KR20110080568A

KR20110080568A - 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재

Info

Publication number: KR20110080568A
Application number: KR1020100000866A
Authority: KR
Inventors: 임윤수
Original assignee: 주식회사 프라코
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2011-07-13

Abstract

본 발명은 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 크기를 갖는 펠렛을 형성시킨 후 상기 펠렛을 목분과 합성수지재를 혼합하여 압출하도록 한 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재에 관한 것인바, 본 발명은 합성목재의 제조방법에 있어서, 목재의 수피, 목질 및 목분을 분쇄하여 섬유질로 이루어진 화이퍼 상태의 제1원료를 제조하는 제1원료제조단계, 상기 제1원료제조단계에 의해 제조된 수피 또는 목질로 이루어진 제1원료에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하는 반죽단계, 상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 형태를 갖도록 압입 및 70~80℃로 가열하는 성형단계, 상기 성형단계에서 수분을 제거한 후, 170~190℃ 온도의 전기로(draft furnace)에서 가열처리하는 열처리단계 순서로 이루어지는 펠렛제조공정과; 상기 펠렛제조공정에 의하여 제조된 펠렛을 목분과 합성수지재와 혼합하는 혼합공정과; 상기 혼합공정에 의해 생성된 혼합물을 압출기에 놓고 압출하는 압출공정과; 상기 압출공정에 의해 제조된 합성목재의 수분을 제거하고, 변형을 방지하기 위하여 50~60℃의 건조기(dryoven)에서 열을 가열하는 마감열처리공정 순으로 제조되는 것에 그 특징이 있다.

Description

합성목재의 제조방법 및 그 합성목재{Composite wood manufacturing methods, and the composite wood}

본 발명은 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 크기를 갖는 펠렛을 형성시킨 후 상기 펠렛을 목분과 합성수지재를 혼합하여 압출하도록 한 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재에 관한 것이다.

합성목재란 천연목재와 비슷한 외관이나 성질을 가지도록 목분과 플라스틱을 혼합하여 혼합물을 형성한 후 사출 또는 압출성형하는 방법으로 제조하여 목재와 유사한 제품을 형성하는 것이다.

이러한, 합성목재는 천연의 목재를 대체할 수 있는 재료로 매년 놀라운 비율로 사용비율이 증가하는 추세이며 보통의 제조방법은 위와 같이, 목분과 플라스틱을 섞는 방법을 기초로 하여 다양한 첨가물을 혼합하거나 그 제조방법을 변경하여 합성목재를 생산하고 있다.

또한, 종래의 합성목재 제조방법에서 사용되는 플라스틱은 고밀도 또는 저밀도의 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 염화비닐(PVC)등을 사용하고, 목분은 대개 재활용된 나무의 생산물들과 목재부스러기, 톱밥을 이용하는 것이 보통이다.

그리고, 합성목재의 제조시에 다양하게 첨가되는 첨가물은 합성목재를 형성하기 위한 재료, 생산방식, 제품의 최종용도등에 따라 첨가물의 종류 및 첨가되는 양이 다양하게 변경되어 참가되는 것이다.

예컨대, 목분과 합성수지재 혼합물의 부착과 분산을 촉진하기 위한 연결용으로 혼합제가 첨가되고, 혼합물의 결속을 방해하지 않게 차단제가 첨가되며, 제품의 성능 하락을 막는 자외선 차단제와 완충제, 제품의 밀도를 줄이기 위한 발포제 등이 첨가하여 제조하고 있다.

위와 같이 목분과 합성수지재 혼합물을 혼합하고 각종 첨가물을 혼합하여 제조된 종래의 합성목재는 통상적으로 휀스, 건축물의 내·외장 마감재 등으로 이용되고 있는 실정이다.

본 발명은 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 크기를 갖는 펠렛을 형성시킨 후 상기 펠렛을 목분과 합성수지재를 혼합하여 압출하도록 한 것으로 목분 및 수피나 목질 등을 사용할 수 있어 재료공급이 보다 원활하고 펠렛이 섬유질로 이루어져 있어 강도를 증대시키며 펠렛에 안료를 혼합하여 무늬 모양을 제공하도록 함으로서 목재의 미관을 미려하게 할 수도 있다.

이러한 본 발명의 목적은 합성목재의 제조방법에 있어서, 목재의 수피, 목질 및 목분을 분쇄하여 섬유질로 이루어진 화이퍼 상태의 제1원료를 제조하는 제1원료제조단계, 상기 제1원료제조단계에 의해 제조된 수피 또는 목질로 이루어진 제1원료에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하는 반죽단계,상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 형태를 갖도록 압입 및 70~80℃로 가열하는 성형단계, 상기 성형단계에서 수분을 제거한 후, 170~190℃ 온도의 전기로(draft furnace)에서 가열처리하는 열처리단계 순서로 이루어지는 펠렛제조공정과; 상기 펠렛제조공정에 의하여 제조된 펠렛을 목분과 합성수지재와 혼합하는 혼합공정과; 상기 혼합공정에 의해 생성된 혼합물을 압출기에 놓고 압출하는 압출공정과;

상기 압출공정에 의해 제조된 합성목재의 수분을 제거하고, 변형을 방지하기 위하여 50~60℃의 건조기(dryoven)에서 마감열처리공정 순으로 제조하는 것을 특징으로 하는 합성목재의 제조방법에 의하여 달성된다.

한편 상기한 합성목재의 제조방법은 목재의 수피, 목질을 이용하여 길이를 갖도록 분쇄한 후 분쇄된 목재의 수피, 목질에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하고 반죽을 성형하여 제조된 펠렛을 목분과 합성수지재와 혼합한 후 압출기에 놓고 압출하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재에 의하여 구현된다.

이와 같은 본 발명은 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 크기를 갖는 펠렛을 형성시킨 후 상기 펠렛을 목분과 합성수지재를 혼합하여 압출하도록 한 것으로 목분 및 수피나 목질 등을 사용할 수 있어 재료공급이 보다 원활하고 펠렛이 섬유질로 이루어져 있어 강도를 증대시키며 펠렛에 안료를 혼합하여 무늬 모양을 제공하도록 함으로서 목재의 미관을 미려하게 할 수도 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 요부인 섬유질로 이루어진 화이버상태의 제1원료를 보여주는 사진.
도 2는 본 발명의 요부인 펠렛의 모습을 보여주는 사진.
도 3은 본 발명의 요부인 목분의 모습을 보여주는 사진.

이하 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르는 합성목재의 제조방법은 먼저 펠렛을 제조한다. 상기한 펠렛의 제조방법으로는 목재의 수피, 목질 및 목분을 분쇄하여 섬유질로 이루어진 화이퍼 상태의 제1원료를 제조하는 제1원료제조단계, 상기 제1원료제조단계에 의해 제조된 수피 또는 목질로 이루어진 제1원료에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하는 반죽단계, 상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 형태를 갖도록 압입 및 70~80℃로 가열하는 성형단계, 상기 성형단계에서 수분을 제거한 후, 170~190℃ 온도의 전기로(draft furnace)에서 가열처리하는 열처리단계 순서로 이루어지는 펠렛제조공정에 의하여 제조한다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 상기 제1원료제조단계에서는 목재의 수피 혹은 목질을 채취하여 자연건조한 후, 건조된 수피, 목질 또는 이들의 혼합물을 예를 들어 와일리 밀(Wiley mill)과 같은 분쇄장치를 이용하여 분쇄하여 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 섬유질로 이루어진 화이버상태의 제1원료를 제조한다.

상기 제1원료제조단계에 의해 제조된 수피 또는 목질로 이루어진 제1원료에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하는 반죽단계가 되는 목재에는 특별한 제한이 없으나, 낮은 단가로 구입할 수 있는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 우리나라의 경우에는 많이 식생하고 있는 소나무, 굴참나무 등이 바람직하다.

상기 반죽단계에서는 가교제로서 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 바인더로서 카르복시메틸 셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 압출 가능한 반죽상태로 가공한다. 무수 시트릭산(anhydrous citric acid)과 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC)는 분말의 결합력을 증가시키고 합성목재의 수침 시 수용성 탄닌의 용출을 방지하는 특징이 있으며, 후속의 열처리단계에서는 탄소-탄소 결합만이 남도록 하여 강도를 더욱 증진시키는 효과가 있다.

한편 열처리단계에서는 수분을 제거하고, 일정한 형상을 갖도록 하며 수분제거는 60~70℃의 건조기(dryoven)에서 가열처리하여 수분을 실질적으로 완전히 제거한다.상기 가열온도는 170~190℃로 가열된 전기로(draft furnace)에서 1시간 동안 열처리하게 되는데, 이를 통해 바인더의 휘발분을 제거하는 동시에 탄소화를 진행시킨다.

첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 상기한 펠렛제조공정에 의해 제조된 펠렛을 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같은 목분과 합성수지재를 혼합하는 혼합공정을 수행한다.

이때 상기 목분은 수분이 완전히 제거된 상태이며, 통상적으로 수분을 제거하는 방법으로는 고압스팀장치를 이용하여 쪄내며, 합성수지재로는 PE, PP, 발포수지를 이용할 수 있다.

상기 합성수지재의 형태는 구형의 칩 형태로서 바람직하게는 목분의 크기보다 작아야 한다. 그 이유는 합성수지재의 크기가 크면 접착되는 목분과 목분의 거리가 멀게 형성됨으로 강도저하의 원인이 되기 때문이다.

한편 상기 혼합공정에 의해 생성된 혼합물을 압출기에 놓고 압출하는 압출공정을 수행한다. 상기압출공정은 압출기 또는 성형기를 모두 지칭한다.

상기 압출공정에 의해 제조된 합성목재의 수분을 제거하고, 변형을 방지하기 위하여 50~60℃의 건조기(dryoven)에서 마감열처리공정을 수행한다.

한편 본 발명은 목분 및 수피나 목질 등을 사용할 수 있어 재료공급이 보다 원활하고 펠렛이 섬유질로 이루어져 있어 강도를 증대시키며, 펠렛에 안료를 혼합하여 무늬 모양을 제공하도록 함으로서 목재의 미관을 미려하게 할 수도 있다.

Claims

합성목재의 제조방법에 있어서,
목재의 수피, 목질 및 목분을 분쇄하여 섬유질로 이루어진 화이퍼 상태의 제1원료를 제조하는 제1원료제조단계, 상기 제1원료제조단계에 의해 제조된 수피 또는 목질로 이루어진 제1원료에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하는 반죽단계, 상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 형태를 갖도록 압입 및 70~80℃로 가열하는 성형단계, 상기 성형단계에서 수분을 제거한 후, 170~190℃ 온도의 전기로(draft furnace)에서 가열처리하는 열처리단계 순서로 이루어지는 펠렛제조공정과;
상기 펠렛제조공정에 의하여 제조된 펠렛을 목분과 합성수지재와 혼합하는 혼합공정과;
상기 혼합공정에 의해 생성된 혼합물을 압출기에 놓고 압출하는 압출공정과;
상기 압출공정에 의해 제조된 합성목재의 수분을 제거하고, 변형을 방지하기 위하여 50~60℃의 건조기(dryoven)에서 마감열처리공정 순으로 제조하는 것을 특징으로 하는 합성목재의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 합성수지재의 형태가 구형의 칩 형태로서 목분의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 합성목재의 제조방법.
합성목재에 있어서,
목재의 수피, 목질을 이용하여 섬유질로 이루어진 화이퍼 상태를 갖도록 분쇄한 후 분쇄된 목재의 수피, 목질에 무수 시트릭산(anhydrous citric acid), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC) 및 물을 첨가하여 반죽하고 반죽을 성형하여 제조된 펠렛을 목분과 합성수지재와 혼합하고 압출기에 놓고 압출하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재.
제 3 항에 있어서, 상기 펠렛에 안료를 혼합하여 색체를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 합성목재.