KR100969599B1 - 페인트를 이용하여 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게하는 진공가압장치 및 목재착색방법 - Google Patents

페인트를 이용하여 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게하는 진공가압장치 및 목재착색방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 페인트를 이용하여 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게 하는 진공 가압장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 페인트에 포함된 성분이 환경 및 인체에 해가 전혀 없는 수용성 타입의 목재보호 도료로써 목재 전체에 깊숙이 침투하여 목재의 기본 무늬는 그대로 살리면서 목재의 조습 기능 또한 유지시키며 환경 친화적으로 처리하는 장치인 것이다.
본 발명은 목재를 내입하여 진공 시킨 후 가압시켜 착색하는 진공가압탱크(10)와,
페인트를 저장하여 교반하는 교반기(21)를 고정한 페인트저장탱크(20)와,
상기 진공가압탱크(10)와 페인트저장탱크(20)를 연결하여 작동하는 드레인밸브(30)와,
상기 페인트저장탱크(20)와 연결되는 가압펌프(25)와,
상기 가압펌프(25)와 제1호스(90)로 연결된 가압속도조절밸브(31)와 가압밸브(32), 상기 가압밸브(31)에 연결된 연결파이프(92)의 일측에는 진공가압탱크(10)에 연결하며, 타측에는 진공밸브(33)와 레벨탱크(40)를 결합하며, 레벨탱크(40)의 상측에는 제1진공해지밸브(34)와 제2진공해지밸브(35)를 장착하며, 상기 제2진공해지밸브(35)는 제2호스(91)를 통해 진공펌프(50)와 결합하며,
가압유입부(12)와 가압밸브(32) 사이의 연결파이프(92)와 페인트 저장탱크(20)에는 해압용호스(97)를 연결하며, 해압용호스(97) 에는 해압속도조절밸 브(37)와 해압밸브(38)를 연결하며,
상기 가압펌프(25)와는 가압조절밸브(36)를 결합하여 에어콤프레샤(60)에 에어공급파이프(93)로 연결하여, 상기 장치를 작동하며 콘트롤 하는 제어부(70)로서 제어하도록 함을 특징으로 한다.
진공가압탱크, 가압유입부, 페인트저장탱크, 교반기, 가압펌프, 드레인밸브, 가압속도조절밸브, 가압밸브, 진공밸브, 제1진공해지밸브, 제2진공해지밸브, 가압조절밸브, 해압속도조절밸브, 해압밸브, 레벨탱크, 진공펌프, 제어부, 제1호스, 제2호스, 연결파이프, 에어공급파이프, 해압용호스

Description

페인트를 이용하여 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게 하는 진공가압장치 및 목재착색방법{The vacuum pressure apparatus the paint uses to make the color of the wood surface and inside identical and Lumber coloring method}
본 발명은 페인트를 이용하여 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게 하는 진공 가압장치 및 목재착색방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 페인트에 포함된 성분이 환경 및 인체에 해가 전혀 없는 수용성 타입의 목재보호 도료로써 목재 전체에 깊숙이 침투하여 목재의 기본 무늬는 그대로 살리면서 목재의 조습 기능 또한 유지시키며 환경 친화적으로 처리하는 장치인 것이다.
일반적으로, 각종 목재의 도색은 표면도색을 위주로 하고 목재 내부까지 도색하지는 않으므로 나무의 흠집이나 갈라짐이 생기게 되면 안쪽의 기존 나무색이 나타나게 된다.
이와 같이 종래에 생산되는 도색목재가 인테리어용 목재 및 가구용 목재에 사용 되어진다면 기존의 페인트가 벗겨지거나 탈색되면 오랫동안 사용하기가 적합 하지 않다.
또한, 목재의 표면을 보호하는 방균, 방충, 방부, 발수 기능이 있어 환경 및 인체에 무해하여 실내외에 사용이 가능하며 후처리에 의해 페인트 냄새를 줄여야 할 유아용 나무가구나 다양한 색상과 모양을 원하는 음식점, 병원 등에 요구되는 목재를 이용한 인테리어 마감 재료에 편리하게 사용할 수 있다.
그러나 도료나 안료를 이용한 도장에 의한 방법은 천연목재의 질감을 얻을 수 없으며, 벗겨지거나 오랜 시간이 지나면 색상의 변화가 생기는 문제점이 있다.
또한, 톱밥을 이용한 직접적인 염색 또는 반응성 연료로 염색하는 것은 환경에 대한 유해성 문제가 대두 되며 처리과정이 복잡하며 단가가 비싸므로 적용하는데 문제점이 있다.
그러나 목재의 내부까지 착색하게 된다면, 오랫동안 기존의 색상을 유지시킬 수 있으며 또한 다양한 색상의 변화를 주어 소비자의 욕구를 충족이 가능하며, 인테리어 공사에 많은 비용으로 산출되는 도색공사 공정을 단축시킬 수도 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 목재 표면과 내부까지 색상을 침투시켜 목재의 표면이 벗겨져도 탈색되지 않으므로 다시 도색하지 않고도 오랫동안 사용하기가 적합하며, 또한 페인트가 인체에 무해한 페인트이므로 안전하게 사용할 수 있고, 제작비가 저렴하고, 제작을 용이하게 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게 하는 진공가압장치는, 목재를 내입하여 진공 착색하는 진공가압탱크와, 페인트를 저장하여 교반하는 교반기를 고정한 페인트저장탱크와, 상기 진공가압탱크와 페인트저장탱크를 연결하여 작동하는 드레인밸브와, 상기 페인트저장탱크와 연결되는 가압펌프와, 상기 가압펌프와 제1호스로 연결된 가압속도조절밸브와 가압밸브, 상기 가압밸브에 연결된 연결파이프의 일측에는 진공가압탱크에 연결하며, 타측에는 진공밸브와 레벨탱크를 결합하며, 레벨탱크의 상측에는 제1진공해지밸브와 제2진공해지밸브를 장착하며, 상기 제2진공해지밸브는 제2호스를 통해 진공펌프와 결합하며, 가압유입부와 가압밸브 사이의 연결파이프와 페인트 저장탱크에는 해압용호스를 연결하며, 해압용호스에는 해압속도조절밸브와 해압밸브를 연결하며, 상기 가압펌프는 가압조절밸브를 결합하여 에어콤프레샤에 에어공급파이프로 연결하 여, 상기 장치를 작동하며 콘트롤 하는 제어부로서 제어하도록 함을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 목재의 색상을 주기 위한 방법으로 진공과 가압력의 상호작용에 의한 목재의 내부의 세포조직까지 페인트가 침투하여 완전한 색상을 가지며 건조 후나 가공 후에도 색상이 변화하지 않는 것을 목적으로 하는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 제어부는 상기 모든 센서에 의해 측정된 진공도와 압력을 입력받아 미리 입력되어 있는 압력 설정 값과 비교하여, 상기 압축기와 상기 압력조절밸브를 제어하여 진공가압탱크와 레벨탱크의 목재부재에 공급되는 압력을 조절하는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 진공가압탱크 내부에 수용된 목재주위의 진공과 압력을 측정하는 센서가 상기 진공가압탱크와 레벨탱크 내부에 마련되어, 상기 제어부는 상기 진공 및 압력센서에 의해 측정된 값을 입력받아 미리 입력되어 있는 설정 값과 비교하여, 상기 진공펌프와 가압펌프의 작동을 제어하여, 상기 목재부재에 공급되는 페인트의 양과 투입시간을 조절하는 것이 바람직하다.
이와 같이 된 발명은 진공을 통한 목재 내부의 수분을 제거하고, 가압을 통해 페인트를 목재의 내부에 페인트를 착색하는 것으로 기존의 목재 내부의 색상의 종류를 다양화하여 표현하고 있으므로 목재의 표면을 보호하는 방균, 방충, 방부, 발수기능이 있으며, 환경 및 인체에 무해하여 실내외에 사용이 가능하며, 작업성이 뛰어난 무독, 무취 페인트를 사용하며 목재의 흠집이나 갈라짐이 생겨도 기존나무 색상이 보이는 단점을 보안 할 수 있어 목재의 바깥쪽과 안쪽 색상이 동일하게 보여 인테리어용 목재 및 가구용 목재로 사용하기가 적합하고, 목재표면과 내면의 색깔을 다양화시켜 기존의 목재 제품보다 사용범위를 크게 확대시킬 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 진공가압탱크 내부의 착색 목재 생성 장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1의 착색목재 생성부재의 작용을 설명하기 위하여 확대하여 도시한 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명은 목재를 내입하여 진공 착색하는 진공가압탱크(10)와,
페인트를 저장하여 교반하는 교반기(21)를 고정한 페인트저장탱크(20)와,
상기 진공가압탱크(10)와 페인트저장탱크(20)를 연결하여 작동하는 드레인밸브(30)와,
상기 페인트저장탱크(20)와 연결되는 가압펌프(25)와,
상기 가압펌프(25)와 제1호스(90)로 연결된 가압속도조절밸브(31)와 가압밸브(32), 상기 가압밸브(31)에 연결된 연결파이프(92)의 일측에는 진공가압탱크(10) 에 연결하며, 타측에는 진공밸브(33)와 레벨탱크(40)를 결합하며, 레벨탱크(40)의 상측에는 제1진공해지밸브(34)와 제2진공해지밸브(35)를 장착하며, 상기 제2진공해지밸브(35)는 제2호스(91)를 통해 진공펌프(50)와 결합하며,
가압유입부(12)와 가압밸브(32) 사이의 연결파이프(92)와 페인트 저장탱크(20)에는 해압용호스(97)를 연결하며, 해압용호스(97) 에는 해압속도조절밸브(37)와 해압밸브(38)를 연결한다.
상기 가압펌프(25)와는 가압조절밸브(36)를 결합하여 에어콤프레샤(60)에 에어공급파이프(93)로 연결하여, 상기 장치를 작동하며 콘트롤 하는 제어부(70)로서 제어하도록 한 것이다.
상기의 진공가압탱크(10)는 압력용기로서, 내부에 수용하는 목재가 일정 간격을 두어 적층 되어 목재가 수용 가능하도록 한 구조로서 외부 형상이 원통형으로 구성되며 전방으로 개폐 가능하도록 개폐문(11)을 장착하여 여닫도록 하였으며, 내부는 페인트가 수용되므로 누수가 되지 않고 부식에 강하도록 하였다.
상기 진공가압탱크(10)는 내부에 소정의 공간이 형성되어 있으며, 진공이나 압력을 견디는 구조를 가진다.
상기 진공펌프(50)에서 공급되는 진공압력을 제어하고 진공압력을 조절할 수 있는 가압 유입부(12)는 진공가압탱크(10)의 상측에 결합되어 있으며, 가압 유입부(12)에는 안전밸브(13), 압력센서(14), 압력계(15)를 부착하였으며, 가압 유입부(12)를 통하여 페인트가 진공가압탱크(10) 내의 내부 공간으로 유입된다.
상기의 페인트 저장탱크(20)에 공급하는 페인트는 페인트 저장탱크(20)의 외 부에 마련된 상부와 하부의 페인트 유입구(16)(17)가 연통 되어 있어, 공급호스(96)를 통하여 페인트 유입구(16)(17)로부터 유입된 페인트는 페인트저장탱크(20) 내부에 충만 되도록 하고 내부에 히터(22)를 장치한다.
상기의 페인트 유입구(16)(17)와 연결된 공급호스(96)에는 공급펌프(26)를 설치하여 페인트저장탱크(20)의 바닥에 있는 페인트를 위쪽으로 공급할 수 있도록 도와준다.
상기 가압펌프(25)는 제1호스(90)와 페인트공급호스(94)의 중간에 설치되어, 진공을 실시한 후 제1호스(90)를 통해 진공가압탱크(10) 내부로 흐르는 페인트를 제어한다.
상기의 페인트공급호스(94)와 결합하는 페인트저장탱크(20)의 내부 측에는 필터(81)를 장착하며, 외부에는 여과기(80)를 장착하여 페인트 저장탱크(20)에서 가압펌프(25)로 유입되는 페인트의 섞여 있을 수 있는 이물질을 2단계로 제거하여 공급되도록 한다.
상기의 진공가압탱크(10)와 페인트저장탱크(20)의 사이에 결합하는 드레인밸브(30)는 배출호스(95)에 결합하여 진공가압탱크(10)의 페인트를 다시 페인트저장탱크(20) 속으로 돌아가는 것이다.
상기의 레벨탱크(40)에는 레벨 스위치와 진공게이지(41)와 압력게이지(42)를 포함하고 있으며, 나무 종류와 크기에 따라서 진공 및 압력을 제어하며, 진공게이지(41)를 통해 진공가압탱크(10)에 페인트의 유무와 상태를 알 수 있도록 구성되어 있다.
상기 페인트 저장탱크(20)의 공급펌프(26)는 페인트유입구(16)(17)의 상단과 하단에 연결되어 하단부의 페인트를 상단부분으로 끓어 올려 항상 동일한 농도와 색상을 유지하기 유한 것이며, 내부의 히터(22) 및 필터(81)는 목재부재에 공급되는 페인트의 불순물과 온도를 제어한다.
상기의 가압 유입부(12) 측의 압력센서(14)는 진공가압탱크(10) 내부의 공기 및 페인트압력을 측정한다.
배출호스(95)는 진공가압탱크(10)의 페인트 저장탱크(20) 측과 연결되고, 드레인 밸브(30)에 의해 페인트 저장탱크(20) 측 내부로 다시 돌아오도록 한다.
상기 제어부(70)는 외부에 마련되어, 모든 센서나 게이지 및 모든 펌프와 압력조절밸브와 압력센서를 제어한다.
이러한 제어부(70)는 진공센서(43)와, 압력센서(14)에 의해 측정된 레벨탱크(40)의 내부의 압력을 입력받아 미리 입력되어 있는 진공, 가압압력 설정 값과 비교하여, 에어콤프레샤(60)와 가압조절밸브(36)를 제어한다.
이렇게 에어콤프레샤(60)와 가압조절밸브(36)를 제어하여, 목재부재에 공급되는 진공도와 페인트 압력을 조절함으로써, 목재 내부의 페인트 가압 시간을 제어할 수 있다.
한편, 진공가압탱크(10) 내부에 수용된 페인트는 가압력과 시간에 따라 변화하며 다시 드레인 밸브(30)에 의해 페인트 저장탱크(20) 내부로 다시 돌아오도록 한다.
이와 같이 된 본 발명을 통해 목재부재의 표면과 내부에 페인트의 색상을 동 일하게 침투하게 가압하고자 하면, 먼저 제어부(70)를 통해 모든 동작이 정상적으로 작동하도록 스위치를 올려 진공펌프(50)와 에어콤프레샤(60)를 작동시킨 상태에서 각각의 밸브에 있어 드레인밸브(30)와, 가압밸브(32)와, 제2진공해지밸브(35)는 OFF 상태로 잠겨두고, 진공밸브(33)와, 제1진공해지밸브(34)는 ON 상태로 열어 둔다.
다음으로 일측 공급호스(96)를 통해 페인트저장탱크(20)에 페인트를 공급하며, 공급되는 페인트는 페인트저장탱크(20) 상부의 페인트 유입구(16)를 통해 유입된다.
페인트저장탱크(20)에 공급된 페인트는 교반기(21)를 작동하여 페인트를 젖어줌으로 페인트저장탱크(20) 내부에서 골고루 희석되며 히터(22)를 작동시킴으로 서 페인트가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하여 원활한 공급을 도와준다.
상기와 같이 페인트저장탱크(20)에 페인트를 저장하여 작업의 준비 상태가 되면 진공가압탱크(10)의 개폐문(11)을 열고 목재부재(건조목)를 투입한 다음 개페문(11)을 닫은 후 안전하게 잠근 다음 제어부(70)를 통해 진공가압탱크(10)에 전원을 공급하고 제어부(70)의 시작 버튼을 눌러 진공펌프(50)를 작동시킨다.
상기의 진공펌프(50)를 작동한 3초 내지 5초 이후에 제2진공해지밸브(35)는 OFF 상태로 두고 제1진공해지밸브(34)는 ON 상태로 두어 제2호스(91)를 통해 진공이 시작된다.
상기처럼 진공 되는 과정에 있어 제어부(70)는 레벨탱크(40)의 진공도를 측정하여 진공가압탱크(10)의 진공도를 측정하여 진공가압탱크(10)의 진공도를 맞춘 다.
상기와 같이 진공가압탱크(10)의 진공도를 맞추는 과정에 있어 레벨탱크(40)의 진공센서(43)가 10-1 ~ 10-3 Torr 유지하여 10분 내지 15분 정도 가압을 유지시키고 이 시간이 경과하여 진공에 도달하면 진공펌프(50)를 OFF 시켜 작동을 멈추게 함과 동시에 제1진공해지밸브(34)를 OFF 시킨다.
그 다음, 제어부(70)를 통해 가압펌프(25)와 가압조절밸브(36)를 ON으로 작동시키면 에어콤프레샤(60)에서 발생시킨 에어가 에어공급파이프(93)를 통해 가압조절밸브(36)를 통과하여 가압펌프(25)를 가압하여 페인트공급호스(94)를 통해 공급되는 페인트를 제1호스(90)와 가압밸브(32) 측으로 공급한다.
상기의 상태에서 레벨탱크(40)에 있는 레벨스위치를 작동하고 진공밸브(33)를 OFF 시켜 페인트의 역류 됨을 방지한다.
상기와 같이 제어부(70)를 통해 지속적으로 압력을 가해 가압 유입부(12)의 압력센서(14)가 10kgf/cm2 ~ 100kgf/cm2 압력에 도달하고 1시간 내지 2시간 정도 압력을 유지한다.
상기처럼 1시간 내지 2시간 정도 압력을 유지하는 것과 같이 시차가 많이 나는 것은 목재의 건조 상태나 목재의 종류에 따라 작업상에 다소 간의 차이가 있는 것으로 이러한 시간 조절은 제어부(70)에 입력하여 조절한다.
상기와 같이 목재부재에 페인트 침투 가압작업이 1차적으로 끝나면 제어부(70)를 통해 가압펌프(25)와, 가압밸브(32)를 OFF 시키며, 드레인밸브(30)와, 진 공밸브(33)와, 제1진공해지밸브(34)와, 제2진공해지밸브(35)는 ON 으로 작동시켜준다.
상기처럼 준비가 완료되면 진공가압탱크(10) 내부에 있든 페인트가 드레인밸브(30)를 통해 페인트저장탱크(20)로 다시 완전히 유입된 이후에 개폐문(11)을 열어 목재부재를 진공가압탱크(10)에서 꺼집어 내어 그늘진 자연 상태에서 건조시키는 것이다.
상기와 같이 된 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이, 진공압과 가압 압축기에 의해 압축된 페인트가 다기공 목재 속으로 들어가서, 다기공 목재 세포조직 내에 페인트가 들어가는 것을 이용하여, 건조 후에 표면과 내부의 색상이 동일하도록 하며 다시는 목재의 색상이 변화하지 않는 형태로 생성되는 것이다.
또한 목재의 종류에 따라서 세포조직이 다르므로 진공도와 가압력의 크기가 달라질 수 있으므로 제어부(70)의 프로그램을 달리하여 실시할 수 있을 것이다.
상기처럼 사용되는 페인트를 압축하기 위한 가압펌프(25)는 가압속도 조절밸브(31)와 해압 조절밸브(37)의 작동에 의해 진공가압탱크(10)에 공급되는 페인트의 압력을 일정하게 압축시켜 공급되도록 한다.
도 1은 본 발명의 진공가압장치를 도시한 개념도
도 2는 도 1의 착색목재 생성부재의 작용을 설명하기 위하여 확대하여 도시한 개념도
도면의 주요부분에 대한부호설명
10: 진공가압탱크 12: 가압유입부
20: 페인트저장탱크 21: 교반기
25: 가압펌프 30: 드레인밸브
31: 가압속도조절밸브 32: 가압밸브
33: 진공밸브 34: 제1진공해지밸브
35: 제2진공해지밸브 36: 가압조절밸브
37: 해압속도조절밸브 38: 해압밸브
40: 레벨탱크 50: 진공펌프
70: 제어부 90: 제1호스
91: 제2호스 92: 연결파이프
93: 에어공급파이프 97: 해압용호스

Claims (2)

  1. 목재를 내입하여 진공 시킨 후 가압시켜 착색하는 진공가압탱크(10)와,
    페인트를 저장하여 교반하는 교반기(21)를 고정한 페인트저장탱크(20)와,
    상기 진공가압탱크(10)와 페인트저장탱크(20)를 연결하여 작동하는 드레인밸브(30)와,
    상기 페인트저장탱크(20)와 연결되는 가압펌프(25)와,
    상기 가압펌프(25)와 제1호스(90)로 연결된 가압속도조절밸브(31)와 가압밸브(32), 상기 가압밸브(32)에 연결된 연결파이프(92)의 일측에는 진공가압탱크(10)에 연결하며, 타측에는 진공밸브(33)와 레벨탱크(40)를 결합하며, 레벨탱크(40)의 상측에는 제1진공해지밸브(34)와 제2진공해지밸브(35)를 장착하며, 상기 제2진공해지밸브(35)는 제2호스(91)를 통해 진공펌프(50)와 결합하며,
    가압유입부(12)와 가압밸브(32) 사이의 연결파이프(92)와 페인트 저장탱크(20)에는 해압용호스(97)를 연결하며, 해압용호스(97) 에는 해압속도조절밸브(37)와 해압밸브(38)를 연결하며,
    상기 가압펌프(25)와는 가압조절밸브(36)를 결합하여 에어콤프레샤(60)에 에어공급파이프(93)로 연결하여, 상기 장치를 작동하며 콘트롤 하는 제어부(70)로서 제어하도록 하며,
    상기 레벨탱크(40)에 진공센서(43)가 구비되고, 상기 진공가압탱크(10)의 진공도를 맞추는 경우, 상기 진공센서(43)는 10-1 ~ 10-3 Torr를 유지하여 10분 내지 15분 가압을 유지시키며,
    상기 가압유입부(12)에 압력센서(14)가 구비되고, 가압 유지 시, 상기 압력 센서(14)가 10kgf/cm2 ~ 100kgf/cm2의 압력에 도달하고 1시간 내지 2시간 압력을 유지시키며,
    상기 제어부(70)가 목재의 종류에 따라 상기 진공도와 가압력의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한 페인트를 이용하여 목재 표면과 내부의 색상을 동일하게 하는 진공가압장치.
  2. 삭제
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