KR101425264B1 - Reinforced wood polymer/plastic composite and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 목재 플라스틱 복합재의 제조 시 소정 길이로 절단된 목재칩(Wood chip) 및 장섬유(Long fiber)를 주원료로 사용함으로써 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줄 수 있으며, 경량화가 가능하도록 한 고강도 목재 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 목재칩 및 장섬유로 이루어진 주원료를 소정의 크기로 절단 제조하는 단계; 상기 제조된 주원료에 고분자 수지를 투입한 뒤 혼련하여 혼합물(Compounds)을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 혼합물을 성형하여 목재 플라스틱 복합재를 제조하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 목재 플라스틱 복합재의 제조 시 기존의 목분 대신 소정의 길이로 절단된 목재칩 및 장섬유를 주원료로 사용함으로써, 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줄 수 있고, 경량화가 가능하며, 동일 강도에서 제품의 슬림화가 가능하므로 제조 단가를 줄일 수 있는 장점이 있다.The present invention can improve the physical properties such as compression and impact strength by using a wood chip and a long fiber cut to a predetermined length as raw materials in the production of a wood plastic composite material, To a high strength wood plastic composite material and a manufacturing method thereof.
In order to accomplish this, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: cutting a main raw material composed of a wood chip and a long fiber into a predetermined size; Adding a polymer resin to the prepared raw material and kneading to prepare a mixture; And molding the mixture to produce a wood plastic composite material.
According to the present invention, wood chips and long fibers cut to a predetermined length are used as main raw materials in the production of wood plastic composite materials, thereby improving physical properties such as compression and impact strength, And it is possible to make the product slim at the same strength, so that the manufacturing cost can be reduced.
Description
본 발명은 고강도 목재 플라스틱 복합재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줌과 아울러 경량화가 가능한 고강도 목재 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high strength wood plastic composite material, and more particularly, to a high strength wood plastic composite material capable of improving physical properties such as compression and impact strength and light weight, and a method for manufacturing the same.
일반적으로, 목재는 천연 재료로서 널리 사용되고 있는 소재이지만 수분에 약하고, 시간이 지남에 따라 갈라짐, 터짐 등으로 인해 유지보수 비용이 만만치 않다. 이러한 목재의 단점을 보완한 것이 목재 플라스틱 복합재(WPC; Wood Polymer/Plastic Composite)이다. 목재 플라스틱 복합재는 일반 목재의 단점인 탈색되거나 갈라짐, 터짐 등의 변형이 거의 없다. 특히 천연목재와 달리 수분에 강하기 때문에 외장재 용도로 사용할 경우에도 쉽게 썩지 않는다. 이러한 장점 때문에 천연목재와 방부목재를 대체해나가고 있으며, 시장 규모가 점차 커지고 있는 추세이다.Generally, wood is widely used as a natural material, but it is weak in moisture, and maintenance cost is inconvenient due to cracking and breaking over time. The wood plastic / plastic composite (WPC) is a complement to the disadvantages of such wood. Wood-plastic composite materials have almost no deformation such as discoloration, cracking, and breakdown, which are disadvantages of ordinary wood. Unlike natural wood, it is especially resistant to moisture, so it does not rot easily even when used as exterior materials. Due to these advantages, natural wood and wood preservatives are being replaced, and the market size is gradually increasing.
그러나 기존 목재 플라스틱 복합재의 경우 주원료로 목분(Wood flour)을 주로 사용함에 따라 압축강도, 충격강도 등의 물리적 특성이 다소 약한 점이 있다.
However, in the case of conventional wood plastic composite materials, physical properties such as compressive strength and impact strength are somewhat weak due to the use of wood flour as a main material.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 목재 플라스틱 복합재의 제조 시 소정 길이로 절단된 목재칩(Wood chip) 및 장섬유(Long fiber)를 주원료로 사용함으로써 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줄 수 있으며, 경량화가 가능하도록 한 고강도 목재 플라스틱 복합재 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a wood plastic composite material, which has a wood chip and a long fiber cut to a predetermined length, And to provide a method of manufacturing the high strength wood plastic composite material.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 목재 플라스틱 복합재 제조방법은, 목재칩 및 장섬유로 이루어진 주원료를 소정의 크기로 절단 제조하는 단계; 상기 제조된 주원료에 고분자 수지를 투입한 뒤 혼련하여 혼합물(Compounds)을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 혼합물을 성형하여 목재 플라스틱 복합재를 제조하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wood plastic composite material, comprising: cutting a main raw material composed of a wood chip and a long fiber into a predetermined size; Adding a polymer resin to the prepared raw material and kneading to prepare a mixture; And molding the mixture to produce a wood plastic composite material.
이 경우 상기 혼합물은, 목재칩 또는 장섬유 10 ~ 90중량부, 고분자 수지(ＰＰ, ＰＥ, ＰＶＣ, ＡＢＳ, ＰＳ, ＰＣ, ＰＭＭＡ 중 어느 하나 또는 복수 개를 선택적으로) 10 ~ 50중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.10 to 90 parts by weight of a wood chip or long fiber and 10 to 50 parts by weight of a polymer resin (any one or more of PP, PE, PVC, ABS, PS, PC and PMMA optionally) .
또한 상기 혼합물은, 상용화제 0.1 ~ 50중량부, 충진제 1 ~ 50중량부, 산화방지제 0.1 ~ 30중량부, 윤활제 0.1 ~ 30중량부, 안료 0.1 ~ 30중량부의 첨가제를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.The mixture may optionally contain 0.1 to 50 parts by weight of a compatibilizer, 1 to 50 parts by weight of a filler, 0.1 to 30 parts by weight of an antioxidant, 0.1 to 30 parts by weight of a lubricant and 0.1 to 30 parts by weight of a pigment do.
또한 상기 목재칩은, 0.5 ~ 18㎝의 길이로 절단 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the wood chip is cut to a length of 0.5 to 18 cm.
또한 상기 장섬유는, 옥수수 섬유, 코코넛 섬유, 야자수 섬유, 대나무, 볏짚, 면, 마, 모, 견(Silk), 유리섬유, 탄소섬유, 나일론 중 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the long fibers include one or more of corn fiber, coconut fiber, palm fiber, bamboo, rice straw, cotton, hemp, silk, glass fiber, carbon fiber and nylon.
또한 상기 장섬유는, 적어도 0.5㎝ 이상의 길이로 절단 형성된 것을 특징으로 한다.The long fibers are characterized in that they are cut at a length of at least 0.5 cm.
본 발명에 따른 목재 플라스틱 복합재는, 상기한 제조 방법 중 어느 하나에 따라 제조된 것을 특징으로 한다.
The wood plastic composite material according to the present invention is characterized in that it is produced according to any one of the above-mentioned production methods.
이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 목재 플라스틱 복합재의 제조 시 기존의 목분 대신 소정의 길이로 절단된 목재칩 및 장섬유를 주원료로 사용함으로써, 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줄 수 있고, 경량화가 가능하며, 동일 강도에서 제품의 슬림화가 가능하므로 제조 단가를 줄일 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, it is possible to improve physical properties such as compression and impact strength by using wood chips and long fibers cut to a predetermined length as raw materials in the production of wood plastic composite materials, , It is possible to reduce the weight, and it is possible to reduce the manufacturing cost since the product can be made slim with the same strength.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 목재 플라스틱 복합재 제조과정은, 목재칩 및 장섬유로 이루어진 주원료를 소정의 크기로 절단 제조하는 단계와, 상기 제조된 주원료에 고분자 수지를 투입한 뒤 혼련하여 혼합물(Compounds)을 제조하는 단계와, 상기 제조된 혼합물을 성형하여 목재 플라스틱 복합재를 제조하는 단계를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a wood plastic composite material, comprising the steps of: cutting a main raw material composed of a wood chip and a long fiber into a predetermined size; injecting a polymer resin into the prepared main raw material; And a step of molding the mixture to prepare a wood plastic composite material.
즉, 본 발명에 따른 목재 플라스틱 복합재의 제조방법은, 기존 목재 플라스틱 복합재의 제조 시 주원료로 사용되던 목분(Wood flour) 대신 소정의 길이로 절단 형성된 목재칩(Wood chip) 또는 장섬유(Long fiber)를 주원료로 사용함으로써, 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줌과 아울러 경량화가 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.That is, the method of manufacturing a plastic plastic composite material according to the present invention is a method of manufacturing a wood plastic composite material, such as a wood chip or a long fiber, which is cut into a predetermined length instead of the wood flour, Is used as the main raw material, the physical properties such as compression and impact strength can be improved and the weight can be reduced.
이 경우 상기 목재칩은 0.5 ~ 18㎝의 길이로 절단 형성하는 것이 바람직하다. 즉 목재칩의 길이가 0.5㎝ 이하로 절단 형성될 경우에는 기존 목분을 주원료로 사용했을 경우와 별다른 차이점이 없어 압축 및 충격 강도 등 물리적 특성의 향상을 기대하기가 어렵다. 반대로 목재칩의 길이가 18㎝ 이상으로 절단 경우에는 목재칩과 고분자 수지와의 배합 및 성형 공정을 진행하는데 어려움이 따르게 된다.In this case, it is preferable that the wood chip is cut to have a length of 0.5 to 18 cm. That is, when the length of the wood chip is cut to 0.5 cm or less, it is difficult to expect improvement in physical properties such as compression and impact strength because it is not different from the case of using the conventional wood powder as the main raw material. On the contrary, when the length of the wood chip is 18 cm or more, it is difficult to carry out the blending process and the molding process of the wood chip and the polymer resin.
아울러 상기 장섬유(Long fiber)는 적어도 0.5㎝ 이상의 길이로 절단하여 형성하는 것이 바람직하다. 즉 장섬유를 0.5㎝ 이하의 길이로 형성하는 경우에는 기존의 목분을 사용하는 경우와 비교하여 별다른 차이점이 없으며, 압축 및 충격 강도 등 물리적 특성의 향상을 기대하기가 어렵다. 이에 따라, 상기 장섬유는 적어도 0.5㎝ 이상의 길이로 형성하는 것이 바람직하다.The long fibers are preferably cut to a length of at least 0.5 cm. That is, when the long fiber is formed to have a length of 0.5 cm or less, there is no significant difference compared to the case of using conventional wood powder, and it is difficult to expect improvement in physical properties such as compression and impact strength. Accordingly, the long fibers are preferably formed to have a length of at least 0.5 cm or more.
여기서, 바람직하게는 상기 장섬유는, 옥수수 섬유, 코코넛 섬유, 야자수 섬유, 대나무, 볏짚, 면, 마, 모, 견(Silk), 유리섬유, 탄소섬유, 나일론 등의 강화 고분자 섬유 및 스틸와이어(Steel wire) 중 어느 하나 또는 복수 개를 선택적으로 사용할 수 있다.Preferably, the long fibers are reinforced polymer fibers such as corn fiber, coconut fiber, palm fiber fiber, bamboo, rice straw, cotton, hemp, silk, glass fiber, carbon fiber and nylon, Steel wire) may be selectively used.
또한 상기 목재칩 및 장섬유는 수분 함유율이 낮을수록 목재 플라스틱 복합재의 성형성이 우수해지는데, 예컨대 상기 목재칩 및 장섬유의 수분 함유율이 15중량%이하를 유지할 수 있도록 소정의 건조 공정을 실시하는 것이 바람직하다.In addition, the wood chip and the long fiber have a low water content, so that the moldability of the wood plastic composite is improved. For example, a predetermined drying process is performed so that the water content of the wood chip and the long fiber can be maintained at 15% .
상기와 같은 절단 및 건조 공정을 거친 목재칩 및 장섬유는 플라스틱 및 첨가제와 함께 혼합하여 혼합물(Compounds)을 형성하게 된다.The wood chips and the long fibers that have undergone the cutting and drying process as described above are mixed together with the plastic and the additive to form a mixture.
여기서, 바람직하게는 상기 혼합물(Compounds)은, 목재칩 및 장섬유 10 ~ 90중량부, ＰＰ, ＰＥ, ＰＶＣ, ＡＢＳ, ＰＳ, ＰＣ, ＰＭＭＡ 중 어느 하나 또는 복수의 고분자 수지를 10 ~ 50중량부 및 상용화제 0.1 ~ 50중량부, 충진제 1 ~ 50중량부, 산화방지제 0.1 ~ 30중량부, 윤활제 0.1 ~ 30중량부, 안료 0.1 ~ 30중량부의 첨가제를 혼련기 내부에 선택적으로 각각 투입한 후 소정의 시간 동안 혼련하는 과정을 통해 제조하게 된다.Preferably, the mixture comprises 10 to 90 parts by weight of a wood chip and a long fiber, 10 to 50 parts by weight of one or a plurality of polymer resins selected from the group consisting of PP, PE, PVC, ABS, PS, And 0.1 to 50 parts by weight of a compatibilizing agent, 1 to 50 parts by weight of a filler, 0.1 to 30 parts by weight of an antioxidant, 0.1 to 30 parts by weight of a lubricant and 0.1 to 30 parts by weight of a pigment are selectively introduced into a kneader, ≪ / RTI > for a period of time equal to < RTI ID = 0.0 >
상기 혼합물이 제조된 후에는 소정의 성형 공정을 거쳐 목재 플라스틱 복합재를 제조하게 된다. 이 경우 본 발명에서는 목재 플라스틱 복합재를 압출 공법을 이용하여 성형 공정을 실시하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며 사출, 프레스 등의 공법을 이용하여 제조할 수 있음은 물론이다.After the mixture is prepared, the wood plastic composite material is produced through a predetermined molding process. In this case, in the present invention, it is preferable to carry out the molding process by using the extrusion method of the wood plastic composite material, but it is not limited to this, and it is needless to say that it can be manufactured by using the injection, press,
이러한 공정을 통해 성형 제조되는 목재 플라스틱 복합재는, 건물의 외벽재, 지붕 또는 주택용 펜스, 테라스, 산책로 바닥재 등의 용도로 사용할 수 있게 된다.
The wood plastic composite material that is molded and manufactured through such a process can be used for outer wall materials of a building, a roof or a residential fence, a terrace, a walkway flooring, and the like.
이상과 같은 본 발명에 따른 고강도 목재 플라스틱 복합재는, 혼합물에 소정의 길이로 절단된 목재칩 및 장섬유 10 ~ 90중량부가 배합됨에 따라 압축 및 충격 강도 등의 물리적 특성을 향상시켜줌과 아울러 경량화가 가능하게 된다.The high strength wood plastic composite material according to the present invention can improve the physical properties such as compression and impact strength as well as lighten weight by mixing 10 to 90 parts by weight of the wood chips and long fibers cut to a predetermined length into the mixture .
아울러 상기 목재칩 및 장섬유에 소정 비율의 고분자 수지 및 첨가제를 배합함에 따라, 각각의 고분자 특성이 발현되어 성형성이 우수해짐은 물론, 굴곡강도, 충격강도, 휨강도 등의 물리적 특성이 강화된다. 또한 옥외 노출 시 수분이나 햇빛에 의해 발생하는 갈라짐, 터짐, 변색 등의 단점을 보완할 수 있게 된다.
In addition, by mixing the wood chips and the long fibers with a predetermined ratio of the polymer resin and the additive, physical properties such as flexural strength, impact strength and bending strength are strengthened as well as the moldability is improved by expressing the respective polymer properties. In addition, it is possible to compensate for defects such as cracking, breakage and discoloration caused by moisture or sunlight when exposed to the outside.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
Claims (7)
상기 제조된 주원료에 고분자 수지를 투입한 뒤 혼련하여 혼합물(Compounds)을 제조하는 단계; 및
상기 제조된 혼합물을 성형하여 목재 플라스틱 복합재를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 플라스틱 복합재 제조방법.Cutting the wood chips to a length of 0.5 to 18 cm and cutting the long fibers to a length of at least 0.5 cm or more;
Adding a polymer resin to the prepared raw material and kneading to prepare a mixture; And
And molding the mixture to produce a wood plastic composite material.
상기 혼합물은,
목재칩 또는 장섬유 10 ~ 90중량부, ＰＰ, ＰＥ, ＰＶＣ, ＡＢＳ, ＰＳ, ＰＣ, ＰＭＭＡ 중 어느 하나 또는 복수의 고분자 수지를 10 ~ 50중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 플라스틱 복합재 제조방법.The method according to claim 1,
The mixture may contain,
10 to 90 parts by weight of wood chips or long fibers and 10 to 50 parts by weight of one or more polymeric resins selected from the group consisting of PP, PE, PVC, ABS, PS, PC and PMMA.
상기 혼합물은,
상용화제 0.1 ~ 50중량부, 충진제 1 ~ 50중량부, 산화방지제 0.1 ~ 30중량부, 윤활제 0.1 ~ 30중량부, 안료 0.1 ~ 30중량부의 첨가제 중 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 플라스틱 복합재 제조방법.3. The method of claim 2,
The mixture may contain,
0.1 to 50 parts by weight of a compatibilizing agent, 1 to 50 parts by weight of a filler, 0.1 to 30 parts by weight of an antioxidant, 0.1 to 30 parts by weight of a lubricant and 0.1 to 30 parts by weight of a pigment. A method for manufacturing a plastic composite material.
상기 장섬유는,
옥수수 섬유, 코코넛 섬유, 야자수 섬유, 대나무, 볏짚, 면, 마, 모, 견(Silk), 유리섬유, 탄소섬유, 나일론 중 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 플라스틱 복합재 제조방법.3. The method of claim 2,
The long-
The method of manufacturing a wood plastic composite material according to claim 1, wherein the wood plastic composite material comprises one or more of corn fiber, coconut fiber, palm fiber fiber, bamboo, rice straw, cotton, hemp, silk, glass fiber, carbon fiber and nylon.
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