KR20030077913A - 색상을 가지는 나무의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 나무 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고급 특수목 또는 무늬목을 제조함에 있어서 유기산 수용액에 원목 또는 제재목을 넣고 끓여서 나무를 변색시키는 방법에 관한 것으로서, 이 방법에 의해 제조된 나무는 염료를 사용하여 염색한 나무와는 달리 시간이 지나도 색깔이 변하지 않으며, 나무 전체적으로 균일한 색도를 가지고 곰팡이 오염으로 인한 얼룩이 표면에 잘 생기지 않는 특징을 지니고 있다.

Description

색상을 가지는 나무의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 나무{COLORED WOOD MADE FROM WOOD AND ORGANIC ACID}

본 발명은 나무에 색상을 구현하는 방법에 관한 것으로서, 특히 나무를 유기산과 반응시켜 색상을 가지는 나무로 제조하는 방법 및 이 방법으로 제조된 나무에 관한 것이다.

목재는 우리 생활과 관련하여 매우 일반적이며 막대한 양이 사용되고 있는 소재이다. 목재의 곰팡이 오염으로 인해 고가의 목재가 낭비되는 것은 막대한 손실이며, 이에 관한 적합한 기술의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다. 흰색이나 옅은 노란색을 띄는 보통 제재목의 경우 곰팡이가 스며들어 오염되는 경우가 많이 있으며 이러한 나무로 무늬목이나 제재목을 생산하면 제품의 질이 매우 떨어지게 된다. 또한 현재 목재 중에 곰팡이 제거에 관한 적절한 기술이 확립되어 있지 않은 상황에서 이에 대한 대책 중의 하나는 나무가 색을 띄게 하는 방법이다.

한편, 이 분야의 종래의 기술로서는 염료를 사용하는 방법(국내 공개특허공보 공개번호 제 96-40506 호)이 알려져 있으나, 이 방법에 의해 제조된 나무는 색도가 나무 전체에 걸쳐 균일하지 못하고 시간이 지나면서 염료가 분해되어 색도가 약해져 가는 문제점을 가지고 있다. 그리고 최근에는 금속산화물을 사용하여 나무를 변색시키는 방법(국내 공개특허공보 공개번호 제 2001-65971 호)이 특허 신청되어 공개 중에 있으며 이 경우에는 나무가 금속에 오염될 것으로 추측된다.

지금까지 나무를 끓이고 약품으로 나무를 변색시키는 과정에서 물이나 약품이 나무 내부에 도달하여 나무 전체가 색이 균일하게 되는데 주로 3~4일이나 또는 8~10일 정도로 너무 많은 시간이 소요되고 있으나 이를 극복할 적당한 대안이 없는 실정이다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 나무를 유기산과 반응시켜 나무 자연의 색이 아닌 개질된 새로운 색상을 지닌 나무를 제조하는 방법 및 이 방법으로 제조된 나무를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 나무로 만들어진 무늬목이나 제재목을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 균일한 색도를 가지고 곰팡이 오염으로 인한 얼룩이 표면에 생기지 않는 색상을 가지는 나무의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 나무를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 장시간 사용시에도 색상이 변하지 않는 나무를 제조하는 방법 및 이 방법으로 제조된 나무를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1견지에 있어 본 발명은 나무를 유기산과 반응시켜 붉은색 나무로 제조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이때 보다 바람직하기로는, 상기 나무를 유기산과 반응시키는 동안 초음파를 사용하는 방법을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 본 발명의 제조방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

우선, 나무를 유기산과 반응시켜 색상을 띄는 나무를 제조함에 있어서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다음과 같다.

첫째, 변색 후 곰팡이 오염으로 인한 얼룩이 잘 관찰되지 않거나 현저히 줄어들어야 하고, 둘째 변색 후 나무 전체에 색도가 균일해야 하며, 셋째 많은 시간이 지나도 나무의 색깔이 퇴색되지 않아야 하며, 넷째 옥외에 사용시 햇빛이나 자외선에 의해 색깔의 변화가 없어야 하며, 다섯째 유기산과의 반응시 시약이 목재의 중심부까지 균일하게 도달하기 위하여 시간이 많이 소요되므로 보다 효율적으로 반응시키는 방법 등이 기술적 과제이다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제조방법을 상세히 서술하면 다음과 같다.

유기산을 녹인 물, 바람직하게는 0.5~5.0%의 유기산 수용액에 흰색 혹은 옅은 노란색의 나무를 넣고 가열한다. 상기 유기산의 농도는 1% 이하에서 원액까지 농도의 증가에 따라 제조되는 나무의 색은 약간씩 진해지지만 크게 변하지 않는다.

반응온도는 실온에서 90℃ 이상까지 적용 가능하였다. 이때 반응온도가 높을수록 시약이 나무속으로 스며드는 속도가 빨랐고 나무를 가열하는 시간은 나무의 종류, 나무의 두께, 그리고 무른 나무와 딱딱한 나무 등에 따라 달랐으며, 또한 초음파를 발생시키며 가열하였을 때에는 월등히 짧은 시간 내에 시약이 나무속에 스며들었다. 이러한 방법으로 나무를 유기산과 반응시킨 후 건조하면 전체적으로 균일한 붉은 색의 나무가 만들어 졌다.

한편, 본 발명에서 언급한 유기산은 분자내에 카르복실기(-COOH)를 가지고 있는 물질 중 온수에서 녹을 수 있는 물질은 모두 해당되며, 이러한 물질을 아래에 분류하여 나타내었다.

(1) 카르복실기를 1개 가지는 포화지방족 모노카르복실산 ;

Formic acid, Acetic aicd, Peracetic acid, Propionic acid, Butyric acid, Valeric acid, Hexanoic acid, Isobutyric acid, Trimethylacetic acid, Isovaleric acid, 2-Methybutyric acid, tert-Butylacetic acid, 2-Ethylbutyric acid, 3-Methylvaleric acid, 2-Propylpentanoic acid, 2-Ethylhexanoic acid, Chloroacetic acid, Dichloroacetic acid, Trichloroacetic acid, Bromoacetic acid, Dibromoacetic acid, Tribromoacetic acid, Iodoaccetic acid, Chloropropionic acid, Bromopropionic acid, Iodopropionic acid,Dichloropropionic acid, Dibromopropionic acid, Chloropivalic acid, Dichloropivalic acid, Chlorobutylic acid, Bromobutylic acid, Glycolic acid, Methoxyacetic acid, Lactic acid, 3-Hydroxybutyric acid, 2-Hydroxyisobutyric acid, 2-Hydroxyisocaproic acid, 2,2-Dihydroxy-3,3,3-trichloropropionic acid, Shikimic acid, Lactobionic acid, Ethoxyacetic acid, Mercaptoacetic acid, 3-Mercaptopropionic acid, Pyruvic acid, 2-ketobutyric acid, Levulinic acid, 4-Acetylbutyric acid, 7-Oxononanoic acid, Cyclopropanecarboxylic acid, Cyclobutanecarboxylic acid, Cyclopentanecarboxylic acid, Cyclohexylcarboxylic acid, Cyclohexanecarboxylic acid.

(2) 카르복실기를 2개 가지는 포화지방족 디카르복실산 ;

Oxalic acid, Oxalic acid dihydrate, Malonic acid, Methylmalonic acid, Dimethylmalonic acid, Ethylmalonic acid, Diethylmalonic acid, Butylmalonic acid, Succinic acid, Methylsuccinic acid, Dimethylsuccinic acid, Chlorosuccinic acid, Bromosuccinic acid, Dibromosuccinic acid, Glyoxylic acid, Glutaric acid, Methylglutaric acid, Dimethylglutaric acid, Adipic acid, Methyl adipic acid, Pimelic acid, Suberic acid, Tartronic acid, Ketomalonic acid monohydrate, Malic acid, 3-Hydroxy-3-methylglutaric acid, Tartaric acid hydrate, Tartaric acid, Mucic acid, Mercaptosuccinic acid, Dimercaptosuccinic acid, Thiodiglycolic acid, Glyoxylic acid monohydrate, Oxalacetic acid, Ketoglutaric acid, 1,3-Acetonedicarboxylic acid,1,1-Cyclobutanedicarboxylicacid, Cyclopentanedicarboxylic acid, Cyclohexanedicarboxylic acid, Ketopimelic acid.

(3) 카르복실기를 3개 이상 가지는 포화지방족 폴리카르복실산 ;

Tetrahydrofuran tetracarboxylic acid, Butanetetracarboxylic acid, Citric acid, Cyclopentanetetracarboxylic acid.

(4) 카르복실기를 1개 가지는 불포화지방족 모노카르복실산 ;

Acrylic acid, Chloroacrylic acid, 3-(Bromomethyl)acrylic acid, Crotonic acid, Vinylacetic acid, Pentenoic acid, Methacrylic acid, Tiglic acid,Hexenoic acid, Dimethylacrylic acid, 2-Cyclopentene-1-acetic acid.

(5) 카르복실기를 2개 가지는 불포화지방족 디카르복실산 ;

Fumaric acid, Maleic acid, DibromoMaleic acid, Mesaconic acid, Citraconic acid, Glutaconic acid, traumatic acid, Itaconic acid, Hydromuconic acid, Muconic acid, Dihydroxymaleic acid hydrate.

(6) 카르복실기를 3개 이상 가지는 불포화지방족 폴리카르복실산 ;

Aconitic acid, Agaricic acid.

(7) 카르복실기를 1개 가지는 방향족 모노카르복실산 ;

Phenylacetic acid, 2-Phenylpropionic acid, Triphenylacetic acid, Mandelic acid, Hydrocinnamic acid, Tropic acid, Tolylacetic acid, Chlorophenylacetic acid, Hydroxyphenylacetic acid, Benzoic acid, Toluic acid, Chlorobenzoic acid, Bromobenzoic acid, Iodobenzoic acid,Carboxylbenzaldehyde, Salicylic acid, Hydroxybenzoic acid, Dimethylbenzoic acid, Dichlorophenylacetic acid, Naphthoic acid.

(8) 카르복실기를 2개 가지는 방향족 디카르복실산 ;

3-Phenylglutaric acid, 1,2-Penylenediacetic acid, Homophtalic acid, Phenylenediacetic acid, Carboxycinnamic acid, Phthalic acid, iso-Phthalic acid, Terephthalic acid, Naphthalenedicarboxylic acid.

(9) 카르복실기를 3개 이상 가지는 방향족 폴리카르복실산 ;

Benzenetricarboxylic acid hydrate, Naphthalenetetracarboxylic acid, Mellitic acid, Benzenetetracarboxylic acid.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

{실시예 1}

물 4,750ml에 Maleic Acid 250g를 투입하여 5% 농도의 유기산 수용액을 만든 후, 상기 수용액이 들어 있는 반응기에 흰색 또는 옅은 노란색을 띈 제재목(10cm×10cm×20cm)을 넣고, 80℃에서 72시간 동안 끓인 후, 이를 건조하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 2}

5% 농도의 Maleic Acid 수용액이 들어 있는 시판 초음파 세척기에 흰색 또는옅은 노란색을 띄는 제재목(10cm×10cm×20cm)을 넣고, 80℃에서 12시간 동안 끓인 후, 이를 건조하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 3}

물 1,990ml에 Acetic acid 10g을 투입하여 0.5% 농도의 수용액을 만든 후 2L의 비이커에 넣고, 여기에 옅은 노란색을 띈 제재목(2cm×5cm×8cm)을 넣고 70℃에서 20시간 동안 끓인 후, 이를 건조하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 4}

0.5% 농도의 Propionic acid를 사용하여 {실시예 1}과 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 5}

0.5% 농도의 Trimethyl Acetic acid를 사용하여 {실시예 1}과 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 6}

60cm×40cm×30cm 크기의 수조에 1% 농도의 Oxalic acid 수용액 50L와 옅은 노란색을 띈 제재목(12cm×12cm×12cm)을 넣고 80℃에서 72시간 동안 끓인 후, 이를 건조하여 붉은색의 나무를 제조하였고, 건조 후 나무의 가운데를 톱으로 잘라본결과 균일한 붉은색을 띄고 있었다.

{실시예 7}

1% 농도의 Malonic acid를 사용하여 {실시예 4}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 8}

1% 농도의 Succinic acid를 사용하여 {실시예 4}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 9}

1% 농도의 Glutanic acid를 사용하여 {실시예 4}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 10}

1% 농도의 Adipic acid를 사용하여 {실시예 4}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 11}

1% 농도의 Tartaric acid를 사용하여 {실시예 4}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 12}

1% 농도의 Citric acid를 사용하여 {실시예 4}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 13}

0.5% 농도의 Acrylic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 14}

0.5% 농도의 Methacrylic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 15}

0.5% 농도의 Fumaric acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 16}

0.5% 농도의 Maleic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 17}

0.5% 농도의 Acontic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 18}

0.5% 농도의 Benzoic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 19}

0.5% 농도의 Salicylic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 20}

0.5% 농도의 Phthalic acid를 사용하여 {실시예 1}와 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 21}

0.5% 농도의 Benzenetricarboxylic acid를 사용하여 {실시예 1}과 같은 조건하에서 같은 방법으로 처리하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

{실시예 22}

60cm×40cm×30cm 크기의 수조에 1% 농도의 Propionic acid 수용액 50L와 제조된 무늬목(30cm×10cm×0.02cm)을 넣고 80℃에서 4시간 동안 끓인 후, 이를 건조하여 붉은색의 무늬목을 제조하였다.

{실시예 23}

350cm×150cm×120cm 크기의 큰 수조에 껍질을 벗긴 엷은 노란색의 원목 3개를 모두 37cm×35cm×282cm 크기로 제재하여 넣었다. 여기에 물을 높이 60cm까지 넣고, 그리고 Oxalic acid 32Kg을 가한 다음 85℃에서 4일간 끓여 이 나무를 붉은색을 띄는 나무로 제조하였고, 이 나무를 사용하여 두께 0.02cm의 무늬목을 제조하였다.

{실시예 24}

1% 농도의 Propionic acid 수용액이 들어 있는 시판 초음파 세척기에 흰색 또는 옅은 노란색을 띄는 제재목(10cm×10cm×20cm)을 넣고, 80℃에서 12시간 동안 끓인 후, 이를 건조하여 붉은색의 나무를 제조하였다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 붉은 색상을 가지는 나무 제조방법 및 이 방법으로 제조된 나무는 다음과 같은 많은 효과를 달성한다.

첫 번째로, 본 발명은 나무를 무색인 유기산 수용액에서 끓여 반응시켜 만들어진 붉은색을 띈 나무는 나무의 성분이 유기산과 반응하여 나무의 분자구조가 달라져 개질된 나무 자체의 색이므로 천연목의 나무색과 같이 많은 시간이 지나도 색이 변색되지 않는 장점이 있다.

두 번째로, 곰팡이 또는 외부환경에 의해 오염된 나무를 사용시에도 본 발명의 방법으로 나무를 제조하게 되면 붉은색 나무로 변하게 되고 이에 따라 곰팡이 오염의 얼룩은 현저히 줄어드는 경향을 나타내었다. 즉, 약간의 얼룩을 가지는 나무를 사용하여 유기산과 반응시킨 후에는 얼룩이 육안으로 잘 관찰되지 않고 곰팡이로 오염되지 않은 나무를 사용했을 경우와 차이가 없었으며, 매우 심하게 오염된 나무를 사용했을 경우에도 유기산과 반응시킨 후의 나무에서는 얼룩이 현저히 줄어들었다.

세 번째로, 현재 무늬목 생산에 사용되고 있는 원목은 매우 고가로 대부분을 외국에서 수입하고 있는데, 종래에는 원목에 곰팡이의 오염으로 인한 얼룩이 많은 부분은 제거하여 제품 생산에 사용하지 않았고, 약간 오염된 것은 무늬목을 생산한 후 포르말린을 포함하고 있는 약품을 사용하여 닦아내어 제거하였다. 그러나 본 발명에서는 전술한 문제점을 해결하였다.

즉, 1) 무늬목 생산에 사용할 수 없었던 부분을 낭비없이 사용할 수 있어 경제적이며, 2) 제품 생산 후에 후처리공정이 필요없어 작업이 간단해지고, 3)또한포르말린과 같이 유해한 물질이 필요없는 청정기술이며, 4) 목재는 일반적으로 흰색 나무보다는 붉은색의 나무가 고가이므로 저가의 나무를 고가의 나무로 변환시키는 기술이라 할 수 있고, 이는 나무 자원이 부족한 우리나라에서 매우 필요한 발명이라고 생각된다.

Claims (6)

1. 나무를 유기산과 반응시켜 색상을 가지는 나무로 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 0.5~5.0%의 유기산 수용액에 상기 나무를 넣고 끓인 후, 이를 건조시켜 색상을 가지는 나무를 제조하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기산은 분자내에 카르복실기(-COOH)를 가지는 유기산임을 특징으로 하는 색상을 가지는 나무로 제조하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 나무를 유기산과 반응시키는 동안 초음파를 사용함을 특징으로 하는 색상을 가지는 나무의 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 방법으로 제조된 나무.
6. 제5항의 나무로 만들어진 무늬목 또는 제재목.