KR20100102524A

KR20100102524A - 왕겨 아트보드와 그 제조방법

Info

Publication number: KR20100102524A
Application number: KR1020100006775A
Authority: KR
Inventors: 조성균
Original assignee: 조성균
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2010-09-24
Also published as: KR20100102529A; KR101108918B1

Abstract

본 발명은 왕겨아트보드가 목재보드를 대체할 수 있는 제조방법에 관한 것으로 왕겨아트보드의 제조요소는 왕겨, 수지, 배합된 왕겨와 수지에 적정온도로 가열용융하여 가압, 냉각, 탈착시키는 과정이다.

1) 왕겨는 : 섬유소가 목질섬유소 보다 질이 낮고 특히 20％에 달하는 SiO₂와 다공질의 구조로 되어있어 제조과정에서 가압분쇄하면 왕겨내부조직이 파괴되어 왕겨의 특성이 없어진다. 이를 극복하기 위하여 본 발명은 분쇄하지 않는 통왕겨에 섬유소 보강, 유연성, 난연성, 방부성, 수지와의 배합이 용이하게 접착성을 부여하고

2) 수지는 : 곡면으로 된 왕겨와 배합이 용이하게 왕겨비중에 근접하도록 박막의 엽상수지로 변형시키고 접착성 있는 왕겨와 소정의 비율로 배합 접착시키고

3) 가열용융 : 왕겨의 단열성 때문에 기존 가열방법으로는 용이하지 못하여 무가압 상태에서 소재입자 사이로 열풍의 열을 전달하여 가열용융시킨 다음 성형기로 이송, 가압, 냉각, 탈착시켜 왕겨아트보드를 제조하는 것이고 목재보드에 버금가는 강도와 난연성, 방부성, 내수성 및 용도에 맞는 기능을 보유하게 된다.

Description

왕겨 아트보드와 그 제조방법{Art Board From Chaff And Manufacturing Method thereof}

본 발명은 왕겨아트보드가 목제보드를 대체할수 있는 제조방법에 관한 것으로 이를 세분하면 왕겨아트보드 제조요소는 1) 왕겨 2) 수지 3) 배합된 왕겨와 수지에 적정온도로 가열용융시켜 가압냉각 탈착시키는 제조방법이다.

1) 기존왕겨는 : 섬유소가 목질섬유소보다 질이 낮고 특히 20％ 에 달하는 SiO₂와 다공질의 구조로 되어있어 제조과정에서 가압분쇠하면 왕겨 내부조직이 파괴되어 기존 특성이 상실된다. 보강처리를 해도 본연의 특성을 구현하기 힘들다. 이를 극복하기 위하여 본 발명은 분쇄하지 않은 통왕겨에 섬유소 보강, 유연성, 난연성, 방부성, 수지와의 배합이 용이하게 접착성을 부여하고

2) 수지는 : 곡면으로된 왕겨와 배합이 용이하게 비중이 근접하도록 박막의 엽상의 수지로 변형시키고 이에 수지난연제 및 기능성 부여제를 혼합 접착성 있는 왕겨와 소정 비율로 배합 접착시키고 .

3) 가열용융 : 왕겨와 수지의 혼합물을 적정온도로 용융시키는데 왕겨의 단열성 때문에 가압상태에서 표면온도를 내부층까지 열전달이 용이하지 않고 무리하 게 교반하면 왕겨의 파괴로 제기능이 상실되므로 무가압 상태에서 배합물 입자사이로 열풍으로 열을 전달하여 가열용융시킨다음 성형기로 이송 가압냉각시켜 보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기존 왕겨보드 제작방법은 왕겨와 수지의 혼합이 용이하지않아 분쇄과정을 거쳐 분말로 만들거나 다수개의 조각으로 만들어 곡면을 완화시켜 수지와 배합하여 제조하고 있으나 이는 왕겨의 섬유소가 목질섬유소 보다 질이 낮고 특히 20％의 달하는 SiO₂와 다공질로 되어 있어 가압하여 분쇄하면 왕겨의 내부조직이 파괴되어 왕겨의 특성이 소멸됨으로 보강처리를 하여도 왕겨 본연의 특성을 구현하기 힘들어 충전제 역할로서 활용될 뿐이다.

본 발명은 왕겨 아트보드 제조방법으로서

1) 왕겨 :

왕겨의 특성을 살리기 위해 통왕겨를 사용하며 이에 부족한 강도 보강과 수지와의 배합이 용이하게 하는 방법.

2) 수지 :

왕겨 보드에 사용되는 수지는 경제적인 면에서 펠릿형 수지이다.

이는 비중과 외형의 차이로 왕겨와 배합이 용이하지 않으므로 왕겨와 배합이 용이하게 해결하려는 방법.

3) 가열용융 :

왕겨와 수지가 배합된 소재를 가열용융시킬때 왕겨의 탁월한 단열성 때문에 기존의 상하 열전달방식의 성형기로서는 소재 내부까지 열전달이 용이하지 않고, 압출방식의 가열용융은 가압 때문에 왕겨가 부스러지므로 만족스럽지 못하다.

상기 1), 2), 3) 문제점을 해결하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여

왕겨 : 왕겨의 특성을 유지하기 위해서는 분쇄하지 않은 통왕겨를 사용해야 하며 또한 부족한 강도와 다공질로 되어 있어 왕겨보드 제조과정에서 왕겨조직이 파괴되는 것을 보안하기 위하여.

1단계 : 염화파라핀, 붕사수용액, 규산소다, 로진을 혼합 가열하여 유화시킨 수용액에 왕겨와 일정양의 펄프를 침적하여 조직내부에까지 침투시킨 후 건조하면 왕겨조직 내외부에 피막이 형성되어 유연성, 내수성, 내화성, 방부성, 강도보강이 부여되고

2단계 : 1단계에서 처리한 왕겨를 수용성 수지접착제 수용액에 침적시켜 왕겨에 접착성을 갖게한다.

수지 : 외형상으로는 분말형과 펠릿형으로 구분되는데 왕겨보드에 사용되는 수지는 거의 펠릿형이다.

펠릿형수지는 왕겨와 비중 및 외관의 차이로 배합이 용이하지 않아 이를 압 연과 분쇄과정을 거쳐 왕겨와 유사한 비중을 갖는 엽상의 수지로 변형시킨다. 상기 2단계에서 처리된 접착성을 갖는 왕겨와 변형처리된 수지를 배합 후 건조시켜 왕겨에 수지를 고착시킨다.

가열용융 : 배합된 왕겨와 수지는 상하작동 열가압 성형기는 왕겨의 단열성때문에 소재 내부까지 열전달이 난해하므로 부적합하고 압출식 성형기는 스크류의 연속가압으로 소재가 부서지므로 부적합하다.

이를 해결하기 위하여 배합된 왕겨와 수지는 압축하지 않는 상태에서 열풍으로 입자와 입자 사이를 통과시켜 용융한 다음 성형기로 이송 압축 냉각 탈착시키는 특징이 있다.

본 발명의 주제인

왕겨 : 기능성 첨가제를 유화하여 왕겨내부조직에 까지 침투시켜 왕겨의 특성으로 인한 목재질 보다 부족한 기능을 향상시켰고 수지와의 고른 배합을 위하여 수용성 수지를 수용화한 접착성 수용액으로 접착성을 부여하였고 ,

수지 : 왕겨와 원활한 배합을 위하여 압연 및 분쇄하여 왕겨와 유사한 비중의 엽상의 수지로 변형해 왕겨와의 고른 배합을 유도하였고

가열용융 : 가압하지 않은 상태에서 열풍으로 입자와 입자 사이로 통과시켜 용융시킨다.

상기 전처리한 왕겨와 수지는 고르개 배합하고 열풍가열 용융하여 성형기 내에 왕겨보드층을 구성하고 필요에 따라 상하단에 기능성 소재를 안치하고 가압냉각 탈착하면 목재합판에 비교되는 강도와 목재합판이 갖지 못하는 내수성, 내화성, 방부성 및 용도에 맞는 기능을 보유할 수 있다.

본 발명의 제조과정을 단계별로 상세히 설명하면

1단계 : 왕겨보강처리단계, 2단계: 수지변형처리단계, 3단계: 왕겨와 배합된 수지 가열용융단계, 4단계 : 표면층 및 배면층 구성단계, 5단계 : 성형단계

1단계 : 왕겨 보강처리 단계

1차 : 왕겨는 분쇄하지 않은 통왕겨를 사용하고 유연성, 섬유질 보강, 내수성, 내화성, 방부성을 부여하기 위하여 왕겨중량 대비 염화파라핀 5-15중량％, 붕사 2-5중량％, 로진 1-5중량％, 규산소다 3-15중량％를 왕겨 중량 대비 20-50중량％의 물과 유화제를 합께 용기에 넣고 가열하며 온도 80-90℃에서 호머믹서로 유화시킨 용액에 왕겨와 왕겨중량대비 3-10중량％의 펄프를 배합하여 침적 후 10-24시간 숙성 후 교한하면서 건조시키면 왕겨조직 내외부에 피막을 형성시킨다.

2차 : 1차에서 전처리한 왕겨를 (수용성수지: PVA, PUD, EVA를 이하 편의상 전체적으로는 고유명칭을 생략한 수용성수지군이라 칭하고 개별적으로는 수용성 수지라 칭한다.) 수용성 수지군에서 택일한 수지의 양을 왕겨중량대비 3-10중량％를 왕겨중량대비 20-50중량％에 물과 혼합한 수지수용액에 침적하여 왕겨에 접착성을 부여한다.

2단계 : 수지변형처리단계

본 발명에서 사용되는 수지는 (열가소성수지: PP, PE, PS, ABS, PVC, 열경화 성수지:페놀수지,요소수지,멜라민수지이다. 이하 편의상 전체적으로는 고유명칭을 생략한 수지군이라 칭하고 개별적으로는 수지라 칭한다.)

왕겨의 외관 비중은 0.11 내외이다. 수지가 왕겨와 최적의 배합조건은 왕겨 비중에 근접해야 하고 외형이 15-20 메쉬이고 박막의 엽상의 수지가 적합하다.

시중에 유통되는 수지는 분말형이나 펠릿형 수지이다. 펠릿형 수지는 비중과 부피가 왕겨와 차이가 남으로 배합이 용이하지 않다. 경제적인 입장에서 대부분 사용되는 수지는 펠릿형 수지다. 왕겨와의 혼합을 위해서 냉간압연기로 압연을 하여 엽상으로 만들고 이를 분쇄기에 넣어 비중이 0.09-0.2이고 15-20매쉬 그물을 통과하면 왕겨와 혼합이 용이하다.

3단계. 왕겨와 수지배합 및 가열용융방법.

1단계에서 처리한 접착성을 갖는 왕겨와 2단계에서 처리한 수지중 수지군중에서 1내지 복수개의 혼합물 중 택일하여 보강처리한 왕겨와 수지총중량대비 왕겨는 50-75중량％ 수지는 25-50중량％를 교반하여 고른 배합을 해 왕겨보드를 구성한다.

기존 압출형이나 사출성형 가열방식으로는 왕겨가 여러조각으로 파괴되고, 열프레스식 성형기의 성형방법은 왕겨의 탁월한 단열성 때문에 소재내부까지 열침투가 용이하지 않아 부적합하다.

본 발명은 이를 해결하기 위하여 열풍가열기내에 그물망용기에 무가압상태로 소재를 채워 150-200℃ 사이 수지용융점에 맞게 가열하면서 교반하면 배합소재 입자와 입자 사이로 열풍이 통과해 가열용융시킨다.

4단계 : 표면층 및 배면층 구성

표면층과 배면층을 구성하는 단계로서 사용목적에 따라 1) 표면층이 이형성을 요구하는 거푸집과 같은 용도에는 수지군 중에서 1-다수계의 수지 중 택일하여 수지중량대비 탈크 5-20중량％ 에스테르왁스 5-10 중량％ 혼합한 수지 필름은 마찰계수가 적어 이형성이 양호하며 2) 반대로, 마루와 복도같이 미끄러우면 장애가되는 경우에는 마찰계수가 큰 폴리에티렌 왁스를 수지 중량대비 5-10중량％ 혼합한 수지 필름. 3) 미장목적으로 할경우에는 착색수지필름, 수지코팅된 인쇄지, 상기조성된 기능성 소재를 왕겨보드 상단과 하단에 위치하여 표면층이나 배면층이 구성된다.

5단계 : 성형

1차 : 3단계에서 왕겨와 수지가 배합된 소재를 열풍가열기로 소재에 따라 150-200℃내로 열풍가열 용융시킨 다음 압축성형기나 콘베이어 압축성형기 내로 이송, 40-70kgf/cm²의 압력으로 가압하면서 60-70℃까지 냉각시킨 다음 탈착하면 왕겨보드가 제조되고

2차 : 필요에 따라 압축성형기나 콘베이어 압축성형기 하단에 4단계에서 구성된 1),2),3) 의 기능성 필름 중 택일하여 올려놓고 그 상단에 열풍가열기로 가열용융시킨 배합된 왕겨와 수지소재를 적재하고 그 상단에 기능성 필름 중 택일하여 덮고 40-70kgf/cm² 압력으로 가압하면서 60-70℃까지 냉각시킨 다음 탈착시키면 각층이 일체화된 왕겨아트보드가 제조되고 그 제조 방법에 관한것이다.

도1은 본 발명에 따른 제조공정도.

도2는 본 발명 공정에 의해 제조된 왕겨아트보드의 사시도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＞

1단계 : 왕겨기능 보강처리단계.

2단계 : 수지변형 처리단계.

3단계 : 가열용융단계

4단계 : 표면층, 배면층 구성단계.

5단계 : 성형단계.

Claims

1단계 : 왕겨보강처리단계.

1차 : 분쇄하지 않은 통왕겨를 사용하고 왕겨중량대비 염화파라핀 5-15중량％, 붕사 2-5중량％, 로진 1-5중량％, 규산소다 3-15중량％를, 왕겨중량대비 20-50중량％의 물과 유화제를 함께 용기에 넣고 가열하여 온도 80-90℃에서 호머믹서로 유화시킨 용액에 왕겨와 왕겨중량대비 3-10중량％에 펄프를 배합하여 침적후 10-24시간 숙성 후 교반하면서 건조시키면 왕겨조직 내외부에 피막을 형성시킨다.

2차 : 1차에서 전처리한 왕겨를 (수용성수지 : PVA, PUD, EVA를 이하 전체적으로 고유명칭 생략한 편의상 수용성 수지군이라 칭하고 개별적으로는 수용성수지라 칭한다.) 수용성 수지군 중에서 택일한 수용성 수지의 양을 왕겨중량대비 3-10중량％를 왕겨중량대비 20-50중량％의 물과 혼합한 수용액에 침적하여 왕겨에 접착성을 부여한다.

2단계 : 수지변형처리단계

본 발명에서 사용되는 수지는(열가소성수지 : PP, PE, PS, ABS, PVC, 열경화성수지 : 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지이다. 이하 편의상 전체적으로는 고유명칭을 생략한 수지군이라 칭하고 개별적으로는 수지라 칭한다.) 상기 수지 중 펠릿형 수지는 배합을 원활하게 하기 위하여 냉간압연기로 압연을 하여 엽상으로 만들고 이를 분쇄기에 넣어 비중이 0.09-0.2이고 15-20메쉬 그물을 통과하면 왕겨와 혼합이 용이하다.

3단계 : 왕겨와 수지 배합 및 가열용융방법.

1단계에서 처리한 점성을 갖는 왕겨와 2단계에서 처리한 수지군 중에서 1-복수개의 혼합물 중 택일하여 보강 처리한 왕겨와 수지총량대비 왕겨는 50-75중량％, 수지는 25-50중량％를 교반하여 고른 배합을 하고 이를 열풍가열기 내에 그물망 용기에 무가압 상태로 채워 150-200℃ 이내의 수지 용융점에 맞게 가열교반하면 배합소재 입자와 입자 사이로 열풍이 통과하여 가열 용융시키는 단계.

4단계 : 표면층 및 배면층 구성.

1) 표면층이 이형성을 요구하는 경우 수지군 중에서 1-다수개를 혼합한 수지 중 택일하여 수지중량대비 탈크 5-20중량％, 에스테르왁스 5-10중량％를 혼합한 수지필름

2) 미끄러우면 장애가되는 경우에는 마찰계수가 큰 폴리에티렌 왁스를 수지중량대비 5-10중량％를 혼합한 수지필름.

3) 미장 목적으로 할 경우 착색수지필름, 수지코팅된 인쇄지, 왕겨보드 상단이나 하단에 위치하여 표면층이나 배면층이 구성된다.

5단계. 성형단계

1차. 3단계에서 왕겨와 수지가 배합된 소재를 열풍가열기로 소재에 따라 150-200℃이내의 수지 용융점으로 열풍가열용융시킨 다음 압축성형기나 콘베이어밸트 압축성형기로 투입 40-70kg ^f /cm²의 압력으로 가압하면서 60-70℃까지 냉각시킨 다음 탈착하면 왕겨보드가 제조되며

2차. 필요에 따라 압축성형기나 콘베이어벨트 압축성형기 하단에 4단계에서 구성된 1),2),3)에서 조성된 기능성 필름 중 택일하여 올려놓고 그 상단에 열풍가열기로 가열용융시켜 배합된 왕겨와 수지소재를 적재하고 그 상단에 기능성 필름 중 택일하여 덥고 40-70kg ^f /cm² 에 압력으로 가압하면서 60-70℃까지 냉각시킨 다음 탈착시키면 각층이 일체화된 왕겨아트보드가 제조되는 제조방법.

1단계 : 왕겨보강 처리단계.

1차 : 분쇄하지 않은 통왕겨를 사용하고 왕겨중량대비 염화파라핀 5-15중량％, 붕사 2-5중량％, 로진 1-5중량％, 규산소다 3-15중량％, 왕겨중량대비 20-50중량％의 물과 유화제를 함께 넣고 가열하여 온도 80-90℃에서 호모믹스로 유화시킨 용액에 왕겨와 왕겨중량대비 3-10중량％의 펄프를 배합하여 침적 후 10-24시간 숙성 후, 교반하면서 건조시키면 왕겨 조직내외부에 피막을 형성시킨다.

2차 : 1차에서 전처리한 왕겨를 (수용성수지 : PVA, PUD, EVA 이를 편의상 고유명칭을 제외한 수용성 수지군이라 칭하고 개별적으로는 수용성 수지라 칭한다.) 수용성 수지군에서 택일한 수용성 수지의 양을 왕겨중량대비 3-10중량％를 왕겨중량대비 20-50중량％의 물과 혼합한 수용액에 침적하여 왕겨에 접착성을 부여한다.

2단계 : 수지변형 처리단계.

본 발명에서 사용되는 수지는 (열가소성수지 : PP, PE, PS, ABS, PVC, 열경 화성수지: 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지다. 이하 편의상 전체적으로는 수지의 고유명칭을 제외한 수지군이라 칭하고 개별적으로는 수지라 칭한다.) 상기 수지 중 펠릿형 수지는 왕겨와 배합을 원활히 하기 위해서 냉간압연기로 압연을 하여 엽상으로 만들고 이를 분쇄기에 넣어 비중이 0.09-0.2 이고 15-20메쉬 그물을 통과하면 왕겨와 혼합이 용이하다.

3단계 : 왕겨와 수지 배합 및 가열용융방법.

1단계에서 처리한 점성을 갖는 왕겨와 2단계에서 처리한 수지군중에서 1-복수개의 혼합물 중에 택일하여 보강처리한 왕겨와 수지총량대비 왕겨는 50-75중량％, 수지는 25-50중량％를 교반하여 고를 배합을 하고 이를 열풍가열기 내에 그물망 용기에 무가압 상태로 채워 150-200℃ 이내의 수지용융점에 맞게 열풍으로 가열교반하면 배합소재 입자와 입자 사이로 열풍이 전달되 가열용융된 소재를 압축성형가공기나 콘베이어 벨트 압축성형기로 투입 40-70kg ^f /cm² 의 압력으로 가압하면서 60-70℃까지 냉각시킨 다음 탈착하면 왕겨보드가 제조되는 제조방법.

청구항 2항에 있어서 1차에서 전처리한 왕겨를 (수용성수지 : PVA, PUD, EVA를 이하 고유명칭을 제외한 수용성 수지군이라 부르고 개별적으로는 수용성 수지라 칭한다.) 수용성 수지군에서 택일한 수용성 수지의 양을 왕겨 중량 대비 3-10중량％를 왕겨 중량 대비 20-50중량％의 물과 혼합한 수용액에 침적하여 왕겨에 접착성을 부여해 수지를 접착하여 왕겨와 수지의 배합을 원활하게 하는 제조방법.

청구항 2항에 있어서 왕겨보드에 사용되는 수지중 펠릿형 수지는 왕겨와의 원활한 배합을 위하여 냉간압연기로 압연을하여 엽상으로 만들고 이를 분쇄기에 넣어 비중이 0.09-0.2이고, 15-20메쉬 그물을 통과해 왕겨와 배합이 용이하게 하는 엽상의 수지제조방법.

청구항 2항에 있어서 왕겨보드 제작시 배합된 소재의 가열용융은 열풍가열용융기의 그물망용기에 무가압상태로 소재를 안치하고 150-200℃ 이내의 수지용융점에 맞게 열풍으로 가열 교반하면 배합소재 입자와 입자사이로 열풍이 전달되어 용융시키는 가열방법.

1) 표면층이 이형성을 요구하는 경우 수지군 중에서 1-다수개를 혼합한 수지 중 택일하여 수지중량대비 탈크 5-20중량％, 에스테르왁스 5-10중량％를 혼합한 수지필름.

2) 미끄러우면 장애가 되는 경우에는 마찰개수가 큰 폴리에치렌 왁스를 수지중량대비 5-10중량％를 혼합한 수지필름.

3) 미장목적으로 할 경우 착색수지필름, 수지코팅된 인쇄지.

필요에 따라 상기 조성된 기능성 필름을 선택하여 압축성형기나 콘베이어벨트 압축성형기 하단에 올려 놓고 그 상단에 열풍가열기로 가열용융 시킨 왕겨와 수 지의 소재를 적재하고 그 상단에 기능성 필름 중 택일하여 덮고 40-70kg ^f /cm² 압력으로 가압하면서 60-70℃까지 냉각시킨 다음 탈착시키면 각층이 일체화된 왕겨아트보드가 제조되는 제조방법.