축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법(Method for manufacturing Synthetic wood with noctilucent display part)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2009년09월16일
(11) 등록번호 10-0917375
(24) 등록일자 2009년09월08일
(51) Int. Cl.

B27N 3/28 (2006.01) B29C 47/00 (2006.01)
B27N 1/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0013027
(22) 출원일자 2009년02월17일
심사청구일자 2009년02월17일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020070056010 A*
KR200325517 Y1*
JP11029642 A
KR100628021 B1
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
주식회사비에스아이앤디
경기도 광주시 오포읍 문형리 417-3
(72) 발명자
한태일
경기도 용인시 처인구 삼가동 537 금령마을 우남
퍼스트빌아파트 105-402
(74) 대리인
김문종, 손은진
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 장낙용
(54) 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법
(57) 요 약
본 발명은 합성목재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목분을 이용하여 축광표시부를 갖는 합성목재 및 그 제조방
법에 관한 것이다. 이를 위해, 목분 50 ~ 60 중량부, 올레핀계수지 30 ~ 50 중량부, 결합제 1 ~ 5 중량부, 마스
터 벳치 2 ~ 5 중량부를 혼합하여 제 1 재료(110)를 준비하는 단계; 제 1 재료(110)를 용융하여 제 1 압출기
(100)에서 압출준비하고, 축광 마스터 벳치(210)를 용융하여 제 2 압출기(200)에서 압출준비하는 단계; 금형(5
0)을 통과하는 용융된 제 1 재료(110)에 대해 용융된 축광 마스터 벳치(210)가 동시에 금형(50)을 통과하면서 압
출되는 단계; 및 제 1 재료(100)가 합성목재(300)를 형성하고, 축광 마스터 벳치(210)가 축광표시부를 형성하면
서 냉각되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법이 제공된다.
대 표 도 - 도1
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특허청구의 범위
청구항 1
목분 50 ~ 60 중량부, 올레핀계수지 30 ~ 50 중량부, 결합제 1 ~ 5 중량부, 마스터 벳치 2 ~ 5 중량부를 혼합하
여 제 1 재료(110)를 준비하는 단계;
상기 제 1 재료(110)를 용융하여 제 1 압출기(100)에서 압출준비하고, 축광 마스터 벳치(210)를 용융하여 제 2
압출기(200)에서 압출준비하는 단계;
직사각형의 압출단면중 긴변에 요철면과 오목부를 갖는 금형(50)이고, 상기 금형(50)을 통과하는 용융된 제 1
재료(110)에 대해 용융된 축광 마스터 벳치(210)가 동시에 상기 금형(50)의 오목부(320)를 통과하면서 일체로
압출되는 단계; 및
상기 제 1 재료(100)가 합성목재(300)를 형성하고, 상기 오목부(320) 내의 축광 마스터 벳치(210)가 축광표시부
를 형성하면서 냉각되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법.
청구항 2
삭제
청구항 3
삭제
청구항 4
삭제
청구항 5
삭제
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 합성목재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목분을 이용하여 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법<1>
에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 단독주택의 마당 등에는 보행을 위한 건축자재를 시공한다. 이러한<2>
건축자재로는 돌, 나무, 콘크리트, 벽돌 등을 사용하곤 한다. 그러나, 이러한 건축자재는 대량생산이 어렵고,
돌이나 나무인 경우에는 대량생산을 위한 자재의 확보가 어렵다는 단점이 있다. 그리고, 외관 형상이 일정하지
않기 때문에 규격화를 위해서는 별도의 치수가공이 필요하였다.
특히, 이러한 건축자재로 계단을 시공하는 경우 야간에는 잘 보이지 않아서 보행의 안전성이 저하되고, 노인이<3>
나 어린이인 경우 작은 안전사고로도 크게 다치는 경우가 많았다. 따라서, 종래에는 계단의 코너 부분에 별도의
표식을 부착하곤 하였다. 그러나, 오염되거나 훼손되어 제기능을 다하지 못하는 경우가 많았고, 별도의 시공을
필요로 하였다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 축광표시부를<4>
일체로 갖는 합성목재를 한번에 생산할 수 있도록 하는 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법을 제공하는 것
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이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 계단등에 사용함으로서 보행 안전성을 높이고, 야간,<5>
우천시 등에도 미끄러지지 않고 계단이 잘 보일 수 있도록 하는 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법을 제공
하는 것이다.
과제 해결수단
상기와 같은 본 발명의 목적은, <6>
목분 50 ~ 60 중량부, 올레핀계수지 30 ~ 50 중량부, 결합제 1 ~ 5 중량부, 마스터 벳치 2 ~ 5 중량부를 혼합하<7>
여 제 1 재료(110)를 준비하는 단계;
제 1 재료(110)를 용융하여 제 1 압출기(100)에서 압출준비하고, 축광 마스터 벳치(210)를 용융하여 제 2 압출<8>
기(200)에서 압출준비하는 단계;
금형(50)을 통과하는 용융된 제 1 재료(110)에 대해 용융된 축광 마스터 벳치(210)가 동시에 금형(50)을 통과하<9>
면서 압출되는 단계; 및
제 1 재료(100)가 합성목재(300)를 형성하고, 축광 마스터 벳치(210)가 축광표시부를 형성하면서 냉각되는<10>
단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광표시부를 갖는 합성목재의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 상기와 같은 제조방법으로 제조되는 축광표시부를 갖는 합성목재는 판상이고, 적어도 일면에 요철면<11>
(310)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 합성목재(300)는 판상이고, 축광표시부(330)는 판상의 가장자리 영역에 구비될 수 있다.<12>
또한, 합성목재는 판상이고, 인접한 2개의 합성목재(300) 사이에는 매입 축광표시부(340)가 더 게재되는 것이<13>
바람직하다.
효 과
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 축광표시부를 일체로 갖는 합성목재를 한번에 생산<14>
할 수 있다. 따라서, 생산성이 높고, 후가공이 불필요하며, 대량생산이 가능하고, 목재와 같은 느낌을 연출할
수 있다.
그리고, 등산로, 산책로, 보행로 혹은 계단등에 사용함으로서 보행 안전성을 높이고, 야간, 우천시 등에도 미끄<15>
러지지 않고 계단이 잘 보이도록 할 수 있다. 따라서, 등산로, 관광로, 생태공원, 탐방로, 군부대 산 노약자의
통행을 위해 안전성이 요구되는 곳, 산속의 방향 표지판, 관광지 놀이악 순찰로, 해안 순찰로 등에서 보행로,
계단 등으로 사용할 수 있다. 뿐만 아니라,시설, 해안가 등에 시공될 수 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터<16>
벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한
변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
(실시예의 제조방법)<17>
이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명에 따<18>
른 합성목재를 압출하는 압출기의 부분 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 목분 50 ~ 70 중량부, 올레핀계
수지 30 ~ 50 중량부, 결합제 1 ~ 5 중량부, 마스터 벳치 2 ~ 5 중량부를 혼합하여 제 1 재료(110)를 준비한다.
목분(일명 톱밥)은 나무줄기, 가지, 뿌리, 열매 등의 가루로서 폐목을 갈아서 활용할 수도 있고, 목재소 등에서<19>
배출되는 톱밥을 활용할 수도 있다. 이러한 목분은 합성목재가 나무와 촉감이나 특성을 나타내도록 하는데 사용
된다. 목분이 50 중량부 미만일 경우에는 완성된 합성목재에서 나무의 특성(나무 같아 보이는 성질)이 잘 나타
나지 않고, 플라스틱 덩어리 같은 느낌이 난다. 또한 70 중량부 이상이면 목분의 비율이 높아서 결합강도가 저
하되고, 내구성이 약한 단점이 있다. 보다 바람직하게는 50 ~ 60 중량부가 적합하며, 본 실시예에서는 55 중량
부를 사용하였다.
올레핀계수지는 PP(폴리프로필렌) 또는 PE(폴리에틸렌)가 대표적으로 사용되며, 30 ~ 50 중량부의 비율로 배합<20>
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등록특허 10-0917375
한다. 30 중량부 미만일 경우에는 압출성이 저하되며, 50 중량부 보다 높을 경우에는 나무의 특성이 잘 나타나
지 않게 된다. 본 실시예에서는 40 중량부를 사용하였다.
결합제(Coupling agent)는 1 ~ 5 중량부를 사용한다. 결합제가 너무 작으면 재료사이의 결합력이 작아져서 압출<21>
후 완성된 합성목재의 강도가 저하되어 균열이 일어나기 쉽다. 또한 결합제가 지나치게 많으면 제조원가가 증가
하는 단점이 있다. 이러한 결합제의 일예로서는 접착제인 폴리아세트산비닐, 고무라텍스, 요소-포름알데히드,
폴리염화비닐분산액, 수용성카르복시메틸셀룰로오스 등이 사용된다. 본 실시예에서는 결합제가 2 중량부 정도
사용되었다.
마스터 벳치는 2 ~ 5 중량부가 사용된다. 마스터 벳치는 LDPE(저밀도폴리에틸렌), PP, PET, PC, PVC, 나일론 등<22>
과 같은 합성수지재를 작은 알갱이로 사출한 것이다. 이러한 마스터 벳치는 압출성을 향상시키고, 압출 품질에
도 영향을 미치기 때문에 압출기의 용량, 속도 등을 감안하여 적절히 조절할 수 있다. 본 실시예에서 마스터 벳
치는 3 중량부를 사용하였다. 필요한 경우 마스터 벳치에 원하는 염료(나무색, 고동색 등)를 섞어서 발색할 수
도 있고, 별도의 염료를 첨가할 수도 있다.
이와 같은 제 1 재료(110)를 앞서 서술한 비율에 따라 혼합한 뒤 제 1 압출기(100)에 투입하여 압출을<23>
준비한다. 이와 동시에 축광 마스터 벳치(210)를 제 2 압출기(200)에 투입하여 압출을 준비한다.
축광 마스터 벳치(210)는 축광안료와 플라스틱 수지를 혼합하여 마스터 벳치로 성형한 것이다. 플라스틱 수지는<24>
LDPE(저밀도폴리에틸렌), PP, PET, PC, PVC, 나일론 등과 같은 합성수지재를 사용한다. 축광안료는 무기성 광물
질로 안정된 결정체이다. 이러한 축광안료의 주요성분은 알카린 알루미네이트(Alkaline aluminate)의 무기성 광
물로서, 극히 안정된 결정체이기 때문에 내열성, 내한성이 뛰어나며 500℃의 고온에서도 축광성이 보존된다. 또
한 축광과 발광이 영구적인 수명을 보전하기도 한다. 이러한 축광안료의 휘도는 종래의 ZnS계에 비해 탁월하며
암실에서 측정한 잔광시간은 8 ~ 15시간 이상으로 나타났다.
본 발명에 따른 축광 마스터 벳치(210)는 빛의 흡수가 빠르고 강한 휘도와 긴 잔광을 유지하는 특성이 있다. 구<25>
체적인 축광성능으로는 200룩스 광원에서 20분간 축광한 경우(축광기술시험기준에 준함) 초기 휘도는 1000 ~
1800 mcd/m
2
이고, 잔광휘도는 10 mcd/m
2
에서 6 ~ 10 시간 이상 발광하는 것으로 측정되었다.
그 다음, 제 1, 2 압출기(100, 200)가 동시에 연결된 금형(50)을 용융된 제 1 재료(110)와 용융된 축광 마스터<26>
벳치(210)가 동시에 통과하면서 압출된다. 즉, 금형(50)의 압출 단면은 판상의 직사각형이다. 용융된 축광 마스
터 벳치(210)는 용융상태에서 제 1 재료(110)와 접하게 되고, 금형(50)을 통과한 뒤 일체로 냉각된다. 이로서,
제 1 재료(100)가 합성목재(300)를 형성하고, 축광 마스터 벳치(210)가 축광표시부(330)를 형성하면서 공정이
종료된다. 그 밖의 후속공정으로는 압출공정의 종래기술과 유사하게 수냉공정, 공냉공정, 절단공정, 인쇄공정
등이 뒤따를 수 있다.
(실시예의 구성)<27>
이하에서는 상기와 같은 합성목재의 구체적인 구성과 시공에 대해 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명에 따른 합<28>
성목재가 설치된 계단의 측면도이고, 도 2는 도 1중 A 부분의 확대도이며, 도 3은 도 1중 B 부분의 확대도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 합성목재(300)의 압출단면은 145×25 mm, 145×30 mm, 145×35 mm
등이며, 길이는 필요에 따라 1 mm ~ 1.5 m 정도이다. 합성목재(300)는 상면에 다수의 요철홈(310)이 형성되어
있다. 이러한 요철홈(310)은 압출단면에 요철홈을 갖는 금형(50)에 의해 일체로 압출되며, 보행시 미끄럼을 방
지하기 위한 것이다. 따라서, 요철홈(310)은 상면 전체에 형성될 수도 있고, 상면 둘레에만 형성될 수도 있다.
합성목재(300)에는 다수(3개 ~ 5개 정도)의 오목부(320)가 형성된다. 이 역시 압출단면에 오목부를 갖는 금형에<29>
의해 형성됨은 자명하다. 상기 오목부(320) 내부로는 축광표시부(330)가 동시 압출로서 위치한다. 필요에 따라
폭이 큰 오목부(320)를 한개 형성하고, 오목부(320) 전체를 축광표시부(330)로 채울 수 있다.
이하에서는 계단을 일예로 하여 시공방법을 설명하도록 한다. 우선, 도 1과 같이, 계단형 프레임(60)을 제작한<30>
다. 그 다음, 프레임(60)의 상면에 순차적으로 합성목재(300)를 시공한다. 시공은 측면에 형성된 오목부(320)를
이용하여 "T"자형 볼트 등을 이용하여 고정할 수 있다. 아울러, 인접한 2개의 합성목재(300) 사이에는 매입 축
광표시부(340)를 끼워 넣는다.
또 다른 실시예로서, 합성목재(300)의 상면 전체에 일정한 형상의 오목부(320)를 형성한 뒤, 2 ~ 3 mm 크기의<31>
둥근 축광구슬(미도시)을 끼워 넣을 수 있다. 이 때 축광구슬은 조합되어 화살표나 안내글씨를 표출할 수 있다.
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도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 합성목재가 설치된 계단의 측면도,<32>
도 2는 도 1중 A 부분의 확대도,<33>
도 3은 도 1중 B 부분의 확대도,<34>
도 4는 본 발명에 따른 합성목재를 압출하는 압출기의 부분 단면도이다.<35>
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><36>
50 : 금형,<37>
60 : 프레임,<38>
100 : 제 1 압출기,<39>
110 : 제 1 재료,<40>
200 : 제 2 압출기,<41>
210 : 축광 마스터 벳치,<42>
300 : 합성목재,<43>
310 : 요철면,<44>
320 : 오목부,<45>
330 : 축광표시부,<46>
340 : 매입 축광표시부.<47>
도면
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도면2
도면3
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도면4
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