KR20080076180A

KR20080076180A - 마루바닥재용 복합기재 구조

Info

Publication number: KR20080076180A
Application number: KR1020070015773A
Authority: KR
Inventors: 강석구; 김지웅; 이성규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-20
Also published as: KR101243489B1

Abstract

본 발명은 마루 바닥재용 복합 기재의 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합판 마루와 강화 마루의 기재로 사용되고 있는 합판과 HDF의 중간 제품을 개발하여, 합판 대비 가격 경쟁력 및 원재료 수급안정성을 확보하고, HDF 대비 우수한 품질을 확보하는 특징을 지니는 복합 기재에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 다양한 목질 재료 중에서 두 가지 이상의 이종(異種)의 목질재료를 복합적으로 적층한 복합 기재 구조를 사용함으로써, 기존 합판 마루의 기재로 사용된 합판의 원자재 파동으로 인하여 수입에 의존하는 원자재 가격이 폭등할지라도 적절한 마루 기재 구조를 선택함으로써 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한 강화마루의 기재인 HDF가 수분에 대한 흡수 두께 팽창률이 높은 단점을 지니고 있는데, 복합 기재를 적용하게 되면 이러한 단점을 극복할 수 있다.

마루바닥재, 복합기재

Description

마루바닥재용 복합기재 구조{Structure of composite core for wood flooring}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합기재의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합기재의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합기재의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합기재의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 복합기재의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합기재의 단면도이다.

도 7은 합판의 제조공정도이다.

도 8은 건식법에 의한 섬유판의 제조공정도이다.

도 9는 습식법에 의한 섬유판의 제조공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 단판(Veneer)

20: 섬유판(MDF/HDF)

30: 합판(Plywood)

40: 양마보드(Kenaf)

본 발명은 마루 바닥재용 복합기재의 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합판마루와 강화마루의 기재로 사용되고 있는 합판과 HDF의 중간 제품을 개발하여, 합판 대비 가격 경쟁력 및 원재료 수급안정성을 확보하고, HDF 대비 우수한 품질을 확보하는 특징을 지니는 복합기재에 관한 것이다.

일반적으로 목질재료는 제재목(Solid Wood), 개질 목재(Modified Wood), 적층재(Layered Composites), 파티클 복합체, 섬유 복합체, 목분 복합체로 크게 6가지로 구분할 수 있다.

개질 목재에는 방부처리재, 난연처리재, 수지함침 목재, 화학개질 목재, 방사선(Gamma ray) 조사 목재가 있다.

적층재에는 집성재 및 단판 적층재(LVL, PLV)와 같은 평행 적층재, 합판, 배향성 파티클 보드(Oriented Particle board)(OSB, OWB)와 같은 직교 적층재, 샌드위치 복합체, 기계적 결합 복합체가 있다.

파티클 복합체에는 칩보드(Chipboard), 플레이크보드(Flakeboard), 웨이퍼보드(Waferboard), OSB(Oriented Strandboard)와 같은 파티클보드(Particle Board), 인설레이션보드(Insulation Board), MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard)와 같은 섬유판이 있다.

섬유 복합체에는 종이와 섬유 강화 플라스틱이 있다.

위와 같은 다양한 목질 재료 중 마루의 기재로는 합판, HDF가 그 주된 원재 료로 사용되고 있으나, 합판마루의 기재인 합판은 수급이 불안정하고 향후 원가 상승과 자원 고갈이 우려되며, 강화마루의 기재인 HDF는 수분에 대한 흡수 두께 팽창률이 높은 단점을 지니고 있다.

특히, 합판의 경우 국내 합판의 주요 수입국인 인도네시아가 불법 도벌목에 대해 강력한 규제를 하고 있고, 중국의 베이징 올림픽을 앞두고 원자재 수요가 급격히 증가하여 최근 가격이 급등하고 있다.

이에 따라 합판을 대체할 기재에 대한 필요성이 대두하고 있으며, 대체 기재의 요건으로는 가격이 합판보다 저렴해야 하고, 물성은 합판과 동등 수준이 되어야 한다는 것이다.

일본 특허등록 제3753473호에는 치장판이 개시되어 있으나, 기재가 단일층 구조로 이루어져 있다.

일본 특허등록 제2925384호에는 복합화장 바닥재가 개시되어 있으나, 기재로서 단판으로만 구성된 합판을 사용하고 있다.

일본 특허공개 제2006-7713호에는 목질 복합 치장판이 개시되어 있으나, 기재로서 양면에 함침지가 적층된 합성고무시트를 사용하고 있다.

일본 특허공개 제1998-121706호에는 중질 섬유판을 표층으로 하는 복합마루가 개시되어 있으나, 기재로서 단판으로만 구성된 합판을 사용하고 있다.

대한민국 실용신안등록 제250209호 및 제250210호에는 복합마루판이 개시되어 있으나, 기재로서 합판을 사용하고 있다.

본 발명의 목적은 마루바닥재의 주요 기재인 합판보다 수급안정성과 가격 경쟁력이 우수하며, HDF보다 뛰어난 흡수 두께 팽창률을 확보할 수 있는 복합 기재 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 2종 이상의 목질재료가 2층 이상 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재를 제공한다.

본 발명에서 사용되는 목질재료는 원목, 단판, 합판, 파티클보드, MDF(Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard), HPL(High Pressure Laminate), LPL(Low Pressure Laminate), OSB (Oriented Strand Board), 플레이크보드(Flake board), 양마보드(Kenaf Board), 골판지, 종이 등과 같은 목질 재료 중에서 선택되는 2종 이상이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 복합기재는 위로부터 단판, 섬유판, 단판으로 이루어진다. 이 실시예의 구성이 본 발명의 가장 바람직한 복합 기재 구조로서, 특히 단판, HDF, 단판으로 구성하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 제2실시예에 따른 복합기재는 위로부터 섬유판, 단판, 섬유판으로 이루어진다. 또한, 섬유판, 합판, 섬유판의 구성도 가능하다.

본 발명의 제3실시예에 따른 복합기재는 위로부터 양마보드, 섬유판, 양마보드로 이루어진다.

본 발명의 제4실시예에 따른 복합기재는 위로부터 단판, 합판, 단판으로 이루어진다.

본 발명의 제5실시예에 따른 복합기재는 위로부터 단판, 섬유판, 단판, 섬유판, 단판으로 이루어진다.

본 발명의 제6실시예에 따른 복합기재는 위로부터 섬유판, 단판, 섬유판, 단판, 섬유판으로 이루어진다.

본 발명에서 복합기재의 1층 이상은 에폭시, 페놀, 아크릴, 멜라민, 폴리우레탄, 불포화폴리에스터, 디알릴프탈레이트 중에서 선택되는 1종 이상의 경화수지를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 다양한 목질 재료 중에서 2종 이상의 목질재료가 2층 이상 복합적으로 적층하여 새로운 구조를 형성하는 복합 기재에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명의 복합기재는 원목, 단판, 합판, 파티클보드, MDF, HDF, HPL, LPL, OSB, 플레이크 보드, 양마 보드, 골판지, 종이 등과 같은 목질 재료 중에서 2종 이상의 목질재료가 2층 이상 복합하여 적층하는 구조로 이루어지며, 이방성을 지니는 재료의 경우 섬유배향성에 따른 물리적 성질 면을 고려하며, 그 적층 구조 중 일부의 예시는 도 1 내지 6의 구조와 같다.

두 가지 이상의 이종의 목질재료를 복합적으로 적층할 때, 각각의 목질재료들이 갖고 있는 고유의 밀도, 함수율, 섬유 이방성 등에 대한 물리적인 특성 분석과 이들 재료들간의 각각 다른 물리적 특성들에 대한 상호 작용을 고려하여야 한다.

이와 같이 밀도, 두께, 함수율 등의 제품 물성에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 분석하여 제품의 용도, 원재료 가격, 수급 동향에 따라 선택적으로 적용함으 로써 다양한 제품 구성이 가능하게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합기재의 단면도로서, 이 실시예의 복합기재는 위로부터 단판(10), 섬유판(20), 단판(10)으로 이루어진다.

단판(10)은 합판에 사용되는 베니어(Veneer) 단판으로, 합판용 단판은 보통 1.2 내지 4.8 ㎜의 두께로 절삭되지만, 특정 마루재의 구조에 따라 적정 두께를 조정할 수 있다.

섬유판(20)은 방향성이 없으며, 합판에 비하여 가격이 매우 저렴하다. 섬유판으로는 MDF 또는 HDF가 사용되며, 특히 HDF가 바람직하다.

도 1의 구성 중에서도 베니어 단판, HDF, 베니어 단판의 구성이 가장 바람직한데, 이는 가격이 합판보다 저렴하면서도 물성은 합판 수준에 근접하기 때문이다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합기재의 단면도로서, 이 실시예의 복합기재는 위로부터 섬유판(20), 단판(10), 섬유판(20)으로 이루어진다. 또한, 섬유판(20), 합판(30), 섬유판(20)의 구성도 가능하다.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합기재의 단면도로서, 이 실시예의 복합기재는 위로부터 양마보드(40), 섬유판(20), 양마보드(40)로 이루어진다. 양마보드(40)는 양마(Kenaf) 섬유를 이용하여 만든 보드로서, 내열성 및 강도가 우수하다.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합기재의 단면도로서, 이 실시예의 복합기재는 위로부터 단판(10), 합판(30), 단판(10)으로 이루어진다.

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 복합기재의 단면도로서, 이 실시예의 복합기재는 위로부터 단판(10), 섬유판(20), 단판(10), 섬유판(20), 단판(10)으로 이루어진다.

도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합기재의 단면도로서, 이 실시예의 복합기재는 위로부터 섬유판(20), 단판(10), 섬유판(20), 단판(10), 섬유판(20)으로 이루어진다.

이러한 본 발명의 복합기재 구조에서 다양한 기능성 부여를 위하여, 단판(10), 섬유판(20), 합판(30), 양마보드(40) 중에서 적어도 하나의 층에 숯, 황토, 은, 맥반석, 게르마늄, 자철광, 옥, 항균제, 방충제 등의 기능성 물질을 첨가하여 원적외선 방사기능, 음이온 발산기능, 항균기능, 방충기능 등 건강에 이로운 기능을 부여할 수 있다. 또한, 에폭시, 페놀, 아크릴, 멜라민, 폴리우레탄, 불포화폴리에스터, 디알릴프탈레이트 등의 경화수지를 첨가하여 제품의 내구성, 내마모성, 내수성 등의 물성을 개선시킬 수 있고, 탄산 칼슘, 활석, 산화티타늄, 실리카, 유리분말, 이산화규소 등의 충전재를 첨가하여 구들장 효과, 열전도 향상 등의 기능을 제공할 수 있으며, 포스포릭 에스테르, 할로겐탄화수소, 산화안티모, 알루미늄하이드록시, 인산화합물, 디시안디아미드 등의 난연제를 첨가하여 난연기능을 제공할 수 있다.

[실시예 1]

위로부터 단판(10), HDF(20), 단판(10)을 압착에 의해 일체화하여, 도 1과 같은 마루 바닥재용 복합기재를 제조하였다.

이때 상부층과 하부층에 적용하는 단판(10)으로는 두께가 약 1.2 ㎜, 함수율이 12%인 것을 사용하였고, HDF(20)로는 비중이 0.87, 함수율이 7.6%, 두께가 약 4.5 ㎜인 것을 사용하였다. 접착제로는 멜라민 수지를 사용하였다.

기본적인 제조공정은 비교예 1에서 설명하고 있는 합판의 제조공정과 유사하며, 합판의 중판 대신 HDF 기재를 적용하였다. 제조공정을 구체적으로 살펴보면, 각 층을 적층한 후 프레스로 일체화시키는데, 이때의 압력은 8 ㎏f/㎠, 가압시간은 6분, 열판온도는 125℃로 실시하였다.

[실시예 2]

위로부터 양마보드(40), HDF(20), 양마보드(40)로 이루어지는 도 3과 같은 복합기재를 제조하였다.

이때 상부층과 하부층에 적용하는 양마보드(40)로는 비중이 0.71, 두께가 약 1.5 ㎜, 함수율이 7.1%인 것을 사용하였고, HDF(20)로는 비중이 0.87, 함수율이 7.6%, 두께가 약 4.5 ㎜인 것을 사용하였다.

제조공정은 실시예 1과 동일하다.

[실시예 3]

위로부터 HDF(20), 합판(30), HDF(20)로 이루어지는 도 2와 같은 복합기재를 제조하였다.

이때 상부층과 하부층에 적용하는 HDF(20)로는 두께가 약 1.0 ㎜, 함수율이 7.6%인 것을 사용하였고, 합판(30)으로는 3ply, 함수율이 7.6%, 두께가 약 5.0 ㎜인 것을 사용하였다. 접착제로는 멜라민 수지를 사용하였다.

제조공정은 실시예 1과 동일하다

[실시예 4]

위로부터 HDF(20), 단판(10), HDF(20), 단판(10), HDF(20)을 압착에 의해 일체화하여, 도 6과 같은 마루 바닥재용 복합기재를 제조하였다.

이때 적용하는 HDF(20)로는 두께가 약 1.0 ㎜, 함수율이 7.6%인 것을 사용하였고, 단판(10)으로는 두께가 약 2.0 ㎜, 함수율이 12%인 것을 사용하였다.

제조공정은 실시예 1과 동일하다.

[비교예 1]

합판(Plywood)이란 원목으로부터 절삭된 얇은 판인 단판(Veneer)을 서로간의 섬유 방향이 직교되도록 홀수매로 적층하여 제조한 판상제품이다. 일반적으로, 단판은 3, 5, 7, 9매 등으로 구성하여 제조하며, 보통 두께 1 내지 30 ㎜ 정도까지 그리고 3*6자(91*182 ㎜), 4*8자(122*243 ㎜) 등의 표준 크기가 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 일반적으로 합판의 제조공정은 다음과 같은 일련의 과정을 거친다.

원목의 박피 → 원목의 절단 → 단판의 절삭 → 단판의 건조 → 접착제 도포 → 퇴적 → 압체 → 최종 마무리

1) 원목의 박피: 원목 표면에 붙어 있는 수피와 벌채 및 운송 과정 중에 수피에 부착된 작은 돌 등의 이물질을 박피에 의해 제거하여 단판 절삭시 절삭 칼날을 보호한다.

2) 원목의 절단: 일반적으로 절삭을 용이하게 하고 양질의 단판을 얻기 위한 목적으로, 수조 중에서 자비(煮沸, boiling)하거나 밀폐실 내에서 증자(蒸煮, steaming) 처리를 하게 된다. 필요한 단판 치수에 여척을 두어 원목을 절단한다.

3) 단판의 절삭: 단판의 절삭에는 원목이나 플리취(flitch: 단판 절삭용으로 준비된 각재)를 회전 또는 원운동시켜 동심원적으로 절삭하는 방법과, 플리취의 평면으로부터 평삭(平削)으로 절삭하는 방법이 있다.

전자에서는 회전 선반(rotary lathe) 또는 반원형 회전 선반(half-round rotary lathe)가 그리고 후자에서는 슬라이서(slicer) 또는 톱이 이용되고 있다. 이러한 단판은 보통 1.6 내지 4.8 ㎜(1/16 내지 3/16 inch)의 두께로 절삭되어 합판 제조에 이용되지만, 화장용 단판의 경우 0.8 ㎜(1/32 inch) 이하로 매우 얇게 절삭되어 합판이나 기타 재료의 표면 장식용으로 사용된다. 절삭될 원목 토막을 단판 절삭기에 장전하여 필요한 두께로 절삭한다.

4) 단판의 건조: 120 내지 180℃의 열풍으로 건조하며 15분 내지 3시간 정도의 온도로 건조한다. 롤러 건조기(Roller dryer) 또는 네트 건조기(Net dryer)로 건조한다. 이때 절단하지 않고 연속 단판을 그대로 건조시키는 연속 건조기도 사용되고 있다. 단판의 수분을 제거하여 접착이나 최종 제품의 품질에 대하여 적합한 함수율 상태로 조절하게 되는데, 일반적으로 함수율 5 내지 10% 수준으로 건조한다.

5) 접착제 도포: 접착제는 석탄산 수지, 리소시놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지 등을 사용하여 접착을 하게 되는데, 저점도로서 유동성이 큰 접착제인 경우 그 결점을 보완해 주기 위하여 증량제나 충전제를 첨가한다. 요소 수지 접착제에는 대개 증량제로 소맥분을 첨가하며, 석탄산 수지 접착제에는 대개 충전제로 미세한 목분을 첨가한다. 또한 요소 수지 접착제는 경화의 촉진과 완전 경화를 위해 경화제로서 염화암모늄 분말을 수지 고형분에 대해 1 내지 2% 첨가하여 대개 열압한다.

각종 첨가물에 의해 배합된 접착제를 단판에 도포하는 데에는 보통 롤러 스프레더(roller spreader)를 이용하는데, 두께 1.5 ㎜ 이하의 얇은 단판에는 200 내지 300 g/㎡, 두께 3.0 ㎜ 이상의 두꺼운 단판에는 280 내지 350 g/㎡ 전후의 도포량으로 접착제를 도포해 주는 것이 일반적이다.

6) 퇴적: 접착제를 도포한 단판을 목적하는 합판의 사양에 따라 구성한 다음 이것을 위로 차곡차곡 쌓아서 일정 수량에 이를 때까지 퇴적한다. 일정량에 도달하도록 퇴적한 것을 압체시켜 접착제가 굳도록 해줌으로써 접착이 완료된다.

7) 압체: 요소 수지나 석탄산 수지 접착제 등은 열압법으로 접착을 하는데, 현재 냉압 후 열압하는 방법을 많이 사용한다. 열압기에 용이하게 넣고 빼거나 단판 취급시의 손상을 최소화하려는 목적으로, 상온 또는 30 내지 40℃의 보온실에서 미리 10 내지 30분간 2 ㎏/㎠ 이상의 압력으로 압체한 다음, 열압기의 열판 사이에 1조씩 넣어 가열, 압체하여 접착제를 완전히 경화시키는 방식이다.

압체 온도와 압체 시간은 요소 수지의 경우 100 내지 130℃와 단판두께 1 ㎜당 30초를, 그리고 석탄산 수지의 경우 130 내지 150℃와 단판두께 1 ㎜당 60초를 일반적으로 적용한다. 압체 압력은 오동나무와 같이 가벼운 목재의 단판인 경우의 5 내지 7 ㎏/㎠에서부터 후박나무처럼 무거운 목재의 단판인 경우의 15 ㎏/㎠ 이상까지 목재의 비중에 따라 달리 적용하게 된다.

8) 최종 마무리: 압체에 의한 접착이 완료된 합판은 소정의 치수에 따라 톱으로 잘라 주며, 합판의 표면의 요철(凹凸) 제거와 표면 평활성의 개선을 위한 표면 평활화 처리를 실시한다. 소정의 치수로 재단된 합판은 칼날에 의한 스크래퍼(scraper)나 연마포지(硏磨布紙)에 의한 벨트 샌더(belt sander)나 드럼 샌더(drum sander)로 그 표면을 평활하게 조정해 주는데, 대개 0.1 내지 0.2 ㎜ 정도의 두께로 깎아 준다.

[비교예 2]

섬유판(Fiber Board)이란 식물질 원료를 주원료로 하여 이것을 펄프화한 다음 인공적으로 초조하여 제조한 목질판상재료이다. 섬유판은 비중에 따라 연질 섬유판(0.40 이하), 중밀도 섬유판(Medium Density Fiberboard: MDF)(반경질 섬유판: 0.40 내지 0.80), 고밀도 섬유판(High Density Fiberboard: HDF)(경질 섬유판: 0.80 내지 1.20), 초경질 섬유판 (1.20 내지 1.45)로 구분한다. 이 중 가구재나 내장재용으로 주로 사용하는 것은 MDF와 HDF로, 그 중에서도 특히 강화마루의 기재로 사용하고 있는 것이 HDF이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 섬유판의 제조법에는 건조된 섬유를 공기를 분산매체로 하여 초조, 성형하는 건식법(도 8)과, 펄프 현탁액을 물을 분산매체로 하여 초조, 성형하는 습식법(도 9)이 있다.

일반적으로 섬유판의 제조 공정은 다음과 같은 일련의 과정을 거친다.

원목의 박피 → 조목 → 해섬(pulping) → 사이징(Sizing) → 초조(抄造, forming) → 건조 → 열압 → 후처리

1) 원료: 섬유판의 원료로는 목재가 가장 많이 이용되며, 저비중의 목재가 더 바람직한데, 그것은 압체시 세포벽이 얇기 때문에 섬유의 찌그러짐이 쉽게 발생함으로써, 섬유간의 접촉 면적이 커지고 결국 섬유간의 강한 결합이 가능하기 때문이다.

2) 조목: 섬유판용 펄프는 대개 목재 칩(chip)으로부터 생산되기 때문에, 먼저 원목을 칩 절삭기인 칩퍼(chipper)를 이용하여 칩의 형상으로 절삭하여야 한다. 담색의 섬유판 제조와 같이 특정 제품을 목적으로 하는 경우에는 수피가 얼룩 반점으로 나타날 수 있기 때문에 완전히 박피를 한 다음 칩을 제조하는 것이 바람직하다. 칩은 표준 치수보다 크기가 큰 것은 일정한 크기에 이를 때까지 다시 파쇄하고, 표준 치수보다 크기가 작은 것은 체(screen)로 쳐서 제거한다. 칩의 함수율은 해섬하기에 적당한 40 내지 60% 수준이 가장 바람직하다.

3) 해섬(解纖, pulping): 섬유판용 펄프는 가격 면에서 고려해 볼 때 고수율 펄프일수록 좋다. 고수율 펄프에는 접착 성분으로서 유효한 헤미셀룰로오스나 리그닌이 다량 함유되어 있다. 또한 섬유판용 펄프는 두꺼운 시트 상으로 초조되기 때문에 물빠짐, 즉 여수도(濾水度, freeness)가 우수한 펄프이어야 한다. 칩을 약품으로 전처리한 다음 해섬한 펄프인 화학쇄목펄프(CGP, chemi-ground pulp)나 반화학펄프(SCP, semi-chemical pulp)가 이용되는 경우도 있지만, 고수율의 펄프를 얻기 위하여 약품을 사용하지 않고 해섬하는 것이 보통이다. 해섬에는 디스크 리파이너(disc refiner)가 가장 많이 이용되고 있지만, 쇄목기나 폭쇄기 등이 이용되는 경우도 있다.

4) 사이즈제 첨가(sizing): 섬유판에서는 내수성 개선 및 강도 증강용으로 사이즈제가 이용되고 있다. 섬유판의 내수성 사이즈제로서 로진(rosin), 파라핀(paraffin), 톨유(tall oil) 등이 사용되고 있는데, 사이즈제는 보통 건조 펄프에 대해 1 내지 2% 정도 첨가한다. 섬유 표면에 사이즈제를 효과적으로 부착시키기 위하여는 황산알루미늄 등의 침착제와 함께 수중에 현탁되어 있는 펄프(펄프 슬러리)에 첨가하여야 한다. 보강용 사이즈제로서는 석탄산수지, 요소수지 등의 합성수지계 접착제나 전분 등이 이용되고 있다.

습식 경질섬유판의 경우 주결합원은 열가소성 물질인 리그닌의 유동과 일부의 수소결합에 의한 것이지만, 석탄산수지접착제를 매트(mat)의 전건무게에 대해 1 내지 2% 첨가하여 결합력을 개선하기도 한다. 한편 건식 경질섬유판은 매트의 전건무게에 대해 석탄산수지 접착제를 2 내지 3%, 그리고 중밀도 섬유판은 요소수지접착제를 8 내지 12% 정도 첨가하여 일반적으로 제조한다.

5) 초조(抄造, forming): 펄프로부터 두꺼운 시트상의 매트를 초조하는 방법은 다량의 물을 이용하여 농도 0.5 내지 2%의 펄프 현탁액을 만든 다음 이를 탈수, 초조로 성형하는 습식법(wet forming)과, 펄프를 건조기에서 함수율 6 내지 12%로 건조한 다음 공기의 힘을 이용하여 초조로 성형하는 건식법(wet forming 또는 air felting)으로 크게 나눌 수 있다.

6) 건조와 열압: 초조기에 의해 초조된 다음 일정 크기로 절단된 습식 매트는 연질섬유판을 제조하기 위한 목적이나 또는 습식법에 의해 초조된 매트를 미리 건조한 다음 열압하여 S-2-S 섬유판을 제조하기 위한 목적으로 예비처리로써 건조 를 하게 된다.

성형된 매트로부터 수분을 신속히 배출시키고 섬유간 결합을 형성시키기 위해서는 열압기로 열압을 하는데, 습식 열압의 일반적인 방법은 3단계 열압법이다. 열압시에 함유되어 있는 물이 제거되도록 아래 쪽에 금망을 부착시키므로 보드 한 쪽에는 금망의 자국이 남게 된다. 경질 섬유판의 경우에는 열압 온도는 180 내지 200℃, 한 사이클에 걸리는 시간은 두께 3.2 ㎜인 경질 섬유판의 경우 5 내지 8분이다.

건식 성형된 매트의 경우에는 수분을 제거시키는 과정이 불필요하므로 2단 열압법이 일반적으로 사용된다. 1단 가압은 압력 60 내지 80 ㎏/㎠에서 5 내지 12초간, 2단 가압은 압력 20 내지 40 ㎏/㎠에서 1 내지 3분간 시행한다. 이때, 열판의 온도는 180 내지 200℃이다.

7) 후처리: 섬유판의 강도 및 내수성 향상을 위해 그리고 불균일한 흡습에 의한 뒤틀림을 방지하기 위하여 열처리, 기름함침처리 및 조습처리를 실시한다.

① 열처리: 박판상의 중밀도 섬유판과 습식법에 의해 제조된 경질 섬유판에 주로 처리하는데, 섬유판을 140 내지 180℃로 2 내지 5시간 가열하면 곡강도가 10 내지 20% 정도 향상되며 흡수율은 10 내지 30% 정도 저하된다.

② 기름함침처리: 기름을 함침시킨 섬유판을 열처리하여 기름을 굳게 하면 가열처리만에 의한 것보다도 한층 재질이 개선된다. 열처리와 마찬가지로 대개 박판상의 중밀도 섬유판과 습식법에 의해 제조된 경질섬유판에 주로 처리하는데, 사용하는 기름으로는 아마인유(亞麻仁油, linseed oil), 톨유 등이 있으나, 최근에는 발화의 위험성이 없는 알키드(alkyd)수지, 석탄산수지 등을 사용하고 있다.

③ 조습처리: 열압이나 기름함침처리 후의 섬유판은 함수율 0%에 근접되어 있기 때문에, 그 상태 그대로 사용하게 되는 경우 흡습으로 인해 길이나 두께 팽창이 일어나게 된다. 더욱이 불균일한 흡습에 의해서는 뒤틀림 등이 발생하게 된다. 이러한 결함을 방지하기 위하여 열압이나 기름함침처리 후의 섬유판을 조습실에 넣어 40 내지 60℃, 상대습도 90 내지 95% 조건하에서 6 내지 8시간 조습처리해 준다.

④ 가공: 섬유판은 그 용도에 따라 일정한 크기로 절단하거나 또는 천공 등의 가공을 행하기도 한다. 또한 방부, 방충, 내화 등의 처리, 표면 도장 처리, 인쇄 등을 행하여 제품화하는 경우도 있다. 건식법에 의해 제조된 중밀도 섬유판은 대개 연삭으로 표면을 조정해 준다.

[시험예]

실시예의 복합기재와 종래 합판 및 HDF 기재에 대하여 흡수 두께 팽창률을 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예에서 제조한 마루바닥재용 복합기재의 흡수 두께 팽창률이 비교예 2보다 우수하였다.

여기서, 흡수 두께 팽창률은 KSF 3200 규격에 따라 항온 수조에서 20℃ 물에 24시간, 70℃ 물에 2시간 침지 전후의 두께를 비교하여 팽창률을 측정하였다.

시험 항목		실시예 1	실시예 2	비교예 2
흡수두께팽창률(%)	20℃ 24시간	4.54	7.53	23.02
흡수두께팽창률(%)	70℃ 2시간	33.44	25.84	138.04

본 발명에서 제시된 마루 바닥재용 복합 기재는 현재 원자재 가격 폭등으로 수급이 불안정한 합판 대체 비용절감 효과를 가져올 수 있다. 즉, 원자재 수급을 수입에 의존하고 있는 현실에서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한, 2종 이상의 목질재료를 2층 이상 복합적으로 적층하여 가격절감 효과와 함께 HDF 대비 안정된 기본 물성(흡수 두께 팽창률) 확보가 가능하다.

또한, 2종 이상의 목질재료를 2층 이상 복합적으로 적층함으로써 다양한 구조의 제품을 생산할 수 있고, 원재료의 수급이 용이하고 기본적인 물성이 양호한 재료를 이용하여 다양한 용도의 제품을 만들 수 있으며, 궁극적으로 다른 제품과의 차별화를 유도할 수 있다.

Claims

2종 이상의 목질재료가 2층 이상 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 목질재료가 원목, 단판, 합판, 파티클보드, MDF (Medium Density Fiberboard), HDF(High Density Fiberboard), HPL(High Pressure Laminate), LPL(Low Pressure Laminate), OSB(Oriented Strand Board), 플레이크보드(Flake board), 양마보드(Kenaf Board), 골판지, 종이로 구성되는 목질재료 중에서 선택되는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 단판, 섬유판, 단판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 섬유판, 단판, 섬유판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 섬유판, 합판, 섬유판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 양마보드, 섬유판, 양마보드로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 단판, 합판, 단판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 단판, 섬유판, 단판, 섬유판, 단판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재가 위로부터 섬유판, 단판, 섬유판, 단판, 섬유판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합기재.
제1항에 있어서, 복합기재의 1층 이상이 에폭시, 페놀, 아크릴, 멜라민, 폴리우레탄, 불포화폴리에스터, 디알릴프탈레이트 중에서 선택되는 1종 이상의 경화수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 마루바닥재용 복합 기재.