KR101550900B1 - 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지를 용융하는 합성수지용융단계, 상기 합성수지용융단계를 통해 용융된 합성수지에 황토분말 및 난연제를 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 혼합된 원료를 성형하는 성형단계 및 상기 성형단계를 통해 성형된 성형물을 냉각하는 냉각단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조되는 인조수지목재는 합성수지로 이루어져 우수한 기계적 물성을 나타내고, 목재와 유사한 볼륨감과 질감을 나타낼 뿐만 아니라 황토가 첨가되어 원적외선이 방출되어 인체에 유익하며, 난연제가 함유되어 우수한 난연성을 나타낸다.

Description

황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF ARTIFICIAL RESIN WOOD CONTAINING LOESS}

본 발명은 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지로 이루어져 우수한 기계적 물성을 나타내고, 목재와 유사한 볼륨감과 질감을 나타낼 뿐만 아니라 황토가 첨가되어 원적외선이 방출되어 인체에 유익하며, 난연제가 함유되어 우수한 난연성을 나타내는 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법에 관한 것이다.

최근 천연목재에 대한 소비자의 선호도가 크게 증가하고 있으며, 천연목재의 벌목에 따른 이산화탄소 증가에 대한 환경파괴 우려가 증폭되면서 천연목재를 대체할 수 있는 인조목재의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.

종래에는 원목을 얇게 자르고 난 후에 잘려진 원목의 일면 또는 양면을 착색하여 건조하고, 접착제를 이용하여 필름 등을 부착하여 건조한 후에, 소정 길이로 절단하여 사용하도록 구비된 합판형태의 목재복합체와, 원목이나 폐목을 가루로 분쇄한 다음 다량의 수지를 첨가한 후 가열 압착시켜 만드는 MDF(Medium Density Fiber wood)등이 주로 사용되었다.

상기의 과정을 통해 제조되는 목재복합체는 목분이 사용되므로 인해 목재사용으로 인한 황경파괴의 문제점을 완전하게 해소하지 못하는 문제점이 있으며, 고가의 필름과 목분을 사용하기 때문에, 제조비용이 높은 문제점이 있었다.

또한, 상기 MDF는 기계적 물성이 약하기 때문에, 목재의 소비량이 많은 각종 건축물의 벤치나 펜스와 같은 조경재료나 산책로 및 등산로의 계단 등에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 상기의 목재복합체나 MDF는 수분이나 화재에 취약하기 때문에, 수분과 접촉하면 기계적 물성이 급격하게 저하되며, 화재발생시에 유독가스를 방출하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 합성수지로 이루어져 우수한 기계적 물성을 나타내고, 목분의 사용없이도 목재와 유사한 볼륨감과 질감을 나타낼 뿐만 아니라 황토가 첨가되어 원적외선이 방출되어 인체에 유익한 효과를 나타내는 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 난연제가 함유되어 우수한 난연성을 나타내는 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 합성수지를 용융하는 합성수지용융단계, 상기 합성수지용융단계를 통해 용융된 합성수지에 황토분말 및 난연제를 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 혼합된 원료를 성형하는 성형단계 및 상기 성형단계를 통해 성형된 성형물을 냉각하는 냉각단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원료혼합단계와 상기 성형단계 사이에는 상기 원료혼합단계를 통해 혼합된 원료 100 중량부에 첨가제 2 내지 5 중량부를 혼합하는 첨가제혼합단계가 더 진행되는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 첨가제는 분산제 100 중량부 및 가교제 30 내지 40 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 합성수지용융단계는 합성수지를 250 내지 320℃의 온도로 3 내지 5분 동안 가열하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 원료혼합단계는 상기 합성수지용융단계를 통해 용융된 합성수지 100 중량부에 황토분말 20 내지 30 중량부, 난연제 0.5 내지 1 중량부, 고무 1 내지 10 중량부, 규사 1 내지 10 중량부 및 발포제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

상기 합성수지용융단계를 통해 용융된 합성수지 100 중량부에 황토분말 20 내지 30 중량부 및 난연제 0.5 내지 1 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 합성수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 수지 100 중량부에 폴리아미드 50 내지 80 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리아미드는 방향족 폴리아미드인 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 황토분말은 200 내지 500 메시의 입자크기를 갖는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉각단계는 상기 성형단계를 통해 성형된 성형물을 35 내지 45℃의 온도로 1 내지 3분 동안 냉각하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명에 따른 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법은 합성수지로 이루어져 우수한 기계적 물성을 나타내고, 황토가 첨가되어 목분의 사용없이도 목재와 유사한 볼륨감과 질감을 나타낼 뿐만 아니라 원적외선이 방출되어 인체에 유익한 효과를 나타내는 인조수지목재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 난연제가 함유되어 우수한 난연성을 나타내는 인조수지목재를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법을 통해 제조된 인조수지목재를 나타낸 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법은 합성수지를 용융하는 합성수지용융단계(S101), 상기 합성수지용융단계(S101)를 통해 용융된 합성수지에 황토분말 및 난연제를 혼합하는 원료혼합단계(S103), 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료를 성형하는 성형단계(S105) 및 상기 성형단계(S105)를 통해 성형된 성형물을 냉각하는 냉각단계(S107)로 이루어진다.

상기 합성수지용융단계(S101)는 합성수지를 250 내지 320℃의 온도로 3 내지 5분 동안 가열하여 이루어지는데, 상기 합성수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 수지 100 중량부에 폴리아미드 50 내지 80 중량부를 혼합하여 이루어지기 때문에, 사용되는 합성수지에 용융점에 따라 가열온도를 상기의 가열온도 범위 내에서 다르게 적용할 수 있다.

이때, 상기 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트는 표면질감과 볼륨감이 향상된 인조수지목재를 제공하며, 상기 폴리아미드는 본 발명에 의해 제조되는 인조수지목재의 내마찰성, 탄력성, 내마모성 및 내충격성을 등의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하는데, 방향족 폴리아미드로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

상기 폴리아미드의 함량이 50 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 폴리아미드의 함량이 80 중량부를 초과하게 되면 제조비용을 증가시키게 된다.

또한, 상기 합성수지용융단계(S101)에서 사용되는 합성수지는 일반적인 합성수지의 제조과정에서 발생하는 스크랩을 가공하여 사용될 수도 있는데, 가공된 스크랩을 사용하게 되면, 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 용융시간이 줄어들고 제조공정에서 악취가 발생하지 않는다.

또한, 합성수지 스크랩을 가공하여 사용하는 경우에는 성형을 위한 각종 첨가제 등이 이미 함유되어 있는 상태기 때문에, 별도의 첨가제의 추가 과정 없이도 우수한 물성의 제품을 성형할 수 있다.

상기 원료혼합단계(S103)는 상기 합성수지용융단계(S101)를 통해 용융된 합성수지에 황토분말 및 난연제를 혼합하는 단계로, 상기 합성수지용융단계(S101)를 통해 용융된 합성수지 100 중량부에 황토분말 20 내지 30 중량부, 난연제 0.5 내지 1 중량부, 고무 1 내지 10 중량부, 규사 1 내지 10 중량부 및 발포제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 이루어진다.

상기의 원료혼합단계(S103)를 통해 황토분말과 난연제가 함유되면, 목재와 유사한 색감을 나타낼 뿐만 아니라 원적외선이 방출되어 인체에 유익하며 우수한 난연성을 나타내는 인조수지목재를 제공할 수 있다.

이때, 상기 황토분말은 200 내지 500 메시의 입자크기를 나타내며, 원적외선을 방출시켜 인체에 유익한 인조수지목재를 제공하는 역할을 하는데, 상기 황토분말의 입자크기가 200 메시 미만이면 융용된 합성수지 성분에 고르게 혼합되지 못하며, 상기 황토분말의 입자크기가 500 메시를 초과하게 되면 쉽게 비산되어 작업장을 오염시키고, 제조공정의 효율성을 저하시킨다.

또한, 상기 난연제는 0.5 내지 1 중량부가 함유되며, 인조수지목재에 난연성을 부여하는 역할을 하는데, 상기 성분으로 이루어지는 합성수지에 적용되어 난연성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 무기계 난연제 또는 브롬계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 무기계 난연제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 삼산화아티몬으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지고, 상기 브롬계 난연제는 데카브로모디페닐에테르, 데카브로모디페닐옥사이드, 트리스(트리브로모네오펜틸)포스페이트, 트리브로모네오펜틸알코올, 디브로모네오펜틸글리콜, 브로미네이티드디페닐에탄, 트리스(트리브로모페닐)트리아진, 테트라브로모비스페놀A-비스(2,3-디브로모프로필에테르), 브로미네이티드폴리스타이렌, 폴리펜타브로모벤질아크릴레이트, 헥사브로모싸이클로도데칸, 옥타브로모디페닐옥사이드 및 브로미네이티드트리메틸페닐인단으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고무는 1 내지 10 중량부가 함유되며, 본 발명을 통해 제조되는 인조수지 목재에 탄성을 부여하는 역할을 하는데, 상기 합성수지와 혼합되어 탄성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 부티디엔러버, 스테렌부티데인러버 및 니트릴부타디엔 러버 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 규사는 1 내지 10 중량부가 함유되며, 본 발명을 통해 제조되는 인조수지목재의 기계적 강도와 무게감을 부여하는 역할을 하는데, 상기 규사의 함량이 1 중량부 미만이면 인조수지목재의 기계적 강도향상 효과가 미미하며, 상기 규사의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 상기 합성수지 성분의 함량이 줄어들어 인조수지 목재의 기계적 강도가 저하될 수 있다.

상기 발포제는 1 내지 10 중량부가 함유되며, 상기 합성수지를 발포하여 본 발명을 통해 제조되는 인조수지목재의 무게를 줄여주는 역할을 하는데, 상기 발포제는 상기 합성수지 성분인 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트를 발포시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 벤젠, 톨루엔, 염화메틸, 트리클로로에틸렌, 디클로로에탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 트리플루오로클로로메탄, 1,2,2-트리클로로트리플루오로에탄 및 1,2-디클로로테트라플루오로에탄 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 성형단계(S105)는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료를 성형하는 단계로, 상기 원료혼합단계를 통해 혼합된 원료를 압출기로 압출하여 목재의 형상을 갖도록 성형하는 단계다.

상기 성형단계(S105)에서 성형되는 성형물은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 나일론이 혼합된 원료로 제조되어 표면질감과 볼륨감이 목재와 유사한 형상을 나타내며, 상기 원료에는 황토가 첨가되어 있기 때문에 목재와 유사한 색감을 갖게 된다.

상기 냉각단계(S107)는 상기 성형단계(S105)를 통해 성형된 성형물을 냉각하는 단계로, 상기 성형단계를 통해 성형된 성형물을 35 내지 45℃의 온도로 1 내지 3분 동안 냉각하여 이루어진다.

상기의 냉각단계(S107)에서 냉각 시간은 성형물의 형태나 크기가 따라 가변적이며, 상기 성형단계(S105)를 통해 성형된 성형물이 수축되거나 변형되지 않도록 1 내지 3 분 동안 서냉시키는 것이 바람직하며, 상기의 냉각단계(S107)를 통해 냉각된 성형물은 사용 용도에 따라, 다양한 크기로 절단되어 보관된다.

또한, 상기 원료혼합단계(S103)와 상기 성형단계(S105) 사이에는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료 100 중량부에 첨가제 2 내지 5 중량부를 혼합하는 첨가제혼합단계(S104)가 더 진행될 수도 있는데, 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료의 물성을 향상시키고, 상기 성형단계(S105)에서 우수한 성형성을 나타내도록 첨가제를 혼합하여 이루어진다.

상기 첨가제는 분산제 100 중량부 및 가교제 30 내지 40 중량부로 이루어지는데, 상기 분산제는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 원료에 혼합된 성분들이 균일하게 분산되어 균일한 물성을 나타내도록 하며, 원료의 이형성과 유동성을 용이하게 하여 몰딩주기와 압출성을 향상시킨다.

이때, 상기 분산제는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료에 분산성과 압출성을 향상시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 고체 또는 반고체의 고분자 유기혼합물인 왁스로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가교제는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료에 함유되어 있는 합성수지 성분을 가교시켜 기계적 물성이 향상된 인조수지목재를 제공하도록 하는 역할을 한다.

이때, 상기 가교제는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 혼합된 원료에 함유되어 있는 합성수지 성분을 가교시켜 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 성분이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아클릴레이트, 네오펜틸글르콜디아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 비닐트리에톡시실란 및 비닐트리메톡시실란 등을 사용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법은 합성수지로 이루어져 우수한 기계적 물성을 나타내고, 황토가 첨가되어 목분의 사용없이도 목재와 유사한 볼륨감과 질감을 나타낼 뿐만 아니라 원적외선이 방출되어 인체에 유익한 효과를 나타내며, 난연제가 함유되어 우수한 난연성을 나타내는 인조수지목재를 제공한다.

S101 ; 합성수지용융단계
S103 ; 원료혼합단계
S104 ; 첨가제혼합단계
S105 ; 성형단계
S107 ; 냉각단계

Claims (9)

1. (a) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 수지 100 중량부에 방향족 폴리아미드 50 내지 80 중량부를 혼합하여 합성수지를 용융하는 단계;
   (b) 용융된 합성수지 100 중량부에 황토분말 20 내지 30 중량부, 난연제 0.5 내지 1 중량부, 고무 1 내지 10 중량부, 규사 1 내지 10 중량부 및 발포제 1 내지 10 중량부로 원료를 혼합하는 단계;
   (c) 혼합된 원료 100 중량부에 첨가제 2 내지 5 중량부를 혼합하는 단계;
   (d) 첨가제가 혼합된 원료를 압출기로 압출하여 목재의 형상을 갖도록 성형하는 단계; 및
   (e) 성형된 성형물을 35 내지 45℃의 온도로 1 내지 3분 동안 냉각하는 단계; 를 포함하되,
   상기 (a) 단계에서는 상기 합성수지를 250 내지 320℃의 온도로 3 내지 5분 동안 가열하여 이루어지고,
   상기 (b) 단계에서, 상기 황토분말은 200 내지 500 메시의 입자크기를 가지고,
   상기 (c) 단계에서, 상기 첨가제는 분산제 100 중량부와 가교제 30 내지 40 중량부로 이루어지는,
   것을 특징으로 하는 황토가 함유된 인조수지목재의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images