KR101038356B1 - 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재에 관한 것이다.
본 명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 중 선택된 한가지, 침엽수 원목을 분쇄 및 건조시킨 목분, 안료, 윤활제, UV 안정제, 항균제가 포함되어 너비 100 ~ 200 mm의 길이를 가지며, 높이 15 ~ 35 mm의 길이를 갖도록 압출 성형되어 제조되며, 상부 표면에는 저면으로부터 동일한 높이를 갖는 다수 개의 일자형 돌기부가 형성되어 있고, 각 일자형 돌기부의 사이에는 하부로 파인 미끄럼 방지홈부가 형성되어 있으며, 양측 단부에는 중앙측으로 파인 클립 결합홈이 형성되어 있되, 상기 미끄럼 방지홈부는 일자형 돌기부 선단으로부터 하부로 수직하게 형성된 수직부가 양측에 형성되어 있고, 두 수직부의 하부 선단을 연결하며 저면과 평행을 이루는 수평부로 형성되어 있어 "┗┛"형의 단면 형상을 취하며, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부는 클립 결합홈의 내측 선단과 10 ~ 15 mm의 간격을 두고 형성되어 있고, 중앙측 미끄럼 방지홈부는 수직부가 1.6 ~ 1. 8 mm의 길이로 형성되어 있으며, 중앙에서 외곽측으로 각 미끄럼 방지홈부의 깊이가 점차 작아지되, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부는 수직부가 1.0 ~ 1.2 mm의 길이로 형성되어 있고, 미끄럼 방지홈부의 수평부는 4 ~ 6 mm의 범위로 각각의 수평부가 동일한 길이로 형성되어 있으며, 중앙측 일자형 돌기부는 4.0 ~ 4.2 mm의 너비로 형성되어 있고, 중앙에서 외곽측으로 각 일자형 돌기부는 너비가 점차 커지되, 최 외곽측 일자형 돌기부는 4.6 ~ 4.8 mm의 너비로 형성되어 있으며, 저부의 중앙측 50 ~ 70mm 의 범위의 표면에 0.5 ~ 2 mm 깊이의 변형방지홈이 다수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 재료상으로는 비교적 치밀한 조직을 갖는 침엽수 원목 목분 및 UV 안정제를 원료로 사용하여 건조에 따른 수축, 자외선 노출 등에 따른 뒤틀림을 방지할 수 있고, 상부 표면에 다수 개의 일자형 돌기부를 형성하고, 일자형 돌기부의 사이에 미끄럼 방지홈부를 형성하되, 미끄럼 방지홈부는 중앙측의 깊이를 크게 하고, 외곽측으로 갈수록 깊이를 작게 하면서 일자형 돌기부의 너비를 중앙은 작게 하고 외곽측으로 갈수록 크게 하는 한편, 저부 중앙 부위에 변형방지홈을 형성함으로써 합성목재의 중앙 내부 측의 냉각 속도를 향상시켜 후수축의 방지를 최대한 억제시킴으로써 제조 과정에서 "U"자형으로 변형이 발생하는 것을 억제하게 되며, 미끄럼 방지홈부는 상하로 수직한 수직부 사이에 저면과 평행한 수평부로 이루어진 "┗┛"의 단면 형상을 갖도록 하여 종래의 돌기에 비해 미끄럼 저항성을 보다 향상시켜 보행자의 미끄러짐을 방지하게 되고, 미끄럼 방지홈부는 수평부가 4 ~ 6 mm의 크기로 모두 동일한 크기를 갖도록 형성되어 있어, 하부의 구조물과 결합하기 위한 피스체결홈의 형성 및 피스의 체결이 용이해지며, 일자형 돌기부에 "V"형 단면 형상을 갖는 보조홈부를 형성함으로써 미끄럼 방지홈부와 함께 일자형 돌기부 표면에 묻는 빗물 등의 배수를 촉진시켜 미끄러짐을 가일층 방지할 수 있게 된다.

Description

변형 및 미끄럼 방지용 합성목재{A Wood Plastic Composites for prevent of deformation and sliding}

본 발명은 공원이나 등산로 등의 벤치, 계단 등의 구조 재료로 사용되는 합성목재에 관한 것으로, 압출 성형 후 냉각 과정에서 발생되는 "U"자형 변형을 방지하고, 일자형 돌기부의 미끄럼 저항성을 높인, 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재에 관한 것이다.

일반적으로 알려져 있는 천연 목재는, 건물의 바닥재나 실내문, 창틀 등과 같은 친환경적인 건축용 내.외장재로서 널리 사용되고 있으며, 가공성이 우수한 반면 강도가 극히 취약하고, 외부의 온도변화 및 습기, 충격등에 쉽게 변형이 발생하게 되며, 반 영구적이지 못하고, 산림을 훼손시키면서 천연목 자체의 가격이 고가로 형성 되는등 많은 단점이 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 천연목재를 대신하여 합성수지와 목재를 혼합하여 성형 제조한 합성목재가 널리 개발되고 있는 실정이다.

이와같은 기술과 관련된 종래의 합성목재에 있어서는, 플라스틱에 나무 또는 톱밥과 같은 재료를 혼합하여 인조목재를 제조하는 것이 알려져 있다.

구체적인 예로, "목분합성 인조목 제조방법"(한국 등록특허공보 제0378777호)에는 표백 처리된 톱밥을 미세 분말로 분쇄한 후, PVC 분말과 가교제로 코팅된 상기 톱밥분말을 10∼60 : 90∼40의 부피비로 혼합하여 발포 및 압출 성형하여 합성목재를 제조하는 기술이 공개되어 있다.

또, "인조목재 및 그 제조방법"(한국 등록특허공보 제10-0621225호)에는 PVC 분말 20 내지 30 중량%에 가교제를 코팅한 왕겨가루 20 내지 30 중량% 및 전분가루 40 내지 60 중량%를 상호 혼합하여 배합한 후, 이를 가압, 가열하여 인조목재를 제조하는 기술이 공개되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 플라스틱을 이용한 인조목재는, 단순히 톱밥이나 왕겨가루를 PVC 분말과 가교제를 이용하여 혼합한 후 이를 압출, 성형함으로써, 외부에 노출시 자외선 등의 영향에 의해 합성수지 고분자의 분해를 유발시키게 되는 한편, 톱밥이나 왕겨가루 등과 같은 원료의 건조 및 이에 따른 수축에 따라 쉽게 뒤틀리는 현상이 발생하여 합성목재의 형태가 변화할 뿐만 아니라, 안정성에도 문제가 발생하므로 합성목재를 자주 교체해야 함은 물론, 환경이 열악한 외부에서 사용할 경우 교체주기가 더욱 빨라지므로 비용 소모가 크게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, 치밀한 섬유질 조직을 갖는 100 메쉬의 침엽수 목분을 이용하여 톱밥이나 왕겨가루 등과 같은 재료의 사용으로 인한 사용상의 변형을 최대한 방지하려는 기술이 "천연원목에 유사한 외관과 질감의 합성목재판"(한국 공개특허공보 제10-2007-0056010호)에 공개되어 있다.

그러나, 상기와 같은 기술이 공개되었음에도 불구하고, 합성목재를 압출 성형한 후 냉각하는 과정에서 표면과 중앙부위의 냉각 속도의 차이점으로 인해 도 2와 같이 합성목재의 중간 부분에 다수 개의 미세한 구멍이 형성되어 조직이 치밀해지지 못하는 문제점이 발생하였다.

특히, "미끄럼 방지성능과 열 안정성이 우수한 합성목재"(한국 등록특허공보 제10-0963853호)와 같이 합성목재의 표면에 돌기부를 무수히 형성하여 보행시 미끄럼이 방지되도록 하려는 기술이 공개되어 있으나, 이 경우 상기와 같이 중간 부분에 미세한 구멍이 형성되는 것에 더불어, 상부 표면에는 다수 개의 요철이 형성되어 냉각수와의 접촉 면적이 커져 냉각 속도가 커짐에 따라 "U"자 형태로 미세하게 변형이 발생하는 문제점이 있었다.

이때, 휘어지는 크기는 작게는 0.5mm 에서 크게는 2 mm 가량 중앙측의 높이가 낮아지도록 휘어지게 된다.

이와 같이 "U"자 형태로 변형이 발생하는 것은 합성목재 내부 외곽 부위는 측면에서의 냉각수 및 상부 표면의 돌기에 의해 냉각 속도가 빠른 반면, 내부 중앙 부위는 상대적으로 냉각수의 접촉이 더디게 이루어져, 결과적으로 동일한 형태의 돌기가 형성되어 있음에도 불구하고 내부 중앙 부위의 후수축으로 인해 이러한 변형이 발생되는 것이라 할 것이다.

이처럼 최초 제조 과정에서 휘어진 합성목재는 사용을 위해 저부의 구조물에 피스를 이용하여 연결할 때, 특히 중앙 부위에 피스를 설치할 경우 양 끝단부가 들뜨는 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 인접한 합성목재간의 사이가 벌어지는 문제가 발생하며, 수평의 불일치로 인해 우천시 물이 중앙 측으로 고이는 문제점 등을 유발시켰다.

특히, 지금까지 제안된 합성목재에 관한 기술들을 살펴보면 합성목재의 사용상의 변형을 방지하려는 기술들만이 제시되었을 뿐이며, 그 방법 역시 화학적 조성을 통한 시도만 이루어졌을 뿐이다.

즉, 별도의 화학적 조성 없이 구조적인 방법을 통해 합성목재의 제조 시 압출 성형 후 냉각 과정에서 발생되는 표면과 내면의 냉각 속도차이에 따른 변형을 방지하려는 시도가 이루어진 바 없었던 것이다.

또한, 상기와 같이 보행시 미끄럼이 방지되도록 합성목재의 표면에 돌기(1)를 무수히 형성한 기술은 도 1의 (A)와 같이 돌기(1)를 라운드지게 형성하였으나, 라운드진 돌기(1)는 마치 바퀴와 같은 형태를 가져 미끄럼 저항성이 낮아 미끄럼을 잘 방지하지 못했다.

또, 도 1의 (B)와 같이 사다리꼴 형태로 형성하기도 하였으나, 이 역시 사용상의 약간의 마모에도 모서리가 닳게 되면서 라운드진 형태로 변하여 이 역시 미끄럼 저항성이 낮아지는 문제점도 있었다.

KR 10-0378777 (2003.03.21) KR 10-0621225 (2006.08.30) (특헌문헌 3) KR 10-2007-0056010 (2007.05.31) KR 10-0963853 (2010.06.08)

본 발명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재는 상기와 같은 종래 기술에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 재료상으로는 비교적 치밀한 조직을 갖는 침엽수 원목 목분 및 UV 안정제를 원료로 사용하여 건조에 따른 수축, 자외선 노출 등에 따른 뒤틀림을 방지하려는 것이다.

특히, 상부 표면에 다수 개의 일자형 돌기부를 형성하고, 일자형 돌기부의 사이에 미끄럼 방지홈부를 형성하되, 미끄럼 방지홈부는 중앙측의 깊이를 크게 하고, 외곽측으로 갈수록 깊이를 작게 하면서 일자형 돌기부의 너비를 중앙은 작게 하고 외곽측으로 갈수록 크게 하는 한편, 저부 중앙 부위에 변형방지홈을 형성함으로써 합성목재의 중앙 내부 측의 냉각 속도를 향상시켜 후수축의 방지를 최대한 억제시킴으로써 제조 과정에서 "U"자형으로 변형이 발생하는 것을 억제하려는 것이다.

이때, 미끄럼 방지홈부는 상하로 수직한 수직부 사이에 저면과 평행한 수평부로 이루어진 "┗┛"의 단면 형상을 갖도록 하여 종래의 돌기에 비해 미끄럼 저항성을 보다 향상시켜 보행자의 미끄러짐을 방지하려는 것이다.

더불어, 미끄럼 방지홈부는 수평부가 4 ~ 6 mm의 크기로 모두 동일한 크기를 갖도록 형성하여, 하부의 구조물과 결합하기 위한 피스체결홈의 형성 및 피스의 체결이 용이해지도록 하려는 것이다.

또한, 일자형 돌기부에 "V"형 단면 형상을 갖는 보조홈부를 형성함으로써 미끄럼 방지홈부와 함께 일자형 돌기부 표면에 묻는 빗물 등의 배수를 촉진시켜 미끄러짐을 가일층 방지할 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 중 선택된 한가지, 침엽수 원목을 분쇄 및 건조시킨 목분, 안료, 윤활제, UV 안정제, 항균제가 포함되어 너비(폭) 100 ~ 200 mm의 길이를 가지며, 높이(두께) 15 ~ 35 mm의 길이를 갖도록 압출 성형되어 제조되며, 상부 표면에는 동일한 높이를 가져 "━"형의 단면 형상으로 형성되어 있는 다수 개의 일자형 돌기부가 형성되어 있고, 각 일자형 돌기부의 사이에는 하부로 파인 미끄럼 방지홈부가 형성되어 있으며, 양측 단부에는 중앙측으로 파인 클립 결합홈이 형성되어 있되, 상기 미끄럼 방지홈부는 일자형 돌기부 선단으로부터 하부로 수직하게 형성된 수직부가 양측에 형성되어 있고, 두 수직부의 하부 선단을 연결하며 저면과 평행을 이루는 수평부로 형성되어 있어 "┗┛"형의 단면 형상을 취하며, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부는 클립 결합홈의 내측 선단과 10 ~ 15 mm의 간격을 두고 형성되어 있고, 중앙측 미끄럼 방지홈부는 수직부가 1.6 ~ 1. 8 mm의 길이로 형성되어 있으며, 중앙에서 외곽측으로 각 미끄럼 방지홈부의 깊이가 점차 작아지되, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부는 수직부가 1.0 ~ 1.2 mm의 길이로 형성되어 있고, 미끄럼 방지홈부의 수평부는 4 ~ 6 mm의 범위로 각각의 수평부가 동일한 길이로 형성되어 있으며, 중앙측 일자형 돌기부는 4.0 ~ 4.2 mm의 너비로 형성되어 있고, 중앙에서 외곽측으로 각 일자형 돌기부는 너비가 점차 커지되, 최 외곽측 일자형 돌기부는 4.6 ~ 4.8 mm의 너비로 형성되어 있으며, 저부의 중앙측 50 ~ 70mm 의 범위의 표면에 0.5 ~ 2 mm 깊이의 변형방지홈이 다수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 일자형 돌기부의 표면에 "V"형 단면 형태로 형성되어 있고, 깊이가 외곽측으로 인접한 미끄럼 방지홈부 깊이의 60 ~ 100 %의 크기를 가지며, 너비 1.0 ~ 2.0 mm인 보조홈부가 형성되어 있되, 상기 보조홈부는 해당 일자형 돌기부의 너비가 4.0 ~ 4.4 mm 인 경우 1개가 형성되고, 해당 일자형 돌기부의 너비가 4.5 ~ 4.8 mm인 경우 2개가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 합성목재의 상부 표면 일측에 형광물질 또는 착색물질이 합성목재와 일체의 사출물로 형성되거나 프린트되어 인쇄된 인쇄층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 재료상으로는 비교적 치밀한 조직을 갖는 침엽수 원목 목분 및 UV 안정제를 원료로 사용하여 건조에 따른 수축, 자외선 노출 등에 따른 뒤틀림을 방지할 수 있다.

특히, 상부 표면에 다수 개의 일자형 돌기부를 형성하고, 일자형 돌기부의 사이에 미끄럼 방지홈부를 형성하되, 미끄럼 방지홈부는 중앙측의 깊이를 크게 하고, 외곽측으로 갈수록 깊이를 작게 하면서 일자형 돌기부의 너비를 중앙은 작게 하고 외곽측으로 갈수록 크게 하는 한편, 저부 중앙 부위에 변형방지홈을 형성함으로써 합성목재의 중앙 내부 측의 냉각 속도를 향상시켜 후수축의 방지를 최대한 억제시킴으로써 제조 과정에서 "U"자형으로 변형이 발생하는 것을 억제하게 된다.

이때, 미끄럼 방지홈부는 상하로 수직한 수직부 사이에 저면과 평행한 수평부로 이루어진 "┗┛"의 단면 형상을 갖도록 하여 종래의 돌기에 비해 미끄럼 저항성을 보다 향상시켜 보행자의 미끄러짐을 방지하게 된다.

이때, 미끄럼 방지홈부는 수평부가 4 ~ 6 mm의 크기로 모두 동일한 크기를 갖도록 형성되어 있어, 하부의 구조물과 결합하기 위한 피스체결홈의 형성 및 피스의 체결이 용이해진다.

또한, 일자형 돌기부에 "V"형 단면 형상을 갖는 보조홈부를 형성함으로써 미끄럼 방지홈부와 함께 일자형 돌기부 표면에 묻는 빗물 등의 배수를 촉진시켜 미끄러짐을 가일층 방지할 수 있게 된다.

도 1은 상부 표면에 돌기가 형성된 종래의 합성목재의 예를 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 합성목재 단면을 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에서 보조홈부가 형성된 예를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에서 인쇄층이 형성된 예를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에서 미끄럼 방지홈부에 피스가 체결되는 상태를 나타낸 분해사시도.

이하, 본 발명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재에 대하여 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 중 선택된 한가지, 침엽수 원목을 분쇄 및 건조시킨 목분, 안료, 윤활제, UV 안정제, 항균제가 포함되어 압출 성형되어 제조된다.

이때, 합성목재의 너비(e)는 100 ~ 200 mm의 길이를 가지며, 합성목재의 높이(d)는 15 ~ 35 mm의 길이를 갖는다.

아울러, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐은 단독으로 포함되거나 서로 혼합되어 포함되어 제조될 수 있다.

또, 상기 수지 성분은 전체 중량의 23 ~ 27 중량%, 목분은 50 ~ 60 중량%, 안료는 3.3 ~ 6.0 중량%, 윤활제는 13 ~ 15 중량%, UV 안정제(UV Stabilizers)는 0.2 ~ 1.0 중량%, 항균제는 0.5 ~ 1.0 중량%가 혼합되어 제조되는 것이 바람직하다.

각 구성원료의 첨가에 따른 특징을 살펴보면, 치밀한 섬유 조직을 갖는 침엽수로 구성된 목분을 50중량% 이상 첨가함에 따라, 목재 고유의 무늬와 질감을 얻을 수 있으면서 치밀한 섬유 조직에 의해 건조에 의한 수축을 방지할 수 있다.

또, 폴리에틸렌(polyetylene)수지 23 ~ 27중량% 배합되어 폴리에틸렌수지 자체의 내약품성과 내화학성이 우수하면서, 쉽게 부식되지 않으며, 직사광선에 쉽게 물성이 저하되지 않은 고유 특성을 얻을 수 있도록 한다.

또한, 상기 합성목재에 0.2 ~ 1.0 중량% 첨가되는 UV 안정제(UV Stabilizers)에 의하여, 합성목재의 외부에 노출시 자외선등의 영향에 의해 합성수지 고분자의 분해 현상을 미연에 방지시켜, 합성목재가 쉽게 뒤틀리거나, 형태가 변하게 되는 것을 방지하고 반 영구적으로 사용할 수 있으며,

상기 합성목재에 0.5~1.0 중량% 첨가되는 철(Fe)등과 같은 항균제에 의하여, 세균으로 인해 발생되는 합성목재의 부식을 방지하고 내구성을 향상시키게 된다.

윤활제는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 수지를 사용하거나, Fatty acids계, acid amide계, fluoropolymer계, hydrocarbons계 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

이러한 윤활제는 압출기에서 압출되는 합성목재의 성형성이 극히 우수하게 되고, 이에 따라 합성목재의 압출 성형시 불량을 최소화할 수 있으며, 손쉽고 용이하게 성형 압출공정이 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 합성목재의 구조적 특징을 살펴보면, 먼저 상기 합성목재는 너비(폭) 100 ~ 200 mm의 길이를 가지며, 높이(두께) 15 ~ 35 mm의 길이를 갖도록 압출 성형되어 제조된다.

아울러, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상부 표면에는 저면으로부터 동일한 높이를 가져 "━"형의 단면 형상으로 형성되어 있는 다수 개의 일자형 돌기부(10)가 형성되어 있고, 각 일자형 돌기부(10)의 사이에는 하부로 파인 미끄럼 방지홈부(20)가 형성되어 있다.

양측 단부에는 중앙측으로 파인 클립 결합홈(30)이 형성되어 있어 인접한 합성목재간을 연결할 수 있도록 구성되어 있다.

이때, 미끄럼 방지홈부(20)는 도면에 도시된 바와 같이 일자형 돌기부(10) 선단으로부터 하부로 수직하게 형성된 수직부(21)가 양측에 형성되어 있고, 두 수직부(21)의 하부 선단을 연결하며 저면과 평행을 이루는 수평부(22)로 형성되어 있어 "┗┛"형의 단면 형상을 취하도록 구성되어 있으며, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부(20)는 클립 결합홈(30)의 내측 선단과 10 ~ 15 mm의 간격(f)을 두고 형성되어 있다.

미끄럼 방지홈부(20)를 "┗┛"형의 단면 형상을 취하도록 구성한 것은 도 1에 나타난 종래의 라운드진 형상, 사다리꼴 형태로 형성할 경우 미끄럼 저항성이 작아 보행자가 쉽게 미끄러질 수 있기 때문이다.

더욱이 우천 등으로 인해 노면에 습기가 많을 경우 미끄럼 저항성은 현저히 줄어들게 되어 미끄러지는 현상이 증가하게 된다.

본 발명에서는 이에 미끄럼 방지홈부(20)를 "┗┛"형의 단면 형상을 갖도록 하고, 미끄럼 방지홈부(20) 사이의 일자형 돌기부(10)는 저면과 평행하게 형성함으로써 인접한 일자형 돌기부(10)와 함께 "┏┓"와 같은 형상이 되어 일자형 돌기부(10)의 모서리가 보행자의 발 저면에 대하여 저항함으로써 종래의 돌기에 비해 미끄럼 저항성이 커지도록 하였다.

아울러, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부(20)는 클립 결합홈(30)의 내측 선단과 10 ~ 15 mm의 간격을 두고 형성되어 있어 클립 결합홈(30)이 형성되어 있는 부분의 내충격성 저하를 방지하도록 구성되어 있다.

한편, 미끄럼 방지홈부(20)는 도시된 바와 같이 중앙측 미끄럼 방지홈부(20)는 수직부(21)가 1.6 ~ 1. 8 mm의 길이로 형성되어 있으며, 중앙에서 외곽측으로 각 미끄럼 방지홈부(20)의 깊이가 점차 작아지되, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부(20)는 수직부(21)가 1.0 ~ 1.2 mm의 길이로 형성되어 있다.

도면에는 중앙에서부터 외곽측으로 7개의 미끄럼 방지홈부(20)가 형성된 예가 도시되어 있으며, 각 미끄럼 방지홈부의 수직부 길이(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7)는 c1 > c2 > c3 > c4 > c5 > c6 > c7와 같은 부등식이 되도록 구성되어 있다.

이때, 미끄럼 방지홈부(20)의 수평부(22)는 4 ~ 6 mm의 범위로 각각의 수평부(22)가 동일한 길이로 형성되어 있다.

도면에는 각 미끄럼 방지홈부의 수평부 길이(b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7)는 b1 = b2 = b3 = b4 = b5 = b6 = b7와 같은 부등식이 되도록 구성되어 있다.

아울러, 중앙측 일자형 돌기부(10)는 4.0 ~ 4.2 mm의 너비로 형성되어 있고, 중앙에서 외곽측으로 각 일자형 돌기부(10)는 너비가 점차 커지되, 최 외곽측 일자형 돌기부(10)는 4.6 ~ 4.8 mm의 너비로 형성되어 있으며, 저부의 중앙측 50 ~ 70mm 의 범위의 표면에 0.5 ~ 2 mm 깊이(I)의 변형방지홈(40)이 다수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도면에는 중앙에서부터 외곽측으로 6개의 일자형 돌기부(10)가 형성된 예가 도시되어 있고, 각 일자형 돌기부의 너비(a1, a2, a3, a4, a5, a6)는 a1 < a2 < a3 < a5 < a6 < a7와 같은 부등식이 되도록 구성되어 있다.

상기와 같이 미끄럼 방지홈부(20)의 수직부(21) 길이를 중앙에서 외곽측으로 갈수록 점차 작아지도록 구성하고, 일자형 돌기부(10)의 너비를 중앙측에서 외곽측으로 갈수록 점차 커지도록 구성한 것은 도 2의 사진에 나타난 바와 같이 종래와 같이 너비와 깊이가 일정한 돌기를 상부 표면에 연속으로 형성할 경우 발생되는 "U"자형 변형 및 합성목재의 내부 중앙 부위에 미세한 홀이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.

구체적으로, 압출 성형된 후 냉각수와 접촉하면서 합성목재가 냉각되는 과정에서 동일한 표면적을 가질 경우 합성목재의 상면과 저면, 양 측면은 상대적으로 빠른 속도로 냉각이 발생하게 된다.

그런데, 여기에 더불어 상부 표면에 다수 개의 돌기가 형성되어 있는 경우 돌기가 형성된 부분에는 냉각수와 접촉하는 면적이 커지게 된다.

이에 따라 특히, 상부 모서리측 표면은 상대적으로 빠른 속도로 냉각이 이루어지고, 내부 중앙측이 가장 느리게 냉각이 이루어지게 된다.

이처럼 내부 중앙측의 냉각 속도가 느려짐에 따라 내부 중앙측에서는 후수축이 발생하게 되고, 이로 말미암아 상부 표면의 형태는 외곽에서 중앙측으로 높이가 낮아지는 변형이 이루어지는 것이다.

아울러, 이러한 후수축의 발생은 사진에 나타난 바와 같이 중앙 부위에 다수 개의 미세한 홀이 형성되게 되고, 합성목재 전체의 밀도가 균일하지 못해 균일한 강도를 가지지 못하게 된다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 상술한 바와 같이 중앙측의 표면적을 증가시키고, 상부 표면이 내부 중앙 부분과 근거리에 위치하도록 함으로써 내부 중앙 부위의 냉각 속도가 최대한 빠르게 이루어지도록 하였다.

그러나, 미끄럼 방지홈부(20) 및 일자형 돌기부(10)를 형성함에 있어 상기와 같은 문제점을 해소하는 것 뿐만 아니라, 내충격성, 휨강도 등을 유지할 수 있어야 한다.

또한, 통상적으로 저부에 설치되는 구조재와의 연결을 위한 피스(70)의 설치도 감안되어야 한다.

이에, 본 발명에서는 상부 표면 어디에도 피스(70)를 용이하게 설치할 수 있도록 하면서, 일자형 돌기부(10)의 파괴를 최대한 방지할 수 있도록 미끄럼 방지홈부(20)의 수평부(22) 길이를 모두 동일하게 하였으며, 그 길이는 4 ~ 6 mm가 되도록 구성하였다.

이는 피스(70)의 직경이 통상적으로 4 ~ 10 mm인 점을 감안할 때, 별도의 마킹홈 없이도 합성목재 표면에 피스(70)를 체결할 수 있는 크기이며, 아울러, 피스(70) 체결을 위한 마킹홈의 형성에도 적합한 크기가 된다.

이러한 구조는 도 1과 같은 구조에서는 돌기 사이의 홈이 매우 좁아 마킹홈을 형성하기 어렵고, 피스(70)를 직접 체결할 때도 인접한 돌기의 파손이 심하게 이루어져 강도 저하를 일으킬 수 있는 점과 차이를 갖는다.

아울러, 미끄럼 방지홈부(20)의 수직부(21) 길이가 1.0 mm 이하가 될 경우 마모가 발생할 때 그 형태가 쉽게 훼손되어 미끄럼 방지 기능을 상실하게 되고, 수직부(21)의 길이가 1.8 mm 이상 커지게 될 경우에는 일자형 돌기부(10) 모서리 부분이 충격에 의해 쉽게 파손되는 문제점일 발생할 수 있는 바, 1.0 ~ 1.8 mm의 범위 내에서 중앙측에서 외곽측으로 점차 짧아지도록 하였다.

상기와 같이 미끄럼 방지홈부(20)의 수직부(21) 길이를 미세하게 차이를 두는 것만으로는 표면적의 변화가 미세하기 때문에 일자형 돌기부(10)의 너비를 중앙에서 외곽으로 갈수록 넓어지는 형태로 구성하였다.

이 경우 일자형 돌기부(10)의 너비가 4.0 mm 이하로 형성될 경우 마모 발생시 그 형태가 쉽게 훼손되어 미끄럼 방지 기능을 상실하게 되며, 4.8 mm 이상이 될 경우 너비가 너무 넓어 미끄럼 방지 기능이 저하되게 되므로 본 발명에서는 4.0 ~ 4.8 mm의 범위 내에서 일자형 돌기부(10)의 너비를 변화시켰다.

이처럼 일자형 돌기부(10)의 너비 변화 및 미끄럼 방지홈부(20)의 수직부(21) 길이 변화로 합성목재의 상부 표면적이 중앙 측이 외곽측에 비해 상대적으로 증가하여 상부 표면의 냉각 속도가 빨라지게 된다.

그러나, 합성목재의 저면에 가까운 쪽에서는 이러한 미세한 변화의 효과가 미치기 어렵게 된다.

본 발명에서는 이러한 점을 감안하여 합성목재의 저부에 변형방지홈(40)을 다수 개 형성하였다.

구체적으로 저부의 중앙측 너비(J) 50 ~ 70mm의 표면에 0.5 ~ 2 mm 깊이의 변형방지홈(40)을 다수 형성하였다.

이러한 변형방지홈(40)은 합성목재의 저부 중앙측의 냉각수 접촉 면적을 증가시키면서 냉각수가 접하는 부분과 내부 중앙 부분간의 거리를 좁혀 결과적으로 내부 중앙의 냉각 속도를 단축시켜주는 역할을 하게 되어 있다.

즉, 상기와 같은 구성은 첫번째로 "┗┛"형으로 구성한 미끄럼 방지홈부(20)를 구성함에 따라 미끄럼 저항성을 강화시켜 보행자의 미끄러짐 방지 기능을 향상시켰으며, 두번째로 미끄럼 방지홈부(20)의 수직부(21) 길이 변화, 일자형 돌기부(10)의 너비 변화, 저부의 변형방지홈(40)을 형성함으로써 합성목재 표면의 "U"자형 변형을 방지하고, 합성목재 내부 중앙에 미세한 구멍이 형성되는 것을 방지하였으며, 이러한 효과를 만족하면서 휨강도, 내충격성을 유지할 수 있도록 하였으며, 세번째로 피스(70) 등의 설치를 용이하게 하면서 피스(70) 설치에 따른 파손을 방지할 수 있도록 하였다.

상기와 같은 구성은 일자형 돌기부(10), 특히 그 모서리가 보행자의 보행시 미끄러짐에 대한 저항 역할을 하게 되고, 이를 위해 형성된 미끄럼 방지홈부(20)는 일자형 돌기부(10) 표면의 물이나 수분 등이 흘러 들어온 후 외부로 배출됨에 따라 수분에 의한 미끄러짐을 방지하게 된다.

그런데, 강우량 또는 강설량이 증가할 경우 일자형 돌기부(10)의 표면이 보행자의 발과 닺는 면적이 증가함에 따라 미끄러짐이 발생할 수 있다.

이는 미끄럼 방지홈부(20)가 충분히 배출할 수 있을 정도 이상의 비나 눈이 내리게 되면 일자형 돌기부(10)의 표면에 이러한 눈과 비가 묻어 보행자가 미끄러지게 되는 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방법으로 각 일자형 돌기부(10)의 표면에 "V"형 단면 형태로 형성되어 있고, 깊이(h)가 외곽측으로 인접한 미끄럼 방지홈부(20) 깊이의 60 ~ 100 %의 크기를 가지며, 너비(g) 1.0 ~ 2.0 mm인 보조홈부(50)를 더 형성할 수 있다.

이때, 보조홈부(50)의 깊이는 미끄럼 방지홈부(20)의 깊이에 비해 최대한 작게 형성하는 것이 보다 바람직하다.

아울러, 상기 보조홈부(50)는 해당 일자형 돌기부(10)의 너비가 4.0 ~ 4.4 mm 인 경우 1개가 형성되고, 해당 일자형 돌기부(10)의 너비가 4.5 ~ 4.8 mm인 경우 2개가 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 일자형 돌기부(10) 표면에, 일자형 돌기부(10)보다 깊이가 얕은 보조홈부(50)를 형성하게 되면, 결과적으로 보행자의 발 표면과 닿는 일자형 돌기부(10)의 면적이 줄어들게 되므로 미끄럼을 방지하면서 배수를 원할하게 하는 효과를 갖게 된다.

또, 그 깊이를 얕게 하므로 충격에 의한 일자형 돌기부(10)의 파괴를 방지하는 한편, 보조홈부(50)의 모서리 부분이 미끄럼에 대한 저항체 역할을 하게 되어 보행자의 미끄러짐을 가일층 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 합성목재의 표면에는 도 6에 도시된 바와 같이 합성목재의 상부 표면 일측에 형광물질 또는 착색물질이 합성목재와 일체의 사출물로 형성되거나 프린트되어 인쇄된 인쇄층(60)이 형성되도록 함으로써, 야간에도 공원 또는 등산로의 계단을 안전하게 보행할 수 있게 된다.

본 발명의 변형 및 미끄럼 방지용 합성목재는 등산로, 공원 등의 계단이나 데크 등 다양한 구조재의 재료로 사용될 수 있다 할 것이다.

1 : 돌기 10 : 일자형 돌기부
20 : 미끄럼 방지홈부 21 : 수직부
22 : 수평부 30 : 클립 결합홈
40 : 변형방지홈 50 : 보조홈
60 : 인쇄층 70 : 피스
a1, a2, a3, a4, a5, a6 : 각 일자형 돌기부의 너비
b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7 : 각 미끄럼 방지홈부의 수평부 길이
c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7 : 각 미끄럼 방지홈부의 수직부 길이
d : 합성목재의 높이
e : 합성목재의 너비
f : 최 외곽측 미끄럼 방지홈부와 클립 결합홈의 내측 선단의 간격
g: 보조홈부의 너비
h : 보조홈부의 깊이
I : 변형방지홈의 깊이
J : 변형방지홈이 형성되는 합성목재 저부의 너비

Claims (3)

1. 합성목재에 있어서,
   폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 중 선택된 한가지, 침엽수 원목을 분쇄 및 건조시킨 목분, 안료, 윤활제, UV 안정제, 항균제가 포함되어 너비 100 ~ 200 mm의 길이를 가지며, 높이 15 ~ 35 mm의 길이를 갖도록 압출 성형되어 제조되며,
   상부 표면에는 저면으로부터 동일한 높이를 가져 "━"형의 단면 형상으로 형성되어 있는 다수 개의 일자형 돌기부(10)가 형성되어 있고, 각 일자형 돌기부(10)의 사이에는 하부로 파인 미끄럼 방지홈부(20)가 형성되어 있으며, 양측 단부에는 중앙측으로 파인 클립 결합홈(30)이 형성되어 있되,
   상기 미끄럼 방지홈부(20)는 일자형 돌기부(10) 선단으로부터 하부로 수직하게 형성된 수직부(21)가 양측에 형성되어 있고, 두 수직부(21)의 하부 선단을 연결하며 저면과 평행을 이루는 수평부(22)로 형성되어 있어 "┗┛"형의 단면 형상을 취하며,
   최 외곽측의 미끄럼 방지홈부(20)는 클립 결합홈(30)의 내측 선단과 10 ~ 15 mm의 간격을 두고 형성되어 있고,
   중앙측 미끄럼 방지홈부(20)는 수직부(21)가 1.6 ~ 1. 8 mm의 길이로 형성되어 있으며, 중앙에서 외곽측으로 갈수록 각 수직부(21)의 길이가 점차 작아지되, 최 외곽측의 미끄럼 방지홈부(20)는 수직부(21)가 1.0 ~ 1.2 mm의 길이로 형성되어 있고,
   미끄럼 방지홈부(20)의 수평부(22)는 4 ~ 6 mm의 범위로 각각의 수평부(22)가 동일한 길이로 형성되어 있으며,
   중앙측 일자형 돌기부(10)는 4.0 ~ 4.2 mm의 너비로 형성되어 있고, 중앙에서 외곽측으로 각 일자형 돌기부(10)는 너비가 점차 커지되, 최 외곽측 일자형 돌기부(10)는 4.6 ~ 4.8 mm의 너비로 형성되어 있으며,
   저부의 중앙측 50 ~ 70mm 의 범위의 표면에 0.5 ~ 2 mm 깊이의 변형방지홈(40)이 다수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   변형 및 미끄럼 방지용 합성목재.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 일자형 돌기부(10)의 표면에 "V"형 단면 형태로 형성되어 있고, 깊이가 외곽측으로 인접한 미끄럼 방지홈부(20) 깊이의 60 ~ 100 %의 크기를 가지며, 너비 1.0 ~ 2.0 mm인 보조홈부(50)가 형성되어 있되,
   상기 보조홈부(50)는 해당 일자형 돌기부(10)의 너비가 4.0 ~ 4.4 mm 인 경우 1개가 형성되고, 해당 일자형 돌기부(10)의 너비가 4.5 ~ 4.8 mm인 경우 2개가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   변형 및 미끄럼 방지용 합성목재.
   
3. 제 1항에 있어서,
   합성목재의 상부 표면 일측에 형광물질 또는 착색물질이 합성목재와 일체의 사출물로 형성되거나 프린트되어 인쇄된 인쇄층(60)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   변형 및 미끄럼 방지용 합성목재.

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