KR20080010295A - 목분 함유 수지 형성체, 목분 함유 수지 형성체의 제조방법, 및 건반 악기의 흑건 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흑건의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 희소 목재를 이용하지 않고 얻어지며, 품질의 변동이 적고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖는 목분 함유 수지 형성체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 염색된 목분과 수지와 안료를 포함하는 목분 함유 수지 형성체 (1)이라 한다. 또한, 상기한 목분 함유 수지 형성체 (1)에서는 상기 목분과 상기 수지의 질량비가 90/10 내지 60/40인 것으로 할 수 있다.
목분 함유 수지 형성체, 흑건, 건반 악기, 흑색 안료
Description
본 발명은 목분 함유 수지 형성체 및 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법, 목분 함유 수지 형성체로 이루어진 건반 악기의 흑건에 관한 것이다.
종래 피아노 등의 건반 악기의 흑건의 소재로는 흑단이 이용되어 왔다. 흑단을 이용한 흑건은 표면 경도, 연주성, 촉감, 색 등의 외관이 양호한 것이 된다. 그러나 흑단은 희소한 목재이고, 장래 입수할 수 없게 될 우려가 있으며, 매우 비싸다.
이 문제를 해결하기 위해서, 흑색 착색제 및 합성 수지액으로 이루어진 함침액을 감압 주입하고, 가열 중합한 수지 처리부를 갖는 목재제 흑건을, 흑단을 대신할 흑건의 소재로서 이용하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1; 일본 특허 공개 (평)5-73030호 공보 참조).
또한, 흑단을 대신할 흑건의 소재로서, 염색하지 않은 목분과 수지를 포함하는 목분 함유 수지 형성체를 이용하여 표면을 흑색으로 착색하여 이용하는 방법이 있다. 또한, 흑건의 소재로서 염색하지 않은 목분과 흑색으로 착색된 착색 수지를 혼련하여 성형함으로써 얻어지는 목분 함유 수지 형성체를 이용하는 방법도 있다.
그러나 특허 문헌 1에 기재된 기술을 이용하는 경우, 연주성, 촉감, 색 등의 외관을 모두 만족시키기 위해서는 줄무늬 흑단(縞黑檀)이나 만소니아(Mansonia) 등의 희소 목재를 사용해야 하였다. 또한, 흑건의 소재로서 목재를 이용하는 경우, 재질 자체가 불균일한 것이기 때문에, 얻어진 흑건의 촉감이나 외관의 변동이 크다는 문제점이 있었다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 기술을 이용한 경우, 표면에만 착색되어 있기 때문에, 시간이 경과함에 따라 색이 바래고, 본래의 목재 색이 노출되어 외관이 열화한다는 문제가 있었다.
또한, 흑건으로서 표면을 흑색에 착색한 목분 함유 수지 형성체를 이용한 경우에도 표면에만 착색되어 있어서, 시간이 경과함에 따라 색이 바래기 때문에, 목분의 색이 노출되어 외관이 열화한다는 문제가 있었다.
또한, 흑건으로서 흑색의 착색 수지를 함유하는 목분 함유 수지 형성체를 이용한 경우에는, 표면에 목분이 노출되어 목분의 색이 외관을 열화시키기 때문에, 양호한 외관이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 희소 목재를 이용하지 않고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감 및 연주성이 얻어지며, 품질의 변동이 적은 건반 악기의 흑건을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 흑건의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 희소 목재를 이용하지 않고 얻어지며, 품질의 변동이 적고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖는 목분 함유 수지 형성체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 목분 함유 수지 형성체를 제조하는 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.
본 발명의 목분 함유 수지 형성체는 염료에 의해 염색된 목분과 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목분 함유 수지 형성체에 따르면, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감이 얻어진다. 또한, 본 발명의 목분 함유 수지 형성체에서는 목분이 염색된 것이기 때문에, 표면에 목분이 노출되어도 외관을 열화시키지 않는다. 또한, 본 발명의 목분 함유 수지 형성체에서는 표면을 착색한 경우와 같이 색 바램에 의한 외관의 열화는 일어나지 않는다. 또한, 본 발명의 목분 함유 수지 형성체는 목재와 비교하여 품질의 변동이 적은 균일한 품질이 된다. 또한, 본 발명의 목분 함유 수지 형성체는 희소 목재를 이용하지 않고 제조할 수 있다.
또한, 상기한 목분 함유 수지 형성체에서는 상기 목분과 상기 수지의 질량비(목분/수지)가 90/10 내지 50/50이고, 보다 바람직하게는 90/10 내지 60/40인 것으로 할 수 있다.
이러한 목분 함유 수지 형성체로 함으로써, 촉감 등의 품질이 목재에 매우 가깝고, 게다가 충분한 표면 경도를 구비한 것이 된다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법은 염료에 의해 목분을 염색하는 염색 공정과, 염색된 상기 목분과 수지와 안료를 혼련하여 혼련물을 얻는 혼련 공정과, 상기 혼련물을 성형하는 성형 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법에 따르면, 희소 목재를 이용하지 않고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖는 목분 함유 수지 형성체가 얻어진다.
또한, 상기한 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법에서는, 상기 성형 공정 후, 얻어진 목분 함유 수지 형성체를 절삭함으로써, 소정의 형상으로 함과 동시에 도관 무늬를 부여하는 마무리 공정을 구비하는 방법으로 할 수 있다.
이러한 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법으로 함으로써, 소정의 형상을 갖고, 보다 더 목재에 가까운 우수한 외관을 갖는 것이 얻어진다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 건반 악기의 흑건은 상기한 어느 하나에 기재된 목분 함유 수지 형성체 또는 상기한 어느 하나에 기재된 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법에 의해서 얻어진 목분 함유 수지 형성체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 건반 악기의 흑건에 따르면, 희소 목재를 이용하지 않고 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감(연주성)이 얻어진다. 또한, 본 발명의 건반 악기의 흑건에 따르면, 목재로 이루어지는 건반 악기의 흑건과 비교하여 품질의 변동이 적은 것이 된다.
본 발명에 따르면 흑건의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 희소 목재를 이용하지 않고 얻어지며, 품질의 변동이 적고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖는 목분 함유 수지 형성체 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 희소 목재를 이용하지 않고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감 및 연주성이 얻어지며, 품질의 변동이 적은 우수한 건반 악기의 흑건을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 도시한 도면은 본 실시 형태에 관한 목분 함유 수지 형성체 등의 구성을 설명하기 위한 것이고, 도시되는 각 부의 크기나 두께나 치수 등은 실제 목분 함유 수지 형성체 등의 치수 관계와는 다른 경우가 있다.
<제1 실시 형태>
도 1은 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 1에 나타내는 목분 함유 수지 형성체 (1)은 흑색으로 염색된 목분과 수지와 흑색 안료를 포함하는 것이며, 판상의 형상을 갖는 것이다.
도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)을 제조하는 경우, 우선 목분을 염색한다(염색 공정). 염색 공정은, 예를 들면 도 2에 도시한 믹서 (20)을 이용하여 행할 수 있다. 도 2에 도시한 믹서 (20)은 용기 (21)과, 용기 (21)의 바닥부에 설 치된 회전 날개 (22)를 구비하고 있다. 도 2에 도시한 믹서 (20)을 이용하여 염색 공정을 행하기 위해서는, 우선 믹서 (20)의 용기 (21)에 소정량의 목분을 넣는다.
목분 함유 수지 형성체 (1)에 이용되는 목분으로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 침엽수로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 또한, 목분으로는 입경이 작은 것일수록 밀도가 균일하고, 변동이 적으며, 양호한 외관을 갖는 목분 함유 수지 형성체 (1)을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 목분의 입경은 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 70 내지 150 ㎛인 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 목분의 입경이 300 ㎛를 초과하면, 목분 함유 수지 형성체 (1)의 시감·촉감 등을 충분히 목재에 가깝게 할 수 없을 우려가 있다.
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이 용기 (21)의 상면에 밀폐 가능한 마개 (25)를 얹어 놓는다. 마개 (25)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 공급 수단 (24)가 설치되어 있다. 공급 수단 (24)는 원료 투입구 (24a)와, 마개 (25)를 관통하는 각부 (24b)로 이루어지고, 원료 투입구 (24a)에 투입된 원료를 소정의 공급량으로 용기 (21) 내에 공급 가능한 것이다. 그리고 회전 날개 (22)를 회전시켜 용기 (21) 내를 교반하면서, 소정량의 흑색 염료를 포함하는 염료액을 용기 (21) 내에 공급 수단 (24)를 통해 소량씩 투입하고, 목분의 색이 균일한 흑색이 될 때까지 교반한다.
목분의 염색에 이용되는 흑색 염료를 포함하는 염료액으로는 흑색 염료를 희석제로 희석하여 얻어지는 것이 이용된다.
흑색 염료로는 목분을 흑색으로 염색할 수 있는 것이면 되고 특별히 한정되 지 않지만, 예를 들면, 직접 염료, 금속 착염 산성 염료, 유용 염료, 염기성 염료, 매염 염료, 반응 염료 등을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 직접 염료로는 다이렉트 블랙(Direct Black) 51, 금속 착염 산성 염료로는 애시드 블랙(Acid Black) 52, 유용 염료로는 솔벤트 블랙(Solvent Black) 22, 염기성 염료로는 베이직 블랙(Basic Black) 2, 매염 염료로는 모던트 블랙(Mordant Black) 11, 반응 염료로는 리액티브 블랙(Reactive Black) 4 등을 예시할 수 있다.
또한, 희석제로는 유기 용제나 물 등이 이용되고, 흑색 염료의 종류 등에 따라서 적절하게 선택된다. 흑색 염료를 포함하는 염료액 중에서의 흑색 염료(고형분)의 농도는, 예를 들면 6 내지 40 질량％이고, 보다 바람직하게는 5 내지 40 질량％ 정도가 되는 것이 바람직하다.
또한, 염색 공정은 상술한 방법으로 한정되는 것은 아니고, 목분이 염색 가능하면 어떠한 방법일 수도 있으며, 예를 들면 흑색 염료를 포함하는 염료액 중에 목분을 침지시킴으로써 목분을 염색할 수도 있다.
또한, 염색 공정에서는 흑색 염료를 포함하는 염료액에 포함되는 희석제가 용기 (21)의 내벽에 결로(結露)하는 것을 방지하기 위해서 용기 (21) 내를 마개 (25)의 상부에 설치된 흡인관 (26)을 이용하여 흡인하면서 행할 수도 있다.
이어서, 용기 (21) 내의 염료액 중 희석제를 증발시켜서 염색된 목분을 건조시킨다.
그 후, 염색된 목분을 넣은 도 3에 도시한 용기 (21) 내에 수지와 흑색 안료와 상용화제를 투입하고, 혼련하여 혼련물 (23)을 얻는다(혼련 공정).
여기서 이용되는 수지로는 특별히 한정되지 않지만, 혼련 공정이나 성형 공정에서 목분에 열 손상이 발생하지 않도록 멜팅포인트(용융점)가 250℃ 이하인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 수지로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부텐, ABS, AS로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 열가소 수지 등을 예시할 수 있다.
혼련물에서의 목분과 수지의 질량비(목분/ 수지)는 90/10 내지 50/50의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90/10 내지 60/40이다. 목분과 수지의 질량비가 90/10을 초과하면 얻어지는 목분 함유 수지 형성체 (1)의 표면 경도가 불충분하게 되는 경우나, 목분과 수지와의 결합이 불충분해지고, 마찰 등에 의해서 목분이 박리되어 표면이 푸석푸석해지는 경우가 있다. 목분과 수지의 질량비가 50/50 미만이면 촉감 등의 품질을 목재에 충분히 가깝게 할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 안료로는, 예를 들면 흑색의 것으로서 카본 블랙, 철흑, 흑연 등을 예시할 수 있다. 안료는 목분과 수지를 합친 질량에 대하여 0.5 내지 2 질량％가 되도록 첨가되는 것이 바람직하다.
상용화제로는 변성 폴리프로필렌, 변성 폴리에틸렌, 변성 스티렌계 수지 등을 예시할 수 있다. 상용화제는 목분과 수지를 합친 질량에 대하여 1 내지 4 질량％가 되도록 첨가되는 것이 바람직하다.
이어서, 혼련 공정에서 얻어진 혼련물 (23)을 예를 들면 1 mm 이하의 입경이 될 때까지 분쇄한다. 그 후, 분쇄된 혼련물을, 예를 들면 도 4에 도시한 압축 성 형기를 이용하여 성형한다(성형 공정). 도 4에 도시한 압축 성형기는 상형 (32)와 하형 (33)으로 이루어진 금형 (31)을 구비한 것이다. 도 4에 도시한 금형 (31)은 상형 (32)과 하형 (33)이 일체화됨으로써, 목분 함유 수지 형성체 (1)의 외경 형상에 대응하는 형상을 갖는 캐비티 (35)가 형성되는 것이다. 도 4에 도시한 압축 성형기를 이용하여 목분 함유 수지 형성체 (1)을 형성하기 위해서는 도 4에 도시한 바와 같이 금형 (31)의 캐비티 (35) 내에 혼련물을 주입하고, 160 내지 180℃의 온도로 가열하면서 15 내지 18 MPa의 압력으로 가압한 후, 60℃ 이하로 냉각하고, 캐비티 (35) 내에서 수지를 고화시키는 방법에 의해서 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어진 목분 함유 수지 형성체 (1)은 흑색으로 염색된 목분과 수지와 흑색 안료를 포함하는 것이기 때문에, 흑건의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 희소 목재를 이용하지 않고 얻어지며, 품질의 변동이 적고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖는 것이 된다.
또한, 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체 (1)에서는 염색된 목분의 색과 안료의 색이 모두 흑색이기 때문에, 표면만이 아닌 목분 함유 수지 형성체 (1)의 내부까지 전체가 흑색이 된다. 따라서, 예를 들면 목분 함유 수지 형성체 (1)을 절삭함으로써 표면에 목분이 노출되어도, 목분의 색이 눈에 띄지 않아 외관을 열화시키는 것은 아니다. 또한, 수지로서 열가소 수지를 이용한 경우, 목분 함유 수지 형성체 (1)을 절삭했을 때에 발생한 절삭 잔여물은 회수하여 다시 목분 함유 수지 형성체의 재료로서 이용할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 5는 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체 (2)는 단면시 직사각형의 막대 형상의 형상을 갖는 것이고, 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)과 마찬가지로 흑색으로 염색된 목분과 수지와 흑색 안료를 포함하는 것이다.
도 5에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (2)를 제조하기 위해서는, 우선 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)과 동일하게 하여 목분을 염색(염색 공정)한다.
이어서, 예를 들면 도 6에 도시한 압출 성형기 (41)을 이용하여 염색된 목분과 수지와 흑색 안료와 상용화제를 혼련하여 혼련물로 하고(혼련 공정), 얻어진 혼련물을 압출 성형한다(성형 공정). 도 6에 도시한 압출 성형기 (41)은 원료 투입구 (42)와, 내부에 스크류가 설치된 가열 실린더 (43)과, 다이 (44)를 구비한 것이다. 도 6에 도시한 압출 성형기 (41)을 이용하여 목분 함유 수지 형성체 (2)의 혼련 공정 및 성형 공정을 행하기 위해서는, 예를 들면 가열 실린더 (43) 내에 염색된 목분과 수지와 흑색 안료와 상용화제를 원료 투입구 (42)를 통해 소정량 투입하고, 가열 실린더 (43) 내에서 170 내지 200℃의 온도로 가열하면서 스크류를 1.5 내지 7.5 rpm으로 회전시켜서 혼련하고, 얻어진 혼련물을 다이 (44)를 통해 7 내지 15 Mpa의 압력으로 압출하는 방법에 의해서 얻어진다. 또한, 더욱 바람직하게는 170 내지 180 ℃의 범위에서 가열한다.
이와 같이 하여 얻어진 목분 함유 수지 형성체 (2)는, 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)과 마찬가지로 흑색으로 염색된 목분과 수지와 흑색 안료를 포함하는 것이기 때문에, 흑건의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 희소 목재를 이용하지 않고 얻어지며, 품질의 변동이 적고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖게 된다.
<제3 실시 형태>
도 7은 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체의 일례를 나타내는 사시도이다.
본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체 (3)은 건반 악기의 흑건의 형상을 갖는 것이고, 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)과 마찬가지로 흑색으로 염색된 목분과 수지와 흑색 안료를 포함하는 것이다.
도 7에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (3)을 제조하기 위해서는, 우선 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)과 동일하게 하여 목분을 염색(염색 공정)하고, 염색된 목분과 수지와 흑색 안료와 상용화제를 혼련하여 혼련물을 얻고(혼련 공정), 얻어진 혼련물을 분쇄한다.
본 실시 형태에서는 혼련물에서의 목분과 수지와의 질량비(목분/수지)는 80/20 내지 50/50의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 더욱 바람직하게는 70/30 내지 60/40의 범위이다. 목분과 수지와의 질량비가 70/30을 초과하면 혼련물의 유동성이 불충분하고, 성형 압력에 관계없이 사출 성형이 불가능하며, 흑건의 형상으로 할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
이어서, 예를 들면 사출 성형기를 이용하여 분쇄된 혼련물을 가압하여 사출 성형한다(성형 공정). 여기서의 사출 형성으로는, 예를 들면 목분 함유 수지 형성체 (3)의 외형 형상에 대응하는 형상을 갖는 캐비티가 형성된 금형을 이용하고, 금형의 캐비티 내에 혼련물을 주입하여 캐비티 내에서 수지를 가열·냉각하여 고화시키는 방법에 의해서 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어진 목분 함유 수지 형성체 (3)은 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)과 마찬가지로 흑색으로 염색된 목분과 수지와 흑색 안료를 포함하는 것이기 때문에, 흑건의 소재로서 바람직하게 사용할 수 있고, 희소 목재를 이용하지 않고 얻어지며, 품질의 변동이 적고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖게 된다.
<제4 실시 형태>
도 8은 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체로 이루어진 건반 악기의 흑건의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8에 도시한 건반 악기의 흑건 (5)는 도 1에 도시한 목분 함유 수지 형성체 (1)을 이용하여 얻어진 것이다. 도 8에 도시한 흑건 (5)를 제조하기 위해서는, 예를 들면 도 1에 도시한 판상의 목분 함유 수지 형성체 (1)을, 도 1에 도시한 파선을 따라서 직사각형으로 절단하여 막대 형상으로 하고 절삭함으로써 소정의 형상으로 함과 동시에, 부직포 표면 처리재나 샌드페이퍼 등에 의한 연삭에 의해 표면 (51)에 목재 특유의 도관 무늬와 유사한 연삭 줄무늬로 이루어지는 도관 무늬를 부여(마무리 공정)함으로써 얻어진다.
또한, 도 8에 도시한 흑건 (5)는 도 5에 도시한 단면시 직사각형의 막대 형상의 목분 함유 수지 형성체 (2)를 이용하여 제조할 수도 있다. 이 경우, 도 5에 도시한 막대 형상의 목분 함유 수지 형성체 (2)를 소정의 길이 치수로 절단하고 절삭함으로써 소정의 형상으로 함과 동시에, 표면 (51)에 목재 특유의 도관 무늬를 부여(마무리 공정)함으로써 얻어진다.
또한, 도 8에 도시한 흑건 (5)는 도 7에 도시한 건반 악기의 흑건의 형상을 갖는 목분 함유 수지 형성체 (3)을 이용하여 제조할 수도 있다. 이 경우, 도 7에 도시한 막대 형상의 목분 함유 수지 형성체 (3)을 연삭함으로써, 표면의 수지층을 예를 들면, 목분 함유 수지 형성체 (3)의 표면으로부터 깊이 10 내지 200 ㎛ 제거하여 소정의 형상으로 함과 동시에, 표면 (51)에 목재 특유의 도관 무늬를 부여(마무리 공정)함으로써 얻어진다.
또한, 마무리 공정 후, 도관 무늬가 부여된 흑건 (5)의 표면 (51)에는, 예를 들면 우레탄 도료나 오일계 도료 등의 도료를 도포할 수도 있다.
도 8에 도시한 흑건 (5)는 도 1, 도 5, 도 7 중 어느 하나의 목분 함유 수지 형성체를 이용하여 얻어진 것이기 때문에, 희소 목재를 이용하지 않고, 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감 및 연주성이 얻어진다. 또한, 도 8에 도시한 건반 악기의 흑건 (5)에 따르면, 목재로 이루어지는 건반 악기의 흑건에 비해 품질의 변동이 적은 것이 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 목분이 흑색으로 염색된 것이고, 안료가 흑색 안료이기 때문에, 마무리 공정에서 목분 함유 수지 형성체를 절삭함으로써 표면에 목 분이 노출되어도 노출된 목분이 눈에 띄지 않고, 외관을 열화시키지 않는다.
또한, 상술한 실시 형태에서는 목분이 흑색으로 염색된 것이고, 안료가 흑색 안료이며, 건반 악기의 흑건으로서 바람직한 목분 함유 수지 형성체를 예로 들어 설명했지만, 목분의 색이나 안료의 색은 용도 등에 따라 적절하게 변경할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 즉, 염색된 목분의 색이나 안료의 색은 열 등에 의해서 목분이 변색된 경우에 지장을 주지 않는 진한색인 것이 바람직하지만, 임의의 색일 수도 있고, 염색된 목분의 색과 안료의 색은 동일한 색이거나 상이할 수도 있으며, 디자인 등에 의해서 적절하게 결정할 수 있다.
이 경우에도, 디자인성이 우수한 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감이 얻어지고, 표면에 목분이 노출되어도 외관을 열화시키지 않는다. 또한, 표면을 착색한 경우와 같이 색 바램에 의한 외관의 열화도 일어나지 않는다.
또한, 본 발명의 목분 함유 수지 형성체는 상술한 건반 악기의 흑건 이외에, 예를 들면 건반 악기 등의 악기용 구조재나, 내장재, 외장재 등으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
<실시예>
[실험예 1 내지 실험예 6]
도 2 및 도 3에 도시한 믹서 (20)의 용기에 이하에 나타낸 목분을 투입하고, 믹서 (20)을 500 rpm으로 회전시키면서, 하기 표 1에 나타낸 A 내지 D의 흑색 염료를 포함하는 염료액을 하기 표 2에 나타낸 비율로 투입한 뒤, 목분의 색이 균일해질 때까지 믹서 (20)을 1000 rpm으로 회전시켜서 목분을 흑색으로 염색(염색 공정) 하였다.
또한, 목분으로는 입경이 70 내지 150 μ인 침엽수(상품명: LIGNOCEL S-150 TR, 레텐마이어사 제조)를 이용하였다.
또한, 표 2에서 염료액이란, 목분의 사용량을 100으로 했을 때의 흑색 염료를 포함하는 염료액의 사용량의 비율(질량비)을 의미한다. 또한, 염료 고형분 농도란, 목분 중 흑색 염료의 고형분의 질량(질량(％) 농도)를 의미한다.
이와 같이 하여 얻어진 실험예 1 내지 실험예 6의 염색된 목분의 색을 육안으로 관찰하였다. 또한, 표 2에서 ○는 "균일하게 염색되어 있음", ×는 "염색되지 않은 목분이 많고, 전체적으로 회색임", △는 "전체적으로 흑색이지만, 염색되지 않은 목분이 점점이 보임"인 것을 의미한다.
그 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 염료액 A를 염료 고형분 농도 3.6 ％의 비율로 사용한 실험예 1, 염료액 B를 염료 고형분 농도 4.8 ％ 및 8 ％의 비율로 사용한 실험예 2 및 실험예 3, 염료액 D를 염료 고형분 농도 3.6 ％의 비율로 사용한 실험예 6에서는 목분이 건반 악기의 흑건으로서 사용되는 목분 함유 수지 형성체를 제조하는 경우에 바람직한 흑색으로 염색된 것을 확인할 수 있었다.
계속해서, 염료액에 포함되는 희석제를 증발시켜 실험예 1 내지 실험예 6의 염색된 목분을 건조시켰다. 그 후, 염색된 목분을 넣은 믹서 (20)의 용기 내에 이하에 나타내는 수지와 상용화제와 흑색 안료를 하기 표 3에 나타낸 비율로 투입하고, 160 내지 170℃의 온도로 가열하면서 믹서 (20)을 2800 rpm으로 회전시켜 혼련물을 얻고(혼련 공정), 얻어진 혼련물을 1 mm 이하의 입경이 될 때까지 분쇄기로 분쇄하였다.
그 후, 분쇄된 혼련물을 도 4에 나타낸 압축 성형기의 금형 (31)의 캐비티 (35) 내에 넣고, 160 내지 180℃의 온도로 가열하면서 15 내지 18 MPa의 압력으로 가압하고, 캐비티 (35) 내에서 수지를 고화시켜(성형 공정) 목분 함유 수지 형성체를 얻었다.
또한, 수지로는 폴리프로필렌(PP)(상품명: PM930V, 선아로마사 제조)을 이용하고, 흑색 안료로는 카본 블랙(상품명: PBF-640BL, 레지노컬러사 제조)을 이용하며, 상용화제로는 Ma산 변성 폴리프로필렌(상품명: 유멕스 1010, 산요가세이사 제조)을 이용하였다.
표 3에서, 목분 및 수지의 수치는 목분과 수지와의 질량비를 나타내고, 상용화제의 수치는 목분과 수지를 합친 질량에 대한 상용화제의 질량을 나타내며, 안료의 수치는 목분과 수지를 합친 질량에 대한 안료의 질량을 나타낸다.
실험예 1 내지 실험예 6의 염색된 목분을 이용하고, 압축 성형기를 이용하여 얻어진 목분 함유 수지 형성체의 외관을 육안으로 관찰함과 동시에, 손으로 만짐으로써 촉감을 조사하였다. 그 결과, 얻어진 목분 함유 수지 형성체는 모두 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖고 있었다.
또한, 도 6에 나타낸 압출 성형기 (41)의 가열 실린더 (43) 내에 실험예 1 내지 실험예 6의 염색된 목분과 상기와 동일한 수지와 흑색 안료와 상용화제를 상기와 동일한 비율로 원료 투입구 (42)를 통해 투입하고, 가열 실린더 (43) 내에서 170 내지 180℃의 온도로 가열하면서 스크류를 1.5 내지 7.5 rpm으로 회전시켜서 혼련하고, 얻어진 혼련물을 다이 (44)를 통해 7 내지 15 Mpa의 압력으로 가압함으로써 목분 함유 수지 형성체를 얻었다.
실험예 1 내지 실험예 6의 염색된 목분을 이용하고, 압출 성형기를 이용하여 얻어진 목분 함유 수지 형성체의 외관을 육안으로 관찰함과 동시에, 손으로 만짐으로써 촉감을 조사하였다. 그 결과, 얻어진 목분 함유 수지 형성체는 모두 양호한 외관과 목재에 가까운 촉감을 갖고 있었다.
<비교예>
염색 공정을 행하지 않고, 염색되지 않은 목분을 사용한 것 이외에는 실험예 1 내지 실험예 6과 동일하게 혼련 공정을 행하고, 실험예 1 내지 실험예 6과 동일하게 하여 압축 성형기를 이용하여 성형 공정을 행하고 목분 함유 수지 형성체를 얻었다.
이와 같이 하여 얻어진 비교예의 목분 함유 수지 형성체와, 실험예 1 내지 실험예 6의 염색된 목분을 이용하여 압축 성형된 목분 함유 수지 형성체를 절단하여 단면을 관찰하였다. 그 결과를 도 9에 도시한다.
도 9는 목분 함유 수지 형성체의 단면을 나타낸 사진이고, 도 9(a)는 실험예 1 내지 실험예 6의 목분을 이용한 목분 함유 수지 형성체이며, 도 9(b)는 비교예의 목분 함유 수지 형성체이다.
실험예 1 내지 실험예 6의 목분을 이용한 목분 함유 수지 형성체는 도 9(a)에 나타낸 바와 같이 모두 단면에 노출된 목분의 색이 눈에 띄지 않아 양호한 외관을 갖고 있었다.
이에 대하여, 도 9(b)에 도시한 바와 같이 비교예의 목분 함유 수지 형성체에서는 단면에 노출된 목분의 색이 눈에 띄었다.
<목분 함유 수지 형성체의 성형 방법, 수지의 종류, 및 목분과 수지의 비율>
목분 함유 수지 형성체를 시험 제작한 바, 성형 방법이나 수지의 종류에 따라서 목분과 수지의 바람직한 배합 비율이 다르다는 것이 판명되었다. 이 때문에, 재료인 목분 및 수지의 배합 비율을 변경하여 목분 함유 수지 형성체의 시험 제작을 행하고, 평가를 행하였다. 또한, 이 목분 함유 수지 형성체의 시험 제작에서는 3 종류의 성형 방법(프레스, 압출 및 사출)과 2종의 수지(PE, PP 등 및 ABS, AS 등)를 이용하였다. 이 결과, 이하의 표 4의 결과를 얻었다.
시험 제작의 결과, 상기한 표 4의 범위 외에서는, 목분 함유 수지 형성체의 바람직한 성형성이 얻어지지 않는 등의 문제점이 확인되었다. 예를 들면, 목분의 중량％가 상기한 표 4 범위를 초과하는 경우에는 목분 함유 수지 형성체의 바람직한 성형성이 얻어지지 않았다.
또한, 수지의 중량％가 상기한 표 4의 범위를 초과하는 경우에는, 목분 함유 수지 형성체로부터 얻어지는 흑건에서는 외관, 촉감이 모두 충분한 목질감이 얻어지지 않았다. 즉, 이 경우, 흑건의 외관이나 촉감이 플라스틱에 가까운 것이 되었다. 이러한 흑건을 종래의 목재제의 흑건의 대체품으로서 이용하는 것은 불가능하다. 또한, 목분의 중량％가 클수록 얻어지는 흑건의 목질감은 향상된다.
<제5 실시 형태>
이어서, 목분과 수지를 여러 가지의 배합비(중량％)로 배합하여 흑건을 시험 제작하고, 흑색 농도, 윤기, 촉감 및 마찰 견뢰도에 관해서 흑건의 평가를 행하였다. 또한, 상기와 마찬가지로 목분으로는 입경이 70 내지 150 μ인 침엽수(상품명: LIGNOCEL S-150TR, 레텐마이어사 제조)를 이용하였다.
유용 염료로는, 상술한 표 1과 같이 기따가와 세이힌쇼의 SP-BL-6-MH를 이용하였다. 본 실시 형태에서는 유용 염료의 염료 농도는 6％였다. 또한, 목분 100 중량부(중량의 비율)에 대하여 첨가한 염료액(유용 염료)은 60 중량부였다.
또한, 하기 표 5에 나타낸 바와 같이, 수지로는 PP 및 ABS를 이용하였다. 목분과 PP의 배합비(중량％)는 95/5 내지 60/40이었다. 또한, 하기 표 5에 나타낸 바와 같이 목분과 ABS의 배합비(중량％)는 70/30 내지 50/50이었다. 또한, 목분 및 수지의 합이 100 중량부인 것에 대하여, 배합한 상용화제는 2 중량부, 흑색 안료는 1 중량부였다.
또한, 성형 방법에 관해서는 재료를 180도로 가열하고, 15 내지 18 MPa로 가압하여 프레스 성형을 행하였다. 이 프레스 성형의 공정에 의해 길이 305 mm, 폭 55 mm, 두께 15 mm의 판상의 성형품을 얻었다.
또한, 평가의 방법으로는 상기한 바와 같이 얻어진 판상의 성형품을 흑건과 거의 동일한 크기로 절단하고, 이 절단한 판상의 성형품에 대해서 흑색 농도, 윤기, 촉감 및 마찰 견뢰도를 평가하였다. 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
또한, 상기한 표 5에서 수지로서 PP를 이용하고, 목분과 수지의 배합비를 95/5로 한 예는 비교를 위해 시험 제작한 것이다. 이 예는 바람직한 흑건이 얻어지지 않는 예이다.
상기 표 5의 "흑색 농도" 및 "윤기"에 대해서 "A" 내지 "C"는 흑건으로서의 실용성을 육안으로 평가한 결과를 나타낸다. 우선, "A"는 양호(종래의 목재제 흑건과 동등 이상)의 평가를 나타낸다.
"B"는 흑건으로서 실제 사용이 가능한 수준(종래의 목재제 흑건과 거의 동등, 또는 약간 떨어짐)의 평가를 나타낸다. B는, 예를 들면 흑건이 A에 비해 윤기가 없다라고 평가한 경우이다.
"C"는 흑건으로서 실제 사용이 불가능한 수준의 평가를 나타낸다. C는 예를 들면 목분의 염색 상태가 나쁘고, 흑색 안료가 부족하다는 등의 이유로 색이 회색에 가까운 경우 등이다. 또한, C는 종래 목재제 흑건에 비해 윤기가 없고, 전체적으로 하얗게 보이는 경우 등도 포함한다.
상기 표 5의 "촉감"에 대해서, "A" 내지 "C"는 흑건으로서의 실용성을 관능평가한 결과를 나타낸다. 우선, "A"는 양호(종래의 목재제 흑건과 동등 이상)의 평가를 나타낸다.
"B"는 흑건으로서 실제 사용이 가능한 수준(종래의 목재제 흑건과 거의 동등, 또는 약간 떨어짐)의 평가를 나타낸다. B는, 예를 들면 흑건이 A에 비해 플라스틱에 가깝다고 평가한 경우이다. 구체적으로는, 예를 들면 A에 비해 거칠거나 푸석한 촉감을 갖는 경우 등이다.
"C"는 흑건으로서 실제 사용이 불가능한 수준의 평가를 나타낸다. C는, 예를 들면 명백히 거칠음이 느껴지는 경우나, 손가락 촉감이 현저히 나쁜 경우 등이다.
상기 표 5의 "마찰 견뢰도"에 대해서, "A" 내지 "C"는 마찰 견뢰도 시험기를 이용한 시험 결과에 기초하는 평가를 나타낸다. 이 시험에서 마찰 견뢰도 시험기는 거즈를 하중 500 g으로 흑건에 가압하고, 3500회의 왕복 조작을 행하였다. 즉, "A" 내지 "C"는 이 시험의 결과인 거즈에의 이염을 육안으로 평가한 것이다.
우선, "A"는 양호(종래의 목재제 흑건과 동등 이상)의 평가를 나타낸다. 즉, A는 종래의 목재제 흑건을 시험한 경우의 거즈에의 이염을 기준으로서, 이염이 동일한 정도이거나, 종래의 목재제 흑건보다도 이염이 적은 경우이다.
"B"는 흑건으로서 실제 사용이 가능한 수준(종래의 목재제 흑건과 거의 동등, 또는 약간 떨어짐)의 평가를 나타낸다. 즉, B는 종래의 목재제 흑건을 시험한 경우의 거즈에의 이염을 기준으로서, 이염이 동일한 정도이거나, 종래의 목재제 흑건보다도 이염이 약간 많은 경우이다.
"C"는 흑건으로서 실제 사용이 불가능한 수준의 평가를 나타낸다. C는, 예를 들면 목분이 박리된 경우나, 이염이 현저한 경우이다.
상기한 표 5에서 수지로서 PP를 이용하고, 목분과 수지의 배합비를 60/40으로 한 예에서는 특히 바람직한 결과가 얻어졌다. 또한, 수지로서 ABS를 이용하고, 목분과 수지의 배합비를 70/30, 또는 60/40으로 한 예에서도 특히 바람직한 결과가 얻어졌다.
도 1은 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 본 실시 형태의 목분 함유 수지 형성체의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8은 건반 악기의 흑건의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9는 목분 함유 수지 형성체의 단면을 나타낸 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1, 2, 3: 목분 함유 수지 형성체
5: 흑건
20: 믹서
21: 용기
22: 회전 날개
23: 혼련물
24: 공급 수단
24a, 42: 원료 투입구
25: 마개
26: 흡인관
31: 금형
32: 상형
33: 하형
35: 캐비티
41: 압출 성형기
43: 가열 실린더
44: 다이
51: 표면
Claims (5)
- 염료에 의해 염색된 목분과 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 목분 함유 수지 형성체.
- 제1항에 있어서, 상기 목분과 상기 수지의 질량비(목분/수지)가 90/10 내지 50/50인 것을 특징으로 하는 목분 함유 수지 형성체.
- 염료에 의해 목분을 염색하는 염색 공정과, 염색된 상기 목분과 수지와 안료를 혼련하여 혼련물을 얻는 혼련 공정과, 상기 혼련물을 성형하는 성형 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 성형 공정 후, 얻어진 목분 함유 수지 형성체를 절삭함으로써, 소정의 형상으로 함과 동시에 도관 무늬를 부여하는 마무리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 목분 함유 수지 형성체 또는 제3항 또는 제4항에 기재된 목분 함유 수지 형성체의 제조 방법에 의해서 얻어진 목분 함유 수지 형성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건반 악기의 흑건.
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