KR101056965B1

KR101056965B1 - 중공파이프가 삽입된 압출 성형재

Info

Publication number: KR101056965B1
Application number: KR1020110025855A
Authority: KR
Inventors: 김인환; 기종석; 김현규
Original assignee: (주)이건환경
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-08-16

Abstract

본 발명은 합성수지 또는 합성목재를 주재(主材)로 하고 내부에 금속 파이프를 삽입하여 일체로 압출 성형하는 방법으로 판넬, 기둥 또는 보(beam) 등을 제조함으로써, 강성이 현저하게 향상되고 형상변형이 발생하지 않는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재는, 합성수지 또는 합성목재로 성형된 본체와, 본체의 내부에 일정 간격으로 삽입된 중공(中空)파이프로 구성되며, 상기 본체와 중공파이프가 일체로 압출 성형된 것을 특징으로 한다.

Description

중공파이프가 삽입된 압출 성형재{Extruding product inserted pipe}

본 발명은 중공파이프가 삽입된 압출 성형재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 합성수지 또는 합성목재를 주재(主材)로 하고 내부에 금속 파이프를 삽입하여 일체로 압출 성형하는 방법으로 판넬, 기둥 또는 보(beam) 등을 제조함으로써, 강성이 현저하게 향상되고 형상변형이 발생하지 않는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재에 관한 것이다.

최근 들어 사회적으로 친자연환경 붐이 일면서, 조립식 목재 데크는 등산로, 공원 내에 설치한 산책로, 호수 주변을 따라 형성한 보도, 전원주택이나 팬션 등의 테라스를 친자연환경적으로 설치하려는 목적으로 많이 사용되고 있다. 조립식 데크를 이루는 데크보드나 기둥 또는 난간은 일반적으로 목재가 주로 사용되는데, 그 이유는 소재 자체가 사람에게 친근감을 줄 뿐만 아니라 보행자가 지나가면서 받게 되는 진동을 효율적으로 흡수해 주며, 시각적으로도 부드럽고 편안한 느낌을 주기 때문이다.

이러한 종래의 조립식 목재 데크 구조물은, 일반적으로 설치 장소의 바닥면에 지지프레임을 일정 형태로 설치하고 그 위에 목재 데크보드를 조립식으로 끼워 맞춘 후, 못이나 나사못 등과 같은 체결수단으로 지지프레임과 데크보드를 결합 고정하는 방법으로 설치하고 있다.

그러나, 종래의 조립식 목재 데크 구조물은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 조립식 목재 데크 구조물을 옥외에 설치할 경우 습도나 온도 또는 햇볕 등 외부 기후변화에 의해 목재로 이루어진 데크보드가 수축과 팽창을 반복하면서 휘어지거나 비틀려서 변형이 생기고 파손되는 문제가 있다.

둘째, 조립식 목재 데크 구조물은 시공 후 기간이 경과하면서 쉽게 파손되는 문제가 있다. 즉, 데크보드를 지지프레임에 못이나 나사못과 같은 체결부재로 고정 결합하게 되는데, 이때 체결한 체결부재 주위로 비나 눈이 스며들면서 목재가 썩게 되고 결국 데크보드의 체결을 헐겁게 하여 조립식 목재 데크 구조물의 내구성을 저하시키게 된다.

셋째, 합성수지와 목분(나무분말)을 혼합하여 만든 데크보드는 천연목재로 만든 데크에 비해 특히 강성과 복원력이 현저하게 떨어지기 때문에, 시간이 지남에 따라 처짐 현상이 발생하고 중량물이 데크 구조물 위를 지나가게 되면 데크 구조물이 파손되는 문제가 있다.

넷째, 합성수지와 목분(나무분말)을 혼합하여 만든 데크보드는 열전달이 잘 되므로 열에 취약하여, 햇볕이 강한 낮에는 데크보드 표면으로부터 복사되는 열이 너무 강해서 데크보드를 지나가는 보행자에게 복사열로 인한 큰 불편을 줌은 물론 열 때문에 데크보드의 형상이나 치수가 변하게 되는 문제가 있다.

다섯째, 합성수지와 목분(나무분말)을 혼합하여 만든 기둥이나 난간은 안전성 확보를 위해 일정 이상의 강성을 가져야 하므로, 지금까지는 기둥이나 난간을 제조한 후 설치 또는 조립시 금속보강재를 삽입하는 작업을 별도로 하고 있는데, 작업도 번거롭거니와 설치 후에 금속보강재 외측에 위치한 합성목재가 흔들거리거나 움직이는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 감안하여 특허 제1008838호 "인조목재 및 그 제조방법"과 같은 기술이 출현하였는데, 도 1을 참조하여 간략히 설명하면, 상기 인조목재는 목분과 합성수지 혼합하여 성형되는 외층(1)과, 이중 압출에 의해 외층(1)에 일체로 성형되되 재생 합성수지재에 목분을 혼합하여 성형되는 내층(2)과, 내층(2)의 내부에 길이방향으로 연속되게 배치되는 장섬유 다발(3)로 구성된다.

하지만, 상기 인조목재는 구조가 복잡하기 때문에 제조설비 및 제조과정이 복잡하여 제조단가가 상승하게 되고, 인조목재가 섬유로 인하여 휨강성은 보강됐지만 비틀림이나 충격에 대한 강성이 약하고, 기후변화에 따른 뒤틀림 등으로 인해 형상변형이 발생하게 된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 합성수지 또는 합성목재를 주재(主材)로 하고 내부에 금속 파이프를 삽입하여 일체로 판넬, 기둥 또는 보(beam) 등을 제조함으로써, 강성이 현저하게 향상될 뿐만 아니라 기후변화에 의한 형상변형이 발생하지 않아 내구성이 현저하게 향상된 중공파이프가 삽입된 압출 성형재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 합성수지 또는 합성목재를 주재로 하는 용융물과 금속 파이프를 하나의 다이(die)에 동시에 투입하여 합성수지 또는 합성목재의 내부에 금속 파이프가 일체로 삽입된 판넬, 기둥 또는 보 등을 제조함으로써 제조공정이 간단하고 강성이 현저하게 향상되며 형상변형이 생기지 않는 판넬, 기둥, 또는 보 등을 제조하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재는, 합성수지 또는 합성목재로 성형된 본체와, 본체의 내부에 일정 간격으로 삽입된 중공(中空)파이프로 구성되며, 상기 본체와 중공파이프가 일체로 압출 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재의 제조방법은, 합성수지 또는 합성목재를 압출기에서 다이로 압출시키는 단계; 상기 다이의 일단에서 중공파이프를 삽입하면서, 중공파이프 주위로 상기 압출기에서 압출된 합성수지 또는 합성목재를 투입하여 성형재를 성형하는 단계를 거쳐서 제조하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 성형재 본체의 상면에는 돌기와 홈이 교호로 형성되고, 중공파이프의 단면 형상은 원형 또는 다각형이다.

바람직하게는, 합성목재는 목분과 열가소성 합성수지를 혼합한 것이며, 여기에 소량의 열안정제, UV안정제, 치수안정제, 가소제, 윤활제, 필러 등을 필요에 따라 첨가한 것이다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재는, 합성수지 또는 합성목재를 주재(主材)로 하고 내부에 금속 파이프를 삽입하여 압출 성형하는 방법으로 제조한 것이어서, 금속 파이프에 의해 강성이 현저하게 향상될 뿐만 아니라 습도나 온도 또는 햇볕 등 외부 기후변화에 의한 형상변형이 전혀 발생하지 않으며, 성형재 내부에 중공부가 형성되어 있어서 탄성을 갖게 되고 보온 및 단열 기능이 탁월하다. 특히 성형재가 기둥이나 보(beam)로 사용될 경우 성형재의 설치 또는 조립시 강성 확보를 위해 성형재 내부에 금속보강재를 삽입하는 별도의 작업을 하지 않기 때문에 공사기간도 훨씬 단축된다.

또, 본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재는, 성형재를 지지프레임에 나사못이나 볼트와 같은 체결부재로 고정 결합하여 설치한 후 장기간 사용하더라도 체결부재와 금속 파이프가 체결되어 있어서 결합이 헐거워지거나 형상변형이 발생하지 않기 때문에 구조물의 내구성이 향상되며, 성형재에 금속 파이프를 삽입함으로써 합성수지 또는 합성목재와 같은 주재(主材)가 그만큼 적게 소요되므로 성형재의 제조원가도 합성수지 또는 합성목재로만 된 제품에 비해 저렴하다.

본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재의 제조방법은, 하나의 다이(die)에 합성수지 또는 합성목재를 주재로 하는 용융물과 금속 파이프를 동시에 투입하여 한 번의 작업 공정으로 성형재를 제조하기 때문에 작업이 빠르고 간편하여 생산성이 현저하게 높다.

도 1은 종래의 인조목재의 단면을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 압출 성형재의 여러 실시형태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 압출 성형재를 제조하는 설비의 단면도를 개괄적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.

본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재는 등산로, 산책로, 보도 또는 테라스의 바닥에 설치하는 데크, 또는 디자인형 울타리나 정자 등의 기둥이나 보(beam) 또는 난간으로 주로 사용되며, 건축용 내장재 또는 외장재로도 사용할 수 있는데, 성형재의 재질은 합성수지 또는 합성목재(Wood Plastic Composite)이다. 합성목재는 목분(나무분말)과 열가소성 합성수지를 혼합한 것으로, 천연목재와 합성수지 간의 결합으로 목재의 장점과 합성수지의 장점을 모두 갖추고 있어서 나무와 같은 느낌을 주면서도 습기와 수분에 매우 강한 특성을 갖는다.

본 발명의 압출 성형재(10, 10', 10")는, 목분과 열가소성 합성수지를 혼합한 합성목재로 된 본체(11, 11', 11")와, 상기 본체(11, 11', 11")의 내부에 길이방향으로 중공(中空)파이프(13, 13', 13")가 삽입되어 구성된 것이다. 목분과 합성수지를 혼합할 때 열안정제, UV안정제, 치수안정제, 가소제, 윤활제, 색소 등 용도에 따라 기능성 물질 등을 첨가할 수도 있으며, 본체(11, 11', 11")는 합성목재를 사용하지 않고 합성수지만으로 할 수도 있다.

본체(11, 11', 11")는 판넬 또는 기둥이나 보(beam) 형태로 제작되고, 도 2c에 도시한 것과 같이 기둥이나 보의 형태로 제작할 때는 본체(11")의 내부에 하나의 금속 파이프(13")만 삽입하지만(복수 개를 삽입할 수도 있음), 도 2a나 2b에 도시한 것과 같이 판넬 형태로 제작할 때는 본체(11, 11')의 길이방향을 따라 일정 간격으로 다수개의 금속 파이프(13, 13')를 삽입하며 상면에는 돌기(15, 15')와 홈(17, 17')을 교호로 일정하게 형성해 둠으로써 판넬을 바닥면에 깔았을 때 미끄러짐을 방지할 수 있고, 건축용 내장재 또는 외장재로 사용할 때는 미적 효과를 낼 수도 있다.

중공파이프(13, 13', 13")는 성형재(10, 10', 10")의 길이방향으로 배치되고, 그 단면 형상은 원형 또는 다각형이며, 중공파이프(13, 13', 13")의 외면은 주재인 합성수지 또는 합성목재와의 밀착성을 향상시키기 위하여 물리적 또는 화학적 처리에 의해 거칠게 만들거나 일정 간격으로 돌기 또는 홈을 형성해 두는 것이 바람직하다. 또한, 중공파이프(13, 13', 13")의 재질은 알루미늄과 같이 비교적 가벼운 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

합성수지는 주원료로 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), ABS(Acrylonitrile Butadiene Stylene), PVC 등과 같은 열가소성 합성수지를 사용하며, 이와 같은 주원료에 열안정제, UV안정제, 치수안정제, 가소제, 윤활제, 필러 등과 같은 원료를 용도에 따라 소량 첨가한 것이다. 또한 합성목재는 상기와 같은 열가소성 합성수지 60∼40중량부에 80∼200메시의 목분 40∼60중량부를 혼합한 것으로, 여기에 소량의 열안정제, UV안정제, 치수안정제, 가소제, 윤활제, 필러, 커플링제 등을 첨가한 것이다.

본 발명에 따른 중공파이프가 삽입된 압출 성형재의 제조방법에 대하여 설명하면, 주재인 합성수지 또는 합성목재를 압출기(20)에서 다이(die, 29)로 압출시키는 단계와, 상기 압출기에서 압출되는 주재와 중공파이프를 다이(29)에 투입하여 성형재(10, 10', 10")를 성형하는 단계를 거쳐서 제조하게 되며, 상기와 같이 제조된 성형재는 금속파이프가 합성수지 또는 합성목재와 일체로 압출로 성형되기 때문에 제조가 용이함은 물론 중공부가 있기 때문에 성형재에 소정의 탄성을 부여함과 동시에 휨하중에 대하여 부러지거나 크랙이 발생하는 것을 예방할 수 있어서 휨응력과 같은 하중에 충분히 견딜 수 있는 강도와 비틀림 또는 충격에 매우 강한 강성을 갖게 되어 기후변화에도 성형재의 형상변형이 전혀 일어나지 않는다.

압출기(20)는 일반적으로 널리 사용되고 있는 것을 사용하는데, 간략히 설명하면, 주재인 합성수지 또는 목분과 합성수지를 호퍼(21)에 넣고 교반시키고 나서 호퍼(21)의 하부에 연결된 압출기의 하우징(23)으로 주재가 투입되고, 하우징(23)의 내부에 설치된 이송스크류(25)를 통해 주재가 이송되어 압출헤드(27)를 통해 압출헤드(27)에 연결된 다이(29)로 투입되게 된다.

다이(29)의 일단(一端)에서 성형재(10, 10', 10")의 길이방향으로 중공파이프(13, 13', 13")를 삽입함과 동시에 압출헤드(27)에서 압출된 주재를 다이(29)로 공급하면, 중공파이프(13, 13', 13") 주위를 압출헤드(27)에서 압출된 주재가 채우면서 본체(11, 11', 11")가 형성되어 성형재(10, 10', 10")가 성형되게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10, 10', 10" : 성형재 11, 11', 11" : 본체
13, 13', 13" : 중공(中空)파이프 15, 15' : 돌기
17, 17' : 홈
20 : 압출기 21 : 호퍼
23 : 하우징 25 : 이송스크류
27 : 압출헤드 29 : 다이(die)

Claims

압출하여 제조된 성형재에 있어서,
상기 성형재는,
합성수지 또는 합성목재로 성형된 본체;
상기 본체의 내부에 일정 간격으로 삽입된 중공(中空)파이프;
를 구비하며, 상기 본체와 중공파이프가 일체로 압출 성형된 것을 특징으로 하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재.
제1항에 있어서,
상기 본체의 상면에는 돌기와 홈이 교호로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재.
제1항에 있어서,
상기 중공파이프의 단면 형상은 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재.
제1항에 있어서,
상기 합성목재는, 목분 40∼60중량부와 열가소성 합성수지 60∼40중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재.
제1항에 있어서,
상기 성형재는 판넬, 기둥 또는 보(beam) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 중공파이프의 외면에는 일정 간격으로 돌기 또는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공파이프가 삽입된 압출 성형재.