KR101502879B1 - 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재 및 그 제조방법 - Google Patents

다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형으로 이루어진 금속 또는 비금속 재질의 지지층에 외주면, 내주면 또는 내/외주면 모두에 합성목재층으로 코팅되어 일체의 합성목재로 이루어져 내구성이 우수하며 외관의 미려함이 향상됨과 아울러 다양한 형태로 성형이 가능하며, 도로교통시설물 또는 건축물 등에 사용될 수 있는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재 및 그 제조방법{High-strength synthetic wood having multi punched hole and method for manufacturing the same}
본 발명은 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형으로 이루어진 금속 또는 비금속 재질의 지지층에 외주면, 내주면 또는 내/외주면 모두에 합성목재층으로 코팅되어 일체의 합성목재로 이루어져 내구성이 우수하며 외관의 미려함이 향상됨과 아울러 다양한 형태로 성형이 가능하며, 도로교통시설물 또는 건축물 등에 사용될 수 있는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로에는 각종 안전 설비, 예로서 차도와 인도 사이의 안전가이드, 중앙분리대 및 노변에 설치되는 추락방지용 안전가이드 등 여러 가지의 안전 설비가 구축되어 있고, 항만이나 공원 등에도 여러 가지 안전설비와 벤치, 울타리, 간이 편의 휴식설비 등의 여러 가지 설비가 설치되어 있다.
또한, 이러한 상기의 각종 설비의 구축물에 사용되는 포스트나 난간, 발판 등을 구성하기 위한 구축재료로서는 금속재 또는 천연 목재 등이 주류를 이루어 사용되고 있음도 일반적이다.
그러나 금속재의 경우 강도와 내구성이 우수하다는 이점은 있으나, 외관이 금속성을 나타내고 있음으로써 환경친화적이지 못하며, 유연성이 없어 시설물과 통행인이나 이용자가 충돌하거나 접촉하게 되면 상해를 입을 우려가 있어 안전상의 문제점도 나타내고 있을 뿐만 아니라 설치 후 장기간 경과되면 표면이나 용접부위가 부식되어 외관이 훼손되거나 파손되어 설치 구역의 외관이나 미관을 해치는 단점을 나타내고 있다.
한편, 천연 목재의 경우에는 환경친화적이고 재질이 부드러운 특성이 있어 비교적 안전성을 크게 요하지 않고 미관을 요하는 벤치, 울타리, 간이 편의 휴식설비 등에 많이 사용되고 있으나, 이는 강도가 약하여 외부 충격에 쉽게 파손되는 단점이 있어 설치 후 유지 보수에 많은 인력과 경비가 요구되는 문제점을 나타내고 있으며, 또한 그 강도가 약하여 안전사고 방지를 위한 고강도 구축물 예로서 도로의 안전가이드 등에는 사용할 수 없는 등 사용에 한계를 나타내고 있을 뿐만 아니라, 설비 후 장기간 경과하면 목재 표면이 갈라지고 곰팡이 등이 서식하여 썩거나 손상 또는 변형되어 자연 파손되는 등 그 내구성이 취약한 단점을 나타내고 있다.
이러한 천연 목재의 여러 가지 단점을 해소하여 목분과 합성수지를 혼합한 합성목재의 사용이 제안되고 실시되고 있으나, 이는 천연 목재에 비하여 내식성이나 내수성이 우수하고 외관이 천연 목재의 질감을 나타내어 환경 친화적이라는 특성은 발휘하고 있는 반면에 강도가 취약하고 자외선에 약하여 태양에 장기간 방치되면 표면 색상이 변질되고 물성 자체가 열화되어 내구성에 한계를 들어내는 등의 단점을 나타내어 천연 목재를 대체하는 용도로 밖에 사용할 수 없는 단점을 나타내고 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1162272호(발명의 명칭 : 금속 강화 합성목재 및 이의 제조방법)
본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 창출한 것으로서 그 목적은, 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형으로 이루어진 금속 또는 비금속 재질의 지지층에 외주면, 내주면 또는 내/외주면 모두에 합성목재층으로 코팅되어 일체의 합성목재로 이루어져 내구성이 우수하며 외관의 미려함이 향상됨과 아울러 다양한 형태로 성형이 가능하며, 도로교통시설물 또는 건축물 등에 사용될 수 있도록 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형으로 이루어진 금속 또는 비금속 재질의 지지층에 외주면, 내주면 또는 내/외주면 모두에 합성목재층으로 코팅되어 일체의 합성목재로 이루어지도록 지지층 표면에 다수의 타공홀을 형성하여 합성목재층이 상기 타공홀을 통해 스며들어 지지층으로부터 박리, 들뜸 또는 일부 탈거되는 것을 방지하여 지지층과 합성목재층이 일몸체의 구조로 제공되도록 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지지층의 외주면에 코팅된 합성목재층이 내구성이 우수하고 표면의 외관상태가 부드럽고 탄성이 있어 충돌이나 접촉에 의한 안전사고를 줄여주고 환경 친화적인 외관 특성 및 주변의 시각적 미관에 어울리도록 적합한 질감 및 문양을 제공함을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형 중 택일되는 지지층이 구비되고,
상기 지지층의 표면에 내부로 관통된 다수개의 타공홀이 형성되고,
상기 지지층의 표면 또는 표면과 내면 모두 중 선택되는 부위에 코팅되는 합성목재층으로 이루어지는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재를 제공한다.
또한, 상기 지지층의 표면에 형성된 타공홀을 통해 합성목재층의 조성물이 스며들어 지지층의 내면에 고정돌기가 형성되는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재를 제공한다.
또한, 상기 합성목재층의 조성물은 목분, 왕겨분, 죽분, 지분 또는 이들의 혼합물로 이루어진 제1충진재 10~40중량부, 상기 제1충진재와 혼합되는 전분 10~40중량부, 상기 제1충진재와 전분의 혼합 분말에 혼합되는 합성수지 10~15중량부, 가교제 1~5중량부, 제2충진제 1~3중량부 및 첨가제 0.5~1중량부를 포함하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재를 제공한다.
또한, 상기 합성수지는, 염화비닐 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리우레탄, 플루오르 수지, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리아미드, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 메틸펜텐 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재를 제공한다.
또한, 상기 합성목재층의 조성물에 산화티탄의 광촉매 입자를 1~2중량부를 더 포함하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재를 제공한다.
또한, 상기 합성목재층의 조성물에 UV차단제인 산화아연 1~2중량부를 더 포함하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형으로 이루어진 금속 또는 비금속 재질의 지지층에 외주면, 내주면 또는 내/외주면 모두에 합성목재층으로 코팅됨과 아울러 지지층 표면에 다수의 타공홀을 형성하여 합성목재층이 상기 타공홀을 통해 스며들어 지지층으로부터 박리, 들뜸 또는 일부 탈거되는 것을 방지하여 지지층과 합성목재층이 일몸체의 구조로 제공된 합성목재로 이루어져 내구성이 우수하며 외관의 미려함이 향상됨과 합성목재층의 외관상태가 부드럽고 탄성이 있어 충돌이나 접촉에 의한 안전사고를 줄여주고 환경 친화적인 외관 특성 및 주변의 시각적 미관에 어울리도록 적합한 질감 및 문양을 제공하는 이점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 제조방법을 나타낸 공정흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 제조장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 제조방법에서 교정단계의 교정몰드 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 표면에 요홈이 형성된 구조도.
도 7은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에 브라켓이 설치되는 분해사시도.
도 8은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에 브라켓을 설치한 사시도(a)와 단면도(b).
도 9는 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에 브라켓을 설치하여 지주에 설치되는 실시예의 분해사시도.
도 10은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에서 지지층 일면에 개방홈이 형성된 구조도.
도 11은 도 10의 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에서 지지층 일면에 개방홈이 형성된 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에서 지지층의 표면에 빛반사층이 형성된 구조도.
도 13은 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에서 지지층의 표면에 빛반사층이 형성된 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재 제조방법에서 지지층에 빛반사층과 합성목재층이 코팅되는 단계에 사용되는 성형부재의 구조도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 지지층(20)을 심재로 하여 지지층(20)의 표면 또는 표면 및 내면 모두에 코팅되는 합성목재층(30)으로 이루어진 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 제조방법은 일련의 자동화 라인에서 각 단계가 순차적으로 진행되는 것으로, 그 제조방법을 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 다음과 같이 서술하면,
먼저 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형, 파형 또는 봉형으로 형성되는 지지층(20)을 준비하는 단계(S100)로서, 상기 지지층(20)의 재질은 금속, 알루미늄, 도금강 등을 관형, 판형, 파형 또는 봉형으로 프레스성형 압출성형을 통해 제작된 것으로 일예로 알루미늄의 재질로 지지층(20)을 제작시 일련의 알루미늄 압출성형기에 의해 지지층(20)의 형상과 대응되는 성형몰드를 통해 알루미늄 주물을 성형몰드를 통해 인발 성형하여 상기의 지지층(20) 형상으로 제작하게 된다.
또한, 상기 관형, 판형, 파형 또는 봉형으로 형성되는 지지층(20)의 표면에 절곡 또는 돌출이 형성되도록 하기 위해 포밍기(Forming machine)를 의해 가공하게 되는 데, 상기 포밍기(미도시)는 프레스로 가공하기 어려운 형상을 자동으로 형성시키는 장비로서, 사전에 데이터화되어 기억된 형상에 따라 다양한 형상을 만들 수 있는 장치이다.
다음은, 상기 준비된 지지층(20)의 표면에 내면으로 통공된 다수 개의 타공홀(21)이 형성되도록 펀칭기(1)를 통해 형성시키는 단계(S200)로서, 상기 펀칭기(1)를 통해 지지층(20)의 표면에 타공홀(21)을 형성함으로서 후술되는 합성목재층(30)을 지지층(20)의 표면 또는 표면 및 내면 모두에 코팅함으로서 상기 합성목재층(30)의 접촉면적을 확대함과 아울러 합성목재층(30)의 조성물이 상기 타공홀(21)을 통해 스며들어 타공홀(21) 외측으로 돌출되는 고정돌기(31)가 형성되며, 상기 고정돌기(31)는 합성목재층(30)의 액상 및 점도에 의해 타공홀(21) 끝단에 표면장력과 중력으로 돌출된 고정돌기(31)를 형성하는 것으로 상기 고정돌기(31)는 타공홀(21)의 내경보다 더 큰 지름을 가져 지지층 표면 또는 내면에 코팅된 합성목재층(30)의 박리를 방지하여 지지층(20)과 합성목재층(30)의 일체화를 가져온다.
그리고, 상기 지지층(20)의 표면에 타공홀(21)이 형성하는 과정은 지지층(20) 제작 후 별도의 펀칭기(1)에 의해 타공홀(21)을 형성시키는 단계와는 달리 상기 알루미늄 압출성형기를 통해 지지층(20)을 제작하면서 상기 알루미늄 압출성형기의 성형몰드를 통과하는 지지층(20)에 펀칭과정을 압출성형기에 일체로 제작하여 타공홀(21)이 형성된 지지층(20)을 제작할 수 있다.
또한, 상기 타공홀(21)이 형성된 지지층(20)의 표면과 내면에 표면처리공정을 하는 단계를 추가할 수 있으며, 상기 표면처리공정은 후술되는 지지층(20)의 표면과 내면에 합성목재층(30)이 코팅됨에 상기 합성목재층(30)을 조성하는 합성목재조성물이 상기 지지층(20)의 표면과 내면에 접착력을 강화하면서 지지층(20)의 표면 안정성을 등을 이유로 지지층(20)의 표면과 내면에 가해지는 공정으로, 일예로 머리카락과 같은 가느다란 선형 무늬를 부여하는 헤어라인 가공, 고속 회전되는 버프(buff)를 이용하여 광택을 내는 버프가공, 소정의 연마재나 파우더로 지지층의 표면과 내면을 연마하는 연마 또는 샌딩가공 중 하나가 될 수 있다.
다음은, 상기 지지층(20)의 표면 또는 표면 및 내면 모두에 합성목재층(30)을 코팅하는 단계(S300-2)로서,
지지층(20)의 제작에서 합성목재층(30)의 코팅 후 마감에 이르는 공정을 수행하는 일련의 자동화 라인에서는 상기 제작된 지지층(20)이 합성목재층(30) 코팅 공정으로 연속적으로 연계되어야 함에 합성목재층(30)의 합성목재조성물이 담겨진 저장용기(2-1)를 통해 지지층(20)이 통과하면서 코팅되도록 액주입형 성형몰드(미도시)에 의해 고압성형이 이루어지는 압출성형기(2)를 사용하여 합성목재층(30)이 코팅된 합성목재(10)를 제작하게 된다.
상기 압출성형기(2)의 액주입형 성형몰드(미도시)를 상기 자동화 라인에 설치함으로써, 지지층(20)이 상기 액주입형 성형몰드를 통과함과 동시에 압출성형되어진 합성목재층(30)이 상기 지지층(20)의 표면 또는 표면 및 내면에 코팅되어 합성목재(10)를 제작하게 된다.
상기 압출성형기(2)의 액주입형 성형몰드(미도시)는 지지층(20)의 표면에 합성목재층(30)이 형성하도록 하는 것으로 상기 압출성형기(2)의 합성목재조성물이 담긴 저장용기(2-1)를 통해 액주입형 성형몰드로 유입되면서 액주입형 성형몰드 내부에 내통되어 지나가면서 상기 액주입형 성형몰드로 유입된 합성목재조성물이 지지층(20)의 표면에 코팅되며, 이때 액주입형 성형몰드에 의해 지지층(20)의 표면에 코팅된 합성목재층(30)의 두께를 균등하게 도포되도록 제어하게 된다. 이는, 액주입형 성형몰드 내부에 내통된 지지층(20)이 들뜬상태로 액주입형 성형몰드 내부에 형성되어 상기 들뜬상태의 공간에 합성목재층(30)의 두께와 비례하여 액주입형 성형몰드의 내부를 지지층(20)이 지나면서 지지층(20)의 표면에 균등한 두께의 합성목재층(30)이 코팅되게 된다.
또한, 상기 압출성형기(20)의 액주입형 성형몰드 대신에 지지층(20)의 표면과 내면을 동시에 코팅되도록 합성목재조성물을 분사하는 스프레이방식을 선택할 수 있으며, 이때 상기 스프레이방식에 의해 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)은 지지층(20)의 표면과 내면에 코팅된 합성목재층(30)의 균일한 두께와 기포를 제거하기 위해 도 3에 나타낸 교정몰드(3)를 구비하여 상기 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)을 교정몰드(30)를 통과시켜 균일한 두께와 기포가 제거된 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)을 제작하게 된다.
상기 교정몰드(3)는 상기 표면에 합성목재층(30)이 형성된 지지층(20)의 외측과 대응되는 형상을 가진 외부압착부(3-1)와 상기 내면에 합성목재층(30)이 형성된 지지층(20)의 내면에 대응되는 내부압착부(3-2)가 형성된 교정몰드가 구비된다.
그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 압출성형기(2)에 의해 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)은 먼저 교정몰드(3)의 외부압착부(3-1)를 통과하면서 표면에 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)을 교정하게 되고, 상기 외부압착부(3-1)를 통과한 지지층(20)은 내부압착부(3-2)를 통과하면서 내면에 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)을 교정하게 된다.
또한, 상기 지지층(20)의 표면과 내면에 합성목재층(30)을 코팅하는 방법에서는 용융된 합성목재조성물을 지지층(20)의 표면과 내면에 융착하는 방법을 사용할 수 있으며, 상기 융착방법으로는 열융착, 고주파 융착, 초음파 융착, 전기 융착, 레이저 융착, 진동 융착, 스핀 융착 중 어느 하나 이상의 방법으로 합성목재조성물을 녹여 지지층(20)의 표면과 내면에 융착하여 합성목재층(30)이 코팅된 지지층(20)을 제작하게 된다.
또한, 상기 지지층(20)의 합성목재층(30)이 코팅되기 전(前) 상기 액주입형 성형몰드(미도시)에서 합성목재층(30)의 조성물이 투입되는 지점보다 앞선 지점 또는 별도의 액주입형 성형몰드에 접착제가 저장된 저장용기에 액주입형 성형몰드 내로 연계되어 상기 지지층이 상기 액주입형 성형몰드를 통과할 때 접착제가 지지층(20)의 표면 또는 내면에 코팅되거나 별도의 접착제 분사장치를 합성목재층(30) 코팅 단계 전(前)에 자동화 라인에 설치되어 지지층(20)의 표면 또는 내면에 코팅하는 단계(S300-1)를 거쳐 합성목재층 코팅단계로 이어지도록 제공된다.
상기 접착제를 지지층(20)의 표면 또는 내면에 코팅됨으로서 상기 접착제의 상면에 합성목재층(30)이 형성되게 되는 데, 이는 합성목재층(30)이 지지층(20) 표면 또는 내면에 접착력을 강화함과 아울러 접착제가 지지층(20)에 강하게 접착되면서 지지층(20)이 합성목재층(30)과 강하게 접착되도록 제공함에 있다.
다음은, 상기 압출성형기의 액주입형 성형몰드로부터 성형되어 압출된 합성목재(10)를 냉각 수조에 넣어 합성목재(10)를 냉각ㆍ경화 시키는 단계(S400)로서,
상기 압출성형된 합성목재(10)는 고온에 의한 변형을 방지하기 위해 냉각기에 넣어 냉각ㆍ경화 시킨다. 상기 합성목재(10)의 변형을 방지하고자 이동수단 없이 자동화 라인에서 자동으로 냉각기에 투입되도록 한다.
다음은, 상기 냉각기에서 합성목재(10)를 꺼낸 다음 일정한 크기로 절단하는 단계(S500) 및 상기 일정한 길이로 절단된 합성목재(10)를 불량 검사하는 단계(S600)를 갖는다.
여기서, 상기 압출성형기에 의해 합성목재(10)를 제작하는 단계에서 압출성형기를 통해 압출되는 합성목재(10)를 일정한 크기로 절단하는 공정을 추가할 경우 상기 냉각기에서 합성목재(10)를 꺼낸 다음 일정한 크기로 절단하는 단계가 생략되어 절단 공정의 순서가 치환될 수 있다.
다음은 합성목재(10)의 각 구성요소 특징을 하기와 같은 실시예를 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명은 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형 중 택일되는 지지층(10)이 구비되고, 상기 지지층(10)의 표면에 내부로 관통된 다수개의 타공홀(21)이 형성되고, 상기 지지층(20)의 표면 또는 표면과 내면 모두 중 선택되는 부위에 합성목재 조성물이 코팅되어 합성목재층(30)이 형성되어 이루어지는 합성목재(10)를 제공한다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 지지층(20)은 단면이 관형, 판형 또는 봉형으로 형성되며, 그 재질은 금속, 비금속 또는 합성수지재로 이루어지면서 압출성형으로 제작되거나 프레스성형으로 제작된다.
이렇게 제작된 지지층(20)의 표면에 펀칭기를 이용하여 표면에 관통된 다수개의 타공홀(21)을 형성하게 된다.
그리고, 상기 타공홀(21)이 형성된 지지층(20)의 표면 또는 표면과 내면 각각에 합성목재층(30)이 형성되도록 코팅된 층을 구성하게 된다.
그리고, 상기 합성목재층(30)은 액상의 합성목재조성물로 지지층의 표면 또는 표면과 내면 각각에 코팅되어 합성목재층(30)을 형성하게 되며, 상기 합성목재층(30)을 이루는 액상의 합성목재조성물이 지지층(20)의 표면 또는 내면에 소정의 두께로 형성되어 냉각 건조과정을 거쳐 일체의 합성목재(10)를 제조하게 된다.
또한, 도 5의 (a)와 같이 상기 지지층(20)의 표면에 형성된 타공홀(21)을 통해 합성목재층(30)이 형성될 때 합성목재조성물이 스며들어 지지층(20)의 내면에 고정돌기(31)가 형성되는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 지지층(20)의 표면에 합성목재조성물이 코팅될 대 상기 지지층(20)의 타공홀(21)을 통해 합성목재조성물이 타공홀(21) 내부로 스며들어 지지층(20)의 내주면에 관통된 타공홀(21)로 유출되게 되는 데 이때 지지층(20) 내부의 타공홀(21)로 유출된 합성목재조성물이 경화되면서 돌출된 합성목재조성물이 표면장력과 중력에 의해 타공홀(21)의 폭에 비해 큰 폭을 가진 고정돌기(31)가 형성되며, 이에 지지층(20)의 표면에 경화 코팅된 합성목재층(30)이 타공홀(21)을 통해 고정돌기(331)와 일몸체를 이루어 합성목재층(30)이 지지층(20)의 표면에 박리 또는 변형이 방생하는 것을 방지하게 된다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 합성목재층(30)의 상면, 하면 또는 상하면에 미끄럼방지 기능을 하는 다수의 요홈(32)이 형성되는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 합성목재층(30)의 상면, 하면 또는 상/하면에 다수의 요홈(32)이 형성됨으로서 바닥재로 적용되는 합성목재(10)에 상기 다수의 요홈(32)으로 미끄럼방지와 미려함을 수행하도록 제공되며, 상술한 압출성형기의 액주입형 성형몰드에 상기 다수의 요홈(32)에 대응되는 형상이 상기 액주입형 성형몰드에 형성하여 지지층(20)이 통과하면서 지지층(20)의 표면에 요홈(32)이 형성된 합성목재(10)가 압출성형된다.
또한, 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 지지층(20)의 내면 단부에 일면이 고정되면서 일면에 이격된 복수개의 체결홈(51)이 형성된 브라켓(50)이 더 포함되는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 브라켓(50)은 일면에 가로 또는 세로의 길이방향으로 하향 돌출된 이격된 복수개의 체결홈(51)이 형성되며, 상기 브라켓(50)의 일면이 지지층(20)의 내면 단부에 부착 고정되어 일체로 제공된다.
이렇게 브라켓(50)이 고정된 지지층(20)을 앞서 설명한 지지층(20)의 표면 또는 표면과 내면 중 선택되는 부위에 코팅되는 합성목재층(30)을 형성하여 합성목재(10)를 제조하게 된다.
이에, 도 9와 같이 상기 브라켓(50)이 설치된 합성목재(10)를 설치함에 일예로 수직 또는 수평으로 설치되는 지주(60)에 가로 또는 세로로 상기 지주(60)에 합성목재(20)를 결합시 상기 지주(60)의 내면 또는 외면을 통하여 피스 또는 볼트 등의 체결수단을 합성목재(10)의 브라켓(50)에 형성된 체결홈(51)에 결속하여 지주(60)의 일면에 합성목재(10)를 고정하게 된다.
또한, 도 10과 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 지지층(20)의 길이방향으로 일면에 절개된 개방홈(22)을 형성함으로서, 상기 지지층(20)의 표면 또는 표면과 내면에 합성목재층(30)이 코팅된 합성목재(10)를 제작하여 사용함에 태양열 또는 외부충격에 의해 지지층(20) 또는 합성목재층(30)이 신장(伸長) 또는 팽창에 따른 공간확보를 통해 지지층(20)과 합성목재층(30) 일체가 신장 또는 팽창이 이루어지도록 상기 지지층(20)에 개방홈(22)을 형성하여 상기 지지층(20)의 신장 및 합성목재층(30)의 팽창이 동시에 발생하여 지지층에 합성복재층(30)이 박리 또는 변형을 방지하게 된다.
또한, 상기 합성목재층(30)의 합성목재조성물은 목분, 왕겨분, 죽분, 지분 또는 이들의 혼합물로 이루어진 제1충진재 10~40중량부, 상기 제1충진재와 혼합되는 전분 10~40중량부, 상기 제1충진재와 전분의 혼합 분말에 혼합되는 합성수지 10~40중량부, 가교제 1~5중량부, 제2충진제 1~3중량부 및 첨가제 0.5~2중량부를 포함하는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 가교제는 실란 계열을 사용하며, 상기 제1충지재가 40중량부를 초과하면 흐름성을 방해하여 지지층의 표면에 도포시 뭉침 또는 기포가 발생하게 된다.
또한, 상기 합성수지는, 염화비닐 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리우레탄, 플루오르 수지, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리아미드, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 메틸펜텐 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 합성목재(10)를 제공한다.
또한, 상기 합성목재층(30)의 합성목재조성물에 산화티탄의 광촉매 입자를 1~2중량부를 더 포함하는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 산화티탄의 광촉매입자를 합성목재조성물에 포함하여 지지층(20)의 표면에 광분해에 따른 높은 흡수율을 가져 합성목재층(30)의 열화에 따른 강도 저하를 막고, 높은 굴절률로 반사기능을 높여 지지층(20) 표면에 코팅된 합성목재층(30)의 수명을 연장하는 효과를 가져온다.
또한, 상기 합성목재층(30)의 합성목재조성물에 UV차단제인 산화아연 1~2중량부를 더 포함하는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 UV차단제인 산화아연을 합성목재조성물에 포함하여 태양광에 의한 자외선을 차단하여 지지층(20)의 표면에 코팅된 합성목재층(30)의 변형을 방지하여 수명을 연장하는 기능을 가지게 된다.
또한, 상기 합성목재층(30)의 합성목재조성물에 Sr-Al-O계 축광체 분말 1~5중량부를 더 포함하는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 Sr-Al-O계 축광체 분말을 합성목재조성물에 포함하여 지지층(20)의 합성목재층(30)을 코팅함으로서 상기 합성목재층(30)이 주간에 빛을 축광하여 야간에 빛을 발산하도록 하는 것으로 상기 Sr-Al-O계 축광체 분말은 통상 고상반응법, 연소반응법 등을 통해 제조되는 것으로, SrCO3, Al2O3, Sr(NO3)2, Al(NO3)3·9H2O 등의 출발원료를 적정하고 조성하고, Eu2O3, Dy2O3 등의 부활제 및 공부활제를 적정량 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 축광체 분말은 그린, 블루 등과 같이 다양한 발광 색상을 갖도록 제조할 수 있다.
또한, 도 12와 도 13에 나타낸 바와 같이 상기 지지층(20) 상면, 하면 또는 상하면에 길이방향으로 수용홈(23)이 형성되어 상기 수용홈(23)에 수용되어 상부로 돌출되는 빛반사층(40)이 형성되고, 상기 빛반사층(40)의 조성물은 LDPE(저밀도폴리에틸렌), PP(Polypropylene), PET(polyethylene terephthalate), PC(Polycarbonate), PVC(Polyvinyl Chloride), 나일론, 에폭시수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 합성수지, 경화제 및, Sr-Al-O계 축광체 분말이 혼합되어 이루어지는 합성목재(10)를 제공한다.
상기 빛반사층(40)을 지지층(20)의 상면, 하면 또는 상면 및 하면에 길이방향으로 수용홈(23)에 형성되기 위한 방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 수용홈(23)이 형성된 지지층(20)을 준비하여 상술한 타공홀(21)은 형성하는 단계는 동일하며, 이렇게 수용홈(23)과 타공홀(21)이 형성된 지지층(20)의 표면 또는 표면 및 내면 모두에 합성목재층(30)을 코팅하는 단계(S300-2)에서 지지층(20)의 외주면에 삽입되어 압출성형기(2)의 액주입형 성형몰드 내부에 고정되거나 직접 압출성형기(2)의 내부에 장착되면서 도 14와 같이 지지층(20) 외측의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 상기 지지층(20)의 수용홈(23)에 대응되도록 상부의 소정의 길이방향으로 개방된 제1절개홈(4-1a)이 형성되며, 상기 제1절개홈(4-1a)을 제외한 나머지 외측은 지지층(20)의 외측에 밀착되는 제1커버부(4-1b)가 형성된 빛반사주입부(4-1)와, 상기 빛반사주입부(4-1) 일단에 연장되면서 수용홈(23)에 대응되도록 상부의 소정의 길이방향으로 밀폐되는 제2커버부(4-2a)와 상기 제2커버부(4-2a)를 제외한 상부의 나머지는 개방된 제2절개홈(4-2b)을 형성하는 합성목재주입부(4-2)가 일체로 구비되는 성형부재(4)가 설치된다.
상기 압출성형기(2)에서 빛반사층의 조성물이 성형부재(4)의 제1절개홈(4-1a)을 통해 주입되어 상기 성형부재(4)의 내부로 통과되는 지지층(20)의 수용홈(23)에 도포되며, 이때 상기 지지층(20)의 수용홈(23)에 빛반사층(40)이 코팅되면서 상기 성형부재(4)의 빛반사주입부(4-1) 일측에 연장된 합성목재주입부(4-2)의 제2절개홈(4-2b)을 통해 합성목재조성물이 주입되어 수용홈(23)을 제외한 지지층(20)의 표면에 도포되어 상기 성형부재(4)를 통과한 지지층에 합성목재층(30)과 빛반사층(40)이 형성된다.
그리고, 상기 성형부재(4)의 빛반사주입부(4-1)에서 제1절개홈(4-1a)에 대응되는 지지층(20)의 수용홈(23)에 빛반사층의 조성물만이 주입되게 되며, 이때 빛반사주입부(4-1)의 제1커버부(4-1b)는 수용홈(23)을 제외한 지지층(20)의 외측을 밀접하게 말착되어 빛반사층의 조성물 유입을 차단하게 되며, 성형부재(4)의 합성목재주입부(4-2)에서 제2절개홈(4-2b)에 대응되는 지지층(20)의 수용홈(23)을 제외한 지지층(20) 상면에 합성목재조성물이 투입되면서 수용홈(23)을 제외한 지지층(20)의 외측면을 도포하게 되며, 이때 상기 빛반사주입부(4-1)의 내경에 비해 더 큰 내경을 가진 합성목재주입부(4-2)를 형성하게 되어 지지층이 합성목재주입부(4-2) 내주에 들뜬상태로 형성되어 상기 들뜬상태의 공간에 합성목재조성물이 주입되어 지지층(20)의 표면을 코팅하게 된다.
그리고, 상기 합성목재주입부(4-2)의 내부에 지지층(20)이 들뜬상태로 형성됨은 상기 빛반사주입부(4-1)의 내부에 지지층(20)이 밀착되어 지지하기 때문에 합성목재주입부(4-2) 내부에 지지층(20)의 외측 4방면이 균등한 공간으로 들뜬상태를 유지하게 된다.
상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 합성목재 및 이의 제조방법은 다양하게 설계변경하여 제작할 수 있는 것으로 상시 실시예를 통하여 그 원리를 본 발명의 구성으로 한정하여 제작하되 그 원리를 통한 기구에 있어서는 통상의 지식을 가진 자가 설계변경으로 용이하게 제작할 수 있다는 것을 밝힌다.
합성목재 : 10, 지지층 : 20, 타공홀 : 21, 개방홈 : 22, 수용홈 : 23, 합성목재층 : 30, 고정돌기 : 31, 요홈 : 32, 빛반사층 : 40, 브라켓 : 50, 체결홈 : 51

Claims (14)

  1. 금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형 또는 봉형 중 택일되는 지지층이 구비되고, 상기 지지층의 표면에 내부로 관통된 다수개의 타공홀이 형성되고, 상기 지지층의 표면 또는 표면과 내면 모두 중 선택되는 부위에 코팅되는 합성목재층으로 이루어지는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재에 있어서,
    상기 지지층 상면, 하면 또는 상하면에 길이방향으로 수용홈이 형성되어 상기 수용홈에 수용되어 상부로 돌출되는 빛반사층이 형성되고,
    상기 빛반사층의 조성물은 LDPE(저밀도폴리에틸렌), PP, PET, PC, PVC, 나일론, 에폭시수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 합성수지, 경화제 및, Sr-Al-O계 축광체 분말이 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 합성목재층의 상면, 하면 또는 상하면에 미끄럼방지 기능을 하는 다수의 요홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지층의 내면 단부에 일면이 고정되면서 일면에 이격된 복수개의 체결홈이 형성된 브라켓이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지지층의 길이방향으로 일면에 절개된 개방홈을 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 합성목재층의 조성물은 목분, 왕겨분, 죽분, 지분 또는 이들의 혼합물로 이루어진 제1충진재 10~40중량부, 상기 제1충진재와 혼합되는 전분 10~40중량부, 상기 제1충진재와 전분의 혼합 분말에 혼합되는 합성수지 10~40중량부, 가교제 1~5중량부, 제2충진제 1~3중량부, 첨가제 0.5~2중량부 및 Sr-Al-O계 축광체 분말 1~5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 합성수지는, 염화비닐 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리우레탄, 플루오르 수지, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리아미드, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 메틸펜텐 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  8. 제6항에 있어서, 상기 합성목재층의 조성물에 산화티탄의 광촉매 입자를 1~2중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  9. 제6항에 있어서, 상기 합성목재층의 조성물에 UV차단제인 산화아연 1~2중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 지지층을 심재로 하는 합성목재 제조방법에 있어서,
    금속 또는 비금속으로 이루어진 관형, 판형, 파형 또는 봉형으로 형성되는 지지층을 준비하는 단계;와,
    상기 준비된 지지층의 표면에 내면으로 통공된 다수 개의 타공홀이 형성되도록 펀칭기를 통해 형성시키는 단계;와,
    상기 지지층 상면, 하면 또는 상하면에 길이방향으로 수용홈이 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 지지층의 표면 또는 표면 및 내면 모두에 코팅하는 단계에서 지지층 외측의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 상기 지지층의 수용홈에 대응되도록 상부의 소정의 길이방향으로 개방된 제1절개홈이 형성되며, 상기 제1절개홈을 제외한 나머지 외측은 지지층의 외측에 밀착되는 제1커버부가 형성된 빛반사주입부와, 상기 빛반사주입부 일단에 연장되면서 수용홈에 대응되도록 상부의 소정의 길이방향으로 밀폐되는 제2커버부와 상기 제2커버부를 제외한 상부의 나머지는 개방된 제2절개홈을 형성하는 합성목재주입부가 일체로 구비되는 성형부재를 압출성형기의 내부에 설치하여 LDPE, PP, PET, PC, PVC, 나일론, 에폭시수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 합성수지, 경화제 및, Sr-Al-O계 축광체 분말이 혼합되어 이루어지는 빛반사층의 조성물을 압출성형기에 의해 성형부재의 제1절개홈을 통해 주입되어 상기 성형부재의 내부로 통과되는 지지층의 수용홈에 도포되면서 상기 성형부재의 빛반사주입부 일측에 연장된 합성목재주입부의 제2절개홈을 통해 합성목재조성물이 주입되어 수용홈을 제외한 지지층의 표면에 도포되어 상기 성형부재를 통과한 지지층에 합성목재층과 빛반사층을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 지지층에 다수의 타공홀을 형성시키는 단계 후 지지층의 표면 또는 내면에 접착제를 코팅하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 타공홀을 이용한 고강도 합성목재의 제조방법.
  14. 삭제
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