KR102001650B1 - 종이를 이용한 친환경 합판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이를 이용한 친환경 합판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종이 및 식물성 전분의 혼합물을 건조시킨 후, 이를 프레스 및 성형하여 시트를 제조하고, 상기 시트에 액상 세라믹 바인더를 도포하여 제조된 합판으로서, 난연성이고 친환경적이며, 경제성이 우수한 친환경 합판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

종이를 이용한 친환경 합판 및 그 제조방법{Environment-friendly plywood using paper and method for preparing thereof}

본 발명은 종이를 이용한 친환경 합판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종이 및 식물성 전분의 혼합물을 건조시킨 후, 이를 프레스 및 성형하여 시트를 제조하고, 상기 시트에 액상 세라믹 바인더를 도포하여 제조된 합판으로서, 난연성이고 친환경적이며, 경제성이 우수한 친환경 합판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

합판이라 함은 건축자재, 마감재, 인테리어 자재, 가구제조용 자재 등으로 총칭되는데, 육상과 해상을 포함하는 생활공간과 작업공간의 실내외 마감재라 할 수 있는바, 최근에 이르러 난연성과 소재의 친환경성이 의무적으로 요구되고 있다고 하여도 과언이 아닐 정도로 합판은 예민하고 까다로운 조건이 충족되어야 한다.

이에 공개특허 10-2011-0000212호를 살피면, 종이(또는 폐지) 기재에 생분해성 중합체를 1 내지 100 미크론 두께로 코팅을 한 보드에 관한 것인 바, 상술한 중합체는 재료의 특성상 친환경적이지 못하고 난연성이 불량한 문제가 있다.

또한, 등록특허 10-1235736호(내외장용 판넬 제조방법)을 살피면, 이는 마그네슘과 황토, 숯, 녹차, 송진 중에서 선택된 어느 하나 이상의 판넬소재 분말을 기설정된 두께로 소결 또는 가열 압착시켜 형성된 베이스판을 준비하고, 베이스판의 일측면 상에 접착제를 도포하여 도배지를 접착시키며 도배지 위에 무기질 소재를 코팅하여 코팅층을 이루고, 코팅층 위에 인쇄를 한 판넬인 바, 상술한 코팅층을 형성시킬 때 하나 이상의 색상을 가지는 색실이 배열이 되도록 하고 있다. 이는 재료가 친환경적이고 어느 정도의 난연 기능을 가지고 있지만, 충격에 취약하고 중량이 무거우며 제작단가가 높아서 경제성이 불량한 문제가 있다.

다음, 공개특허 10-2005-0048983호(난연처리된 종이 하니컴을 심재로 한 불연복합판넬)에 대해 살피면, 이는 종이로 된 벌집 형상의 심재의 외측에 페놀수지로 제조한 페놀FRP판을 접착제로 접착시킨 판넬인 바, 상술한 심재는 난연도료를 도포시킬 수도 있고 또는 난연도료에 침적을 시켜 건조를 시킨 것일 수도 있다. 이는 재료가 친환경적이지 못한 문제가 있다.

다음, 등록특허 10-0826958호(벌집형 내장재와 이를 구비하는 판넬과 벌집형 내장재 제조방법 및 판넬 제조방법)를 살피면, 이는 벌집형 종이 내장재에 페놀수지, 멜라민수지, 폴리에스터수지 등의 결합제를 도포하고 그 위에 비철금속을 코팅한 것인 바, 난연 기능은 어느 정도 유지가 될 수 있으나 결합제가 친환경적이지 못한 문제가 있다.

따라서, 흡습, 난연성 유독성의 문제를 해결하면서 친환경적인 합판의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 난연성이고 친환경적이며, 경제성이 우수한 친환경 합판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 종이 및 식물성 전분의 질량비가 8~12:1인 혼합물을 제조하는 혼합 단계; 상기 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 건조된 혼합물을 프레스 및 성형하여 시트를 제조하는 프레스 및 성형 단계; 상기 시트에 액상 세라믹 바인더를 도포한 후, 가열하여 수분을 제거하는 세라믹 도포 단계; 및 수분이 제거된 시트지를 가열하여 합판을 제조하는 시트 가열 단계를 포함하는 친환경 합판 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 방법으로 제조된 친환경 합판이 제공된다.

본 발명에 따른 친환경 합판은 난연성이고, 친환경적이며 폐기처분되는 물질을 재활용하여 제조하기 때문에 기존의 합판에 비해 제작 단가가 저렴하여 경제성이 뛰어나다.

도 1 내지 도 3은 실시예에서 본 발명의 방법으로 제조된 친환경 합판의 일예를 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 친환경 합판 제조방법은 종이 및 식물성 전분의 질량비가 8~12:1인 혼합물을 제조하는 혼합 단계; 상기 혼합물을 건조시키는 건조 단계; 건조된 혼합물을 프레스 및 성형하여 시트를 제조하는 프레스 및 성형 단계; 상기 시트에 액상 세라믹 바인더를 도포한 후, 가열하여 수분을 제거하는 세라믹 도포 단계; 및 수분이 제거된 시트지를 가열하여 합판을 제조하는 시트 가열 단계 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에 기재된 파쇄기, 건조장치, 분사장치, 열 처리기 등은 모두 공지의 기술로 제작이 가능함은 물론 시중에서 구입할 수 있는 것을 사용할 수 있다.

상기 혼합 단계에서는 종이 및 식물성 전분의 질량비가 8~12:1인 혼합물을 제조할 수 있다. 본 발명의 주재료인 종이는 폐기 처분되는 것을 재활용할 수 있기 때문에, 매우 친환경적임은 물론 제작 단가를 혁신적으로 절감시킬 수 있으며, 식물성 전분은 증점 및 증량제의 역할을 수행다. 또한, 종이와 식물성 전분은 인체에 무해하므로 친환경적이다. 본 발명에서 사용하는 종이로는 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 폐지, 갱지, 골판지 등을 사용할 수 있다.

상기 혼합 단계에서 사용하는 종이는 가로와 세로의 길이가 5 cm 이내의 크기를 갖는 것일 수 있으며, 상기 혼합 단계 전에 종이를 가로와 세로의 길이가 각각 5 cm 이내(예컨대 0.5~5 cm)의 크기가 되도록 파쇄하는 파쇄 단계를 수행할 수 있다. 상기 파쇄 단계는 파쇄기를 사용하여 수행될 수 있다.

혼합 단계 후, 상기 혼합물을 건조시키는 건조 단계를 수행할 수 있다. 이는 원료에 함유된 수분의 탈수 목적으로 수행되며, 특별히 한정하지 않으나, 상기 건조 단계에서는 건조기를 사용하여 혼합물을 85~100℃에서 4~10분간 가열할 수 있다. 건조 단계를 수행하면 종이 및 식물성 전분의 혼합물이 건조되어, 성형할 수 있는 상태가 된다.

프레스 및 성형 단계에서는 상기 건조단계에서 건조된 혼합물을 프레스 및 성형하여 시트를 제조할 수 있다. 특별히 한정하지 않으나, 3톤의 프레스와 성형틀을 이용하여 압력을 가하여 합판 시트 형태를 제조할 수 있으며, 도 1 내지 3에서 보여지는 바와 같이 합판 내부에 높이 1 mm~1 cm인 삼각기둥 형태로 공기층이 형성될 수 있도록 시트를 제조할 수 있다.

특별히 한정하지 않으나, 상기 시트는 두께 3cm~30cm, 폭 2m~2.5m으로 제조될 수 있다.

세라믹 도포 단계에서는 프레스 및 성형 단계에서 제조된 시트에 분사 장치를 이용하여 액상 세라믹 바인더(무기 바인더)를 도포한 후, 이를 가열할 수 있다. 상기 액상 세라믹 바인더는 무기세라믹 바인더로서 친환경적인 바인더로서의 기능이 뛰어나고 불연성의 특성을 가지고 있다. 특별히 한정하지 않으나, 액상 세라믹 바인더는 시트 전체 중량 100%에 대하여 5~30중량%로 코팅 처리될 수 있다.

특별히 한정하지 않으나, 상기 세라믹 도포 단계에서는 잔존 수분의 제거를 위해 건조 로울러를 이용하여 액상 세라믹 바인더가 도포된 시트를 80~100℃에서 3~5분간 가열할 수 있다.

시트 가열 단계에서는 수분이 제거된 시트지를 가열하여 합판을 제조할 수 있다. 특별히 한정하지 않으나, 열판 로울러를 이용하여 수분이 제거된 시트지를 170~190℃로 3~5분간 가열할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 방법으로 제조된 친환경 합판이 제공된다.

한편, 본 발명의 실시로 인하여 최종적으로 얻어지는 합판은 다양한 형태로 변화가 될 수 있는바, 상기에서 제시되는 수치는 반드시 본 발명을 한정하지 않으며, 얼마든지 증가 또는 감소가 될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 재료 및 첨가제는 모두 친환경적인 성질을 가지며, 규산질계 액상 세라믹 바인더는 본 발명의 합판이 난연기능을 갖도록 하는 중요한 역할을 한다.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 친환경 합판은 난연성이고, 친환경적이며 폐기처분되는 물질을 재활용하여 제조하기 때문에 기존의 합판에 비해 제작 단가가 저렴하여 경제성이 뛰어나다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

종이(폐지)를 가로 및 세로의 길이가 5 cm 이내가 되도록 파쇄한 후, 종이 및 식물성 전분의 질량비가 10:1인 혼합물을 제조하였다. 그 후, 상기 혼합물을 건조기에서 90℃로 5분간 건조시켜 탈수시킨 후, 건조된 혼합물을 3톤의 프레스와 성형틀을 이용하여 압력을 가하여 두께 20cm, 폭 2.2m의 시트를 제조하였다. 제조된 시트에 액상 세라믹 바인더를 시트 100중량%에 대해 20중량%로 도포한 후, 건조 로울러로 90℃에서 5분간 통과시켰다. 그 후, 수분이 제거된 시트를 180℃의 열판 로울러에 4분간 가열하여 친환경 합판을 제조하였다.

제조된 친환경 합판에 대해 KS F 2271:1998 시험방법에 의거하여 난연성 평가를 하였으며(3회 실시), 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 또한, KS F 3104에 의거하여 친환경 합판이 품질 기준에 부합하는지를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

상기 표 1 및 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 친환경 합판은 난연성이 우수하고, 친환경적임을 확인할 수 있다. 또한, 품질기준에 부합하는 휨강도, 박리강도 등의 물성을 확보하면서, 제조 단가를 절감할 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (6)

1. 가로와 세로의 길이가 각각 5 cm 이내인 종이 및 식물성 전분의 질량비가 8~12:1인 혼합물을 제조하는 혼합 단계;
   상기 혼합물을 85~100℃에서 4~10분간 가열하여 건조시키는 건조 단계;
   건조된 혼합물을 프레스 및 성형하여 내부에 높이 1 mm~1 cm인 삼각기둥 형태로 공기층이 형성된 시트를 제조하는 프레스 및 성형 단계;
   상기 시트에 액상 세라믹 바인더를 도포한 후, 80~100℃에서 3~5분간 가열하여 수분을 제거하는 세라믹 도포 단계; 및
   수분이 제거된 시트지를 170~190℃로 3~5분간 가열하여 합판을 제조하는 시트 가열 단계를 포함하는 친환경 합판 제조방법.
   
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