KR101300441B1 - Manufacturing methods of flame-retardant wood - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물유리 또는 물유리와 물의 혼합 약액을 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 흡수되도록 하고 이산화탄소를 취입하여 경화 건조함으로써 목질부의 공극에 무기물과 난연물질이 생성되고 생성된 규산겔과 이산화규소에 의해 난연목재가 규화목의 특성을 가지며, 별도의 고온 건조과정을 거치지 않아 목재의 치수 안정성을 향상시키고 화재시 연소 확대 및 유독가스의 발생을 감소시킬 수 있어 목조건축물 내외장재로서의 활용도가 높아질 것으로 기대되는 난연목재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to absorb water glass or a mixture of water and water and water into the pores of the wood, intracellular gaps, cell gaps, the surface and the carbon dioxide is blown and dried to produce inorganic and flame retardant material in the pores of the wood and the silicate gel and dioxide produced The flame retardant wood has the characteristics of silicified wood by silicon, and it is expected to increase the utilization as interior and exterior wood building materials as it can improve the dimensional stability of wood and reduce the occurrence of toxic gas in the fire by reducing the high temperature drying process. It relates to a method for producing a flame retardant wood.

Description

난연목재의 제조방법{MANUFACTURING METHODS OF FLAME-RETARDANT WOOD}MANUFACTURING METHODS OF FLAME-RETARDANT WOOD

본 발명은 규화목 특성을 갖는 난연목재의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 물유리 또는 물유리와 물의 혼합 약액을 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 흡수되도록 하고 이산화탄소를 취입하여 경화 건조함으로써 목질부의 공극에 무기물과 난연물질이 생성되고 생성된 규산겔과 이산화규소에 의해 난연목재가 규화목의 특성을 가지며, 별도의 고온 건조과정을 거치지 않아 목재의 치수 안정성을 향상시키고 화재시 연소 확대 및 유독가스의 발생을 감소시킬 수 있어 목조건축물 내, 외장재로서의 활용도가 높아질 것으로 기대되는 난연목재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a flame retardant wood having siliceous wood characteristics, and in particular, water glass or a mixture of water glass and water is absorbed into the intracellular cavity, the cell gap, the surface of the pores of the wood portion, the carbon dioxide is blown and dried to harden the wood part Inorganic and flame retardant materials are formed in the voids, and the flame retardant wood has the characteristics of siliceous wood by the silica gel and silicon dioxide produced, and it does not go through a separate high temperature drying process to improve the dimensional stability of wood and to increase the combustion in case of fire and toxic gas The present invention relates to a method for manufacturing a flame-retardant wood that can reduce the occurrence and is expected to increase the utilization as a exterior material in wood building.

일반적으로 일반건축물 및 목조건축물의 화재시 인명 및 재산상의 피해를 줄이기 위한 방법으로 건축물 내, 외장재료에 대한 규제가 강화되고 있으며, 이러한 재료는 화재시 불길의 확산을 늦추거나 예방하기 위해 난연재료, 준불연재료, 불연재료로 된 실내 마감재의 사용을 법으로 의무화하고 있다.In general, regulations on building materials and exterior materials are being strengthened as a way to reduce human and property damages in case of fires of general buildings and wooden condition buildings.In order to slow down or prevent the spread of flames in case of fires, The law mandates the use of semi-combustible and non-combustible interior finishes.

일 예로 용인 고시원 화재 참사를 계기로 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 개정안을 살펴보면, 고시원 등 다중이용업소의 최초 설치 마감재 뿐 아니라 교체 마감재에 대해서도 반드시 불연재료 또는 준불연재료로 설치토록 의무화했다.For example, in the wake of the Yong-in Gosiwon fire disaster, the revised special law on safety management of multi-use businesses was mandated to install non-combustible or quasi-non-combustible materials for the replacement finishing materials as well as the initial installation finishes for multi-use businesses including Ko Si-won.

따라서, 난연재료, 준불연재료, 불연재료는 화재시 쉽게 인화되지 않아야 하며, 이들 재료로부터 발생되는 유독가스의 종류와 양이 최소화할 수 있어야 한다.Therefore, flame retardant materials, quasi-non-combustible materials, and non-combustible materials should not be easily flammable in a fire, and should be able to minimize the type and amount of toxic gases generated from these materials.

건설교통부 고시와 KS F 2271 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험기준을 살펴보면, 난연재료는 불에 잘 타지 않는 성질의 재료로 난연처리판, 난연도장재료, 우레탄 PIR 판넬, 난연스티로폼 판넬 등이 이에 속하며, 준불연재료는 불연재료에 준하는 성질을 가진 재료로 그라스울 판넬, 일반 석고보드 등이 이에 속한다. 불연재료는 불에 타지 않는 성질을 가진 재료로 미네랄울 판넬, 슈퍼 F/G 판넬, 유리, 석재, 철강 등이 이에 해당된다.Examining the Ministry of Construction and Transportation and KS F 2271 Building Flame Retardant Test Criteria, the flame retardant material is a material that is not easily burned, such as flame retardant plate, flame retardant coating material, urethane PIR panel, and flame retardant styrofoam panel. Semi-combustible materials are materials that have properties similar to non-combustible materials, such as glass wool panels and general gypsum boards. Non-combustible materials are materials that do not burn, such as mineral wool panel, super F / G panel, glass, stone, steel, etc.

종래의 난연성 재료들은 석면, 시멘트, 규산칼륨 등과 같은 무기질을 기재로 한 판재에 난연성 착색도료를 이용하여 도장한 것이나, 열경화성 수지를 적층 형태로 가열, 가압 성형한 것 등이 주류를 이루고 있으나 이들 재료에는 발암성 물질이 혼입되어 있거나 연소시 인체에 유해한 가스를 배출할 뿐만 아니라 가공상의 어려움 등이 큰 문제점으로 대두되고 있다.Conventional flame retardant materials are mainly coated with a flame retardant colored paint on an inorganic substrate such as asbestos, cement, potassium silicate, etc., or a thermosetting resin laminated and heated and press-molded. In the case of carcinogenic substances are mixed or not only to emit a gas harmful to the human body during combustion, but also the difficulty in processing has emerged as a big problem.

한편, 최근 들어 한옥 등 목조건축물의 수요와 공급이 꾸준히 증가하고 있으며, 일반 건축물의 경우에도 친환경 소재인 목재를 이용한 인테리어 제품의 사용이 증가하고 있는 실정인데, 목조건축물은 내장재 등이 불타기 쉬운 가연물이 때문에 내화건축물에 비해 짧은 시간에 최성기에 도달하며, 최성기에 도달하는 시간도 빨라 출화 후 최성기에 도달하는 시간은 약 10분 정도, 최성기에서 감퇴기 까지는 20분 정도에 끝나게 된다. 또한 최성기를 지나면 건물의 큰 기둥과 보도 곧 무너져 내리고 화세가 급격히 약해서 타나 남은 재만 퇴적된 상태가 된다. On the other hand, the demand and supply of wood conditioners such as Hanok have been steadily increasing in recent years, and even in general buildings, the use of interior products using wood, which is an eco-friendly material, is increasing. Because of this, compared with refractory buildings, they reach the peak in a short time, and the time to reach the peak is also fast, and the time to reach the peak after firing is about 10 minutes, and the peak period ends in about 20 minutes. In addition, after the peak period, the large pillars and sidewalks of the building collapse down soon, and the fire is rapidly weakened, leaving only the ashes remaining.

이러한 목재의 단점을 보완하기 위해서는 불에 쉽게 타지 않도록 난연 처리가 요구되는데, 종래의 대표적인 목재의 난연화 처리기술은 살펴보면, 목재 패널의 표면에 난연 시트를 부착하는 방법, 목재에 난연성 약품 등을 분사 도포 하는 방법, 상온상압하에서 난연성 약제에 목재를 침지하는 방법, 가압처리 방식에 의한 목재 중심부까지 난연성 약제를 주입하는 방법 등이 사용되고 있다. In order to make up for the shortcomings of wood, flame retardant treatment is required so that it is not easily burned. In the conventional representative flame retardant treatment technology, the method of attaching a flame retardant sheet to the surface of a wooden panel, spraying a flame retardant chemical agent on the wood, etc. The method of coating, the method of immersing wood in a flame-retardant agent under normal temperature and pressure, the method of injecting a flame-retardant agent to the center part of a wood by a pressurization method, etc. are used.

이들 방법들의 문제점으로는 난연시트의 경우 대략 150℃ 이상의 온도 이상에서 일정시간 노출되면 열화되어 난연성을 발휘하지 못하는 결과를 초래하며, 난연성 약품 등의 분사, 침지의 경우 난연성 물질이 목재의 표면 또는 표면으로부터 1-3㎜ 정도만 적용되기 때문에 화재 초기에 난연성을 잃어버리는 단점을 가지고 있다. 또한 가압처리 방식에 의한 난연성 약제의 주입의 경우 화재시 연소확대의 감소에는 우수한 특성을 가지고 있으나, 작업시간이 길며 사용되는 난연성 약제의 경우 보통 3가지 이상의 유무기 난연제를 혼합하여 사용하고 있어 비경제적이라고 할 수 있다. 그리고 난연 침지 후 목재를 50℃ 이상의 온도에서 별도의 건조과정이 필요하며, 이 과정에 있어 목재의 형태가 뒤틀어지거나 갈라지는 등의 형태 안정성에 문제점이 있다고 할 수 있다. The problem with these methods is that the flame retardant sheet deteriorates when exposed for a certain time at a temperature of about 150 ° C. or higher, and thus does not exhibit flame retardancy. Since only 1-3mm is applied from the disadvantage that the flame retardancy is lost at the beginning of the fire. In addition, in case of injection of flame retardant agent by pressure treatment method, it has excellent characteristics in reducing combustion expansion in case of fire, but in case of long working time and flame retardant agent used is mixed with 3 or more organic-inorganic flame retardants, it is uneconomical. It can be said. In addition, after the flame retardant immersion, a separate drying process is required at a temperature of 50 ℃ or more, there can be a problem in the shape stability such as the shape of the wood is distorted or cracked in this process.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 규화목의 특성을 가지는 한편, 목재의 치수 안정성을 향상시키고, 화재시 연소확대 및 유독가스의 발생을 감소시킬 수 있어 목조건축물 내, 외장재로서의 활용도가 높은 난연목재의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, the purpose of which has the characteristics of silicified wood, while improving the dimensional stability of the wood, and can reduce the expansion of combustion and the generation of toxic gas in the fire, the wood building material, exterior materials It is to provide a method of manufacturing a flame retardant wood with high utilization as a.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 피처리 목재를 진공가압함침기 또는 상온상압함침기의 압력탱크 수용부에 수용되게 하는 단계와; 물유리 또는 물유리와 물의 혼합용매를 교반한 후 약액이 준비되게 하는 단계와; 상기 압력탱크의 수용부에 준비된 약액을 충전하여 피처리 목재에 함침되게 하는 단계와; 상기 압력탱크의 수용부에 진공압을 가하여 약액이 회수되게 하는 단계와; 상기 압력탱크의 수용부에 이산화탄소를 취입하여 목재 내부로 주입되게 하는 단계와; 상기 이산화탄소의 취입에 의해 목질부의 공극에 무기물과 난연물질이 생성되게 하는 단계와; 상기 이산화탄소의 취입에 의해 목재가 건조되게 하는 단계와; 상기 압력탱크의 수용부에 작용하는 압력을 해제하는 단계;를 포함하는 것과, 상기 약액의 물유리는 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 수용액인 규산나트륨 및 액상형 물유리 중 어느 하나 이상으로 이산화규소와 알칼리의 몰비가 0.5-5.1인 물유리 100wt% 또는 이산화규소와 알칼리의 몰비가 0.5-5.1인 물유리를 1.0-100wt%의 범위 내에서 물과혼합한 혼합용매인 것과, 상기 진공가압함침기의 압력탱크의 수용부에 약액을 충전하여 피처리 목재에 함침시키는 단계에서, 압력탱크의 수용부에 0.80bar(600mmHg) 이상의 감압도로 5분 이상 유지하여 피처리 목재의 세포내강, 세포간극 내에 있는 공기를 배기하고, 상기 약액 함침단계에서 10.0bar(10.2kgf/cm2) 이상의 압력으로 1시간 이상 동안 가압을 유지하여 약액을 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극 내로 충만시키고, 상기 약액을 회수하는 단계에서 상기 압력탱크의 수용부에 0.80bar(600mmHg) 이상의 감압도로 5분 이상 유지하는 과정을 더 포함하는 것과, 상기 상온상압함침기의 압력탱크의 수용부에 약액을 충전하여 피처리 목재에 함침시키는 단계에서, 압력탱크의 수용부에 약액을 주입하고 1.0bar(760mmHg), 20-100℃의 조건에서 24시간 이상 피처리 목재에 함침하는 과정과 약액을 회수하는 과정을 더 포함하는 것과, 상기 압력탱크의 수용부에 이산화탄소를 취입하여 목재 내부로 주입하는 단계에서, 압력탱크의 수용부에 1.0bar(760mmHg) 이상의 압력으로 이산화탄소를 3초 이상 취입 유지하는 과정을 포함하는 것과, 상기 이산화탄소 취입으로 목질부의 공극에 무기물과 난연물질이 생성되는 단계에서, 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 주입된 물유리와 이산화탄소의 경화반응을 통해 목질부의 공극에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 규산겔, 이산화규소의 무기물과 난연물질이 생성되고 생성된 규산겔과 이산화규소에 의해 난연목재가 규화목의 특성을 갖는 것과, 상기 이산화탄소 취입으로 목재를 건조시키는 단계에서, 이산화탄소에 의한 물유리(규산나트륨 및 액상형 물유리 중 어느 하나 이상)의 경화반응을 통해 목재가 건조되는 과정을 포함하는 난연목재의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention comprises the steps of allowing the treated wood to be accommodated in the pressure tank receiving portion of the vacuum pressure impregnator or room temperature atmospheric pressure impregnator to achieve the above object; Stirring the water glass or a mixed solvent of water glass and water to prepare a chemical liquid; Filling a prepared chemical into the receiving portion of the pressure tank to be impregnated with the wood to be treated; Applying a vacuum pressure to a receiving portion of the pressure tank to recover the chemical liquid; Injecting carbon dioxide into an accommodating portion of the pressure tank to be injected into the wood; Causing the inorganic material and the flame retardant to be produced in the pores of the wood part by blowing the carbon dioxide; Drying the wood by blowing the carbon dioxide; Releasing the pressure acting on the receiving portion of the pressure tank; and the water glass of the chemical liquid comprises silicon dioxide and alkali in at least one of sodium silicate and liquid water glass, which are aqueous solutions obtained by melting silicon dioxide and alkali. 100 wt% of water glass having a molar ratio of 0.5-5.1 or a mixed solvent of water glass having a molar ratio of silicon dioxide and an alkali of 0.5-5.1 mixed with water within a range of 1.0-100 wt%, containing the pressure tank of the vacuum pressure impregnator In the step of impregnating the treated wood with the chemical liquid in the part, it is maintained in the receiving tank of the pressure tank for more than 5 minutes at a reduced pressure of 0.80 bar (600 mmHg) or more to exhaust the air in the intraluminal cavity, the cell gap of the treated wood, a chemical liquid by maintaining the pressure for at least one hour at a pressure above 10.0bar (10.2kg f / cm 2) in the impregnation step of the drug solution filled into the pores in the cell lumen, the cell gap of the xylem In the step of recovering the chemical liquid, and further comprising the step of maintaining at least a pressure of 0.80 bar (600mmHg) or more at a reduced pressure in the receiving portion of the pressure tank for more than 5 minutes, the chemical liquid in the receiving portion of the pressure tank of the room temperature atmospheric pressure impregnator In the step of filling and impregnating the treated wood, injecting the chemical solution into the receiving part of the pressure tank, impregnating the treated wood for more than 24 hours at 1.0 bar (760 mmHg), 20-100 ° C. and recovering the chemical liquid. And further comprising, in the step of injecting carbon dioxide into the receiving portion of the pressure tank into the wood, comprising the step of holding the carbon dioxide blown for 3 seconds or more at a pressure of 1.0bar (760mmHg) or more in the receiving portion of the pressure tank. In addition, the inorganic carbon and the flame retardant is generated in the pores of the wood part by the carbon dioxide injection, the intracellular cavity, the cell gap, the water glass injected into the pores of the wood part and the discrete Inorganic and flame retardant materials of sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, gel silicate and silicon dioxide are formed in the pores of the wood through the hardening reaction of carbon, and the flame retardant wood is The method of manufacturing a flame retardant wood comprising a process of drying the wood through the curing reaction of water glass (any one or more of sodium silicate and liquid water glass) by carbon dioxide in the step of drying the wood by blowing the carbon dioxide. In providing.

본 발명은 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 흡수된 물유리를 이산화탄소와의 경화반응을 통해 경화시킴으로써 별도의 고온 건조과정을 거치지 않아 목재의 치수 안정성 향상과 목재 내에 무기질과 난연물질이 생성되고 생성된 규산겔과 이산화규소에 의해 난연목재가 규화목의 특성을 가지게 됨에 따라 난연성이 향상되며, 목재의 연소시 유독가스의 배출을 감소시킬 수 있어 목조건축물 및 내화건축물의 내외장재료로서의 상품가치를 높일 수 있는 경제적으로 유용한 효과가 있는 것이다.The present invention hardens the water glass absorbed in the pores of the wood part, the intracellular gap, the cell gap, and the surface through a curing reaction with carbon dioxide, and thus does not undergo a separate high temperature drying process, thereby improving the dimensional stability of the wood and generating inorganic and flame retardant materials in the wood. As the flame retardant wood has the characteristics of siliceous wood by the produced silica gel and silicon dioxide, the flame retardancy is improved, and it is possible to reduce the emission of toxic gas when burning wood. There is an economically useful effect that can be increased.

도 1은 본 발명의 제조 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 침지과정의 다이아그램 이다.
1 is a manufacturing flowchart of the present invention,
2 is a diagram of an immersion process according to the present invention.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하나, 하기 실시예는 본 발명의 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범주 및 기술 사상 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이다. 따라서, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments will be described based on the accompanying drawings in order to help understanding of the present invention, but the following examples are not limited to the embodiments of the present invention, and various modifications and changes within the scope and spirit of the present invention are provided. Modifications are apparent to those of ordinary skill in the art. Therefore, it is also natural that the examples to which such modifications and modifications are attached belong to the claims of the present invention.

본 발명은 주물제작에 사용되는 이산화탄소(CO2) 주조법을 이용한다.The present invention utilizes a carbon dioxide (CO 2 ) casting method used for casting.

상기에 있어, 이산화탄소 주조는 주물사에 물유리를 주재료로 한 점결제를 가하여 혼련하고 모형 위에 다져서 조형한 후 이산화탄소 가스를 통과시켜 주형을 경화시키는 방법이다. 이 방법의 기원은 아직 명확하지 않지만 소련 및 주변의 국가들에서 실시되었던 것으로 알려져 있다. 1949년에 영국에서 체코슬로바키아인에 의해 특허가 얻어졌는데 세상의 주목을 그렇게 모으지 못한 채 1953년 12월 특허는 소멸되었다. 이후 많은 연구자들에 의해 연구가 축적되어 오늘날의 이산화탄소법이 되었고, 또 이산화탄소 가스를 사용하지 않는 무기계자경성주형으로 발전된 것이다.In the above, the carbon dioxide casting is a method of kneading by adding a water glass-based binder to the foundry sand, kneading on a model, and then molding it by passing carbon dioxide gas to cure the mold. The origin of this method is not yet clear, but it is known to have been practiced in the Soviet Union and surrounding countries. It was patented by the Czechoslovakians in England in 1949, but in December 1953 the patent expired without so much attention from the world. Since then, research has been accumulated by many researchers, making it the carbon dioxide method of today, and developing into an inorganic hard mold that does not use carbon dioxide gas.

이산화탄소법의 원리는 일반적으로 다음식으로 나타낸다. The principle of the carbon dioxide method is generally represented by the following equation.

Na2O·nSiO2(mn+x)·H2O + CO2 ---> Na2CO3 ·xH2O + m(SiO2·nH2O) [n은 규산나트륨의 몰비, m은 규산겔의 함수량, x는 탄산나트륨의 결정수의 몰수]Na 2 O.nSiO 2 (mn + x) H 2 O + CO 2 ---> Na 2 CO 3 XH 2 O + m (SiO 2 nH 2 O) [n is the molar ratio of sodium silicate, m is the water content of the silicate gel, x is the number of moles of crystal water of sodium carbonate]

이산화탄소(CO2) 주조법은 사형주조시 주형이 그 형태를 유지할 수 있도록 규사(무수규산인 이산화규소 성분이 포함된 석영 알갱이 모래)에 점결제로 규산나트륨(규산소다)를 첨가 후 조형하고 주형에 이산화탄소(CO2)를 취입 한 후 경화시키는 방법으로 물유리가 이산화탄소(CO2)와 반응하면 겔 모양의 규산이 석출(규산겔)하며 강한 접착력을 발휘하게 되며, 탄산소다(Na2CO3)가 형성되면 즉시 물분자를 흡수하여 결정수로 붙어서 경화되고 또 이산화규소(실리카, SiO2)가 석출 고화되므로 사형주조를 자유자제의 모양으로 주물을 형성할 수 있는 방법이라 할 수 있다.Carbon dioxide (CO 2 ) casting method adds sodium silicate (sodium silicate) as a caking additive to silica sand (quartz grain sand containing silicon dioxide, anhydrous silicate) so that the mold can maintain its shape during sand casting. After blowing carbon dioxide (CO 2 ) and curing it, water glass reacts with carbon dioxide (CO 2 ) to precipitate gel-like silicic acid (silicate gel) and exert strong adhesion, and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) When formed, it immediately absorbs water molecules, attaches them with crystal water, hardens them, and precipitates and solidifies silicon dioxide (silica, SiO 2 ), so that sand casting can be called a method of forming castings in a free form.

도 1 은 본 발명에 따른 이산화탄소(CO2) 경화법을 이용하여 규화목의 특징을 갖는 난연목재의 제조방법을 설명하기 위한 순서도 이고, 도 2 는 본 발명에 따른 이산화탄소(CO2) 경화법을 이용한 난연목재의 제조방법에 있어 진공가압함침 및 이산화탄소 취입과 관련된 침지과정에 대한 다이아그램이다.1 is a flowchart illustrating a carbon dioxide (CO 2) curing method Preparation of Flame Retardant Wood method having the features of the petrified wood by using according to the invention, Figure 2 is using a carbon dioxide (CO 2) curing method according to the invention Diagram of immersion process related to vacuum pressure impregnation and carbon dioxide intake in the production method of flame retardant wood.

이에 나타낸 바와 같이, 진공가압함침 및 이산화탄소 취입과 관련된 침지과정에 대한 다이아그램은 피처리 목재 수용단계(1), 전배기(감압) 단계(2), 물유리 주입단계(3), 가압단계(4), 후배기(감압) 단계(5), 이산화탄소 취입단계(6), 자연건조단계(7)로 구성된다.As shown here, the diagrams for the immersion process associated with vacuum press impregnation and carbon dioxide intake are shown in the following steps for receiving wood to be treated (1), exhaust gas (decompression) step (2), water glass injection step (3), pressurization step (4). ), The post exhaust (decompression) step (5), carbon dioxide blowing step (6), natural drying step (7).

760mmHg의 압력에서 진공가압함침기의 압력탱크의 수용부에 목재를 넣고(1) 전배기(감압) 단계(2)에서 압력을 0.15-0.20bar(112.5-150mmHg)까지 감압한 후 5분 동안 유지하면서 피처리 목재의 세포내강, 세포간극, 표면부 내에 있는 공기를 외부로 배기한다. 그 후 물유리 주입단계(3)을 통해 규산나트륨의 주입량을 200-300kg/m3로 공급하고 가압단계(4)에서 10.0-15.0bar(10.2-15.3kgf/cm2)의 압력을 가한 후 1시간 동안 유지하면서 규산나트륨이 목재의 세포내강, 세포간극, 표면부에 주입되도록 한다. 1시간 경과 후 공급된 규산나트륨을 회수하고, 후배기(감압) 단계(5)에서 압력을 0.15-0.20bar(112.5-150mmHg)까지 감압 한 후 5분 동안 유지하면서 목재내에 잔존해 있는 수분을 1차로 제거한다. 이산화탄소 취입단계(6)에서는 10.0-15.0bar(10.2-15.3kgf/cm2)의 압력을 가한 후 1시간 동안 압력을 유지하면서 목재의 세포내강, 세포간극, 표면부 내에 흡수되어 있는 규산나트륨과의 경화반응이 발생할 수 있도록 한다. 자연건조단계(7)에서는 이산화탄소와 규산나트륨의 경화반응이 종료된 후 압력탱크의 수용부내에 있던 목재를 출로하여 상온에서 자연건조를 시킨다.At 760 mmHg, the wood is placed in the receiving tank of the vacuum pressure impregnator (1) and the pressure is reduced to 0.15-0.20 bar (112.5-150 mmHg) in the pre-exhaust stage (2) and held for 5 minutes. The air in the intracellular lumen, cell gap and surface portion of the wood to be treated is exhausted to the outside. After supplying the injection amount of sodium silicate through the water glass injection step (3) to 200-300kg / m 3 and in the pressurization step (4) to apply a pressure of 10.0-15.0bar (10.2-15.3kg f / cm 2 ) 1 Maintain time and allow sodium silicate to be injected into the lumen, intercellular space, and surface of the wood. After 1 hour, the supplied sodium silicate was recovered, the pressure was reduced to 0.15-0.20 bar (112.5-150 mmHg) in the post exhaust (decompression) step (5), and the water remaining in the wood was maintained for 1 minute. Remove by car. In the carbon dioxide blowing step (6), the sodium silicate absorbed in the intracellular lumen, cell gap, and surface of the wood was maintained for 1 hour after applying a pressure of 10.0-15.0 bar (10.2-15.3kg f / cm 2 ). Allow curing reaction to occur. In the natural drying step (7) after the curing reaction of carbon dioxide and sodium silicate is finished, the wood in the receiving portion of the pressure tank is discharged to allow natural drying at room temperature.

상기에 있어, 물유리 주입단계(3)에서의 물유리는 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 진한 수용액인 규산나트륨(Na2O·nSiO2·xH2O)으로 SiO2/Na2O의 몰비가 0.5-5.1인 것을 원액으로 하여 물유리 100wt% 또는 물유리를 1.0-100wt%의 범위내에서 물과 혼합한 혼합용매로 구성되어 있다.In the above, the water glass in the water glass injection step (3) is sodium silicate (Na 2 O.nSiO 2 .xH 2 O), which is a thick aqueous solution obtained by melting silicon dioxide and alkali, and the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is 0.5. It is composed of mixed solvent mixed with water in the range of 100wt% of water glass or 1.0-100wt% of water glass with -5.1 as a stock solution.

상기 물유리 또는 물유리와 물의 혼합용매를 교반한 후 약액을 준비하는 단계에서, 상기 약액은 물유리(water glass) 또는 물유리와 물의 혼합용매로, 물유리는 주로 이산화규소(SiO2)와 알칼리를 융해해서 얻은 규산나트륨(규산소다)을 진한 수용액으로 한 것이다. 규사(무수규산인 이산화규소 성분이 포함된 석영 알갱이 모래)와 소다회(탄산나트륨, Na2CO3)이 혼합물을 1,300-1,500℃에서 용융해서 생긴 것을 저압 증기솥에서 처리하면 얻을 수 있다. 알칼리는 대체로 Na2이고(경우에 따라서는 K2O를 사용하기도 함), 조성은 Na2O·nSiO2(경우에 따라서, K2O·nSiO2)외에 소량의 Fe2O3로 되어 있고, 수분은 10~30%이다. In the step of preparing a chemical liquid after stirring the water glass or a mixed solvent of water glass and water, the chemical liquid is water glass (water glass) or a mixed solvent of water glass and water, the water glass is mainly obtained by melting silicon dioxide (SiO 2 ) and alkali Sodium silicate (sodium silicate) is a concentrated aqueous solution. A mixture of silica sand (quartz grain sand containing silicon dioxide, anhydrous silicate) and soda ash (sodium carbonate, Na 2 CO 3 ) can be obtained by treating the mixture at 1,300-1,500 ° C in a low pressure steam cooker. Alkali is usually Na 2 (in some cases K 2 O is used), and the composition is a small amount of Fe 2 O 3 besides Na 2 O.nSiO 2 (in some cases K 2 O.nSiO 2 ). , Moisture is 10-30%.

본 발명에서 사용하고자 하는 물유리는 수용액인 규산나트륨(규산소다) 및 액상형 물유리 중 어느 하나 이상으로 이산화규소(Silica)/알칼리(alkali)의 몰비가 0.5-5.1인 물유리 100 wt% 또는 이산화규소와 알칼리의 몰비가 0.5-5.1인 물유리를 1.0-100 wt%의 범위내에서 물과 혼합한 혼합용매로 이루어지는 것에 있다. Water glass to be used in the present invention is any one or more of the aqueous solution of sodium silicate (sodium silicate) and liquid water glass 100 wt% of silicon dioxide (silica) / alkali (alkali) water ratio of 0.5-5.1 or silicon dioxide and alkali It consists of a mixed solvent in which a water glass having a molar ratio of 0.5-5.1 is mixed with water within a range of 1.0-100 wt%.

물유리는 규산나트륨을 주성분으로 하는 소다 물유리가 일반적이지만, 칼륨 물유리, 소다카륨 물유리 등의 물질도 모두 물유리로 분류되며, 포괄적으로 규산염이 물에 용해되어 있는 물질을 뜻한다. The water glass is generally a soda water glass containing sodium silicate as a main component, but all materials such as potassium water glass and soda carium water glass are also classified as water glass, and generally means a substance in which silicate is dissolved in water.

규산염의 화학적 조성은 일반적으로 M2O·mSiO2으로 표시된다. 여기서 M은 알칼리 금속으로 Li, Na, K, Rb, Cs 및 4급 암모늄염기 등이 알려져 있으며, 실제로는 M이 Na인 경우 m = 0.54-4.0, K인 경우 m = 2.0-3.8, Li인 경우 m = 3.5-7.5, 사급암모늄염기인 경우 m = 12-30 등 그 몰비가 폭넓게 존재하는 것으로 알려져 있다. 그리고 규산염중에는 (SiO4)4-, (Si2O7)6-, (Si3O9)6-, (Si4O12)8-, (Si6O18)12- 등의 여러 종류의 규산음이온이 포함되어 있다고 알려져 있다.The chemical composition of the silicate is generally represented by M 2 O.mSiO 2 . Where M is an alkali metal, Li, Na, K, Rb, Cs and quaternary ammonium bases are known, in fact, when M is Na, m = 0.54-4.0, K is m = 2.0-3.8, Li In the case of m = 3.5-7.5 and quaternary ammonium base, it is known that the molar ratio exists widely, such as m = 12-30. Among the silicates, there are various kinds of silicates such as (SiO 4 ) 4- , (Si 2 O 7 ) 6- , (Si 3 O 9 ) 6- , (Si 4 O 12 ) 8- , and (Si 6 O 18 ) 12- It is known to contain silicate anions.

이러한 규산염은 규사와 소다회(탄산나트륨, Na2CO3)이 혼합물을 1,300-1,500℃의 온도범위에서 가열, 용융시켜 유리를 만들고, 이를 저압오토클레이브 속에서 처리하여 제조하는 건식법과 콜로이드질 규산 또는 규조토와 수산화나트륨을 오토클레이브 속에서 가열, 반응, 용해시킨 후 건조하여 제조하는 습식법의 두 가지 방법으로 제조되며, 이를 용해시켜 제조되는 물유리는 세제, 세정제, 침투제, 접합제, 접착제, 방화제, 토양경화제, 내화시멘트용 원료, 경수연화제 제조용 원료, 실리카겔 제조용 원료, 난의 방부제 등으로 사용되고 있다.These silicates are made by drying silica and soda ash (sodium carbonate, Na 2 CO 3 ) by heating and melting the mixture at a temperature range of 1,300-1,500 ° C. to make glass, and treating it in a low-pressure autoclave and colloidal silicic acid or diatomaceous earth. And sodium hydroxide are prepared by heating, reacting, dissolving, and drying them in an autoclave. The wet glass is prepared by dissolving and dissolving water in the detergent, detergent, penetrant, binder, adhesive, fire retardant, soil hardener. It is used as a raw material for refractory cement, a raw material for producing a water softener, a raw material for producing silica gel, and an egg preservative.

이러한 규산염 물질들은 모두 기본적인 주원료는 산화규소 즉 규사 또는 규석이다. 규사와 규석은 지구상에 존재하는 대표적인 광물로 풍부하게 얻어질 수 있으며, 상품으로 널리 공급될 수 있는 물질이기 때문에, 물유리는 저렴한 비용으로 난연성을 부여할 수 있어 그 활용가치가 매우 높다고 할 수 있다.All of these silicate materials are silicon oxide or silica or silica. Silica and silica can be obtained abundantly as a representative mineral present on the earth, and because it is a material that can be widely supplied as a product, water glass can be given flame retardancy at low cost, and its use value is very high.

물유리는 특히 대표적인 무기피복재로서 석유화학에서 얻어지는 유기피복제와는 달리 열안정성이 높고 공해 문제가 없기 때문에 내열, 내식 및 방수피복재료로 폭 넓게 활용되고 있다. 물유리의 양이 적어짐에 따라 용액의 점도가 급격히 늘어나고 점착력을 갖기 때문에 그 수용액을 피처리재의 표면에 처리하고 건조시키면 표면이 유리처럼 메끈한 피막을 얻을 수 있다. 또한, 물유리는 약 100℃ 내지 200℃ 사이세서 물분자의 이탈과 실리카의 축합중합반응이 동시에 진행되며 발포되어 피처리재가 산소와 접하는 것을 막고 단열작용을 행하여 연소성을 떨어뜨리며 약 500℃ 내지 700℃ 사이에서는 결정성이 높아져 물성이 더욱 견고해지는 열적 성질을 가지고 있어 가연성 소재에 부가되어 난연성을 증진시키는 데 유익하게 활용 될 수 있다. 뿐만 아니라, 물유리는 저유해성 물질로 알려져 물유리에 수소양이온을 첨가하여 제조되는 실리카겔은 식품공업에 제습제의 용도로 광범위하게 활용되고 있다.Water glass is widely used as heat-resistant, corrosion-resistant and waterproof coating material because of its high thermal stability and no pollution problem, unlike organic coatings obtained from petrochemicals. As the amount of water glass decreases, the viscosity of the solution increases sharply and has adhesive force. Thus, when the aqueous solution is treated on the surface of the material to be treated and dried, a smooth film like surface can be obtained. In addition, the water glass at the time of about 100 ℃ to 200 ℃ the separation of water molecules and the condensation polymerization reaction of silica proceeds at the same time and foamed to prevent the treated material from contact with oxygen and to perform adiabatic action to reduce the combustibility, about 500 ℃ to 700 ℃ Among them, the crystallinity is increased, and the physical properties are more solid, so it can be advantageously used to enhance the flame retardancy by being added to the combustible material. In addition, water glass is known as a low-hazardous material, and silica gel prepared by adding hydrogen cation to water glass has been widely used as a dehumidifying agent in the food industry.

이산화탄소 취입단계(6)에서 이산화탄소에 의한 규산나트륨의 경화반응기구는 Na2O·nSiO2(mn+x)·H2O + CO2 ---> Na2CO3·xH2O + m(SiO2·nH2O) [n은 규산나트륨의 몰비, m은 규산겔의 함수량, x는 탄산나트륨의 결정수의 몰수]으로 이 경화반응을 통해 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 주입된 물유리가 탄산나트륨과 겔 모양이 규산(규산겔)으로 석출하어 강한 접착력을 발휘하며, 규산겔에 의해 목재의 경화강도가 크게 증가하게 된다. In the carbon dioxide blowing step (6), the reaction mechanism for curing sodium silicate by carbon dioxide is Na 2 O.nSiO 2 (mn + x) .H 2 O + CO 2 ---> Na 2 CO 3 .xH 2 O + m ( SiO 2 · nH 2 O) [n is the molar ratio of sodium silicate, m is the water content of the silicate gel, x is the number of moles of the crystallized water of sodium carbonate] Through this curing reaction, it is injected into the intracellular cavity, the cell gap, and the surface of the pores of the wood Sodium carbonate and gel form precipitated as silicic acid (silicate gel), showing strong adhesion, and hardening strength of wood is greatly increased by silicate gel.

자연건조단계(7)에서는 이산화탄소(CO2) 취입단계(6)에서의 경화반응에 의해 목재를 50℃ 이상의 온도에서 별도의 건조과정이 필요하지 않아 경제적이며, 목재의 형태가 뒤틀리거나 갈라지는 등의 구조안정성의 문제점을 해결 할 수 있어 난연목재의 상품 가치를 증대시킬 수 있게 된다.The natural drying step (7) is economical because the wood is not required to be dried at a temperature above 50 ° C. by the curing reaction in the carbon dioxide (CO 2 ) blowing step (6), and the shape of the wood is warped or cracked. It is possible to solve the problem of structural stability, thereby increasing the commodity value of fire retardant wood.

상기에 있어, 이산화탄소(CO2) 경화법의 바람직한 특징으로서, 물유리의 일종인 규산나트륨과 이산화탄소의 경화반응기구를 일례로 들면, Na2O·nSiO2(mn+x)·H2O + CO2 ---> Na2CO3·xH2O + m(SiO2·nH2O) [n은 규산나트륨의 몰비, m은 규산겔의 함수량, x는 탄산나트륨의 결정수의 몰수]으로 이 경화반응을 통해 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 주입된 물유리가 탄산나트륨(Na2CO3)과 겔 모양이 규산(규산겔, mSiO2 · nH2O)으로 석출되어 강한 접착력을 발휘하며, 규산겔(mSiO2·nH2O)에 의해 목재의 경화강도가 크게 증가하게 된다. 또한, 규산겔에서 물분자가 빠져나간 형태인 이산화규소(실리카, SiO2)가 형성되어 나무의 원래 형태와 구조를 보존한 상태로 이산화규소(실리카, SiO2)가 목질부이 공극을 채워 형성된 나무 화석인 규화목의 특성을 가지게 된다. In the above description, as a preferable feature of the carbon dioxide (CO 2 ) curing method, a curing reaction mechanism of sodium silicate and carbon dioxide, which is a kind of water glass, is mentioned as an example. Na 2 O.nSiO 2 (mn + x) .H 2 O + CO 2 ---> Na 2 CO 3 · xH 2 O + m (SiO 2 · nH 2 O) [n is the molar ratio of sodium silicate, m is the water content of the silicate gel, x is the number of moles of crystallized sodium carbonate] Through the reaction, the water glass injected into the pores of the wood, the cell gap, and the surface of the pores of the wood are sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and the gel is silicate (silicate gel, mSiO 2). Precipitates with nH 2 O to show strong adhesion, and hardening strength of wood is greatly increased by silicate gel (mSiO 2 · nH 2 O). Further, in the silica gel is a silicon dioxide type out the water molecules are located (silica, SiO 2) is formed of silicon dioxide as a preserve the original shape and structure of a tree state (silica, SiO 2) is a tree formed fill mokjilbuyi pore fossil It has the characteristics of phosphorus siliceous wood.

상기에 있어, 진공가압함침기의 진공가압처리는 원통형의 주약관에 목재를 넣고 밀폐한 다음, 압력 5-15kg/cm2의 약액으로 목재내로 가압주입시킨다. 흡수량(주입량)은 다른 처리방법보다 매우 크다. 일반적으로 주입량은 수용성인 약제의 경우 200-300kg/cm2, 유성약제는 150-200kg/cm2으로 침목, 전주, 항만용재, 교량재, 갱목, 조경소재, 목재방음벽, 토사유출방지용 사방재 등 장기간의 내용연수가 요구되는 토목용재와 토대를 비롯한 건축용재, 콘테이너재, 냉각탑재 등이 처리 대상이 된다. 가압처리의 기본공정은 가압하기 전에 주약관내의 공기압에 따라 층세포법, 공세포법, 반공세포법으로 구분된다.In the above, the vacuum pressure treatment of the vacuum pressure impregnator is placed in a cylindrical main medicine tube and sealed, and then pressurized into the wood with a chemical solution of pressure 5-15 kg / cm 2 . Absorption amount (injection amount) is much larger than other treatment methods. In general, doses in the case of water soluble drugs 200-300kg / cm 2, oil-based drug is 150-200kg / cm 2 to the sleepers, telephone pole, harbor timber, bridge material, pit prop, landscaping material, wood noise barrier, soil anti-runoff four disaster etc. Civil engineering materials and foundations, which require long service life, are used for construction materials, container materials, and cooling towers. The basic process of the pressurization treatment is divided into the layer cell method, the co-cell method, and the anti-cell method according to the air pressure in the main tube before pressurization.

상기 층세포법(Bethell법)은 약제가 목재세포내강, 세포간극 등에 충만되도록 약액을 충분히 주입시키는 방법으로 다량의 주입량이 요구될 때 또는 주입이 곤란한 수종 또는 심재처리에 적용한다.The layer cell method (Bethell method) is a method in which the drug is sufficiently injected so that the drug is filled with wood cell lumen, cell gap, etc., when a large amount of injection is required or it is applied to a species or heart treatment which is difficult to inject.

처리공정으로는 전배기(방부재 주입을 촉진하기 위해 600mmHg 이상의 감압도록 15-60분 감암) - 방부제 유입(전배기의 감압으로 주약관에 방부제를 충만시킴) - 가압(약액주입성과 내후성을 고려 10~15kg/cm2로 가압) - 방부제 회수(가압을 풀고 약액을 회수 한 후 30-60분간 상압에서 방치) - 후배기(목재내에 남아 있는 잉여 약액을 600mmHg 이상으로 10-15분간 회수) - 양생, 건조의 과정으로 이루어진다.Treatment process is complete exhaust gas (15-60 minutes shaping to decompress 600mmHg or more to facilitate the injection of preservatives)-Preservative inflow (filling preservatives in the main medicine tube by depressurizing the exhaust gas)-Pressurization -Pressurized to ~ 15kg / cm 2 -Recovery of preservative (Leave it at 30-60 minutes after depressurizing and recovering chemicals)-Post-exhaust system (Recover the remaining chemicals in wood over 600mmHg for 10-15 minutes)-Curing , The process of drying takes place.

상기 공세포법(Reuping법)은 약액을 세포벽에만 침윤시키고 세포내강이나 세포간극에 들어간 과잉약액을 회수시키는 방법으로 소량의 주입량이 요구될 때, 약제의 절약 또는 약제 주입이 쉬운 수종이나 변재에 적용된다.The co-cell method (Reuping method) is a method that infiltrates the drug solution only to the cell wall and recovers the excess drug solution that enters the intraluminal cavity or the cell gap. When a small amount of injection is required, it is applied to a species or sapwood that is easy to save or to inject drugs. do.

처리공정으로는 초기공기압(주입촉진을 위해 약액을 넣지 않고 3kg/cm2의 공기압만으로 압력을 가함) - 방부제 유입(주약관내 충만된 공기가 서서히 빠져나가도록 천천히 주입함) - 가압(10-15kg/cm2 압력으로 약액을 일정기간 주입함) - 방부제 회수(가압을 풀고 약액을 회수 한 후 30-60분간 상압에서 방치) - 후배기(목재내에 남아 있는 잉여 약액을 600mmHg 이상으로 10-15분간 회수) - 양생, 건조의 과정으로 이루어진다.Initial air pressure (pressure is applied only by 3kg / cm 2 air pressure without chemicals to promote injection)-Preservative inflow (slowly injected to slowly escape the filled air in the main tube)-Pressurized (10- 15kg / cm 2 pressure is injected for a certain period of time)-Preservative recovery (Release pressurization and withdrawal of chemical solution and leave at normal pressure for 30-60 minutes)-Post-exhaust system (Residual chemical remaining in wood over 10mm to 600mmHg) Recovery for minutes)-consists of curing and drying.

상기 반공세포법(Lowry법)은 충세포법과 공세포법의 절충방법이다.The anti-cell method (Lowry method) is a compromise method between the cell and the cell method.

진공가압함침기의 주요 구성설비로는 주약관, 계량탱크, 작업탱크, 가압ㅇ진공펌프, 건조공장으로 구성되며, 진공 및 가압에 의한 압입을 그 원리로 하고 있다. 사용가능한 약제로는 수용성, 유성에 모두 유용성이 있으며, 약액의 흡수량은 150kg/m3 이상이다. 약재의 침윤길이는 변재부의 100% 또는 심재의 일분분이며, 장점으로는 흡수량이 많고 얼룩진 부위가 없으며, 약제의 처리 효과가 높다고 할 수 있다. 단점으로는 현장처리가 불가능하며 설비가 고가인 관계로 처리공장이 드물며 제조경비가 많이 든다.The main components of vacuum pressure impregnator are main chemical pipe, metering tank, working tank, pressurized vacuum pump, and drying plant. Usable drugs are useful in both water-soluble and oil-based, and the amount of absorption of the drug solution is 150kg / m 3 or more. The infiltration length of the medicine is 100% of the sapwood part or one minute of the core material, and the advantage is that there is a large amount of absorption, there is no stained part, and the treatment effect of the drug is high. Disadvantages include in-situ treatment and expensive processing facilities due to the high equipment cost.

상기에 있어 상온상압함침기의 주요 구성설비로는 침지탱크가 있으며 모세관 현상에 의한 자연흡수를 그 원리로 하고 있다. 사용가능한 약제로는 수용성, 유성에 모두 유용성이 있으며, 약액의 흡수량은 25kg/m3 이상이다. 약제의 침윤길이는 표면으로부터 5mm 이하이며, 장점으로는 흡수량의 범위를 시간으로 조절가능하며 손쉽게 작업이 가능하고 얼룩이 적은 편이다. 단점으로는 부분적인 처리가 불가능하며 약제가 쏟길 염려가 있다. 또한 기존 설치 재료의 처리가 불가능하다.In the above, the main component of the atmospheric pressure impregnator is an immersion tank, and the natural absorption by capillary phenomenon is based on the principle. Usable drugs are useful in both water-soluble and oil-based, and the absorption of the drug solution is 25kg / m 3 or more. The infiltration length of the drug is less than 5mm from the surface, the advantage is that the range of absorption can be adjusted by time, easy to work and less stain. Disadvantages include partial treatment and concern for spilling of medication. It is also impossible to process existing installation materials.

본 발명은 규화목의 특성을 갖는 난연목재의 개발은 일반적으로 방부목재를 생산하기 위해 사용되는 진공가압함침법과 상온상압함침법을 적용한 것으로 큰 차이점이라고 할 수 있는 것은 약제(물유리)의 진공가압함침 또는 상온상압함침 후 목재에 이산화탄소를 취입함으로써 목질부 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에서의 물유리 경화반응을 통해 무기질 및 난연물질을 생성할 수 있으며, 경화반응을 통해 건조됨으로써 별도의 고온에서의 건조과정이 필요하지 않아 목재의 뒤틀림이나 갈라짐 등의 문제점을 해결할 수 있으며 규화목의 특성을 갖는 난연목재를 생산할 수 있다는 것이다.The present invention is the development of flame-retardant wood having the characteristics of silicified wood is generally applied to the vacuum pressure impregnation method and room temperature atmospheric pressure impregnation method used to produce antiseptic wood, which can be said to be a big difference is the vacuum pressure impregnation of the drug (water glass) or After the atmospheric pressure impregnation, carbon dioxide is injected into wood to generate inorganic and flame-retardant materials through hardening of intracellular cavity, cell gap, and water glass on the surface of the pores of wood, and drying process by drying at a separate high temperature. It is not necessary to solve the problems such as warping and cracking of the wood and to produce a flame retardant wood having the characteristics of silicified wood.

상기 규화목의 특성을 갖는 난연목재의 제조과정을 다시 설명하면, 첫째, 진공가압함침법을 이용할 경우 피처리 목재를 진공가압함침기 압력탱크의 수용부에 수용 - 전배기(압력을 0.15-0.20bar까지 감압한 후 5분 동안 유지하면서 피처리 목재의 세포내강, 세포간극, 표면부 내에 있는 공기를 외부로 배기) - 물유리 주입(규산나트륨의 주입량을 200-300kg/m3로 공급) - 가압(10.0-15.0bar의 압력을 가한 후 1시간 동안 유지) - 물유리 회수(가압을 풀고 물유리를 회수) - 후배기(압력을 0.15-0.20bar까지 감압 한 후 5분 동안 유지하면서 목재내에 잔존해 있는 수분을 1차로 제거) - 이산화탄소 취입(10.0-15.0bar의 압력을 가한 후 1시간 동안 압력을 유지) - 목재 출로 - 자연건조 Referring to the manufacturing process of the flame retardant wood having the characteristics of silicified wood, firstly, when the vacuum pressure impregnation method is used, the treated wood is accommodated in the accommodating part of the vacuum pressure impregnator pressure tank-a distributor (pressure 0.15-0.20 bar) to a reduced pressure after 5 minutes, while maintaining the exhaust air in the lumen of the target cell timber, a cell gap, the surface portion to the outside) for-injection water glass (sodium silicate to supply the injection amount of 200-300kg / m 3) - pressing ( 1 hour after pressurizing 10.0-15.0 bar and retained for 1 hour)-Recovery of water glass (Unpressurization and recovery of water glass)-Post exhaust (water remaining in the wood while maintaining for 5 minutes after depressurizing the pressure to 0.15-0.20 bar) Is removed first)-Blowing carbon dioxide (Pressure of 10.0-15.0 bar and maintaining pressure for 1 hour)-Wood exit-Natural drying

둘째, 상온상압함침법을 이용할 경우 상온상압함침기 압력탱크의 수용부에 피처리 목재를 수용 - 압력탱크의 수용부에 약액을 주입하고 1.0bar(750mmHg), 20-100℃의 조건에서 24시간 이상 피처리 목재에 함침 - 약액을 회수 - 압력탱크의 수용부에 이산화탄소 취입(10.0-15.0bar의 압력을 가한 후 1시간 동안 압력을 유지) - 목재 출로 - 자연건조 Second, in case of using the atmospheric pressure impregnation method, the treated wood is accommodated in the accommodating pressure tank of the CMP. Impregnated with abnormal treated wood-Recovering chemical liquid-Blowing carbon dioxide into receiving tank (Pressure of 10.0-15.0 bar and maintaining pressure for 1 hour)-Wood channel-Natural drying

이로서, 본 발명에 따른 이산화탄소(CO2) 경화법을 이용하여 규화목의 특성을 갖는 난연목재를 얻을 수 있게 된다.Thus, by using the carbon dioxide (CO 2 ) curing method according to the present invention it is possible to obtain a flame-resistant wood having the characteristics of silicified wood.

이와 같이, 물유리(규산나트륨, 규산소다)를 진공가압함침법 또는 상온상압함침법을 통해 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 목재의 표면에 주입시키고, 이산화탄소(CO2)를 이용하여 경화반응을 시켜 건조시킴으로써, 난연성 및 목재의 구조안정성이 높고, 경화반응을 통해 생성되는 규산겔에 의한 목재의 경화도 향상과 화재시 유독성 가스의 배출량을 줄일 수 있는 제품을 생산할 수 있으므로 경제적이며, 상품가치를 증대시킬 수 있게 된다.In this way, water glass (sodium silicate, sodium silicate) is injected into the surface of intracellular cavity, cell gap, wood, which are pores of the wood by vacuum pressure impregnation method or normal temperature atmospheric pressure impregnation method, and curing reaction using carbon dioxide (CO 2 ). It is economical because it can produce a product that has high flame retardancy and structural stability of wood, and improves the hardenability of wood by silica gel produced through hardening reaction and reduces the emission of toxic gas in case of fire. Can be increased.

1 : 피처리 목재의 수용 단계 2 : 전배기(감압) 단계
3 : 물유리 주입단계 4 : 가압단계
5 : 후배기(감압) 단계 6 : 이산화탄소 취입단계
7 : 자연건조 단계
1: accommodation step of treated wood 2: electric exhaust stage
3: water glass injection step 4: pressurization step
5: back exhaust (decompression) step 6: carbon dioxide blowing step
7: natural drying step

Claims (7)

피처리 목재를 진공가압함침기 또는 상온상압함침기의 압력탱크 수용부에 수용되게 하는 단계와;
물유리 또는 물유리와 물의 혼합용매를 교반한 후 약액이 준비되게 하는 단계와;
상기 압력탱크의 수용부에 준비된 약액을 충전하여 피처리 목재에 함침되게 하는 단계와;
상기 압력탱크의 수용부에 진공압을 가하여 약액이 회수되게 하는 단계와;
상기 압력탱크의 수용부에 이산화탄소를 취입하여 목재 내부로 주입되게 하는 단계와;
상기 이산화탄소의 취입에 의해 목질부의 공극에 무기물과 난연물질이 생성되게 하는 단계와;
상기 이산화탄소의 취입에 의해 목재가 건조되게 하는 단계와;
상기 압력탱크의 수용부에 작용하는 압력을 해제하는 단계;를 포함하는 난연목재의 제조방법.
Allowing the treated wood to be accommodated in a pressure tank receiving portion of a vacuum pressurizer or a room temperature atmospheric impregnator;
Stirring the water glass or a mixed solvent of water glass and water to prepare a chemical liquid;
Filling a prepared chemical into the receiving portion of the pressure tank to be impregnated with the wood to be treated;
Applying a vacuum pressure to a receiving portion of the pressure tank to recover the chemical liquid;
Injecting carbon dioxide into an accommodating portion of the pressure tank to be injected into the wood;
Causing the inorganic material and the flame retardant to be produced in the pores of the wood part by blowing the carbon dioxide;
Drying the wood by blowing the carbon dioxide;
And releasing pressure acting on the receiving portion of the pressure tank.
제 1 항에 있어서,
상기 약액의 물유리는 이산화규소와 알칼리를 융해해서 얻은 수용액인 규산나트륨 및 액상형 물유리 중 어느 하나 이상으로 이산화규소와 알칼리의 몰비가 0.5-5.1인 물유리 100wt% 또는 이산화규소와 알칼리의 몰비가 0.5-5.1인 물유리를 1.0-100wt%의 범위내에서 물과 혼합한 혼합용매인 것을 특징으로 하는 난연목재의 제조방법.
The method of claim 1,
The water glass of the chemical liquid is at least one of sodium silicate and liquid water glass, which is an aqueous solution obtained by melting silicon dioxide and alkali, and 100 wt% of water glass having a molar ratio of silicon dioxide and alkali of 0.5-5.1 or a molar ratio of silicon dioxide and alkali of 0.5-5.1 Method for producing a flame retardant wood, characterized in that the phosphorus water glass is a mixed solvent mixed with water in the range of 1.0-100wt%.
제 1 항에 있어서,
상기 진공가압함침기의 압력탱크의 수용부에 약액을 충전하여 피처리 목재에 함침시키는 단계에서, 압력탱크의 수용부에 0.80bar(600mmHg) 이상의 감압도로 5분 이상 유지하여 피처리 목재의 세포내강, 세포간극 내에 있는 공기를 배기하고, 상기 약액 함침단계에서 10.0bar(10.2kgf/cm2) 이상의 압력으로 1시간 이상 동안 가압을 유지하여 약액을 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극 내로 충만시키고, 상기 약액을 회수하는 단계에서 상기 압력탱크의 수용부에 0.80bar(600mmHg) 이상의 감압도로 5분 이상 유지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연목재의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of impregnating the treated wood with the chemical solution in the receiving portion of the pressure tank of the vacuum pressure impregnator, the intraluminal lumen of the treated wood is maintained at a pressure of 0.80 bar (600 mmHg) or more for 5 minutes or more in the receiving portion of the pressure tank. Exhaust the air in the cell gap, and pressurized for at least 1 hour at a pressure of 10.0 bar (10.2kg f / cm 2 ) or more in the drug solution impregnation step to fill the drug solution into the intracellular cavity, the cell gap, the pores of the wood , The method of manufacturing a flame retardant wood, characterized in that further comprising the step of maintaining at least 5 minutes at a reduced pressure of 0.80bar (600mmHg) or more in the receiving portion of the pressure tank in recovering the chemical liquid.
제 1 항에 있어서,
상기 상온상압함침기의 압력탱크의 수용부에 약액을 충전하여 피처리 목재에 함침시키는 단계에서, 압력탱크의 수용부에 약액을 주입하고 1.0bar(750mmHg), 20-100℃의 조건에서 24시간 이상 피처리 목재에 함침하는 과정과 약액을 회수하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연목재의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of impregnating the chemical liquid into the receiving portion of the pressure tank of the room temperature atmospheric pressure impregnator to impregnate the treated wood, the chemical liquid is injected into the receiving portion of the pressure tank for 24 hours at 1.0 bar (750 mmHg), 20-100 ℃ conditions The method of manufacturing a flame retardant wood, further comprising the step of impregnating the treated wood and recovering the chemical liquid.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력탱크의 수용부에 이산화탄소를 취입하여 목재 내부로 주입하는 단계에서, 압력탱크의 수용부에 1.0bar(750mmHg) 이상의 압력으로 이산화탄소를 3초 이상 취입 유지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연목재의 제조방법.
The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
In the step of injecting carbon dioxide into the receiving portion of the pressure tank into the wood, flame retardant comprising the step of holding the carbon dioxide blown for 3 seconds or more at a pressure of 1.0bar (750mmHg) or more in the receiving portion of the pressure tank. Method of making wood.
제 1 항에 있어서,
상기 이산화탄소 취입으로 목질부의 공극에 무기물과 난연물질이 생성되는 단계에서, 목질부의 공극인 세포내강, 세포간극, 표면에 주입된 물유리와 이산화탄소의 경화반응을 통해 목질부의 공극에 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 규산겔, 이산화규소의 무기물과 난연물질이 생성되고 생성된 규산겔과 이산화규소에 의해 난연목재가 규화목의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 난연목재의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of generating minerals and flame retardant material in the pores of the wood part by the carbon dioxide injection, sodium carbonate, potassium carbonate, carbonic acid in the pores of the wood part through the curing reaction of intracellular cavity, cell gap, water glass and carbon dioxide injected into the pores of the wood part Inorganic and flame retardant materials of sodium hydrogen, potassium bicarbonate, silicate gel, silicon dioxide are produced, and the flame retardant wood has a characteristic of siliceous wood by the produced silicate gel and silicon dioxide.
제 1 항에 있어서,
상기 이산화탄소 취입으로 목재를 건조시키는 단계에서, 이산화탄소에 의한 물유리의 경화반응을 통해 목재가 건조되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연목재의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of drying the wood by blowing the carbon dioxide, the method of producing a flame retardant wood comprising the step of drying the wood through the curing reaction of water glass with carbon dioxide.
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