KR102661450B1 - System for manufacturing preservative treated wood using a laser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 목재의 외면으로 주입공의 크기가 극소화되도록 하면서 주입공을 통한 방부액의 주입이 적절히 이루어지도록 하고 낙엽송과 같은 난주입성 목재에도 방부액을 손쉽게 주입할 수 있도록 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방부목 제조 시스템은 목재가 상면에 배치되는 베드와, 상기 베드의 상부에 설치되고 평면상에서 세로 방향으로 이동될 수 있는 세로이동기와, 상기 세로이동기의 상면에 설치되고 평면상에서 가로 방향으로 이동될 수 있는 가로이동기와, 상기 가로이동기에 설치되고 전원의 공급에 의해 레이저빔을 하부로 상기 목재를 향해 조사할 수 있는 레이저조사기와, 상기 세로이동기와 가로이동기 및 레이저조사기의 작동을 제어하는 컨트롤러를, 포함하고, 상기 목재의 상면에서 하부로 레이저빔을 조사하여 수십 내지 수백 마이크로미터 크기의 내경을 가지는 주입공을 상기 목재의 외면에 형성하는 마이크로 홀 드릴링 장치와; 상기 마이크로 홀 드릴링 장치의 일측에 설치되고, 상기 목재에 형성된 주입공을 통해 방부액을 주입하는 방부액 주입 장치를; 포함한다.The present invention is a preservative wood manufacturing system using a laser that minimizes the size of the injection hole on the outer surface of the wood, ensures proper injection of the preservative liquid through the injection hole, and allows the preservative liquid to be easily injected into difficult-to-inject wood such as larch. Regarding this, the preserved wood manufacturing system according to the present invention includes a bed on which wood is disposed on the upper surface, a vertical mover installed on the upper part of the bed and capable of moving in the longitudinal direction on a plane, and a vertical mover installed on the upper surface of the vertical mover and moving in a plane A horizontal mover that can be moved in the horizontal direction on top, a laser irradiator installed on the horizontal mover and capable of irradiating a laser beam downward toward the wood by supplying power, the vertical mover, the horizontal mover, and the laser irradiator. A micro hole drilling device that includes a controller that controls the operation and irradiates a laser beam from the top to the bottom of the wood to form an injection hole with an inner diameter of tens to hundreds of micrometers on the outer surface of the wood; a preservative liquid injection device installed on one side of the micro hole drilling device and injecting the preservative liquid through an injection hole formed in the wood; Includes.
Description
본 발명은 방부목 제조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목재의 외면으로 주입공의 크기가 극소화되도록 하면서 주입공을 통한 방부액의 주입이 적절히 이루어지도록 하고 낙엽송과 같은 난주입성 목재에도 방부액을 손쉽게 주입할 수 있도록 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a preservative wood manufacturing system, and more specifically, to minimize the size of the injection hole on the outer surface of the wood, to properly inject the preservative liquid through the injection hole, and to easily apply the preservative liquid to difficult-to-inject wood such as larch. This relates to a manufacturing system for preserved wood using a laser that allows injection.
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.In general, wood has excellent heat retention and insulation properties and has been used as a building material since ancient times. It is a more environmentally friendly material than materials such as steel, concrete, and plastic used in recent construction and landscaping fields.
또한 목재는 다양한 자연환경과 가장 잘 조화가 되는 우수한 미감을 가진 재료로서 도시 생활로 지친 현대인들로부터 목재의 선호도가 높아져 목재의 사용량이 지속적으로 증가하고 있다.In addition, wood is a material with excellent aesthetics that best harmonizes with various natural environments, and the preference for wood has increased among modern people who are tired of city life, and the use of wood is continuously increasing.
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.However, despite these advantages, wood loses its original properties and remains in poor condition due to various deterioration factors such as biological deterioration factors such as pests, ultraviolet rays such as sunlight, weathering, and physical and chemical deterioration factors such as water and moisture. It can be degenerated into .
이러한 목재의 열화를 방지하기 위해 건축용, 또는 조경시설용으로 사용되는 목재는 방부 처리되어 제공된다.To prevent such deterioration of wood, wood used for construction or landscaping is provided with preservative treatment.
이러한 목재 방부 처리는 칼날로 목재의 외면에 상처를 내는 인사이징 장치와, 인사이징된 목재에 방부액을 주입하는 방부액 주입 장치를 포함하는 방부목 제조 시스템이 사용된다. 여기서, 방부액 주입 장치는 목재가 투입된 밀폐 탱크를 진공 배기 상태로 유지하여 목재의 수분을 외부로 배출시킨 뒤, 방부액을 탱크에 채워 압력을 가함으로써 방부액을 목재에 투입하는 과정으로 수행되며, 방부액이 목재의 심재 중심까지 깊게 그리고 많이 침투할수록 방부 효과가 우수하다.This wood preservative treatment uses a preservative wood manufacturing system that includes an insizing device that scratches the outer surface of the wood with a blade and a preservative fluid injection device that injects the preservative fluid into the insized wood. Here, the preservative liquid injection device maintains the airtight tank into which the wood is placed in a vacuum state to discharge moisture from the wood to the outside, and then fills the tank with the preservative liquid and applies pressure to inject the preservative liquid into the wood. , the deeper and more the preservative liquid penetrates into the core of the wood, the better the preservative effect.
그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the above prior art had the following problems.
종래의 방부목 제조 시스템은 소나무와 낙엽송 같이 목재의 내부에 진액이 함유된 목재에 대한 방부 처리를 거의 수행하지 못하는, 즉 낙엽송과 같은 난주입성 목재에는 방부액을 주입하기 매우 어려워 방부 처리를 적절히 수행하지 못하는 문제점이 있었다.The conventional preservative wood manufacturing system is hardly able to perform preservative treatment on wood containing sap inside the wood, such as pine and larch. In other words, it is very difficult to inject preservative liquid into difficult-to-inject wood such as larch, making it difficult to properly perform preservative treatment. There was a problem that I couldn't do.
또한, 종래의 인사이징 장치는 칼날에 의해 목재의 외면에 수 밀리미터(mm)의 칼날이 압입된 주입공이 형성되면서 목재의 외면이 손상되고 이러한 주입공이 노출되어 목재 고유의 질감을 해치는 문제점이 있었다.In addition, the conventional insizing device had a problem in that an injection hole in which a blade of several millimeters (mm) was press-fitted was formed on the outer surface of the wood by the blade, thereby damaging the outer surface of the wood and exposing the injection hole, damaging the inherent texture of the wood.
또한, 압입된 주입공의 부위는 목재를 강하게 짓눌려 조밀한 층을 형성함으로써, 이런 조밀한 층을 통해서 방부액이 필요한 깊이까지 적절히 주입되지 않아 방부 성능이 현저히 저하되는 주요한 원인이 되는 문제점이 있었다.In addition, the area of the press-fitted injection hole strongly crushes the wood to form a dense layer, so the preservative solution is not properly injected to the required depth through this dense layer, which is a major problem in that the preservative performance is significantly reduced.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention was devised to solve all the problems of the prior art as described above.
본 발명의 목적은, 목재의 외면으로 주입공의 크기가 극소화되도록 하면서 주입공을 통한 방부액의 주입이 적절히 이루어지도록 하고 낙엽송과 같은 난주입성 목재에도 방부액을 손쉽게 주입할 수 있도록 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템을 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to minimize the size of the injection hole on the outer surface of the wood, to ensure proper injection of the preservative liquid through the injection hole, and to use a laser to easily inject the preservative liquid into difficult-to-inject wood such as larch. To provide a preserved wood manufacturing system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"은, 목재가 상면에 배치되는 베드와, 상기 베드의 상부에 설치되고 평면상에서 세로 방향으로 이동될 수 있는 세로이동기와, 상기 세로이동기의 상면에 설치되고 평면상에서 가로 방향으로 이동될 수 있는 가로이동기와, 상기 가로이동기에 설치되고 전원의 공급에 의해 레이저빔을 하부로 상기 목재를 향해 조사할 수 있는 레이저조사기와, 상기 세로이동기와 가로이동기 및 레이저조사기의 작동을 제어하는 컨트롤러를, 포함하고, 상기 목재의 상면에서 하부로 레이저빔을 조사하여 수십 내지 수백 마이크로미터 크기의 내경을 가지는 주입공을 상기 목재의 외면에 형성하는 마이크로 홀 드릴링 장치와; 상기 마이크로 홀 드릴링 장치의 일측에 설치되고, 상기 목재에 형성된 주입공을 통해 방부액을 주입하는 방부액 주입 장치를; 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the present invention includes a bed on which wood is placed on the upper surface, a vertical mover installed on the upper part of the bed and capable of moving in the longitudinal direction on a plane, and , a horizontal mover installed on the upper surface of the vertical mover and capable of moving in the horizontal direction on a plane, a laser irradiator installed on the horizontal mover and capable of irradiating a laser beam downward toward the wood by supplying power, It includes a controller that controls the operation of the vertical mover, the horizontal mover, and the laser irradiator, and radiates a laser beam from the upper surface of the wood to the lower side to create an injection hole with an inner diameter of tens to hundreds of micrometers on the outer surface of the wood. a micro hole drilling device for forming; a preservative liquid injection device installed on one side of the micro hole drilling device and injecting the preservative liquid through an injection hole formed in the wood; It is characterized by including.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 레이저조사기는, 상기 목재의 상면에 대응하여 하부를 향해 구비되고 상기 레이저조사기에서 생성된 레이저빔을 하부로 방출하여 상기 목재의 표면에서 하부로 상기 주입공을 가공하는 조사헤드와, 상기 조사헤드의 내부에 설치되고 상기 조사헤드를 통해 하부로 조사되는 레이저빔의 초점을 조절하는 초점렌즈를, 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the laser irradiator of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention is provided toward the lower part corresponding to the upper surface of the wood, and emits the laser beam generated by the laser irradiator downward, so that the lower surface of the wood It is characterized in that it includes an irradiation head that processes the injection hole, and a focus lens installed inside the irradiation head and controlling the focus of the laser beam irradiated downward through the irradiation head.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 레이저조사기는, 상기 컨트롤러를 통해 상기 초점렌즈의 위치를 제어하여 상기 목재의 주입공을 상단에서 하단으로 갈수록 점차 넓어지게 가공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the laser irradiator of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention is characterized in that the injection hole of the wood is gradually widened from the top to the bottom by controlling the position of the focus lens through the controller. do.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 목재에 형성되는 주입공은, 50 내지 500㎛의 내경을 가지고 상기 목재의 표면에서 내부로 0.5 내지 15mm의 상하 깊이를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection hole formed in the wood of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention has an inner diameter of 50 to 500 ㎛ and is characterized by having a vertical depth of 0.5 to 15 mm from the surface of the wood to the inside. .
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 베드는, 상기 베드의 상면에 설치되고 상기 베드의 상면에 배치되는 목재를 고정시키는 다수의 고정구를, 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the bed of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention is characterized by including a plurality of fixtures installed on the upper surface of the bed and fixing the wood disposed on the upper surface of the bed.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 방부액 주입 장치는, 중공 입방체로 구비되고 상부가 개방 가능하게 구비되며 일측에 약액주입관이 설치되고 내부가 밀폐될 수 있으며 내부에 방부액이 충진되고 방부액에 상기 목재를 침지시킬 수 있는 침지챔버와, 상기 침지챔버의 상단에 설치되고 상기 침지챔버의 내부에 압력을 가할 수 있는 가압기를, 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the preservative liquid injection device of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention is provided as a hollow cube, the upper part is openable, a chemical liquid injection pipe is installed on one side, the inside can be sealed, and the preservative is inside. It is characterized by comprising an immersion chamber filled with a liquid and capable of immersing the wood in the preservative liquid, and a pressurizer installed at the top of the immersion chamber and capable of applying pressure to the interior of the immersion chamber.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 가압기는, 상기 침지챔버의 내부를 3 내지 5MPa로 가압하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressurizer of the “preservative wood manufacturing system using a laser” according to the invention is characterized in that it pressurizes the inside of the immersion chamber at 3 to 5 MPa.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 방부액 주입 장치는, 상기 침지챔버의 타측에 배출관이 연결되고 상기 배출관의 관로상에 설치되어 상기 침지챔버의 내부의 공기를 배출시켜 진공상태를 형성하는 진공펌프를, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the preservative liquid injection device of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention has a discharge pipe connected to the other side of the immersion chamber and is installed on the pipe of the discharge pipe to discharge the air inside the immersion chamber to create a vacuum. It is characterized in that it further includes a vacuum pump that creates the state.
또한, 발명에 따른 "레이저를 이용한 방부목 제조 시스템"의 상기 방부액 주입 장치는, 상기 침지챔버에 설치되고 전원의 공급에 의해 상기 침지챔버의 내부에 수용된 목재를 마이크로파로 가열하는 마이크로파가열기를, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the preservative liquid injection device of the "preservative wood manufacturing system using a laser" according to the invention includes a microwave heater installed in the immersion chamber and heating the wood accommodated inside the immersion chamber with microwaves by supplying power, It is characterized by including more.
상술한 바와 같은 본 발명은, 목재의 외면으로 주입공의 크기가 극소화되어 주입공의 형성에 의한 목재의 외면의 손상 발생과 목재 고유의 질감 저하가 방지되거나 극소화되고, 주입공을 통한 방부액의 주입이 적절히 이루어져 필요한 방부성능을 적절히 구현할 수 있으며, 낙엽송과 같은 난주입성 목재에도 방부액을 손쉽게 주입할 수 있어 방부목으로 사용할 수 있는 목재의 범위가 현저히 확대되는 효과를 갖는다.As described above, the present invention minimizes the size of the injection hole on the outer surface of the wood, prevents or minimizes damage to the outer surface of the wood and deterioration of the wood's inherent texture due to the formation of the injection hole, and prevents or minimizes the preservative fluid through the injection hole. By properly injecting, the necessary preservative performance can be properly implemented, and the preservative solution can be easily injected into difficult-to-inject wood such as larch, which has the effect of significantly expanding the range of wood that can be used as preservative wood.
도 1은 본 발명에 따른 방부목 제조 시스템의 개략적인 종단면도,
도 2는 본 발명에 따른 방부목 제조 시스템의 마이크로 홀 드릴링 장치를 보인 개략적인 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 방부목 제조 시스템의 마이크로 홀 드릴링 장치의 작동 상태를 보인 개략적인 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 마이크로 홀 드릴링 장치에 의해 목재에 가공된 주입공의 형태를 보인 개략적인 종단면도,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 방부액 주입 장치의 작동 상태를 보인 개략적인 종단면도,
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 홀 드릴링 장치에 의해 목재에 가공된 주입공의 다양한 크기를 보인 사진,
도 8은 본 발명에 따른 방부목 제조 시스템에 의해 목재에 방부액이 주입된 상태를 단면으로 보인 사진.1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the preserved wood manufacturing system according to the present invention;
Figure 2 is a schematic plan view showing the micro hole drilling device of the preserved wood manufacturing system according to the present invention;
Figure 3 is a schematic plan view showing the operating state of the micro hole drilling device of the preserved wood manufacturing system according to the present invention;
Figure 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the shape of an injection hole processed in wood by the micro hole drilling device according to the present invention;
Figures 5 and 6 are schematic longitudinal cross-sectional views showing the operating state of the preservative fluid injection device according to the present invention;
Figure 7 is a photograph showing various sizes of injection holes processed in wood by the micro hole drilling device according to the present invention;
Figure 8 is a cross-sectional photograph showing a state in which a preservative liquid is injected into wood by the preservative wood manufacturing system according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the invention may be implemented in many different forms and is not limited to the described embodiments.
도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 방부목 제조 시스템의 개략적인 도면과 이에 의해 제작된 목재 사진들이다. 이에 제시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템은 레이저빔(B)을 통해 목재(W)의 표면에 미세한 인사이징을 형성하는 마이크로 홀 드릴링 장치(10)와, 상기 마이크로 홀 드릴링 장치(10)의 일측에 구비되고 인사이징된 목재(W)에 방부액(A)을 주입하는 방부액 주입 장치(20)를 포함한다.Figures 1 to 8 are schematic drawings of the preserved wood manufacturing system according to the present invention and photographs of wood produced thereby. As presented herein, the preservative wood manufacturing system using a laser according to the present invention includes a micro hole drilling device (10) for forming fine sizing on the surface of wood (W) through a laser beam (B), and the micro hole drilling device It is provided on one side of (10) and includes a preservative liquid injection device (20) for injecting the preservative liquid (A) into the insized wood (W).
상기 마이크로 홀 드릴링 장치(10)는 목재가 상면에 배치되는 베드(11)와, 상기 베드(11)의 상부에 설치되고 평면상에서 세로 방향으로 이동될 수 있는 세로이동기(12)와, 상기 세로이동기(12)의 상면에 설치되고 평면상에서 가로 방향으로 이동될 수 있는 가로이동기(13)와, 상기 가로이동기(13)에 설치되고 전원의 공급에 의해 레이저빔을 하부로 상기 목재를 향해 조사할 수 있는 레이저조사기(14)와, 상기 세로이동기(12)와 가로이동기(13) 및 레이저조사기(14)의 작동을 제어하는 컨트롤러(15)를 포함한다.The micro hole drilling device 10 includes a bed 11 on which wood is disposed on the upper surface, a vertical mover 12 installed on the top of the bed 11 and capable of moving in the vertical direction on a plane, and the vertical mover A horizontal mover (13) installed on the upper surface of (12) and capable of moving in the horizontal direction on a plane, and a laser beam installed on the horizontal mover (13) and capable of irradiating a laser beam downward toward the wood by supplying power. It includes a laser irradiator 14 and a controller 15 that controls the operation of the vertical mover 12, the horizontal mover 13, and the laser irradiator 14.
상기 마이크로 홀 드릴링 장치(10)는 상기 목재(W)의 상면에서 하부로 레이저빔(B)을 조사하여 수십 내지 수백 마이크로미터 크기의 내경을 가지는 주입공(H)을 형성하는 역할을 한다.The micro hole drilling device 10 serves to form an injection hole H having an inner diameter of tens to hundreds of micrometers by radiating a laser beam B from the upper surface of the wood W to the lower surface.
상기 베드(11)는 상기 세로이동기(12)와 가로이동기(13)가 설치되는 장소를 제공하면서 상기 목재(W)가 배치되는 장소를 제공하는 역할을 한다.The bed 11 serves to provide a place where the vertical mover 12 and the horizontal mover 13 are installed and a place where the wood W is placed.
이와 같은 상기 베드(11)는 그 상면에 설치되는 고정구(111)를 더 포함한다. 상기 고정구(111)는 클램프로써 상기 베드(11)의 상면에 배치되는 목재를 손쉽게 고정하거나 그 고정을 해제시킬 수 있도록 하는 것이다.The bed 11 as described above further includes a fixture 111 installed on its upper surface. The fixture 111 is a clamp that allows the wood placed on the upper surface of the bed 11 to be easily fixed or released.
상기 세로이동기(12)는 전원의 공급에 의해 평면상에서 세로방향으로 상기 가로이동기(13)를 이동시킬 수 있도록 하는 공지의 자동대차이고, 상기 가로이동기(13)는 전원의 공급에 의해 상기 세로이동기(12)의 상면에서 평면상에서 가로방향으로 상기 레이저조사기(14)를 이동시킬 수 있는 공지의 자동대차이다.The vertical mover 12 is a known automatic truck that can move the horizontal mover 13 in the vertical direction on a plane by supplying power, and the horizontal mover 13 is the vertical mover by supplying power. It is a known automatic truck that can move the laser irradiator 14 in the horizontal direction on a plane on the upper surface of (12).
상기 레이저조사기(14)는 전원의 공급에 의해 레이저빔(B)을 조사하는 공지의 장치이다. 여기서, 레이저빔(B)은 목재(W)를 태워서 목재(W)에 일정한 크기와 깊이의 미세한 주입공(H)을 가공하는 것이다.The laser irradiator 14 is a known device that irradiates a laser beam B by supplying power. Here, the laser beam (B) burns the wood (W) and processes a fine injection hole (H) of a certain size and depth in the wood (W).
이와 같은 상기 레이저조사기(14)는 상기 목재의 상면에 대응하여 하부를 향해 구비되고 상기 레이저조사기(14)에서 생성된 레이저빔을 하부로 방출하여 상기 목재의 표면에서 하부로 상기 주입공을 가공하는 조사헤드(141)와, 상기 조사헤드(141)의 내부에 설치되고 상기 조사헤드(141)를 통해 하부로 조사되는 레이저빔의 초점을 조절하는 초점렌즈(142)를 포함한다.The laser irradiator 14 is provided downward corresponding to the upper surface of the wood and emits the laser beam generated by the laser irradiator 14 downward to process the injection hole from the surface of the wood to the bottom. It includes an irradiation head 141 and a focus lens 142 installed inside the irradiation head 141 and controlling the focus of the laser beam irradiated downward through the irradiation head 141.
상기 조사헤드(141)는 상기 레이저조사기(14)에서 생성되어 전달되는 레이저빔(B)을 받아서 하부로 방출하여 상기 목재(W)의 표면에서 하부로 상기 주입공(H)을 가공하는 역할을 한다. 상기 초점렌즈(142)는 상기 조사헤드(141)를 통해 하부를 향해 상기 목재(W)에 조사되는 레이저빔(B)의 초점을 조절하는 역할을 한다.The irradiation head 141 receives the laser beam B generated and transmitted from the laser irradiator 14 and emits it downward to process the injection hole H from the surface of the wood W to the bottom. do. The focus lens 142 serves to adjust the focus of the laser beam B irradiated to the wood W toward the bottom through the irradiation head 141.
아울러, 상기 레이저조사기(14)는 상기 컨트롤러(15)를 통해 상기 초점렌즈(142)의 위치를 제어하여 상기 목재(W)의 주입공(H)을 상단에서 하단으로 갈수록 점차 넓어지게 가공하는데, 이는 목재(W)의 표면으로 주입공(H)의 상단의 구멍이 작아 노출이 최소화되면서 하부로 구멍이 점차 넓어져 목재(W)의 내부로 방부액의 주입과 흡수가 보다 원활하면서 극대화되도록 하기 위한 것이다(도 4 참조).In addition, the laser irradiator 14 controls the position of the focus lens 142 through the controller 15 to gradually widen the injection hole H of the wood W from the top to the bottom. This minimizes exposure as the hole at the top of the injection hole (H) is small on the surface of the wood (W), and the hole gradually widens at the bottom to ensure smoother and maximized injection and absorption of the preservative liquid into the interior of the wood (W). This is for (see Figure 4).
상기 컨트롤러(15)는 상기 세로이동기(12), 가로이동기(13), 레이저조사기(14) 등을 온오프시키면서 구동을 제어하는 공지의 제어장치로써, 각 부품들의 구동을 제어하여 목재(W)의 상면에 주입공(H)을 격자 형태로 가공할 수 있도록 하는 것이다.The controller 15 is a known control device that controls the operation of the vertical mover 12, the horizontal mover 13, the laser irradiator 14, etc. by turning them on and off, and controls the operation of each part to produce wood (W). This is to enable the injection holes (H) to be processed in a lattice form on the upper surface of .
여기서, 상기 목재(W)에 형성되는 주입공(H)은 50 내지 500㎛의 내경을 가지고 상기 목재(W)의 표면에서 내부로 0.5 내지 15mm의 상하 깊이를 가지는 것이 바람직한데, 이는 상기 주입공(H)이 50 내지 500㎛의 내경을 가짐으로써 목재(W)의 표면에 육안으로 잘 인지되지 않아 목재(W) 외면의 심미감 저하가 적절히 방지되기 때문이고, 상하 깊이가 0.5 내지 15mm를 형성함으로써 목재(W)에 대한 방부액의 주입과 흡수가 보다 적절하게 이루어져 목재(W)의 방부 성능이 현저히 향상되기 때문이다(도 7 내지 도 8 참조).Here, the injection hole (H) formed in the wood (W) preferably has an inner diameter of 50 to 500 ㎛ and a vertical depth of 0.5 to 15 mm from the surface of the wood (W), which is the injection hole This is because (H) has an inner diameter of 50 to 500㎛, so it is not easily recognized by the naked eye on the surface of the wood (W), and thus the aesthetic deterioration of the outer surface of the wood (W) is appropriately prevented, and the top and bottom depth is 0.5 to 15 mm. This is because the injection and absorption of the preservative solution into the wood (W) is performed more appropriately, and the preservative performance of the wood (W) is significantly improved (see FIGS. 7 and 8).
상기 방부액 주입 장치(20)는 상기 마이크로 홀 드릴링 장치(10)의 일측에 설치되는 것으로, 상기 목재(W)에 형성된 주입공(H)을 통해 방부액(A)을 강제로 주입하는 역할을 한다.The preservative liquid injection device 20 is installed on one side of the micro hole drilling device 10, and serves to forcibly inject the preservative liquid (A) through the injection hole (H) formed in the wood (W). do.
이와 같은 상기 방부액 주입 장치(20)는 중공 입방체로 구비되고 상부가 개방 가능하게 구비되며 일측에 약액주입관(211)이 설치되고 내부가 밀폐될 수 있으며 내부에 방부액이 충진되고 방부액에 상기 목재를 침지시킬 수 있는 침지챔버(21)와, 상기 침지챔버(21)의 상단에 설치되고 상기 침지챔버(21)의 내부에 압력을 가할 수 있는 가압기(22)를 포함한다.The preservative liquid injection device 20 is provided as a hollow cube with an openable top, a chemical liquid injection pipe 211 is installed on one side, the inside can be sealed, the inside is filled with the preservative liquid, and the preservative liquid is added to the preservative liquid. It includes an immersion chamber 21 capable of immersing the wood, and a pressurizer 22 installed at the top of the immersion chamber 21 and capable of applying pressure to the interior of the immersion chamber 21.
상기 침지챔버(21)는 상기 약액주입관(211)을 통해 내부에 방부액(A)이 충진된 상태로 목재(W)를 방부액(A)에 침지시키고 밀폐시킬 수 있도록 하는 것이다. 상기 약액주입관(211)은 외부에 상기 침지챔버(21)의 내부로 방부액(A)을 주입하는 배관으로써 통상적으로 개폐밸브가 설치된다. 여기서, 침지는 목재(W)가 방부액(A) 속에 완전히 잠겨 있도록 하는 것이다.The immersion chamber 21 allows the wood (W) to be immersed in the preservative solution (A) and sealed, with the preservative solution (A) filled inside, through the chemical solution injection pipe 211. The chemical liquid injection pipe 211 is a pipe for injecting the preservative liquid (A) from the outside into the inside of the immersion chamber 21, and is usually equipped with an open/close valve. Here, immersion ensures that the wood (W) is completely submerged in the preservative solution (A).
상기 가압기(22)는 공압 기기 또는 압축기기를 통해 상기 침지챔버(21)의 내부에 압력을 가할 수 있도록 하는 것이다. 이와 같이 상기 가압기(22)에 의해 상기 방부액(A)에 압력이 가해짐으로써, 상기 목재(W)에 방부액(A)이 보다 신속하고 원활하게 주입된다.The pressurizer 22 is used to apply pressure to the inside of the immersion chamber 21 through a pneumatic device or a compression device. In this way, as pressure is applied to the preservative liquid (A) by the pressurizer 22, the preservative liquid (A) is more quickly and smoothly injected into the wood (W).
여기서, 상기 가압기(22)는 상기 침지챔버(21)의 내부를 3 내지 5MPa로 가압하는 것이 바람직한데, 이는 목재(W)에 대한 방부액(A)의 주입이 보다 신속하면서 대량으로 이루어지도록 하기 위한 것이다.Here, the pressurizer 22 preferably pressurizes the inside of the immersion chamber 21 at 3 to 5 MPa, so that the injection of the preservative liquid (A) into the wood (W) is carried out more quickly and in large quantities. It is for.
아울러, 상기 방부액 주입 장치(20)는 상기 침지챔버(21)의 타측에 배출관(231)이 연결되고 상기 배출관(231)의 관로상에 설치되는 진공펌프(23)를 더 포함한다. 상기 진공펌프(23)는 목재(W)가 수용된 상기 침지챔버(21)의 내부의 공기를 상기 배출관(231)을 통해 외부로 배출시켜 진공상태를 형성하면서 감압을 하는 감압기의 역할을 한다. 이와 같은 상기 침지챔버(21)의 내부에 진공을 형성하면 상기 목재(W)의 표면에 있는 수분과 진액이 신속하게 외부로 배출되어 추후에 방부액의 주입이 신속하면서 안정적으로 이루어지게 된다.In addition, the preservative fluid injection device 20 has a discharge pipe 231 connected to the other side of the immersion chamber 21 and further includes a vacuum pump 23 installed on the pipe of the discharge pipe 231. The vacuum pump 23 functions as a pressure reducer to reduce the pressure by discharging the air inside the immersion chamber 21 containing the wood W to the outside through the discharge pipe 231 to form a vacuum state. When a vacuum is formed inside the immersion chamber 21, the moisture and sap on the surface of the wood W is quickly discharged to the outside, allowing the injection of the preservative solution quickly and stably later.
아울러, 상기 진공펌프(23)는 목재에 방부액이 충분히 주입된 후에 목재에 감압을 형성하여 과도하거나 불필요하게 많이 주입된 방부액, 즉 과잉 방부액을 목재에서 빼내어 회수하는 역할도 할 수 있다.In addition, the vacuum pump 23 can also function to recover the excessively or unnecessarily injected preservative solution, that is, excess preservative solution, from the wood by forming reduced pressure in the wood after the preservative solution is sufficiently injected into the wood.
상기 방부액 주입 장치(20)는 상기 침지챔버(21)에 설치되는 마이크로파가열기(24)를 더 포함한다. 상기 마이크로파가열기(24)는 전원의 공급에 의해 상기 침지챔버(21)의 내부에 수용된 목재(W)를 마이크로파를 조사하여 목재를 가열하여 목재(W)의 표면에 있는 수분과 진액이 외부로 적절히 배출될 수 있도록 하는 것이다.The preservative fluid injection device 20 further includes a microwave heater 24 installed in the immersion chamber 21. The microwave heater 24 radiates microwaves to the wood W accommodated inside the immersion chamber 21 by supplying power to heat the wood so that moisture and essence on the surface of the wood W are released to the outside. This is to ensure proper discharge.
이와 같이 구성되는 상기 방부액 주입 장치(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 침지챔버(21)에 목재(W)를 수용한 상태에서 상기 마이크로파가열기(24)와 진공펌프(23)를 구동시켜 상기 목재(W)를 가열하면서 배출되는 수분과 진액을 외부로 배출시켜 목재의 표면에 수분과 진액이 빠져 공극을 형성하게 된다.The preservative liquid injection device 20 configured in this way uses the microwave heater 24 and the vacuum pump 23 in a state in which wood (W) is accommodated in the immersion chamber 21, as shown in FIG. 5. As the wood (W) is driven and heated, the moisture and essence released are discharged to the outside, causing the moisture and essence to escape and form voids on the surface of the wood.
이 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이 상기 약액주입관(211)을 통해 상기 침지챔버(21)의 내부로 방부액(A)을 주입하고 상기 가압기(22)를 통해 가압하여 방부액(A)을 목재(W)의 표면 깊숙이 주입하게 되는 것이다.In this state, as shown in FIG. 6, the preservative liquid (A) is injected into the interior of the immersion chamber 21 through the chemical liquid injection pipe 211 and pressurized through the pressurizer 22 to produce the preservative liquid (A). is injected deep into the surface of the wood (W).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, various changes, modifications, and equivalents may be used in the present invention. It is clear that the present invention can be equally applied by appropriately modifying the above embodiment. Accordingly, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the claims below.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but it will be obvious to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
10 : 마이크로 홀 드릴링 장치
11 : 베드
111 : 고정구
12 : 세로이동기 13 : 가로이동기
14 : 레이저조사기
141 : 조사헤드 142 : 초점렌즈
15 : 컨트롤러
20 : 방부액 주입 장치
21 : 침지챔버
211 : 약액주입관
22 : 가압기
23 : 진공펌프
231 : 배출관
24 : 마이크로파가열기
B : 레이저빔
W : 목재
H : 주입공
A : 방부액10: Micro hole drilling device
11: Bed
111: fixture
12: Vertical mover 13: Horizontal mover
14: Laser irradiator
141: Irradiation head 142: Focus lens
15: controller
20: Preservative fluid injection device
21: Immersion chamber
211: Chemical injection pipe
22: pressurizer
23: Vacuum pump
231: discharge pipe
24: Microwave heater
B: Laser beam
W: wood
H: injection hole
A: Preservative fluid
Claims (9)
상기 마이크로 홀 드릴링 장치(10)의 일측에 설치되고, 상기 목재에 형성된 주입공을 통해 방부액을 주입하는 방부액 주입 장치(20)를; 포함하고,
상기 레이저조사기(14)는,
상기 목재의 상면에 대응하여 하부를 향해 구비되고 상기 레이저조사기(14)에서 생성된 레이저빔을 하부로 방출하여 상기 목재의 표면에서 하부로 상기 주입공을 가공하는 조사헤드(141)와,
상기 조사헤드(141)의 내부에 설치되고 상기 조사헤드(141)를 통해 하부로 조사되는 레이저빔의 초점을 조절하는 초점렌즈(142)를, 포함하며,
상기 레이저조사기(14)는,
상기 컨트롤러(15)를 통해 상기 초점렌즈(142)의 위치를 제어하여 상기 목재의 주입공을 상단에서 하단으로 갈수록 점차 넓어지게 가공하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.
A bed 11 on which wood is placed on the upper surface, a vertical mover 12 installed on the upper part of the bed 11 and capable of moving in the vertical direction on a plane, and a vertical mover 12 installed on the upper surface of the vertical mover 12 and moving in a plane A horizontal mover (13) that can be moved in the horizontal direction on top, a laser irradiator (14) installed on the horizontal mover (13) and capable of irradiating a laser beam downward toward the wood by supplying power, and It includes a controller 15 that controls the operation of the vertical mover 12, the horizontal mover 13, and the laser irradiator 14, and irradiates a laser beam from the upper surface of the wood to the lower side to create a beam with a size of tens to hundreds of micrometers. A micro hole drilling device (10) for forming an injection hole having an inner diameter on the outer surface of the wood;
a preservative liquid injection device 20 installed on one side of the micro hole drilling device 10 and injecting the preservative liquid through an injection hole formed in the wood; Contains,
The laser irradiator 14,
An irradiation head 141 that is provided downward in response to the upper surface of the wood and emits the laser beam generated by the laser irradiator 14 downward to process the injection hole from the surface of the wood to the bottom;
It includes a focus lens 142 installed inside the irradiation head 141 and controlling the focus of the laser beam irradiated downward through the irradiation head 141,
The laser irradiator 14,
A preservative wood manufacturing system using a laser, characterized in that the injection hole of the wood is gradually widened from the top to the bottom by controlling the position of the focus lens 142 through the controller 15.
상기 목재에 형성되는 주입공은,
50 내지 500㎛의 내경을 가지고 상기 목재의 표면에서 내부로 0.5 내지 15mm의 상하 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.
According to paragraph 1,
The injection hole formed in the wood is,
A preservative wood manufacturing system using a laser, characterized in that it has an inner diameter of 50 to 500㎛ and a vertical depth of 0.5 to 15mm from the surface of the wood to the inside.
상기 베드(11)는,
상기 베드(11)의 상면에 설치되고 상기 베드(11)의 상면에 배치되는 목재를 고정시키는 다수의 고정구(111)를,
포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.
According to paragraph 1,
The bed 11 is,
A plurality of fixtures 111 installed on the upper surface of the bed 11 and fixing the wood disposed on the upper surface of the bed 11,
A preservative wood manufacturing system using a laser, comprising:
상기 방부액 주입 장치(20)는,
중공 입방체로 구비되고 상부가 개방 가능하게 구비되며 일측에 약액주입관(211)이 설치되고 내부가 밀폐될 수 있으며 내부에 방부액이 충진되고 방부액에 상기 목재를 침지시킬 수 있는 침지챔버(21)와,
상기 침지챔버(21)의 상단에 설치되고 상기 침지챔버(21)의 내부에 압력을 가할 수 있는 가압기(22)를,
포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.
According to paragraph 1,
The preservative fluid injection device 20,
It is provided as a hollow cube, the upper part is openable, a chemical liquid injection pipe (211) is installed on one side, the inside can be sealed, the inside is filled with a preservative liquid, and an immersion chamber (21) in which the wood can be immersed in the preservative liquid. )and,
A pressurizer 22 installed at the top of the immersion chamber 21 and capable of applying pressure to the inside of the immersion chamber 21,
A preservative wood manufacturing system using a laser, comprising:
상기 가압기(22)는,
상기 침지챔버(21)의 내부를 3 내지 5MPa로 가압하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.
According to clause 6,
The pressurizer 22,
A preservative wood manufacturing system using a laser, characterized in that the interior of the immersion chamber (21) is pressurized to 3 to 5 MPa.
상기 방부액 주입 장치(20)는,
상기 침지챔버(21)의 타측에 배출관(231)이 연결되고 상기 배출관(231)의 관로상에 설치되는 진공펌프(23)를,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.
According to clause 6,
The preservative fluid injection device 20,
A discharge pipe 231 is connected to the other side of the immersion chamber 21, and a vacuum pump 23 is installed on the pipe of the discharge pipe 231,
A preservative wood manufacturing system using a laser, characterized in that it further comprises.
상기 방부액 주입 장치(20)는,
상기 침지챔버(21)에 설치되고 전원의 공급에 의해 상기 침지챔버(21)의 내부에 수용된 목재를 마이크로파로 가열하는 마이크로파가열기(24)를,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 방부목 제조 시스템.According to clause 6,
The preservative fluid injection device 20,
A microwave heater (24) installed in the immersion chamber (21) and heating the wood accommodated inside the immersion chamber (21) with microwaves by supplying power,
A preservative wood manufacturing system using a laser, characterized in that it further comprises.
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2023
- 2023-11-24 KR KR1020230165279A patent/KR102661450B1/en active IP Right Grant
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