KR101096511B1 - 코코넛보드용 접착제 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코코넛을 이용한 코코넛 보드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코코넛 껍질의 섬유질을 고열 고압으로 압축 성형하여 보드를 제조하여 내수성 및 강도가 증가한 코코넛보드 제조방법으로, 코코넛 과육을 둘러싸고 있는 섬유질을 코코넛으로부터 분리하여 건조시키는 단계와; 상기 건조된 코코넛의 섬유질을 넓게 펴서 판의 형태인 섬유판으로 구성하는 단계와; 상기 섬유판에 접착제를 투입하는 단계와; 상기 접착제가 투입된 섬유판을 고온 고압의 프레스에 투입하여 판넬을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

코코넛보드용 접착제 제조방법{METHOD TO PRODUCE COCONUT BOARD ADHESIVE}

본 발명은 코코넛를 위한 코코넛 보드 접착제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코코넛 껍질의 섬유질을 고열 고압으로 압축 성형하여 보드를 제조하여 내수성 및 강도가 증가한 코코넛보드용 접착제 제조방법에 관한 것이다.

보드는 원형의 나무를 가공하여 얇은 판의 형태로 제조하는 나무판의 기본 구조를 대체하기 위하여 나무 가루 내지는 다양한 목재 재질을 이용하여 압축함으로써 판넬의 형태로 구성하는 효과적인 가공물 중의 하나이다.

일반적인 합판은 박판을 포개어 접착함으로써 구성하게 되는데, 포개는 박판의 장수가 3, 5, 7장 등으로 표판과 이판의 섬유방향이 같아지게 홀수를 사용하며, 한 장의 박판을 단판이라 하고, 표면에 위치하는 단판을 표판이라 하여 치장을 겸하기 때문에 치장판이라고 하고, 뒷면의 단판을 이판, 중간 것을 심판이라 하며, 5장 합판은 심판 양쪽에 덧심을 붙이는데, 표리판 덧심판의 재질 두께 섬유방향은 합판의 뒤틀림을 방지하기 위하여 원칙적으로 각각 같게 한다.

용재로는 남양재 특히 나왕이 가장 많이 사용되고 있으며, 치장합판을 제작하기 위해서는 국산재인 자작나무 밤나무 참나무 느티나무 등 활엽수가 쓰이는데, 두께 0.2 mm 정도의 단판용에 많이 쓰이고, 겹쳐진 단판은 접착제의 종류에 따라 상온가압 또는 열압하여 만든다.

기계로 15~20장의 합판을 동시에 열합하여 수시간이 경과하면 꺼내어 크림프로 24시간 눌러두고, 압력은 보통 10~18 kg/cm2이고 온도는 160 ℃ 정도이다.

합판에는 표면가공이 없는 보통합판과, 합판 표면에 오버레이 프린트 도장 등의 가공된 특수합판이 있으며, 접착강도의 분류로는 1류 2류 3류 합판으로 구분하고, 용도별로는 내수합판 방화합판 방충합판 방부합판이 있으며 내구성 마모성에 따라 카운터용 벽면용 특수 벽면용이 있다.

이와 같은 합판이 더욱 발전하여 대패 가루내지는 대나무를 이용하는 방법에서 부터 다양한 재료를 이용하여 합판을 구성하는 방법등 다양한 방법이 적용되어 사용 목적에 따라 사용하고 있는 것이다.

그러나 이러한 합판들은 일반적으로 못질을 하였을 때 쉽게 찢어지는 문제를 내포하고 있으며 이러한 문제를 해소하기 위해서는 많은 비용을 요구하여 제품의 생산 비용이 증가하는 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 대나무를 이용한 보드가 개발되어 차량용 데크 생산을 위하여 사용되고 있는데 상기 대나무 보드의 경우 대나무를 고압 고열로 압축하여 대나무가 파손되면서 서로 엉켜 내수성 및 강도가 증가하도록 사용하고 있으나 대나무 섬유질이 엉키는 정도가 약하고 그 표면이 깔끔하지 못하며 잦은 못질에 파손되는 문제점을 안고 있는 것이다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위하여 저렴하면서도 고품질의 판넬을 생산하면서도 그 두께를 자유자재로 조절할 수 있으며 다량의 못질에도 쉽게 파손되지 않는 내수성 코코넛보드용 접착제의 제조 방법을 개시한다.

본 발명의 목적은 내수성 및 내부 강도를 증대시킨 보드를 효과적으로 제조하도록 접착제를 개발하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 전체 중량에 대하여 50~70중량%의 라텍스와; 전체 중량에 대하여 30~50중량%의 수용성 페놀 수지와; 상기 수용성 페놀 수지의 중량에 대하여 10~30중량부의 황토가 도포된 한지가 추가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 코코넛 보드용 접착제 제조 방법을 제공한다.

또한, 상기 황토가 도포된 한지는, 황토를 물에 풀면서 이물질을 제거하고, 방치하여, 이물질이 제거된 황토가 바닥에 가라앉게 하고, 상등액을 제거하여, 이물질이 제거된 황토를 얻는 단계(단계 1); 상기 이물질이 제거된 황토를 한지에 도포하고 건조하여 황토가 도포된 한지를 얻는 단계(단계 2); 및 상기 황토가 도포된 한지를 절단하는 단계(단계 3); 를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 구성된 본 발명은 내수성 및 내부 강도를 증대시킨 보드를 효과적으로 제조하도록 접착제를 생산할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 코코넛 구조
도 2는 본 발명에 의한 코코넛 껍질 건조
도 3은 본 발명에 의한 코코넛 껍질 정렬
도 4는 본 발명에 의한 코코넛 껍질 압축
도 5는 본 발명에 의한 페놀수지 투입
도 6은 본 발명에 의한 고온압축
도 7은 본 발명에 의한 코코넛 보드

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성 및 구조에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 코코넛 구조를 도시하고 있는 것으로, 코코넛은 단단한 껍질과 내부의 과육과 과육 내부에는 다량의 즙이 있어서 음료로 음용 하는 것도 가능한 식물 중의 하나이다.

이러한 코코넛의 젤리 형태로 되어 있는 과육은 그대로 식용으로 사용하거나 가공하여 기름을 짜서 사용하기도 한다.

이와 함께 외피서 코코넛의 외부를 감싸고 있는 껍질은 섬유질로 구성되어 있는 코코넛(10) 외피는 솜과 같이 얇은 실타래가 엉켜 있는 형태로 구성되어 있어서 그 실을 뽑아서 카펫이나 산업용 로프 차량 시트 등으로 사용되기도 한다.

그러나 상기 코코넛을 이용하여 판넬 즉 합판과 같은 판넬을 생산하는 경우는 없으나 코코넛 외피의 섬유질(11)을 이용하여 판넬을 생산할 경우 압축강도 및 인장강도등이 뛰어난 제품을 생산하는 것이 가능할 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 코코넛 껍질 건조도를 도시하고 있는 것으로, 코코넛 껍질은 일차적으로 코코넛으로부터 분리되어 섬유질(11)로 완전히 분리파쇄되게 되는데 이 과정은 수작업을 통해 이루어질 수도 있고 파쇄기를 이용하여 찧어서 섬유질을 각각의 개체로 잘게 분리하여 솜처럼 부풀어 오르게 할 수 있는데, 이와 같이 분리된 섬유질은 건조과정을 거치게 된다.

섬유질의 건조과정은 자연광에서 건조될 수도 있고 건조 챔버 내에서 건조될 수도 있는데 일반적으로 판넬을 생산하기 위하여 사용되는 목재와 같이 재료 내의 함수율을 10%이하로 낮춰질 때 까지 건조시켜야 하는 것이다.

재료에 함수율이 높아지게 되면 일반적으로 접착제의 침투를 방해하여 접착 성능을 약화시켜 재료가 추후에 자연상태에서 분리되는 문제가 있으며 함수율이 높을 경우 재료의 무게를 증가시켜 제품을 생산하였을 때 과도한 하중이 발생하는 문제점도 안고 있으며 함수율이 높으면 제품에 변형이 발생함과 동시에 곰팡이가 발생하여 부패를 초래하는 원인이 되기도 한다.

따라서 고압 성형하여 판넬을 생산하는 재료의 함수율을 특정치 이하로 낮추는 과정은 제품의 보관 및 질의 향상에 있어서 필수적으로 거쳐야 하는 매우 중요하고 공정이라 하겠다.

그러므로 코코넛 껍질의 섬유질(11)을 이용한 재료의 확보에 있어서도 함수율을 필수적으로 10% 이하로 낮추기 위한 건조과정을 거쳐야 하는데 바람직하게는 노천에서 태양열을 이용하여 건조하는 과정을 거치는 것이고 빠른 건조를 위해서는 건조챔버내에 상기 섬유질을 투입하여 인공적으로 열을 가함으로써 섬유질의 함수율을 10%이하로 낮추는 과정을 거치는 것도 가능할 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 코코넛 껍질 정렬과정을 도시하고 있는 것으로, 상술한 바와 같은 건조과정을 거친 섬유질은 솜을 펴듯이 평편하게 펴서 이불에 들어가는 솜과같이 구성하여야 한다.

이를 위하여 섬유틀(20)에 다량의 섬유질(11)을 투입하여 이를 골고루 폄으로써 섬유판(21)을 형성하는 과정을 반복함으로써 일차적으로 판의 형태로 섬유판을 형성하게 되는데 이는 공급부(22)를 통해서 섬유질(11)을 공급하게 되면 섬유질은 천과 같이 넓게 펴지게 되는데 이 과정을 지속적으로 반복하게 되면 연속적으로 이어진 섬유판을 형성하게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 코코넛 껍질 압축과정을 도시하고 있는 것으로 상술한 바와 같이 바와 같이 섬유판(21)을 형성하고 나면 여러장의 섬유판을 쌓아서 고압으로 압축 가능한 압축기(30)에 투입하여 일차 압축을 수행하게 된다.

일차압축을 수행하지 않은 경우에 있어서는 적절한 양의 섬유판을 투입한다고 하더라도 종단에 출시되는 제품의 강도내지는 두께등이 일정하지 않은 문제가 발생하기 때문에 일차적으로 다량의 섬유판을 공급하여 열을 가하지 않은 상태로 일차 압축을 수행하게 됨으로써 적절한 두께와 밀도의 섬유판을 형성하여 접착제의 투입을 준비하게 된다.

도 5는 본 발명에 의한 페놀수지 투입을 도시하고 있는 것으로, 본 발명에서 사용하는 접착제로는 페놀수지를 사용하게 된다.

상기 페놀수지는 일반적으로 목재를 접착하기 위하여 사용하는 접착제의 한 종류로 석탄산수지라고도 하는데 상기 페놀수지는 가압, 가열하게 되면 경화하여 성형물이 된다.

따라서 상기 페놀수지는 고온에서 버틸 수 있고 내수성이 뛰어나며 목재 화재에 강한 특징을 나타내게 되는 것이다.

그러므로 상기 섬유판에 페놀수지(50)를 투입하는 것은 페놀수지 탱크(40)를 구성하여 열을 가함으로써 액상타입으로 변화시키고 액상타입으로 변화된 페놀 수지를 포함하고 있는 페놀수지 탱크에 일차 압축이 이루어진 섬유판(21)을 투입하여 상기 섬유판에 페놀수지가 스며들게 함으로써 한지에 물이 스며들듯이 전체적으로 페놀수지 즉 접착제를 투입하는 과정을 진행하게 된다.

이후 접착제가 투입된 섬유판은 외부로 유출하여 열을 식히는 과정을 거치게 되는데 이는 추후 작업에 있어서 저장성 및 이동성 등을 극대화하기 위한 효과적인 방편중의 하나이기 때문이다.

여기에서 투입되는 재료의 양을 살펴보면 일차적으로 코코넛 섬유질이 전체 중량에 대하여 90~95중량% 투입되게 되고, 상기 라텍스는 2~7중량% 및 수용성 페놀수지는 2~5중량%가 투입되어 상기 코코넛 섬유질을 접착하게 되는데 상기 라텍스와 수용성 페놀 수지의 경우 서로 혼합하여 분사방식을 통해 분사하는 것이 효과적인 방법이라 하겠다.

또한 여기에서 접착제만을 고려하였을 때에는 상기 라텍스의 경우 전체 중량의 50~70중량%의 라텍스와 30~50중량%의 수용성 페놀 수지가 투입되게 된다.

그러나 상기 라텍스와 수용성 페놀 수지만을 사용하여 코코넛 보드를 생산하게 되면 장시간의 시간이 경과하는 경우 코코넛 보드 자체로는 통기성이 없기 때문에 적절한 수분을 유지하고 외부와 통기되는 것과 같은 효과와 함께 장시간 코코넛 보드를 사용하여도 냄새가 나는 문제를 해소하기 위하여 황토 가루를 투입하게 되는데 이와 같은 경우 황토가 외부의 온도에 따라 수분을 흡수하거나 방출하여 코코넛 보드 내부의 수분을 조절하여 보드의 탄성과 강도를 증가시키며 냄새를 흡수하여 보관하는 역할을 수행하게 되는 것이다.

이와 같은 과정을 살펴보게 되면 일차적으로 상기 황토를 투입하기 위하여 먼저 황토를 물에 투입하여 이물질을 제거하며 잘 저어주면 미세한 황토 분발이 풀어지게 되고 이를 방치하면 황토가 가라앉게 된다.

이후 물을 따라 내고 과도한 물을 포함하고 있는 황토를 그대로 상기 수용성 페놀 수지에 투입하는 것도 가능하나 상기 황토의 기능을 향상시키기 위하여 한지에 상기 황토를 황토팩하는 것과 같이 바른 후 건조시키게 된다.

건조가 완료되면 상기 황토가 추가된 한지를 일미리 이하의 크기로 절단하게 되는데 이 과정을 거치게 되면 상기 절단된 한지에 황토가 포함되어 잘게 절단된 상태를 유지하게 된다.

이 과정이 추가된 후에 상기 페놀수지의 중량에 대하여 10~30중량부가 추가되게 되면 상기 수용성 페놀수지에 일부의 황토가 녹게 되나 일부는 한지에 남아 있는 상태가 된다.

이 상태에서 상기 라텍스와 혼합하여 코코넛 섬유에 뿌려줌으로써 접착제의 역할을 수행할 수 있도록 하게 되는 것이다.

이와 같은 과정을 거치게 되면 일차적으로 보드의 내부와 외부가 차단되어 있더라도 외부의 온도에 따라 보드 내부의 수분이 조절되는 효과를 기대할 수 있고 이를 통해 보드의 냄새 내지는 신축성이 증가하게 되며 이러한 과정을 통해서 보드의 강도가 증가하는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

또한 상기 황토를 한지에 칠하는 과정을 살펴보면 한지를 두고 황토를 붓을 이용하여 칠하는 방법과 분사시키는 방법을 생각해 볼 수 있는데 이와는 별도로 다량의 한지를 수분을 함유하고 있는 황토 탱크에 담그는 방법도 사용가능할 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 고온압축과정을 도시하고 있는 것으로, 페놀수지 탱크에 침전되었다가 꺼내어 식힌 섬유판은 그 자체로도 페놀 수지의 역할에 의하여 딱딱한 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 상황에서 추가로 고온의 핫 프레스를 이용하여 고압 고열로 압착을 하는 과정을 거치는데 이때의 온도는 120~150도의 온도와 함께 900~1200톤 사이의 압력으로 누르게 된다.

이 과정을 거치게 되면 식어서 굳어 있던 페놀 수지가 고열에 의하여 녹게 되고 이 과정에 고압으로 압축을 하게 되므로 상기 섬유질 사이의 간격을 더욱 강하게 누르게 되므로 섬유질과 섬유질 사이를 강력하게 접착하여 강한 합판으로 구성되게 된다.

또한 상기 섬유질을 이용하여 판넬을 생산하는 경우에 있어서는 섬유판 자체가 가는 실들이 복잡하여 엉켜 있는 형태로 구성되기 때문에 각 가는 실들이 서로가 서로를 잡아주고 있는 상태에서 페놀 수지가 투입되고 고온 고압으로 압축되기 때문에 서로가 서로를 효과적으로 잡아주는 역할을 수행하여 인장력에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.

이와 같이 가는 실이 엉켜 있는 구조의 경우 일반 목재 내지는 목재 가루 또는 대나무를 이용하여 판넬을 구성하는 경우에 비하여 못을 박는다거나 고도의 압축력이 가해지는 경우에 있어서도 효과적으로 대응할 수 있는 특징이 발생하며 다수개의 못이 박히는 경우에 있어서도 판넬이 파손되지 않은 상태로 못을 박을 수 있으나 일반 목재를 이용하는 경우에 있어서는 못을 박게 되면 판넬이 벌어지거나 찢어지는 현상이 발생하는 문제가 발생하여 다용도 내지는 효과적으로 목재를 활용하기 어렵게 된다.

도 7은 본 발명에 의한 코코넛 보드를 도시하고 있는 것으로 이는 다수개의 섬유질이 통합하되 하나의 판넬로 구성된 것이며 이와 같은 구조는 기본적으로 기존에 개발된 대나무를 이용한 보드와 비교하여 보았을 때 재료의 밀도가 더욱 증가하였으며 재료의 크기가 미세하게 작기 때문에 효과적으로 서로가 서로를 잡아주는 역할을 수행하고 각 재료 사이에는 접착제가 투입되어 있어서 무수히 많은 섬유를 서로 접착시켜 주고 있는 특징이 발생하게 된다.

또한 기존에 대나무를 이용하여 제품을 생산하는 경우에 있어서는 표층부의 경우 심층부와는 달리 표면이 매끄럽게 나오지 못하여 별도로 표층부를 가공하여 표면을 매끄럽게 하도록 하여야 하는 문제가 있으나 본 발명에 의한 섬유질을 이용한 판넬의 경우 재료 자체가 실 구조의 섬유질 이므로 표층부와 심층부를 별도로 구별할 필요가 없는데 이는 고온 고압으로 압착하기 때문에 표면의 얇은 섬유질은 고온의 열에 의해 탄화되므로 그 표면이 매끄럽게 나오기 때문에 별도로 가공할 필요가 없고 필요에 따라 매끄러운 표면에 별도로 니스와 같은 추가적인 칠을 입히는 것도 가능하다 하겠다.

더불어 고온 고압의 압착에 의하여 압착되어 생산된 제품이므로 섬유판에 투입된 페놀 수지 즉 접착제에 의하여 외부로부터 수분이 침투하는 것이 방지되고 내부적으로도 수분이 10%이하로 낮춰질 때까지 건조시켰기 때문에 곰팡이가 슬러가 썩는 문제가 발생하지 않도록 미연에 방지되어 있어서 제품을 생산하여 가공하였을 때 실제 사용하는 과정에 부식될 염려가 없는 것이다.

이와 함께 본 발명에서 주재료로 사용하고 있는 코코넛 섬유질을 사용하게 될 경우 코코넛을 사용하고 나서 버려지는 재료를 활용할 수 있으며 기존의 목재를 사용하지 않기 때문에 환경 훼손을 방지하는 역할을 수행할 수 있으며 섬유질로 구성되어 있어서 사용 완료 후 폐기하였을 때 손쉽게 부식되는 특징을 기대할 수 있을 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 구비된 각 구성은 본 발명의 목적을 효과적으로 달성하는 효과가 있으므로 산업화하여 생산하게 될 경우 국 내외적으로 수입대체효과 및 수출효과에 있어서 큰 경제적 효과를 달성할 것으로 기대되는바 크다 하겠다.

10: 코코넛
11: 섬유질
12: 과육
20: 섬유틀
21: 섬유판
22: 공급부
30: 압축기
40: 페놀수지 탱크
50: 페놀수지

Claims (2)

1. 라텍스를 이용한 접착제에 있어서,
   전체 중량에 대하여 50~70중량%의 라텍스와;
   전체 중량에 대하여 30~50중량%의 수용성 페놀 수지와;
   상기 수용성 페놀 수지의 중량에 대하여 10~30중량부의 황토가 도포된 한지가 추가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 코코넛 보드용 접착제 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 황토가 도포된 한지는,
   황토를 물에 풀면서 이물질을 제거하고, 방치하여, 이물질이 제거된 황토가 바닥에 가라앉게 하고, 상등액을 제거하여, 이물질이 제거된 황토를 얻는 단계(단계 1);
   상기 이물질이 제거된 황토를 한지에 도포하고 건조하여 황토가 도포된 한지를 얻는 단계(단계 2); 및
   상기 황토가 도포된 한지를 절단하는 단계(단계 3); 를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 코코넛 보드용 접착제 제조 방법.

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