KR20030039078A

KR20030039078A - 바이오 기능성 물질을 포함하는 목재 패널 및 그의제조방법

Info

Publication number: KR20030039078A
Application number: KR1020010069898A
Authority: KR
Inventors: 황재민; 이근영
Original assignee: 한솔포렘 주식회사
Priority date: 2001-11-10
Filing date: 2001-11-10
Publication date: 2003-05-17

Abstract

본 발명은 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바이오 기능성 물질을 포함하는 목재 패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 목재 화이버 또는 목재 플레이크에 고형분 함량이 60∼70 중량%인 수용성 열경화성 수지와 평균입자크기가 200∼400 메쉬(mesh)의 고운 미분형태인 바이오 기능성 물질을 함유하는 혼합용액을 분무 도포함으로써 기능성 물질이 고르게 분포된 화이버 보드 또는 파티클 보드를 공정 트러블 없이 제조할 수 있으며, 이 방법으로 제조되는 화이버 보드, 파티클보드, 치장목질 플로링보드 등은 목재입자의 기존 물성을 유지하면서, 원적외선 방사효율, 혈액순환, 신진대사 등의 기능을 높이고 동시에 항균, 항곰팡이 기능을 갖는 우수한 효과가 있다.

Description

바이오 기능성 물질을 포함하는 목재 패널 및 그의 제조방법 {WOOD PANEL COMPRISING OF BIO FUNCTIONAL MATERIAL AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}

본 발명은 목재 패널에 관한 것으로, 특히 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바이오 기능성 물질을 포함하는 화이버 보드 또는 파티클 보드의 목재 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

목재자원의 고갈과 지구환경보호를 위한 목재사용 규제에 따라 폐목재, 간벌목, 재생목재 등을 사용한 화이버 보드(fiber board) 및 파티클 보드(particle board)의 수요가 급속히 증가되고 있고, 그 용도 또한 광범위하게 늘어나고 있다.

목재는 특성상 금속이나 PVC류에 비해 인간생활에 밀접하게 연관되어 있으며, 친환경적인 재료로 예로부터 널리 사용되고 있으며, 근래에는 화이버 보드나 파티클 보드를 실내재로 많이 사용하고 있다.

상기와 같은 화이버 보드나 파티클보드는 주로 이불장, 옷장, 책장, 각종 소품류와 부엌가구인 싱크대, 식기보관대 등 우리의 일상생활과 가장 밀접한 용도로 사용되고 있다.

특히 화이버 보드 중 고밀도의 HDF(high density fiber board)를 치장 가공한 치장 목질 플로링보드는 우리의 주거환경에 적합한 온돌용 마루판으로, 종래의 PVC(polyvinyl chloride) 장판류를 대체하여 사용함으로써 그 수요가 점차 증가되고 있는 추세이다.

한편 생활수준의 향상으로 친환경 제품에 대한 요구가 커지고, 건강에 대한 관심이 나날이 증가됨으로써 인간생활과 밀접한 목재 가구의 기능을 향상시킬 수 있는 방법과 제품에 대한 연구가 계속되어 왔다.

그러나 화이버 보드, 파티클 보드, 마루판 등의 재료에 바이오 기능성 물질을 첨가시키는 것은 이들의 기존 고유 물성을 저하시킨다는 이유로 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

또한 바이오 기능성 물질의 원석은 대부분 무기질인 돌 성분으로, 이러한 돌가루를 목재 화이버나 목재 플레이크에 혼합할 경우에는 건조상에서 비중차가 커서 사실상 균일한 혼합이 매우 어려우며, 균일하게 혼합시키더라도 실제 생산라인에서는 이송과정 중의 배관막힘, 생산시설의 마모 등의 공정 트러블이 발생하며, 건조 및 기타 공정 이송 중 비중 차이로 인해 목재성분과 분리된다는 문제점이 있다. 이는 바이오 기능성 물질이 제품에 고르게 분포되지 않을 뿐만 아니라, 또한 이의 최종제품은 심각한 밀도편차로 인하여 보드사이에 층분리 현상이 나타난다는 문제점이 있다.

따라서 화이버 보드, 파티클보드, 마루판 등의 목재 입자의 본래 물성을 그대로 유지시키면서 제조 공정 중 공정 트러블 없이 목재와 기능성 물질이 분리되는 문제점을 해결한 동시에 기능성 물질을 포함하여 기능이 향상된 보드의 제조방법에대한 연구가 필요하다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 화이버 보드, 파티클보드, 마루판 등의 목재 패널을 바이오 기능성 물질을 함유시킬 때 목재 입자의 본래 물성을 그대로 유지시키면서 제조과정 중에 공정 트러블 없이 제조가 가능하고, 원적외선 방사효율, 혈액순환, 신진대사를 증진시키고, 항균 및 항곰팡이성 등의 개선된 바이오 기능성 물질을 함유하는 목재 패널 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 목재로부터 기능성 물질의 이탈이 없을 뿐만 아니라 목재입자 본래의 고유 물성을 유지하며 강도가 우수하며 내화성이 증가된 목재 패널 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 바이오 기능을 함유하는 목재 패널에 있어서,

a) 목재 화이버 또는 목재 플레이크 100 중량부;

b) 수용성 열경화성 수지 6∼18 중량부; 및

c) 평균 입자크기가 200∼400 메쉬(mesh)인 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄

으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바이오 기능성 물질 1∼12

중량부

를 함유하는 목재 기재를 포함하는 목재 패널을 제공한다.

또한 본 발명은 바이오 기능을 함유하는 목재 패널의 제조방법에 있어서,

a)ⅰ) 목재 화이버 또는 목재 플레이크 100 중량부에

ⅱ)ㄱ) 고형분 함량이 60∼70 중량%인 수용성 열경화성 수지 용액 6∼18

중량부; 및

ㄴ) 평균 입자크기가 200∼400 메쉬(mesh)인 황토, 옥, 맥반석, 및 게

르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바이오 기능

성 물질 1∼12 중량부

를 함유하는 혼합용액을 분무 도포하는 단계;b) 상기 a)단계의 도포물을

벨트 프레스(belt press)에서 가압하여 매트(mat)로 성형하는 단계; 및

c) 상기 b)단계의 매트를 가열 프레스(hot press)에서 경화온도 160∼230

℃, 압력 5∼35 ㎏/㎠의 조건으로 가열 및 가압하는 단계

를 포함하는 목재 패널의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은

상기 c)단계의 열압된 매트의 표면에 멜라민 수지 함침 모양 필름을 위치시키고 열압하여 부착시키는 단계

를 추가로 포함하는 목재 패널의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 황토, 옥, 맥반석, 게르마늄 등의 입자 크기를 한정하여 이들의 물에 대한 분산성이 향상된 바이오 기능성 물질을 함유하는 목재 화이버 보드 또는 목재 파티클 보드를 제조한 결과, 종래의 바이오 기능을 함유하는 목재 패널의 문제점을 해결하며, 특히 목재 입자 성분과 바이오 기능성 물질의 층 분리를 예방하고 목재입자 고유의 물성을 그대로 유지할 수 있으며, 이들 입자크기는 제조공정에서 공정 트러블 없이 제조할 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 바이오 기능성 물질의 함량은 화이버, 또는 플레이크 상의 목재입자 100 중량부에 대하여 1∼12 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 기능성 물질의 기능이 미미하며, 12 중량부를 초과할 경우 접착성능이 저하되며, 강도가 저하되는 문제점이 있다.

상기 바이오 기능성 물질은 일반적으로 약 1.5∼3의 비중을 갖으며, 이러한 물질을 200 메쉬보다 작은 고운 미립자로 분쇄할 경우 이들 물질의 겉비중(bulk density)은 1에 가깝게 된다. 이는 물에 대한 분산성을 높여 액체상태로 혼합이 가능하도록 해주며, 특히 멜라민 수지, 멜라민-요소 변성 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 페놀-요소 변성 수지 등의 열경화성 수지와 혼합한 상태로 목재에 분사하는 것을 가능하게 해 줌으로써 목재에서의 이탈을 예방할 수 있다. 또한 액체상태로 투입함으로써 목재 성분, 수지 및 바이오 기능성 물질간의 정량 혼합비율이 가능할 뿐만 아니라, 원하는 대로 조절할 수 있게 한다. 이들 바이오 기능성 물질을 물에 분산시킨 분산액의 함수율은 20 내지 95 중량%가 바람직하다. 이때 함수율이 높을수록 분산성은 우수하다.

또한 상기 바이오 기능성 물질은 평균입자크기가 200∼400 메쉬인 고운 미분상태로, 바람직하게는 250∼350 메쉬인 것이고, 더욱 바람직하게는 325 메쉬인 것이다. 바이오 기능성 물질의 입자크기는 기능성 목재 패널의 제조 과정에서 중요한 품질인자가 된다.

상기 바이오 기능성 물질의 평균입자크기가 400 메쉬보다 작을 경우, 흡유력이 커서 열경화성 수지 용액을 겔화시킬 수 있으며, 혼합조에서 열경화성 수지와 혼합시 부유 및 타첨가제와의 엉김현상이 발생되는 문제점이 있다. 또한 혼합수지의 펌핑(pumping)시 설비적인 마모는 덜하나, 혼합탱크에서 일정한 혼합상태를 유지하지 못해 일정투입비율에 문제가 발생하며, 결과적으로 제품 물성 편차 및 하락에 영향을 주는 문제점이 있다. 또한 평균입자크기가 200 메쉬보다 클 경우에는 분산성이 낮아서 물에 분산시키기가 어려우며, 분산이 되더라도 이송라인의 막힘, 이송펌프의 마모 등의 설비 트러블을 일으키기가 용이하며, 또한 성형체에서 고르게 분포되기가 어렵다.

또한 바이오 기능성 물질을 물에 분산시키면 농도 약 20∼30 중량%(함수율 70 내지 80 중량%)일 경우 지속적으로 교반(agitating)을 하더라도 입자가 하부로 가라앉는 문제가 발생하는데, 바이오 기능성 물질의 평균입자크기가 200 메쉬보다 클 경우에는 각각의 계량조로 일정량 채워진 수지가 동시에 하부의 혼합탱크로 떨어져 혼합기로 연결되는 배관이 막힐 수 있다. 또한 막힘이 없더라도 혼합수지가 펌핑시 거친입자에 의해 펌프의 설비적인 마모를 일으키며, 펌핑시 하부로 가라앉은 많은 입자로 인해 고른 비율로 도포할 수 없고, 결과적으로 물성의 편차 및 하락을 초래한다는 문제점이 있다.

상기 평균입자크기가 200∼400 메쉬인 바이오 기능성 물질은 농도 5 내지 80중량%, 바람직하게는 10∼30 중량%의 농도가 되도록 물에 분산시켜서 액체상태로 준비한다. 이때 부분적으로 큰 입자의 기능성 물질이 포함될 경우 정량 이송펌프에 심각한 문제를 야기시킬 수 있으므로 별도의 진동스크린을 이용하여 선별할 필요가 있다. 바이오 기능성 물질의 물에 분산시키는 방법은 일반 혼합기도 가능하며, 짧은 분산시간을 위하여 호모믹서, 호모게나이져, 도료용 분산기, 샌드밀 등을 사용할 수도 있다.

상기 바이오 기능성 물질들은 무기물이어서 제조되는 목재 패널에 내화성을 증가시킨다. 특히 황토와 같이 결정수(crystal water)를 포함하는 바이오 기능성 물질은 보다 우수한 내화성을 나타낸다. 또한 수용성 열경화성 수지에 디시안디아마이드와 같은 난연제를 함께 혼합하여 목재 입자에 분무할 경우 바이오 기능성 물질과 함께 내화성의 상승작용을 일으켜 기재는 적어도 난연 2급 이상의 물성을 나타낼 수 있으며, 목재 패널의 표면을 멜라민 난연 수지를 함유하는 화장층으로 화장할 경우 황토로부터 표면에 더욱 우수한 난연성을 부여하여 표면은 난연 1급 이상의 물성을 나타낼 수 있게 한다.

본 발명의 수용성 열경화성 수지는 멜라민 수지, 멜라민-요소 변성 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 및 페놀-요소 변성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되며, 목재 화이버 또는 목재 플레이크 100 중량부에 대하여 수지용액 기준으로 6∼18 중량부를 투입하는 것이 바람직하다. 이때 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 바이오 기능성 물질을 수용액 상태로 배합할 수있다.

상기 수용성 열경화성 수지의 고형분 함량은 60∼70 중량%인 것이 바람직하다. 상기 함량이 60 중량% 미만일 경우에는 바이오 기능성 물질의 첨가량이 상대적으로 줄어들어 보드의 강도를 저하시킬 수 있으며, 70 중량%를 초과할 경우에는 바인더 자체의 보존성이 문제가 되며, 분산성이 저하되어 목재에 투입시 분사가 원활하지 않은 문제점이 있다.

본 발명의 목재 화이버 또는 목재 플레이크는 동일수종의 목재를 소단위의 입자로 재가공하여 목재외의 이물질을 선별하고 제품의 품질을 향상시키기 위하여 동일한 사이즈별로 구분한 후, 화이버 보드나 마루판의 경우 상기의 목재칩을 건식 리파이닝(refining) 과정을 거쳐 목재 화이버(fiber)로 2차 가공을 하며, 파티클보드는 삭편 과정을 거쳐 약 1∼5 ㎜의 작은 목재 플레이크(소립자)로 가공한다.

또한 목재 화이버 또는 목재 플레이크에 바이오 기능성 물질과 수용성 열경화성 수지 용액을 우유정도의 졸 상태로 혼합한 혼합액은 다음과 같은 방법으로 도포할 수 있다.목재 화이버로 구성된 MDF(medium density fiberboard)의 경우에는 목재칩이 리파이너(목재칩을 화이버로 분쇄하는 설비)에서 건조기로 이송되는 블로우 파이프의 구멍에 분사노즐을 삽입하여 접착제 펌프에서부터 호스로 연결시켜 펌프압력(10∼20 ㎏/㎠)에 의해 분사함으로써 목재화이버에 바이오 기능성 물질, 열경화성 수지, 및 물의 혼합액을 도포할 수 있다. 반면 플레이크로 구성된 PB(particle board)의 경우에는 이원통형 도포기 인입부 상단의 구멍에 분사노즐을 삽입하여 펌프 압력에 의해 목재칩에 분사함으로써 도포할 수 있다.

목재대비 열경화성 수지의 혼합비율인 수지부착율은 제조되는 목재 제품의 종류에 따라 다소 차이가 있으나, 마루판용 고밀도 기능성 화이버 보드는 14∼18 중량%, 일반 중밀도 기능성 화이버 보드는 10∼13 중량%, 기능성 파티클 보드는 8∼12 중량%인 것이 바람직하다.

상기 수지부착율이 낮을 경우 화이버 보드의 강도가 저하될 수 있으며, 너무 높을 경우 제조비용이 상승될 뿐만 아니라 목재 입자와 수지의 뭉침 현상이 발생하여 보드 표면에 반점형태로 발현되어 품질에 심각한 문제가 야기될 수 있다.

또한 본 발명의 열경화성 수지용액은 필요에 따라 난연제, 왁스에멀젼, 경화제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기 난연제는 목재 패널에 난연성을 부여하는 기능을 하며, 열경화성 수지의 종류에 따라서 상용성에 맞추어 디시안디아마이드, 인계 난연제, 할로겐 난연제 등의 다양한 난연제를 사용할 수 있으며, 열경화성 수지 용액 내에 0.01 내지 10 중량%를 포함시키는 것이 바람직하다..

또한 상기 왁스에멀젼은 내수성 및 이송의 원활을 위하여 첨가할 수 있으며, 수용성 열경화성 수지 용액의 수지성분에 대하여 3∼5 중량%를 포함시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 경화제는 열경화성 수지의 경화시간을 단축하여 생산속도를 증가시키기 위하여 사용되며, 수용성 열경화성 수지 용액의 수지성분에 대하여 2∼4 중량%를 포함시키는 것이 바람직하다. 그 예로는 염화암모늄, 또는 황산암모늄 등이 있다.

본 발명의 목재 패널은 목재 화이버 또는 목재 플레이크에 바이오 기능성 물질 및 수용성 열경화성 수지의 혼합용액을 분무하고, 이 도포물을 벨트프레스에서 가압성형하는 예비 성형으로 일정한 매트상으로 제조한 후, 가열프레스(hot press) 에서 고온 고압으로 최종 성형하여 제조한다.

상기 바이오 기능성 물질, 수용성 열경화성 수지, 및 목재 화이버 또는 목재 플레이크의 혼합물이 일정한 형태로 예비성형된 매트 내부에는 일정량의 공기와 수분을 함유하며, 이는 예비성형과정을 거쳐 열압공정의 과도한 압력에 의해 형태가 부서지는 문제점을 해결할 수 있다.

상기 예비성형과정을 거친 후의 바이오 기능성 물질, 수용성 열경화성 수지, 및 목재 화이버 또는 목재 플레이크의 혼합물의 성형 매트의 최종 함수율은 보드 종류 및 두께에 따라 다소의 차이를 나타낼 수 있다.

상기 함수율은 수지도포 및 목재플레이크 또는 도포물의 건조과정에서 결정되며, 목재입자, 열경화성 수지, 및 기능성 물질이 상호 접착될 때 보드 중심부까지 열의 이동을 원활하게 해주며, 또한 열에 의해 수분을 증기화시켜 보드 밖으로 배출한다. 매트로 예비성형되기 전의 함수율은 9∼15 중량%인 것이 바람직하다. 상기 함수율이 9 중량% 미만이면 성형, 또는 가열가압시에 온도 전달이 잘 안되어 수지의 경화 및 압착효과가 어려우며, 15 중량%를 초과하면 보드 내부의 과도한 증기압 발생으로 접착불량이 발생할 수 있다.

상기 경화온도는 일반적으로 멜라민 수지, 멜라민-요소 변성 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 또는 페놀-요소 변성 수지 등의 열경화성 수지를 사용할 경우 160∼230 ℃의 온도가 바람직하다. 경화온도는 보드 제조시의 가장 중요한 인자 중의 하나로 보드 강도 및 보드 제조시간을 좌우하며, 보드의 종류, 두께 등에 따라 차이를 보인다. 또한 상기 경화온도가 160 ℃ 미만일 경우에는 수지 경화가 완전히 일어나지 않아 강도가 저하되는 문제점이 있으며, 230 ℃를 초과할 경우에는 조기경화가 발생하여 역시 강도 저하를 초래할 뿐만 아니라 과도한 온도상승은 화재의 위험이 있다.

상기 열압시 경화온도와 마찬가지로 중요한 인자인 압력조건은 5∼35 ㎏/㎠으로, 상기 범위에서 가압 및 해압을 반복하면서 열압과정 중 발생되는 증기압을 보드의 측면을 통하여 완전히 배출되도록 조절하는 것이 바람직하다. 만약 열압과정이 완료된 이후에도 보드내부에 증기압이 잔존해 있을 경우에는 압력이 해제되는 순간 보드를 뚫고 터지게 되는 문제점이 있다. 즉 보드 내부의 열경화성 수지의 접착강도가 잔존 증기압보다 낮을 경우 위와 같은 현상이 발생하게 된다.

따라서 상기와 같은 문제점을 예방하기 위해서는 기능성 물질과 열경화성 수지의 혼합비, 매트의 함수율, 열압공정시 경화온도 및 압력 등이 상호 적절한 수준의 유지가 요구된다.

본 발명의 목재 패널은 상기와 같이 제조된 화이버 보드 또는 파티클 보드의 목재 패널 기재 위에 멜라민 수지 함침 필름 등의 모양지를 추가로 부착시킬 수 있다.

상기 멜라민 함침 필름은 특수종이에 멜라민 수지를 함침시킨 것으로, 부엌가구, 장롱, 탁자, 책상, 책꽂이 등의 용도로 사용되어지는 MDF나 FB의 원판에 여러 가지 무늬로 인쇄되어 있는 함침 필름을 접착시키는 것이다. 부착방법은 1차 제조된 MDF나 PB 의 원판에 함침 필름을 조합한 후 별도의 가열프레스(hot press) 에서 가열 가압하여 부착할 수 있다.

본 발명의 목재 패널은 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 바이오 기능성 물질의 종류에 따라 세포활성화, 생체가온, 혈액순환촉진, 발한, 대사기능촉진 진통작용, 항균, 항습, 식품의 선도유지, 숙성효과 탈취 등의 다양한 효과가 있으며, 종래의 기능성 보드의 품질을 향상시킴으로서 품질경쟁력을 배가시키는 효과가 있다. 특히 본 발명의 기능성 화이버 보드를 온돌용 마루판에 적용할 경우 원적외선의 방사효과가 증대되어 혈액순환 및 신진대사 촉진작용이 더욱 활성화될 뿐만 아니라, 원적외선의 열전달 특성으로 제조공정에서 균일가열, 가열시간의 단축, 에너지절감 등의 효과를 제공할 수 있다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.

[실시예]

실시예 1

고형분 함량이 70 중량%인 멜라민 수지 13 중량부, 물에 분산시킨 평균입도 325 메쉬의 황토미분 5 중량부(분산액의 함수율 80 중량%), 및 기타 첨가제로 왁스에멀젼 0.2 중량부와 황산암모늄 경화제 0.1 중량부를 혼합한 혼합액을 목재칩으로부터 건식 리파이닝하여 제조된 목재 화이버(fiber) 100 중량부에 액상상태로 분무 도포하였다. 이 도포물을 연속 이동하는 벨트에 스프레이하면서 펼치고, 연속 구동하는 예비 가압 프레스에서 예비가압을 실시한 후, 이를 다시 가열프레스(hot press)에서 경화온도 230 ℃, 압력 15 ㎏/㎠에서 3 분간 가압 및 해압을 시행하여, 밀도 849 ㎏/㎥, 두께 12 ㎜인 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 기능성 물질을 옥으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 기능성 물질을 맥반석으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 기능성 물질을 게르마늄으로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 기능성 물질로 황토와 옥을 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 6

상기 실시예 1에서 기능성 물질로 맥반석과 옥을 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 7

상기 실시에 1과 동일한 방법으로 실시하되 가압압력을 30 ㎏/㎠로 하여 밀도 950 ㎏/㎥, 두께 7.5 ㎜의 기능성 화이버보드를 제조하였다.

실시예 8

상기 실시예 7에서 제조된 기능성 보드 위에 멜라민이 함침된 모양필름을 압력 30 ㎏/㎠, 경화온도 190 ℃로 25 초간 열압하여 온돌용 마루판의 기능성 보드를 제조하였다.

실시예 9

고형분 함량이 70 중량%인 페놀-우레아 변성 수지 13 중량부, 물에 분산시킨 평균입도 325 메쉬의 황토미분 5 중량부(분산액의 함수율 80 중량%), 및 기타 첨가제로 왁스에멀젼 0.2 중량부, 디시안디아마이드 난연제 0.1 중량부를 혼합한 혼합액을 입자크기가 1 내지 5 mm 인 완전 건조된 목재 플레이크(flake) 100 중량부에 액상상태로 분무 도포하였다. 이 도포물의 함수율은 15 중량%이었다. 이 도포물은 연속 이동하는 벨트에 스프레이하면서 펼치고, 연속 구동하는 예비 가압 프레스에서 예비가압을 실시한 후, 이를 다시 가열프레스(hot press)에서 경화온도 230 ℃, 압력 15 ㎏/㎠에서 3 분간 가압 및 해압을 시행하여, 밀도 755 ㎏/㎥, 두께 12 ㎜인 기능성 목재 파티클보드를 제조하였다.

[비교예]

비교예 1

고형분 함량이 70 중량%인 멜라민 수지 13 중량부, 및 기타 첨가제로 왁스 0.2 중량부와 황산암모늄 경화제 0.1 중량부를 혼합한 혼합액을 목재칩으로부터 제조된 목재 화이버(fiber) 100 중량부에 액상상태로 분무 도포하였다. 이를 이동 건조기에서 함수율을 11 중량%로 건조한 후, 예비 가압프레스(벨트프레스)를 사용하여 예비가압을 실시하고, 가열프레스(hot press)에서 경화온도 230 ℃, 압력 15 ㎏/㎠에서 3 분간 가압 및 해압을 시행하여, 밀도 849 ㎏/㎥, 두께 12 ㎜인 화이버보드를 제조하였다.

비교예 2

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 실시하되 가압압력을 30 ㎏/㎠로 하여 밀도 950 ㎏/㎥, 두께 7.5 ㎜의 화이버보드를 제조하였다.

비교예 3

상기 비교예 2에서 제조된 일반 보드에 멜라민이 함침된 모양필름을 압력 30 ㎏/㎠, 경화온도 190 ℃로 25 초간 열압하여 온돌용 마루판의 화이버보드를 제조하였다.

비교예 4

상기 실시예 1에서 기능성 물질의 평균입자크기가 200 메쉬보다 큰 평균입도 100 메쉬인 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

비교예 5

상기 실시예 1에서 기능성 물질 입자크기가 400 메쉬보다 작은 평균입도 10 ㎛인 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 기능성 화이버보드를 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 9에서 제조한 기능성 보드와 비교예 1 내지 5에서 제조한 일반 보드의 물성을 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구 분	밀도 (㎏/㎥)	박리강도 (㎏f/㎠)	침수팽창률 (%)	원적외선방사율 (%)
실시예 1	849	10.0	4.1	90.7
실시예 2	862	9.9	3.6	90.6
실시예 3	859	12.2	3.0	90.9
실시예 4	859	8.5	3.1	90.5
실시예 5	846	8.8	3.5	90.3
실시예 6	860	10.2	3.7	90.2
실시예 7	950	16.8	3.5	90.7
실시예 8	952	17.2	0.1	89.5
실시예 9	755	8.5	3.0	91.5
비교예 1	849	8.1	4.1	70.3
비교예 2	950	15.0	3.8	70.1
비교예 3	955	15.5	0.2	69.5
비교예 4	850	7.5	4.2	90.3
비교예 5	845	7.9	4.3	90.2

상기 표 1을 통하여, 유사한 밀도조건 및 공정조건에서 기능성 물질을 첨가하여 제조한 실시예 1 내지 6의 기능성 보드가 기능성 물질을 첨가하지 않은 비교예 1의 보드에 비하여 박리강도, 침수팽창률, 및 원적외선 방사율에서 더욱 우수함을 알 수 있었다.

또한 각각 밀도와 두께를 변경시켜 제조한 실시예 7의 기능성 보드는 기능성 물질을 첨가하지 않은 비교예 2의 보드에 비하여 강도와 원적외선 방사율이 우수함을 확인할 수 있었다.

또한 비교예 3과 실시예 8은 온돌용 마루판으로 제조한 것으로, 기능성 물질을 첨가한 실시예 8의 마루판은 기능성 물질을 첨가하지 않은 비교예 3에 비하여 박리강도 및 원적외선 방사율에서 우수한 결과를 나타내었다.

또한 기능성 물질의 입자크기를 달리한 비교예 4와 5의 제조과정에서 비교예 4은 입자가 가라앉아 설비 마모 및 적량투입비율에 문제가 발생하였으며, 비교예 5는 부유현상 및 엉김현상이 발생되었으며, 이로 인해 역시 일정한 투입비율을 유지하지 못해 결과적으로 물성에서도 박리강도 및 침수팽창율이 입자크기 200∼400 메쉬의 기능성 물질을 포함하는 실시예 1에 비해 현저히 저하됨을 알 수 있었다.

또한 실시예 9와 같이 목재 화이버 대신에 목재 플레이크를 사용하여도 목재 파티클 보드를 제조하여도 목재 화이버 보드와 동일한 효과를 얻는다.

결과적으로, 입자크기 200∼400 메쉬의 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 기능성 물질을 첨가하여 제조한 기능성 보드가 각각의 조건에서 일반 보드보다 모두 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

본 발명의 제조방법은 제조과정 중에 층분리, 이송과정 중의 배관막힘, 생산시설의 마모 등의 공정 트러블 없이 원할하게 바이오 기능성 물질을 포함하는 화이버보드와 파티클보드를 제조할 수 있으며, 원적외선의 열전달 특성으로 균일가열, 가열시간의 단축, 에너지절감 등의 효과를 기대할 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법으로 제조되는 바이오 기능성 물질을 포함하는 화이버 보드는 종래의 화이버 보드, 또는 파티클보드의 장기간 사용에 따른 곰팡이나 균류에 의한 부폐, 습기에 의한 강도 저하 및 변형 등의 문제점을 해결하고, 세포활성화, 생체가온, 혈액순환촉진, 발한, 대사기능촉진 진통작용, 항균, 항습, 식품의 선도유지, 숙성효과 탈취, 난연성 등의 기능을 부여할 수 있다. 또한 본 발명의 기능성 화이버 보드를온돌용 마루판에 적용할 경우 종래의 마루판에 비하여 원적외선의 방사가 증대되어 인체에 대하여 혈액순환 및 신진대사의 활성화 및 촉진 작용을 제공할 수 있다.

Claims

바이오 기능을 함유하는 목재 패널에 있어서,

a) 목재 화이버 또는 목재 플레이크 100 중량부;

b) 수용성 열경화성 수지 6∼18 중량부;

c) 평균 입자크기가 200∼400 메쉬(mesh)인 황토, 옥, 맥반석, 및 게르마늄

으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바이오 기능성 물질 1∼12

중량부

를 함유하는 목재 기재를 포함하는 목재 패널.
제1항에 있어서,

상기 목재 패널이 화이버 보드인 목재 패널.
제1항에 있어서,

상기 목재 패널이 파티클 보드인 목재 패널.
제1항에 있어서,

상기 b)의 수용성 열경화성 수지가 멜라민 수지, 멜라민-요소 변성 수지, 요소 수지, 페놀 수지, 및 페놀-요소 변성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 목재 패널.
제1항에 있어서,

상기 목재 패널은 추가로 멜라민 수지 함침 모양필름이 목재 기재의 표면 위에 부착된 목재 패널.
바이오 기능을 함유하는 목재 패널의 제조방법에 있어서,

a)ⅰ) 목재 화이버 또는 목재 플레이크 100 중량부에

ⅱ)ㄱ) 고형분 함량이 60∼70 중량%인 수용성 열경화성 수지 용액 6∼18

중량부; 및

ㄴ) 평균 입자크기가 200∼400 메쉬(mesh)인 황토, 옥, 맥반석, 및 게

르마늄으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 바이오 기능

성 물질 1∼12 중량부

를 함유하는 혼합용액을 분무 도포하는 단계;

b) 상기 a)단계의 도포물을 벨트 프레스(belt press)에서 가압하여 매트

(mat)로 성형하는 단계; 및

c) 상기 b)단계의 매트를 가열 프레스(hot press)에서 경화온도 160∼230

℃, 압력 5∼35 ㎏/㎠의 조건으로 가열 및 가압하는 단계

를 포함하는 목재 패널의 제조방법.
제6항에 있어서,

d) 상기 c)단계의 열압된 매트의 표면에 멜라민 수지 함침 모양필름을 위치시키고 열압하여 부착시키는 단계

를 추가로 포함하는 목재 패널의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 a)단계의 혼합용액이 난연제, 왁스에멀젼, 및 경화제로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 더욱 포함하는 목재 패널의 제조방법.
제6항 기재의 제조방법으로 제조되는 목재 패널.
제7항 기재의 제조방법으로 제조되는 마루판.