KR19990065113A - 목재와 타이어 분말을 혼합한 판상제품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐목재와 폐타이어를 이용하여 필요한 용도의 물성이 우수한 복합보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.

폐기처분되는 목재나 타이어를 수거 분쇄하여 목재칩과 고무칩을 얻고, 상기 목재칩과 고무칩을 적절한 비율로 혼합하여 혼합물을 얻고, 상기 혼합물에 폴리우레탄계 접착제와 경화제를 투입 혼합하고, 다시 이 혼합물을 열압 프레스기에 투입하여 판상제품을 성형토록 하므로서 목재와 고무의 장점을 고루 갖는 재활용 자재를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

목재와 타이어 분말을 혼합한 판상제품의 제조방법

본 발명은 물성이 서로 다른 두가지 소재를 사용하여 필요한 용도의 물성이 우수한 복합보드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

좀더 상세하게 설명하면 폐목재와 폐타이어를 적절한 크기로 분쇄하여 칩상태로 제조하고, 상기 분쇄된 칩을 임의의 비율로 혼합하고, 이렇게 얻어진 혼합물에 적량의 접착제와 경화제를 투입하여 혼합 복합물을 얻고, 상기 복합 혼합물을 성형기의 성형틀에 충전한 후 열압하여 필요한 보드를 얻는 것이다.

현대 사회에 있어서, 가장 큰 과제는 산업화에 의한 고도의 경제 성장이며, 이에 동반하여 배출되는 쓰레기의 배출 문제가 심각한 상태에 직면해 있다.

우리 주변의 생활 쓰레기는 물론이고, 특히 산업체에서 배출되는 폐기물은 더욱 많아 그 처리에 막대한 경비를 지불하고 있을 뿐 아니라 그에따른 환경오염도 수반되고 있는 실정이다.

배출되는 많은 폐기물 중에서도 폐타이어인 경우에는 년간 약 1700만개 정도로서 매우 심각한 상태일뿐 아니라 해마다 그 발생량이 증가하고 있는 추세이며, 현재 국내에서 발생되는 폐타이어의 처리 실태는 매우 미흡한 상태이다.

또한 폐목재의 경우 발생되는 요인은 다음과 같다.

즉, 육림과정에서 발생하는 간벌 및 수종 갱신 등 일련의 작업에서 발생되는 임지폐잔재와 목재관련 공장에서 발생하는 폐재이다.

이때 목재관련 공장에서 발생하는 폐재란 제재소에 발생하는 것과 목재가공 공장에서 발생하는 경우로 대별할 수 있으며, 상기한 경우 목재관련 공장에서 발생하는 폐재량 보다 임지폐잔재량이 수배에 달하고 있다.

그러나 상기에서 발생되는 폐재는 효율적으로 운용되지 못하고 있다.

한편, 폐타이어와 같은 폐기물의 처리방법으로서는 소각이나 매립의 방법이 있겠으나 이는 이차적인 환경오염을 유발시키게 되므로 환경친화적인 처리 방안이라고는 할 수 없다.

따라서 이상적인 처리방법으로서는 폐자원의 재사용, 재생활용 및 열원이용의 세가지로 크게 나눌수 있겠으나, 이중 재생하여 활용하는 방안이 지구환경보전과 경제적인 측면에서 바람직한 것으로 판단되나 이직까지는 그 재활용 방안이 극히 미비한 실정이다.

즉, 현재 국내에서 폐타이어가 처리되고 있는 실정을 보면 극히 일부가 바닥재등으로 재활용되고 있으나 대부분은 보일러의 열원재료로서 사용되고 있기 때문에 이차적인 공해유발의 원인을 제공하고 있는 실정이므로 폐타이어의 효율적인 재활용 처리방안은 매우 시급한 과제이다.

본 발명은 효율적이고, 환경친화적으로 재활용되고 있지 못하는 폐타이어와 폐목재를 이용하여 필요와 목적에 따라 다용도로 사용할수 있도록 한 목질계 판상제품을 제공하고자 함이다.

상기 목질계 판상제품을 얻기 위하여는 폐목재나 폐타이어를 적절한 크기의 입자로 분쇄하고, 분쇄된 각 재료를 적절한 비율로 혼합하고, 혼합된 복합물에 이들을 서로 접착 경화시키기 위한 접착제와 경화제가 적량 필요로 하게 되며, 이들 폐목재와 폐타이어의 분쇄 조건은 아래와 같다.

먼저 폐목재는 핀칩 형상과 그래뉼칩 형상으로 구분하되, 상기 핀칩과 그래뉼칩은 다시 두가지 크기로 구분한다.

즉, 핀칩은 목재 파쇄기(Tub Grinder)를 이용 목재를 2회 분쇄하여 얻어진 목편을 3단계 스크린을 통해 적정크기의 핀칩을 분리 채취하되, 이때 핀칩은 7mm 스크린을 통과하고, 5mm스크린을 통과하지 않은 A형과, 5mm스크린을 통과하고 2mm스크린을 통과하지 않은 B형의 두가지로 선별한다.

그래뉼칩은 톱밥제조기에서 제조된 톱밥중 2단계 스크린을 통해 선별 채취하되, 핀칩의 선별과 마친가지로 5mm스크린을 통과치 않은 목편 A형과, 5mm스크린을 통과하고 2mm스크린을 통과하지 않은 B형 두가지로 선별한다.

폐타이어는 기계적 분쇄법을 이용하여 입자가 2∼3mm인 것과 3∼4mm의 입자 두가지를 선별하여 사용한다.

상기 목재칩(핀칩, 그래뉼칩)과 폐타이어를 접착하는 접착제로서는 폴리우레탄 계열(고형분 99.9%)의 접착제와 함께 경화제를 사용한다.

상기 소재들을 사용하여 열압 프레스기로 복합보드를 성형하는 조건은 약 120℃에서 10분정도로 10Kg/㎝₂의 성형 압력으로 성형하여 복합보드를 얻는다.

상기에서와 같은 방법으로 복합보드를 제조함에 있어서, 목재칩의 형태나 크기 및 폐타이어를 분쇄한 고무칩이 크기 및 이들의 혼합비율은 최종 성형된 제품의 사용용도와 목적에 따라 적절히 선택하여 사용하면 된다.

즉, 고무는 탄력성이 매우 풍부한 재료이고, 목재는 탄성체이면서도 점탄성과 소성을 공유하고 있으므로, 원료의 복합화 조건에 따라 상이한 성질을 발현하는 생물 재료라고 할 수 있으며, 이들 원료의 배합 비율 및 접착제의 종류에 따라서 만들어지는 최종 제품의 성질이 달라지는 것은 의심할 여지가 없는 것이므로, 복합재의 사용조건 및 용도에따라서 이들 원료 비율과 접착제의 선정이 적절하게 이루어져야 할 것으로 판단된다.

상기에서 목재칩의 사용량이 많을수록 강성은 크고, 고무칩의 사용량이 많을수록 강성은 떨어지는 반면 탄력성은 풍부하게 나타나게 되므로 이러한 특성을 기초로 하여 최종제품을 사용하고자 용도와 목적에 따라 사용되는 칩의 종류나 비율을 쉽게 조정하여 선별 사용할 수 있게 되며, 최종 제품 즉, 복합보드의 용도를 실예로 소개하면 온돌과 같은 마루바닥재, 실내 체육관의 마루 바닥재, 노인이나 어린이 수용시설내부의 바닥재, 조경용 시공품목으로서 가로수 보호 바닥재, 휴양림 산책로, 경사지 목재데크의 미끄럼 방지제 및 포장완충제 등 다용도로 사용할 수 있게 된다.

상기 본 발명을 실시함에 있어서, 목재칩 대용으로 도시 쓰레기중 많은 비중을 차지하는 종이류를 이용하여 사용할 수도 있으며, 고무칩 대용으로서 농촌에서 다량으로 발생하는 폐비닐이나 일반 폐기물인 플라스틱, P.E.T병, 염화비닐 등을 복합화하여 사용할 수도 있다.

이하 본 발명의 실시예를 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1공정 : 재료준비공정

폐목재는 간벌, 주벌 및 수종갱신에서 얻어지는 임지 폐재와 목재관련 공장(제재소, 목재가공공장)에서 발생하는 제재폐재를 수거하여 사용하게 되며, 폐타이어는 국내에서 사용되었다가 폐기되는 각종 타이어를 수거하여 사용하게 된다.

제2공정 : 칩(Chip)화 공정

상기에서 얻어진 폐목재 및 폐타이어를 필요한 형태 및 크기로 분쇄하여 칩(Chip)화 하는 공정이다.

폐목재를 이용한 칩의 제조는 핀칩형과 그래뉼칩 형으로 대별되며 상기 칩의 크기는 다시 A,B형으로 구분하여 제조하게 된다.

먼저 핀칩의 제조는 다음과 같다.

수거된 폐목재를 목재파쇄기에 투입 2회정도 분쇄하여 목편을 얻고, 상기 목편을 7mm, 5mm 및 2mm의 스크린이 차례로 형성된 선별기를 통과시켜 7mm의 스크린은 통과하고 5mm의 스크린에서 선별되어 얻어진 A형 핀칩과, 7mm 및 5mm를 통과한 다음 2mm 스크린에서 선별되어 얻어진 B형 핀칩을 각각 선별하므로서 A형 핀칩과 B형 핀칩을 얻는다.

그래뉼칩의 제조는 다음과 같다.

수거된 폐목재를 톱밥제조기를 통하여 분쇄하여 목분을 얻고, 상기 목분을 5mm 및 2mm의 스크린이 차례로 형성된 선별기를 통과시켜 5mm스크린에서 선별되어 얻어진 A형 그래뉼칩과, 5mm를 통과한 다음 2mm스크린에서 선별되어 얻어진 B형 그래뉼칩을 선별하므로서 A, B형 그래뉼칩을 얻는다.

폐타이어를 분쇄하여 얻는 고무칩의 제조는 다음과 같다.

즉, 폐타이어를 기계적 방법으로 분쇄하여 분쇄된 입자가 2∼3mm 정도의 크기인 A형 고무칩과, 3∼4mm 정도의 크기인 B형 고무칩을 얻음으로서 칩(Chip)화 공정이 완료된다.

제3공정 : 칩의 혼합공정

본 공정에서는 목재칩과 고무칩을 적절한 비율로 혼합하여 혼합칩을 얻고, 상기 혼합칩에 적량의 폴리우레탄계접착제(고형분 99.9%)와 경화제를 골고루 혼합하여 복합칩을 얻는다.

상기에서 목재칩 및 고무칩의 혼합비율은 제작된 복합보드의 최종 사용용도나 목적에 따라 달리 조정하여 사용하게 된다.

즉, 목재칩의 사용량이 많을수록 제조된 복합보드의 강성은 크고, 고무칩의 사용량이 많을수록 강성은 떨어지는 반면 탄력성은 풍부하게 나타난다.

이런 특성을 기초로 하여 온돌 바닥재로서는 중량이 많이 나가는 고무칩의 사용량을 가능한 줄이는 것이 좋으며, 가로수의 수목 보호대는 외장재료인만큼 내후성이 우수한 고무칩의 사용량을 높인 것이 좋을 것이다.

이때 사용되는 접착제는 고무칩과 목재칩 중량의 10% 정도 투입 혼합한다.

또한 상기에서 혼합되는 고무칩과 목재칩(핀칩, 그래뉼칩)의 투입 비율은 복합보드의 사용 용도에 따라 고무칩 10∼90 : 목재칩 90∼10의 비율로 폭넓게 혼합하여 사용할 수 있다.

제4공정 : 복합보드의 성형공정

상기에서 얻어진 복합칩(고무칩+목재칩+접착제+경화제)을 열압 프레스기의 성형틀상에 충전한 다음 프레스기를 작동시켜 열압토록 하므로서 본 발명에서 제공 받고자 하는 복합보드를 얻게 된다.

이때 성형조건은 약 10Kg/㎝²)의 성형압력으로 120℃에서 약10분간 처리하면된다.

이와 같이 제조된 본 발명의 복합보드는 압축하중을 받는 장소에 사용되는 것이 바람직하며, 실예로서 온돌과 같은 마루바닥재, 실내체육관의 바닥재, 노인이나 어린이 수용시설내부의 바닥재, 휴양림 산책로, 경사지 목재데크의 미끄럼 방지재 및 포장완충재 등으로 폭넓고 다양하게 사용할 수있게 된다.

따라서 본 발명은 간벌이나 수종갱신 및 목재관련 공장에서 발생하는 폐목재와 년간 엄청난량으로 배출되는 폐타이어를 이용하여 목재와 고무의 장점을 갖는 새로운 복합보드를 재활용하여 사용토록 하므로서, 환경오염 방지는 물론 경제적인 면에서도 상당한 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 폐목재와 폐타이어를 분쇄하여 목재칩과 고무칩을 얻고, 상기 목재칩과 고무칩을 혼합하며 혼합물을 얻고, 이 혼합물에 폴리우레탄계 접착제와 경화제를 투입 혼합하여 복합물을 얻고, 상기 복합물을 열압 프레스기의 성형틀에 투입한 후 열압프레스 하여 성형함을 특징으로 하는 목재와 타이어 분말을 혼합한 판상제품의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 목재칩은 핀칩과 그래뉼칩으로 구분 구성하되, 상기 핀칩과 그래뉼칩의 크기는 2∼7mm 정도이고, 고무칩의 크기는 2∼4mm 정도인 것을 특징으로 하는 목재와 타이어 분말을 혼합한 판상제품의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 열압 프레스기의 성형조건은 10Kg/㎝²압력에서 120℃로 10분간 열압하여서 됨을 특징으로 하는 목재와 타이어 분말을 혼합한 판상제품의 제조방법.