KR101849391B1

KR101849391B1 - 목재의 무늬결 형성장치

Info

Publication number: KR101849391B1
Application number: KR1020180006214A
Authority: KR
Inventors: 한주희
Original assignee: 유한회사에버그린우드
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2018-04-17

Abstract

아카시아, 고무나무 등 저렴한 목재의 표면을 탄화시킨 후 무늬형성롤러를 통해 목재 표면에 나이테 무늬가 시각적으로 확연히 드러나도록 가공함으로써, 오크와 같은 자연미를 높이고 중후하며 깊고 클래식한 장식미를 갖는 고급 목재를 구현할 수 있도록 한 목재의 무늬결 형성장치가 개시된다.

Description

목재의 무늬결 형성장치{TIMBER OUTER SURFACE TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 목재의 무늬결 형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아카시아, 고무나무 등 저렴한 목재의 표면을 탄화시킨 후 무늬형성롤러를 통해 목재 표면에 나이테 무늬가 시각적으로 확연히 드러나도록 가공함으로써, 오크와 같은 자연미를 높이고 중후하며 깊고 클래식한 장식미를 갖는 고급 목재를 구현할 수 있도록 한 목재의 무늬결 형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 마루판이나 벽면장식판 또는 기타 가구용 평면합판 등의 장식목은 천연목 효과를 얻기 위해 천연무늬목을 합판이나 판재에 접착하여 사용하는 것이 대부분이었다.

그러나, 이러한 장식판재는 무늬목을 일일이 별도로 만들어서 목재판 표면에 부착하여야 하므로 천연 무늬목을 제조하는데 따른 비용이 상승되고, 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 별도의 부착공정 등을 더 거쳐야 하므로 작업공수가 증가되는 등 많은 문제가 있었다.

이를 개선하기 위한 방법으로, 도 1에 도시한 바와 같이 적정 크기로 절단된 목재(1)의 표면에 토치를 이용하여 부분적으로 목재(1)의 표면을 태워 탄화층(1a)을 형성한 다음 거친 사포로 탄화층(1a)을 갈아내어 목재(1)의 무늬가 드러나도록 함으로써 장식목을 제조하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 장식목 제조방법은 사람이 직접 토치(2)를 들고 목재(1)의 표면을 태워 탄화층(1a)을 형성해야 될 뿐만 아니라 사람이 직접 사포(3)를 들고 목재(1)의 표면에 형성된 탄화층(1a)을 밀어 갈아내면서 목재(1)의 무늬가 드러나도록 해야 함으로 작업이 힘들고 번거로울 뿐만 아니라 작업인력이 많이 들어 작업이 비효율적인 문제점이 있었다. 또한, 나무의 종류에 따라 무늬가 잘 형성되는 것과 잘 형성되지 않는 것이 있어, 목재 표면에 선명한 무늬를 얻지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 아카시아, 고무나무 등 저렴한 목재의 표면을 탄화시킨 후 무늬형성롤러를 통해 목재 표면에 나이테 무늬가 시각적으로 확연히 드러나도록 가공함으로써, 오크와 같은 자연미를 높이고 중후하며 깊고 클래식한 장식미를 갖는 고급 목재를 구현하고 대량으로 제조할 수 있도록 개선된 목재의 무늬결 형성장치를 제공하는 것이다.

또한, 그 목적은 자연미를 최대한 살리면서 친환경적이고, 보열성 및 차열성을 갖춰 냉,난방에 유리할 뿐만 아니라, 뒤틀림이 없고 코팅면의 박리 현상이 없으며, 시공안정성이 우수함은 물론 인체 유해성분의 방출이 없고, 반대로 유익성 물질 방출특성이 향상된 목재를 구현할 수 있는 목재의 무늬결 형성장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 테이블; 상기 테이블 상에 회전 가능하게 마련되는 다수개의 가이드롤러로 구성되어 테이블의 전방으로 투입되는 목재를 테이블의 후측으로 이송시키는 목재이송부; 상기 목재이송부를 따라 이송되는 목재의 표면에 열을 가해 탄화층을 형성하는 목재탄화부; 상기 테이블에 설치되되 외면에 나이테 무늬를 갖게 양각으로 성형된 성형부가 형성된 무늬형성롤러와 상기 무늬형성롤러의 하측에서 형성된 지지롤러로 구성되어, 상기 무늬형성롤러와 지지롤러 사이로 통과하는 목재의 표면에 무늬형성롤러의 양각 부분이 목재의 표면에 가압하면서 목재상에 나이테 무늬를 형성하는 무늬결가공부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 목재의 무늬결 형성장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

여기서 상기 목재탄화부는, 상기 무늬결가공부의 전방에 설치되어 상기 목재이송부를 따라 이송되는 목재의 표면에 불을 가하여 탄화층을 형성시키는 토치와, 상기 토치에서 분사되는 불이 외부로 누츨되는 것을 방지하는 차단덕트와, 상기 차단덕트에 형성되어 상기 목재의 표면이 토치의 불에 의해 연소되면서 발생되는 열기 및 연기를 외부로 배출시키는 송풍기를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 목재탄화부는 상기 무늬형성롤러의 내부에 설치되어 무늬형성롤러에 열을 가하게 구성되는 히터봉으로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 무늬형성롤러와 지지롤러는 양단이 롤러지지대에 회전 가능하게 지지되되, 상기 무늬형성롤러는 양단이 롤러지지대의 양측 상단에 설치되는 높이조절스템의 회전에 의해 롤러지지대의 양단에서 상하방향으로 가이드되면서 높이 조절되는 롤러지지구에 고정되어, 무늬형성롤러와 지지롤러 사이로 투입되는 목재의 두께에 따라 무늬형성롤러와 지지롤러의 사이의 폭을 조절할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 무늬결가공부의 후측에는 다수의 니들이 부착된 판이 상하 이동되면서 무늬결가공부에 의해 나이테 무늬를 형성된 목재의 표면을 프레싱하여 5-6mm의 깊이까지 바늘구멍을 형성하는 니들링수단이 더 구성되고, 상기 니들링수단의 후측에는 바늘구멍이 형성된 목재의 표면에 방출물질층이 형성되도록 방출물질액을 도포하여 캘린더링하는 방출물질액분사수단이 더 구성되되, 상기 방출물질액분사수단은 방출액저장통과, 상기 방출액저장통의 상부에 설치되어 방출액저장통 내부로 방출물질액을 공급하는 방출액공급관과, 상기 방출액저장통의 상부에 설치되어 방출액저장통 내부로 에어를 공급하는 에어공급관과, 상기 방출액저장통의 하단 일부에서 상기 목재의 표면 쪽으로 방출물질액을 분사할 수 있게 설치된 분사노즐과, 상기 분사노즐을 선택적으로 개폐시키는 개폐밸브를 포함하여, 개폐밸브를 개방시킨 상태에서 에어공급관을 통해 에어를 공급하면 방출물질액이 노즐을 통해 분사되도록 구성되고, 상기 방출물질액은 코어-쉘 구조의 마이크로 크기를 갖는 미소구체 35중량%와, 수산화칼슘분말 2.5중량%와, 글리시딜 네오데카노에이트 3.5중량%와, 시아노아크릴레이트 2.5중량%와, 수용성 SiO₃3.5중량% 및 나머지 PET 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 방출물질층이 형성되면 PET 수지 15중량%와, 옥시비스 5중량%, 구형 실리카 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트 수지로 이루어진 표면보호액을 롤코팅하여 표면보호층 형성하도록 구성되고, 상기 코어-쉘 구조의 미소구체는 나노크기로 분쇄된 토르말린과 활석이 1;1의 중량비로 혼합된 혼합미분을 이중노즐중 코어를 형성하는 코어노즐로 흘려 보내면서 이중노즐중 쉘을 형성하는 쉘노즐로는 PET 수지를 흘려 보내 자유낙하되면서 마이크로 크기의 액적 상태로 떨어진 것을 냉각수로 즉시 냉각하여 형성한 마이크로 크기의 미소구체인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 목재의 무늬결 형성장치는 아카시아, 고무나무 등 저렴한 목재의 표면을 목재탄화부을 통해 탄화시킨 후 무늬형성롤러를 통해 목재 표면에 나이테 무늬가 시각적으로 확연히 드러나도록 가공하도록 구성됨으로써, 제조되는 목재가 오크와 같은 자연미를 높이고 중후하며 깊고 클래식한 장식미를 갖는 고급 목재를 구현할 수 있으며, 고급 목재의 제조가 자동화되어 대량으로 제조할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 따른 장치를 통해 제조된 목재는 자연미를 최대한 살리면서 친환경적이고, 보열성 및 차열성을 갖춰 냉,난방에 유리할 뿐만 아니라, 뒤틀림이 없고 코팅면의 박리 현상이 없으며, 시공안정성이 우수함은 물론 인체 유해성분의 방출이 없고, 반대로 유익성 물질 방출특성이 향상된 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래에 목재의 표면에 무늬결을 형성하는 것을 나타낸 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 목재의 무늬결 형성장치의 개략도,
도 3은 본 발명에서 목재탄화부의 바람직한 일 실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에서 목재탄화부의 바람직한 다른 실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에서 무늬형성롤러와 지지롤러의 사이의 폭을 조절하는 구조를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에서 니들링수단의 바람직한 일 실시예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에서 방출물질액분사수단의 바람직한 일 실시예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 목재의 무늬결 형성장치를 통해 제조된 목재에 코팅층이 형성된 예를 보인 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 목재의 무늬결 형성장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명에서 목재탄화부의 바람직한 일 실시예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에서 목재탄화부의 바람직한 다른 실시예를 도시한 도면이다.

본 발명은 아카시아, 고무나무 등 저렴한 목재의 표면을 탄화시킨 후 무늬형성롤러를 통해 목재 표면에 나이테 무늬가 시각적으로 확연히 드러나도록 무늬결을 형성하는 장치에 관한 것으로, 오크와 같은 자연미를 높이고 중후하며 깊고 클래식한 장식미를 갖는 고급 목재를 구현하고 대량으로 제조할 수 있게 한 목재의 무늬결 형성장치에 관한 것이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 목재의 무늬결 형성장치는 테이블(100), 목재이송부(200), 목재탄화부(300) 및 무늬결가공부(400)를 포함하여 구성된다.

상기 테이블(100)은 후술하는 모든 구성요소들이 설치되고, 이 테이블(10) 상으로는 길이방향을 따라 목재(1)가 이송되면서, 목재의 표면에 탄화층을 형성하고 나이테 무늬(1a)가 형성되도록 구성된다.

상기 목재이송부(200)는 상기 테이블(100) 상에 회전 가능하게 마련되는 다수개의 가이드롤러(210)로 구성되어 테이블(100)의 전방으로 투입되는 목재(1)를 테이블(100)의 후측으로 이송시킨다. 즉, 상기 목재이송부(200)는 테이블의 전방으로 투입되는 목재(1)가 가이드롤러(210)의 회전에 의해 순차적으로 테이블의 후측으로 이송되면서 목재(1)의 표면에 탄화층을 형성하고 나이테 무늬가 형성되도록 안내하는 역활을 수행한다.

상기 목재탄화부(300)는 상기 목재이송부(200)를 따라 이송되는 목재(1)의 표면에 열을 가해 탄화층을 형성하도록 구성된다. 즉, 본 발명은 목재탄화부(300)를 통해 목재(1)의 표면에 열을 가하여 탄화층을 형성하기 때문에 자연미를 높이고 중후하며 깊고 클래식한 장식미를 낼 수 있게 된다. 또한, 목재(1) 표면에 옹이 부분이 원하는 형태로 가공되지 않는 경우가 있는데 목재탄화부(300)를 이용하여 옹이 부분을 강한 불로 미리 탄화처리함으로써 옹이 부분을 더욱 쉽게 가공할 수 있게 된다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 목재탄화부(300)는 상기 무늬결가공부(400)의 전방에 설치되어 상기 목재이송부(200)를 따라 이송되는 목재(1)의 표면에 불을 가하여 탄화층을 형성시키는 토치(311)와, 상기 토치(311)에서 분사되는 불이 외부로 누츨되는 것을 방지하는 차단덕트(312)와, 상기 차단덕트(312)에 형성되어 상기 목재(1)의 표면이 토치(311)의 불에 의해 연소되면서 발생되는 열기 및 연기를 외부로 배출시키는 송풍기(313)를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성된 본 실시예의 목재탄화부(300)는 상기 목재이송부(200)를 따라 이송되는 목재(1)의 표면은 토치(311)에서 토출되는 불을 지나면서 연소되어 표면에 소정두께의 탄화층이 형성되고, 이때 상기 목재(1)의 표면이 연소되면서 발생된 연기는 차단덕트(312)에 머물게 되고, 상기 차단덕트(312)에 머문 열기 및 연기는 송풍기(313)에 의해 외부로 배출된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 목재탄화부(300)는 후술하는 무늬형성롤러(410)의 내부에 설치되어 무늬형성롤러(410)에 열을 가하게 구성되는 히터봉(320)으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 히터봉(320)은 무늬형성롤러(410)를 소정의 온도로 가열하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 봉형상의 발열핀으로 구성되는 것이 바람직하나, 무늬형성롤러(410)를 가열할 수 있다면 공지된 다양한 발열수단이 채택될 수 있음은 물론이다. 이와 같이 상기 목재탄화부(300)가 무늬형성롤러(410)의 내부에 설치된 히터봉(320)으로 구성되면, 목재(1)의 표면에 탄화층을 형성시키기 위해 별도의 목재탄화부(300)를 구성할 필요가 없이, 무늬형성롤러(410)에 의해 목재 표면에 탄화층을 형성함과 동시에 나이테 무늬를 형성할 수 있다는 잇점이 있다.

상기 무늬결가공부(400)는 상기 테이블(100)에 설치되되 외면에 나이테 무늬를 갖게 양각으로 성형된 성형부(411)가 형성된 무늬형성롤러(410)와 상기 무늬형성롤러(410)의 하측에서 형성된 지지롤러(420)로 구성된다. 그리고, 상기 무늬형성롤러(410)와 지지롤러(420) 사이로 통과하는 목재(1)의 표면에 무늬형성롤러(410)의 양각 부분이 목재(1)의 표면에 가압하면서 목재상에 나이테 무늬(1a)를 갖는 홈을 형성하도록 구성된다. 즉, 상기 성형부(411)가 목재를 가압하게 되면 양각 부분이 목재(1)를 가압하여 목재의 표면에 하방향으로 나이테 무늬(1a)의 무늬결이 형성된다. 상기 양각은 다양하게 형성될 수 있음은 당연한 데, 오크의 나이테 특성을 갖는 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지롤러(420)는 목재(1)의 저면과 밀착하여 회전하게 구성되는 데, 즉, 상기 무늬형성롤러(410)가 목재(1)를 가압할 때, 목재의 저면을 지지하여 목재(1)에 나이테 무늬(1a)가 형성될 수 있게 한다. 여기서, 상기 지지롤러(420)의 외면에는 미도시된 쿠션패드가 부착되는 것이 바람직한 데, 상기 큐션패드는 일차적으로 무늬형성롤러가 목재를 가압할 때 충격을 완화시키는 역할을 수행하도록 구성된다.

한편, 본 발명에 따르면 상기 무늬형성롤러(410)와 지지롤러(420)의 사이로 투입되는 목재(1)의 두께에 대응되게 무늬형성롤러(410)와 지지롤러(420)의 사이의 폭을 조절할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 무늬형성롤러(410)와 지지롤러(420)는 양단이 롤러지지대(430)에 회전 가능하게 지지되게 구성된다. 그리고, 상기 무늬형성롤러(410)는 양단이 롤러지지대(430)의 양측 상단에 설치되는 높이조절스템(431)의 회전에 의해 롤러지지대(430)의 양단에서 상하방향으로 가이드되면서 높이 조절되는 롤러지지구(432)에 고정되게 구성된다.

이와 같은 구성에 의해, 상기 롤러지지대(430) 상에서 높이조절스템(431)의 회전을 통해 롤러지지구(432)를 상하로 이동시킬 수 있고, 롤러지지구(432)에 고정된 무늬형성롤러(410)의 상하 이동이 가능하기 때문에, 무늬형성롤러(410)와 지지롤러(420) 사이로 투입되는 목재(1)의 두께에 따라 무늬형성롤러(410)와 지지롤러(420)의 사이의 폭을 조절하여, 목재(1)의 표면에 나이테 무늬를 형성할 수 있다는 잇점이 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 무늬결가공부(400)의 후측에는 다수의 니들(510)이 부착된 판(520)이 상하 이동되면서 무늬결가공부(400)에 의해 나이테 무늬를 형성된 목재(1)의 표면을 프레싱하여 5-6mm의 깊이까지 바늘구멍(2)을 형성하는 니들링수단(500)이 더 구성된다. 이와 같이, 니들링수단(500)을 통해 목재(1)에 바늘구멍(2)을 형성하는 이유는 목재(1)를 표면처리하여 코팅층을 형성할 때 코팅층의 안정적인 쐐기고정구조를 이루어 코팅층이 쉽게 박리되지 않도록 함으로써 부착안정성을 증대시키고 방출물질의 보지력(保持力)을 높이기 위함이다.

그리고, 상기 니들링수단(500)의 후측에는 바늘구멍(2)이 형성된 목재(1)의 표면에 방출물질층(10)이 형성되도록 방출물질액을 도포하여 캘린더링하는 방출물질액분사수단(600)이 더 구성된다. 즉, 상기 방출물질액분사수단(600)은 목재(1)가 투명성을 유지한 채 내마모성과 내구성 및 인체 유익성분의 방출 효과를 갖추도록 목재의 표면에 방출물질액을 분사하도록 구성되는 부분이다.

좀 더 구체적으로 상기 방출물질액분사수단(600)의 구조를 보면, 도 7에 도시된 바와 같이, 방출액저장통(610)과, 상기 방출액저장통(610)의 상부에 설치되어 방출액저장통(610) 내부로 방출물질액을 공급하는 방출액공급관(620)과, 상기 방출액저장통(610)의 상부에 설치되어 방출액저장통(610) 내부로 에어를 공급하는 에어공급관(630)과, 상기 방출액저장통(630)의 하단 일부에서 상기 목재(1)의 표면 쪽으로 방출물질액을 분사할 수 있게 설치된 분사노즐(640)과, 상기 분사노즐(640)을 선택적으로 개폐시키는 개폐밸브(650)를 포함하여 구성된다. 따라서 개폐밸브(650)를 개방시킨 상태에서 에어공급관(630)을 통해 에어를 공급하면 방출물질액이 분사노즐(640)을 통해 분사된다.

그리고, 상기 방출물질층(10)을 형성하는 방출물질액은 코어-쉘 구조의 마이크로 크기를 갖는 미소구체 35중량%와, 수산화칼슘분말 2.5중량%와, 글리시딜 네오데카노에이트 3.5중량%와, 시아노아크릴레이트 2.5중량%와, 수용성 SiO₃3.5중량% 및 나머지 PET 수지로 이루어진다.

여기에서, 상기 코어-쉘 구조의 미소구체는 나노크기로 분쇄된 토르말린과 활석이 1;1의 중량비로 혼합된 혼합미분을 이중노즐중 코어를 형성하는 코어노즐로 흘려 보내면서 이중노즐중 쉘을 형성하는 쉘노즐로는 PET 수지를 흘려 보내 자유낙하되면서 마이크로 크기의 액적 상태로 떨어지고, 이것이 냉각수에서 즉시 냉각됨으로써 마이크로 크기의 미소구체를 이루도록 한 것이다.

이때, 토르말린 미분은 수정과 같은 결정구조를 가지는 육방정계에 속하는 광물로서, 대략 4~14 미크론의 파장대역의 전자파를 영구적으로 발생시키는 물질로서 4-14 미크론의 파장대역의 전자파는 동ㆍ식물의 세포를 활성화하거나, 단백질을 합성하거나, 오염수를 정화하는 효능이 있어 인체에 유용한 것으로 알려진 물질이다.

그리고, 활석은 산화규소:63.5%, 마그네슘:31.7%, 칼슘:0.4%, 기타 물질을 포함하는 유용한 광물질로서 그 분석결과 활석 자체에서만 93%의 원적외선 방사율을 가진 약용광물로 판명되었는 바, 이또한 인체 유용물질로 알려진 것이다. 때문에, 이를 유용물질을 쉘에 가둔 후 미량씩 방출되게 하면 인체 유용성을 증대시키면서 반영구적인 효과를 얻을 수 있게 된다. 다만, 갇힌 상태를 열어 주면 방출 효과가 더욱 좋기 때문에 쉘에 구멍을 내는 과정이 더 수행되면 더욱 좋다.

그리고, 글리시딜 네오데카노에이트는 도포액의 윤활성을 부여하고 발색을 억제하여 목재의 자연무늬 특성이 그대로 드러나도록 하기 위해 첨가되며, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)는 고열팽창을 억제하고 접착고정력을 극대화시키면서 접착 안정성을 강화시키기 위해 첨가되고, 수용성 SiO₃는 독성을 제거하여 인체 유해성을 없애기 위해 첨가되는데, 특히 6대 중금속 등의 유해물질을 제거하는데 유용하다.

아울러, PET 수지는 방출물질층(10)의 베이스수지로서, 투명성을 유지한 채 후술되는 2액형 프라이머와의 교합성을 극대화시키기 위해 사용된다. 덧붙여, 상기 PET 수지는 목재 표면과 부착력이 강하지 않기 때문에 이를 강화시키기 위해 2액형 프라이머, 특히 투명한 2액형 에폭시수지를 프라이머로 도도한 상태에서 방출물질층을 도포 형성하여야 하며, 특히 2액형 프라이머를 도포하기 전에 쐐기력을 강화시킬 수 있도록 목재의 표면을 1-하이드록시-3-메틸벤젠으로 표면처리하여 표면거칠기를 크게 한 상태에서 프라이머처리함이 바람직하다.

그리고, 목재(1)의 표면에 상기 방출물질층(10)이 형성되면 이후 표면보호층(20)을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 표면보호층(20)은 표면보호액을 롤코팅함으로써 이루어진다.

여기에서, 표면보호액은 강한 내구성과 내스크래치성 및 투명성을 유지해야 하기 때문에 PET 수지 15중량%와, 옥시비스 5중량%, 구형 실리카 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트 수지로 이루어진다.

이 경우, 상기 PET 수지는 상기 방출물질층(10)과의 결합성을 위해 첨가되며, 상기 옥시비스(OXYBIS)는 가교기능을 통해 경화피막을 형성함으로써 내마모성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로 이소프로필에테르(Iso-PropylEther)를 말하고, 상기 구형실리카는 비중차로 인해 조성물내에서 표면으로 부상하여 표면에만 존재하므로 표면에서의 매끄럼성을 유지함은 물론 표면에서의 내스크래치성을 강화시키는 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 폴리카보네이트 수지는 투명성과 내구성을 모두 총족시키기 위해 첨가된다.

이와 같이 구성하게 되면, 본 발명에 따라 제조된 목재는 도 8과 같은 형태가 된다. 즉, 기재인 목재(1)의 표면에 다수의 바늘구성(2)이 형성된 상태에서 그 표면에 방출물질층(10)이 형성되고, 상기 방출물질층(10) 상면에 표면보호층(20)이 형성된 구조를 갖게 된다. 따라서, 목재(1) 자체가 갖는 자연 무늬를 그대로 현출시키면서 인체 유용물질(원적외선 등)을 오랫동안 지속적으로 방출함은 물론, 6대 유해성분의 방출이 없어 인체 유해성을 없앤 판재로서 사용가능성을 높일 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에서는 상기 표면보호층(20)을 형성한 후에 방출물질층(10)을 파열하는 과정을 더 수행할 수 있다.

상기 방출물질층 파열과정은 미세한 다수의 바늘이 고정된 판을 완전 건조된 표면보호층에 프레스하여 바늘이 방출물질층(10)까지 침투되게 함으로써 니들링에 의해 방출물질층(10)에 포함된 코어-쉘 구조의 미소구체의 쉘에 구멍을 내고, 동시에 표면보호층(20)에도 방출도관을 형성함으로써 유용물질의 방출성능을 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 표면보호층(20)을 형성하기 전에 상기 방출물질층(10)의 표면에 도 8와 같이 보온차열층(30)을 더 형성할 수 있다. 상기 보온차열층(30)은 보온차열액을 도포하는 형태로 이루어지며, 이때 보온차열액은 투명한 폴리스티렌수지 60중량%와, 하이드록시프로필메틸셀룰로우즈 5중량%와, 액상축열제 25중량% 및 나머지 PET 수지로 이루어진다.

이때, 상기 폴리스티렌수지는 투명성을 강화시키면서 내충격성을 유지하기 위해 첨가되고, 상기 하이드록시프로필메틸셀룰로우즈는 신축변형성과 굴신성을 높이기 위해 첨가되며; 상기 액상축열제는 물 60중량%에 우레아(Urea) 34중량%를 녹이고, 여기에 육수화질산아연(Zn(NO₃)₂ㆍ6H₂O) 2중량% 및 아세트산나트륨(CH₃COONaㆍ3H₂O) 4중량%를 투입하여 만들어진 것을 사용한다.

여기에서, 우레아는 상변화성물질로서 잠열 특성이 있고, 육수화질산아연과 아세트산나트륨은 공융점 형성에 따른 축열성 강화 기능이 있어 열보지성을 높이기 위해 본 발명에 의해 특정된 것이다.

또한, 상기 목재(1)의 하면에는 논슬립성을 강화하기 위해 디아릴프탈레이트 3중량%와, 폴리이소시아네이트 2.5중량%와, 액화무수암모니아 10중량% 및 나머지 PVC 졸로 이루어진 혼합수지액을 시트상으로 성형한 논슬립시트(40)를 더 합지할 수 있다.

이 경우, 상기 디아릴프탈레이트는 접착성과 인성을 개선하여 부착안정성을 포함한 내열성과 치수안정성을 증대시키기 위해 첨가되고, 상기 폴리이소시아네이트는 경화 촉진을 위해 첨가되며, 상기 액화무수암모니아는 방수성과 밀착성을 강화시키기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 무늬결가공부를 통해 목재의 표면에 나이테 무늬를 형성한 후에는 침지과정을 더 수행될 수 있는데, 상기 침지과정은 소금 15중량%와, 계지추출액 10중량%와, 구연산 5중량%와 편백증류액 15중량% 및 나머지 물로 이루어진 침지액에 재단된 목재를 담궈 3일간 유지시키는 과정이다. 이 과정은 목재(1)에 천연항균성 물질인 소금, 계지, 구연산을 함유시킴과 동시에 향 성분인 편백액을 흡수시켜 사용시 항곰팡이성을 강화시키면서 좋은 향이 방출되도록 하기 위함이다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 장치로 가공하여 목재의 표면에 나이테 무늬를 형성하고 방출물질층과 표면보호층을 형성한 후 방출물질층 파열과정을 거쳐 시료1을 만들었다.

[실시예 2]

실시예 1과 같은 방법으로 시료 2를 만들되, 침지과정을 더 수행하였다.

[실시예 3]

실시예 2와 같은 방법으로 시료 3을 만들되, 보온차열층을 더 형성하였다.

[실시예 4]

실시예 3과 같은 방법으로 시료 4를 만들되, 목재의 하면에 논슬립시트를 더 합지하였다.

본 발명의 특성을 확인하기 위해, 상기 시료 1,2,3,4에 대하여 '전동식 연필경도시험기'를 이용하여 연필경도를 측정하였는 바, 측정결과 평균 8H에 해당하였다.

본 발명이 목적하는 경도값은 모스경도값으로 3 이상인 바, 연필경도 8H는 모스경도값으로 약 4.5에 해당하므로 모든 시료가 충족함을 확인할 수 있었다.

아울러, 항곰팡이성을 확인하기 위해 시료 1,2,3,4의 하면에 각각 곰팡이균을 분무한 후 30일간 방치하여 곰팡이 균의 활성여부를 확인하였다.

확인 결과, 시료 1,4의 경우에는 곰팡이균이 사멸하지는 않았지만 곰팡이균의 활성도가 완만하게 떨어졌고, 시료 2,3의 경우에는 곰팡이 균이 사멸하였다.

이를 통해, 침지과정을 거친 실시예 2,3은 항곰팡이성도 있는 것으로 확인되었다.

또한, 시료 1,2,3,4의 표면에 염수를 분무한 상태에서 5일간 방치한 후 변색 여부를 확인한 결과, 모든 시료에서 표면 변색이 생기지 않았다.

나아가, 내수성을 확인하기 위해 4개의 시료를 각각 실온에서 물속에 5일 동안 침지시켜 도막의 분리 여부를 확인하였으며, 분리될 경우 초기 분리까지의 시간을 측정하는 방식으로 내수성 여부를 시험하였다.

그러나, 시험결과 모든 시료에서 도막 분리가 일어나지 않았다. 이를 통해, 모든 시료는 내수성이 우수한 것으로 확인되었다.

뿐만 아니라, 코팅층의 박리여부, 즉 부착 안정성을 확인하기 위해 각 시료를 ASTM D3330에 의해 박리강도를 측정하였다.

즉, 박리강도 측정은 자동식 압착롤러 장치로 30cm/min의 속도로 왕복1회 압착시키고, 30분 후 180°박리테스트를 진행하여 30cm/min의 속도로 박리하면서 박리요구 하중을 측정하여 박리강도를 평가하였다.

평가 결과, 시료 1,2,3,4의 코팅층, 즉 도막의 평균 부착력은 3.50 kgf/25mm로서 표준 1.25 kgf/25mm를 훨씬 상회하는 것으로서 부착력 박리강도가 매우 높아 부착안정성이 확인되었다.

또한, 시료 1,2,3,4 모두 표면에서 원적외선 방사가 확인되었으며 평균 방사에너지(W/㎡㎛)는 3.44×10²으로서 인체 유용성 물질의 방출이 확인되었다.

뿐만 아니라, 6대 중금속 방출 여부를 검출하였지만, 검출되지 않았다.

아울러, 시료 1,2,3,4에 대해 20℃로 유지되는 항온존에서 동일 거리에 떨어져 있는 시료들에 대해 램프를 통해 가열했을 때 표면 온도변화를 적외선온도계로 측정하여 온도변화를 검출한 결과, 시료 3,4는 온도변화가 크지 않아 차열특성이 있는 것으로 확인되었지만, 시료 1,2의 경우에는 온도변화가 시료 3,4에 비해 상대적으로 크게 나타났다.

그리고, 논슬립성은 균질한 콘크리트면에 놓고 일정 힘을 가해 밀었을 때 밀림성을 확인하는 것으로 당연히 시료 4만 충족하였다.

100: 테이블 200: 목재이송부
300: 목재탄화부 400: 무늬결가공부

Claims

테이블;
상기 테이블 상에 회전 가능하게 마련되는 다수개의 가이드롤러로 구성되어 테이블의 전방으로 투입되는 목재를 테이블의 후측으로 이송시키는 목재이송부;
상기 목재이송부를 따라 이송되는 목재의 표면에 열을 가해 탄화층을 형성하는 목재탄화부;
상기 테이블에 설치되되 외면에 나이테 무늬를 갖게 양각으로 성형된 성형부가 형성된 무늬형성롤러와 상기 무늬형성롤러의 하측에서 형성된 지지롤러로 구성되어, 상기 무늬형성롤러와 지지롤러 사이로 통과하는 목재의 표면에 무늬형성롤러의 양각 부분이 목재의 표면에 가압하면서 목재상에 나이테 무늬를 형성하는 무늬결가공부를 포함하여 구성되되,
상기 무늬결가공부의 후측에는 다수의 니들이 부착된 판이 상하 이동되면서 무늬결가공부에 의해 나이테 무늬를 형성된 목재의 표면을 프레싱하여 5-6mm의 깊이까지 바늘구멍을 형성하는 니들링수단이 더 구성되고,
상기 니들링수단의 후측에는 바늘구멍이 형성된 목재의 표면에 방출물질층이 형성되도록 방출물질액을 도포하여 캘린더링하는 방출물질액분사수단이 더 구성되되,
상기 방출물질액분사수단은 방출액저장통과, 상기 방출액저장통의 상부에 설치되어 방출액저장통 내부로 방출물질액을 공급하는 방출액공급관과, 상기 방출액저장통의 상부에 설치되어 방출액저장통 내부로 에어를 공급하는 에어공급관과, 상기 방출액저장통의 하단 일부에서 상기 목재의 표면 쪽으로 방출물질액을 분사할 수 있게 설치된 분사노즐과, 상기 분사노즐을 선택적으로 개폐시키는 개폐밸브를 포함하여, 개폐밸브를 개방시킨 상태에서 에어공급관을 통해 에어를 공급하면 방출물질액이 노즐을 통해 분사되도록 구성되고,
상기 방출물질액은 코어-쉘 구조의 마이크로 크기를 갖는 미소구체 35중량%와, 수산화칼슘분말 2.5중량%와, 글리시딜 네오데카노에이트 3.5중량%와, 시아노아크릴레이트 2.5중량%와, 수용성 SiO₃3.5중량% 및 나머지 PET 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 목재의 무늬결 형성장치.
제1항에 있어서,
상기 목재탄화부는,
상기 무늬결가공부의 전방에 설치되어 상기 목재이송부를 따라 이송되는 목재의 표면에 불을 가하여 탄화층을 형성시키는 토치와,
상기 토치에서 분사되는 불이 외부로 누츨되는 것을 방지하는 차단덕트와,
상기 차단덕트에 형성되어 상기 목재의 표면이 토치의 불에 의해 연소되면서 발생되는 열기 및 연기를 외부로 배출시키는 송풍기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 목재의 무늬결 형성장치.
제1항에 있어서,
상기 목재탄화부는 상기 무늬형성롤러의 내부에 설치되어 무늬형성롤러에 열을 가하게 구성되는 히터봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 목재의 무늬결 형성장치.
제1항에 있어서,
상기 무늬형성롤러와 지지롤러는 양단이 롤러지지대에 회전 가능하게 지지되되,
상기 무늬형성롤러는 양단이 롤러지지대의 양측 상단에 설치되는 높이조절스템의 회전에 의해 롤러지지대의 양단에서 상하방향으로 가이드되면서 높이 조절되는 롤러지지구에 고정되어, 무늬형성롤러와 지지롤러 사이로 투입되는 목재의 두께에 따라 무늬형성롤러와 지지롤러의 사이의 폭을 조절할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 목재의 무늬결 형성장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 방출물질층이 형성되면 PET 수지 15중량%와, 옥시비스 5중량%, 구형 실리카 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트 수지로 이루어진 표면보호액을 롤코팅하여 표면보호층 형성하도록 구성되고,
상기 코어-쉘 구조의 미소구체는 나노크기로 분쇄된 토르말린과 활석이 1;1의 중량비로 혼합된 혼합미분을 이중노즐중 코어를 형성하는 코어노즐로 흘려 보내면서 이중노즐중 쉘을 형성하는 쉘노즐로는 PET 수지를 흘려 보내 자유낙하되면서 마이크로 크기의 액적 상태로 떨어진 것을 냉각수로 즉시 냉각하여 형성한 마이크로 크기의 미소구체인 것을 특징으로 하는 목재의 무늬결 형성장치.