KR101074055B1 - 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법 - Google Patents

Abstract

은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법은 (a) 목재 분말 100 중량부에 대하여 은나노 입자 0.2 내지 2 중량부를 탱크에 투입하여 혼합하고 혼합된 분말에 사이클로헥사논 용제를 투입하고 혼합하면서 섭씨 50 내지 70도로 가열하는 단계와; (b) 사이클로헥사논을 배출하고 섭씨 50 내지 70도로 가열된 메틸에틸케톤 용제를 투입하여 30초 이상 2분 미만 혼합하는 단계와; (c) 탱크에서 메틸에틸케톤 용제를 제거하고 건조시키는 단계와; (d) 폴리우레탄 레진을 분쇄하여 분말화하는 단계와; (e) 상기 (c) 단계가 완료된 탱크에 목재 분말 100 중량부에 대하여 상기 (d) 단계로 준비된 폴리우레탄 바인더 분말 5 내지 10 중량부를 투입하고 탱크 온도를 섭씨 40 내지 60도로 승온시켜 혼합하는 단계; 및 (f) 상기 (e) 단계가 완료된 분말을 형틀에 투입하여 압축 성형하되 최종의 적정 압축력을 100 이라할 때 50 미만으로 1차 압축하면서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하는 단계, 50 내지 100 미만으로 2차 압축하며서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하는 단계, 100의 압축력으로 최종 압축 성형하는 3 단계의 순차 압축 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 은나노 입자를 포함하되 목재 자체에 은나노 입자를 포함하게 되어 시트지를 사용하지 않는 경우에도 은나노 효과를 제공하되 백화 현상이 없이 압축 성형이 가능하다는 장점이 있고, 시트지가 부착되는 경우에도 그 시트지는 오랜 기간에 걸쳐 개선된 기존의 가구용 시트지를 그대로 사용하므로 장기간 사 용하여도 시트지가 잘 이탈되지 않는다는 장점이 있는 은나노 입자를 포함한 가구 제조 방법을 제공할 뿐만 아니라 한번에 압축 성형한 가구에 비하여 미성형 불량이나 크랙 또는 에어홀이 감소된다.

은나노, 가구, 사이클로헥사논, 3단계 압축 성형

Description

은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법{Furniture manufacturing method containing silver nano}

본 발명은 가구 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 은나노 입자를 포함하되 목재 자체에 은나노 입자를 포함하게 되어 시트지를 사용하지 않는 경우에도 은나노 효과를 제공하는 가구 제조 방법에 관한 겄이다.

은나노 입자는 항균 효과가 있다고 널리 알려져 있어 최근에는 가전제품, 생활용품등 수많은 분야에서 적용되고 있다. 가구 분야에서도 은나노를 적용하고자 하는 시도가 있어왔다.

대한민국 등록특허 제10-0842956호에서는 은나노를 코팅 시트 형태로 부착하는 은나노 항균 침대형 황토 소파가 개시되어 있다. 상기 공개 특허에 개시한 은나노 코팅시트(226)는 부직포(226a)와, 이 부직포(226a)의 표면에 형성된 은나노 코팅층(226b)으로 이루어져 있으며, 이 은나노 코팅층은 맥반석 10~30 중량%, 알루미나 10~30 중량%, 실리카 5~20 중량%, 흑운모 5~10중량%, 백운모 5~10중량%, 활석 5~10중량%, 발포제 2~5중량%, 바인더 2~5중량%가 혼합된 세라믹 물질의 표면에 2~100㎚의 평균입자직경을 갖는 은나노 입자가 코팅되어 있다. 즉, 은나노를 코팅 시트 형태로 부착하고 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 은나노 함유 가구 제조 방법은 목재 자체가 아닌 시트지 형태로 붙이는 방식으로 되어 있어 실제 항균이 필요한 가구 내부에 은나노가 포함되지 않고 표면에서만 은나노 처리되며 은나노 처리 공정에 의하여 일반 시트지의 특성과는 달리 열팽창 계수 및 수분 흡수율이 목재와 크게 상이하여 장기간 사용하면 시트지가 단기간에도 떨어질 수 있다는 문제가 있다.

또한 대한민국 공개특허 10-2006-0084472호에는 피톤치드 은나노 혼합액을 가구에 도포하는 방법 및 그혼합액, 도포된 가구가 개시되어 있다. 상기 공개 특허에 따르면 제조된 가구의 내외부 표면에 접착제를 이용하여 표면재를 부착하는 단계와, 방향성 항생물질인 피톤치드와 초미립자 은으로 된 은나노 물질을 혼합하여 피톤치드 은나노 혼합액을 만드는 단계와, 상기 피톤치드 은나노 혼합액을 일정 압력 이상으로 분사하는 단계를 포함하는 피톤치드 은나노 혼합액을 가구 표면에 도포하고 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 은나노 함유 가구 제조 방법은 가구 표면에 접착제를 이용하여 표면재를 부착하고 그 표면재에 은나노 혼합액을 도포하는 방식으로 되어 있는데 이와 같은 방법으로 하면 위에서 설명한 바와 같이 은나노 처리 과정에서 표면재는 일반 시트지의 특성과는 달리 열팽창 계수 및 수분 흡수율이 목재와 크게 상이하게 되어 결국 목재와 표면재의 열팽창 계수 및 수분 흡수율이 상이하여 표면재의 이탈이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 은나노 입자를 포함하되 목재 자체에 은나노 입자를 포함하게 되어 시트지를 사용하지 않는 경우에도 은나노 효과를 제공하되 백화 현상이 없이 압축 성형할 수 있고 시트지가 부착되는 경우에도 적용할 수 있으며 미성형 불량이나 크랙 또는 에어홀을 줄일 수 있는 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법은,

(a) 목재 분말 100 중량부에 대하여 은나노 입자 0.2 내지 2 중량부를 탱크에 투입하여 혼합하고 혼합된 분말에 사이클로헥사논 용제를 투입하고 혼합하면서 50 내지 70도로 가열하는 단계;

(b) 사이클로헥사논을 배출하고 섭씨 50 내지 70도로 가열된 메틸에틸케톤 용제를 투입하여 30초 이상 2분 미만 혼합하는 단계;

(c) 탱크에서 메틸에틸케톤 용제를 제거하고 건조시키는 단계;

(d) 폴리우레탄 레진을 분쇄하여 분말화하는 단계;

(e) 상기 (c) 단계가 완료된 탱크에 목재 분말 100 중량부에 대하여 상기 (d) 단계로 준비된 폴리우레탄 바인더 분말 5 내지 10 중량부를 투입하고 탱크 온도를 40 내지 60도로 승온시켜 혼합하는 단계; 및

(f) 상기 (e) 단계가 완료된 분말을 형틀에 투입하여 압축 성형하되 최종의 적정 압축력을 100 이라할 때 50 미만으로 1차 압축하면서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하는 단계, 50 내지 100 미만으로 2차 압축하며서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하는 단계, 100의 압축력으로 최종 압축 성형하는 3 단계의 순차 압축 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 은나노 입자를 포함하되 목재 자체에 은나노 입자를 포함하게 되어 시트지를 사용하지 않는 경우에도 은나노 효과를 제공하되 백화 현상이 없이 압축 성형이 가능하다는 장점이 있고, 시트지가 부착되는 경우에도 그 시트지는 오랜 기간에 걸쳐 개선된 기존의 가구용 시트지를 그대로 사용하므로 장기간 사용하여도 시트지가 잘 이탈되지 않는다는 장점이 있는 은나노 입자를 포함한 가구 제조 방법을 제공할 뿐만 아니라 한번에 압축 성형한 가구에 비하여 미성형 불량이나 크랙 또는 에어홀이 감소된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법의 주요 단계들을 흐름도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법에서는 먼저 목재 분말 100 중량부에 대하여 은나노 입자 0.2 내지 2 중량부를 탱크에 투입하여 혼합하고 혼합된 분말에 사이클로헥사논 용제를 투입하고 혼합하면서 섭씨 50 내지 70도로 가열한다(단계 102).

은나노 입자는 목재 분말 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 미만이 되면 항균 효과가 미미하게 되고 2 중량부를 초과하면 목재 분말 특성으로 추정되는 메커니즘에 의하여 압축 성형시 백화 현상(stress whitening)이 급증하게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면 목재 분말 100 중량부에 대하여 은나노 입자 0.2 내지 2 중량부를 탱크에 투입하여 혼합한다.

또한, 본 발명에 따르면 목재 분말에 사이클로헥사논을 투입하여 수분 및 진액을 제거하는 과정을 포함하는데 주목할 필요가 있다. 즉, 사이클로헥사논을 투입하고 혼합하는 과정에 의하여 목재 표면에 포함된 수분 및 진액 성분들과 함께 이후 압축 성형 공정에서 목재 입자들과 바인더가 붙는 것을 방해하는 미세 목재 분말이 용제에 의하여 용해 또는 씻겨 들어가게 된다. 하지만 톨루엔이나 메틸에틸케톤등과 같은 다른 용제들은 목재 분말에 침착되면 목재 분말이 부스러지고 이후 압축 성형 공정에서 크랙이 발생하게 되는 원인을 제공하는 쇼크 현상이 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에 따르면 사이클로헥사논을 수분 및 진액 성분 제거와 미세 목재 성분의 제거에 사용한다.

한편, 사이클로헥사논은 다른 용제들에 비하여 증발이 잘 되지 않는다. 사이클로헥사논 용제가 남아 있으면 압축 성형공정에서 크랙 발생이 증가될 뿐만 아니라 완제품을 대량으로 적치한 공간에서 두통을 유발하는 악취가 발생하여 생산에 어려움을 겪는다. 따라서, 본 발명에 따르면 사이클로헥사논을 빠르게 증발시킬뿐 만 아니라 수분 및 진액 제거도 가속화할 수 있도록 단계(S102)에서 섭씨 50 내지 70도로 가열하면서 혼합한다. 가열 온도가 50 도 미만이면 증발이 더디게 되어 수분이 침착되는 문제가 발생할 수 있고 70도를 초과하면 용제 특성상 화재의 위험이 높아질 수 있어 그다지 바람직하지 않다.

다음으로 본 발명에 따르면 사이클로헥사논을 제거를 가속화하기 위하여 사이클로헥사논을 배출하고 섭씨 50 내지 70도로 가열된 메틸에틸케톤 용제를 투입하여 30초 이상 2분 미만 혼합(단계 S104)하고, 탱크에서 메틸에틸케톤 용제를 제거하고 건조시킨다(단계 S106). 단계(S104)는 사이클로헥사논을 톨루엔에 용해하여 동시 배출되기 위한 목적으로 이루어지는 것으로 톨루엔이 목재 분말에 침착되지 않도록 상기 단계(S102)에 비하여 짧은 예컨대 30초 이상 2분 미만 이루어진다. 30초 미만이면 사이클로헥사논이 용해되어 나오기에 불충분하여 이후 완제품에서 사이클로헥사논 특유의 냄새가 발산된다.

다음으로, 폴리우레탄 레진을 분쇄하여 미세 분말화하여 폴리우레탄 바인더 분말을 준비(S108)하고, 상기 단계(S106)가 완료된 탱크에 목재 분말 100 중량부에 대하여 상기 단계(S108)로 준비된 폴리우레탄 바인더 분말 5 내지 10 중량부를 투입하고 탱크 온도를 40 내지 60도로 승온시켜 혼합한다(S110).

이제, 상기 단계(S110)가 완료되어 바인더와 목재 분말이 고르게 혼합된 혼합물을 형틀에 투입하여 압축 성형하되 최종의 적정 압축력을 100 이라할 때 50 미만으로 1차 압축하면서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하고, 50 내지 100 미만으로 2차 압축하며서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하며, 마지막으로 진동을 제거한 상 태에서 최종 적정 압축력인 100의 압축력으로 최종 압축 성형한다(S112). 여기서 압축력은 압축 성형기마다 표시 압력 단위 뿐만 아니라 표시값도 다르고 실험에 의하여 결정되는 것으로 그 절대값은 변화된다.

목재 분말은 일반 사출 재료에 비하여 유동성이 낮기 때문에 경우에 따라 부분 미성형 또는 크랙이나 에어홀(air hole)이 발생하는 경우가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 따르면 3 단계로 증압하면서 압축 성형하고 저압 단계에서는 형틀에 진동을 가한다. 1차로 최종의 적정 압축력을 100 이라 할 때 50 미만으로 압축하면서 형틀에 진동을 가하면 내부에 분말이 엉켜있거나 비어있는 비교적 대형의 공극들이 제거된다.

또한, 2차로 50 내지 100 미만으로 압축하면서 형틀에 진동을 가하면 내부에 미세 공극들이 제거된다. 마지막으로, 최종의 적정 압축력인 100의 압축력으로 최종 압축 성형한다. 여기서, 본 발명에서와 같이 진동을 가하는 3단 압축 성형 공정에 의하여 성형한 가구는 한번에 100의 압축력으로 압축 성형한 가구에 비하여 미성형 불량이나 크랙 또는 에어홀이 감소된다.

마지막으로, 상기 단계(S112)에 의하여 압축 성형된 가구에는 기존의 시트지가 부착될 수 있다.

상기와 같이 이루어진 가구는 은나노 입자를 포함하지만 실제 항균이 필요한 가구 내부에 은나노가 포함되도록 한다는 장점과 시트지가 부착되는 경우에도 그 시트지는 오랜 기간에 걸쳐 개선된 기존의 가구용 시트지를 그대로 사용하므로 장기간 사용하여도 시트지가 잘 이탈되지 않는다는 장점이 있으며, 한번에 압축 성형 한 가구에 비하여 미성형 불량이나 크랙 또는 에어홀이 감소된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법의 주요 단계들을 나타낸 흐름도.

Claims (1)

1. (a) 목재 분말 100 중량부에 대하여 은나노 입자 0.2 내지 2 중량부를 탱크에 투입하여 혼합하고 혼합된 분말에 사이클로헥사논 용제를 투입하고 혼합하면서 섭씨 50 내지 70도로 가열하는 단계;

   (b) 사이클로헥사논을 배출하고 메틸에틸케톤 용제를 투입하여 30초 이상 2분 미만 혼합하는 단계;

   (c) 탱크에서 메틸에틸케톤 용제를 제거하고 건조시키는 단계;

   (d) 폴리우레탄 레진을 분쇄하여 분말화하는 단계;

   (e) 상기 (c) 단계가 완료된 탱크에 목재 분말 100 중량부에 대하여 상기 (d) 단계로 준비된 폴리우레탄 바인더 분말 5 내지 10 중량부를 투입하고 탱크 온도를 섭씨 40 내지 60도로 승온시켜 혼합하는 단계; 및

   (f) 상기 (e) 단계가 완료된 분말을 형틀에 투입하여 압축 성형하되 최종의 적정 압축력을 100 이라할 때 50 미만으로 1차 압축하면서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하는 단계, 50 내지 100 미만으로 2차 압축하며서 일정시간동안 형틀에 진동을 가하는 단계, 100의 압축력으로 최종 압축 성형하는 3 단계의 순차 압축 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 은나노 입자를 포함하는 가구 제조 방법.

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