KR20000030199A - 원적외선 방출 왕겨보드 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 왕겨가 원적외선을 방출하는 특성이 매우 높음을 발견하고 이러한 특성을 인체에 유용하게 활용하기 위하여 주거환경에 건축재료로써 사용되는 원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 왕겨 또는 폭쇄처리 왕겨 25% 대 목질 파티클 75%의 비로 혼합하여 적정 열압 조건에서 요소 수지, 페놀 수지, 요소-멜라민 수지, MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지, 탄닌 수지중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 제조된 비중이 0.3~0.9이며, KS의 휨강도 및 박리강도를 만족하고, 6-18㎛ 파장 영역에서 원적외선 방사율이 89.5-96.1%인 원적외선 방출 왕겨보드 제조방법에 관한 것이다.

Description

원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법 {Method for manufacturing for cheff board radiating far infrared}
본 발명은 원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 왕겨가 원적외선을 방출하는 특성이 매우 높음을 발견하고 이러한 특성을 인체에 유용하게 활용하기 위하여 주거환경에 건축재료로써 사용되는 원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
왕겨는 홀로셀룰로즈가 약 70%로서 본 발명자인 이(1972)는 제일 처음으로 습식 경질 섬유판 제조 조건을 구명했고, 그래뉼 타입자체로 시멘트와 석고등을 이용하여 제조한 것이 Francisco(1963), Amilcare(1960)등이고, Williamson(1951)은 열가소성 수지로 왕겨판을 제조하였고, Narayama(1959)등은 페놀수지를 이용해 왕겨를 갈아서 왕겨판을 제조한 이래 지금까지 발전된 것이 없었다. 또한 지금까지 왕겨를 이용하여 보드를 제조할 경우 강도가 저하되거나 제품의 품질이 떨어지는 이유로 사용에 많은 제약이 뒤따라 상업화를 이루고 있지 못하였다. 또한 목재수요의 95%를 수입에 의존하는 우리 나라로서는 목재 원료의 부족이 심각하여 목재 대체재의 개발이 시급한 상황에서 왕겨는 해마다 약 100만 톤을 생산하면서도 마땅한 용도가 없는 실정이다.
본 발명은 왕겨가 황토와 거의 같은 정도로 인체에 유익한 원적외선을 높게 방출하는 특성을 갖고 있다는 것을 처음으로 발견하고 왕겨보드를 제조하여 주거환경내에서 사용하면 원적외선의 효과로 인체에 매우 유익하게 작용하여 국민건강에 크게 기여할 수 있을 것이다.
원적외선이란 5.6-1000 미크론대의 적외선으로 이중에서도 특히 6-14미크론 파장대의 원적외선이 인간의 생활에 가장 유익한 것으로 알려져 있다.
원적외선의 효능은 광범위하며 인체에 미치는 효과는 피하심층의 온도상승, 미세혈관의 확장, 혈액순환의 촉진, 신진대사 강화, 조직재생능력 증가등으로 나타나며 성인병, 갱년기 장애, 신경통, 근육통등의 질병에 효과가 있는 것으로 보고되고 있어 생육광선이라고도 말한다.
따라서 본 발명은 지금까지 왕겨 보드가 상업화되지 못한 결점을 보완하여 KS규격에 통과하도록 제조방법을 개선하여, 목재 및 목질제품의 95%를 수입에 의존하는 국내 목질산업의 수입대체 효과뿐만 아니라 지금까지 마땅한 용도가 없는 국산 왕겨를 이용하여 자원의 효율적인 이용을 통한 고부가가치 제품개발은 물론 원적외선을 방출하는 주거재료로 사용함으로써 국민건강에 크게 이바지 할 수 있는 원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주거환경에 사용시 원적외선을 방출하는 특성을 갖는 연질 왕겨 보드 및 중밀도 왕겨 보드, 왕겨-목재 혼합보드 등의 원적외선 방출 왕겨 보드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
첫째로 연질 왕겨보드는 지금까지 섬유판 위주로 습식성형건조방법으로 KS 규격은 표 2의 주와 같다. 연질 섬유판은 국내에서는 삼영하드보드에서 생산하다가 시장성과 제조경비가 많이 들어 중단하고 전량 수입에 의존하고 있는 실정이며, 왕겨보드의 KS규격 제품은 지금까지 제조된 바 없다. 따라서 연질 왕겨 보드의 세부적인 발명의 특징은 후에 서술되는 원적외선 방출 특성을 갖는 동시에 KS 연질보드 규격에 합격되는 조건으로서, 밀도 0.3-0.4사이의 연질왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 12-18%, 열압시간 10-20분의 조건에서 요소수지로 제조하는 것과, 밀도 0.3-0.4사이의 연질왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 9-15%, 열압시간 20-30분의 조건에서 페놀수지 또는 탄닌수지를 이용하여 제조하는 것과, 밀도 0.3미만의 연질왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 12%, 열압시간 7분의 최적 조건에서 MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지 또는 탄닌수지를 이용하여 제조하는 방법으로 구성됨을 특징으로 한다.
둘째로 지금까지 발표된 중밀도 왕겨보드의 경우 현재 같은 중밀도의 MDF나 PB(KS 18.0타입)의 휨강도에 비하면 반 밖에 되지 않는다. 따라서 KS 18.0타입을 만족시키는 중밀도 왕겨보드 제조조건은, 밀도 0.60 ±0.05의 중밀도 왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지함지율 12%, 열압시간 7분의 조건에서 MDI(4,4' -diphenylmethane diisocyanate)수지를 이용하여 제조하는 것과, 휨강도와 박리강도가 각각 KS 8.0, 15.0타입을 만족시키는 밀도 0.80 ±0.05의 중밀도 왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 18%, 열압시간 5분의 조건에서 요소수지 또는 탄닌수지를 이용하여 제조하는 방법으로 구성됨을 특징으로 한다.
셋째로 같은 중밀도의 경우 왕겨와 목질을 혼합하는 경우는 지금까지 없었는데 KS 18.0타입을 만족시키는 조건은 밀도 0.90 ±0.05의 왕겨-목질 혼합보드를 폭쇄전처리(폭쇄조건 : 25kgf/cm2, 1분 처리)한 왕겨 25% 대 목질 파티클 75%의 비로 혼합하여 열압온도 171℃, 압력 40-30-20kgf/cm2, 수지함지율 13%, 열압시간 5분의 조건에서 요소수지 또는 탄닌수지를 이용하여 제조하는 것을 포함하여 구성됨에 있다.
본 발명은 첫째로 왕겨의 원적외선 방출특성을 측정하여 발견하였으며, 두 번째로 이러한 원적외선 방출 특성이 주거환경에 사용시 나타나도록 왕겨를 이용한 왕겨보드 제조방법을 KS에 합격하도록 한 제조방법 개선에 관한 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이 연질 왕겨보드의 KS 합격제품은 세계적으로 지금까지 제조된 바 없으며 중밀도 보드의 경우도 마찬가지이다.
무처리 왕겨보다는 폭쇄처리된 왕겨가 왕겨-목재 혼합보드 제조의 경우 보다 양질의 성질을 나타냈다. 이때의 폭쇄처리조건은 폭쇄 압력 25kgf/cm2, 폭쇄 시간 1분이었으며, 왕겨와 목재의 혼합비율은 25:75의 비가 적정하였다. 물론 이때도 원적외선 방출 특성은 6㎛-18㎛의 파장대에서 89.5-96.1%의 고도의 방사율을 나타냈다.
이하 실시예를 통하여 본발명을 상세히 설명하고자 한다.
실시예 1
대전 유성구 근교의 정미소에서 분양받은 왕겨(일품, 동진, 추청이 80%, 기타가 약 20%)를 이용하여 제조한 왕겨보드의 온도가 50℃에 도달할 때까지 가열하였으며, 가열된 왕겨보드의 원적외선 방사율을 원적외선 측정용 Win-Rad사의 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)로 측정하였으며 비교하기 위하여 황토를 함께 측정하여 대비하였다.
보다 상세히 설명하면 왕겨의 경우 6-18㎛ 원적외선 파장 영역에서 89.5-96.1%의 고도의 방사율을 나타내 황토와 동등한 방사율을 나타냈다.
표 1. 왕겨와 황토의 원적외선 방사율
파장재료의 종류 6㎛ 8㎛ 10㎛ 12㎛ 14㎛ 16㎛ 18㎛
왕겨 89.5 91 92.7 93.9 94.9 95.7 96.1
황토 92.4 93.1 93.7 94 94.2 94.6 94.8
(주) * : 원적외선 방사율(%)
측정온도 : 50℃
실시예 2.
상기 실시예1에서 제조된 원적외선 방출 왕겨를 이용하여 연질왕겨 보드 밀도 0.3-0.4, 열압온도 171℃, 수지 함지율 12-18%, 열압시간 10-20분의 조건에서 요소수지를 사용하여 1.5cm 두께의 연질원적외선 방출 왕겨 보드를 제조하였다.
실시예 3.
상기 실시예1에서 제조된 원적외선 방출 왕겨를 이용하여 연질왕겨 보드 밀도 0.3-0.4사이의 연질왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 9-15%, 열압시간 20-30분의 조건에서 페놀수지를 이용하여 1.5cm 두께의 연질원적외선 방출 왕겨보드를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예1에서 제조된 원적외선 방출 왕겨를 이용하여 연질 왕겨 보드 밀도 0.3미만, 열압온도 171℃, 수지 함지율 12%, 열압시간 7분의 최적 조건에서 MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지를 이용하여 1.5cm 두께의 연질 원적외선 방출 왕겨보드를 제조하였으며, 연질 원적외선 방출 왕겨보드의 물리·기계적 성질은 표 2와 같다.
표 2. 연질 원적외선 방출 왕겨보드의 물리·기계적 성질
처리 물리적 성질 기계적 성질
비중(F=1.748ns) M.C(%)(F=12.02**) 흡수량(g/㎤)(F=0.4967ns) Bending strength(kgf/㎠)(F=6.1934*)
Mean±SD Mean±SD Mean±SD Mean±SD
실시예218①-20②(요소수지) 0.396 ±0.024 6.16 ±0.266 0.064 ±0.032 24.40 ±2.921
실시예315-20(페놀수지) 0.353 ±0.011 6.27 ±0.096 0.252 ±0.033 15.51 ±1.286
실시예412-7(MDI 수지) 0.300 ±0.010 5.03 ±0.220 - 24.32 ±3.160
주) ① : 왕겨의 전건 중량당 수지 처리량(%)
② : 열압 시간(분)
열압 압력 : 1.5 cm 두께 bar 사용
※ KS F 3201(1982)
A급 연질 섬유판 - 밀도 0.30g/㎤ 미만, 휨강도(kgf/cm2) 20이상,
흡수량(g/cm3) 0.10이하
B급 연질 섬유판 - 밀도 0.40g/㎤ 미만. 휨강도(kgf/cm2) 6이상
위 표에서 요소 수지로 제조한 연질 왕겨 보드는 밀도 0.396±0.024로 KS B급 연질 섬유판을 만족하지만, 흡수량과 휨강도는 A급을 만족하는 결과를 보였다. 페놀수지로 제조한 연질 왕겨보드의 경우 밀도 0.353±0.011로 KS B급이며, 휨강도도 B급을 만족하고 있다. MDI로 제조한 연질 왕겨보드의 경우 밀도 0.300 ±0.05로 휨강도가 KS A급을 만족하는 결과를 보였다.
실시예 5.
상기 실시예1에서 제조된 원적외선 방출 왕겨를 이용하여 밀도 0.60 ±0.05의 중밀도 왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 12%, 열압시간 7분의 조건에서 MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지를 이용하여 1cm 두께의 중밀도 원적외선 방출 왕겨보드를 제조하였다.
실시예 6.
상기 실시예1에서 제조된 원적외선 방출 왕겨를 이용하여 밀도 0.80 ±0.05의 중밀도 왕겨보드를 열압온도 171℃, 수지 함지율 18%, 열압시간 5분의 조건에서 요소수지를 이용하여 1cm 두께의 중밀도 원적외선 방출 왕겨보드를 제조하였다.
실시예 7.
상기 실시예1에서 제조된 원적외선 방출 왕겨를 이용하여 밀도 0.90 ±0.05의 중밀도 왕겨-목질 보드를 폭쇄전처리(폭쇄조건 : 25kgf/cm2, 1분 처리)한 왕겨 25% 대 목질 파티클 75%의 비로 혼합하여 열압온도 171℃, 압력 40-30-20 kgf/cm2, 수지함지율 13%, 열압시간 5분의 조건에서 요소수지를 이용하여 중밀도 원적외선 방출 왕겨보드를 제조한 후에 각각 조사된 물리·기계적 성질을 조사하였으며, 그 내용은 표 3과 같다.
표 3. 중밀도 원적외선 방출 왕겨보드 및 원적외선 폭쇄방출 왕겨- 목질 혼합 보드의 물리·기계적 성질
처리 물리적 성질 기계적 성질
비중 함수율(%) 박리강도(kgf/cm2) 곡강도(kgf/cm2)
Mean±SD Mean±SD Mean±SD Mean±SD
R 100① 0.80 ±0.05 5.67 ±0.438 2.4 ±0.12 102.04 ±3.90
RH-MDI② 0.60 ±0.05 5.46 ±0.325 7.32 ±0.55 239.80 ±15.26
ER25P75③ 0.90 ±0.05 6.28 ±0.490 8.48 ±0.62 215.65 ±10.11
(박리강도, 휨강도 : 보드 밀도 0.75로 환산시킨 값)
주) ① : 무처리 왕겨 100%, 요소수지 18% 처리
열압조건 : 171℃, 5분, 1cm 두께 bar 사용.
② : 무처리 왕겨 100%, MDI 수지 12% 처리
열압조건 : 171℃, 7분, 1cm 두께 bar 사용.
③ : 폭쇄처리 왕겨 25 : 목질 파티클 75 혼합 보드, 요소수지 13%처리
열압조건 : 171℃, 5분, 압력 40-30-20kgf/cm2
※ KS(한국공업규격) F 3104(1997년)
18.0타입 : 굽힘강도(kgf/cm2) - 184이상, 박리강도(kgf/cm2) - 3.1이상
15.0타입 : 굽힘강도(kgf/cm2) - 153이상, 박리강도(kgf/cm2) - 2.4이상
13.0타입 : 굽힘강도(kgf/cm2) - 133이상, 박리강도(kgf/cm2) - 1.9이상
8.0타입 : 굽힘강도(kgf/cm2) - 82이상, 박리강도(kgf/cm2) - 1.5이상
요소수지를 이용하여 성형, 열압 하여 제조한 중밀도 왕겨 보드의 경우 휨강도는 KS 8.0타입을 만족시킨 반면, 박리강도는 KS 15.0타입을 만족시켰다. MDI로 성형, 열압하여 제조한 중밀도 왕겨 보드의 경우 휨강도, 박리강도 모두 KS 18.0타입을 훨씬 상회하는 값을 나타냈다. 또한 폭쇄 전처리한 왕겨 25에 목재 파티클을 75 혼합하여 제조한 중밀도 원적외선 방출 왕겨-목재 혼합보드의 경우도 휨강도, 박리강도 모두 KS 18.0타입을 훨씬 상회하는 값을 나타냈다.
본 방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 일이며, 실시예도 본 발명을 설명하기 위한 것으로 실시 예에 국한 되지 않음은 물론이다.
상기와 같은 본원 발명은 왕겨가 갖고 있는 원적외선 방출 특성을 이용하여 열경화성 수지 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 성형, 열압하여 KS에 합격할 수 있는 강도등 물리적 성질을 갖는 원적외선 방출 왕겨보드를 제조하여 단열재, 벽판, 마루판 등의 주거재료로 이용하도록 하므로써 수입대체효과는 물론 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 왕겨보드를 개발하여 국민건강에 크게 이바지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 원적외선 방출 왕겨 보드에 있어서, 왕겨 또는 폭쇄왕겨 25% 대 목질 파티클 75%의 비로 혼합하여 열압온도 171℃, 압력 6~40kgf/cm2, 수지함지율 9~18%, 열압시간 5~30분의 조건에서 요소 수지, 페놀 수지, 요소-멜라민 수지, MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지, 탄닌 수지중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 제조된 보드의 비중이 0.3~0.4는 휨강도 6(kgf/cm2)이상, 0.5~0.9는 휨강도 82(kgf/cm2)이상, 박리강도(kgf/cm2)1.5이상, 6~18㎛ 파장 영역에서 원적외선 방사율이 89.5~96.1%임을 특징으로 하는 원적외선 방출 왕겨 보드.
  2. 원적외선 방출 왕겨 보드의 제조방법에 있어서, 열압온도 171℃, 수지 함지율 9~18%, 열압시간 7~30분의 조건에서 요소 수지, 페놀 수지, 요소-멜라민 수지, MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지, 탄닌 수지중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 제조함을 특징으로 하는 밀도 0.3~0.4의 물리적 특성을 갖는 원적외선 방출 왕겨 보드의 제조방법.
  3. 원적외선 방출 왕겨 보드의 제조방법에 있어서, 열압온도 171℃, 수지 함지율 12~18%, 열압시간 5~7분의 조건에서 요소 수지, 페놀 수지, 요소-멜라민 수지, MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지, 탄닌 수지중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 제조함을 특징으로 하는 밀도 0.60~0.80(±0.05)의 물리적 특성을 갖는 원적외선 방출 왕겨 보드의 제조방법.
  4. 원적외선 방출 왕겨 보드의 제조방법에 있어서, 폭쇄전처리(폭쇄조건 : 25kgf/cm2, 1분 처리)한 왕겨 25% 대 목질 파티클 75%의 비로 혼합하여 열압온도 171℃, 압력 20~40kgf/cm2, 수지함지율 13%, 열압시간 5분의 조건에서 요소 수지, 페놀 수지, 요소-멜라민 수지, MDI(4,4'-diphenylmethane diisocyanate)수지, 탄닌 수지중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 제조함을 특징으로 하는 밀도 0.90 ±0.05의 원적외선 방출 왕겨 보드의 제조방법.
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KR20030039078A (ko) * 2001-11-10 2003-05-17 한솔포렘 주식회사 바이오 기능성 물질을 포함하는 목재 패널 및 그의제조방법
KR20160062365A (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 한국신발피혁연구원 친환경 접착제 조성물을 이용한 왕겨 성형체 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030039078A (ko) * 2001-11-10 2003-05-17 한솔포렘 주식회사 바이오 기능성 물질을 포함하는 목재 패널 및 그의제조방법
KR20160062365A (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 한국신발피혁연구원 친환경 접착제 조성물을 이용한 왕겨 성형체 및 그 제조방법

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