KR20140030679A - 우드 칩 보드 제조 장치 및 방법 그리고 우드 칩 보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우드 칩 보드 제조 장치 및 방법 그리고 우드 칩 보드에 관한 것으로 더 상세하게는 목재 가공 또는 목재 처리에서 얻을 수 있는 목재 부산물을 이용하여 일반 및 산업용으로 활용 가능하게 하고 다양한 용도로 쓰일 수 있는 휨 강도와 압축강도 그리고 우수한 인장 강도 및 안정된 두께 팽창율과 연신율, 저함수율의 고밀도 표면을 갖으며 침지 박리, 내마모, 열 충격성 등의 우수한 기계적 성질을 갖는 우드 칩 보드에 관한 것이다.
본 발명은, 원료 목재로부터 부산물을 수거 회수하는 공정; 회수된 목재 부산물을 조각으로 파쇄하는 파쇄 1 공정; 파쇄 1 공정을 통해 파쇄된 조각을 3~5mm의 알갱이 입자상으로 다시 파쇄하여 우드 칩 상으로 가공하는 파쇄 2 공정; 알갱이 입자상의 우드 칩들에 접착제를 투입하여 혼합하여 섞는 혼합공정; 접착제가 혼합된 우드 칩을 성형기에 투입하여 구멍형성용 로드를 갖는 프레스 플레이트를 통해 우드 칩을 압축하고 이를 통해 두께 상에 다수의 구멍이 형성된 우드 칩 보드로 성형하는 성형공정; 상기 성형공정을 통해 우드 칩 보드로 성형이 완료되면 접착제가 경화되기까지 대기하고 접착제의 경화가 완료되면 성형기로부터 프레스 플레이트를 탈형 하고 성형이 완료된 우드 칩 보드를 수거하는 단계;로 이루어진다.

Description

우드 칩 보드 제조 장치 및 방법 그리고 우드 칩 보드{APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD FOR WOOD CHIP BOARD AND STRUCTURE OF WOOD CHIP BOARD}

본 발명은 우드 칩 보드 제조 장치 및 방법 그리고 우드 칩 보드에 관한 것으로 더 상세하게는 목재 가공 또는 목재 처리에서 얻을 수 있는 목재 부산물을 이용하여 일반 및 산업용으로 활용 가능하게 하고 다양한 용도로 쓰일 수 있는 휨 강도와 압축강도 그리고 우수한 인장 강도 및 안정된 두께 팽창율과 연신율, 저함수율의 고밀도 표면을 갖으며 침지 박리, 내마모, 열 충격성 등의 우수한 기계적 성질을 갖는 우드 칩 보드에 관한 것이다.

일반 및 산업용으로 사용되는 보드(board)는 주로 합판, MDF, HDF, 파티클보드, 집성목, 우드 칩 보드 등과 같은 가공 목재나 원목으로 제작된다.

원목 목재로 만들어지는 보드 패널은 금속 및 비금속에 비해 부식이 없고 가벼운 특성 그리고 친환경적이기 때문에 다양한 용도로 쓰인다.

원목 또는 가공된 목재로 만들어지는 보드는 건축 및 산업 일반에서 용도에 따라 내장 및 외장재로 광범위하게 사용될 수 있으며 가구의 제작 등까지 다양한 용도로 활용되지만 수급 사정이 좋지 않고 희소성도 커 경제성이 떨어지는 단점이 있다.

목재의 가공 또는 가설재의 철거와 해체 및 용도 폐기되는 가구, 일반 소비재 등으로부터 목재를 분리 추출하고 이것을 특정 용도로 활용하는 방법들이 알려져 있다.

회수된 목재를 분쇄하여 특정 용도로 재사용하는 것, 회수된 목재를 다른 재료와 섞어서 활용하는 것 등이 대표적 재활용 방법이다.

예를 들면 분리된 목재를 톱밥 또는 우드 칩 등으로 분쇄하여 농가에 공급하고 농가 등에 공급된 톱밥 또는 우드 칩은 제초 및 보습, 가축분뇨수분조절제 등의 용도로 사용될 수 있다.

목재를 톱밥 또는 작은 우드 칩 등으로 효과적으로 분쇄하기 위한 기술이 대한민국 등록특허 제10-1028870호에 개시되어 있다.

폐목재의 활용과 관련하여 다른 예로서 폐목재를 수거 분쇄하여 목재칩(Chip)을 형성하고 목재 칩에 열경화수지를 혼합하여 성형목재 제조장치를 통해 목재 칩 보드를 제조하는 기술이 대한민국 등록특허 제10-0477563호에 개시되어 있다.

목재의 대체제로 합성수지제를 포함한 여러 재료를 활용하는 방안이 제시되었다. 기본적으로 경제적으로 제조할 수 있는지에 관한 것으로 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 합성수지 소재로 제조된 합판이 있다. 대한민국 공개특허 제2001-073635호는 목재합판이나 단일수지 합판의 문제점을 개선하기 위한 폐자재를 이용한 합판 및 그 제조방법으로 제시된 기술이다.

목재는 일반 농업 및 모든 산업 분야에서 여러 용도로 다목적으로 활용될 있지만 수급의 문제가 있어 대체제의 개발도 활성화되었다.

표면이 평면 구조를 가지고 일정한 굽힘 강도와 압축강도 그리고 인장 강도를 갖는 우드 칩(Wood Chip)을 활용하여 제조된 종래 보드(10)의 예는 도 1의 (a)(b)(c)(d)로 나타낸 바와 같다.

(a)는 분쇄된 우드 칩(20)을 압축 성형하여 제조된 보드(10)의 단면이다. 표면이 평면이고 일정한 두께를 갖는다. 제조 성형법에 따라 강도가 다르게 나타나지만 강도는 비교적 좋다. 적정 강도 유지를 위해서는 우드 칩의 사용량이 많아지고 무게도 무거워진다.

(b)는 분쇄된 우드 칩(20)과 그 우드 칩(20)과는 다른 혼합재료(30)가 상호 구분되도록 혼합하여 제조된 보드(10)의 단면이다. 표면이 평면이고 일정한 두께를 갖는다. 이종재질의 혼합재료(30)가 섞인 구조이므로 우드 칩의 사용량이 그만큼 적다. 강도는 혼합재료(30)의 선택과 성형 구조에 따라 다르게 나타날 수 있다.

(c)는 분쇄된 우드 칩(20)과 그 우드 칩(20)과는 다른 혼합재료(30)를 우드 칩(20)의 층상에 입자상으로 분포하도록 혼합하여 제조된 보드(10)의 단면이다. 표면이 평면이고 일정한 두께를 갖는다. 이종재질의 혼합재료(30)가 섞인 구조이므로 우드 칩(20)의 사용량이 그만큼 적다. 강도는 혼합재료(30)의 선택과 성형 구조에 따라 다르게 나타날 수 있다.

(d)는 분쇄된 우드 칩(20)을 압축 성형하여 두께를 형성하고 그 표면은 피막재(40)로 마감 처리하여 제조된 보드(10)의 단면이다. 표면이 평면이고 일정한 두께를 갖는다. 제조 성형법에 따라 강도가 다르게 나타나지만 강도는 비교적 좋다. 적정 강도 유지를 위해서는 우드 칩의 사용량이 많아지고 무게도 무거워진다. 피막재(40)에 의한 표면 처리를 통해 원하는 표면 무늬를 얻을 수 있으나 생산공정이 복잡해지고 비용이 상승 된다.

사용 후 목재로부터 다시 사용 가능한 목재로 가공하고 이것을 사용 가능하게 하기 위해서는 비용의 경제성(costs), 생산 가공성, 메트리얼 특성(material) 등의 몇 가지 조건이 충족되어야 한다.

1.대한민국 등록특허 제10-1028870호 2.대한민국 등록특허 제10-0477563호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로 본 발명의 목적은 목재 가공 또는 목재 처리에서 얻을 수 있는 목재 부산물을 이용하여 일반 및 산업용으로 활용 가능한 우드 칩 보드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 안정된 휨 강도와 압축강도 그리고 인장 강도 및 안정된 두께 팽창과 연신율, 저함수율의 고밀도 표면을 갖으며 박리, 내마모, 열 충격성 등 양호한 내구성과 기계적 성질을 갖는 우드 칩 보드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 목재 가공 또는 목재 처리에서 얻을 수 있는 목재 부산물을 이용하여 일반 및 산업용으로 활용 가능한 우드 칩 보드를 제조하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 목재 가공 또는 목재 처리에서 얻을 수 있는 목재 부산물을 이용하여 일반 및 산업용으로 활용 가능한 우드 칩 보드를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우드 칩 보드 제조 장치는,

우드 칩(Wood Chip)을 압축하여 우드 칩 보드로 제조하는 우드 칩 보드 제조 장치에 있어서,

목재 부산물을 회수하여 조각으로 파쇄하는 1차 파쇄기;

상기 1차 파쇄기를 통해 파쇄된 조각을 알갱이 입자상으로 파쇄하여 우드 칩으로 가공하는 2차 파쇄기;

알갱이 입자상의 우드 칩들에 접착제를 혼합 믹싱하는 혼합 교반기;

그리고 접착제가 믹싱된 우드 칩을 압축하여 두께 상에 다수의 구멍이 형성된 우드 칩 보드로 성형하는 구멍형성용 로드가 포함된 성형기;로 이루어진다.

상기 성형기는,

우드 칩을 투입하여 알갱이 입자 간 조직 밀도를 증가시켜 완성된 보드로 형상화하는 성형공간을 갖는 보드 성형틀과,

상기 보드 성형틀의 성형공간을 따라 형합 되고 그 성형공간에 투입된 우드 칩을 가압 압축하여 입자 간 조직 밀도를 증가시키기 위해 프레스기구에 연동하는 프레스 플레이트과,

그리고, 프레스 플레이트로부터 돌출되어 보드의 두께 상에 구멍을 형성하는 구멍형성용 로드로 구성된다.

상기 2차 파쇄기를 통해 분쇄된 우드 칩에 믹싱 되는 접착제는 우드 칩 입자 간 접착력을 열적 반응으로 조절하는 열경화성 접착제인 것을 특징으로 한다.

상기 성형기는,

우드 칩에 믹싱된 접착제의 열 반응을 유도하기 위한 히팅장치를 포함한다.

본 발명의 다른 특징은,

우드 칩을 압축하여 우드 칩 보드로 제조하는 우드 칩 보드 제조 방법에 있어서,

원료 목재로부터 부산물을 수거 회수하는 공정;

회수된 목재 부산물을 조각으로 파쇄하는 파쇄 1 공정;

파쇄 1 공정을 통해 파쇄된 조각을 3~5mm의 알갱이 입자상으로 다시 파쇄하여 우드 칩 상으로 가공하는 파쇄 2 공정;

알갱이 입자상의 우드 칩들에 접착제를 투입하여 혼합하여 섞는 혼합공정;

접착제가 혼합된 우드 칩을 성형기에 투입하여 구멍형성용 로드를 갖는 프레스 플레이트를 통해 우드 칩을 압축하고 이를 통해 두께 상에 다수의 구멍이 형성된 우드 칩 보드로 성형하는 성형공정;

상기 성형공정을 통해 우드 칩 보드로 성형이 완료되면 접착제가 경화되기까지 대기하고 접착제의 경화가 완료되면 성형기로부터 프레스 플레이트를 탈형 하고 성형이 완료된 우드 칩 보드를 수거하는 단계;로 이루어진다.

상기 혼합공정에서 투입하는 접착제는 우드 칩 입자 간 접착력을 열적 반응으로 조절할 수 있는 열경화성 접착제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은,

길이(L:length)와 폭(W:width) 그리고 두께(t:thickness)를 갖는 우드 칩 보드에 있어서,

상기 우드 칩 보드는,

알갱이 입자상의 우드 칩을 압축 성형으로 조직 밀도를 높여서 된 매끄러운 평면 표면,

두께(t) 상으로는 다수의 구멍들이 간격을 두고 연속적으로 형성된다.

상기 구멍의 형상은 진원형, 타원형, 육각형, 사각형, 삼각형 중 선택된 어느 하나이거나, 상기 선택된 구멍 형상들 중 적어도 한 개 이상의 구멍 형상이 복합되어 형성된다.

상기 구멍의 형상이 1층 이상 복층으로 형성된다.

상기 우드 칩에는 접착제가 우드 칩 알갱이 입자 간 사이, 또는 우드 칩 알갱이 입자에 흡수 침투되어 알갱이 입자 간 결합력이 배가된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 가구의 제조, 목재의 처리, 건축자재 및 건설현장 등에서 사용 후 버려지는 목재를 회수 재처리하여 사용 가능한 새로운 우드 칩 보드를 제공할 수 있으므로 자원 재활용 효과가 있다.

사용 후 남거나 버려지는 목재 부산물을 우드 칩으로 가공하고 이를 안정된 내구성과 강도를 갖는 보드로 압축 성형하여 가구의 제조, 바닥의 시공, 문짝의 제조, 건축 및 건설용 자재, 기타 용도의 일반 및 산업용 자원으로 활용할 수 있다.

목재 부산물을 우드 칩으로 재가공 처리하고 이를 압축 성형으로 보드로 제작함으로써 안정된 휨 강도와 압축강도 그리고 인장 강도 및 안정된 두께 팽창, 저함수율의 고밀도 표면을 갖으며 박리, 내마모, 열 충격성 등 양호한 내구성과 기계적 성질을 갖는 고 품질의 우드 칩 보드를 얻는다.

도 1의 (a)(b)(c)(d)는 일반적인 보드의 다양한 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드 제조 장치의 도식도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 제조 장치의 성형기 작동 설명도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 제조 장치의 압축 성형기 설명도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 제조장치에 의한 우드 칩 보드 성형 과정 설명도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 우드 칩 보드의 성형 예시도.
도 7의 (a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드에 형성되는 구멍의 다양한 예를 나타낸 도면.
도 8의 (a)(b)는 우드 칩 보드의 두께 면에 구멍을 형성한 예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 우드 칩 보드의 실물 제품 사진.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드의 제조 공정 설명도.

이하, 도면을 참고로 본 발명을 구체적으로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도식도 이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 제조 장치의 압축 성형기를 설명하기 위한 작동 설명도 이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 제조 장치를 구성하는 압축 성형기의 또 다른 설명도 이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 제조장치에 의한 우드 칩 보드 성형 과정 설명도 이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 우드 칩 보드의 성형 예시도 이다. 도 7의 (a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드에 형성되는 구멍의 다양한 예를 나타낸 도면이다. 도 8의 (a)는 우드 칩 보드(500)의 두께(t) 면에 수직 방향으로 구멍(400)을 형성한 예이고, 도 8의 (b)는 우드 칩 보드(500) 두께(t)의 수직 수평 방향으로 구멍(400)을 형성한 예를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 우드 칩 보드의 실물 제품 사진이다. 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드의 제조 공정 설명도 이다.

본 발명의 실시 예에 따른 우드 칩 보드 제조 장치는, 도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 표면(410)이 매끄럽고 두께(t) 상으로는 뚫려진 구멍(400)을 갖는 우드 칩 보드(500)를 제조하는 것이다.

목재 부산물(110)을 회수하여 조각으로 파쇄하는 1차 파쇄기(100)가 구성된다. 1차 파쇄기(100)는 수집된 목재 부산물을 조각으로 파쇄한다. 알갱이 상의 칩을 기준으로 보다 부피가 큰 조각으로 목재 부산물을 파쇄한다.

1차 파쇄기(100)를 통해 파쇄된 조각을 알갱이 입자상으로 파쇄하여 우드 칩(210)으로 가공하는 2차 파쇄기(200)가 구성된다. 2차 파쇄기(200)는 조각으로 파쇄된 목재 부산물을 보다 더 작은 크기의 입자로 잘게 파쇄한다. 대략 3~5mm 범위의 알갱이 크기이면 적당하다.

1차 파쇄기(100) 및 2차 파쇄기(100)(200)의 구체적 구성은 상업적으로 이용되는 목재분쇄 및 파쇄기를 이용할 수 있으므로 생략되었다(대한민국 등록특허 제10-1028870호 참조).

그리고, 알갱이 입자상의 우드 칩(210)들에 접착제를 믹싱하고 혼합하는 혼합 교반기(300)가 구성된다. 혼합 교반기(300)는 우드 칩(210)에 접착제를 골고루 침투시켜 나중에 경화되면 우드 칩 알갱이들 상호 간 견고한 결합력을 유지되도록 하고 이것을 통해 적정 강도를 부여하기 위해 우드 칩에 접착제를 골고루 섞고 혼합하기 위한 재처리 기능을 한다.

그리고, 접착제가 믹싱된 우드 칩(310)을 압축하여 두께 상에 다수의 구멍(400)이 형성된 우드 칩 보드(500)로 성형하는 구멍형성용 로드(610)가 포함된 성형기(600)가 구성된다.

성형기(600)는, 우드 칩(310)을 투입하여 알갱이 입자 간 조직 밀도를 증가시켜 완성된 보드로 형상화하는 성형공간(620)을 갖는 보드 성형틀(630)을 갖는다.

보드 성형틀(630)은 압촉 성형되는 우드 칩 보드(500)의 전체 길이(L)와 폭(W), 두께(t)를 결정하는데, 보드 성형틀(630)의 높이는 우드 칩 보드(500)의 폭(W)에는 영향을 주지 않는다. 누르는 압축력에 따른 변동, 우드 칩 자체 수축량에 따라 변화된다. 보드 성형틀(630)의 좌우 길이 및 두께는 우드 칩 보드(500)의 길이(L)와 두께(t)를 거의 변함없이 결정한다.

그리고, 보드 성형틀(630)의 성형공간(620)을 따라 형합 되고 성형공간(620)에 투입된 우드 칩(310)을 가압 압축하여 입자 간 조직 밀도를 증가시키기 위해 프레스기구(640)에 연동하는 프레스 플레이트(650)가 구성된다. 도 2에는 프레스 플레이트(650)가 보드 성형틀(630)의 상부에 대응되도록 위치된 예로 나타나 있다.

프레스 플레이트(650)는 승하강 프레스기구(640)의 하강으로 보드 성형틀(630)의 성형공간(620) 속으로 진입하여 접착제가 혼합되어 투입된 우드 칩을 압축 성형하도록 배치된다.

그리고, 프레스 플레이트(650)에는 구멍형성용 로드(610)가 돌출되어 보드(500)의 두께 상에 구멍(400)을 형성하도록 구성된다.

구멍형성용 로드(610)는 프레스 플레이트(650)와 별개 단위로 구성될 수 있으나 프레스 플레이트(650)에 일체화시켜 연동하도록 하면 우드 칩에 대한 압축 성형 과정에서 보드(500)에 구멍(400)을 동시에 형성할 수 있으므로 보다 효율적이다. 도면에는 프레스 플레이트(650)에 연동하는 구멍형성용 로드(610)로 나타나 있으며 별개의 단위 작동 구조는 생략되었다. 구멍형성용 로드(610)는 대표적 1열 배열의 예로 나타나 있으나 2열 또는 그 이상의 열 배열을 통해 구멍(400)의 형성 위치와 배열을 자유롭게 선택하여 형성할 수 있다.

2차 파쇄기(200)를 통해 분쇄된 우드 칩(210)에 믹싱 되는 접착제는 우드 칩(210) 입자 간 접착력을 열적 반응으로 조절하는 열경화성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

열경화성 접착제에 열을 가하면 용융 상태가 되어 우드 칩에 대한 흡수도와 침투도가 향상되고 냉각을 통한 경화상태에 이르면 우드 칩 상호 입자 간 결속력을 강화한다.

열경화성 접착제는 다양한 고 점착성 합성수지제가 될 수 있다.

성형기(600)에는 우드 칩(310)에 믹싱된 접착제의 열적 반응을 유도하기 위한 히팅장치(660)를 포함할 수 있다.

히팅장치(660)를 부속 장치로 포함하는 경우 열경화성 접착제를 용융시켜 우드 칩 입자 상호 간 접착력과 결속력을 강화시키도록 할 수 있고 접착력과 결속력의 강화는 보드(500)의 전체 강도를 향상시킨다.

우드 칩 보드를 제조하는 우드 칩 보드 제조 방법을 도 10의 공정도를 참고로 설명하면 다음과 같다.

회수공정(101)

회수공정(101)은 쓰고 남은 각종 목재 원료로부터 목재 부산물(100)을 수거 회수하는 공정이다.

파쇄 1공정(102)

파쇄 1공정(102)은 회수된 목재 부산물(100)을 조각으로 파쇄하는 공정ㅇ이이다. 목재 부산물(100)을 우드 칩으로 만들기 위한 전처리 공정에 해당한다. 이같은 전처리 공정을 거치지 않고 바로 작은 알갱이 입자상의 우드 칩을 얻는 것은 여러 차례 반복 실험 결과 공정의 효율상 비효율적인 것으로 확인되었다.

파쇄 2 공정(103)

파쇄 1 공정(102)을 통해 파쇄된 조각을 3~5mm의 알갱이 입자상으로 다시 파쇄하여 우드 칩 상으로 가공하는 파쇄 2 공정을 실시한다(103).

파쇄 2 공정(103)은 먼저 조각 상으로 파쇄된 목재 부산물을 다시 알갱이 입자상으로 잘게 쪼개진 원하는 우드 칩(210)을 얻기 위한 것으로 파쇄 1공정(102)으로 전처리 된 것을 다시 파쇄하는 공정이므로 균일하면서도 빠르게 목표로 하는 대략 3~5mm 크기의 알갱이 입자상으로 된 우드 칩(210)을 효율적으로 얻기 위한 공정이다.

우드 칩과 접착제 혼합공정(104)

다음은 알갱이 입자상의 우드 칩들에 접착제를 투입하여 혼합하여 섞는 혼합공정을 실시한다(104).

우드 칩과 접착제의 혼합 비율은 우드 칩 80~90중량%, 접착제 10~20중량% 범위로 혼합하는 것이 바람직하다.

혼합공정(104)은 칩 입자상으로 잘게 파쇄된 상태의 우드 칩이 뭉쳐질 때 접착제의 접착력으로 서로 긴밀한 결속력으로 결합 되어 접착제의 응고 또는 경화 상태에서 강도가 강화되도록 하기 위한 강화 처리에 해당한다.

접착제 혼합이 없어도 우드 칩에 대한 고 밀도 압축 성형을 통해 어느 정도의 결속 체인을 형성할 수 있으나 물리적으로 접착제가 투입된 경우와 비교하면 인장 강도, 굽힘 강도, 탄성 강도, 연신율, 내구성 등에서 접착제를 투입한 경우가 그렇지 않은 것에 비해 보다 강화된다. 물리적 특성은 사용 접착제에 따라 달라진다.

성형공정(105)

접착제가 혼합된 우드 칩을 성형기에 투입하여 구멍형성용 로드를 갖는 프레스 플레이트를 통해 우드 칩을 압축하고 이를 통해 두께 상에 다수의 구멍이 형성된 우드 칩 보드로 성형한다(105).

성형공정(105)에서 구멍형성용 로드가 프레스 플레이트에 연동하도록 하면 보드(500)에 따로 구멍(400)을 내는 작업을 하지 않고 동시에 구멍(400)을 갖는 보드(500)를 제조할 수 있으므로 공정이 단순화된다. 보드(500)에 형성되는 구멍(400)의 기능 및 작용은 이하에 설명된다.

우드 칩 보드 수거를 위한 탈형 (106)

성형공정(105)을 통해 우드 칩 보드의 성형이 완료되면 접착제가 경화되기까지 대기하고 접착제의 경화가 완료되면 성형기로부터 프레스 플레이트를 상부로 승강시켜 탈형 하고 성형이 완료된 우드 칩 보드(500)를 수거하여 낱장의 우드 칩 보드의 제조를 마친다(106).

우드 칩 보드의 우드 칩 결속 체인의 강화제로 투입하는 접착제는 우드 칩 입자 간 접착력을 열적 반응으로 조절할 수 있는 열경화성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에 따른 제조방법에 따르면 우드 칩 보드(500)에 형성하는 구멍(400)의 형상을 1층 이상 복층으로 자유롭게 형성할 수 있다. 즉 구멍형성용 로드의 선택적 배치를 통해 구멍(400)의 사이즈 및 층상 구조 그리고 위치 등을 다른 가공작업 추가 없이 자유롭게 정하고 제작할 수 있다. 구멍(400)을 복층으로 형성하는 경우 재료 사용량을 단층에 비해 더 줄일 수 있고 무게도 경량화시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 제조된 우드 칩 보드(500)의 구조는 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같다. 도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 우드 칩 보드(500)의 실물 샘플이다.

우드 칩 보드(500)는 도 6과 같이 길이(length)와 폭(width) 그리고 두께(thickness)를 갖는다.

우드 칩 보드(500)는, 알갱이 입자상의 우드 칩을 압축 성형으로 조직 밀도를 높여줌으로서 매끄러운 평면 표면(410)을 형성한다. 표면(410)에 외장제를 표피층으로 하여 피막처리하면 다양한 고 품질의 보드를 완성할 수 있다.

우드 칩 보드(500)는 두께(t) 상으로 다수의 구멍(400) 들이 간격을 두고 연속적으로 형성된다.

구멍(400)의 형상은 도 7에 구체적으로 나타나 있다. (a)의 진원형(타원형 포함), (b)의 육각형(오각 팔각형 포함), (c)의 사각형, (d)의 삼각형 중 선택된 어느 하나 또는 기하학적인 모든 형성이 포함될 수 있다. 그리고 선택된 구멍(400)의 형상들 중 적어도 한 개 이상의 구멍(400) 형상이 복합된 (e)의 복합형이 선택될 수 있다.

두께(t)를 관통하도록 형성되는 구멍(400)은 그 구멍(400)의 부피 면적에 해당하는 만큼 전체 우드 칩 보드(500)에서 우드 칩(500)의 사용량과 무게를 줄인다.

도 8의 (a)는 우드 칩 보드(500)의 두께(t) 면에 수직 방향으로 구멍(400)을 형성한 예이다.

도 8의 (b)는 우드 칩 보드(500) 두께(t)의 수직 수평 방향으로 구멍(400)을 형성한 예이다. 이 경우 재료 사용량과 무게를 줄일 수 있으나 구멍(400)을 적게 둔 도 8의 (a)에 나타낸 구조에 비해 강도가 떨어진다.

도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나 본 발명의 실시 예에 따른 제조장치 및 제조방법에 따르면 구멍(400)의 형상을 1층 이상 복층으로 자유롭게 형성하는 것도 가능하다.

구멍(400)의 위치 및 사이즈 그리고 갯 수 등은 우드 칩 보드(500)의 강도와 무게 그리고 재료 사용량 등에 영향을 준다. 따라서 우드 칩 보드(500)를 사용하는 목적과 용도에 따라 적절한 구조를 선택하여 설계될 수 있다.

우드 칩 보드(500)는 접착제가 우드 칩의 결속 강화제로 투입되어 구성된다. 완성된 우드 칩 보드(500)의 격자 구조를 살펴 보면 우드 칩에는 접착제가 우드 칩 알갱이 입자 간 사이, 또는 우드 칩 알갱이 입자에 흡수 침투되어 우드 칩 알갱이 입자 간 견고한 결속 체인을 만든다. 우드 칩의 결속강화제로 투입하는 접착제는 열경화성 접착제가 바람직하며, 열경화성 접착제로는 열가소성 수지를 포함하는 고 밀도, 고 경도 합성수지제 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

우드 칩 보드(500)는 가구의 제조, 목재의 처리, 건축자재 및 건설현장 등에서 사용 후 버려지는 목재를 회수 재처리하여 사용 가능한 새로운 우드 칩 보드를 제공할 수 있으므로 자원을 재활용하는 장점이 있다.

우드 칩 보드(500)는 사용 후 남거나 버려지는 목재 부산물을 우드 칩으로 가공하고 이를 안정된 내구성과 강도를 갖는 보드로 압축 성형하여 가구의 제조, 바닥의 시공, 문짝의 제조, 건축 및 건설용 자재, 기타 용도의 일반 및 산업용 자원으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

목재 부산물을 우드 칩으로 재가공 처리하고 이를 압축 성형으로 보드로 제작함으로써 안정된 휨 강도와 압축강도 그리고 인장 강도 및 안정된 두께 팽창, 연신율, 저함수율의 고밀도 표면을 갖으며 박리, 내마모, 열 충격성 등 양호한 내구성과 기계적 성질을 갖는 고 품질의 우드 칩 보드를 얻을 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면 및 명세서를 통하여 발명의 일 실시 예를 참고로 설명하였으나 예시이다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다.

100: 1차 파쇄기
110: 목재 부산물
200: 2차 파쇄기
210: 우드 칩
300: 혼합 교반기
310: 우드 칩
400: 구멍
500: 우드 칩 보드
600: 성형기
610: 구멍형성용 로드
620: 성형공간
630: 보드 성형틀
640: 프레스기구
650: 프레스 플레이트
660: 히팅장치

Claims (10)

1. 우드 칩을 압축하여 우드 칩 보드로 제조하는 우드 칩 보드 제조 장치에 있어서,
   목재 부산물(110)을 회수하여 조각으로 파쇄하는 1차 파쇄기(100);
   상기 1차 파쇄기(100)를 통해 파쇄된 조각을 알갱이 입자상으로 파쇄하여 우드 칩(210)으로 가공하는 2차 파쇄기(200);
   알갱이 입자상의 우드 칩(210)들에 접착제를 믹싱 하고 혼합하는 혼합 교반기(300);
   그리고 접착제가 믹싱된 우드 칩(310)을 압축하여 두께 상에 다수의 구멍(400)이 형성된 우드 칩 보드(500)로 성형하는 구멍형성용 로드(610)가 포함된 성형기(600);로 이루어지는 우드 칩 보드 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 성형기(600)는,
   우드 칩(310)을 투입하여 알갱이 입자 간 조직 밀도를 증가시켜 완성된 보드로 형상화하는 성형공간(620)을 갖는 보드 성형틀(630)과,
   상기 보드 성형틀(630)의 성형공간(620)을 따라 형합 되고 그 성형공간(620)에 투입된 우드 칩(310)을 가압 압축하여 입자 간 조직 밀도를 증가시키기 위해 프레스기구(640)에 연동하는 프레스 플레이트(650)과,
   그리고 프레스 플레이트(650)로부터 돌출되어 보드(500)의 두께 상에 구멍(400)을 형성하는 구멍형성용 로드(610)로 구성된 우드 칩 보드 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 2차 파쇄기(200)를 통해 분쇄된 우드 칩(210)에 믹싱 되는 접착제는 우드 칩(210) 입자 간 접착력을 열 반응으로 조절하는 열경화성 접착제인 것을 특징으로 하는 우드 칩 보드 제조 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 성형기(600)는,
   우드 칩(310)에 믹싱된 접착제의 열적 반응을 유도하기 위한 히팅장치(660)가 포함된 우드 칩 보드 제조 장치.
5. 우드 칩을 압축하여 우드 칩 보드로 제조하는 우드 칩 보드 제조 방법에 있어서,
   원료 목재로부터 부산물을 수거 회수하는 공정;
   회수된 목재 부산물을 조각으로 파쇄하는 파쇄 1 공정;
   파쇄 1 공정을 통해 파쇄된 조각을 3~5mm의 알갱이 입자상으로 다시 파쇄하여 우드 칩 상으로 가공하는 파쇄 2 공정;
   알갱이 입자상의 우드 칩들에 접착제를 투입하여 혼합하여 섞는 혼합공정;
   접착제가 혼합된 우드 칩을 성형기에 투입하여 구멍형성용 로드를 갖는 프레스 플레이트를 통해 우드 칩을 압축하고 이를 통해 두께 상에 다수의 구멍이 형성된 우드 칩 보드로 성형하는 성형공정;
   상기 성형공정을 통해 우드 칩 보드로 성형이 완료되면 접착제가 경화되기까지 대기하고 접착제의 경화가 완료되면 성형기로부터 프레스 플레이트를 탈형 하고 성형이 완료된 우드 칩 보드를 수거하는 단계;로 이루어지는 우드 칩 보드 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 접착제는 우드 칩 입자 간 접착력을 열적 반응으로 조절할 수 있는 열경화성 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 우드 칩 보드 제조 방법.
7. 길이(L:length)와 폭(W:width) 그리고 두께(t:thickness)를 갖는 우드 칩 보드(500)에 있어서,
   상기 우드 칩 보드(500)는,
   알갱이 입자상의 우드 칩을 압축 성형으로 조직 밀도를 높여서 된 매끄러운 평면 표면(410),
   두께(t) 상으로는 다수의 구멍(400) 들이 간격을 두고 연속적으로 형성된 우드 칩 보드.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 구멍(400)의 형상은 진원형, 타원형, 육각형, 사각형, 삼각형 중 선택된 어느 하나이거나, 상기 선택된 구멍(400)의 형상들 중 적어도 한 개 이상의 구멍(400) 형상이 복합되어 형성된 우드 칩 보드.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 구멍의 형상이 1층 이상 복층으로 형성된 우드 칩 보드.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 우드 칩에는 접착제가 우드 칩 알갱이 입자 간 사이, 또는 우드 칩 알갱이 입자에 흡수 침투되어 알갱이 입자 간 결합력이 배가된 우드 칩 보드.

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