KR20110081319A - 목재 복합체 제품을 형성하는 방법, 목재 복합체 제품, 그리고 목재 복합체 제품을 제조하기 위한 장치 - Google Patents

목재 복합체 제품을 형성하는 방법, 목재 복합체 제품, 그리고 목재 복합체 제품을 제조하기 위한 장치 Download PDF

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마크쿠 코이비스토
잘리 니술라
사미 키르베소자
리이사 레흐티넨
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Abstract

본 발명은 제조 장치로 사출에 의해 목재 복합체 제품(P)을 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 제조 장치의 온도 프로파일은, 형성되는 목재 복합체 제품의 표면이 거칠어지도록 조정된다. 또한, 본 발명은 목재 복합체 제품 및 목재 복합체 제품을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

목재 복합체 제품을 형성하는 방법, 목재 복합체 제품, 그리고 목재 복합체 제품을 제조하기 위한 장치 {METHOD FOR FORMING A WOOD COMPOSITE PRODUCT, A WOOD COMPOSITE PRODUCT, AND AN APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF A WOOD COMPOSITE PRODUCT}
본 발명은, 목재 복합체의 파티오 플랑크(patio plank)와 같은 목재 복합체 제품에 관한 것이다.
사출 방법에서, 플라스틱 원료는 녹아서, 가능한 첨가제 및 착색제와 함께 혼합되며, 제품을 형성하기 위해 주어진 프로파일을 가진 다이를 통해 사출된다. 다이를 통과할 때, 제품은 최종 또는 최종 형상에 가까운 형상을 얻게 된다. 다이로부터, 제품은 일반적으로 조정 유닛으로 유도되고, 여기서 이는 정밀한 최종 치수를 얻는다. 이를 위해, 제품은 추가로 냉각되도록 유도된다. 제품은 생산 라인 상에서 원하는 길이로 톱질된다. 일반적으로 원료는 사출기 안으로 작은 알갱이 또는 파우더로 주입된다.
사출 방법에 의해 만들어진 목재 플라스틱 복합체는 충진재로서 목재-계 물질 및 다양한 프로세싱 보조제를 매트릭스 플라스틱에 첨가함에 의해 제조된다. t사용되는 목재-계 물질은 일반적으로 톱밥(sawdust)이지만, 칩 또는 화학적 펄프 파이버로 구성될 수도 있다.
목재 플라스틱 복합체를 제조하기 위한 종래 기술에서는, 매끄러운 표면을 가진 프로파일이 형성된다. 표면의 마찰 성질은 표면상에 그루브를 형성함에 의해 향상될 수 있다. 또한, 표면의 마찰 성질은 사출 이후 금속 브러시로 제품의 표면을 거칠게 함에 의해 향상될 수 있다. 따라서, 제품의 표면은 특히 적셔졌을 때 표면을 매끄럽게 하는 플라스틱 층이 소진된다. 플라스틱 층이 제거되면, 목재 파이버가 노출되고, 이에 의해 UV 복사, 습기 및 먼지에 노출된다. 플라스틱 층의 소진의 결과로, 물 흡수가 향상되고, 이는 차례로 표면의 기계적 성질을 떨어뜨리고, 몰드 성정의 위험을 증가시키며, 치수에 악영향을 미친다. 또한, 가능한 착색제가 표면으로부터 제거된다. 또한, 제거되는 플라스틱 층은 UV 보호를 포함할 수 있고, 이 경우 거칠기(roughening)는 제품의 에이징(aging)을 가속한다.
본 발명의 목적은 목재 복합체 제품의 표면의 마찰 성질을 향상시키기 위한 해법을 제시하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 독립항인 청구항 제1항의 구성에 의해 주로 특징지어진다. 차례로, 본 발명에 따른 제품은 독립항인 청구항 제11항의 구성에 의해 주로 특징지어진다. 차례로, 본 발명에 따른 목재 복합체 제품을 제조하기 위한 장치는 독립항인 청구항 제16항의 구성에 의해 주로 특징지어진다. 다른 종속항들은 본 발명의 일정한 바람직한 실시예를 나타낼 것이다.
본 발명의 기본 아이디어는 사출기에 의해 형성된 복합체 제품의 표면이 생산 프로세스에서 이미 거칠게 제조된다는 점이다; 다시 말해 이의 표면에는 벌지(bulges) 및 디프레션이 제공되며, 이들은 프로세스에서 이후에 매끄럽게 되거나 또는 폴리싱 되지 않고, 이 경우 표면은 높은 마찰을 갖는다. 따라서, 그 목적은 제조 공정에서 이미 가능한 매트(matt) 및 거친 표면을 제조하고자 함이고, 이 경우 제품의 표면은 피니쉬, 예를 들어 거칠게 되도록 브러시될 필요가 없다.
본 발명에서, 사출에서 원치 않던 현상은 놀라운 방식으로 이용된다. 사출에서는 일반적으로 제품의 표면을 가능한 한 매끄럽게 만들고자 한다. 그러나, 본 발명에서는, 거친 표면이 형성되고, 이러한 표면은 종래의 방법에서 바람직하지 않은 유동 결함으로서 분류될 수 있는 제어된 멜트 파괴 현상(controlled melt fracture phenomenon)에 의해 얻어질 수 있다. 무엇보다도 종래 기술의 사출 방법과의 차이점은 제조 장치의 상이한 온도 프로파일이다.
기본 아이디어에 따르면, 목재 복합체 제품의 표면은 플라스틱 기술에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있으며 제조 장치의 온도 프로파일을 설정함에 의해 얻어지는 멜트 파괴를 이용함에 의해 예정된 거칠기를 갖도록 형성된다. 제조 장치의 온도 프로파일은, 제조 장치의 온도 및 이 장치에서 유동하는 목재 복합체 물질이 서로에 대해 균형을 이루지 않도록 설정된다. 이는 매스(mass)의 온도가 약간 너무 높게 유지되고, 제조 장치의 온도가 약간 너무 낮은 것을 의미하는데; 결과적으로 멜트 파괴 결함이 제품의 표면에서 일어나고, 바람직한 거친 표면이 얻어진다. 바람직한 구체예에서, 멜트 파괴 결함은 제품의 표면층에서만 일어난다.
기본 아이디어에 따른 방법에서, 목재 복합체 제품의 표면은 거칠게 만들어지고, 거칠기는, 온도를 사출기의 종결 단부에서보다 사출기의 시작 단부에서 더 높게 하고, 온도를 사출기의 최종 단부에서보다 다이에서 더 높게 하는 방식으로 제조 장치에 적용되는 온도 프로파일을 조정함에 의해 얻어진다.
일 구체예에서, 다이 안으로 주입되는 물질의 온도는 165 내지 185℃이다.
일 구체예에서, 조정 장치는 물질 상에 효과적인 14 내지 40 kPa(0.1 내지 0.4 바)의 언더프레셔(underpressure)를 만드는데 이용된다.
일 구체예에서, 물질은 8.5 내지 9.5MPa(85 내지 95 바)의 압력으로 사출기의 주입 스크루에 의해 주입된다.
기본 아이디어에 따른 목재 복합체 제품의 표면은 사출에 의해 형성된 균일한 거친 표면이다. 구체예에서, 표면상의 벌지 및 디프레션은 규칙적인 거친 패턴 또는 "샤크 스킨(shark skin)"을 형성한다. 바람직한 구체예에서, 표면상의 벌지 및 디프레션의 편차는 1mm 미만이다. 몇몇 구체예에서, 편차는 10 내지 700μm일 수 있다.
기본 아이디어에 따른 목재 복합체 구조를 제조하기 위한 장치는, 적어도 하나 이상의 사출기, 다이 및 조정 장치와 복합체 물질을 가열하기 위한 가열 장치를 포함한다. 가열 장치는 목재 복합체 제품을 형성하는 표면이 거칠어지도록 복합체 물질을 가열시키도록 배열된다. 바람직한 구체예에서, 가열 장치는 165 내지 185℃의 온도까지 다이로 들어가는 복합체 물질을 가열시키도록 배열된다. 바람직한 구체예에서, 조정 장치는 10 내지 40kPa의 언더프레셔를 형성하기 위한 언더프레셔 생성 수단을 포함한다.
구체예에서, 제품은 접착성 라벨 라미네이트 및 폴리머 물질로 형성된다. 바람직한 구체예에서, 접착성 라벨 라미네이트는 분쇄된 접착성 라벨 라미네이트 폐기물로 이루어진다. 구체예에서, 접착성 라벨 라미네이트 폐기물은 접착층으로 덮인 라벨 물질로 이루어지고, 접착층 위에는 방출 물질이 사용시 쉽게 방출되도록 접착층을 위한 보호 페이퍼로 제공된다. 바람직한 구체예에서, 라벨 물질 및/또는 방출 물질은 목재 파이버계 성분 및/또는 플라스틱 혹은 폴리머계 혹은 다른 유기 성분을 포함한다. 또한, 다양한 무기 물질을 이용하는 것이 가능하다. 일 구체예에서, 라벨 및/또는 방출 물질은 목재-파이버계 페이퍼, 카드보드 등을 포함한다. 일 구체예에서, 목재-파이버계 페이퍼, 카드보드 등은 플라스틱 또는 폴리머계 물질을 포함하거나 또는 이러한 물질로 처리되었다. 일 구체예에서, 접착성 및/또는 방출 물질은 거의 플라스틱 또는 폴리머계 물질로 이루어질 수 있다. 일 구체예에서, 방출 물질은 실리콘계 성분을 포함한다. 방출 물질은 바람직하게 실리콘화된다.
다양한 장점들이 본 발명의 상이한 구체예로부터 얻어진다. 무엇보다, 파티오 플랑크와 같은 제품은 너무 높은 마찰 계수를 갖기 때문에 젖었을 때에도 미끄럽지 않다.
표면의 거칠기는 멜트 파괴 현상에 의해 제어된 방식으로 제품의 표면으로 샤크 스킨을 제공함에 의해 얻어진다. 이러한 방식으로, 플랑크의 표면은 차후에도, 일반적으로 미끄럽지 않은 복합체 제품을 제조하는데 적용되는 브러싱을 필요로 하지 않는다. 브러싱에 있어서의 상기 방법의 장점은 뛰어난 컬러 내구성, 비바람에 대한 내구성, 낮은 물 흡착성, 몰드 및 먼지에 대한 높은 저항성, 및 차후의 프로세싱이 없어도 된다는 점들을 포함한다.
이하에서 본 발명은 첨부된 주요 도면을 참고로 하여 더욱 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 장치의 어셈블리의 원리를 도시한다.
도 2는 본 발명의 장치의 구체예에서 상세한 내용의 원리를 도시한다.
도 3은 본 발명의 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 4는 목재 복합체 제품의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 목재 플라스틱 복합체를 제조하기 위한 장치 및 종래 기술에 따른 목재 플라스틱 복합체를 제조하기 위한 장치에서 온도 프로파일(profiles)을 도시한다.
명확성을 위해, 도면은 본 발명을 이해하는데 필요한 상세한 내용만을 도시하였다. 본 발명을 이해하기 위해 필요하지 않은 당업자에게 자명한 구조 및 상세한 내용들은 본 발명의 특성을 강조하기 위해 도면에서 생략되었다. 또한, 도면의 치수는 실물에 상응할 필요는 없지만, 상기 도면의 목적은 표현을 적절하게 하는 방식으로 치수를 선택함에 의해 본 발명의 방법의 원리를 도시하는 것이다.
본 발명의 일례에서는, 조각난 접착성 라벨 라미네이트 및 플라스틱, 그리고 착색제 및 접착 프로모터(adhesion promoter)와 같은 가능한 첨가제들이 주입되는 장치가 이용된다.
도 1은 목재 복합체 구조물, 및 물질 유동으로의 연결을 제조하기 위한 장치가 도시된다. 본 발명의 예에 따른 장치는, 사출기(1), 형상화 유닛(2), 즉 다이(die), 조정 유닛(3), 냉각 유닛(4), 커팅 유닛(5) 및 물질 주입 유닛(6)을 포함한다. 도면에서, 물질 주입 유닛(6)은 착색제 및 다른 첨가제들과 같은 상이한 성분들을 위한 물질 사일로(7)를 포함한다. 또한, 추가의 플라스틱이 사일로(7)로부터의 물질과 혼합될 수 있다. 또한, 도면은 접착성 라벨 라미네이트를 위한 개별 사일로(7a)를 도시하고, 이 사일로 안으로 접착성 라벨 라미네이트 물질이 슈레더(shredder)를 통해 유입된다. 사일로(7 및 7a)로부터, 물질은 혼합 유닛(8) 안으로 유입된다. 혼합 유닛으로부터 물질은 중간 저장부(9) 안으로 추가적으로 또는 사출기(1) 안으로 유입되기 이전에 차후의 혼합으로 유도될 수 있다.
냉각 유닛(4)은 피니쉬된(finished) 제품(P)을 냉각시키도록 배열된다. 이 장치에서, 냉각은 물로 이루어진다.
도 2의 장치는 트윈 스크루 사출 장치(1)를 포함하고, 이 사출 장치 안으로 물질 혼합물이 혼합 유닛(8)으로부터 유입된다(도 2에서는 도시되지 않음). 다이(2) 및 조정 유닛(3)은 사출기(1)와 연결되도록 제공된다.
사출기(트윈-스크루 사출기)(1)의 스크루 유닛은 두 개의 스크류(도면에서는 도시되지 않음)를 포함하고, 이러한 스크루는 실린더(S) 내부로 추가적으로 물질을 수송한다. 스크루 주위의 실린더(S)는 가열된다. 또한, 스크루 유닛(1)에서 스크루의 회전은 열을 만든다. 바람직하게, 트윈-스크루 사출기(1)의 실린더(S)의 온도는 트윈-스크루 사출기(1)의 실린더(S)의 온도는 트윈-스크루 사출기의 상이한 포인트에서 개별적으로 조정 가능하다. 가열을 위해, 적절한 가열 장치(10)가 이용될 수 있고, 이는 예를 들어 레지스터, 가열 요소 등일 수 있다. 바람직하게, 사출기(1)의 온도 프로파일은 가파르게 조정될 수 있고; 물질 유동의 방향으로부터 볼 때 사출기의 시작 단부(1a)에서의 온도는 높고, 사출기의 종결 단부(1b)의 온도는 가능한 낮다. 바람직한 구체예에서, 사출기의 시작 단부(1a)의 시작 온도는 200 내지 235℃로 조정된다. 비교적 높은 온도는 매우 단단한(stiff) 추가적인 플라스틱을 이용하는 것을 가능하게 한다. 사출기의 종결 단부(1b)에서, 어댑터(A) 이전에, 온도는 140 내지 150℃이고, 어댑터(A)에서 예를 들어 약 170℃와 같이 약간 높은 온도이다. 이용된 온도는 무엇보다 사출되는 물질, 주입 압력, 및 스크루의 회전 속도에 영향을 받는다. 예에서, 접착성 라벨 라미네이트 및 플라스틱의 혼합물은 사출기(1)를 통해 구동되고, 혼합물의 압력은 사출키에서 약 85 내지 95 바(8.5 내지 9.5 MPa)이다.
또한, 다이는 상이한 존들로 분할되고, 그 온도는 독립적으로 조정될 수 있다. 적절한 가열 장치(10)가 가열에 이용된다. 다이(2)의 입구(2a)의 온도는 약 180 내지 190℃로 조정되는 것이 바람직하다. 다이(2)의 출구(2c)의 온도는 예를 들어 약 195 내지 205℃로 높게 조정된다. 조정을 위해, 이 장치에는 온도 측정 센서가 기본적으로 제공되고, 제어 및 조정 장치는 도면에서 명확성을 위해 도시되지 않았다.
도 3은 보조 도면으로서 이 장치에 대해 사출기(1) 및 다이(2)의 조립체, 그리고 제조 장치의 온도 프로파일을 조정하는데 이용되는 가열 장치를 도시한다. 예에서, 사출기(1)의 실린더는 5개의 가열 존(E1, E2, E3, E4, E5)을 포함한다. 가열 존은 사출기에 배열되고, 이에 의해 E1은 물질 유동의 방향으로 사출기의 시작 단부에서 제 1 가열 존이 되고, E5는 사출기의 종결 단부에서 마지막 가열 존이 된다. 가열 존(E1 내지 E5)은 각각 하나 이상의 조정 가능한 가열 레지스터를 포함한다. 또한, 사출기에 연결되며 사출기 및 다이를 연결하는 어댑터(A)의 온도를 조정하는 것이 가능하다. 구체예에서, 제 1 가열 존(E1)의 온도는 225 내지 235℃, 바람직하게는 230℃이고, 제 2 가열 존(E2)의 온도는 220 내지 230℃, 바람직하게는 225℃이며, 제 3 가열 존(E3)의 온도는 210 내지 220℃, 바람직하게는 215℃이고, 제 4 가열 존(E4)의 온도는 170 내지 180℃, 바람직하게는 175℃이며, 제 5 가열 존(E5)의 온도는 140 내지 150℃, 바람직하게는 145℃이다. 어댑터(A)의 온도, 즉 제 6 가열 존의 온도는 165 내지 175℃, 바람직하게는 170℃이다.
일 구체예에서, 사출기 안으로 유입되는 물질의 온도를 높이기 위해 먼저 두 개의 가열 존(E1, E2)을 이용하고, 이에 의해 물질의 수분은 다음 존으로 가기 이전에 증발되고 제거될 수 있다.
예에서, 다이(2)는 두 개의 가열 존(D1' 및 D2')을 포함하고, 이는 총 6개의 가열 장치(D1 내지 D6)를 갖는다. 다이의 가열 존(D1')은 다이의 시작 단부에서 물질의 유동 방향으로 배열되고, 시작 단부는 어댑터(A)에 연결되며 다이의 가열 존(D2')은 다이의 종결 단부에 배열된다. 4개의 가열 존(D1 내지 D4)은 다이의 둘레에 대해 일정한 간격으로 그리고 다이의 길이를 따라 거의 동일한 위치에서 물질 유동의 방향으로 위치한다. 이러한 예에서, 제 1 가열 장치(D1)는 다이(2) 위에 위치하고, 제 2 가열 장치(D2)는 다이 바로 아래에 위치하고, 제 3 가열 장치(D3)는 다이의 제 1 측부 상에 위치하며, 제 4 가열 장치(D4)는 제 2 다이의 제 2 측부 상에 위치한다. 제 5 및 제 6 가열 장치(D5, D6)는 거의 이전의 가열 장치들 이후에 물질의 유동 방향을 따라 위치하고, 제 5 가열 장치(D5)는 다이(2) 위에 위치하며 제 6 가열 장치(D6)는 다이 바로 아래에 위치한다. 가열 장치(D1 내지 D6)는 다이를 가열하도록 조정되는데, 이에 의해 제 1 가열 존(D1')의 온도는 180 내지 190℃, 바람직하게는 185℃이고, 그리고 제 2 가열 존(D2')의 온도는 195 내지 205℃, 바람직하게는 200℃이다. 다이(2) 안으로, 즉 어댑터(A)에서 들어갈 때, 매스(mass)는 약 165 내지 185℃, 바람직하게는 약 170 내지 180℃의 표면 온도를 갖는다. 매스의 내부 온도는 표면 온도보다 약 5 내지 15℃ 높다. 바람직한 구체예에서, 다이(2)의 초기(primary) 온도, 즉 존(D1')의 온도는 매스의 온도보다 낮다. 예에서, 제조 속도는 약 400kg/h이다.
필요하다면, 하나 이상의 가열 존(E1 내지 E5, D1' 및 D2')이 냉각될 수 있다. 냉각을 위해, 예를 들면 에어 냉각을 이용할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 사출기(1) 및 다이(2)의 가열 존의 온도는 다음과 같다: E1은 230℃; E2는 225℃; E3는 215℃; E4는 175℃; E5는 145℃; A는 170℃; D1' 185℃; 및 D2' 200℃. 다이 이전에 매스의 온도는 약 170 내지 180℃이다.
상기 설명으로부터 지득하는 것처럼, 제조 프로세스에서 온도의 제어는 정확하게 각진 종류, 즉 거친 표면을 가진 제품을 얻는데 매우 중요하다.
이하에서는, 본 발명 및 종래 기술의 차이점이 도 5를 참고로 하여 설명될 것이고, 이는 목재 플라스틱 복합체를 제조하기 위한 종래 기술에 따른 장치 및 본 발명에 따른 장치 모두에서 온도 프로파일을 개략적으로 보여준다. 다이어그램의 수직축은 아래로부터 위로 올라가는 온도를 나타낸다. 수평축은 매스 유동의 방향으로 제조 장치의 상이한 부품을 나타낸다.
종래 기술 I 및 종래 기술 II의 커브는 종래 기술의 제조 방법에서 이용되는 온도 프로파일의 예를 도시한다. 이러한 방법에서, 그 목적은 완전히 매끄러운 표면을 가진 목재 플라스틱 복합체 제품을 얻는 것이다. 커브에서 보는 것처럼, 종래 기술 I의 방법에서, 제조 장치의 온도는 전체 제조 프로세스를 통해 균등하게 감소된다. 종래 기술 II의 방법에서, 제조 장치의 시작 단부에서 온도는 종래 기술 I의 온도에서보다 약간 낮고, 전체 프로세스를 거쳐 천천히 증가되며, 이에 의해 단부에서 온도는 종래 기술 I의 방법에서와 동일하다. 따라서 온도 프로파일이 균등하며, 이들 사이에는 편차가 없다.
도면에서 보는 것처럼, 본 발명에 따른 제조 방법에서 이용되는 온도 프로파일은 종래 기술의 온도 프로파일과 완전히 상이하다. 커브(T)(본 발명)는 본 발명에 따른 제조 장치의 온도 프로파일을 표시한다. 사출기의 시작 단부에서, 온도는 높은데, 종래 기술의 방법에서보다 상당히 높다. 그 목적은 플라스틱 물질이 더 빨리 녹게 만드는 것이다. 스크루가 사출기에서 전방으로 물질을 운반할 때 동시에, 이들은 이를 혼합하고 회전에 의해 생성된 마찰 열에 의해 이를 동시에 가열한다. 사출기의 종결 단부에서, 온도는 감소되는데, 어댑터(A) 및 다이(2)에서 다시 올라갈 때까지 감소된다. 다이(2)에서, 온도는 다이의 출구(2c)에서보다 입구(2a)에서 더 낮다. 이러한 종류의 온도 프로파일로, 용융 균열(melt fracture)이 목재 플라스틱 복합체 제품의 표면에서 제어된 방식으로 얻어지고, 그 결과물은 제조 장치를 빠져나갈 때 예정된 거칠기를 가진 표면을 가진 목재 플라스틱 복합체 제품이다.
상술한 바와 같이, 사출기의 가열은 상이한 가열 존에 배열된 가열 레지스터에 의해서뿐만 아니라 스크루에 의해 발생된 마찰열에 의해서도 일어난다. 존에 위치한 가열 레지스터 및/또는 냉각기가 온도의 최종 조정에 이용된다. 사출기의 시작 단부에서, 가열 존(E1, E2)의 작동 범위에서, 상기 존 상에 효과적인 각각의 하나 이상의 가열 레지스터가 높은 온도를 얻도록 조정된다. 가열 존(E3) 상에서 효과적인 각각의 하나 이상의 가열 레지스터는, 이 장치의 온도가 일정한 정도로 감소되도록 조정된다. 사출기의 종결 단부에서, 가열 존(E4, E5)의 작동 범위에서, 하나 이상의 가열 레지스터는, 이 장치의 온도가 추가적으로 더욱 급격히 감소하도록 조정된다. 어댑터(A)의 온도 상에 효과적인 각각의 하나 이상의 가열 레지스터는 장치의 온도가 다시 오르도록 조정되고, 존(D1' 및 D2')에서 다이의 온도 상에 효과적인 가열 수단은 또한 온도가 다시 오르도록 조정된다.
다이(2) 및 물질의 온도는 약간 불균형이 되도록, 즉 동일하지 않도록 물질 유동의 방향을 따라 적어도 다이(2)의 온도 프로파일이 조정되는 것이 본 발명에 있어서 필수적이다. 이러한 방식으로, 적절한 마찰이 다이(2)의 내부면 상에서 얻어지고, 다이의 내부면 상의 매스의 유동성 슬리핑(fluent slipping)이 방지된다. 따라서, 제품의 표면은 다이를 빠져나갈 때 "부서지고(broken)", 거친 표면이 얻어진다.
다이로부터 나오는 제품의 출구 온도는 사출기(1)의 스크루의 회전 속도 및 실린더의 온도 프로파일 그리고 다이(2)의 온도에 의존할 것이다. 바람직하게, 다이의 내부에서 유동하는 매스의 표면 온도는 다이의 온도보다 높게 조정된다.
다이(2)로부터, 형성된 제품(P)은 조정 유닛(3) 안으로 유도되고, 여기서 언더프레셔(underpressure)가 우세하며, 이는 다이와 직접 연결되는 것이 바람직하다. 조정 유닛(3)의 언더프레셔, 즉 제품(3)의 표면이 조정 유닛의 표면에 대해 빨아 당겨지는 압력은 0.1 내지 0.4 bar이다. 압력은 예를 들어 펌프와 같은 적절한 언더프레셔 생성 수단(31)으로 생성된다. 압력은 종래 기술의 해법에서보다 낮고, 바람직하게 압력의 크기는 조정 유닛의 상이한 부품에서 변경된다. 낮은 언더프레셔를 이용함에 의해, 제품(P)의 표면의 과도한 매끄러움이 방지되고, 거친 표면은 최종 제품에 대해 얻어진다. 압력을 조정함에 의해, 표면의 거칠기에 영향을 미치는 것이 가능하다. 예를 들면, 일 구체예에서, 다이(2)로부터 나온 제품의 표면상에서 벌지(bulges) 및 디프레션(depressions)의 편차는 평균 표면으로부터 1mm를 넘는다. 조정 유닛(3)으로, 거칠기의 크기는 약 1mm로 제한될 수 있다. 바람직하게, 표면 거칠기, 즉 표면의 주요 레벨로부터 표면상에서 벌지 및 디프레션의 편차는 10 내지 700μm이다.
조정 장치(3)로부터 나오는 목재 복합체 제품(P)은 코어(Pc) 및 표면층(Ps)을 포함하고, 이는 동시에 형성된다. 도 4는 형성된 목재 복합체 제품(P)의 단면도를 도시한다. 예에서, 제품은 파티오 플랑크(patio plank)이다. 또한, 제품(P) 상에서 다양한 그루브와 같은 다른 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 제품은 솔리드(solid)일 수 있고, 또는 그 내부에 채널을 가질 수 있다. 제품(P)의 형상은 다이(2)에 영향을 받는다.
또한, 목재 복합체 제품이 강화된 냉각은 예에 따른 조정 유닛(3)에서 시작된다. 조정 유닛(3)은 냉각된다. 냉각은 예를 들어 유체 순환에 의해 구현될 수 있다. 구체예에서, 5 내지 30℃의 온도의 물이 냉각을 위해 이용된다.
냉각 단계를 빠져나가는 제품(P)의 낮은 온도는 또한 장치로부터 방출될 때 목재 복합체 제품이 가능한 단단하다는 장점을 갖는다. 냉각 분지(cooling basin; 4)의 종결 단부에 의해, 냉각될 때 제품의 사후 수축에 의한 왜곡을 방지하기 위해 제품(P)의 온도를 낮게 배열하는 것이 목적이다.
구체예에서, 처음 또는 재활용된 플라스틱일 수 있는 추가적인 플라스틱이 접착성 라벨 라미네이트 폐기물과 혼합된다. 본 발명에 따르면, 추가적인 플라스틱과 함께 또는 추가적인 플라스틱 없이 목재 복합체 물질을 만드는 것이 가능하다. 파티오 플랑크에서, 예를 들면 추가적인 플라스틱의 전체 함유량은 0 내지 90%, 유리하게는 0 내지 50%, 그리고 가장 바람직하게는 10 내지 30%일 수 있다. 파티오 플랑크에서 플라스틱의 총 함유량은 0 내지 90%, 유리하게 20 내지 70%, 그리고 가장 바람직하게는 35 내지 60%일 수 있다.
바람직한 구체예에서, 예를 들어 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌(HDPE, LDPE)과 같은 추가적인 플라스틱 또는 다른 적절한 플라스틱 또는 이들의 혼합물이 접착성 라벨 라미네이트 폐기물에 부가되어 목재 복합체 물질을 제조한다. 또한, 필요한 경우, 예를 들어 착색제, 탈크(talc), 접착 프로모터, 발화 지연제, 안티-모울드제(anti-mould agents), 그리고 UV 안정제와 같은 다른 첨가물이 부가된다.
생산을 위해, 다양한 사전 처리제를 이용하는 것이 가능하고, 이러한 사전 처리제에 의해 다양한 원료 물질(raw materials)이 사출 이전에 조합될 수 있다. 구체예에서, 접착성 라벨 라미네이트 폐기물 및 추가적인 플라스틱이 목재 복합체 물질을 제조하기 위해 조합된 유동으로서 유입된다. 다른 구체예에서, 접착성 라벨 라미네이트 폐기물 및 추가적인 플라스틱은 목재 복합체 물질의 제조로 개별적인 유동으로 유입된다. 접착성 라벨 라미네이트 폐기물 및 추가적인 플라스틱은 목재 복합체 제품의 제조 이전에 균질한 혼합물로 유리하게 혼합될 수 있다. 대안적으로, 추가적인 플라스틱이 목재 복합체 물질의 제조와 함께 접착성 라벨 라미네이트 폐기물로 유도된다.
바람직한 구체예에서, 목재 복합체 물질에서 접착성 라벨 라미네이트 폐기물의 점유율(share)은 대체로 50%를 초과한다.
목재 복합체의 제조를 위해, 피니쉬된 접착성 라벨 라미네이트 제품들 또는 그 제조 동안 또는 이들로부터 생성된 폐기물 물질을 이용하는 것이 가능하다. 추가적으로, 추가적인 프로세싱 및 최종 사용으로부터 재활용된 물질 및 생산으로부터 제외된 물질을 이용하는 것이 가능하다. 구체예에서, 접착성 라벨 라미네이트 폐기물은 접착성 라벨 라미네이트 생산으로부터 발생한 것이고, 이로부터 주요 생산 제외 폐기물(production reject waste) 롤로부터의 엣지 커팅 및 롤 단부가 생산되며; 접착성 라벨 라미네이트 프린팅 스테이션으로부터, 이로부터 스티커 및 라벨 그리고 제외물질의 다이 커팅으로부터 남겨진 주요 롤 단부 및 라벨 물질이 생산되며; 및/또는 접착성 라벨 라미네이트의 최종 사용자 고객은 프린트된 스티커 및 라벨 또는 이와 유사한 것을 그들의 제품에 부착한다. 최종 사용자로부터의 폐기물은 주로 방출 물질, 롤 단부, 및 피니쉬된 제품으로부터의 폐기물이다.
다양한 방식으로, 상기 나타난 본 발명의 상이한 실시예와 함께 개시된 모델 및 구조를 조합함에 의해, 본 발명의 사상에 따른 본 발명의 다양한 실시예를 만드는 것이 가능하다. 따라서, 상기 나타난 예는 본 발명에 대해 제한적으로 해석되어서는 안 되고, 본 발명의 실시예는 이후의 청구항에서 나타난 본 발명의 특징들의 범위 내에서 자유롭게 변경될 수 있다.

Claims (22)

  1. 사출기, 다이 및 조정 유닛을 포함하는 제조 장치에 의한 사출에 의해 목재 복합체 제품(wood composite product)을 형성하는 방법으로서, 상기 목재 복합체 제품의 표면은 거칠게 만들어지고, 상기 사출기의 시작 단부에서의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높고, 상기 다이에서의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높은 방식으로 제조 장치의 온도 프로파일을 조정함에 의해 이러한 거칠기를 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다이로 주입되는 물질의 온도가 165 내지 185℃, 바람직하게는 170 내지 180℃가 되도록, 상기 제조 장치의 온도 프로파일을 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제조 장치가 사출기에 연결될 수 있는 어댑터를 포함하고, 상기 어댑터의 온도가 상기 사출기의 종결 단부의 온도보다 높고, 상기 다이의 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제조 장치는 상기 사출기에 연결될 수 있는 어댑터를 포함하고, 상기 어댑터의 물질의 온도가 165 내지 185℃, 유리하게는 170 내지 180℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 사출기의 시작 단부에서의 온도가 200 내지 235℃이고, 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도가 140 내지 150℃가 되도록, 상기 물질의 유동 방향으로 상기 사출기를 둘 이상의 가열 존으로 분할함에 의해 상기 제조 장치에 적용되는 온도 프로파일을 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 제 1 가열 존(E1)의 온도가 225 내지 235℃, 바람직하게는 230℃이고, 제 2 가열 존(E2)의 온도가 220 내지 230℃, 바람직하게는 225℃이며, 제 3 가열 존(E3)의 온도가 210 내지 220℃, 바람직하게는 215℃이고, 제 4 가열 존(E4)의 온도가 170 내지 180℃, 바람직하게는 175℃이며, 제 5 가열 존(E5)의 온도가 140 내지 150℃, 바람직하게는 145℃이고, 그리고 제 6 가열 존(A)의 온도가 165 내지 175℃, 바람직하게는 170℃가 되도록 상기 물질의 유동 방향으로 상기 사출기를 6개의 가열 존으로 분할하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 다이의 입구의 온도가 180 내지 190℃, 바람직하게는 185℃이고, 상기 다이의 출구의 온도는 195 내지 205℃, 바람직하게는 200℃가 되도록 상기 물질의 유동 방향으로 상기 다이를 둘 이상의 온도 존으로 분할함에 의해, 상기 제조 장치에 적용되는 온도 프로파일을 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질이 8.5 내지 9.5MPa의 압력 하에서 상기 사출기를 통해 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제품이 접착성 라벨 라미네이트 및 폴리머 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 접착성 라벨 라미네이트가 분쇄된(shredded) 접착성 라벨 라미네이트 폐기물인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 사출기(1), 다이(2), 및 조정 유닛(3)을 포함한 제조 장치에 의해 만들어진, 거친 표면을 가진 사출된 목재 복합체 제품으로서, 목재 복합체 제품의 거친 표면이, 상기 사출기의 시작 단부에서의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높고, 상기 다이의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높은 방식으로 상기 제조 장치의 온도 프로파일을 조정함에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 목재 복합체 제품.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 표면 상의 벌지(bulges) 및 디프레션(depressions)의 편차가 평균 표면 레벨로부터 1mm 미만인 것을 특징으로 하는 목재 복합체 제품.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 목재 복합체 제품이 접착성 라벨 라미네이트 및 폴리머 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 목재 복합체 제품.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 목재 복합체 제품이 폴리머 물질과 라벨 물질, 접착층, 및 방출(release) 물질로 형성된 접착성 라벨 라미네이트 폐기물로 형성되는 것을 특징으로 하는 목재 복합체 제품.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 라벨 물질 및/또는 상기 방출 물질이, 목재 파이버계 성분, 유기 성분, 및 무기 성분으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 목재 복합체 제품.
  16. 적어도 사출기(1), 다이(2) 및 조정 유닛(3)을 포함한 목재 복합체 제품을 제조하기 위한 장치로서, 상기 사출기(1) 및 상기 다이(2)에는 하나 이상의 가열 디바이스(10)가 장착되고, 상기 사출기의 시작 단부에서의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높고 상기 다이의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높은 방식으로 상기 가열 디바이스(10)가 상기 제조 장치에서 유동하는 상기 복합체 물질을 가열하도록 배열되고, 여기서 상기 목재 복합체 제품의 표면은 거칠어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 가열 디바이스가 다이 안으로 주입된 물질을 165 내지 185℃, 유리하게는 170 내지 180℃의 온도로 가열시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제조 장치가 상기 사출기에 연결되며 하나 이상의 가열 디바이스(10)가 장착된 어댑터(A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어댑터의 온도가 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도보다 높고 상기 다이의 온도보다 낮은 방식으로 상기 어댑터를 가열하도록 상기 어댑터의 가열 디바이스가 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 사출기가 상기 물질의 유동 방향으로 둘 이상의 가열 존으로 분할되고, 상기 사출기의 시작 단부의 온도가 200 내지 235℃이며 상기 사출기의 종결 단부에서의 온도가 140 내지 150℃인 방식으로 상기 사출기를 가열하도록 상기 가열 디바이스가 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 사출기가 상기 물질의 유동 방향으로 6개의 가열 존으로 분할되고, 제 1 가열 존(E1)의 온도가 225 내지 235℃, 바람직하게는 230℃이고, 제 2 가열 존(E2)의 온도가 220 내지 230℃, 바람직하게는 225℃이며, 제 3 가열 존(E3)의 온도가 210 내지 220℃, 바람직하게는 215℃이고, 제 4 가열 존(E4)의 온도가 170 내지 180℃, 바람직하게는 175℃이며, 제 5 가열 존(E5)의 온도가 140 내지 150℃, 바람직하게는 145℃이고, 그리고 제 6 가열 존(A)의 온도가 165 내지 175℃, 바람직하게는 170℃인 방식으로 상기 사출기를 가열하도록 상기 가열 디바이스가 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이의 입구의 온도가 180 내지 190℃, 바람직하게는 185℃이며, 상기 다이의 출구 온도가 190 내지 205℃, 바람직하게는 200℃인 방식으로 상기 물질 유동의 유동 방향으로 가열시키도록 상기 가열 디바이스가 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
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