KR102222620B1

KR102222620B1 - 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재

Info

Publication number: KR102222620B1
Application number: KR1020200142503A
Authority: KR
Inventors: 신유정
Original assignee: 신유정
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-03-05

Abstract

본 발명은 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재시에 연소작용을 억제하여 불연성과 강도 및 내후성이 강화된 합성목재로 제조되어, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 계단 등에 사용함으로써 보행 안전성을 높이고, 야간, 우천시 등에도 미끄러지지 않고 시야가 확보되어 안전성이 향상되며, 축광비드와 재귀반사비드로 야간에는 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내어 심미적인 만족감을 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재{Non-combustible synthetic wood with aesthetics and safety}

본 발명은 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재시에 연소작용을 억제하여 불연성과 강도 및 내후성이 강화된 합성목재로 제조되어, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 계단 등에 사용함으로써 보행 안전성을 높이고, 야간, 우천시 등에도 미끄러지지 않고 시야가 확보되어 안전성이 향상되며, 축광비드와 재귀반사비드로 야간에는 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내어 심미적인 만족감을 줄 수 있는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재에 관한 것이다.

합성목재(Wood Plastic Composites, WPC)는 간벌목 등으로부터 만들어지는 목분에 합성수지, 즉 친환경 플라스틱을 섞어 압출 또는 사출성형한 것으로서, 천연목재의 질감을 유지하면서 내구성, 내수성 등의 특징을 갖춘 소재이다. 강도가 상당히 높고 못박기, 대패질 등의 가공도 가능하다는 등의 이점 덕분에, 건축용 내장재는 물론 특히 외장재로 데크, 등산로, 보도 및 산책로, 펜스 등의 종래 천연목재가 사용되던 많은 영역에서 목재 대용으로 널리 쓰이고 있다.

이러한 합성목재는 방부 목재를 포함한 건축 외장 재료와 비교하여 색상, 내구성, 친환경성 등의 여러 장점을 가지고 있지만, 난연등급을 받은 합성목재가 지금까지 현존하지 않아 내외장재로 반드시 필요하다고 하겠다.

또한, 데크로드나 계단 등에 천연목재나 방부목 일반합성목재 등이 설치된 경우에는 야간에는 시야가 확보되지 않기 때문에 그에 대한 안전사고가 우려 되고 있으며 특히 시간이 지나면서 천연목재와 방부목의 경우 오일스테인 관리를 하지 않는 경우 급격한 물성이 저하되어 미끄럼방지 및 인장강도가 미흡하기 때문에 안전에 우려가 크다.

대한민국 등록특허 10-0918797

본 발명의 목적은, 화재에 대한 취약함을 보완하기 위해 친환경적인 물질을 첨가하여 인체에 무해한 합성목재를 제조하고 화재시에 연소작용을 억제하여 불연성과 강도가 강화된 합성목재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 계단 등에 사용함으로써 보행 안전성을 높이고, 야간, 우천시 등에도 미끄러지지 않고 시야가 확보 될 수 있는 안전성 있는 합성목재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 축광비드와 재귀반사비드로 야간에는 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내어 시각적으로 다양한 변화를 도모하여 사용자에게 호기심을 유발하고 심미적인 만족감을 줄 수 있으며, 해충기피제가 발산되어 기생하거나 잠복하는 해충을 퇴치하여 합성목재를 보호할 수 있는 합성목재를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 합성목재에 있어서, 불연성을 갖는 심재와, 상기 심재의 외면에 공압출 공정으로 형성되는 항균소취비드와 축광안료가 포함된 축광비드가 포함된 표피층 및 상기 표피층의 외면에 형성되는 코팅층을 포함하며, 상기 축광비드에 의해 야간에 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재가 제공된다.

또한, 상기 심재는, 소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 50~150 중량부, 유리 섬유 5~20 중량부, 광물 섬유 5~20 중량부, 리튬 실리케이트 5~15 중량부, 난연제 5~20중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부, 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.

또한, 상기 표피층은, 소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 50~150 중량부, 유리 섬유 5~10 중량부, 광물 섬유 5~10 중량부, 항균소취비드 5~10 중량부, 축광비드 5~10 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성되고 음각과 양각의 나무결 문양이 형성될 수 있다.

또한, 상기 난연제는, 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 삼산화 안티몬(Sb2O3), 붕산아연(2ZnOㆍ3B2O3ㆍ3.5H2O)을 1:2:2의 질량비로 혼합될 수 있다.

또한, 상기 항균소취비드는, 탈이온수에 폴리비닐알코올과 알긴산나트륨, 제올라이트를 포함시켜 교반하고 분무 건조하여 직경 300~500㎛로 경화하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 축광비드는, 팽창질석과 제올라이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 코어와, 상기 코어 표면을 둘러싸고 있는 축광안료를 포함하는 쉘로 이루어지며, 입자크기가 최대 직경으로 10~1000㎛크기로 형성될 수 있다.

또한, 상기 축광비드는 팽창질석과 제올라이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 무기입자를 물에 교반한 후 초음파를 조사하여 콜로이드를 제조하는 단계; 고분자 전구체에 시온안료를 혼합하여 안료 코팅액을 제조하는 단계; 상기 콜로이드에 상기 안료 코팅액을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 원심분리하여 코어-쉘 구조의 복합안료를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고분자 전구체는 멜라민, 포름알데히드 또는 이 둘의 혼합물일 수 있다.

또한, 상기 재귀반사비드는, 재귀반사 기능을 갖는 글라스비드로 입경이 5~500㎛의 크기와 형상이 상이한 입자들이 혼합되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 코팅층은, 엘라스토머 수지 100 중량부에 폴리올레핀 수지 70 중량부, 메조세공 실리카 12.5 중량부, 에폭사이디드 소이빈 오일 1 내지 3 중량부를 포함하여 35~92㎛ 두께로 형성될 수 있다.

또한, 상기 메조세공 실리카는, 내부에 방향 화합물을 담기 위한 내부공간과, 밖으로 상기 방향 화합물을 방출하기 위한 상기 내부 공간과 연결되고 직경이 나노사이즈의 기공을 갖는 다공성 표면을 구비하며, 해충기피성분을 방출할 수 있다.

또한, 상기 방향 화합물은, 워터젤 100 중량부 기준으로, 사이프러스, 레몬그라스, 유칼립투스, 아버비테, 시더우드, 송순, 옻순, 피톤치드 중에서 선택되는 적어도 하나의 해충기피성분 5~7 중량부, 글리세린 3 중량부, 뮤신 1~3 중량부, 에탄올 0.6~1.8 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다.

또한, (a) 초본계 또는 목질계 중에서 선택되는 적어도 하나의 식물을 70~150 메쉬 입자 크기로 분쇄하여 목분을 형성하는 분쇄 단계; (b) 상기 목분을 함수율 5%이내로 건조하는 건조 단계; (c) 상기 건조된 목분 100 중량부에 소이왁스 2~7 중량부를 혼합하여 전처리하는 단계; (d) 상기 전처리된 목분과 수지를 혼합하여 심재 수지조성물과 표피층 수지조성물을 배합하여 펠렛 또는 칩 형태의 컴파운드로 제조하는 컴파운드형성 단계; (e) 상기 심재와 표피층의 컴파운드를 공압출에 의해 심재의 외부에 표피층이 형성되도록 금형에서 고온 성형하는 압출성형 단계; (f) 상기 압출성형 단계후에 냉각하는 냉각공정 단계; (g) 상기 냉각공정 단계후에 표면에 열을 가해 연질로 만드는 예열 단계; (h) 상기 예열 단계후에 음각 또는 양각이 형성된 롤러를 통과하여 표면에 음각 또는 양각의 나무결문양이 형성되도록 하는 나무결생성 단계; (i) 상기 나무결생성 단계후에 코팅층을 생성하는 코팅단계; 및 (j) 상기 코팅단계후에 냉각하여 합성목재가 형성되는 완성단계;를 포함하는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 심재 컴파운드는, 소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 50~150 중량부, 유리 섬유 5~20 중량부, 광물 섬유 5~20 중량부, 리튬 실리케이트 5~15 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 표피층 컴파운드는, 소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 100~200 중량부, 유리 섬유 5~10 중량부, 광물 섬유 5~10 중량부, 항균소취비드 5~10 중량부, 축광비드 5~10 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 합성목재는, 화재에 대한 취약함을 보완하기 위해 친환경적인 물질을 첨가하여 인체에 무해한 합성목재를 제조하고 화재시에 연소작용을 억제하여 불연성과 강도 및 내후성이 강화되는 효과가 있다.

또한, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 계단 등에 사용함으로써 보행 안전성을 높이고, 야간, 우천시 등에도 미끄러지지 않고 시야가 확보되어 안전성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 축광비드와 재귀반사비드로 야간에는 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내어 시각적으로 다양한 변화를 도모하여 사용자에게 호기심을 유발하고 심미적인 만족감을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 해충기피제가 발산되어 기생하거나 잠복하는 해충을 퇴치하여 합성목재를 보호할 수 있어 수명이 늘어나는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재의 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재 제조방법의 흐름도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재는, 불연성을 갖는 심재와, 상기 심재의 외면에 공압출 공정으로 형성되는 항균소취비드와 축광안료가 포함된 축광비드가 포함된 표피층 및 상기 표피층의 외면에 형성되는 코팅층을 포함하며, 상기 축광비드에 의해 야간에 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내는 합성목재에 관한 것이다.

본 발명의 합성목재는 데크, 사이딩, 펜스, 루바로 사용되는 외장조경재 또는 창호, 문틀, 바닥재 및 몰딩류 등 건축용 내외장재로, 광범위한 분야에서 천연목재를 대체하여 사용 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재의 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 합성목재는, 크게 심재(10)와 표피층(20) 및 코팅층(30)으로 형성된다.

먼저 심재(10)는, 소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 50~150 중량부, 유리 섬유 5~20 중량부, 광물 섬유 5~20 중량부, 리튬 실리케이트 5~15 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성된다.

여기서, 목분은 다양한 수종의 목분이 사용될 수 있으며, 초본계 또는 목질계 중에서 선택되는 적어도 하나의 식물성 원료이며 수지와의 혼합이 용이하며, 흡수율이 적으면서 공급이 수월하고 비중이 낮아 경제성이 있는 종으로 선택하면 바람직하나 이에 제한하지 않는다.

식물성 원료를 70~150 메쉬의 크기로 분쇄하여 목분을 제작하게 되며 함수율 5%이내로 건조한다. 이때 목분의 크기가 70 메쉬 이하일 경우에는 목분 자체의 크기가 너무 커져서 합성목재 자체의 치수안정성, 탄성률 등이 저하되며, 상기 목분의 크기가 150 메쉬 이상일 경우에는 너무 미세하게 분쇄된 목분에 의해 목분의 뭉침 등과 같은 현상이 빈번하게 발생 되며 배합이 어렵게 된다.

아울러, 건조된 목분은 소이(대두유)왁스로 전처리 되어야 하는데, 소이왁스가 윤활제로 사용된다. 이는 목분의 표면을 소이왁스로 코팅하여 목분 세포질에 외부 수분의 흡수를 방지하고 수지와의 혼합성, 가공성을 높이기 위한 것이다. 목분 100 중량부에 대하여 소이왁스는 2~5중량부 첨가하여 전처리가 이루어지면 바람직하다.

상기 수지는 폴리올레핀수지로 구성되는 열가소성 수지를 사용하며, 폴리프로필렌(polypropylene, PP)과 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 이들의 공중합체 또는 이들 중합체의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 혼합하여 사용할 수 있다. 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 혼합하는 경우, 상기 폴리프로필렌 100중량부에 대하여 폴리에틸렌이 50 내지 130중량부일 수 있다. 상기 폴리에틸렌은 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE), 저밀도폴리에틸렌(low densitypolyethylene, LDPE) 또는 선형저밀도폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE) 등의 에틸렌 중합체일 수 있다. 상기 합성수지는 타수지에 비하여 외부 충격에 강하여 고강도의 합성목재를 제조할 수 있다. 상기 합성수지가 50 중량부 미만 포함되면 물성 및 성형성이 저하되는 문제가 있고, 150 중량부 초과 포함되면 천연목재와 같은 질감을 얻을 수 없는 문제가 있다.

본 발명의 합성목재는 목분에 유리 섬유와 광물 섬유를 포함하여, 불연성과 강도를 향상시킨다. 여기서 유리 섬유와 광물 섬유는 수지와의 계면접착력 향상을 위해 표면에 실란 커플링제가 코팅된 것을 사용한다.

상기 실란 커플링제가 표면처리된 유리 섬유와 광물 섬유를 사용함으로써 계면접착력을 향상시켜 수지와의 분리현상을 방지할 수 있으며, 충격강도와 같은 기계적 물성을 향상시키는 효과가 있다.

상기 유리 섬유와 광물 섬유는 직경 10 ~ 13 ㎛이고, 길이 1 ~ 3 mm인 것이 좋으며, 10㎛ 미만의 경우 물성이 낮고 13㎛ 초과의 경우 수지와 유리섬유 간 표면적이 낮아져 강화 효율이 저하될 수 있다. 길이의 경우 1mm 미만의 경우 효과가 미미하고 3mm 초과의 경우 표면이 불량해질 수 있다.

상기 유리 섬유는 목분 100 중량부에 5~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 5 중량부 미만이면 굴곡 탄성율의 저하를 초래하고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 수축이방성의 개선이 미비하기 때문에 바람직하지 않다.

상기 광물 섬유는 목분 100 중량부에 5~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 5 중량부 미만이면 굴곡 탄성율의 저하를 초래하고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 수축이방성의 개선이 미비하기 때문에 바람직하지 않다.

리튬 실리케이트는 유해물질이 없고, 고온 열화에서 불연성능을 안정되게 유지해주며 부식을 방지할 뿐만 아니라 표면강도를 강화시켜 준다.

이때 리튬 실리케이트가 5 중량부 미만이면 불연 성능이 저하되고 구성 성분들 간의 결합이 낮아질 수 있고, 15 중량부를 초과하면 물성을 저하시킬 수 있다.

난연제는 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 삼산화 안티몬(Sb2O3), 붕산아연(2ZnOㆍ3B2O3ㆍ3.5H2O)을 1:2:2의 질량비로 혼합되면 바람직하다.

수지와 기계적 물성을 향상시키기 위한 각종 부가원료를 포함하며, 구체적으로 결합제, 윤활제, 안료, 광안정제, 자외선흡수제와 첨가제로 산화방지제가 소정 중량 포함된다.

상기 결합제는 합성수지와 목분과의 결합력을 개선하기 위하여 사용되는 것이다. 원칙적으로 목분은 친수성인 극성을 나타내고, 합성수지는 소수성의 비극성을 가지므로, 두 물질의 결합력은 약하다. 따라서, 목분과 합성수지의 상호 작용은 결합제의 첨가에 의하여 두 물질 사이의 계면에서 새로운 화학적 결합으로 크게 개선되는 것이다. 이러한 결합제로는 말리에이티드 폴리프로필렌(maleated poly-propylene, MAPP) 등을 사용할 수 있다. 상기 결합제는 합성목재의 굽힘 강도(modulus of rupture, MOR)와 탄성계수(modulus of elasticity, MOE)를 증가시키며, 치수안정, 충격강도 및 목분의 분산을 돕는다. 상기 결합제가 1 중량부 미만 포함되면 결합력이 개선될 수 없고, 5 중량부를 초과 포함되면 과량이 되어 합성목재의 물성을 저하시킬 수 있다.

상기 윤활제에 소듐 실리케이트가 포함될 수 있다. 소듐 실리케이트는 구성 성분들 간의 결합력을 증대시키기 위한 구성이다. 상기 소듐 실리케이트는 규산염의 한 종류로써, 규산염은 살리실산의 수소원자가 금속원자로 치환된 물질이다.

상기 광안정제는 합성목재가 태양광선으로부터 자외선을 차단하여 합성목재를 보호함으로써 기계적 성질이 저하되거나 변색되는 것을 방지한다. 구체적으로, 광안정제는 라디칼 제거제와 히드로과산화물 분해제인 힌더드아민 광안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)와 같은 유기합성물이 사용될 수 있다.

상기 자외선 흡수제로는 벤조트리아졸 계통을 사용할 수 있는데, 구체적으로는 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸5'-메틸-페닐)-5-클로로벤조트리아졸이 이용될 수 있다.

상기 산화방지제는 합성목재의 제조, 가공, 저장과 사용단계에서 공기 중의 산소작용으로 열화해 착색과 기계강도가 저하되는 것을 방지한다. 구체적으로, 히드로과산화물 분해제인 유리기 제거제와 아인산염으로 작용하는 페놀수지류가 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 심재(10)의 외면에는 표피층(20)이 형성된다.

표피층(20)은, 소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 100~200 중량부, 유리 섬유 5~10 중량부, 광물 섬유 5~10 중량부, 항균소취비드 5~10 중량부, 축광비드 5~10 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하고, 공압출에 의해 심재(10)의 외면에 형성된다.

또한, 표피층(20)은 천연나무 질감을 표현하기 위해 음각 또는 양각으로 나무결 문양을 형성하고 축광비드와 항균소취비드에 의해 미세하게 도드라지게 형성되어 마찰력을 향상시킨다. 표피층(20)은 0.2~0.5mm로 형성되면 바람직하다.

항균소취비드는 다공성의 제올라이트를 포함하여 항균과 소취의 효과가 있다. 여기서 항균소취비드는 5 중량부 미만을 사용하면 항균소취의 효과가 저하되고 10 중량부를 초과하면 물성을 저하하여 바람직하지 않다.

상기 항균소취비드는 탈이온수 65~70 중량%에 폴리비닐알코올 10~15 중량%, 알긴산나트륨 1~5 중량%를 첨가하고 교반한후 1차 용융하는 단계, 용융된 상기의 용액에 제올라이트 10~15 중량%를 첨가하고 교반하여 2차 용융하는 단계, 상기의 교반된 조성물을 300~600㎛의 크기로 분무 건조하는 단계, 상기의 분무 건조한 조성물을 20시간 동안 전기로에서 경화시키는 단계 및 상기의 경화된 조성물을 증류수를 이용하여 세척하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

축광비드는 빛을 흡수해 저장하였다가 일정 기간 동안 방출 및 발광하는 성질을 갖는 비드형태의 알갱이로서, 야간에 별처럼 반짝이는 효과를 나타내어 시인성을 확보하고 심미성을 향상시킬 수 있다.

상기 축광비드는 5 중량부 미만을 사용하면 시인성이 저하되고 10 중량부를 초과하면 물성을 저하하여 바람직하지 않다.

여기서 축광비드는 팽창질석과 제올라이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 코어와, 상기 코어 표면을 둘러싸고 있는 축광안료를 포함하는 쉘로 이루어지며, 입자크기가 최대 직경으로 50~1000㎛크기로 형성되면 바람직하다.

상기 축광비드는 팽창질석과 제올라이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 무기입자를 물에 교반한 후 초음파를 조사하여 콜로이드를 제조하는 단계, 고분자 전구체에 축광안료와 시안안료를 혼합하여 안료 코팅액을 제조하는 단계, 상기 콜로이드에 상기 안료 코팅액을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물을 원심분리하여 코어-쉘 구조의 복합안료를 제조하는 단계를 포함하여 제조되면 바람직하다. 여기서 안료는 형광 안료가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 고분자 전구체는 멜라민, 포름알데히드 또는 이 둘의 혼합물을 사용한다.

여기서, 축광비드에는 시안안료가 포함됨으로써, 특정 온도에서 온도에 감응하여 변색이 되어 다양한 시각적 효과를 줄 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 합성목재의 표피층(20)의 외면으로 코팅층(30) 형성된다.

상기 코팅층(30)은 합성목재의 강도를 향상시키고 표피층(20)을 보호하며 재귀반사 기능과 해충기피성분을 방출하며 표면에 미세하게 도드라져 미끄럼방지의 효과가 있다.

여기서 상기 코팅층(30)은 엘라스토머 수지 100 중량부에 폴리올레핀 수지 70 중량부, 메조세공 실리카 12.5 중량부, 재귀반사비드 10~25 중량부, 에폭사이디드 소이빈 오일 1 내지 3 중량부를 포함하여 35~92㎛ 두께로 형성되며 거칠기를 갖는다.

상기 재귀반사비드는, 재귀반사 기능을 갖는 글라스비드로 입경이 5~500㎛의 크기와 형상이 상이한 입자들이 혼합되어 형성된다.

상기 메조세공 실리카는, 내부에 방향 화합물을 담기 위한 내부공간과, 밖으로 상기 방향 화합물을 방출하기 위한 상기 내부 공간과 연결되고 직경이 나노사이즈의 기공을 갖는 다공성 표면을 구비하며, 해충기피성분을 방출하여 합성목재를 보호하여 수명이 늘어나는 효과가 있다.

상기 방향 화합물은, 워터젤 100 중량부 기준으로, 사이프러스, 레몬그라스, 유칼립투스, 아버비테, 시더우드, 송순, 피톤치드 중에서 선택되는 적어도 하나의 해충기피성분 5~7 중량부, 글리세린 3 중량부, 뮤신 1~3 중량부, 에탄올 0.6~1.8 중량부를 혼합하여 제조되면 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재 제조방법의 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 합성목재는, 초본계 또는 목질계 중에서 선택되는 적어도 하나의 식물을 70~150 메쉬 입자 크기로 분쇄하여 목분을 형성하는 단계(S11), 상기 목분을 함수율 5%이내로 건조하는 건조 단계(S12), 상기 건조된 목분 100 중량부에 소이왁스 2~5 중량부를 혼합하여 전처리하는 전처리 단계(S13), 상기 전처리된 목분 100 중량부에 대하여, 폴리올레핀수지 50~150 중량부, 유리 섬유 5~20 중량부, 광물 섬유 5~20 중량부, 리튬 실리케이트 5~15 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하여 심재 수지조성물을 배합하고, 상기 전처리된 목분 100 중량부에, 폴리올레핀수지 100~200 중량부, 유리 섬유 5~10 중량부, 광물 섬유 5~10 중량부, 항균소취비드 5~10 중량부, 축광비드 5~10 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하여 표피층 수지조성물을 배합하여 펠렛 또는 칩 형태의 컴파운드로 제조하는 컴파운드형성 단계(20), 상기 심재와 표피층 컴파운드를 공압출에 의해 심재(10)의 외부에 표피층(20)이 형성되도록 금형에서 고온 성형하는 압출성형 단계(S30), 상기 압출성형 단계후에 냉각하는 냉각공정 단계(S40), 상기 냉각공정 단계후에 표면에 열을 가해 연질로 만드는 예열 단계(S50), 상기 예열 단계후에 음각 또는 양각이 형성된 롤러를 통과하여 표면에 음각 또는 양각의 나무결문양이 형성되도록 하는 나무결생성 단계(S60), 상기 나무결생성 단계후에 코팅층(30)을 생성하는 코팅단계(S70) 및 상기 코팅단계후에 냉각하여 합성목재가 형성되는 완성단계(S80)를 포함하여 제조 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 대해 도면을 참조로 설명하였으나, 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 상기한 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 심재
20 : 표피층
30 : 코팅층

Claims

합성목재에 있어서,
불연성을 갖는 심재와,
상기 심재의 외면에 공압출 공정으로 형성되는 항균소취비드와 축광안료가 포함된 축광비드가 포함된 표피층 및
상기 표피층의 외면에 형성되는 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층은,
엘라스토머 수지 100 중량부에 폴리올레핀 수지 70 중량부, 메조세공 실리카 12.5 중량부, 재귀반사비드 10~25 중량부, 에폭사이디드 소이빈 오일 1 내지 3 중량부를 포함하여 35~92㎛ 두께로 형성되며 거칠기를 갖고,
상기 축광비드에 의해 야간에 별처럼 빛이 반짝이는 효과를 나타내는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제1항에 있어서,
상기 심재는,
소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 50~150 중량부, 유리 섬유 5~20 중량부, 광물 섬유 5~20 중량부, 리튬 실리케이트 5~15 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성되는 불연성 합성목재인 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제1항에 있어서,
상기 표피층은,
소이왁스로 전처리된 목분 100 중량부, 폴리올레핀수지 100~200 중량부, 유리 섬유 5~10 중량부, 광물 섬유 5~10 중량부, 항균소취비드 5~10 중량부, 축광비드 5~10 중량부, 난연제 5~20 중량부, 윤활제 1~2 중량부, 결합제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부 및 광안정제, 자외선흡수제, 첨가제 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질 1~5 중량부를 포함하는 조성물로 형성되고 음각과 양각의 나무결 문양이 형성되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
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제2항에 있어서,
상기 난연제는,
수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 삼산화 안티몬(Sb2O3), 붕산아연(2ZnOㆍ3B2O3ㆍ3.5H2O)을 1:2:2의 질량비로 혼합되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제2항에 있어서,
상기 항균소취비드는,
탈이온수에 폴리비닐알코올과 알긴산나트륨, 제올라이트를 포함시켜 교반하고 분무 건조하여 직경 300~500㎛로 경화하여 형성되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제2항에 있어서,
상기 축광비드는,
팽창질석과 제올라이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 코어와,
상기 코어 표면을 둘러싸고 있는 축광안료를 포함하는 쉘로 이루어지며,
입자크기가 최대 직경으로 50~1000㎛크기로 형성되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제2항에 있어서,
상기 축광비드는
팽창질석과 제올라이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 무기입자를 물에 교반한 후 초음파를 조사하여 콜로이드를 제조하는 단계;
고분자 전구체에 축광안료와 시안안료를 혼합하여 안료 코팅액을 제조하는 단계;
상기 콜로이드에 상기 안료 코팅액을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합물을 원심분리하여 코어-쉘 구조의 복합안료를 제조하는 단계;를 포함하여 제조되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제8항에 있어서,
상기 고분자 전구체는 멜라민, 포름알데히드 또는 이 둘의 혼합물인 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제1항에 있어서,
상기 재귀반사비드는,
재귀반사 기능을 갖는 글라스비드로 입경이 5~500㎛의 크기와 형상이 상이한 입자들이 혼합되어 형성되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제1항에 있어서,
상기 메조세공 실리카는,
내부에 방향 화합물을 담기 위한 내부공간과, 밖으로 상기 방향 화합물을 방출하기 위한 상기 내부 공간과 연결되고 직경이 나노사이즈의 기공을 갖는 다공성 표면을 구비하며, 해충기피성분을 방출하는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
제11항에 있어서,
상기 방향 화합물은,
워터젤 100 중량부 기준으로, 사이프러스, 레몬그라스, 유칼립투스, 아버비테, 시더우드, 송순, 피톤치드 중에서 선택되는 적어도 하나의 해충기피성분 5~7 중량부, 글리세린 3 중량부, 뮤신 1~3 중량부, 에탄올 0.6~1.8 중량부를 혼합하여 제조되는 심미성과 안전성을 가진 불연 합성목재.
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