KR20200107005A - 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나이테가 있는 나무를 준비하는 준비단계; 상기 나무를 마이크로웨이브를 이용하여 내부 온도가 180℃ 내지 200℃로 유지되도록 가열하는 가열단계; 가열이 완료된 나무를 15psi 내지 25psi으로 가압하여 압축시키는 압축단계; 압축된 나무를 상온으로 서서히 냉각시키는 냉각단계;냉각이 완료된 후 상기 나무를 코팅제 중에 함침시키는 함침단계; 상기 나무를 상온에서 건조시키는 건조단계; 및 건조가 완료된 나무를 몸체부와 선단부로 이루어진 압축못으로 가공하는 가공단계;를 포함하고, 상기 압축못은 상기 나무의 내부 조직인 셀룰로스 (Cellulose)가 파괴되지 않고 유지되는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못에 대한 것이다.

Description

우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못 {Manufacturing method of compressed nail having excellent strength and compressed nail manufactured by the same}
본 발명은 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축못의 내구성이 향상되어 목재와 목재 사이에 향상된 결속력을 제공할 수 있고, 온도 및 수분 등과 같은 주변환경에 대한 목재의 변화에 의해서도 유연하게 대응할 수 있는 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못에 관한 것이다.
목재로 만든 구조물의 강도와 안정성은 부재들이 고정되는 부분인 결합부에 의하여 크게 영향을 받는다. 구조재료로서 목재의 중요한 장점들 중에 하나는 못, 나사못, 볼트 등에 의해 쉽게 부재들을 고정된다는 점이다. 각각의 고정물은 함수율의 변화로 발생되는 치수변화와 함께 목재가 하중은 지지하지만 느슨하게 되어 결합부에서 틈을 보인다.
외양이 중요한 가구의 구조적 특징은 이들 금속으로 만든 결합물의 문제점을 해결하기 위해 접착제를 사용한 다양한 이음과 짜임이 이용된다. 이음과 짜임의 기법은 외부로는 접합부분이 잘 나타나지 않게 하고 다른 판재로 보강하지 않고도 구조의 강도를 향상시킨다. 특히 나무못은 가구제작에 부재들을 서로 결합하기 위해 일반적으로 사용된다. 나무못은 관습, 개인의 취향 및 경험에 의해 접착제와 함께 사용됐다.
이러한 나무못은 한쪽 끝부분을 실험 블록의 천공된 구멍에 삽입한 후, 다른 끝은 하중 블록에 실험 블록과 같은 방법으로 구멍에 삽입하였다(Eckelman, 1969; Eckelman & Cassens, 1985; Uysal, 2005). 이방법은 두 목재 블록의 정확한 위치에 수직으로 천공하는 것이 필수이다. 또한 블록들을 실험기에 고정하는데 필요한 핀을 위한 구멍도 나무못과 일직선이 되도록 천공해야 하는 어려움도 있다. 두 개의 나무못을 사용하여 모멘트와 나무못 유지력 관계를 이용하는 실험방법도 사용됐다. 모멘트지지실험은 시편이 수평 rail과 수직의 post로 이루어졌다. rail의 선단은 두 나무못들에 의해 post의 측면과 결합되었다 (Eckelman, 1971; Eckelman et al., 2002). 각 post는 실험기에 고정시키기 위해 2개의 구멍들을 위와 아래 부분에 뚫었다. 이 방법은 모멘트를 측정하여 구할 수 있으나 모멘트 지지점인 rail의 측면에서 찌그러짐 등으로 정확한 거리를 구하는데 어려움도 있다.
국내에서는 나무못 유지력에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 국내산 목재의 나무못 유지력에 대한 자료와 그러한 자료들을 바탕으로 유지력을 예측하고자 하는데 목적이 있다. 특히 본 연구는 주어진 인자들로부터 더 강한 결합부를 결정하기 위한 목적으로도 실행되었다. 축하중이 작용하는 하나의 나무못에 대한 유지력을 결정하기 위해 Cha (2016)가 개발한 장치를 사용하였다.
반면, 전술한 방법에 의해서는 나무못을 제조하는 데 소용되는 비용이 크고, 공정이 복잡하여 이를 이용하여 유지력이 향상된 나무못을 효율적으로 제조하지 못하여 문제가 되어 왔다. 이를 개선하기 위하여 더 강한 결합부를 제공할 수 있는 나무못의 제조방법에 대해서 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 공정효율이 향상되고 내구성이 향상된 압축못을 제공할 수 있는 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 수분 및 온도에 대해서 유연하게 대응함으로써 목재와 목재 사이의 결속력을 보다 향상시킬 수 있는 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못을 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 나무의 건조방법과 압축방법을 제어함으로써 나무의 강도와 함께 내구성을 향상시킨 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 나이테가 있는 나무를 준비하는 준비단계; 상기 나무를 마이크로웨이브를 이용하여 내부 온도가 180℃ 내지 200℃로 유지되도록 가열하는 가열단계; 가열이 완료된 나무를 15psi 내지 25psi으로 가압하여 압축시키는 압축단계; 압축된 나무를 상온으로 서서히 냉각시키는 냉각단계; 냉각이 완료된 후 상기 나무를 코팅제 중에 함침시키는 함침단계; 상기 나무를 상온에서 건조시키는 건조단계; 및 건조가 완료된 나무를 몸체부와 선단부로 이루어진 압축못으로 가공하는 가공단계;를 포함하고, 상기 압축못은 상기 나무의 내부 조직인 셀룰로스 (Cellulose)가 파괴되지 않고 유지되는 압축못의 제조방법을 포함한다.
상기 냉각단계는 제1 내지 제4 단계로 이루어지고, 상기 제1 단계는 상기 나무에 70℃ 내지 80℃의 송풍을 가하여 수행되고, 상기 제2 단계는 상기 나무를 40℃ 내지 50℃의 범위로 자연냉각시키며, 상기 제3 단계는 상기 나무를 5℃ 내지 10℃의 냉풍을 이용하여 상기 나무의 내부 온도를 5℃ 내지 10℃로 냉각시키고, 상기 제4 단계는 상기 나무를 상온에서 유지시킬 수 있다.
상기 함침단계에서 상기 코팅제는 인산염계 방염제와 오일계 물질을 포함하고, 상기 나무를 상기 인삼연계 방염제에 함침시킨 후 건조한 다음 상기 오일계 물질 중에 함침시킬 수 있다.
상기 방염제에 함침시킨 후 마이크로웨이브를 이용하여 건조시킬 수 있다.
상기 인산염계 방염제는 제1 인산소다 (NaH2PO4·2H2O), 제2 인산암묘늄 ((NH4)2HPO4), 붕사 (Na2B4O7·10H2O), 붕산 (H3BO3), 폴리옥시알킬레이티드 알킬인산 에스터 (polyoxyalkylated alkyl phosphoric acid ester) 및 물을 포함할 수 있다.
상기 오일계 물질은 아마씨에서 추출한 아마인유 (Linceed oil)를 주원료로 하는 오동유 (Tung oil), 유칼리오일 (Eucalyptus oil) 및 다마르수지 (Dammar resin)를 녹인 테레핀유 (Turpentine oil) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 압축못은 제1 방향으로 연장된 몸체부; 상기 몸체부의 일단에 일체로 구비된 선단부;로 이루어질 수 있다.
상기 압축단계에서 상기 나무는 상기 나이테에 대해서 수직한 방향으로 압축되고, 상기 나이테는 상기 제1 방향에 대해서 수직하게 구비되는 평형 나이테, 상기 제1 방향에 대해서 나란하게 구비되는 수직 나이테 및 상기 제1 방향에 대해서 40° 내지 50°의 각도로 경사지게 구비되는 경사 나이테 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 압축못은 상기 압축못이 압입되는 대상물과 동일한 종류의 나무로 이루어질 수 있다.
상기 압축못은 타카용 못 (tacking nail)일 수 있다.
상기 압축못의 함수율 (KS F 2199)은 5wt% 내지 10wt%일 수 있다.
하기 식 1에 따른 상기 압축못의 경도 (KS F 2212)는 110N/㎟ 내지 150N/㎟일 수 있다.
식 1 : 압축못의 경도 [N/㎟] = P [N] /10
(여기에서, P는 상기 압축못이 대상물에 대한 압입깊이가 1/π㎜일 때의 하중을 의미한다.)
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 방법에 의하여 제조된 압축못을 포함한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 공정효율이 향상되고 내구성이 향상된 압축못을 제공할 수 있는 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 수분 및 온도에 대해서 유연하게 대응함으로써 목재와 목재 사이의 결속력을 보다 향상시킬 수 있는 우수한 강도를 갖는 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 나무의 건조방법과 압축방법을 제어함으로써 나무의 강도와 함께 내구성을 향상시킨 압축못의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 압축못을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축못의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 압축못을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 나이테를 구비한 압축못을 도시한 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 압축못의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 압축못의 제조방법은 나이테가 있는 나무를 준비하는 준비단계 (S100); 상기 나무를 마이크로웨이브를 이용하여 내부 온도가 180℃ 내지 200℃로 유지되도록 가열하는 가열단계 (S200); 가열이 완료된 나무를 상기 나무의 나이테에 대해서 수직한 방향으로 15psi 내지 25psi으로 가압하여 압축시키는 압축단계 (S300); 압축된 나무를 상온으로 서서히 냉각시키는 냉각단계 (S400); 냉각이 완료된 후 상기 나무를 코팅제 중에 함침시키는 함침단계 (S500); 상기 나무를 상온에서 건조시키는 건조단계 (S600); 및 건조가 완료된 나무를 몸체부와 선단부로 이루어진 압축못 (100)으로 가공하는 가공단계 (S700);를 포함한다. 상기 압축못 (100)은 상기 나무의 내부 조직인 셀룰로스 (Cellulose)가 파괴되지 않고 유지될 수 있다.
상기 준비단계 (S100)에서는 압축못을 제조하기 위한 재료를 준비할 수 있는데, 상기 재료로는 나이테가 있는 나무로, 예컨대 소나무, 잣나무, 전나무, 대나무 및 편백나무 중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 준비단계 (S100)에서는 상기 나무를 정리하고 소정의 크기로 절단하여 준비할 수 있다.
상기 가열단계 (S200)는 마이크로웨이브를 이용하여 상기 나무를 가열함으로써 상기 나무 내부의 수분을 건조시킬 수 있다. 이때, 상기 마이크로웨이브는 발진주파수 2000MH2 내지 3000MH2인 경우, 출력이 400W 내지 600W일 수 있으며, 대략 3분 내지 7분간 수행될 수 있다. 상기 마이크로웨이브의 조건이 전술한 범위를 벗어나는 경우에는 상기 나무의 내부까지 균일하게 건조되지 않을 수 있으며, 상기 마이크로웨이브가 과하게 조사되는 경우에는 상기 나무의 내부가 탄화되어 흑색이 되고, 나무의 내부 셀룰로스 조직이 파괴될 수 있다.
또한, 상기 마이크로웨이브를 이용하여 상기 나무를 건조하는 경우에 상기 나무의 내부 온도는 180℃ 내지 200℃로 유지될 수 있다. 상기 나무의 내부 온도가 180℃ 미만인 경우에는 나무가 충분히 건조되지 못한 상태로 압축못으로 제작되므로 압축못의 강도가 저하되고 주변 온도와 습도에 의하여 영향받아 형상이 변형되는 문제가 있고, 200℃를 초과하는 경우 상기 나무의 중심부가 탄화되고 부분적으로 셀룰로스의 조직이 파괴되며 외력에 의하여 압축못이 쉽게 뒤틀리는 등의 문제가 있다.
본 실시예에 따라 제조된 압축못은 상기 마이크로웨이브를 통하여 건조시키되 상기 나무의 내부 온도가 180℃ 내지 200℃로 유지되도록 건조시킴으로써 상기 나무의 내부 조직이 유리화된 셀룰로스로 유지되도록 할 수 있다. 상기 압축못을 건조하는 과정에서 유리화된 셀룰로스 조직이 파괴되지 않도록 유지함으로써 상기 압축못은 견고한 조직에 의한 향상된 강도를 구비할 수 있다. 또한, 상기 압축못을 소정 시간 동안 물 중에 함침시키면서 압력 등과 같은 조건을 제어하는 경우에는 상기 압축못은 상기 마이크로웨이브에 의하여 건조되기 전 상태로 되돌아갈 수 있다.
상기 압축단계 (S300)에서는 상기 나무를 나이테에 대해서 수직한 방향으로 15psi 내지 25psi으로 가압하여 압축시킬 수 있다. 이때, 상기 가열단계 (S200)에서 가열된 나무가 냉각되기 전, 예컨대 상기 나무의 내부 온도가 130℃ 내지 160℃인 경우 2.5ton 프레스를 이용하여 압축할 수 있다. 상기 압축단계 (S300)에서 상기 나무의 내부 온도와 압력이 전술한 범위 내에 있어서 유리화된 셀룰로스 조직에 주름이 생기거나, 혹은 파괴되지 않고 그대로 형상을 유지하면서 상기 나무의 전체적으로 균일하게 압축될 수 있다.
상기 나무는 압축시키는 경우 상기 나이테에 대해서 수직한 방향으로 가압할 수 있는데, 상기 압력이 15psi 미만인 경우에는 본 실시예에 따라 제조된 압축못 (100)의 압축강도가 저하되고, 25psi 초과인 경우에는 상기 나무 내부의 셀룰로스 조직의 일부가 파괴됨으로써 상기 압축못 (100)의 이용하여 목재 재료를 결속시키는 경우 수분 등의 외부환경에 의하여 쉽게 변질되는 등 내구성이 저하되어 문제된다.
상기 냉각단계 (S400)에서는 압축이 완료된 나무를 상온으로 서서히 냉각시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각단계 (S400)는 제1 단계 내지 제4 단계로 수행될 수 있다.
상기 제1 단계는 상기 나무에 70℃ 내지 80℃의 송풍을 가하여 수행되고, 상기 제2 단계는 상기 나무를 40℃ 내지 50℃의 범위로 자연냉각시키며, 상기 제3 단계는 상기 나무를 5℃ 내지 10℃의 냉풍을 이용하여 상기 나무의 내부 온도를 5℃ 내지 10℃로 냉각시키고, 상기 제4 단계는 상기 나무를 상온에서 유지시킬 수 있다.
상기 제1 단계는 상기 압축된 나무를 70℃ 내지 80℃의 송풍을 가하여 수행될 수 있다. 상기 압축된 나무는 내부 온도가 130℃ 내지 160℃이고 가압된 상태이므로 내부 조직인 상대적으로 약한 상태이다. 이때, 급격하게 온도를 낮추는 경우에는 상기 나무의 내부 조직에 주름이 생기는 등 변화가 생겨 나무의 강도가 저하될 수 있다. 따라서, 상기 제1 단계를 통하여 70℃ 내지 80℃의 송풍을 가하여 상기 나무를 130℃ 내지 160℃에서 70℃ 내지 80℃의 온도범위로 냉각시킬 수 있다.
상기 제2 단계에서는 상기 나무를 55℃ 내지 60℃의 범위로 냉각시킬 수 있다. 이때, 상기 제2 단계는 상기 제1 단계를 수행한 나무를 상온에서 유지하여 서서히 자연냉각시킴으로써 상기 제1 단계가 수행된 나무의 내부 셀룰로스 조직이 그대로 유지되면서 압축될 수 있다.
상기 제3 단계에서는 상기 나무를 5℃ 내지 10℃의 냉풍을 이용하여 상기 나무의 내부 온도를 5℃ 내지 10℃로 냉각시키므로 상기 나무의 표면 조직이 보다 견고하도록 고정될 수 있다.
이어서, 제4 단계에서는 5℃ 내지 10℃의 온도로 냉각된 나무를 상온에서 유지시킴으로써 대략 25℃인 상온의 온도와 동일한 온도가 되도록 할 수 있다.
상기 함침단계 (S500)에서 상기 코팅제는 인산염계 방염제와 오일계 물질을 포함하고, 상기 나무를 상기 인삼연계 방염제에 함침시킨 후 건조한 다음 상기 오일계 물질 중에 함침시킬 수 있다. 상기 코팅제는 상기 나무의 조직 내부로 흡수되어 제조된 압축못의 내구성과 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 함침단계 (S500)에서는 상기 나무를 코팅제가 구비된 챔버 내에 수납하여 상기 코팅제가 상기 나무에 함침 및 코팅되도록 할 수 있다. 상기 챔버는 히터가 구비된 제1 챔버와, 펌프가 구비된 제2 챔버를 포함할 수 있다.
상기 제1 챔버는 히터가 구비될 수 있으며, 상기 히터를 이용하여 상기 나무를 내부 온도가 30℃ 내지 40℃가 되도록 가열한 후, 가열된 나무를 상기 인산염계 방염제 중에 함침시킬 수 있다. 상기 제1 챔버에는 히터가 구비됨으로써, 상기 나무를 가열하고 이에 의하여 상기 인산염계 방염제가 상기 나무 내부로 균일하게 침투되도록 할 수 있다.
상기 나무의 내부 온도가 30℃ 내지 40℃ 온도범위에서 상기 인산염계 방염제 중에 함침됨으로써, 상기 인산염계 방염제의 성질의 변화없이 유지될 수 있으며 동시에 상기 인산염계 방염제가 상기 나무의 중심부까지 효율적으로 함침되도록 할 수 있다.
상기 인산염계 방염제에 의한 코팅이 완료된 후 상기 나무는 건조되고, 이어서, 제2 챔버로 이동할 수 있다.
상기 나무는 상기 방염제에 함침시킨 후 마이크로웨이브를 이용하여 상온의 온도를 유지하면서 상기 방염제의 용제를 건조시킬 수 있다.
상기 나무는 제2 챔버 내에서 상기 오일계 물질 중에 함침될 수 있다. 바람직하게는, 상기 나무는 오일계 물질 중에 함침된 후 상기 제2 챔버에서 상기 펌프에 의하여 약 2MPa로 4시간 가압할 수 있다. 상기 제2 챔버 내에서의 가압에 의하여 분자의 입자가 비교적 크고 점성이 있는 오일이 상기 나무의 표면 부분에 균일하게 코팅될 수 있다.
상기 인산염계 방염제는 수용성으로 상기 나무의 내부 조직까지 함침되어 제조된 압축못의 방염성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 오일계 물질은 상기 인산염계 방염제가 함침된 나무의 표면에 코팅되어 수분이 유입되지 못하도록 피막을 형성시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 마이크로웨이브를 통하여 건조된 나무에서 상기 목재의 가도관과 세포 및 목질부만 남아 있고 수분이 저하된 상태에서, 상기 인산염계 방염제에 10분 내지 60분 동안 함침시킬 수 있다. 이어서, 상기 인산염계 방염제에 함침된 나무를 2차로 자연건조시킬 수 있다. 상온에서 건조된 나무는 상기 오일계 물질 중에 5분 내지 10분 동안 함침되어 상기 나무의 표면에 오일계 물질에 의한 피막이 형성될 수 있다.
상기 인산염계 방염제는 제1 인산소다 (NaH2PO42H2O), 제2 인산암묘늄 ((NH4)2HPO4), 붕사 (Na2B4O7·10H2O), 붕산 (H3BO3), 폴리옥시알킬레이티드 알킬인산 에스터 (polyoxyalkylated alkyl phosphoric acid ester) 및 물을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 인산염계 방염제에서, 상기 제1 인산소다는 3중량부 내지 7중량부이고, 상기 제2 인산암묘늄은 15중량부 내지 20중량부이고, 상기 붕사는 2중량부 내지 4중량부이고, 상기 붕산은 3중량부 내지 5중량부이고, 상기 폴리옥시알킬레이티드 알킬인산 에스터 (CHEMPHOS TR-421)는 2중량부 내지 4중량부이며, 물은 60중량부 내지 70중량부 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 안산소다는 5중량부, 제2 인산암모늄은 18.8중량부, 붕사는 3중량부, 붕산은 4중량부, 폴리옥시알킬레이티드 알킬인산 에스터는 3중량부, 회석제로 사용된 물은 66.2중량부일 수 있다.
상기 인산염계 방염제는 물과 유사한 성질을 갖는 물질로 화학반응에 의한 2차 환경오염을 유발시키 않는 친환경적인 방염제이다. 또한, 상기 인산염계 방염제는 화제시 발생하는 유독가스의 억제력과 -20℃의 저온에서도 응결되지 않고 장기간 보관시에도 변질없이 사용이 가능하다. 또한, 상기 인산염계 방염제는 방염성능뿐만 아니라 800℃ 내지 1000℃에서의 내열성과 방부, 방충 효과도 함께 구비하며, 회석제로는 물을 사용하므로 침지방법 이외에도 분무에 의하여 상기 나무에 코팅시킬 수 있다.
상기 오일계 물질은 아마씨에서 추출한 아마인유 (Linceed oil)를 주원료로 하는 오동유 (Tung oil), 유칼리오일 (Eucalyptus oil) 및 다마르수지 (Dammar resin)를 녹인 테레핀유 (Turpentine oil) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 오일계 물질은 아마씨에서 추출한 아마인유 (Linceed oil)를 주원료로 하는 오동유 (Tung oil), 유칼리오일(Eucalyptus oil) 및 다마르수지(Dammar resin)를 녹인 테레핀유 (Turpentine oil) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 오일계 물질은 상기 오동유 40중량부 내지 60중량부, 유칼리오일 30중량부 내지 50중량부 및 테레핀유 5중량부 내지 15중량부를 180℃ 내지 220℃에서 가열하여 혼합되어 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 오동유는 55중량부, 유칼리오일은 40중량부 및 테레핀유는 5중량부일 수 있다.
상기 건조단계 (S600)에서는 코팅제에 의한 코팅이 완료된 나무를 상온에서 건조시킬 수 있다. 상기 나무를 상온에서 유지시킴으로써 상기 나무에 코팅된 오일계 물질이 상기 나무에 고정되도록 할 수 있다.
상기 가공단계 (S700)에서는 상기 나무를 몸체부와 선단부로 이루어진 압축못으로 가공할 수 있다. 상기 압축못은 상기 압축못이 압입되는 대상물과 동일한 종류의 나무로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 압축못은 타카용 못 (tacking nail)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 압축못을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 나이테를 구비한 압축못을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 압축못의 제조방법에 의하여 제조된 압축못 (100)은 나이테가 있는 나무를 가공하여 제조된 압축못으로, 제1 방향 (x)으로 연장된 몸체부 (110); 상기 몸체부 (110)의 일단에 일체로 구비된 선단부 (120);로 이루질 수 있다. 또한, 상기 나무의 온도를 상승시킨 후 압축시켜 제조됨에도 불구하고, 상기 나무의 내부 조직인 셀룰로스 (Cellulose)가 파괴되지 않고 유지되는 향상된 강도를 갖도록 구비될 수 있다.
상기 제조된 압축못 (100)에는 나이테 (130)가 구비될 수 있는데, 상기 나이테 (130)는 상기 제1 방향 (a)에 대해서 수직하게 구비되는 평형 나이테 (130), 상기 제1 방향에 대해서 나란하게 구비되는 수직 나이테 (130a) 및 상기 제1 방향에 대해서 40° 내지 50°의 각도로 경사지게 구비되는 경사 나이테 (130b) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 압축못 (100)에서 평형 나이테 (130)는 상기 제1 방향 (x)에 대해서 수직하게 구비되고, 상기 수직 나이테 (130a)는 상기 제1 방향 (x)에 대해서 나란하게 구비되며, 상기 경사 나이테 (130b)는 상기 제1 방향 (x)에 대해서 40° 내지 50°의 각도로 경사지게 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 압축못 (100)이 상기 몸체부의 타단을 제1 방향 (x)으로 타격하여 대상물에 압입되는 경우에는 상기 나이테는 평형 나이테 (130)로 이루어지고, 상기 압축못 (100a)이 상기 몸체부를 회전시켜 대상물에 압입되는 경우에는 상기 나이테는 수직 나이테 (130a)로 이루어질 수 있다. 즉, 평형 나이테 (130)를 구비한 압축못 (100)의 경우에는 압축강도가 보다 향상될 수 있고, 수직 나이테 (130a)를 구비한 압축못 (100a)의 경우는 토크 (torque)에 대한 휨강도가 향상될 수 있다. 또한, 경사 나이테 (130b)를 구비한 압축못 (100b)의 경우에는 압축강도 및 휨강도가 양측 모두 향상될 수 있으므로, 상기 압축못에 가해지는 힘의 종류에 따라 상기 나이테의 방향을 적절하게 제어하여 사용할 수 있다.
상기 압축못 (100)의 함수율 (KS F 2199)은 5wt% 내지 10wt%일 수 있다. 상기 압축못 (100)의 함수율이 5wt% 미만인 경우에는 상기 셀룰로스 조직이 파괴되어 강도가 저하되고, 10wt%를 초과하는 경우에는 상기 압축못 (100)의 내구성이 저하된다.
본 실시예에 따른 나무뭇 (100)에서, 하기 식 1에 따른 상기 압축못의 경도 (KS F 2212)는 110N/㎟ 내지 150N/㎟일 수 있다.
식 1 : 압축못의 경도 [N/㎟] = P [N] /10
(여기에서, P는 상기 압축못이 대상물에 대한 압입깊이가 1/π㎜일 때의 하중을 의미한다.)
본 실시예에 따른 압축못 (100)은 전술한 범위의 경도를 구비하여 다양한 목재에 적용이 가능하며 목재와 목재 사이의 향상된 결속력을 제공할 수 있다.
별법으로 상기 압축못 (100)은 상기 압축못 (100)이 압입되는 대상물과 동일한 종류의 나무로 이루어질 수 있다.
종래에는 소정의 강도를 갖는 압축못을 제조하기 위하여 재료로 사용이 가능한 목재의 한계가 있어, 불가피하게 압입되는 대상물과 다른 종류를 재료로 제조된 압축못을 이용하여 대상물을 서로 결속시키는 경우 수분이나 온도 등의 주변환경변화에 대한 부피팽창 등이 서로 상이하여 뒤틀리거나 대상물끼리 결속시킨 부분이 파괴되는 등의 문제가 발생했다.
반면, 본 발명에 따른 압축못 (100)은 종래 강도가 낮아서 제약이 있는 목재를 재료로도 제조할 수 있으므로 다양한 목재에 적용이 가능하다. 따라서, 상기 나무뭇 (100)이 압입되는 대상물과 동일한 종류로 제조될 수 있어, 장기간 사용하는 경우에도 수분이나 온도 등에 대한 변화가 대상물과 유연하게 밸런스를 맞추어 대상물의 결속이 장기간 견고하게 유지될 수 있다.
상기 압축못 (100)은 타카용 못 (tacking nail)일 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 방법에 의하여 제조된 압축못을 포함할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 압축못
110 : 몸체부
120 : 선단부
130 : 나이테

Claims (13)

  1. 나이테가 있는 나무를 준비하는 준비단계;
    상기 나무를 마이크로웨이브를 이용하여 내부 온도가 180℃ 내지 200℃로 유지되도록 가열하는 가열단계;
    가열이 완료된 나무를 15psi 내지 25psi으로 가압하여 압축시키는 압축단계;
    압축된 나무를 상온으로 서서히 냉각시키는 냉각단계;
    냉각이 완료된 후 상기 나무를 코팅제 중에 함침시키는 함침단계;
    상기 나무를 상온에서 건조시키는 건조단계; 및
    건조가 완료된 나무를 몸체부와 선단부로 이루어진 압축못으로 가공하는 가공단계;를 포함하고,
    상기 압축못은 상기 나무의 내부 조직인 셀룰로스 (Cellulose)가 파괴되지 않고 유지되는 압축못의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각단계는 제1 내지 제4 단계로 이루어지고,
    상기 제1 단계는 상기 나무에 70℃ 내지 80℃의 송풍을 가하여 수행되고,
    상기 제2 단계는 상기 나무를 40℃ 내지 50℃의 범위로 자연냉각시키며,
    상기 제3 단계는 상기 나무를 5℃ 내지 10℃의 냉풍을 이용하여 상기 나무의 내부 온도를 5℃ 내지 10℃로 냉각시키고,
    상기 제4 단계는 상기 나무를 상온에서 유지시키는 압축못의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 함침단계에서 상기 코팅제는 인산염계 방염제와 오일계 물질을 포함하고,
    상기 나무를 상기 인삼연계 방염제에 함침시킨 후 건조한 다음 상기 오일계 물질 중에 함침시키는 압축못의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방염제에 함침시킨 후 마이크로웨이브를 이용하여 건조시키는 압축못의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인산염계 방염제는 제1 인산소다 (NaH2PO4·2H2O), 제2 인산암묘늄 ((NH4)2HPO4), 붕사 (Na2B4O7·10H2O), 붕산 (H3BO3), 폴리옥시알킬레이티드 알킬인산 에스터 (polyoxyalkylated alkyl phosphoric acid ester) 및 물을 포함하는 압축못의 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 오일계 물질은 아마씨에서 추출한 아마인유 (Linceed oil)를 주원료로 하는 오동유 (Tung oil), 유칼리오일 (Eucalyptus oil) 및 다마르수지 (Dammar resin)를 녹인 테레핀유 (Turpentine oil) 중 어느 하나 이상을 포함하는 압축못의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압축못은 제1 방향으로 연장된 몸체부;
    상기 몸체부의 일단에 일체로 구비된 선단부;로 이루어지는 압축못의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압축단계에서 상기 나무는 상기 나이테에 대해서 수직한 방향으로 압축되고,
    상기 나이테는 상기 제1 방향에 대해서 수직하게 구비되는 평형 나이테, 상기 제1 방향에 대해서 나란하게 구비되는 수직 나이테 및 상기 제1 방향에 대해서 40° 내지 50°의 각도로 경사지게 구비되는 경사 나이테 중 어느 하나 이상인 압축못의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압축못은 상기 압축못이 압입되는 대상물과 동일한 종류의 나무로 이루어지는 압축못의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 압축못은 타카용 못 (tacking nail)인 압축못의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 압축못의 함수율 (KS F 2199)은 5wt% 내지 10wt%인 압축못의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    하기 식 1에 따른 상기 압축못의 경도 (KS F 2212)는 110N/㎟ 내지 150N/㎟인 압축못의 제조방법.
    식 1 : 압축못의 경도 [N/㎟] = P [N] /10
    (여기에서, P는 상기 압축못이 대상물에 대한 압입깊이가 1/π㎜일 때의 하중을 의미한다.)
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따라 제조된 압축못.
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