KR100894529B1

KR100894529B1 - 목질 형상 성형품의 제조 방법 및 목질 형상 성형품 제조장치

Info

Publication number: KR100894529B1
Application number: KR1020037013951A
Authority: KR
Inventors: 오자키다이지로; 스즈키유타카; 오시로마사오
Original assignee: 미자와홈즈가부시끼가이샤
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2009-04-24
Also published as: KR20040007506A; US20040135282A1; JP2002331520A; WO2002092309A1; EP1386707A1; CA2446457A1; JP3746436B2; US7128858B2; TW536463B

Abstract

시공 공정수를 줄이고, 시공 기간을 단축할 수 있는 목질 형상 성형품의 제조 방법 및 목질 형상 성형품 제조 장치이다.

셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하고, 이 혼합 재료(7)를 냉각하고, 또한 교반함으로써 분말 입상의 고형화물(9)로 한다. 그 후, 분말 입상의 고형화물(9)을 필요한 형상으로 성형한다.

미분 입자, 열가소성 수지, 혼합 재료, 고형화물, 분말 입상.

Description

목질 형상 성형품의 제조 방법 및 목질 형상 성형품 제조 장치 {METHOD FOR PRODUCING WOODY MOLDINGS AND APPARATUS FOR PRODUCING WOODY MOLDINGS}

본 발명은 목재로부터 얻어지는 셀룰로스계 미분(微粉) 입자와, 열가소성 수지를 함유하는 목질(木質) 형상 성형품의 제조 방법 및 목질 형상 성형품 제조 장치에 관한 것이다.

근래 주택의 내장 부품으로서의 바깥 툇마루나 족자 나무, 계단 난간, 계단 발판, 창문틀, 가구, 테이블ㆍ카운터 등에 목질 형상 성형품이 사용되고 있다.

이와 같은 목질 형상 성형품은, 예를 들면, 천연 목재나 톱밥 등을 분쇄함으로써 셀룰로스계 미분 입자를 얻고, 이어서 이 셀룰로스계 미분 입자와 수지를 혼련(混練)ㆍ용융하고, 일단 압출 성형하여 펠릿(pellet)을 제조한 다음, 이 펠릿을 원하는 형상으로 압출 성형 또는 사출 성형함으로써 제조되고 있다.

여기에서, 상기 펠릿을 제조하는 방법으로서, 예를 들면, 일본국 특개평 8(1996)-183028호 공보에 기재되어 있는 기술을 들 수 있다. 그리고, 여기에서는, 자동차 실내의 내장 부품으로서 사용되는 합성 수지제의 사출 성형품에 대하여 설명하고 있다.

먼저, 헨셸(henshel) 믹서 내에 폴리프로필렌 수지 또는 ABS 수지 등의 열가 소성 수지와, 활석, 탄산 칼슘 등의 강화 필러(filler)를 적당량 혼입하여 믹싱한다. 이어서, 헨셸 믹서에 의해 믹싱 공정을 거친 혼합 재료를 압출 성형기에 공급하고, 열가소성 수지와 강화 필러를 혼련하고, 다이(die)를 통해 봉형(棒形)의 수지재(材)로서 압출한다. 그 후, 압출 성형기의 다이로부터 압출된 봉형의 수지재를 담백질분(粉) 부착기 내로 통과시켜, 수지재의 외표면에 담백질분을 부착시키고, 그 후, 냉각 수조(水槽) 내에서 소정 온도로 냉각하고, 이어서, 펠리타이저(pelletizer)에 의해 적당한 입경(粒徑)의 수지 펠릿을 형성한다.

그런데, 상기 일본국 특개평 8-183028호 공보 기재의 제조 방법에서는, 전술한 바와 같이 믹싱 공정을 거친 후에, 혼합 재료를 압출 성형기로 봉형의 수지재로 한 다음, 냉각 수조 내에서 냉각시키고, 다시 펠리타이저에 의해 적당한 입경으로 절단하여 수지 펠릿으로 하고, 이 수지 펠릿을 사출 성형기에 의해 성형함으로써 사출 성형품을 제조하고 있다.

그러므로, 이와 같은 성형품을 제조하는 데는 시공 공정수가 많아, 시공이 성가신 동시에 시공 기간을 단축할 수 없었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 시공 공정수를 줄이고, 또한 시공 기간을 단축할 수 있는 목질 형상 성형품의 제조 방법 및 목질 형상 성형품 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 개발된 것이며, 본 발명의 제1 측면에 의하면, 본 제조 방법은, 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 목재로부터 얻어 지는 셀룰로스계 미분 입자(3)와, 열가소성 수지(5)를 함유하는 목질 형상 성형품(1)의 제조 방법으로서,

상기 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하는 혼련 공정(E)과,

상기 혼합 재료(7)를 냉각하고, 또한 교반함으로써, 분말 입상의 고형화물(9)로 하는 냉각 교반 공정(F)과,

상기 분말 입상의 고형화물(9)을 필요한 형상으로 성형하는 성형 공정(G)을 구비하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 혼련 공정(E)과 냉각 교반 공정(F)과 성형 공정(G)을 구비하고 있으므로, 상기 혼련 공정(E)과 상기 냉각 공정(F)에서, 상기 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하고, 다시 냉각 또한 교반하여 분말 입상의 고형화물(9)로 함으로써, 이 고형화물(9)을 성형 공정(G)에서 바로 성형할 수 있다.

즉, 종래와 달리, 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료로 한 후에, 압출 성형기로 일단 봉형의 수지재로 한 다음, 냉각시켜 절단한다고 하는 작업을 수시로 하지 않고, 본 발명에서는 냉각 교반 공정(F)에서 분말 입상의 고형화물(9)로 되므로, 이 분말 입상의 고형화물(9)을 그대로 성형 공정(G)에서 성형하여 목질 형상 성형품(1)을 제조할 수 있다. 따라서, 시공 공정수를 줄이고, 또한 시공 기간을 단축할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 제1 측면에 의한 목질 형상 성형품(1)의 제조 방법에서,

상기 목재는 불순물을 함유하는 목질 폐재(廢材)(2)이며, 상기 열가소성 수지(5)는 불순물을 함유하는 수지 폐재(4)이다.

이와 같은 제조 방법에 의하면, 상기 목재는 불순물을 함유하는 목질 폐재(2)이며, 상기 열가소성 수지(5)는 불순물을 함유하는 수지 폐재(4)이므로, 목질 폐재(2)나 수지 폐재(4)를 이용함으로써 자원의 유효 이용이나 환경 보호의 관점에서도 우수하다.

상기 목질 폐재(2)로서는, 예를 들면, 주택 등의 건물을 해체했을 때에 배출되는 목질 폐재나 가구를 해체했을 때에 배출되는 목질 폐재, 건물 건축 중에 배출되는 목재의 토막, 톱밥 등을 들 수 있다.

상기 수지 폐재(4)로서는, 예를 들면, 음식물을 포함하는 식품의 용기나 포장, 화장실 등을 들 수 있고, 이들 수지 폐재(4)로부터는 폴리프로필렌 수지, 폴리 염화 비닐 수지, 폴리에틸렌 수지, 발포 염화 비닐 수지, 폴리스티렌 수지, ABS 수지 등의 열가소성 수지(5)가 얻어진다.

본 발명의 제1 측면에 의한 목질 형상 성형품(1)의 제조 방법에 있어서,

상기 혼련 공정(E) 전에 상기 목재로부터 금속류를 제거하는 분별 공정(B)과,

상기 분별 공정(B)을 거친 목재를 미분쇄(微粉碎)함으로써, 상기 셀룰로스계 미분 입자(3)를 얻는 분쇄 공정(C, D)을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 발명에 의하면, 상기 분별 공정(B)에 의해 상기 목재로부터 금속류를 제거하므로, 금속류가 포함되어 있지 않은 목재로 할 수 있고, 따라서 분별 공정(B) 후에 실행하는 분쇄 공정(C, D)에서 목재를 용이하게 미분쇄할 수 있다.

또 분별 공정(B)에 의해 목재로부터 금속류가 제거되므로, 금속류가 포함되어 있지 않은 목재를 성형 공정(G)에서 목질 형상 성형품(1)으로 하는 경우에 그 성형성이 양호해진다.

상기 분별 공정(B)이란, 예를 들면, 강력 자석(12)에 의해 자석에 달라 붙는 금속류를 선별하거나, 와전류(渦電流) 선별기(12)에 의해 도전성은 있지만 자석에 달라 붙지 않는 금속류를 선별하거나, 비중 선별기(12)에 의해 금속류를 선별하거나 하는 것이다.

본 발명의 제2 측면에 의하면, 본 제조 장치는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제1 측면에 의한 목질 형상 성형품(1)의 제조 방법에서 사용되는 목질 형상 성형품 제조 장치(6)로서,

목재로부터 얻어지는 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하는 혼련 수단(8)과,

상기 혼합 재료(7)를 냉각하고, 또한 교반함으로써, 분말 입상의 고형화물(9)로 하는 냉각 교반 수단(10)과,

상기 분말 입상의 고형화물(9)을 필요한 형상으로 성형하는 성형 수단(11)을 구비하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 혼련 수단(8)과 냉각 교반 수단(10)과 성형 수단(11)을 구비하고 있으므로, 상기 혼련 수단(8)과 상기 냉각 교반 수단(10)이 상기 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7) 로 하고, 다시 냉각 또한 교반시켜 분말 입상의 고형화물(9)로 함으로써, 이 고형화물(9)을 성형 수단(11)에 의해 바로 성형할 수 있다.

즉, 종래와 달리, 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료로 한 후에, 압출 성형기로 일단 봉형의 수지재로 한 다음, 냉각시켜 절단한다고 하는 작업을 수시로 하지 않고, 본 발명에서는 냉각 교반 수단(10)으로 분말 입상의 고형화물(9)이 되므로, 이 분말 입상의 고형화물(9)은 그대로 성형 수단(11)에 의해 성형되어 목질 형상 성형품(1)이 된다. 따라서, 시공 공정수를 줄이고, 또한 시공 공기를 단축할 수 있다.

상기 혼련 수단(8)이란, 예를 들면, 혼합 믹서, 상기 냉각 교반 수단(10)이란, 예를 들면, 냉각 믹서, 상기 성형 수단(11)이란, 예를 들면, 압출 성형기나 사출 성형기를 들 수 있다.

바람직하게는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제2 측면에 의한 목질 형상 성형품 제조 장치(6)는

상기 혼련 수단(8) 전에 상기 목재로부터 금속류를 제거하는 분별 수단(12)과,

상기 분별 수단(12)에 의해 금속류가 제거된 상기 목재를 미분쇄함으로써, 상기 셀룰로스계 미분 입자(3)를 얻는 분쇄 수단(13, 15)을 구비하고 있다.

이와 같은 제조 장치에 의하면, 상기 분별 수단(12)에 의해 상기 목재로부터 금속류가 제거되므로, 금속류가 포함되어 있지 않은 목재로 할 수 있고, 따라서, 분 별 수단(12) 후의 분쇄 수단(13, 15)에 의해, 목재를 용이하게 미분쇄할 수 있다.

또 분별 수단(12)에 의해 목재로부터 금속류가 제거되므로, 금속류가 포함되어 있지 않은 목재를 성형 수단(11)에 의해 목질 형상 성형품(1)으로 하는 경우에, 그 성형성이 양호해진다.

상기 분별 수단(12)으로서는, 예를 들면, 강력 자석이나 와전류 선별기나 비중 선별기 등을 들 수 있다.

상기 분쇄 수단(13, 15)으로서는, 예를 들면, 해머 밀, 커터 밀, 롤 밀, 핀 밀 등을 들 수 있다.

또 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제2 측면에 의한 목질 형상 성형품 제조 장치(6)에 있어서,

상기 냉각 교반 수단(10)은 연직축(鉛直軸) 주위로 회전하는 제1 교반 날개(19)와, 수평축 주위로 회전하는 제2 교반 날개(20)를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 발명에 의하면, 상기 냉각 교반 수단(10)은 연직축 주위로 회전하는 제1 교반 날개(19)와, 수평축 주위로 회전하는 제2 교반 날개(20)를 구비하므로, 상기 제1 교반 날개(19)와 제2 교반 날개(20)에 의해, 상기 혼합 재료(7)를 연직축 주위 및 수평축 주위로 교반시켜, 상기 혼합 재료(7)를 분말 입상의 고형화물(9)로 할 수 있다.

즉, 종래와 달리, 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료로 한 후에, 압출 성형기로 일단 봉형의 수지재로 한 다음, 냉각시켜 절단한다고 하는 작업을 수시로 하지 않고, 본 발명에서는 제1 교반 날개(19)와 제2 교반 날개(20)를 구비한 냉각 교반 수단(10) 으로 분말 입상의 고형화물(9)이 되므로, 이 분말 입상의 고형화물(9)은 그대로 성형 수단(11)에 의해 성형되어 목질 형상 성형품(1)이 된다. 따라서, 시공 공정수를 줄이고, 또한 시공 기간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타내기 위한 것이며, 목질 형상 성형품을 제조하는 제조 공정을 나타내는 개념도이다.

도 2는 동 목질 형상 성형품 제조 장치의 냉각 교반 수단의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명의 목질 형상 성형품의 제조 방법에 관한 제조 공정을 나타내는 개념도, 도 2는 목질 형상 성형품 제조 장치의 냉각 교반 수단의 사시도이다.

본 발명에 의해 제조되는 목질 형상 성형품(1)은 목질 폐재(2)로부터 얻어진 셀룰로스계 미분 입자(3)와 수지 폐재(4)로부터 얻어진 열가소성 수지(5)를 포함하고 있다. 이하, 목질 형상 성형품 제조 장치(6)를 사용하여, 목질 형상 성형품(1)을 제조하는 목질 형상 성형품(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

상기 목질 형상 성형품 제조 장치(6)는 목질 폐재(2)로부터 얻어지는 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하는 혼련 수단(8)과, 혼합 재료(7)를 냉각하고 또한 교반함으로써 분말 입상의 고형화물(9)로 하는 냉각 교반 수단(10)과, 분말 입상의 고형화물(9)을 필요한 형상으로 성형하는 성형 수단(11)과, 혼련 수단(8) 전에 목질 폐재(2)로부터 금속류 를 제거하는 분별 수단(12)과, 분별 수단(12)에 의해 금속류가 제거된 목질 폐재(2)를 미분쇄함으로써 셀룰로스계 미분 입자(3)를 얻는 분쇄 수단(13)을 구비하고 있다.

그리고 도 1에 나타내는 바와 같이, 이와 같은 목질 형상 성형품 제조 장치(6)를 사용하여, 먼저, 크기 4∼5cm 정도의 목질 폐재(2)를 수 mm(2~3mm 또는 5~6mm)의 크기로 분쇄한다[1차 분쇄 공정(A)].

이 1차 분쇄 공정(A)에서 사용되는 분쇄 장치(14)는 하나의 덩어리 크기가 수 mm 정도의 것으로 이루어지는 큰 덩어리 형상으로 할 수 있는 분쇄 기능을 가지는 것으로서, 구체적으로는, 2개의 대향하는 롤러의 표면에 다수의 돌기를 형성하고, 이 롤러 사이를 가압하면서 롤러를 회전시킴으로써, 이 사이를 통과하는 것을 분쇄하는 분쇄 장치(14)이다. 물론, 분쇄 장치(14)는 이것에 한정되는 것은 아니며, 동일한 기능을 가지는 것이면 다른 거칠음 분쇄용 분쇄 장치를 사용해도 된다. 예를 들면, 상향 V형으로 열린 턱(jaw)과 진동 턱 사이에 원료를 넣고 가압함으로써 원료를 분쇄하는 조 크러셔(jaw crusher)나, 고정 파쇄면의 가운데를 가동 파쇄면이 선회하여 연속적으로 파쇄하는 자이러토리 크러셔(gyratory crusher) 등의 다른 거칠음 분쇄 장치를 사용해도 되는 것이다.

그 후, 이 분쇄한 목질 폐재(2)를 강력 자석(분별 수단)(12)으로 자석에 달 라 붙는 금속을 선별하고, 다시 와전류 선별기(분별 수단)(12)로 도전성은 있지만 자석에 달라 붙지 않는 금속을 선별한다. 또 이 자력 선별에 남은 금속류나 돌 등을 비중 선별기(분별 수단)(12)에 의해 선별한다[분별 공정(B)].

다음에, 2차 분쇄 공정(C)에서, 1차 분쇄 공정(A)을 끝낸 1차 분쇄 재료에 대하여 가는 분말(細粉末) 형상으로 분쇄를 실시한다. 이 2차 분쇄 공정(C)에 사용되는 분쇄 장치(분쇄 수단)(13)는 큰 덩어리 형상의 것을 1mm 정도까지 가는 분말 형상으로 분쇄할 수 있는 것으로서, 구체적으로는, 고속 회전하는 해머 팁으로 재료를 때려 부수고, 해머 팁의 외주에 있는 스크린의 둥근 구멍을 통과할 때까지 때려 부수기 작용을 반복하는 해머 밀을 사용하는 것이다. 물론, 사용하는 분쇄 장치(13)는 전술한 해머 밀에 한정되는 것은 아니며, 동일한 기능을 가지는 것이면 다른 분쇄 장치라도 되는 것이다. 예를 들면, 커터에 의해 가늘게 자르는 커터 밀이나, 롤러에 의해 눌러 부수는 롤러 밀 등을 사용해도 된다.

다음에, 3차 분쇄 공정(D)에서, 2차 분쇄 공정(C)을 끝낸 2차 분쇄 재료에 대하여 미분 형상으로 분쇄를 실시함으로써 셀룰로스계 미분 입자(3)로 한다. 이 3차 분쇄 공정(D)에 사용되는 분쇄 장치(분쇄 수단)(15)는 2차 분쇄 공정(C)에 의해 얻어진 재료를 더욱 잔 미분 형상으로 분쇄할 수 있는 것이다.

구체적으로는, 이른바 핀 밀로서, 원반에 장착된 핀에 의해 충격, 반발의 상호 작용을 받아 미분쇄를 실시할 수 있는 것이다. 더욱 구체적으로는, 이 핀 밀은 수직 방향으로 다수의 핀을 가지는 원반형의 회전 디스크와, 이 회전 디스크와 마주 보는 면에 다수의 핀을 가지는 고정 디스크를 구비하고, 2차 분쇄 공정(C)에 의 해 얻어진 재료를 회전 디스크의 중심부에 투입하면, 원심력에 의해 회전 디스크와 고정 디스크에 장착된 핀의 간극으로 들어가, 핀에 의한 충격이나 반발의 상호 작용을 받아 미분 형상으로 분쇄할 수 있는 것이다. 이 3차 분쇄 공정(D)에서는, 전술한 핀 밀에 의해, 약 500㎛ 정도 크기의 입자로 분쇄된다. 물론, 분쇄 장치(15)는 전술한 핀 밀에 한정되지 않고, 동일한 기능을 가지는 다른 미세 분쇄 장치, 예를 들면, 볼 밀이나 맷돌이라도 되는 것이다.

전술한 바와 같은 분쇄 공정(A, B, C)에서, 회수된 목질 폐재(2)를 3단계로 나누어, 분쇄가 단계적이며 효율적으로 실행된다.

이와 같이 하여 분쇄 공정(A, B, C)을 실행한 셀룰로스계 미분 입자(3)를 500㎛의 그물코로 평균 입경 300㎛로 선별한다. 즉, 셀룰로스계 미분 입자(3)를 체(26)로 쳐 500㎛ 이상의 것은 상기 분쇄 장치(15)로 되돌아가 재분쇄된다.

그리고, 평균 입경 300㎛의 셀룰로스계 미분 입자(3)와, 수 ㎛의 무기 안료를 로드 셀(load cell)식의 자동 계량기에 의해 적당량 계량하여, 미리 오일 온도 조정 장치에 의해 가열된 혼합 믹서(혼련 수단)(8) 내에 투입하고, 자기 발열(마찰열)에 의해 발열시켜 175℃에서 교반한다. 이 때에, 혼합 믹서(8)에 무기 안료 투입부(16)로부터 무기 안료를 투입함으로써, 셀룰로스계 미분 입자(3)의 주위에 무기 안료가 발라진다.

한편, 수지 폐재(4)를 해머 밀을 사용하여 거칠음 분쇄해서 열가소성 수지(5)를 얻는다. 상기 수지 폐재(4)로서는, 예를 들면, 음식물을 포함하는 식품의 용기나 포장, 화장실로부터 얻어지는 수지 폐재(4)이며, 이와 같은 수지 폐재(4)로부터 폴리프로필렌 수지, 폴리 염화 비닐 수지, 폴리에틸렌 수지, 발포 염화 비닐 수지, 폴리스티렌 수지, ABS 수지 등이 얻어진다.

그리고, 얻어진 열가소성 수지(5)와 강화제를 셀룰로스계 미분 입자(3)와 무기 안료가 혼합되어 있는 혼합 믹서(8) 내에 투입하고, 다시 185℃에서 교반한다. 교반은 고속 회전 후 저속으로 하고, 저속 상태에서 약 3분간 이겨서 속에 넣음으로써 혼합 재료(7)로 한다[혼련 공정(E)].

상기 강화제는 열가소성 수지(5)와 셀룰로스계 미분 입자(3)와의 부착을 양호하게 하기 위해 가해지고 있는 것이다. 그리고, 이 강화제는 강화제 투입부(17)로 부터 혼합 믹서(8)에 투입된다.

또 목질 형상 성형품(1) 전체에 대하여, 목질 폐재(2)로부터 얻어지는 셀룰로스계 미분 입자(3)와 무기 안료가 55%, 수지 폐재(4)로부터 얻어지는 열가소성 수지(5)와 강화제가 45% 함유되도록 배합량을 조정한다.

이어서, 상기 혼합 재료(7)를 냉각 믹서(냉각 교반 수단)(10) 내에 투입하여 80℃로 냉각될 때까지 교반한다. 냉각된 혼합 재료(7)는 분말 입상의 고형화물(9)로 된다[냉각 교반 공정(F)].

상기 냉각 믹서(10)는 도 2에 나타내는 바와 같이 혼합조(漕)(18)와, 이 혼합조(18) 내의 바닥면에 설치되어 연직축 주위로 회전하는 제1 교반 날개(19)와, 혼합조(18) 내의 내주면에 설치되어 수평축 주위로 회전하는 2개의 제2 교반 날개(20)와, 이 제2 교반 날개(20)의 위치에 접촉하는 혼합조(18)의 외주면에 설치되어 제2 교반 날개(20)를 구동시키는 모터(21)를 구비하고 있다. 또 도시하지 않 지만, 이 밖에 혼합조(18) 내를 냉각하기 위한 냉각 장치나 제1 교반 날개(19)를 구동시키는 모터도 구비하고 있다.

상기 제1 교반 날개(19)는 4장의 날개판을 구비하고 있으며, 투입된 재료를 연직축 주위에 교반시키도록 되어 있다.

상기 제2 교반 날개(20)는 복수의 잔 날개판을 구비하고 있으며, 수평축 주위에서 또한 제1 교반 날개(19)에 의해 교반된 재료를 더욱 잘게 교반하도록 되어 있다.

이와 같은 냉각 믹서(10) 내에 혼합 재료(7)가 투입되면, 투입된 재료(7)는 제1 교반 날개(19)와 제2 교반 날개(20)에 의해 교반되어 분말 입상의 고형화물(9)이 된다.

그 후, 이 분말 입상의 고형화물(9)을 체(22)로 쳐 저장 탱크(23)에서 저장하고, 성형 공정(G)으로 이동된다.

성형 공정(G)에서는, 분말 입상의 고형화물(9)을 압출 성형기(성형 수단)(11)의 호퍼 내에 투입하고, 가열 실린더 내에서 용융시킨다. 그리고, 압출 성형기(11) 내부의 스크루에 의해 고형화물(9)을 밀어 내고, 다시 성형 다이로부터 밀어 내 필요한 형상으로 성형한다.

또 성형 온도는 180∼220℃로 설정하고, 이 성형 온도에서 성형한다. 여기에서, 성형 온도를 180∼220℃로 설정한 것은 180℃ 미만에서는 열가소성 수지(5)의 연화(軟化)가 불충분하여 셀룰로스계 미분 입자(3)와 균등하게 혼련하기 어렵고, 또 220℃ 이상에서는 셀룰로스계 미분 입자(3)가 열로 탄화 등의 변화를 일으 키기 때문이다.

이어서, 압출된 목질 형상 성형품(1)을 반송기에 의해 일정한 속도로 절단기(24)가지 반송하고, 절단기(24)로 소정의 길이로 절단한다. 그 후, 다시 반송기에 의해 가공대(25)까지 반송하고, 가공대(25)에서 목질 형상 성형품(1)에 표면 가공 처리를 실시한다[표면 가공 처리 공정(H)].

이 표면 가공 처리에서는, 먼저, 엠보스 가공을 실시한다. 즉, 회전축과 그 회전축의 축 주위로 회전 가능한 원통형의 엠보스 롤러를 구비한 엠보스 가공 장치를 사용하고, 목질 형상 성형품(1)에 대하여 상방으로부터 가압시키면서 엠보스 롤러를 회전시킴으로써, 목질 형상 성형품(1) 표면에 다수의 홈부를 형성한다.

그리고, 헤어 라인 가공 공정에서, 샌딩 페이퍼에 의해 목질 형상 성형품(1)의 표면에 스크래치 흡집을 다수 형성한다.

다음에, 착색 공정에서, 착색 도료의 도장 또는 와이핑 스테인 처리를 한다. 와이핑 스테인 처리란, 도료를 목질 형상 성형품(1)의 표면에 칠하고, 그 후 마르기 전에 닦아내고, 상기 엠보스 가공에 의해 형성된 홈부만을 착색하는 처리이다.

착색 공정이 종료된 후에는, 건조 공정으로 들어가 목질 형상 성형품(1)의 착색 도료가 도포된 표면을 건조시킨다. 그리고, 연마 공정에서, 착색 가공 처리가 실시된 목질 형상 성형품(1)의 표면에 연마 가공을 실시한다.

즉, 연마 장치를 사용하여 연마 장치의 연마 롤의 회전에 따라 목질 형상 성형품(1)을 압출하면서 연마한다.

또한 연마 공정 종료 후, 도장 공정으로 이행한다. 이 도장 공정은 중간칠 작업 공정과 마무리 칠 작업 공정으로 나누어지고, 중간칠 작업 공정에서는, 컬러 샌딩 실러(color sanding sealer)를 목질 형상 성형품(1)의 표면 전체에 도포한다. 또 필요에 따라, 중간칠 전 및 또는 후에 UV 코트를 실시해도 된다. 그리고, 마무리 칠 작업 공정에서, 목질 형상 성형품(1)의 표면에 톱 코트를 실시하고, 톱 코트의 위로부터 톱 코트를 경화시키기 위해 UV 코트를 실시한다.

본 발명의 실시예의 목질 형상 성형품(1) 제조 방법에 의하면, 혼련 공정(E)과 냉각 교반 공정(F)에서, 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하고, 다시 냉각 또한 교반하여 분말 입상의 고형화물(9)로 함으로써, 이 고형화물(9)을 성형 공정(G)에서 바로 성형할 수 있다.

셀룰로스계 미분 입자(3)는 불순물을 함유하는 목질 폐재(2)로부터 얻어지고, 열가소성 수지(5)는 불순물을 함유하는 수지 폐재(4)로부터 얻어지므로, 목질 폐재(2)나 수지 폐재(4)를 이용함으로써 자원의 유효 이용이나 환경 보호의 관점에서도 우수하다.

상기 분별 공정(B)에 의해 목재로부터 금속류를 제거하므로, 금속류가 포함되어 있지 않은 목재로 할 수 있고, 따라서 분별 공정(B) 후에 실행하는 분쇄 공정(C, D)에서 목재를 미분쇄하기 쉽다.

또 분별 공정(B)에 의해 목재로부터 금속류가 제거되므로, 금속류가 포함되어 있지 않은 목재를 성형 공정(G)에서 목질 형상 성형품(1)으로 하는 경우에, 그 성형성이 양호해진다.

본 발명의 실시예의 목질 형상 성형품 제조 장치(6)에 의하면, 혼련 수단(8)과 냉각 교반 수단(10)과 성형 수단(11)과 분별 수단(12)과 분쇄 수단(13)을 구비하고 있으므로, 셀룰로스계 미분 입자(3)와 열가소성 수지(5)를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료(7)로 하고, 다시 냉각 또한 교반함으로써 분말 입상의 고형화물(9)로 함에 따라, 종래와 달리 절단할 필요가 없고, 이 분말 입상의 고형화물(9)을 그대로 성형 수단(11)에서 바로 성형하여 목질 형상 성형품(1)을 제조할 수 있다. 따라서, 시공 공정수를 줄이고, 또한 시공 기간을 단축할 수 있다.

또 분별 수단(12)에 의해 목재로부터 금속류를 제거하므로, 금속류가 함유되어 있지 않은 목재로 할 수 있고, 따라서 분별 수단(12) 후에 실행하는 분쇄 수단(13)에서 목재를 미분쇄하기 쉽고, 또한 성형 수단(11)에 의해 성형하는 경우에 그 성형성이 양호해진다.

또한 상기 냉각 교반 수단(10)은 제1 교반 날개(19)와 제2 교반 날개(20)를 구비하고 있으므로, 혼합 재료(7)를 연직축 주위 및 수평축 주위로 교반시켜, 혼합 재료(7)를 분말 입상의 고형화물(9)로 할 수 있다. 따라서, 이 냉각 교반 수단(10) 후의 성형 수단(11)에서, 분말 입상의 고형화물(9)을 바로 성형할 수 있으므로, 용이하게 목질 형상 성형품(1)을 제조할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서, 셀룰로스계 미분 입자(3)는 목질 폐재(2)로부터 얻어지는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 셀룰로스계 미분 입자(3)는, 예를 들면, 목재, 사탕수수 깍지, 볏짚 등의 천연 소재를 분쇄함으로써 얻어지는 것으로 해도 된다.

이상 기재한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기 혼련 공정과 상기 냉각 교반 공정에 있어서, 상기 셀룰로스계 미분 입자와 열가소성 수지를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료로 하고, 다시 냉각 또한 교반함으로써 분말 입상의 고형화물로 하므로, 종래와 달리 절단할 필요가 없고, 이 분말 입상의 고형화물을 그대로 성형 공정에서 바로 성형하여 목질 형상 성형품을 제조할 수 있다. 따라서, 시공 공정수를 줄이고, 또한 시공 기간을 단축할 수 있다. 따라서, 본 발명은 셀룰로스계 미분 입자와 열가소성 수지를 함유하는 목질 형상 성형품을 제조하는 데에 적합하다.

Claims

목재로부터 얻어지는 셀룰로스계 미분(微粉) 입자와, 열가소성 수지를 함유하는 목질(木質) 형상 성형품의 제조 방법으로서,

상기 목재를 2~3 또는 5~6mm로 분쇄하는 1차 분쇄 공정;

상기 2~3 또는 5~6mm로 분쇄된 목재로부터 자성이 있는 금속류를 제거하는 분별 공정;

상기 분별 공정을 거친 목재를 1mm로 세분쇄(細粉碎)한 후, 또한 500㎛로 미분쇄(微粉碎)하고, 미분쇄된 목재를 체로 쳐서 500㎛ 이상의 것을 재(再)미분쇄하여 평균 입경 300㎛로 선별함으로써 상기 셀룰로스계 미분 입자를 얻는 분쇄 공정;

상기 셀룰로스계 미분 입자와 열가소성 수지를 혼련(混練)ㆍ용융하여 혼합 재료를 형성하는 혼련 공정;

상기 혼합 재료를 냉각하고, 또한 교반(攪拌)함으로써, 분말 입상(粒狀)의 고형화물을 형성하는 냉각 교반 공정; 및

상기 분말 입상의 고형화물을 필요한 형상으로 성형하는 성형 공정;

을 구비하는 목질 형상 성형품의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 분별 공정은 상기 목재로부터 자성이 있는 금속류를 제거한 후, 자성이 없고 도전성이 있는 금속류를 제거하는, 목질 형상 성형품의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 목재는 불순물을 함유하는 목질 폐재(廢材)이며, 상기 열가소성 수지는 불순물을 함유하는 수지 폐재인, 목질 형상 성형품의 제조 방법.
제1항에 기재한 목질 형상 성형품의 제조 방법에 사용되는 목질 형상 성형품 제조 장치로서,

상기 목재를 2~3 또는 5~6mm로 분쇄하는 1차 분쇄 수단;

상기 2~3 또는 5~6mm로 분쇄된 목재로부터 자성이 있는 금속류를 제거하는 분별 수단;

상기 분별 수단에 의해 얻어진 목재를 1mm로 세분쇄한 후, 또한 500㎛로 미분쇄하고, 미분쇄된 목재를 체로 쳐서 500㎛ 이상의 것을 재미분쇄하여 평균 입경 300㎛로 선별함으로써 상기 셀룰로스계 미분 입자를 얻는 분쇄 수단;

목재로부터 얻어지는 셀룰로스계 미분 입자와 열가소성 수지를 혼련ㆍ용융하여 혼합 재료를 형성하는 혼련 수단;

상기 혼합 재료를 냉각하고, 또한 교반함으로써, 분말 입상의 고형화물을 형성하는 냉각 교반 수단; 및

상기 분말 입상의 고형화물을 필요한 형상으로 성형하는 성형 수단;

을 구비하는 목질 형상 성형품 제조 장치.
제4항에 있어서,

상기 분별 수단은 상기 목재로부터 자성이 있는 금속류를 제거한 후, 자성이 없고 도전성이 있는 금속류를 제거하는, 목질 형상 성형품 제조 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 냉각 교반 수단은 연직축(鉛直軸) 주위로 회전하는 제1 교반 날개와, 수평축 주위로 회전하는 제2 교반 날개를 구비하는, 목질 형상 성형품 제조 장치.