KR101439331B1 - Wood plastic composite and Manufacturing system which have plural injection hoppers and multistage extruding screws - Google Patents

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Abstract

PP,PE수지 등 폴리올레핀계 고분자 수지와 결합제 및 색상원료를 투입하는 1차투입부(100)와; 목분 원료를 투입하여 상기 1차투입부(100)의 투입원료와 혼합하는 2차혼합부(200)와; 상기 2차혼합부(200)를 거친 재료에 목섬유분 위주로 소량의 목분을 추가 투입하여 합성목재 표면을 개질시키는 3차혼합부(300)와; 혼연,용융된 원료에서 발생되는 가스 및 수분을 배출하는 기액배출부(400); 및 상기 고분자수지, 목분, 색상원료 및 결합제가 혼연 용융된 혼합물을 압출 이송하는 이송압출스크류(600)와 상기 이송압출스크류(600)를 감싸는 이송압출실린더(700)를 포함하여 구성되는 합성목재 제조장치와 이를 이용하여 제조되는 합성목재가 개시된다.
본 발명의 합성목재 제조장치는 팰릿화 과정을 거치지 않은 분말 형태의 목분을 강제투입스크류(213,313)에 의해 직접 교반하여 투입 가능하므로 기존의 2중 공정을 단일 공정으로 간소화시켜 제조경비를 낯추는 효과가 있으며 또한 2㎜~10㎜ 길이 중 임의 길이로 절단된 대나무섬유, 코코넛섬유, 팜섬유 등의 모(毛)형태 섬유 중에서 두가지 이상의 천연섬유로 된 목섬유분을 추가 투입하는 중간냉각단계에 의해 제조되는 본 발명의 제조물은 목분과 수지의 안정되고 균일한 혼연으로 접착성이 높아지며 그에 따라 제품의 표면장력과 강성이 향상되는 장점이 있다.
A primary charging unit 100 for charging a polyolefin-based polymer resin such as PP or PE resin, a binder, and a color material; A secondary mixing unit 200 for injecting the wood powder and mixing the powder with the input materials of the primary charging unit 100; A third mixer 300 for modifying the synthetic wood surface by adding a small amount of wood powder around the wood fiber to the material passed through the secondary mixer 200; A gas-liquid discharging unit 400 for discharging gas and moisture generated from the molten raw material; And a transfer extrusion cylinder 600 for extruding and transporting the mixture of the polymer resin, wood powder, color material and binder mixed and melted and a transfer extrusion cylinder 700 surrounding the transfer extrusion screw 600, A device and a synthetic wood produced using the same are disclosed.
The synthetic wood manufacturing apparatus of the present invention can directly inject powdered wood powder not subjected to the palletization process by means of the forced injection screws 213 and 313 so that the existing double process can be simplified to a single process, Manufactured by an intermediate cooling step in which a wood fiber component consisting of two or more natural fibers is further added from bamboo fiber such as bamboo fiber, coconut fiber and palm fiber cut into an arbitrary length of 2 to 10 mm in length The present invention has the advantage of improving the surface tension and the rigidity of the product by increasing the adhesiveness of the wood powder and the resin due to the stable and uniform kneading.

Description

복수의 목분투입부와 다단 압출스크류에 의해 제조되는 합성목재 및 그 제조장치{Wood plastic composite and Manufacturing system which have plural injection hoppers and multistage extruding screws}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a synthetic wood produced by a plurality of wood powder input portions and a multi-stage extrusion screw,

본 발명은 목분에 폴리올레핀계 수지와 각종 첨가제를 혼연 용융시켜 성형하는 합성목재의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이며, 또한 상기 방법과 장치를 통해 보다 개선된 성능을 갖도록 제조되는 합성목재에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing synthetic wood by molding and melt-kneading a polyolefin-based resin and various additives in wood powder, and to a manufacturing apparatus for the same, and also relates to a synthetic wood which is manufactured to have improved performance through the above- .

목분에 폴리올레핀계 수지를 분말 형태로 첨가하여 가열 압착을 통해 고화시켜 제조하는 합성목제 제조기술은 오랜 역사를 지니고 있으며 이와 관련하여 극히 다양하고 많은 기술이 일반 대중에 공개된 바 있다.Synthetic wood manufacturing technology, which is made by adding polyolefin resin in powder form to wood powder and solidifying it by hot pressing, has a long history and a great variety of technologies related to this have been disclosed to the general public.

아래 선행기술문헌(1)은 전형적인 합성목재 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 살펴보면 140~150℃의 온도에서 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 셀룰로오스계 목분을 10~100 중량부로 용융,혼합하고 아조디카본아미드를 0.5~5 중량부, 산화아연 0.5~2 중량부로 첨가하여 폴리올레핀수지와 셀룰로오스계 목분의 용융 혼합물을 발 제조하는 발포플라스틱 합성목재제조방법을 소개하고 있다.The following prior art document (1) relates to a typical synthetic wood manufacturing method. Specifically, the cellulose wood powder is melted and mixed at a temperature of 140 to 150 ° C. in an amount of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin resin, 0.5 to 5 parts by weight of azodicarbonamide and 0.5 to 2 parts by weight of zinc oxide are added Introducing a method of manufacturing a foamed plastic synthetic wood which produces a molten mixture of a polyolefin resin and a cellulose-based wood powder.

좀더 개량된 합성목재 제조방법으로서 문헌(2)가 있다. 문헌(2)는 폐합성수지 재료를 활용하여 제조비용을 낮출 수 있도록 한 것으로서 목분과 합성수지를 혼합하여 성형되는 외층과, 재생 합성수지재에 목분을 혼합하여 상기 외층 내부에 이중 압출함으로써 외층과 일체로 성형되는 성형되는 내층을 가지고, 상기 내층의 내부에는 장섬유 다발을 길이 방향으로 연속되게 배치한 것이 특징이며 외관품질을 유지하면서 저렴한 비용으로 내층의 구조강도를 유지하고 있다.As a further improved synthetic wood manufacturing method, there is Document (2). The reference (2) is a method for lowering the manufacturing cost by utilizing waste synthetic resin material, and it comprises an outer layer formed by mixing wood and a synthetic resin, wood powder mixed in a recycled synthetic resin material and extruded into the outer layer, And a long fiber bundle is continuously arranged in the inside of the inner layer, and the structural strength of the inner layer is maintained at a low cost while maintaining the appearance quality.

합성목재에 첨가하는 목분(목재분말)에 대한 최적화도 활발히 이루어지고 있다. 고강도, 경량화 및 천연목질감 표현을 위하여 대나무 소재의 목분을 사용하는 문헌(3)은, 대나무 목분으로부터 제조된 셀룰로오스 섬유 45 ~ 65중량%, HDPE 수지 20 ~ 40중량%, 자외선 안정제, 난연제, 결합제, 대전방지제, 가소제, 충진제, 산화방지제,착색제, 윤활제, 열안정제, 항균제 중에서 1종 이상 함유하는 첨가용 부자재 10 ~ 20중량%로 구성된다. 또한 대나무 목분은 이황화탄소로 반응시킨 4㎜ 이하의 길이를 갖는 셀룰로오스 섬유로서 리그닌과 왁스를 함유하도록 처리하고 있다.Optimization of wood powder added to synthetic wood (wood powder) is also actively being made. (3) using wood flour of bamboo for the purpose of expressing high strength, light weight and natural wood texture comprises 45 to 65% by weight of cellulose fiber produced from bamboo wood powder, 20 to 40% by weight of HDPE resin, , 10 to 20% by weight of an auxiliary material containing at least one of an antistatic agent, a plasticizer, a filler, an antioxidant, a colorant, a lubricant, a heat stabilizer and an antimicrobial agent. In addition, bamboo wood powder is treated with carbon disulfide to have lignin and wax as cellulose fibers having a length of 4 mm or less.

목분 개량과 마찬가지로 목분의 혼연(=고르게 섞음)과 경화에 핵심적인 역할을 하는 폴리올레핀계 합성수지(PP, PE등)의 첨가방식에 관한 개량도 꾸준히 시도되고 있다.Improvements to the addition of polyolefin-based synthetic resins (PP, PE, etc.), which play a key role in the kneading of wood flour (= even mixing) and hardening, have been continuously attempted.

문헌(4)를 참고하면 목분 첨가용 수지로서 폴리에틸렌(polyethylene=PE) 수지를 사용하고 추가로 UV안정제를 첨가함으로서 내화학성, 내후성, 내마모성 및 인장강도 등을 향상시키고 있다.Reference 4 shows that the use of polyethylene (PE) resin as a resin for adding wood powder and addition of a UV stabilizer improves chemical resistance, weather resistance, abrasion resistance and tensile strength.

목분과 플라스틱수지 간의 합성공정에 대해서도 여러 가지 변화가 시도되고 있는데, 그 중 하나를 소개하면 문헌(5)와 같다. 문헌(5)는 목분과 플라스틱 수지를 일단 혼합한 다음 수분이 제거되도록 건조시키고, 건조된 합성 목재 재료를 재차 용융시켜 금형으로 사출 성형하는 변형된 혼연용융 공정에 대해 소개하고 있다.Several changes have been made to the synthesis process between wood and plastic resin, and one of them is described in the literature (5). Document (5) introduces a modified kneading melt process in which wood and plastic resin are mixed once, then dried to remove moisture, and the dried synthetic wood material is melted again and injection molded into a mold.

목분과 합성수지를 혼연하는 과정에서 수분함량 변화에 따른 물성저하를 막는 기술도 소개되고 있다. 문헌(6)은 목분과 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료를 배합하여 제조되는 과정에서 함수율 0.5%를 초과하는 목분, 폴리올레핀 수지를 포함하되, 여기에 목분 중량의 0.3~0.5중량%에 해당하는 알칼리토 금속의 나노 산화물을 상용화제(compatibilizer=화합제)로 추가 첨가한 것이 특징이다. 문헌(6)에 따르면 목분의 수분함량이 다소 변화하더라도 굴곡강도 등 완성품 합성목재의 특성저하가 적고 압출생산속도도 향상된다고 밝히고 있다.Techniques for preventing the deterioration of physical properties due to changes in moisture content in the process of kneading wood and synthetic resin have also been introduced. Reference 6 refers to wood flour and a polyolefin resin having a water content exceeding 0.5% in the process of mixing a starting material containing wood and a polyolefin resin, wherein an alkaline earth metal equivalent to 0.3 to 0.5 wt% Is added as a compatibilizer (compatibilizer). According to document (6), even if the moisture content of wood flour is changed somewhat, the properties of the finished synthetic wood such as the flexural strength are less deteriorated and the extrusion production speed is improved.

(1) 한국등록특허 10-0636427 합성목재 제조방법 및 이에 따라 제조된 합성목재(1) Korean Patent Registration No. 10-0636427 Method for manufacturing synthetic wood and synthetic wood produced thereby (2) 한국등록특허 10-1008838 합성목재 및 그 제조방법(2) Korean Registered Patent No. 10-1008838 Synthetic wood and manufacturing method thereof (3) 한국등록특허 10-1062659 대나무 목질분을 함유하는 합성 목재용 복합재료 및 그 제조방법, 이를 이용하여 제조된 합성 목재(3) Korean Patent Registration No. 10-1062659 Composite material for synthetic wood containing bamboo wood powder, method for producing the same, and synthetic wood produced using the same (4) 한국등록특허 10-1030425 합성목재 제조방법(4) Korean Patent No. 10-1030425 Method for manufacturing synthetic wood (5) 한국공개특허 10-2012-0050140 합성목재의 제조방법(5) Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0050140 Method for producing synthetic wood (6) 한국등록특허 10-1175308 목재-플라스틱 복합재용 조성물 및 그 조성물을 사용하여 제조된 목재-플라스틱 복합재(6) Korean Patent Registration No. 10-1175308 Composition for wood-plastic composite material and wood-plastic composite material manufactured using the composition

합성목재의 기술개발 방향은 크게 폐목재의 첨가시점과 첨가방식을 개선하는 저가격화 기술, 혼연 성형용 폴리올레핀계 수지의 첨가비율과 혼연 압출과정에서의 압력과 온도를 개선하는 기계적 성질 개량기술, 완성된 합성목재의 표면마감 등 품질감을 개선하는 고급화 기술 등으로 크게 나눌 수 있다.The technology development direction of synthetic wood is largely divided into a low price technology which improves the timing and addition method of waste wood, a mechanical property improvement technology which improves pressure ratio and temperature in the ratio of addition of polyolefin resin for kneading molding, And advanced technology that improves the quality sense, such as surface finishing of synthetic wood.

이들 각각의 기술적 효과는 다른 분야의 기술적 효과를 떨어뜨린다. 예를 들어 폐목재의 비율을 늘릴수록 결합도나 조직 치밀성이 저하되며 이는 곧 완성품 합성목재의 기계적 성질 저하로 이어진다.Each of these technical effects has a detrimental effect on other areas. For example, as the ratio of waste wood is increased, the bondability and texture compactness are lowered, which leads to a deterioration of the mechanical properties of the finished synthetic wood.

표면층 부분에 합성수지 비율을 높이는 마감기술은 전체적인 목분, 특히 폐목재의 비율을 떨어뜨려 제조비용의 상승을 가져오며, 반대로 표면층에 목질감을 높이는 마감기술은 기계적 강도를 저하시킬 뿐 아니라 접착력을 높이지 않으면 쉽게 박리되어 떨어지는 단점이 있다.The finishing technique of increasing the ratio of synthetic resin to the surface layer part leads to an increase in the manufacturing cost by lowering the ratio of the whole wood powder, especially the waste wood. In contrast, the finishing technique of raising the neck texture to the surface layer not only lowers the mechanical strength but also increases the adhesion There is a disadvantage that it easily peels off.

위와 같이 합성목재의 제조기술은 어느 한쪽을 추구하면 다른 한쪽이 손해를 보는 경향이 강한데 최근에는 폐목재나 대나무목분 등 대체자원의 활용 방안을 그대로 유지하면서도 주거 문화와 생활수준의 변화에 발맞추어 단순기능의 저가상품보다는 고품질, 고품격, 고기능, 친환경 소재의 특징을 강화하는 쪽으로 개발이 이루어지고 있다.As mentioned above, the manufacturing technology of synthetic wood has a tendency to damage the other side in pursuit of either side. In recent years, however, the use of alternative resources such as waste wood and bamboo wood was maintained, Development of high-quality, high-quality, high-performance, eco-friendly materials is being developed rather than low-priced products.

본 발명의 주요 해결과제는 공정과 설비의 개선과 적절한 상용화제의 도입을 통해 대나무 목질분과 폴리올레핀계의 혼연 성질을 향상시키고 이를 뒷받침하는 개선된 혼연, 용융, 압출방법을 제공하여 궁극적으로 기계적인 물성이 대폭 향상된 합성목재를 제공하는 것이다.The main object of the present invention is to provide an improved method of kneading, melting and extruding, which improves and improves the kneading properties of bamboo wood chips and polyolefins through the improvement of processes and equipment and the introduction of suitable compatibilizers, Thereby providing a significantly improved synthetic wood.

구체적으로는, 목재질감을 구현하기 위하여 75% 이상의 목섬유를 함유하여 배합, 혼연 및 압출공정을 진행하고 열 안정성 등 기계적 물성을 향상시킨 건축자재 및 농업용자재의 목재대체재인 합성목재용 복합소재와 그 제조공정 방법 및 장치를 제공하며, 수분 3% 미만으로 건조된 목섬유분과 절단된 항균성 섬유 및 과량의 목섬유질인 천연강모를 함유시켜 일정온도에서 고분자수지와 혼합, 혼연시킨 혼합수지를 용융 가압시키는 공정을 반복하여 기계적인 물성이 우수하고 목섬유가 습기에 의해 변질되는 것을 방지하며 내열,내구성을 강화하는 제조방법을 제공한다.Concretely, composite materials for synthetic wood, which are wood substitute materials for building materials and agricultural materials, which contain more than 75% of wood fiber to achieve wood texture, and which perform blending, kneading and extrusion processes and improve mechanical properties such as heat stability, A process for melting and pressurizing a mixed resin mixed with a polymer resin at a predetermined temperature by incorporating a wood fiber fraction dried to less than 3% moisture, a cut antimicrobial fiber and an excessive amount of natural wood bristles, To provide a manufacturing method which is excellent in mechanical properties and prevents the wood fiber from being deteriorated by moisture and enhances heat resistance and durability.

폐목재의 경우 파쇄나 분쇄로 열가소성 고분자수지와 결합하여 여러 형태의 패널로 응용되고 있지만 폐기물의 감량으로 인한 환경오염 방지라는 장점에도 불구하고 상품의 물리적 특성 즉 강도, 질감, 부가가치 부족 등의 문제로 관련 상품에 실용화 단계에 문제점을 가지고 있다.In the case of waste wood, it is applied to various types of panels by combining with thermoplastic polymer resin by crushing or pulverizing. However, despite the advantage of preventing environmental pollution due to loss of waste, the problem of physical properties such as strength, texture and value added There is a problem in the commercialization stage for related products.

이러한 문제점을 해결하기 위한 여러 형태의 연구와 실험이 이루어졌으나 열가소성 고분자수지의 기계적 물성을 증가시키기 위한 실전기술부족과 관련산업의 영세성으로 자유로운 첨가제 선택에는 어려움이 있다.In order to solve these problems, various studies and experiments have been conducted. However, it is difficult to select a free additive due to the lack of practical techniques and the peculiarity of the related industries to increase the mechanical properties of the thermoplastic polymer resin.

고분자 수지에 무기물 섬유질이 ㎜크기로 분산되어있는 복합소재는 강성, 내마모성, 내열성 등 고분자의 기계적 성질이 향상된다고 알려져 있다.It is known that a composite material in which inorganic fibers are dispersed in a polymer resin in a size of ㎜ improves the mechanical properties of polymers such as rigidity, abrasion resistance, and heat resistance.

합성목재를 생산하는 종래의 생산공정은 원료를 1차 가공하는 원료가공장치와, 상기 가공된 원료(pallet)를 압출장치를 통해 가공하여 제품을 압출프로파일 성형(Profile Extruding Method) 하는 2단계로 구성되어 있다.Conventional production processes for producing synthetic wood include a raw material processing apparatus for primary processing raw materials and a profile extruding method for processing the processed pallet through an extrusion apparatus .

여기서 1차 원료가공장치는 플라스틱원료. 목분. 각종첨가제를 결합한 다음 용융 농축하여 pallet형태로 가공된 원료를 생산하는 장치이며 2차 가공장치는 상기 팰릿 원료를 투입하여 원하는 형태의 형재를 최종적으로 압출 성형하는 장치를 말한다.Here, the primary raw material processing apparatus is a plastic raw material. Wood flour. And then various additives are combined and then melted and concentrated to produce a raw material processed into a pallet shape. The secondary processing device refers to a device for finally extruding a desired shape of a shape by injecting the raw material of the pallet.

즉, 종래의 합성목재를 생산하는 공정은 상기한 바와 같이 2단계의 장치를 거쳐야하므로 초기설비투자비 및 제조경비 증가로 제조원가가 상승하는 문제점을 안고 있다.That is, since the conventional process for producing synthetic wood requires passing through the two-stage apparatus as described above, there is a problem that the manufacturing cost is increased due to the increase of initial facility investment cost and manufacturing cost.

참고로 본 발명의 청구범위는 합성목재의 제조방법과 그 제조물, 또는 제조장치와 그 제조물로 발명의 카테고리를 구분하고 있지만 실질적으로 본 발명의 상세한 설명 및 도면을 통해 뒷받침되는 권리의 내용은 제조방법과 제조장치 그리고 그에 의한 제조물이 유기적으로 서로 밀접하게 관계되어 있음을 미리 밝힌다.Although the claims of the present invention distinguish the category of invention from the method of manufacturing synthetic wood and its products, or the manufacturing apparatus and its products, the contents of the rights backed up through the detailed description and drawings of the present invention are substantially the same as those of manufacturing method And the manufacturing apparatus and the products thereof are closely related to each other.

또한 본 발명의 과제해결수단은 본 발명 청구범위에 기술된 내용이 당해 기술분야 통상의 기술자가 실시 가능하도록 안내하는 모든 성분비율과 공정온도, 압력, 투입량 및 공정을 진행하는 각 단계별 설비의 구체적인 구조와 설계를 말하며 이는 아래에 기재되는 상세한 설명 및 도면에 의한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. And design, which are in accordance with the detailed description and drawings set forth below.

본 발명에 따른 합성목재의 제조방법과 제조장치는 우선 기존의 2단계 공정을 1단계로 생산공정을 간소화시켜 제조경비를 낮추는 매우 우수한 효과가 있다.The method and apparatus for manufacturing synthetic wood according to the present invention have a very excellent effect of reducing the manufacturing cost by simplifying the production process by the existing two-step process in one step.

또한 중간냉각단계에 의해 제조된 본 발명의 제조물은 플라스틱 원료와 목분의 혼합, 혼연, 용융으로 이어지는 제조공정에서 목분과 수지의 균일한 혼연으로 접착성이 높아지며 그에 따라 제품의 표면장력과 강성이 향상되는 장점이 있다.In addition, the product of the present invention produced by the intermediate cooling step has a high adhesiveness due to uniform mixing of wood and resin in the manufacturing process which is followed by mixing, kneading and melting of the plastic raw material and wood powder, thereby improving the surface tension and rigidity of the product .

추가로 본 발명은 제조방법 측면에서 제품의 용도와 특성에 따라 플라스틱원료와 목분의 비율을 생산 도중에도 손쉽게 변화시킬 수 있으므로 필요에 따라 원목형태의 질감과 색상구현이 쉬운 장점이 있고, 제조장치 측면에서 장축형태의 일체형 스크류실린더를 분할된 형태의 조립형으로 바꾸어 설계함으로써 스크류 마모시 저비용으로 손쉽게 교체 가능하다. 또한 작은 크기로 분할된 스크류는 마모에 강한 특수강으로 제조될 수 있어 스크류와 스크류실린더의 교체주기를 늘릴 수 있는 장점이 있다.Further, the present invention can easily change the ratio of the plastic raw material and the wood powder during the production according to the use and characteristics of the product in the aspect of the production method, , It is possible to easily replace the screw cylinder with the long shaft type at a low cost in the case of screw abrasion by replacing the screw cylinder of the integral screw type into the divided type assembled type. In addition, the small sized screw can be made of special steel which is resistant to abrasion, which can increase the replacement cycle of screw and screw cylinder.

도 1a,b는 다양한 종류의 목분과 고분자 수지 팰릿 및 결합제를 각각 촬영한 사진
도 2는 본 발명에 따른 합성목재 제조방법의 전체 흐름도
도 3a~3c는 본 발명에 따른 합성목재의 실험결과서
도 4는 본 발명에 따른 합성목재 제조장치의 전체 구성도
도 5는 본 발명에 따른 1차투입부 구성도
도 6a~6c는 본 발명에 따른 2,3차 혼합부 구성도와 교반날개 사진
도 7은 본 발명에 따른 기액배출부 구성도
도 8은 이송압출스크류 및 이송압출실린더 구성도
1A and 1B are photographs of various types of wood, a polymer resin pellet and a binder, respectively
Fig. 2 is an overall flowchart of a method for producing synthetic wood according to the present invention
Figs. 3A to 3C show experimental results of the synthetic wood according to the present invention
Fig. 4 is an overall structural view of a synthetic wood manufacturing apparatus according to the present invention. Fig.
FIG. 5 is a schematic diagram of a primary injection part according to the present invention
6A to 6C are schematic views showing the configuration of the second and third mixing parts according to the present invention,
Fig. 7 is a schematic view showing the configuration of the gas-
Fig. 8 is a schematic diagram of the conveying extrusion screw and the conveying extrusion cylinder

상술한 본 발명의 과제 해결수단을 기술적으로 뒷받침하기 위하여 도면에 포함된 본 발명의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

다만 아래의 실시예에서 특정 전문용어로 표현되는 성분과 공정단계, 공정장치 들이 본 발명에 포괄적으로 내재된 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다.
It should be understood, however, that the invention is not limited to the specific embodiments thereof, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

먼저 본 발명 기술사상의 밑바탕이 되는 합성목재의 구성성분과 배합비를 설명한다.First, the components and blending ratios of the synthetic wood which are the basis of the technical idea of the present invention will be explained.

합성목재 구성성분에서 가장 큰 비중을 차지하는 목분은 작은 가루 형태의 목질분과 섬유형태의 목섬유분으로 나눌 수 있다. 목분은 입도 2㎜이하, 즉 30~50 메쉬로 분쇄 분말 처리된 폐목재나 자투리 목재로 된 목질분과 2㎜~10㎜ 길이로 임의 절단된 대나무섬유, 코코넛섬유, 팜섬유 등의 모(毛)형태 섬유 중에서 두가지 이상의 천연섬유로 된 목섬유분을 함수율 3%미만으로 건조한 다음 전체 합성목재의 70~80 중량% 만큼 첨가한다.Wood flour, which accounts for the largest portion of the synthetic wood component, can be divided into a wood flour in small powder form and a wood fiber in fiber form. Wood flour is made of waste wood or squat wood treated with crushed powder at a particle size of 2 mm or less, that is, 30 to 50 mesh, bamboo fiber cut at a length of 2 to 10 mm, coconut fiber, In the form fiber, the wood fiber component consisting of two or more natural fibers is dried to a moisture content of less than 3% and then added in an amount of 70 to 80% by weight of the total synthetic wood.

도 1a는 고운 가루형태의 목분에서부터 셀룰로오스 섬유모 형태의 목질분까지 다양한 목분을 각각 입도크기대로 분류하여 촬영한 사진이다.FIG. 1A is a photograph of wood particles of various sizes ranging from fine powder-form wood powder to cellulosic fiber-form wood powder.

상기 목분의 투입 전단계로 투입되는 합성수지 및 첨가제의 구성성분과 배합비를 설명한다.The components and the compounding ratio of the synthetic resin and additives added to the preceding stage of the wood powder will be described.

폴리올레핀(이중결합을 가진 사슬모양의 탄화수소 화합물)의 중합으로 생기는 고분자 화합물은 가장 가벼운 플라스틱에 속하는데 투명성도 우수하여 목분의 색을 훼손하지 않는 장점이 있다. 자유롭게 중합할 수 있는 폴리올레핀은 끝에 이중결합이 있는 올레핀(또는 a-올레핀)뿐이므로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아이소뷰틸렌(합성고무로서 소량의 아이소프렌과 혼성 중합하여 만든 제품)이 폴리올레핀에 속하며 특히 프로필렌으로부터 합성되는 4-메틸펜텐의 중합물은 폴리메틸펜텐, 메텔펜텐수지로 뛰어난 성질을 나타낸다.Polymeric compounds resulting from the polymerization of polyolefins (chain-like hydrocarbon compounds with double bonds) are among the lightest plastics and have excellent transparency, which does not compromise the color of wood flour. Polyolefins that can be polymerized freely are only olefins (or a-olefins) with double bonds at the ends, so polyethylene, polypropylene, polyisobutylene (a product made by copolymerizing with a small amount of isoprene as a synthetic rubber) belongs to the polyolefin Particularly, the polymer of 4-methylpentene synthesized from propylene exhibits excellent properties as polymethylpentene and metelpentene resin.

도 1b는 고분자 수지 팰릿과 분말 형태의 결합제를 각각 촬영한 사진이다.1B is a photograph of a polymer resin pellet and a binder in powder form, respectively.

본 발명 합성목재에 첨가되는 폴리올레핀계 수지는 압출성형이 가능한 메트릭스재라면 사용할 수 있으며 최종상품에 기능에 따라 재활용수지의 사용 또한 무방하며 구체적으로는 저밀도 선형폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 중에서 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.The polyolefin resin to be added to the synthetic wood according to the present invention can be used as a matrix material capable of being extruded, and a recycled resin may be used depending on the function of the final product. Specific examples thereof include low density linear polyethylene, low density polyethylene, high density polyethylene, Either one or two or more can be used.

예를 들어 폴리프로필렌의 경우 고분자 매트릭스로서 멜트플로우인덱스(Melt flow index)가 10g/분인 폴리프로필렌을 사용하였으며 고강도가 요구되는 합성목재일수록 폴리프로필렌수지를 사용하는 것이 바람직하다.For example, in the case of polypropylene, polypropylene having a melt flow index of 10 g / min is used as a polymer matrix, and polypropylene resin is preferably used in a synthetic wood having a high strength.

구체적인 첨가비율은 전체 합성목재 구성성분의 중량을 100%로 할 때 폴리에틸렌. 폴리프로필렌 중 선택되는 수지와 2가지 이상의 접착성 수지인 결합제, 3가지 이상의 첨가제를 합해 대략 20~30 중량%로 첨가한다.The specific addition rate is defined as the weight of the entire synthetic wood component, Polypropylene, a binder which is two or more adhesive resins, and three or more additives are added in an amount of about 20 to 30% by weight.

강도가 높은 물성치가 요구되는 경우, 에틸렌 함량 5~10%인 블락 폴리프로필렌을 사용하는 것이 바람직하며 유연한 물성이 요구되는 경우 블락 폴리프로필렌과 저밀도 폴리에틸렌이 6:4 내지 9:1 중량비율로 혼합 구성될 수 있다.When high strength properties are required, it is preferable to use block polypropylene having an ethylene content of 5 to 10%. When flexible properties are required, block polypropylene and low density polyethylene are mixed in a weight ratio of 6: 4 to 9: 1 .

한편 폴리에틸렌(이하 PE라 약칭한다)과, 폴리프로필렌(이하 PP로 약칭한다)은 준 결정성 고분자수지로서 가볍고 흡수성이 적으며 내약품성과 성형가공성이 우수하여 다양한 분야의 용도에 널리 사용되고 있다. 그러나 PE,PP는 주 사슬에 어떠한 극성그룹도 포함되어 있지 않으며 친수성의 목분과 결합력이 낮은 것이 단점이다.On the other hand, polyethylene (hereinafter abbreviated as PE) and polypropylene (abbreviated as PP hereinafter) are semi-crystalline polymer resins that are lightweight, have low water absorption, and are excellent in chemical resistance and molding processability and are widely used in various fields. However, PE and PP do not contain any polar groups in the main chain, and they have a low bonding strength with hydrophilic wood.

상기 PE,PP 수지와 목분과의 낮은 결합력은 상품의 물성저하로 이어지므로, 우수한 합성목재를 제조하기 위해서는 계면결합력을 향상시켜 목섬유와 고분자수지와의 결합력을 증진시킬 수 있는 기술적 방법을 찾아야 한다.Since the low bonding strength between the PE and the PP resin and the wood fiber leads to deterioration of the physical properties of the product, a technical method for improving the bonding force between the wood fiber and the polymer resin by improving the interfacial bonding strength should be sought in order to produce excellent synthetic wood.

상용화제(compatibilizing agents = 본 발명에서는 화합제 또는 결합제의 의미)를 포함하여 본 발명에서 사용되는 결합제는 PP,PE 수지를 결합하는 2종 이상의 접착성 수지(coupling agents)결합제와 3종 이상의 각기 다른 기능을 가진 첨가제(additives)가 사용된다.The binder used in the present invention, including compatibilizing agents (meaning a compatibilizer or a binder in the present invention), is a combination of two or more adhesive coupling agents for binding PP and PE resins, and three or more different Additives with functional properties are used.

PP,PE 수지의 메트릭스의 상용성을 향상시키기 위한 상용화재는 예를 들어 호남석유화학의 상품명 CM-1120w을 사용하였으며 상품의 용융장력 및 탄성율. 열변형율을 높이기 위하여 일본 미쓰비시 레이온의 열가성소재의 가공소재인 A-3000을 사용할 수 있다.For the compatibilizer to improve the compatibility of the matrix of PP and PE resin, for example, the product CM-1120w of Honam Petrochemical was used and the melt tension and elastic modulus of the product. In order to increase the heat distortion rate, A-3000 which is a processing material of heat-resistant material of Mitsubishi Rayon of Japan can be used.

또한 목섬유질의 탄화방지와 가공성향상 및 물성치 향상을 위한 결합제로서 미국 켄리치사의 상품명 LICA.38을 사용할 수 있다.Further, LICA.38 available from Kenris Co. of USA can be used as a binder for prevention of carbonization of wood fiber, improvement of workability and improvement of physical properties.

상기 결합제들은 70중량% 이상의 과다 목분 투입시 발생 되는 현상에 대응하기 위한 각기 다른 기능을 가진 결합제로서 결합력 증가가 상품물성에 매우 큰 영향을 끼친다.The binders have different functions in order to cope with the phenomenon that occurs when the excessive wood powder is added in an amount of 70 wt% or more, and the increase of the binding force greatly affects the physical properties of the product.

상술한 전체 구성성분을 간단히 요약하면 표면이 개질되고 건조된 2㎜이하의 목질분과 2㎜~10㎜ 길이의 목섬유분를 합하여 목분 70~80 중량%를 함유하고, PP, PE수지를 포함한 폴리올레핀계 수지를 13~23 중량% 함유하며 상용화제를 포함한 결합제 및 첨가제를 7 중량% 함유하는 것이 특징이다.Briefly summarized, the above-mentioned entire constituents are summarized as follows. A wood-based powder having a surface of 2 mm or less and a dried wood-based powder of 2 mm to 10 mm in length is mixed with 70 to 80% by weight of wood powder, and a polyolefin- Of 13 to 23% by weight, and contains 7% by weight of a binder and an additive including a compatibilizer.

이후 제조방법을 통해 추가 설명하겠지만, 본 발명 합성목재의 성분은 그 성분과 배합비율 자체만으로 종래 기술과 차별화된다기 보다는, 아래에 기술될 제조방법과 제조장치를 통해 종래와 동등한 재료라 하더라도 더 효과적인 투입시기와 단계별 배합비율을 가질 수 있으며 동등한 제조비용에서 더 효율적인 물성치를 갖는 것이 특징이다. 따라서 본 발명의 합성목재는 그 구성성분을 포함하는 것은 물론 아래에 기술되는 제조방법 또는 제조장치에 의해 명확히 특정되어야 한다.
As will be described later through the production method, the components of the synthetic wood according to the present invention are not differentiated from the prior art only by their composition and the mixing ratios themselves. Rather than using the manufacturing method and the manufacturing apparatus described below, It is possible to have a mixing ratio at the time of injection and in a stepwise manner and to have a more efficient physical property at the same manufacturing cost. Therefore, the synthetic wood of the present invention should be clearly specified by the manufacturing method or the manufacturing apparatus described below as well as including its constituent components.

다음으로 상기 합성목재 구성성분과 배합비를 바탕으로 하는 본 발명 합성목재 제조방법의 기술적 특징을 설명한다.Next, the technical characteristics of the synthetic wood manufacturing method of the present invention based on the synthetic wood component and the blending ratio will be described.

우선 종래의 제조방법이 혼연성을 높이기 위해 목분을 먼저 팰릿형태로 성형한 후 이를 폴리올레핀계 수지와 함께 압출스크류 내에 투입하여 혼연 용융시켜 제품성형을 하는 두 가지의 공정인데 반해서, 본 발명의 제조방법은 목분의 팰릿(pallet)화 과정이 없이 직접 분말 형태로 투입하는 단일 공정으로 하되, 그 대신에 목분을 단계별로 축차 투입하면서 소재의 혼연이 어려워지는 점을 극복하고 혼연 용융과정에서의 냉각효과를 꾀한 것이 특징이다.First, in order to increase the mixing property, the conventional manufacturing method is a two-step process in which wood powder is first molded into a pallet shape and then put into a pushing screw together with a polyolefin resin to melt and melt the product to form a product. Instead of palletizing palletizing process of wood powder, it is possible to overcome the difficulty of material blending and to improve the cooling effect in the melting process It is characteristic of the devised.

한편 본 발명을 포함하여 모든 종류의 합성목재에서 중요한 제조공정 변수로는 전체 중량비에서의 목분의 함량이다. 여기서 목분의 함량은 상용화제의 성분적 특성에 맞춘 함량이 조절될 필요가 있다. 또한 배합공정과 성형공정의 작업온도, 압출성형기기 내에서의 체류시간과 온도 등 각 공정별로 가해지는 조건을 상기 성분적 특성에 맞추어 어떻게 최적화 하느냐가 중요하다.The important manufacturing process parameters in all kinds of synthetic wood including the present invention are the contents of wood flour at a total weight ratio. Here, the content of wood powder needs to be adjusted in accordance with the component characteristics of the compatibilizer. In addition, it is important to optimize the conditions applied to each process such as the working temperature of the compounding step and the molding step, the residence time and temperature in the extrusion molding device, and the like to the component characteristics.

본 발명의 제조방법은 크게 A,B 두 단계로 이루어진다. 도 2를 참조하여 본 발명의 제조방법을 단계별로 설명한다.The manufacturing method of the present invention largely consists of two steps A and B. The manufacturing method of the present invention will be described step by step with reference to FIG.

먼저 A단계는 표면이 개질되고 함수율 3%이하로 건조된 목분, 구체적으로 2㎜ 이하의 목질분과 2㎜~10㎜길이의 목섬유분을 70~80 중량%와 고분자수지 13~23 중량%, 결합 및 첨가제 7 중량%를 각각 고르게 교반한 다음, 이송압출실린더 내부로 투입하여 이송압출스크류에 의해 혼연 용융시키는 단계이다.First, step A comprises 70 to 80% by weight of wood powder, 2 to 10 mm long wood fibers and 13 to 23% by weight of a polymer resin, modified wood particles whose surface is modified and dried to a moisture content of 3% And 7% by weight of the additive were respectively uniformly stirred, and then put into the transfer extruding cylinder and melt-melted by the transfer extrusion screw.

좀더 상세하게는, 앞서 합성목재의 구성성분과 배합비율에서 설명한 바와 같이 목질분과 목섬유분을 포함한 목분 70~80 중량%에 대하여 결합제[1] CM-1120w 4중량%, 결합제[2]L/38H 0.7 중량%, 결합제[3] A-3000 0.8 중량%, 3종 이상의 기능성첨가제, 저밀도PE.PP나 고밀도PE.PP 중에서 선택되는 폴리올레핀 수지 13~23 중량% (바람직하게는 17 중량%)을 첨가하고 또한 상품에 특성에 따라 1종 이상의 기능성 첨가제를 더 첨가하거나 덜 첨가하는 단계이다.More specifically, 4% by weight of binder [1] CM-1120w and 4% by weight of binder [2] L / 38H were added to 70 to 80% by weight of wood flour containing wood flour and wood fiber as described in the above- (Preferably 17% by weight) of a polyolefin resin selected from low-density PE.PP or high-density PE.PP is added in an amount of 0.7 to 0.7% by weight, a binder [3] A-3000 of 0.8% And further adding or adding one or more functional additives to the product depending on the characteristics thereof.

이때 목분(목질분과 목섬유분)은 수분미제거시 발생되는 내구성약화현상과 상품표면의 질감불량현상을 막기 위해 건조장치를 통하여 3%미만으로 수분을 제거한 후 투입한다.In this case, wood flour (wood flour and wood fiber flour) should be removed after moisture is removed by less than 3% through a drying device to prevent durability deterioration caused by macroscopicity and texture failure on the product surface.

또한 상기 목분은 추후 B단계를 위해 5~10 중량% 만큼 감소시켜 투입될 수 있다.Further, the wood powder may be added by reducing it by 5 to 10% by weight for the B step.

다음으로 B단계는 상기 A단계를 거쳐 혼연 용융중인 이송압출실린더 공간 내부에 5~10중량%의 건조된 목분을 추가 투입하여 혼합 용융시키는 단계이다.Next, in step B, 5 to 10% by weight of dried wood powder is added to the inside of the conveying extruding cylinder space during the melt-melting by way of the step A, followed by mixing and melting.

이때 B단계에서 투입되는 목분은 덩어리 뭉침을 막기 위해 가급적 목섬유분으로 한정되는 것이 바람직하다.In this case, the wood powder to be input in step B is preferably limited to the wood fiber as much as possible in order to prevent agglomeration.

B단계에서 투입되는 목분, 구체적으로 목섬유분은 A단계가 따르는 일반적인 압출성형 공정온도 160℃~170℃에서 약 10~20℃ 가량의 온도를 낮추어 준다.The wood powder to be input in step B, specifically wood fiber, lowers the temperature of about 10 to 20 ° C at a temperature of 160 ° C to 170 ° C, which is a general extrusion molding step followed by step A.

따라서 결과적으로 약 140℃~150℃에서 최종적인 혼연 용융이 진행됨으로써 목섬유질이 초기부터 과다 투입될 경우에 발생할 수 있는 탄화현상이 방지된다.As a result, the final melt-kneading proceeds at about 140 ° C to 150 ° C, thereby preventing the carbonization that may occur when the wood fibers are overpowered from the beginning.

즉 본 발명의 핵심적인 기술사상이 되는 목분의 다단식 분산투입은 목섬유 함량을 증가시킬 수 있다는 주된 기술적 목표를 달성함과 동시에 과다 함량된 목섬유의 탄화를 방지하고 완성품 합성목재 내에서 안정적인 분산을 이루게 되어 휨 강도와 열 안정성 측면에서 놀라운 향상을 기대할 수 있다.That is, the multistage dispersion of wood powder, which is a core technical idea of the present invention, achieves the main technical objective of increasing the wood fiber content and prevents the carbonization of the excessive wood fiber and ensures stable dispersion in the finished product synthetic wood A remarkable improvement in terms of bending strength and thermal stability can be expected.

도 3은 상기 구성성분과 제조방법을 통해 제조된 본 발명 합성목재의 뛰어난 물성치를 잘 보여주는 실험결과이다.FIG. 3 shows experimental results showing the excellent physical properties of the synthetic wood according to the present invention produced through the above-mentioned components and the production method.

이후 제조장치를 통해 추가 설명하겠지만, 본 발명 합성목재 제조방법은 그 투입시기와 투입비율 자체만으로 종래 기술과 차별화된다기 보다는, 아래에 기술될 제조장치를 통해 종래와 유사한 공정이라 하더라도 더 효과적인 분산효과와 탄화방지 및 높은 성형성을 가질 수 있으며 동등한 제조방법에서 더 효율적인 물성치를 갖는 것이 특징이다. 따라서 본 발명의 제조방법은 그 투입시기와 투입비율을 포함하는 것은 물론 아래에 기술되는 제조장치에 의해 명확히 특정되어야 한다.
As will be described later through the manufacturing apparatus, the method of manufacturing the synthetic wood according to the present invention is not differentiated from the prior art by only the input timing and the input ratio itself, but rather, And can be prevented from being carbonized and has high moldability, and is characterized in that it has more efficient physical properties in an equivalent production method. Therefore, the manufacturing method of the present invention must be clearly specified by the manufacturing apparatus described below as well as including the input timing and the input ratio.

마지막으로 상기 합성목재 및 그 제조방법을 일련의 연속압출형태로 구현하는 본 발명 합성목재 제조장치의 기술적 특징을 설명한다.Finally, technical features of the synthetic wood manufacturing apparatus of the present invention in which the synthetic wood and the manufacturing method thereof are implemented in a series of continuous extrusion forms will be described.

본 발명의 합성목재 제조방법은 1차 혼합된 플라스틱 원료와 목분을 혼합 시키는 공정과 혼합된 원료를 합성목재로 성형하는 최종단계를 하나의 연속적인 공정으로 수행하는 공정단계와 그 공정설비를 가진다. 제조장치의 기본 설계의도는 셀룰로오스계 섬유질을 갖는 목분과 폴리올레핀계 고분자수지 즉, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 폴리염화비닐(PVC) 등 널리 사용되는 플라스틱 원료의 혼합, 혼연성을 높이며 목분 함량을 증가시켜 합성목재표면을 개선하는 과정을 수행할 수 있도록 하는 것이다.The method of manufacturing the synthetic wood according to the present invention has a process step of mixing the primary mixed plastic raw material and the wood powder and a final step of molding the raw material mixed with the synthetic wood into one continuous process and the process equipment. The basic design intent of the manufacturing apparatus is to increase the mixing and mixing of widely used plastic raw materials such as wood-based cellulose fibers and polyolefin-based polymer resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polyvinyl chloride (PVC) And to improve the synthetic wood surface by increasing the wood grain content.

도 4를 참조하여 본 발명의 제조장치를 전체적으로 설명하면, PP,PE수지 등 폴리올레핀계 수지와 결합제 및 색상원료를 투입하는 1차투입부(100), 목분 원료를 투입하여 상기 1차 투입부의 투입원료와 혼합하는 2차혼합부(200), 2차 혼합부를 거친 재료에 목섬유분 위주로 소량의 목분을 추가 투입하여 합성목재 표면을 개질시키는 3차혼합부(300), 혼연/용융된 원료에서 발생되는 가스 및 수분을 배출하는 기액배출부(400)를 거치면서 고분자수지, 목분, 색상원료 및 결합제가 혼연 용융된 혼합물이 다수 배치된 이송압출스크류(600)를 통해 이송압출 실린더(700)내에서 계량 이송되면서 원하는 형태와 분량으로 성형되는 것이 특징이다.Referring to FIG. 4, the manufacturing apparatus of the present invention will be described generally. A first input unit 100 for inputting a polyolefin resin such as PP, PE resin, a binder and a color material, A third mixing part 300 for modifying the synthetic wood surface by additionally feeding a small amount of wood powder around the wood fiber to the material passed through the secondary mixing part 300, Liquid feedstock, coloring materials, and coloring materials are mixed and conveyed through a gas-liquid discharging unit 400 for discharging gas and water in the conveying and extruding cylinder 700 through the conveying and extruding screw 600, It is characterized in that it is formed into a desired shape and quantity while being metered and transported.

지지부(500)는 상기한 바와 같은 구성 요소들을 전체적으로 지지하는 기능을 수행하는 것으로 1차투입부(100)에서 이후 설명될 이송압출스크류(600)들과 이를 감싸고 있는 이송압출실린더(700) 까지를 전체적으로 지지하고 있다.
The supporting part 500 functions to support the above-mentioned components as a whole, and the supporting part 500 extends from the first feeding part 100 to the conveying and extruding screws 600 to be described later and the conveying and extruding cylinder 700 And overall support.

도 5를 참조하여 1차투입부(100)에 대해 구체적으로 설명한다. 1차투입부(100)는 전체투입량의 20%~30%에 해당하는 플라스틱수지와 색상원료 및 결합제 원료를 투입 받아 혼연 및 이송기능을 수행하는 것으로 도 3에 도시된 바와 같이 플라스틱원료와 색상원료 투입기를 이용하여 원료를 투입 받는다.The first input unit 100 will be described in detail with reference to FIG. The first charging part 100 is charged with a plastic resin, a color material and a binder material corresponding to 20% to 30% of the entire charging amount and performs a kneading and conveying function. As shown in FIG. 3, The raw material is supplied by using the dispenser.

1차투입부(100)에서 핵심적인 역할을 수행하는 수지및결합제투입기(110)는 이송압출실린더(700) 내부로 수지와 결합제 등의 원료를 투입하기 위한 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(111)에 저장된 원료를 일정량, 일정속도로 투입하는 나선형태의 강제투입스크류(113)가 장착되어 있다.The resin and binder injector 110, which plays a key role in the primary injecting section 100, is used to inject raw materials such as resins and binders into the transfer extrusion cylinder 700. As shown in FIG. 5, A forced injection screw 113 in the form of a spiral which feeds the raw material stored in the feed pipe 111 at a constant rate and at a constant speed.

여기서 강제투입스크류(113)의 날개 회전수에 따라 원료의 양이 결정되고 투입압력이 결정되므로 수지및결합제투입기(110)는 각기 다른 성형물 별로 원료투입량을 데이터화하여 생산의 일관성을 유지할 수 있다.Since the amount of the raw material is determined according to the number of revolutions of the forced insertion screw 113 and the injection pressure is determined, the resin and the binder injector 110 can maintain the consistency of production by data of the amount of the raw material input for each different molded article.

한편 1차투입부(100)에는 색상원료투입기(120)도 추가 배치된다.Meanwhile, a color material dispenser 120 is additionally arranged in the first charging part 100.

색상원료투입기(120)는 여러 형태의 색상(메이폴, 체리, 월넛 등)을 미세하게 투입하는 장치이다. 보통 색상원료는 미세분말 및 농축형태의 팰릿으로 되어 있으므로 두 가지 형태의 원료를 한꺼번에 사용할 수 있으며 색상이 다른 원료를 사용시에도 청소가 용이하게 이루어지는 장점이 있다.
The color material dispenser 120 is a device for finely introducing various types of colors (maypol, cherry, walnut, etc.). Usually, the color material is a fine powder and a concentrated form of pallet. Therefore, the two types of raw materials can be used at once, and the cleaning can be easily performed even when raw materials having different colors are used.

이하에서는 도 6a, 6b를 바탕으로 2차혼합부(200)와 3차혼합부(300)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the secondary mixing unit 200 and the tertiary mixing unit 300 will be described in detail with reference to FIGS. 6A and 6B.

2차혼합부(200)는 목분을 투입받아 정량공급 시키면서 1차투입부(100)에서 이송된 고분자수지 등과 혼합, 혼연하기 위한 공정부로서 목분으로는 앞서 기술한 바와 같은 목질분과 목섬유분이 사용될 수 있다.The secondary mixing part 200 is a hollow part for mixing and kneading the wood powder with the polymer resin or the like transferred from the primary input part 100 while supplying the wood powder with a predetermined amount and supplying the wood powder and the wood fiber as described above have.

또한 3차혼합부(300) 역시 2차혼합부와 유사한 구조를 가지고 있으며 2차혼합부와 다른 점은 투입목분이 목질분 보다는 목섬유분 위주가 될 때 더욱 양호한 효과를 가져올 수 있다는 점이다.Also, the third mixing unit 300 has a structure similar to the second mixing unit, and the difference from the second mixing unit is that a better effect can be obtained when the input wood becomes the wood fiber rather than the wood.

한편 2차혼합부(200)에 적용되는 1차목분투입기(210)는 도 5에 도시된 바와 같이 일정량의 목분을 저장하는 호퍼(211), 호퍼 내부에 배치된 교반날개(212) 및 목분 원료를 강제이송하기 위해 호퍼 내부에 장착되어있는 강제투입스크류(213), 그리고 이를 구동하는 저속회전 모터(214)로 구성된다. 이러한 구조와 배치는 2차목분투입기(310)에서도 마찬가지이며 그 구조적 측면은 단지 도면부호의 앞자리숫자만 다를 뿐 2차혼합부~3차혼합부에 걸쳐 매우 유사하고 투입재료의 특성만 다르다.5, the primary wood powder dispenser 210 applied to the secondary mixer 200 includes a hopper 211 for storing a predetermined amount of wood powder, a stirring blade 212 disposed inside the hopper, And a low-speed rotation motor 214 for driving the forced-insertion screw 213. The forced-insertion screw 213 is installed in the hopper for forcibly transferring the molten metal to the metal mold. This structure and arrangement is the same in the second wood powder dispenser 310, and the structural aspects thereof are very similar except for only the first digit of the reference numerals, and the second to third mixing parts are very similar and the characteristics of the input materials are different.

목분은 그 낯은 비중으로 인해 호퍼 내에서 터널(Bridge)현상 발생하면 목분원료의 공급이 원활치 못할 수 있다. 교반날개(212, 312)는 이 같은 현상을 막아주는 역할을 한다.If a bridge occurs in the hopper due to the weight of the wood, the supply of wood meal may not be smooth. The agitating blades 212 and 312 serve to prevent this phenomenon.

강제투입스크류(213,313)를 구동하는 모터(214,314)는 저속으로 속도 조절이 가능하다. 또한 제품에 용도에 따른 투입비율조정이 가능하여야 한다.The motors 214 and 314 for driving the forced insertion screws 213 and 313 are capable of controlling the speed at low speed. In addition, the product should be able to adjust the input ratio according to the application.

목분을 포함한 원료는 교반 혼연시 0℃~145℃/15분의 작업시간 소요 조건과, 압출성형기기 내부에 장착된 스크류(L/D 약3m 길이)통과시 평균 160℃~170℃/ 6분 정도 작업조건에서 가장 좋은 물성을 보였으며 그때 목섬유:상용화재 함량은 75중량% : 7중량% 이다.The raw materials including wood powder have an average of 160 ° C to 170 ° C / 6 minutes (when passed through a screw (L / D 3m length) installed inside the extrusion molding machine, And the wood fiber: commercial fire content was 75% by weight: 7% by weight.

교반기능을 갖춘 호퍼의 Batch Volume은 250㎏ 용량으로서 Mixing Tools은 낫 모양의 3-stage tool 형태로 별도 제작, 목섬유의 뭉침 현상을 방지하고 각종 첨가제가 잘 섞이며 분산됨 Hot-mixing/ Cold-mixing 기능의 Com bi mixer로서 Hot mixer 내에서 혼합,혼연 후 주모터의 토크값이 상승되는 시점에서(145℃) Cold mixier로 이동 40~50℃로 냉각 공정이 목섬유 75%가 함유된 최상의 합성목재 복합소재를 개발할 수 있다.Batch volume of hopper with agitating function is 250 kg capacity. Mixing Tools are separately manufactured in sickle shape 3-stage tool form, preventing accumulation of wood fiber and mixing and dispersion of various additives Hot-mixing / Cold-mixing As a Combi mixer, mix and mix in a hot mixer and move to a cold mixer when the torque value of the main motor rises (145 ℃). Cooling process at 40 ~ 50 ℃ is the best synthetic wood compound with 75% Materials can be developed.

상기와 같이 배합된 혼합물을 분산 혼연시키는 공정 또한 매우 중요한 제조공정 중 하나이다. 공정상의 어려움으로는 예를 들어 과다 함유된 목섬유의 부피로 배합기기의 용량볼륨이 일반배합기기에 비해 배 이상 커야 하는 어려움이 있으며 이로 인해 배합기 내부에 장착된 교반날개의 블레이드 형태 또한 다르게 설계해야 한다. 도 6c는 고분자수지와 목분에 따라 각각 다른 교반날개의 형상차이를 설명하는 사진이다.The process of dispersing and kneading the thus-blended mixture is also one of the most important manufacturing processes. The difficulty in the process is that, for example, the capacity of the mixing device is too large to be larger than the volume of the mixing device due to the volume of the excessively contained wood fiber, so that the shape of the blades of the stirring blades mounted inside the blender must be designed differently . FIG. 6C is a photograph illustrating the shape difference of different stirring blades according to the polymer resin and wood powder. FIG.

이러한 구조의 배합기기에서 약 13~14분 정도의 공정작업으로 각기 다른 모양과 비중을 가진 소재들이 고루 분산되어지며 이때 열가소성 수지인 폴리올레핀계 수지의 용융 반응과 함께 고루 분산된 소재를 점착시키는 현상과 함께 주회전 회전구동 모터부에서 부하현상이 발생하기 시작한다.
In this type of mixing machine, materials with different shape and specific gravity are dispersed uniformly for about 13 to 14 minutes. In this case, the phenomenon of sticking the homogeneously dispersed material together with the melting reaction of the thermoplastic resin, polyolefin resin The load phenomenon starts to occur in the main rotating and rotating drive motor unit together.

이하에서는 도 7을 바탕으로 기액배출부(400)에 대해 설명한다.Hereinafter, the gas-liquid discharge unit 400 will be described based on FIG.

2~3차 혼합부를 통과한 원료는 플라스틱 원료와 목분 원료가 완전히 혼연 용융된 상태로 기액배출부(400)를 통과하면서 발생되는 수분, 가스가 배출된다. 흔히 벤트부(Vent)라고도 하며, 자연배출과 기계적으로 강제배출이 가능한 기능을 수행한다.
The raw material that has passed through the second to third mixing part is completely melted and melted in the plastic raw material and the wood powder, and moisture and gas generated while passing through the gas liquid discharging part 400 are discharged. It is also often called a vent, and performs functions that enable natural discharge and mechanically forced discharge.

이하에서는 도 8을 바탕으로 이송압출스크류(600)와 이송압출실린더(700)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the conveyance extrusion screw 600 and the conveyance extrusion cylinder 700 will be described in detail with reference to FIG.

이송압출실린더(700)는 상기한 바와 같이 플라스틱원료와 색상원료가 투입되는 1차투입부(100)와 연통되는 1차투입구(710), 2,3차혼합부(200,300)와 연통되는 2,3차투입구(720)~(721)가 형성되며 기액배출부(400)와 연통되는 기액배출구(730)가 형성되어 있는 관으로서 일체형이 아닌 분할된 실린더 형태를 취하고 있으며 그 내부에는 이송압출스크류(600)가 내장되어 있다.As described above, the transfer extrusion cylinder 700 includes a first inlet 710 for communicating with the first charging portion 100 into which the plastic raw material and the color material are charged, a second inlet 710 connected to the second charging portion 200, Liquid inlet ports 720 to 721 and a gas-liquid outlet port 730 communicating with the gas-liquid discharge section 400 are formed. The tube is divided into cylinders not integral with each other, and a conveying extrusion screw 600).

내장된 이송압출스크류(600)는 각 단마다 각각 다른 날개형태로 설정되어 개별적인 기능을 수행하며, 외부에 장착된 모터에 의해 회전하여 각 단계 별로 투입된 원료를 혼합, 혼연 용융시켜 이송압출실린더를 통과하여 성형하는 과정을 이룬다.The built-in conveying extrusion screw 600 is set in a different wing shape for each stage to perform individual functions. The material is rotated by an external motor, mixed with each step, mixed and melted, passed through a conveying extrusion cylinder Thereby forming a molding process.

이송압출실린더(700)는 정량이송, 혼합, 혼연, 용융기능을 반복하는 작용이 이루어지는 공간으로서 그 내부에 장착되어 있는 이송압출스크류(600)가 상기 기능을 실질적으로 수행한다. 이를 위해 실린더 외부에는 열을 발생시키기 위한 열선 또는 발열장치 등이 구비될 수 있으며, 이러한 장치는 도면상으로는 미도시 되었지만 통상의 기술로 구현된 제어부의 제어에 의해 운용될 수 있다.The transfer extrusion cylinder 700 is a space in which a function of repeatedly performing quantitative transfer, mixing, kneading, and melting functions is performed, and the transfer extrusion screw 600 mounted inside the transfer extrusion cylinder 600 substantially performs the above function. For this purpose, a heat source or a heating device for generating heat may be provided outside the cylinder. Such a device is not shown in the drawing, but may be operated under the control of a control unit implemented by a conventional technique.

또한 이송압출실린더(700)에는 목분의 과투입시(60%~80%) 발생 되는 스크류실린더 내부의 조기마모 현상을 대처하기 위하여 종래 장축형태의 일체형을 조립 분활형으로 고안함과 함께 그 내부는 마모에 강한 특수강재를 사용하여 교체 주기를 연장할 수 있다.In order to cope with premature wear of the inside of the screw cylinder caused by injection of wood powder (60% ~ 80%) into the conveying extrusion cylinder 700, the conventional long shaft type integrated type is designed to be assembled and divided, It is possible to extend the replacement period by using special steel which is resistant to abrasion.

이송압출스크류(600)에 대하여 설명한다. 상기 이송압출실린더(700)가 장축형태의 일체형 스크류실린더에서 분활형태의 조립형으로 바꾸어 설계됨에 따라 본 발명의 스크류는 마모시 저비용으로 손쉽게 교체 가능하다. 또한 실린더와 마찬가지로 작은 크기로 분할된 스크류는 마모에 강한 특수강으로 제조될 수 있어 스크류와 스크류실린더의 교체주기를 늘릴 수 있는 장점이 있다.The conveyance extrusion screw 600 will be described. Since the conveying extrusion cylinder 700 is designed to be changed from an integral screw cylinder of a long axis type to an assembly type of a split type, the screw of the present invention can be easily replaced at low cost at the time of abrasion. In addition, as in the case of cylinders, small-sized screws can be made of special steel that is resistant to abrasion, thereby increasing the replacement cycle of the screw and the screw cylinder.

앞서 설명한 바 있지만 1차투입부(100)에서 3차혼합부(300)에 걸쳐 배치되어 있는 강제투입스크류(113,213,313)는 나선형태의 홈으로 원료를 혼합하여 이송하는 역할을 하는 것으로서 일반적인 범용 수지에 적용되는 나선홈 의 규격도 무방하며 가능한 홈 깊이가 낮은게 유리하다.As described above, the forced injection screws 113, 213, and 313 disposed in the primary injection section 100 from the primary injection section 100 to the tertiary mixing section 300 serve to mix and transport the raw materials into the spiral grooves, The size of the helical groove to be applied is also acceptable and it is advantageous that the groove depth is as low as possible.

그러나 이송압출스크류(600)의 나선홈 형태는 최초구간인 1차투입구(710) 구간에서만 깊고 넓게 형성되고, 나머지구간인 2차투입구~기액배출구(720-721-730)에서는 낮고 좁은 형태에서 점차 깊고 넓은 형태의 나선홈으로 바뀌어 나간다. 이는 각 호퍼들에 장착되어 있는 강제투입스크류(113,213,313) 들의 일률적인 낮고 좁은 나선홈 형태와는 크게 구별되며 본 발명이 의도하는 가장 큰 기술적 특징 중 하나이다.However, the shape of the helical groove of the conveying extrusion screw 600 is formed deep and wide only in the first section of the first inlet 710, and in the remaining sections of the second inlet to the gas-liquid outlet 720-721-730, It turns into a deep and wide spiral groove. This is largely different from the uniform low and narrow spiral groove shape of the forced insertion screws 113, 213, and 313 mounted in the respective hoppers, and is one of the greatest technical features of the present invention.

이송압출실린더(700)를 구간별로 상세히 설명한다. 전체 목분 투입량의 70 중량% 이상이 2차투입구(720)로 투입되며 투입된 목분은 1차투입구710)에서 통과된 고분자 수지 색상원료 등과 혼합 혼연되어 1차 압축된다.The transfer extrusion cylinder 700 will be described in detail by section. More than 70% by weight of the total amount of wood powder is put into the second inlet 720, and the wood powder is mixed with the polymer resin color raw materials passed through the first inlet 710 and is firstly compressed.

2차투입구(720)가 위치한 구간에서 압축되어진 혼합원료는 고온(160~200도)으로 짧은 시간에 완전히 혼연 용융된다. 이때 각 구간별로 이송압출스크류(600)는 날개부가 일정간격 절단되어 있어 원료의 뒤엉킴 현상을 유도할 수 있고 원료의 혼연성을 최대한 높이게 된다.In the section where the second inlet 720 is located, the compressed raw material is completely melted and melted at a high temperature (160 to 200 degrees) in a short time. At this time, the feed extrusion screw 600 of each section is cut at regular intervals so that the entanglement of the raw materials can be induced and the mixing property of the raw materials is maximized.

3차투입구(721)가 위치한 실린더 구간으로 원료가 이송되면 3차투입구에서는 총 목분 투입량의 나머지 30%를 다시 투입하여 혼연시킨다. 이때 스크류 홈의 깊이와 넓이는 제2혼합부의 80%정도가 적당하며 용융온도는 140℃~180℃ 범위 내에서 가급적 낮게 유지한다.When the raw material is transferred to the cylinder section where the third inlet (721) is located, the remaining 30% of the total amount of the wood powder is re-injected at the third inlet. At this time, the depth and width of the screw groove are preferably about 80% of the second mixing portion, and the melting temperature is kept as low as possible within the range of 140-180 ° C.

바람직하게, 앞서 제조방법에서 기술한 내용대로, 전체 원료 중량비에서 추가 투입되는 목분은 목섬유분 위주로 투입되는 것이 좋고 그 비율은 5~10 중량%가 되면 좋다. 또한 혼합부의 용융온도는 최초구간 160℃~170℃에서 추가 투입되는 목분(목섬유분)에 의하여 약10~20℃ 자연스럽게 낮아진 140℃~150℃ 범위가 되는 것이 좋다.Preferably, as described in the above-mentioned production method, the wood powder to be additionally added in the entire raw material weight ratio is preferably put into the wood fiber, and the ratio may be 5 to 10% by weight. Further, the melting temperature of the mixing portion is preferably in the range of 140 ° C to 150 ° C, which is naturally lowered by about 10 to 20 ° C due to wood powder (wood fiber) added at 160 ° C to 170 ° C in the first section.

상기와 같이 1,2차 목분 투입되어 완전히 용융 혼연된 상태의 원료를 이송하여 기액배출구(730)를 통과시켜 가스 및 수분을 완전 배출시킨 후 감압 이송하여 계량성형부(800)에서 최종 성형한다.As described above, the raw materials of the first and second woods are completely melted and kneaded, and the gas and water are completely discharged through the gas-liquid outlet port 730, and then the reduced pressure is transferred and finally molded in the metering unit 800.

기액배출부(400) 구간에서도 스크류 날개부를 일정간격으로 절단하여 완전히 혼연된 원료를 뒤엉키게 함으로써 최대치의 계면접착력을 얻고 일정량의 원료를 일정한 압력으로 성형부로 이송하는 기능을 수행 한다.In the gas-liquid discharging part 400, the screw vanes are cut at regular intervals to entangle the completely mixed raw materials, thereby obtaining the maximum interfacial adhesion force and transferring a certain amount of raw material to the forming part at a constant pressure.

한편 과다 함유된 목분(목섬유분)의 최적 혼연,용융 상태를 유지하고 고분자수지 사용시 낮은 속도의 작업운전 조건 등을 보완하기 위해 본 발명의 이송압출스크류(600)는 그 길이/직경 비율이 종래의 L/D = 22:1 에서 L/D = 29:1로 연장된 것이 특징이다.On the other hand, in order to optimize the kneading and molten state of the wood powder (wood fiber) contained in excess, and to supplement the operation conditions of the low speed operation when the polymer resin is used, the feed extrusion screw 600 of the present invention has a length / L / D = 22: 1 to L / D = 29: 1.

본 발명의 합성목재 제조장치는 혼합공정을 거친 혼합소재로 부터 우수한 물성의 성형완제품을 얻기 위하여 이송압출실린더 내에서 고압, 고온으로 용융, 가압, 혼연시키는 과정에서 실린더내부의 고온으로 인한 내부 열축적 현상을 막기 위해 외부에서 강제 냉각시키는 종래 제조장치의 구성과 달리 2차 투입구에서 상대적으로 저온상태인 목섬유분 5~10 중량%를 투입하는 방법에 의하여 과열된 기계속 내열을 하향시켜 물성을 향상시키는 것이 가장 큰 특징이며, 이로 인해 최종 합성목재 상품은 목분의 전체적인 탄화가 방지되고 표면층의 목섬유분 밀도가 내층의 목섬유분 밀도보다 높아져 자연스럽게 목섬유 특유의 우수한 표면질감을 갖게 된다.
The synthetic wood manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that in order to obtain an excellent finished molded product from a mixed material subjected to a mixing process, the internal heat accumulation due to the high temperature inside the cylinder during melting, pressurizing and kneading in a high- Unlike the conventional manufacturing apparatus for forced cooling from the outside in order to prevent the phenomenon from occurring, the method of feeding 5 to 10% by weight of the wood fiber in the relatively low temperature state at the secondary inlet to lower the overheating period heat resistance to improve the physical properties And the final synthetic wood product prevents the whole carbonization of the wood powder and the density of the wood fiber in the surface layer is higher than the density of the wood fiber in the inner layer, resulting in a natural surface texture of natural wood fiber.

이상 본 발명이 구체화된 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에만 국한되지 않는다.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.

다시 말해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 발명이 내포하고 있는 기술사상을 활용하여 필요에 따라 명세서 및 도면에 미처 포함되지 않은 단순 변경 또는 간단 확장 사례를 구현할 수도 있겠으나, 그 또한 이하의 청구범위로 표현되는 본 발명 기술사상의 범위에 자명하게 포함된다.In other words, those skilled in the art will recognize that the invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. For example, And the scope of the technical idea of the present invention expressed by the following claims is also included.

본 발명에서 기술된 합성목재의 제조방법 및 그 제조장치는 폐목이나 자투리 목재 등 경제성이 전혀 없는 목섬유분은 물론 열대림의 야자박인 팜화이버와 대나무 섬유모도 목분으로 사용 가능하므로 친환경적이면서도 기존 목재보다 우수한 목질감 등 여러 물성을 구현할 수 있기 때문에 국내 외 관련시장 발전에 폭넓은 영향을 미칠 수 있다.The method and apparatus for producing synthetic wood described in the present invention can be used not only as a wood fiber having no economical efficiency such as wood pulp, but also as a palm fiber and palm fiber of bamboo fiber in tropical forests. Therefore, Textures, etc., can have a wide impact on the development of related markets in Korea and abroad.

100: 1차투입부
200: 2차혼합부
300: 3차혼합부
400: 기액배출부
500: 지지부
600: 이송압출스크류
700: 이송압출실린더
800: 계량성형부
110: 수지및결합제투입기
120: 색상원료투입기
111,211,311: 호퍼
212,312: 교반날개
113,213,313: 강제투입스크류
214,314: 모터
710: 1차투입구
720: 2차투입구
721: 3차투입구
730: 기액배출구
100: primary input unit
200: Secondary mixing section
300: Third mixing section
400: gas-liquid discharge portion
500: Support
600: Feeding extrusion screw
700: Feed Extrusion Cylinder
800:
110: Resin and binder dispenser
120: color material feeder
111,211,311: Hopper
212, 312:
113,213,313: Forced insertion screw
214,
710: Primary inlet
720: Secondary inlet
721: Third slot
730: gas-liquid outlet

Claims (6)

삭제delete PP,PE수지 등 폴리올레핀계 고분자 수지와 결합제 및 색상원료를 투입하는 1차투입부(100)와;
목분 원료를 투입하여 상기 1차투입부(100)의 투입원료와 혼합하는 2차혼합부(200)와;
상기 2차혼합부(200)를 거친 재료에 목분을 추가 투입하여 합성목재 표면을 개질시키는 3차혼합부(300)와;
혼연,용융된 원료에서 발생되는 가스 및 수분을 배출하는 기액배출부(400)와;
상기 고분자수지, 목분, 색상원료 및 결합제가 혼연 용융된 혼합물을 압출 이송하는 이송압출스크류(600); 및
상기 이송압출스크류(600)를 감싸는 이송압출실린더(700)를 포함하여 구성되고,
상기 1차투입부(100)는 호퍼(111)에 저장된 고분자수지 13~23 중량%, 결합제 및 첨가제 7 중량%를 강제투입스크류(113)에 의해 일정량, 일정속도로 투입하는 수지및결합제투입기(110)를 더 포함하여 구성되며,
상기 2차혼합부(200)는 호퍼(211)에 저장된 함수율 3%이하로 건조된 목분 70~80중량%를 강제투입스크류(213)에 의해 일정량, 일정속도로 투입하는 1차목분투입기(210)를 더 포함하여 구성되고,
상기 3차혼합부(300)는 호퍼(311)에 저장된 목분으로서 주로 함수율 3%이하로 건조되고 2㎜~10㎜ 길이로 절단된 대나무섬유, 코코넛섬유, 팜섬유 중에서 두가지 이상의 천연섬유로 된 목섬유분 5~10중량%를 강제투입스크류(313)에 의해 일정량, 일정속도로 추가 투입하는 2차목분투입기(310)를 더 포함하여 구성되는 합성목재 제조장치.
A primary charging unit 100 for charging a polyolefin-based polymer resin such as PP or PE resin, a binder, and a color material;
A secondary mixing unit 200 for injecting the wood powder and mixing the powder with the input materials of the primary charging unit 100;
A tertiary mixing part 300 for adding wood powder to the material passed through the secondary mixing part 200 to modify the synthetic wood surface;
A gas-liquid discharging part 400 for discharging gas and water generated from the molten raw material;
A transfer extrusion screw 600 for extrusion-transferring the mixture of the polymer resin, wood powder, color material, and binder mixed and melted; And
And a transfer extrusion cylinder 700 surrounding the transfer extrusion screw 600,
The primary charging unit 100 is a system in which 13 to 23% by weight of the polymer resin stored in the hopper 111, 7% by weight of the binder and the additive are charged by a forced charging screw 113 at a constant rate, 110)
The secondary mixer 200 includes a primary wood powder injector 210 for supplying 70 to 80% by weight of wood powder dried at a moisture content of 3% or less stored in the hopper 211 by a forced charging screw 213 at a constant rate, ),
The tertiary mixer 300 is a wood powder stored in the hopper 311 and is mainly composed of bamboo fiber, coconut fiber and palm fiber which are dried to a moisture content of 3% or less and cut to a length of 2 mm to 10 mm, And a second wood powder dispenser (310) for additionally feeding 5 to 10% by weight of the wood pulp at a constant rate by a forced injection screw (313).
제2항에 있어서,
상기 2차혼합부(200)의 혼연,용융 온도는 160℃~170℃ 범위로 설정되고, 상기 3차혼합부(300)의 혼연,용융 온도는 추가 투입되는 목분에 의하여 10~20℃ 낮아진 140℃~150℃ 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 합성목재 제조장치.
3. The method of claim 2,
The kneading and melting temperature of the secondary mixing part 200 is set in a range of 160 ° C to 170 ° C and the kneading and melting temperature of the tertiary mixing part 300 is set to 140 Lt; RTI ID = 0.0 > 150 C. < / RTI >
제3항에 있어서,
상기 이송압출스크류(600) 및 상기 이송압출실린더(700)는 분할된 형태의 조립형으로 설계되고,
상기 이송압출스크류(600)의 나선홈 형태는 최초구간인 1차투입구(710) 구간에서만 깊고 넓게 형성되고, 나머지구간인 2차투입구~기액배출구(720-721-730)에서는 낮고 좁은 형태에서 점차 깊고 넓은 형태의 나선홈으로 바뀌어 나가도록 형성되는 것을 특징으로 하는 합성목재 제조장치.
The method of claim 3,
The conveying extrusion screw 600 and the conveying extrusion cylinder 700 are designed to be assembled in a divided form,
The shape of the spiral groove of the conveying extrusion screw 600 is formed deeply and broadly only in a section of the first inlet 710 which is the first section, and in the remaining sections of the second inlet to the gas-liquid outlet 720-721-730, Wherein the spiral groove is formed so as to be changed into a deep and wide spiral groove.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 제조장치를 이용하여 제조되는 합성목재.A synthetic wood produced using the production apparatus according to any one of claims 2 to 4. 제5항에 있어서,
상기 합성목재는 표면층의 목섬유분 밀도가 내층의 목섬유분 목섬유분 밀도보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 합성목재.
6. The method of claim 5,
Wherein the synthetic wood has a wood fiber density of the surface layer higher than a wood fiber density of the wood fiber of the inner layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102293413B1 (en) 2020-09-24 2021-08-25 김두호 Apparatus for shirring for use in scrap metal

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102133076B1 (en) * 2017-11-01 2020-07-13 경동산업 주식회사 Eco type interior and exterior material and its manufacture facility and method
CN109627624A (en) * 2018-10-24 2019-04-16 山东鲁泰控股集团有限公司石墨烯高分子复合材料研发中心 A kind of production line of graphene modified PVC resin
KR101966108B1 (en) * 2018-12-04 2019-04-05 에코바이오플라스틱코리아 주식회사 Feeder for manufacturing pellets of materials containing more than 50% of paper powder
KR102393339B1 (en) * 2021-04-09 2022-05-02 김세영 Method for Preparing Wood Plastic Composites with Improved Mechanical Properties and Water Resistance and Molded Articles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070009372A (en) * 2005-07-15 2007-01-18 가부시키가이샤 고한 Extruder of raw materials mingled with a variety of waste resins
KR20090114643A (en) * 2008-04-30 2009-11-04 (주)이엔에스 Exhaust screw of plastic extrusion molding machine
KR20110059333A (en) * 2009-11-27 2011-06-02 코스모피엔에프(주) Extrusion machine for manufacturing wood fiber plastic composites
KR20120086981A (en) * 2011-01-27 2012-08-06 이재훈 Method for manufacturing synthetic wood

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070009372A (en) * 2005-07-15 2007-01-18 가부시키가이샤 고한 Extruder of raw materials mingled with a variety of waste resins
KR20090114643A (en) * 2008-04-30 2009-11-04 (주)이엔에스 Exhaust screw of plastic extrusion molding machine
KR20110059333A (en) * 2009-11-27 2011-06-02 코스모피엔에프(주) Extrusion machine for manufacturing wood fiber plastic composites
KR20120086981A (en) * 2011-01-27 2012-08-06 이재훈 Method for manufacturing synthetic wood

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102293413B1 (en) 2020-09-24 2021-08-25 김두호 Apparatus for shirring for use in scrap metal

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