KR101656553B1

KR101656553B1 - 천연목재를 이용한 색깔불꽃 캠프파이어 목재와 그 제조방법

Info

Publication number: KR101656553B1
Application number: KR1020130144059A
Authority: KR
Inventors: 이화형
Original assignee: 이화형
Priority date: 2012-12-02
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2016-09-09
Also published as: KR20140071211A; KR20140071235A

Abstract

캠프파이어용 천연목재의 불꽃에 파랑색, 남색, 보라색, 초록색과 적색이나 진홍색을 주기 위하여 톱이나 라우터 인물 또는 천공기를 사용하여 여러 가지 디자인에 따라 홈을 파거나 천공하거나 제재하여 이러한 홈 또는 구멍과 표면에 불꽃색갈발현제로서 사용하는 혼합금속염류와 충전제, 착색제 및 접착제를 균일하게 혼합하여 넣고, 이들 약제들간에 결합은 물론 동시에 목재 홈과 구멍과 목재 표면에 강력하게 부착 경화시켜 불?六仄芝峠稚?을 만들어 목재가 처음 연소할 때부터 연소가 끝날 때까지 오래도록 불꽃 색깔을 유지하면서 불꽃색갈발현제 등이 낭비 없이 타도록 하면서 또한 불이 쉽게 붙도록 착화점이 낮은 파라핀 왁스를 목재의 양쪽 끝의 횡단면에 얕은 깊이로 낸 홈에 처리하거나 목재홈, 구멍 또는 표면에 처리하여 목재가 쉽게 불이 붙도록 하는 동시에 충분한 불꽃온도를 제공하는 연료로서의 기능도 아울러 갖는 천연목재를 이용한 색깔불꽃캠프파이어우드제조방법에 관한 것이다.

Description

천연목재를 이용한 색깔불꽃 캠프파이어 목재와 그 제조방법{NATURAL FIRE LOG WHICH BURN WITH COLORED FLAME AND PROCESS FOR MAKING SAME}

본 발명은 캠프파이어를 할 때나 집안의 벽난로를 피울 때 다양한 색깔불꽃을 내도록 하면서 쉽게 불이 붙는 캠프파이어용 천연목재와 그 제조방법에 관한 것이다.

금속이온의 종류에 따라 불꽃 색깔이 다르게 나타나므로 불꽃테스트는 원소의 종류 특히 금속이온의 종류를 밝히는데 화학적으로 오래전부터 사용하던 방법이다. 그런데 불꽃놀이용 폭죽 제조자들은 이러한 금속염류를 불꽃놀이의 색깔을 내는데 이용하여 왔다. 이러한 폭죽과는 달리 야외에서 캠프파이어를 할 때 천연목재의 모닥불이 활활 타오르는 장작 위로 금속염류 가루를 뿌리면 다양한 색깔의 불꽃을 낼 수 있으나 부분적이고 극히 짧은 시간일 수밖에 없었다. 뿐만 아니라 미세한 분말은 연소가스에 비산이 되거나 반응을 못 하고 바닥으로 떨어져 이용되지 못하는 결점이 많았다. 그래서 보완한 것이 금속염에 파라핀을 혼합한 케이크 또는 펠릿 형태의 것을 모닥불 위에 역시 뿌렸는데 이것 역시 불꽃 색깔 유지 시간이 분말보다는 길었으나 짧은 편이고, 파라핀의 혼합 때문에 노란색 불꽃이 강하여지는 단점이 생겼다. R.H. Pierce(Aug. 16,1977, US patent 4,042,313 )는 벽난로의 불타는 장작 위에 과립(그래뉼; 혼합금속염류+비활성 충전제인 씰리카분말+ 결합제로서의 포타시움씰리케이트용액)형태로 만들어 25-50그램을 적당한 간격으로 넣어 불꽃 색깔을 내도록 하였으나 장작불이 끝날 때까지 역시 계속하여 과립을 뿌리지 않으면 안 되었다. 이러한 단점을 제거하기 위하여 목재를 금속염용액에 긴 시간 함침 처리하고 건조하여 만든 목재는 충분히 약제를 처리하면 긴 시간 밝은 불꽃을 낼 수 있으나 처리시간이 많이 걸리는 단점이 있었다. 그래서 Brockbank( July 27,1971, US patent 4,062,655)는 인공합성목재를 톱밥과 결합제인 왁스, 금속염류와 충전제를 배합하여 인공적으로 성형한 합성목재에 금속염류를 표면에 적절히 분포시켜 모닥불을 피울 때부터 다양한 불꽃을 볼 수 있도록 제조하였다. 그러나 이것 역시 파라핀 연소시 발생하는 노랑색 때문에 색깔 톤이 죽는 결점이 생겼다. B.J. Ovehardt(Jan 5, 1982, US patent 4,309,189)는 두 가지 성분 즉 색깔을 내는 화학약품인 금속염류와 불에 타지 않거나 느리게 타는 두 번째 매트릭스 금속염 물질의 적절한 혼합비로 혼합한 물질은 불길 속에서 던져 넣을 때 불꽃 색깔을 연장시켜 오래도록 유지하게 하는데 중점을 두고 이 혼합약제를 분말형태로 포장한 패키지 형태로 불길에 던져 넣어 사용하거나 파라핀, 폴리글리콜, 아카시아검등의 결합제를 사용하여 판지(시트)형태나 판 조각 또는 케이크 상태로 만들어 불 위에 던져 넣어 사용하게 하였다. 목재나 톱밥 등 목질재료 이외의 연료를 사용하는 연구는 고형탄화수소연료나 고형알콜 등을 사용하는 방법이 제시되었고 D.L. Casinelli(Sep. 1, 1981, US patent 4,286,968)가 아세탈수지(94-98 중량%)를 연료기제로 사용하면서 불꽃온도를 올리기 위하여 fumed silica를 0.5-1.5 중량% 첨가하고 온도를 적당히 강하하는 안티모니 트리옥사이드를 0.05-0.8 중량%,연소와 연소시간 증가를 위한 셀룰로즈 아세테이트와 칼슘카보네이트를 압출성형기로 타브렛이나 펠릿으로 만드는 방법을 특허 출원하였다. 따라서 색깔있는 불꽃을 내는 천연목재 자체의 이용 방법은 지금까지 금속염류의 용액에 함침하는 방법 이외에는 없었으므로 천연목재에 홈을 만들어 이 파진 홈에 색깔불꽃발현제인 금속염혼합물과 불꽃시간을 길게 유지시켜 안정화시키는 충전제, 나무 색깔을 표현하거나 미적 감각을 표현하는 착색제 및 이들 모든 약제를 결합시키면서 목재의 홈 주위 표면에 약제들을 부착시키기 위한 접착제 또는 실란트를 골고루 균일하게 혼합하여 넣고 경화시키면 홈이 색깔불꽃발현층으로 메워지면서 홈 주위의 목재표면에 색깔발현제 등이 단단히 부착되게 된다. 따라서 이러한 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃천연목재는 천연목재의 외부 표면 형태를 그대로 유지하면서 목재가 처음 연소할 때부터 연소가 끝날 때까지 금속염 가루의 비산이나 모닥불 밑으로 떨어져 손실됨이 없이 타는 목재 위에 계속 금속염들을 뿌려 주는 수고도 들이지 않고 오래도록 색깔불꽃을 유지하도록 하는 방법으로 지금까지 이러한 방법이 없었으므로 이에 대한 방법과 아울러 쉽게 불이 붙는 캠프파이어용 천연목재의 제조방법을 제시하고자 한다.

첫째로 천연목재를 이용하여 색깔불꽃을 내게 하는 방법이다. 천연목재의 모닥불이 활활 타오르는 장작 위로 금속염류 가루를 뿌리면 다양한 색깔의 불꽃을 낼 수 있으나 부분적이고 목재 불꽃과 접촉 반응하는 시간이 극히 짧아 불꽃색갈을 유지하는 시간이 매우 짧은 시간일 수밖에 없었다. 뿐만 아니라 금속염의 미세 분말은 연소가스에 비산이 되거나 반응을 못 하고 모닥불 밑바닥으로 떨어져 이용되지 못하는 결점이 많았다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 캠프파이어용 천연목재에 톱날이나 천공기 또는 라우터 인물에 의하여 파진 홈이나 구멍 또는 제재부품을 만들어 이 파진 홈과 구멍 또는 제재부품의 표면에 목재가 연소할 때 색깔불꽃을 나타내는 색깔불꽃발현제인 금속염들의 혼합물과 불꽃시간을 길게 경제적으로 유지시키면서 안정화시키는 충전제, 이들 색깔불꽃발현제와 충전제등의 색깔을 나무 색깔로 표현하거나 또는 색채 감각을 표현하기 위한 착색제(필요한 경우만 사용) 및 이들 모든 약제들을 서로 결합시키면서 목재의 홈이나 구멍 또는 제재부품의 목재 표면에 약제들을 부착시키기 위한 접착제 또는 실런트를 골고루 균일하게 혼합하여 넣고 경화시키면 홈과 구멍이 이들 약제들끼리 굳건히 결합된 색깔불꽃발현층으로 메워질 뿐만 아니라 주위의 목재표면에 이 모든 약제들이 단단히 부착되게 된다. 따라서 이렇게 만들어진 색깔불꽃천연목재나 색깔불꽃천연목집성재는 연소가 시작할 때부터 끝날 때까지 색깔불꽃발현제인 금속염의 비산이나 모닥불 밑으로 떨어짐이 없이 100% 활용하면서 타는 목재 위에 계속 금속염들을 공급하는 수고도 들이지 않고 오래도록 색깔불꽃을 유지하여 나타낼 수 있다.

둘째로 불을 붙일 때 천연목재가 쉽게 불이 붙도록 하는 방법이다. 현재 시중에 길이가 20-30㎝, 지름이 10㎝정도의 장작을 10여 개씩 한 다발로 묶어 유통되는 캠프파이어 목재는 주로 오래 타는 참나무류인데 소나무와 달리 건조가 잘 안 되므로 거의 생재 상태로 유통되어 불을 피우기가 매우 어렵다. 따라서 첫째로 기건시키는 것이 선결문제이다. 목재의 중심부위에 천공을 하거나(도 4 참조) 표층으로부터 중심부위까지 톱날이나 인물에 의하여 미리 홈을 내면(도 1 및 도 4 참조) 목재수분이 중공이나 홈을 통하여 빨리 빠져나갈 수 있으므로 건조속도가 매우 빨라진다. 두 번째로 일단 건조를 시킨 목재를 더욱 쉽게 불이 붙도록 하는 방법으로서는 파라핀왁스를 처리하는 방법이다. 도 3의 3-1이나 3-2처럼 목재의 양쪽 끝의 횡단면에 얕은 깊이로 톱날이나 라우터 인물에 의하여 홈을 내어 파라핀왁스를 녹여 넣고 냉각시키거나 도 3의 3-3, 3-4, 3-5처럼 목재중심에 천공기로 구멍을 뚫고 심지를 갖는 양초를 만들어 넣는 방법, 또는 파라핀왁스 침지법으로서 캠프파이어 목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면의 중심으로부터 가장자리까지 한쪽으로 일자형 (홈 깊이:밑면으로부터 3㎝부터-캠프파이어 우드 전체길이까지, 홈 폭:2-10㎜)또는 중심으로부터 사방 십자형으로 톱에 의한 홈(홈 깊이:밑면으로부터 3㎝-5㎝, 홈 폭:2-10㎜)을 내어 중공에 연결한 캠프파이어천연목재나 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 부재의 안쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내거나 부재의 안쪽 모서리를 직각으로 절단하여 잘라내고 부재를 조합하여 집성한 중심이 빈 사각형 또는 마름모꼴의 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면에 공기유입구를 을 갖는 색깔불꽃천연목집성재를 용융점이 48-66℃가 되는 용융 파라핀 왁스 속에 3-5분간 침지하였다가 꺼내 냉각시켜 파라핀 코팅을 시키는 방법이다. 이렇게 파라핀 코팅이 된 캠프파이어 목재의 중공의 밑면 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 파이어목재의 바깥에서 심지에 불을 켤 수 있도록 긴 심지를 공기유입구를 통하여 만들어 넣는다. 이와 같은 방식으로 제조된 색깔불꽃캠프파이어목재는 보관 중 공기 중에 있는 습기를 흡습하지 않게 되며 착화시 불이 쉽게 붙도록 함과 동시에 색깔불꽃발현제의 여러 가지 색깔을 감상할 수 있어 오토켐핑인들의 인기가 매우 좋을 것이다. 따라서 이렇게 처리된 제품은 제조도 쉽고 간편하며, 보관, 운반, 취급 및 시용하기도 아주 편리하다. 따라서 국내 간벌재나 미이용 천연목재를 이용한 다양한 색깔의 불꽃을 만드는 레크레이숀용 캠프파이어 목재는 현재 에너지원으로 사용하는 장작이나 펠릿보다 부가 가치를 훨씬 높이는 제품이 될 것이다.

하늘에 그리는 폭죽의 다양한 불꽃과는 달리 캠프파이어를 할 때나 집안의 벽난로로 모닥불을 피울 때, 천연목재의 화목이나 장작의 불꽃은 주로 노랑색이 거의 대부분이고 주황색이 아주 약간만 나타난다. 따라서 모닥불을 피울 때 파랑색, 남색, 보라색, 초록색과 적색이나 진홍색이 필요하다. 이러한 색깔의 불꽃을 나타내는 금속염류 등을 천연목재에 처리하기 위한 본 과제의 해결수단으로 특별한 가공처리가 필요하다. 첫째로 톱과 라우터, 천공기에 의하여 생재의 천연목재에 구멍을 뚫거나 홈을 내어 색깔불꽃발현층을 만드는 방법이다. 이러한 홈과 구멍은 목재의 건조를 매우 빠르게 하면서 동시에 건조된 목재의 이 홈과 구멍에 색깔불꽃발현제인 금속염류 등과 접착제 또는 실란트의 혼합물을 균일하게 섞어 넣고 경화시켜 색깔불꽃발현층을 제조하기 위한 것이다. 색깔불꽃발현층을 갖는 목재 즉 색깔불꽃천연목재가 연소를 시작할 때부터 연소가 끝날 때까지 목재의 불꽃의 일부가 계속하여 여러 색깔의 불꽃이 나타나도록 설계를 하여야 한다. 그렇게 하려면 목재의 홈을 팔 때 표층부터 중심부 근처까지 홈이 파지도록 설계하여야 표층부터 중심부까지 불이 타들어 가면서 계속하여 불꽃의 일부가 색깔을 나타낼 수 있다(도 1, 도 2 참조). 자세한 설명은 구체적인 내용의 항에서 설명되겠지만 예를 들어 천연목재에 낸 홈은 불꽃색갈발현제인 금속염류들만 들어가는 것이 아니고 불꽃 시간을 연장시키고 안정 역할을 하는 충전제와 이러한 처리 약제의 혼합물의 색을 목재 색으로 동일하게 맞추거나 특별한 색을 내어 강조하기 위한 착색제와 이들 홈에 들어가 홈을 메울 모든 약제를 서로 균일하게 결합시키면서 동시에 목재 홈이나 구멍의 주위 목재 표면에 강력하게 부착 경화시키는 접착제 또는 실란트가 필요하다.

두 번째로 색깔불꽃발현층을 갖는 방법은 접착층을 이용하는 집성방법이다. 즉 천연목재로부터 얻은 제재판재(부재) 또는 두꺼운 단판을 집성재 또는 합판을 만들 때처럼 색깔불꽃발현제 등이 첨가된 접착제로 접착하여 색깔불꽃천연목집성재나 색깔불꽃천연목단판적층재를 제조하는 방법이다. 간벌재나 미이용재를 사용하기 위한 색깔불꽃천연목집성재(도 2 참조)를 만드는 방법은 먼저 천연목재를 제재하여 여러 개의 부재(도 2-2, 도 2-3 참조)로 만들고 이들 부재를 조합 집성하면 도 2처럼 최종 외부 형태가 원주형이나 각주형의 형태가 된다. 이렇게 제재된 네 쪽 또는 8쪽의 부재들 간의 마주보는 양면의 표면에 불꽃색갈발현제, 충전제, 착색제 및 접착제 또는 실란트를 균일하게 혼합한 혼합물을 일정 두께로 도포한 후 서로 마주보는 부재를 맞추어 나사크램프 가압방식으로 일정시간 가압하여 접착제가 경화된 후에 해압하면 처리된 원주형이나 각주형 형태의 색깔불꽃천연목집성재가 완성된다. 두거운 단판을 사용하는 경우는 도2-2의 맨 위 그림처럼 여러 겹 적층하여 접착층이 색깔불꽃발현층이 되도록 하여 프레스나 나사크램프 가압방식으로 일정시간 가압하여 접착제를 경화시킨 후 색깔불꽃천연목단판적층재를 만든다.

따라서 외면은 천연목재의 형태를 그대로 유지하지만 내부에 불꽃색갈발현제 등이 봉입 부착되는 층이 존재하므로 목재가 처음 연소할 때부터 연소가 끝날 때까지 색깔불꽃발현제인 금속염의 비산이나 모닥불 밑으로 떨어짐이 없이 100% 활용하면서 타는 목재 위에 계속 금속염들을 공급하는 수고도 들이지 않고 오래도록 색깔불꽃을 유지할 수 있다.

다음은 천연목재가 쉽게 불이 붙도록 하는 방법이다. 첫 번째 방법으로서는 목재를 기건상태로 건조하게 하는 것이 우선적으로 필요하다. 이렇게 하기 위하여는 장작을 아주 얇게 만들거나 목재의 중심이나 속을 홈과 구멍을 뚫어 목재 수분이 이 통로를 통하여 쉽게 빠져 나가 건조시간을 단축하게 할 수 있다. 따라서, 도 4와 같이 목재의 중심부위에 천공을 하거나(도 4 참조) 표층으로부터 중심부위까지 톱날이나 인물에 의하여 미리 홈을 내면(도 1 및 도 4 참조) 목재수분이 중공이나 홈을 통하여 빨리 빠져나갈 수 있으므로 건조속도가 매우 빨라진다. 두 번째로 일단 건조를 시킨 목재를 더욱 쉽게 불이 붙도록 하는 방법으로서는 파라핀왁스를 처리하는 방법이다. 도 3의 3-1이나 3-2처럼 목재의 양쪽 끝의 횡단면에 얕은 깊이로 톱날이나 라우터 인물에 의하여 홈을 내어 파라핀왁스를 녹여 넣고 냉각시키거나 도 3의 3-3, 3-4, 3-5처럼 목재중심에 천공기로 구멍을 뚫고 심지를 갖는 양초를 만들어 넣는 방법, 또는 파라핀왁스 침지법으로서 캠프파이어 목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면의 중심으로부터 가장자리까지 한쪽으로 일자형 (홈 깊이:밑면으로부터 3㎝부터-캠프파이어 우드 전체길이까지, 홈 폭:2-10㎜)또는 중심으로부터 사방 십자형으로 톱에 의한 홈(홈 깊이:밑면으로부터 3㎝-5㎝, 홈 폭:2-10㎜)을 내어 중공에 연결한 중공형 캠프파이어천연목재나 도 2의 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 부재의 안쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내거나 부재의 안쪽 모서리를 직각으로 절단하여 잘라내고 부재를 조합하여 집성한 중심이 빈 사각형 또는 마름모꼴의 중공에 공기유입구로서 색깔불꽃천연목집성재의 밑면에 공기유입구를 을 갖는 중공사각형 색깔불꽃천연목집성재를 용융점이 48-66℃가 되는 용융 파라핀 왁스 속에 3-5분간 침지하였다가 꺼내 냉각시켜 파라핀 코팅을 시키는 방법이다. 이렇게 파라핀 코팅이 된 캠프파이어 목재의 중공의 밑면 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 캠프파이어 우드의 공기유입구를 통하여 목재의 바깥으로 내놓은 긴 심지에 불을 켤 수 있도록 긴 심지를 만들어 넣는다. 이와 같은 방식으로 제조된 파라핀 코팅 색깔불꽃캠프파이어목재는 보관 중 공기 중에 있는 습기를 흡습하지 않게 되며 착화시 불이 쉽게 붙도록 함과 동시에 색깔불꽃발현제의 여러 가지 색깔을 감상할 수 있어 오토켐핑인들의 인기가 매우 좋을 것이다.

색깔불꽃천연목재, 색깔불꽃천연목집성재, 색깔불꽃천연목단판적층재, 중공형색깔불꽃캠프파이어목재 및 파라핀코팅 중공형색깔불꽃캠프파이어목재는 다양한 색깔의 불꽃을 즐길 수 있으며 파라핀처리 색깔불꽃캠프파이어목재는 착화가 천연목재보다 훨씬 쉽고 빠르다. 또한 보관중에 흡습을 방지할 수 있으며 운반, 취급 및 사용하기도 아주 편리하다. 따라서 국내 간벌재나 미이용 천연목재를 이용한 다양한 색깔의 불꽃을 만드는 캠프파이어용 목재는 현재 에너지원으로 사용하는 펠릿보다 부가 가치를 훨씬 높이는 방법이 될 것이며 레크레이숀을 위한 캠프파이어용 목재로 또는 벽난로용 목재로 활용도가 높을 것으로 기대된다.

도 1은 천연목재에 톱날 또는 라우터 인물에 의하여 폭이 2㎜-10㎜, 깊이는 목재 표층으로부터 중심까지의 즉 반지름 크기(각재인 경우 변장의 반 정도)로 목재 전체 길이에 걸쳐 파진 홈에 색깔불꽃발현제인 금속염의 혼합물과 충전제, 착색제 및 접착제나 실란트의 균일한 혼합물을 넣고 경화시키면 색깔불꽃발현제층이 형성된다. 도 1의 1-1은 원주형 천연목재에 색깔불꽃발현제층이 빗살무늬형으로 나타난 색깔불꽃천연목재의 모식도이며 1-2는 목재 양끝의 횡단면에 나타난 색깔불꽃발현제층의 라인이 나타난 평면도의 모습이다. 위로부터 빗살형, 만자형, S자형, 일자형의 색깔불꽃발현제층이 목재 길이 전체에 걸쳐 표층으로부터 중심부 근처까지 만들어진 모습을 보여주고 있다. 도 1의 1-3은 각주형 천연목의 빗살무늬형 색깔불꽃천연목재의 모식도이며 1-4는 각주 양끝의 횡단면에 나타난 색깔불꽃발현제층의 라인이 나타나고 있는 사각형 평면도의 모습이다. 위로부터 빗살형, 만자형, S자형, 일자형의 색깔불꽃발현제층 라인이 목재 길이 전체에 걸쳐 표층으로부터 중심부 근처까지 만들어진 모습을 보여주고 있다.
도 2는 집성재 또는 합판을 만들 때처럼 제재판재(부재) 또는 단판을 색깔불꽃발현제 등이 첨가된 접착제로 접착하여 색깔불꽃천연목집성재나 색깔불꽃천연목단판적층재를 만든 그림이다. 도 2의 2-1은 색깔불꽃캠프파이어천연목재의 전체 외형이 각주형, 2-4는 원주형으로 네 개의 부재로 구성되어 제조된 색깔불꽃천연목집성재의 모식도이다. 2-2, 2-3은 각주, 원주 양끝의 횡단면의 전체모양이 사각형 또는 원형을 나타내면서 구성하는 부재의 수가 4개 또는 8개로 구성되고 있는 예를 들었으며 그 부재들의 접합층 부위가 바로 색깔불꽃발현제층의 라인을 나타낸다. 위로부터 평행적층형, 십자형, 8방향방사형을 보여주고 있다. 2-5는 사각형의 중심이 빈 중공을 갖는 각주체의 색깔불꽃천연목집성재이고 2-6은 원형의 중공을 갖는 각주체의 색깔불꽃천연목집성재이다. 도 2-7은 제조된 색깔불꽃천연목단판적층재를 재단하여 네 개를 서로 조합하여 중심이 비어 있도록 접합시킨 각주체의 모습이다. 도 2-8 상부 그림은 밑면 중공에 키 작은 양초로 봉합한 색깔불꽃천연목집성재의 밑면에 십자형 공기유입구를 갖는 사각형중공 색깔불꽃천연목집성재이고 도 2-8 하부 그림은 상부그림의 십자형 공기유입구와 달리 밑면 부분에 일자형 공기유입구를 갖고 있다. 이 공기 유입구중 하나를 사용하여 초의 심지를 길게 바같으로 내 놓아 불을 붙이면 타들어가 초를 태우며 안으로부터 색깔불꽃천연목집성재가 타면서 색깔불꽃을 내도록 하는 중공사각형 색깔불꽃천연목집성재의 모습이다.
도 3의 3-2는 목재의 양쪽 끝의 횡단면에 홈의 폭이 2㎜-10㎜이고 깊이가 최대 10mm가 되도록 얕은 홈을 톱이나 라우터로 파서 단면에 나타나는 홈의 형태가 일자형, 십자형, 8방향형, 나선형, 한쪽 치우친 빗살형 등으로 된 얇은 홈에 파라핀층을 녹여 고형화시킨 파라핀홈의 모식도이다. 3-1은 빗살무늬형 색깔불꽃발현제층을 가진 색깔불꽃천연목재에 한쪽 치우친 빗살형의 파라핀홈을 갖고 있는 모습이다. 3-3, 3-4, 3-5의 그림은 목재의 중앙부위에 목재 길이방향으로 심지를 갖는 양초가 배치되고 색깔불꽃발현제층이 여러 형태로 위치한 모습을 보여 주고 있다. 3-6은 목재의 표층으로부터 내부로 비스듬히 파라핀처리를 위한 원형천공의 모습이다.
도 4의 4-1은 캠프파이어목재의 중심부에 목재길이방향으로 천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면의 중심으로부터 한쪽 가장자리까지 일자형으로 톱에 의한 홈을 전체길이에 걸쳐 일자형 한쪽 날개형 톱홈을 2-10㎜의 폭으로 만들어 중공에 연결하고 중공 밑부분을 키가 1㎝이하의 작은 양초로 봉합한 양초파라핀 코팅처리된 중공 전체길이 일자형 톱홈 캠프파이어 우드이고, 4-2는 톰홈에 의한 공기유입구를 캠프파이어 우드의 밑면 중심으로부터 표층 가장자리 쪽으로 일자형으로 2-10㎜의 폭의 톱 홈을 밑면으로부터 3-5㎝의 깊이로 만들어 중공에 연결한 공기유입구의 모습이고, 4-3은 캠프파이어 우드의 밑면의 중심으로부터 우드 표면 가장자리까지 사방 십자형으로 톱에 의한 홈(깊이:밑면으로부터 3㎝-5㎝, 폭:2-10㎜)을 내어 중공에 연결한 캠프파이어 우드이고, 4-4는 4-2의 형태의 공기유입구를 갖는 중공으로부터 한쪽 표층 가장자리 쪽으로 캠프파이어 우드 전체길이에 걸쳐 일자형 한쪽 날개형 톱홈에 색깔불꽃발현제층을 형성한 전체길이 일자형의 한쪽 날개형 색깔불꽃천연목재의 모습이며 4-5는 4-4의 형태와 다른 점은 공기유입구인 톱홈의 깊이가 15㎝로 충분한 공기를 공급할 수 있도록 한다는 점이다. 4-6은 4-4의 형태와 달리 색깔불꽃발현제층을 일자형 하나로 전체길이에 형성하지않고 서로 다른 부위에 캠프파이어 우드 전체길이가 아니고 어느 부위에 부분적으로 일자형으로 만들어 두 개의 일자 즉 두 날개 형으로도 할 수 있음을 보여주고 있으며, 4-7은 십자형의 색깔불꽃발현제층의 라인을 갖는 중공형 색깔불꽃천연목집성재의 중공에 밑면 중공중심으로부터 한쪽 표층 가장자리 쪽으로 일자형 톱 홈의 공기유입구가 연결되어 있고 밑면 중공은 키 작은 양초로 봉합되어 있는 모습이다.

본 발명은 첫째로 천연목재가 연소할 때 색깔불꽃을 다양하게 나타내도록 하는 방법에 관한 것이다. 그 첫 번째 방법은 생재의 천연목재에 톱이나 라우터 인물을 사용하여 홈을 파거나 천공기로써 구멍을 내고 건조시켜 건조된 목재의 홈과 구멍 안에 색깔불꽃 발현제로서 사용하는 혼합금속염류와 불꽃 시간을 연장시키고 안정 역할을 하는 충전제와 접착제 또는 실란트를 균일하게 혼합하여 넣고 경화시켜 색깔불꽃발현제층을 만드는 방법이다. 생재에 낸 홈과 구멍은 이러한 색깔불꽃발현제층을 만들어주는 역할을 하여 줄 뿐만 아니라 건조시 목재 내부에 있는 수분이 중공이나 홈을 통하여 빨리 빠져나가므로 건조를 매우 빠르게 하며 건조피해를 막는 역할을 동시에 제공하여 준다. 이 방법에서 유의할 점은 목재가 탈 때부터 꺼질 때까지 불꽃 색깔을 계속하여 나타내도록 해야 한다. 따라서 이렇게 하기 위하여서는 색깔불꽃발현제층이 되는 목재 홈이 목재 길이 전체에 걸쳐 표층으로부터 중심부까지 파져야 하며 색깔불꽃발현제층이 많이 나타나도록 하면 약제 값이 많이 들게 되므로 목재 크기와 금속염 및 기타 혼합약제의 원가에 맞추어 여러 가지 디자인(목재의 횡단면에 나타나는 색깔불꽃발현제층의 모양이 일자형, S자형, 卍자형, 빗살형 등, 도 1 및 도 2 참조)이 가능하다. 이때 접착제 또는 실란트는 색깔불꽃발현제와 충전제 및 필요한 경우 착색제들을 결합시킴과 동시에 목재 홈이나 구멍의 주위 목재 표면에 이들 혼합물을 강력하게 부착 경화시켜 목재 홈이나 구멍들을 봉합시키는 층을 형성시킨다.

또한 색깔불꽃을 나타내는 두 번째 방법은 색깔불꽃발현층을 갖는 접착층을 이용하는 집성방법이다. 이 방법은 도 2의 2-1를 예를 들어 설명하면 일단 천연목재를 제재하여 네 개의 작은 부재(각재)로 먼저 만들고 이 부재가 서로 마주보고 접착되는 표면에 금속염류혼합물과 충전제, 착색제 및 접착제 또는 실란트를 균일하게 혼합한 이들 약제의 혼합물을 두껍게 바르고 서로 조합 집성하여 나사 크램프 방식으로 압착 경화시키면 도 2-1과 같은 각주형의 색깔불꽃천연목집성재가 만들어진다. 따라서 외면은 천연목재의 형태를 그대로 유지하지만 내부에 색깔불꽃발현제 등이 봉입되어 있는 색깔불꽃발현제층이 존재하므로 표층이 처음 연소할 때부터 목재의 중심부까지 연소가 끝날 때까지 색깔불꽃발현제 등이 낭비 없이 오래도록 불꽃 색깔을 유지하면서 타게 된다.

색깔불꽃을 천연목재에 나타내기 위해서는 천연목재의 화목이나 장작의 색깔불꽃은 주로 노랑색이 대부분이므로 모닥불을 피울 때 파랑색, 남색, 보라색, 초록색과 적색이나 진홍색이 필요하다. 파랑색, 남색, 초록색, 연한 초록색의 불꽃색갈발현제는 안티모니, 비소, 붕소, 구리, 납과 니켈, 아연과 같은 금속염에 의하여 생성되고 적색이나 진홍색은 칼슘이나 스톤론티움, 리튬염 들에 의해서, 칼리염들은 보라색을 생성하는데 납이나 비소와 같은 인체에 해로운 금속염은 제외시키고 가능한 한 환경에 영향이 적은 것을 선택한다. 불에 타지 않거나 느리게 타는 금속염으로는 붕산, 리튬설페이트, 알미늄설페이트 등이 있으며 이러한 금속염을 2-3개 혼합하면 단독약제는 극히 짧은 불꽃 시간을 가지는 것에 비하여 색깔불꽃의 유지시간이 매우 길어진다.

또한 색깔불꽃발현제의 연소속도를 조정하여 불꽃색갈의 유지시간을 길게 유도하면서 아울러 증량도 하여 경제성이 있도록 하는 충전제로서는 황산칼슘, 탈크나 씰리카분말을 사용할 수 있는데 본 발명에서는 100메쉬 이하의 미세한 모래를 사용하였다. 첨가량은 금속염류와 충전제 및 접착제의 총중량의 5-25%를 첨가한다.

필요한 경우 착색제를 사용할 수 있다. 착색제는 목재 홈을 메우는 약제들의 혼합물 즉 색깔불꽃발현제층을 목재 색과 맞추거나 이 부분을 강조하기 위하여 첨가되는 색소물질로서 안료와 염료를 사용한다. 홈을 메우는 금속염류와 충전제 및 접착제의 총중량의 1-5%를 사용한다. 시장에 나와 있는 기존의 비초산형 실리콘실란트를 그대로 사용하는 경우는 열두 가지 정도의 색상이 이미 나와 있으므로 필요한 색상의 실란트 예를 들면 아몬드 색이나 갈색 등을 그대로 사용하면 된다.

접착제 또는 실란트는 금속염류의 혼합물과 충전제 및 착색제를 결합시키면서 동시에 목재표면(홈이나 구멍 주위의 목재표면을 포함)에 이들 약제 혼합물을 강력히 부착시키기 위하여 필요하다. 결합뿐만 아니라 접착제는 연료로서의 기능도 또한 겸한다. 천연접착제로는 아교, 카제인, 덱스트린, 옥수수전분 등 식물 전분이나 수지나 송진, 검, 쉐락 등도 사용할 수 있으며 셀루로즈유도체로서 니트로셀루로즈, 셀루로즈아세테이트를 사용할 수 있다. 유기합성접착제로서는 비닐계수지와 요소수지나 멜라민수지, 석탄산수지, 폴리우레탄수지, 네오프렌 같은 합성고무계수지를 사용할 수 있다. 그러나 포름알데히드계 접착제는 유리프르말린의 방산 문제로 이제로형 이상의 포름알데히드 문제가 없는 것을 사용하는 것이 좋으며 비포르말린계접착제로서 에폭시수지, 폴리우레탄수지 및 열가소성 수지인 비닐계수지와 천연접착제 및 고무계접착제등이 모두 유효하다. 실란트는 접착과 실링을 겸하는데 씰리콘실란트, 아크릴실란트, 폴리우레탄실란트, 라텍스실란트 모두 가능하다. 접착제 또는 실란트는 종류에 따라 성능과 경화방법은 이미 제조회사로부터 잘 알려져 있으므로 생략한다. 상온경화형으로 속경화형은 어느 정도 시간을 필요로 하는 상온경화형보다 고가이고 고온경화형은 열경화나 UV경화를 하게 된다. 예를 들면 속경화형 에폭시수지는 상온에서 5분정도 걸리며 실리콘실런트는 지촉 건조시간이 30분 정도 되며 완전경화하는데는 24시간 정도 걸린다. 상온경화형 폴리우레탄수지는 시용시간은 20분, 경화시간은 4-6시간이 걸리며 열경화형 폴리우레탄수지는 150-180℃에서 5분-8분 정도 걸리고 PVC수지는 150℃에서 3-5분이 걸린다.

다음으로는 캠프파이어천연목재가 연소할 때 목재가 보다 쉽게 착화하도록 하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 성냥개비 끝에 처리하는 파라핀 왁스 처리와 같은 방법으로 연소시 쉽게 기화된 탄화수소에 의하여 성냥개비가 쉽게 불이 붙도록 하여 주는 것과 같이 목재에 도3의 3-6과 같이 표면에 비스듬히 천공을 하거나, 목재의 양쪽 끝의 횡단면에 톱날이나 라우터로 도3의 3-2와 같이 여러 형태의 얇은 홈(폭 2-10㎜, 깊이 10㎜)을 내어 이 홈이나 구멍에 파라핀왁스(용융점: 48°- 66°C)를 녹여 넣고 냉각시킨다. 처리된 파라핀 왁스는 연소시 쉽게 기화된 탄화수소에 의하여 목재가 쉽게 착화할 수 있도록 도와 줄 뿐만 아니라 목재의 보조열원으로도 사용하게 된다. 이것을 좀 더 발전시키면 도3의 3-3, 3-4, 3-5와 같이 색깔불꽃캠프파이어목재의 중심에 목재길이방향으로 천공한 지름이 10-50㎜의 구멍 안에 심지와 용융된 파라핀왁스를 넣고 냉각시키면 외부는 목재이고 내부는 양초가 되는 형태가 된다.

캠프파이어목재를 보다 더 쉽게 불이 붙도록 하는 두 번째 방법은 파라핀왁스 침지방법으로서 캠프파이어목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면의 중심으로부터 가장자리까지 한쪽으로 일자형 (홈 깊이:밑면으로부터 3㎝부터-캠프파이어 우드 전체길이까지, 홈 폭:2-10㎜)또는 중심으로부터 사방 십자형으로 톱에 의한 홈(홈 깊이:밑면으로부터 3㎝-5㎝, 홈 폭:2-10㎜)을 내어 중공에 연결한 색깔불꽃캠프파이어천연목재나 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 부재의 안쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내거나 부재의 안쪽 모서리를 직각으로 절단하여 잘라내고 부재를 조합하여 집성한 중심이 빈 사각형 또는 마름모꼴의 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면에 공기유입구를 을 갖는 색깔불꽃천연목집성재를 용융점이 48-66℃가 되는 용융 파라핀 왁스 속에 3-5분간 침지하였다가 꺼내 냉각시켜 파라핀 코팅을 시킨다. 이렇게 파라핀코팅이 된 색깔불꽃캠프파이어목재의 중공의 밑면 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 캠프파이어 우드의 공기유입구를 통하여 목재의 바깥으로 내놓은 긴 심지에 불을 켤 수 있도록 긴 심지를 만들어 넣는다. 이렇게 만든 색깔불꽃캠프파이어목재는 보관 중 공기 중에 있는 습기를 흡습하지 않게 되며 착화시 불이 쉽게 붙게 된다.

따라서 이와 같이 여러 가지 처리를 받은 색깔불꽃천연목재, 색깔불꽃천연목 집성재, 중공형색깔불꽃캠프파이어목재 및 파라핀코팅 중공형색깔불꽃캠프파이어목재는 목재외면은 천연목재의 형태를 그대로 유지하면서 천연목재의 홈이나 구멍 또는 내부에 불꽃색갈발현제 등이 봉입 부착되어 있으므로 목재가 처음 연소할 때부터 연소가 끝날 때까지 색깔불꽃발현제인 금속염의 비산이나 모닥불 밑으로 떨어짐이 없이 100% 활용하면서 타는 목재 위에 계속 금속염들을 공급하는 수고도 들이지 않고 오래도록 색깔불꽃을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 파라핀왁스 등의 도움처리를 받아 목재가 쉽게 불이 붙도록 하면서 목재의 보조열원으로도 사용하게 하는 방법이다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 설명하는바, 하기의 실시 예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

톱과 인물가공에 의한 천연목재의 홈에 색깔불꽃발현제 및 접착제 등을 넣고 색깔불꽃발현제층을 형성하는 방법.

생재인 천연목재(길이 20-60㎝, 원주형인 목재는 지름이 5-30㎝, 각주형인 경우는 변의 가로 세로 길이가 5-30㎝)에 톱날 또는 라우터 인물에 의하여 폭이 2㎜-10㎜, 깊이는 목재 표층으로부터 중심까지의 즉 반지름 크기(각재인 경우 변장의 반 정도)로 목재 전체 길이에 홈을 판다(도 1 참조). 파진 홈은 목재 내부의 수분이 빠져나가는 통로가 되어 건조 시간이 단축되는데 이렇게 건조된 목재의 파진 홈에 색깔불꽃발현제인 금속염의 혼합물과 충전제, 착색제 및 접착제나 실란트의 균일한 혼합물을 넣고 경화시키면 색깔불꽃발현제층이 형성된다. 따라서 파진 홈이 바로 색깔불꽃발현제층이 되므로 목재가 탈 때부터 꺼질 때까지 불꽃 색깔을 계속하여 나타내도록 목재 길이 전체에 걸쳐 표층으로부터 중심부까지 홈이 파져 있으므로 색깔불꽃발현제층을 많이 설정하면 약제 값이 많이 들게 되므로 목재 크기와 금속염 및 기타 혼합약제의 원가에 맞추어 목재의 횡단면에 나타나는 색깔불꽃발현제층의 형태가 일자형, S형, 卍자형, 빗살형 등 여러 가지 디자인(도 1-2 및 도 1-4 참조)이 가능하다. 일자형의 색깔불꽃발현제층도 목재의 중심으로부터 표층가장자리까지 도 4의 4-4처럼 전체길이에 걸쳐 일자형이면서 한쪽에만 배치된 한쪽날개형 과 도 4의 4-6처럼 서로 다른 위치에 부분적인 길이로 두 개가 배치된 두날개형으로 여러 가지 타입이 가능하다.

[배합예 1]

염화암모늄, 붕사, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 에폭시수지 주제, 및 에폭시수지 경화제의 중량비가 각각 1:1:2:1:2-4:2-4가 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시켜 색깔불꽃발현층을 만들면 연소시 초록, 파랑, 노란연초록, 보라색의 불꽃이 나타난다.

[배합예 2]

염화암모늄, 황산구리, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 다목적 건축용 비초산형 실리콘실란트의 중량비가 각각 1:1:2:1:3-6이 되도록 균일하게 잘 혼합하여 목재에 처리하고 상온 경화시켜 색깔불꽃발현층을 만들면 연소시 초록, 파랑, 노란 연초록, 보라색의 불꽃이 나타난다.

[배합예 3]

붕산, 황산구리, 염화암모늄, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 및 불휘발분 50%의 폴리비닐아세테이트에말죤 또는 불휘발분54%의 에칠렌폴리비닐아세테이트수지의 중량비가 각각 2:1:1:1:5-8이 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시키며, 연소시 색깔불꽃발현층의 불꽃은 초록, 파랑, 연초록, 노랑색의 불꽃이 섞여서 나타난다.

[배합예 4]

중량비율로 2:2:1로 잘 혼합된 황산구리:붕산:#100이하의 고운 모래의 건조혼합분말 5중량을 불휘발분 54%의 에칠렌폴리비닐아세테이트수지 5-8의 중량비율로 잘 혼합하여 천연목재의 홈에 넣고 상온경화시키면 색깔불꽃발현층의 연소시 남색과 초록의 불꽃이 나타난다.

[배합예 5]

붕산, 황산구리, 염화암모늄, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 및 폴리우레탄수지의 중량비가 각각 2:1:1:1:3-6이 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시키면 색깔불꽃발현층의 연소시 초록, 파랑, 연초록, 노랑색의 불꽃이 섞여서 나타난다.

[배합예 6]

황산구리, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 불휘발분 30%의 크로르프렌 고무접착제로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 2:2:1:3-5가 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시킨다. 색깔불꽃발현층의 연소시 남색과 초록의 불꽃이 나타난다.

[배합예 7]

붕산:황산구리:염화암모늄:#100이하의 고운 모래를 중량비율로 2:1:1:2로 혼합하고 PVC접착제 6〔폴리염화비닐(Polyvinyl chloride):프탈산디옥틸(Dioctyl phthalate)의 중량비율이 2:1로 구성〕의 중량비율과 안료 0.2의 중량비율로 잘 혼합하여 목재 홈에 넣고 경화시킨다. 색깔불꽃발현층의 연소시 파랑과 남색, 초록의 불꽃이 나타난다.

[배합예 8]

스트론튬크로라이드, 염화암모늄, 및 이제로형 메라민수지 또는 이제로형 요소메라민공축합수지의 중량비가 각각 2:2:2.5-4가 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 경화시켜 색깔불꽃발현층을 만들면 연소시 빨강색 불꽃이 나타난다. 이 때 아미노계수지인 이제로형 메라민수지 또는 이제로형 요소메라민공축합수지(수지불휘발분:50-60%, pH:8.0, 점도:140-170cps)는 가압상태(5-15 ㎏/㎠)로 상온(20-30℃)에서 24시간이면 경화가 완료되며, 합판제조시 통상으로 사용되는 열경화 방법인 고온 열경화 방법을 이용하는 경우에는 온도 120℃-130℃로 시간은 단판적층제의 두께에 따라 결정되며 ㎜당 20-30초를 적용한다.

천연목재로부터 얻은 제재판재(부재) 또는 두꺼운 단판을 집성재 또는 합판을 만들 때처럼 색깔불꽃발현제 등이 첨가된 접착제로 접착하여 색깔불꽃천연목집성재나 색깔불꽃천연목단판적층재를 제조하는 방법.

이 방법은 예를 들면 도 2의 2-2와 2-3처럼 일단 천연목재를 4쪽 또는 8쪽의 부재로 제재하고 건조시킨 후에 이 부재들을 2-1과 2-4처럼 서로 조합하게 될 부재 표면에 실시 예1에서의 금속염류혼합물과 충전제, 착색제 및 접착제 또는 실란트를 균일하게 혼합한 혼합물을 목재의 표면에 두께가 1-5㎜가 되도록 바른다. 이 접착제 혼합물층이 바로 색깔불꽃발현층으로서 이들 부재를 서로 접착시킨다. 접착시킬 때의 압력은 프레스나 나사크램프 방식으로 5-15 ㎏/㎠의 압력으로 가압하여 접착제를 경화시키면 도 2-1과 도 2-4처럼 4개의 부재가 집성된 외부형태가 각주형 또는 원주형의 색깔불꽃천연목집성재(길이 20-60㎝, 원주형은 지름이 5-30㎝이고 각주형은 변장이 5-30㎝)가 만들어진다. 마찬가지 방법으로 제제부재 대신에 두거운 단판을 사용하여 도2-2의 맨 위 그림처럼 여러 겹 적층하여 색깔불꽃발현층이 되도록 접착하여 단판적층재를 만든다. 사용하는 수지에 따라 예를 들면 포름알데히드방산문제가 없는 이제로형의 메라민수지의 경우 열압기에 의하여 열압할 경우 온도는 120℃-130℃로 시간은 단판적층제의 두께에 따라 ㎜당 20-30초를 적용한다. 이는 통상 합판제조시 사용되는 경화 방법이다. 만약 냉압기나 나사클램프 방식을 사용할 경우는 상온(20-30℃)에서 24시간 안에 경화가 끝난다. 특히 아미노계수지의 경우 합판 제조시 염화암모늄을 경화제로 0.5-1％ 정도 사용하는데 여기서는 이에 비하여 아주 월등히 높은 비율로 들어가므로 상온 경화가 아주 빨리 촉진된다. 다른 접착제나 실런트의 경우 접착제 제조회사에서 경화에 필요한 메뉴얼 정보를 미리 주므로 이 지침에 따라 사용하면 된다. 색깔불꽃 단판적층재 제조를 위하여 치수가 큰 4자X8자의 단판(판면방향은 재단 후 색깔불꽃캠프파이어천연목재의 길이방향이 됨)을 사용하여 충분한 두께(재단 후 색깔불꽃캠프파이어천연목재의 지름 또는 변장의 한 변이 됨 :5-30㎝)로 제조된 경우에는 제조된 색깔불꽃 단판적층재를 톱으로 적당한 크기(길이 20-60㎝, 변장이 5-30㎝)로 재단하여 바로 색깔불꽃캠프파이어천연목재로 사용한다. 뿐만 아니라 두께를 2㎝처럼 작게 제조한 색깔불꽃 단판적층재는 재단하여 재단한 한 개의 횡단면 면적이 2㎝X3㎝, 길이 30㎝로 재단된 적층재 네 개를 도 2-7처럼 조합하여 타커못이나 접착제로 결합하여 중심이 사각형으로 빈 중공을 갖는 각주체(예: 가로 및 세로 5㎝, 길이 30㎝)의 색깔불꽃캠프파이어천연목재를 제조할 수 있다. 이 경우는 중공의 횡단 면적이 1㎝ X 1㎝의 빈 사각형이 된다. 도 2의 2-5는 중심 부위에 사각형 또는 마름모의 형태로 가운데가 빈 중공형을 만든 모습이다. 도 2의 2-8의 상부 그림처럼 중심 부위에 사각형의 가운데가 빈 중공사각형을 만들어 밑부분에 1㎝ 이하의 키 작은 초를 봉합하여 초를 먹인 심지를 길게 바깥에 내놓아 불을 붙이면 타들어가 초를 태우며 안으로부터 색깔불꽃천연목집성재가 타면서 색깔불꽃을 내도록 한다. 중심 부위의 빈 중공사각형은 도 2의 2-8 상부 그림에서 4개의 사각형 부재가 금속염류혼합물을 포함한 접착제 또는 실란트로 도포되어 집성되는데 이때 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 4개의 부재의 중심 쪽 모서리 부분을 즉 도 2의 2-5의 중간그림 ①┌, ②┓,③┗,④┛의 부분에 해당하는 모서리를 직각형으로 톱으로 절단하여 잘라낸다. 예를 들어 ①의 잘라내는┌ 부분의 한 방향의 폭을 1㎝로 한다면 인접한 부재 ②의 ┓부위의 자른 폭 1㎝와 합하면 2㎝의 변을 갖는 4각형의 중심이 빈 중공사각형의 색깔불꽃천연목집성재가 만들어지게 된다. 중심 부위의 빈 중공사각형을 만드는 또 하나의 방법은 도 2의 2-5의 맨 윗 그림 ①,②,③,④처럼 ①의 부재의 중심 쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내고 네 개의 부재를 조합집성하면 사각형 또는 마름모꼴의 중심이 빈 사각형의 중공을 갖는 색깔불꽃천연목집성재가 된다. 색깔불꽃천연목집성재의 중심에 있는 구멍인 사각형의 중공의 한 변의 길이는 색깔불꽃천연목집성재의 단면 크기에 달려 있는데 대략 한 변의 길이가 30㎝일 경우 2-5㎝로 하게 된다.

도 2의 2-8 상부 그림의 색깔불꽃천연목집성재의 중공사각형에 공기 유입구는 색깔불꽃천연목집성재의 밑면으로부터 3-5㎝ 높이의 부위의 색깔불꽃발현층에 해당하는 부분을 금속염류혼합물을 포함한 접착제 또는 실란트를 도포하지 않으면 이 부분이 비어 있게 되므로 전체부분에 십자형으로 색깔불꽃발현층의 두께 2-10㎜, 비어 있는 홈의 깊이는 밑면으로부터 3-5㎝의 공기유입구가 십자형으로 자동으로 만들어져 공기를 공급하는 공기유입구의 역할을 하게 된다. 이 네개의 공기유입구중 하나를 사용하여 초의 심지를 바같으로 유도하여 불을 붙이도록 한다. 도 2의 2-8 하부 그림은 상부그림의 밑면 십자형 공기유입구와 달리 중심에서 십자 중 3개는 색깔불꽃발현층을 원래대로 밑면에 그대로 형성하고 어느 한 개만이 색깔불꽃발현층을 형성하지 않고 그대로 두어 공기 유입구와 심지를 바같으로 내도록 하는 밑면의 부분 일자형 공기유입구를 갖는 중공사각형 색깔불꽃천연목집성재의 모습이다. 앞서 설명한바와 같이 실시 예1에서의 접착제와 혼합물등이 모두 사용할 수 있으므로 여기서는 두 가지만 아래에 배합예를 든다.

[배합예 1]

염화암모늄:황산구리:붕산을 중량비율로 1:1:2로 한 4 중량에 #100 이하의 고운 모래를 1중량과 에폭시수지 주제 2-4 중량과 경화제 2-4 중량을 잘 혼합하여 목재 한 표면당 1-5㎜의 두께로 도포하고 마주보는 부재를 서로 조합하여 나사클램프 방식으로 단위압력이 5-15 ㎏/㎠이 되도록 압축하여 최종 외부형태는 길이 20-60㎝ 와 변장 또는 지름이 5-30㎝가 되는 원주형 또는 각주형의 모습으로 집성(도 2-1, 도 2-4 참조)하여 5-10분간 상온 경화시킨다. 색깔불꽃발현층의 연소시 초록, 파랑, 노란 연초록, 보라색의 불꽃이 나타난다.

[배합예 2]

염화암모늄, 황산구리, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 다목적 건축용 비초산형 실리콘실란트의 중량비가 각각 1:1:2:1:3-6이 되도록 균일하게 잘 혼합하여 목재 표면에 1-5㎜로 도포하고 부재를 서로 맞추어 나사클램프 가압방식으로 단위압력이 5-15㎏/㎠이 되도록 압축하여 원형 또는 각재 형태의 모습으로 집성(도 2-1, 도 2-4 참조)하여 한 시간 후 해압하여 24시간 동안 상온에서 완전 경화시킨다. 색깔불꽃발현층의 연소시 초록, 파랑, 노란 연초록, 보라색의 불꽃이 나타난다.

천공가공에 의한 구멍에 색깔불꽃발현제 및 접착제를 넣고 처리하는 방법.

실시 예 1 및 2를 실시하고 이의 보조 방법으로 필요한 부위에 불꽃 색깔을 더 강조하기 위하여, 도 3의 3-6처럼 구멍 안에 실시 예 1처럼 색깔불꽃발현제, 증량제, 착색제 및 접착제 또는 실란트의 균일한 혼합물을 넣고 경화시킨다.

목재의 홈과 구멍에 파라핀 왁스를 처리하는 방법.

목재의 양쪽 끝의 횡단면에 홈의 폭이 2㎜-10㎜이고 깊이가 1㎝ 이하의 얕은 깊이로 톱날이나 라우터 인물에 의하여, 도 3의 3-2와 같이 홈을 내어 파라핀왁스를 녹여 넣고 냉각시키면 연소시 쉽게 기화된 탄화수소에 의하여 목재가 쉽게 착화할 수 있도록 도와 줄 뿐만 아니라 목재의 보조열원으로도 사용하게 된다. 도 3의 3-3, 3-4, 3-5와 같이 캠프파이어목재의 중심에 목재길이방향으로 천공기에 의하여 지름이 10-50㎜의 구멍을 내고 심지와 용융된 파라핀왁스를 넣고 냉각시키면 외부는 목재이고 내부는 양초가 되는 형태가 된다. 이렇게 심지를 갖는 초를 중앙부위의 구멍에 만들어 넣은 색깔불꽃천연목재의 초의 심지에 불을 붙이면 바로 점화되며 결국 목재도 쉽게 불이 붙게 된다. 따라서 실시 예1에서 처리한 색깔불꽃발현제의 여러 색깔이 목재부위가 다 탈 때까지 계속하여 나타나게 되므로 캠프 파이어의 운치를 더욱 높일 수 있으며 이때 중심의 양초는 시중에서 유통되는 색깔 있는 초를 이용하여도 좋으며 색깔불꽃발현층의 라인이 나타나는 모습도 도 3의 3-3, 3-4, 3-5처럼 여러 디자인이 가능하다. 도 3의 3-6처럼 목재의 외주 부위에 횡 방향 또는 엇비스듬한 횡 방향으로 지름이 10-50mm의 구멍을 내고 파라핀왁스를 녹여 넣고 냉각시킬 수 있다.

[배합예 1]

캠프파이어목재가 쉽게 점화되도록 그 양쪽 단면 끝에 홈의 폭이 2㎜-10㎜이고 깊이가 최대 10㎜가 되도록 얕은 홈(예를 들면 도 3의 3-1은 빗살무늬형 색깔불꽃발현층을 갖으면서 오른 쪽에 치우친 빗살형 파라핀왁스 처리층을 횡단면에 갖는 색깔불꽃천연목재)을 만들고 용융점이 48-66℃가 되는 파라핀 왁스를 녹여 넣고 냉각시킨다.

[배합예 2]

도 4와 같이 캠프파이어목재의 중심부위에 목재길이방향으로 천공기에 의하여 지름이 10-50㎜로 구멍을 내고 이 구멍 안에 심지와 용융된 파라핀왁스를 넣고 냉각시키면 외부는 목재이고 내부는 양초가 되는 형태이다. 초의 심지에 불을 붙이면 바로 점화되며 결국 목재도 쉽게 불이 붙게 된다. 파라핀 왁스는 목재와 마찬가지로 노랑색 불꽃이 주가 되므로 왁스에 색깔불꽃발현제를 혼합하면 왁스의 불꽃이 강하므로 색깔불꽃발현제인 금속염의 색깔이 많이 죽는다. 그러나 도 3-3, 3-4, 3-5처럼 중심에 위치한 초에 가까운 목재가 연소하면서 실시 예 1에서 처리한 색깔불꽃발현제를 처리한 경우는 여러 색깔불꽃이 제대로 나타나 목재부위가 다 탈 때까지 계속하여 유지시켜주므로 캠프 파이어의 운치를 더욱 높일 수 있다. 이때 중심의 초는 시중에서 유통되는 색깔있는 초를 이용하여도 좋으며 여러 디자인이 도 3-3, 3-4, 3-5처럼 가능하다.

파라핀왁스 침지 방법에 의한 파라핀코팅 중공형 캠프파이어 우드 및 색깔불꽃 캠프파이어 우드 제조방법.

20-60㎝ 길이와 5-30㎝의 변장 또는 지름을 갖는 각주 또는 원주형의 생재 캠프파이어 목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공(도 4 참조)에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면의 중심으로부터 표층 가장자리까지 한쪽으로 일자형 (홈 깊이:밑면으로부터 3㎝부터,-캠프파이어 우드 전체길이까지, 홈 폭:2-10㎜)(도 4의 4-2와 4-1 참조)또는 중심으로부터 사방 십자형으로 톱에 의한 홈(홈 깊이:밑면으로부터 3㎝-5㎝, 홈 폭:2-10㎜)(도 4의 4-3 참조)을 내어 중공에 연결하여 건조한다. 중공형 일자형 톱홈 공기유입구 방식과 중공형 십자형 톱홈 공기유입구 방식의 캠프파이어 우드는 중공과 톱홈 때문에 생재의 건조 처리시 건조를 매우 빠르게 촉진시켜 건조시간을 단축하게 한다. 이러한 중공형 톱홈 공기유입구 방식을 갖는 실시 예 1 또는 실시 예2의 색깔불꽃캠프파이어천연목재나 실시 예 2의 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 부재의 안쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내거나(도 2의 2-5 맨 윗그림) 부재의 안쪽 모서리를 직각으로 절단하여 잘라내고 부재를 조합하여 집성한 중심이 빈 사각형(도 2의 2-5 맨 중간그림) 또는 마름모꼴의 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 밑면에 공기유입구(도 2의 2-7 참조))를 갖는 색깔불꽃천연목집성재를 용융점이 48-66℃가 되는 용융 파라핀 왁스 속에 3-5분간 침지하였다가 꺼내 냉각시켜 파라핀 코팅을 시킨다. 이렇게 파라핀코팅이 된 색깔불꽃캠프파이어목재의 중공의 밑면 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 파이어목재의 바깥에서 심지에 불을 켤 수 있도록 긴 심지를 만들어 넣는다. 이렇게 만든 색깔불꽃캠프파이어목재는 보관 중 공기 중에 있는 습기를 흡습하지 않고 운반이나 사용하기가 편리하며 착화시 불이 쉽게 붙게 되고 캠프파이어 목재의 중공은 연통 역할을 하면서 톱 홈에 의한 공기유입구의 도움으로 파라핀 코팅된 캠프파이어 목재는 쉽게 불이 붙고 잘 타면서 목재의 외부 층은 당분간 그대로 있으면서 안의 중공부위가 색깔 불꽃을 내며 계속하여 타며 목재표면에 코팅된 파라핀왁스는 착화가 되면 바로 타서 없어지고 대부분은 색깔불꽃캠프파이어목재 자체가 타므로 일반 장작과는 다른 묘미의 캠프파이어를 즐길 수 있다.

Claims

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천연목재를 여러 개의 소형 부재로 제재하거나 두꺼운 단판으로 절삭 제조하여 건조한 후 이 부재 또는 단판이 서로 마주 보고 접착되는 표면에 금속염류혼합물과 충전제, 착색제 및 접착제 또는 실란트를 균일하게 혼합한 혼합물을 목재의 한 표면당 1-5㎜의 두께로 도포하여 색깔불꽃발현층을 만들어 마주보는 부재를 서로 십자집성형, 8방사방향집성형 등의 형태로 조합 집성한 색깔불꽃집성재를, 단판인 경우 여러 단판을 적층한 색깔불꽃 단판적층재를, 열압기나 나사크램프 방식으로 단위압력이 5-15㎏/㎠ 되도록 압착하여 경화시킨 후 해압하여 만든 색깔불꽃집성재 또는 색깔불꽃 단판적층재의 최종 외부형태는 길이 20-60㎝ 와 변장 또는 지름이 5-30㎝가 되는 원주형 또는 각주형이 되도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법
제 2항에 있어서,
색깔불꽃발현층을 이루는 혼합물이 염화암모늄, 붕사, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 에폭시수지 주제, 및 에폭시수지 경화제로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 1:1:2:1:2-4:2-4가 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시켜 연소시 초록, 파랑, 노란연초록, 보라색의 불꽃이 나타나도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃발현층을 이루는 혼합물이 염화암모늄, 황산구리, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 다목적 건축용 비초산형 실리콘실란트로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 1:1:2:1:3-6이 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시켜 연소시 초록, 파랑, 보라색의 불꽃이 나타나도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃발현층을 이루는 혼합물이 스트론튬크로라이드, 염화암모늄, 및 이제로형 메라민수지 또는 이제로형 요소메라민공축합수지로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 2:2:2.5-4가 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 경화시켜 연소시 빨강색의 불꽃이 나타나도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃발현층을 이루는 혼합물이 붕산, 황산구리, 염화암모늄, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 및 불휘발분 50%의 폴리비닐아세테이트에말죤 또는 불휘발분54%의 에칠렌폴리비닐아세테이트수지로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 2:1:1:1:5-8이 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시켜 연소시 초록, 파랑, 연초록, 노랑색의 불꽃이 섞여서 나타나도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃발현층을 이루는 혼합물이 황산구리, 붕산, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 불휘발분 30%의 크로르프렌고무접착제로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 2:2:1:3-5가 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 상온 경화시켜 연소시 남색과 초록의 불꽃이 나타나도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃발현층을 이루는 혼합물이 붕산, 황산구리, 염화암모늄, 충전제인 #100이하의 고운 모래, 및 폴리우레탄수지로 구성되는데 이들의 중량비가 각각 2:1:1:1:3-6이 되도록 균일하게 잘 배합한 혼합물을 목재에 처리하고 경화시켜 연소시 파랑과 남색, 초록의 불꽃이 나타나도록 색깔불꽃발현층을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃캠프파이어목재가 쉽게 점화되도록 그 양쪽 끝 횡단면에 홈의 폭이 2㎜-10㎜이고 깊이가 최대 10㎜가 되도록 얕은 홈을 톱 또는 라우터 가공에 의하여 만들되 단면에 나타나는 홈의 형태가 일자형, 십자형, 8방향형, 나선형, 한쪽 치우친 빗살형 등으로 하여 이 홈에 용융점이 48-66℃가 되는 용융 파라핀 왁스를 처리하여 냉각 고형화시켜 연소시 점화가 잘 되도록 하면서 색깔불꽃발현층을 천연목재의 내부에 갖는 것을 특징으로 하는 색깔불꽃캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃캠프파이어목재의 중심부위에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 10㎜-50㎜의 구멍을 내고 용융점이 48-66℃가 되는 용융된 파라핀왁스와 심지를 넣고 냉각시키면 외부는 목재이고 내부는 양초가 되는 형태의 색깔불꽃발현층을 천연목재의 내부에 갖는 것을 특징으로 하는 색깔불꽃캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
캠프파이어목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 중심으로부터 한쪽 가장자리까지 톱에 의하여 일자형으로 홈 폭이 2-10㎜로 캠프파이어목재의 밑바닥으로부터 일정 높이 또는 전체높이까지 홈을 내어 중공에 연결하고 중공 밑면의 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 공기유입구를 통하여 목재의 바깥으로 내놓은 긴 심지에 불을 켤 수 있도록 만들어 놓은 중공형 일자형 톱홈 공기유입구 방식을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
캠프파이어목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 중심으로부터 가장자리까지 사방 십자형으로 톱에 의하여 홈 폭이 2-10㎜로 캠프파이어목재의 밑바닥으로부터 3-5㎝까지의 높이로 홈을 내어 중공에 연결하고 중공 밑면의 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 공기유입구를 통하여 목재의 바깥으로 내놓은 긴 심지에 불을 켤 수 있도록 만들어 놓은 중공형 십자형 톱홈 공기유입구 방식을 갖는 색깔불꽃 캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
4개의 부재로 구성된 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 4개의 부재의 중심 쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내거나 각각의 중심 쪽 모서리를 직각으로 절단하여 잘라내고 부재를 조합하여 색깔불꽃발현층으로 집성하면 중심이 빈 사각형 또는 마름모꼴의 중공을 갖는 색깔불꽃천연목집성재가 만들어지는데 이 중공의 한변의 길이가 1-5㎝인 색깔불꽃천연목집성재 형태의 색깔불꽃캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,
색깔불꽃천연목집성재의 밑면으로부터 3-5㎝ 높이의 부위의 부재를 결합하는 색깔불꽃발현층에 해당하는 부분의 금속염류혼합물을 포함한 접착제 또는 실란트를 도포하지 않으면 이 부분이 비어 있게 되므로 자동으로 색깔불꽃발현층의 두께에 해당하는 1-5㎜의 폭의 공기유입구가 색깔불꽃천연목집성재의 밑면으로부터 3-5㎝까지 십자형, 일자형 또는 8자형으로 형성된 색깔불꽃천연목집성재 형태의 색깔불꽃캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,

제조된 색깔불꽃 단판적층재를 재단하여 재단된 네개의 색깔불꽃 단판적층재를 서로 조합하여 타커못이나 접착제로 결합하여 길이 20-60㎝, 변장이 5-30㎝의 각주체를 만들되 중앙이 한 변의 길이가 1-5㎝인 사각형으로 비어 있는 중공을 갖는 각주체로 제조된 색깔불꽃캠프파이어목재의 제조방법.
제 2항에 있어서,

캠프파이어목재의 중심부에 목재길이방향으로 원형천공기에 의하여 지름이 1㎝-5㎝의 구멍을 완전히 낸 중공이나 색깔불꽃천연목집성재의 중심 쪽에 면하는 부재의 안쪽 모서리의 빗변을 절단하여 잘라내거나 부재의 안쪽 모서리를 직각으로 절단하여 잘라내고 부재를 조합하여 집성한 중심이 빈 사각형 또는 마름모꼴의 한 변의 길이가 1-5㎝인 중공에 공기유입구로서 캠프파이어 우드의 중심으로부터 가장자리까지 한쪽으로 일자형으로 톱에 의한 홈 폭이 2-10㎜로 캠프파이어목재의 밑바닥으로부터 일정 높이 또는 전체높이까지 홈을 내거나 또는 중심으로부터 사방 십자형으로 톱에 의한 홈 폭이 2-10㎜로 캠프파이어목재의 밑바닥으로부터 3-5㎝까지의 높이로 홈을 내어 중공에 연결한 색깔불꽃캠프파이어목재를 용융점이 48-66℃가 되는 용융 파라핀 왁스 속에 3-5분간 침지하였다가 꺼내 냉각시켜 파라핀 코팅이 된 색깔불꽃캠프파이어목재의 중공의 밑면의 구멍을 1㎝ 이하의 키 작은 양초로 봉합하고 캠프파이어 우드의 공기유입구를 통하여 목재의 바깥으로 내놓은 긴 심지에 불을 켤 수 있도록 제조하여 보관중 공기 중의 습기를 흡습하지 않도록 하면서 쉽게 불을 붙일 수 있는 중공 및 공기유입구 방식의 파라핀코팅 색깔불꽃캠프파이어목재의 제조방법.