KR100964570B1 - 친환경 인조목재 및 그 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 인조목재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이러한 인조목재는 전분과, 상기 전분 대비 80~90중량%의 왕겨분말과, 상기 전분 대비 70~80중량%의 목분과, 상기 전분 대비 20~30중량%의 황토분말과, 상기 전분 대비 30~40중량%의 숯분말 및 상기 전분 대비 30~40중량%의 맥반석분말을 혼합한 제1혼합물과, 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 PVC분말을 추가로 혼합하고, 압축 가열하여 성형된 기재판과; 상기 기재판의 표면에 형성된 요철면; 및 상기 요철면에 방선균과 광합성균이 포함된 이엠액을 도포하여 형성된 이엠층으로 구성된다. 이와 같은 구성에 따라, 요철면에 형성되는 홈과 숯분말 및 맥반석분말에 형성된 다공질은 이엠이 서식하기 좋은 환경을 제공하고, 상기 이엠층에 의하여 냄새 제거 및 부패를 방지하게 된다. 따라서 본 발명에 의한 인조목재를 실내에서 사용하는 경우에는 해로운 미생물 번식을 억제하는 효과가 발생한다.

친환경, 인조, 목재, 이엠층, 미생물

Description

친환경 인조목재 및 그 제조방법.{Eco-friendly artificial wood and its manufacturing method}

본 발명은 친환경 인조목재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 공정에 의하여 목재의 질감을 구현할 수 있고, 조직이 치밀하게 이루어져서 내구성이 증대되며, 특히 유용미생물(EM)이 포함된 이엠층이 형성된 친환경적인 인조목재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

건축물의 내장재로서는 천연목재가 가장 효과적인 재료이기는 하지만, 이는 습기와 충해, 내구성이 약한 단점이 있으며, 국제적으로 자연보호에 대한 관심이 높아져 공급과 경제적인 면에서 많은 문제가 있다.

따라서, 천연목재를 대신하여 합성수지와 목재를 혼합하여 만든 인조목재가 개발되고 있다.

이러한 인조목재는 보통 합성수지분말과 목분이나 왕겨 등을 혼합하여 인조목재를 제조하되, 목분의 비율을 합성수지 및 기타 첨가제의 비율보다 많은 50%이상으로 하며, 특히 합성수지로는 불포화 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하고, 이에 저수축제, 희석제, 이형제 등의 첨가제를 혼합한 것을 나무결이 형성된 형틀에 주입하고 가열, 가압하여 판재나 각재 형상으로 제조한다.

그러나 종래기술에 따른 인조목재는 천연의 목재와 같은 질감을 느끼게 하기 위하여 형틀을 사용하므로 제조공정이 복잡하여 제조원가가 상승하고, 대량 생산이 곤란하고, 인조목재 이외의 다른 기능이 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 작업에 의하여 목재와 같은 질감을 느끼게 하고, 내구성을 증대시키며, 친환경적인 인조목재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

이러한 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 친환경 인조목재의 제조방법은, 25~120 메쉬의 전분과, 25~120 메쉬의 왕겨분말과, 25~120 메쉬의 목분과, 25~120 메쉬의 황토분말과, 25~120 메쉬의 숯분말 및 25~120 메쉬의 맥반석분말을 준비하는 준비공정과; 상기 준비공정에서 준비된 상기 전분, 상기 왕겨분말, 상기 목분, 상기 황토분말, 상기 숯분말 및 상기 맥반석분말을 100~110℃의 온도에서 건조하는 건조공정과; 상기 건조공정에서 건조된 전분과, 상기 전분 대비 80~90중량%의 왕겨분말과, 상기 전분 대비 70~80중량%의 목분과, 상기 전분 대비 20~30중량%의 황토분말과, 상기 전분 대비 30~40중량%의 숯분말 및 상기 전분 대비 30~40중량%의 맥반석분말을 혼합하여 제1혼합물을 조성하는 혼합물제조공정과; 상기 제1혼합물과 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 PVC분말을 100~110℃의 온도에서 혼합하여 제2혼합물을 제조하는 가열혼합공정과; 상기 가열 혼합공정에서 제조된 상기 제2혼합물을 170~200℃의 온도에서 압축 성형하면서 과립을 제조하는 과립성형공정과; 상기 과립성형공정에서 성형된 상기 과립을 180~210℃의 온도에서 압축하면서 기재판을 성형하는 압축성형공정과; 상기 압축성형공정에서 성형된 기재판을 냉각수에 의하여 냉각하는 냉각공정과; 상기 냉각공정에서 냉각된 상기 기재판의 표면을 박피하여 요철면을 형성하는 요철면형성공정; 및 상기 요철면에 방선균과 광합성세균이 포함된 이엠액을 도포하여 이엠층을 형성하는 이엠층형성공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 인조목재는 전분과, 상기 전분 대비 80~90중량%의 왕겨분말과, 상기 전분 대비 70~80중량%의 목분과, 상기 전분 대비 20~30중량%의 황토분말과, 상기 전분 대비 30~40중량%의 숯분말 및 상기 전분 대비 30~40중량%의 맥반석분말을 혼합한 제1혼합물과, 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 PVC분말을 추가로 혼합하고, 압축 가열하여 성형된 기재판과; 상기 기재판의 표면에 형성된 요철면; 및 상기 요철면에 방선균과 광합성균이 포함된 이엠액을 도포하여 형성된 이엠층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기재판은 기다란 판재 형상인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 기재판은 중공부가 형성된 사각 기둥 형상이거나 중공부가 형성된 원통 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기와 같은 구성에 따라, 과립으로 형성하여 압출성형하므로 조직이 치밀하여 인장강도와 굽힙강도가 증대되고, 스크래이터에 의하여 형성된 요철면에 의하여 천연목재와 같은 질감을 용이하게 표현할 수 있다. 특히 상기 요철면에 형성되는 홈과 숯분말 및 맥반석분말에 형성된 공극은 이엠이 서식하기 좋은 환경을 제공하고, 상기 이엠층에 의하여 냄새 제거 및 부패를 방지하게 된다.

따라서 본 발명에 의한 인조목재를 실내에서 사용하는 경우에는 해로운 미생물 번식을 억제하는 효과가 발생한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하며, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

본 발명에 따른 인조목재의 제조방법은 도 1을 참조하여 설명한다.

먼저 PVC분말과 혼합되는 제1혼합물을 제조하기 위하여 , 25~120 메쉬의 전분과, 25~120 메쉬의 왕겨분말과, 25~120 메쉬의 목분과, 25~120 메쉬의 황토분말과, 25~120 메쉬의 숯분말 및 25~120 메쉬의 맥반석분말을 준비하는 준비공정(S10)이 진행된다.

상기 준비공정(S10)에서 준비된 상기 전분, 상기 왕겨분말, 상기 목분, 상기 황토분말, 상기 숯분말 및 상기 맥반석분말을 100~110℃의 온도에서 건조하여 수분을 증발시키는 건조공정(S20)이 진행된다.

상기 건조공정(S20)에서 건조된 각각의 분말을 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 혼합물제조공정(S30)이 이루어지는데, 이때 왕겨분말은 상기 전분 대비 80~90중량%, 상기 목분은 상기 전분 대비 70~80중량%, 상기황토분말은 상기 전분 대비 20~30중량%, 상기 숯분말은 상기 전분 대비 30~40중량%, 및 상기 맥반석분말은 상기 전분 대비 30~40중량%의 비율로 혼합하여 제1혼합물을 제조하게 된다.

상기 전분은 고온에서 가압하면 전분의 결정체가 경화되어서 인조목재를 단단하게 하고, 상기 왕겨분말과 상기 목분은 인조목재가 나무와 같은 질감을 유지할 수 있도록 하며, 상기 황토와 상기 맥반석분말은 인조목재에서 원적외선이 발산되도록한다. 또한 상기 숯분말은 냄새를 흡수하여 탈취작용을 하게 된다.

상기 혼합물제조공정(S30)에서 제조된 상기 제1혼합물은 PVC분말과 혼합하여 제2혼합물을 조성하는 가열혼합공정(S40)이 진행되는데. 상기 PVC분말은 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 비율로 혼합한다. 즉 인조목재를 성형하는 상기 제2혼합물에는 상기 제1혼합물이 51% 이상 함유되도록 한다.

이와 같이 인조목재(10)를 이루는 상기 제2혼합물이 조성된 후에는 과립성형공정(50)이 이루어진다. 상기 과립성형공정(S50)은 상기 가열혼합공정(S40)에서 제조된 상기 제2혼합물을 170~200℃의 온도에서 압축 성형하면서 과립을 제조한다.

즉 압출기(押出機)에서 상기 제2혼합물이 고온에서 압축되어 배출될 때, 커터기로 절단하여 과립 형상으로 제조하게 된다.

이와 같이 제2조성물이 과립형상을 이루게 되면, 압축성형공정(S60)으로 진행된다. 상기 압축성형공정(S60)에서는 상기 과립을 180~210℃의 온도에서 압축하면서 기재판(20)을 성형하게 되는데, 압출기에 의하여 압축되어 배출되는 부위에 다이스를 장착하여서 기재판(20)을 성형하게 된다. 상기 기재판(20)은 상기 다이스의 형상에 따라서 기다란 판재이나, 중공부가 형성된 사각기둥이나 파이프 형상 등 으로 변형할 수 있다.

상기 압축성형공정(S60)에서 성형된 상기 기재판(20)은 냉각수에 의하여 냉각하는 냉각공정(S70)이 진행된다. 상기 냉각공정(S70)은 압출기에서 배출되는 상기 기재판(20)이 냉각수를 관통하면서 냉각되게 된다.

그리고 냉각된 기재판(20)은 스크레이퍼(scraper)에 의하여 표면이 박피 되면서 요철면(30)이 형성되는 요철면형성공정(S80)이 진행된다. 즉 스크레이퍼에 의하여 길이방향으로 요철이 형성되므로 천연목재와 같은 질감을 얻을 수 있다. 형틀에 의하여 목재 무늬를 형성하는 경우에는 형틀의 길이가 한정되어 있으므로 제작 속도가 저하되나, 압출기에 의하여 냉각과 요철면형성공정(S80)까지 연속하여 진행되므로 자동화 생산이 가능하여 제작원가를 절감할 수도 있게 되고, 또한 스크레이퍼에 의하여 간단하게 천연목재의 질감도 표현할 수 있게 된다.

스크레이퍼에 의하여 형성된 상기 요철면(30)에 이엠층(40)을 형성하는 이엠층형성공정(S90)이 진행된다. 상기 이엠층(40)은 이엠액을 도포하여 형성하는데, 상기 이엠액(EM液)은 유용한 미생물(EM: Effective Micro-oganisms)를 물에 희석한 액체 상태를 의미한다.

일반적으로 효모, 유산균, 누룩균, 광합성 세균, 방선균 등 80여 종의 미생물이 들어 있어 악취 제거, 수질 정화, 금속과 식품의 산화방지,남은 음식물 발효 등에 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 미생물들은 항산화 작용 혹은 생리 활성물질을 생성하며 부패를 억제하는 역할을 한다.

상기 광합성세균은 약 35억년 전 탄생한 지구 최초의 생물. 태초 지구를 덮고 있던 이산화탄소와 수소화합물을 재료로 높은 압력과 온도 즉, 지금의 환경과 반대되는 조건에서 생존하면서 광합성을 하여 유기화합물의 합성 및 산소를 생성하여 오늘의 지구를 만든 공로자이다. 광합성세균은 주변의 유익한 균을 불러 모으는 역할과 생리활성물질을 생산 공급하게 된다.

방선균은 세균류 중에서 유일하게 다양한 형태가 있는데, 방선균은 세균과 곰팡이의 중간적인 형태를 하고 있는 균으로 광합성세균이 만들어내는 아미노산 등을 받아서 항균물질(스트렙토마이신 등)을 만들어낸다. 그 항균물질은 병원균을 억제한다든지 유해한 곰팡이나 세균류가 증식하는데 필요한 물질(키틴질)을 선취하여 증식을 억제하고 다른 유용한 미생물을 위해 살기 좋은 환경을 만든다. 방선균은 광합성세균과 공존하기 때문에 방선균 단독보다 광합성세균과 혼재하는 상황을 만들면 정균작용은 배가 된다.

삭제

이와 같이 제조되는 인조목재는 원하는 규격으로 절단되어서 사용하게 된다.

본 발명의 상기와 같은 방법으로 제조된 인조목재는 도 2a 내지 도 4b를 참조하여 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 인조목재는 기재판(20), 요철면(30) 및 이엠층(40)으로 구성된다.

상기 기재판(20)은 전분과, 상기 전분 대비 80~90중량%의 왕겨분말과, 상기 전분 대비 70~80중량%의 목분과, 상기 전분 대비 20~30중량%의 황토분말과, 상기 전분 대비 30~40중량%의 숯분말 및 상기 전분 대비 30~40중량%의 맥반석분말을 혼합한 제1혼합물과, 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 PVC분말을 추가로 혼합하고, 압축 가열하여 성형 된다.

그리고 스크래이터에 의하여 상기 기재판(20)의 표면에 요철면(30)이 형성되고, 상기 요철면(30)의 외측면에는 방선균과 광합성균이 포함된 액체 상태의 이엠액을 분무기 등으로 도포하여 형성되게 된다.

상기 기재판(20)은 여러가지 형상으로 변형할 수 있는데, 도 2a와 2b에 도시된 바와 같이 기다란 판재 형상일수도 있고, 도 3a와 3b에 도시된 바와 같이, 중공부가 형성된 사각 기둥 형상일 수도 있고, 도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 중공부가 형성된 원통(파이프) 형상일 수도 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 친환경 인조목재 및 그 제조방법을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 인조목재의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.

도 2a와 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 인조목재의 사시도와 단면도.

도 3a와 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인조목재의 사시도와 단면도.

도 4a와 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인조목재의 사시도와 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 인조목재, 20: 기재판,

30: 요철면, 40: 이엠층

Claims (5)

1. 25~120 메쉬의 전분과, 25~120 메쉬의 왕겨분말과, 25~120 메쉬의 목분과, 25~120 메쉬의 황토분말과, 25~120 메쉬의 숯분말 및 25~120 메쉬의 맥반석분말을 준비하는 준비공정(S10);

   상기 준비공정(S10)에서 준비된 상기 전분, 상기 왕겨분말, 상기 목분, 상기 황토분말, 상기 숯분말 및 상기 맥반석분말을 100~110℃의 온도에서 건조하는 건조공정(S20);

   상기 건조공정(S20)에서 건조된 전분과, 상기 전분 대비 80~90중량%의 왕겨분말과, 상기 전분 대비 70~80중량%의 목분과, 상기 전분 대비 20~30중량%의 황토분말과, 상기 전분 대비 30~40중량%의 숯분말 및 상기 전분 대비 30~40중량%의 맥반석분말을 혼합하여 제1혼합물을 조성하는 혼합물제조공정(S30);

   상기 제1혼합물과 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 PVC분말을 100~110℃의 온도에서 혼합하여 제2혼합물을 제조하는 가열혼합공정(S40);

   상기 가열혼합공정(S40)에서 제조된 상기 제2혼합물을 170~200℃의 온도에서 압축 성형하면서 과립을 제조하는 과립성형공정(S50);

   상기 과립성형공정(S50)에서 성형된 상기 과립을 180~210℃의 온도에서 압축하면서 기재판(20)을 성형하는 압축성형공정(S60);

   상기 압축성형공정(S60)에서 성형된 기재판(20)을 냉각수에 의하여 냉각하는 냉각공정(S70);

   상기 냉각공정(S70)에서 냉각된 상기 기재판(20)의 표면을 박피하여 요철면(30)을 형성하는 요철면형성공정(S80); 및

   상기 요철면(30)에 방선균과 광합성세균이 포함된 이엠액을 도포하여 이엠층(40)을 형성하는 이엠층형성공정(S90)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 인조목재의 제조방법.
2. 전분과, 상기 전분 대비 80~90중량%의 왕겨분말과, 상기 전분 대비 70~80중량%의 목분과, 상기 전분 대비 20~30중량%의 황토분말과, 상기 전분 대비 30~40중량%의 숯분말 및 상기 전분 대비 30~40중량%의 맥반석분말을 혼합한 제1혼합물과, 상기 제1혼합물 대비 40~48중량%의 PVC분말을 추가로 혼합하고, 압축 가열하여 성형된 기재판(20);

   상기 기재판(20)의 표면에 형성된 요철면(30); 및

   상기 요철면(30)에 방선균과 광합성균이 포함된 이엠액을 도포하여 형성된 이엠층(40)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 인조목재.
3. 제 2항에 있어서, 상기 기재판(20)은 기다란 판재 형상인 것을 특징으로 하는 친환경 인조목재.
4. 제 2항에 있어서, 상기 기재판(20)은 중공부가 형성된 사각 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 친환경 인조목재.
5. 제 2항에 있어서, 상기 기재판(20)은 중공부가 형성된 원통 형상인 것을 특징으로 하는 친환경 인조목재.

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