KR20110130147A - 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 길이를 갖는 섬유질 화이버, 종이 슬러지, 목분과 천연바인더와 은행잎 분말을 혼합하여 압출성형하도록 한 합성목재의 제조방법 및 그 합성목재에 관한 것인바, 본 발명은 합성목재의 제조방법에 있어서, 목재의 수피, 목질을 이용하여 일정한 길이를 갖으며 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 섬유질 화이버와 천연바인더와 종이 슬러지 및 목분을 혼합하여 반죽하는 반죽단계와; 상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 일정한 형태를 갖도록 압입 및 가열하는 압출성형단계와; 상기 압출성형단계에 의해 만들어진 합성목재의 수분 및 천연바인더에 함유된 알콜을 제거하기 위해 일정한 온도로 가열처리하는 수분제거단계와; 상기 수분제거단계를 수행 후의 합성목재를 고온의 열을 가하여 변형을 방지하도록 숙성시키는 숙성단계 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 길이를 갖는 섬유질 화이버, 종이 슬러지, 목분과 천연바인더와 은행잎 분말을 혼합하여 압출성형하도록 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 최종용도 등에 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 길이를 갖는 섬유질 화이버, 종이 슬러지, 목분과 천연바인더와 은행잎 분말을 혼합하여 압출성형 하도록 한 것으로 목분 및 수피나 목질 등을 사용할 수 있어 재료공급이 보다 원활하고 섬유질 화이버에 의해 강도를 증대시킬 수 있다.

또한 상기 합성목재 제조시 천연바인더를 송진, 아교 및 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용함으로 소나무 향이 목재로부터 배출되도록 함과 천연바인더가 방수재 기능과 수분 침투를 방지하여 부패를 방지한다.

더욱이 상기 천연바인더에 은행잎을 분말로 분쇄하여 첨가하거나 은행잎을 알콜에 담그어 은행잎 추출물을 고온으로 가열하여 생성된 결정체를 첨가하여 사용하면 벌래 등의 해충에 의해 합성목재가 휀손되는 것이 방지된다.

한편 상기 본 발명의 합성목재는 모두 천연소재로 이루어져 생분해 및 재사용이 가능한 이점도 있다.

이러한 본 발명의 목적은 합성목재의 제조방법에 있어서, 목재의 수피, 목질을 이용하여 일정한 길이를 갖으며 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 섬유질 화이버와 천연바인더와 종이 슬러지 및 목분을 혼합하여 반죽하는 반죽단계와; 상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 일정한 형태를 갖도록 압입 및 가열하는 압출성형단계와; 상기 압출성형단계에 의해 만들어진 합성목재의 수분 및 알콜을 제거하기 위해 일정한 온도로 가열처리하는 수분제거단계과; 상기 수분제거단계를 수행 후의 합성목재를 고온의 열을 가하여 변형을 방지하도록 숙성시키는 숙성단계 순으로 제조하는 것을 특징으로 하는 합성목재의 제조방법에 의하여 달성된다.

상기한 합성목재의 제조방법은 목재의 수피, 목질을 이용하여 일정한 길이를 갖으며 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 섬유질 화이버와 천연바인더와 종이 슬러지 및 목분을 혼합하여 반죽하고 반죽된 분말을 틀에 넣고 일정한 형태를 갖도록 압입 및 가열하여 압출성형 된 것을 특징으로 하는 합성목재에 의하여 구현된다.

상기 천연바인더가 송진, 아교 및 이들의 혼합물 중 어느 하나와 알콜이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재에 의하여 달성된다.

상기 합성목재에 솔잎을 분말로 분쇄하여 더 첨가하여 사용할 수 있다. 또한 상기 합성목재에 은행잎을 분말로 분쇄하여 더 첨가하거나 상기 합성목재에 은행잎 추출물를 액상 또는 입상체인 분말중 어느 하나를 더 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 길이를 갖는 섬유질 화이버, 종이 슬러지, 목분과 천연바인더와 은행잎 분말을 혼합하여 압출성형 하도록 한 것으로 목분 및 수피나 목질 등을 사용할 수 있어 재료공급이 보다 원활하고 섬유질 화이버에 의해 강도를 증대시킬 수 있다. 또한 상기 합성목재 제조시 천연바인더를 송진, 아교 및 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용함으로 소나무 향이 목재로부터 배출되도록 함과 천연바인더가 방수재 기능과 수분 침투를 방지하여 부패를 방지한다.

더욱이 상기 천연바인더에 은행잎을 분말로 분쇄하여 첨가하거나 은행잎을 알콜에 담그어 은행잎 추출물을 고온으로 가열하여 생성된 결정체를 첨가하여 사용하면 벌래 등의 해충에 의해 합성목재가 훼손되는 것이 방지된다. 한편 상기 본 발명의 합성목재는 모두 천연소재로 이루어져 생분해 및 재사용이 가능한 등의 효과가 있다.

이하 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르는 합성목재의 제조방법은 목재의 수피, 목질을 이용하여 일정한 길이를 갖으며 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 섬유질 화이버와 천연바인더와 종이 슬러지 및 목분을 혼합하여 반죽하는 반죽단계와 상기 반죽된 분말을 틀 또는 압출기에 넣고 일정한 형태를 갖도록 압입 및 가열하는 압출성형단계와 상기 압출성형단계에 의해 만들어진 합성목재의 수분 및 알콜을 제거하기 위해 일정한 온도로 가열처리하는 수분제거단계 및 상기 수분제거단계를 수행 후의 합성목재를 고온의 열을 가하여 변형을 방지하도록 숙성시키는 숙성단계 순으로 제조한다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 상기 섬유질 화이버는 목재의 수피 혹은 목질을 채취하여 자연건조한 후, 건조된 수피, 목질 또는 이들의 혼합물을 예를 들어 와일리 밀(Wiley mill)과 같은 분쇄장치를 이용하여 분쇄하여 식물성 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 원료를 제조한다.

수피 또는 목질로 이용되는 목재에는 특별한 제한이 없으나, 낮은 단가로 구입할 수 있는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 우리나라의 경우에는 많이 식생하고 있는 소나무, 굴참나무 등이 바람직하다.

수피 또는 목질로 및 이들의 혼합물로 구성되되 식물성 섬유질로 이루어진 화이버에 천연바인더 및 목분(톱밥)과 종이 슬러지를 혼합하여 반죽하는 반죽단계를 수행한다. 상기 종이 슬러지는 수분을 제거하면 강도를 증대시키는 효과가 있다.

한편 상기 목분은 수분이 완전히 제거된 상태이며, 바람직하게는 목분의 표면을 탄화시킨 것을 사용하면 바람직하다. 그 이유는 합성목재를 오래 기간 사용시 목재의 색이 변화되는 것을 방지할 수 있으며, 목분 표면의 탄화시 수분도 함께 제거가 용이하기 때문이며, 더욱이 목분의 표면이 탄화되면 수축율과 함수율이 낮아져 목재 생산시 뒤틀림 및 휨 등 변형을 방지할 수 있는 이점 등이 있다.

상기 반죽단계에 있어서 천연반인더는 송진, 아교 및 이들의 혼합물 중 어느 하나와 알콜이 혼합되어 이루어진 구조이다. 상기 알콜은 메탄올과 에탄올을 사용할 수 있다.

상기 천연바인더로 이용되는 송진과 아교는 접착력이 우수한 이점이 있으며 더불어 송진은 소나무 향이 목재로부터 배출되도록 함과 방수재 기능에 의해 수분 침투를 방지하여 부패를 방지한다.

상기 합성목재로부터 배출되는 소나무 향을 높이는 방법으로는 송진을 많이 이용하는 방법이 있으나 이는 반죽이 잘 않되기 때문에 성형성이 저하되는 문제가 있어 솔잎을 분말로 분쇄하여 첨가하여 사용하면 소나무 향을 짓게 배출할 수 있도록 할 수 있으며 성형성을 유지할 수 있는 이점이 있다.

상기 송진을 이용하면 방수재 기능에 의해 수분 침투를 방지하여 부패를 방지할 수는 있으며, 또한 은행잎을 분말로 분쇄하여 사용하거나 은행잎 추출물를 액상 또는 입상체인 분말 중 어느 하나를 더 첨가하여 사용하면 해충으로부터 합성목재가 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

한편 상기 반죽단계에 의해 생성된 혼합물을 압출기 및 형틀에 놓고 압출성형하는 압출성형공정을 수행한다. 상기 압출성형공정은 압출기 또는 성형기를 모두 지칭한다.

상기 압출성형공정에 의해 제조된 합성목재의 수분 및 알콜을 제거하고, 변형을 방지하기 위하여 50~60℃로 가열하는 수분제거단계를 수행한다. 상기 수분제거단계를 수행 후의 합성목재를 다시 고온의 열을 가하여 변형을 방지하도록 숙성시키는 숙성단계 후 냉각시켜 건조시킨다.

상기와 같은 본 발명은 목재의 수피나 목질 등을 이용하여 일정한 길이를 갖는 섬유질 화이버, 종이 슬러지, 목분과 천연바인더와 은행잎 분말을 혼합하여 압출성형 하도록 한 것으로 목분 및 수피나 목질 등을 사용할 수 있어 재료공급이 보다 원활하고 섬유질 화이버에 의해 강도를 증대시킬 수 있다. 또한 상기 합성목재 제조시 천연바인더를 송진, 아교 및 이들의 혼합물로 이루어진 것을 사용함으로 소나무 향이 목재로부터 배출되도록 함과 천연바인더가 방수재 기능과 수분 침투를 방지하여 부패를 방지한다.

더욱이 천연바인더에 은행잎을 분말로 분쇄하여 첨가하거나 은행잎을 알콜에 담그어 은행잎 추출물을 고온으로 가열하여 생성된 결정체를 첨가하여 사용하면 벌래 등의 해충에 의해 합성목재가 훼손되는 것이 방지된다. 한편 상기 본 발명의 합성목재는 모두 천연소재로 이루어져 생분해 및 재사용이 가능한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 합성목재의 제조방법에 있어서,
   목재의 수피, 목질을 이용하여 일정한 길이를 갖으며 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 섬유질 화이버와 천연바인더와 종이 슬러지 및 목분을 혼합하여 반죽하는 반죽단계와;
   상기 반죽된 분말을 틀에 넣고 일정한 형태를 갖도록 압입 및 가열하는 압출성형단계와;
   상기 압출성형단계에 의해 만들어진 합성목재의 수분 및 알콜을 제거하기 위해 일정한 온도로 가열처리하는 수분제거단계과;
   상기 수분제거단계를 수행 후의 합성목재를 고온의 열을 가하여 변형을 방지하도록 숙성시키는 숙성단계 순으로 제조하는 것을 특징으로 하는 합성목재의 제조방법.
   
2. 목분을 이용하는 합성목재에 있어서,
   목재의 수피, 목질을 이용하여 일정한 길이를 갖으며 섬유질로 이루어진 화이버 상태의 섬유질 화이버와 천연바인더와 종이 슬러지 및 목분을 혼합하여 반죽하고 반죽된 분말을 틀에 넣고 일정한 형태를 갖도록 압입 및 가열하여 압출성형 된 것을 특징으로 하는 합성목재.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 천연바인더가 송진, 아교 및 이들의 혼합물 중 어느 하나와 알콜이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 합성목재에 솔잎을 분말로 분쇄하여 더 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 합성목재에 은행잎을 분말로 분쇄하여 더 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재.
   
6. 제 2 항에 있어서, 상기 합성목재에 은행잎 추출물를 액상 또는 입상체인 분말중 어느 하나를 더 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성목재.
   
7. 제 2 항에 있어서, 상기 목분은 표면이 탄화된 것을 특징으로 하는 합성목재.