KR20230103506A - 중밀도섬유판 및 그 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중심부에 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유가 형성되고, 상기 생칩섬유의 상,하단에는 잡목칩 또는 목재산업폐기물을 칩으로 형성되는 잡목칩섬유 또는 폐기물칩섬유를 형성하여 생산단가를 낮추고, 재활용률을 높일 수 있도록 한 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 의하면 침엽수칩의 함량이 줄어들기 때문에 가격이 저렴하면서도 가운데에 구성되므로 강도와 물성은 충분히 보장되고, 침엽수를 중간층에 사용하고, 잡목을 외부층으로 구성함으로써 목재의 활용성을 높힐 수 있으며, 목재산업폐기물을 사용할 수 있도록 하여 목재의 재활용률을 높임으로써 친환경적인 등의 효과가 발생한다.

Description

중밀도섬유판 및 그 생산방법{MDF MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중심부에 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유가 형성되고, 상기 생칩섬유의 상,하단에는 잡목칩 또는 목재산업폐기물을 칩으로 형성되는 잡목칩섬유 또는 폐기물칩섬유를 형성하여 생산단가를 낮추고, 재활용률을 높일 수 있도록 한 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 관한 것이다.

중밀도섬유판(MDF, Medium Density Fiberboard)이란 원목을 일정한 크기의 조각(Chip)으로 깎아 이를 해섬(화학약품 처리후 끊임)하여 섬유질만을 뽑아낸 목섬유(Wood Fiber)를 접착제와 섞어 압력을 가하여 만든 제품으로 밀도가 04~08g/㎤ 되는 판재이다.

종래의 중밀도섬유판은 섬유분배가 균일하고 조직이 치밀하여 가공성이 뛰어나고 가격이 싸서 가구재 등으로 많이 쓰이고 있다.

이러한, 중밀도섬유판 혹은 중밀도판재에 관한 기술은 대한민국 특허청 공개특허공보 제2002-0040367호, 제1997-000832호, 등록특허공보 제0239134호 및 제0730402호, 등록실용신안공보 제0391216호 등에 개시된 바 있다.

상기 중밀도섬유판의 생산방법에 대한 기술은 대한민국 특허청 등록특허공보 제2030498호에 '건식 폐 중밀도섬유판을 재활용하여 중밀도섬유판 제조공정 라인에 직접 투입하여 중밀도섬유판을 제조하는 방법'이 개시된 바 있다.

종래의 중밀도섬유판의 생산방법은 건식 폐 중밀도섬유판을 햄머밀을 이용하여, 두께 0.5-7.5mm 및 길이 16-60mm로 파쇄하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 파쇄된 건식 폐 중밀도섬유판의 함수율을 30-40%로 조절하는 단계(단계 2); 상기 단계 2에서 함수율 조절된 건식 폐 중밀도섬유판 1-10 중량부 및 원료 목재 90-99 중량부를 혼합한 복합원료를 140-160℃의 예열기(pre-heater)에 함께 투입하여 예열처리하는 단계(단계 3); 상기 단계 3에서 예열처리된 복합원료를 170-190℃, 6-8 bar의 연화처리장치(digester)에 투입하여 연화처리하는 단계(단계 4); 상기 단계 4에서 연화처리된 복합원료를 리파이너(refiner)에 투입하여 섬유화하는 단계(단계 5); 상기 단계 5에서 섬유화된 복합원료에 수지를 공급하여 혼합하는 단계(단계 6); 및 상기 단계 6에서 수지가 혼합된 복합원료를 성형기(mat former), 예압처리기(precompressor) 및 열압처리기에 순차적으로 투입하여 중밀도섬유판을 제조하는 단계(단계 7)로 구성된다.

즉, 폐중밀도섬유판을 분쇄하고, 건조한 후에 이를 리파이너에 넣고 해섬한 후 건조하고, 열압착하여 형성한다.

그러나, 종래의 중밀도섬유판 및 중밀도섬유판의 생산방법에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 순수한 침엽수칩만을 사용해야하기 때문에 가격이 높고 재료의 수급이 잘 되지 않아서 생산에 차질이 발생한다.

(2) 폐중밀도섬유판만을 분리하여 수거하는 것이 어렵고, 이렇게 수거하더라도 잡목들이 섞이게 되어서 재활용하기가 어렵다.

(3) 잡목이나 목재산업폐기물의 경우에는 이물질이 많아서 중밀도섬유판을 만들기가 어렵다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 바람직한 제1실시예로는 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유와 잡목칩으로 형성되는 잡목칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 잡목칩섬유로 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제2실시예로는 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유 50~90중량%와 잡목칩으로 형성되는 잡목칩섬유 10~50중량%를 사용하여 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 잡목칩섬유로 외부층(SL)을 형성하면서 이를 가온가압하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제3실시예로는 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유와 목재산업폐기물로 형성되는 폐기물칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 폐기물칩섬유를 사용하여 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 제4실시예로는 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유와, 목재산업폐기물로 형성되는 폐기물칩섬유와 잡목칩으로 형성되는 잡목칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유 50~90중량%와 잡목칩섬유 10~50중량%로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 폐기물칩섬유 20~50중량%와 잡목칩섬유 50~80중량%를 사용하여 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판을 생산하는 생산방법은 침엽수를 칩으로 분쇄하고, 선별하여 침엽수칩을 생산하는 제1분쇄단계와;

잡목을 칩으로 분쇄하고, 선별하여 잡목칩을 생산하는 제2분쇄단계와;

상기 침엽수칩을 해섬하여 생칩섬유를 만들고, 접착수지를 도포하는 제1해섬단계와;

상기 잡목칩을 해섬하여 잡목칩섬유를 만들고 접착수지를 도포하는 제2해섬단계와;

상기 제1해섬단계의 생칩섬유는 제1건조라인으로, 제2해섬단계의 잡목칩섬유는 제2건조라인 및 제3건조라인으로 열풍건조하는 건조단계와;

상기 건조단계 후에 제3건조라인으로 건조되어 이송되는 잡목칩섬유를 하단으로 투입하고, 제1건조라인으로 건조되어 이송되는 생칩섬유를 잡목칩섬유의 상단으로 투입하며, 제2건조라인으로 건조되어 이송되는 잡목칩섬유를 생칩섬유의 상단으로 투입하면서 매트를 형성하는 매트형성단계와;

상기 매트형성단계 후에 층으로 쌓여진 섬유를 예압하여 공기를 제거하는 예압단계와;

상기 예압단계 후에 고온, 고압으로 압착하는 열압단계와;

상기 열압단계 후에 규격으로 절단하는 제단단계와;

상기 제단단계 후에 상온에서 냉각하는 냉각단계와;

상기 냉각단계 후에 연마하여 포장하는 포장단계로 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.

(1) 침엽수칩의 함량이 줄어들기 때문에 가격이 저렴하면서도 가운데에 구성되므로 강도와 물성은 충분히 보장된다.

(2) 침엽수를 중간층에 사용하고, 잡목을 외부층으로 구성함으로써 목재의 활용성을 높힐 수 있다.

(3) 목재산업폐기물을 사용할 수 있도록 하여 목재의 재활용률을 높임으로써 친환경적이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판의 생산방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판의 생산장치를 나타낸 개념도.

본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기에 앞서, 본 명세서에 도시된 도면은 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 그 구성요소의 크기나 형상 등을 다소 과장되거나 단순화시켜 표현할 수 있다.

또한, 본 발명의 기술적 사상과는 관계없는 부분의 설명은 생략하였고, 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여서 설명하였다.

본 발명에서 정의된 용어 및 부호들은 사용자, 운용자 및 작성자에 의해서 임의로 정의되거나, 선택적으로 사용된 용어이기 때문에, 이러한 용어들은 본 명세서의 전체적인 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 하고, 용어자체의 의미로 한정하여서는 안된다.

본 발명의 바람직한 제1실시예로는 침엽수칩(10)으로 형성되는 생칩섬유와 잡목칩(20)으로 형성되는 잡목칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 잡목칩섬유로 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성한다.

상기 중간층(CL)은 침엽수칩(10) 100%를 사용하여 형성하고, 전체 두께의 50%이상을 차지할 수 있도록 형성되며, 외부층(SL)은 동일한 두께로 각각 형성된다.

상기 침엽수칩(10)은 그대로 사용하지 않고, 칩으로 분쇄하고, 선별하여 해섬한 후 생칩섬유로 형성한다.

상기 생칩섬유를 만들 때 접착수지를 도포하고, 이를 함께 건조하면서 예압, 열압을 수행하도록 형성된다.

상기 외부층(SL)을 만들기 위해서 중밀도섬유판 생산장치에서 건조라인을 3개로 분리해서 형성한다.

즉, 외부층(SL)을 위한 잡목칩섬유가 예압장치로 들어갈 때 중간층(CL)의 상,하부에 배치되어야 하므로, 외부층(SL)을 형성하기 위한 잡목칩섬유는 2개의 건조라인으로 따로 이송되어서 형성된다.

상기 침엽수는 소나무가 주로 사용되고, 잣나무, 전나무, 분비나무, 가문비나무, 종비나무, 잎갈나무, 주목 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 제2실시예로는 침엽수칩(10)으로 형성되는 생칩섬유 50~90중량%와 잡목칩(20)으로 형성되는 잡목칩섬유 10~50중량%를 사용하여 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 잡목칩섬유로 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성한다.

상기 중간층(CL)은 생칩섬유에 잡목칩섬유를 혼합하는 것으로, 중량대비 약 10~30중량%를 혼합하는 것이 중밀도섬유판 전체의 물성에 영향을 미치지 않는다.

상기 외부층(SL)은 잡목칩섬유로 형성되되, 폐기물칩섬유를 일부(20~30중량%) 포함할 수 있다.

상기 중간층(CL)을 구성할 때 생칩섬유와 잡목칩섬유를 혼합하는 것은, 생칩섬유의 열풍건조라인의 끝단에 잡목칩섬유의 건조라인의 끝단이 일부 결합되어 서로 혼합된다.

상기 중간층(CL)은 전체 두께의 50%이상으로 형성되고, 외부층(SL)은 동일한 두께로 각각 형성된다.

상기 침엽수는 소나무가 주로 사용되고, 잣나무, 전나무, 분비나무, 가문비나무, 종비나무, 잎갈나무, 주목 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 제3실시예로는 침엽수칩(10)으로 형성되는 생칩섬유와 목재산업폐기물(30)로 형성되는 폐기물칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 폐기물칩섬유를 사용하여 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성한다.

상기 목재산업폐기물(30)은 이물질이 많이 포함되어 있기 때문에 칩으로 만들면서 다층의 진동선별기와 금속선별기 등을 거치게 되고, 블로어를 통해서 중량선별기를 거쳐서 이물질을 제거한다.

이러한 이물질을 잘 제거하지 못할 경우에는 판재로 형성될 때 불량이 발생하게 된다.

상기 중간층(CL)은 전체 두께의 50%이상으로 형성되고, 외부층(SL)은 폐기물칩섬유로 형성되고, 동일한 두께로 각각 형성된다.

상기 침엽수는 소나무가 주로 사용되고, 잣나무, 전나무, 분비나무, 가문비나무, 종비나무, 잎갈나무, 주목 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 제4실시예로는 침엽수칩(10)으로 형성되는 생칩섬유와, 목재산업폐기물(30)로 형성되는 폐기물칩섬유와 잡목칩(20)으로 형성되는 잡목칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유 50~90중량%와 잡목칩섬유 10~50중량%로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 폐기물칩섬유 20~50중량%와 잡목칩섬유 50~80중량%를 사용하여 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성한다.

상기 목재산업폐기물(30)은 이물질이 많이 포함되어 있기 때문에 칩으로 만들면서 다층의 진동선별기와 금속선별기 등을 거치게 되고, 블로어를 통해서 중량선별기를 거쳐서 이물질을 제거한다.

이러한 이물질을 잘 제거하지 못할 경우에는 판재로 형성될 때 불량이 발생하게 된다.

바람직하게는 중간층(CL)의 경우에는 생칩섬유에 10~30중량%의 잡목칩섬유를 사용하는 것이 적당하다.

상기 외부층(SL)의 경우에는 잡목칩섬유에 10~30중량%의 폐기물칩섬유를 사용하는 것이 적당하다.

상기 중간층(CL)은 전체 두께의 50%이상으로 형성되고, 외부층(SL)은 동일한 두께로 각각 형성된다.

상기 침엽수는 소나무가 주로 사용되고, 잣나무, 전나무, 분비나무, 가문비나무, 종비나무, 잎갈나무, 주목 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판을 생산하는 생산방법은 침엽수를 칩으로 분쇄하고, 선별하여 침엽수칩(10)을 생산하는 제1분쇄단계와;

잡목을 칩으로 분쇄하고, 선별하여 잡목칩(20)을 생산하는 제2분쇄단계와;

상기 침엽수칩(10)을 해섬하여 생칩섬유를 만들고, 접착수지를 도포하는 제1해섬단계와;

상기 잡목칩(20)을 해섬하여 잡목칩섬유를 만들고 접착수지를 도포하는 제2해섬단계와;

상기 제1해섬단계의 생칩섬유는 제1건조라인(210)으로, 제2해섬단계의 잡목칩섬유는 제2건조라인(220) 및 제3건조라인(230)으로 열풍건조하는 건조단계와;

상기 건조단계 후에 제3건조라인(230)으로 건조되어 이송되는 잡목칩섬유를 하단으로 투입하고, 제1건조라인(210)으로 건조되어 이송되는 생칩섬유를 잡목칩섬유의 상단으로 투입하며, 제2건조라인(220)으로 건조되어 이송되는 잡목칩섬유를 생칩섬유의 상단으로 투입하면서 매트를 형성하는 매트형성단계와;

상기 매트형성단계 후에 층으로 쌓여진 섬유를 예압하여 공기를 제거하는 예압단계와;

상기 예압단계 후에 고온, 고압으로 압착하는 열압단계와;

상기 열압단계 후에 규격으로 절단하는 제단단계와;

상기 제단단계 후에 상온에서 냉각하는 냉각단계와;

상기 냉각단계 후에 연마하여 포장하는 포장단계로 구성된다.

상기 제1분쇄단계는 침엽수를 분쇄하여 침엽수칩(10)을 만들고 선별하는 것으로, 이물질을 제거하는 단계이다.

상기 제2분쇄단계는 잡목을 칩으로 분쇄하고 선별하는 단계로, 목재산업폐기물(30)을 칩으로 분쇄하고 선별하는 단계도 여기에 포함된다.

상기 제2분쇄단계에서는 목재산업폐기물(30)에 이물질이 많이 포함되어 있기 때문에 칩으로 만들면서 다층의 진동선별기와 금속선별기 등을 거치게 되고, 블로어를 통해서 중량선별기를 거쳐서 이물질을 제거한다.

상기 제1해섬단계와 제2해섬단계는 칩을 고압수증기로 전처리하고, 디스크리파이너를 통해서 섬유화하는 단계로, 각각 다른 챔버에서 수행되어 각각 건조라인으로 이동된다.

상기 건조단계는 제1건조라인(210), 제2건조라인(220) 및 제3건조라인(230)으로 각각 이루어지고, 열풍으로 건조하게 된다.

상기 매트형성단계는 각각의 건조라인으로부터 유입되는 칩섬유들을 적층하는 단계로, 제3건조라인(230)으로 유입되는 잡목칩섬유는 하단에, 제1건조라인(210)으로 유입되는 생칩섬유는 중단에, 제2건조라인(220)으로 유입되는 잡목칩섬유는 상단에 위치하도록 연속적으로 투입되는 단계이다.

상기 목재산업폐기물(30)을 이용한 폐기물칩은 잡목칩(20)의 생산라인과 유사하게 진행되고, 별도의 생산라인으로 공급하거나, 잡목칩(20)과 중량비를 맞추어 함께 공급할 수 있다.

상기 예압단계는 매트와 같이 쌓여있는 각각의 칩섬유들 사이의 공기를 제거하여 서서히 압력을 가하는 단계이다.

상기 열압단계는 롤러를 활용하여 점차적으로 가온가압하는 단계이다.

상기 제단단계, 냉각단계 및 포장단계가 연속적이루어져서 완성된다.

상기에서 설명되지 않은 도면부호 중 110은 적층라인으로, 생칩섬유, 잡목칩섬유 또는 폐기물칩섬유가 적층되는 라인이고, 120은 예압라인, 130은 열압라인 및 140은 냉풍건조라인이다.

본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 중밀도섬유판 및 그 생산방법에 의하면 침엽수칩의 함량이 줄어들기 때문에 가격이 저렴하면서도 가운데에 구성되므로 강도와 물성은 충분히 보장되고, 침엽수를 중간층에 사용하고, 잡목을 외부층으로 구성함으로써 목재의 활용성을 높힐 수 있으며, 목재산업폐기물을 사용할 수 있도록 하여 목재의 재활용률을 높임으로써 친환경적인 등의 효과가 발생한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

10 : 침엽수칩 20 : 잡목칩
30 : 목재산업폐기물
110 : 적층라인 120 : 예압라인
130 : 열압라인 140 : 냉풍건조라인
210 : 제1건조라인 220 : 제2건조라인
230 : 제3건조라인

Claims (5)

1. 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유와 잡목칩으로 형성되는 잡목칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 잡목칩섬유로 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성한다.
   상기 중간층(CL)은 침엽수칩 100%를 사용하여 형성하고, 전체 두께의 50%이상을 차지할 수 있도록 형성되며, 외부층(SL)은 동일한 두께로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 중밀도섬유판.
2. 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유 50~90중량%와 잡목칩으로 형성되는 잡목칩섬유 10~50중량%를 사용하여 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 잡목칩섬유로 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성하는 것을 특징으로 하는 중밀도섬유판.
3. 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유와 목재산업폐기물로 형성되는 폐기물칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 폐기물칩섬유를 사용하여 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성하는 것을 특징을 하는 중밀도섬유판.
4. 침엽수칩으로 형성되는 생칩섬유와, 목재산업폐기물로 형성되는 폐기물칩섬유와 잡목칩으로 형성되는 잡목칩섬유를 건조한 후, 생칩섬유 50~90중량%와 잡목칩섬유 10~50중량%로 중간층(CL)을 형성하고, 상기 중간층(CL)의 상,하부에 폐기물칩섬유 20~50중량%와 잡목칩섬유 50~80중량%를 사용하여 외부층(SL)을 형성하면서 가온가압하여 형성하는 것을 특징으로 하는 중밀도섬유판.
5. 중밀도섬유판을 생산하는 생산방법은 침엽수를 칩으로 분쇄하고, 선별하여 침엽수칩을 생산하는 제1분쇄단계와;
   잡목을 칩으로 분쇄하고, 선별하여 잡목칩을 생산하는 제2분쇄단계와;
   상기 침엽수칩을 해섬하여 생칩섬유를 만들고, 접착수지를 도포하는 제1해섬단계와;
   상기 잡목칩을 해섬하여 잡목칩섬유를 만들고 접착수지를 도포하는 제2해섬단계와;
   상기 제1해섬단계의 생칩섬유는 제1건조라인으로, 제2해섬단계의 잡목칩섬유는 제2건조라인 및 제3건조라인으로 열풍건조하는 건조단계와;
   상기 건조단계 후에 제3건조라인으로 건조되어 이송되는 잡목칩섬유를 하단으로 투입하고, 제1건조라인으로 건조되어 이송되는 생칩섬유를 잡목칩섬유의 상단으로 투입하며, 제2건조라인으로 건조되어 이송되는 잡목칩섬유를 생칩섬유의 상단으로 투입하면서 매트를 형성하는 매트형성단계와;
   상기 매트형성단계 후에 층으로 쌓여진 섬유를 예압하여 공기를 제거하는 예압단계와;
   상기 예압단계 후에 고온, 고압으로 압착하는 열압단계와;
   상기 열압단계 후에 규격으로 절단하는 제단단계와;
   상기 제단단계 후에 상온에서 냉각하는 냉각단계와;
   상기 냉각단계 후에 연마하여 포장하는 포장단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 중밀도섬유판 생산방법.

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