KR20010061903A - 목분합성 피브이씨 원료와 이를 이용하여 만든 인조목 및그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목분합성 PVC 원료와 이를 이용한 인조목(人造木)및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 PVC 원료는 PVC 합성수지와 톱밥이 10∼60 : 90∼40의 비율로 혼합되어 이루져 있으면서, 톱밥을 표백재로 표백시킨 후 건조하여 분말형태로 곱게 분쇄한 다음, 분쇄된 톱밥 입자를 가소제인 DBP와 에폭시를 혼합하여 만든 가교제로써 코팅한 것을 합성수지분말과 혼합하여 완성되고, 이 원료를 필요한 형태로 열간성형하면 인조목이 된다. 본 발명에 따른 목분합성 PVC원료는 질감이 나무와 같은 각종 플라스틱제품을 만드는데 사용할 수가 있고, 또 이러한 원료를 사용하여 만든 인조목은 비중이 나무보다 적게할 수가 있고, 연소될 때 유독가스가 적게 발생되어 건축물의 내외장재 등으로 사용하는 목재 대용제품을 만드는데 알맞은 것이다.

Description

목분합성 피브이씨 원료와 이를 이용하여 만든 인조목 및 그 제조방법{PVC material including wood powder, an artificial wood made of the material and method of manufacturing the artificial wood}

본 발명은 목분합성 피브이씨(이하 "PVC" 라 칭함) 원료와 이를 이용한 인조목 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 목분(木粉)을 함유한 PVC 원료를 이용하여 나무와 같은 표면질감을 얻을 수 있고, 나무와 같이 비중이 작아 물에 뜰 수가 있으며, 연소시 유해가스가 적게 발생되게 하여 건축물의 내장재로 사용할 수 있게 한 목분합성 PVC 원료와 이를 이용한 인조목 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 천연나무는 자연의 재질로서 건축물의 내장재 등에 아주 효과적인 재료이기는 하지만, 인간과 자연에게 아주 유익하고 그 역할이 많은 삼림을 훼손하여야만 얻을 수 있는 재료이기 때문에 무조건 사용할 수도 또한 무조건 사용하여서도 안되는 것일 뿐만 아니라, 건축재등과 같은 필요한 성목으로 성장하기까지에는 많은 세월이 필요하기 때문에 무한정 구할 수가 있는 것도 아니어서, 이제 나무를 절약하여야 하는 시점이라 할 것이므로 함부로 사용할 수가 없는 것이다.

따라서, 그동안 천연나무를 대신할 수 있는 여러가지 재질의 인공목재 또는유사목재가 많이 제안되어 사용되고 있으나, 이들 대부분의 인공목재는 대개 천연목재의 장점중 일부만을 취하고 있을뿐 또 다른 여러가지의 문제점을 갖고 있었다.

예컨대, 폐나무조각등을 압착하여 만든 합판이 있는 바, 이 합판은 나무 조각만으로 만들어져 있기 때문에 나무의 성질을 그대로 발휘할 수 있는 잇점이 있기는 하나, 상기 합판은 접착제를 사용하여 나무판 조각을 여러겹으로 눌러 압착시킨 구조로 되어 있기 때문에, 합판에 물이 닿으면 상기 접착제의 효력이 떨어져 접착된 나무판이 분리되는 문제가 있고, 압착되어 있는 상태이기 때문에 동일한 체적의 일반적인 나무에 비해 무게가 무겁다는 단점이 있다. 그리고, 그 제작과정이 복잡하기 때문에 단가가 비싸다는 결점도 있다.

한편, 나무조각을 열간압착하여 가구 등을 만들 수 있는 판재를 만드는 방법이 있기는 하나, 이 방법으로 만들어진 판재는 상기의 합판과는 달리 물에 대해서는 비교적 강한 면이 있기는 하지만, 이 판재 역시 열간 압착되어 있기 때문에 그 무게가 일반적인 나무에 비하여 엄청나게 증가하여 가구로 만든 경우에 그 가구를 운반하기가 용이치 않다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 너무 지나치게 단단하여 가공하기가 용이치 않다는 단점이 있다.

또한, 톱밥를 접착제로써 결합시키면서 압착하여 만든 재료가 있으나, 이러한 합성판재 역시 상기한 바와 같은 문제점을 그대로 안고 있어 사용상의 불편함이 있었다.

그리고, 나무 재질에 대신하여 PE나 PP 또는 PVC 등과 같은 플라스틱재질을 많이 사용하고 있는데, 이 플라스틱은 여러가지의 색갈을 사용하여 만들수가 있다는 잇점이 있기는 하나, 기본적으로 나무와 같이 숨쉴수 있는 자연재질이 아니라는 근본적인 단점이 있으면서, 압출이나 사출등의 방법을 사용하여 원하는 바의 형태로 성형하기에는 용이하지만, 사출이나 압출등의 방법으로 만들어진 판재등의 재료를 원하는 바의 형태로 가공하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 비중이 커서 물에 뜨지 않는다는 점과 못을 박을 수가 없다는 등의 중요한 문제점이 있다.

상기한 바와 같이 플라스틱의 단점을 해결하기 위해, 플라스틱에 나무 또는 톱밥과 같은 재료를 혼합하여 인조목재를 만든 것이 기존에도 알려져 있다.

그러나, 이러한 종래의 플라스틱을 이용한 인조목재는 단순히 톱밥이나 나무조각이 플라스틱에 혼합되어 있으므로, 톱밥이나 나무조각이 불규칙적으로 배치된 구조로 되어 있는 것에 불과하고, 상기 톱밥이나 나무조각에 해당하는 만큼 무게가 줄어들게 하면서, 이들 톱밥과 나무조각부분을 통하여 못을 박을 수 있게 하고 있다.

따라서, 이러한 인조목재는 그 비중을 많이 줄이고 못이 잘 박히게 하기 위해서는 당연히 나무 성분이 많이 함유되어야 하는데, 이 플라스틱에 나무성분이 지나치게 많이 함유되면 그 결합력이 약해져 취약해지게 되므로 잘 부러지는 단점이 있었다.

그러므로, 결국 플라스틱과 목재를 혼합하여 만든 인조목재에서는 목재성분이 전체에 대해 20 ∼ 30 % 의 부피비를 초과할 수가 없었고, 이에 따라 플라스틱과 목재가 혼합된 인조목은 연소될 때 플라스틱성분에서 발생하는 유독가스로 인한 피해를 막을 수가 없었다.

그나마, 상기한 바와 같이 플라스틱에 목재성분을 함유시켜 만든 기존의 제품은 대개 그 플라스틱이 PP제 또는 PE제 등에 국한 하였고, PVC에서는 목재성분을 합성시킨 것이 거의 없었다.

이는 근본적으로 PVC 플라스틱과 목재성분은 서로 친화력이 없어 잘 혼합되지 않기 때문인 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하여, PVC 플라스틱과 나무가 혼합되어 만들어지면서도 이들이 서로 고르게 혼합되어 있으면서 그 비중을 나무보다 적게 만들수가 있고, 전체적으로 질감이 나무와 같은 감촉을 느낄 수 있게 하는 플라스틱제품을 만들 수 있게 하는 목분합성 PVC원료를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 PVC원료를 사용하여 가공성이 뛰어나며, 질감이 부드럽고 나무보다 더 가볍게 할 수 있으며, 연소시에 유독가스의 발생이 적어 건축물의 내외장재로 사용하기에 알맞게 한 인조목과 이 인조목을 제조하는 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목분합성 PVC 원료는, PVC 플라스틱과 톱밥이 10∼60 : 90∼40의 비율로 혼합되어 있으면서, 톱밥이 분말형태로 가공되고, 이 분말톱밥에 가교제를 코팅하여 플라스틱 원료분말과 잘 결합되도록 한 다음, 상기 PVC 분말과 톱밥분말을 혼합하여 만들어져 있다.

한편, 본 발명에 따른 인조목은 상기한 바의 목분합성 PVC 원료를 필요에 따라 발포제를 투입하여 발포시키거나 또는 발포시키지 않은 상태로 열간 성형하여 만드는데, 성형시키고자 하는 형태에 따라 사출 또는 압출성형하여 만들 수가 있다.

그리고, 상기한 바와 같은 인조목을 만드는 과정에 있어서, PVC 플라스틱은 분말화된 것을 사용하는데 250∼350mesh의 정도로 분말화된 것을 사용한다. 이러한 전제조건하에서 먼저 톱밥을 미세분말화 시키는 과정과, 이 톱밥분말을 가교제로 코팅하는 과정, 가교제로 코팅된 톱밥분말을 플라스틱의 원료분말과 90∼40 : 10∼60의 비율로 혼합하는 혼합과정 및, 상기 혼합분말을 열간성형하는 성형단계로 구성되어 있다.

이러한 구성으로 만들어진 본 발명의 인조목은, 플라스틱이 녹아 미세분말화된 나무와 혼합될 때 고르게 혼합되게 되므로 전체적으로 균일한 재질의 인조목을 얻을 수 있고, 이와 같이 나무성분이 고르게 분포되어 있으므로 인하여, 그 질감이 일반적인 플라스티과는 달리 부드러워 나무를 대신하여 건축물의 내외장재로 사용할 수가 있는 것이다.

그리고, 전체적으로 나무성분이 많이 함유되어 있기 때문에 가공성이 뛰어나고 못도 쉽게 박을 수 있는 잇점이 있는 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 분말합성 PVC원료는 PVC 합성수지와 톱밥이 10∼60 : 90∼40의 부피비율로 혼합되어 만들어지는데, 여기서 PVC 플라스틱은 250 ∼350mesh의 미세분말로 된 것을 사용한다.

그리고, 톱밥을 미세분말화 시키는데, 이때 상기 톱밥도 상기 플라스틱과 동일한 범위의 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 이는 톱밥이 플라스틱분말과 잘 혼합되게 함과 더불어 전체적으로 고르게 분포되게 하기 위해서 인것이다.

이와 같이 분말화된 톱밥과 플라스틱분말을 고르게 혼합한 후, 열을 가하면서 압출 또는 사출성형하여 원하는 바의 형상과 크기를 갖는 PVC 플라스틱제품 또는 인조목을 만들 수가 있는 것이다.

이렇게 만들어진 PVC 플라스틱제품은 그 질감이 나무와 같이 부드러우므로 나무를 대신하여 사용할 수가 있으면서, 기존의 일반적인 플라스틱이 갗는 딱딱한 감촉을 없앨 수가 있음은 물론, 나무성분이 균일하면서 많이 함유되어 있기 때문에 잘라 사용하기가 용이하므로 가공성이 뛰어난 잇점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목분합성 PVC원료는 일반적인 플라스틱에서 가공성과 딱딱함 및 연소시에 유독가스가 많이 발생하는 등의 문제점을 해소시킬 수가 있으므로, 건축물의 소재뿐만 아니라 여러가지의 용도로 사용할 수가 있는 것이다.

그리고, 상기의 성형방법은 필요에 따라 선택할 수가 있는 바, 즉 성형시키고자 하는 형태와 모양에 따라 압출 또는 사출을 선택적으로 택할 수가 있는 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 구조로 만들어진 본 발명의 인조목을 제조하는 방법은, 상기한 바와 같이 톱밥을 250 ∼ 350mesh의 크기로 미세분말화 시키는 과정과, 이 톱밥분말을 가교제로 코팅하는 과정 및, 가교제로 코팅된 PVC 합성수지와 톱밥분말이 10∼60 : 90∼40의 부피비로 혼합하는 혼합과정 및, 상기 혼합분말을 열간압출/사출성형하는 성형단계로 구성되어 있다.

상기한 바에서 톱밥의 분말화과정이전에, 톱밥을 표백처리하여 깨끗하게 만든 다음 열풍등으로 건조처리하는 톱밥 표백처리 과정이 포함될 수가 있다.

이러한 톱밥 표백처리과정은 자연 톱밥에 포함되어 있는 여러가지의 색깔이 결과물인 인조목에 색채적인 면에서 좋지 아니한 영향을 줄 수가 있기 때문이다.

따라서, 이 표백처리과정은 반드시 본 발명의 인조목을 만드는데 필수적인 구성요소는 아니다.

한편, 상기 표백처리과정에서 사용하는 표백제는 인조목이 인체에 나쁜 영향을 주지 않게 하기 위해, 오존을 사용하여 처리하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 톱밥분말을 코팅하는데 사용되는 가교제는 가소제인 DBP와 에;폭시가 혼합되어 만들어진 것을 사용하는데, 이 가교제는 톱밥분말이 플라스틱재료와 잘 결합되게 하기 위한 것이다.

한편, 상기한 바와 같이 톱밥을 분말화하여 혼합함으로써, 톱밥이 플라스틱과 더욱 고르고 잘 혼합되게 되는데, 톱밥의 분말크기는 상기의 범위이내에서 가능한 작게 가공할 수록 좋은 제품을 얻을 수 있으나, 경제성을 고려하여 대략 300mesh 내외의 범위 크기로 분쇄하는 것이 바랍직하다.

또한, 상기 톱밥분말과 PVC 분말이 혼합된 것을 가열성형하기 이전에, 발포제를 투입하여 발포시키는 과정을 포함할 수가 있는데, 이 발포과정은 필요에 따라 선택하여 사용하거나 사용하지 않을 수가 있는 바, 이 발포과정은 만들고자 하는 제품을 가볍게 하기 위한 경우에 택하여 사용한다.

여기서, 사용하는 발포제는 PVC 합성수지를 발포하는 것으로서, 이는 일반적으로 PVC 합성수지를 발포시키는데 통상적으로 사용되는 아이오디시소부(Aiodisisobu)와 티로니트릴(Tyronitril)을 합성하여 만든 AIBM이라는 것을 사용한다.

이러한 발포제를 사용하여 만든 제품은 그 비중은 나무보다 40%이하로 만들수가 있으므로, 가벼운 구조물을 만들 수가 있고 그 자체로써 물에 뜨는 제품을 만들 수가 있는 것이다.

따라서, 운반과 취급이 용이하게 되는 한편, 톱밥분말과 플라스틱분말이 혼합되어 만들어져 있기 때문에, 그 결과의 생산물인 인조목은 감촉이 부드러워 건축물의 내장재로 사용할 때 부드러운 분위기를 연출할 수가 있는 것이다.

그리고, 혼합분말을 열간성형하는 것은 열간 성형과정중에 플라스틱 분말이 녹으면서 톱밥분말과 고르게 혼합되게 하는 한편, 원하는 바의 크기나 형상의 인조목을 얻기 위해서인 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 목분합성 PVC 원료는 나무성분이 전체적으로 40% 까지 혼합되어 있기 때문에, 이 원료를 사용하여 만든 제품은 질감이 부드럽고 가공성이 뛰어나며, 필요에 따라 비중이 나무보다 작은 제품을 만들 수가 있어 다양한 제품을 만들 수가 있으며, 그 취급과 사용이 편리해지는 잇점이 있는 것이다.

또한, 천연나무인 톱밥이 부피비를 기준으로 하여 40%까지 함유되어 있으면서, 이 나무성분이 미세한 분말화되어 플라스틱과 고르게 혼합되어 있기 때문에, 전체적으로 나무의 질감을 거의 그대로 느낄 수가 있어 일반적으로 건축물의 내장재에는 물론, 기타 꼭 나무가 필요한 다른 곳에서도 효과적으로 사용할 수가 있고, 플라스틱의 성분이 상대적으로 적기 때문에 연소시에 인체에 유해한 유독성분이 적게 배출되는 효과가 있는 것이다.

더구나, 본 발명에 따른 인조목은 나무성분이 40%까지 함유되어 있으면서 미세한 분말이 열간융착되어 있는 상태이므로, 그 표면이 부드러울 뿐만 아니라 톱으로 켜거나 칼로 절단한 후 대패등을 사용하여 그 표면을 나무와 마찬가지로 매끈하게 가공할 수가 있어 사용상의 편리함을 추구할 수가 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 250 ∼ 350mesh의 크기로 분말화된 PVC 합성수지와 톱밥이 10∼60 : 90∼40의 범위이내에서 혼합되어 만들어진 목분합성 피브이씨 원료.
2. 250 ∼ 350mesh의 크기로 분말화된 PVC 합성수지와 톱밥이 부피비로 10∼60 : 90∼40의 범위이내에서 혼합되어 만들어진 목분합성 피브이씨 원료를 열간성형하여 만든 인조목.
3. 톱밥을 250 ∼ 350mesh의 크기로 미세분말화 시키는 분쇄과정과, 이 톱밥분말을 가교제로 코팅하는 코팅과정, PVC 합성수지 분말과 가교제로 코팅된 톱밥분말을 10∼60 : 90∼40의 부피비로 혼합하는 혼합과정 및, 상기 혼합분말을 열간압출/사출성형하는 성형단계을 포함하여 이루어진 인조목의 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기의 톱밥분말화과정 이전에 톱밥을 표백처리하여 깨끗하게 만든 다음 열풍등으로 건조처리하는 톱밥의 표백처리 과정이 포함된 것을 특징으로 하는 인조목의 제조방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 표백처리를 오존으로 처리하는 것을 특징으로하는 인조목의 제조방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 가교제가 가소제인 DBP와 에폭시가 혼합되어 만들어진 것을 특징으로 하는 인조목의 제조방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 성형단계 이전에 톱밥분말과 PVC 분말을 발포제로 발포시키는 발포단계가 포함된 것을 특징으로 하는 인조목의 제조방법.