KR101127540B1

KR101127540B1 - 현수막을 이용한 인조 목재 조성물과 그 인조 목재

Info

Publication number: KR101127540B1
Application number: KR1020110077401A
Authority: KR
Inventors: 황선호; 손상규
Original assignee: 손상규; 황선호
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-03-23

Abstract

본 발명은 현수막을 이용한 인조 목재 조성물과 그 인조 목재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인조 목재의 목분을 주성분으로 하며, 여기에 물리적, 화학적 특성이 매우 우수한 현수막을 재활용하여 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 현수막을 이용한 인조 목재 조성물과 그 인조 목재에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 (a) 통상적인 목분(톱밥)으로 이루어진 30～70 중량%,
(b) 폴리에스테르 35～50 중량%, 나일론 25～40 중량%, 폴리프로필렌(PP) 5～15 중량%, 순면 5～10 중량%로 이루어진 현수막을 수거하여, 분쇄기에서 분쇄하여 5～20mm의 크기를 갖는 칩 상태로 융합 성형하고, 상기 융합한 현수막을 고분자 분쇄기에서 120～250℃의 온도로 가열하면서 1～5mm 정도의 크기를 갖도록 융합에 의해 고분자 분쇄한 20～40 중량%,
(c) 열가소성 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 5～20 중량%,
(d) 첨가용 부자재 5～20 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

현수막을 이용한 인조 목재 조성물과 그 인조 목재{Artificial lumber}

본 발명은 현수막을 이용한 인조 목재 조성물과 그 인조 목재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인조 목재의 목분을 주성분으로 하며, 여기에 물리적, 화학적 특성이 매우 우수한 현수막을 재활용하여 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 현수막을 이용한 인조 목재 조성물과 그 인조 목재에 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 Plastic 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 만들어지므로 가공이 어려운 목섬유는 종종 우수한 복합재의 성질을 보이며, 충전제로 사용되기 보다는 주로 강화제로 사용되기도 한다.

광고의 홍수속에서 살아가는 현대인들에게 있어 광고는 지상 및 지하를 막론하고 어디서나 만날 수 있는 친근감 있는 매체이면서 동시에 무시할 수 없는 정보전달 매체로서의 기능을 발휘하고 있으며, 광고는 제품이나 기업에 대한 회상 효과를 높여주는 장점을 가지고 있다.

상기와 같은 광고효과를 제공하는 수단 중 하나인 현수막은 통상 직물지로 이루어지며, 이 일면에 특정한 디자인(사진, 도안, 그래픽 이미지 등)이 인쇄되어진다. 이러한 현수막은 많은 사람들이 용이하게 확인할 수 있는 비교적 높은 장소에 설치되어 진다.

상기 현수막은 면, 폴리에스터, 부직포 등과 같은 원단이 구비되고 있으며, 이외에 다양한 기능성을 부여하는 제품이 출시되어 있고, 상기 원단은 다양한 재료를 혼합하여 압출기에서 얇은 원단으로 압출하여 원하는 크기로 절단한 후 내부에 다양한 그림이나 글자 및 로고 등을 인쇄하여 사용하게 된다.

이러한 현수막은 일회성으로 사용하고 난 후에는 쓰레기로 분류되어 재활용하는 것이 매우 어려워 그대로 소각처리되거나 매몰되어 처리되는 관계로 다양한 환경오염을 유발하거나 쓰레기화에 의해 처리비용이 고가로 소모되는 등 여러 가지의 문제점을 유발하게 되며, 현수막을 재활용하여 인조 목재를 제조하는 기술로 활용되지 않고 있는 실정에 있다.

문헌 1. 발명특허 제10-0917375호(2009. 09. 08. 등록) 문헌 2. 발명특허 제0439391호(2008. 04. 01. 등록) 문헌 3. 실용신안공개번호 제20-1998-011405호(1998. 05. 25. 공개) 문헌 4. 특허등록번호 제10-0933358호(2009. 12. 14. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명의 해결과제는, 인조 목재의 제조에 있어서 목분에 합성수지를 혼합하는 동시에 폴리에스테크와 나일론 등 다양한 물성이 혼합된 현수막을 재활용하여 분쇄해 혼합하여 인조 목재로 제조함으로써 다양한 기능성의 향상을 제공하는 것이다.

본 발명은 (a) 통상적인 목분(톱밥)으로 이루어진 30～70 중량%,
(b) 폴리에스테르 35～50 중량%, 나일론 25～40 중량%, 폴리프로필렌(PP) 5～15 중량%, 순면 5～10 중량%로 이루어진 현수막을 수거하여, 분쇄기에서 분쇄하여 5～20mm의 크기를 갖는 칩 상태로 융합 성형하고, 상기 융합한 현수막을 고분자 분쇄기에서 120～250℃의 온도로 가열하면서 1～5mm 정도의 크기를 갖도록 융합에 의해 고분자 분쇄한 20～40 중량%,
(c) 열가소성 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 5～20 중량%,
(d) 첨가용 부자재 5～20 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

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본 발명은 인조 목재의 제조에 있어서 목분에 합성수지를 혼합하는 동시에 폴리에스테크와 나일론 등 다양한 물성이 혼합된 현수막을 수거하여 분쇄에 의해 융찹하고 이를 다시 고분자 분쇄에 의해 인조 목재용 원료와 혼합하여 인조 목재로 제조함으로써 현수막을 이용한 재활용이 가능하고, 다양한 기능성의 향상을 도모하는 것이다.

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

(a) 통상적인 목분(톱밥)으로 이루어진 30～70 중량%,

(b) 현수막을 수거하여 분쇄한 후 융합에 의해 고분자 분쇄한 20～40 중량%,

(c) 열가소성 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 5～20 중량%,

(d) 첨가용 부자재 5～20 중량%로 이루어지는 것이다.

상기 재료를 혼합하여 압출성형을 통해 펠릿 형상으로 성형하고 냉각시킨 후, 압출, 사출, 압축성형 등을 통해 인조 목재를 제조한다.

본 발명의 인조 목재는 목분 30～70 중량%, 현수막 20～40 중량%, 열가소성 폴리프로필렌(PP) 5～20 중량%, 첨가용 부자재 5～20 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 40～60 중량%가 적합하다.

폴리프로필렌(PP)은 열가소성 합성수지로, 폴리에틸렌(LDPE, HDPE)을 대체하여 사용하는 것이 가능하며, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 5 중량% 미만일 경우에는 압출성이 저하되는 특성이 발행하게 되며, 20 중량% 보다 높을 경우에는 나무의 특성이 잘 나타나지 않게 되고 바람직하게는 10 중량%가 적합하다.

상기 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 폐 제품의 폐기물 스크랩을 수집하여 세척하고 용융시킨 다음 펠릿으로 제조한 재생 수지를 사용하거나, 신 수지에 소정량을 혼합하여 사용하는 것이 경제적이고 친환경적이다.

인조 목재는 목분 30～70 중량%, 현수막 20～40 중량%, 열가소성 폴리프로필렌(PP) 5～20 중량%, 첨가용 부자재 5～20 중량%를 혼합하여 펠렛으로 제조하는 혼합단계를 수행한다.

상기 첨가용 부자재는 복합재료 전체 중량에 대하여 10 중량%을 혼합하는 것이 바람직하며, 이는 종래의 일반 인조 목재(WPC)에 비해 부자재를 소량으로 첨가함으로써 현수막과 열가소성 폴리프로필렌의 고유한 성질을 최대한 발현시키기 위한 가장 적합한 비율을 제공하는 것이다.

첨가용 부자재 중 어느 하나인 수축 방지제로는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 사용하며, 바람직하게는 2～5 중량%를 사용한다.

첨가용 부자재 중 어느 하나인 보강제는 유리섬유 보강제를 사용하는 것이 바람직하며, 장섬유 형태로 사용하고, 중량에 대하여 크게 영향이 없으나 1～5 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 조성이 1 중량% 미만이면 보강효과가 저하되고, 5 중량% 이상이면 보강의 상승효과가 미미하다.

상기 펠렛을 공급하여 압출, 사출, 압축성형 등을 통해 인조 목재를 제조하는 단계를 통하여 인조 목재를 제조한다.

다음으로, 상기 인조 목재용 조성물을 이용하여 인조 목재를 제조하는 공정을 상세히 설명한다.

가. 현수막의 분쇄

사용한 후 현수막을 수거하여 분쇄기에서 분쇄하여 5～20mm의 크기를 갖는 칩 상태로 융합 성형하는 것이다.

상기 현수막은 폴리에스테르 35～50 중량%, 나일론 25～40 중량%, 폴리프로필렌(PP) 5～15 중량%, 순면 5～10 중량%로 이루어지는 것이다.

나. 고분자 분쇄

융합한 현수막을 고분자 분쇄기에서 120～250℃의 온도로 가열하면서 1～5mm 정도의 크기를 갖도록 고분자 분쇄하여 칩 또는 펠렛 상태의 재료를 준비한다.

다. 조성물의 혼합

통상적인 목분(톱밥)으로 이루어진 30～70 중량%, 현수막 20～40 중량%, 열가소성 폴리프로필렌(PP) 5～20 중량%, 첨가용 부자재 5～20 중량%로 이루어진 조성물의 각 성분을 혼합한 후 쿨링 믹서를 이용하여 혼합한다.

이렇게 혼합된 조성물은 압출성형 시 가공속도의 개선과 성형의 정밀성 치수 안정성 등을 얻을 수 있는 하는데 필요한 요소인 합일성과 크리밍 응집성이 증가되어 제품생산의 효율을 높여준다.

라. 인조 목재의 제조

혼합된 조성물을 구형 또는 원기둥형태의 펠릿으로 압출성형 하는 단계를 거친 다음, 금형에 의해 압출성형과, 사출성형 및 압출성형 중 어느 하나의 방법에 의해 인조 목재를 제조하는 것이다.

이상에서 밝힌 바와 같이 본 발명은, 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있는 것이다.

본 발명은 목분과 현수막, 열가소성 폴리에틸렌 및 첨가제로 이루어진 조성물을 제공하여 사출, 압출성형 등으로 제조함으로써, 건축용 내?외장재, 방부목의 대체용, 야외용 데크, 파고라, 벤치, 등산로, 산책로 등의 시설용 및 장식용 구조물 등에 여러 가지 형태로 다양한 기능성을 제공할 수 있는 것이다.

Claims

(a) 통상적인 목분(톱밥)으로 이루어진 30～70 중량%,
(b) 폴리에스테르 35～50 중량%, 나일론 25～40 중량%, 폴리프로필렌(PP) 5～15 중량%, 순면 5～10 중량%로 이루어진 현수막을 수거하여, 분쇄기에서 분쇄하여 5～20mm의 크기를 갖는 칩 상태로 융합 성형하고, 상기 융합한 현수막을 고분자 분쇄기에서 120～250℃의 온도로 가열하면서 1～5mm 정도의 크기를 갖도록 융합에 의해 고분자 분쇄한 20～40 중량%,
(c) 열가소성 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 5～20 중량%,
(d) 첨가용 부자재 5～20 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현수막을 이용한 인조 목재 조성물.
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