KR0163470B1 - 복합 필름 - Google Patents

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KR0163470B1
KR0163470B1 KR1019950701951A KR19950701951A KR0163470B1 KR 0163470 B1 KR0163470 B1 KR 0163470B1 KR 1019950701951 A KR1019950701951 A KR 1019950701951A KR 19950701951 A KR19950701951 A KR 19950701951A KR 0163470 B1 KR0163470 B1 KR 0163470B1
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마드리드 프란시스코 무노즈
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자이드 쇨트
카스코 노벨 에이비
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Abstract

적층 입자판지 제조시 판지에 연속접착시키기에 적절한 필름을 발표하며 이 필름은 증기투과성이고 반-경화된 침거수지에 침지시키며 필름 한면에 부분경화 아교층을 다른 한면에 완전경화 래커층을 공급하고 이 필름은 적층 입자판지 제조시 형성된 기체에 대한 투과성을 갖는다. 필름 제조방법과 또한 연속 직접식 적층공정에 따른 적층 입자판지 제조방법도 발표한다.

Description

복합 필름
제1도는 본 발명의 필름 제조방법을 개략적으로 보여준다.
제2도는 본 발명의 라미네이션 공정을 보여준다.
제3도는 본 발명에 따른 필름과 공지기술에 따른 표준필름에 대한 수증기 전달(3a)과 수증기 투과성(3b)에 대한 시간에 대한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기본지 룰 2 : 수지용기
3 : 가이드 로울러 6 : 스크래퍼
7,11 : 오븐 10,15 : 나사형 막대
13 : 래커용기 14 : 로울러
17 : 목재칩 케이크 18,19 : 필름
20 : 연속 압착기
본 발명은 적층 입자판지 제조에 적당한 필름과 그 제조방법 또한 필름을 이용한 적층 입자판지 제조방법에 관계한다.
40 내지 140g/m2중량의 무처리된 셀룰로오스지를 장식용 박지(foil)제조시 보통 사용한다. 종이는 멜라민 열경화성수지로 침지하거나 무처리 상태로 놓아둔다. 이러한 박지는 적층용 접착제를 필요로 한다. 사용된 수지의 침지도와 비율은 종이의 내부결합강도, 다공성, 절단성 및 가공성 등에 직접적인 영향을 미친다. 무처리된 종이는 보통 제지과정에서 첨가되는 소량의 수지(2-3%)를 함유할 수 있다. 적층후 종이는 니스로 마감칠된다.
예비침지된 종이는 제지공정중 수지가 완전 경화 후 신축적이게 할 수 있는 아크릴과 함께 멜라민이나 우레아 포름알데히드 같은 레진 시스템으로 처리된 종이이다. 수지는 사이즈 프레스를 통해 공급되며 제지기상에 캘린더 가공된다. 캘린더 가공은 쉽게 코팅되는 인쇄성이 우수한 표면을 제공한다. 이 종이는 화학적으로 엠보싱 처리되며 사전-첨가된 고온 용융 접착제를 써서 이용가능하다.
종이는 제조후 소위 후-침지 종이처럼 유사한 수지계로 처리할 수 있다. 이 종이에서 종이섬유는 수지로 캡슐화되고 종이의 공극과 공기틈새는 수지로 채워진다. 종이는 탑코팅될 수 있으며 제조시 고온 용융 접착제가 적용될 수 있다.
공지기술에 따라 적층입자 판지를 제조할 때 입자판지 또는 응집물이 1차로 압축되고 최종 압축단계후 표면을 매끄럽게 하기 위해서 샌딩(sanding)되며 그후 접촉층을 바른 후 필름 쉬이트나 박지를 적용하고 이 조립물을 가열 및 압착한다. 공지기술에 따라 적층 입자판지를 제조하는 방법은 연속으로 또는 단계식으로 실행된다.
종래의 박지나 필름을 사용하는 경우 직접 적층과정중 입자판지에서 생성된 기체는 내부에 포집된 상태로 유지되어 필름과 입자판지 사이에 기포형성을 가져오고 이것이 필름을 파열시킨다.
본 발명의 목적은 상기의 공지기술 문제점을 극복할 필름제조에 관계한다.
본 발명의 또 다른 목적은 연속공정으로 적층 입자판지 제조에 특히 적합한 특성을 가진 필름을 얻는 방법을 제공한다.
또다른 목적은 이러한 필름으로 연속공정에 의해 적층입자판지 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 필름은 완전히 경화되며 적층 입자판지 제조중 입자판지(응집물)내에 형성된 가스에 대해 투과성인 수지로 침지된 30 내지 150g/m2중량의 기본지(base paper)이다. 더욱이, 이 필름은 판지 대하향면에 부분경화 접착층이, 그리고 상부에는 완전경화 래커 또는 니스층이 제공된다. 완성된 필름은 기체-투과성 완전경화래커, 부분경화된 접착층, 기체투과성이고 준경화상태이며 95%이상 경화된 침지수지 혼합물을 포함한다.
본 발명의 필름의 중요한 특성은 수증기 전달성과 수증기 투과성이다. 이러한 특성은 ASTM E-96 표준법에 따라 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 필름의 수증기 전달성과 수증기 투과성은 적층판지 제조시 공지기술에 따라 사용되는 표준필름의 특성보다 크다. 이 특성의 측정치는 시간의 함수로서 ASTM E-96 에 따라 수행되고 제3도와 표 1에서 보는 바와 같으며 본 발명에 따른 필름과 공지기술에 따른 표준필름상에서 측정된 전달값과 투과값을 보여준다. 더욱이, 상응한 특성이 접착층없는 본 발명의 필름에서도 측정되는데, 그 이유는 상기 접착제가 적층공정에서 연속 프레스 내부에서 녹아서 압축동안 수증기 전달 또는 투과에 크게 영향을 미치지 않기 때문이다. 측정에 사용되는 필름의 조성은 다음과 같다:
1. 본 발명의 필름:
2. 접착제 없는 본 발명의 필름 :
15g/m2의 건조 접착제가 없는 것을 제외하고 1과 동일.
3. 공지기술에 따라 사용한 표준필름:
제3도와 표에서, 본 발명의 필름은 ASTM E96 에 따른 수증기 전달율이 11.5g.h .m 이고 수증기 투과율은 0.94kg.Pa .s. m 인 것이다. 접착제없는 본 발명의 필림은 수증기 전달율이 13.3 이상이고 투과율은 1.09 이상이다. 공지기술의 표준필름에서 이들 값은 더 낮은 것으로 수증기 전달율은 11.2 이하이고 투과율은 0.92 이하이다. 이 비교치에서 본 발명의 필름은 공지기술에 따른 필름보다 훨씬 더 우수한 수증기 전달율 및 투과율을 갖는다는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명의 필름은 접착층이 있는 경우 수증기 전달율이 11g.h .m , 특히 12.5 이상이고 접착층이 없는 경우 13g.h .m 이고 수증기 투과율은 접착층이 있으면 0.9 kg.Pa .s .m 이상, 특히 1.05 이상이고 접착제가 없는 경우 1.1kg.Pa .s .m 이상이다.
본 발명의 필름은 종래기술에 따른 예비침지된 박지와 비교하여 더 큰두께 및 강성을 갖는다. 이 특성은 필름에 대해 판지 표면의 불균질성을 감추기 위한 더 큰 기능성을 부여하는데, 이것은 적층공정전 입자판지를 샌딩(sanding) 처리하는 필요성이 공지방법만큼 크게 중요하지 않음을 의미한다.
필름 제조시 사용하는 래커는 우수한 내열성을 갖는 조건을 모두 만족시켜야 한다. 적절한 래커는 결합제로서 폴리에스테르나 아크릴 수지를 함유하고 또한 가교결합제로서 메톡시메틸 멜라민과 같은 에테르화 멜라민 또는 메톡시우레아를 함유하는 것이다. 경화반응용 촉매로 강산을 사용한다. 경화작용은 아크릴 또는 폴리에스테르 래커를 사용할 때 UV 복사에 의해 이루어진다. 또한 폴리우레탄(포화)을 사용하는 것도 가능하지만 매우 비싸다. 우레아 포름알데히드 수지와 아크릴 에멀젼의 조합이 침지수지로서 적합하다. 우레아-포름알데히드 수지 대 아크릴 에멀젼의 적절한 중량비율은 아크릴 에멀젼 경도에 따라 75:25 내지 40:60 특히 70:30 내지 50:50이다. 침지후 수지는 95% 이상, 96 내지 98% 까지 반-경화(semi-cure) 된다.
본 발명에 따른 필름에 사용하는 적절한 접착제는 멜라민-포름알데히드 또는 우레아-포름알데이드의 수지이다. 열경화성 아크릴 수지가 접착제로 사용될 수도 있다. 접착제는 공지방식대로 90-95% 특히 91-94%의 경화도까지 부분경화한다.
본 발명에 따른 필름제조할 때 적당한 특정변수가 관찰되어야 한다. 침지되지 않은 종이는 Gurley 기공률이 8-20초/100ml 특히 10-13초/100ml의 한계치내에서 기공률을 가져야 하며 Bendtsen 평활도(smoothness)는 80-150ml/분 특히 90-110ml/분이었다. 무처리된 종이의 기본중량은 30 내지 150g/m 적절히는 0-80g/m 이다. 본 발명에 따른 적당한 필름(박지)의 예를 들면 10-12g/m 의 래커를 바르고 건조한 후 22-24g/m 의 침지수지를 바른 것으로 최종 중량은 115-120g/m 이고 기본지 중량 70g/m 에 대해 수지 포화율이 24 내지 26% 이다.
침지 수지의 양은 한계치 18%이하가 되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 목적인 필름제조방법은 다음의 기본단계로 되어있다:
a) 입자 판지내 형성된 기체에 대해 투과성인 수지로 70-80g/m 의 종이중량을 갖는 기본지 웨브(web)인 셀룰로오스 지지물을 침지하고,
b) 침지수지를 반경화시키기 위해 오븐에 수지-침지된 종이 웨브를 통과시키고,
c) 접착제용기(bath)에 반-경화 침지종이를 통과시켜 접착층을 만들고,
d) 접착제를 바른 부분경화된 침지종이웨브를 오븐을 통과시켜 다시 경화 및 건조하고,
e) 래커용기(bath)에 종이웨브를 통과시켜 탑 래커층을 만들고, 다시
f) 접착층을 갖고 래커바른 침지종이웨브를 오븐에 통과시켜 다시 경화 건조하여 완성 필름을 얻는다.
아크릴이나 폴리에스테르 래커를 사용하여 UV복사에 의해 경화가 된다면, UV-터널이 오븐 앞에 포함된다.
완성 필름은 파티클 보오드는 적층판지 연속제조를 위해 접착제로 습윤된 목재칩 케이크로 구성된다. 이 단계에서 케이크의 한면 또는 두면을 피복하기 위해 하나 또는 두가지 필름을 공급할 수 있다.
이 적층단계에서, 압착과정중 접착제가 응축하여 물을 생성하고 이것은 필름을 통해 배출되어 기포나 파열을 피해야 하므로 증기 투과성이 되는 것이 매우 중요하다. 프레스의 출구에서 장식목적으로 직접 사용할 수 있는 적층 파티클 보오드가 획득된다.
마지막으로 언급한 적층단계는 유사품을 얻기 위한 표준 공정과 비교한다. 표준제품 최종 압축단계에서 그 결과로 나온 원료 파티클 보오드(목재칩 케이크)는 샌딩처리(sanding)된다(두께가 보정되어야 한다). 그후 접착제가 적층될 표면상에 필름과 함께 보오드에 적용되고 표준필름과 함께 보오드가 압착되어 접착제가 건조 및 경화된다. 공지기술에 따른 방법은 더 문제가 많고 본 발명의 직접 적층법보다 시간-소모성이 더 크다.
제1도에서, 색소함유 종이롤(1)을 필름 기본재료로 사용한다. 침지수지 조합이 담긴 수지용기(2)와 수지가 구역(4) 및 (5)에서 모세관 작용에 의해 종이웨브를 침투하는 수지용기로 종이웨브를 인도하는 가이드 로울러(3)가 있다. 용기(2)를 떠날 때 웨브는 과량의 수지를 제거하기 위해 두 개의 스크래퍼(6)로 긁어낸다.
침지웨브는 오븐(7)을 통과하고 여기서 가열되어 침지수지가 가열 및 부분경화된다. 웨브를 수냉각 로울러로 냉각하였다.
오븐 처리후 침지웨브는 웨브움직임에 대해 반대방향으로 회전하는 로울러에 의해 적용되는 접착제를 담는 접착제 용기를 통과한다. 적용된 접착제의 양은 나사형 막대(10)로 측정하며 웨브는 열처리 오븐(11)을 통과한 후 송풍기(12)에서 나온 찬공기로 냉각한다.
접착제를 적용하는데 사용하는 것과 유사한 시스템을 써서 래커용기(13) 있는 래커를 웨브상부에 적용하고, 로울러(14)는 웨브 운동과 반대방향으로 회전하며 적용된 래커의 양은 나사형 막대(15)로 측정된다.
필요하다면, 래커칠하는 단계는 접착단계 전에 실행할 수 있으며 접착제와 래커를 적용하는 순서는 상관없다. 즉 접착제 전에 래커를 또는 래커전에 접착제를 적용할 수 있다.
제2도는 적층 입자판지를 제조하는 것에 따른 본 발명의 직접 적층공정을 보여주고 접착제로 습윤된 목재칩 케이크(17) 양면에 본 발명의 필름(18,19)이 코팅되며 이 필름은 같은 조성 또는 다른 조성으로 되어 있다. 각면에 필름이 있는 입자판지는 연속 프레스(20)에서 압축된다: 상부와 하부의 두 개 드럼사이에 인장된 두 개의 크롬도금 스텐레스강 벨트가 서로 다른 방향으로 구동된다. 벨트 드럼은 프레임에 고정되고 가열된다. 두 개의 로울러는 DC 구동유닛에 의해 통상 구동된다. 서로 마주보는 두 개의 강철 벨트가 가열 및 압축구역을 통과하고 여기서 전면에 삽입된 목재칩 케이크를 습윤시키는 접착제가 경화된다.
다음의 실시예는 본 발명(실시예 1)에 따른 필름 및 그 제조방법과 또한 것을 이용한 본 발명의 직접 적층방법(실시예 2)을 보여준다. 실시예는 예를 든것이며 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.
제1도의 구조로된 장치에서 본 발명의 필름은 다음의 방식으로 제조한다.
필름 기본재로 사용하는 70g/m 중량의 안료를 함유한 기본지 종이웨이브롤(1)을 가이드로울러(3)를 통과시켜 다음과 같은 수지 조합을 함유하는 용기(2)에 보낸다;
Ⅰ)우레아-포름알데히드 몰비율 1:2 로 80리터, 95kg의 우레아 포름알데히드:
Ⅱ)Rohm and Haas 사 Primal FS -100 같은 60리터, 63.6kg 의 아크릴에멀젼;
Ⅲ)Primal HA-12 같은 20리터, 21.1kg 의 아크릴에멀젼으로 구성된다.
침지 수지 조합이 모세관 작용으로 구역(4)과 (5)에 첨가된다. 과량의 수지를 두 개의 스크래퍼(6)로 제거한다. 수지의 양은 조절하여 필름에 필요한 기계적 특성 또한 완성필름의 가스에 대한 투과성을 제공한다. 침지용기 85리터의 물과 유화제를 함유한다.
참지용기 뒤에 웨브를 오븐(7)에 보내고 여기서 15초간 90 내지 120℃ 온도로 유지하여 97% 경화도의 반-경화수지를 수득한다.
웨브를 수냉각 로울러로 냉각하고 그후 접착제용기(8)에 통과시켜 접착제를 웨브운동에 대해 반대반향으로 회전하는 로울러(9)로 적용한다. 접착제는 멜라민/포름알데히드 수지로 구성되며 멜라민/포름알데히드 몰비율이 1:1.8 이고 또한 부분 비누화 폴리비닐알코올은 접착제가 침지 기본지 속에 침투하도록 개선한다.
접착제의 양은 나사결합 막대(10)로 제어하여 완성필름 1m 당 13 내지 15g 건조 접착제를 적용한다.
웨브는 100 내지 150℃ 온도의 오븐(11)에 7초간 통과시키고 송풍기(12)로 찬공기를 공급하여 냉각한다. 93%경화도를 얻는다.
웨브는 접착제를 적용하는데 사용하는 것과 유사한 시스템에 통과시켜 웨브운동에 대한 역방향으로 회전하는 로울러(14)가 나사형 막대(15)에 의해 제어되는 니스용기(13)속에서 웨브를 칠한다.
마지막으로, 필름은 120 내지 170℃ 온도에서 15초간 건조 및 경화할 오븐(16)에 통과하며 냉각수가 냉각할 로울러로 후방에서 냉각시킨다.
[실시예 2]
22-24/m 의 침지수지 혼합물로 침지되고 한면은 13-15g/m 무수 아교층을 다른 한면은 10-12g/m 래커층을 바른 최종 중량 115-120g/m 의 필름을 제2도의장치에서 본 발명에 따른 적층입자 판지제조시 사용한다. 접착제로 습윤된 목채칩 케이크로된 입자판지(17)는 케이크 두면을 피복하기 위해 실시예 1에서 제조한 바와 같은 두 필름을 구비한 이자판지로 제조하기 위해 연속 압착기에 공급한다. 필름은 증기 침투성이이므로 접착제 응축시 또한 압축시 물을 생성할 때 이 물은 빠져나와 기포 또는 파열을 피할 수 있다. 압착기 출구에서 양면이 피복된 입자판지를 얻을 수 있으며 이것을 장식목적으로 직접 사용할 수 있다. 압축시 10m/분의 속도와 165℃ 벨트 온도를 이용한다.

Claims (11)

  1. 적층된 파티클 보오드(particle board)의 연속 제조공정에서 파티클 보오드에 직접 적용될 수 있는 필름에 있어서, 필름은 침투성이며: 95% 이상의 경화도로 반-경화(semi-cured)되며 적층 파티클 보오드 제조시 파티클 보오드내에 형성된 기체에 대해 투과성인 수지로 함침된 30 내지 150g/m2중량의 기본지를 포함하여; 접착제로 습윤된 목재칩 케이크와 접촉될 필름의 한면에 부분 경화된 접착제층이 제공되며 필름의 다른 한면, 즉 상부면에 적층된 파티클 보오드 제조동안 발생된 가스에 대해 투과성인 완전 경화된 래커층이 제공되며; 필름은 ASTM E-96 에 따른 11g.h-1m-2이상의 수증기 전달률과 0.9kg.Pa-1.s-1.m-2이상의 수증기 투과율을 가짐을 특징으로 하는 필름.
  2. 제1항에 있어서, 항침 수지로서 75:25 내지 40:60 특히 70:30 내지 50:50 의 중량비로 된 우레아-포름알데히드 수지 및 아크릴 에멀젼의 조합이 사용됨을 특징으로 하는 필름.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 멜라민-포름알데히드 수지가 내수성 제품을 제공하는 접착제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 필름.
  4. 제1항 또는 2항에 있어서, 우레아-포름알데히드 수지가 접착제로서 사용됨을 특징으로 하는 필름.
  5. 제1항 또는 2항에 있어서, 열경화성 아크릴수지가 접착제로서 사용됨을 특징으로 하는 필름.
  6. 제1항 또는 2항에 있어서, 폴리에스테르/메톡시 메틸 멜라민 래커가 탑(top) 래커로서 사용됨을 특징으로 하는 필름.
  7. 제1항 또는 2항에 있어서, 아크릴/메톡시 메틸 멜라민 래커가 탑래커로서 사용됨을 특징으로 하는 필름.
  8. 제1항 또는 2항에 있어서, UV 복사에 의해 경화되는 아크릴 또는 폴리에스테르 래커가 탑래커로서 사용됨을 특징으로 하는 필름.
  9. 파티클 보오드에 필름을 연속 적용하는 수단에 의해서 파티클 보오드에 적용될 수 있는 증기투과성 필림제조방법에 있어서, (a) 응집체내에서 형성된 기체에 대해 투과성이 있는 함침수지(2)로 셀룰로오스웨브(1)를 함침시키고: (b) 수지로 함침된 셀룰로오스 웨브를 오븐(7)에 통과시켜서 가열 및 반경화 시키고: (c) 함침되고 반경화된 셀룰로오스 웨브를 접착제용기(8)에 통과시키고: (d) 접착층이 제공된 함침 및 반경화된 셀룰로오스 웨브를 오븐(11)에 통과시켜 부분경화시키고: (e) 셀룰로오스 웨브를 래커(13)로 통과시켜 래커 탑코트를 획득하며: (f) 웨브를 오븐(16)에 통과시켜 래커를 경화시키는 단계로부터 필름을 수득하고, (e)단계는 (c)단계 및 (d)단계 전에 수행할 수 있어서 반경화된 함침수지 혼합물로 함침되어 완전경화되는 탑래커 코트와 부분경화된 하부접착제층이 제공된 증기투과성 셀룰로오스 필름이 수득됨을 특징으로 하는 필름 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, UV 복사에 의해 경화가능한 아크릴 또는 폴리에스테르 래커를 탑래커로서 사용할 때 UV 터널이 오븐(16)앞에 포함됨을 특징으로 하는 필름 제조방법.
  11. 연속 적층공정을 수단으로 적층된 파티클 보오드를 연속제조하는 방법에 있어서, 우레아-포름알데히드 수지와 아크릴 에멀젼의 조합인 함침수지로 함침되며 목재칩 케이크와 접촉하는 웨브표면에 부분경화된 포름알데히드 기초 접착제가 제공되며 웨브의 다른면에 결합제로서 폴리에스테르 또는 아크릴수지를 포함한 완전경화되는 내열성 래커가 제공되는 셀룰로오스 웨브로 구성되는 증기투과성 필름의 한면 또는 양면이 움직이고 접착된 목재칩 케이크상에 적용되며; 접착된 목재칩 케이크와 필름이 연속 프레스레 인도되어 압축되어서 적층물을 연속제조함을 특징으로 하는 적층된 파티클 보오드 제조방법.
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