KR101338611B1 - 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치는, 원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 구비되어 상기 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열 실린더와, 상기 가열 실린더의 후단에 구비된 유압모터에 의해 회전하면서 상기 용해된 원료를 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 압출 스크류를 포함하는 주 압출성형기; 원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 구비되어 상기 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열 실린더와, 상기 가열 실린더의 후단에 구비된 유압모터에 의해 회전하면서 상기 용해된 원료를 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 압출 스크류를 포함하는 보조 압출성형기; 상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기의 압출 스크류에 의해 압출되는 용해 원료의 혼합물에 줄무늬 형태를 부여하는 스테틱 믹서; 및 상기 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태가 부여된 혼합물을 배출시키는 몰드;를 포함하여 구성된다.
합성목재, 줄무늬, 호퍼, 가열 실린더, 압출 스크류
Description
본 발명은 합성목재에 관한 것으로, 특히 스테틱 믹서를 이용하여 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통해 몰드로 투입되는 이색, 이종의 혼합물 표면 및 내부에 줄무늬 형상을 갖도록 구성된 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재에 관한 것이다.
근래에 들어 천연목재에 대한 소비자의 선호도가 크게 증가하고 있으며 또한 전세계적으로 환경 보존 문제가 크게 대두되고 있다.
최근 천연목재와 유사한 표면 질감 및 무늬를 갖는 합성목재에 관한 연구가 많이 이루어지고 있는데, 이러한 합성목재를 제조하는데 사용되는 목재의 대부분은 비중이 비교적 가볍고 구하기가 쉬워 많이 이용되고 있다.
도 1은 종래 합성목재 판넬(10)의 일 예를 나타낸 사시도로서, 이를 참조하 면, 합성목재는 목재부스러기(대패밥,톱밥)와, 발포제(發泡劑)를 혼합한 플라스틱을 성형할 때 발포시켜서 천연목재와 비슷한 외관이나 성질을 갖게 한 재료로서 사출 또는 압출성형으로 제조되며, 사출성형품은 텔레비전 수상기의 캐비닛 등에, 압출성형품은 건재에 주로 사용된다.
상기 플라스틱 원료로서는 폴리스타이렌·ABS수지 등이 쓰이고, 사출(射出) 또는 압출성형으로 제조된다. 사출성형품은 성형 시에 조각이나 나무결무늬가 넣어지므로 인쇄나 도장(塗裝) 등의 2차 가공을 하지 않고서도 나무의 질감(質感)을 나타낼 수 있다.
압출성형품의 경우에는 목재의 제재, 평판, 각재(角材) 등에 가까운 것이 되며, 주된 용도는 건재(建材)이다. 압출된 시트(sheet)를 뜨거울 때 감아서 나이테가 있는 통나무와 비슷한 것도 만들 수 있다. 일반적으로 합성목재는 천연목재에 비해서 흡수성이 적고 부패하지 않는 장점이 있다. 또 발포배율(發泡倍率)이 비교적 낮고 표면에 밀도가 높은 표피층이 있으므로 강도가 상당히 높고 못박기나 대패질 등의 가공도 가능하다. 다만, 세로 방향의 강도가 뒤지고 휨이 크다는 결점을 가진다.
목재 자원은 세계적으로 감소되는 경향이 있고, 석유화학설비의 대형화에 수반되는 신제품 개발의 필요성도 있으므로 합성목재는 합성종이와 함께 장차 상당히 성장하고 석유화학공업에서 큰 수요를 형성할 것이다. 그러나 천연목재와의 가격차 축소, 플라스틱의 강도·강성(剛性) 부족의 해결, 폐기물 처리대책 확립이 과제이다.
한편, 기존의 합성목재 압출물은 대부분 단색(單色) 압출물로 이루어져 실제 고급목에 나타나는 이색(異色)으로 구성된 줄무늬(stripe) 형상을 구현하지 못하는 문제점이 있다.
이에 목(木)무늬 마스터 배치(master batch)를 압출기의 중간에 투입하여 약간의 무늬를 표현하였으나, 실제 나무와 같은 자연스러움이 나타나지 않으며 표면만 무늬가 나타나서 목재 절단시 이질감을 느끼게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 몰드를 거쳐 배출된 합성목재가 실제 고급목에 나타나는 줄무늬(stripe) 형상을 구비하도록 하므로써, 실제 나무와 같은 자연스러움의 구현이 가능한 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재를 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 구비되어 상기 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열 실린더와, 상기 가열 실린더의 후단에 구비된 유압모터에 의해 회전하면서 상기 용해된 원료를 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 압출 스크류를 포함하는 주 압출성형기; 원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 구비되어 상기 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열 실린더와, 상기 가열 실린더의 후단에 구비된 유압모터에 의해 회전하면서 상기 용해된 원료를 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 압출 스크류를 포함하는 보조 압출성형기; 상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기의 압출 스크류에 의해 압출되는 용해 원료의 혼합물에 줄무늬 형태를 부여하는 스테틱 믹서; 및 상기 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태가 부여된 혼합물을 배출시키는 몰드;를 포함하여 구성되는 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치에 의하여 달성된다.
이러한 본 발명에서 상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통해 상기 스테틱 믹서에 각각 투입되는 용해 원료는, 이색(異色) 및 이종(異種)으로 구성된다.
이러한 본 발명에서 상기 스테틱 믹서의 성분(element) 수는, 5 이하가 바람직하다.
한편, 상기한 본 발명의 목적은, (a) 주 압출성형기를 구성하는 호퍼에 투입된 원료를 가열 실린더 내부에서 히터의 가열에 의해 용해하고, 상기 용해된 원료를 유압모터에 의해 회전하는 압출 스크류를 통해 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 단계; (b) 보조 압출성형기를 구성하는 호퍼에 투입된 원료를 가열 실린더 내부에서 히터의 가열에 의해 용해하고, 상기 용해된 원료를 유압모터에 의해 회전하는 압출 스크류를 통해 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 단계; (c) 상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통해 압출되는 용해 원료의 혼합물에 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태를 부여하는 단계; 및 (d) 상기 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태가 부여된 혼합물을 몰드를 통해 배출시키는 단계;로 이루어지는 줄무 늬 형상을 갖는 합성목재 제조방법에 의하여 달성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재에 따르면, 스테틱 믹서에 유입되는 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통한 용해 원료가 이색 및 이종으로 구성되어 있으므로 몰드를 거쳐 배출된 합성목재가 실제 고급목에 나타나는 줄무늬(stripe) 형상을 구비하는 것이 가능하므로 실제 나무와 같은 자연스러움의 구현이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 사용되는 스테틱 믹서의 성분 수에 따른 분할 도면 및 이에 따른 분할 수를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조 장치를 나타낸 정면 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재의 제조 흐름도이다.
스테틱 믹서(static mixer)는 수지의 유로에 장방형의 판을 180도 비트는 형태의 성분(element)을 교대로서 반복 배열시킨 것으로서, 이 성분을 하나 통과할 때마다 층 수가 2배로 증가된다.
즉, 도 2를 참조하면, 스테틱 믹서는 혼합물이 통과하면서 고정 날에 의하여 이분되어 물질의 혼합을 향상시키는 역할을 한다. 이때 혼합물의 혼합 배율은 2N(N= 성분 수)으로 계산될 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이 스테틱 믹서의 성분 수를 5 이하로 유지할 경우 혼합물의 혼합 정도가 상당히 낮아져서 줄무늬(stripe) 형태를 띠게 된다. 본 발명에서는 이러한 현상을 이용하여 이색(異色) 및 이종(異種)의 두 가지 압출물을 적은성분 수의 스테틱 믹서를 통과하게 하여 표면뿐만 아니라 내부까지 줄무늬를 갖게 하는 합성목재를 개발하고자 하였다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치는 주 압출성형기(main extruder)(100), 보조 압출성형기(sub extruder)(200), 스테틱 믹서(static mixer)(300) 및 몰드(mold)(400)를 포함한다.
상기 주 압출성형기(100)는 호퍼(110)를 통해 원료가 투입되고, 상기 호퍼의 하부에 가열 실린더(120)가 구비되며, 상기 가열 실린더 외주에는 가열 실린더(120)에 열을 공급하여 상기 원료를 가열시키기 위한 히터(130)가 구비되어 있다.
또한, 상기 가열 실린더(120)의 후단에는 유압모터(140)가 구비되고, 가열 실린더(120)의 내부에 구비된 압출 스크류(미도시)가 상기 유압모터(140)에 의해 회전하면서 가열 실린더(120) 내부에서 용해된 원료를 혼련 및 압축하면서 선단의 압출 헤드(미도시)로 공급하여 일정한 형태로 압출시킨다.
상기 보조 압출성형기(200)는 호퍼(210)를 통해 원료가 투입되고, 호퍼의 하부에 가열 실린더(220)가 구비되며, 가열 실린더 외주에는 가열 실린더(220)에 열을 공급하는 히터(230)가 구비되어 있다.
또한, 상기 가열 실린더(220)의 후단에는 유압모터(240)가 구비되고, 가열 실린더(220)의 내부에 구비된 압출 스크류(미도시)가 상기 유압모터(240)에 의해 회전하면서 가열 실린더(220) 내부에서 용해된 원료를 선단의 압출 헤드(미도시)로 공급하여 일정한 형태로 압출시킨다.
상기 스테틱 믹서(300)는 전술한 바와 같이 합성목재(500)가 줄무늬(stripe) (510) 형태를 갖도록 하기 위해서 그 성분(element) 수를 5 이하로 유지하는 것이 바람직하며, 상기 주 압출성형기(100) 및 보조 압출성형기(200)의 압출 스크류에 의해 압출되는 용해 원료는 이색(異色) 및 이종(異種)인 상태에서 상기 스테틱 믹서(300)를 통과하므로써, 합성목재(500)의 표면뿐만 아니라 내부까지 줄무늬(510)를 갖게 된다.
상기 몰드(즉, 다이(die) 또는 금형)(400)는 상기 스테틱 믹서(300)를 통해 줄무늬 형태(510)가 부여된 혼합물을 배출시키고, 이후 건조, 절단과 같은 후속공정을 거쳐서 도 3에 도시된 바와 같이 표면은 물론 내부까지 줄무늬(510)를 갖는 합성목재(500)를 얻게 되며, 이에 따라 상기 몰드(400)를 거쳐 배출된 합성목재(500)가 실제 고급목에 나타나는 줄무늬(stripe) 형상을 구비하는 것이 가능하므로 실제 나무와 같은 자연스러움의 구현이 가능하다.
이와 같이 본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래 합성목재 판넬의 일 예를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 사용되는 스테틱 믹서의 성분 수에 따른 분할 도면 및 이에 따른 분할 수를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조 장치를 나타낸 정면 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 줄무늬 형상을 갖는 합성목재의 제조 흐름도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 주 압출성형기 110,210 : 호퍼
120,220 : 가열 실린더 130,230 : 히터
140,240 : 유압모터 200 : 보조 압출성형기
300 : 스테틱 믹서 400 : 몰드
500 : 합성목재 510 : 줄무늬
Claims (7)
- 원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 구비되어 상기 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열 실린더와, 상기 가열 실린더의 후단에 구비된 유압모터에 의해 회전하면서 상기 용해된 원료를 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 압출 스크류를 포함하는 주 압출성형기;원료가 투입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 구비되어 상기 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열 실린더와, 상기 가열 실린더의 후단에 구비된 유압모터에 의해 회전하면서 상기 용해된 원료를 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 압출 스크류를 포함하는 보조 압출성형기;상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기의 압출 스크류에 의해 압출되는 용해 원료의 혼합물에 줄무늬 형태를 부여하는 스테틱 믹서; 및상기 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태가 부여된 혼합물을 배출시키는 몰드;를 포함하되,상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통해 상기 스테틱 믹서에 각각 투입되는 용해 원료는, 이색(異色) 및 이종(異種)으로 구성되고,상기 스테틱 믹서는 원료의 유로에 장방형의 판을 180도 비트는 형태의 성분(element)을 교대로서 반복 배열시킨 것을 특징으로 하는 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 스테틱 믹서의 성분(element) 수는,5 이하인 것을 특징으로 하는 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치.
- (a) 주 압출성형기를 구성하는 호퍼에 투입된 원료를 가열 실린더 내부에서 히터의 가열에 의해 용해하고, 상기 용해된 원료를 유압모터에 의해 회전하는 압출 스크류를 통해 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 단계;(b) 보조 압출성형기를 구성하는 호퍼에 투입된 원료를 가열 실린더 내부에서 히터의 가열에 의해 용해하고, 상기 용해된 원료를 유압모터에 의해 회전하는 압출 스크류를 통해 선단의 압출 헤드로 공급하여 압출시키는 단계;(c) 상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통해 압출되는 용해 원료의 혼합물에 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태를 부여하는 단계; 및(d) 상기 스테틱 믹서를 통해 줄무늬 형태가 부여된 혼합물을 몰드를 통해 배출시키는 단계;를 포함하되,상기 주 압출성형기 및 보조 압출성형기를 통해 상기 스테틱 믹서에 각각 투입되는 용해 원료는, 이색(異色) 및 이종(異種)으로 구성되고,상기 스테틱 믹서는, 원료의 유로에 장방형의 판을 180도 비트는 형태의 성분(element)을 교대로서 반복 배열시킨 것을 특징으로 하는 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조방법.
- 삭제
- 제 4항에 있어서,상기 (c)단계에서의 스테틱 믹서의 성분(element) 수는,5 이하인 것을 특징으로 하는 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조방법.
- 삭제
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| KR1020090108896A KR101338611B1 (ko) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | 줄무늬 형상을 갖는 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10138212A (ja) * | 1996-11-07 | 1998-05-26 | Shine Denshi Kk | 人造木材及び木目年輪模様入り製造方法 |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10138212A (ja) * | 1996-11-07 | 1998-05-26 | Shine Denshi Kk | 人造木材及び木目年輪模様入り製造方法 |
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