KR101625197B1 - 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 금속 틀에 수용성 접착제를 도포한 후 합성목재를 코팅하여 내부적으로는 금속의 강성을 가지고 외부적으로는 탄성, 유연성, 내수성 및 내식성이 우수하며 천연 목재와 같은 환경 친화적인 질감을 가지며, 열 팽창에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법{WOOD FRAME WITH USING WATER SOLUBLE ADHESIVES AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 금속 틀에 수용성 접착제를 도포한 후 합성목재를 코팅하여 내부적으로는 금속의 강성을 가지고 외부적으로는 탄성, 유연성, 내수성 및 내식성이 우수하며 천연 목재와 같은 환경 친화적인 질감을 가지며, 열 수축팽창에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 원목, MDF, PB 및 하드보드 등의 각종 합판으로 제작되는 목재프레임은 소정의 길이와 폭을 가지도록 절단 성형하여 창틀, 문틀, 난간, 한옥 등에 원목 및 합성목재를 사용하여 친환경적인 느낌이 들도록 다양한 용도로 사용하고 있다.
하지만, 목재만 사용하여 이루어진 프레임은 하중, 강도가 약하며, 한정적인 용도로만 사용할 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 종래의 기술로 한국등록특허 제10-1242016호 "한옥 골격용 목재프레임"이 제시된 바 있다.
종래의 기술은 철재의 수용체 및 H프레임의 외측에 목재의 나사를 이용한 결합부재를 통해 커버체가 결합되게 구성된다.
따라서 프레임이 수용되는 수용체의 외부에 목재로 된 결합부재가 수용체의 내부에서 나사로 결합되도록 이루어진다.
이러한 종래의 기술은 나사결합을 통해 수용체와 목재가 일체로 이루어지나, 나사결합을 하기 위해 일방향이 개방돼야 하고 나사결합을 하기 위한 공정에 의해 비용이 증가하며, 나사결합을 하기 위해 개방 일면은 목재를 결합하기 어려운 구성으로 이루어진 문제점이 있다.
그리고 나사결합을 할 때 나사 머리가 돌출되면 사용용도에 따라 제한이 많이 발생하여 나사 머리가 삽입될 수 있도록 가공해야 하는 불편한 문제점이 있다.
또한, 서로 다른 열 팽창계수를 가지는 수용체와 목재로 이루어져 있어 기온변화에 따라 목재 및 수용체는 열 팽창 및 수축에 의한 비틀림과 파손되는 문제점이 발생하고 있다.
본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본원발명의 목적은 금속 틀에 수용성 접착제를 도포한 후 합성목재를 코팅하여 내부적으로는 금속의 강성을 가지며, 외부에서는 목재의 질감을 가지는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
그리고 수용성 접착제를 이용해 금속 틀과 합성 목재를 고르게 접착시켜 임의의 충격을 흡수하며, 서로 다른 옆 팽창계수에 의한 금속 틀 및 합성목재의 수축과 팽창에 의해 비틀림과 파손을 방지할 수 있는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수용성 접착제를 이용해 열 팽창계수에 의한 변형을 방지할 수 있는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임에 있어서, 내부에 강도를 높이는 보강살이 형성된 금속 틀; 상기 금속 틀에 도포되는 수용성 접착제; 상기 수용성 접착제가 도포된 상기 금속 틀에 코팅할 수 있도록 액상형태의 합성목재로 이루어지되, 상기 수용성 접착제는 modified polyolefin 19~20 중량%, 물 59~62 중량%, isopropyl alcohol 0.01~5 중량% 및 아크릴산염 고무유액 15~18 중량%가 혼합되어 이루어지고, 상기 합성목재는 목분 47~60 중량% 플라스틱원료 30~43 중량% 및 첨가제 5~10 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 틀에는 상기 수용성 접착제와 상기 합성목재가 도포 및 코팅되어 열 팽창계수에 의한 변형을 방지할 수 있는 돌기 또는 홈이 선택적으로 이루어진 가이드부가 더 포함되는 것이 바람직하다.
상기 금속 틀에는 열 팽창 및 수축에 의한 변형을 구획할 수 있도록 측 방향으로 형성된 절개부가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수용성 접착제에는 자성체가 첨가된 철심 또는 자성체가 도포된 섬유를 5~10 용적%를 혼합하며, 상기 금속 틀에 도포된 상기 수용성 접착제의 내부에 첨가된 상기 철심 또는 상기 섬유를 일방향으로 정렬할 수 있도록 전류를 발생할 수 있는 코일이 더 포함되는 것이 바람직하다.
수용성 접착제를 이용한 목재프레임의 제조방법에 있어서, modified polyolefin 19~20 중량%, 물 59~62 중량%, isopropyl alcohol 0.01~5 중량% 및 아크릴산염 고무유액 15~18 중량%를 혼합하여 수용성 접착제를 제조하는 제 1제조단계; 목분 47~60 중량%, 플라스틱원료 30~43 중량% 및 첨가제 5~10 중량%가 혼합된 액상형태의 합성목재를 제조하는 제 2제조단계; 제 1제조단계에서 제조된 수용성 접착제를 금속 틀에 도포하는 도포단계; 상기 도포단계에서 수용성 접착제가 도포된 금속 틀에 상기 제 2제조단계에서 제조된 액상형태의 합성목재를 코팅하는 코팅단계; 상기 코팅단계에서 접착된 합성목재 및 수용성 접착제가 응고되도록 자연건조시키는 건조단계를 특징으로 한다.
상기 제 1제조단계(S10)에서 제조된 상기 수용성 접착제 100 용적부에는 자성을 가지는 철심 또는 섬유 5~10 용적부를 첨가하는 첨가단계; 및 상기 도포단계(S30)에서 상기 금속 틀에 도포된 상기 수용성 접착제에 첨가된 상기 철심 또는 상기 섬유에 전류를 발생하는 코일의 내부로 삽입시켜 상기 철심 또는 삼기 섬유를 길이방향으로 정렬하는 정렬단계;가 더 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 따르면, 수용성 접착제를 이용해 금속 틀과 합성목재를 접착하여 내부적으로는 금속의 강성을 가지며, 외부적으로는 탄성과 유연성, 내수성 및 내식성이 우수하고 천연 목재와 같은 친화적인 질감을 가지는 효과가 있다.
그리고 서로 다른 열 팽창계수를 가지는 금속 틀과 합성목재가 기온 등의 온도 변화에 의해 팽창 및 수축하여 비틀림 및 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 수용성 접착제에 자성을 혼합하여 자성에 의해 고르게 정렬되며, 접착 면 전체를 접착시켜 임의의 충격 등에 의해 파손 및 변형되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 목재프레임의 접착순서를 도시한 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 금속 틀에 형성된 가이드부를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 금속 틀에 형성된 절개부를 도시한 사시도
도 5는 본 발명에 따른 철심 또는 섬유가 첨가된 수용성 접착제를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 수용성 접착제에 첨가된 철심 및 금속의 정렬상태를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임의 제조방법을 도시한 순서도,
도 8은 본 발명에 따른 철심 또는 섬유가 첨가된 목재 프레임의 제조방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 목재프레임의 접착순서를 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 금속 틀에 형성된 가이드부를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 금속 틀에 형성된 절개부를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 철심 또는 섬유가 첨가된 수용성 접착제를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 수용성 접착제에 첨가된 철심 및 금속의 정렬상태를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 금속 틀에 수용성 접착제를 도포한 후 합성목재를 코팅하여 내부적으로는 금속의 강성을 가지고 외부적으로는 탄성, 유연성, 내수성 및 내식성이 우수하며 천연 목재와 같은 환경 친화적인 질감을 가지며, 열 팽창에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 수용성 접착제를 이용해 열 팽창계수에 의한 변형을 방지할 수 있도록 금속 틀(10) 수용성 접착제(20) 및 합성목재(30)로 이루어진다.
상기 금속 틀(10)은 내부에 강도를 높이는 보강살(15)이 형성된다.
아울러 상기 보강살(15)은 상기 금속 틀(10)의 내부에서 충격, 하중을 견딜 수 있도록 강성을 증가시킨다.
따라서 원형 파이프, 사각 파이프 등의 내부 공간을 형성한 금속 틀(10)에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 금속 틀(10)은 알루미늄, 철, 스테인리스 등의 금속재질로 이루어져 강성을 가질 수 있도록 이루어진다.
상기 수용성 접착제(20)는 상기 금속 틀(10)에 도포된다.
여기서 상기 수용성 접착제(20)는 유동성이 있는 반고체 상태를 유지하여 상기 금속 틀(10)과 상기 합성목재(30) 사이에서 서로 다른 열 팽창계수로 인해 팽창하는 재료의 변화량을 흡수할 수 있도록 이루어진다.
따라서 상기 수용성 접착제(20)는 modified polyolefin 19~20 중량%, 물 59~62 중량%, isopropyl alcohol 0.01~5 중량% 및 아크릴산염 고무유액 15~18 중량%가 혼합되어 이루어진다.
상기 합성목재(30)는 액상형태로 이루어져 상기 수용성 접착제(20)가 도포된 상기 금속 틀(10)에 코팅한다.
여기서 상기 합성목재(30)는 목분 47~60 중량% 플라스틱원료 30~43 중량% 및 첨가제 5~10 중량%로 이루어지며, 상기 첨가제는 결합제, 항상화제, uv안정제, 미네랄 충전제, 착색제, 열 안정제를 혼합하여 이루어진다.
그리고 상기 합성목재(30)는 액상형태로 제조되어 상기 금속 틀(10)에 코팅할 수 있다.
여기서 액상형태의 합성목재(30)는 물리 증착법, 화학 증착법을 이용해 코팅할 수 있으며, 코팅시 상기 합성목재(30)에 의해 목재의 특징 및 질감을 가질 수 있도록 일정 두께 이상 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러 합성목재(30)의 두께는 목재의 특징 및 질감을 표현하며, 사용용도에 맞게 조절할 수 있다.
따라서 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)의 외부면에 상기 수용성 접착제(20)를 도포한다.
이때 상시 수용성 접착제(20)를 분무, 붓칠 등의 방법을 통해 도포하며, 이후 코팅되는 상기 합성목재(30)를 접착할 수 있으며, 열 수축팽창에 의해 변형되는 길이에 유동적으로 대응할 수 있는 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
그리고 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)에 상기 수용성 접착제(20)를 도포한 다음에 액상형태의 상기 합성목재(30)를 코팅한다.
여기서 상기 합성목재(30)는 목재의 질감 및 성질을 가지며, 창틀, 문틀, 난간 등의 사용용도에 따라 일정한 두께를 가지도록 코팅한다.
이에 따라 일정한 금속 틀(10)에 상기 합성목재(30)를 코팅하여 목재의 특징과 질감을 가지는 목재프레임(100)을 제작한다.
즉, 내부적으로는 금속의 강성을 가지며, 외부적으로는 탄성, 유연성, 내수성, 내식성이 우수하며 천연목재와 같은 환경 친화적인 질감을 가지는 특징을 통해 창틀, 문틀, 난간 등의 상기 목재프레임(100)을 사용하는 다양한 장소 및 용도에 맞게 제작할 수 있다.
그리고 상기 금속 틀(10)과 상기 합성목재(30)의 서로 다른 열 팽창계수에 의해 변형이 발생하여도 상기 수용성 접착제(20)에 의해 변형률을 흡수하여 상기 금속 틀(10)과 상기 합성목재(30)가 상호 비틀림, 파손 등의 발생을 방지할 수 있다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)에는 상기 수용성 접착제(20)와 상기 합성목재(30)가 도포 및 코팅되어 열 팽창에 의한 변형을 방지할 수 있는 돌기(12) 또는 홈(13)이 선택적으로 이루어진 가이드부(11)가 형성된다.
따라서 상기 가이드부(11)는 상기 돌기(12) 또는 상기 홈(13)이 교차 또는 선택적으로 일정한 간격에 맞추어 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)의 외부면에 다수 개 형성된 상기 돌기(12)로 이루어진다.
그리고 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)의 외부면에 다수 개 형성된 상기 홈(13)으로 이루어진다.
마지막으로 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)의 외부면에는 다수 개 형성된 상기 돌기(12)와 상기 홈(13)이 선택적으로 이루어진다.
따라서, 상기 돌기(12)와 상기 홈(13)은 상기 금속 틀(10)의 외부면을 구획하여 온도에 의한 팽창을 억제하며, 외부면에 코팅된 상기 합성목재(30)를 분리, 이탈, 비틀림 등을 방지할 수 있도록 고정한다.
아울러 상기 돌기(12)와 상기 홈(13)은 다양하게 선택하여 교차, 단일 형성될 수 있으며, 온도변화에 의한 팽창에 따라 간격을 일정하거나 또는 비 규칙적으로 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라 상기 가이드부(11)에 의해 상기 금속 틀(10)의 팽창 및 수축을 억제하며, 서로 다른 열 팽창계수를 가지는 상기 금속 틀(10)과 상기 합성목재(30)가 일정한 구역에서 대응되도록 변형하여 비틀림 및 파손 등의 발생을 억제할 수 있다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 절개부(14)는 상기 금속 틀(10)이 열 팽창계수에 의한 변형을 방지할 수 있도록 측방향으로 형성된다.
따라서 상기 절개부(14)는 상기 금속 틀(10)의 외부면에 일정간격을 두고 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 금속 틀(10)의 외부면에 다수 개 형성된 상기 절개부(14)는 온도변화에 의해 발생하는 열 수축팽창시 전체 길이가 변형되는 것을 방지하며, 일정 구획에서 온도에 의한 변형이 발생하여도 전체 길이의 변형을 최소화할 수 있다.
이에 따라 상기 금속 틀(10)의 상기 가이드부(11) 또는 절개부(14)를 통해 열에 의한 팽창을 제어 및 억제할 수 있으며, 일정 구간에서 팽창 및 수축이 이루어져 전체적인 형상의 변화를 억제할 수 있다.
그리고 절개부(14)를 통해 서로 다른 열 팽창계수에 의해 발생하는 비틀림, 파손 등을 방지할 수 있도록 상기 금속 틀(10)의 팽창 및 수축에 대응되도록 상기 합성목재(30)가 팽창 및 수축할 수 있도록 이루어진다.
이때 상기 수용성 접착제(20)는 유동성을 가지는 반고체상태를 유지하여 상기 금속 틀(10)과 상기 합성목재(30)의 사이에서 서로 다른 팽창시 변화량을 흡수할 수 있다.
또한, 상기 수용성 접착제(20)는 상기 합성목재(30)의 외부에서 압력 및 하중을 받으면 상기 절개부(14)의 내부로 유동하여 외부에서 가해지는 충격, 하중 등을 완화할 수 있다.
그리고 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 수용성 접착제(20)에는 자성체가 첨가된 철심(21) 또는 자성체가 도포된 섬유(22)를 5~10 용적%를 혼합하여 상기 금속 틀(10)에 도포하며, 상기 철심(21) 또는 상기 섬유(22)가 혼합된 상기 수용성 접착제(20)가 도포된 상기 금속 틀(10)이 내부에 삽입되어 도포된 상기 철심(21) 또는 상기 섬유(22)를 정렬할 수 있도록 전류를 발생하는 코일(40)이 더 포함된다.
여기서 상기 철심(21)은 자성을 가지는 자성체가 혼합, 첨가 또는 코팅되며, 상기 섬유(22)에는 자성을 가지는 자성체가 코팅되어 자성을 가질 수 있도록 이루어진다.
아울러 상기 철심(21)은 지름 0.1mm~1mm로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서 자성을 가지는 상기 철심(21)또는 자성이 도포된 상기 섬유(22)는 상기 수용성 접착제(20)에 혼합 및 첨가되어 자성에 의해 정렬할 수 있도록 이루어진다.
그리고 상기 코일(40)은 상기 금속 틀(10)이 삽입될 수 있도록 외부에 형성되어 전류에 의해 자성체를 정렬할 수 있도록 이루어진다.
또한, 상기 코일(40)은 전류를 발생하며 외부에 고정되어 상기 수용성 접착제(20)가 도포된 금속 틀(10)이 삽입되어 상기 철심(21) 또는 상기 섬유(22)를 정렬 후 제거하는 것이 바람직하다.
즉, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 자성체를 가지는 철심(21) 또는 섬유(22)가 첨가된 상기 수용성 접착제(20)가 상기 금속 틀(10)에 도포된다.
그리고 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 금속 틀(10)이 삽입될 수 있도록 형성되어 전류가 흐르는 코일(40) 내부에 상기 수용성 접착제(20)되 도포된 상기 금속 틀(10)을 삽입한다.
이때, 상기 코일(40)에서 발생하는 전류에 의해 상기 수용성 접착제(20) 내부에 첨가된 상기 철심(21) 또는 상기 섬유(22)는 전류에 의해 길이방향으로 정렬된다.
그리고 정렬된 상기 수용성 접착제(20)의 외부에 상기 합성목재(30)를 코팅할 수 있도록 이루어진다.
이에 따라 상기 수용성 접착제(20)의 내부에 첨가되어 자성에 의해 정렬된 상기 철심(21) 및 상기 섬유(22)에 의해 상기 금속 틀(10) 및 상기 합성목재(30)가 열 팽창에 의한 변화를 억제하며, 상기 철심(21) 및 상기 섬유(22)에 의해 변형이 발생한 상기 금속 틀(10)과 상기 합성목재(30)의 변화량을 유동성 있게 흡수하여 비틀림 및 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 수용성 접착제(20)가 상기 금속 틀(10)에 고르게 도포될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 수용성 접착제를 이용한 목재프레임의 제조방법을 도시한 순서도이며, 도 8은 본 발명에 따른 철심 또는 섬유가 첨가된 목재 프레임의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 서로 다른 열 팽창계수를 가지는 상기 금속 틀과 상기 합성목재는 상기 수용성 접착제에 의해 부착할 수 있도록 제 1제조단계(S10), 제 2제조단계(S20), 도포단계(S30), 코팅단계(S40) 및 건조단계(S50)로 이루어진다.
상기 제 1제조단계(S10)는 modified polyolefin 19~20 중량%, 물 59~62 중량%, isopropyl alcohol 0.01~5 중량% 및 아크릴산염 고무유액 15~18 중량%를 혼합하여 수용성 접착제를 제조한다.
아울러 상기 수용성 접착제는 서로 다른 열 팽창계수 및 재질로 이루어진 상기 금속 틀과 상기 합성목재를 접착하여 열 팽창에 의한 변화량을 흡수할 수 있도록 유동성을 가지는 반고체 상태를 유지한다.
따라서 상기 modified polyolefin는 올레핀을 첨가중합반응시켜 만드는 유기물질로 연신비와 인장강도를 상승시키며, 비중이 작고 내약품성과 내수성이 우수한 효과를 가지고 있다.
상기 isopropyl alcohol은 극성은 메탄올이나 에탄올보다 떨어지지만 끓는 점이 높아 상온, 상압에서 사용하기에 용이하다.
상기 아크릴산염 고무유액은 인공적으로 분자량이 매우 작은 단위를 반복으로 결합하여, 사슬모양이나 그물모양으로 만든 물질로써 분자량이 매우 크며 첨가중합, 축합중합 등에 사용한다.
즉, 수용성 접착제는 상온에서 사용이 용이하고 연신비와 인장강도를 상승시키고 반 고체상태를 유지하여 열 팽창계수에 의해 변형하여도 변화량을 흡수하여 용이하게 접착이 가능하며, 내수성이 우수한 특징이 있다.
이에 따라 수용성 접착제를 통해 상기 금속 틀과 상기 합성목재를 접착시키며, 열 팽창계수에 의해 다르게 변형하여도 반고체로 이루어져 상기 금속 틀과 상기 합성목재의 팽창에 의한 변형에 따라 상기 수용성 접착제가 유동성을 가져 변화량을 흡수한다.
상기 제 2제조단계(S20)는 목분 47~60 중량%, 플라스틱원료 30~43 중량% 및 첨가제 5~10 중량%가 혼합된 액상형태의 합성목재를 제조한다.
따라서 상기 합성목재는 상기 수용성 접착제가 도포된 상기 금속 틀에 코팅할 수 있도록 액상형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서 상기 목분은 원목에서 가공된 순수 목분과 재활용된 목재로부터 얻을 수 있으며, 합성 전에 목분에 함유된 습도는 원료 및 제품의 표면 형성에 악영향을 주고 공극이 발생하여 건조를 하여 사용한다.
또한, 건조 시 높은 온도에서 장기간 노출이 되면, 휘발성 물질의 방출, 변색, 냄새 및 목질의 열화를 일으키기 때문에 건조온도는 200℃ 이하에서 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 플라스틱원료는 PE, PP, PVC 및 ABS 등을 사용하며 재활용 플라스틱과 신재를 혼합하거나 재활용 플라스틱의 두성분 이상을 혼합하여 사용한다.
마지막으로 상기 첨가제는 합성된 목재가 안정적으로 유지할 수 있도록 결합제, 항산화제, uv안정제, 미네랄 충전제, 착색제, 열 안정제로 이루어진다.
상기 결합제는 소수성인 비극성을 가지는 플라스틱과 친수성인 극성을 가지는 목분의 두 물질 사이의 계면에 새로운 화학적 결합으로 개선하며, 굽힘강도와 탄성계수를 증가시켜 제품의 치수안정, 충격강도를 극대화 시키며 목분의 분산을 방지할 수 있다.
상기 항산화제 및 UV안정제는 WPC(woodplastic combination)에 산소 접근을 차단하고 태양광선으로부터 자외선을 차단하여 변색을 방지한다.
상기 미네랄 충전제는 윤활성을 개선하고 목섬유의 수분을 흡수하여 WPC의 가공성을 개선하며, 충격강도, 굽힘강도, 열변형 온도 및 하중에 의한 장기적인 변형을 예방할 수 있다.
상기 착색제는 WPC 색의 안정성을 부여하고 목재와 같은 외양과 UV에 대한 저항성을 향상시킨다.
상기 열 안정제는 가공 및 사용 시에 열에 의한 분산을 최소화하고 본래의 색을 유지할 수 있으며, 플라스틱의 윤활성을 개선할 수 있다.
즉, 상기 첨가제는 목분과 플라스틱원료로 이루어져 성분이 다른 두 물질을 혼합하여 목재로 가공할 수 있으며, 열변형, UV에 대한 저항성을 향상시켜 변색, 분산 등을 방지할 수 있다.
상기 도포단계(S30)는 제 1제조단계(S10)에서 제조된 상기 수용성 접착제를 금속 틀에 도포한다.
이때 상기 수용성 접착제는 상기 금속 틀에 고르게 도포하며 열 팽창에 의한 변화량을 흡수할 수 있으며, 유동성을 가질 수 있는 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
상기 코팅단계(S40)는 상기 도포단계(S30)에서 수용성 접착제가 도포된 금속 틀(10)에 상기 제 2제조단계(S20)에서 제조된 액상형태의 합성목재를 코팅한다.
여기서 상기 합성목재는 목재의 특징과 질감을 나타낼 수 있도록 일정두께 이상 코팅되며, 사용용도에 따라 합성목재의 코팅 두께를 변경할 수 있다.
상기 건조단계(S50)는 상기 코팅단계(S40)에서 접착된 합성목재 및 수용성 접착제가 응고되도록 자연건조시킨다.
이때, 상기 금속 틀 및 상기 합성목재가 온도 변화에 의한 팽창을 방지할 수 있도록 일정한 서늘한 장소에서 건조가 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이 상기 철심 및 섬유는 목제프레임(100)의 제조방법과 동일하되,
상기 제 1제조단계(S10)에서 제조된 상기 수용성 접착제 100 용적부에는 자성을 가지는 철심 또는 섬유 5~10 용적부를 첨가하는 첨가단계(S11); 및 상기 도포단계(S30)에서 상기 금속 틀에 도포된 상기 수용성 접착제에 첨가된 상기 철심 또는 상기 섬유에 전류를 발생하는 코일의 내부로 삽입시켜 상기 철심 또는 삼기 섬유를 길이방향으로 정렬하는 정렬단계(S31);가 더 포함된다.
즉, 상기 첨가단계(S11)은 상기 제 1제조단계(S10)에서 제조된 상기 수용성 접착제 100 용적부에는 자성을 가지는 철심 또는 섬유 5~10 용적부를 첨가한다.
이때 상기 철심 또는 상기 섬유는 열 팽창에 의해 변형된 상기 금속 틀 및 상기 합성목재의 변형률을 흡수할 수 있도록 이루어진다.
아울러 상기 철심 또는 섬유는 자성을 유지하도록 첨가, 코팅 등의 방법을 통해 자성을 가질 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 정렬단계(S31) 상기 첨가단계(S11)에서 첨가된 상기 철심 또는 상기 섬유를 상기 금속 틀의 길이방향으로 정렬할 수 있도록 전류가 발생하는 코일에 삽입하여 정렬시킨다.
따라서 상기 수용성 접착제에 혼합된 철심 또는 섬유는 금속 틀의 길이방향으로 정렬하여 온도변화에 따라 열 팽창 및 수축하는 금속 틀 및 합성목재의 비틀림, 파손 등이 발생하는 것을 방지한다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 금속 틀 11: 가이드부
12: 돌기 13: 홈
14: 절개부 15: 보강살
20: 수용성 접착제 21: 철심
22: 섬유 30: 합성목재
40: 코일 100: 목재프레임

Claims (6)

  1. 수용성 접착제를 이용해 열 팽창계수에 의한 변형을 방지할 수 있는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임에 있어서,
    내부에 강도를 높이는 보강살(15)이 형성된 금속 틀(10);
    상기 금속 틀(10)에 도포되는 수용성 접착제(20);
    상기 수용성 접착제(20)가 도포된 상기 금속 틀(10)에 코팅할 수 있도록 액상형태의 합성목재(30);로 이루어지되,
    상기 수용성 접착제(20)는 modified polyolefin 19~20 중량%, 물 59~62 중량%, isopropyl alcohol 0.01~5 중량% 및 아크릴산염 고무유액 15~18 중량%가 혼합되어 이루어지고,
    상기 합성목재(30)는 목분 47~60 중량% 플라스틱원료 30~43 중량% 및 첨가제 5~10 중량%로 이루어지며,
    상기 금속 틀(10)에는 상기 수용성 접착제(20)와 상기 합성목재(30)가 도포 및 코팅되어 열 팽창에 의한 변형을 방지할 수 있는 돌기(12) 또는 홈(13)이 선택적으로 이루어진 가이드부(11)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 틀(10)에는 열 팽창에 의한 변형을 구획할 수 있도록 측 방향으로 형성된 절개부(14)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수용성 접착제(20) 100 용적부에는 자성체가 첨가된 철심(21) 또는 자성체가 도포된 섬유(22)를 5~10 용적부를 혼합하며,
    상기 철심(21) 또는 상기 섬유(22)가 첨가된 상기 수용성 접착제(20)를 상기 금속 틀(10)에 도포한 후 전류를 발생하는 코일(40)의 내부로 삽입시켜 상기 철심(21) 또는 섬유(22)를 길이방향으로 정렬할 수 있는 것을 특징으로 하는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임.
  5. 수용성 접착제를 이용한 목재프레임의 제조방법에 있어서,
    modified polyolefin 19~20 중량%, 물 59~62 중량%, isopropyl alcohol 0.01~5 중량% 및 아크릴산염 고무유액 15~18 중량%를 혼합하여 수용성 접착제를 제조하는 제 1제조단계(S10);
    목분 47~60 중량%, 플라스틱원료 30~43 중량% 및 첨가제 5~10 중량%가 혼합된 액상형태의 합성목재를 제조하는 제 2제조단계(S20);
    제 1제조단계(S10)에서 제조된 수용성 접착제를 금속 틀에 도포하는 도포단계(S30);
    상기 도포단계(S30)에서 수용성 접착제가 도포된 금속 틀에 상기 제 2제조단계(S20)에서 제조된 액상형태의 합성목재를 코팅하는 코팅단계(S40);
    상기 코팅단계(S40)에서 접착된 합성목재 및 수용성 접착제가 응고되도록 자연건조시키는 건조단계(S50);로 이루어지며,
    상기 제 1제조단계(S10)에서 제조된 상기 수용성 접착제 100 용적부에는 자성을 가지는 철심 또는 섬유 5~10 용적부를 첨가하는 첨가단계(S11); 및 상기 도포단계(S30)에서 상기 금속 틀에 도포된 상기 수용성 접착제에 첨가된 상기 철심 또는 상기 섬유에 전류를 발생하는 코일의 내부로 삽입시켜 상기 철심 또는 삼기 섬유를 길이방향으로 정렬하는 정렬단계(S31);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수용성 접착제를 이용한 목재프레임의 제조방법.


  6. 삭제
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