JP2004534672A - 位置合わせエンボス加工の製造プロセス - Google Patents

Abstract

位置合わせしてエンボス加工された建築材を製造するための方法。ボード（４）上に基準縁が削られる。装飾模様を有する樹脂をしみ込ませた紙（８）を、装飾模様が該基準縁に対して所定の位置になるように、基準縁をガイドとして用いてそのボードの上に置く。該ボード（４）と紙（８）をその後、該装飾模様と位置合わせされた立体的な表面を備えるプレスプレートを有するプレス機械内に設置する。該プレスプレートを用いて、所定の圧力と、樹脂を硬化させるための所定の温度で該ボード（４）と紙（８）を押圧し、最終製品を製造する。樹脂および紙のパラメータは慎重に制御される。該プレスプレートは、該プレスプレートが加熱されたときにその表面が装飾模様の位置と合うように製造される。該ボード（４）に適切に凹部を形成し、削ることにより、圧力分布が均一になり、ポロシティができることなく完全に閉じた表面を提供できる。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はラミネート材に関する。さらに詳細には、本発明は、装飾模様と表面テクスチャを有し、該表面テクスチャは該装飾模様に位置を合わせて機械的にエンボス加工されたラミネート材を加工する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に言って、消費者は、外見および感触の点で、上質な木材、石板、花崗岩、石材、レンガ、およびコンクリートのような、伝統的な建築材および仕上げ材を好む。しかし、そのような材料は、製造および取り付けに費用がかかる傾向がある。例えば、硬い板張りの床は非常に価値のある豪華な外見を有するが、実際には、そのような床に必要な材料および取り付けに必要な労働コストは非常に高い。
【０００３】
伝統的な建築材および仕上げ材に関して、ラミネート材および高圧ラミネートボード（ＨＰＬ）を含む多くの代替材がある。しかし、一般的にそのような代替材は、伝統的な構造物および仕上げ材のようなリアルな外見およびテクスチャを持たない。例えば、外側表面に木目調の模様を持つ代替材は、殆どが偽物に見え、従って伝統的な木材ではないと容易に判断される。さらに、高品質のラミネートボードまたはＨＰＬボードは、伝統的な木材に見えることもあるが、そのテクスチャのために、偽物であることが容易に判明してしまう。
【０００４】
伝統的な建築材および仕上げ材の、殆どの代替材に伴う問題の１つは、表面テクスチャがその装飾模様と一致していない点である。例えば、材木の節の見た目が、その節の表面テクスチャの特性が一致していない。このため、消費者にとって代替材の魅力は大きく低減する。
【０００５】
ある従来の技術において、代替材の表面テクスチャをその装飾模様に一致させる方法は化学的なエンボス加工である。化学的なエンボス加工において、代替材の表面テクスチャは、装飾模様を形成するインクを、表面下の層に添加された作用物質と化学的に反応させることにより作り出される。それはある意味では成功しているが、できあがった表面テクスチャは鮮明さに欠け伝統的な材料の立体感に欠けている。
【０００６】
伝統的な建築材および仕上げ材の他の代替材は、ＤＰＬボード（direct-pressure laminates：直接圧着ラミネート）である。しかし、この代替材も満足な結果を得られない。
【０００７】
代替材の表面テクスチャを形成する他の方法が提案されており、その方法はＤＰＬボードに機械的なエンボス加工を施す方法である。この方法は、テクスチャの鮮明さを高め、高品質な立体感を作り出せる可能性があるので関心が高い。しかし、この機械的なエンボス加工を装飾模様と位置合わせすることが非常に困難であるため、完成品の外見および感触の両方が伝統的な建築材または仕上げ材の様相を呈するように、装飾模様に合わせて表面テクスチャを機械的にエンボス加工すること（今後、位置合わせエンボス加工と呼ぶ）は、困難である。さらに、位置合わせエンボス加工の位置揃えを生産中正確に維持することが困難なため、機械的な位置合わせエンボス加工システムの実現が妨げられている。
【０００８】
したがって、伝統的な製品のリアルな外見と感触を有する、建築材または仕上げ材の代替材を加工する実行可能な方法が望まれている。機械的に位置合わせエンボス加工された代替材を製造する方法はさらに有益である。機械的に位置合わせエンボス加工された代替材を製造できる商業的に実行可能な方法はまたさらに有益である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の主題は、装飾模様と、該装飾模様と位置を合わせて機械的にエンボス加工された表面テクスチャとを有する代替建築材および仕上げ材の加工方法を提供することである。
【００１０】
本発明の主題による方法は、ボード上に基準縁を削る段階と、その後装飾模様を有する樹脂をしみ込ませた紙を、該装飾模様が該基準縁に対して規定の位置になるように、該基準縁を用いてボード上に配置する段階とを含む。有利には該紙を、静電気を用いて該ボードに付着させる。その後、該ボードと紙をプレス機械内に移動させ、基準縁をガイドとして用いて該プレス機械内で正確に位置を合わせ、該装飾模様が、規定の温度のプレスプレートに対して、規定の位置になるようにする。該プレス機械を閉じ、そして熱いプレスプレートが該紙を、規定の時間、規定の圧力でボード内に圧入する。
【００１１】
有利には、該樹脂および紙の大きさおよび材料組成を、注意深く制御する。有利には、該紙は、セルロース材料、スプールの巻き取り方向およびスプールの巻き取り張力に注意を払いながら、１つの供給者により、１つの機械で、同じ供給者からの材料を用いて製造されたものである。有利には、該樹脂は、材料の混合および固体分に注意を払いながら、１つの供給者により、１つの反応槽で、同じ提供元からの材料を用いて製造されたものである。
【００１２】
有利には、立体的な表面を有する該プレスプレートを、該プレスプレートが操作温度まで加熱されたとき該プレスプレートの表面が装飾模様に適合するように製作する。
【００１３】
実際には一般的に、従来技術よりゆっくりと硬化する樹脂を用いた方がよく、プレス操作温度は低い方がよい。これにより最終的な表面の品質が向上する。
【００１４】
エンボス加工の間、該紙とボードの圧力分布を著しく乱すほど、表面テクスチャが粗い場合、圧力分布を均等にするために、エンボス加工する前に該ボードに適切に凹部を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面中の類似した参照番号や参照文字の番号は複数の図において対応する部分を示唆している。本発明の主題は、続いて記載される位置合わせエンボス加工された建築材または仕上げ製品を機械的に製造する方法に組み込まれる。しかし、示した実施形態は位置合わせエンボス加工の実行に適しているが、当業者は多くの代替方法および変形方法があることを理解するはずである。したがって、本発明は、添付の請求項の広義な表現内にあるすべての代替方法および変形方法に及ぶものである。
【００１６】
直接圧着ラミネート（ＤＰＬ）自体はよく知られている。図１は、従来技術による直接圧着ラミネートを示しており、これは通常、中密度または高密度のファイバーボードまたはチップボードである基礎ボード４から加工される。そして選択した樹脂を含ませた１枚以上のクラフト紙シート６（明確にするために、図１ではシートを１枚のみ示している）を基礎ボード４の上および/または下に配設する。その後、メラミン樹脂がしみ込んだ厚さ約０．１５ｍｍの装飾用セルロース紙８をクラフト紙シート上に配設する。装飾用セルロース紙８の上に、１枚以上の保護用オーバーレイ・シート１０を配設する。該オーバーレイ・シートは、メラミン樹脂溶液に含浸されたアルミナ粉（ＡＬ_２Ｏ_３）を含んだ耐性の高い紙でできている。装飾用シートと基礎ボードの間に他の紙を備えていてもよい。
【００１７】
図１の構成物は次いで、樹脂が熱硬化するまで、加熱（１８０−２２０℃）された状態で加圧される（約２０−３０Ｋｇ／ｃｍ^２）。その結果、「直接圧着ラミネート材（ＤＰＬ）」と呼ばれる非常に硬く永久的な製品ができる。
【００１８】
本発明の主題は直接圧着ラミネートの改良に関する。これらの直接圧着ラミネートは、完成品の表面テクスチャが紙シートの装飾模様の位置と合っている。表面のテクスチャは図２に示したようなプレス機械により生成される。図２を参照にすると、本発明の主題による直接圧着ラミネートを製造するために、ボード基材２０、メラミン樹脂がしみ込んだ装飾用紙シート１４および１枚以上の保護用オーバーレイ・シート１６（そして基礎シート１８などの他のシートがあることもある）がプレス機械内に精密に配設されている。そのプレス機械はベース２２、トッププレス２４、および立体的な表面を有するプレスプレート２６を備える。ここで特徴的なのは、プレスプレート（詳細は後述する）の表面は凸部および／または凹部を有し、それらは装飾用紙シート１４上の装飾模様と位置が揃っている。ボード基材２０、装飾用紙シート１４、および保護用オーバーレイ・シート１６（ある場合には基礎シート１８）をその後１６０−２２０℃で加熱し、２０から６０秒間、２０−４０Ｋｇ／ｃｍ^２で一緒にプレスする。これにより、メラミン樹脂を硬化させ、位置合わせエンボス加工された直接圧着ラミネート製品が形成される。
【００１９】
図３において、できあがった直接圧着ラミネート４０の表面テクスチャは、プレスプレートによりエンボス加工され、装飾用紙シート１４上の装飾模様２８の位置と合っている。位置合わせにより、エンボス加工されたテクスチャは、装飾用紙シート１４上の装飾模様と一致または適合し、本物の材料のリアルな模造品を提供できる。
【００２０】
図２に示した多様なシートは、図１に示した従来の直接圧着ラミネートシートに類似しているが、図２のシートは精密に制御されるパラメータ（後述する）を有している。ボード基材２０は、中密度または高密度のファイバーボード（チップボード）でよい。プレス機械にかける前に、装飾用紙シート１４、１枚以上の保護用のオーバーレイ・シート１６および基礎シート１８（用いられている場合）をボード基材２０上に配置する。有利には、これらのシートは静電気を用いてボード基材に取り付けられる。さらに、保護用オーバーレイ・シート１６および基礎シート１８には樹脂をしみ込ませることができ、その樹脂は装飾用紙シート１４の含浸に使用されるメラミン樹脂と同じである必要はない。
【００２１】
位置合わせエンボス加工された製品を加工するときの加圧および加熱についてこれまで概略を述べたが、さらなる知識が有用である。
【００２２】
まず、特に、含浸などに伴う膨張に関して、寸法が精密に守られるように、樹脂および紙の多様なパラメータを制御する。長い辺と短い辺の膨張が慎重に制御されるように、特に紙は極めて均一でなくてはならない。紙が同じ製造業者により供給されることを確実にすることは好都合である。さらに、その製造業者は、１つの出所からのセルロース・ペーストのみ使用するべきである。その製造業者はまた、灰分が慎重に制御されそして色が一定の紙繊維を用いて、同じ紙製造機械で全ての紙を製造するべきである。加えて、該製造業者は製造スプールの同じ位置から紙を供給するべきである。また、紙繊維の方向が変わることがあるので、紙製造業者は紙を巻き戻してはいけない。以上のような助言は含浸紙が常に同じ最終寸法になることを保証するものである。
【００２３】
さらに、使用前の供給紙を保管する倉庫も重要である。紙の品質が確実に一定になるのを支援するために、時間、温度そして湿度を慎重に制御するべきである。
【００２４】
全ての樹脂（メラミン樹脂のような）もまた慎重に制御するべきである。樹脂が同じ製造業者から供給されることを確実にすることは有利である。さらに、その製造業者は、同じ提供元の（メラミン樹脂）粉末のみ用いるべきであり、全添加剤が同じ品質で同じ提供元であることを確実にするべきであり、そして同じ反応装置内で樹脂を混合するべきである。供給された樹脂が一定の固形分を有することを確実にするために、多大な注意を払うべきである。また、前述の助言は、含浸紙の最終寸法が同じになることを保証するものである。
【００２５】
さらに、含浸プロセス自体注意深く制御するべきである。紙を含浸するために紙をメラミン樹脂に浸すとき、該紙を一定で均一なメラミン樹脂装填にかけるべきである。これは該紙内の樹脂の均一な吸収を確実にする。一定で均一な装填を確実にすることを支援するために、同じ含浸機械を全ての紙に対して用いるべきである。さらに、最終的な結果に非常に重要な、含浸機械のベルトの張力およびベルトの振動は、精密に制御されるべきである。
【００２６】
上述の紙および樹脂の詳細な制御は重要である。装飾模様のテクスチャは含浸紙内に浮き出されるので、品質の高い製品を獲得するためには、含浸紙の寸法の正確な情報が必要である。一旦これらの寸法が確立されると、予め作成されたプレスプレートを用いて、位置合わせエンボス加工を行うことができる。
【００２７】
該プレスプレートは、操作温度で正しい寸法になるように、慎重に設計されるべきである。プレスプレートがプレス機械内に有るとき、該プレスプレートは熱く、そのため該プレスプレートが膨張する。プレスプレートのテクスチャが装飾用の含浸紙の装飾模様に一致しなくてはならないのは、プレスプレートが膨張しているときである。したがって、装飾模様の寸法は熱いプレスプレートの膨張を補償するものでなくてはならない。装飾模様の情報をプレスプレート製造業者に提供し、そしてプレスプレートの製造者は、熱くなったときに装飾模様と位置が適切に合うプレスプレートを製造する。
【００２８】
適切に含浸された紙と、適切に設計されたプレスプレートにより、位置を合わせたエンボス加工が可能になる。しかし、品質の高い位置合わせエンボス加工されたできあがりを獲得できるように、プレスプレートに関連する、含浸された装飾用紙シート１４のボード基材２０上への配設は、非常に正確に行わなくてはならない。プレスがロックされ、ボードに圧力がかかっているときに、プレスプレートと紙の装飾模様の位置を確実に一致させることについて、考慮が必要である。
【００２９】
一致は、次の一般的なプロセスにより達成される。まず、ボード基材２０を削って端から２−３ミリ除去する。これは複数の基準面、ボードの縁、および厳密に制御された寸法を有するボードを作成する。そして、外側の寸法がボード基材２０よりも８ないし１０ｍｍ小さい含浸された装飾用紙シート１４を、ボードの縁を基準として用いる配置システムを用いて注意深くボード基材２０上に配置する。
【００３０】
有利には、装飾用紙シート１４はボード基材２０に静電気を用いて取り付ける。これはボード基材２０が製造ラインに沿って進んでしまうというような相対移動を回避する。さらに、保護用のオーバーレイ・シート１６（および場合によっては基礎シート１８）を、ボード基材２０に取り付ける。
【００３１】
その後、装飾用紙シート１４／ボード基材２０をプレス機械に供給する台車上に載せる。該台車は、プレス機械内に進み、止まり、そして装飾用紙シート１４／ボード基材２０構成体を、位置決めピンセットに渡す。該ピンセットは装飾用紙シート１４／ボード基材２０構成体を下側のプレスプレートの上にそっと置く。その後、台車はプレス機械から出る。
【００３２】
装飾用紙シート１４／ボード基材２０構成体を下側のプレスプレートの上においた後、他の配置システムが該構成体をプレス機械内の規定の位置に正確に配置する。この配置システムはまた、有利には装飾模様をプレスプレート２６に対して配置するために、ボードの削られた基準となる縁を用いる。その後、プレス機械をロックし、プレス機械の内側を操作システムの温度まで加熱し、上側のプレスプレート２４がプレスプレート２６を押し、装飾用紙シート１４／ボード２０構造体を一体に融合させる。台車をプレス機械内に戻し、最終製品を取り出す。
【００３３】
位置合わせエンボス加工プロセスの一部の特徴は非常に重要である。特にポロシティに関する問題を避けるために、ゆっくり硬化するメラミン樹脂を紙に含浸させることは有益である。これは、従来技術より長い時間およびより低い温度で、プレス機械を操作することを意味する。
【００３４】
上述の位置合わせエンボス加工プロセスは、深さが０．２ｍｍ未満のエンボス加工された表面テクスチャに適しており、より深い表面テクスチャでは問題が起こる場合がある。その問題とは、比較的大きなプレスプレートの突起を必要とする深い表面テクスチャは、ボード表面の圧力の均一性を乱す傾向があるということである。これは最終製品の変形、および誤差の原因となりうる。この問題の解決法は、最初に、深い表面テクスチャが配置される場所のボード表面に凹部を設けることである。もちろん、該凹部の正確な配置が重要である。凹部形成プロセスは加圧ラインで、上述の周囲部を削るのと同時に行ってよい。有利には、凹部を配置するために、基準縁を用いる。或いは、凹部形成を他のラインで行ってもよい。
【００３５】
以上は、伝統的な建築材および仕上げ材の代替材を加工する方法を説明したものであり、該代替材は、装飾模様と、それと位置の合った加圧により形成された表面テクスチャを有する。従来の技術に比べ、その方法は様々な製造利点を有する。しかし、当業者は多くの付加、変形および改良を行うことができることを理解するはずである。したがって、本発明の多くの特徴及び利点について述べたが、この開示は単に説明のためであり、詳細については変更してもよいということは、当業者にとって明らかである。したがって、本発明の範囲内には、添付の請求項を最も広義に解釈した場合の全実施形態が入る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】機械的に位置合わせエンボス加工を行うのに適した基材組立体を示している。
【図２】位置合わせエンボス加工された製品を製造するためのプレスを示している。
【図３】位置合わせエンボス加工された製品を示している。

Claims (23)

1. 装飾模様を有する樹脂をしみ込ませたシートを、ボード上に設置する段階と、
   樹脂をしみ込ませた該シートとボードを、立体的な表面を備えるプレスプレートを有するプレス機械内に配置する段階と、
   ラミネート加工製品を生成するために、樹脂をしみ込ませた該シートとボードを、該プレスプレートを用いて所定の圧力で押圧しながら、所定の温度で該樹脂を硬化させる段階
   を備える製品加工方法であって、
   ここで生成された該ラミネート加工製品は、該装飾模様と位置を合わせてエンボス加工された表面テクスチャを有する、製品加工方法。
2. 樹脂をしみ込ませたシートをボード上に設置する段階は、
   該ボード上に基準縁を削る段階と、
   該装飾模様が該基準縁に対して該ボード上で所定の位置をとるように、樹脂をしみ込ませた該シートをボード上に設置する段階
   を備える、請求項１に記載の製品加工方法。
3. 樹脂をしみ込ませた該シートとボードをプレス機械内に配置する段階は、該装飾模様を、該プレス機械内で、該プレスプレートに対して所定の位置に設置するために該基準縁を用いる段階を含む、請求項２に記載の製品加工方法。
4. 該ボードの表面に凹部を形成する段階をさらに備える、請求項１に記載の製品加工方法。
5. 所定の温度は１６０から２２０℃の間である、請求項１に記載の製品加工方法。
6. 所定の圧力は２０から４０Ｋｇ／ｃｍ^２である、請求項１に記載の製品加工方法。
7. 圧力は２０から６０秒加える、請求項６に記載の製品加工方法。
8. 樹脂をしみ込ませた該シート上に、保護用オーバーレイを設置する段階をさらに備える、請求項１に記載の製品加工方法。
9. 該保護用オーバーレイに樹脂をしみ込ませる、請求項８に記載の製品加工方法。
10. 該ボードの下に基礎層を設置する段階をさらに備える、請求項１に記載の製品加工方法。
11. 該基礎層に樹脂をしみ込ませる、請求項１０に記載の製品加工方法。
12. 装飾模様を有する樹脂をしみ込ませたシートを作成するために、クラフト紙にメラミン樹脂をしみ込ませる段階をさらに備える、請求項１０に記載の製品加工方法。
13. 装飾模様を有する紙を得る段階と、ここで該紙は製造スプールに１度だけ巻かれるように機械で加工され、
    所定の固体分を有するメラミン樹脂を得る段階と、
    該紙をその製造スプールから巻き戻し、巻き戻された部分を該メラミン樹脂に浸すことにより、該メラミン樹脂を該紙にしみ込ませる段階と、
    ボード上に基準縁を削る段階と、
    該メラミン樹脂がしみ込んだ該紙を該ボード上に設置する段階と、
    メラミン樹脂がしみ込んだ該紙と該ボードを、プレスプレートを有するプレス機械内に移動させる段階と、ここで該プレスプレートは立体的な表面を有し、
    該装飾模様が立体的な該表面に対して所定の位置をとるように、該機械内で該装飾模様を配置するために該基準縁を用いる段階と、
    該装飾模様の位置に合わせてエンボス加工されている表面テクスチャを有する製品を製造するために、メラミン樹脂をしみ込ませた該紙および該ボードを、該プレスプレートを用いて押圧しながら、直接圧着ラミネートを形成するために、メラミン樹脂をしみ込ませた該紙を硬化させる段階
    を備える製品加工方法。
14. 該ボードの表面に凹部を形成する段階をさらに備える、請求項１３に記載の製品加工方法。
15. 硬化は１６０℃と２２０℃の間の温度で行われる、請求項１３に記載の製品加工方法。
16. 該プレスプレートを用いてメラミン樹脂をしみ込ませた該紙と該ボードを押圧する段階は、２０から４０Ｋｇ／ｃｍ^２の間の圧力で行われる、請求項１３に記載の製品加工方法。
17. 圧力は２０から６０秒間かけられる、請求項１６に記載の製品加工方法。
18. 保護用オーバーレイを、メラミン樹脂をしみ込ませた該シートの上に設置する段階をさらに備える、請求項１３に記載の製品加工方法。
19. 該メラミン樹脂は該保護用オーバーレイを該製品に付着させる、請求項１８に記載の製品加工方法。
20. 。
    該保護用オーバーレイにオーバーレイ樹脂をしみ込ませる、請求項１８に記載の製品加工方法。
21. 該保護用オーバーレイはＡＬ_２Ｏ_３を含む、請求項１８に記載の製品加工方法。
22. 基礎層を該ボードの下に設置する段階をさらに備える、請求項１３に記載の製品加工方法。
23. 該基礎層に基礎樹脂をしみ込ませる、請求項２２に記載の製品加工方法。