KR101079307B1 - 미끄럼 방지용 인조 목재조성물과 제조방법 및 그 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미끄럼 방지용 인조 목재조성물과 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인조 목재의 표면에 미끄럼을 방지하기 위하여 설치하는 미끄럼방지 돌기에 해당하는 위치에 고무 재질로 이루어진 미끄럼방지 판이 설치되어 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 미끄럼 방지용 인조 목재조성물과 제조방법 및 그 제품에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조목재 조성물과;
천연고무 100 중량%에 대하여 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

Description

미끄럼 방지용 인조 목재조성물과 제조방법 및 그 제품{Sliding prevention artificial lumber}

본 발명은 미끄럼 방지용 인조 목재조성물과 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인조 목재의 표면에 미끄럼을 방지하기 위하여 설치하는 미끄럼방지 돌기에 해당하는 위치에 고무 재질로 이루어진 미끄럼방지 판이 설치되어 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 미끄럼 방지용 인조 목재조성물과 제조방법 및 그 제품에 관한 것이다.

일반적으로 등산로, 산책로, 보행로 또는 단독주택의 마당 등에 보행을 위한 건축자재를 시공한다, 이러한 건축자재로는 돌, 나무, 콘크리트, 벽돌 등을 사용한다.

그러나 이러한 건축자재는 대량생산이 어렵고, 돌이나 나무인 경우에는 대량생산을 위한 자재의 확보가 어렵다는 단점과, 외관 형상이 일정하지 않기 때문에 규격화를 위해서는 별도의 치수가공을 필요로 한다.

우리가 흔히 데크용재 등으로 사용하는 방부목은 소나무 수종인 햄록이나 햄퍼가 주로 원목 소재로 사용하는 것으로 미송 종류에 해당하는 목재의 소재이다.

방부목은 일반 목재가 방부액 처리 공정을 거치면서 방부목으로 생산되는바, 크롬화 등 비산염 처리공정을 거친 방부목은 CCA(Cromated Copper Arsenate)가 주류를 이루고 있다.

방부목에 사용되는 방부액은 부패하지 않도록 하는 약품으로 미생물의 서식을 방지하고, 목재를 파먹고 사는 곤충이 접촉하면 사멸되도록 하는 목적이므로 맹독성 물질을 함유하고 있으며, 외부로 물질이 스며나와 인체와 토양 및 화초 등을 오염시킬 수 있는 가능성이 있다.

상기 방부목에 포함되어 있는 물질은 크롬, 비소, 구리 등이 함유되어 자연과 인체에 해로운 독극물이 방출되기 때문에 이러한 물질에 대한 법적 규제는 점점 강화되고 있는 실정이다.

이러한 방부목을 대체하기 위해 기존의 목분을 이용한 WPC(Wood Plas샤ㅊ Composite)를 인조 목재로 사용되어 왔으나, 이 역시 표면경도, 나사 결합 이탈성, 온도변화에 따른 변성 등의 단점이 노출되어 물리적, 화학적 물성의 보강과 더불어 친환경적인 제품을 만들기 위해 일반적으로 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 도는 폴리염화비닐(PVC) 수지에 목분을 혼합한 복합재료를 사용하여 왔다.

그러나 상기 범용 수지들은 성형 후 표면 경도가 취약하고 온도의 변화에 따라 수축율에 이상이 발생하는 단점과, 목분의 점성이 부족한 성질로 인하여 수지와의 결합력을 높이기 위한 혼합비율이 1:1의 중량비 이상으로 하여야 성형이 가능하였다.

실제로 거의 모든 인조 목재(WPC)는 목섬유 보다 목분을 이용하며, 목분은 칩, 셰이빙, 톱밥과 같은 재활용 물질을 미세한 분말 형태로 분쇄시켜 만들어 지므로 가공이 어려운 목섬유는 종종 우수한 복합재의 성질을 보이며, 충전제로 사용되기 보다는 주로 강화제로 사용되기도 한다.

상기와 같이 다양한 재질을 사용한 인조 목재는 인도와 계단 등과 같이 통행로로 시공하는 경우 야간에는 잘 보이지 않아서 보행의 안정성이 저하되고, 노인이나 어린이의 경우 작은 안전사고로도 크게 다치는 경우가 많이 발생하므로, 종래에는 양쪽 끝 부분이나 코너 부분에 별도의 표식을 부착하는 것으로 대체하였다.

그러나 별도의 위치에 부착하는 표식은 쉽게 오염되거나 훼손되어 기능을 다하지 못하는 경우가 많았고, 별도의 시공을 필요로 하는 결점이 있었다.

이러한 결점을 방지하기 위한 종래의 기술로는 발명특허 제10-0917375호(2009. 09. 08. 등록)과, 발명특허 제0439391호(2008. 04. 01. 등록), 실용신안공개번호 제20-2009-001709호(2009. 02. 24. 공개) 등이 제안된바 있다.

상기와 같은 다양한 종류의 인조 목재는 통행로에 설치하는 것이 일반적이며, 통행시에 미끄러짐에 의한 안전사고를 방지하기 위해 표면에 요철을 형성하고, 인조 목재가 납품되기 이전에 표면을 거칠게 하는 샌딩작업을 수행하게 되지만, 샌딩작업을 수행하는 경우에도 빗물이나 눈에 의한 미끄럼을 충분하게 방지할 수 없는 결점이 있었다.

문헌 1. 발명특허 제10-0917375호(2009. 09. 08. 등록) 문헌 2. 발명특허 제0439391호(2008. 04. 01. 등록) 문헌 3. 실용신안공개번호 제20-2009-001709호(2009. 02. 24. 공개) 문헌 4. 특허공개번호 제10-2011-0022117호(2011. 03. 07. 공개)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명의 해결과제는, 강도가 좋고 미끄럼이 방지되는 인조 목재를 압출하여 생산하면서 표면의 미끄럼방지 판을 고무재질로 일체형으로 성형하여 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 해결과제는, 산책로, 공원, 수변 등의 야외 위험지역이나 인조 목재가 설치되는 모든 지역에서 가로등이 없는 어두운 장소에서 축광물질을 함유하여 위험을 줄이고 야간에도 쉽게 식별할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조목재 조성물과;

천연고무 100 중량%에 대하여 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조목재 조성물과;

천연고무 100 중량%에 대하여 축광 안료 10∼35 중량%, 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 천연고무 100 중량%에 대하여 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판을 압출하는 단계;

상기 미끄럼방지 판을 공급하는 단계;

목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조 목재를 압출하는 단계; 및

상기 인조 목재(10)의 판 설치홈(14)에 미끄럼방지 판을 공급하여 표면의 일부에 일체형으로 형성되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지용 인조 목재의 제조방법.

본 발명은 강도가 좋고 미끄럼이 방지되는 인조 목재를 압출하여 생산하면서 표면의 미끄럼방지 판 일부를 고무재질로 일체형으로 성형하여 인조 목재로 이루어진 미끄럼방지 돌기보다 높은 미끄럼 방지기능을 수행할 수 있도록 함으로써 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 산책로, 공원, 수변 등의 야외 위험지역이나 인조 목재가 설치되는 모든 지역에서 가로등이 없는 야간에 보행자, 사용자가 어두운 장소에서의 위험을 줄이고 축광물질을 함유하여 위험을 줄이며 야간에도 쉽게 식별할 수 있도록 함으로써 사용자에게 안전성, 편의성, 미려함을 제공하는 것이다.

도 1 은 종래 인조 목재에 대한 단면도
도 2 는 본 발명의 인조 목재에 대한 분리상태 단면도
도 3 은 본 발명의 인조 목재에 대한 완성상태 단면도
도 4 는 본 발명의 금형 성형상태를 나타낸 단면도
도 5 은 본 발명의 미끄럼방지 판에 대한 단면도
도 6 은 본 발명의 미끄럼방지 판에 대한 설치상태 단면도
도 7 은 본 발명의 미끄럼방지 판에 대한 다른 실시예의 단면도

이하에서 첨부한 도면을 통하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 인조 목재에 대한 분리상태 단면도이고, 도 3은 본 발명의 인조 목재에 대한 완성상태 단면도를 나타낸 것이다.

인조 목재(10)는 외부로 노출되는 표면(11)에 요철형태의 미끄럼방지 돌기(12)를 형성하는 것이며, 상기 미끄럼방지 돌기(12)의 전체면 또는 일부분이나 일정한 간격에 1∼4개의 범위에서 수지 미끄럼방지 돌기(21)가 형성된 미끄럼 방지판(20)을 일체형으로 고정시켜 미끄럼을 방지할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 금형 성형상태를 나타낸 단면도에 관하 것으로, 미끄럼방지 판(21)은 미리 사출 성형하여 압출기(30)의 전방에 설치한 금형(30a)으로 공급하거나 압출기에서 압출하여 금형(30a)으로 직접 공급하고, 상기 압출기(30)에서 공급되는 펠렛에 의해 인조 목재(10)와 미끄럼방지 판(21)을 일체형으로 압출하는 방법으로 성형하는 것이다.

도 5은 본 발명의 미끄럼방지 판에 대한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 미끄럼방지 판에 대한 설치상태 단면도를 나타낸 것이다.

미끄럼방지 판(20)은 고무 재질이나 연질의 합성수지(PE, PP 등) 재질과 소정의 폭으로 이루어진 수지 미끄럼방지 돌기(21)를 상측에 설치하여 인조 목재(10)의 미끄럼방지 돌기(12)가 없는 설치홈(22)에 일체형으로 압출 또는 사출하여 성형하거나, 미리 압출한 미끄럼방지 판(20)을 실리콘(22) 등의 접착제로 일체형이 되도록 고정하여 설치하는 것이다.

상기 수지 미끄럼방지 돌기(21)는 미끄럼방지 돌기(12)에 비하여 상측으로 1∼3mm의 범위에서 돌출되어 미끄럼방지역할을 상승시킬 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명의 미끄럼방지 판에 대한 다른 실시예의 단면도를 나타낸 것으로, 미끄럼방지 판(20)은 요철형태의 다양한 형상으로 이루어지는 것이 가능하며, 마름모꼴이나 반원형의 요철로 이루어지는 것이 가능하다.

상기 마름모꼴이나 반원형의 요철은 일자형태의 요철이나 일정한 간격에서 상측으로 돌출되는 형태가 모두 가능하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 인조 목재(10)를 소정의 비율로 혼합하여 압출기(30)에서 용융상태로 금형(30a)에 공급하여 압출하면서 표면(11)의 전체면이나 일부 또는 소정의 간격에 판 설치홈(14)을 형성하여 압출에 의해 성형한 후 미끄럼방지 판(20)을 실리콘(22) 등의 접착제 판 설치홈(14)에 고정하여 설치하거나, 미끄럼 방지판(20)을 압출하여 금형(30a)에 공급하면서 인조 목재(10)를 동시에 압출하여 미끄럼 방지판(20)이 표면(11)의 전체면이나 일부 또는 소정의 간격에 판 설치홈(14)으로 위치하게 되므로 일체형이 되도록 성형된다.

상기 미끄럼방지 판(20)에 형성한 다양한 형태의 수지 미끄럼방지 돌기(21)는 표면(11)에 형성하는 미끄럼방지 돌기(12)에 비하여 마찰계수가 크게 향상되는 것이어서 미끄럼에 의한 안전사고를 방지할 수 있는 것이다.

상기 수지 미끄럼방지 돌기(21)는 고무재질과 연질의 합성수지(PE, PP 등) 재질로 성형하는 것이며, 인조 목재(10)에 설치할 때 표면(11)에서 상측으로 1∼3mm의 범위에서 더 돌출되도록 형성하여 미끄럼방지 기능을 크게 향상시키는 것이다.

상기 미끄럼방지 판(20)은 축광 안료를 혼합하여 사용하는 경우 미끄럼방지 기능을 제공하면서 야간에는 자연광 또는 인조광의 에너지는 축척하고 있다가 주변이 어두워 지면서 빛을 발하게 되면서 통행에 가로등이 없는 경우에도 통행로의 역할을 수행하여 안전하게 이동할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 인조 목재(10)는 목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 조성물이다.

상기 목분(톱밥)은 나무, 나무가지, 뿌리, 등의 가루로서 폐목을 갈아서 활용할 수 있으며, 목재소 등에서 배출되는 톱밥을 활용하는 것이 가능하다.

목분은 인조 목재가 나무의 촉감이나 특성을 나타내도록 하는데 사용되며, 목분이 30 중량% 미만일 경우에는 완성된 인조 목재에 나무의 특성이 잘 나타나지 않고, 플라스틱 덩어리와 같은 느낌을 갖게 된다. 그리고 70 중량% 이상이면 비율이 높아서 다른 원료와의 결합강도가 저하되고, 내구성이 약한 단점이 있으며, 바람직하게는 45∼55 중량%가 적합하다.

합성수지는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(LDPE, HDPE)이 대표적으로 사용하며, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 20 중량% 미만일 경우에는 압출성이 저하되는 특성이 발행하게 되며, 40 중량% 보다 높을 경우에는 나무의 특성이 잘 나타나지 않게 되고 바람직하게는 30 중량%가 적합하다.

상기 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 폐 제품의 폐기물 스크랩을 수집하여 제척하고 용융시킨 다음 펠릿으로 제조한 재생수지를 사용하거나 신수지에 소정량을 혼합하여 사용함으로써 더욱 유리한 효과를 얻을 수 있다.

수축 방지제로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 사용하며, 바람직하게는 5∼15 중량%를 사용한다.

충전제는 무기 충전제를 사용하며, 금속의 산화물 또는 수산화물로서 구체적으로는 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 알루미나, 마그네시아, 탄산규소 등이 통상적으로 15∼25 중량% 범위가 사용된다.

보강제는 유리섬유 보강제를 사용하는 것이 바람직하며, 장섬유 형태로 사용하고, 중량에 대하여 크게 영향이 없으나 5∼15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 조성이 5 중량% 미만이면 보강효과가 저하되고, 15 중량% 이상이면 보강의 상승효과가 미미하다.

이와 같은 인조 목재용 복합재료는 구형 또는 원기둥형의 펠릿으로 압출 성형하는 단계를 거친 후 금형에 의해 압출 성형하는 방법에 의해 인조 목재를 완성품으로 제조하면서 축광 물질(31)을 성형할 위치에 일체형이 되도록 압출하거나 홈을 형성한 후 접착제를 사용하여 축광 물질(31)이 일체형으로 고정하는 것이다.

미끄럼방지 판(20)은 천연고무 100 중량%에 대하여 축광 안료 10∼35 중량%, 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%를 포함하여 구성되는 것이다.

상기 천연고무는 NR 라텍스(HA, DRC 60%) 외에도 LA-BA(02% ammonia, 0.2% boric acid, DRC 60%), LA-SPP, 크림 라텍스, LA-ZDC 등이 사용될 수 있으며, 가류제로서 활성아연화, 아연화 1호 등이, 촉진제로서 D, DT, M, DM, CZ, PX, PZ, TP, MZ, TT, PP, TE, TET 등이, 분산제로서 DAXDA-Ⅱ, TAMOL-N, HORNKEM-1 등이 첨가될 수 있다.

안정제로서 CMC, 벤토나이트, 중점제로서 폴리 비닐 알코올, 암모늄 폴리 아크릴레이트 등이, 노화방지제로서 W, WL, WX, SP, WS, S 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 고무 조성물의 내유성, 내수성, 내약품성 등을 향상시키기 위하여 ACA, NBR< CR, SBR 등의 합성고무를 천연고무 10 중량%에 대하여 10∼40 중량부로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 올레인산 염은 올레인산 칼륨 또는 올레인산 나트륨을 사용하며, 카제인 염은 카제인 암모늄, 카제인 칼륨, 카제인 붕사로 구성되는 군으로부터 1종 이상 첨가되는 것이다.

상기 감열화제는 폴리 알킬렌 글리콜, 폴리 비닐 메틸 에테르, 폴리 에테르 폴리 포르말로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 첨가되는 것이다.

축광 안료는 산화스트론튬 50∼65 중량%, 산화알루미늄 30∼45 중량%, 산화디스프로슘 1∼10 중량%, 산화유로폼 0.5∼2 중량%로 구성되고,

상기 축광 안료는 산화스트론튬 57 중량%, 산화알루미늄 39 중량%, 산화디스프로슘 3.3 중량%, 산화유로폼 0.7 중량%로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 축광 안료는 입자 40∼60㎛가 되도록 공급하여 휘도를 측정한 결과, 정전시 발광 10분 후 측정휘도가 750 mcd/㎥정도였으며, 정전시 사람의 육안으로 물체를 식별할 수 있는 휘도인 2 mcd/㎥까지의 잔광 지속 시간이 8시간에 달했다.

축광 안료는 일상 생활에서 사용되는 자연광 또는 인조광이 입사될 때에는 그 에너지를 흡수하여 축적하고 있다가 광이 더 이상 입사되지 않으면 축적하였던 에너지를 광의 형태로 소정 시간 동안 방출하는 성질을 가진다,

본 발명은 인조 목재의 압출 성형시에 미끄럼 방지턱이 형성된 표면에 고무재질로 이루어진 미끄럼방지 판을 설치하여 마찰계수를 크게 향상시켜 미끄럼에 의한 안전사고를 방지하고, 축광 물질을 미끄럼방지 판에 혼합하여 인조 목재와 일체형으로 성형함으로써 낮에 광을 입사하여 에너지를 축적한 후 야간에 에너지를 방출하는 것으로 야간에 쉽게 식별할 수 있도록 하는 등 다양한 기능성을 제공할 수 있게 되는 것이다.

10 : 인조 목재 11 : 표면
12 : 미끄럼방지 돌기 14 : 판 설치홈
20 : 미끄럼방지 판 21 : 수지 미끄럼방지 돌기
22 : 실리콘 30 : 압출기
30a : 금형

Claims (5)

1. 목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조목재 조성물과;
   천연고무 100 중량%에 대하여 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 미끄럼 방지용 인조 목재 조성물.
   
2. 목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조목재 조성물과;
   천연고무 100 중량%에 대하여 축광 안료 10∼35 중량%, 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 미끄럼 방지용 인조 목재 조성물.
   
3. 제 2항에 있어서,
   축광 안료는 산화스트론튬 50∼65 중량%, 산화알루미늄 30∼45 중량%, 산화디스프로슘 1∼10 중량%, 산화유로폼 0.5∼2 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지용 인조 목재 조성물.
   
4. 천연고무 100 중량%에 대하여 레인산 염 2∼15 중량%, 카제인 염 0.5∼5 중량%, 감열화제 0.5∼5 중량%, 증점제 1∼5 중량%로 이루어진 미끄럼방지 판(20)을 압출하는 단계;
   상기 미끄럼방지 판(20)을 공급하는 단계;
   목분 30∼54.9 중량%, 합성수지 20∼40 중량%, 수축방지제 5∼15 중량%, 충전제 15∼25 중량%, 보강제 5∼15 중량%, 첨가제 0.1∼1 중량%로 이루어진 인조 목재(10)를 압출하는 단계; 및
   상기 인조 목재(10)의 판 설치홈(14)에 미끄럼방지 판(20)을 공급하여 표면(11)의 일부에 일체형으로 형성되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지용 인조 목재의 제조방법.
   
5. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 조성물로 제조하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지용 인조 목재.

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