KR100997489B1 - 교실용 목재문의 제조방법과 그 문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 견고성과 내부식성이 탁월한 교실용 목재문의 제조방법과 그 문에 관한 것이다. 내측으로 미송각재를 횡 또는 종으로 밀착 내장시켜 전후면을 민합판으로 접착적층시킨 직사각형 형태의 몸체판을 성형하고 이 몸체판의 가장자리의 변에 일치되도록 일정 폭의 좌.우, 상.중.하 프레임을 전면과 후면이 대칭되게 접착적층한 다음 측면부에 일치되도록 보강복개판을 접착시켜된 목재문을 폴리우레탄수지 또는 아크릴수지, 분산제, 방염제, 실란카프링제, 산화방지제로 조성된 조성액, 침투제로 조성된 조성액을 침투시키거나 각 부분품에 조성액을 미리 침투시켜 문을 제작하는 교실용 목재문의 제조방법과 그 문에 관한 것이다.

Description

교실용 목재문의 제조방법과 그 문{The method of making wood door for aclassroom and it's wood door}

본 발명은 견고성과 내부식성이 탁월한 교실용 목재문의 제조방법과 그 문에 관한 것이다. 구체적으로는 내측으로 미송각재를 횡 또는 종으로 밀착 내장시켜 전후면을 민합판으로 접착적층시킨 직사각형 형태의 몸체판을 성형하고 이 몸체판의 가장자리의 변에 일치되도록 일정 폭의 좌.우, 상.중.하 프레임을 전면과 후면이 대칭되게 접착적층한 다음 측면부에 일치되도록 보강복개판을 접착시켜된 목재문을 폴리우레탄수지 또는 아크릴수지, 분산제, 방염제, 실란카프링제, 산화방지제로 조성된 조성액을 침투시키거나 각 부분품에 조성액을 미리 침투시켜 문을 제작하는 교실용 목재문의 제조방법과 그 문에 관한 것이다.

통상적으로 사용되는 학교 교실용 문이나 주택 실내에서 사용되는 문들은 거의 대부분 합판에 무늬목을 접착하여 장식성을 갖게한 판상체 가장자리에 상하 및 좌우에 목재프레임을 구성시킨 문들이며 특히 화장실이나 바닥물청소가 잦은곳에 사용하는 문들은 내수성의 페인트를 도장한 문들을 많이 사용하고 있다. 또한 최근 에는 경제성 및 경량화의 추구로 대량생산을 위한 조립구조 형태의 목재문이 많고 대부분이 프레임과 합판으로 구성되면서 내측부에 큰 공간을 갖게 하므로서 견고성이 없어 장난끼가 많은 아이들이 심하게 부딪치기만해도 표면 합판이 파손되는 경우가 발생하게 되어 최근 초등학교나 중학교에서는 견고한 목재문의 주문이 많아지고 있는 경향이다.

또한 이상과 같은 목재문의 취약점은 습기에 노출되면 수년 내에 부식이되며 특히 화장실이나 물청소가 잦은 목재문의 하단에는 설사 내수성의 페인트가 도장되었다 하더라도 4~5년이 지나면 하단부가 부식되어 합판문의 결이 갈라지면서 너덜거림을 흔히 볼 수 있다.

좀더 구체적인 종래 목재문의 구체적인 예를 알아보면,

국내등록특허공보(등록번호 제168395호)에는 "문의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 문"이 소개되고 있으며 기술의 구성으로는 목재로 프레임(10)을 제작하고 프레임(10)의 내측으로 철사로된 메쉬(14)를 장착하여 상기 메쉬가 장착된 프레임의 양면에 무늬표면을 형성하는 시트(16)를 접착시킨 다음 상기 프레임 양면에 접착된 시트와 프레임에 의해 형성되는 내부공간에 우레탄 발포재와 목분의 혼합물을 투입하여 프레임을 금형에 넣고 발포시켜서되는 문의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 문이라 할 수 있다.

이상과 같은 문은 우레탄 발포체와 톱밥의 혼합발포체가 충진되어 있어 방음성과 보온성은 좋을지 모르나 철사 또는 플라스틱메쉬를 중심으로 양면에 폴리우레탄 발포체가 적층되어 있으므로 메쉬 자체도 고정지지력이 없는데다 폴리우레탄 발 포체까지 지지력이 없어 문의 전후면이 유동적일 수 있고 화재인화성과 유독성 개스 등이 발생하므로서 교실용 문이나 가정용 문으로 적합하지 않다.

다른 종래기술로서 국내공개특허공보(공개번호 제10-08-35726호)에는 "조립식문 및 이의 제조방법"이 소개되고 있다. 기술내용은 목재, 금속 또는 합성수지 등의 재질로 문의 각각의 구성요소를 형성하고 있는 조립식문으로 심재(프레임)(110)은 목재, 금속재 또는 합성수지재질로 구성되고 표면재(130)는 목분, 목섬유를 포함한 합성수지판, ABS, 폴리카보네이트, PVC, 백크라이트 등의 합성수지재를 사용하여 구성시킨 문이다.

상기와 같은 문은 조립식이여서 작업능률 향상으로 대량생산이 가능할 수 있으나 금속재를 사용하므로서 아이들이 다칠 수 있고 또 다양한 합성수지를 사용하므로서 증발성 유기화합물, 포르마린 등 유해물질이 발생할 수 있고 화재시는 유독성 개스가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

그밖에도 다양한 재질과 구성으로된 목재문들이 소개되고 있으나 일반적으로 강도가 부족하여 견고성이 없고 습도가 높거나 물청소가 잦은 곳에는 쉽게 부식되어 내구성이 부족한 결점이 있다.

문을 구성하는 요소인 미송각재판, 민합판, 좌우 및 상.중.하 프레임 복개판, 투시창형성각재에 침투성의 조성액을 침투시키고 용재를 휘발제거시킨 다 음 민합판위에 미송각제판의 변을 밀착시켜 일치시키고 그 위에 민합판을 접착적층시켜 직사각형의 몸체판을 제작하고 이 몸체판의 가장자리 및 중간양면에 좌우 및 상.중.하의 프레임을 가압 접착시킨 다음 측면부에 상하 좌우 보강 복개판을 접착시킨후 모체판상부에 형성된 창구에 양면에서 직사각형의 각재 프레임을 삽입시킨 문을 얻으므로서 우수한 견고성을 가지며 더욱이 침투조성액을 침투시키므로서 문의 강도를 더욱보강시키고 내방수성, 내부식성, 접착성을 향상시킨 교실용 목재문의 제조방법과 그 제조방법에 따른 목재문을 제공함에 있다.

상기 목재문을 구성하는 각 구성요소인 라왕으로된 프레임, 미송각재로된 몸체판, 민합판, 라왕으로된 복개보강판 및 투시창 또는 거울 삽입용 프레임을 원통상의 밀폐탱크에 적재한 후 원통상 탱크 내의 공기를 20Torr이라로 감압시킨 다음 원통상탱크에 있는 밸브를 통하여 폴리우레탄수지, 아크릴수지 중에서 선택되는 하나의 수지, 부식방지제, 방염제, 분산제, 실란카프링제를 용매로 용해시킨 침투조성액으로 각 구성요소인 목재내의 감압된 기공조직내에 침투시키므로서 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

상기와 같이 제조된 교실용 목재문은 통상의 합판을 사용하지 않으므로서 충격강도가 우수하여 견고하며 더욱이 문을 구성하는 각 요소의 인체에 무해한 합성 수지가 침투되므로서 강도가 더욱 향상됨과 동시에 밀폐성을 갖게되어 수분을 흡수하지 않으며 내방부성, 내산화성, 난연성 그리고 접착성이 우수하여 내구성을 갖게 되므로서 교실용 목재문으로 적합하다.

본 발명은 종래 목재문의 취약점을 개량보완한 목재문으로 이의 제조방법을 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

먼저 본 발명 목재문의 구성요소에 대하여 알아보면 몸체판은 도 4a 및 b에서와 같이 문의 횡 또는 종방향으로 일정폭의 미송각재판을 밀착시켜 직사각형태로 한 다음 양면에 통판의 민합판을 접착시켜서된 몸체판이며 문의 프레임은 좌우 및 상하 중간프레임으로 일정폭을 갖게되고 일측면에 직각 꺽임부와 곡면 꺽임부로 조각된 프레임이고 보강복개판은 상하 및 좌우 보강복개판으로 모두 동일한 폭을 가지며 보강복개판의 폭은 문의 측면두께와 일치하고 상하 보강복개판의 길이는 문의 폭과 일치하고 좌우 보강복개판의 길이는 문의 길이와 일치하게 된다.

그밖에 투시창 또는 거울을 삽입시키는 프레임은 라왕 각재로 구성된다.

상기와 같은 문의 구성요소로 문을 제조하는 방법을 단계별로 설명하면,

상기 미송각재판, 통판의 민합판, 프레임, 보강복개판 투시창프레임으로 되는 구성요소에 침투조성액으로 침투시키는 1단계 공정과,

상기 침투액이 침투된 구성요소를 감압건조기에 넣어 용제를 증발 제거하는 2단계 공정과,

상기 건조된 일정길이와 폭을 갖는 미송각재판을 문 크기의 민합판 위에 밀착시켜 그 위에 민합판을 일치시켜 프레스로 가압접착시켜 몸체판을 제작하고 직사각형 몸체판 양면 가장자리에 상하 및 좌우 프레임과 중간프레임을 양면으로 대칭되면서 일치되게 하여 가압접착시켜 문틀을 형성시킨 다음 문틀 측면부에 상하좌우 복개판을 접착시키고 몸체판 상측부에 투시창 또는 투시경을 설치하여 문을 제작하는 3단계 공정과,

상기 제작된 문에 폴리우레탄 또는 아크릴 바니스를 3회 코팅하는 4단계 공정으로 되는 교실용 목재문의 제조방법과 그 제조방법에 따른 교실용 목재문이라 할 수 있다.

상기 제조방법에서 문을 제작한 다음 침투조성액을 침투시키는 방법 또한 본 발명 교실용 목재문의 제조방법에 포함된다.

또한 상기 방법에서 침투조성액을 목재 구성요소나 제작된 문에 침투시키는 방법은 원통상의 밀폐탱크에 문을 구성하는 구성요소 또는 제작된 문을 적재한 다음 원통상 밀폐탱크 내의 공기를 20Torr이하로 감압시킨 후 원통상탱크 하측부에 설치된 밸브를 통하여 침투조성액이 투입되어 목재조직의 감압된 기공내에 침투시킨다.

여기에서 침투조성액은 도료용 폴리우레탄수지 또는 아크릴수지 중에서 선택되는 하나의 수지 93~97wt%, 분산제 1~3wt%, 방염제 0.3~1.5wt%, 목재용 방부제 0.2~1.5wt%, 실란카프링제 0.5~2wt%, 산화방지제 0.05~1wt%으로 구성되는 조성물에 대하여 중량비로 1~3배의 용제로 용해시킨 침투 조성액이다.

또한 방염제로서는 인산수소 2암몬, 붕소염화칼슘, 염화마그네슘, 황산알미늄 중에서 선택되는 하나이상의 방염제이고 목재용 방부제로서는 불화소오다, 규불화소다, 나프텐산동, 유기석화합물(트리부틸석 옥사이드) 중에서 선택되는 하나 이상의 방부제이며 산화방지제로는 구연산모노이소프로필, 페놀류, 퀴논류, 유황화합물 중에서 선택되는 하나이상의 산화방지제이고 실란카프링제는 에폭시기, 2중결합 등의 관능기를 갖는 실란카프링제이고 그밖에 분산제는 알킬나프탈렌셀폰산염, 고급알콜 황산에스텔염, 디알킬호박산에스텔, 리그닌셀폰산염, 폴리에틸렌, 글리코올형 이온활성제 중에서 선택되는 하나이상의 분산제를 사용한다.

또한 2단계 공정의 침투액 조성물이 침투된 각 구성요소를 밀폐탱크 내에서 취출하여 40~50℃로 유지된 감압건조기에 넣고 감압건조시켜 용제를 증발제거시키면서 응축시켜 회수하게된다. 이와 같이 처리된 문 구성요소로 문을 제작하게 되는 과정에서 사용되는 접착제는 침투조성액을 폴리우레탄수지를 사용했을 경우에는 우레탄접착제를 사용하고 침투조성액을 아크릴수지를 사용했을 경우에는 아크릴계 접착제를 사용하므로서 접착면에서 상용성이 향상되어 우수한 접착력을 가지게 된다.

폴리우레탄수지는 방향족 용제에 잘 녹으며 방향족 탄화수소, 에스테르에 잘 용해되며 아크릴수지는 대부분의 용제에 잘 녹으며 케톤, 에스테르, 방향족 탄화수소계 용제에 잘 녹는다.

그리고 구성요소의 각 목재들은 침투조성액 침투공정에 들어가기전에 수분함량 3%이하가 되도록 건조하여야 한다. 이와 같이 하므로서 구성요소의 목재조직의 기공이나 간극이 커지고 조성액의 침투함량이 많아진다 하므로서 목재부분품의 건 조공정은 필요하다.

그밖에 침투조성물에 첨가되는 용제의 양은 점도와 관계되고 용제의 양을 적게하면 점도가 커져서 조성액의 합성수지의 침투가 용이하지 않고 지나치게 희석되면 목재조직에 잔류하게되는 양이 적어지고 용제 회수작업에 시간이 소요된다 하므로서 가장 적정범위는 1.5~2.5배 사이가 가장 좋다.

이와 같은 방법으로 제조된 교실용 목재문은 종래 전후면에 합판으로 형성되어 내부에 큰 공간을 갖는 통상의 문에 비해 원목의 판재들로 구성되어 견고성이 우수하고 또한 구성요소인 목재조직공간에 합성수지가 침투되므로서 더욱강도가 향상되며 학교 또는 가정용의 화장실의 문 그밖에 물청소가 잦은 장소의 문으로사용해도 합성수지가 충진되어 있어 물의 침투를 방지하므로서 방수성을 갖게된다.

그밖에도 목재분 부식성을 방지할 수 있고 또한 침투조성액을 구성하는 유기성분이 산화를 방지하므로서 각성분의 기능을 장기간 유지시킬 수 있으며 또한 방염제를 첨가하므로서 목재분의 난연성을 높힐 수 있고 실란카프링제를 첨가하므로서 조성물간의 접착력 향상은 물론 조성물과 목재조직간의 접착력도 함께 향상시키므로서 견고성과 내구성이 뛰어난 교실용 목재문의 제조방법과 그 제품을 얻을 수 있었다.

본 발명의 기술구성은 더욱 분명하게 하기 위하여 실시예를 들기로 한다.

실시 예(1)

미송각재, 민합판, 좌우양면 프레임, 상.중.하 양면프레임, 보강팁개판, 투시창 프레임을 원통상의 밀폐탱크에 적재하고 별도록 폴리우레탄수지 940kg, 분산제 20kg, 방염제 15kg, 방부제 5kg, 실란카프링제 15kg 및 산화방지제 5kg을 용제 2500kg에 투입하여 10분간 교반하여 침투조성액을 조성시킨 다음 밀폐탱크 내의 공기를 20Torr까지 감압시킨다음 상기 조성액을 밀폐탱크에 부착된 밸브를 통하여 투입시키고 10분간 경과후 상기 문 구성요소를 취출하여 온도 50℃로 유지시켜 1시간 건조시켜 용제를 제거하였다.

건조시킨 문 구성요소를 문 제조방법의 3단계 공정에 따라 문을 제작하고 문 전면에 폴리우레탄 투명도료(바니스)를 3회 도장하여 건조시켜 본 발명에 의한 교실용 목재문을 제조하였다.

상기의 방법으로 제조된 교실용 목재문은 도1~도3에서와 같이 내측에 횡 또는 종으로 밀착시킨 각재판(1')의 양면으로 통판의 민합판(1")으로 접착적층시켜서된 몸체판(1)의 양면 가장자리에 좌.우측 프레임(2,2')과 상.하측 프레임(3,3')이 접착되어 있고 몸체판 중앙부에 횡으로 중간프레임(4)이 전후면으로 접착되고 몸체판측면부에는 좌우 보강복개판(5,5')과 상하 보강복개판(6,6')이 접착되어있으며 몸체판 창측부에 투시창프레임(7) 내에 투시창(8)이 형성되고 있고 목재문을 구성하는 각 요소에 침투조성액이 침투되어 있는 교실용 목재문이라 할 수 있다.

상기와 같이 제조된 교실용 목재문은 통상의 합판을 사용하지 않으므로서 충격강도가 우수하여 견고하며 더욱이 문을 구성하는 각 요소의 인체에 무해한 합성수지가 침투되므로서 강도가 더욱 향상됨과 동시에 밀폐성을 갖게되어 수분을 흡수하지 않으며 내방부성, 내산화성, 난연성 그리고 접착성이 우수하여 내구성을 갖게 되므로서 교실용 목재문으로 적합하다.

도 1은 본 발명에 따른 목재문의 몸체판 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 목재문의 몸체판 정면도.

도 3은 도 2의 A-A선의 단면도.

도 4a는 본 발명에 따른 목재문의 몸체판 형성방법.

도 4b는 본 발명에 따른 목재문의 몸체판 형성방법의 다른 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1..... 몸체판 1'..... 각재판 1"..... 민합판

2,2'..... 좌.우측 프레임 3,3'..... 상.하측 프레임

4..... 중간프레임 5,5'..... 좌우 보강복개판

6,6'..... 상하 보강복개판 7..... 투시창프레임

8..... 투시창

Claims (4)

1. 수개의 미송각재판을 밀착시켜 직사각형 형태로 한다음 양면에 민합판을 접착 적층시켜서된 몸체판의 가장자리에 상.중.하.좌.우 프레임이 전후 양면으로 대칭되게 구성되어 있고 몸체판의 상하 중심부에 대칭되게 중간프레임이 고정되어 있으며 몸체판의 상측부에 투시창 프레임으로 형성된 투시창이 형성되어 있는 통상의 교실용 목재문에 있어서,

   상기 목재문의 구성요소에 폴리우레탄수지 또는 아크릴 중에서 선택되는 하나의 수지 93~97wt%, 분산제 1~3wt%, 방염제 0.3~1.5wt%, 목재용 방부제 0.2~1.5wt%, 실란카프링제 0.5~2wt%, 산화방지제 0.05~1wt%로 구성되는 침투성 조성물을 감압하에서 침투시켜서 된 목재문.
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