KR102144100B1 - 방부목 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

방부목에 관한 것으로서 목재를 챔버에 투입하고 상기 챔버 내에 105~120℃의 과열 증기를 공급함으로써 상기 목재를 건조시키는 단계, 상기 건조된 목재 내부에 잔존하는 공기와 수분을 배출시키기 위해 상기 챔버의 내부가 550~650mmHg의 진공도를 갖도록 상기 챔버를 감압시키는 단계, 상기 챔버에 25~30kgf/cm² 의 압력을 갖는 224~235℃의 고압 과열 증기를 공급하여 상기 목재에 고압 과열 증기의 압력을 가함으로써 상기 목재를 가압 증자 처리한 후, 상기 챔버를 배기시킴으로써 상기 챔버 내의 압력을 대기압으로 감소시키는 단계, 및 상기 목재에 방부 약제를 함침시키는 단계를 통해 제조됨으로써 목재의 리그닌이 제거되어 도관이 확장되고, 폐색 벽공이 열려 방부 약제가 목재의 심재 깊숙이 함침됨으로써 방부 효과가 뛰어난 방부목을 얻을 수 있다.

Description

방부목 및 그것의 제조 방법 {Preservative treated woods and method for manufacturing the same}

목재를 방부처리 함으로써 목재의 부후를 막아 사용 연한을 연장시킨 방부목 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 목재는 보온성이나 단열성이 우수한 특성을 가지고 있어 예로부터 건축자재 등으로 사용되어 왔으며, 최근의 건축, 조경 분야에서 사용되는 철강, 콘크리트, 플라스틱 등과 같은 재료보다 친환경적인 재료이다. 또한 목재는 다양한 자연환경과 가장 잘 조화가 되는 우수한 미감을 가진 재료로서 도시 생활로 지친 현대인들로부터 목재의 선호도가 높아져 목재의 사용량이 지속적으로 증가하고 있다.

그러나, 이러한 장점에도 불구하고, 목재는 해충 등의 생물학적 열화 요인과, 햇빛과 같은 자외선, 풍화, 물이나 습기 등과 같은 물리 화학적 열화 요인 등의 다양한 열화 요인에 의해 목재의 본래 성질을 상실하고 열악한 상태로 변질될 수 있다.

이러한 목재의 열화를 방지하기 위해 건축용, 또는 조경시설용으로 사용되는 목재는 방부 처리되어 제공된다. 이러한 목재 방부 처리는 목재가 투입된 밀폐 탱크를 진공 배기 상태로 유지하여 목재의 수분을 외부로 배출시킨 뒤, 방부 약제를 탱크에 채워 압력을 가함으로써 방부 약제를 목재에 투입하는 과정으로 수행되며, 방부 약제가 목재의 심재 중심까지 깊게 그리고 많이 침투할수록 방부 효과가 우수하다.

방부 처리에 관한 종래 기술로 국내 등록특허 제10-1418985호(이하 종래기술)가 있다. 종래 기술은 방부 약제를 가열시켜 온도를 올려 줌에 따라 약액의 용해가 원활히 되게 하고 약액의 분자활동이 활발하게 되므로 목재의 기공으로 약액이 좀 더 원활하게 침투되게 하고, 밀폐 탱크에 가열된 약액을 투입하여 목재를 이완시켜 목재의 기공을 확장시킴에 따라 목재의 기공으로 약액이 좀 더 원활하게 침투될 수 있도록 하는 기술을 제시하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 의한 방부 처리에 의해 제조되는 방부목은 심재 중심부까지 방부 약제가 침투되지 않아, 목재를 절단하여 사용하는 경우 목재 중심부 주변의 방부 처리 않은 단면이 노출되어 추가적으로 방부 처리를 하고 목재를 사용해야 하는 문제점이 있다.

방부 약제가 함침될 목재를 과열 증기를 이용하여 건조시켜 폐색되었던 벽공을 개방함으로써 목재의 투과성이 상승함에 따라 방부 약제가 목재의 심재 전면에 대해 함침되고, 이에 따라 방부 처리된 목재를 절단하여 사용하는 경우에도 절단면에 대한 추가적인 방부처리가 불필요한 방부목 및 그것의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

또한, 목재를 가압 증자처리 하였다가 대기압으로 급격히 압력을 낮추어 목재의 리그닌을 제거하여 목재의 도관을 확장시키고, 도관이 확장된 목재에 방부 약제를 함침시킴으로써 보다 많은 방부 약제가 목재의 심재 내부까지 깊게 함침된 방부 효과가 뛰어난 방부목 및 그것의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 방부목의 제조 방법은 목재를 챔버에 투입하고 상기 챔버 내에 105~120℃의 과열 증기를 공급함으로써 상기 목재를 건조시키는 단계; 상기 건조된 목재 내부에 잔존하는 공기와 수분을 배출시키기 위해 상기 챔버의 내부가 550~650mmHg의 진공도를 갖도록 상기 챔버를 감압시키는 단계; 상기 챔버에 25~30kgf/cm²의 압력을 갖는 224~235℃의 고압 과열 증기를 공급하여 상기 목재에 고압 과열 증기의 압력을 가함으로써 상기 목재를 가압 증자 처리한 후, 상기 챔버를 배기시킴으로써 상기 챔버 내의 압력을 대기압으로 감소시키는 단계; 및 상기 목재에 방부 약제를 함침시키는 단계를 포함한다.

상기 목재에 방부 약제를 함침시키는 단계는, 상기 목재를 주약관에 투입한 후, 상기 목재 내부의 공기가 제거되도록 상기 주약관의 내부를 250mmHg의 진공도 상태로 유지하는 단계; 상기 방부 약제를 상기 주약관으로 투입한 후, 상기 방부 약제가 상기 목재에 함침되도록 상기 주약관 내부의 압력이 13~17kgf/cm²가 되도록 상기 주약관을 가압시키는 단계; 및 상기 목재에 흡수되지 않고 상기 목재의 표면에 남아있는 과잉의 방부 약제를 제거하기 위해 상기 주약관의 내부가 550~600mmHg의 진공도를 갖도록 상기 주약관을 감압시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 목재는 생 라디에이터 파인(radiata pine) 원목을 가공하여 획득될 수 있다.

상기 방부 약제는 45~50℃로 가열되어 상기 주약관으로 투입될 수 있다.

상기 본 발명의 일 측면에 따른 방부목의 제조 방법은 상기 방부 약제가 상기 목재 내부에 고착되도록 상기 방부 약제가 함침된 목재를 양생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방부 약제는 구리, 알카라인, 암모니아로 조성된 구리 알킬암모늄 화합물(Alkaline Copper Quaternary, ACQ)일 수 있다.

상기 목재를 건조시키는 단계는 상기 목재의 함수율이 12% 이하가 될 때까지 상기 목재를 건조시킬 수 있다.

상기 챔버 내의 압력을 대기압으로 감소시키는 단계는 상기 목재로부터 리그닌을 분리시키기 위해 상기 챔버의 배기 밸브를 단번에 최대 개방함으로써 상기 챔버를 배기시킬 수 있다.

상기 본 발명의 일 측면에 따른 방부목의 제조 방법은 상기 목재를 가압 증자 처리한 후 상기 챔버 내의 압력을 대기압으로 감소시키는 단계 이후에, 상기 목재를 50~60℃의 온도를 갖는 해수 또는 염화 나트륨 수용액에 1~2 시간 동안 침지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 방부목은 상기 방부목 제조 방법에 의해 제조된다.

본 발명에 따른 방부목은 방부 약제가 함침될 목재를 증기로 건조시켜 폐색되었던 벽공을 개방함으로써 목재의 투과성이 상승되고, 투과성이 상승된 목재에 방부 약제를 함침함으로써 방부 약제가 목재의 심재 내부까지 깊게 함침되는 효과가 있다.

그리고, 목재를 가압 증자 처리한 후 대기압으로 급격히 압력을 낮추어 목재의 도관을 확장시키고, 도관이 확장된 목재에 방부 약제를 함침함으로써 보다 많은 방부 약제가 목재의 심재 내부까지 깊게 함침되는 효과가 있다.

또한, 목재를 가압 증자 처리 후 급격히 압력을 낮추는 공정에 의해 추출되는 리그닌은 바이오연료 분야에서 고부가가치 물질로 주목받고 있는 바, 추출된 리그닌을 활용하여 부가적인 수익 창출에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방부목의 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 이용되는 목재의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 방부목의 방부 약제 침윤도 및 약제 보유량 관련한 시험 성적서이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예는 방부 약제가 함침된 방부목에 관한 것으로, 간략하게 ‘방부목’으로 호칭될 수도 있다.

다양한 목재가 본 발명의 방부목 제조 방법에 따라 방부목으로 제조될 수 있으나, 생 라디에이터 파인(radiata pine) 원목을 가공한 목재가 본 발명에 따른 방부목을 제조하기에 가장 바람직하다. 목재는 원목의 껍질을 제거하고, 제재(sawing) 또는 재제재(resawing)에 의해 길이 방향으로 가공하여 얻을 수 있다. 본 발명에 사용되는 목재는 가능한 옹이가 없는 원목으로부터 사용하여 만들어진 것이 좋고, 목재를 가공하거나 가공 후에도 썩은 옹이가 발견되면 즉시 분리 처분하여야 하며, 원목은 벌채 된지 2년 이내의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 하기의 실시 예들에 의해 보다 구체적으로 이해될 수 있으며, 하기의 실시 예들은 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방부목을 제조하는 방법의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방부목 제조 방법은 다음과 같은 단계들로 구성된다.

110 단계에서는 목재를 챔버에 투입하고 증기를 공급하여 목재를 건조한다. 본 발명의 일 실시예에서, 챔버는 수평의 원형 탱크로 밀폐 가능하며 전면에는 목재가 투입되고 반출되는 출입문이 설치되고, 챔버 내부에는 증기가 투입되는 노즐인 증기 투입구, 챔버 내부를 감압하는 진공 펌프와 연결되어 챔버 내부의 기체가 배기되는 진공 배기구가 설치된다. 또한 챔버 내부에는 챔버 내부의 압력, 온도, 및 습도를 측정할 수 있는 센서가 설치되어 챔버 외부의 계기판을 통해 챔버 내부의 압력, 온도, 및 습도를 확인하면서 원하는 건조 환경을 유지할 수 있다.

목재를 챔버에 투입할 시에는 목재고정지그에 건조하고자 하는 목재를 적재하고 고정한 뒤 챔버에 투입함으로써 목재의 건조과정에서 생길 수 있는 목재의 변형을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 챔버의 내부에 가이드레일을 추가로 설치하고 목재고정지그에는 가이드레일을 타고 구름이동하는 가이드롤러를 설치하면 목재고정지그를 챔버에 투입하기 용이하다.

목재가 투입된 챔버에 증기 투입구를 통해 105~120℃의 과열 증기를 투입하여 1~20시간 조습함으로써 목재를 건조한다. 예를 들어, 챔버의 증기 투입구에는 과열증기보일러의 토출구가 연결되고, 과열증기보일러에 의해 발생된 과열 증기는 챔버에 공급될 수 있다. 이때, 과열증기보일러에 사용되는 열원체로는 석탄, 석유 어느 것이든지 가능하며 환경을 고려할 때 나무의 부산물인 펠렛을 이용하는 것이 바람직하다.

목재는 도관(200)을 통해 수분이 이동되며, 도관에는 수분이 통과할 수 있는 벽공(210)이 형성되어 있다(도 2a 참조). 목재가 심재화되거나 건조되면 벽공(210)이 토루스(torus)(220)에 의해 막히는 벽공 폐색(도 2c 참조)이 일어나고, 벽공 폐색이 일어나면 목재 내부에서의 수분의 이동이 제한되며, 방부 약제가 목재 내부로 침투하는 것을 방해한다. 본 단계에 따라 고온의 과열 증기에 의해 조습된 목재는 세포벽의 벽공막(230) 물질이 가수분해되고, 마르고(240)와 벽공연(250) 사이의 수소결합이 약화된다. 이에 따라, 토루스(220)에 의해 막혀있던 벽공(210)이 열려 목재의 투과성이 좋아진다. 챔버에 투입하는 증기의 온도가 105℃ 미만인 경우에는 벽공막(230) 물질의 가수분해 및 마르고(240)와 벽공연(250) 사이의 수소결합 약화가 일어나지 않고, 120℃ 초과인 경우에는 비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 목재가 1시간 미만으로 조습될 경우에는 벽공막(230) 물질의 가수분해 및 마르고(240)와 벽공연(250) 사이의 수소결합 약화가 충분히 일어나지 않고, 목재의 수분 함량이 지나치게 높아 방부 약제의 함침 효율이 저하될 수 있으며, 20시간을 초과하여 조습되는 경우에는 목재의 조직이 파괴되어 강도가 저하되거나, 지나치게 건조되어 수축이나 뒤틀림 등의 형태 변형이 발생할 수 있다.

한편, 본 단계에 의해 건조된 목재는 함수율이 12% 이하일 수 있으며, 목재에서 수분 및 진액(송진, 기름)이 제거됨으로써 더 많은 공극이 형성되어 방부 약제가 더 깊게 더 많이 함침될 수 있다.

120 단계에서는, 챔버를 진공 처리하여 목재 내부의 공극에 있는 공기 및 수분을 제거한다. 보다 구체적으로, 챔버를 밀폐하고 챔버의 내부가 550~650mmHg의 진공도를 갖도록 진공 펌프로 챔버 내부를 감압하여 1~3시간 유지함으로써 목재의 세포 내에 잔존하는 수분과 공기를 제거한다.

130 단계에서는, 진공 상태의 챔버 내에 증기를 투입하여 목재를 가압 증자 처리한다. 보다 구체적으로, 챔버 내에 25~30kgf/cm²의 압력을 갖는 224~235℃의 고압 과열 증기를 3~9분 동안 공급하여 목재를 고압 과열 증기에 노출시킴으로써 목재를 가압 증자 처리한다. 고온 고압의 증기에 의해 목재를 구성하는 조직들에 대해 가수분해가 이루어지며, 조직들이 열과 압력에 의해 팽창한다. 이러한 조직들의 팽창에 의해 목재의 수분 이동 통로인 도관(200)이 확장되고, 도관(200)의 벽에 형성된 벽공(210)의 크기 또한 커진다.

공급되는 증기의 온도가 224℃ 미만이거나, 3분 미만으로 목재가 증자 처리 되는 경우 목재 조직들의 가수분해가 충분히 일어나지 않으며, 증기의 온도가 235℃를 초과하거나, 9분을 초과하여 증자 처리 되는 경우 목재가 지나치게 건조되어 크랙이 발생할 수 있다.

140 단계에서는 130 단계에 의해 목재가 가압 증자처리 되고 있는 챔버를 개방하여 챔버 내의 압력을 급격히 대기압으로 낮춘다. 본 발명의 일 실시예에서 챔버의 급격한 압력 강하는 챔버와 연결된 배기 밸브를 단번에 최대 개방함으로써 수행될 수 있으며, 이러한 급격한 압력 강하에 의해 목재는 물리적으로 파쇄된다.

다시 말해, 목재에 대한 130 단계의 가압 증자 처리 및 140 단계의 급격한 기압 강하는 고온 고압의 증기에 의한 가수 분해 효과와, 압력을 순간적으로 강하하는 것에 의한 물리적 파쇄 효과를 발생시켜 목재를 단시간에 파쇄한다. 이러한 130 단계 및 140 단계에 의한 파쇄에 의해 목재의 리그닌이 셀룰로오스 성분 및 헤미셀룰로오스 성분으로부터 분리됨에 따라 목재로부터 제거되고, 도관(200)이 확장되어 보다 우수한 투과성을 가진다. 이에 따라 리그닌이 제거된 목재에 방부 약제 함침 시 보다 많은 양의 방부 약제가 목재의 심재 깊숙하게 함침된다.

한편, 130 단계 및 140 단계에 의해 제거된 리그닌은 목재의 30~40%를 차지하는 고분자 물질로, 식물 세포벽의 주성분이다. 바이오 연료나 종이를 생산하는 과정에서 많이 나오며, 연간 생산량이 약 5000만톤에 이르지만 종래에는 대부분 폐기되거나 단순한 땔감으로 사용되었다. 그러나, 최근에는 리그닌의 환경적·경제적 가치에 주목하여 바이오 연료나 바이오 플라스틱, 분산제, 접착제 등의 재료로 제안되어 각종 석유화학산업과 바이오메디컬 분야에서 고부가가치 소재로 활용될 예정이다.

130 단계 및 140 단계에 의해 목재로부터 제거된 리그닌은 알카리 또는 유기용제에 의해 추출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따라 방부목을 제조하면, 방부 약제가 목재 깊숙하게 함침되어 방부 효과가 뛰어난 방부목을 획득할 수 있을 뿐 아니라, 부산물로써 리그닌을 획득할 수 있어 부가적인 수익 창출에 기여할 수 있다.

150 단계에서는 목재에 방부 약제를 함침시킨다. 목재에 방부 약제를 함침시키는 방법은 통상의 기술자가 적절하게 선택하여 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방부 약제 함침 방법은 다음과 같다.

먼저, 110 단계 내지 140 단계에 의해 투과성이 향상된 목재를 목재를 반출입할 수 있는 원통형의 내압력 탱크인 주약관에 투입한 뒤 목재 내부의 공기를 빼내고 방부 약제를 다량으로 깊숙이 함침시키기 위해 진공 펌프를 이용하여 주약관의 내부를 250mmHg의 진공도로 60분 동안 유지한다. 이후 주약관과 연결된 방부 약제 탱크의 밸브를 열어 진공 상태의 주약관에 방부 약제가 빨려 들어가게 하고 연이어 고압 펌프로 방부 약제를 주약관에 투입한다. 주약관 내부의 압력이 13~17kgf/cm²가 되도록 하고 100~140분 동안 유지함에 따라 주약관에 투입된 방부 약제가 주약관 내부의 압력에 의해 목재에 함침된다. 주약관의 압력은 배기장치로 조절하거나, 방부 약제를 주약관에 투입하는 고압 펌프의 압력으로 조정할 수 있다. 이후 주약관의 내부가 550~600mmHg의 진공도를 갖도록 진공 펌프를 이용하여 10~20분 배기하여 주야관을 감압시킴으로써 목재 내부로 함침되지 않고 목재의 표층부에 남아있는 여분의 방부 약제를 제거한다. 550~600mmHg의 진공도로 목재를 감압하면 목재 내부의 수분 잔존량이 적어지고, 공기가 제거되어 방부 약제의 침투 효율성이 극대화 된다. 또한, 미주입된 방부 약제를 550~600mmHg의 진공도로 감압하여 제거하게 되면 방부 처리된 목재의 표면질이 개선된다. 감압 후, 방부 처리된 주약관에서 목재를 반출함으로써, 목재의 깊숙이 방부 약제가 함침된 방부목을 획득할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 목재를 방부 약제가 담긴 용기에 침지하여 방부 약제를 목재에 함침시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 목재를 방부 약제가 담긴 용기에 눕혀 서서히 가라 앉힌 후에 고압 펌프를 이용해 용기를 10~20kg/cm²로 가압하고 목재를 방부 약제에 2 내지 3 시간 침지함으로써 방부 약제를 목재에 함침시킬 수 있다. 한편, 목재를 세워서 용기에 투입할 수도 있는데, 이를 위해 목재의 섬유조직 결이 수직방향으로 절단되는 양 측면에 직경 200 내지 500μm 와 깊이 20~30mm의 홈을 다수개 형성하고, 홈이 형성되는 양 측면이 상, 하 수직으로 배열되도록 목재를 세워 침지한다. 이때, 목재의 하방에 메쉬 재질 또는 랙 구조의 선반이 삽입 안착되어 목재의 하부 면으로도 메쉬 또는 랙 공간을 통해 방부액이 충분히 스며들 수 있게 구성된다. 이와 같은 방식을 통해 섬유조직 결 내부로 방부액이 용이하게 흡수됨으로써 방부액의 흡착률을 증가시킬 수 있게 된다.

방부 약제는 정제수 100 중량부, 탄산구리 15~15 중량부, 모노에탄올아민 70~80 중량부, 디데실디메틸암모늄클로라이드 5~15 중량부 및 디클로로메틸이소티아졸리논 5~10 중량부로 이루어지거나, 구리, 알카라인, 암모니아로 조성되는 구리 알킬암모늄 화합물인 ACQ(Alkaline Copper Quaternary)로 이루어질 수 있는데, 이러한 방부 약제는 우수한 방부 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 목재의 세포 내 침투 효율이 우수하다.

한편, 방부 약제를 45~50℃로로 가열하여 목재에 함침시키면 방부 약제의 분자 활동이 활발하게 되고, 방부 약제의 온도에 의해 목재가 이완되어 목재의 기공이 확장되므로 방부 약제가 목재 내부로 보다 원활하게 침투할 수 있다.

또한, 목재에 방부 약제를 함침하기 전에 목재를 50~60℃의 온도를 갖는 해수(海水) 또는 염화 나트륨(NaCl) 수용액에 투입하여 1~2 시간 동안 침지하면 목재의 방부 약제에 대한 흡수율을 높일 수 있다. 즉, 해수 또는 염화 나트륨 수용액에 침지되어 방부 약제에 비해 상대적으로 염분 농도가 높은 목재에 염분 농도가 낮은 방부 약제를 함침할 때에 저농도의 방부 약제가 고농도의 목재 세포막을 통과하게 되는 삼투압 현상에 의해 방부 약제의 흡수율이 개선된다. 또한, 해수 또는 염화 나트륨 수용액의 성분인 염화 나트륨은 그 자체로도 어느정도 향균 기능이 있어 본 발명에 따른 방부목의 기능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 같이 염분 농도가 증가된 목재를 목재를 침지한 액의 방울이 떨어지지 않을 정도까지만 자연 건조한 후에 방부 약제를 함침하여 방부처리 함으로써 방부 약제의 함침 효과를 증가시킬 수 있다.

160 단계에서는 방부 약제가 함침된 목재를 양생한다. 본 단계는 목재 내부에 함침된 방부 약제를 정착시키는 것으로, 상온에서 약 1~2주 자연 양생하거나, 또는 60℃에서 약 3일 정도 인공 양생할 수 있다.

이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실시예로 한정하는 것은 아니다.

<실시예>

라디에이터 파인(radiata pine) 생 원목의 껍질을 제거하고 제재(sawing)에 의해 길이방향으로 가공하여 지름이 250mm, 길이가 1800mm인 목재를 획득한 뒤, 챔버에 투입하였다. 목재가 투입된 챔버 내부에 110℃의 과열 증기를 투입하여 10시간 조습한 뒤, 챔버 내부가 640mmHg의 진공도를 갖도록 감압한 뒤 2시간 동안 유지하였다. 이후, 챔버에 30kgf/cm² 의 압력을 갖는 230℃의 고압 과열 증기를 공급하여 목재에 고압 과열 증기의 압력을 가함으로써 목재를 가압 증자 처리한 후, 챔버의 배기 밸브를 단번에 최대 개방하여 챔버 내부의 압력을 급격히 대기압으로 변환하였다. 이후 챔버로부터 목재를 반출하여 주약관에 투입한 뒤 진공 펌프를 이용하여 주약관을 250mmHg의 진공 상태로 60분 유지하고, 고압 펌프를 이용하여 주약관에 방부 약제를 투입한 뒤 주약관 내부의 압력을 15kgf/cm² 로 형성하여 120분 동안 유지함으로써 방부 약제를 목재에 함침하였다. 이후 주약관의 내부가 600mmHg의 진공도를 갖도록 주약관을 감압시켜 15분 적용한 뒤 주약관으로부터 목재를 반출하여 2주동안 실온에서 양생함으로써 방부목을 제조하였다.

<시험예>

실시예에 의해 제조된 방부목의 방부액 보유량 및 침윤도를 한국임업진흥원에 의뢰하여 KS F 3026에 의거하여 측정한 시험 성적서를 도 3에 나타내었다. 아래의 표 1 및 2는 H3와 H4 등급에 따른 침윤도 적합기준과 ACQ 방부액의 흡수량 적합기준을 나타낸 것이다.

<표 1>

<표 2>

도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 방부목은 침윤도가 100%, 약제 보유량 17.6kg/m³ 로 측정되어 침윤도 및 약제 보유량이 적합 기준치를 크게 상회하는 것은 물론, 심재의 중심부 깊숙하게 방부 약제가 침투한 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방부목 제조 방법과 그 방법에 의해 제조된 방부목은 우수한 방부 효과를 가지므로, 해안가, 호수 등 목재의 열화가 쉽게 일어나는 환경에서도 오랜 시간 안정적으로 사용할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예 및 시험예를 살펴보았다. 본 발명의 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명하였으나 이는 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니며 단지 본 발명을 입증하기 위한 것이다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의해 제한되지 않으며, 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 목재를 챔버에 투입하고 상기 챔버 내에 105~120℃의 과열 증기를 공급함으로써 상기 목재를 건조시키는 단계;
   상기 건조된 목재 내부에 잔존하는 공기와 수분을 배출시키기 위해 상기 챔버의 내부가 550~650mmHg의 진공도를 갖도록 상기 챔버를 감압시키는 단계;
   상기 챔버에 25~30kgf/cm²의 압력을 갖는 224~235℃의 고압 과열 증기를 공급하여 상기 목재에 고압 과열 증기의 압력을 가함으로써 상기 목재를 가압 증자 처리하여 상기 목재를 구성하는 조직들을 팽창시킨 후, 상기 챔버의 배기 밸브를 단번에 최대 개방하여 상기 챔버 내의 압력을 대기압으로 감소시킴으로써 상기 목재를 물리적으로 파쇄하여 상기 목재로부터 리그닌을 분리하는 단계; 및
   상기 목재에 방부 약제를 함침시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 목재에 방부 약제를 함침시키는 단계는,
   상기 목재를 주약관에 투입한 후, 상기 목재 내부의 공기가 제거되도록 상기 주약관의 내부를 250mmHg의 진공도 상태로 유지하는 단계;
   상기 방부 약제를 상기 주약관으로 투입한 후, 상기 방부 약제가 상기 목재에 함침되도록 상기 주약관 내부의 압력이 13~17kgf/cm²가 되도록 상기 주약관을 가압시키는 단계; 및
   상기 목재에 흡수되지 않고 상기 목재의 표면에 남아있는 과잉의 방부 약제를 제거하기 위해 상기 주약관의 내부가 550~600mmHg의 진공도를 갖도록 상기 주약관을 감압시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 목재는 생 라디에이터 파인(radiata pine) 원목을 가공하여 획득되는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 방부 약제는 45~50℃로 가열되어 상기 주약관으로 투입되는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 방부 약제가 상기 목재 내부에 고착되도록 상기 방부 약제가 함침된 목재를 양생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방부 약제는 구리, 알카라인, 암모니아로 조성된 구리 알킬암모늄 화합물(Alkaline Copper Quaternary, ACQ)인 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 목재를 건조시키는 단계는 상기 목재의 함수율이 12% 이하가 될 때까지 상기 목재를 건조시키는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 목재를 가압 증자 처리한 후 상기 챔버 내의 압력을 대기압으로 감소시키는 단계 이후에, 상기 목재를 50~60℃의 온도를 갖는 해수 또는 염화 나트륨(NaCl) 수용액에 1~2 시간 동안 침지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방부목 제조 방법.
10. 삭제

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