JP2653746B2 - 耐摩耗性の頂部シート製造装置 - Google Patents
耐摩耗性の頂部シート製造装置Info
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Description
り、特にそのような積層材に使用される表面シートに耐
摩耗性粒子を塗布する方法および装置、およびこれによ
り製造される表面シートに関する。
デヒド樹脂などで形成された積層材のような積層材は、
カウンター上板、テーブル上板、壁などの表面材料とし
ての使用が見いだされている。これらの積層材は典型的
には数枚の含浸紙ウェブを積み重ねたスタックで構成さ
れている。積み重ねた積層材の上板すなわち表面シート
のほとんど全ては好みのデザインおよび(または)色を
有している。この頂部シートに耐摩耗性を与えて、その
下側の飾りのないクラフト積層紙がむき出しになるほど
に破り取られないようにすることが望まれる。
を与える1つの方法は、そのシートに耐摩耗性粒子を被
覆まはその他のやり方で塗布することである。例えばこ
の粒子は、アルミナやシリカのような幾つかの固い鉱物
の何れかとされ得る。幾つかの方法がこの分野でこれを
達成するために知られている。リンドグレン氏他に付与
された米国特許第4,940,503号は、小さな乾燥
した固い粒子をドクターロールを使用して湿った含浸さ
れた紙ウェブの表面に直接に塗布する方法を示してい
る。他の知られた方法においては、アルミナのような耐
摩耗性物質が湿った含浸されたウェブに静電気で塗布さ
れ、その後ウェブが乾燥される。第3の従来技術の方法
では、シェアー氏他に付与された米国特許第4,26
3,081号によって例示されるように、アルミナのよ
うな固い物質が微晶質セルロースのような結合剤を使用
して乾燥したウェブ面に付着される。ウェブはその後乾
燥され、引き続き熱硬化樹脂を含浸される。ホスラー氏
に付与された米国特許第4,505,974号は参照す
ることでここに完全に引用導入されるが、被覆された鉱
物をスプレーして、乾燥したメラミン−ホルムアルデヒ
ド樹脂を含浸されている装飾シート上に散布することを
開示している。
方法は様々な欠点を有している。アルミナが湿潤ウェブ
に単純落下または静電気により付着されると、満足でき
ないほど不均等なアルミナ分布が生じる。更に、浸潤ウ
ェブ上にアルミナを単純に落下させることは、アルミナ
を十分にしっかりと付着させることができない。
ルロースを使用することは、特に視覚効果、例えば真珠
様やオパール様の見栄えの効果が望まれる場合に欠点を
有する。微晶質セルロースの大きな屈折特性はこの視覚
性を損なう。更に、従来技術の或る種の方法によれば、
早期の段階で粒子を塗布すると、この耐摩耗性粒子の存
在によりウェブローラーの摩耗を生じる。それ故に表面
シートウェブに耐摩耗性粒子を塗布する改良した方法お
よび装置の必要性が工業界にある。
積層材のための耐摩耗性表面シートの製造方法は、熱硬
化樹脂でウェブを含浸し、このウェブを乾燥させる前に
含浸ウェブに耐摩耗性材料を含むスラリーをスプレー
し、その後この含浸ウェブを乾燥し、そして予め定めた
長さのシートとなるようにウェブを切断する諸段階を含
む。
スラリーをスプレーする段階は、含浸ウェブの上方に配
置された回転ヘッドによって遂行される。予め定めた数
のスプレーアームが回転ヘッドに取り付けられ、回転ヘ
ッドから半径方向および下方へ延在できるようにされ
る。スプレーピストルが各々のスプレーアームの離れた
側の端部に取り付けられる。圧縮空気配管およびスラリ
ー配管がスプレーピストルの各々に連結される。ウェブ
が回転ヘッドの下側を移動されるとき、回転ヘッドは回
転し、スプレーピストルが耐摩耗性粒子のスラリーをウ
ェブ表面上にスプレーする。これは、乾燥粒子をウェブ
上に落下させたり静電気で付着させるような方法でこれ
まで得られたよりもいっそう均一なカバーを形成する。
部分乾燥させるステーションがスプレーステーションの
すぐ下流側に配置される。従って熱硬化樹脂の被覆は部
分乾燥されたウェブに対して、第1乾燥ステーションの
下流側に配置された被覆ステーションで塗布される。乾
燥されたウェブはその後切断されて表面シートとなされ
る。
ラミン−ホルムアルデヒド、フェノール−ホルムアルデ
ヒド、フェノール−尿素−ホルムアルデヒド、メラミン
−尿素−ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒドお
よびポリエステルを含む群から選ばれた熱硬化樹脂を、
樹脂含有量が30〜80重量%で含有された紙ウェブを
有する。耐摩耗性粒子は、乾燥前で濃度が1〜40グラ
ム/平方メートルでウェブ表面上にスプレーされる。粒
子は正規分布で9ミクロンに入る寸法を有し、アルミ
ナ、シリカ、シリコンカーバイド、窒化ボロン、ダイヤ
モンドおよびそれらの混合物の群から選ばれる。この寸
法の耐摩耗性粒子の使用は良好な耐摩耗性を与えるが、
頂部シートのデサインによって寄与される真珠様やオパ
ール様の効果を損なわれることはない。
許請求したこの方法はスラリースプレー段階を通常の積
層材製造装置に組み入れるだけで実施できる。これは既
存の装置を使用可能にする。耐摩耗性材料はスプレーす
ることによってその処理を高度に制御可能にし、また、
最初の含浸段階とは別個に制御可能にする。耐摩耗性の
塗布段階より前に含浸されたウェブと接触される円筒部
材は、摩耗する傾向を見せるその粒子による摩耗を経験
しない。この方法および装置ははまた特別な紙の使用か
ら回避される。
連する以下の示されな説明を参照してセルされる。図面
において、同じ符号は同じ部材を示す。
トを連続製造する装置の概略図が示されており、この装
置は複数のステーションを含み、これらのステーション
では異なる処理段階が遂行される。点100において連
続紙ウェブが処理工程に給送される。この紙は、その後
の耐摩耗性材料を塗布することに対して如何なる特別な
特徴も必要としない。この紙は典型的に、積層材の頂部
シートすなわち表面シートとして適当とされるような装
飾印刷されたデザインなどを有する。このウェブは標準
的なコンベヤ装置(概略だけで示される)を使用して、
各種処理ステーションを通して送られる。
含浸が行われる。この含浸は通常の方法で行われる。含
浸はメラミン−ホルムアルデヒド、フェノール−ホルム
アルデヒド、フェソール−尿素−ホルムアルデヒド、メ
ラミン−尿素−ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデ
ヒドあるいはポリエステルを含む群から選ばれた熱硬化
樹脂で、樹脂含有量が30〜80重量%、好ましくは4
0〜60重量%の熱硬化樹脂の容器または浴によって実
施される。ステーション101における第1含浸は、粘
性が20〜100センチポアズの樹脂浴で、絞りローラ
ー103を備えて、浸漬および絞り処理を使用して遂行
されるのが好ましい。
ション104へ送られ、このステーションは取り囲まれ
た室すなわち区画106を含む。ウェブ102はコンベ
ヤベルト107または同様装置(図2および図3を参
照)によって平坦状態にて運ばれる。室106内では、
固い粒状物質が圧縮空気を使用してウェブ102の表面
上にスプレーされる。このスラリーは耐摩耗性粒子、水
および(または)適当な溶剤まは結合剤、並びに分散/
懸濁剤を連続的に攪拌して形成される。この分散/懸濁
剤はポリアクリリック酸または同様剤とされ得る。分散
剤は粒子が硬化するのを防止して、スラリーの中に分散
させて保持する。スラリー成分は5〜40重量%の範囲
の摩耗性粒子をふくむ。このスラリーは5〜80秒4F
ordカップ(10〜200センチポアズ)の範囲の最
終粘度を有さねばならず、10〜30秒(15〜100
センチポアスセ)であるのがなお好ましい。紙ウェブ1
02の面は、1〜40グラム/平方メートル、更に好ま
しくは2〜20グラム/平方メートルで均一にカバーさ
れるまで、スプレーされる。耐摩耗性粒子はアルミナ、
シリカ、シリコンカーバイド、窒化ボロン、ダイヤモン
ドおよびそれらの混合物のような幾つかの材料の何れか
によって構成され得る。
液し、粒子寸法が大きければ大きいほど、耐摩耗性も大
きくなる。1〜100ミクロンの粒子寸法、好ましくは
2〜50ミクロンが最も適当と見なされる。特に好まし
い実施例では、9ミクロンのまわりの正規分布の粒子寸
法が使用される。
リーが浸潤含浸ウェブ102上に直接にスプレーされる
ので、微晶質セルロースや他の結合剤が必要でない。し
かしながら傾向座が望まれる場合には、ステーション1
01にてウェブに塗布される含浸樹脂と協調できるなら
ば何れも使用できる。メラミン−ホルムアルデヒド樹脂
に関しては、改質カセイン、アクリリック化合物、ポリ
ビニルアルコール、その他の結合剤が、結合剤:粒子の
重量比で1:5〜1:15の範囲において使用できる。
果が要求される限定デザインの場合には、粒子寸法は損
なわれない程度に大きくされねばならない。9ミクロン
のまわりの正規分布を有する粒子寸法が仕上げられた表
面シートの視覚的特徴をそこなわないことが見いだされ
た。微晶質セルロースは可視効果をその大きな屈折率が
損なうので真珠様頂部シートとともに使用されるのを避
けねばならない。ウェブ102上の耐摩耗性被覆の平均
的厚さは1〜8ミクロンの範囲である。
れる。ドラム110から連続紙ウェブ112は、ローラ
ー114を経てフォトセル16と光源118との間を給
送される。フォトセル116および光源118は協働
し、ウェブ112が到達したときにフォトセル116が
活動化される。フォトセル116はリレーなど(図示せ
ず)によって、スラリースプレー装置108のそれぞれ
のスプレーピストルに室られている複数の各々のバルブ
にへ連結される、この全てが以下に説明される。ウェブ
112は次にローラー120,122,124,12
6,128および130によってメラミンホルムアルデ
ヒド樹脂またはその他の含浸樹脂のバットまたは浴13
2を通してガイドされる。ウェブ112を絞りローラー
103に通して含浸が終了した後、この含浸ウェブ10
2はスプレー室106へ送られる。
スプレー装置は、134で概略的に示される複数のスプ
レーアームを有し、各々のアーム134はスプレーピス
トル136で終端する。アーム134は回転スプレーヘ
ッド138に連結され、このヘッドは点線140で示さ
れたその軸線のまわりを回転駆動される。回転スプレー
138は例えば概略的に142で示された駆動ベルトお
よび概略的に144で示された電気モーターのような装
置によってベルト駆動され得る。電気モーター144は
装置10の全体(ジェネラル)モーター(図示せず)に
連結された速度可変装置を有する。この全体モーターは
紙ウェブ112の速度を調整し、ヘッド138の回転速
度と装置10における紙の速度とを同期させる。
図3に更に詳細に図示されている。図3において、2つ
のスプレーアーム134が図2に示された3つのアーム
134の代わりに示されている。スプレーアームの個数
は、応用例によって変化し得る。スプレーアーム134
は軸線140から半径方向に移動され、また、スプレー
ヘッド138の円周まわりを角度方向へ移動でき、好ま
しくは互いに等しく引き離される。
ト146を含み、これはスプレーヘッド138に直接に
取り付けられる。アームセグメント146は調整スリー
ブ内で終端する。第2アームセグメント150は調整ス
リーブ148の中に嵌合した第1基端部と、スプレーキ
ャリヤホルダー151にて終端した第2先端とを有す
る。調整スリーブ148は調整可能にアームセグメント
150を所定位置に保持するための固定具、例えば1つ
または複数のねじ154などを含む。スプレーキャリヤ
152はキャリヤホルダー151内に嵌合される。キャ
リヤホルダー151は同様に調整取り付け部であり、1
つまたは複数のねじ156などを含む。キャリヤホルダ
ー151はピストル136から処理されているウェブ1
58までの距離を調整可能にする。
つのスプレーピストル136にて終端する。スリーブ1
48を使用してアームセグメント150を第1アームセ
グメント146に対して調整することで、ピストル13
6の軸線140からの半径方向距離が調整できる。半径
方向アーム134は、処理される含浸ウェブ158の
幅、例えば1240〜1700mmの範囲とされ得る、
が異なることを考慮するために調整される。
れぞれの空気配管160にて受け取り、また、液体スラ
リーをそれぞれのスラリー配管162にて受け取る。空
気およびスラリーの配管160および162は内径が少
なくとも5mmの寸法であるのが好ましい。
される適当なスプレー圧力をピストル136から放出さ
れるスラリーに伝えるために、空気配管160内の空気
は概略的に164で示された圧縮機により2〜10kg
/cm2の範囲の圧力にまで圧縮される。概略的に16
6で示されたスラリーポンプは、スラリーを圧力作用の
もとで配管162へ供給するのに使用される。1.5〜
4kg/cm2の範囲のスラリー給送圧力がスプレーピ
ストル136を作動させるのに適当であると見いだされ
た。好ましいスラリー圧力は1.5〜2kg/cm2の
範囲である。
のスプレーすなわち煙霧168を生じ、これは含浸ウェ
ブ158の表面上にスプレーされる。単一の配管すなわ
ちライン170が圧縮空気をスプレーヘッド138に給
送するのに使用され、その位置で空気配管170が複数
の配管すなわちライン160に分岐されるのが好まし
い。同様に、単一の配管172が加圧スラリーをスラリ
ーポンプ166から回転ヘッド138へ給送し、そこで
スプレーピストル136の数に等しい複数のスラリー配
管162に分岐される
細な立面断面図である。ピストル136の本体174は
中央穴176を形成され、これはピストル軸線178の
まわりに形成される。この穴176はテーパー形の下部
オリフィス180を有する。穴176には針182が受
け入れられ、この針はオリフィス180のテーパー面上
に着座する截頭円錐形の端面184を有する。この細長
い針182はピストル136の比較的薄い側壁188を
有する頂部186内へ延在する。側壁188は下部室1
90およびウェブ室192を形成する。ばね194は針
182に取り付けられた針フランジ196とピストルキ
ャップ198との間にて力を伝達する。キャップ198
は中央穴200を含み、針182が上方位置すなわち開
口位置に位置されるときに、この穴が針182の頂端部
202をスライド可能に受け入れる。
と密接に密着されてスライドする。密閉ガスケットすな
わちリング204が針182の同軸的な上下のスライド
運動を可能にするが、それにもかかわらずに実質的に穴
176から下部室190は密閉隔離されている。
によって調整される第1長さ部分206と、第2分岐部
分とに分岐する。この遠隔制御バルブ208から下部室
190へ配管セグメント210が延在する。バルブ20
8が開かれると、圧縮ガスは配管160から下部室19
0の中へ流入し、針フランジ188を上方へ向けてばね
194によって作用されるバイアス力に抗して押圧す
る。針182の上方へ向かう押圧は截頭円錐形の面18
4をオリフィス180のテーパー面から離脱させて斜面
オリフィス180を開口する。これとは別に、分岐配管
212は空気配管160を環状出口214に連通する。
出口214を流出する空気はスラリーに下方へ向かうス
プレー力を作用させる。
送され、穴176に流入し、オリフィス180を通して
流出する。空気が配管160を通る流れを止めると、ま
たは遠隔制御バルブ208が閉じられると、ばね194
は針182を押してオリフィス180の傾斜壁と密着さ
せ、これにより配管162からのスラリーのスプレーが
停止される。
(図2)によって制御される。フォトセル116がウェ
ブ112の端部が通過したことを検出すると、それぞれ
の遠隔制御バルブ208を閉じてピストル136の各々
からのスラリーのスプレーを遮断する。キャップ198
はスプレーピストル内部の保守のために取り外すことが
できる。
ーされて固い粒状物質の層を付着されると、ウェブ15
8は第1乾燥炉ステーション216を通過される。一旦
ウェブ158が炉216内で部分乾燥されると、被覆ス
テーション(218)へ送られ、そこでメラミンその他
の熱硬化樹脂の第2被覆がウェブ面に塗布される。これ
はローラー200で示されるようにローラー被覆動作に
よって遂行されるのが好ましい。ステーション218で
使用されるメラミンまたはその他の熱硬化樹脂は、30
〜300センチポアズの範囲の粘性を有することができ
る。
質をウェブ面に与える。第2樹脂とともに他の添加剤、
例えば微細研磨粒子、真珠様色素およびその他の物質を
この時点でウェブに加え得る。
られ、これは第2乾燥段階すなわち炉224へ送られ
る。この乾燥されたウェブ226は引き続き切断段階2
28へ送られ、そこでウェブ226は所望長さを有する
表面シート230に切断される。これらは引き続き積層
工程にて使用され、カウンクー頂板、壁、仕切などに使
用される積層材を作り出される。表面シート230は通
常は高圧積層に使用される積層温度および圧力、例えば
使用された樹脂の種類によって120〜160℃の範囲
の温度で、70〜120キログラム/平方センチメート
ルの圧力、を作用される。
れは104で示された新規なスプレー段階を通常の処理
段階を有する装置に単に組み入れるだけで実施できる。
摩耗物質の被覆は直接に且つ高度に制御できる方法で塗
布され、これは段階101で行われる初期の浸漬−絞り
による含浸処理とは関係なく行える。絞りシリンダー1
03は摩耗性粒子による摩耗の影響を受けず、摩耗性ス
ラリーは第1含浸段階において過剰な樹脂がウェブから
絞り出された後で、ウェブ表面に対してスプレーされ
る。これは、処理機械の故障数を低減し、寿命を延長す
る。本発明はまた耐摩耗性が望まれる箇所に特別な紙を
使用することを回避する。使用されたこのスプレー方法
は微晶質セルロースのような結合剤を全く必要としない
からである。このような結合剤の不在は高い屈折率とな
る傾向を示し、表面シートが真珠様やオパール様の見栄
えを含むその他の様々な視覚特性を有することができ
る。
それ故に浸漬−絞り101によって第1樹脂を最初に含
浸したウェブを基にする。従って耐摩耗性粒子の層はス
テーション104でウェブに塗布される。好ましい実施
例において、ウェブは第2の熱硬化樹脂の塗布を受けて
完成され、この第2樹脂は段階101で最初に塗布され
たのと同じまたは異なる樹脂とすることができる。これ
は更に別の材料、例えば微細な摩耗性粒子などを表面シ
ートの表面に配置可能にする。
スラリーをスプレーするための新規な方法および装置、
およびこれにより製造される新規な側面シートが上述の
詳細な説明で開示された。しかしながら本発明は本発明
の特定実施例に限定されることはなく、特許請求の範囲
の欄に記載した範囲および精神によるのである。
耗性表面シートを設備する処理工程の概略図。
図。
図。
断面詳細図。
Claims (2)
- 【請求項1】 含浸積層材に使用される耐摩耗性の頂部
シートを製造する装置であって、 連続紙ウェブの供給源、 前記供給源の下流側に配置され、熱硬化樹脂で前記ウェ
ブを含浸させるために該ウェブを受け入れるように作動
可能な含浸ステーション、 前記含浸ステーションの下流側に配置され、前記含浸済
みウェブを受け入れるように作動可能なスプレーステー
ションにして、前記含浸済みウェブの上に耐摩耗性粒子
のスラリーをスプレーする手段を含むスプレーステーシ
ョン、 前記スプレーステーションの下流側に配置され、前記ス
プレーされ含浸されたウェブを少なくとも部分的に乾燥
させるように作動可能な少なくとも1つの乾燥ステーシ
ョン、および 前記乾燥ステーションの下流側に配置され、前記ウェブ
を頂部シートにするために切断可能な切断ステーション
を含んでいる耐摩耗性の頂部シート製造装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記ス
プレーステーションが更に前記ウェブを平坦状態に支持
して移動させるためのコンベヤを更に含み、前記スプレ
ー手段が、前記ウェブから間隔を隔てられ且つまた前記
ウェブに対して角度を形成するように回転軸線を有する
回転スプレー装置と、前記軸線から半径方向に間隔を隔
てられ且つまた互いに角度方向に移動される前記スプレ
ー器の複数のスプレーピストルと、前記スプレーピスト
ルの各々に連結された耐摩耗性粒子スラリーの供給源
と、前記スプレーピストルの各々に連結された圧縮空気
の供給源とを含み、前記スプレーピストルは前記軸線の
まわりに回転し、同時に前記スラリーを前記ウェブ上に
スプレーして、該ウェブ上に前記粒子の均等な分散を行
うように作動可能な耐摩耗性の頂部シート製造装置。
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