KR101735872B1 - 표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법 - Google Patents

표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101735872B1
KR101735872B1 KR1020130083444A KR20130083444A KR101735872B1 KR 101735872 B1 KR101735872 B1 KR 101735872B1 KR 1020130083444 A KR1020130083444 A KR 1020130083444A KR 20130083444 A KR20130083444 A KR 20130083444A KR 101735872 B1 KR101735872 B1 KR 101735872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
mixture
melting point
base
wood
Prior art date
Application number
KR1020130083444A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150009244A (ko
Inventor
박종성
손정일
Original Assignee
(주)엘지하우시스
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 (주)엘지하우시스 filed Critical (주)엘지하우시스
Priority to KR1020130083444A priority Critical patent/KR101735872B1/ko
Publication of KR20150009244A publication Critical patent/KR20150009244A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101735872B1 publication Critical patent/KR101735872B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/28—Moulding or pressing characterised by using extrusion presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/003—Pretreatment of moulding material for reducing formaldehyde gas emission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/0209—Methods, e.g. characterised by the composition of the agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/0227—Mixing the material with binding agent using rotating stirrers, e.g. the agent being fed through the shaft of the stirrer
    • B27N1/0236—Mixing the material with binding agent using rotating stirrers, e.g. the agent being fed through the shaft of the stirrer with the stirrers rotating about an horizontal axis, e.g. in consecutive casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/0263—Mixing the material with binding agent by spraying the agent on the falling material, e.g. with the material sliding along an inclined surface, using rotating elements or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/0281—Combinations of dissimilar mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/02—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/20—Moulding or pressing characterised by using platen-presses
    • B27N3/22—Charging or discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/26—Moulding or pressing characterised by using continuously acting presses having a heated press drum and an endless belt to compress the material between belt and drum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 합성목재의 표면에 자연스러운 목무늬 패턴을 구현해줄 수 있으며, 목무늬 패턴을 구현하는 혼합물에 기능성 첨가제를 첨가하여 대전방지 및 미끄럼방지 등의 표면기능성을 부여할 수 있도록 한 합성목재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 주 압출기(110)를 통해 압출 성형되는 내층(10); 및 보조 압출기(120) 및 압출다이(130)를 통해 상기 내층(10)의 외주면에 압출 성형되는 표면층(20);을 포함하되, 상기 표면층(20)은, 상기 내층(10)의 외주연에 성형되는 베이스(21);와 상기 베이스(21)를 성형하는 혼합물에 포함되되, 상기 베이스 성형용 혼합물(base compound)에 비해 융점이 높은 칼라칩(color chip)에 의해 표면에 구현되는 목무늬 패턴(23);을 포함하여 이루어지며, 상기 칼라칩에는 기능성 첨가제가 첨가되어 상기 구현되는 목무늬 패턴(23)을 통해 상기 표면층(20)에 대전방지 및 미끄럼방지를 포함한 표면기능성을 부여해주는 것을 특징으로 한다.

Description

표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법{Wood polymer/plastic composite having a wood pattern and manufacturing method thereof}
본 발명은 합성목재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성목재의 표면에 자연스러운 목무늬 패턴을 구현해줄 수 있으며, 목무늬 패턴을 구현하는 혼합물에 기능성 첨가제를 첨가하여 표면기능성을 부여해줄 수 있는 합성목재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 천연목재와 유사한 표면 질감 및 무늬를 갖는 합성목재(Wood polymer/plastic composite)에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 합성목재는 목분이 대량 함유되기 때문에 천연목재와 비슷한 외관이나 성질을 갖게 한 재료로서 사출 또는 압출 성형으로 제조된다.
사출 또는 압출성형에 사용되는 플라스틱 원료로는, 주로 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀이 사용된다. 이는 폴리올레핀의 경우 독성이 없어서 친환경 자재를 표방하는 합성목재에 적합하기 때문이다. 사출성형품은 성형 시 표면에 조각이나 나뭇결무늬가 형성됨에 따라 인쇄나 도장(塗裝) 등의 2차 가공을 하지 않고서도 나무의 질감(質感)을 나타낼 수 있다.
아울러 합성목재는 천연목재에 비해서 흡수성이 적고 부패하지 않는 장점이 있다. 또 발포배율(發泡倍率)이 비교적 낮고 표면에 밀도가 높은 표피층을 가지고 있어 강도가 높고 못박기나 대패질 등의 가공도 가능하다.
이러한 합성목재는 강하고 우수한 물성과 더불어 친환경적이다. 아울러 재생이 가능하여 목재를 대체하는 신소재로서 그 시장이 급성장하고 있으며, 이에 따라 다양한 형태의 합성목재 제품이 개발되고 있다.
이와 같은 합성목재는 종래에 등록특허공보 제10-1067669호로 선 출원된 바 있다. 종래의 합성목재는 압출을 통해 색상이 서로 다른 복수의 코팅층을 성형한 후, 컨베이어 상에 일정간격으로 배치되는 성형 롤러를 이용한 기계적인 후가공을 통해 합성목재의 표면에 무늬를 구현하는 방법이 주를 이루고 있다.
그러나 종래의 합성목재는 대부분 단조로우면서 반복적인 무늬의 압출물로 이루어져 실제 고급목에 나타나는 물결, 실선, 사선 점선 등의 목(木) 무늬 형상을 구현하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 합성목재의 표면에 자연스러운 목무늬 패턴을 구현해줄 수 있으며, 목무늬 패턴을 구현하는 혼합물에 기능성 첨가제를 첨가하여 대전방지 및 미끄럼방지 등의 표면기능성을 부여할 수 있도록 한 합성목재 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 합성목재는, 주 압출기를 통해 압출 성형되는 내층; 및 보조 압출기 및 압출다이를 통해 상기 내층의 외주면에 압출 성형되는 표면층;을 포함하되, 상기 표면층은, 상기 내층의 외주연에 성형되는 베이스;와, 상기 베이스를 성형하는 혼합물에 포함되되, 상기 베이스 성형용 혼합물(base compound)에 비해 융점이 높은 칼라칩(color chip)에 의해 표면에 구현되는 목무늬 패턴;을 포함하여 이루어지며, 상기 칼라칩에는 기능성 첨가제가 첨가되어 상기 구현되는 목무늬 패턴을 통해 상기 표면층에 대전방지 및 미끄럼방지를 포함한 표면기능성을 부여해주는 것을 특징으로 한다.
이 경우 상기 내층은, 목분 10 ~ 90 중량부, 고분자 수지 10 ~ 50 중량부를 포함하는 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 베이스 성형용 혼합물은, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 26 ~ 36 중량%, 목분 22 ~ 29 중량%, 첨가제 5 ~ 7 중량%, 무기물 21 ~ 31 중량%, 안료 7 ~ 13 중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 칼라칩은, 융점 범위가 150 ~ 180℃인 이내인 고융점 고분자 수지 21 ~ 37 중량%, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 1 ~ 13 중량%, 목분 25 ~ 41 중량%, 첨가제 2 ~ 5 중량%, 무기물 10 ~ 23 중량%, 안료 1 ~ 25 중량 %를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저융점 고분자 수지는, 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고융점 고분자 수지는, 폴리프로필렌(PP)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 칼라칩은, 상기 베이스 성형용 혼합물에 비해 용융흐름지수(MI)가 높은 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기능성 첨가제는, 열가소성 엘라스토머 45 ~ 55 중량%, 폴리프로필렌 코폴리머(Co-PP) 15 ~ 25 중량%, 활제 1 ~ 3 중량%, 활석 5 ~ 15 중량%, 수산화알루미늄(Al2(OH)3) 10 ~ 20 중량%, 카본블랙 1 ~ 3 중량%, 탄소나노튜브(CNT) 1 ~ 3 중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열가소성 엘라스토머는, 폴리프로필렌(PP) 및 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보조 압출기는 상기 베이스 성형용 혼합물을 용융 압출시키되, 상기 칼라칩은 미용융된 상태로 압출되고, 상기 미용융된 칼라칩은 상기 압출다이 내에서 용융되어 상기 표면층의 표면에 목무늬 패턴을 구현해주는 것을 특징으로 한다.
합성목재 제조방법에 있어서, 주 압출기를 통해 혼합물을 압출하여 내층을 성형하는 단계; 보조 압출기를 통해 칼라칩이 포함된 혼합물을 용융 압출시키되, 용융 압출되는 혼합물에 비해 융점이 높은 상기 칼라칩은 미용융된 상태로 압출시키는 단계; 상기 주 압출기를 통해 압출 성형된 내층을 압출다이의 압출공 내에 통과시키는 단계; 및 상기 보조 압출기를 통해 공급되는 혼합물을 상기 압출다이 내에 주입해줌과 아울러, 혼합물에 포함된 상기 칼라칩(color chip)을 가열 용융시켜 상기 압출공을 통과하는 내층의 외주면에 목무늬가 구현된 표면층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 칼라칩에는 기능성 첨가제가 첨가되어 상기 구현되는 목무늬 패턴을 통해 상기 표면층에 대전방지 및 미끄럼방지를 포함한 표면기능성을 부여해주는 것을 특징으로 한다.
이 경우 상기 표면층은, 상기 내층의 외주연에 소정 두께로 성형되는 베이스;와 상기 칼라칩에 의해 상기 베이스의 표면에 구현되는 목무늬 패턴;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 베이스를 성형하는 혼합물은, 시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정한 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 26 ~ 36 중량%, 목분 22 ~ 29 중량%, 첨가제 5 ~ 7 중량%, 무기물 21 ~ 31 중량%, 안료 7 ~ 13 중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 칼라칩은, 시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정한 융점 범위가 150 ~ 180℃인 이내인 고융점 고분자 수지 21 ~ 37 중량%, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 1 ~ 13 중량%, 목분 25 ~ 41 중량%, 첨가제 2 ~ 5 중량%, 무기물 10 ~ 23 중량%, 안료 1 ~ 25 중량 %를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 저융점 고분자 수지는, 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고융점 고분자 수지는, 폴리프로필렌(PP)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 압출다이의 유로는, 공급되는 혼합물을 인입시켜주는 주입구가 상기 압출공의 수직 중심부를 기준으로 상하 비대칭으로 형성되어 인입되는 혼합물이 상기 주입구로부터 멀어질수록 유속이 낮아지게 되면서, 상기 목무늬가 곡선(crown)에서 사선(stripe)으로 이어지는 패턴을 포함하여 구현되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 압출다이는, 내부의 온도를 조절하여 상기 표면층의 목무늬 패턴에 변화를 줄 수 있도록 냉각부를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 합성목재의 표면에 자연스러운 목무늬 패턴을 구현해줄 수 있고, 목무늬 패턴을 구현하는 칼라칩에 소량의 기능성 첨가제를 첨가하더라도 베이스 전체에 과량첨가한 것과 동일한 대전방지 및 미끄럼방지 등의 표면기능성을 부여해줄 수 있으며, 이에 따라 제조단가를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 목무늬가 구현된 합성목재의 부분절개 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 목무늬가 구현된 합성목재의 내부구성을 보여주는 단면도 및 부분상세도,
도 3은 본 발명에 따른 합성목재의 제조장치를 보여주는 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 압출다이의 유로를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 압출다이를 이용하여 표면층을 형성해주는 상태를 보여주는 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 압출다이의 주입구 위치에 따라 구현되는 목무늬 패턴을 보여주는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 목무늬가 구현된 합성목재의 실제품을 보여주는 사진이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 목무늬가 구현된 합성목재의 부분절개 사시도이고, 도 2은 본 발명에 따른 목무늬가 구현된 합성목재의 내부구성을 보여주는 단면도 및 부분상세도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 목무늬가 구현된 합성목재(1)는, 내층(10)과, 상기 내층(10)의 외주면에 압출 성형되며 표면에 목무늬가 구현되는 표면층(20)을 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
내층(10)은 주 압출기(110)를 통해 압출 성형되는 것으로, 합성목재(1)의 주 몸체부를 이룬다. 이러한 내층(10)은 목분이나, 목칩, 장섬유 등을 선택적으로 포함하여 이루어질 수 있다. 예컨대, 내층(10)은 목분 10 ~ 90 중량부, 고분자 수지 10 ~ 50 중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
표면층(20)은 보조 압출기(120) 및 압출다이(130)를 통해 내층(10)의 외주면에 소정 두께로 형성되는 것으로, 표면에는 다양한 형상의 목무늬가 구현된다. 이러한 상기 표면층(20)은 내층(10)의 외주면에 성형되는 베이스(21)와, 상기 베이스(21)를 성형해주는 혼합물에 포함되되 이 혼합물에 비해 융점이 높은 칼라칩(color chip)에 의해 표면상에 서로 다른 다양한 색상으로 구현되는 목무늬 패턴(23)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이 경우 상기 보조 압출기(120)는 베이스 성형용 혼합물을 용융 압출시키되, 칼라칩은 미용융된 상태로 압출된다. 미용융된 칼라칩은 압출다이(130) 내에서 가열 용융되어 베이스(21)의 표면에 다양한 형상의 목무늬 패턴(23)을 구현해주게 된다.
즉 상기 베이스 성형용 혼합물과 칼라칩이 서로 다른 용융온도를 가질 경우 혼합물의 퍼짐 정도를 조절할 수 있다. 다시 말해, 상대적으로 용융온도가 낮은 베이스 성형용 혼합물은 먼저 용융되므로 보다 넓게 분산되면서 베이스(21)를 형성하게 된다. 상대적으로 용융 온도가 높은 칼라칩은 나중에 용융됨에 따라 분산 정도가 상대적으로 적게 된다. 이러한 물리적 특성을 이용하여 다양한 색상으로 이루어진 칼라칩의 분산 정도를 조절함으로써 베이스(21) 상에 다양한 목무늬 패턴(23)을 구현할 수 있게 된다.
여기서, 바람직하게는 상기 베이스 성형용 혼합물(base compound)은, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내(시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정)인 저융점 고분자 수지 26 ~ 36 중량%, 목분 22 ~ 29 중량%, 첨가제 5 ~ 7 중량%, 무기물 21 ~ 31 중량%, 안료 7 ~ 13 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
아울러 상기 칼라칩(color chip)은, 융점 범위가 150 ~ 180℃인 이내인 고융점 고분자 수지 21 ~ 37 중량%, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 1 ~ 13 중량%, 목분 25 ~ 41 중량%, 첨가제 2 ~ 5 중량%, 무기물 10 ~ 23 중량%, 안료 1 ~ 25 중량 %를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 칼라칩은 베이스 성형용 혼합물에 비해 용융흐름지수(MI)가 높다.
이 경우 상기 저융점 고분자 수지는 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 고융점 고분자 수지는 폴리에틸렌(PE)에 비해 융점이 높은 폴리프로필렌(PP)을 포함하여 이루어질 수 있다.
실시예
Figure 112013063938995-pat00001

특히, 상기 칼라칩에는 기능성 첨가제가 첨가되어 상기 구현되는 목무늬 패턴(23)을 통해 상기 표면층(20)에 대전방지 및 미끄럼방지를 포함한 표면기능성을 부여해줄 수 있게 된다.
여기서, 바람직하게는 상기 기능성 첨가제는, 열가소성 엘라스토머 45 ~ 55 중량%, 폴리프로필렌 코폴리머(Co-PP) 15 ~ 25 중량%, 활제 1 ~ 3 중량%, 활석 5 ~ 15 중량%, 수산화알루미늄(Al2(OH)3) 10 ~ 20 중량%, 카본블랙 1 ~ 3 중량%, 탄소나노튜브(CNT) 1 ~ 3 중량%를 포함하여 이루어진다.
이 경우 상기 열가소성 엘라스토머는, 폴리프로필렌(PP) 및 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무를 포함하여 이루어질 수 있다.
이처럼, 목무늬 패턴(23)을 구현해주는 칼라칩에 소정의 기능성 첨가제를 첨가해줌으로써 베이스 전체에 과량첨가한 것과 동일한 대전방지 및 미끄럼방지 등의 표면기능성을 부여해줄 수 있으며, 이에 따라 제조단가를 줄일 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 합성목재의 제조장치를 보여주는 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 압출다이의 유로를 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 압출다이를 이용하여 표면층을 형성해주는 상태를 보여주는 측단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 합성목재 제조장치(100)는, 주 압출기(110), 보조 압출기(120), 압출다이(130)를 포함하여 구성된다.
먼저, 주 압출기(110)는 합성목재의 내층(10)을 형성해주는 역할을 한다. 여기서 바람직하게는 상기 주 압출기(110)는, 호퍼(111)를 통해 투입되는 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열실린더(113)와, 가열실린더(113)의 내부에서 용해된 원료를 압출시키는 압출스크류(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.
보조 압출기(120)는 주 압출기(110)를 통해 압출되는 내층(10)의 외주연에 소정 두께의 표면층(20)을 형성해줄 수 있도록 압출물을 공급해주는 역할을 한다. 여기서, 바람직하게는 상기 보조 압출기(120)는, 호퍼(121)를 통해 투입되는 원료를 히터의 가열에 의해 용해하는 가열실린더(123)와, 가열실린더(123)의 내부에서 용해된 원료를 압출시키는 압출스크류(미도시)를 포함하여 이루어진다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 압출다이(130)는 보조 압출기(120)로부터 서로 다른 색상의 칼라칩이 포함된 혼합물을 공급받아 주 압출기(110)를 통해 압출된 후, 압출공(133)을 통과하는 내층(10)의 외주연에 소정 두께의 베이스(21)를 형성해줌과 동시에 베이스(21) 상에 서로 다른 다양한 색상과 패턴의 목무늬 패턴(23)을 구현해주게 된다.
여기서, 바람직하게는 상기 압출다이(130)는 주 압출기(110)를 통해 압출되는 내층(10)이 통과될 수 있도록 사각의 압출공(133)이 관통 형성되는 금형틀(131)과, 금형틀(131) 내부에 상하 비대칭으로 형성되어 보조 압출기(120)를 통해 공급되는 혼합물을 주입해주는 유로(135)를 포함하여 이루어진다. 좀더 구체적으로, 상기 유로(135)는 압출공(133)의 수직 중심부를 기준으로 상하 비대칭(A)으로 형성되는 주입구(135a)를 포함하여 이루어진다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 인입되는 혼합물이 주입구(135a)로부터 멀어질수록 유속이 낮아지게 된다. 따라서, 베이스(21) 상에 곡선(crown)에서 사선으로 이어지는 패턴을 포함한 다양한 목무늬 패턴(23)을 구현할 수 있게 된다.
다시 말해, 압출다이(130)의 유로(135)를 통해 인입되는 용융된 혼합물은 주입구(135a)로부터 멀어질수록 유속이 낮아지는 파라볼릭 플로우(parabolic flow)를 가지도록 압출될 수 있게 된다. 또는 전체적으로 일정한 유속을 가지는 플러그 플로우(plug flow)를 가지도록 압출되거나, 또는 두 가지 형태가 혼합된 플로우를 가질 수 있다.
한편, 상기 압출다이(130)는 내부의 온도를 조절해주는 냉각부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 냉각부를 통해 압출다이(130)의 온도를 조절하면 용융된 혼합물의 퍼짐 정도나 칼라칩과의 혼합 정도를 조절할 수 있어, 목무늬 패턴(23)에 변화를 줄 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
1 : 합성목재 10 : 내층
20 : 표면층 21 : 베이스
23 : 목무늬 패턴 100 : 합성목재 제조장치
110 : 주 압출기 120 : 보조 압출기
130 : 압출다이 133 : 압출공
135 : 유로 135a : 주입구

Claims (20)

  1. 주 압출기(110)를 통해 압출 성형되는 내층(10); 및
    보조 압출기(120) 및 압출다이(130)를 통해 상기 내층(10)의 외주면에 압출 성형되는 베이스(21)와, 상기 베이스(21)를 성형하는 혼합물에 포함되며 상기 베이스(21) 성형용 혼합물(base compound)에 비해 융점 및 용융흐름지수(MI)가 높은 칼라칩(color chip)에 의해 베이스(21) 표면에 구현되는 목무늬 패턴(23)을 포함하는 표면층(20);을 포함하되,
    상기 베이스(21) 성형용 혼합물의 조성물은,
    시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정한 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 26 ~ 36 중량%, 목분 22 ~ 29 중량%, 첨가제 5 ~ 7 중량%, 무기물 21 ~ 31 중량%, 안료 7 ~ 13 중량%를 포함하고,
    상기 칼라칩의 조성물은,
    시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정한 융점 범위가 150 ~ 180℃인 이내인 고융점 고분자 수지 21 ~ 37 중량%, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 1 ~ 13 중량%, 목분 25 ~ 41 중량%, 첨가제 2 ~ 5 중량%, 무기물 10 ~ 23 중량%, 안료 1 ~ 25 중량 %를 포함하며,
    상기 칼라칩에는 기능성 첨가제가 첨가되어 상기 구현되는 목무늬 패턴(23)을 통해 상기 표면층(20)에 대전방지 및 미끄럼방지를 포함한 표면기능성을 부여하되, 상기 기능성 첨가제는, 열가소성 엘라스토머 45 ~ 55 중량%, 폴리프로필렌 코폴리머(Co-PP) 15 ~ 25 중량%, 활제 1 ~ 3 중량%, 활석 5 ~ 15 중량%, 수산화알루미늄(Al2(OH)3) 10 ~ 20 중량%, 카본블랙 1 ~ 3 중량%, 탄소나노튜브(CNT) 1 ~ 3 중량%를 포함하는 합성목재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내층(10)은,
    목분 10 ~ 90 중량부, 고분자 수지 10 ~ 50 중량부를 포함하는 합성목재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 고분자 수지는,
    폴리에틸렌(PE)을 포함하는 합성목재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고융점 고분자 수지는,
    폴리프로필렌(PP)을 포함하는 합성목재.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머는,
    폴리프로필렌(PP) 및 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무를 포함하는 합성목재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보조 압출기(120)는 상기 베이스 성형용 혼합물을 용융 압출시키되, 상기 칼라칩은 미용융된 상태로 압출되고,
    상기 미용융된 칼라칩은 상기 압출다이 내에서 용융되어 상기 표면층(20)의 표면에 목무늬 패턴을 구현해주는 것인 합성목재.
  11. 주 압출기(110)를 통해 혼합물을 압출하여 내층(10)을 성형하는 단계;
    보조 압출기(120)를 통해 칼라칩이 포함된 혼합물을 용융 압출시키되, 용융 압출되는 혼합물에 비해 융점 및 용융흐름지수(MI)가 높은 상기 칼라칩은 미용융된 상태로 압출시키는 단계;
    상기 주 압출기(110)를 통해 압출 성형된 내층(10)을 압출다이(130)의 압출공(133) 내에 통과시키는 단계; 및
    상기 보조 압출기(120)를 통해 공급되는 혼합물을 상기 압출다이(130) 내에 주입해줌과 아울러, 혼합물에 포함된 상기 칼라칩(color chip)을 가열 용융시켜 상기 압출공(133)을 통과하는 내층(10)의 외주면에 목무늬가 구현된 표면층(20)을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 표면층(20)은 상기 내층(10)의 외주연에 소정 두께로 성형되는 베이스(21)와, 상기 칼라칩에 의해 상기 베이스(21)의 표면에 구현되는 목무늬 패턴(23)을 포함하고,
    상기 베이스(21)를 성형하는 혼합물의 조성물은,
    시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정한 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 26 ~ 36 중량%, 목분 22 ~ 29 중량%, 첨가제 5 ~ 7 중량%, 무기물 21 ~ 31 중량%, 안료 7 ~ 13 중량%를 포함하며,
    상기 칼라칩의 조성물은,
    시차 주사 열량 분석(DSC)으로 측정한 융점 범위가 150 ~ 180℃인 이내인 고융점 고분자 수지 21 ~ 37 중량%, 융점 범위가 100 ~ 140℃ 이내인 저융점 고분자 수지 1 ~ 13 중량%, 목분 25 ~ 41 중량%, 첨가제 2 ~ 5 중량%, 무기물 10 ~ 23 중량%, 안료 1 ~ 25 중량%를 포함하고,
    상기 칼라칩에는 기능성 첨가제가 첨가되어 상기 구현되는 목무늬 패턴(23)을 통해 상기 표면층(20)에 대전방지 및 미끄럼방지를 포함한 표면기능성을 부여해주되, 상기 기능성 첨가제는 열가소성 엘라스토머 45 ~ 55 중량%, 폴리프로필렌 코폴리머(Co-PP) 15 ~ 25 중량%, 활제 1 ~ 3 중량%, 활석 5 ~ 15 중량%, 수산화알루미늄(Al2(OH)3) 10 ~ 20 중량%, 카본블랙 1 ~ 3 중량%, 탄소나노튜브(CNT) 1 ~ 3 중량%를 포함하는 합성목재 제조방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 저융점 고분자 수지는,
    폴리에틸렌(PE)을 포함하는 합성목재 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 고융점 고분자 수지는,
    폴리프로필렌(PP)을 포함하는 합성목재 제조방법.
  17. 삭제
  18. 제11항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머는,
    폴리프로필렌(PP) 및 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무를 포함하는 합성목재 제조방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 압출다이(130)의 유로(135)는,
    공급되는 혼합물을 인입시켜주는 주입구(135a)가 상기 압출공(133)의 수직 중심부를 기준으로 상하 비대칭으로 형성되어 인입되는 혼합물이 상기 주입구(135a)로부터 멀어질수록 유속이 낮아지면서,
    상기 목무늬가 곡선(crown)에서 사선(stripe)으로 이어지는 패턴을 포함하여 구현되는 것인 합성목재 제조방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 압출다이(130)는,
    내부의 온도를 조절하여 상기 표면층(20)의 목무늬 패턴(23)에 변화를 줄 수 있도록 냉각부를 더 포함하는 합성목재 제조방법.
KR1020130083444A 2013-07-16 2013-07-16 표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법 KR101735872B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130083444A KR101735872B1 (ko) 2013-07-16 2013-07-16 표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130083444A KR101735872B1 (ko) 2013-07-16 2013-07-16 표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150009244A KR20150009244A (ko) 2015-01-26
KR101735872B1 true KR101735872B1 (ko) 2017-05-15

Family

ID=52572531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130083444A KR101735872B1 (ko) 2013-07-16 2013-07-16 표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101735872B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025915A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 (주)엘지하우시스 합성목재
KR20200027340A (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 (주)엘지하우시스 합성목재 제조방법 및 이로 제조되는 합성목재

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101871045B1 (ko) 2016-07-29 2018-07-19 (주) 대현목재 자연친화적 기능성 목재의 제조방법
CN107033459B (zh) * 2017-05-17 2020-06-30 昕亮科技（深圳）有限公司 一种用于汽车外饰件的免喷涂聚丙烯复合材料及其加工方法
CN111546456A (zh) * 2020-04-24 2020-08-18 阜阳市宏桥秸秆科技有限公司 一种秸秆建材砖及其加工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101199744B1 (ko) * 2012-02-28 2012-11-08 (주)엘지하우시스 합성목재 제조용 압출다이, 이를 포함하는 제조장치 및 제조방법과 이로부터 제조된 합성목재

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101199744B1 (ko) * 2012-02-28 2012-11-08 (주)엘지하우시스 합성목재 제조용 압출다이, 이를 포함하는 제조장치 및 제조방법과 이로부터 제조된 합성목재

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025915A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 (주)엘지하우시스 합성목재
KR102308108B1 (ko) * 2018-08-31 2021-10-01 (주)엘엑스하우시스 합성목재
KR20200027340A (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 (주)엘지하우시스 합성목재 제조방법 및 이로 제조되는 합성목재
KR102365690B1 (ko) * 2018-09-04 2022-02-21 (주)엘엑스하우시스 합성목재 제조방법 및 이로 제조되는 합성목재

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150009244A (ko) 2015-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101735872B1 (ko) 표면기능성을 부여한 합성목재 및 이의 제조방법
US20060068215A2 (en) Improved variegated composites and related methods of manufacture
US9694529B2 (en) Extrusion die for synthetic wood, manufacturing apparatus and method using the same, and synthetic wood manufactured by the same
JPS6399917A (ja) 人工黒檀製造法
KR20140032131A (ko) 투명 표면층을 갖는 목재 플라스틱 복합재
KR20140092653A (ko) 발포 수지층을 갖는 합성목재 및 그 제조방법
CN103753787B (zh) 一种用于门窗的木塑复合材料的制备方法
CN102470558B (zh) 含填充剂·玻璃的树脂成形体
CN102875881B (zh) 超高分子量聚乙烯纺丝专用色母料的制备方法
US12012496B2 (en) Method for the manufacture of a colored polymer composition
US20200040183A1 (en) Thermoplastic compositions having improved toughness, articles therefrom, and methods thereof
JP6426460B2 (ja) 溶融成形用ペレット混合物およびこれを用いて製造された成形品
CN107629317A (zh) 一种仿木纹色母、聚乙烯复合材料及其制备方法
KR101421338B1 (ko) 합성목재 및 이의 제조방법
KR20150009240A (ko) 목무늬가 구현된 합성목재 및 이의 제조방법
KR102050549B1 (ko) 천연 무늬목 구현 및 항균성을 향상시킨 합성목재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 합성목재
US20050113486A1 (en) Molded articles having a granular or speckled appearance and process therefor
CN104788783B (zh) 一种薄壁高强度内镶式滴灌带及其高速生产方法
US20060061004A1 (en) Extrusion process and decorative synthetic lumber produced therefrom
JP2002210736A (ja) 複合材料ペレットの製造方法
KR101342251B1 (ko) 나뭇결이 구현된 표면 강화 합성목재 제조장치 및 방법과 이로부터 제조된 합성목재
KR101219975B1 (ko) 멀티 컬러 목무늬 패턴 압출 성형 방법 및 이를 이용하여 제조된 압출 성형품
CN107932943A (zh) 蚝排的生产工艺
JP3566622B2 (ja) 特殊模様形成用着色剤の製造方法及びその着色剤
CN109955511A (zh) 聚乙烯膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 4