KR20090016905A - 섬유판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볏짚과 규산염 광물을 이용하여 친환경적인 섬유판을 제조할 수 있는 방법에 관한 것으로, 볏짚과 침엽수 칩을 각각 파쇄기로 절단하는 제1단계(S10)와; 절단된 볏짚과 칩엽수 칩을 8: 2로 혼합하여 고온 해섬기 내에서 해섬이 이루어지는 제2단계(S20)와; 상기 해섬된 재료에 접착제를 도포하는 제3단계(S30)와; 접착제가 도포된 재료에 규산염 분말 용액을 도포하는 제4단계(S40)와; 규산염 분말 용액이 도포된 재료를 건조하는 제5단계(S50)와; 건조된 재료를 프레스 내에서 가열 압착하는 제6단계(S60)로 구성되어, 볏짚을 이용함으로써 목재 대체 효과를 기대할 수 있으며, 규산염 광물이 갖는 강력한 흡착력을 이용함으로써 유기물이나 세균을 흡착할 뿐만 아니라 각종 오염물질 및 각종 악취를 흡착, 탈취하는 역할을 하는 친환경적인 효과를 갖는다.

섬유판, 규산염 광물, 볏짚.

Description

섬유판의 제조방법{Method for Manufacturing a fiber board}

본 발명은 섬유판의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 볏짚과 규산염 광물을 이용하여 친환경적인 섬유판을 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

세계인구의 증가와 함께 목재를 생산할 수 있는 임지의 면적은 감소하고 있는 반면에 인구 증가와 함께 목재의 소비량은 매년 상대적으로 증가하고 있지만 지속 가능한 경영을 통한 한정된 임지에서 목재를 얻기에는 기술적인 한계가 있다.

따라서, 목재 자원을 대체할 수 있는 식물 화이버의 개발은 매우 필요한 상황이다.

선진국에서는 이미 목질패널 제품 생산에 사용되는 목재 자원을 대체하기 위한 개발에 많은 연구를 수행하고 있으나 국내의 목질보드 산업에서는 이러한 연구 개발에 대한 노력이 미흡한 실정이다.

또한 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 등의 다양한 유해화학물질들을 방출하는 건축자재는 실내 공기를 악화시키는 주범으로 2004년부터 실내공기 관리법이 시행되었으나 환기 및 환기 설비만으로 이를 해결하기에는 많은 시간과 막대한 운영비 지출이 되므로 오염물질의 기준치를 유지하기 위한 다양한 노력이 필요한 실정이다.

한편, 섬유판 제조의 공정 중에 열압 과정에서 방출되는 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 방출량은 열압온도, 열압시간, 매트 함수율, 수지첨가율, 수지 내 유리 포름알데히드가 증가함에 따라 방출량도 증가하게 되는데, 수지를 첨가하지 않고 목질 원료만을 열압하는 경우에도 포름알데히드가 방출됨을 확인할 수가 있었다.

따라서, 열압 과정 중에 방출되는 휘발성 유기화합물과 포름알데히드는 주로 목질 원료와 접착제(포름알데히드계 접착제)로부터 방출되며, 방출되는 화합물들은 포름알데히드계 접착제 내에 존재하는 유리포름알데히드, 휘발성 혹은 반휘발성 목재추출물, 목재추출물이 열화에 의해 생성된 화합물이라고 할 수가 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 강력한 흡착력을 갖는 규산염 광물을 이용하여 휘발성 유기화합물과 포름알데히드를 효과적으로 흡착, 탈취할 수가 있으며, 또한 침엽수 칩과 함께 볏집을 이용함으로써 목재 사용을 저감할 수 있는 친환경적인 섬유판을 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 섬유판의 제조방법은, 볏짚과 침엽수 칩을 각각 파쇄기로 절단하는 제1단계와; 절단된 볏짚과 칩엽수 칩을 8:2로 혼합하여 고온 해섬기 내에서 해섬이 이루어지는 제2단계와; 상기 해섬된 재료에 접착제를 도포하는 제3단계와; 접착제가 도포된 재료에 규산염 분말 용액을 도포하는 제4단계와; 규산염 분말 용액이 도포된 재료를 건조하는 제5단계와; 건조된 재료를 프레스 내에서 가열 압착하는 제6단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명의 섬유판의 제조방법은, 볏짚과 규산염 광물을 이용한 친환경 섬유판의 제조가 가능한 것으로, 볏짚을 이용함으로써 목재 원목 및 환경오염을 방지하고 자원의 이용 폭을 확대할 수가 있다.

또한, 본 발명의 섬유판의 제조방법은, 규산염 광물이 갖는 강력한 흡착력을 이용하여 유기물이나 세균을 흡착할 뿐만 아니라 각종 오염물질 및 각종 악취를 흡착, 탈취하는 역할을 하는 친환경적인 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 섬유판의 제조방법의 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 섬유판의 제조방법은, 볏짚과 침엽수 칩을 각각 파쇄기로 절단하 는 제1단계(S10)와; 절단된 볏짚과 칩엽수 칩을 8: 2로 혼합하여 고온 해섬기 내에서 해섬이 이루어지는 제2단계(S20)와; 상기 해섬된 재료에 접착제를 도포하는 제3단계(S30)와; 접착제가 도포된 재료에 규산염 분말 용액을 도포하는 제4단계(S40)와; 규산염 분말 용액이 도포된 재료를 건조하는 제5단계(S50)와; 건조된 재료를 프레스 내에서 가열 압착하는 제6단계(S60)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제1단계(S10)는 볏짚과 침엽수 칩을 각각 파쇄기에서 일정 크기로 절단하는 과정이다.

볏짚은 2 ~ 4㎝ 정도의 길이로 절단하며, 침엽수는 2㎝×2㎝의 크기로 파쇄기로 절단하며, 표준 치수보다 큰 것은 표준 크기로 절단하고 표준 치수 이하인 것은 스크린(screen)을 통과시켜 제거한다.

특히, 본 발명에 있어 볏짚은 40 ~ 60 %의 함수율을 갖는 것을 특징으로 한다.

제2단계(S20)는 절단된 볏짚과 침엽수 칩을 혼합하여 고온 해섬기 내에서 해섬이 이루어지는 과정이다.

절단된 볏짚과 침엽수는 8:2로 혼합하여 고온 해섬기 내에 투입하고 7 ~ 10kg/㎠의 포화 증기에 의해 170 ~ 190℃의 고온에서 수분간 증자시켜 섬유질의 파괴 없이 라그닌을 연화시킨 후에 그 압력과 온도가 그대로 유지된 상태에서 해섬이 이루어진다.

제3단계(S30)는 상기 해섬된 재료에 접착제를 도포하는 과정이다.

고압 해섬기로부터 해섬된 재료는 건조를 위하여 건조기로 고속 송풍이송라인을 통해 이송이 이루어지며, 이 과정에서 접착제의 도포가 이루어질 수 있다.

접착제는 포름알데히드를 주성분으로 하는 요소-포름알데히드수지가 사용될 수 있다.

제4단계(S40)는 접착제가 도포된 재료에 규산염 분말 용액을 도포하는 과정이다.

특히, 본 발명에 있어 규산염 분말 용액화 과정(S41)은 규산염 광물을 350 메쉬로 분쇄한 후에 1650 ℃에서 4시간 동안 가열 소성하여 얻은 규산염을 1 : 70 비율로 물에 용해하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

규산염 광물은 다공성 결정으로서 가역 흡착-탈착, 분자체 효과를 보여준다.

이와 같이 제조된 규산염 분말 용액은 접착제가 도포된 재료에 도포한다(S42).

제5단계(S50)는 규산염 분말 용액이 도포된 재료를 건조하는 과정이다.

규산염 분말 용액이 도포된 재료(이하, "매트"라 함)를 건조관 속으로 통과시켜 가열 공기에 의해 건조가 이루어지며, 건조관을 통과한 후에는 대략 함수율은 9 ~ 12% 정도가 바람직하다.

건조기는 튜브 건조장치(tube dryer)로써 열풍에 매트가 부유하여 이동하는 동안에 건조가 이루어진다.

한편, 규산염 분말이 건조되면 흡착력을 갖게 되어 열압 공정 시에 발생되는 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 성분을 흡착하여 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 성분의 방출을 억제하게 될 뿐만 아니라 규산염 광물의 고유특성인 원적외선 방사 및 음이온 방출로 인하여 기능적인 친환경 효과를 얻을 수 있다.

제6단계(S60)는 건조된 재료를 프레스 내에서 가열 압착하는 과정이다.

매트의 최적의 함수율을 8 ~ 10% 범위를 유지하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 프레스의 열판 온도는 160 ~ 180℃에서 프레스 팩터(press factor)를 1㎜당 10.5sec를 유지하고 비압은 30 kg/㎝ 정도로 압축한다.

이와 같은 제조방법에 의해 제조된 섬유판의 밀도는 0.35g/㎤로 기존의 중밀도 섬유판(MDF)의 밀도에 근접하며 휨강도 역시 200 kgf/㎠ ~ 800 kgf/㎠ 이상으로 기존의 중밀도섬유판 이상의 강도를 갖게 된다.

또한, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 섬유판은 도포된 규산염 광물에 의해 열압 공정 시에 발생되는 휘발성 유기화합물과 포름알데히드 성분을 흡착하여 유해물질의 방출을 억제하여 친환경적인 효과를 기대할 수가 있다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 섬유판의 제조방법의 흐름을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (3)

1. 볏짚과 침엽수 칩을 각각 파쇄기로 절단하는 제1단계와;

   절단된 볏짚과 칩엽수 칩을 8:2로 혼합하여 고온 해섬기 내에서 해섬이 이루어지는 제2단계와;

   상기 해섬된 재료에 접착제를 도포하는 제3단계와;

   접착제가 도포된 재료에 규산염 분말 용액을 도포하는 제4단계와;

   규산염 분말 용액이 도포된 재료를 건조하는 제5단계와;

   건조된 재료를 프레스 내에서 가열 압착하는 제6단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 볏짚은 40 ~ 60 %의 함수율을 갖는 것을 특징으로 하는 섬유판의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 규산염 분말 용액은 규산염 광물을 350 메쉬로 분쇄한 후에 1650 ℃에서 4시간 동안 가열 소성하여 얻은 규산염을 1 : 70 비율로 물에 용해하여 얻는 것을 특징으로 하는 섬유판의 제조방법.

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