WO2020004981A1 - 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법 - Google Patents

마이크로파를 이용한 목재 건조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2020004981A1
WO2020004981A1 PCT/KR2019/007824 KR2019007824W WO2020004981A1 WO 2020004981 A1 WO2020004981 A1 WO 2020004981A1 KR 2019007824 W KR2019007824 W KR 2019007824W WO 2020004981 A1 WO2020004981 A1 WO 2020004981A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wood
microwave
drying
wrapping member
microwaves
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/007824
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박수훈
박찬일
김현승
Original Assignee
주식회사 파셉
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 파셉 filed Critical 주식회사 파셉
Priority to EP19827290.8A priority Critical patent/EP3816553A4/en
Priority to JP2021505177A priority patent/JP2021517956A/ja
Priority to US17/050,241 priority patent/US20210080178A1/en
Publication of WO2020004981A1 publication Critical patent/WO2020004981A1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
    • F26B3/34Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
    • F26B3/347Electromagnetic heating, e.g. induction heating or heating using microwave energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/0207Pretreatment of wood before impregnation
    • B27K3/0214Drying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/003Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00 by using electromagnetic radiation or mechanical waves
    • B27K5/0055Radio-waves, e.g. microwaves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/006Removable covering devices, e.g. pliable or flexible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/16Wood, e.g. lumber, timber

Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법은, 목재를 준비하는 단계; 랩핑부재를 이용하여 상기 목재의 적어도 일부를 감싸는 단계; 상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계; 상기 랩핑부재로 감싼 목재에서 랩핑부재를 제거하는 단계; 및 상기 랩핑부재를 제거한 목재 외피의 수분을 건조하는 단계;를 포함한다.

Description

마이크로파를 이용한 목재 건조 방법
본 발명은 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에서, 랩핑부재로 목재를 감싸는 단계를 포함함으로써 효율적이고 경제적인 목재 건조 방법을 제공할 수 있다.
벌목된 목재는 건축 등의 특정 용도에 사용하기에는 수분 함량(함수율)이 높다. 이와 같이 함수율이 높은 목재를 사용하게 되면 시간이 지남에 따라 뒤틀림, 변형 및 심한 균열이 발생할 수 있으며, 곰팡이 또는 해충 증식에 의해 내구성이 열악해져 수명이 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 건조된 목재는 건조하지 않은 목재에 비하여 강도가 2 내지 3배 증가하고, 중량이 감소하여 가공 및 취급이 용이한 장점이 있다. 따라서, 벌목한 목재를 건축 등 특정 용도에 사용하기 위해서는 일정한 함수율을 갖도록 하기 위한 건조 공정이 요구된다.
목재를 건조하는 방법에는 자연건조 방법 및 인공건조 방법이 있다.
자연건조 방법은 목재를 대기에 노출하여 자연스럽게 함수율이 감소하도록 하는 방법이다. 일반적으로 목재를 엇갈리도록 쌓은 다음 덮개를 씌워 상온에 방치한다. 이러한 자연건조는 시간이 오래 걸리며, 특정 용도에서 요구하는 함수율을 얻기 어려운 문제점이 있다.
인공건조 방법은 인위적으로 조절된 환경에 목재를 둠으로써 함수율을 제어하는 방법이다. 환경을 조절하는 방법에 따라 열기건조, 진공건조 및 제습건조의 방법이 있다. 열기건조는 공기를 증기 또는 전열을 이용하여 가열하여 순환하여 함수율을 제어하는 방법이고, 진공건조는 대기압보다 낮은 기압 조건에서 함수율을 제어하는 방법이고, 제습건조는 공기 중의 습도를 낮추어 함수율을 제어하는 방법이다. 참고로, 한국 특허등록공보 제10-1721797호는 열매체히터(40)를 이용하여 목재를 건조하는 인공건조 방법을 개시하고 있다.
상기 종래의 인공건조 방법은 공기를 가열하거나 기압을 낮추기 위해 과도한 에너지가 소모되어 건조 비용이 상승하는 문제점이 있으며, 목재의 표면부터 가열이 되기 때문에 목재의 중심부의 함수율을 제어하는 것이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 효율적으로 목재의 함수율을 제어할 수 있는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 목재의 내부 및 외부의 가열이 가능하여 목재 전체의 함수율을 제어할 수 있어 목재의 변형 및 과도한 균열 발생을 방지할 수 있으며, 목재 심부까지 살균할 수 있어 추가적인 살균 공정이 불요하며 해충에 의한 파손을 방지할 수 있다.
또한, 목재에 가하는 열을 가둘 수 있어 경제적이며 효율적이다.
또한, 목재 내부의 병충 및 균을 제거할 수 있으므로, 건조 공정 후 별도의 제균 작업이 불필요하여 경제적이다.
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법은, 목재를 준비하는 단계; 랩핑부재를 이용하여 상기 목재의 적어도 일부를 감싸는 단계; 상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계; 상기 랩핑부재로 감싼 목재에서 랩핑부재를 제거하는 단계; 및 상기 랩핑부재를 제거한 목재 외피의 수분을 건조하는 단계;를 포함한다.
상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계에서, 상기 랩핑부재는 외부에서 인가되는 상기 마이크로파가 상기 랩핑부재의 내부로 입사되도록 투과하는 것일 수 있다.
상기 랩핑부재는 상기 목재의 외피 및 랩핑부재 사이에 수분막을 형성하는 것일 수 있다.
상기 랩핑부재는 폴리염화비닐(PVC: Poly Vinyl Chloride), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌초산비닐공중합체(EVA: Ethylene Vinyl Acetate), 에틸렌 옥텐 공중합체(POE: ethylene-octene copolymer), 폴리프로필렌(PP: Polypropylene), 연신폴리프로필렌(OPP: Oriented Poly Propylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephthalate), 연신폴리스틸렌(OPS: Oriented Polystyrene), 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: Low Density Polytehylene) 및 아크릴 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계는, 상기 목재의 온도를 100 내지 150℃로 가열할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법은 효율적으로 목재의 함수율을 제어할 수 있다.
또한, 목재의 내부 및 외부의 가열이 가능하여 목재 전체의 함수율을 제어할 수 있어 목재의 변형 및 과도한 균열 발생을 방지할 수 있으며, 목재 심부까지 살균할 수 있어 추가적인 살균 공정이 불요하며 해충에 의한 파손을 방지할 수 있다.
또한, 목재에 가하는 열을 가둘 수 있어 경제적이며 효율적이다.
또한, 목재 내부의 병충 및 균을 제거할 수 있으므로, 건조 공정 후 별도의 제균 작업이 불필요하여 경제적이다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법의 순도서이다.
도 2는 랩핑부재를 감싼 목재를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 마이크로파 목재 건조 장치에 랩핑부재로 감싼 목재를 가열하는 단계를 도시한 것이다.
도 5는 랩핑부재 내부에 형성된 수분을 도시한 것이다.
도 6은 라지에이타를 이용하여 건조한 목재의 단면을 도시한 것이다.
도 7은 랩핑부재를 사용하지 않고 마이크로파를 이용하여 건조한 목재의 단면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법에 따라 건조한 목재의 단면을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.  또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.  따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법의 순도서이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법은, 목재를 준비하는 단계; 랩핑부재를 이용하여 상기 목재의 적어도 일부를 감싸는 단계; 상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계; 상기 랩핑부재로 감싼 목재에서 랩핑부재를 제거하는 단계; 및 상기 랩핑부재를 제거한 목재 외피의 수분을 건조하는 단계;를 포함한다.
목재를 준비하는 단계 및 랩핑부재를 이용하여 상기 목재의 적어도 일부를 감싸는 단계를 수행한다. 상기 랩핑부재를 이용하여 목재의 전체 또는 일부를 감쌀 수 있다. 도 2와 같이 랩핑부재를 이용하여 목재 전체를 감싸는 경우, 랩핑부재 내부의 열이 보다 잘 보존되어 목재를 가열하는 데 소요되는 비용 및 시간이 감소할 수 있다.
상기 랩핑부재는 외부에서 인가되는 상기 마이크로파가 상기 랩핑부재의 내부로 입사되도록 투과하는 것일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 마이크로파를 이용하여 목재를 가열한다. 이 때, 마이크로파가 목재의 내부까지 침투하도록 조사하여야 목재의 내부 및 외부를 고르게 가열할 수 있다. 상기 랩핑부재는 마이크로파가 목재의 내부로 침투가 가능하도록 하기 위해 마이크로파에 대해 충분한 투과성을 갖는 재질로 이루어진 것일 수 있다.
상기 랩핑부재는 상기 목재의 외피 및 랩핑부재 사이에 수분막을 형성하는 기능을 수행할 수 있다. 목재를 가열하는 단계에서 목재 내부의 수분이 가열되어 상기 수분 중 일부가 목재의 외부로 방출되지만 랩핑부재에 의해 가로막혀 상기 랩핑부재의 외부로 방출되지 않는다. 상기 수분은 목재의 외피 및 랩핑부재 사이에 머물면서 목재의 외피 또는 랩핑부재 내부면에 수분막을 형성할 수 있다(도 5 참조). 상기 랩핑부재는 목재의 외피 및 그 외부를 차단한다. 따라서, 마이크로파에 의해 가열된 목재에서 방출된 수분이 외부로 방출되어 나가는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 랩핑부재에 의해 형성된 수분막은 마이크로파를 흡수하기 때문에 목재를 가열하는 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 랩핑부재에 의해 형성된 목재를 가열하는 동안 목재의 내부 및 외부의 수분 함량이 일정하도록 유지시킬 수 있다. 이를 통해 목재의 일부만 집중적으로 가열됨에 따라 발생하는 탄화 현상을 방지할 수 있다.
랩핑부재를 사용하지 않고 마이크로파만을 이용하여 목재를 가열하는 경우, 목재 내부의 함수율을 제어하기 위해 오랜 시간 동안 연속적 또는 단속적으로 마이크로파를 가열할 필요가 있다. 이 경우, 마이크로파가 집중적으로 흡수되는 부분의 온도가 급격하게 상승하여 탄화되거나 발화되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 마이크로파를 이용해 목재를 가열하면서 목재에서 방출되는 수분을 그대로 증발시켜버리는 경우에는 목재의 심부는 함수율이 높지만 외부는 함수율이 낮아지기 때문에 목재의 심부가 탄화되는 현상이 발생할 수 있다. 만일, 목재가 탄화되거나 발화되지 않더라도, 목재의 각 부분에 따라 함수율 차이가 발생하여 건조 후 목재에 과도한 균열이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법은 랩핑부재를 이용하여 목재의 적어도 일부를 감싸기 때문에, 상기 랩핑부재 내부에 수분 및 열이 고르게 분포할 수 있다. 따라서, 마이크로파가 목재의 특정 부분에 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 목재의 심부 및 외부의 온도가 일정하게 유지될 수 있다. 이로써, 목재의 탄화 또는 발화를 방지할 수 있고, 목재 전체의 함수율을 일정하게 제어할 수 있으며, 건조 후 목재의 과도한 균열을 방지할 수 있다. 또한, 열이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있으므로 경제적이다. 보다 바람직하게는 랩핑부재를 이용하여 목재의 전체를 감싸 상기 목재를 외부와 밀폐시킨으로써 상기 더 효율적인 목재 건조를 수행할 수 있다.
상기 랩핑부재는 마이크로파를 투과하고 목재의 외피에 수분막을 형성하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 랩핑부재는 작업 효율을 높이고 가열공정 후 내부의 수분 제거 효율을 높이기 위해, 폴리염화비닐(PVC: Poly Vinyl Chloride), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌초산비닐공중합체(EVA: Ethylene Vinyl Acetate), 에틸렌 옥텐 공중합체(POE: ethylene-octene copolymer), 폴리프로필렌(PP: Polypropylene), 연신폴리프로필렌(OPP: Oriented Poly Propylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephthalate), 연신폴리스틸렌(OPS: Oriented Polystyrene), 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: Low Density Polytehylene) 및 아크릴 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 랩핑부재는 목재를 감싸서 상기 목재를 외부와 밀폐시킬 수 있는 형상일 수 있는 바, 상기 랩핑부재는 필름 또는 백(back) 형상일 수 있다.
다음으로, 상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계를 수행한다.
마이크로파를 인가하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 도 3 및 도 4에 도시된 마이크로파 목재 건조 장치를 이용할 수 있다. 상기 마이크로파 목재 건조 장치는 목재 전체에 마이크로파를 고르게 분산할 수 있도록 다수의 마이크로파 발진기를 일정한 간격에 따라 배치한 것일 수 있다. 또한, 상기 마이크로파 발진기는 목재를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치됨으로써 목재 전체의 함수율을 고르게 제어할 수 있다. 도 3은 랩핑부재로 감싼 목재를 마이크로파 목재 건조 장치에 탑재한 것을 도시한 것이고, 도 4는 마이크로파 목재 건조 장치의 도어를 닫아 외부와 차단한 후 랩핑부재로 감싼 목재를 가열하는 단계를 도시한 것이다.
본 단계에서, 상기 목재의 온도를 100 내지 170℃, 바람직하게는 100 내지 150℃로 가열할 수 있다. 목재의 온도가 100℃ 미만인 경우에는 목재 내부의 수분이 증발하지 않기 때문에 목재의 수분이 충분히 제거되지 않을 수 있으며, 목재 외피에 수분막이 충분히 형성되지 않기 때문에 목재 전체의 함수율을 일정하게 제어하기 어려울 수 있다. 목재의 온도가 너무 높은 경우에는 목재가 국부적으로 탄화되거나 목재 각 부분의 함수율에 편차가 발생할 수 있어 건조 후 과도한 균열이 발생할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 목재의 온도는 심부 및 외부의 편차가 크지 않기 때문에 상기 목재의 온도는 목재의 심부 및 외부 온도를 측정하여 이를 평균한 값일 수 있으며, 측정의 편의를 위해 목재의 심부 온도만을 측정한 것일 수 있다.
본 단계에서 온도를 제어하기 위해, 본 단계의 수행 중 온도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 온도를 고려하여 마이크로파의 강도 또는 마이크로파 조사 시간을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 온도 측정의 번거로움을 피하고 경제성을 고려하여 본 단계의 수행 중 온도를 측정하지 않고, 기 설정된 조건에 따라 마이크로파의 조사 조건을 제어할 수도 있다. 이 경우, 상기 기 설정된 조건이란, 목재의 초기 함수율, 목재의 크기, 마이크로파의 강도, 마이크로파의 파장, 마이크로파의 조사 시간의 변수; 및 상기 변수에 따라 도출된 공정 후 목재의 함수율 및 목재의 온도 중 적어도 하나의 결과 값;을 관계식 또는 테이블로 표현한 것일 수 있다. 사용자는 상기 관계식 또는 테이블을 참조하여 건조 대상 목재의 함수율 및 크기를 고려하여 마이크로파의 강도, 파장 및 조사 시간을 결정할 수 있다.
본 단계에서 공정 시간은 목재의 크기 및 함수율을 고려하여 정해질 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 2시간 동안 수행될 수 있다. 또한, 공정 시간 중 마이크로파는 연속적으로 일정한 강도로 조사될 수 있으며, 단속적으로 조사될 수 있다.
본 단계에서 사용되는 마이크로파 목재 건조 장치는 특별히 제한되지 않지만, 마이크로파 발진기를 포함하는 마이크로파 모듈(120, 130)이 목재(10)의 양면에 배치되도록 배치된 것일 수 있다(도 3 및 도 4 참조). 구체적으로 상기 마이크로파 목재 건조 장치는, 몸체(110); 상기 몸체(110)의 제1 면에 배치되어 상기 몸체(110)의 내부로 마이크로파를 방출하고, 상기 몸체(110)로부터 분리가 가능한 제1 마이크로파 모듈(120); 상기 몸체(110)의 제1 면에 대향하는 면인 제2 면에 배치되어 상기 몸체(110)의 내부로 마이크로파를 방출하고, 상기 몸체(110)로부터 분리가 가능한 제2 마이크로파 모듈(130); 및 상기 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)에 의해 둘러싸인 건조 챔버;를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 프레임, 목재(10)를 지지하는 작업대(112), 상기 작업대(112)가 이동하는 통로를 제공하고 상기 프레임의 내부로부터 외부로 연결된 레일(113), 상기 프레임(111)의 제3 면에 배치된 투입구(114), 상기 투입구(114)를 개폐하는 도어(115), 건조 조건을 제어하는 제어부(116), 및 상기 제어부(116)를 포함할 수 있다.
작업대(112)는 건조 공정의 대상이 되는 목재(10)를 지지하는 역할을 수행한다. 작업의 편의를 위해 상기 지지대는 프레임으로부터 분리되어 이동하도록 구성될 수 있다. 상기 지지대는 목재(10)를 안정적으로 지지하기 위한 판을 포함할 수 있으며, 상기 판의 하부에 레일(113)을 이동하기 위한 바퀴를 더 포함할 수 있다.
도어(115)는 상기 투입구(114)를 개폐할 수 있다. 도 3을 참조하면 상기 도어(115)는 지지대와 물리적으로 연결되어 일체로 이동할 수 있다. 작업자는 도어(115)를 프레임의 외부 방향으로 이동함으로써 손쉽게 지지대를 프레임의 외부로 이동할 수 있다.
제어부(116)는 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)의 동작을 제어함으로써 건조 조건을 제어할 수 있다. 제어부(116)는 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)에 마이크로파의 방출 및 중단, 방출 시간, 마이크로파의 크기 등을 제어하는 명령을 송신할 수 있다. 이를 위해 제어부(116)는 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)과 무선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 제어부(116)는 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)로부터 마이크로파 발진기의 상태, 전력 소모량, 전압 등의 정보를 수신할 수 있으며, 건조 챔버 내부에 배치된 온도계로부터 온도를 수신 받을 수 있다. 제어부(116)는 상기 수신 받은 정보를 디스플레이로 송신하여 작업자가 모듈형 마이크로파 발생장치의 상태 및 건조 조건을 알 수 있도록 할 수 있다.
제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)은 몸체(110)의 제1 면 및 제2 면에 배치되어, 서로 마주보는 형태로 배치될 수 있다. 이를 통해 건조 챔버 내부가 전체적으로 일정한 마이크로파에 노출되도록 할 수 있으며, 목재(10)가 전체적으로 고르게 건조되도록 할 수 있다. 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)은 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발진기 및 상기 마이크로파 발진기에서 방출된 마이크로파의 이동 경로를 제공하는 도파관을 포함한다. 상기 마이크로파 발진기 및 도파관은 마이크로파 발생 장치에서 일반적으로 사용되는 것일 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈(130)은 복수의 마이크로파 발진기 및 도파관을 포함할 수 있다. 상기 복수의 마이크로파 발진기는 상하 방향으로 이격하여 배치될 수 있다.
건조 챔버는 몸체(110)의 내부에 형성된 공간으로서, 목재(10)를 건조하는 공정이 수행되는 공간이다. 상기 건조 챔버(160)는, 상기 작업대(112), 도어(115), 제1 마이크로파 모듈(120) 및 제2 마이크로파 모듈에 의해 둘러싸여 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 랩핑부재로 감싼 목재에서 랩핑부재를 제거하는 단계 및 상기 랩핑부재를 제거한 목재 외피의 수분을 건조하는 단계를 수행한다.
상기 랩핑부재로 감싼 목재에서 랩핑부재를 제거하는 단계는, 상기 목재로부터 상기 랩핑부재의 적어도 일부를 제거하여 상기 목재의 외피에 형성된 수분막을 제거하는 단계, 및 상기 목재로부터 나머지 랩핑부재를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 랩핑부재로 목재를 감싸기 때문에 랩핑부재 내부에는 고온의 많은 수분이 형성되어 있다(도 5 참조). 랩핑부재 전체를 목재에서 제거하는 경우 상기 수분에 의한 오염 또는 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 수분을 안전하고 효율적으로 제거하기 위해 랩핑부재를 부분적으로 제거함이 바람직하다.
다음으로, 상기 랩핑부재를 제거한 목재 외피의 수분을 건조하는 단계를 수행한다. 상기 건조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 목재를 상온에 방치하여 두는 자연 건조 방법일 수 있다. 마이크로파에 의해 가열된 목재는 온도가 높기 때문에 자연 건조에 의하더라도 목재 외피 및 내부의 수분이 빠르게 건조될 수 있다.
도 6은 라지에이타를 이용하여 건조한 목재의 단면을 도시한 것이다. 도 7은 랩핑부재를 사용하지 않고 마이크로파를 이용하여 건조한 목재의 단면을 도시한 것이다. 도 8은 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법에 따라 건조한 목재의 단면을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면 라지에이타를 이용하여 건조한 목재의 경우 목재의 심부로부터 외부까지 굵은 균열이 발생함을 알 수 있다. 도 7을 참조하면 마이크로파를 이용하여 건조한 목재의 경우 라지에이타를 이용하여 건조한 목재에 생긴 균열에 비하여 얇은 균열이 다수 발생함을 알 수 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 마이크로파를 이용한 건조 방법을 수행한 경우 균열이 상당히 감소하였음을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 목재
11: 랩핑부재
110: 몸체
112: 작업대
113: 레일
114: 투입구
115: 도어
116: 제어부
120: 제1 마이크로파 모듈
130: 제2 마이크로파 모듈

Claims (5)

  1. 목재를 준비하는 단계;
    랩핑부재를 이용하여 상기 목재의 적어도 일부를 감싸는 단계;
    상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계;
    상기 랩핑부재로 감싼 목재에서 랩핑부재를 제거하는 단계; 및
    상기 랩핑부재를 제거한 목재 외피의 수분을 건조하는 단계;를 포함하는,
    마이크로파를 이용한 목재 건조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계에서,
    상기 랩핑부재는 외부에서 인가되는 상기 마이크로파가 상기 랩핑부재의 내부로 입사되도록 투과하는 것인,
    마이크로파를 이용한 목재 건조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계에서,
    상기 랩핑부재는 상기 목재의 외피 및 랩핑부재 사이에 수분막을 형성하는 것인,
    마이크로파를 이용한 목재 건조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 랩핑부재는 폴리염화비닐(PVC: Poly Vinyl Chloride), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌초산비닐공중합체(EVA: Ethylene Vinyl Acetate), 에틸렌 옥텐 공중합체(POE: ethylene-octene copolymer), 폴리프로필렌(PP: Polypropylene), 연신폴리프로필렌(OPP: Oriented Poly Propylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephthalate), 연신폴리스틸렌(OPS: Oriented Polystyrene), 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: Low Density Polytehylene) 및 아크릴 수지 중 적어도 하나를 포함하는,
    마이크로파를 이용한 목재 건조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 랩핑부재로 감싼 목재에 마이크로파를 인가하여 상기 랩핑부재 내부의 온도를 상승시키는 단계는,
    상기 목재의 온도를 100 내지 150℃로 가열하는,
    마이크로파를 이용한 목재 건조 방법.
PCT/KR2019/007824 2018-06-28 2019-06-27 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법 WO2020004981A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19827290.8A EP3816553A4 (en) 2018-06-28 2019-06-27 WOOD DRYING PROCESS USING MICROWAVES
JP2021505177A JP2021517956A (ja) 2018-06-28 2019-06-27 マイクロ波を利用した木材乾燥方法
US17/050,241 US20210080178A1 (en) 2018-06-28 2019-06-27 Method for drying wood using microwave

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0074640 2018-06-28
KR1020180074640A KR102014484B1 (ko) 2018-06-28 2018-06-28 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020004981A1 true WO2020004981A1 (ko) 2020-01-02

Family

ID=67776170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/007824 WO2020004981A1 (ko) 2018-06-28 2019-06-27 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210080178A1 (ko)
EP (1) EP3816553A4 (ko)
JP (1) JP2021517956A (ko)
KR (1) KR102014484B1 (ko)
WO (1) WO2020004981A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102476537B1 (ko) 2020-11-18 2022-12-13 주식회사 파셉 고품질 목재 제조를 위한 목재 건조방법
KR102469276B1 (ko) 2020-11-18 2022-11-22 주식회사 파셉 할렬방지 및 강도향상을 위한 목재 건조장치
CN114111226B (zh) * 2021-10-18 2023-07-28 广宁县和盛木业有限公司 一种交叉加热并定点控温的木材顺纤维加工用烘干机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0490485A (ja) * 1990-08-01 1992-03-24 Mitsumasa Mori 原木丸太および原竹のマイクロ波乾燥法
JP2004138325A (ja) * 2002-10-18 2004-05-13 Forest Engineering Kk 木材乾燥方法及びその乾燥装置
WO2006077073A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Stichting Famecon Method for drying wood
KR20130038006A (ko) * 2011-10-07 2013-04-17 안병택 랩을 이용한 목재건조방법
CN205119729U (zh) * 2015-11-18 2016-03-30 王昊薇 一种木材烘干装置
KR101721797B1 (ko) 2016-04-01 2017-03-30 문천석 목재건조장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4466198A (en) * 1983-03-07 1984-08-21 Doll Brendan L Apparatus and method for drying lumber
FI20002085A0 (fi) * 2000-09-21 2000-09-21 Lahden Ammattikorkeakoulu Menetelmä ja järjestelmä materiaalin kuivaamiseksi
US6634118B2 (en) * 2001-07-06 2003-10-21 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Method and apparatus for vacuum drying wood in a collapsible container in a heated bath
WO2006028572A2 (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Killing insect pests inside wood by vacuum dehydration
US20120160837A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Eastman Chemical Company Wood heater with enhanced microwave launch efficiency
US9188387B2 (en) * 2012-05-29 2015-11-17 Corning Incorporated Microwave drying of ceramic honeycomb logs using a customizable cover

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0490485A (ja) * 1990-08-01 1992-03-24 Mitsumasa Mori 原木丸太および原竹のマイクロ波乾燥法
JP2004138325A (ja) * 2002-10-18 2004-05-13 Forest Engineering Kk 木材乾燥方法及びその乾燥装置
WO2006077073A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Stichting Famecon Method for drying wood
KR20130038006A (ko) * 2011-10-07 2013-04-17 안병택 랩을 이용한 목재건조방법
CN205119729U (zh) * 2015-11-18 2016-03-30 王昊薇 一种木材烘干装置
KR101721797B1 (ko) 2016-04-01 2017-03-30 문천석 목재건조장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3816553A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3816553A4 (en) 2022-03-23
EP3816553A1 (en) 2021-05-05
KR102014484B1 (ko) 2019-08-30
JP2021517956A (ja) 2021-07-29
US20210080178A1 (en) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020004981A1 (ko) 마이크로파를 이용한 목재 건조 방법
CN102353240B (zh) 低温干燥柜及其干燥方法
WO2019066341A2 (ko) 광열건조장치 및 광열건조장치를 이용한 건조방법
WO2015111858A1 (ko) 코팅과 도장을 위한 엘이디 자외선 경화기
KR100635474B1 (ko) 순환식 열풍 건조기
WO2003004952A2 (en) Method and apparatus for vacuum drying wood
CN106839668A (zh) 一种中药紫苑用小型快速烘干装置
ATE239201T1 (de) Vorrichtung zum wärmeaustausch zwischen einer solarbeheizten platte und einer wand
NO964918L (no) FremgangsmÕte ved t÷rking
CN210425943U (zh) 一种热风循环烘道
CN215342504U (zh) 抗光衰炉和热处理设备
WO2020004982A1 (ko) 모듈형 마이크로파 목재 건조 장치
CN210740923U (zh) 一种医疗试管干燥装置
CN208567358U (zh) 一种节能烘箱
CN209746388U (zh) 基于区块链的新能源电动汽车电池信息共享保护装置
CN206572859U (zh) 可控式红外干燥箱
JPH09152269A (ja) 物品乾燥装置
JPS558867A (en) Dryer for sludge
CN205784453U (zh) 一种瓷器多角度烘干设备
KR101155719B1 (ko) 가축 사체 처리장치
WO2017195922A1 (ko) 하강 기류형 적외선 컨베이어 연속 건조 장치
CN215002700U (zh) 一种新型家具板材烘干装置
CN105501678A (zh) 一种保温防潮箱
CN212902470U (zh) 一种石墨粉干燥装置
CN110624797A (zh) 一种锂电池涂布机加热结构

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19827290

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021505177

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019827290

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019827290

Country of ref document: EP

Effective date: 20210128