KR100806002B1 - 합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목질 및 기능성 첨가제를 이용한 고강도 합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법에 관한 것으로서, 폴리올레핀계 수지, 분쇄목질, 열가소성 수지로 표면 처리한 유리 장섬유, 결합강화제, 침상 규회석 및 탈수제가 포함된 합성 목재 제조용 조성물에 있어서, 상기 분쇄목질은 목분과 왕겨로서 목분의 사용량이 왕겨의 사용량보다 많고, 아미노 실란에 함침한 상기 침상 규회석 2∼7중량%와, 생석회, 석회 혼합물 및 무수 말레인산 중에서 선택된 것이거나 2이상 혼합된 탈수제 0.1∼2.0 중량% 및 이행제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법에 에 의해, 천연 목재 수준의 탄성, 강도 및 질감을 가지며, 폐기하여야 하는 목분을 본 발명에 의한 합성 목재의 제조에 사용함으로써, 친환경적인 제품을 제조할 수 있는 효과를 갖는다.

목질, 왕겨, 목분, 유리 장섬유, 이형제, 결합 강화제

Description

합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법{Composition of Artificial wood by Using of plastic and method of making the same}

도 1은 본 발명의 조성물에 의한 합성 목재를 제조하는 과정을 설명하는 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 압출기 12 : 금형

14 : 성형기 16 : 인취 롤러

18 : 절단 및 적재기

본 발명은 목질 및 기능성 첨가제를 이용한 고강도 합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다량의 분쇄목재, 소량의 분쇄왕겨, 폴리올레핀계 수지, 및 유리 장섬유를 합성 목재(관상, 판상, 중공상)의 기본 조성물로 하여 우수한 강도와 천연 목재 수준의 질감을 갖는 합성 목재 제조용 조성물 및 그 합성 목재의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 상기 기본 조성물에 침상 규회석과 목질의 수분제거와 결합력 강화를 위한 결합 강화제 및 제품의 성형성과 표면성 향상을 위한 이형제가 함유된 합성 목재 제조용 조성물로서 천연 목재 수준의 우수한 질감과 탄성을 갖도록 제조된다.

이와 같은 제조에 의해 국제적 협약에 의한 친환경 합성 목재의 제조를 위해 주위에서 쉽게 구할 수 있는 목질을 이용하여 값싼 비용으로 중금속이 함유된 방부목 및 고가의 열대지방 경질원목(Tropical Hard Wood : Apitong)을 대체할 수 있게 된다.

폴리올레핀 수지에 단순 충진재로 일반적인 목질, 섬유질, 목분, 펄프, 종이, 왕겨 등을 사용한 벽체, 창틀재 및 건자재 등의 판상 제품 또는 이형 압출제품이나 그 제조방법에 대해서는 이미 많이 알려져 있다.

그런데, 상기 섬유질 목분, 펄프, 종이 등을 충진재로 사용하여 판상 제품을 제조할 경우에는 성형시 혼합성이 떨어지고, 표면이 거칠거나 너무 매끄러워 목재 수준의 질감을 얻을 수 없어 후가공 공정을 거치거나, 흡습성이 커서 성형체가 장시간 수분에 노출될 경우 물성저하의 문제점이 발생되고, 충진재의 단순 혼합으로 경질 목재 수준의 제품 물성을 얻을 수 없었다.

이후에는 원료 혼합성의 어려움을 극복하고 물성 보강의 목적으로 충진재로서 목분 또는 왕겨를 사용한 판재가 개발된 바 있다. 그러나, 상기 목질을 이용하여 천연 목재의 복원력을 가질 뿐만 아니라, 1차 압출성형으로 목재와 같은 질감의 표면을 가진 특별한 건축자재 또는 바닥재 등으로 활용할 수 있는 제품은 아직까지 제시된 바가 없다.

이러한 목질은 단순한 극성 물질(약산 및 약염기 등)에 의해 매우 쉽게 분해 되거나 수용체로부터 용출되는 리그닌(Lignine)을 함유하고 있고, 열에 매우 취약하여 성형 가공 중에 쉽게 변색되며, 고분자 수지를 사용하여 판재 형태의 제품을 성형할 경우 결합력을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한 규회석은 자체 강도가 매우 약하여 충진재로서는 흔하게 사용하지만 강도 보강재로서는 그 역할을 하지 못하고 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 지금까지 여러 형태의 연구가 시도되었는데 그 예로서 길이의 비(두께 대비 길이의 비율)가 수 배 이상인 유리 장섬유, 고분자 섬유 및 침상 규회석을 사용하거나, 목모 등을 투입하는 방법 등과 근본적인 목질 사용에 따른 표면 거침을 막기 위해 점성이 매우 낮은 고분자의 사용, 투입되는 원료의 미분말화, 성형 방법에 있어서의 제품 표면의 마찰 효과를 증대하는 방법 등이 제시 되었다.

그러나, 이러한 방법들은 제품의 성형성이나 제품의 색상에는 다소 효과가 있었으나 목재 수준의 표면 질감과 강도에 영향을 미치는 합성수지의 결합력 증대에는 과다한 비용과 미미한 효과로 인해 실용화되지 못하였다.

또한, 대한민국 특허 제10-0617590호에는 왕겨를 이용한 고강도 복합판재 조성물과 이를 이용한 복합판재의 제조 방법에 관하여 개시되어 있다.

상기에 개시되어 있는 복합판재의 제조 방법은 목질로서 나무보다 리그닌이 비교적 적은 왕겨만을 이용함으로써, 버려지는 톱밥이나 폐지와 같은 것을 이용한 친환경적인 합성 목재를 제조할 수 없는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 목질(목분, 목모, 왕겨, 펄프, 종이 등)을 충진재로 하되 왕겨를 소량만 사용하고 톱밥과 같이 폐기하기 어려운 목분이나 폐지를 다량 사용함으로써, 친환경적인 합성 목재 제조용 조성물 및 합성 목재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 관상, 중공상 및 판상 복합재의 제조시 흡습성으로 인해 물성이 저하되는 문제와 첨가제로 사용하는 침상 규회석 등으로 인해 강도가 저하되는 문제를 해결하고, 거친 원료를 사용하여도 제품 성형시에 나타나는 표면 거침의 현상을 현저하게 개선한 합성 목재 제조용 조성물 및 합성 목재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 목분을 다량 사용하여도 목분에서 용출되는 리그닌에 의해 발생되는 강도저하를 해결한 합성 목재 제조용 조성물 및 합성 목재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 복합재의 제조가 단순하여 실용화가 용이한 합성 목재 제조용 조성물 및 합성 목재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 합성 목재 제조용 조성물 중에 근본적으로 사용되는 일정한 형태와 크기의 목질, 침상 규회석과 고물성을 얻기 위한 폴리올레핀계 수지를 기본으로 하였으며, 목질이 함유하고 있는 수분으로 인한 결합 및 성형상의 문제점을 해결하기 위하여 결합 보강제와 탈수제 및 이형제를 적용하여 고탄성에 우수한 합성 목재를 제조할 수 있도록 하였다.

또한, 천연목재의 질감과 동일한 관상, 중공상 또는 판상재를 얻기 위하여 본 발명에 의한 합성 목재 제조용 조성물에 사용된 탈수제와 이형제의 상용성을 낮게 하여 합성 목재의 성형시 외부로 이형되는 저분자 물질을 현저하게 증가시켜 표면의 후 처리공정이 필요없는 합성 목재를 제조할 수 있도록 하였다.

따라서, 본 발명은 지금까지의 선행 연구 결과물들에 비해 매우 저렴한 비용과 효과적인 방법으로 우수한 강도와 표면 질감을 가진 합성 목재를 개발함으로써, 건축용 내·외장재, 컨테이너 바닥재, 거푸집 및 일반 방부 목재의 대체재 등으로 사용할 수 있게 되었다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성 목재 제조용 조성물은 폴리올레핀계 수지, 분쇄목질, 유리 장섬유, 침상 규회석, 이행제 및 탈수제가 포함된 합성 목재용 복합재의 조성물에 있어서, 폴리올레핀계 수지 30∼51중량%, 목분과 왕겨로서 목분의 사용량이 왕겨의 사용량보다 많은 분쇄목질 30∼55중량%, 열가소성 수지로 표면 처리한 유리 장섬유 2∼10중량%, 아미노 실란에 함침한 침상 규회석 2∼7중량% 및 이행제로서 저분자 폴리에틸렌 0.02∼2.0중량%를 인공 목재 제조용 조성물의 기본 조성물로 하고, 상기 기본 조성물 100중량%에 대하여 생석회, 석회 혼합물 및 무수 말레인산 중에서 선택된 것이거나 2이상 혼합된 탈수제 0.1∼2.0 중량%를 첨가한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재 제조용 조성물에 있어서, 상기 분쇄목질은 분말형 폴리올레핀 수지와 함께 아미노실란계 결합강화제와 수분산성 아크릴 수지로 처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재 제조용 조성물에 있어서, 상기 탈수제는 생석회와 무수 말레인산으로서 그 비율이 5:5 내지 7:3인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재 제조용 조성물에 있어서, 상기 결합강화제는 아미노실란계인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재 제조용 조성물에 있어서, 상기 이행제는 저분자 폴리에틸렌인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성 목재의 제조 방법은 폴리올레핀계 수지, 분쇄목질, 열가소성 수지로 표면 처리한 유리 장섬유, 결합강화제, 침상 규회석 및 탈수제가 포함된 합성 목재의 제조 방법 있어서, 분말형 올레핀계 수지 30∼51중량%, 나무와 왕겨의 비율이 7:3 내지 9:1로 되는 목질 30∼55중량%에 결합강화제로서 아미노실란 0.1∼0.5중량%를 첨가하여 상기 목질을 100℃까지의 온도에서 고속 가열 혼합하는 단계, 상기 혼합물에 유리 장섬유 2∼10중량%, 침상 규회석 2∼7중량% 및 이행제로서 저분자폴리에틸렌 0.02∼2중량% 및 생석회와 무수말레인산으로 이루어진 탈수제 0.1∼2.0중량%를 넣고 혼합하는 단계, 상기 혼합된 혼합물을 압출성형하여 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재의 제조 방법에 있어서, 상기 고속 가열 혼합하는 단계는 목질에서 용출되는 리그닌 억제를 위해 수분산성 아크릴수지 0.1∼4중량%를 더 첨가하여 100℃로 가열 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재의 제조 방법에 있어서, 상기 침상 규회석은 물로 희석된 아미노 실란 0.1∼0.5중량%로 혼합 및 건조하여 표면처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재의 제조 방법에 있어서, 상기 탈수제는 석회 대 무수말레인산으로서 그 비율이 5:5 내지 7:3인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 합성 목재의 제조 방법에 있어서, 상기 이행제는 저분자 폴리에틸렌인 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명은 폴리올레핀계 수지, 고분자 물질로 표면 처리한 유리 장섬유, 아미노실란계 결합강화제로 처리한 목질 및 침상 규회석이 포함되어 있는 합성 목재 제조용 조성물에서, 폴리올레핀계 수지 30∼51중량%, 열가소성 수지로 표면 처리한 유리 장섬유 2∼10중량%, 아미노실란계 결합강화제와 수분산성 아크릴수지로 처리한 50∼350 메쉬 크기의 분쇄목질 30∼55중량%, 침상 규회석 2∼7중량% 그리고 탈수제와 상용성을 억제하여 성형중 외부로 이행하여 성형체 표면의 질감을 천연 목재 수준으로 양호하게 하기 위해 측쇄가 없는 저분자 폴리에틸렌(L-PE wax) 0.02∼2.0중량%를 인공 목재 제조용 조성물의 기본 조성물로 하고, 상기 기본 조성물 100중량%에 대하여 탈수제로 작용하는 생석회와 무수 말레인산 0.1∼2중량%를 첨가한 것을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 합성 목재 제조용 조성물을 혼합한 후, 압출 성형시 상기 조성물 중에서 저분자 폴리에틸렌, 생석회 및 수분산성 아크릴계 수지를 성형 제품의 외부로 이행시켜 합성 목재의 표면이 부드러운 질감을 가지며, 우수한 강도를 갖는 관상, 중공상 및 판상의 합성 목재의 제조 방법을 그 특징으로 한다.

이하에서는 이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 합성 목재 제조용 조성물 중에 폴리올레핀 수지를 30∼51중량%로 사용한다. 본 발명에서 사용하는 폴리올레핀계 수지로는 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트 및 폴리부타디엔 수지 중에서 선택된 것을 사용하며, 바람직하게는 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 수지의 혼용물을 사용한다.

이때, 폴리올레핀계 수지의 사용량이 30중량% 미만이면 충격강도가 저하되고, 그 사용량이 51중량%를 초과하게 되면 천연목재와 같은 질감(복원력과 고유 탄성)을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 국제 규격상의 목재 대체재로서의 지위를 상실하게 된다.

본 발명은 대부분이 소각 및 방치되어 환경공해를 일으키고 있는 폐기물인 톱밥(목분)을 합성 목재 제조용 조성물에 충진재로서 다량 사용하면서도 천연 목재와 같은 우수한 질감을 갖는 인공 목재를 제조할 수 있다.

본 발명의 인공 목재 제조용 조성물에서 주성분으로 사용하는 목질은 나무 및 왕겨로서 나무와 왕겨를 7:3∼9:1이 되도록 혼합한 후, 50∼350메쉬의 크기로 분쇄하여 30∼55중량%를 사용하는 것이 바람직하다.

이들 목질은 대부분 다량의 수분을 자연상태에서 함유하고 있기 때문에 수분을 제거하기 위해 고속 분쇄기에서 약 100℃까지의 온도에서 분쇄 및 혼합하며, 이때 결합강화제로서 0.1∼0.5중량%의 아미노실란을 첨가하면 15%정도의 강도 향상을 가져오는 매우 뛰어난 물성의 충진재를 얻을 수 있다.

이와 같은 원료 배합의 조성에서 아미노실란의 사용량이 0.1중량% 미만인 경 우에는 그 강도의 증가가 미미하고, 그 사용량이 0.5중량%를 초과하는 경우에는 첨가량 대비 강도 증가의 비율이 현저하게 낮아진다.

이때 수분산성 아크릴 수지를 0.1∼4중량%를 함께 투입하면 결합강화제의 분산성이 매우 높아지고 목질에 함유된 리그닌의 용출을 억제하여 그 효과가 현저하게 된다.

이들 분쇄목질의 입도가 50메쉬 미만이면 곡강도 및 충격강도가 현저하게 저하되고, 350메쉬를 초과하게 되면 용융점성이 증가하여 성형상 문제점을 야기할 뿐 아니라 바인더로 작용하는 수지소비량을 증가시키게 된다.

그리고 분쇄목질의 사용량에 있어서, 분쇄목질의 사용량이 30중량% 미만이면 목재의 질감과 목재 고유의 탄성(복원력)이 감소하고, 그 사용량이 55중량%를 초과하면 충격강도가 감소하는 문제가 있다.

또한, 본 발명의 합성 목재 제조용 조성물에 3.0∼4.5㎜ 길이의 유리 장섬유를 투입함으로써, 천연 목재와 같은 복원력 및 탄성을 가진 합성 목재를 얻을 수 있다.

이때 유리 장섬유의 사용량은 2∼10중량%로 투입하는 것이 바람직하다.

유리 장섬유의 사용량이 2중량% 미만이면 목재 고유의 탄성을 갖지 못하고, 그 사용량이 10중량%를 초과하면 성형체의 유연성을 저하시키게 된다.

또, 0.1∼0.5중량%의 아미노 실란으로 표면처리한 침상 규회석 2∼7중량%를 유리 장섬유와 함께 투입하면 그 효과가 현저하게 나타난다.

규회석은 침상의 제품이지만 자체 강도가 낮기 때문에 보강재로서의 기능성 이 떨어지므로 아미노 실란으로 처리함으로써, 유리 장섬유와 동일한 보강재로서의 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명에서는 다량의 수분이 함유된 목질을 사용함에 따라 성형체의 충진 밀도를 저하시키는 문제가 발생되므로 본 발명에 의한 조성물에 탈수제를 사용함으로써, 본 발명에 의해 제조된 합성 목재의 결합력 및 충진밀도를 향상시켜 우수한 탄성과 목재의 질감을 갖도록 한다.

본 발명에서는 조성물에 탈수제 0.1∼2.0중량%를 첨가하여 목질에 포함되어 있는 수분에 의해 발생되는 상기와 같은 문제점을 해결하였다. 탈수제로는 생석회와 무수 말레인산을 5:5 내지 7:3으로 혼합하여 사용한다.

이때 탈수제의 사용량이 2.0중량%를 초과하면 물성 저하의 원인이 되기 때문에 상기 범위의 사용량이 적합하다.

탈수제로 사용되는 무수 말레인산(Maleic Anhydride)은 성형 과정에서 목질에서 발생하는 수분과 반응하여 말레인산으로 변하며, 폴리올레핀계 수지와 상용성이 우수하여 성형 중 활제로 작용하여 성형체의 충진밀도를 증가시키게 된다.

그리고 생석회는 무수 말레인산과 함께 성형과정에서 발생하는 수분을 포집하여 탈수제로 작용함과 동시에 폴리올레핀 수지와 상용성이 매우 낮아 복합재 조성물에 함유된 저분자 폴리에틸렌 수지를 성형체의 외부로 이행시켜 제품의 표면을 매끄럽게 한다. 따라서 생석회와 무수 말레인산으로 이루어지는 탈수제는 상기의 조성과 같이 혼용하는 것이 바람직하다.

이때에 외부 이행제로서 측쇄가 없는 저분자 폴리에틸렌 0.02∼2중량%를 사 용한다.

외부 이행제의 사용량이 0.02중량% 미만이면 표면 개질 효과가 미미하고, 그 사용량이 2중량%를 초과하면 물성이 저하되는 부작용이 나타난다.

또한, 외부 이행제로서 저분자 폴리에틸렌 이외에도 이와 유사한 구조의 이들의 유도체 화합물도 이와 동일한 결과를 갖는다.

일반적으로 폴리올레핀계 수지에 다량의 목질이 함유되면 강도가 저하되기 때문에 본 발명에서는 합성 목재 제조용 조성물에 결합 강화제를 사용하였다. 결합 강화제는 이미 설명한 바와 같이 아미노 실란 또는 그 유도체이다.

아미노 실란의 메톡사이드는 목질의 수분으로부터 탈수 반응을 하고, 아민기는 폴리프로필렌의 이중결합과 반응하여 가교를 이루게 된다. 이와 같은 작용에 의해 수분의 제거와 결합력 강화를 효과적으로 만족시킬 수 있게 되었다.

이와 같이 본 발명에서 탈수제 및 결합 강화제를 사용함으로써, 천연 목재와 같은 질감과 물성을 갖는 판재, 관재 및 중공의 합성 목재를 제조할 수 있게 되었다.

이하 상기와 같은 혼합으로 이루어진 합성 목재 제조용 조성물로 인조 목질을 제조하는 방법 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 조성물을 얻기 위한 혼합 공정을 보다 상세 하게 설명하면 다음과 같다

우선 선택된 분말형 폴리올레핀 수지, 목질, 아미노실란 및 수분산성 아크릴 수지를 규정된 무게로 계량하여 고속 혼합기에 투입하고 약 100℃로 10분간 혼합한 다음 상온까지 냉각하여 1차 조성물을 얻는다

선택된 침상 규회석과 약 20배수로 물에 희석된 아미노 실란을 규정된 무게로 계량하여 저속 교반형 혼합기에서 약 10분간 상온 혼합한 후 건조 장치에서 3중량% 이하의 수분으로 건조하여 2차 조성물을 얻는다.

그리고 1차 조성물, 2차 조성물, 선택된 탈수제 및 외부 이행제를 저속 교반형 혼합기에 투입하여 약 10분간 혼합하여 본 발명이 이루고자 하는 조성물을 얻게된다. 이 때 조성물은 5시간 이내에 압출 성형하여야 하며 시간이 경과하면 탈수제의 성능이 현저하게 저하된다.

도 1은 본 발명의 조성물에 의한 합성 목재를 성형하는 과정을 설명하는 도면이다.

상기와 같이 혼합된 본 발명의 조성물을 도 1에 도시된 바와 같이 압출기(10)를 통해 압출하여 금형(12)에서 1차 및 2차에 걸쳐 냉각시킨다.

냉각된 성형물은 형상 성형기(14)에서 성형하고, 인취 롤러(16)를 통해 절단 및 적재기(18)로 이송되어 일정 크기로 절단되면서 적절한 위치에 적재하게 된다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의해 설명한다.

[실시예 1]

탈수제의 사용에 따른 본 발명의 효과를 알아보기 위하여 표 1의 조성과 함량으로 동일한 혼합공정 및 압출공정에 의해 실시예 1과 비교예 1의 합성 목재를 제조하였다.

표 1의 조성으로 폴리에틸렌 수지, 분쇄목질과 아미노실란, 수분산성 아크릴에 멀젼을 고속 혼합기에서 혼합하여 1차 원료를 만들고, 침상 규회석과 물에 희석된 아미노 실란을 저속 교반형 혼합기에서 혼합하여 2차 원료로 만든 다음 1차 원료, 2차 원료 및 탈수제와 외부 이행제를 혼합하여 본 발명의 조성물을 얻은 다음, 직경 65㎜ 이도 압출기에서 45*65㎜ 크기의 관상 제품을 성형하여 다음과 같은 물성 측정방법으로 물성을 측정하였는바, 표1에 나타난 바와 같이 실시예1은 비교예1에 비하여 물성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

[물성 측정방법]

1) 밀도 : 시편의 치수 및 중량으로부터 산출한 가비중치

2) 굴곡강도 : JIS K-7203 측정방법에 따름

3) 열변형점 : JIS K-7207 측정방법에 따름

4) 표면거칠기 : 성형 제품의 표면 거칠기를 육안 및 감각에 의해 표시

주1) 열가소성 고분자로 표면처리한 유리 장섬유(KCC社), 아미노실란을 처리한 침상규회석

2) 목분 대 왕겨분 7:3을 아미노 실란 및 수분산성 아크릴 수지로 처리

3) 저분자 폴리에틸렌(LLDPE) : 삼성토탈社

4) 생석회 대 무수 말레인산(LG Caltex社) 6:4

표 1에서 실시예 1은 탈수제를 사용한 경우이고, 비교예 1은 탈수제를 사용하지 않은 경우로서, 실시예 1은 굴곡강도가 비교예 1에 비해 현저하게 상승함을 알 수 있고, 탈수제로 사용된 생석회의 낮은 상용성이 외부 이행제의 작용을 도와 실시예 1은 비교예 1에 비해 표면 거칠기가 현저하게 개선되었음을 알 수 있다.

[실시예 2]

결합 강화제인 아미노 실란의 사용에 따른 변화를 알아보기 위하여 표 2의 조성으로 폴리에틸렌 수지, 분쇄목질과 수분산성 결합강화제 없이 단순 아크릴에멀젼을 고속 혼합기에서 혼합하여 1차 원료를 만든 다음 상기 1차 원료, 결합강화제를 처리하지 않은 침상 규회석, 탈수제와 외부 이행제를 혼합하여 본 발명의 조성물을 얻고, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2와 비교예 2의 합성 목재를 제조하였다.

물성 측정방법은 실시예 1과 같은 방법으로 하였다.

주1) 유리 장섬유(KCC社), 아미노실란을 처리한 침상규회석

2) 목분 대 왕겨분 7:3을 아미노 실란 및 수분산성 아크릴 수지로 처리

3) 저분자 폴리에틸렌(LLDPE) : 삼성토탈社

4) 생석회 대 무수 말레인산(LG Caltex社) 6:4

5) 실시예의 규회석 및 목질에 함유된 아미노실란 (WITCO社)

표 2에서 실시예 2는 결합 강화제를 사용한 경우이고, 비교예 2는 결합 강화제를 사용하지 않은 경우로서, 실시예 2는 굴곡강도가 비교예 2에 비해 현저하게 상승함을 알 수 있고, 합성 목재의 질감에 영향을 미치는 표면 거칠기는 실시예 2와 비교예 2가 비슷하게 양호하였다.

[실시예 3]

외부 이행제의 사용에 따른 변화를 알아보기 위하여 표 3의 조성과 함량으로 실시예 1과 동일한 방법에 의해 실시예 3과 비교예 3의 합성 목재를 제조하였다.

물성 측정방법은 실시예 1과 같은 방법으로 하였다.

주1) 유리 장섬유(KCC社), 아미노실란을 처리한 침상규회석

2) 목분 대 왕겨분 7:3을 아미노 실란 및 수분산성 아크릴 수지로 처리

3) 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) : 삼성토탈社

4) 생석회 대 무수 말레인산(LG Caltex社) 6:4

5) 실시예의 규회석 및 목질에 함유된 아미노실란 (WITCO社)

표 2에서 실시예 3은 외부 이행제와 결합 강화제를 사용한 경우이고, 비교예 3은 외부 이행제와 결합 강화제를 사용하지 않은 경우로서, 실시예 3은 표면 질감이 비교예 3에 비해 현저하게 개선되었음을 알 수 있다.

이때에 이행제는 탈수제로 사용된 생석회와 반드시 병행 사용하여야 표면 질감의 개선 효과를 얻을 수 있고, 저분자 물질로 인해 다소의 굴곡강도 저하와 열변형점 저하의 부작용이 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 합성 목재 제조용 조성물 및 합성 목재의 제조 방법에 의하면, 주요 조성물인 폴리올레핀과 같은 계열인 외부 이행제인 저밀도·저분자 폴리 에틸렌을 이용하면서도 탈수제로 사용한 생석회와의 비상용·비혼합성을 이용하여 이행제를 성형제품인 합성 목재의 외부로 효과적으로 이행시켜 합성 목재의 제조시 성형성을 현저하게 개선시킬 수 있고, 천연 목재 수준의 질감을 갖는 관상, 판상, 중공상의 합성 목재를 제조할 수 있는 효과가 얻어진다.

또, 결합 강화제를 사용함으로써, 다량 사용되는 목질로 인한 제품의 강도 저하를 방지하고 천연 목재 수준의 탄성과 강도를 갖는 합성 목재를 제조할 수 있는 효과도 얻어진다.

또, 두 종류의 탈수제를 사용함으로써, 목질이 다량 함유하고 있는 수분과 반응을 일으켜 성형체의 물성 저하를 방지하고, 합성 목재의 성형을 용이하게 하였으며, 많은 수분이 포함된 목질을 다량으로 사용하여 합성 목재를 제조할 수 있는 효과도 얻어진다.

또, 톱밥과 같은 목분을 다량 사용하여 합성 목재를 제조할 수 있으므로 환경친화적인 효과도 얻어진다.

또한, 국제 규격에 맞는 합성 목재를 제조할 수 있는 효과도 얻어진다.

Claims (10)

1. 폴리올레핀계 수지, 분쇄목질, 유리 장섬유, 침상 규회석, 이행제 및 탈수제가 포함된 합성 목재 제조용 조성물에 있어서,

   폴리올레핀계 수지 30∼51중량%,

   목분과 왕겨로서 목분의 사용량이 왕겨의 사용량보다 많은 분쇄목질 30∼55중량%,

   열가소성 수지로 표면 처리한 유리 장섬유 2∼10중량%,

   아미노 실란에 함침한 침상 규회석 2∼7중량% 및

   이행제로서 저분자 폴리에틸렌 0.02∼2.0중량%를 인공 목재 제조용 조성물의 기본 조성물로 하고,

   상기 기본 조성물 100중량%에 대하여 생석회, 석회 혼합물 및 무수 말레인산 중에서 선택된 것이거나 2이상 혼합된 탈수제 0.1∼2.0 중량%를 첨가한 것을 특징으로 합성 목재 제조용 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분쇄목질은 분말형 폴리올레핀 수지와 함께 아미노실란계 결합강화제와 수분산성 아크릴 수지로 처리된 것을 특징으로 하는 합성 목재 제조용 조성물.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 탈수제는 생석회와 무수 말레인산으로서 그 비율이 5:5 내지 7:3인 것을 특징으로 하는 합성 목재 제조용 조성물.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 결합강화제로서 아미노실란 0.1∼0.5중량%를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 합성 목재 제조용 조성물.
5. 삭제
6. 폴리올레핀계 수지, 분쇄목질, 열가소성 수지로 표면 처리한 유리 장섬유, 결합강화제, 침상 규회석 및 탈수제가 포함된 합성 목재의 제조 방법 있어서,

   분말형 올레핀계 수지 30∼51중량%, 나무와 왕겨의 비율이 7:3 내지 9:1로 되는 목질 30∼55중량%에 결합강화제로서 아미노실란 0.1∼0.5중량%를 첨가하여 상기 목질을 100℃까지의 온도에서 고속 가열 혼합하는 단계,

   상기 혼합물에 유리 장섬유 2∼10중량%, 침상 규회석 2∼7중량% 및 이행제로서 저분자폴리에틸렌 0.02∼2중량% 및 생석회와 무수말레인산으로 이루어진 탈수제 0.1∼2.0중량%를 넣고 혼합하는 단계,

   상기 혼합된 혼합물을 압출성형하여 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 목재의 제조 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 고속 가열 혼합하는 단계는 목질에서 용출되는 리그닌 억제를 위해 수분산성 아크릴수지 0.1∼4중량%를 더 첨가하여 100℃로 가열 혼합하는 것을 특징으로 하는 합성 목재의 제조 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 침상 규회석은 물로 희석된 아미노 실란 0.1∼0.5중량%로 혼합 및 건조하여 표면처리된 것을 특징으로 하는 합성 목재의 제조 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 탈수제는 생석회 대 무수말레인산으로서 그 비율이 5:5 내지 7:3인 것을 특징으로 하는 합성 목재의 제조 방법.
10. 삭제

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