에서는 상기 목질합성판 11의 나무결무늬 21의 인쇄면에 클리어라커(clear lacguer) 혹은 매팅에이전트(matting agent)와 같은 투명도료를 도포하고, 이어서 건조하여 마무리한다. 이 마무리도료에는 아미노알루키드(aminoalukid), 락커, 폴리에스테르, 폴리우렌탄등이 있다.

한편, 본 발명의 목질합성판의 모양형성 방법에 있어서는 목질합성판의 조성성분인 셀룰로스계 파쇄물과 열가소성수지성형재의 혼합비가 샌딩의 난이도나 목질합성판의 목질감에 큰 영향을 주게 되는 바, 이하에서 그 관계에 대하여 설명한다.

열가소성수지성형재가 PP혹은 폴리에틸렌인 경우,

목분이 40 중량퍼센트 이하이면 샌딩이 불가능하게 되고,

목분이 30 중량퍼센트 이하이면 착색제가 겉돌게 되어버려 착색이 어렵게 되며,

목분이 30 중량퍼센트 이하로 되면 나무결인쇄를 하더라도 플라스틱 감의 마무리가 된다.

따라서, 목분을 30~65 중량퍼센트, PP 또는 폴리에틸렌은 35~7O 중량퍼센트로, 바람직하게는 목분을 40∼65 중량퍼센트, PP 또는 폴리에틸렌은 35~60 중량퍼센트로, 특히 바람직하게는 목분을 50~55 중량퍼센트, PP 또는 폴리에틸렌은 45∼50 중량펴센트로 한다.

열가소성수지성형재가 PVC 인 경우,

PVC는 도료의 착색성이 양호하고 샌딩도 가능하나 목분이 20 중량퍼센트 이하로 되면 플라스틱감의 마무리가 결과된다. 목분이 많아지면 샌딩이 용이하게 되고, 목분이 30 중량퍼센트 이상으로 되면 목질감이 나타난다.

따라서,

목분을 20~65 중량퍼센트, PVC는 35∼80 중량퍼센트로,

특히 바람직하게는 목분을 30∼52 중량퍼센트, PVC는 48~70 중량퍼센트로 한다.

열가소성수지성형재가 ABS, 나일론, 폴리카보네이트인 경우,

상기 각 수지재료는 PVC와 같이 도료의 착색성이 양호하고 샌딩도 가능하나 목분이 20 중량퍼센트 이하로 되면 플라스틱감의 마무리가 결과된다. 목분이 많아지면 샌딩이 용이하게 되고, 목분이 30 중량퍼센트 이상으로 되면 목질감이 나타난다.

따라서,

목분을 20~50 중량퍼센트, 상기 각 수지재료는 50~80 중량퍼센트로,

특히 바람직하게는 목분을 30~40 중략퍼센트, 상기 각 수지재료는 60∼70 중량퍼센트로 한다.

또한, 목질합성판을 성형할 때 셀룰로스계 파쇄물의 중량에 대해 20∼30 중량퍼센트의 산화티탄을 혼합하는 것에 의해 목질합성판의 백색도를 증가시켜 백색 목질합성판을 성형할 수 있다. 예컨대, 목분 50kg에 대해 산화티탄 10∼15kg을 혼입한다. 이러한 백색 목질합성판에 본 발명의 모양형성방법으로 나무결을 형성함으로써 노송이나 마호가니, 티이크, 자단목등의 백색계 목재의 목질감을 얻는 것이 가능하고, 착색제나 인쇄 나무결무늬의 색을 조정하여 여러가지 색채의 나무결모양을 형성할 수 있다.

[기타의 목질합성판 모양형성 방법]

이하, 전술한 목질합성판 모양형성 방법의 실시예와 상이한 다른 방법에 대해 설명한다. 설명의 간략화를 위해, 전술한 실시예와 동일한 공정은 동일한 공정명을 사용하여 설명한다.

먼저, 제 1 연삭공정에서 목직합성판의 전면에 #40~#60의 샌드페이퍼로 일 방향으로 샌딩하여 손상조 15를 다수 형성한다. 그 결과, 목질합성판의 표면스킨층이 제거되어 목분이 표면에 노출된다. 이 목질합성판의 상기 손상조 15를 형성한 면에 전술한 실시예의 나무결 인쇄공정과 동일하게 각종 인쇄법으로 나무결무늬 21를 인쇄한다. 나무결무늬 21의 잉크가 표면 목분에 침투되게 되고 또 잉크가 상기 손상조 15에 침입하게도 되어서 잉크가 스며들게 되므로 목질감이 있는 나무결무늬 21 이 얻어진다.

이 목질합성판의 상기 인쇄면에 전술한 실시예의 마무리도장 (상도공정)과 동일하게 클리어락커 혹은 매팅에이전트 등의 투명도료를 도포하고, 이어서 건조하여 마무리한다. 이로써, 클리어락커 등의 상기 도료를 목질합성판의 표면 목분에 침투시키게 되어 목질감이 향상된다.

[목질합성판의 제조공정]

이하, 전술한 실시예에서 사용된 목질합성판의 제조공정으로서 셀룰로스계 파쇄물의 목분을 분쇄, 건조하고, 이 목분과 열가소성수지성형재의 PVC를 겔화 혼련하고 냉각, 분쇄정립시켜 얻은 목질합성분을 가열, 연성하고 스크류우로 성형다이로 압출시켜 성형한 목질합성판을 예로 하여 도면을 참조하여 설명한다.

[목분의 원료목재]

목분의 원료목재로서는 일례로서 건축폐재, 또는 제재공정, 목공공정에서 나오는 톱밥 등의 폐재를 들 수 있으며, 이 폐재를 기지의 분쇄기, 예컨대 커터밀 등의 분쇄기를 사용하여 소편으로 조쇄한다.

커터밀은, 예컨대 상기 원료목재의 피조쇄물을 투입하는 투입구를 구비한 원통형을 이룬 커터밀본체와, 이 커터밀 본채내에서 회전구동수단에 의해 수평방향으로 회전하는 회전날과, 상기 회전날의 날끝의 회전궤적에 대해 근소한 간격을 두고 커터밀 본체에 고정된 고정날과, 상기 회전날 및 고정날에 의해 소편으로 조쇄된 목분을 통과시키는 펀칭메탈 등의 메쉬, 예컨대 일변이 3mm 정도의 크기로 된 소편이 통과할 수 있는 스크린과, 이 스크린을 통과한 목분을 배출하는 배출구로 이루어진 것이다. 또, 이러한 커터밀에는 (주) 호라이사에서 제작한 하드크러셔와 같이 회전날의 회전축이 수평방향으로 설치되고 스크린이 회전날의 하방에 설치되어 있는 것도 있다.

상기 커터밀을 통해 소편으로 조쇄된 목분의 형상은 부정형인 바, 예컨대 일변이 3mm 이하의 장방형 또는 정방형 내지 부정형의 크기, 또는 직경이 1 - 3mm 정도로 1 - 3mm 정도 길이의 원통형상으로 된 형상, 그 밖의 부정형한 형상으로 된다.

[목분의 분쇄.건조 및 목질합성판의 제조공정]

도8(A) 및 도8(B)는 목분의 분쇄·건조 및 목질합성분의 제조라인의 일례를 나타낸 것으로, 전술한 조제된 목분을 믹서 80 내에서 분쇄·건조하여 목질합성판을 제조하는 공정을 이하에서 설명한다.

80 은 목분을 분쇄·건조하는 유동혼합혼련 수단으로서, 본 실시예에 있어서는 편의상 “믹서”로 칭한다.

믹서 80은 상면 개구의 원통형을 이룬 믹서본체 81과, 이 믹서본체 81의 개구된 상면을 덮는 개폐자재의 상부덮개 82로 되어 있다. 상부덮개 82에는 건조한 공기를 공급하는 급기관 83과, 믹서본체 81 내에서 목분으로부터 발생한 수증기 내지 목산(木酸)가스를 배출하는 배기관 84 가 연통설치되어 있다. 또 믹서본체 81 의 저면 부근에 구비된 배출구를 실린더 85 로 개폐자재로 덮도록 설치되어 있다. 86은 배출덕트로서 상기 배출구 84에 연통되어 있다.

또, 믹서본체 81 의 저면 중심에는 모터 회전구동수단에 의해 수평방향으로 고속회전하는 스크레이퍼와 복수매의 교반충격 날개가 설치되어 있다. 각 교반충격날개는 회전축을 중심으로 대칭을 이룬 2매의 날개이다. 스크레이퍼는 믹서본체 81 의 저면에 거의 습접하는 상태로 회전하여 믹서본체 81 내의 원재료를 전면에 체류하지 않도록 휘저어 돌리면서 상방으로 순환시키고 또 처리된 원재료를 믹서본체 81의 저면에 잔류하지 않도록 휘저어 내는 것이다.

(1) 회전속도 920rpm 으로 각 교반충격날개와 스크레이퍼를 고속회전시키면서 상부덮개 82 를 개방시켜 그 개구로부터 믹서본체 81 내로 크기가 평균입경 12 메쉬이하이고 함유수분량 8.35 중량퍼센트인 목분 23Kg 과 산회티탄 2Kg 을 함께 투입하여 15 분간 교반하였다. 믹서 80 내의 목분은 920rpm 으로 고속회전하는 교반충격 날개에 의한 전단력이 크기 때문에 이 전단력에 의해 마쇄되고, 또 교반충격날개와 목분 또는 목분류의 마찰에 의한 마찰열(이하, 본실시예에서는 “전단발열”이라 칭함)의 발생량이 향상되고 믹서 80 내의 온도가 상승되어 목분내의 수증기나 목산가스 등의 휘산가스의 휘발성이 향상된다. 또, 목분은 믹서 80 내에서 미세하게 분쇄되기 때문에 건조효율이 향상되고 동시에 목분이 건조됨으로 인해 분쇄가 일층 용이하게 되는 상승 효과가 있어 다량의 목분을 극히 단시간내에 분쇄·건조시킬 수 있다.

믹서본체 81 내에서 발생한 다량의 수증기나 목산가스는 건조공기공급원으로부터 급기관 83을 통해 믹서본체 81 내로 공급된 건조공기내에 포함되어 배기관 84로 배출된 후 블로어로 집진장치에 흡인된다.

나아가서, 상기 교반충격날개의 전단속도는 동속도가 빠르면 교반충격날개의 원심력에 의해 목분이 날아오르기 때문에 믹싱효과가 저하되고, 느리면 교반충격날개의 전단력에 의한 전단발열의 발생량이 적어져서 건조효율이 저하되는 관계로, 바람직하게는 900- 980rpm, 보다 바람직하게는 900-950 rpm 으로 한다.

이상과 같이 하여 얻은 분쇄·건조 목분은 함유수분량이 0.16 중량퍼센트이고, 전체적으로 입상에 가까우며 둥근 형상을 가지어서 표면이 비교적 평활하고 치밀하게 되어 있다. 이렇게 얻은 목분은 상호간에 응집을 일으키는 일이 거의 없이 용액 등에 대한 분산성이 양호하다.

(2) 다음, 믹서 80 내에 열가소성수지성형재, 본 실시예에서는 폴리 염화비닐 12Kg과 염화비닐제의 폐기필름 12Kg 을 투입하고, 이 열가소성수지성형재와 함유수분량 0.16 중량퍼센트의 건조목분을 8분 20초간 겔화 혼련한다.

이 공정에서 겔화된 것은 직경이 약 10-100mm 의 괴상 “혼련재료 ” 로 되었다. 이 혼련재료는 각각의 목분이 그 목분 표면전체에 열가소성수지성형재가 부착된 상태로 형성되어 목분이 열가소성수지성형재속에 매립폐쇄된 상태로 되기 때문에 각 목분 입자가 외부환경에 영향을 받지 않고 저함수율을 유지하는 형태로 된다.

또, 상기 열가소성수지성형재외에 요소, 탄산칼슘, 산화티탄, 안료 등의 첨가물을 믹서 80 내에 투입하는 것이 가능하다.

상기 탄산칼슘은 압출기 등으로 압출성형되는 목질합성판에 양호한 치수안정성을 가져다 주고, 온도변화에 수반되는 팽창수축을 현저히 줄여주는 것으로, 압출가공에 있어서 성형품의 변형을 방지하고 또 그 자체가 저렴하다.

상기 산화티탄은 유동성, 용액중의 분산성이 양호하여 압출기 등으로 성형되는 목질합성판에 대해 온도변화에 수반되는 팽창수축을 현저히 줄이는 것에 기여한다.

상기 요소는 암모니아, 폐놀, 멜라민 등으로 되어 있어 목탄가스의 중화제로 작용한다.

열가소성수지성형재와 목분을 압출기나 믹서 80 내에서 혼련하면, 각 목분 주위전체가 열가소성수지성형재로 피복되기 때문에 일단 혼련된 후에는 목분내의 수분이 열가소성수지성형재로 폐쇄된 상태에 있게 되어 후속의 건조를 행하더라도 목분의 함수율을 저하시킬 수 없게 된다.

따라서, 열가소성수지성형재와 목분을 압출기나 믹서 80 내에서 혼련하기 전에 목분의 함수율을 낮추는 것이 요망된다. 특히 후술하는 목질합성판의 제조예에서 보이는 바와 같이 성형다이내의 압출생지에 대하여 그 압출생지의 압출력에 저항하는 억제력을 가할 경우 목분의 함수율이 1 중량퍼센트 이상이면 압출생지가 압밀한 상태로 되면서 성형다이의 용융부에서 수분이 침출하여 성형다이내의 온도가 저하됨으로써 압출생지를 압출시킬 수 없게 되는 일이 일어나게 된다. 따라서, 목분의 함수율을 1 중량퍼센트 이내로, 특히 바람직하게는 0.3 중량퍼센트이내로 하는것이 요망된다.

(3) 이어서, 모터를 저속회전시키고 실린더 85로 배출구를 개방하고 저속회전 스크레이퍼로 믹서본체 81 내의 혼련재료를 배출덕트로 휘저어 배출시켜 다음 공정으로 공급한다.

(4) 상기 혼련재료가 100-150mm 정도의 괴상체로 되어 있는 경우는 필요에 따라 조쇄기 51로 입경 30mm 이하 정도로 조쇄한다.

(5) 조쇄된 혼련재료를 블로어 53으로 흡인하여 사이클론 54로 송급하고, 이 사이클론 54 내에서 분진과 혼련재료를 분급하여 그 분진은 집전기로 보내고 혼련재료는 사이클론 54의 하방에 설치된 쿨링믹서 100으로 보낸다.

(6) 혼련재료는 쿨링믹서 100내에서 충분히 냉각조립되어 “조립목질합성분”이 형성된다.

(7) 조립목질합성분은 커터밀 120 내의 정립수단에 의해 약 3 - 5 mm 정도의 미립상으로 정립되어 “목질합성분”이 형성된다.

(8) 목질합성분의 저장

“목질합성분”을 블로어 53으로 흡인하여 사이클론 54에 송급하고, 이 사이클론 54 내에서 분진과 목질합성분을 분급하여 그 분진은 집전기로 보내는 한편 목질합성분은 사이클론 54의 하방에 설치된 호퍼드라이어 55로 보내어서 이 호퍼드라이어 55 내의 히터로 상기 건조상태를 유지하여 보존시킨다.

상기의 주된 제조공정은 분쇄·건조수단 및 유동혼합혼련수단인 믹서 80 내에서의 목분의 분쇄·건조공정과, 목분과 열가소성수지성형재의 겔화 혼련공정, 및 커터밀 등의 정립수단에 의한 조립목질합성분의 정립공정으로 되며, 기타의 공정은 필요에 따라 추가, 생략된다.

[목질합성판의 제조공정]

전술한 목질합성판을 사용하여 압출성형에 의한 목질합성판을 제조하는 공정을 이하에서 설명한다.

도 9 (A) 및 도 9 (B)는 목질합성판 제조라인의 일례를 나타낸 것으로, 목질합성분을 저장하는 저장조 56 이 압출기 70 의 상부에 설치되어 있고, 저장조 56 내의 목질합성분은 저장조 하부에 설치된 스파이럴상의 스크류우로 압출기 70의 호퍼 73으로 반송되도록 구성되어 있다. 압출기 70 및 이 압출기 70 내의 스크류우 71을 회전구동시키는 모터 74는 수평방향으로 회동자재하는 베이스플레이트 77의 상면에 설치되어 있기 때문에 압출기 70을 수평방향으로 회동시켜 압출기 70 선단의 압출다이나 스크린 등의 부재를 용이하게 탈착시킬 수 있고, 또 압출다이를 성형다이 40에 장착시킬 수 있다. 목질합성분은 저장탱크 56으로부터 압출기 70의 호퍼 73으로 투입되고, 압출기 70 내에서 가열, 혼련되어 압출다이 42로부터 성형다이 40으로 토출되며, 성형다이 40에서 합성판으로 성형된다. 이 합성판에는 제동수단 60에 의해 합성판의 압출방향과 반대방향으로 작용하는 억제력이 가해져서 목질합성판이 성형된다. 상기 제동수단 60은 반드시 필요한 것은 아니며, 경우에 따라 이를 생략하여 목질합성판을 성형할 수도 있다.

일반적으로 압출기 70은 스크류우형으로서, 단축압출기와 다축압출기 또는 그 변형 내지 이들을 조합시킨 구조를 가진 것이 있다. 스크류우 71은 기어감속기 72를 통해 도 9 (A),(B)의 모터 74에 의해 구동되어 배럴내에서 회전한다. 호퍼 73으로부터 투입된 목질합성분은 배럴에 설치된 밴드히터에 의해 가열되어 회전 스크류우 71 의 나선홈을 따라 전방으로 이송되면서 점차 용융되어 열가소성수지성형재가 목분을 균일하게 분산시킨 상태로 혼련된다. 그리고, 스크린 및 압출다이 42로부터 성형다이 40에 압출생지로서 압출된다.

압출다이 42는 예컨대 선단면이 약 8mm 두께의 살을 형성하도록 하여 폭 50mm, 높이 12mm의 장방형의 형태를 이루고, 후단면은 직경 50mm의 원형 유입구를 이루며, 그 유입구로부터 선단면을 향해 서서히 단면이 변화하는 유로를 형성하도록 되어 있다. 상기 유로내에서의 압출생지의 유동상태는 복잡하지 않고 양호하면서 사출구가 크기 때문에 다량의 압출생지를 토출하며, 또 밀도촉진이 가능한 형상으로 형성되어 있어 유동저항이 큰 목분을 혼입한 압출생지에 대해 통상의 다이에서 발생하는 바와 같은 막힘이 발생하지 않는다.

성형다이 40 는 소위 T 다이식의 성형다이와 유사한 형상을 이루고 있는 바, 전기 압출다이 42에 연결된 입구와, 이 입구로부터 도입된 압출생지를 넓은 폭으로 소정 두께의 판상으로 형성하는 성형실을 가진다. 상기 성형실내에는 성형실의 입구부근으로부터 압출생지의 압출방향을 따라 성형실 길이의 약 l/5 까지 그 외주에 히터가 배설된 용융부를 형성하고, 다른 부분은 상기 용융부의 경계로부터 압출생지의 압출방향을 따라 다이출구까지 그 외주에 물 또는 기름 등의 냉각액이 순환되는 냉각관이 배설된 서냉부를 형성한다.

상기 성형실은 상하 2매의 금속판을 양측면에 배치한 금속제의 스폐이서를 통해 단면방향으로 형성한 것으로, 상하 2매의 금속판중 어느 한쪽, 또는 양쪽을 교환하는 것에 의해 성형실의 높이를 변경시킬 수 있는 구조로 되어 있으며, 본 실시예에서는 폭 900mm, 높이 12mm 의 긴 직사각형 단면을 이루고 있다.

성형실의 용융부는 그 횡단면 형상을 성형다이 40 의 폭방향으로 만곡연장된 양단이 성형실의 길이방향의 양단까지 이르도록 되어 있는 이른바 코트행거(coathanger)형으로 형성되어 있다. 상기 용융부는 코트행거형 이외에 스트레이트형, 매니폴드형으로 형성되어도 좋으나, 압출생지의 유동성이 뛰어나는 점에서 만곡형상의 코트행거형이 바람직하다.

상기 성형실의 상하좌우의 사방 내벽면은 두께 0.25mm 의 플루오르수지로 된 시트를 성형실의 상하 내벽면 혹은 상하좌우 내벽면 전체에 부착설치하고 있다. 이러한 시트 이외에, 성형실 상하좌우의 사방 내벽면에 플루오르수지를 직접 표면코팅하는 것도 가능하다.

압출생지는 성형다이 40의 입구로부터 도입되어 성형실의 폭방향으로 유동된다. 압출생지가 성형실의 용융부에 압출될 때 성형실의 용융부는 그 폭이 크게 넓어져 있기 때문에 용융부내를 흐르는 압출생지는 양호한 혼련상태를 유지하여 목분이 균일하게 분산된 상태로 압출된다. 그후, 압출생지는 성형실의 서냉부에 도입되어 서냉되고, 이어서 서냉부에서 냉각경화되어 12mm 의 두께를 가지는 목질합성판으로 되어 압출된다.

플루오르수지는 약 300℃의 내열성을 가지고 표면이 평활하여 마찰계수가 작으며, 금속에 비해 열전달계수가 낮은 성질을 가지고 있다. 따라서, 압출생지내의 목분은 큰 저항을 받지 않고 유동되고, 압출생지는 서냉되면서 합성판 43 으로서 다이출구로부터 원할하게 압출된다.

전술한 합성판 43에 대해 제동수단 60에 의해 압출방향과 반대방향으로 저항력을 가하여 합성판 43의 압출력을 억제한다.

제동수단 60은 가대에 축설치된 3 개의 고정핀치롤러 61a와, 각 고정핀치롤러 61a에 합성판 43을 사이에 두고 압접하는 3 개의 가동핀치롤러 61b를 상하운동이 자유롭게 설치하고, 각 고정핀치롤러 61a를 각 축에 설치한 치차와, 이 치차에 치합하는 다른 치차로 연동하고, 3 개의 고정핀치롤러 61a 중 한 고정핀치롤러 61a의 축에 파우더브레이크의 입력축을 연결설치한다. 파우더브레이크는 소위 전자브레이크로서, 마찰토크를 전기적으로 미세하게 조정할 수 있는 것이다.

따라서, 3 개의 가동핀치롤러 61b로 각각 목질합성판 43을 고정핀치롤러 61a 에 가압하고, 파우더브레이크에 의해 하나의 고정핀치롤러 61a 축의 회전을 억제시키면 이 고정핀치롤러 61a에 복수의 치차를 통해 연동하도록 설치되어 있는 3개의 고정핀치롤러 61a에 파우더브레이크의 마찰토크에 의한 동일한 회전억제력이 작용하게 된다.

따라서, 파우더브레이크의 마찰토크는 목질합성판 43의 압출력에 저항하는 억제력으로 되어 성형다이 40의 도입실내의 압출생지를 가일층 고밀도로 균일한 상태로 하여 목분류의 밀착성을 높혀 주는 동시에, 합성판중에 기포나 공동이 생기는 것을 방지해 준다. 이 균일한 고밀도의 압출생지는 압출기 70 에 의한 압출생지의 압출력에 의해 상기 제동수단 60의 억제력을 거슬러 전진되고, 성형실내에서 냉각되어 가일층 균일한 고밀도의 목질 합성판 43이 성형된다. 이 목질합성판 43은 파우더브레이크의 억제력에 거슬러 상기 고정핀치롤러 61a 및 가동핀치롤러 61b 를 회전시키면서 전진한다.

이와 같이 된 후, 상기 제품으로서의 합성판 43인 목질합성판을 커터, 쉬어링(shearing), 절단톱(saw machine)과 같은 절단기로 소망하는 길이로 절단한다.

이상과 같은 제품으로서의 합성판 43인 목질합성판(폭:900mm, 두께:12mm)을 2700mm 의 길이마다 절단톱으로 절단하여 중량 26.4Kg의 목질합성판을 얻었다.

나아가서, 성형다이 40의 높이를 2 - 50 mm 로 함으로써 두께 2 - 50mm의 목질합성판이 성형된다.

[목질합성판의 다른 제조예]

전술한 실시예에서는 믹서 80으로 겔화 혼련하여 얻은 목질합성분을 압출기에 투입하고 성형다이로 목질합성판을 성형하였으나, 다른 제조예로서는 원료목재를 소편을 파쇄한 목분을 믹서 80으로 분쇄·건조처리하여 함유수분량 0.3 중량퍼트 이하의 건조목분으로 한 후, 믹서 80의 모터를 저속회전시키고, 이 믹서 80 내에 열가소성수지성형재를 투입하여, 겔화 혼련 없이 열가소성수지성형재와 건조목분을 저속의 교반충격날개로 균일하게 혼합한다. 이어서, 실린더 85를 작동시켜 배출구를 개방시키고, 저속회전 스크레이퍼로 믹서본체 81 내의 건조목분과 열가소성수지성형재의 혼합재료를 배출덕트 86으로 휘저어 배출시키며, 다음 공정의 압출기 호퍼로 연속공급하여 성형다이로 목질합성판을 성형할 수 있다.

다른 장소에서 기지의 교반기로 저속회전 교반시키면 목분은 곧 대기중의 수분을 흡수하여 함유수분량이 상승되어버리기 때문에, 믹서 80 내에서 함유수분량 0.3 중략퍼센트 이하로 건조된 건조목분이 곧바로 압출기로 공급처리되도록 하는 것이 바람직하다. 특히, 전술한 바와 같이 성형다이내의 압출생지의 압출력에 대항하는 억제력을 가하는 경우는 압출생지가 압밀한 상태로 되기 때문에, 목분의 함수율이 1 중량퍼센트 이상으로 되면 성형다이의 용융부애서 수분이 침출하여 성형다이의 온도가 저하되고 이로 인해 압출생지의 압출이 불가능하게 되는 사태가 생기게되므로 주의를 요한다. 그러나, 성형다이내의 압출생지에 대해 억제력을 가하지 않는 경우는 이러한 제한이 없다.

나아가서, 저함수율로 건조시킨 목분과 열가소성수지성형재를 믹서 80 내에서 겔화 혼련하여 얻은 목질합성분은, 일단 혼련되고 나면 각 목분 주위전체가 열가소성수지성형재로 피복되어 목분이 열가소성수지성형재로 폐쇄되어 외기와 완전히 차단된 상태로 되기 때문에 전술한 실시예와 같이 목질합성분을 저장조 등에서 가열하여 상시 건조상태를 유지시키고 이 저장조내의 목질합성분을 사용하여 성형다이의 압출생지에 억제력을 가해 목질합성판을 성형해도 좋다. 단, 목질합성분 제조시 목분을 열가소성수지성형재와 겔화 혼련하기 전에 1 중량퍼세트 이내의, 바람직하게는 0.5 중량퍼센트, 특히 바람직하게는 0.3 중량퍼센트 이내의 저함수율로 건조시켜 두는 것이 필요하다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 다음과 같은 효과를 제공한다.

(1) 목질합성판의 표면스킨층을 제거하는 것에 의해 목분 등의 셀룰로스계 파쇄물이 표면으로 노출되고, 이 노출된 목분에 도포한 착색제가 침투하여 스며들게 되는 것과, 제 2 연삭공정에서 목질합성판 표면의 각 착색목분의 절단위치가 상이하게 되므로 잔류 착색목분들이 각각 서로 다른 농담의 색조로 되는 것과, 손상조의 요입부에 잔류한 요입부 착색층과의 상승작용에 의해 천연목재와 거의 동일한 정도로 표면에 노출된 목분에 의해 굴절률이 복잡하게 변화하고 난반사를 일으켜 빛의 반사에 의하 눈의 부심없이 깊이있는 은은한 농담 및 색조의 모양과 손상조를 형성할 수 있다.

(2) 또한, 상기 착색목분에 의한 은은한 농담의 모양과, 이 모양상에 인쇄한 나무결무늬가 조화있게 어우러져 깊은 멋이 있는 색채를 형성함으로써 천연목의 나무결모양과 거의 동일한 정도의 가공이 가능하다.

(3) 또한, 착색제가 목질합성판 표면에 노출된 목분에 침투하기 때문에 착색제의 밀착성이 양호하고, 인쇄 잉크가 목질합성판 표면의 목분에 인쇄되어 잉크의 밀착성이 양호하게 될 뿐만 아니라 잉크가 손상조내에도 침투되어 잉크의 밀착성이 가일층 향상된다. 따라서, 쉽게 벗겨지지 않는 나무결무늬를 형성하는 것이 가능하다. 그에 반해, 일반 베니어 등의 합판 표면에 나무결 모양을 인쇄한 미장합판은 그 나무결모양이 쉽게 벗겨지는 일이 빈발한다.

(4) 또한, 목질합성판의 적어도 한쪽 표면 전체에 일방향으로의 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 목질합성판의 표면스킨층을 제거하여 목분등의 셀룰로스계 파쇄물을 노출시키기 때문에 상기 손상조를 형성한 표면에 나무결무늬를 인쇄하면 인쇄잉크가 표면의 목분에 침투되는 동시에 잉크가 상기 손상조의 심부로 침투하여 잉크가 스며드는 상태로 되어 목질감 있는 나무결무늬 열성할 수 있다. 또한, 상기 인쇄면에 투명도료를 도포함으로써 이 투명도료가 표면 목분에 함침되어 목질감을 증대시킬 수 있다.

(5) 본 발명의 목질합성판 모양형성 방법은 시트상이나 필름상, 박판상의 목질합성판에도 적용되므로 종래의 벽재에서 나타나는 바와 같은 나무결모양의 위화감이 전혀 없는 고급한 감의 목질감이 있는 박판재나 벽지재로서 혹은 미장판 등으로 광범위한 용도에 적용가능한 목질합성판의 모양형성 방법을 제공할 수 있다.

후속의 특허청구의 범위중 독립항들은 어떤 특정구성의 방법을 기재청구한 것이 아니라 본 발명의 기술요지를 보호받기 위한 것이다. 본 발명은 명백히 새롭고 유용하다. 또한, 본 발명은 그 완성시점의 선행기술들에 비추어 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명하지 않은 것이다.

또한, 본 발명은 그 발명특성에 비추어 혁신적으로 진보된 발명인 것이 분명하다. 따라서 후속의 특허청구범위는 본 발명의 기술적 정신이 보호받을 수 있도록 최대한 광의로 해석되어야 한다.

상술한 바로부터 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위내에서의 변경이 이루어질 수 있으므로, 앞에서 도시설명된 모든 내용들은 한정적인 것이 아닌 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 또한 후속의 특허청구범위는 본 발명의 모든 특징들을 보호 받기 위한 것으로, 그 범위내의 기술들을 모두 본 발명의 범위내에 들어가는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1 은 본 발명의 목질합성판 모양형성 방법의 일실시예를 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 사용되는 목질합성판의 종단면도.

도 3 (A)는 도 2 의 목질합성판을 샌딩한 상태를 나타내는 것으로, 샌딩한 목질합성판 표면의 모사도.

도 3 (B)는 도 3 (A)의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도 4는 도 3의 목질합성판 샌딩면에 착색제를 도포한 상태를 나타내는 것으로, 도 3 (B)와 동일위치에서의 종단면도.

도 5 (A)는 도 4 의 목질합성판 착색면을 샌딩한 상태를 나타내는 것으로, 샌딩한 목질합성판 표면의 모사도.

도 5 (B)는 도 5 (A)의 Ⅳ-Ⅳ 단면도.

도 6은 도 5 (A)의 목질합성판 샌딩면에 나무결무늬를 인쇄한 상태의 표면 모사도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 사용되는 샌더의 개략도.

도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 셀룰로스계 파쇄물의 분쇄·건조장치 및 목질합성분 제조라인을 나타내는 것으로, (A)는 그 평면도, (B)는 정면도.

도 9 는 본 발명의 목질합성판 제조라인을 나타내는 것으로, (A)는 그 평면도, (B)는 정면도.

도 10은 본 발명의 실시예에 사용되는 슬라이서 및 반송기의 사시도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 목질합성판 12 : 목분 13 : 열가소성수지

14 : 표면스킨층 15 : 손상조 16 : 착색목분

17 : 착색제 18 : 손상조 19 : 흐려진 나무결모양

21 : 나무결무늬 26 : 와이드벨트샌더

27 : 콘베이어벨트 28 : 샌드페이퍼 30 : 슬라이서

31 : 테이블면 32 : 이송기구 33 : 반송기

34 : 콘베이어 35 : 반출로 36 : 목질합성판

37 : 박판 목질합성판 40 : 성형다이 42 : 압출다이

43 : 합성판 51 : 조쇄기 52 : 사이클론

53 : 블로어 54 : 사이클론 55 : 호퍼드라이어

56 : 저장조 60 : 제동수단 6la : 고정핀치롤러

61b : 가동핀치롤러 70 : 압출기 71 : 스크류우

73 : 호퍼 74 : 모터

80 : 믹서(분쇄·건조수단 및 유동혼합혼련 수단)

81 : 믹서본체 82 : 상부덮개 83 : 급기관

84 : 배기관 85 : 실린더 86 : 배출덕트

100 : 쿨링믹서(냉각조립수단) 120 : 커터밀

Claims

셀룰로스계 파쇄물 20-65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35-80 중량퍼센트의 혼합비로 형성한 목질합성판의 적어도 한 쪽 표면 전면에 일방향으로의 손상조를 다수 형성하는 제1연삭공정과,

상기 손상조를 형성한 표면에 착색제를 도포하는 공정과,

상기 목질합성판의 상기 착색제 도포면 전면에 요입부 착색층을 남겨두고 연삭연마하여 상기 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 모양을 형성하는 제2연삭공정과,

상기 연마면에 나무결무늬를 인쇄하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 목질합성판이 셀룰로스계 파쇄물 20-65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35-80 중량퍼센트의 혼합비로 형성한 후육 목질합성판을 0.2-50mm 의 두께로 슬라이스하여 얻은 박판의 목질합성판인 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
셀룰로스계 파쇄물 20-65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35-80 중량퍼센트의 혼합비로 형성한 목질합성판의 적어도 한 쪽 표면 전면에 일방향으로의 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 목질합성판의 표면스킨층을 제거하여 셀룰로스계 파쇄물을 노출시키는 연삭공정과,

상기 손상조를 형성한 표면에 나무결무늬를 인쇄하는 공정과,

상기 인쇄면에 투명도료를 도포하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
함유수분량 0.3 중량퍼센트 이내의 셀룰로스계 파쇄물 20-65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35-80 중량퍼센트를 혼합, 가열, 연성하여 스크류우로 성형다이로 압출시킨 압출생지를 서냉하고, 또 이 압출생지에 압출력에 저항하는 억제력을 가하여 압출생지의 밀도를 높혀서 목질합성판을 얻고, 이 목질합성판의 적어도 한 쪽 표면 전면에 일방향으로의 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 목질합성판의 표면스킨층을 제거하여 셀룰로스계 파쇄물을 노출시키는 제1연삭공정과,

상기 손상조를 형성한 표면에 착색제를 도포하는 공정과,

상기 목질합성판의 상기 착색제 도포면 전면에 요입부 착색층을 남겨 두고 연삭연마하여 상기 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 모양을 형성하는 제2연삭공정과,

상기 연마면에 나무결무늬를 인쇄하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제4항에 있어서, 상기 목질합성판이 평균입경 1700 ㎛(10메쉬)이하의 셀룰로스계 파쇄물에 대해 교반충격력을 가해 마쇄 및 교반하여 그 교반충격력에 의한 전단력에 의해 전단발열을 일으키고, 이 전단발열에 의해 상기 셀룰로스계 파쇄물의 함유수분량을 0.3 중량퍼센트 이내로 저하시켜 상기 셀룰로스계 파쇄물을 분쇄, 건조하고, 이어서 상기 함유수분량을 0,3 중량퍼센트 이내로 한 셀룰로스계 파쇄물 20-65 중량퍼센트에 대해 열가소성수지성형재 35-80 중량퍼센트를 혼입, 가열, 연성하여 스크류우로 성형다이로 압출시킨 압출생지를 서냉하고, 또 이 압출생지에 압출력에 저항하는 억제력을 가해 압출생지의 밀도를 높혀서 얻은 목질합성판인 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판내의 셀룰로스계 파쇄물이 평균입경 300-80 ㎛(50-170 mesh)의 목분인 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1연삭공정이 목질합성판의 양측 표면 전면에 일방향으로의 손상조를 다수 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2연삭공정이 목질합성판의 상기 착색제 도포면 전면에 제1연삭공정에서의 상기 손상조와 동일한 방향으로 요입부 착색층을 남겨두고 연삭연마하여 손상조를 다수 형성하는 것에 의해 모양을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열가소성수지성형재로서 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 30-65 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열가소성수지성형재로서 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 40-65 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열가소성수지성형재로서 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 50-55 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열가소정수지성형재로서 PVC에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 20-65 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열간소성수지성형재로서 PVC에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 30-52 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열가소성수지성형재로서 ABS, 나일론 또는 폴리카보네이트에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 20-50 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 열가소성수지성형재로서 ABS, 나일론 또는 폴리카보네이트에 대해 셀룰로스계 파쇄물로서 목분 30-40 중량퍼센트의 혼합비로 되는 것을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질합성판이 셀룰로스계 파쇄물의 혼합중량에 대해 20-30 중량퍼센트의 산화티탄을 혼입하여 백색도를 증가시켜서 된 것임을 특징으로 하는 목질합성판의 모양형성 방법.