KR20010073635A - 폐자재를 이용한 합판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지 및 폐합성 섬유 분쇄품을 주원료로 하는 합판 및 그 제조방법에 관한 것으로 폐합성수지와 폐합성 섬유 분쇄품이 혼합된 주원료에 충전제 및 보강제(석분, 유리섬유와 불연소성 소재 또는 식물성섬유로 이루어짐)를 배합하여 가압혼련 및 압출,압착하고 양 표면에 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 압접한다.

따라서, 본 발명은 인장력 강도가 우수하고, 표면광택이 미려할 뿐만 아니라 표면층이 화학반응을 흡수, 차단할 수 있도록 하고, 제품의 경량화, 저코스트화가 가능하도록 하여 목재합판이나 단일수지 합판을 대체할 수있도록 하였다.

Description

폐자재를 이용한 합판 및 그 제조방법{A veneer board and the same methode}

본 발명은 폐합성수지 및 폐합성 섬유 분쇄품을 주원료로 하는 합판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 종래의 합판 구조는 판상의 목재를 적층하여 접합하는 방법으로 이루어지는 목재합판이 주종을 이루고 있으나, 산림보호 및 자연보호로 인하여 목재공급이 한정되므로 그 수요를 충당할 수 없다.

상기와 같은 문제점 때문에 최근에는 폴리프로필렌(Polyproplene: 이하 PP라한다) 또는 폴리에틸렌(Polyethylene: 이하 PE라한다) 등의 단일소재 수지만으로 제조된 합판이 개발되고 있으나, 이것은 밴딩 강도와 외부의 충격에 대한 강도가 약하고 콘크리트 거푸집등으로 사용할 경우에는 화학반응으로 인한 제품의 변형을 초래하며 중량이 무거워지는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 개량한 특허가 한국 특허공고번호 제90-6296(90.8.28)호 및 한국 특허공개번호 제92-21310(92.12.18)호에 개시되어 있다.

상기 특허공고번호 제90-6296호의 공지기술은 폐합성섬유를 이용한 판재 제조방법에 관한 것으로 열매체 보일러에서 200℃-300℃로 가열된 오일을 가열로 내부에 순환시키면서 가압롤러로 폐합성섬유를 가압하여 판재를 형성한다.

그러나, 상기 방법은 여러 종류가 혼재되어 있는 폐합성섬유를 가열롤러로만 압착성형함으로 합판이 불안정하거나 강도, 휨 등 판재의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

또, 특허공개번호 제92-21310호의 공지기술은 상하로 공급되는 아래의 타면 사이에 폐합성섬유를 공급하고, 120℃-160℃의 열풍을 공급하여 1차적으로 적당한 뚜께로 압착, 성형한 후 약 230℃-260℃의 열을 갖는 가열압착롤러로 10mm 기준으로 100kg/㎠의 압력을 가하여 가열,압착시켜 양 표면에 고체화된 표피층이 형성됨과 아울러, 그 표피층 사이에는 불완전 용해된 상태의 내부쿠션이 형성되도록 한다.

상기의 합판 구조는 내부쿠션이 미용융 상태로 표피층과 접합되므로 박리가 쉽게 일어나고, 외부의 충격에 매우 취약하며 형태가 쉽게 변하는 단점이 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로써, 종래의 폐섬유나 폐합성수지 외에 기타 폐자재 등을 혼합하여 기존의 합판에 비해 중량이가벼우며 인장력이 월등하고 불연성, 단열, 방음이 좋으며 내부에 유사 발포층을 형성해 줌으로써 콘크리트 등에 의한 화학반응을 흡수내지 차단하며 중앙이 가벼우면서도 3층을 형성함으로 벤딩 강도, 인장력이 우수하고, 후 가공이 용이한 합판 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적 당성을 위하여 본 발명은 폐합성수지와 폐합성섬유로 이루어진 주 원료에 석분, 유리섬유, 불연소성소재 등을 일정비율로 혼합하거나 또는 식물성섬유(인조,면,펄프 등)를 혼합하여 이를 혼합, 가압혼련 및 T-다이를 통한 압출합판을 형성하고, 표피층에 PP,PE 등의 수지를 일정두께(12mm 합판의 경우 각각 1mm 표피층)로 융착하여 열롤러 성형 및 진공냉각성형, 가열 및 소둔과정을 거쳐 형성되는 폐자재를 이용한 합판을 제조한다.

도 1은 본 발명의 합판의 제조공정을 설명하기 위한 블록도이고,

도 2는 본 발명의 합판의 구조를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 합판은 건축물의 외장재용과 내장제용으로 구분되는데, 먼저 외장재로 사용되는 합판을 제조할 때는 폐합성수지와 폐합성섬유 분쇄품이 혼합된 주원료 60∼80중량%와 보조원료인 폐천연섬유 10∼20%, 펄프류 10∼20%를 완전 혼합하여 가압혼련하고 압출한 후, 1차열롤러로 압착하고, 양 표피층에 PP,PE등 단일 신소재를 융착시켜 냉각 성형한다.

상기와 같이 주원료에 보조원료를 혼합함으로 기존의 방법에 의해 제조된 합판에 비해 휨 강도 및 인장력이 현저히 우수할 뿐만 아니라 천연섬유와 펄프류가 유사발포층을 형성함으로 외부의 화학 반응물을 흡수 차단하는 효과를 발휘하는 장점을 갖으며 또, 제품의 중량을 줄일 수 있고, 양 표피층에 단일 신소재의 층을 형성함으로 표면이 미려하고, 절단 및 조립시 합판의 강도를 유지하고, 형태를 보지하므로 목재합판의 기능을 충분히 대용할 수 있다.

또한, 내장재로 사용하기 위한 합판 제조시에는 주원료에 폐천연섬유 10∼20%, 석분, 유리섬유와 화공약품인 불연소성 소재를 주원료에 10∼20% 비율로 완전혼합하여 가압혼련하고 압출한 후, 1차열롤러로 압착하고, 양 표피층에 PP,PE등 단일 신소재를 융착시켜 냉각 성형한다. 상기와 같이 제조되는 내장재는 기존의 제조방법과 비교하여 중량을 줄일수 있으며 휨, 강도 및 인장력이 우수할 뿐만 아니라 불연성, 방수성, 단열, 방음이 우수하며 또한 원가절감 및 환경친화적인 장점이 있다. 또 주원료인 폐합성수지 또는 폐합성섬유를 합판의 용도에 따라 각각 사용하여도 된다.

또한 폐천연섬유를 혼합하거나, 신소제층을 양면에 형성하는 것은 합판의 강도 및 용도에 따라 각각 실시하거나 동시에 같이 실시해도 되며 외장합판의 경우 보조원료 중 폐천연섬유나 펄프류도 강도 및 용도에 따라 각각 다른 비율로 혼합사용하여도 되고, 내장합판의 경우는 보조원료 중에서 석분, 유리섬유를 동시, 혹은 단독 혼합하여도 상관없으나 불연소성 소재는 필수로 혼합한다.

종래의 합판 제조방법에서는 단일 소재 및 합성수지계만을 사용하여 일정한 압출온도에서 원료를 완전히 용융시켜 제품을 제조하고 있으나 본 발명은 합성수지 및 폐합성섬유 분쇄품이 각각 다른 용융점을 가지고 있으므로 1차혼합과정을 실시하며, 가압혼련기에서 혼련하면 합성수지와 폐합성섬유가 반죽된 상태로 압출기에공급되므로 압출기의 용융온도를 120℃∼150℃정도로 낮게 설정하고,이 용융의 온도보다 낮은 수지 및 합성섬유는 완전 용융된 액상이 되고 용융점이 높은 수지 및 섬유류와 보조원료는 불완전 용융상태로 원료의 성질을 유지하며 압출성형 된다.

상기 액상화된 수지는 압출성형과정에서 용융점이 높은 수지 및 섬유사이에 충분히 침투하여 성질이 다른 원료라 할지라도 압출기의 물리적인 힘에 의하여 모든 연료가 상호 혼합연결되므로 합판의 성형이 양호하며 PP,PE등 신소재로 양 표피층에 전체 두께의 10% 정도의 두께를 형성하여 3층의 제품이 생산되므로 종래의 제품보다 휨강도 및 인장력이 우수하다.

실시예

도 1에서와 같이 폐합성수지 섬유건조기(1)에 의하여 주원료인 폐합성수지와 폐합성섬유를 제품에 수분함량을 공정수분율에 적합하도록 원료를 건조하는 제1공정과,

분쇄기(2)에 의하여 혼합 및 혼련이 용이하도록 30∼50mm로 원료를 절단하는 제2공정과,

혼합기(3)에 의하여 절단된 폐합성수지와 폐합성섬유를 비율에 따라 혼합하는 제3공정과,

가압혼련기(4)에 의하여 제품의 사용용도에 따라 즉, 외장합판용으로 제조할 경우에는 제3공정에서 혼합된 주원료에 보조원료인 폐천연섬유 10∼20%, 펄프류 10∼20%를 투입하여 가압혼련하는 제4공정과,

압출성형기(5)에 의하여 상기 가압혼련된 주원료와 보조원료가 완전히 용융되도록 120∼150℃에서 1차압출기로 1차압출하고, 2차압출기로 상기 완전 용융된 원료를 다이스를 통하여 규격에 맞게(두께 및 폭) 2차압출하여 펼치는 제5공정과,

열롤러 성형기(6)로 상기 2차압출된 원료를 표면온도 150∼180℃의 열과 100∼150t의 압력으로 가압하여 합판을 1차성형하는 제6공정과,

표면도포 압출성형기(7)에 의하여 1차성형된 합판의 반제품의 양 면에 PP,PE의 단일 신수지로 합판 두께의 10% 정도로 수지층을 도포하는 제7공정과,

진공냉각성형기(8)에 의하여 상기 수지층이 표면 도포된 합판의 변형을 방지하기 위하여 냉각시키는 제8공정과,

합판의 평활도를 맞추기 위하여 가열기 및 소둔기(9)로 합판의 표면을 재가열하고, 길이 방향으로 인장을 주면서 소둔처리하는 제9공정과,

절단기(10)로 소둔처리가 완료된 합판을 소정의 규격으로 절단하는 제10공정으로 이루어 진다.

상기와 같이 구성되는 합판은 도 2와 같이 PP,PE로 이루어진 외피(11)이 형성되고, 그 외피는 폐합성수지, 폐합성섬유, 폐천연섬유 등이 완전히 갑압혼련되어 용융압출된 구조물(12)에 용융 결합된다.

한편, 내장합판용으로 제조할 경우에는 상기 실시예의 공정순서와 동일하나 제4공정에서 주원료인 폐합성수지 및 합성섬유 분쇄품에 보조원료인 폐천연섬유 10∼20% 그리고, 석분, 유리섬유 및 불연소성소재 20∼30%를 혼합하여 압출성형하는 점이 다르다.

본 발명에 의하여 구성되는 폐자재를 이용한 합판은 종래의 제조방법 및 재료와 비교하여 휨강도, 불연성, 단열성이 뛰어날 뿐만아니라 중량이 가볍고, 원자재공급이 용이한 장점이 있고, 또, 제조원가가 저렴하여 목재합판의 대체품으로 적합하고 특히, 폐자재를 이용함으로 환경오염 방지에 유용하다.

Claims (4)

1. 폐합성수지 및 폐합성섬유 분쇄품이 60%∼80% 범위 내에서 함유되고, 폐천연섬유, 펄프가 각각 10%∼20% 범위 내에서 함유된 폐자재를 용융,압출하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 합판.
2. 폐합성수지 및 폐합성섬유 분쇄품이 60%∼80% 범위 내에서 함유되고, 폐천연섬유가 10%∼20%, 석분,유리섬유 및 불연소성소재로 이루어진 보조재가 10%∼20% 범위 내에서 함유된 폐자재를 용융,압출하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 합판.
3. 폐합성수지 및 폐합성섬유 분쇄품이 60%∼80% 범위 내에서 함유되고, 폐천연섬유, 펄프가 각각 10%∼20% 범위 내에서 함유된 폐자재를 1차용융 압출성형하고, 상기 압출성형품의 표피층에 PP 또는 PE를 소정의 두께로 도포한 후 2차용융 압출성형하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 합판.
4. 폐합성수지 및 폐합성섬유 분쇄품이 60%∼80% 범위 내에서 함유되고, 폐천연섬유가 10%∼20%, 석분,유리섬유 및 불연소성소재로 이루어진 보조재가 10%∼20% 범위 내에서 함유된 폐자재를 1차용융 압출성형하고, 상기 압출성형품의 표피층에 PP 또는 PE를 소정의 두께로 도포한 후 2차용융 압출성형하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 합판.