KR20230162352A - Manufacturing method of prepreg compressed wood for 3D plastic processing - Google Patents

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이원희
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 3차원 소성가공을 위한 원목을 제재목으로 가공하는 제재목 준비 단계; 상기 제재목을 가열하는 연화처리 단계; 목재의 전건비중으로 산출되는 공극양의 2~3배를 열압축하는 열압축처리 단계; 열압축된 상기 목재를 습윤처리하는 습윤처리 단계; 열압축된 상기 목재를 3차원 형상으로 가공하는 3차원 곡선가공처리 단계; 3차원 곡선가공된 상기 목재를 고압수증기처리하는 치수안정화 처리 단계; 및 3차원 곡선가공된 상기 목재의 성형물을 획득하는 3차원 성형물 제조 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to an embodiment includes a lumber preparation step of processing raw wood for three-dimensional plastic processing into lumber; A softening treatment step of heating the lumber; A heat compression treatment step of heat compressing 2 to 3 times the amount of voids calculated from the total dry weight of the wood; Wetting treatment step of moistening the heat-compressed wood; A three-dimensional curve processing step of processing the heat-compressed wood into a three-dimensional shape; A dimensional stabilization treatment step of treating the three-dimensional curved wood with high-pressure steam; and a three-dimensional molded product manufacturing step of obtaining a three-dimensional curved molded product of the wood.

Description

3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법{Manufacturing method of prepreg compressed wood for 3D plastic processing}Manufacturing method of prepreg compressed wood for 3D plastic processing}

3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법이 개시된다.A method for manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing is disclosed.

삼림 감소와 지구 온난화가 세계적으로 문제가 되는 반면, 유엔에서도 녹화선진국으로 인정받는 세계에서 유수한 높은 삼림율을 자랑하는 현실임에도 우리나라는 목재의 대부분을 해외로부터의 수입에 의존하고 있고, 목재 자급율이 약 18% 정도로 국산재 이용율이 부족해 국내 삼림의 선순환구조가 되지 못하고 있는 요인이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 간벌재 등 미이용자원을 중심으로 한 국산재의 유효활용을 추진하고 국내 임업을 활성화함으로써 건전한 삼림육성을 촉진하는 것이 급무로 목재과학자들에 의해 그간 다양한 목재 이용 기술의 개발이 이루어져 왔다. 목재는 점탄성소재이지만 인장변형율이 극히 낮아서 곡선가공이 매우 어렵고, 가공한다고 해도 탄성회복에 의한 치수회복으로 실용화되지 못하고 있는 실정이다.While forest decline and global warming are global problems, Korea boasts one of the world's highest forestry rates and is recognized by the United Nations as an advanced country in greening. However, Korea relies on imports from overseas for most of its wood, and its wood self-sufficiency rate is weak. The insufficient use rate of domestically produced materials is around 18%, which is a factor in preventing a virtuous cycle structure for domestic forests. In order to solve these problems, it is urgent to promote the effective use of domestic materials, focusing on unused resources such as thinning materials, and to promote healthy forest development by revitalizing domestic forestry. Wood scientists have been developing various wood use technologies. Wood is a viscoelastic material, but its tensile strain is extremely low, so curve processing is very difficult, and even if processed, it is not put to practical use due to dimensional recovery through elastic recovery.

한편, 일반목재 소재는 비중이 1이하로서 경도가 낮고 금속이나 플라스틱 등과 같은 일반공업재료에 비하여 경도나 내구성 등이 약한 단점이 있는 반면에 용이한 가공성의 장점이 있다. 이러한 목재의 장점 때문에 목재는 일상생활용품으로서 다양하게 이용되고 있으나, 표면경도가 약하고 수분에 대한 팽윤 및 수축율이 큰 관계로 할렬이나 뒤틀림 등을 수반할 수 있다.On the other hand, general wood materials have a specific gravity of less than 1, so they have low hardness and have disadvantages such as lower hardness and durability compared to general industrial materials such as metal or plastic, but have the advantage of easy processing. Because of these advantages of wood, wood is widely used as daily necessities, but due to its weak surface hardness and high swelling and shrinkage rates in response to moisture, it may be accompanied by splitting or distortion.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지 기술이라고 할 수는 없다. The above-mentioned background technology is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the present invention, and cannot necessarily be said to be known technology disclosed to the general public before the application for the present invention.

일본 특허공보 제6944225호(2021.09.14.)Japanese Patent Publication No. 6944225 (2021.09.14.)

일 실시예에 따른 목적은 압축재가 열과 수분에 의해 원래 치수까지 회복하는 특성을 이용함으로써 목재에 신축성을 부여하여 깊은 곡선부재로 가공한 후에 형상고정 처리를 할 수 있는 목재의 3차원적 가공법을 제공하는 것이다.The purpose of one embodiment is to provide a three-dimensional processing method for wood that can be processed into a deep curved member by giving elasticity to the wood by using the property of compressed materials to recover to the original size by heat and moisture, and then subjecting the wood to shape fixation treatment. It is done.

실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved in the embodiments are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 3차원 소성가공을 위한 원목을 제재목으로 가공하는 제재목 준비 단계; 상기 제재목을 가열하는 연화처리 단계; 목재의 전건비중으로 산출되는 공극양의 2~3배를 열압축하는 열압축처리 단계; 열압축된 상기 목재를 습윤처리하는 습윤처리 단계; 열압축된 상기 목재를 3차원 형상으로 가공하는 3차원 곡선가공처리 단계; 3차원 곡선가공된 상기 목재를 고압수증기처리하는 치수안정화 처리 단계; 및 3차원 곡선가공된 상기 목재의 성형물을 획득하는 3차원 성형물 제조 단계;를 포함할 수 있다. A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to an embodiment to achieve the above object includes a lumber preparation step of processing raw wood for three-dimensional plastic processing into lumber; A softening treatment step of heating the lumber; A heat compression treatment step of heat compressing 2 to 3 times the amount of voids calculated from the total dry weight of the wood; Wetting treatment step of moistening the heat-compressed wood; A three-dimensional curve processing step of processing the heat-compressed wood into a three-dimensional shape; A dimensional stabilization treatment step of treating the three-dimensional curved wood with high-pressure steam; and a three-dimensional molded product manufacturing step of obtaining a three-dimensional curved molded product of the wood.

일 측에 의하면, 상기 연화처리 단계는, 상기 제재목을 100~120℃에서 1~2시간 연화처리하는 1차 가열단계; 및 상기 제재목을 130~170℃에서 0.5~2시간 연화처리하는 2차 가열단계;를 포함할 수 있다.According to one side, the softening treatment step includes a first heating step of softening the lumber at 100 to 120 ° C. for 1 to 2 hours; and a second heating step of softening the lumber at 130 to 170° C. for 0.5 to 2 hours.

일 측에 의하면, 상기 습윤처리 단계 및 3차원 곡선가공처리 단계 사이에, 상기 열압축된 목재를 0.5~1시간 수증기로 연화처리하는 3차 가열단계를 더 포함할 수 있다.According to one side, between the wet treatment step and the three-dimensional curve processing step, a third heating step of softening the heat-compressed wood with steam for 0.5 to 1 hour may be further included.

일 측에 의하면, 상기 치수안정화 처리 단계는 밀폐된 상태의 상기 목재를 180~210℃에서 고압수증기처리할 수 있다.According to one side, the dimension stabilization treatment step may be performed by treating the wood in a sealed state with high-pressure steam at 180 to 210°C.

일 측에 의하면, 상기 열압축처리 단계에서는 상기 목재의 두께가 50% 이하로 압축되도록 열압축할 수 있다.According to one side, in the heat compression treatment step, the wood may be heat compressed so that the thickness of the wood is compressed to 50% or less.

일 측에 의하면, 연화처리 단계 또는 치수안정화 처리 단계에서, 열경화성 수지 및 열가소성 수지가 첨가될 수 있다.According to one side, a thermosetting resin and a thermoplastic resin may be added in the softening treatment step or the dimensional stabilization treatment step.

일 측에 의하면, 연화처리 단계 또는 치수안정화 처리 단계에서, 친환경 오일 및 도료가 첨가될 수 있다.According to one side, eco-friendly oil and paint may be added in the softening treatment step or the dimensional stabilization treatment step.

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법에 의하면, 압축재가 열과 수분에 의해 원래 치수까지 회복하는 특성을 이용함으로써 목재에 신축성을 부여하여 깊은 곡선부재로 가공한 후에 형상고정 처리를 할 수 있는 효과가 있다.According to a method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to an embodiment, elasticity is given to the wood by using the characteristic of the compressed material to recover to the original size by heat and moisture, and the shape is fixed after processing into a deep curved member. There is an effect that can be processed.

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the prepreg compressed wood manufacturing method for three-dimensional plastic processing according to one embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 3차원 곡선가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 건조목재와 수증기 처리목재의 인장변형율과 압축변형율의 크기를 나타낸다.
도 3은 침엽수재의 횡단면 압축형상과 치수회복후의 세포벽 형상 현미경 사진을 나타낸다.
도 4는 소나무 횡단면재의 압축변형율을 이용한 곡선가공 처리재를 나타낸다.
도 5는 활엽수재의 곡율반경 4cm인 곡선가공 및 고정틀의 모양을 나타낸다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
Figure 1 is a flowchart showing a method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional curve processing.
Figure 2 shows the magnitude of tensile strain and compressive strain of dry wood and steam-treated wood.
Figure 3 shows a micrograph of the cross-sectional compressed shape of softwood and the cell wall shape after pulp recovery.
Figure 4 shows a curved processing material using the compressive strain of a pine cross-sectional material.
Figure 5 shows the shape of the curved processing and fixing frame with a radius of curvature of 4 cm of broadleaf wood.
The following drawings attached to this specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the detailed description of the invention. Therefore, the present invention is limited to the matters described in such drawings. It should not be interpreted in a limited way.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing an embodiment, if a detailed description of a related known configuration or function is judged to impede understanding of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected," "coupled," or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is no need for another component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description given in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed description will be omitted to the extent of overlap.

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 목재의 압축가공 처리방법에 의해 제조된 3차원 곡선가공을 위한 프리프레그 압축목재의 제조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고무처럼 늘어나지 않는 목재재료를 3차원으로 곡선가공할 수 있는 제조법으로 플라스틱 제품을 대체할 수 있는 대체재로서 탄소중립재료인 목재를 가구재나 자동차 내장재 등 공업용 소재로서 플라스틱 재료가 점유하고 있는 광범위한 분야에 적용할 수 있는 프리프레그 압축목재 제조에 의한 3차원 성형목재의 제조방법에 관한 것이다.A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to an embodiment relates to the production of prepreg compressed wood for three-dimensional curve processing manufactured by a compression processing method of wood, and more specifically, rubber As an alternative to plastic products, wood, a carbon-neutral material, can be applied to a wide range of fields occupied by plastic materials as industrial materials, such as furniture materials and automobile interior materials, using a manufacturing method that allows three-dimensional curve processing of wooden materials that do not stretch. It relates to a method of manufacturing three-dimensional molded wood by manufacturing prepreg compressed wood.

도 1은 3차원 곡선가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법을 나타낸 순서도이다.Figure 1 is a flowchart showing a method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional curve processing.

도 2는 건조목재와 수증기 처리목재의 인장변형율과 압축변형율의 크기를 나타낸다.Figure 2 shows the magnitude of tensile strain and compressive strain of dry wood and steam-treated wood.

도 3은 침엽수재의 횡단면 압축형상과 치수회복후의 세포벽 형상 현미경 사진을 나타낸다.Figure 3 shows a micrograph of the cross-sectional compressed shape of softwood and the cell wall shape after pulp recovery.

도 4는 소나무 횡단면재의 압축변형율을 이용한 곡선가공 처리재를 나타낸다.Figure 4 shows a curved processing material using the compressive strain of a pine cross-sectional material.

도 5는 활엽수재의 곡율반경 4cm인 곡선가공 및 고정틀의 모양을 나타낸다.Figure 5 shows the shape of the curved processing and fixing frame with a radius of curvature of 4 cm of broadleaf wood.

도 1일 참조하여, 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 제재목 준비 단계(S1), 연화처리 단계(S2, S3), 열압축처리 단계(S4), 습윤처리 단계(S5), 3차 가열단계(S6), 3차원 곡선가공처리 단계(S7), 치수안정화 처리 단계(S8) 및 3차원 성형물 제조 단계(S9)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to an embodiment includes a lumber preparation step (S1), a softening treatment step (S2, S3), a heat compression treatment step (S4), and a wet lumber preparation step (S1). It may include a processing step (S5), a third heating step (S6), a three-dimensional curve processing step (S7), a dimensional stabilization step (S8), and a three-dimensional molded product manufacturing step (S9).

구체적으로, 제재목 준비 단계(S1)에서, 3차원 소성가공을 위한 원목이 제재목으로 가공될 수 있다. 예를 들어, 제재목은 일정한 두께로 가공될 수 있다.Specifically, in the lumber preparation step (S1), raw wood for 3D plastic processing can be processed into lumber. For example, lumber can be processed to a certain thickness.

연화처리 단계(S2, S3)에서, 제재목이 가열될 수 있다. 연화처리 단계(S2, S3)는 1차 가열단계(S2) 및 2차 가열단계(S3)를 포함할 수 있다. In the softening treatment steps (S2, S3), the lumber may be heated. The softening treatment steps (S2, S3) may include a first heating step (S2) and a second heating step (S3).

1차 가열단계(S2)에서는, 제재목이 100~120℃에서 1~2시간 동안 가열될 수 있다. 2차 가열단계(S3)에서는, 제재목이 130~170℃에서 0.5~2시간 동안 가열될 수 있다. 이러한 연화처리 단계(S2, S3)를 거쳐, 단단한 제재목이 연화될 수 있다.In the first heating step (S2), the lumber may be heated at 100-120°C for 1-2 hours. In the second heating step (S3), the lumber may be heated at 130-170°C for 0.5-2 hours. Through these softening treatment steps (S2, S3), hard lumber can be softened.

열압축처리 단계(S4)에서, 연화처리된 제재목은 목재의 전건비중으로 산출되는 공극양의 2~3배로 열압축될 수 있다. 이때, 열압축처리 단계(S4)에서는, 목재의 두께가 50% 이하로 압축되도록 열압축할 수 있다. 이와 같이 열압축된 목재는 프리프레그 목재로 지칭될 수 있다. 즉, 열압축처리 단계(S4)는 프리프레그 압축목재가 제조되는 단계일 수 있다. 열압축처리에 의해서 제재목은 표면 경도 또는 강도가 부여될 수 있다.In the heat compression treatment step (S4), the softened lumber can be heat compressed to 2 to 3 times the amount of voids calculated from the total dry weight of the wood. At this time, in the heat compression treatment step (S4), the wood can be heat compressed so that the thickness of the wood is compressed to 50% or less. Wood heat-compressed in this way may be referred to as prepreg wood. That is, the heat compression treatment step (S4) may be a step in which prepreg compressed wood is manufactured. Surface hardness or strength can be imparted to lumber by heat compression treatment.

습윤처리 단계(S5)에서는, 열압축된 목재, 즉, 프리프레그 압축목재가 습윤처리될 수 있다. 프리프레그 압축목재는 예를 들어, 물 등에 담가져 침습될 수 있다.In the wetting treatment step (S5), heat-compressed wood, that is, prepreg compressed wood, may be wet treated. Prepreg compressed wood can become saturated by, for example, immersion in water.

습윤처리 단계(S5) 및 3차원 곡선가공처리 단계(S7) 사이에, 3차 가열단계(S6)가 수행될 수 있으며, 3차 가열단계(S6)에서, 프리프레그 압축목재가 0.5~1시간 동안 수증기에 의해 연화처리될 수 있다. Between the wetting step (S5) and the three-dimensional curve processing step (S7), a third heating step (S6) may be performed, and in the third heating step (S6), the prepreg compressed wood is heated for 0.5 to 1 hour. It can be softened by steam during processing.

3차원 곡선가공처리 단계(S7)에서는, 프리프레그 압축목재가 3차원 형상으로 가공될 수 있다.In the three-dimensional curve processing step (S7), prepreg compressed wood can be processed into a three-dimensional shape.

치수안정화 처리 단계(S8)에서는 3차원 곡선가공된 목재가 고압수증기처리될 수 있다. 이때, 치수안정화 처리 단계(S8)는 밀폐된 상태에서 목재를 180~210℃로 고압수증기처리할 수 있다.In the dimensional stabilization treatment step (S8), the 3D curve-processed wood can be treated with high-pressure steam. At this time, in the dimensional stabilization treatment step (S8), the wood can be treated with high-pressure steam at 180-210°C in a sealed state.

3차원 성형물 제조 단계(S9)에서는 3차원 곡선가공된 목재의 성형물이 획득될 수 있다.In the 3D molded product manufacturing step (S9), a 3D curved wood molded product can be obtained.

또한, 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 필요에 따라서 목재의 원료인 수종 특이성으로 인한 경우. 연화처리 단계(S2, S3) 또는 치수안정화 처리 단계(S8)에서 열경화성 수지 및 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 이에 따라, 3차원 곡선가공 처리가 용이해지고, 치수안정성이 향상 및 강도적 특성을 부여할 수 있다. In addition, the method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to one embodiment is necessary due to the specificity of the tree species that is the raw material of wood. Thermosetting resins and thermoplastic resins may be used in the softening treatment step (S2, S3) or the dimensional stabilization treatment step (S8). Accordingly, three-dimensional curve processing becomes easier, dimensional stability can be improved, and strength characteristics can be provided.

또한, 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 어떤 화학약품도 첨가하지 않고 물리적인 방법에 의해서만 제조되지만, 필요에 따라서 목재의 원료인 수종 특이성으로 인한 경우, 연화처리 단계(S2, S3) 또는 치수안정화 처리 단계(S8)에서, 친환경 오일 및 도료가 사용될 수 있다. 이에 따라, 3차원 곡선가공 처리가 용이해지고, 치수안정성 향상 및 내구성 향상과 미관적 특성을 부여할 수 있다.In addition, the method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to one embodiment is manufactured only by physical methods without adding any chemicals, but when necessary due to the specificity of the species that is the raw material of wood, softening In the treatment steps (S2, S3) or the dimensional stabilization treatment step (S8), environmentally friendly oils and paints can be used. Accordingly, three-dimensional curve processing becomes easier, and dimensional stability, durability, and aesthetic characteristics can be improved.

전술한 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 고주파나 수증기를 이용하여 목재를 연화함으로써 목재에 큰 변형을 준 후 고온 고압의 수증기를 사용하여 그 형상을 고정할 수 있다. 이러한 방법에 의해 저밀도, 저강도의 침엽수를 열압밀화함으로써 표면 경도나 강도를 부여할 수 있고, 지름이 가늘고 통직하지 않은 간벌재 등의 통나무재를 그대로 각재로 압축 성형할 수 있다. 또한, 이러한 압축 기술을 적용하여 목재 표면에 문자와 도안을 장식하는 기술이나 적층 단판을 압축하여 바인더리스로 트레이 등을 성형할 수 있으며, 나아가서는 목분을 냄비 형상으로 바인더리스 성형하는 등, 목재를 3차원적으로 가공하는 것 또한 가능하다.The method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to the above-described embodiment involves applying a large deformation to the wood by softening the wood using high frequency or steam, and then fixing the shape using high-temperature and high-pressure steam. You can. By using this method, surface hardness and strength can be imparted to low-density, low-strength softwood by heat-consolidation, and log lumber such as thinning lumber with a thin diameter and not straight can be compressed and molded into square lumber as is. In addition, by applying this compression technology, it is possible to decorate letters and designs on the surface of wood, or to mold trays without binder by compressing laminated veneer. Furthermore, it is possible to use wood powder to mold wood into pot shapes without binder. Three-dimensional processing is also possible.

목재에 있어서의 변형가공은, 일반적으로 압축 성형가공이나 토넷법에 의한 휨가공 등에 한정되며, 금속의 성형에 사용되는 압연 가공 등은 곤란하다고 여겨져 왔다. Deformation processing for wood is generally limited to compression molding processing or bending processing using the Thonet method, and rolling processing used in forming metal has been considered difficult.

도 2를 참조하여, 목재는 압축 변형에 대해서는 세포벽을 압축하는 것으로 큰 변형이 가능하지만, 인장 변형에 대해서는 복합 세포간층에 의해 박리를 일으켜 가공이 곤란하기 때문에 압축측에서의 1차원적인 휨 가공에 한정될 수 있다. 즉, 목재는 1%의 인장변형율 이하에서 파괴가 일어나기 때문에 목재의 변형가공을 위해서는 압축변형율을 이용한 휨가공이 이용될 수 있다. Referring to Figure 2, wood can be greatly deformed by compressing the cell walls for compressive deformation, but processing is difficult due to peeling due to the composite intercellular layer for tensile deformation, so it is limited to one-dimensional bending processing on the compression side. You can. In other words, since destruction of wood occurs below a tensile strain of 1%, bending using compressive strain can be used to deform wood.

그러나, 목재에 신축성을 부여하는 것이 가능하다면 압축에 의해 줄어든 길이만큼 늘릴 수 있으므로, 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은 압축재가 열과 수분에 의해 원래 치수까지 회복하는 특성을 이용함으로써 도 3에 도시된 바와 같이 목재에 압연 가공을 실시하는 것이 가능하다. 따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 드라잉 세트재에서 목재를 잘라내고, 이것을 수증기에 의해 연화, 회복시키면서 깊은 곡선부재로 가공한 후에 형상고정 처리를 하며, 이에 따라 새로운 목재의 3차원적 가공방법을 시도하여 목재를 가공하는 목적을 달성할 수 있다. 이러한 일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 목재 소재를 다양한 형상으로 성형하는 것을 가능하게 함과 동시에 압축을 가함으로써 경도의 향상을 동시에 얻을 수 있기 때문에 플라스틱 대체 자원으로서 목재를 유효 활용하는 것을 가능하게 한다. However, if it is possible to give elasticity to wood, it can be stretched by the length reduced by compression, so the method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to one embodiment involves the compressed material recovering to its original size by heat and moisture. By utilizing the properties, it is possible to subject wood to rolling processing as shown in Figure 3. Therefore, as shown in Figures 4 and 5, the method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to one embodiment involves cutting wood from a drying set material and softening and recovering it by steam. After processing into a deep curved member, the shape is fixed, and thus the purpose of processing wood can be achieved by attempting a new three-dimensional processing method of wood. The method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to this embodiment makes it possible to mold wood materials into various shapes and simultaneously improve hardness by applying compression, making it an alternative resource for plastic. This makes it possible to effectively utilize wood.

지금까지의 연구에서 80~100℃의 조건으로 목재를 연화하고, 압축을 행한 경우, 상온의 흡수에 의해 치수회복이 되어, 3차원 성형 가공에 사용하기가 어렵기 때문에 연화 조건을 압축 목재의 고정 온도에 가깝게 함으로써 약한 조건에서는 회복을 일으키지 않는 유동성이 있는 프리프레그 압축목재를 얻을 필요가 있다. 또한, 이 가공이 성형치구에 세트한 목재를 프레스에 의해 늘어나면서 행하는 성질상, 원료가 되는 목재에는 높은 신축성 및 유연성이 요구된다. 즉, 약한 힘으로 크게 늘어나고 또한 늘어나는 과정에서 갈라짐이 발생하지 않기 위해 어느 정도의 강도를 가진 재료의 개발이 필요하고, 이들을 얻기 위한 최적의 제작 조건의 검토가 필요하다. 이 조건만 규명이 되면 목적으로 하는 목재의 3차원 성형가공 방법을 제공함에 의해 치수안정성과 경도가 확보된 곡선형의 목재제품의 제조가 이루어질 수 있다.In research so far, when wood is softened and compressed under conditions of 80 to 100°C, it recovers dimensions by absorption at room temperature, making it difficult to use in three-dimensional molding processing. Therefore, the softening conditions were used to fix the compressed wood. By approaching the temperature, it is necessary to obtain fluid prepreg compressed wood that does not cause recovery under weak conditions. Additionally, because this processing is performed by stretching wood set in a molding jig by pressing, the wood used as a raw material is required to have high elasticity and flexibility. In other words, it is necessary to develop materials with a certain level of strength to prevent cracking during the stretching process by stretching greatly with weak force, and examining the optimal manufacturing conditions to obtain them. Once this condition is clarified, curved wood products with dimensional stability and hardness can be manufactured by providing a three-dimensional molding and processing method for the target wood.

3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법의 일 실시예에서는 밀도가 작고 압축이 용이한 삼나무(Cryptomeria japonica)를 이용하여 다양한 온도 조건 및 시간 조건 하에서 프리프레그 압축목재의 제작을 실시하고, 인장강도, 연신율의 측정 및 휨강도 시험을 실시함으로써 각각의 물성치를 측정하고, 3차원 성형가공에 최적인 프리프레그 압축목재를 얻을 수 있는 제작조건의 확립을 목적으로 하였다.In one embodiment of the method for manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing, prepreg compressed wood is manufactured under various temperature and time conditions using cedar (Cryptomeria japonica), which has a low density and is easy to compress, and is tensioned. By measuring strength, elongation, and bending strength tests, each physical property was measured, and the purpose was to establish manufacturing conditions that could obtain prepreg compressed wood optimal for three-dimensional molding processing.

이 방법은 목재 몰딩을 사용하는 전례 없는 목재 가공 방식으로서 이 공법을 확립하기 위해서는 3차원 성형을 위한 최적의 물성을 제공하는 신축성이 있고 유연한 프리프레그 압축목재의 개발과 최적의 목재연화 조건의 규명이 필요하다. 본 연구에서는 삼나무를 이용하여 프리프레그 압축목재를 다양한 온도와 시간 조건에서 제작하여 기계적 물성을 조사하였다.This method is an unprecedented wood processing method using wood molding. To establish this method, the development of elastic and flexible prepreg compressed wood that provides optimal physical properties for three-dimensional molding and the identification of optimal wood softening conditions were required. need. In this study, prepreg compressed wood was manufactured using cedar wood under various temperature and time conditions and its mechanical properties were investigated.

실험예Experiment example

1. 공시 재료 1. Disclosure materials

지름이 400mm 이상의 삼나무 통나무로부터 수를 피하고, L(섬유 방향)×T(접선 방향)×R(방사 방향)=500×200×200(mm)이 되도록 잘라 꺼낸 정각재를 본 연구에서 시험재료로 사용하였다.Square lumber cut from cedar logs with a diameter of 400 mm or more, avoiding cutting, so that L (fiber direction) × T (tangential direction) × R (radial direction) = 500 used.

2. 목재 압축2. Wood compaction

2.1 다양한 온도 조건 하에 의한 압축2.1 Compression under various temperature conditions

목재의 압축은 압축 성형장치를 이용하고, 수증기 처리에 의한 목재 압축 성형법에 준하여 행하였다. 원료가 되는 삼나무를 변재부가 하부에 오도록 장전하고, 방사방향(Radial direction)으로 압축을 행하였다. 급격한 승온에 의해 표면의 온도만이 상승해 버리는 것을 피하기 위해, 설정한 각 온도 조건에 의한 처리에 앞서 110℃, 2시간의 증자를 예비 연화 처리로서 실시하였다. 이때 승온속도는 약 10℃/min으로 하였다. 그 후, 수증기를 도입하여 각 설정 온도까지 장치 내의 온도를 상승시켰다. 설정 온도는 각각 100℃~180℃의 범위로 하고, 설정 온도에 도달 후, 본 연화 처리로서 1시간의 증자를 행하였다. 처리 후에 프레스를 행하고, 밀도 0.3 정도의 삼나무를 밀도 0.6g/㎤ 이상 목표로 압축했다. 직후에 장치로부터 수증기를 배출하고, 프레스를 가한 채 밤새 방치함으로써 방냉한 후, 프리프레그 압축목재를 꺼냈다.The compression of the wood was performed using a compression molding device and following the wood compression molding method using steam treatment. The cedar wood used as the raw material was loaded so that the sapwood part was at the bottom, and compression was performed in the radial direction. In order to avoid that only the surface temperature rises due to rapid temperature increase, steaming at 110°C for 2 hours was performed as a preliminary softening treatment prior to treatment under each set temperature condition. At this time, the temperature increase rate was about 10°C/min. After that, water vapor was introduced to raise the temperature inside the device to each set temperature. The set temperature was in the range of 100°C to 180°C, and after reaching the set temperature, steaming was performed for 1 hour as the main softening treatment. After treatment, pressing was performed, and cedar with a density of about 0.3 was compressed to a target density of 0.6 g/cm3 or more. Immediately after, water vapor was discharged from the device, the press was left overnight to cool, and then the prepreg compressed wood was taken out.

2.2 다양한 연화 시간 조건 하에서의 압축2.2 Compression under various softening time conditions

압축에 의해 도출된 최적의 연화처리 온도조건을 이용하여 예비연화시간의 검토를 실시하였다. 압축 방법은 예비 연화 시간을 각각 1시간, 2시간, 3시간으로 설정하여 압축을 행하였다. 예비연화처리의 온도는 110℃, 본 연화처리의 온도는 상기 시험에서 최적으로 도출된 온도, 처리시간은 1시간으로 하였다.The preliminary softening time was examined using the optimal softening treatment temperature conditions derived from compression. The compression method was performed by setting the preliminary softening times to 1 hour, 2 hours, and 3 hours, respectively. The temperature of the preliminary softening treatment was 110°C, the temperature of the main softening treatment was the temperature optimally derived from the above test, and the treatment time was 1 hour.

2.3 물성의 측정2.3 Measurement of physical properties

2.3.1 인장 강도 및 연신율의 측정2.3.1 Measurement of tensile strength and elongation

3차원 가공에 이용하는데 있어서의 적성을 평가하기 위해, 프리프레그 압축목재의 인장 강도 및 연신율의 측정을 행하였다. 측정에는 만능 강도시험기를 이용하여 R방향으로 하중을 가함으로써 행하였다. 상기에서 얻어진 프리프레그 압축목재로부터 약 3mm 두께의 판을 RL면에서 잘라내어 자연건조시킨 후, 풍건상태의 시험체로서 L방향으로 15㎜, R방향으로 50㎜의 직사각형로 잘라 시험체로 했다. 또한, 측정 직전에 30분 이상 상온의 증류수에 침지한 것을 습윤 상태의 시험체로 하였다. 이들 시험체를 만능 강도시험기에 세트하고, 하중 속도를 10mm/min으로 측정하였다. 샘플이 파괴되었을 때의 최대 하중과 늘어난 길이를 측정하고, 연신율, 회복율, 횡인장 강도를 측정하였다. In order to evaluate the suitability for use in three-dimensional processing, the tensile strength and elongation of prepreg compressed wood were measured. The measurement was performed by applying a load in the R direction using a universal strength tester. From the prepreg compressed wood obtained above, a plate with a thickness of about 3 mm was cut from the RL surface, dried naturally, and then cut into rectangles of 15 mm in the L direction and 50 mm in the R direction as test specimens in an air-dried state. In addition, test specimens in a wet state were those that were immersed in distilled water at room temperature for more than 30 minutes immediately before measurement. These test specimens were set in a universal strength tester, and the loading speed was measured at 10 mm/min. The maximum load and extended length when the sample was broken were measured, and the elongation, recovery, and transverse tensile strength were measured.

2.3.2 휨 시험2.3.2 Bending test

프리프레그 압축목재 및 미처리재로부터 15mm 두께의 판을 RL면에서 잘라내어 실온에서 공기 건조시킨 후 (함수율 약 10%) L방향으로 10mm 폭으로 절단하여 시험체로 하였다. 시험편을 만능 강도시험기에 세트하고, 하중 속도 30mm/min으로 T방향(접선방향)으로 하중을 가하고, 3점 휨 강도시험을 실시했다. A 15 mm thick plate was cut from the prepreg compressed wood and untreated wood on the RL surface, air-dried at room temperature (moisture content approximately 10%), and then cut into 10 mm wide pieces in the L direction to serve as a test specimen. The test piece was set in a universal strength tester, a load was applied in the T direction (tangential direction) at a loading speed of 30 mm/min, and a three-point bending strength test was performed.

3. 실험결과3. Experiment results

3.1 최적 성형 조건의 검토3.1 Review of optimal molding conditions

가. 다른 온도 조건에 의한 프리프레그 압축목재의 성형go. Molding of prepreg compressed wood under different temperature conditions

표 1에 각각의 온도 조건에서 성형한 프리프레그 압축목재의 압축율 및 평균 밀도를 나타내었다. 모든 조건에서 밀도 0.6 g/㎤ 전후까지 압축할 수 있었고 온도 조건에 의한 압축율에 큰 영향은 보이지 않았다. 150℃에서 처리를 한 재료는 특히 높은 연신율을 나타내고 있으며, 풍건 상태에서도 원래 치수의 1.5배 이상, 습윤 상태에서는 2배 이상까지 늘릴 수 있다. 미처리재는 풍건상태, 습윤상태 모두 거의 늘릴 수 없다. 160℃ 이상에서 처리한 재의 연신율, 회복율은 급격히 저하되고 있지만, 이것은 처리 조건이 압축 목재의 고정 처리에 사용되는 온도인 180℃에 가까워짐으로써 형상 고정이 생긴 것으로 판단된다. 또한 고온의 수증기 처리에 의해 리그닌, 헤미셀룰로오스의 분해가 발생하고 세포벽이 열화됨으로써 고온 처리를 실시한 재료의 인장 강도가 저하되고 있는 것으로 추측된다. 비교적 저온인 100℃ 및 120℃에서 처리한 재료는 약간 낮은 인장강도를 나타내며, 연화부족에 의해 압축시에 부하가 생겨 부분적으로 약한 개소가 발생하고 있을 가능성이 있고 전체적으로는 큰 연신율을 얻을 수 없다.Table 1 shows the compression rate and average density of prepreg compressed wood molded at each temperature condition. It was possible to compress up to a density of around 0.6 g/cm3 under all conditions, and there was no significant effect on the compression ratio due to temperature conditions. Materials treated at 150℃ exhibit particularly high elongation, and can be stretched to more than 1.5 times the original size even in air-dried conditions and more than twice in wet conditions. Untreated material can hardly be stretched in both air-dried and wet conditions. The elongation and recovery rates of wood treated above 160℃ are rapidly decreasing, but it is believed that this is due to shape fixation occurring as the processing conditions approach 180℃, which is the temperature used for fixing compressed wood. Additionally, it is presumed that high-temperature steam treatment causes decomposition of lignin and hemicellulose and deteriorates cell walls, thereby lowering the tensile strength of the material subjected to high-temperature treatment. Materials treated at relatively low temperatures of 100°C and 120°C exhibit slightly lower tensile strength, and there is a possibility that partially weak points may occur due to load during compression due to insufficient softening, and a large overall elongation rate cannot be obtained.

표 1. 다양한 온도조건에서의 프리프레그 압축목재의 성질Table 1. Properties of prepreg compressed wood under various temperature conditions.

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150℃에서 처리한 재에 있어서는 높은 인장 강도와 함께 높은 연신율을 나타내어 처리에 의한 열화를 일으키지 않고 치수고정에도 무관한 처리 조건으로 생각되며 150℃의 조건이 최적의 연화 처리 온도라고 판단하였다.Ash treated at 150℃ shows high tensile strength and high elongation, so it is considered to be a treatment condition that does not cause deterioration due to treatment and is unrelated to dimensional fixation. The condition of 150℃ was judged to be the optimal softening treatment temperature.

나. 연화처리 시간 조건에 의한 프리프레그 압축목재의 성형me. Molding of prepreg compressed wood according to softening treatment time conditions

150℃를 본 연화처리에 사용한 후 예비연화시간을 1~3시간으로 나누어 성형한 프리프레그 목재의 물성을 표 2에 나타냈다. 인장 강도에서는 예비 연화 시간을 2시간으로 한 것이 가장 높은 값을 나타냈다. 이것은, 예비 연화 시간을 1시간으로 한 것에서는, 연화 부족에 의해 내부에 부하가 걸려 압축에 편차가 있는 것을 시사하는 것이며, 3시간으로 한 것에서는 처리 시간이 과잉이 된다. 따라서 재료의 열화가 일어나는 것과 동시에, 부분적으로 셀룰로오스의 결정구조의 변화 등 고정처리에 가까운 현상이 발생하고 있는 것은 아닐까 추측된다. 2시간의 예비연화처리를 행한 것에서는 안정적으로 높은 연신율과 강도를 나타내고 있다. 온도조건의 검토시에 실시한 휨 시험에서는 대부분의 샘플이 파괴되지 않고 U자형으로 변형되었다. 2시간 처리의 재는 높은 파괴 하중과 함께 가장 큰 변형을 일으킬 수 있으며, 인장 시험의 결과와 함께 이 조건에서 성형된 프리프레그 압축목재가 가장 3차원 가공에 적합한 것으로 결정했다.Table 2 shows the physical properties of prepreg wood formed after using 150°C for the main softening treatment and dividing the pre-softening time into 1 to 3 hours. In terms of tensile strength, the pre-softening time of 2 hours showed the highest value. This suggests that when the preliminary softening time is 1 hour, there is an internal load due to insufficient softening and there is variation in compression, and when the preliminary softening time is 3 hours, the processing time is excessive. Therefore, it is speculated that at the same time as material deterioration occurs, a phenomenon similar to fixation processing, such as a partial change in the crystal structure of cellulose, may occur. When preliminary softening treatment was performed for 2 hours, it showed stably high elongation and strength. In the bending test conducted when examining temperature conditions, most samples were deformed into a U shape without being destroyed. The ash from the 2-hour treatment was able to produce the greatest deformation with a high failure load, and together with the results of the tensile test, it was determined that prepreg compressed wood molded under these conditions was most suitable for three-dimensional processing.

표 2. 연화시간에 따른 프리프레그 압축목재의 성질Table 2. Properties of prepreg compressed wood according to softening time

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표 2에서 볼 수 있듯이 예비 연화 시간을 2 시간, 본 연화 처리를 1 시간으로 설정했지만 인장 강도가 가장 높은 결과를 나타내고, 연신율도 안정적으로 높은 수치를 나타냈다. 휨 시험의 결과에서는, 2시간의 예비 연화, 1시간의 본 연화에 의해 얻어지는 프리프레그 압축목재가 가장 양호한 값이기 때문에, 삼나무재에 있어서의 3차원 가공에 적합한 프리프레그 압축목재의 최적 성형 조건은 예비 연화 110℃ 2시간, 본 연화 150℃ 1시간의 조건으로 결정하였다. As can be seen in Table 2, although the preliminary softening time was set to 2 hours and the main softening treatment was set to 1 hour, the results showed the highest tensile strength and the elongation rate also showed a stable high value. According to the results of the bending test, the prepreg compressed wood obtained by pre-softening for 2 hours and main softening for 1 hour has the best value, so the optimal molding conditions for prepreg compressed wood suitable for three-dimensional processing of cedar wood are It was determined under the conditions of preliminary softening at 110°C for 2 hours and main softening at 150°C for 1 hour.

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 탄소제로 소재인 목재재료가 플라스틱 제품으로 대체될 수 있는 매우 큰 장점을 가지고 있고, 지구환경 보전차원과 국가의 저탄소 녹색성장에 크게 기여할 수 있는 효과를 나타낸다. 현재 탄소2050을 목표로 하는 정부시책에도 본 발명의 기여는 매우 클 것으로 기대되며 플라스틱에 대체할 수 있는 기능성을 부여할 수 있는 장점이 있다.The method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to one embodiment has the great advantage that wood materials, which are zero-carbon materials, can be replaced with plastic products, and is beneficial in terms of preserving the global environment and promoting low-carbon green growth of the country. It shows an effect that can greatly contribute to . The contribution of this invention is expected to be very significant in the current government policy targeting carbon 2050, and it has the advantage of providing functionality that can replace plastics.

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 나무를 플라스틱의 대체 자원으로 만들기 위해 목재의 3차원 성형 공법에 관한 것으로서, 특히 한정된 용도로 사용하는 목재자원을 소성가공법에 의한 제조공정을 통하여 3차원의 곡선가공을 가능하게 함으로써 가구용, 공예용, 건축용, 차량용, 선박용, 공업용 등 산업 전분야에 걸쳐 다용도로 사용할 수 있다. A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing according to an embodiment relates to a three-dimensional molding method of wood to make wood an alternative resource to plastic. In particular, wood resources used for limited purposes are subjected to plastic processing. By enabling three-dimensional curve processing through the manufacturing process, it can be used for multiple purposes across all industrial fields, including furniture, crafts, construction, vehicles, ships, and industrial use.

일 실시예에 따른 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법은, 화학약품 등의 약품 전처리를 행하지 않고, 일반 목재소재를 열유압기를 이용하여 압축한 후에 3차원 소성가공을 위한 전처리 압축목재인 프리프레그 압축목재를 제조할 수 있다. 또한 목재를 자유로운 형상으로 가공하는 것과 동시에, 성형물에 높은 강도를 부여할 것을 기대할 수 있어 플라스틱 대체 자원으로서 고부가 목재 이용의 가능성을 넓힐 수 있는 장점이 있다.A method of manufacturing prepreg compressed wood for 3D plastic processing according to an embodiment involves compressing general wood materials using a thermo-hydraulic machine without pretreatment with chemicals such as chemicals, and then producing pretreated compressed wood for 3D plastic processing. Prepreg compressed wood can be manufactured. In addition, it can be expected to process wood into free shapes and at the same time give high strength to molded products, which has the advantage of expanding the possibility of using high value-added wood as an alternative resource for plastic.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the embodiments of the present invention have been described with specific details such as specific components and limited examples and drawings, but this is only provided to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. This does not mean that various modifications and variations can be made from this description by those skilled in the art. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and/or components of the described structure, device, etc. may be combined or combined in a form different from the described method, or may be used with other components or equivalents. Appropriate results can be achieved even if replaced or substituted by . Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and the scope of the patent claims described below as well as all things that are equivalent or equivalent to the scope of the claims will be said to fall within the scope of the spirit of the present invention. .

Claims (7)

3차원 소성가공을 위한 원목을 제재목으로 가공하는 제재목 준비 단계;
상기 제재목을 가열하는 연화처리 단계;
목재의 전건비중으로 산출되는 공극양의 2~3배를 열압축하는 열압축처리 단계;
열압축된 상기 목재를 습윤처리하는 습윤처리 단계;
열압축된 상기 목재를 3차원 형상으로 가공하는 3차원 곡선가공처리 단계;
3차원 곡선가공된 상기 목재를 고압수증기처리하는 치수안정화 처리 단계; 및
3차원 곡선가공된 상기 목재의 성형물을 획득하는 3차원 성형물 제조 단계;
를 포함하는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
Lumber preparation step of processing logs into lumber for 3D plastic processing;
A softening treatment step of heating the lumber;
A heat compression treatment step of heat compressing 2 to 3 times the amount of voids calculated from the total dry weight of the wood;
Wetting treatment step of moistening the heat-compressed wood;
A three-dimensional curve processing step of processing the heat-compressed wood into a three-dimensional shape;
A dimensional stabilization treatment step of treating the three-dimensional curved wood with high-pressure steam; and
A three-dimensional molded product manufacturing step of obtaining a three-dimensional curved molded product of the wood;
Method for manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing, including.
제1항에 있어서,
상기 연화처리 단계는,
상기 제재목을 100~120℃에서 1~2시간 연화처리하는 1차 가열단계; 및
상기 제재목을 130~170℃에서 0.5~2시간 연화처리하는 2차 가열단계;
를 포함하는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
According to paragraph 1,
The softening treatment step is,
A first heating step of softening the lumber at 100-120°C for 1-2 hours; and
A second heating step of softening the lumber at 130-170°C for 0.5-2 hours;
Method for manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing, including.
제1항에 있어서,
상기 습윤처리 단계 및 3차원 곡선가공처리 단계 사이에, 상기 열압축된 목재를 0.5~1시간 수증기로 연화처리하는 3차 가열단계를 더 포함하는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
According to paragraph 1,
A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing, further comprising a third heating step of softening the heat-compressed wood with steam for 0.5 to 1 hour between the wet treatment step and the three-dimensional curve processing step. .
제1항에 있어서,
상기 치수안정화 처리 단계는 밀폐된 상태의 상기 목재를 180~210℃에서 고압수증기처리하는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
According to paragraph 1,
The dimensional stabilization treatment step is a method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing in which the wood in a sealed state is treated with high-pressure water vapor at 180 to 210 ° C.
제1항에 있어서,
상기 열압축처리 단계에서는 상기 목재의 두께가 50% 이하로 압축되도록 열압축하는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
According to paragraph 1,
In the heat compression treatment step, a method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing, in which the wood is heat compressed so that the thickness of the wood is compressed to 50% or less.
제1항에 있어서,
연화처리 단계 또는 치수안정화 처리 단계에서, 열경화성 수지 및 열가소성 수지가 첨가되는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
According to paragraph 1,
A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing in which a thermosetting resin and a thermoplastic resin are added in the softening treatment step or the dimensional stabilization treatment step.
제1항에 있어서,
연화처리 단계 또는 치수안정화 처리 단계에서, 친환경 오일 및 도료가 첨가되는, 3차원 소성가공을 위한 프리프레그 압축목재 제조방법.
According to paragraph 1,
A method of manufacturing prepreg compressed wood for three-dimensional plastic processing in which eco-friendly oil and paint are added in the softening treatment step or dimensional stabilization treatment step.
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