KR101338027B1 - 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방부액을 통한 방부처리를 하지 않고도 충분한 방부성이 구현되어 사용 및 시공 상의 제한이 해소되도록 하고 충분한 건조로 온도와 습도의 변화에 따른 내외장재 자체의 변형이 현저히 저감되면서 치수안정성이 향상되도록 하며 외면을 브러싱하여 목재 자체의 자연미가 향상되도록 하는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 제조 방법은 일정한 크기를 가지는 판재로 천연 목재를 가공하는 1차 가공 단계와; 상기 가공된 판재를 건조실에 넣고 40℃ 내지 90℃ 사이의 온도로 상기 가공된 판재의 함수율이 18% 이하가 되도록 건조시키는 판재 건조 단계와; 상기 건조된 상기 판재를 열처리실에 넣고 180℃ 내지 240℃ 사이의 온도로 24시간 동안 진공 상태에서 가열하여 열처리를 하는 고온 열처리 단계와; 열처리가 완료된 상기 판재를 일정한 온도와 습도를 가지는 숙성실에 2일 내지 3일 동안 저장하여 숙성시키는 판재 숙성 단계와; 상기 숙성된 판재를 바닥재의 규격에 맞게 일정한 크기의 규격판으로 절단하고 양측면에 조립턱을 가공하며 마감질하는 2차 가공 단계와; 상기 판재의 연질부가 제거되면서 상기 판재의 경질부가 두드러져 무늬면이 형성되도록 상기 가공된 판재의 상면을 회전되는 강선 브러시로 브러싱하는 판재 브러싱 단계를; 포함한다.

Description

고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재 및 이의 제조 방법{BUILDING INTERIOR/EXTERIOR PANEL USING HIGH TEMPERATURE HEAT TREATMENT WOOD AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방부액을 통한 방부처리를 하지 않고도 충분한 방부성이 구현되어 사용 및 시공 상의 제한이 해소되도록 하고 충분한 건조로 온도와 습도의 변화에 따른 내외장재 자체의 변형이 현저히 저감되면서 치수안정성이 향상되도록 하며 외면을 브러싱하여 목재 자체의 자연미가 향상되도록 하는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 주택이나 건물의 건축에 사용되는 내외장재는 일정한 규격의 면적을 갖는 개별 패널로 제작되고, 시공시 다른 패널과 조립되어 건물의 외벽 또는 내벽과 바닥면 등에 설치되는 것이다.

통상의 건축 내외장재는 사각형, 특히 장방형의 패널로 이루어지며, 각 패널의 측면에는 다른 패널과의 조립이 가능하게 하는 고유한 결합구조가 형성된다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 건축 내외장재는 사각 패널 형태로 형성되고 목재로 이루어지는 규격판(100)과, 상기 규격판(100)의 일측에 가공되어 형성되는 제1 조립턱(101)과, 상기 규격판(100)의 타측에 가공되어 형성되는 제2 조립턱(102)으로 구성된다.

도 6에 도시된 바와 같이 종래의 건축 내외장재가 벽체(W)에 시공되는 경우를 예를 들어 설명하면, 벽체(W)의 외면에 커버(C)를 부착한 상태로 상기 커버(C)의 외면에 하나의 상기 규격판(100)의 제2 조립턱(102)의 상면에 다른 하나의 상기 규격판(100)의 제1 조립턱(101)이 겹치도록 다수의 상기 규격판(100)을 수평방향으로 설치하여 벽체(W)의 외면을 커버하게 된다. 이때, 상기 규격판(100)은 못(N)으로 상기 벽체(W)에 고정된다.

이와 같이 시공되는 종래의 건축 내외장재는 그 재질인 목재가 썩지 않도록 방부액에 침지시키는 방식으로 방부처리된다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 목재로 이루어지는 건축 내외장재는 충분히 건조되거나 열처리되지 않은 상태로 단순히 방부처리만 이루어져 시공후에 시간이 경과함에 따라 온도와 습도의 변화에 따른 수축 및 팽창으로 인하여 내외장재 자체가 휘어지거나 비틀리거나 또는 갈라지면서 쉽게 변형되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 건축 내외장재는 방부처리된 목재로 이루어짐으로써, 실내에 설치된 경우 방부액 자체가 인체에 유해하거나 냄새 등으로 불쾌감을 주는 화학물질을 함유할 수 있어 사용 및 시공에 제한이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 방부액을 통한 방부처리를 하지 않고도 충분한 방부성이 구현되어 사용 및 시공 상의 제한이 해소되도록 하고 충분한 건조로 온도와 습도의 변화에 따른 내외장재 자체의 변형이 현저히 저감되면서 치수안정성이 향상되도록 하며 외면을 브러싱하여 목재 자체의 자연미가 향상되도록 하는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 건조 및 열처리 후에 자연스런 숙성이 이루어져 건조 및 열처리 후에 사용 환경의 변화에 따른 목재의 변형이나 균열 또는 할열과 같은 손상이 방지되도록 하는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법"은, 일정한 크기를 가지는 판재로 천연 목재를 가공하는 1차 가공 단계와; 상기 가공된 판재를 건조실에 넣고 40℃ 내지 90℃ 사이의 온도로 상기 가공된 판재의 함수율이 18% 이하가 되도록 건조시키는 판재 건조 단계와; 상기 건조된 상기 판재를 열처리실에 넣고 180℃ 내지 240℃ 사이의 온도로 24시간 동안 진공 상태에서 가열하여 열처리를 하는 고온 열처리 단계와; 열처리가 완료된 상기 판재를 일정한 온도와 습도를 가지는 숙성실에 2일 내지 3일 동안 저장하여 숙성시키는 판재 숙성 단계와; 상기 숙성된 판재를 바닥재의 규격에 맞게 일정한 크기의 규격판으로 절단하고 양측면에 조립턱을 가공하며 마감질하는 2차 가공 단계와; 상기 판재의 연질부가 제거되면서 상기 판재의 경질부가 두드러져 무늬면이 형성되도록 상기 가공된 판재의 상면을 회전되는 강선 브러시로 브러싱하는 판재 브러싱 단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법"의 상기 강선 브러시의 회전속도는, 1000 내지 2000 rpm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법"의 상기 숙성실의 온도는 20℃ 내외이고, 상기 숙성실의 습도는 60% 내지 70%인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재"는, 상기한 제조 방법 중의 하나에 의해 제조되는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재이며, 상기 건축 내외장재는, 목재로 이루어지고 일측에 제1 조립턱이 형성되며 타측에 제2 조립턱이 형성되는 규격판과, 상기 규격판의 상면에 브러싱에 의해 목재의 연질부가 제거되면서 목재의 경질부가 두드러져 형성되는 무늬면을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 방부액을 통한 방부처리를 하지 않고도 충분한 방부성이 구현되어 사용 및 시공 상의 제한이 해소되고, 충분한 건조로 온도와 습도의 변화에 따른 내외장재 자체의 변형이 현저히 저감되며, 치수안정성이 향상되고, 외면을 브러싱하여 목재 자체의 자연미가 향상되어 심미감이 증진되는 효과를 갖는다.

본 발명은, 건조 및 열처리 후에 자연스런 숙성이 이루어져 건조 및 열처리 후에 사용 환경의 변화에 따른 목재의 변형이나 균열 또는 할열과 같은 손상이 방지되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 건축 내외장재의 제조 방법을 보인 단계도,
도 2는 본 발명에 따른 건축 내외장재를 보인 개략적인 종단면도,
도 3은 본 발명에 따른 건축 내외장재를 보인 사진,
도 4는 도 3의 요부 확대 사진,
도 5는 종래의 건축 내외장재의 일예를 보인 개략적인 종단면도,
도 6은 종래의 건축 내외장재의 시공 상태를 보인 개략적인 종단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건축 내외장재의 제조 방법을 보인 단계도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법은 천연 목재를 판재로 가공하는 1차 가공 단계(S1)와, 가공된 판재를 저온에서 건조시키는 판재 건조 단계(S2)와, 상기 판재를 고온에서 열처리하는 고온 열처리 단계(S3)와, 상기 판재를 숙성시키는 판재 숙성 단계(S4)와, 상기 판재를 규격판으로 가공하는 2차 가공 단계(S5)와, 상기 판재의 상면을 브러싱하는 판재 브러싱 단계(S6)를 포함한다.

상기 1차 가공 단계(S1)는 일정한 크기를 가지는 판재로 천연 목재를 가공하는 단계이다. 이 단계는 천연 목재, 즉 수분함량이 높은 상태의 원목을 판상으로 절단하여 판재로 가공하는 것으로, 천연 목재를 건조와 열처리가 용이하면서 상기 규격판으로 가공이 용이하도록 상기 판재로 가공하는 단계이다.

상기 판재 건조 단계(S2)는 상기 가공된 판재를 건조실에 넣고 40℃ 내지 90℃ 사이의 온도로 상기 가공된 판재의 함수율이 18% 이하가 되도록 건조시키는 단계로서, 발화점보다 상대적으로 낮은 온도에서 상기 판재를 서서히 가열하여 건조시켜 상기 판재의 함수율을 일정 수준 이하로 낮추는 역할을 한다.

상기 판재 건조 단계(S2)의 건조 온도는 40℃ 내지 90℃인데, 이는 건조 온도가 40℃보다 낮으면 건조에 많은 시간이 소요되어 생산성이 떨어지고 건조 온도가 90℃보다 크면 너무 급격하게 건조되어 상기 판재가 뒤틀리거나 파열, 할열 또는 균열이 발생할 우려가 있기 때문이다.

상기 판재 건조 단계(S2)에서 상기 판재의 함수율이 18% 이하가 되도록 하는 것은 천연 목재 즉 함수율 50% 이상의 생목을 가열 하여 함수율 18% 이하인 평형함수율의 상태가 되도록 하기 위한 것이다. 목재가 함수율 18% 이하의 평형함수율의 상태가 되면 목재는 사용하는 외부 환경의 습도에 따라 흡습과 건조를 반복하는 상태가 된다.

이와 같이 상기 판재의 건조 중에 그 함수율이 18% 이하인지에 대한 판단은 작업자가 공지의 함수율 측정기를 통해 건조실에 있는 상기 판재의 함수율을 측정하여 판별하게 된다.

상기 고온 열처리 단계(S3)는 상기 건조된 상기 판재를 열처리실에 넣고 180℃ 내지 240℃ 사이의 온도로 24시간 동안 진공 상태에서 가열하여 열처리를 하는 단계로서, 이 단계는 상기 판재의 함수율을 6% 내지 10%의 상태로 만들어 상기 판재가 가벼우면서 흡습이 어려운 상태로 열처리시키는 역할을 한다.

상기 고온 열처리 단계(S3)에서 열처리 온도는 180℃ 내지 240℃인 것이 바람직한데, 이는 열처리 온도가 180℃보다 낮으면 4% 내지 10%의 함수율을 가지는 판재로 열처리하는데 많은 시간이 소요되어 생산성이 떨어지게 되고, 열처리 온도가 240℃보다 높으면 목재의 발화점 또는 탄화점 이상의 온도가 되어 상기 판재가 발화하거나 탄화되기 때문이다.

상기 판재는 상기 판재 건조 단계(S2)와 상기 고온 열처리 단계(S3)를 거치면서 단계적으로 건조되어 그 균일이나 할열 및 파열과 뒤틀림이나 변형이 방지된 상태로 4% 내지 10%의 함수율을 가지고 흡습이 현저히 저감되어 별도의 방부처리를 하지 않고도 부패가 방지되며 가볍고 견고하며 치수안정성이 좋은 판재가 된다.

상기 판재 숙성 단계(S4)는 열처리가 완료된 상기 판재를 일정한 온도와 습도를 가지는 숙성실에 2일 내지 3일 동안 저장하여 숙성시키는 단계로서, 이 단계는 건조 및 열치리가 완료된 상기 판재를 상온에 노출시켜 사용 환경에 원활히 적응할 수 있도록 하는 것이다.

상기 판재 숙성 단계(S4)에서 상기 숙성실의 온도는 20℃ 내외이고, 상기 숙성실의 습도는 60% 내지 70% 사이인 것이 바람직한데, 이는 실내외의 일반적인 온도와 습도에 맞추어 상기 판재를 숙성시킴으로써, 상기 판재가 실내외의 환경에 원활히 적응할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 2차 가공 단계(S5)는 상기 숙성된 판재를 바닥재의 규격에 맞게 일정한 크기의 규격판으로 절단하고 상기 규격판의 양측면에 각각 조립턱을 가공하며 상기 규격판의 외부면을 마감질하는 단계로서, 이 단계는 상기 판재를 상기 규격판으로 절단하고 가공하여 건물의 내외의 벽면이나 바닥면에 시공하기 용이한 형태로 가공하는 것이다.

상기 판재 브러싱 단계(S6)는 상기 가공된 판재의 상면을 회전되는 강선 브러시로 브러싱하여 목재의 연질부만을 긁어내어 목재의 경질부가 드러나도록 하는 단계로서, 이 단계는 목재로 이루어지는 상기 판재의 연질부를 제거하고 경질부를 들어나도록 하여 목재의 자연적인 무늬가 드러나는 무늬면이 형성되도록 하기 위한 것이다.

즉, 상기 판재는 목재로 이루어지고 이런 목재는 나이테를 형성하는 연질부(주로 여름에 상대적으로 빠르게 성장하여 형성됨)와 경질부(주로 겨울에 상대적으로 천천히 성장하여 형성됨)로 이루어져 있으며, 강선 브러시를 통해 브러싱하여 상기 판재의 상면을 긁어내면 단단한 경질부가 유지된 상태로 단단하지 않은 연질부가 떨어져 나가고, 그에 따라 경질부가 돌출되면서 자연스럽게 목재 고유의 무늬가 드러나는 무늬면이 형성되는 것이다.

이와 같은 상기 강선 브러시는 회전하는 회전축의 둘레에 다수의 강선, 즉 스틸 와이어가 부착된 브러시로서, 상기 판재가 일측으로 이송되는 상태에서 상기 회전축의 회전에 의해 회전되는 상기 강선으로 상기 판재의 상면, 즉 외부로 노출되는 면을 브러싱하여 목재의 연질부만을 긁어내고, 그에 따라 상기 판재의 상면에 목재의 경질부에 의한 무늬면이 형성된다.

아울러, 상기 강선 브러시의 회전속도는 1000 내지 2000 rpm(분당 회전수)인 것이 바람직한데, 이는 상기 강선 브러시의 회전속도가 1000 rpm보다 낮으면 상기 판재의 상면의 연질부가 쉽게 떨어지지 않아 적절하게 무늬면이 형성되지 않기 때문이며, 상기 강선 브러시의 회전속도가 2000 rpm보다 높으면 상기 판재의 상면의 경질부까지 너무 많이 떨어져 나가서 이 또한 무늬면이 적절히 형성되지 않기 때문이다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 건축 내외장재의 제조 방법은 상기와 같은 단계들이 순차적으로 수행되어 방부액을 통한 방부처리를 하지 않고도 충분한 방부성이 구현되어 사용 및 시공 상의 제한이 해소되도록 하고 충분한 건조로 온도와 습도의 변화에 따른 내외장재 자체의 변형이 현저히 저감되면서 치수안정성이 향상되도록 하며 외면을 브러싱하여 목재 자체의 자연미가 향상되도록 하는 유용한 발명이다.

도 2는 본 발명에 따른 건축 내외장재를 보인 개략적인 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 건축 내외장재를 보인 사진이며, 도 4는 도 3의 요부 확대 사진이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 건축 내외장재는 목재로 이루어지고 일측에 제1 조립턱(11)이 형성되며 타측에 제2 조립턱(12)이 형성되는 규격판(10)과, 상기 규격판(10)의 상면에 브러싱에 의해 목재의 연질부가 제거되면서 목재의 경질부가 두드러져 형성되는 무늬면(20)을 포함한다.

상기 규격판(10)은 건조 및 열처리에 의해 방부성이 우수하면서 견고한 상태로 형성되는 목재의 판으로, 건물의 벽이나 바닥에 시공되는 내외장재에 사용하는 규격으로 제작된다.

상기 무늬면(20)은 상기 규격판(10)의 상면을 회전되는 강선 브러시로 브러싱하여 형성되는 것으로, 목재 자체의 경질부가 자연스럽게 드러나 목재의 외면, 즉 상기 규격판(10)의 상면의 자연미를 향상시키는 역할을 한다.

도 3과 도 4의 사진에 나타난 바와 같이, 상기 규격판(10)은 건조 및 열처리를 통해 암갈색을 띠게 되고 상면이 브러싱되면서 자연스럽게 목재의 경질부가 두드러져 무늬면(20)이 형성된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

10 : 규격판
11 : 제1 조립턱 12 : 제2 조립턱
20 : 무늬면

Claims (4)

1. 일정한 크기를 가지는 판재로 천연 목재를 가공하는 1차 가공 단계(S1)와;
   상기 가공된 판재를 건조실에 넣고 40℃ 내지 90℃ 사이의 온도로 상기 가공된 판재의 함수율이 18% 이하가 되도록 건조시키는 판재 건조 단계(S2)와;
   상기 건조된 상기 판재를 열처리실에 넣고 180℃ 내지 240℃ 사이의 온도로 24시간 동안 진공 상태에서 가열하여 열처리를 하는 고온 열처리 단계(S3)와;
   열처리가 완료된 상기 판재를 일정한 온도와 습도를 가지는 숙성실에 2일 내지 3일 동안 저장하여 숙성시키는 판재 숙성 단계(S4)와;
   상기 숙성된 판재를 바닥재의 규격에 맞게 일정한 크기의 규격판으로 절단하고 양측면에 각각 조립턱을 가공하며 마감질하는 2차 가공 단계(S5)와;
   상기 판재의 연질부가 제거되면서 상기 판재의 경질부가 두드러져 무늬면이 형성되도록 상기 가공된 판재의 상면을 회전되는 강선 브러시로 브러싱하는 판재 브러싱 단계(S6)를; 포함하며,
   상기 숙성실의 온도는 20℃ 내외이고, 상기 숙성실의 습도는 60% 내지 70%이고, 상기 강선 브러시의 회전속도는, 1000 내지 2000 rpm인 것을 특징으로 하는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재의 제조 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재이며,
   상기 건축 내외장재는,
   목재로 이루어지고 일측에 제1 조립턱(11)이 형성되며 타측에 제2 조립턱(12)이 형성되는 규격판(10)과,
   상기 규격판(10)의 상면에 브러싱에 의해 목재의 연질부가 제거되면서 목재의 경질부가 두드러져 형성되는 무늬면(20)을,
   포함하는 것을 특징으로 하는 고온 열처리 목재를 이용한 건축 내외장재.

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