KR102054457B1

KR102054457B1 - 목재판재와 그 제조방법

Info

Publication number: KR102054457B1
Application number: KR1020190108270A
Authority: KR
Inventors: 이선국
Original assignee: 주식회사 아이템
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2019-12-10

Abstract

본 발명은 목재판재와 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 찹쌀가루와 천연오일 및 편백수를 주요성분으로 하는 찹쌀접착제에 의해 목재층과 필름코팅층이 일체화되도록 하여, 우수한 내구성을 구비할 뿐 아니라, 유해물질의 배출 및 내부유입이 차단되고, 기후 변화에 따른 수축팽창현상이 현저하게 저감되는 목재판재와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 목재층, 목재층 상에 도포침투되어 목재층과 일체로 형성되는 편백수 코팅/함침층, 편백수 코팅/함침층이 형성된 목재층 상에 형성된 친환경 접착층, 친환경 접착층에 의해 목재층과 일체로 부착되는 필름코팅층을 포함하되, 상기 친환경 접착층은 찹쌀가루 30∼40wt%, 편백수 30∼45wt%, 난연제 5∼15wt%, 이산화티타늄 1∼3wt%, 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 첨가제 0.1∼3wt%를 포함하는 찹쌀접착제로 이루어지도록 되어 있다.

Description

목재판재와 그 제조방법{Wood panel and its manufacturing method thereof}

본 발명은 목재판재와 그 제조방법에 관한 것으로, 유해물질의 흡착제거 및 피톤치드의 방출이 이루어지는 찹쌀접착제에 의해 목재층과 필름코팅층이 일체화되도록 하여, 유해물질의 외부 배출 또는 내부 침투를 방지할 수 있는 목재판재와 그 제조방법에 관한 것이다.

건축용 또는 가구용에 사용되고 있는 목재로는 원목(천연목재)과 MDF, PB, 집성목 등과 같은 합성목의 소재가 주로 사용되어지고 있으며, 이러한 목재는 대부분 방부처리 즉, 포르말린에 침지시켜 제조하고 있어, 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 방출하게 된다는 심각한 문제점이 발생되었다.

특히 휘발성 유기화합물 중에서도 포름알데히드는, 새집 증후군(Sick HouseSyndrome: SHS) 및 화학물질 과민증(MultipleChemical Sensitivity: MCS) 유발의 중요한 원인물질로서 신경계와 장기 등에 심각한 영향을 미치는 것으로 판명되어 있으며, 아파트 등을 포함하는 다양한 주거 형태의 주택이나 빌딩, 학교 등과 같은 장소에서 건물 신축시에 사용된 내장재나 가구로부터 장기간에 걸쳐 지속적으로 배출되므로 새집 입주자 또는 거주자에게 온몸의 붉은 반점, 비염, 아토피성 피부염, 두드러기, 천식, 심한 두통, 기관지염 등을 초래할 위험성이 높은 문제점이 있으나, 종래의 목재소재는 방충 및 곰팡이 발생 방지를 위하여, 불가피하게 포르말린 등으로 방부처리되어지고 있으며, 이와 같이 제조된 목재는 별도의 후공정 없이 가구 혹은 인테리어 마감재로 사용되어지고 있어, 새집 입주자 또는 거주자의 건강에 좋지 못한 영향을 주는 현상이 발생되어 있다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 광물분말, 알칼리규산염, 황토분말 등을 함유에 의해 새집증후군, 새 가구증후군의 원인이 되는 목재 속에 있는 포름알데히드(HCHO) 및 유기성화합물(VOCs)의 방산량을 최소화시키는 목재판재가 있으나, 이와 같은 목재판재는 황토분말을 주요성분으로 하고 있어, 목재판재에 외부충격이 발생될 경우, 황토층에 크랙 또는 파손현상이 발생되어 유해물질의 흡착제거효율이 저하되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

등록특허공보 등록번호 10-0947235(2010.03.05) 공개특허공보 공개번호 10-2011-0097289(2011.08.31) 공개특허공보 공개번호 10-2004-0092697(2004.11.04) 등록특허공보 등록번호 10-1041371(2011.06.08)

본 발명의 목적은 찹쌀가루와 천연오일 및 편백수를 주요성분으로 하는 찹쌀접착제에 의해 목재층과 필름코팅층이 일체화되도록 하여, 우수한 내구성을 구비할 뿐 아니라, 유해물질의 배출 및 내부유입이 차단되고, 기후 변화에 따른 수축팽창현상이 현저하게 저감되는 목재판재와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 천연오일에 의해 찹쌀가루의 습기에 대한 저항성을 향상시켜 찹쌀접착제의 접착성 저하 방지를 통해, 층분리 또는 집성목의 나무조각 간 분리 현상이 발생되지 않도록 한 목재판재와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 목재층, 목재층 상에 도포침투되어 목재층과 일체로 형성되는 편백수 코팅/함침층, 편백수 코팅/함침층이 형성된 목재층 상에 형성된 친환경 접착층, 친환경 접착층에 의해 목재층과 일체로 부착되는 필름코팅층을 포함하되, 상기 친환경 접착층은 찹쌀가루 30∼40wt%, 편백수 30∼45wt%, 난연제 5∼15wt%, 이산화티타늄 1∼3wt%, 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 첨가제 0.1∼3wt%를 포함하는 찹쌀접착제로 이루어지도록 되어 있다.

본 발명은 찹쌀가루를 주성분으로 하는 찹쌀접착제에 의해 목재층과 필름코팅층이 일체화되도록 되어 있어, 유해물질의 외부방출현상이 없는 친환경적인 효과를 구비한다.

본 발명은 목재층의 편백수 함침코팅층이 편백수를 함유하는 찹쌀접착제에 의해 코팅되어지도록 되어 있어, 장시간동안 피톤치드(phytoncide)의 은은한 향과 성분이 지속적으로 배출되어 인체에 유익하고 괘적한 환경이 제공되어지는 효과가 있다.

본 발명은 야자오일과 코코넛 오일 등의 천연오일이 첨가되도록 되어 있어, 찹쌀가루에 대한 습기저항성을 증진시키며, 이를 통해 찹쌀접착제의 접착성 저하현상이 발생되지 않는 효과가 있다.

본 발명의 찹쌀접착제는 부피에 비해 무게가 가벼워 우수한 시공성과 제품의 경량화가 이루어지는 효과가 있다.

본 발명의 목재판재는 목재층과 친환경 접착층 및 필름코팅층으로 이루어지고, 상기 친환경 접착층내에 찹쌀가루, 편백수, 천연오일 및 광물분말 등이 함유되어 있어, 새집증후군, 새 가구증후군의 원인이 되는 목재 속에 있는 포름알데히드(HCHO) 및 유기성화합물(VOCs)의 방산량을 최소화시키는 효과가 있다.

본 발명의 목재판재는 약제에 의한 훈증처리가 이루어지지 않고, 60℃∼90℃ 로 고온건조 및 냉동살균에 의해 방부처리되도록 되어 있어, 포름알데히드(HCHO) 및 유기성화합물(VOCs)으로 인한 문제점이 발생되지 않는 효과가 있다.

본 발명은 찹쌀접착제의 도포에 의해 목재 표면에 평활성이 향상된 친환경 접착층이 형성되어지므로, 필름코팅층이 견고하게 접착되어지는 효과가 있다.

본 발명은 난연제를 포함하도록 되어 있어, 화재시 난연성을 발휘하여 목재의 표면에 불길이 닿는 시간을 늘여주며, 이를 통해 화재 발생 시 대피시간을 제공하고 불길의 확산을 방지하여 피해를 최소화하는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 목재판재의 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 목재판재의 제조공정을 보인 블록예시도
도 3 은 본 발명에 따른 목재판재에 대한 발화테스트 사진예시도

도 1 은 본 발명에 따른 목재판재의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 목재층(10); 목재층 상에 도포침투되어 목재층과 일체로 형성되는 편백수 코팅/함침층(20); 편백수 코팅/함침층이 형성된 목재층 상에 형성된 친환경 접착층(30); 친환경 접착층에 의해 목재층과 일체로 부착되는 필름코팅층(40);을 포함하되,

상기 친환경 접착층(30)은 찹쌀가루 30∼40wt%, 편백수 30∼45wt%, 난연제 5∼15wt%, 이산화티타늄 1∼3wt%, 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 첨가제 0.1∼3wt%를 포함하는 찹쌀접착제로 이루어져 있다.

상기 목재층(10)은 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목이 사용되어질 수 있으며, 본 발명의 목재층을 이루는 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목은 해충과 곰팡이에 대하여 약제에 의한 훈증처리가 이루어진 것이 아니나, 소정온도로 건조 및 냉동살충된 것이 사용되어진다.

즉, 종래의 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목은 대부분 약제에 의한 훈증처리에 의해 방충 및 곰팡이 생장을 억제하도록 되어 있으나, 상기 약제는 방부제, 포름알데히드 등의 유해물질로 이루어져 있어, 약제에 의해 훈증처리가 이루어질 경우, 이들 약제가 집성목 또는 원목내에 잔류하는 현상이 발생되고 있다.

그러나, 본 발명에 따른 목재층(10)을 형성하는 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목은 60℃∼90℃ 의 가마내에서 약 2∼3.5주 동안, 바람직하게는 430∼530 시간동안, 더욱 바람직하게는 약 480±24시간 정도 건조처리된 다음, -30℃ ∼ -20℃, 바람직하게는 -25℃ ∼ -20℃ 에서 냉동하여 살충처리된 것이 사용되어진다.

이와 같이 장시간동안 소정온도로 건조 및 저온 냉장 처리된 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목은 약제에 의한 훈증처리 없이도, 방충, 곰팡이 발생억제 및 살충효과가 이루어지게 되며, 팽창수축 현상이 현저하게 감소되어지는 효과가 있다.

특히, 소정온도로 건조 및 저온냉장처리된 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목은 약제의 훈증처리에 의해 표면에 약제의 코팅현상이 발생되지 않으므로, 편백수의 침투성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 60℃∼90℃ 의 온도로 약 2∼3.5주 동안 건조시킬 경우, 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목의 표면 색상에 대한 변질이 발생되지 않으면서, 송진 등이 외부로 서서히 빠져나오게 되어 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목의 물성이 증대되어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 목재층(10)은 집성목 또는 원목이 바람직하나, PB 또는 MDF 등으로 이루어지도록 구성되어질 수 있다.

상기 편백수 코팅/함침층(20)은 목재층(10)에 편백수가 스프레이 도포된 후, 약 5∼10일간의 자연건조에 의해 형성된다. 이때, 상기 편백수는 목재층 표면에 촉촉하게 스며들 정도로 도포되면 충분하므로, 그 도포량이 제한되어지는 것은 아니다.

이와 같이 형성된 편백수 코팅/함침층(20)은 목재층(10)과 분리형성되어지는 것이 아니라, 목재층(10)에 함침되어 일체로 형성되어지고, 살균 및 탈취기능을 구비하게 된다. 또한, 이와 같은 편백수 코팅/함침층(20)의 형성시, 고온건조 및 저온냉장처리된 목재층에 대한 수분공급 및 재 건조가 이루어지게 되므로, 목재층(10)의 수축팽창성이 더욱 현저하게 감소되게 된다.

상기 편백수 코팅/함침층(20)은 편백수내에 함유된 피톤치트 등의 유효성분이 목재층내에 침투함유된 상태로 이루어지게 되므로, 편백수내에 함유된 유효성분에 대한 손실이 방지되고, 장기간에 걸친 유효성분의 방출이 이루어지게 된다.

또한, 상기 편백수 코팅/함침층(20)은 목재층(10)의 표면에 대한 재건조 및 편백수의 침투에 의해 목재층에 대한 친환경 접착층의 일체성을 향상시키는 기능을 구비한다. 즉, 본 발명의 친환경 접착층(30)을 형성하는 찹쌀접착제는 편백수를 포함하도록 되어 있어, 목재층(10)에 편백수 코팅/함침층(20)이 형성된 상태에서, 찹쌀접착제가 도포될 경우, 편백수 코팅/함침층(20)에 의해 목재층 표면에 대한 찹쌀접착제의 침투성이 향상되어 목재층(10)과 친환경 접착층(30)의 일체성이 향상되는 효과가 있다.

상기 편백수는 피톤치트가 함유되어 있으며, 면역력강화, 아토피 치료, 아토피 예방, 비염치료, 피부 면역력 강화 등등 여러 분야에서 효능이 우수할 뿐 아니라, 천연 살균제 및 탈취제 기능을 구비한다.

특히, 편백수는 강력항 항균, 항진균 작용, 집먼지 진드기의 생육저해 기능을 구비할 뿐 아니라, 현대인의 스트레스를 완화시켜 각종 질병으로 부터 인체를 보호하는 기능을 구비한다.

상기 편백수는 편백나무원료(잎 또는, 가지 또는, 나무 및, 이들 중 하나 이상을 혼합)을 열수추출법 또는 증류법에 의해 추출한 것이 사용되어지며, 바람직하게는 증류법(가열에 의해 발생된 수증기 추출)에 의해 추출된 것이 사용되어진다. 일예로 상기 편백수는 편백나무 가지 100 중량부에 대하여, 물 500∼1,500 중량부를 넣고, 가열하여 발생되는 수증기를 응축시킨 것이 사용되어질 수 있다. 이와 같은 편백수의 제조는 공지의 방법이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 친환경 접착층(30)은 유해성분의 방출이 발생되지 않는 친환경적인 접착제 즉, 찹쌀접착제에 의해 형성되어, 목재층 표면에 필름코팅층(40)을 부착시키는 기능 및, 편백수 코팅/함침층(20)을 보호하는 코팅기능을 동시에 구비한다.

상기 찹쌀접착제는, 찹쌀가루와 편백수에 의해 제조된 것으로, 찹쌀가루 30∼40wt%, 편백수 30∼45wt%, 난연제 5∼15wt%, 이산화티타늄 1∼3wt%, 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 첨가제 0.1∼3wt%를 포함하며, 우수한 접착력을 구비함은 물론, 인체에 무해하여 각종 피부질환을 유발하지 않는 특징이 있다.

즉, 본 발명에 따른 찹쌀접착제는 찹쌀가루, 편백수, 이산화티타늄, 코코넛오일, 야자오일, 다공성물질 및 첨가제가 혼합교반되면서 가열(끓임 ; 80℃∼100℃로 30∼60분간 가열)되어, 접착성을 구비하도록 형성된 것으로, 그 가열 온도나 시간이 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 상기 찹쌀접착제는, 찹쌀가루, 편백수, 이산화티타늄, 코코넛오일, 야자오일, 다공성물질 및 첨가제가 한번에 혼합교반되면서 가열되어 제조되거나, 이산화티타늄과 다공성물질이 균일하게 분산되도록 다단계에 의해 제조될 수 있으며, 바람직하게는 다단계로 분리하여 제조된 것이 사용된다.

즉, 상기 찹쌀접착제는 이산화티타늄과 다공성물질, 난연제가 혼합되어 혼합물이 형성되는 혼합단계, 혼합물이 코코넛오일과 야자오일내로 첨가되어 교반혼합되는 오일분산단계; 찹쌀가루에 혼합물이 분산된 오일을 첨가하여 혼합교반하는 가루혼합단계; 가루혼합단계 후, 편백수 및 첨가제를 넣어 교반 및 가열(80℃∼100℃)하는 가열단계;에 의해 제조되어질 수 있으며, 이와 같이 제조된 찹쌀접착제는 접착성을 구비하면서도, 이산화티타늄 및 다공성물질이 균일하게 분산된 상태로 유지된다.

또한, 상기 찹쌀접착제는 편백수에 찹쌀가루를 넣고 교반하면서 80℃∼100℃ 로 가열되어 찹쌀풀이 형성되는 1차 가열단계, 1차 가열단계 후 찹쌀풀에 이산화티타늄, 다공성물질, 코코넛오일, 야자오일, 난연제, 첨가제가 투입되어 소정시간 동안(약 2∼5분정도) 더 가열(80℃∼100℃)/혼합/교반되는 2차 가열단계에 의해 제조되어질 수 있다. 이와 같이 제조된 찹쌀접착제는 2차 가열을 통해 이산화티타늄, 다공성물질, 코코넛오일, 야자오일이 찹쌀풀내에 고르게 분산되어지게 된다.

이와 같이 이루어진 찹쌀접착제는, 열에 의해 알파화(중합)되고 경화될 경우, 셀룰로오스 즉, 나무와 같은 조직형태로 변화되어지므로, 목재층에 팽창 및 수축현상이 발생되어도, 목재층의 갈라짐이나 벌어짐 현상을 방지하게 된다.

상기 찹쌀가루는 우수한 접착력을 부여할 뿐 아니라, 인체에 무해하고 피부질환을 유발하지 않는 특징이 있으며, 백미찹쌀가루 또는 현미찹쌀가루 또는 이들의 혼합가루가 사용된다.

상기 찹쌀가루는 30wt% 미만으로 첨가될 경우, 접착력 저하현상이 발생되고, 40wt% 를 초과하여 첨가될 경우, 점성의 증가로 인하여 작업성이 저하되는 현상이 발생되므로, 적정범위내에서 첨가된다.

상기 편백수는 편백나무원료(잎 또는, 가지 또는, 나무 및, 이들 중 하나 이상을 혼합)을 열수추출법 또는 증류법에 의해 추출한 것이 사용되어지며, 바람직하게는 증류법(가열에 의해 발생된 수증기 추출)에 의해 추출된 것이 사용되어진다. 이와 같은 편백수의 제조는 공지의 방법이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 편백수는 찹쌀가루와 혼합가열되어 부피 및 점성을 증대시키는 기능을 구비하며, 찹쌀접착제가 천연 살균제와 탈취제 기능을 구비하도록 한다.

상기 편백수는 30wt% 미만시에는 찹쌀가루와의 반응(호화)이 불완전하여 점성이 저하되는 현상이 발생되고, 45wt% 초과하여 첨가시에는 찹쌀접착제의 도포 및 작업성이 저하되므로, 적정범위내에서 첨가된다.

상기 난연제는 인계난연제 또는 할로겐계 난연제 또는, 비할로겐계 난연제가 첨가되며, 난연제의 경우 5wt% 미만의 양을 사용하게 되면 난연성능이 현저하게 떨어지며 15wt%를 초과하여 첨가되면 난연성은 향상되지 않으면서 오히려 물성이 저하되는 현상이 발생된다. 상기 난연제는 인계난연제가 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 이산화티타늄은 무색 또는 백색 분말로서 무취 및 무미의 특성을 가지며, 빛을 흡수하여 다른 물질을 산화시키는 성질이 뛰어나기 때문에 광촉매로서의 특징을 구비하고 있어, 본 발명의 찹쌀접착제내에 포함될 경우, 광촉매작용에 의해 냄새 분자를 분해하여 제거하는 기능 및 항균과 항곰팡이성 등의 기능성을 부여한다. 이와 같은 이산화티타늄은 1∼3wt% 로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이산화티타늄은 황토접착제에 혼합하여 황토만 사용하였을 경우의 황토접착제의 은폐력 문제를 보완하여 목재층의 표면색이 상이한 부분을 잡아 목재층의 표면색에 따라 필름코팅층의 색이 다르게 보이는 것을 막아 주는 기능도 구비한다.

상기 코코넛 오일은 코코야자에서 채취하는 오일로, 중쇄지방산(MCT;medium-chain triglycerides)에 의해 강력한 항균, 방부 및, 각종 독성을 중화시키는 기능을 부여한다. 또한, 상기 코코넛 오일은 찹쌀접착제의 도포 작업시, 도포성형에 따른 작업성이 확보되도록 하는 기능 및, 발열효과에 의해 점착성을 증진시키는 기능도 함께 구비한다.

상기 야자오일(팜오일)은 강력한 항균 및 방부기능을 부여하며, 이산화티타늄과 다공성물질 및 찹쌀가루로 이루어지는 혼합입자의 탄력성과 안정성을 증대시키고 표면방수성을 부여하는 기능을 구비한다.

또한, 상기 코코넛 오일과 야자오일은 목재층내로 침투되어, 습기와 유해물질의 목재층내 침투를 방지하는 기능도 함께 구비한다. 특히, 상기 코코넛오일과 야자오일은 찹쌀가루의 습기에 대한 저항성을 향상시켜 찹쌀접착제의 접착성이 저하되는 현상을 방지하는 기능도 구비한다.

상기 코코넛 오일과 야자오일은 3wt% 미만으로 첨가될 경우, 항균 및 방부성이 저하되고, 10wt%를 초과하여 첨가될 경우, 다른 구성성분의 함량에 영향을 주어 전체 기능이 저하되는 현상이 발생되므로, 적정범위내에서 첨가된다. 또한, 상기 코코넛 오일과 야자오일은 항균, 방부, 탄력 및 안정성을 향상을 고려할 경우, 1 : 1 의 비율로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.

상기 다공성물질은 다공성을 구비하는 광물분말로, 포름알데히드 및 및 유기성화합물(VOCs) 제거능을 부여한다. 이와 같은 다공성물질로는 스테아린산 또는 산화티타늄으로 코팅된 광물분말이 사용되어진다.

즉, 스테아린산 또는 산화티타늄의 코팅이 이루어지지 않은 광물분말이 그대로 첨가되어 혼합될 경우, 찹쌀가루와 편백수의 호화에 따른 점성증가로 인해, 광물분말이 균일하게 분산되지 못할 뿐 아니라, 광물분말의 다공내로 접착성분(광물분말 이외의 다른 구성성분)의 충진현상이 발생되어 포름알데히드 및 및 유기성화합물(VOCs) 제거성능이 저하되는 현상이 발생될 수 있다.

상기 스테아린산이 코팅되는 광물분말은 해부석, 조장석(Albite), 안티고라이트(Antigorite), 아노르타이트(anorthite) 계열 광물중 선택된 하나 또는 하나 이상이 혼합되어 사용될 수 있으며, 산화티탄늄이 코팅되는 광물분말은 견운모분말이 사용될 수 있다.

상기 스테아린산 또는 산화티타늄으로 코팅된 광물분말은, 300∼800 메쉬(0046∼0018㎜), 바람직하게는 600∼800 메쉬의 것이 사용되어지며, 찹쌀접착제내에서 가공성 개선을 위한 보강제(Reinforcing Filler)의 기능뿐 아니라, 찹쌀접착제에 의해 형성되는 친환경 접착층의 마모성을 개선시키고, 표면 평탄성을 향상시켜 필름코팅층의 부착성을 증대시키는 기능을 구비한다.

상기 스테아린산으로 코팅된 광물분말은 광물분말 100중량부에 스테아린산 2 중량부를 첨가하고 믹서기로 상온에서 50∼60℃를 유지하며 5∼8분동안 혼련시킨 후, 30∼40분간 냉각시킨 것이 사용될 수 있다.

또한, 산화티타늄이 코팅된 견운모분말은, 견운모 분말을 5∼10분, 70∼80℃의 열로 가열하고, 견운모 100중량부에 15∼20중량부의 산화티타늄 분말을 첨가하여 70∼80℃를 유지하며 15∼20분 가열하여 혼련시킨 후, 상온에서 50∼60시간 경화시켜 산화티타늄이 견운모 분말의 표면에 견고하게 결합되도록 한 것이 사용될 수 있다.

상기 다공성물질은 3wt% 미만으로 혼합될 경우, 포름알데히드 등의 유해성분에 대한 흡착제거능이 저하되고, 5wt%를 초과하여 혼합될 경우, 찹쌀접착제의 접착성 및 표면평탄성이 저하될 뿐 아니라, 유해성분의 흡착제거능의 증진된 효과를 기대할 수 없으므로, 적정범위내에서 첨가된다.

상기 첨가제는 기능성 및 물성을 조절하기 위하여 첨가되는 것으로, 분산제, 소포제, 수용성 레벨링제, 수용성 증점제, 수용성 계면활성제, 산화방지제, 방부제, 항균제, 안료 등등이 첨가될 수 있으며, 약 0.1∼3wt% 범위내에서 접착제 또는 목재판재용 접착제 등에 사용되어지는 공지의 것이 사용되어질 수 잇다.

상기 분산제는 습윤분산제로서 이산화티타늄, 참쌀분말, 난연제 등의 파우더를 수용성 아크릴 에멀젼에 고루 분산시켜주며 응집, 색상변화, 색분리, 버나드 셀, 침전과 같은 현상을 방지한다. 상기 분산제는 수용성 분사제가 바람직하고, 1.0wt%를 초과하여 첨가될 경우, 흐름성, 레벨링성, 기포 발생 등의 문제점이 발생되므로, 찹쌀가루, 이산화티타늄, 난연제 등의 파우더 첨가량을 고려하여 적정범위내에서 첨가될 수 있다. 상기 분산제는 접착제 또는 목재판재용 접착제 등에 사용되어지는 공지의 것이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 계면활성제는 표면장력을 낮추어 레벨링성을 좋게 해주며, 크레이링(cratering) 현상, 오렌지 필 현상을 방지해주며, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니나, 실리콘 계면활성제가 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 실리콘계 계면활성제는 0.5wt%를 초과하여 혼합 시, 물성이 저하되어 크레이링(cratering) 현상, 오렌지 필이 발생될 수 있으므로, 적정범위내에서 첨가된다.

즉, 상기 계면활성제로 반응성 계면활성제나 불소계 계면활성제가 첨가될 경우, 실리콘계 계면활성제 보다 기포 발생이 많아지고 물성 저하현상이 되어, 크레이터링(cratering) 현상, 오렌지 필과 같은 현상이 야기될 수 있으므로, 실리콘계 계면활성제가 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘계 계면활성제는 수용성 실리콘계 계면활성제가 바람직하다.

상기 수용성 소포제는 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니나, 실리콘 소포제가 바람직하며, 약 1.0wt%, 바람직하게는 약 0.8wt%를 초과하지 않도록 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 레벨링제, 증점제, 산화방지제, 방부제, 항균제는 찹쌀접착제내 첨가되는 분말의 량 및 전체 첨가제의 첨가량을 고려하여 적정범위내에서 소정량 첨가되며, 접착제 또는 목재판재용 접착제 등에 사용되어지는 공지의 것이 사용되어진다.

이때, 상기 레벨링제, 산화방지제, 방부제는 각각 약 0.5wt%를 초과하지 않는 범위내에서 첨가되고, 증점제, 항균제 및 안료는 각각 약 2wt%를 초과하지 않는 범위내에서 첨가되는 것이 물성저하방지를 위하여 바람직하다 .

또한, 상기 첨가제는 수용성을 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 분산제, 소포제, 레벨링제, 증점제, 계면활성제는 모두 수용성 분산제, 수요성 소포제, 수용성 레벨링제, 수용성 증점제, 수용성 계면활성제가 사용되어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 안료는 수성안료가 사용되어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 첨가제는 이에 한정되는 것이 아니라, 접착제의 물성을 개선 또는 보강하기 위해 소량 첨가되어지는 공지의 것들을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 첨가제는 특허등록 제 10-1301562 에 기재된 첨가제가 사용되어질 수 있다.

상기와 같이 이루어진 목재판재는, 목재문, 목제창, 신발장, 선반, 가정용 가구, 사무용 가구, 건축자재, 각종 목재물품 등등 다양한 소재로 사용되어질 수 있다.`

도 2 는 본 발명에 따른 목재판재의 제조공정을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 목재를 절단 및 가공하여 목재층(10)을 형성하는 가공단계; 목재층(10)에 편백수를 도포 및 건조하여 편백수 코팅/함침층(20)을 형성하는 편백수 도포단계; 편백수 코팅/함침층(20)이 구비된 목재층(10)에 찹쌀접착제를 도포하여 친환경 접착제층(30)을 형성하는 접착제 도포단계; 친환경 접착제층(30)에 의해 필름코팅층(40)을 목재층에 일체로 부착시키는 필름부착단계;를 포함한다.

상기 가공단계는, 원목으로 이루어진 목재층 또는, 집성목으로 이루어진 목재층을 형성하는 단계로, 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목이 60℃∼90℃ 의 가마내에서 약 2∼3.5주 동안, 바람직하게는 430∼530 시간동안, 더욱 바람직하게는 약 480±24시간 정도 건조처리되는 건조단계; 건조단계 후 목재층의 출고시까지 -30℃ ∼ -20℃, 바람직하게는 -25℃ ∼ -20℃ 에서 냉동하여 살충처리되는 냉동살출단계;를 포함한다.

또한, 상기 집성목으로 이루어진 목재층은 솔리드방식, 사이드 핑거방식, 탑핑거 방식을 모두 포함하며, 집성목을 이루는 나무조각과 나무조각은 본 발명의 친환경 접착층(30)을 형성하는 찹쌀접착제에 의해 이어 붙여져 일체화된다.

즉, 본 발명에 따른 찹쌀접착제는 열에 의해 알파화(중합)되고 경화될 경우, 셀룰로오스 즉, 나무와 같은 조직형태로 변화되어지므로, 기온과 습도에 따라 집성목으로 이룽진 목재층에 팽창 및 수축현상이 발생되어도, 찹쌀접착제 자체가 나무조각과 일체화되어 있어, 목재층의 갈라짐이나 벌어짐 현상이 발생되지 않게 된다.

상기 편백수 도포단계는, 목재층(10) 상에 편백수를 스프레이 도포하고, 약 5∼10일간 자연건조시키도록 되어 있으며, 이와 같은 편백수 도포단계에 의해 목재층(10)에 일체화된 편백수 코팅/함침층(20)이 형성된다.

상기 접착제 도포단계는, 편백수 코팅/함침층(20)이 일체화된 목재층(10)에 찹쌀접착제가 로울러 도포 또는 스프레이 도포된다. 이때, 찹쌀접착제는 목재층의 표면이 평탄성을 구비하면서 필름코팅층(40)이 일체로 접착되어지면 충분하므로, 찹쌀접착제의 도포 두께가 제한되지 않으나, 대략 0.001∼0.2㎜ 정도로 도포되는 것이 기능성 및 접착성을 고려할 경우 바람직하다.

상기 필름부착단계는, 인테리어 필름을 친환경 접착층에 의해 목재층에 일체로 부착시켜 필름코팅층을 형성한다. 상기 필름코팅층을 형성하는 인테리어 필름은 널리 사용되어지고 있는 공지의 것이 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

실시예 1

집성목으로 이루어진 목재층, 편백수 코팅/함침층, 친환경 접착층, 필름코팅층이 구비된 본 발명에 따른 목재판재에 대한 유해성분 방산량을 측정하였으며, 그 결과를 [표1]에 나타내었다.

이때, 목재층을 이루는 집성목의 제조 및, 목재층에 도포형성된 친환경 접착층은, 찹쌀가루 33wt%, 편백수 38wt%, 난연제(인계난연제) 12.2wt%, 이산화티타늄 1wt%, 코코넛오일 5wt%, 야자오일 5wt%, 다공성물질(스테아린산이 코팅된 해부석) 3wt%, 첨가제(수용성 분산제 0.8wt%, 수용성 실리콘 소포제 0.5wt%, 수용성 레벨링제 0.5wt%, 수성안료 1wt%) 2.8wt% 를 포함하는 동일한 조성의 찹쌀접착제가 사용되었다.

또한, 상기 목재층은 60℃∼80℃ 의 가마내에서 약 480±24시간 정도 건조처리된 다음, -20℃ 로 저온냉동하여 살충처리된 것이 사용되었으며, 편백수 코팅/함침층은 목재층의 표면에 편백수가 스프레이 도포된 후 120시간동안 실온에서 자연건조시켜 형성하였다. 또한, 필름코팅층은 공지의 인테리어 필름이 사용되었다.

[표1]

위의 [표1]에서와 같이, 본 발명에 따른 목재판재는 포름알데히드, 유기성화합물, 톨루엔의 방산량이 모두 시험기준치 이하임을 알 수 있다.

실시예 2

실시예 1 에 따른 목재판재에 대한 박리강도를 측정하였으며, 그 결과는 [표2]에 나타내었다.

[표2]

실시예 3

집성목으로 이루어진 목재층, 편백수 코팅/함침층, 친환경 접착층이 구비된 목재판재에 대한 발화성능을 테스트하였으며, 그 결과는 [도3]에 나타내었다. 이때, 상기 목재층 및 친환경 접착층은 실시예1에 따른 목재판재와 동일하게 형성된 것이 사용되었다.

도 3 의 (a)는 본 발명에 따른 목재층과 친환경 접착층이 구비된 목재판재에 대한 발화테스트 사진을, 도 3 의 (b)는 시중에 판매되어지고 있는 목재판재(대비군) 즉, 집성목으로 이루어진 목재층에 화학적 접착제를 통해 인테리어 필름이 부착된 목재판재에 대한 발화테스트 사진이 도시되어 있다.

도 3 에서와 같이, 본 발명에 따른 친환경 접착층을 구비하는 목재판재는 적은 양의 난연제 첨가만으로도 우수한 난연성이 발현됨을 알 수 있으며, 기존 화학적 접착제와 대비할 경우, 발화에 큰 차이가 있음을 알 수 있다.

실시예 4

실시예 1 에 따른 목재판재에 의해 목재창(중연창)을 제조하였으며, 이와 같이 제조된 목재창에 대한 성능 테스트 및 곰팡이 저항성을 측정하였으며, 그 결과는 아래 [표3]에 나타내었다.

[표3]

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 목재층 (20) : 편백수 코팅/함침층
(30) : 친환경 접착층 (40) : 필름코팅층
(100) : 목재판재

Claims

목재층(10); 목재층 상에 도포침투되어 목재층과 일체로 형성되는 편백수 코팅/함침층(20); 편백수 코팅/함침층이 형성된 목재층 상에 형성된 친환경 접착층(30); 친환경 접착층에 의해 목재층과 일체로 부착되는 필름코팅층(40);을 포함하되,
상기 친환경 접착층(30)은 찹쌀가루 30∼40wt%, 편백수 30∼45wt%, 난연제 5∼15wt%, 이산화티타늄 1∼3wt%, 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 첨가제 0.1∼3wt%를 포함하는 찹쌀접착제로 이루어지며,
상기 찹쌀접착제는, 이산화티타늄과 다공성물질, 난연제가 혼합되어 혼합물이 형성되는 혼합단계, 혼합물이 코코넛오일과 야자오일내로 첨가되어 교반혼합되는 오일분산단계; 찹쌀가루에 혼합물이 분산된 오일을 첨가하여 혼합교반하는 가루혼합단계; 가루혼합단계 후, 편백수 및 첨가제를 넣어 교반 및 가열(80℃∼100℃)하는 가열단계;에 의해 형성되거나,
상기 찹쌀접착제는, 편백수에 찹쌀가루를 넣고 교반하면서 80℃∼100℃ 로 가열되어 찹쌀풀이 형성되는 1차 가열단계, 1차 가열단계 후 찹쌀풀에 이산화티타늄, 다공성물질, 난연제, 코코넛오일, 야자오일, 첨가제가 투입되어 2∼5분정도 더 가열(80℃∼100℃)/혼합/교반되는 2차 가열단계에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 목재판재.
청구항 1 에 있어서;
목재층(10)은, 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목으로 이루어진 것을 특징으로 하는 목재판재.
청구항 2 에 있어서;
목재층(10)을 형성하는 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목은,
60℃∼90℃ 로 2∼3.5 주 동안 건조처리된 다음, -30℃ ∼ -20℃에서 냉동하여 살충처리된 것을 특징으로 하는 목재판재.
청구항 1 에 있어서;
편백수 코팅/함침층(20)은, 목재층(10)에 편백수가 스프레이 도포된 후, 5∼10일 동안 자연건조에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 목재판재.
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청구항 1 에 있어서;
다공성물질은, 스테아린산 또는 산화티타늄으로 코팅된 300∼800 메쉬(0046∼0018㎜)의 광물분말인 것을 특징으로 하는 목재판재.
청구항 8 에 있어서;
스테아린산이 코팅되는 광물분말은, 해부석, 조장석(Albite), 안티고라이트(Antigorite), 아노르타이트(anorthite) 계열 광물중 선택된 하나 또는 하나 이상이 혼합된 것이고, 산화티탄늄이 코팅되는 광물분말은 견운모분말인 것을 특징으로 하는 목재판재.
목재를 절단 및 가공하여 목재층(10)을 형성하는 가공단계; 목재층(10)에 편백수를 도포 및 건조하여 편백수 코팅/함침층(20)을 형성하는 편백수 도포단계; 편백수 코팅/함침층(20)이 구비된 목재층(10)에 찹쌀접착제를 도포하여 친환경 접착제층(30)을 형성하는 접착제 도포단계; 친환경 접착제층(30)에 의해 필름코팅층(40)을 목재층에 일체로 부착시키는 필름부착단계;를 포함하되,
상기 찹쌀접착제는, 이산화티타늄 1∼3wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 난연제 5∼15wt% 가 혼합되어 혼합물이 형성되는 혼합단계, 혼합물이 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt% 내로 첨가되어 교반혼합되는 오일분산단계; 찹쌀가루 30∼40wt%에 혼합물이 분산된 오일이 첨가되어 혼합교반되는 가루혼합단계; 가루혼합단계 후, 편백수 30∼45wt%, 첨가제 0.1∼3wt% 가 투입되어 교반 및 가열(80℃∼100℃)되는 가열단계;에 의해 형성되거나,
상기 찹쌀접착제는, 편백수 30∼45wt%에 찹쌀가루 30∼40wt%가 교반되면서 80℃∼100℃ 로 가열되어 찹쌀풀이 형성되는 1차 가열단계, 1차 가열단계 후 찹쌀풀에 이산화티타늄 1∼3wt%, 다공성물질 3∼5wt%, 난연제 5∼15wt%, 코코넛오일 3∼10wt%, 야자오일 3∼10wt%, 첨가제 0.1∼3wt% 가 투입되어 2∼5분정도 더 가열(80℃∼100℃)/혼합/교반되는 2차 가열단계에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 목재판재 제조방법.
청구항 10 에 있어서;
가공단계는, 집성목 또는 집성목용 원목 또는 원목이 60℃∼90℃ 의 가마내에서 2∼3.5주 동안 건조처리되는 건조단계; 건조단계 후 목재층의 출고시까지 -30℃ ∼ -20℃로 냉동되어 살충처리되는 냉동살출단계;를 포함하고,
편백수 도포단계는, 목재층(10) 상에 편백수가 스프레이 도포되어 5∼10일간 자연건조되는 것을 특징으로 하는 목재판재 제조방법.