KR100666772B1 - 폐지폐 및 폐목재칩을 이용한 파티클보드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 경우, 파티클보드의 구성물 재질로서 사용되는 폐지에 있어서, 일반 폐신문지나 폐골판지를 사용하는 대신 폐지폐를 사용하며, 또한 경량이면서도 인장강도가 우수한 폐섬유 및 폐목재칩을 혼합 사용함으로서 종래의 파티클보드에 비하여 경량이면서 인장강도가 훨씬 우수하며, 열안정성 및 열성형성이 뛰어난 파티클 보드를 얻을 수 있도록 한 것이다.

또한 조직이 치밀하여 휨강도, 습윤시 휨강도, 박리강도가 우수하며, 나사못을 박았을 때 나사못의 유지력도 뛰어나며, 외부 충격에도 강하며, 가공성도 우수한 파티클보드를 제조할 수 있도록 한 것이다.

폐지폐, 파티클보드

Description

폐지폐 및 폐목재칩을 이용한 파티클보드의 제조방법{Method of producing syntheticwood using waste materials}

본 발명은 파티클보드의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 폐지폐를 재활용하여 종래의 파티클보드에 비하여 경량이면서 강도가 강하고, 열안전성 및 열성형성이 우수하며, 경제성도 뛰어난 파티클보드를 제조할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 건축용 내장재나 책상과 같은 사무용품으로 사용되는 목재판재로는 크게 원목과 같은 천연판재나 파티클보드와 같은 합성판재가 많이 사용되고 있다.

그러나 상기 천연판재는 품위면에서는 우수하나 가격이 비싸며, 또한 천연목재 자원이 풍부하지 못한 우리나라에서는 국가경제적으로도 바람직하지 아니하여, 현실적으로는 파티클보드와 같은 합성목재판재가 널리 사용되고 있다.

한편 파티클보드는 폐목재 및 폐지, 폐섬유등을 잘게 쪼갠 파쇄편에 합성수지 접착제를 첨가하여 성형, 열압시켜서 제조된 판재로서, 제작이 용이하고 용도에 맞는 제품으로 성형 가공하기 쉬우며, 또한 균질의 제품을 대량으로 제작할 수 있어 경제성이 매우 뛰어난 것으로, 자원이 부족한 우리나라에서는 적극 장려하여야 할 산업분야의 한 제품이다.

그러나 파티클 보드는 상기와 같은 장점을 갖고도 있지만, 방화, 방충, 방습, 보온, 나사못 유지력 등이 약하고, 뒤틀림(휨)이 발생하는등 상당한 단점도 함께 내포하고 있어, 고급가구나 고급 내장재등에서는 고가의 수입 원목이나 중밀도 섬유판인 MDF를 사용하고 있다.

따라서 이와 같은 단점을 해결하고자 현재에도 상당히 많은 파티클보드가 고안되고 있는바, 예를 들면, 특허공고번호 10-1999-0178461호, 특허등록번호 제300092호, 공개특허번호 제10-2003-0086138호등이 있다.

그러나 상기 선출원 발명들의 경우, 파티클보드 제작시 사용되는 폐지로서, 통상적으로 일반 가정에서 배출되는 폐신문지나 공장등에서 배출되는 폐골판지등을 사용하고 있는바, 이와같은 폐지류는 종이 자체의 강도가 약하여 이를 원재료로 사용한 파티클보드의 경우도 그 강도의 우수성에 한계가 있을 수 밖에 없었다.

한편 파티클보드를 제조하는 방법으로서, 본 출원인이 선등록한 특허등록 제95069호(명칭:폐자원을 이용한 합성목재의 제조방법)가 있는바, 상기 선 특허 제95069호의 경우, 볏짚, 폐지, 톱밥(폐목재)등의 폐자원을 사용함으로서 자원의 활용성을 높이고, 경제적이며, 환경오염의 방지에는 상당한 효과를 가져왔으나, 단순히 볏짚, 폐지, 폐목재를 분쇄하고 이를 요소수지 접착제로 접착한 후, 압축 성형하여 제조한 것이어서 파티클목재의 구성이 치밀하지 못할 뿐만 아니라, 그 연결고리가 되는 섬유질의 인장강도와 중량의 경량화에 한계가 있었다.

또한 볏짚의 경우 열가소성 및 열성형성이 우수하지 못하여 매끄러운 겉표면 을 형성하지 못함으로 인하여 다양한 요철모양등의 장식효과를 형성하지 못하는 단점이 있었으며, 사용되는 폐지 또한 통상적인 신문지나 골판지등을 사용함으로서 파티클보드의 우수성을 극대화 시킬 수는 없었다.

본 발명의 경우, 파티클보드의 구성물로서 사용되는 폐지에 있어서, 일반 신문지나 골판지를 사용하는 대신 폐지폐를 사용하였으며, 또한 경량이면서도 인장강도가 우수한 섬유 및 폐목재칩을 혼합 사용함으로서 종래의 파티클보드에 비하여 경량이면서 인장강도가 훨씬 우수하며, 열안정성 및 열성형성이 뛰어나며, 조직이 치밀하여 휨강도, 박리강도, 나사못유지력등도 뛰어나며, 외부 충격에 강하며, 가공성이 우수한 파티클보드를 제조할 수 있도록 한 것이다.

폐지폐를 폭 2㎜, 길이 15∼20㎜ 크기로 잘게 절단하여 중량비 40∼50%로 준비하고, 목재칩을 3∼5㎜로 크기로 파쇄하여 중량비 50∼60%로 준비한 후, 이를 건조기에서 함수율 8∼12%로 건조한 다음, 열가소성 수지를 전체무게 중량비 8∼12%로 혼합기에서 골고루 분산 혼합시킨 다음, 원하는 금형의 모양에 밀도 0.35∼0.9(g/㎝³)로 넣고, 열압 프레스로 온도는 180℃로 하고, 압력은 초기에 60∼70kgf/㎝²로 하여 2분간 유지한 후, 이어서 30∼40kgf/㎝² 로 2분간 유지하고, 다시 10∼15kgf/㎝²로 2분간 유지하여 성형시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 폐지폐 및 폐목재칩을 이용한 파티클보드의 제조방법이다.

이와같은 공정으로 이루어지는 본 발명에 있어서, 가장 큰 특징은 파티클보드의 구성물로서, 폐지폐, 폐목재를 사용한 것이며, 특히 통상적인 폐지(폐신품지, 폐골판지) 대신 폐지폐를 사용토록 함으로서 파티클보드의 우수성을 극대화 시킨 것이다.

일반적으로 지폐는 특수한 섬유재질(100% 면섬유)로 이루어진 종이로 제작되기 때문에 부드러운면서도 질기고 강도가 센 특징이 있다. 즉 일반종이는 물에 넣으면 쉽게 풀어지고 찢어지는등 그 조직의 치밀함이 엉성하여 전체적으로 강도가 약하나, 지폐는 강도가 상당히 우수함으로, 상기 폐처분된 지폐를 이용하여 제작된 파티클보드는 폐신문지나 폐골판지 등의 폐지를 이용하여 제조된 파티클보드와는 그 품질의 우수성을 비교할 수가 없는 것이다.

한편 본 발명에 의하여 제조되는 파티클보드의 경우, 두께 18㎜ 를 제조하는데 약 6분이 소요되므로 1㎜당 약 20초의 짧은 시간에 고품질의 보드 생산이 가능하게 되는 것이다.

또한 압력을 가하는 공정으로 1단계(60∼70kgf/㎝²), 2단계(30∼40kgf/㎝²), 3단계(10∼15kgf/㎝²)를 설명하였으나, 1단계인 초기 압력(60∼70kgf/㎝²) 만으로도 원하는 품질의 보드를 제조할 수도 있다.

또한 폐지폐, 폐목재칩을 함수율 8∼12% 되도록 건조시키는 건조기의 경우, 드럼건조기나 터널건조기 어느 것을 사용하여도 무방하다.

또한 접착 역할을 하는 열가소성 수지는 폐놀수지, 요소수지, 멜라민 수지등을 사용할 수 있는 바, 보드의 용도에 따라 적절한 것을 사용하면 된다.

한편 본 발명에서 사용되는 폐지폐의 경우, 그 크기가 폭 2㎜, 길이 10 ∼20㎜ 정도가 적당하나, 보드류의 사용 용도에 따라 그 길이는 조정이 가능하다.

그러나, 그 길이가 너무 짧으면 인장강도가 저하될 수 있으며, 너무 길면 응집되어 평활도에 지장을 줄 수도 있는 것이다.

또한 폐목재칩의 경우도 3∼5㎜ 정도가 적당하나, 보드류의 사용 용도에 따라 그 길이는 조정이 가능하다.

그러나 너무 잘게 분쇄하면 휨강도에서 약해질 염려가 있으며, 너무 크면 치밀한 조직의 형성이 이루어지지 아니하여 단면 가공시 미관이 좋지 않을 염려가 있는 것이다.

또한 폐지폐 및 목재칩의 혼합 중량비도 다소 변경이 있을 수 있는 바, 이는 보드의 용도에 따라 결정됨이 바람직하다 할 것이다.

본 발명의 경우, 파티클보드의 구성물로서 사용되는 폐지에 있어서, 일반 폐신문지나 폐골판지를 사용하는 대신 폐지폐를 사용하며, 또한 경량이면서도 인장강도가 우수한 폐섬유 및 폐목재칩을 혼합 사용함으로서 종래의 파티클보드에 비하여 경량이면서 인장강도가 훨씬 우수하며, 열안정성 및 열성형성이 뛰어난 파티클 보드를 얻을 수가 있는 것이다.

또한 조직이 치밀하여 휨강도, 습윤시 휨강도, 박리강도가 우수하며, 나사못 을 박았을 때 나사못의 유지력도 뛰어나며, 외부 충격에 강하며, 가공성이 우수한 파티클보드를 제조할 수 있도록 한 것으로, 천연목재와 MDF를 대체할 수 있는 매우 우수한 파티클보드를 제조할 수가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 폐지폐를 폭 2㎜, 길이 10∼20㎜ 크기로 잘게 절단하여 중량비 40∼50%로 준비하고, 목재칩을 3∼5㎜로 크기로 파쇄하여 중량비 50∼60%로 준비한 후, 이를 건조기에서 함수율 8∼12%로 건조한 다음, 열가소성 수지를 전체무게 중량비 8∼12%로 혼합기에서 골고루 분산 혼합시킨 다음, 원하는 금형의 모양에 넣고, 열압 프레스로 눌러 성형시키는 것을 특징으로 하는 폐지폐 및 폐목재칩을 이용한 파티클보드의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 열압프레스로 누르는 압력의 세기 공정은, 초기에 60∼70kgf/㎝²로 하여 2분간 유지한 후, 이어서 30∼40kgf/㎝² 로 2분간 유지하고, 다시 10∼15kgf/㎝²로 2분간 유지하여 성형시키는 것을 특징으로 하는 폐지폐 및 폐목재칩을 이용한 파티클보드의 제조방법.
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