KR20020081404A

KR20020081404A - 목질 성형체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20020081404A
Application number: KR1020027011666A
Authority: KR
Inventors: 우카이마사노리
Original assignee: 니치하 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-10-26
Also published as: JP3563704B2; WO2001066323A1; AU4105501A; AU2001241055B2; US20030111775A1; JP2001322106A; EP1262293A1; US7037960B2; CA2402003A1; EP1262293A4

Abstract

본 발명의 과제는, 경량 고강도의 목질 성형체를 제공하는 것에 있다. 목질재료(W)의 결착제로서, 목질재료(W)에 뒤얽히기 쉬운 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)를 혼합한다. 상기 섬유상 열가소성수지(R)는 가열용융상태로서 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 목질재료(W)와 상기 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)의 원료혼합물(Mx)은 매트(M)로 하고, 상기 매트(M)를 가열프레스하거나, 혹은 목질재료(W)와 상기 가열용융상태의 섬유상 열가소성수지(R)와 혼합할 때, 상기 수지(R)를 열풍 및/또는 냉풍으로 연신 미세화하고, 그 열풍 및/또는 냉풍에 의한 음압 영역을 이용하여 목질재료(W)와 균일하게 혼합하고, 그 원료혼합물(Mx)의 매트(M)를 프레스함으로써 목질 성형재료를 제조한다.

Description

목질 성형체 및 그 제조방법{WOODY FORMED ARTICLE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

종래, 목분 등의 목질재료와 열가소성수지를 혼합하여 목질 성형체를 성형하는 것으로서는, 압출기나 가열용융형 니더 등으로 열가소성수지를 용융시키고, 그 속에 목분 등을 투입하여 이겨 넣은 혼합물을 압출성형하거나, 목질재료와 열가소성수지 칩 혹은 펠릿과의 혼합물을 열간프레스하여 성형체를 얻는 것이 제안되어 있다. 목질재료로서는, 목분 외에 못쓰는 종이를 분쇄한 것 등, 미세한 목질재료가 이용되고 있다. 이와 같은 목질 성형체는 건축판이나 가구소재로서 유용하다.

상기와 같이 고온고압하에서 용융상태로 된 열가소성수지중에 목질재료를 투입하면, 원래 목질재료가 보유하는 여러가지 당분, 리그닌 등이 그 용융열가소성수지에 용출되고, 또한 압출기 등의 스크루에 의한 고압상태에서의 이겨넣기 작용에 의해서 그 용출성분이 상기 열가소성수지에 분산되게 된다. 그 결과 상기 열가소성수지성분이 열화되어, 소정의 경도나 강도를 얻을 수 없거나 또한 인성을 얻을 수 없어 부서지기 쉽게 되거나 하고, 또 내후성도 나쁘게 되어 옥외에서 자외선에 폭로됨으로써 초킹(chalking)을 일으키는 등의 문제가 발생한다.

또, 목질재료에 열가소성수지 칩 혹은 펠릿을 혼합하는 경우, 상온하에서 상기 목질재료와 상기 수지를 혼합하여도 균일하게 상기 수지가 분산되기 어렵고, 또 목질재료로서 못쓰는 종이 분쇄물을 사용한 경우, 비표면적이 증가됨으로써 바인더로서의 수지분이 다량으로 필요하게 되며, 그 결과 밀도가 높아져 버려 합판, OSB라고 하는 열경화성수지를 사용한 강도특성이 우수한 기존구조재로 바뀌는 경량 목질 성형체가 얻어지지 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 경량인 목질 성형체 및 그 목질 성형체의 제조방법에 관한 것이다.

도 1∼도 28은 본 발명의 일실시예를 나타내는 것이다.

도 1은 섬유상 열가소성수지와 목질재료의 혼합공정 설명도,

도 2는 섬유상 열가소성수지와 목질재료의 다른 혼합공정 설명도,

도 3은 포머의 측면설명도,

도 4는 다른 실시예의 포머의 측면설명도,

도 5는 또 다른 실시예의 포머의 측면설명도,

도 6은 섬유상 열가소성수지가 목질재료와 뒤얽혀서 융착된 상태를 나타내는 설명도,

도 7은 다른 포머의 측면설명도,

도 8은 형판과 열간 롤프레스와 냉간 롤프레스를 사용하는 목질 성형체 제조공정 설명도,

도 9는 열간 롤프레스와 냉간 롤프레스를 사용하는 목질 성형체 제조공정 설명도,

도 10은 압착 전의 설명 정면도,

도 11은 압착 상태의 설명 측면도,

도 12는 가열압착 후의 성형매트 구조 설명도,

도 13은 가열프레스장치 설명도,

도 14는 냉간프레스장치 설명도,

도 15는 열가소성수지의 압출 및 토출공정 설명도,

도 16은 다이의 오리피스의 단면설명도,

도 17은 다이의 오리피스 병설상태를 나타내는 설명도,

도 18은 섬유상 열가소성수지가 목질재료와 뒤얽혀서 융착된 상태를 나타내는 설명도,

도 19는 오리피스가 복수열 병설된 다이를 사용한 원료 뒤얽힘 상태의 설명도,

도 20은 오리피스가 3열 병설된 다이를 사용한 원료 뒤얽힘 상태의 설명도,

도 21은 열풍 및 냉풍에 의한 열가소성수지 토출물의 연신 미세화 설명도,

도 22는 열풍 및 냉풍에 의한 다른 연신 미세화 설명도,

도 23은 다이를 단차형상으로 설치하여 열풍 및 냉풍을 내뿜는 연신 미세화 설명도,

도 24는 목질재료의 가열공정 설명도,

도 25는 목질재료 공급컨베이어와 다이를 다단으로 설치한 원료혼합공정 설명도,

도 26은 목질재료 공급컨베이어의 다른 실시예 설명도,

도 27은 목질재료 공급컨베이어의 또 다른 실시예 설명도,

도 28은 목질재료 공급컨베이어의 또 다른 실시예 설명도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

7 : 컨베이어 10 : 형판

13A, 14A : 압축 롤프레스 13B, 14B : 열간 롤프레스

13C, 14C : 냉간 롤프레스 16A, 16B : 엠보스롤

42, 52, 62 : 다이 43 : 오리피스

R : 열가소성수지 W : 목질재료(목판)

Mx : 원료혼합물 M : 매트

M' : 성형매트 Φ₁: 오리피스의 구경

Φ₂: 열가소성수지 토출물의 연신 미세화 후의 지름

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 목질재료(W)와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)를 혼합한 원료혼합물(Mx)을 성형한 목질 성형체를 제공하는 것이다.

그 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)는 가열용융상태에서 상기 목질재료(W)와 혼합되는 것이 바람직하다. 또 상기 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)로서는 열가소성수지 폐기재료로 제조된 것을 사용하는 것이 가능하다. 또한 상기 목질재료는 박편형상의 목편인 것이 바람직하다.

본 발명의 목질 성형체를 제조하는데는, 목질재료(W)와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)를 혼합한 원료혼합물(Mx)을 프레스성형한다. 구체적으로는 목질재료와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지를 함유하는 원료혼합물을 소정방향으로 이동하고 있는 컨베이어상에 직접 또는 그 컨베이어상에 적재되어 있는 형판 위에 산포하여 매트를 포밍하고, 그 매트를 프레스성형한다. 상기 매트에는프레스성형 후에 그 매트의 한쪽 또는 양쪽에 엠보스를 형성하여 요철무늬를 형성하여도 좋다. 또 상기 원료혼합물은 목질재료에 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지를 가열용융상태로 혼합함으로써 조제되는 것이 바람직하고, 그 경우, 압출기의 다이의 오리피스로부터 열가소성수지 가열용융물을 섬유상으로 토출시키고, 그 섬유상의 열가소성수지 토출물의 용융상태에서 목질재료와 혼합한다. 상기 목질재료는 그 용융상태의 열가소성수지 토출물에 한쪽 또는 양쪽으로부터 연속적으로 공급하여 혼합하는 것이 바람직하다. 또 압출기의 다이의 오리피스로부터 상기 열가소성수지 가열용융물을 섬유상으로 토출시킴과 아울러 열풍압 및/또는 냉풍압에 의해 연신 미세화하고, 연신 미세화된 상기 섬유상의 열가소성수지 토출물을 용융상태로 목질재료와 혼합하는 것도 가능하다. 상기 압출기의 다이의 오리피스는 복수개 일렬 또는 복수개 복수열로 병설되어 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 다이를 복수단 배치하는 것도 가능하다. 일반적으로 상기 다이의 오리피스의 구경은 0.2∼2.0㎜이다.

본 발명을 이하에 상세하게 설명한다.

[목질재료]

본 발명에 있어서 사용되는 목질재료(W)로서는, 목판, 스트랜드, 목분, 목모, 목질 섬유속, 목질 펄프 등이 있다. 상기 목질재료(W)는 예를 들면 목조건축물을 구축, 개축 혹은 해체하는 경우에 발생하는 자투리나 폐기재료 등으로부터 얻어지는 것이어도 좋다. 이와 같은 자투리나 폐기재료는 종래 주로 소각처리되고 있었지만, 소각처리에 의하면 지구온난화의 원인으로 되는 CO₂가스가 발생한다. 그러나 상기와 같이 자투리나 폐기재료를 목질재료(W)로서 재이용하면 환경부하를 저감할 수 있다.

상기 목질재료(W)로서, 특히 박판형상의 목편을 사용하는 것이 바람직하다. 박판형상의 목편은 예를 들면 팔먼사의 링플레이커를 사용하여, 얇은 절삭편 형상으로 한 형상으로 폭 0.5∼20㎜, 길이 1∼50㎜, 두께 0.1∼5㎜인 것이 바람직하고, 폭 0.5∼10㎜, 길이 4∼35㎜, 두께 0.1∼2.5㎜인 것이 더욱 바람직하며, 특히 폭 4∼8㎜, 길이 20∼25㎜, 두께 0.5∼1㎜인 목편이 바람직하다.

상기와 같이 그 목질재료(W)는 폐기재료를 사용하는 것이 가능하지만, 이와 같은 개축, 해체 목재는 용이하게 플레이커에 의해서 박판형상의 목편으로 하는 것이 가능하다.

또, 목편에 수분이 있으면 가열성형의 때에 목편으로부터 수증기가 발생하여, 목편과 열가소성수지 사이에 수증기막을 만들어 버려, 목편과 열가소성수지의 밀착이 잘 되지 않기 때문에, 통상 목편처리화 한 후에 거조기로 목편의 함수율은 5% 미만으로 건조된다.

[열가소성수지]

본 발명에서 사용되는 열가소성수지(R)로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌 터폴리머(terpolymer), 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리초산비닐, 불소수지, 열가소성 아크릴수지, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 등의 열가소성수지 및 상기 열가소성수지의 폐기재료가 있다. 그리고 상기 열가소성수지(R)는 섬유상 및/또는 리본상으로서 사용한다.

섬유상의 열가소성수지(R)는, 예를 들면 열가소성수지의 용융물을 압출기의 다이의 오리피스로부터 토출시키는 용융방사법, 열가소성수지 제품의 폐기재료 분쇄물을 정제장치로 섬유상으로 연마분쇄하는 방법, 열가소성수지 제품의 폐기재료를 정제장치로 해섬(解纖)하는 방법 등에 의해서 제조되고, 용융방사법에 있어서도 열가소성수지로서 폐기재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열가소성수지(R) 폐기재료의 소스로서 특히 유용한 것은, 대량으로 폐기재료가 발생하는 농업용 열가소성 시트, 포장용 열가소성 자루, 열가소성 섬유제품, 가정전력화 제품의 캐비넷, 자동차의 범퍼, PET 보틀 등이다.

리본상의 열가소성수지(R)는, 예를 들면 열가소성수지의 필름을 분쇄기로 세단함으로써 제조되지만, 상기 열가소성수지의 필름이 상기 열가소성수지필름 폐기재료 혹은 상기 열가소성수지 폐기재료를 용융하여 압출법이나 여과법으로 필름으로 한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유상 및/또는 리본상의 수지로서는 2종류 이상의 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)가 혼합된 것이어도 좋고, 또 열가소성수지를 용융방사 혹은 용융하여 필름으로 하는 경우에는 2종류 이상의 열가소성수지(R)를 혼합용융하여도 좋다.

열가소성수지(R)를 본 발명과 같이 섬유상 및/또는 리본상으로 하여 목질재료(W)의 바인더로서 사용하면, 2종류 이상 혼합한 것도 사용할 수 있기 때문에 선별의 수고도 생략할 수 있다.

[폐기재료의 이용]

또 본 발명의 목질 성형체의 폐기재료는 절삭, 분쇄, 혹은 해섬하여 목질재료(W)로 하고, 다시 목질 성형체의 원료나 목질 시멘트판의 원료로서 재이용할 수 있다. 이와 같은 목질 성형체의 재이용에 있어서는 리사이클성은 매우 높은 것이고, 간접적으로는 열가소성수지(R)의 리사이클성이 대폭으로 향상된다. 게다가 이와 같은 목질 성형체는 건축판, 가구소재, 콘크리트형 프레임 등에 대량 사용되기 때문에 리사이클 열가소성수지(R)도 대량으로 소비할 수 있다.

[제3성분]

상기 목질재료(W)와, 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R) 이외에, 본 발명의 목질 성형체에는 예를 들면 발수제, 방수제, 산화방지제, 산화억제제 등의노화방지제, 착색제, 저점도화제, 접착개량재 등이 첨가되어도 좋고, 특히 2종류 이상의 열가소성수지(R)를 혼합하여 용융방사하거나 용융하여 필름으로 하는 경우에는 상용화제를 첨가하여도 좋다.

[목질 성형체의 제조]

본 발명의 목질 성형체를 제조하기 위해서는, 우선 목질재료(W)와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)를 혼합한다. 혼합비는 통상 목질재료(W) : 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)의 중량비율로 30:70∼90:10 정도로 되도록 한다.

상기 혼합과정에 있어서, 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지(R)는 목질재료(W)에 휘감기므로 혼합을 균일하게 행할 수 있고, 또한 혼합물은 분단되기 어렵다. 또 혼합시에 공기를 끌어 넣어 혼합물 속에 다량의 공기를 함유시킬 수 있다.

상기 목질재료(W)와 섬유상 열가소성수지(R)를 혼합하는 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 열가소성수지(R) 용융물을 압출기(1) 다이의 오리피스로부터 연속 또는 단속적으로 섬유상으로 압출하여 공냉하거나, 필요하다면 도 2에 나타낸 바와 같은 수냉식 냉각기(2) 내를 통과하여 수냉하면서, 아이리히 믹서 등의 믹서(3)에 충전되어 있는 목질재료(W)에 첨가하여 교반혼합하는 방법, 혹은 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 열가소성수지(R) 용융물을 압출기(1)의 다이의 오리피스로부터 섬유상으로 압출하고, 매트(M)를 포밍하기 직전에 섬유상으로 압출한 상기 열가소성수지(R) 용융물에 목질재료(W)를 한쪽에서 공급하는 방법, 또는 도 4에 나타낸 바와 같이 다이(1A)의 오리피스(1B)로부터 섬유상으로 압출된 상기 열가소성수지(R) 용융물에 목질재료(W)를 양쪽에서 공급하는 방법 등을 적용하는 것이 바람직하다.

열가소성수지(R) 용융물을 단속적으로 압출하는 방법으로서는, 다이(1A)의 내측에 회전블레이드를 설치하여 다이(1A)의 오리피스(1B)를 단속적으로 개폐하는 방법이나, 다수의 다이(1A)를 부착한 압출기의 각 다이(1A)의 헤드에 전자밸브를 설치하여 차례로 ON, OFF를 반복하는 방법, 다이 헤드에 에어를 불어 넣어 에어압으로 실을 절단하는 방법, 압출기의 스크루를 조금씩 움직이는 방법 등이 있다. 이와 같이 압출기로부터 열가소성수지 용융물을 단속적으로 압출함으로써 상기 열가소성수지(R) 용융물을 단섬유화 할 수 있다.

이와 같이 압출기로부터 열가소성수지 용융물을 섬유상으로 압출하고, 이것에 목질재료를 첨가하는 방법을 적용한 경우에는 섬유상 열가소성수지(R)는 가열연화상태를 유지하면서 목질재료(W)와 혼합되기 때문에, 상기 섬유상 열가소성수지(R)는 불균일하게 목질재료(W)에 얽혀서 융착된 상태로 되어 있다.

또한 상기 목질재료(W)와 리본상 열가소성수지(R)를 혼합하는 경우에도, 상기 리본상 열가소성수지(R)를 가열연화상태로서 혼합하는 것이 바람직하다. 이 경우도 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 리본상 열가소성수지(R)는 불균일하게 목질재료(W)에 얽혀서 융착된다.

이와 같이 섬유상 또는 리본상의 열가소성수지(R)가 목질재료(W)에 불균일하게 얽혀서 융착되는 경우에는,. 매트(M)를 포밍할 때에도 공기가 다량으로 들어가서, 프레스에 의해서 약간 매트 내의 공기가 배제되어도 성형매트(M') 내에는 많은 공간이 존재하게 되어 얻어지는 제품의 경량화가 행해진다.

판형상의 성형물을 제조하기 위해서는, 에를 들면 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 포머(4)에 목질재료(W)를 통과시키고, 레이커라 불리는 꼬챙이형상 롤(5)로 두께를 어느 정도 균일하게 맞추고 또한 스프레더롤이라 불리는 긁기 롤(6)에 의해서 상기 목질재료(W)를 긁어 날리고, 상기 긁기 롤(6)의 바로 뒤 윗족에 열가소성수지(R) 용융물을 산포하는 압출기(1)를 배치하거나, 또는 좌우 한쌍의 긁기 롤(6, 6) 사이에 상기 압출기(1)를 배치하고, 긁어 날려진 목질재료(W)를 열가소성수지(R) 용융물에 한쪽 또는 양쪽에서 산포공급하여 얽히게 하여, 열가소성수지(R)가 아직 연화되어 있는 상태에서 압축 롤프레스 컨베이어(7) 위나 상기 컨베이어(7)상에 놓여진 형판(10) 위에 상기 원료혼합물(Mx)을 산포하고, 프레스성형하는 방법이다. 도 5에 나타낸 바와 같이 다이(1A)에는 복수개의 오리피스를 일렬 또는 복수열로 배치하여도 좋다. 또한 상기한 바와 같이 목질재료(W)에 열가소성수지 용융물을 혼합한 원료혼합물(Mx)을 도 7에 나타낸 바와 같이 일단 컨베이어(7A)상에 산포하고, 포머(4A)의 꼬챙이형상 롤(5A)로 두께를 어느 정도 균일하게 맞추고, 또한 긁기 롤(6A)로 어느 정도 균일하게 매트형상으로 된 목질재료(W)를 긁어 풀어서 다시 분쇄하고, 형판(10) 위나 열간 롤컨베이어로 이어지는 압축 롤프레스 컨베이어(7) 위에 긁어 날려서 산포하여 매트를 포밍한다. 이 포머(4A)를 통하여 한번 매트형상으로 함으로써 혼합물(Mx)의 비중편차를 없앨 수 있다.

만약 이때, 목편 등의 목질재료(W)의 함수율이 높으면 수분이 바인더로서의 효과를 다하기 때문에, 예를 들면 미분화된 열가소성수지(R)를 사용하여도 목질재료(W)에 균일하게 부착되므로, 긁어 날릴 때에 목질재료(W)와 열가소성수지(R)가 분리되기 어렵지만, 본 발명과 같이 뒤에서 열프레스를 가하는 경우에는, 가열시에 목질재료(W)로부터 수증기가 발생한다는 문제가 있으므로 목편(W)의 함수율은 낮게 할 필요가 있고, 열가소성수지(R)가 분체나 칩 형상이면 목질재료(W)와 열가소성수지(R)가 바인더인 수분이 적기 때문에 분리되어 긁어 날려지고, 매트화 하여도 열가소성수지(R)가 균일하게 고루 퍼진 매트로는 되지 않아 성형후의 강도발현이 바람직하지 않다.

따라서, 열가소성수지(R)는 섬유상 및/또는 리본상일 필요가 있고, 목질재료(W)와 뒤얽히므로, 목질재료(W)와 열가소성수지(R)가 분리되어 긁어 날려지는 일은 없다.

상기 매트(M)를 성형하기 위해서는, 상기 매트(M)를 프레스장치에 의해서 열압성형하고, 얻어진 성형매트(M')를 냉간 롤프레스에 통과시켜 냉각하여도 좋지만, 도 8에 나타내는 바와 같이 상기 형판(10)의 다수개를 컨베이어(7) 위에 나란히 이동시키면서 차례로 그 형판(10)상에 원료혼합물(Mx)을 산포하여 매트(M)를 포밍하여 가면 생산성이 좋게 된다. 이 경우에는 형판(10)상에 포밍된 매트(M)는 폭신폭신한 상태이기 때문에 매트 허물어짐을 방지하거나, 열압성형시에 매트(M)에 열을 전달하기 쉽게 하기 위하여 열압 성형전에 압축 롤프레스(13A, 14A)로 약간 두께를 압축하여 두는 것이 바람직하다. 또 이 경우에는 열압 성형은 열간 롤프레스(13B,14B)로 행하면 연속조업이 가능하게 되어 생산효율이 향상된다.

또 도 9에 나타낸 바와 같이 직접 컨베이어(7)의 벨트상에 원료혼합물(Mx)을 산포하고, 매트(M)를 포밍하는 방법도 연속조업이 가능하여, 생산성이 높고 또한 설비비도 저렴하여 경제적이다. 이 경우 성형매트(M')의 냉각은 냉간 롤프레스(13C, 14C)로 행하는 것이 바람직하다.

또한 도 10에 나타낸 바와 같이 형판(10)상에 매트(M)를 포밍하여 압착장치(24)에 의해서 열압 성형하는 방법에 있어서는, 냉각은 압착상태인 채로 행하는 것이 바람직하고, 또 매트(M)와 형판(10)으로 이루어지는 유닛을 다단으로 겹쳐 쌓아서 압착장치(24)에 의해서 압착하면 생산성이 좋게 된다. 이 경우에는 도 11에 나타내는 바와 같이 통상 대차(25)상에 유닛을 다단으로 겹쳐 쌓아서 압착하고, 대차(25)와 함께 가열실로 반입하는 방법을 취하면 생산성은 더욱 향상된다.

매트(M)를 형판(10)상에 포밍하는 경우에는, 통상 형판(10) 면은 편평하지만 형판(10) 면에 요철무늬를 붙여도 좋고, 혹은 또 성형매트(M')를 냉간 롤프레스(13C, 14C)에 의해서 냉각하는 경우에는 그 냉간 롤프레스(13C, 14C)의 후단에서, 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 성형매트(M')의 한쪽 또는 양쪽으로 표면에 요철무늬를 붙인 엠보스롤(16A, 16B)을 배치하여 두면, 한쪽의 면 또는 양쪽의 면에 요철무늬를 갖는 판형상 목질 성형체를 얻을 수 있다.

또한 형판(10) 면을 호형상 또는 파형상의 만곡면으로 하거나, 열간롤을 3쌍 이상 호형상 또는 파형상으로 배치하고, 그 속에 성형매트(M')를 통과시키면 호형상 또는 파형상으로 만곡된 판형상 목질 성형체를 얻을 수 있다.

그리고 매트는 2층, 3층 등 다층구조로 하여도 좋다. 3층인 경우에는 표리층에 미세 목질재료(예를 들면 목편과 목분의 혼합물)를 사용하고, 심층에 거친 목질재료(예를 들면 목편)를 사용하면, 표면이 치밀한 구조를 갖고 평활하며, 심층이 거친 구조를 갖고 쿠션성이 있어 경량인 판형상 목질 성형체를 얻을 수 있다.

판형상 이외의 목질 성형체를 얻기 위해서는, 내면이 소정 형상인 틀면인 상자형에 상기 혼합물을 충전하고, 그 위에서 소정 형상의 틀면을 갖는 상틀을 압압하여 가열성형하는 것이 일반적이다.

어떠한 성형방법에 있어서도 가열은 전열 가열, 고주파 가열, 전자파 가열, 증기열을 열매로 한 가열 등이 적용된다.

상기 섬유 또는 리본상의 열가소성수지(R)는 내부에 다량의 공기를 함유하고, 도 12에 나타낸 바와 같이 열압 성형에 의해서도 그 섬유 또는 리본상의 열가소성수지(R)중의 공기는 대부분 배제되지 않고 머물러 있어, 상기 섬유 또는 리본상의 열가소성수지(R)가 용융된 경우에 다수의 공극(S)이 성형물 내에 형성되어 경량인 성형물이 얻어진다. 또 강도도 높고 못 유지력도 좋으므로 옥외 기초재료 등에 유용하다.

또한 본 발명의 목질 성형체를 제조하는 바람직한 방법으로서는, 멜트블로법이 있다. 이 방법은 다이의 오리피스 양측에서 열가소성수지(R) 토출물에 열풍 및/또는 냉풍을 경사 아래쪽으로 내뿜고, 그 열풍압 및/또는 냉풍압에 의해서 상기 열가소성수지(R) 토출물을 단섬유화 하거나, 혹은 연신하여 미세화하는 방법이다. 이와 같은 단섬유화 혹은 미세화된 섬유상의 열가소성수지(R)는, 여러 가지의 열가소성수지 폐기재료를 분별하지 않고 혼합한 것이라도, 그 각 열가소성수지(R)의 상호 상용성에 관계없이 목질재료(W)와 혼합한 경우에 상분리를 일으키지 않게 된다.

따라서 이 방법에서는 열가소성수지 폐기재료의 재이용이 분별됨이 없이 효과적으로 행해진다.

이 방법에 의해서 본 발명의 목질 성형체를 제조하는데는, 우선 목질재료(W)와 용융상태의 열가소성수지(R)를 혼합한다.

목질재료(W)와 섬유상의 열가소성수지(R)의 혼합방법으로서는, 연직방향으로 압출기에 의해 용융혼련된 열가소성수지(R)를 다이의 오리피스로부터 고압으로 토출시켜, 연속적 및/또는 단속적인 섬유상 용융물로 하고, 그 양측 또는 한쪽으로부터 목질재료(W)를 공급한다. 혼합비는 통상 목질재료(W):섬유상의 열가소성수지(R)의 중량비율로 20:80∼90:10 정도로 되도록 한다.

상기 혼합과정에서, 용융상태의 섬유상의 열가소성수지(R)는 열풍압 및/또는 냉풍압으로 연신 미세화되면서 그 열풍 및/또는 냉풍에 의해서 발생된 수반흐름(음압 영역)에 의해 목질재료(W)에 휘감기므로, 혼합을 균일하게 행하는 것이 가능하다. 냉풍을 사용하는 경우에는, 대량의 풍압을 부여하는 것이 가능하여 연신을 촉진할 수 있다.

또한 상기 용융상태의 섬유상 열가소성수지(R)란, 열풍압 및/또는 냉풍압으로 연신 미세화될 정도로 용융상태인 섬유상 열가소성수지(R)를 말하고, 전체가 용융상태인 것이 아니라 부분적으로 냉각고화물이 함유되어 있어도 좋다.

구체적으로는 도 15에 나타낸 바와 같은 압출기(40)의 근단부 호퍼(41)로부터 칩형상 혹은 펠릿형상의 열가소성수지를 공급하고, 압출기(40) 속에서 상기 열가소성수지(R)를 가열용융상태로 하면서 다이(42) 내에 압출하고, 도 16에 나타내는 바와 같이 다이(42)의 오리피스(43)로부터 섬유상으로 토출한다.

이때 상기 다이(42)의 오리피스(43)의 양측에 열풍분출구(44)를 개구시키고, 열풍공급로(45)로부터의 열풍을 경사 아래쪽으로 내뿜어, 상기 열가소성수지(R) 토출물을 연신 미세화한다.

상기 다이(42)의 오리피스(43)는 도 17에 나타내는 바와 같이 복수개 병설되어 있는 것이 바람직하고, 이 경우 그 열풍분출구(44)는 상기 오리피스(43)에 따르는 슬릿형상이다.

상기 다이(42)의 오리피스(43)의 구경(Φ₁)은 0.2∼2.0㎜로 하는 것이 바람직하고, 구경(Φ₁)이 0.2㎜ 이하인 경우는 열가소성수지(R) 용융물, 특히 열가소성수지 폐기재료의 용융물에 함유되어 있는 불순물이 오리피스(43)에 막히기 쉽게 되고, 2.0㎜를 초과하면 상기 열가소성수지(R) 토출물을 연신하여도 미세화가 충분히 행해지지 않아 목질재료(W)와 균일하게 혼합되는 것이 곤란하게 된다.

도 16에 나타내는 바와 같이 오리피스(43)의 구경(Φ₁)이 0.2∼2.0㎜인 경우는 연신 미세화 후의 섬유상 열가소성수지(R) 토출물의 지름(Φ₂)이 0.05∼0.8㎜로 되고, 이 범위에서 오리피스(43)는 막히는 일이 없고, 또한 섬유상 열가소성수지(R) 토출물은 균일하게 목질재료(W)에 혼합될 수 있다.

연속적으로 목질 성형체를 제조하기 위해서는, 도 18에 나타내는 바와 같이,다이(42)의 오리피스(43)군의 바로 아래 양측에 목질재료 공급컨베이어(46, 46)를 배치하고, 그 공급컨베이어(46, 46)상의 목질재료(W)를 상기 공급컨베이어(46, 46) 말단에 배치되어 있는 산포롤(47, 47)에 의해서 산포하고, 다이(42)의 오리피스(43)로부터 아래쪽을 향해서 토출되어 열풍압에 의해서 연신 미세화된 섬유상의 열가소성수지(R) 토출물과 혼합된다.

이때 상기 열가소성수지(R) 토출물은 열풍에 의해서 보온되어 용융상태를 유지하고, 또 열풍압에 의해서 상기 열가소성수지(R) 토출물 양측에 형성되는 수반흐름(음압 영역)에 상기 목질재료(W)가 흡인되며, 그 결과 상기 목질재료(W), 특히 조각형상의 목질재료인 목편은, 상기 열가소성수지(R) 토출물의 주위를 스핀하면서, 연신 미세화되고 있는 상기 열가소성수지(R) 토출물에 접촉하여 용융상태의 상기 열가소성수지(R) 토출물에 휘감기고, 상기 열가소성수지(R) 용융물과 상기 목질재료(W)의 혼합이 균일하게 행해져서 상기 열가소성수지(R) 토출물은 상기 목편의 자체무게에 의해서 연신 미세화가 촉진된다.

이와 같이 열가소성수지(R) 용융물과 상기 목질재료(W)가 균일하게 혼합된 후에, 상기 혼합물(Mx)은 컨베이어(48)상에 반송되고 있는 형판(10) 위에 매트형상으로 퇴적되고, 퇴적된 혼합물(Mx)은 도시하지 않은 롤프레스 또는 성형프레스 등으로 보내져서 판형상으로 프레스성형된다.

도 19에 나타내는 바와 같이 다이(52)에는 오리피스(43)가 복수개 복수열, 예를 들면 2열로 병설되어 있어도 좋다. 이 경우에는 양쪽의 열의 오리피스(43)군으로부터 토출된 열가소성수지(R) 토출물은 열풍압에 의해서 연신 미세화되면서 상호 접근하도록 배향되지만, 쌍방의 열가소성수지(R) 토출물이 하나가 되기 전에 목질재료(W)가 공급되어 혼합된다. 그리고 상기 목질재료(W)에 열가소성수지(R) 토출물이 휘감긴 상태에서 쌍방의 열가소성수지(R) 토출물이 하나가 되어 상기 열가소성수지(R) 용융물과 목질재료(W)가 균일하게 혼합되고, 상기 혼합물(Mx)이 컨베이어(48)상의 형판(10) 위에 매트형상으로 퇴적된다.

오리피스(43)열이 2열인 경우에는, 열가소성수지(R) 용융물의 공급량(토출량)은 2배로 되기 때문에, 목질재료(W)의 공급량도 그것에 대응하여 2배로 하고, 또한 형판(10)의 반송속도도 2배로 하기 때문에, 생산량이 2배로 된다.

도 20에는 다이(62)에 오리피스(43)가 복수개 3열로 병설되어 있는 경우가 표시된다. 이 경우는 중앙의 오리피스(43)군으로부터 토출된 열가소성수지(R) 토출물은, 다이의 열풍에 의해서는 그다지 연신 미세화되지 않는다. 이 경우 양 외측의 오리피스(43)군으로부터 토출된 열가소성수지(R) 토출물은 연신 미세화되고, 이와 같이 연신 미세화된 열가소성수지(R) 토출물에 목질재료(W)가 공급되며, 그 목질재료(W)에 열가소성수지(R) 용융물이 휘감긴 상태에서 중앙의 그다지 연신 미세화되지 않은 열가소성수지(R) 토출물에 양측으로부터 합체된다. 따라서 열가소성수지(R) 용융물과 목질재료(W)의 혼합물(Mx)은 2층 상태로 되어서 컨베이어(48)상의 형판(10) 위에 매트형상으로 퇴적된다.

이 경우에는 열가소성수지(R) 용융물의 공급량(토출량)은 3배로 되기 때문에, 목질재료(W)의 공급량도 3배로 하고, 형판(10)의 반송속도도 3배로 하여 생산량을 3배로 할 수 있다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 다이의 열풍 외에 냉풍에 의해서 열가소성수지(R) 토출물을 연신 미세화하는 것도 가능하다. 도 21에 있어서는, 양측의 목질재료(W) 공급컨베이어(46, 46)의 선단으로부터 경사대(46A, 46A)를 각각 연결설치하고, 그 경사대(46A, 46A)의 하측에 냉풍도입로(46B, 46B)를 설치하며, 상기 냉풍도입로(46B, 46B)로부터 열가소성수지(R) 토출물에 냉풍을 내뿜는다. 이 경우 냉풍이 접촉되고 있는 열가소성수지(R) 토출물 자체는 냉각고화되기 시작하므로 그다지 연신되지 않지만, 다이의 오리피스는 가열되어 있으므로 열가소성수지(R) 토출물은 용융상태에 있고, 오리피스와 냉풍 사이에서 토출물의 연신 미세화가 촉진된다. 또, 냉풍은 열풍과 같이 열에너지를 부여하여 온도를 높일 필요가 없으므로, 다량의 바람을 줄수 있어 경제적이고 또한 능률적이다. 그리고 또, 다이의 열풍을 멈추고 냉풍만 부여함으로써 열가소성수지(R) 토출물의 연신 미세화를 조절할 수 있다. 이것은 다이의 열풍과는 비교가 되지 않는 다량풍압을 부여할 수 있는 냉풍만으로 함으로써, 간단히 연신화를 관리할 수 있기 때문이다.

또, 냉풍을 토출하는 토출부를 도면과 같이 판형상으로 함으로써, 목질재료(W)를 투입하는 가이드로서 이용할 수 있어, 보다 효율적으로 열가소성수지(R) 토출물과 섞이게 할 수 있다.

또, 도 22에 나타내는 바와 같이 다이(42)의 열풍과 경사대(46A, 46A) 밑의 냉풍 사이에 열풍공급로(45A, 45A)를 설치하고, 그 열풍공급로(45A, 45A)로부터 열풍을 더 내뿜어서 열가소성수지(R) 토출물을 연신 미세화시켜도 좋다. 이 경우는 냉풍이 닿는 직전까지 열가소성수지(R) 토출물이 보열되고 있으므로, 더욱 미세하게 연신시킬 수 있다.

또, 도 23에 나타내는 바와 같이 다이(42A, 42B, 42C)를 계단형상으로 배치하고, 중앙 높은 위치의 다이(42A)의 아래쪽 양측에 냉풍도입로(46B, 46B)를 설치하며, 좌우 낮은 위치의 다이(42B, 42C)의 아래쪽 외측에 냉풍도입로(46B, 46B)를 설치함으로써, 적재량을 증가시키거나 적재물을 3층구조로 하거나 할 수 있다.

상기 목질 성형체의 제조과정에 있어서는, 열가소성수지(R) 용융물의 분산성을 유지하기 위하여, 목질재료(W)를 가열하면서 공급하는 것이 바람직하다. 목질재료(W)를 가열하여 두면, 그 열가소성수지(R) 용융물의 휘감김(융착)은 강하게 되어, 목질재료(W)와 열가소성수지(R) 용융물의 분리를 방지할 수 있다.

이와 같이 목질재료(W)를 가열하기 위해서는, 예를 들면 도 24에 나타내는 바와 같이 공급컨베이어(46, 46)를 네트컨베이어로 하고, 열풍순환장치(49, 49)에 의해서 화살표로 나타내는 바와 같이 열풍을 가열하면서 순환시키면서 그 공급컨베이어(46, 46)상의 목질재료(W)를 가열한다. 이 경우, 목질재료(W)는 가열되면서 건조도 효율적으로 행해진다. 또 장치전체를 보온실(50) 내에 수용하여 두는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 형판(10)상에 매트형상으로 퇴적된 열가소성수지(R) 용융물과 목질재료(W)의 혼합물(Mx)을 퇴적 직후에 프레스하면, 그 혼합물(Mx)은 아직 축열되어 있으므로 재가열의 필요가 없고, 생산효율이나 열효율이 향상된다. 또 프레스까지 시간이 걸리는 경우는 가열프레스를 행하지만 한번 용융되어 있으므로, 차가워진 상태에서 혼합하는 것 보다도 열효율은 매우 좋다.

또한, 도 25에 나타내는 바와 같이 목질재료 공급컨베이어(46)와 다이(42)를 다단으로 설치함으로써 생산효율을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

그리고 또한 도 26에 나타내는 바와 같이 목질재료 공급컨베이어(46, 46)를 좌우로 진동가능하게 하거나, 도 27에 나타내는 바와 같이 목질재료 공급컨베이어(46, 46) 및 다이(42)를 좌우 폭방향으로 왕복이동 가능하게 하거나 하면, 컨베이어(48)상의 형판(10) 위에 균일한 매트(M)를 형성할 수 있다. 상기 진동식 목질재료 공급컨베이어나 폭방향으로 왕복이동 가능한 목질재료 공급컨베이어 및 다이는 도 25에 나타내는 바와 같은 다단식으로 하여도 좋다.

또한 도 28에 나타내는 바와 같이 목질재료 공급컨베이어(46, 46)를 컨베이어(48)와 직교로 배치하고, 다이(42)를 횡방향으로 배치하여, 상기 공급컨베이어(46, 46)와 다이(42)를 폭방향으로 왕복운동시켜도 좋다. 이 경우도, 컨베이어(48)상의 형판(10) 위에 균일한 매트(M)를 형성하는 것이 가능하다. 또 그 공급컨베이어 및 다이는 가로로 병설한 다단식으로 하여도 좋다.

이와 같이 하여 형판(10) 위에 퇴적된 매트(M)는 상기와 같이 퇴적 직후에 가열상태를 유지하고 있는 경우는, 냉간압착장치, 냉간프레스장치, 냉간압연롤프레스 등에 의해 성형되고, 또한 퇴적으로부터 조금 시간이 지나 냉각상태에 있는 경우는, 가열프레스장치, 열간 롤프레스 등에 의해 성형되며, 얻어진 성형매트(M')는 냉간프레스장치, 냉간 롤프레스 등에 의해 냉각고정된다.

또한, 도 17, 도 19, 도 24∼도 28에 나타내는 구성은, 오리피스 양측으로부터 열풍 및/또는 냉풍을 내뿜지 않는 도 2∼도 4에 나타내는 방식에도 적용되는 것은 물론이다.

[실시예 1]

폴리프로필렌시트 폐품을 가열용융하고, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 압출기(1)로부터 단속적으로 수지를 섬유상으로 압출하여, 가열보온된 믹서(3) 내의 목편(W)(사이즈 4∼8㎜×20∼25㎜×0.5∼1㎜)에 첨가하고, 1분간 교반혼합을 행하였다. 수지:목편의 혼합비율은 섬유상 열가소성수지(R) 50중량%, 목편(W) 50중량%이다. 상기 원료혼합물(A)에서, 섬유상 폴리프로필렌의 열가소성수지(R)는 가열연화상태를 유지하고 목편(W)에 첨가되어 혼합되므로, 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 섬유상 폴리프로필렌의 열가소성수지(R)는 불균일하게 목편(W)에 얽혀서 용융된다. 또 목편과 목편 사이에도 섬유상의 열가소성수지(R)끼리가 뒤얽혀 있다.

상기 원료혼합물(Mx)을 도 3에 나타내는 포머(4)에 의해, 꼬챙이형상 롤(5)로 두께를 맞추면서 긁기 롤(6)로 다시 그 원료혼합물(Mx)를 긁어 날려서 도 9에 나타내는 상하 한쌍의 롤프레스(13, 14)의 전단 압축 롤프레스(13A, 14A)의 컨베이어(7)상에 직접 공급하고, 그 압축 롤프레스(13A, 14A)에 의해 두께방향으로 압축정형된 후, 상기 매트(M)를 상하 한쌍의 가열실(15) 내의 열풍에 의해서 가열되어 있는 롤프레스(13, 14)의 열간 롤프레스(13B, 14B)로 180∼220℃로 가열프레스하여 성형하고(프레스압 6㎫), 성형매트(M')를 상기 롤프레스(13, 14)의 후단 냉간 롤프레스(13C, 14C)로 정형하면서 냉각하며(롤 간격 12.0㎜, 프레스압 0.5㎫), 그 후 상하 한쌍의 엠보스롤(16A, 16B)로 상기 성형매트(M')의 상하면을 엠보스하고나서 반송컨베이어(18)로 옮기고, 커터(17)로 소정 치수로 잘라서 판형상 시료 1을 제조하였다.

상기 판형상 시료 1에 있어서는, 도 12에 나타내는 바와 같이 섬유상 열가소성수지(R) 용융물에 의해서 목편(W) 상호가 결착되어 있지만, 상기한 바와 같이 상기 섬유는 불균일하게 목편(W)에 얽혀서 융착된 상태로 되어 있고, 또 목편과 목편 사이에는 상기 섬유끼리가 뒤얽힌 상태로 되어 있기 때문에, 프레스한 후도 목편 주위는 열가소성수지(R)로 밀봉됨과 아울러 판 내부에 많은 공극(S)이 잔존하여 경량화를 실현하고 있다.

[실시예 2]

폴리에틸렌시트 폐품을 분쇄기에 넣어 리본상으로 세분한다.

그 리본상 폴리에틸렌의 열가소성수지(R) 50중량%, 목편(W) 25중량%, 목분(체눈 1㎜이하) 25중량%의 원료혼합물(Mx)을 아이리히 믹서로 교반혼합하고, 그 혼합물(Mx)을 실시예 1과 동일한 포머(4)를 사용하여, 도 8에 나타내는 바와 같이 롤컨베이어(7)상을 이동하는 형판(10) 위에 산포하여 매트(M)를 포밍하고, 그 매트(M)를 압축 롤프레스(13A, 14A)로 약간 두께방향으로 압축하여 정형한 후 열간 롤프레스(13B, 14B)로 120∼170℃로 가열프레스(6㎫)하였다. 그 후 냉간 롤프레스(13C, 14C)(5㎫, 롤 간격 12.0㎜)로 성형매트(M')를 냉각하여 판형상 시료 2를 제조하였다.

[실시예 3]

폴리에스테르섬유로 이루어지는 부직포 폐품을 1축 분쇄기로 거칠게 분쇄하고, 또한 더블디스크 정제장치로 해섬하여 재생섬유로 하였다.

상기 재생섬유를 사용하여 하기 조성의 혼합물(B)을 조제하였다.

재생섬유 50중량%

목편(실시예 1) 25중량%

목분(실시예 2) 25중량%

상기 혼합물(B)을 도 8에 나타내는 바와 같이 형판(10) 위에 산포하여 매트(M)를 포밍하고, 그 매트(M)를 형판(10)과 함께 250∼280℃의 열간 롤프레스(13B, 14B)에 보내넣어 서서히 매트(M)의 두께를 축소시키고, 조여넣기를 행하였다. 이 경우의 최대 프레스압은 6㎫, 롤 간격은 12.0㎜이었다. 이와 같이 하여 판형상 시료 3을 제조하였다.

[실시예 4]

폴리프로필렌수지 폐기재료를 분쇄용융하여 도 2에 나타내는 압출기(1)로부터 섬유상으로 압출하고, 가열연화상태를 유지하고 있는 동안에 실시예 1과 동일한 목편(W)을 도 3에 나타내는 포머(4)의 긁기 롤(6)에 의해서 긁어 날리고, 그 목편(W)에 상기 섬유상 폴리프로필렌수지를 얽히게 하면서 롤컨베이어(7)상에 산포하고, 그 후 도시하지 않은 열간 롤프레스(13B, 14B)에 의해서 180∼220℃, 프레스압 6㎫로 가열프레스하고, 냉간 롤프레스(13C, 14C)(프레스압 0.5㎫, 롤 간격 12.0㎜)에 의해서 상기 성형매트(M')를 냉각하여 판형상 시료 4를 제조하였다.

[실시예 5]

실시예 1의 혼합물(A)을 형판(10) 위에 산포하여 매트(M)를 포밍하고, 형판(10)과 매트(M)로 이루어지는 유닛을 도 10에 나타내는 바와 같이 스페이서(두께 12.1㎜ 설정)를 개재하여 다단(10단∼15단)으로 쌓아올리고, 소정 단수 적재한 후 압착장치(24) 내에 반입하며, 그 압착장치(24)의 하부기반(24A)과 상부기반(24B) 사이에 쌓아올린 유닛을 압착하고, 도 11에 나타내는 바와 같이 상기 상부기반(24B)의 고정암(24C)을 상기 하부기반(24A)의 고정플랜지(24D)에 클램프레버(24E)에 의해서 클램프한다. 이 경우의 압착압은 6㎫로 한다.

상기 압착장치(24)에 의해서 압착된 다단 매트는 대차(25)상에 놓여지고, 대차(25)와 함께 가열실로 도입하여 온도 180∼250℃에서 약 60∼90분 가열한다.

가열후 가열실로부터 대차(25)별로 꺼내고, 압착상태인 채로 2∼3시간 실온에 방치하여, 판온을 100℃ 정도까지 냉각하고, 냉각후 압착을 해제하여 성형매트(M')를 꺼내어 판형상 시료 5를 제조하였다.

[실시예 6]

실시예 1의 혼합물(A)을 형판(10) 위에 산포하여 매트(M)를 포밍하고, 매트(M)의 상부에 또한 형판(10)을 놓고, 형판(10)과 매트(M)로 이루어지는 유닛을 도 13에 나타내는 바와 같이 다단 가열프레스장치(30)에 삽입하여, 온도 180∼250℃, 압력 6㎫로 가열하면서 프레스하였다. 그 후 압력을 해제하여 성형된 매트(M')를 상하의 형판(10)과 함께 도 14에 나타내는 바와 같은 냉간프레스(31)에 삽입하고, 0.5㎫로 정형하면서 냉각하여 판형상 시료 6을 제조하였다.

[실시예 7]

실시예 2의 혼합물을 사용하여 하기 조성의 혼합물을 조제하였다.

표리층용 혼합물

수지 50중량%

목편 25중량%

심층용 혼합물

수지 30중량%

목편 70중량%

롤컨베이어상을 이동하는 형판(10) 위에 2헤드의 포머를 사용하여 상기 표리층용 혼합물을 산포하고, 그 위에 심층용 혼합물을 산포하며, 또한 그 위에 표리층용 혼합물을 산포하여 3층의 매트(M)를 포밍하였다.

상기 3층구조의 매트(M)를 실시예 2와 마찬가지로 온도 120∼170℃로 열압하고, 냉각하여 3층구조의 판형상 시료 7을 제조하였다.

판형상 시료 1∼7의 물성을 표 1에 나타낸다.

판형상시료	파괴하중×10³N*1	굴곡강도N/㎟*1	휨㎜*1	비 중	못 유지력N*2	흡수율24hr-%*3	흡수두께팽윤율24hr-% *3
실시예	1	0.96	26.0	3.8	0.63	700	16	3.1
	2	0.98	27.0	3.5	0.65	720	19	3.2
	3	1.00	30.0	2.9	0.68	750	18	3.2
	4	0.95	25.0	4.3	0.62	650	16	3.1
	5	0.97	26.0	4.0	0.63	710	18	3.1
	6	0.95	25.0	3.6	0.64	700	17	3.2
	7	1.30	34.0	3.4	0.71	800	18	3.1

*1 JISA1408에 준한다

*2 ASTMD1037에 준한다(못은 3Φ둥근못 사용)

*3 JISA5905에 준한다

[실시예 8]

도 19에 나타내는 장치에 있어서, 다이(52)의 오리피스(43)의 구경(Φ₁)은 1.5㎜, 구멍 간격은 5㎜이고 500개 일렬로 배열한 것을 50㎜의 간격을 두고 2열 배치한다.

폴리프로필렌의 폐기재료를 분쇄하여 압출기 속에서 가열용융하여 다이(52)에 공급하고, 다이(52)의 오리피스(43)로부터 섬유상으로 토출시킨다. 상기 폴리프로필렌(R) 용융토출물은 200℃의 열풍을 내뿜는 것에 의해서 연신 미세화된다. 연신후의 섬유지름은 약 0.5㎜이었다.

목질재료(W)로서는, 간벌재를 박편화 한 목편(사이즈 4∼8㎜ 폭, 20∼25㎜ 길이, 0.5∼1㎜ 두께)을 사용하고, 양측의 공급컨베이어(46, 46)로부터 산포롤(47)에 의해서, 상기 폴리프로필렌(R) 용융토출물에 공급하고, 그 폴리프로필렌(R) 용융토출물을 상기 목편(W)에 휘감기게 하여, 균일하게 혼합하면서 컨베이어(48)상의 형판(10) 위에 매트형상으로 퇴적하였다. 상기 목편과 폴리프로필렌의 혼합비는 중량비로 6:4로 하였다. 상기 혼합물(Mx)의 퇴적물은 압연롤프레스에 의해서 판형상으로 성형되고, 또한 냉간 롤프레스에 의해서 냉각되어 목질 성형체로 하였다.

상기 목질 성형체의 시료는 폭 100㎝, 길이 180㎝, 두께 12㎜이고, 굴곡강도는 340kgf/㎠, 절대건조비중 0.71이었다.

[실시예 9]

도 22에 나타내는 장치에 있어서, 실시예 8과 동일한 다이, 열가소성수지(R), 목질재료(W) 등을 사용하여 220℃의 열풍을 열풍공급로(45, 45A)의 2단계로 내뿜고, 그 후 20℃의 냉풍을 냉풍도입로(46B)로부터 내뿜어 열가소성수지(R) 토출물을 연신 미세화시켰다. 노즐지름은 직경 1.5㎜, 연신후의 열가소성수지(R) 토출물의 섬유지름은 약 0.1㎜이었다.

목질재료(W)와 혼합한 후, 200℃의 열간 롤프레스(프레스압 6.0㎫)로 프레스하고, 냉간 롤프레스(프레스압 0.6㎫, 롤 간격 12㎜)를 실시하여, 폭 100㎜, 길이 180㎜, 두께 12㎜의 목질 성형체를 얻었다. 그 판의 굴곡강도는 350kgf/㎠, 절대건조비중은 0.71이었다.

[실시예 10]

실시예 8과 동일한 다이, 열가소성수지(R), 목질재료(W) 등을 사용하여 도 21에 나타내는 장치에 있어서, 다이의 열풍공급로(45)로부터의 열풍을 멈추고 20℃의 냉풍만 냉풍도입로(46B)로부터 내뿜어 열가소성수지(R) 토출물을 연신 미세화시켰다. 노즐지름은 직경 1.5㎜, 연신후의 열가소성수지(R) 토출물의 섬유지름은 약 0.6㎜이었다.

목질재료(W)와 혼합한 후, 200℃의 가열프레스장치(프레스압 6.0㎫)로 가열프레스하고, 그 후 냉간 롤프레스(프레스압 0.6㎫)로 정형하여 목질 성형체를 얻었다. 그 판의 굴곡강도는 360kgf/㎠, 절대건조비중은 0.78이었다.

비교예로서, 폴리프로필렌수지(R) 폐기재료를 단지 분쇄한 것(분체)과, 목편(W)을 혼합하여 열간프레스로 제조한 목질 성형체의 굴곡강도는 160kgf/㎠이고, 실시예의 것에 비하면 강도가 낮지만, 그 원인은 폴리프로필렌수지(R) 폐기재료 분쇄물의 분산이 불균일하고, 목질재료(W) 사이에 수지성분이 존재하지 않는 부분이 있기 때문이라고 생각된다.

본 발명에서는 목질재료의 결착제로서 목질재료와 뒤얽히기 쉬운 섬유상 혹은 리본상의 열가소성수지를 사용하므로, 목질재료와 상기 섬유상 혹은 리본상의 열가소성수지를 분리하지 않고 균일하게 혼합하고, 또한 혼합중에 공기를 끌어 넣을 수 있다.

또 상기 섬유 혹은 리본상의 열가소성수지가 목질재료와 뒤얽혀서 용융되어 결착되는 결과, 내부에 다수의 공극이 존재하고, 그리고 고강도이고 또한 경량인 성형체가 얻어진다.

또한 가열용융상태의 섬유상의 열가소성수지에 목질재료를 공급하면, 열가소성수지의 목질재료에 대한 분산성이 얻어지고, 강도가 큰 목질 성형체가 얻어진다. 특히 상기 섬유상의 열가소성수지를 가열용융상태에서 열풍압 및/또는 냉풍압에 의해서 연신 미세화하면, 목질재료와 열가소성수지의 혼합이 보다 균일하게 행해져서, 더욱 고강도인 목질 성형체가 얻어진다.

본 발명의 목질 성형체는 벽판, 바닥판, 루핑보드, 의자시트판, 의자등판, 테이블판 등의 건축판이나 가구소재 혹은 자동차 도어트림, 트노보드 등의 내장재에 유용하다.

Claims

목질재료와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지를 혼합한 원료혼합물을 성형한 것을 특징으로 하는 목질 성형체.
제1항에 있어서, 상기 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지는 가열용융상태에서 상기 목질재료와 혼합되는 것을 특징으로 하는 목질 성형체.
제1항에 있어서, 상기 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지는 열가소성수지 폐기재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 목질 성형체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질재료는 박판형상의 목편인 것을 특징으로 하는 목질 성형체.
목질재료와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지를 혼합한 원료혼합물의 매트를 프레스성형하는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
목질재료와 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지를 함유하는 원료혼합물을 소정 방향으로 이동하고 있는 컨베이어상에 직접 또는 그 컨베이어상에 놓여져 있는 형판 위에 산포하여 매트를 포밍하고, 그 매트를 프레스성형하는 것을 특징으로하는 목질 성형체의 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 매트에는 프레스성형 후에 상기 매트의 한쪽 또는 양쪽에 엠보스를 실시하여 요철무늬를 형성하는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원료혼합물은 목질재료에 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지를 가열용융상태로 혼합함으로써 조제되는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제8항에 있어서, 압출기 다이의 오리피스로부터 열가소성수지 가열용융물을 섬유상으로 토출시키고, 그 섬유상의 열가소성수지 토출물의 용융상태에서 목질재료와 혼합하는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 목질재료는 상기 용융상태의 열가소성수지 토출물에 한쪽 또는 양쪽으로부터 연속적으로 공급되어 혼합되는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 압출기 다이의 오리피스로부터 상기 열가소성수지 가열용융물을 섬유상으로 토출시킴과 아울러 열풍압 및/또는 냉풍압에 의해서연신 미세화하고, 연신 미세화된 상기 섬유상의 열가소성수지 토출물을 용융상태로 목질재료와 혼합하는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출기 다이의 오리피스는 복수개 일렬 또는 복수개 복수열로 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이는 복수단으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이의 오리피스 구경은 0.2∼2.0㎜인 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유상 및/또는 리본상의 열가소성수지는 열가소성수지 폐기재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.
제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 목질재료는 박판형상의 목편인 것을 특징으로 하는 목질 성형체의 제조방법.