KR102180575B1 - Manufacturing method of synthetic wood with weather resistance and synthetic wood - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내후성 합성목재 제조방법에 관한 것으로, 특히 높은 내후성을 가지면서도 기계적 강도가 우수하며, 내후성 향상을 위한 각종 첨가물 첨가에도 불구하고 계량에 따른 복잡함을 최소화하여 보다 단순한 제조공정이 가능하도록 한 내후성 합성목재 제조방법 및 내후성 합성목재에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing weather-resistant synthetic wood, and in particular, it has high weather resistance, excellent mechanical strength, and weather resistance that enables a simpler manufacturing process by minimizing the complexity of weighing despite the addition of various additives to improve weather resistance. It relates to a synthetic wood manufacturing method and weather-resistant synthetic wood.
일반적으로 마루판, 천정판, 문짝, 문틀, 창호, 휀스(fence)와 같은 건축물의 외장재 또는 내장재로 사용되는 천연목재의 경우 나무 특유의 재질로 인해 부드러우면서 아늑한 분위기를 자아내게 되고, 미관이 향상되는 장점이 있다.In general, natural wood used as exterior or interior materials of buildings such as floorboards, ceiling boards, doors, door frames, windows, and fences creates a soft and cozy atmosphere due to the unique material of wood, and the aesthetics are improved. It has the advantage of being.
그러나, 이러한 천연목재는 생산량이 많아짐에 따라 점차 고갈되어 가고 있는 상황이며, 고유물성인 내수성, 내열성, 충격강도, 휨강도, 난연성, 항균성 등이 떨어지는 문제가 있었다. However, these natural woods are gradually depleted as the production volume increases, and there is a problem in that the inherent properties such as water resistance, heat resistance, impact strength, flexural strength, flame retardancy, antibacterial properties, etc. are deteriorated.
이를 해결하기 위해, 최근에는 천연목재와 유사한 질감 및 외관을 가진 합성목재가 개시되고 있는데, 합성 목재의 경우 통상적으로 목재 또는 볏짚, 옥수숫대, 펄프와 같은 섬유질을 분쇄한 목분과 가공성이 우수한 대표적인 열가소성 수지인 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), ABS를 혼합한 형태로 이루어지며, 압출 가공에 의하여 제조된다. In order to solve this problem, synthetic wood having a texture and appearance similar to that of natural wood has recently been disclosed.In the case of synthetic wood, wood powder obtained by pulverizing fibers such as wood or rice straw, cornstalk, and pulp is a typical thermoplastic resin having excellent processability. It is made of a mixture of phosphorus polypropylene (PP), polyethylene (PE), and ABS, and is manufactured by extrusion processing.
그러나 이러한 합성목재는 봄, 여름철 대기 중에 날리는 꽃가루나 송진 등으로 인해 표면에 쉽게 곰팡이균이 번식하고, 이러한 곰팡이균이 목분과 반응하여 부후가 진행되어 내후성을 떨어뜨리는 단점이 있었다. 또한, 봄, 여름철이 아니더라도 습기가 있는 강가 등에 설치된 경우 역시 합성목재의 표면에 이끼가 쌓이고 이끼 속의 미세 생물체의 신진대사 활동으로 인해서도 부후가 진행되고, 열가소성 수지가 산화되는 등의 단점이 있었다.However, these synthetic woods have a disadvantage in that mold fungi easily propagate on the surface due to pollen or rosin blown out in the air in spring and summer, and these fungi react with wood powder and swelling proceeds, thereby reducing weatherability. In addition, even if it is not in spring or summer, if it is installed along a wet river, there are also disadvantages such as moss accumulating on the surface of synthetic wood, swelling proceeds due to the metabolic activity of microscopic organisms in the moss, and oxidization of thermoplastic resin.
이러한 문제를 해소하기 위한 방안으로 한국등록특허공보 제1197000호에서는 합성목재로 표면에 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane), 글리시독시프로필 트리메톡시실란(Glycidoxypropyl trimethoxysilane) 및 콜로이달 실리카(Colloidal Silica)로부터 제조되는 코팅제를 15㎛ 내지 25㎛로 피복시킨 코팅층을 형성시켜 방오성이 향상되도록 한 기술이 개시되었고, 한국등록특허공보 제1049096호에서는 목재를 목초액에 침지시키고, 송진 등으로 표면처리하는 목재의 보존처리방법에 의해 방오성을 갖도록 한 기술이 개시되기도 하였다. As a way to solve this problem, Korean Patent Publication No. 1197000 discloses that the surface of synthetic wood is made of methyltrimethoxysilane, glycidoxypropyl trimethoxysilane, and colloidal silica. A technology to improve antifouling properties by forming a coating layer coated with a coating agent prepared from 15㎛ to 25㎛ was disclosed. In Korean Patent Publication No. 1049096, wood is immersed in wood vinegar solution and surface treatment of wood with rosin, etc. A technology that has antifouling properties by a preservation treatment method has also been disclosed.
하지만 이러한 종래기술들의 경우 합성목재의 표면 처리에 의존하였던 관계로 표면층만 손상되면 방오성이 현저히 떨어지면서 전체적인 내후성이 약해지는 치명적인 문제점이 있었다. 또한, 목재의 기능 향상을 위해 첨가되는 각종 첨가물들을 일일이 정확히 계량하여 첨가하는 과정이 전체 제조공정을 복잡하게 하는 문제점이 있었다. However, in the case of such prior art, since the surface treatment of synthetic wood was relied on, if only the surface layer was damaged, the antifouling property was significantly reduced, and the overall weatherability was weakened. In addition, there is a problem that the process of accurately weighing and adding various additives added to improve the function of wood complicates the entire manufacturing process.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 높은 내후성을 가지면서도 기계적 강도가 우수하며, 내후성 향상을 위한 각종 첨가물 첨가에도 불구하고 계량에 따른 복잡함을 최소화하여 보다 단순한 제조공정이 가능하도록 한 내후성 합성목재 제조방법 및 내후성 합성목재를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and the object of the present invention is excellent in mechanical strength while having high weather resistance, and the complexity of weighing despite the addition of various additives to improve weather resistance. The objective is to provide a method for manufacturing weather-resistant synthetic wood and a weather-resistant synthetic wood that minimizes and enables a simpler manufacturing process.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 내후성 합성목재 제조방법은, 목분과, 열가소성인 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 수지와, 첨가제로 이루어진 1차 혼합물을 제조하는 1차 혼합물 제조단계; 내후성 강화 단위케익을 분말 형태로 분쇄한 후 상기 1차 혼합물 100중량부에 대하여 10 내지 15중량부를 균일하게 혼합하는 2차 혼합물 제조단계; 상기 2차 혼합물을 교반하는 2차 혼합물 교반단계; 교반된 상기 2차 혼합물을 압출 및 성형하여 펠릿을 제조하는 펠릿 제조단계; 및 상기 펠릿 제조단계에서 제조된 펠릿을 압출하면서 일정 형상을 갖는 합성목재로 성형하는 합성목재 성형단계;를 포함하며, 상기 첨가제에는 액상의 유기계 자외선 차단제를 포함시켜 상기 목분 입자 내부에 함침되도록 하고, 상기 내후성 강화 단위케익에는 분말형의 무기계 자외선 차단제를 포함시켜 액상의 유기계 자외선 차단제가 내부에 먼저 함침된 상태인 목분 입자의 표면에 분말형의 무기계 자외선 차단제가 도핑되도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to the technical idea of the present invention includes a first mixture manufacturing step of preparing a first mixture consisting of wood powder, a resin made of thermoplastic polyethylene or polypropylene, and an additive. ; A second mixture manufacturing step of uniformly mixing 10 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the first mixture after pulverizing the weather-reinforced unit cake into a powder form; A second mixture stirring step of stirring the second mixture; A pellet manufacturing step of extruding and molding the stirred secondary mixture to produce a pellet; And a synthetic wood molding step of extruding the pellets produced in the pellet production step into a synthetic wood having a predetermined shape, wherein the additive includes a liquid organic sunscreen to be impregnated into the wood powder particles, The weather-reinforced unit cake includes a powder-type inorganic UV-blocking agent so that the surface of the wood powder particles in which the liquid organic-type UV-blocking agent is first impregnated therein is doped with a powder-type inorganic UV-blocking agent. do.
여기서, 상기 내후성 강화 단위케익은 상기 무기계 자외선 차단제와 함께 결합제로 작용하는 열가소성 수지와, 목재용 방부제인 3-요오드-2-프로핀일 뷰틸 카비민산(3-iodo-2-propynylbutyl carbamate, IPBC) 분말과, 방충 및 탈취 기능을 갖는 커피 찌꺼기와, 방오제인 산화제일구리(Cu2O) 분말을 혼합한 후 금형에서 가열, 압축하여 블록 형태로 성형되며, 상기 커피 찌꺼기는 시중에서 수거된 후 세척 및 건조과정을 거쳐 상기 목분 입자에 비하여 1/5~1/8 입자 크기를 갖는 작은 크기로 분쇄되어 내후성 강화 단위케익에 첨가되는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the weather-reinforcing unit cake is a thermoplastic resin that acts as a binder with the inorganic sunscreen, and 3-iodo-2-propynylbutyl carbamate (IPBC) powder, which is a preservative for wood. And, coffee grounds having an insect-repellent and deodorizing function, and cuprous oxide (Cu 2 O) powder, an antifouling agent, are mixed and then heated and compressed in a mold to form a block.The coffee grounds are collected in the market and then washed and It may be characterized in that it is pulverized into a small size having a particle size of 1/5 to 1/8 compared to the wood flour particles through a drying process and added to the unit cake for strengthening weather resistance.
또한, 상기 내후성 강화 단위케익은 상기 1차 혼합물에 포함되는 목분의 일정 중량에 대응하여 투입할 수 있도록 개량되어 정량화된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the weather-reinforced unit cake may be improved and quantified so that it can be added in response to a predetermined weight of wood flour contained in the primary mixture.
또한, 상기 내후성 강화 단위케익은, 원반 형태로 성형하되, 그 상면과 하면 중앙부에는 각각 서로 대응하여 적층되도록 한 안착돌기와 안착홈을 형성시켜, 다단 적층이 가능하도록 하고, 동일한 양으로 등분할 수 있도록 표면을 따라 절개라인이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the weather-reinforced unit cake is molded in the form of a disk, and a seating protrusion and a seating groove are formed in the center of the upper and lower surfaces to correspond to each other, so that multi-stage stacking is possible and can be divided into equal amounts. It may be characterized in that an incision line is formed along the surface.
또한, 상기 펠릿 제조단계 전에 교반된 상기 2차 혼합물을 시트 형상으로 넓게 펼친 상태에서 이송시키면서 양단부가 고리 형태로 구부러진 길이 3 내지 6cm의 단섬유 형상을 갖는 강도보강재를 균일하게 분산시켜 첨가하는 강도보강재 첨가단계가 더 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, while transferring the agitated secondary mixture before the pellet manufacturing step in a wide spread state in a sheet shape, a strength reinforcing material having a short fiber shape having a length of 3 to 6 cm bent at both ends is uniformly dispersed and added. It may be characterized in that the addition step is further included.
또한, 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 형상의 강도보강재를 마련하기 위해 탄성을 갖는 소재로 제조된 줄에 탄성범위 이내에서 길이방향으로 인장력을 가하고, 그 상태에서 상기 줄을 여러 가닥으로 짧게 절단하는 공정을 진행하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in order to provide a short fiber-shaped strength reinforcement with both ends bent in a ring shape, a tensile force is applied to a string made of a material having elasticity in the longitudinal direction within the elastic range, and in that state, the string is cut short into several strands. It may be characterized in that the process proceeds.
또한, 상기 줄을 절단하기 전에 인장력을 가한 상태에서 먼저 에폭시를 분사하여 도포하고, 도포된 에폭시가 경화되기 전에 무기입자를 흩뿌려서 상기 PE 합사 줄 표면에 상기 무기입자에 의한 미세돌기를 형성시키는 공정을 추가 진행하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a process of spraying and coating epoxy with a tensile force applied before cutting the file, and spraying inorganic particles before the applied epoxy is cured to form fine projections by the inorganic particles on the surface of the PE braided file It may be characterized by further proceeding.
또한, 상기 무기입자는 10~100μm 크기의 입경을 갖는 알루미노실리케이트 입자인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the inorganic particles may be characterized in that the aluminosilicate particles having a particle diameter of 10 ~ 100μm.
또한, 단섬유 형상의 상기 강도보강재는 길이 3 내지 4cm의 제1강도보강재와, 길이 5 내지 6cm의 제2강도보강재로 2종을 혼합하여 구비한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the strength reinforcement having a short fiber shape may be characterized in that a first strength reinforcement having a length of 3 to 4 cm and a second strength reinforcing material having a length of 5 to 6 cm are mixed and provided.
또한, 상기 줄은 PE 합사 줄인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the string may be characterized in that the PE plied string.
본 발명에 의한 내후성 합성목재 제조방법은 목분의 입자 내부와 외부에서 보다 철저하게 자외선을 차단하며, 방부기능, 방오기능, 커피 찌꺼기를 활용한 방충 및 탈취 기능까지 겸비하여 높은 내후성을 갖는 합성목재를 구현할 수 있다. The method for manufacturing weather-resistant synthetic wood according to the present invention more thoroughly blocks ultraviolet rays from the inside and outside of the wood powder particles, and combines a preservative function, an antifouling function, and an insect-repellent and deodorizing function using coffee grounds to produce a synthetic wood having high weather resistance. Can be implemented.
또한, 본 발명은 내후성 향상을 위한 다양한 첨가물들을 하나의 덩어리로 정량화한 내후성 강화 단위케익을 사용함으로써 내후성 강화를 위하여 다양한 첨가물들을 첨가함에도 불구하고 이들 첨가물들의 계량에 따른 복잡함을 최소화하여 보다 단순한 제조공정이 가능하다. In addition, the present invention is a simpler manufacturing process by minimizing the complexity of weighing these additives despite the addition of various additives to enhance weather resistance by using a unit cake for enhancing weather resistance by quantifying various additives for improving weather resistance into one mass. This is possible.
또한, 본 발명은 높은 내후성을 가지면서도 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 형상의 강도보강재에 의해 합성목재 내부를 일체화하는 결합구조에 의해 인장강도를 비롯한 높은 기계적 강도를 갖는 합성목재를 구현할 수 있다. In addition, the present invention can implement a composite wood having high mechanical strength, including tensile strength, by a coupling structure in which the interior of the composite wood is integrated by a single-fibre-shaped strength reinforcement with both ends bent in a ring shape while having high weather resistance.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에서 사용되는 내후성 보강 단위케익의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에서 사용되는 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 형상의 강도보강재의 구성을 설명하기 위한 참조도
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에서 강도보강재의 제조를 위한 세부공정을 설명하기 위한 일련의 참조도1 is a conceptual diagram for explaining the concept of a method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart for explaining a method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention
3 is a perspective view for explaining the configuration of a weather-resistant reinforced unit cake used in a method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention
4 is a reference diagram for explaining the configuration of a single fiber-shaped strength reinforcing material in which both ends are bent in a ring shape used in a method for manufacturing a weather resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention
5A to 5E are a series of reference views for explaining a detailed process for manufacturing a strength reinforcing member in the method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 내후성 합성목재 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the method of manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to embodiments of the present invention. Since the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, dimensions of structures are shown to be enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual to understand a schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Further, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
<실시예><Example>
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법의 개념을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining the concept of a method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법은 일반적으로 사용되는 소재인 목분과 수지에 내후성 강화를 위한 각종 첨가물들을 정량화하여 제작한 내후성 강화용 단위케익을 간단히 투입함으로써 내후성을 대폭 향상시키면서도 내후성 향상을 위한 각종 첨가물들의 첨가에도 불구하고 계량에 따른 복잡한 공정을 최소화할 수 있도록 한 것이다. As shown, the method of manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention is characterized by simply adding a unit cake for strengthening weather resistance to wood powder and resin, which are generally used materials, by quantifying various additives for strengthening weather resistance. It is designed to minimize the complicated process of weighing despite the addition of various additives to improve weather resistance while significantly improving.
나아가, 주성분인 목분에 대하여는 액상의 유기계 자외선 차단제와 분말형의 무기계 자외선 차단제를 시간차를 두고 입체적으로 적용하여 목분 입자 내부와 외표면에서 자외선에 의한 손상을 철저하게 방지할 수 있도록 하였으며, 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 형상의 강도보강재를 추가적으로 첨가함으로써 기계적 강도까지 보강할 수 있도록 하였다. Furthermore, for wood powder, which is the main component, liquid organic sunscreens and powdery inorganic sunscreens are applied three-dimensionally with a time difference to thoroughly prevent damage caused by UV rays on the inside and outside of the wood powder particles. The mechanical strength can be reinforced by additionally adding a strength stiffener in the form of short fibers bent into a shape.
이로써, 마루판, 천정판, 문짝, 문틀, 창호, 휀스(FENCE), 난간, 담장, 자전거 전용도로, 산책로와 같은 건축물의 외장재 또는 내장재로서 오랜 기간에 걸쳐 손상없이 사용할 수 있는 높은 수준의 내후성 합성목재를 구현할 수 있는 것이다. Thereby, high-level weather-resistant synthetic wood that can be used without damage over a long period of time as exterior or interior materials of buildings such as floorboards, ceiling panels, doors, door frames, windows, fences, railings, fences, bicycle lanes, and trails. Can be implemented.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에 대해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에서 사용되는 내후성 보강 단위케익의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에서 사용되는 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 형상의 강도보강재의 구성을 설명하기 위한 참조도이다. Figure 2 is a flow chart for explaining a method for manufacturing a weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is for explaining the configuration of a weather-resistant reinforcing unit cake used in the method for manufacturing weather-resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention FIG. 4 is a perspective view, and FIG. 4 is a reference diagram for explaining the configuration of a single fiber-shaped strength stiffener in which both ends are bent in a ring shape used in a method for manufacturing a weather resistant synthetic wood according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법은, 1차 혼합물 제조단계(S10), 2차 혼합물 제조단계(S11), 2차 혼합물 교반단계(S12), 강도보강재 첨가단계(S13), 예비 압출단계(S14), 펠릿 제조단계(S15), 합성목재 성형단계(S16)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 2, the weather-resistant synthetic wood manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the first mixture production step (S10), the second mixture production step (S11), the second mixture stirring step (S12), strength It consists of a reinforcing material addition step (S13), pre-extrusion step (S14), pellet production step (S15), synthetic wood molding step (S16).
상기 1차 혼합물 제조단계(S10)에서는, 입자 크기 40 내지 100메시로 분쇄되고 수분함량이 4 내지 8%인 분말상의 목분과, 열가소성의 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진 수지와, 첨가제로 이루어진 1차 혼합물을 제조한다. In the first mixture manufacturing step (S10), the first mixture consisting of powdery wood powder having a particle size of 40 to 100 mesh and a moisture content of 4 to 8%, a resin made of thermoplastic polypropylene or polyethylene, and an additive To manufacture.
여기서 목분은 원목으로부터 직접 제조되거나 바람직하게는 재활용 측면에서 원목, 집성목, 목재의 가공 후 발생된 폐자원으로부터 제조된 것일 수 있으며 1차 혼합물 100중량부에 대하여 55 내지 85중량부가 포함되도록 한다. Here, the wood flour may be directly manufactured from solid wood or may be preferably manufactured from waste resources generated after processing of solid wood, aggregate wood, and wood in terms of recycling, and 55 to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the primary mixture are included.
상기 수지는 폴리프로필렌(PP) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 또는 폴리에틸렌 테라프타레이트(P.E.T)를 소재로 하며 1차 혼합물 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부가 포함되도록 한다. 상기 수지의 경우에도 폐플라스틱을 용융하여 컴파운드를 만들어 보관하고 있다가 재활용하는 것이 바람직하다. The resin is made of polypropylene (PP), high-density polyethylene (HDPE), or polyethylene teraphthalate (P.E.T), and 10 to 30 parts by weight is included based on 100 parts by weight of the first mixture. In the case of the above resin, it is preferable to melt the waste plastic to make a compound, store it, and recycle it.
상기 첨가제는, 합성목재의 제조와 결과물의 기능 향상을 위해 다양한 종류의 것들을 첨가시킬 수 있는데, 목분과 수지의 교반시 용이하게 결합구조를 이룰 수 있도록 마레익 엔하이드라이드 폴리프로필렌(MALEIC ANHYDRIDE PP)이 포함될 수 있고, 합성목재 가공 과정에서는 열안정화와 완제품에서 내후성 강화를 위한 산화방지제로서 포스페이트 계통의 산화방지제와 칼슘 스테아린산염이 포함될 수 있으며, 완제품인 합성목재의 빛에 의한 광안정화를 위한 광안정제로서 비스 2.2.6.6-테트라 메틸-4-파이퍼리딜(Bis 2.2.6.6-tetra methyl-4 piperidil)이 포함될 수 있으며, 활제로서 폴리에틸렌 왁스 또는 폴리프로필렌 왁스가 포함될 수 있으며, 착색을 위한 무기계 안료가 포함될 수 있다. The additives can be added to various types of additives for the production of synthetic wood and for improving the function of the resulting product.MALEIC ANHYDRIDE PP to easily achieve a bonding structure when agitating wood powder and resin In the process of processing synthetic wood, phosphate-based antioxidants and calcium stearate may be included as antioxidants for heat stabilization and weather resistance enhancement in finished products, and light stabilizers for light stabilization of the finished synthetic wood. Bis 2.2.6.6-tetra methyl-4 piperidil may be included as a lubricant, polyethylene wax or polypropylene wax may be included as a lubricant, and inorganic pigments for coloring may be included. I can.
여기서 주목할 점으로 상기 첨가제에 포함될 중요한 성분 하나는 상기 목분 입자 내부에 함침되어 자외선을 차단할 수 있도록 한 액상의 유기계 자외선 차단제이다. 상기 유기계 자외선 차단제로는 우수한 열안정성을 갖춘 고분자량 힌더드 아민계 광안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)가 바람직하며, 살리실레이트계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 시아노아크릴레이트계, 벤조에이트계, 트리아진계 자외선 안정제 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 이처럼 목분 입자 내부에 함침되는 액상의 유기계 자외선 차단제는 단위케익에 포함되어 분쇄된 상태로 목분 입자의 표면에 도핑되는 분말형의 무기계 자외선 차단제와 더불어 목분의 내부와 외부에서 입체적으로 자외선을 철저히 차단할 수 있게 된다. 이로써 자외선으로 인해 합성목재의 기계적 성질이 저하되거나 변색되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 상기 무기계 자외선 차단제는 자외선 차단 효과를 나타내는 무기계 화합물을 의미하는 것으로, 이산화티탄, 산화 아연, 산화 세륨 등의 금속 산화물 중 한 종을 선택하여 사용할 수 있다. 상기 무기계 자외선 차단제가 금속 산화물로서 구비되면 자외선의 흡수, 반사 및 산란을 통하여 합성목재를 자외선으로부터 보호하게 된다. It should be noted here that one important component to be included in the additive is a liquid organic sunscreen agent that is impregnated into the wood powder particles to block ultraviolet rays. As the organic sunscreen, a high molecular weight hindered amine light stabilizer (HALS, Hindered Amine Light Stabilizer) having excellent thermal stability is preferable, and salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, It is also possible to use any one of benzoate-based and triazine-based ultraviolet stabilizers, or a mixture of two or more. In this way, the liquid organic sunscreen impregnated inside the wood powder particles is included in the unit cake and pulverized, along with the powdery inorganic sunscreen doped on the surface of the wood powder particles, and can thoroughly block UV rays from the inside and outside of the wood powder three-dimensionally. There will be. As a result, it is possible to effectively prevent deterioration or discoloration of the synthetic wood due to ultraviolet rays. The inorganic UV blocking agent refers to an inorganic compound exhibiting a UV blocking effect, and may be used by selecting one of metal oxides such as titanium dioxide, zinc oxide, and cerium oxide. When the inorganic UV blocking agent is provided as a metal oxide, the synthetic wood is protected from UV rays through absorption, reflection and scattering of UV rays.
상기 2차 혼합물 제조단계(S11)에서는, 내후성 강화 단위케익(110)을 분말 형태로 분쇄한 후 1차 혼합물과 함께 호퍼를 통해 믹서기로 투입함으로써 혼합한다. 여기서 상기 내후성 강화 단위케익(110)은 무기계 자외선 차단제와 함께 결합제로 작용하는 열가소성 수지와, 목재용 방부제인 3-요오드-2-프로핀일 뷰틸 카비민산(3-iodo-2-propynylbutyl carbamate, IPBC) 분말과, 방충 및 탈취 기능을 갖는 커피 찌꺼기와, 방오제인 산화제일구리(Cu2O) 분말이 혼합된 후 금형에서 가열, 압축과정을 통해 도 3에 도시된 것처럼 10 내지 15cm의 직경을 갖는 디스크 형태의 블록으로 형성된 것이다. In the second mixture manufacturing step (S11), the weather-reinforced
여기서 상기 목재용 방부제로 사용되는 3-요오드-2-프로핀일 뷰틸 카비민산은 목분이 미생물 등에 의한 오염으로 인해 곰팡이가 발생하거나 부패하게 되는 문제를 억제해준다. 상기 3-요오드-2-프로핀일 뷰틸 카비민산은 목분 대비 0.01~1중량부 비율의 양으로 구성되는 것이 바람직하다. Here, 3-iodine-2-propynyl butyl carbimic acid, which is used as a preservative for wood, suppresses the problem of mold formation or decay due to contamination of wood powder by microorganisms. The 3-iodo-2-propynyl butyl carbimic acid is preferably comprised in an amount of 0.01 to 1 part by weight relative to wood flour.
상기 내후성 강화 단위케익(110)에서 커피 찌꺼기는 커피 전문점 등지에서 수거된 커피 찌꺼기를 세척과 건조과정을 거친 후 마이크로 분쇄기에 의해 목분 입자의 1/5 내지 1/8 입자 크기인 500메시 내지 800메시 크기를 갖도록 분쇄한 것이다. 이처럼 상기 커피 찌꺼기를 목분 입자 크기와 비교하여 적어도 1/5 이하의 크기가 되도록 하면 목분 간 틈새 공간에서 존재하면서 커피 찌꺼기 특유의 방충 및 탈취 기능을 수행하는 것은 물론 합성목재 조직을 치밀하게 하는데도 도움이 된다. The coffee grounds in the weather-reinforced
상기 내후성 강화 단위케익(110)에서 방오제인 산화제일구리(Cu2O) 분말은 주로 식물성 곰팡이균 및 동물성 곰팡이균의 번식을 방지하기 위한 것으로 목분 대비 0.01~1중량부의 비율로 포함시켜준다. Copper oxide (Cu 2 O) powder, which is an antifouling agent in the weather-reinforced
이같은 상기 내후성 강화 단위케익(110)은 1차 혼합물에 포함되는 목분의 일정 중량에 대응하여 내후성을 강화시키기 위한 첨가물들을 단번에 간단히 투입할 수 있도록 정량화된 것이다. 예컨대 1차 혼합물에 포함된 목분 10kg에 대하여 내후성 강화 단위케익(110) 1개를 투입할 수 있도록 한 것이다. 나아가 상기 내후성 강화 단위케익(110)은 동일한 양으로 등분하여 사용할 수 있도록 표면을 따라 절개라인(112)이 형성된다. 이처럼 내후성 강화 단위케익(110)을 등분할 수 있도록 절개라인(112)이 형성되면 목분의 일정 중량 1/2에 대하여 내후성 강화 단위케익(110)을 간단히 등분하여 반개만을 투입할 수 있게 된다. 이같은 구성에 따르면 수작업에 의하20/75여 소규모적으로 합성목재 성분들을 혼합하는 경우 특히 유용하게 활용할 수 있다. The weather resistance reinforcing
나아가 상기 내후성 강화 단위케익(110)은 디스크 형태의 몸체(111) 상면과 하면 중앙부에 서로 대응하는 반구형의 안착돌기(111a)와 안착홈(111b)이 형성된 독특한 형상으로 형성된다. 이로써 내후성 강화 단위케익(110)을 서로 적층시켜 보관할 수 있도록 한다. Further, the weather-reinforced
상기 2차 혼합물 교반단계(S12)에서는, 믹서기에서 이미 투입되어 혼합된 1차 혼합물에 더해 내후성 강화 단위케익(110)을 분쇄한 분말을 추가 투입한 후 믹서기를 더욱 가동하여 균일하게 혼합해준다. 이로써 2차 혼합물의 무게, 입자 크기의 불균일성으로 인한 배합의 문제점을 완전히 해소할 수 있게 된다. In the second mixture stirring step (S12), powder obtained by pulverizing the weather-reinforced
상기 강도보강재 첨가단계(S13)에서는, 도 4에 도시된 것처럼 양단부가 고리 형태로 구부러진 독특한 단섬유 형상의 강도보강재(121,122)를 첨가하게 된다. 이를 위해 펠릿 제조단계 전에 교반된 2차 혼합물을 시트 형상으로 넓게 펼친 상태에서 이송시키면서 강도보강재(121,122)를 흩뿌리는 형태로 투입하여 강도보강재(121,122)의 균일한 혼합이 이루어지도록 한다. In the step of adding the strength stiffener (S13), as shown in FIG. 4, the
여기서 양단부가 고리 형태로 구부러진 독특한 단섬유 형상의 강도보강재(121,122)는 탄성을 갖는 소재로 제조된 줄에 탄성범위 이내에서 길이방향으로 인장력을 가하고, 그 상태에서 인장력이 가해진 줄을 여러 가닥으로 짧게 절단하는 독특한 공정에 의해 간단히 제작된다. 예컨대 상기 강도보강재(121,122)의 소재로는 고탄성을 갖는 내열성 PE 합사를 사용할 수 있으며, 이 경우 PE 합사 줄(12)을 사용하여 탄성범위 이내에서 길이방향으로 인장력을 가하고, 그 상태에서 PE 합사 줄(12)을 여러 가닥으로 짧게 절단하는 독특한 공정에 의해 제작될 수 있다. Here, the unique short fiber-shaped
이를 위해 도 5a에 도시된 것처럼 PE 합사 줄(12) 여러 줄을 동시에 홀더(W1)로 잡아 늘리며 그 상태에서 도 5c 및 도 5d에 도시된 것처럼 3 내지 6cm 간격으로 여러 개의 날(W4a)을 가진 바이트(W4)로 절단한다. 이때 PE 합사 줄(12)을 절단하기 전 인장력을 가한 상태에서 도 5a와 같이 분사노즐(W2)을 이동시켜 가면서 에폭시를 분사하여 도포하고, 도포된 에폭시가 경화되기 전에 도 5b와 같이 10~100μm 크기의 입경을 갖는 알루미노실리케이트를 스프레이(W3)로 흩뿌려서 PE 합사 줄(12) 표면에 무기입자에 의한 미세돌기(123b)를 형성하는 공정을 중간에 추가 진행한다. For this purpose, as shown in FIG. 5A, several rows of
이로써, 도 4에 도시된 것처럼 강도보강재(121,122)의 표면에 다른 성분들 특히 합성목재의 다른 성분들과의 접합성을 향상시키는 소재인 에폭시가 도포되어 형성된 에폭시층(123a)과, 상기 에폭시층(123a)에 표면 접합력과 난연성 향상을 위해 다수의 무기입자 돌기(123b)가 형성된 독특한 모양의 강도보강재(121,122)가 완성된다. 이같은 독특한 형상의 강도보강재(121,122)가 합성목재에 포함되면 고리 형태로 구부러진 양단부에 의해 수많은 강도보강재(121,122)가 서로 얽혀 있는 결합구조(120)를 형성하게 되어 합성목재가 전체적으로 일체화된 내부구조를 갖는데 기여하게 된다. 이같이 강도보강재(121,122)를 중심으로 하는 구조적 특성에 의해 합성목재 전체적으로 결합성과 인장강도의 향상이 이루어지는 것이다. As a result, as shown in FIG. 4, an
여기서, 상기 강도보강재(121,122)의 경우 단일 길이의 것으로 구비되지 않고 상대길이가 짧고 긴 2종류의 것으로 구비되는 것이 바람직하다. 강도보강재(121,122)의 길이가 3 내지 6cm 범위를 벗어나지 않으면서 한 종은 3 내지 4cm의 길이를 갖는 제1강도보강재(151)로, 다른 한 종은 5 내지 6cm의 길이를 갖는 제2강도보강재(152)로 구비된다. 이로써, 동일 공간에 대하여 강도보강재(121,122)가 균일하게 확산되면서도 더 높은 밀도로 첨가될 수 있다. 강도보강재(121,122)를 서로 다른 길이를 갖는 제1강도보강재(151)와 제2강도보강재(152)로 구비하기 위해서는 바이트가 PE 합사줄을 절단하여 여러 가닥의 강도보강재(121,122)를 마련할 때 간단히 날의 간격을 달리한 2종류의 바이트를 사용하면 된다.Here, in the case of the
상기 강도보강재(121,122)의 소재로는 앞서 일례를 든 것처럼 저렴한 가격에 간단히 구할 수 있고 비교적 탄성이 우수한 PE 합사를 사용할 수 있으며, 이외에도 고온의 열에서도 잘 견딜 수 있는 탄성섬유 합사를 비롯하여 탄성을 갖는 다양한 합사들을 사용할 수 있다. As the material of the
상기 예비 압출단계(S14)에서는, 열간 압출 및 성형에 의한 펠릿 제조단계(S15)에 앞서 열을 가하지 않는 냉간 압출기에 의해서 2차 혼합물에 대해 예비 압출을 진행하게 된다. 이같이 열을 가하지 않고 냉간 압출기에 의해 예비 압출을 하는 이유는 열간 압출에 의하여 열에 약한 성분들의 소실을 최소화하기 위함이다. 만일 이같은 냉간에 의한 예비 압출단계(S14)가 사전에 진행되지 않고 수지를 용융하기 위한 180℃ 이상의 고온의 열이 가해진다면 열에 약한 성분들의 상단 부분이 아직 뭉쳐지지 않은 목분과 컴파운드 형태의 수지 입자들 표면에서 보호받지 못한 상태로 고온의 열에 그대로 노출되어 증발할 가능성이 높아진다. 하지만 냉간에 의한 예비 압출단계(S14)가 먼저 진행된다면 목분과 컴파운드 형태의 수지 입자들이 뭉쳐진 상태가 되면서 고온의 열이 가해지더라도 열에 의한 노출이 최소화되어 일시적인 용융은 있을지라도 증발되어 사라지는 양을 현격히 줄일 수 있는 것이다. 여기서 냉간 압출을 수행하는 냉간 압출기(23)는 2개의 스크루가 병렬 형태로 배치되어 있는 패러럴 트윈 스크루 압출기를 적용하여 수지가 녹지 않은 상태에서 상대적으로 유동성이 적은 상태인 2차 혼합물을 원활하게 압출할 수 있도록 한다. In the pre-extrusion step (S14), prior to the pellet production step (S15) by hot extrusion and molding, pre-extrusion is performed on the secondary mixture by a cold extruder that does not apply heat. The reason for pre-extrusion by a cold extruder without applying heat is to minimize loss of heat-sensitive components by hot extrusion. If the cold pre-extrusion step (S14) is not conducted in advance and a high temperature of 180°C or higher is applied to melt the resin, the upper part of the components that are weak to the heat are not yet agglomerated, and the resin particles in the form of wood and compound It is more likely to evaporate as it is exposed to high-temperature heat without being protected from the surface. However, if the pre-extrusion step (S14) by cold is carried out first, the wood powder and the resin particles in the form of a compound become agglomerated and the exposure to heat is minimized even when high temperature heat is applied, so that even if there is temporary melting, the amount of evaporation and disappearance is significantly reduced. It can be. Here, the cold extruder 23 performing cold extrusion applies a parallel twin screw extruder in which two screws are arranged in parallel to smoothly extrude a secondary mixture with relatively low fluidity in a state where the resin is not melted. Make it possible.
상기 펠릿 제조단계(S15)에서는, 강도보강재(121,122)까지 균일하게 혼합된 상태의 2차 혼합물이 예비 압출되어 이미 덩어리를 이루고 있는 상태를 유지하면서 수지가 용융 가능한 온도로 열을 가하면서 열간 압출기에서 압출하고, 이후 펠릿 성형용 금형에서 펠릿을 성형하게 된다. 이로써 합성목재를 본격적으로 성형할 수 있는 상태가 되다. In the pellet manufacturing step (S15), the secondary mixture in a state uniformly mixed up to the
상기 합성목재 성형단계(S16)에서는, 전 단계에서 성형된 펠릿을 합성목재 성형용 금형에서 압출하면서 일정 형상을 갖는 합성목재로 성형하게 된다. 이렇게 성형된 합성목재는 매끄러운 표면을 갖게 되는데, 필요한 경우 브러싱용 롤러를 통과시켜 다소 거친 표면을 갖도록 표면처리한다. 이로써 내후성이 대폭 보강된 합성목재의 제조가 완료된다. In the synthetic wood molding step (S16), the pellets molded in the previous step are extruded from a synthetic wood molding mold to form a synthetic wood having a predetermined shape. The synthetic wood formed in this way has a smooth surface, and if necessary, the surface is treated to have a somewhat rough surface by passing through a brushing roller. This completes the production of synthetic wood with reinforced weather resistance.
<실험예><Experimental Example>
본 실험에서 실시예1은 본 발명의 실시예에 의한 내후성 합성목재 제조방법에 의해서 제조된 합성목재를 샘플로 하였다. 이를 위해 입자 크기 80메시에 수분함량 4%인 원목 목분 75중량부, 폴리에틸렌 15중량부, 첨가제로서 마레익 엔하이드라이드 폴리프로필렌(MALEIC ANHYDRIDE PP) 2중량부, 포스페이트 계통의 산화방지제 1중량부, 칼슘 스테아린산염 1부, 비스 2.2.6.6- 테트라 메틸-4-파이퍼리딜(Bis 2.2.6.6-tetra methyl-4 piperidil) 0.5중량부, 폴리에틸렌 왁스 2중량부, 무기계 안료 2중량부, 고분자량 힌더드 아민계 광안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer) 1.5중량부로 이루어진 1차 혼합물 13.3kg에 대하여, 폴리프로필렌 분말 20중량부, 무기계 자외선 차단제인 이산화티탄 분말 5중량부, 3-요오드-2-프로핀일 뷰틸 카비민산(3-iodo-2-propynylbutyl carbamate, IPBC) 분말 2중량부, 400메시의 입자로 분쇄한 커피 찌꺼기 41중량부, 산화제일구리(Cu2O) 2중량부, 길이 3cm와 5cm 길이의 PE 합사를 1:1로 혼합한 강도보강재 30중량부로 제조된 내후성 강화용 단위케익 500g 짜리 1개를 1차 혼합물에 분쇄하여 투입하여 교반한 후, 펠릿을 만들고, 최종적으로 합성목재를 성형하였다.In this experiment, Example 1 was a sample of synthetic wood produced by the method for manufacturing weather-resistant synthetic wood according to the example of the present invention. To this end, 75 parts by weight of solid wood powder with a water content of 4% in a particle size of 80 mesh, 15 parts by weight of polyethylene, 2 parts by weight of MALEIC ANHYDRIDE PP as an additive, 1 part by weight of a phosphate-based antioxidant, Calcium stearate 1 part, Bis 2.2.6.6-tetra methyl-4 piperidil 0.5 parts by weight, polyethylene wax 2 parts by weight, inorganic pigment 2 parts by weight, high molecular weight hindered Based on 13.3 kg of the primary mixture consisting of 1.5 parts by weight of an amine light stabilizer (HALS, Hindered Amine Light Stabilizer), 20 parts by weight of polypropylene powder, 5 parts by weight of titanium dioxide powder as an inorganic sunscreen, 3-iodine-2-propynyl 2 parts by weight of butyl carbimic acid (3-iodo-2-propynylbutyl carbamate, IPBC) powder, 41 parts by weight of coffee grounds ground into 400 mesh particles, 2 parts by weight of cuprous oxide (Cu 2 O), 3 cm long and 5 cm long One 500g unit cake for weather resistance reinforcement prepared with 30 parts by weight of a strength reinforcing material of 1:1 mixture of PE was pulverized and added to the first mixture, stirred, and then pellets were made, and finally synthetic wood was molded. .
본 실험에서 실시예2는 실시예1에서 강도보강재를 첨가하는 대신 1차 혼합물에 들어간 목분과 동일한 목분으로 대체한 것이다. In this experiment, Example 2 was replaced with the same wood powder as the wood powder in the first mixture instead of adding the strength reinforcing material in Example 1.
본 실험에서 비교예1은 천연목재로 제조된 목재를 시중에서 구입하여 마련하였고, 비교예2는 합성목재로 제조된 목재를 시중에서 구입하여 마련하였다. In this experiment, Comparative Example 1 was prepared by purchasing wood made of natural wood on the market, and Comparative Example 2 was prepared by purchasing wood made of synthetic wood on the market.
먼저, 선열팽창계수를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다. 선 열팽창계수는 KS M 3060 플라스틱의 선 열팽창계수 측정 방법에 따라 측정하였다.First, the linear thermal expansion coefficient was measured and the results are shown in Table 1. The linear thermal expansion coefficient was measured according to the method of measuring the linear thermal expansion coefficient of KS M 3060 plastic.
위 실험결과에 따르면 실시예1과 실시예2가 기후 변화에 따른 열안정성이 비약적으로 향상되었음이 확인되었다. 실시예1과 실시예2 모두 비교예1이나 비교예2보다 열안정성이 향상되었다는 점은 목분 입자 내부에 함침된 고분자량 힌더드 아민계 광안정제와 목분 입자 표면에 도핑된 이산화티탄 분말이 목분의 내부와 외부에서 이중으로 자외선을 차단하고 있는 것이 영향을 미치고 있는 것으로 판단되며, 특히 실시예1이 실시예2보다 더 향상된 수치를 보인 것은 내부에서 팽창을 억제하는 강도보강재가 긍정적인 영향을 미치고 있기 때문인 것으로 추정된다. According to the above experimental results, it was confirmed that the thermal stability of Examples 1 and 2 was dramatically improved according to climate change. In both Examples 1 and 2, the thermal stability was improved compared to Comparative Examples 1 and 2. The high molecular weight hindered amine light stabilizer impregnated inside the wood powder particles and the titanium dioxide powder doped on the surface of the wood powder particles It is judged that the double blocking of ultraviolet rays from the inside and outside is having an effect, and in particular, Example 1 shows a more improved value than Example 2 because the strength reinforcing material that suppresses expansion inside has a positive effect. It is presumed to be because of it.
다음으로 향균성 정도를 비교 측정하였다. 이를 위해 Escherichia coli ATCC 25922의 대장균을 사용하여 2시간후의 세균감소율을 측정하였다.Next, the degree of antibacterial properties was compared and measured. For this, the bacterial reduction rate after 2 hours was measured using Escherichia coli ATCC 25922 E. coli.
위 실험결과를 통해 실시예1과 실시예2가 비교예1, 비교예2에 비해 향균효과가 우수한 것을 확인할 수 있었는데, 특히 강도보강재를 대신 커피 찌꺼기가 더 많은 양으로 첨가된 실시예2가 실시예1보다 높은 향균효과를 나타낸 것으로 볼 때 방충 및 탈취 기능을 갖는 커피 찌꺼기가 향균효과에 큰 영향을 미치는 것으로 추정된다. From the above experimental results, it was confirmed that Examples 1 and 2 had superior antibacterial effects compared to Comparative Examples 1 and 2. In particular, Example 2 was carried out in which a larger amount of coffee grounds was added instead of the strength reinforcing material. Considering that the antibacterial effect was higher than that of Example 1, it is estimated that coffee grounds having insect repellent and deodorizing functions have a great influence on the antibacterial effect.
다음으로 강도실험을 진행하였으며 그 결과는 아래 표 3과 같았다. Next, the strength test was conducted, and the results are shown in Table 3 below.
위 강도실험을 통해서 강도보강재가 첨가된 실시예1이 실시예2와 비교예1, 비교예2에 비해 충격강도와 휨강도 모두 비약적으로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이는 실시예1에 포함된 강도보강재가 긍정적인 영향을 미치고 있는 것으로 추정된다. Through the above strength test, it was confirmed that Example 1 to which a strength stiffener was added was significantly improved in both impact strength and flexural strength compared to Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. It is estimated that the strength reinforcement material included in Example 1 has a positive effect.
다음으로 열화현상 측정에 의해 내후성 개선 여부를 추가적으로 실험하였다. 열화현상을 측정하기 위하여 시험방법 표준 "HW-05-03-117 내후성 시험방법"에 의거, ATLAS사 UVCON TEST기에 시편을 200~300시간 정체하였고, 이후 TEST 기에서 시편을 꺼내어 DATACOLOR SPECTRAFLASH SF600의 색차계를 이용하여 처음과의 이색현상을 측정하였다. 각 시편의 내후성 결과치는 표 4와 같았다. Next, it was additionally tested whether the weather resistance was improved by measuring the deterioration phenomenon. In order to measure the deterioration phenomenon, according to the test method standard "HW-05-03-117 Weatherability Test Method", the specimen was held in a UVCON TEST machine of ATLAS for 200 to 300 hours, and then the specimen was removed from the test machine and the color difference of DATACOLOR SPECTRAFLASH SF600 The difference between the first and the first was measured using a meter. The weather resistance results of each specimen are shown in Table 4.
열화현상 측정을 통해 관찰된 것은 실시예1과 실시예2 모두 비교예1이나 비교예2보다 색상변화율이 현저하게 적어졌다는 점이나 이는 목분 입자 내부에 함침된 고분자량 힌더드 아민계 광안정제와 목분 입자 표면에 도핑된 이산화티탄 분말이 목분의 내부와 외부에서 이중으로 자외선을 차단하면서 열화현상을 억제하였기 때문인 것으로 추정된다. Observed through the measurement of the deterioration phenomenon was that the color change rate was significantly lower than that of Comparative Examples 1 and 2 in both Examples 1 and 2, but this is a high molecular weight hindered amine light stabilizer and wood powder impregnated inside the wood powder particles. It is presumed that this is because the titanium dioxide powder doped on the particle surface doubled the UV rays inside and outside the wood powder and suppressed deterioration.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention determined by the limits of the following claims.
110: 내후성 강화 단위케익
120: (단섬유형 강도보강재에 의한) 결합구조
121: 제1강도보강재 122: 제2강도보강재110: weather-reinforced unit cake
120: (by short fiber type strength reinforcement) bonding structure
121: first strength stiffener 122: second strength stiffener
Claims (12)
상기 첨가제에는 액상의 유기계 자외선 차단제를 포함시켜 상기 목분 입자 내부에 함침되도록 하고, 상기 내후성 강화 단위케익에는 분말형의 무기계 자외선 차단제를 포함시켜 액상의 유기계 자외선 차단제가 내부에 먼저 함침된 상태인 목분 입자의 표면에 분말형의 무기계 자외선 차단제가 도핑되도록 하며,
상기 펠릿 제조단계 전에 교반된 상기 2차 혼합물을 시트 형상으로 넓게 펼친 상태에서 이송시키면서 양단부가 고리 형태로 구부러진 길이 3 내지 6cm의 단섬유 형상을 갖는 강도보강재를 균일하게 분산시켜 첨가하는 강도보강재 첨가단계를 더 포함하며,
상기 강도보강재를 마련하기 위해, 탄성을 갖는 PE 합사 줄에 탄성범위 이내에서 길이방향으로 인장력을 가하고, 그 상태에서 상기 PE 합사 줄을 여러 가닥으로 짧게 절단하여 양단부가 고리 형태로 구부러진 형상을 갖도록 하는 공정을 진행하며,
상기 PE 합사 줄을 절단하기 전에 인장력을 가한 상태에서 먼저 에폭시를 분사하여 도포하고, 도포된 에폭시가 경화되기 전에 10~100μm 크기의 입경을 갖는 알루미노실리케이트 입자를 흩뿌려서 상기 PE 합사 줄 표면에 상기 알루미노실리케이트 입자에 의한 미세돌기를 형성시키는 공정을 추가 진행하는 것을 특징으로 하는 내후성 합성목재 제조방법.A first mixture preparation step of preparing a first mixture consisting of wood powder, a resin made of thermoplastic polyethylene or polypropylene, and an additive; A second mixture manufacturing step of uniformly mixing 10 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the first mixture after pulverizing the weather-reinforced unit cake into a powder form; A second mixture stirring step of stirring the second mixture; A pellet manufacturing step of extruding and molding the stirred secondary mixture to produce a pellet; And a synthetic wood molding step of extruding the pellet prepared in the pellet production step into a composite wood having a predetermined shape.
The additive includes a liquid organic sunscreen to be impregnated into the wood powder particles, and the weather-reinforced unit cake includes a powdery inorganic sunscreen, so that the liquid organic sunscreen is first impregnated therein. The surface of the powder type inorganic UV blocker is to be doped,
A strength stiffener adding step of uniformly dispersing and adding a strength stiffener having a short fiber shape having a length of 3 to 6 cm with a length of 3 to 6 cm bent at both ends while transferring the agitated secondary mixture before the pellet production step while spreading it in a sheet shape. It further includes,
In order to prepare the strength reinforcing material, a tensile force is applied to the elastic PE braid string in the longitudinal direction within the elastic range, and in that state, the PE braid string is cut short into several strands so that both ends have a shape bent in a ring shape. Proceeding with the process,
Before cutting the PE braided file, apply an epoxy by spraying the epoxy first, and before curing the applied epoxy, aluminosilicate particles having a particle size of 10 to 100 μm are scattered on the surface of the PE braided file. A method for manufacturing weather-resistant synthetic wood, characterized in that further proceeding with a step of forming microscopic projections by aluminosilicate particles.
상기 내후성 강화 단위케익은 상기 무기계 자외선 차단제와, 결합제로 작용하는 열가소성 수지와, 목재용 방부제인 3-요오드-2-프로핀일 뷰틸 카비민산(3-iodo-2-propynylbutyl carbamate, IPBC) 분말과, 방충 및 탈취 기능을 갖는 커피 찌꺼기와, 방오제인 산화제일구리(Cu2O) 분말을 혼합한 후 금형에서 가열, 압축하여 블록 형태로 성형하며,
상기 커피 찌꺼기는 시중에서 수거된 후 세척 및 건조과정을 거쳐 상기 목분 입자에 비하여 1/5~1/8 입자 크기를 갖는 작은 크기로 분쇄되어 내후성 강화 단위케익에 첨가되는 것을 특징으로 하는 내후성 합성목재 제조방법.The method of claim 1,
The weather-reinforced unit cake includes the inorganic sunscreen, a thermoplastic resin acting as a binder, 3-iodo-2-propynylbutyl carbamate (IPBC) powder, which is a preservative for wood, After mixing coffee grounds with insect-repellent and deodorizing functions and cuprous oxide (Cu 2 O) powder, an antifouling agent, it is heated and compressed in a mold to form a block.
The coffee grounds are collected on the market, washed and dried, and then pulverized into a small size having a particle size of 1/5 to 1/8 compared to the wood flour particles, and added to a unit cake for enhanced weather resistance. Manufacturing method.
상기 내후성 강화 단위케익은 상기 1차 혼합물에 포함되는 목분의 일정 중량에 대응하여 투입할 수 있도록 개량되어 정량화된 것을 특징으로 하는 내후성 합성목재 제조방법.The method of claim 2,
The weather-resistant synthetic wood manufacturing method, characterized in that the improved and quantified so that the weather-reinforced unit cake can be added in response to a certain weight of wood powder contained in the primary mixture.
상기 내후성 강화 단위케익은, 원반 형태로 성형하되, 그 상면과 하면 중앙부에는 각각 서로 대응하여 적층되도록 한 안착돌기와 안착홈을 형성시켜, 다단 적층이 가능하도록 하고, 동일한 양으로 등분할 수 있도록 표면을 따라 절개라인이 형성된 것을 특징으로 하는 내후성 합성목재 제조방법.The method of claim 3,
The weather-reinforced unit cake is molded in the form of a disk, and a seating protrusion and a seating groove are formed on the upper and lower central portions of the cake to correspond to each other, so that multi-stage stacking is possible, and the surface can be divided into equal amounts. Weather-resistant synthetic wood manufacturing method, characterized in that the cut line is formed according to.
단섬유 형상의 상기 강도보강재는 길이 3 내지 4cm의 제1강도보강재와, 길이 5 내지 6cm의 제2강도보강재로 2종을 혼합하여 구비한 것을 특징으로 하는 내후성 합성목재 제조방법.The method of claim 1,
The single fiber-shaped strength reinforcement is a weather resistant synthetic wood manufacturing method comprising a mixture of two types of a first strength reinforcement having a length of 3 to 4 cm and a second strength reinforcing material having a length of 5 to 6 cm.
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