KR101539071B1 - 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법은, 목재로 된 판재의 표면에 목분과 접착제가 혼합된 페이스트 상태의 물질을 일정한 두께로 도포하여 형성된 가공층이 구비된 베이스 판재를 준비하는 베이스 판재 준비 단계; 목판 또는 고압멜라민화장판(HPM)의 표면에 입체적인 무늬가 가공된 비금속 무늬 원판 부재를 준비하는 무늬 원판 부재 준비 단계; 및 상기 베이스 판재의 가공층과 상기 무늬 원판 부재가 마주하도록 프레스에 장입 하고 상기 프레스를 가열한 상태로 상기 베이스 판재와 상기 무늬 원판 부재가 서로 가까워지는 방향으로 가압하여 상기 무늬 원판 부재에 가공된 무늬가 상기 베이스 판재에 전사되도록 하는 무늬 전사 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법{Manufacturing method for decorative board using non-metallic die}

본 발명은 장식 판재의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 장롱의 문짝이나, 실내 벽체 장식용 장식 판재로는 원목, 파티클 보드(PB, particle board), MDF(medium density fiberboard), HDF(high density fiberboard), 합판 등이 사용된다.

이와 같은 장식 판재의 표면에는 다양한 무늬를 형성하도록 함으로써 심미적인 가치를 향상시키고 있다. 장식 판재의 표면에 무늬를 형성시키는 방식은 다양하게 존재하고 있다. 예컨대 무늬목을 부착하거나, 무늬가 인쇄된 필름을 부착하거나, 롤러를 이용하여 장식 판재의 표면에 입체적인 무늬를 형성할 수도 있다.

특히 장식 판재의 표면에 입체적인 무늬를 형성하는 방법으로 종래에 롤러에 의한 가공이 널리 사용되고 있다. 본 발명은 이러한 롤러 가공 방식에서 발생하는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것이다.

장식 판재의 표면에 입체적인 무늬를 형성하는 방법은 상기 파티클 보드나, MDF, HDF, 합판, 원목 등의 표면에 소위 곤죽이라 불리는 우드 펄프(wood pulp)와 접착제를 혼합한 페이스트 형태의 물질을 베이스 판재에 도포하면서 롤러로 가압하여 일정한 두께의 가공층을 형성한다. 그리고 표면에 입체적인 무늬가 형성된 가공 롤러를 고온으로 가열하여 상기 가공층을 눌러서 베이스 판재의 표면에 입체적인 무늬를 형성한다. 이와 같은 방식으로 제조된 장식판의 일 예가 공개특허 제2007-0117844호에 개시되어 있다.

이와 같은 종래 방식은 롤러의 표면에 입체적인 장식 무늬를 가공하는데 소용되는 비용이 지나치게 높은 문제점이 있다. 일반적으로 입체적인 장식 무늬가 형성된 롤러를 제작하기 위한 비용은 개당 1000만 원 내지 1500만 원이 소요된다. 그런데 최근에는 다품종 소량 생산의 필요성이 증가하고 있으므로 소규모 사업장에서는 값비싼 롤러 금형을 제작하여 장식 판재를 생산하는 경우에 제조 원가의 비용이 지나치게 높게 차지하므로 수익성이 나빠지는 문제점이 있다. 또한, 롤러 금형으로 입체적인 무늬를 형성하는 경우에 정확한 위치에 특정한 무늬를 형성하기 어려운 문제점이 있다. 그 이유는 회전되는 롤러에 형성된 무늬가 평면인 판재의 표면에 전사되어야 하기 때문에 위치 오차가 발생하기 때문이다. 또한, 롤러에 의해 장식 판재의 표면에 입체적인 무늬를 가공하는 경우에는 상기 장식 판재에 가해지는 압력의 불균일성으로 인하여 장식 판재가 휘어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 다품종 소량의 장식 판재를 효율적으로 생산할 수 있도록 제조비용이 현저하게 저렴하고 디자인의 자유도를 현저하게 높일 수 있도록 개선된 장식 판재의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법은, 목재로 된 판재의 표면에 목분과 접착제가 혼합된 페이스트 상태의 물질을 일정한 두께로 도포하여 형성된 가공층이 구비된 베이스 판재를 준비하는 베이스 판재 준비 단계;

목판 또는 고압멜라민화장판(HPM)의 표면에 입체적인 무늬가 가공된 비금속 무늬 원판 부재를 준비하는 무늬 원판 부재 준비 단계; 및

상기 베이스 판재의 가공층과 상기 무늬 원판 부재가 마주하도록 프레스에 장입 하고 상기 프레스를 가열한 상태로 상기 베이스 판재와 상기 무늬 원판 부재가 서로 가까워지는 방향으로 가압하여 상기 무늬 원판 부재에 가공된 무늬가 상기 베이스 판재에 전사되도록 하는 무늬 전사 단계;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 무늬 전사 단계에서 상기 프레스의 가압 시간은 30초 내지 3분인 것이 바람직하다.

상기 무늬 전사 단계에서 상기 프레스를 가압하기 전에 상기 베이스 판재의 표면에 접착제로 피니싱 포일 또는 무늬목을 접착한 후 프레스로 가압할 수 있다.

상기 무늬 전사 단계에서 상기 프레스를 가압하기 전에 상기 베이스 판재의 가공층 표면에 자외선 도료를 코팅한 후 프레스로 가압할 수 있다.

상기 무늬 원판 부재로 채용되는 목재는 원목, 중밀도섬유판(MDF), 고밀도섬유판(HDF), 파티클 보드(PB), 합판 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법은, 롤러 금형은 물론 평판의 금속제 금형을 사용하지 않고 목재 또는 고압멜라민화장판을 사용함으로써 장식 판재의 제조 원가를 현저하게 절감할 수 있는 장점과 장식 판재 무늬의 디자인의 자유도를 현저하게 증가시키는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법은, 가공된 장식 판재가 휘어지는 문제점을 해소함으로써 품질이 우수한 장식 판재를 제공하는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법은, 평판 금형에 의한 성형으로 무늬 가공 후에 장식 판재가 휘어지는 문제점을 해소한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법의 공정도이다.
도 2는 도 1에 도시된 베이스 판재 준비 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 무늬 원판 부재 준비 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 무늬 전사 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 방법으로 제조된 장식 판재의 일 형태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법의 공정도이다.

도 2는 도 1에 도시된 베이스 판재 준비 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 무늬 원판 부재 준비 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 1에 도시된 무늬 전사 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1에 도시된 방법으로 제조된 장식 판재의 일 형태를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법(10, 이하 "장식 판재의 제조 방법치"이라 함)는 베이스 판재 준비 단계(S10)와, 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)와, 무늬 전사 단계(S30)를 포함한다.

상기 베이스 판재 준비 단계(S10)는 목재로 된 판재의 표면에 목분과 접착제가 혼합된 페이스트 상태의 물질을 일정한 두께로 도포하여 형성된 가공층(15)이 구비된 베이스 판재(10)를 준비한다. 상기 베이스 판재 준비 단계(S10)에서 사용되는 목재는 원목, 합판, 중밀도섬유판(MDF), 고밀도섬유판(HDF), 파티클 보드(PB) 등의 소재 중 택일하여 사용할 수 있다. 상기 베이스 판재 준비 단계(S10)에서 형성되는 상기 가공층(15)은 소위 "곤죽"이라 불리는 페이스트 형태의 물질을 도 2에 도시된 바와 같이 롤러(200)를 이용하여 일정한 두께로 도포한다. 상기 가공층(15)은 접착제와 목분(우드 펄프)을 혼합한 소재로서 건축물의 인테리어 몰딩 소재로 널리 사용되고 있는 소재로 구성할 수 있다. 상기 가공층(15)의 경도는 상기 베이스 판재(10)의 모재인 목재보다 낮은 것이 일반적이다. 따라서, 후술하는 무늬 전사 단계(S30)에서 프레스(30)의 압력에 의해 가압됨으로써 무늬가 전사 성형 되는 부위는 상기 가공층(15)이다.

상기 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)는 목판 또는 고압멜라민화장판(HPM)의 표면에 입체적인 무늬를 가공한다. 상기 목판은 원목, 합판, 중밀도섬유판(MDF), 고밀도섬유판(HDF), 파티클 보드(PB) 등의 소재 중 택일하여 사용할 수 있다. 한편, 상기 고압멜라민화장판(High Pressure Mellamine Laminated Plate)은 공지된 소재로서 종이 및 섬유질의 기재에 열경화성 수지(예: 페놀수지)가 함침되어 있으며 적정열과 35~50kgf/㎠의 압력에서 성형된 판상재료를 말한다. 상기 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)에서 상기 목판 또는 고압멜라민화장판의 표면에 입체적인 무늬인 원판 무늬(25)를 형성하는 방법은 CNC 기계가공이나 수작업이 채용될 수 있다. 상기 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)에서 소요되는 비용은 종래의 금형인 금속제(예:탄소강, 스테인리스, 알루미늄 등) 금형의 제조에 비하여 현저하게 저렴하다. 예컨대, 판상의 금속제 금형을 1220mm(W)X2440mm(L)X6mm(H)의 크기로 제작하는 경우 대략 1000만 원 내지 1500만 원의 비용이 소요된다. 그런데 상기 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)에서 소요되는 비용은 10만여 원 정도이다. 이와 같이 본 발명에 따른 상기 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)를 채용한 경우 종래의 방식에 비하여 현저하게 저렴한 원가구조를 달성할 수 있다. 또한, 상기 무늬 원판 부재 준비 단계(S20)에서 채용되는 소재가 금속제가 아니므로 가공이 용이하며, 무늬 패턴을 구현할 수 있는 자유도가 종래에 비하여 현저하게 증가한다.

상기 무늬 전사 단계(S30)에서는 상기 베이스 판재(10)의 가공층(15)과 상기 무늬 원판 부재(20)가 마주하도록 프레스(30)에 장입한다. 상기 프레스(30)는 지면에 대해 상하 방향으로 가압 되는 프레스를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 무늬 전사 단계(S30)에서는 상기 프레스(30)를 가열한 상태로 상기 베이스 판재(10)와 상기 무늬 원판 부재(20)가 서로 가까워지는 방향으로 가압한다. 상기 무늬 전사 단계(S30)에서는 상기 무늬 원판 부재(20)에 가공된 무늬가 상기 베이스 판재(10)에 전사된다. 상기 무늬 전사 단계(S30)에서는 상기 프레스(30)에 의해 가열된 열이 상기 베이스 판재(10)의 가공층(15)에 전달되어 그 가공층(15)을 구성하는 접착제의 유동도를 증가시킴으로써 상기 가공층(15)에 무늬가 전사되는 것을 용이하게 한다.

상기 무늬 원판 부재(20)가 상기 베이스 판재(10)의 상측에 배치될 수 있으며 그 반대로 배치될 수도 있다. 그런데 상기 무늬 전사 단계(S30) 후에 도장이나 건조 작업 등을 위해 베이스 판재(10)의 이동이 용이하도록 상기 무늬 원판 부재(20)가 상기 베이스 판재(10)의 상측에 배치되는 것이 더 바람직하다.

상기 무늬 전사 단계(S30)에서 상기 프레스(30)의 가열 온도는 50℃ 내지 100℃로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 프레스(30)의 가열 온도가 50℃ 미만인 경우에는 상기 가공층(15)의 접착제가 충분한 유동도를 가지지 못하여 무늬 전사가 원활하게 일어나지 않는 문제점이 있다. 한편, 상기 프레스(30)의 가열 온도가 100℃를 초과하는 경우에는 작업 환경의 위험성이 증가할 뿐만 아니라 상기 가공층(15)의 유동도가 지나치게 커져서 전사되는 무늬의 품질이 나빠지는 문제점이 있다.

상기 무늬 전사 단계(S30)에서 상기 프레스(30)의 가압 시간은 30초 내지 3분 정도로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 프레스(30)의 가압 시간이 30초 미만인 경우에는 상기 무늬 원판 부재(20)의 무늬가 상기 베이스 판재(10)에 제대로 전사되지 않는 문제가 있다. 한편, 상기 프레스(30)의 가압 시간이 3분을 초과하는 경우에는 상기 무늬 원판 부재(20)의 무늬가 상기 베이스 판재(10)에 전사되는 정도가 포화 되어 불필요한 생산 비용이 증가하는 문제점이 있다.

상기 무늬 전사 단계(S30)에서 상기 프레스(30)를 가압하기 전에 상기 베이스 판재(10)의 표면에 접착제를 스프레이나 롤러로 도포하고 피니싱 포일 또는 무늬목을 접착한 후 프레스(30)로 가압할 수 있다. 이 경우에는 상기 피니싱 포일 또는 무늬목이 마감재 역할을 하게 되므로 본 발명에 의해 생산되는 장식 판재(100)의 상품성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히 상기 피니싱 포일이나 무늬목은 가공시 잘 늘어나지 않아 상온 가공이 어려운 문제점이 있으나 본 실시 예처럼 가열된 프레스로 무늬 전사와 동일 공정에서 접착이 이루어지면 원활한 접착과 가공이 용이한 장점이 있다.

한편, 상기 무늬 전사 단계(S30)에서 상기 프레스(30)를 가압하기 전에 상기 베이스 판재(10)의 상기 가공층(15) 표면에 자외선 도료를 코팅(UV 코팅)한 후 프레스(30)로 가압할 수 있다. 일반적으로 거울면과 같이 매끄러운 표면에만 UV 도료를 코팅할 수 있으므로 입체적인 무늬를 가공한 장식 판재의 표면에는 UV 도료 코팅 작업이 불가하다. 그러나 본 실시 예와 같이 상기 가공층(15)에 무늬를 전사하기 전에 상기 가공층 표면에 UV 도료를 코팅한 후 가열된 프레스(30)로 가압하여 무늬를 전사하는 경우에는 상기 가공층(15)에 혼합된 접착제와 상기 UV 도료의 경화가 완전하게 이루어지지 않은 상태에서 무늬의 전사가 이루어지므로 원활한 가공이 가능한 장점이 있다.

이하에서는, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 장식 판재의 제조 방법의 유리한 효과를 상세하게 서술하기로 한다.

앞서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 장식 판재의 제조 방법의 가장 큰 장점은 종래의 금속제 금형을 사용하지 않고 가공이 용이하고 제조 비용이 저렴한 목재 또는 고압멜라민회장판을 무늬 원판 부재로 사용함으로써 제조 원가를 종래에 비하여 현저하게 절감함으로써 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 비금속제로 제조된 상기 무늬 원판 부재(20)는 가공이 용이하므로 패턴 디자인의 자유도가 높아짐으로써 다양한 형태의 디자인 구현이 가능한 장점이 있다.

또한, 상기 무늬 원판 부재(20)는 종래의 금속제 금형에 비하여 가공이 용이하므로 가공 시간을 현저하게 단축할 수 있는 효과를 제공한다. 예컨대, 종래의 금속제 금형 제조에 소요되는 시간은 1주일 이상이었으나 본 발명에 따른 무늬 원판 부재(20)를 준비하는 시간은 하루 정도면 충분하다.

또한, 상기 무늬 원판 부재는 다품종 소량 생산에 적합한 조건을 갖추고 있다. 즉, 최근 획일화된 장식무늬의 채용이 감소하고 소비자의 감성에 부합하는 다양한 무늬의 장식 판재를 소량으로 생산하여 공급하는 경향이 증가함에 따라 상기 무늬 원판 부재를 비금속 소재로 제조하는 것은 생산자의 제조비용을 절감하고 소비자의 요구를 충족한다는 측면에서 매우 바람직하다고 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 장식 판재의 제조 방법은 평판 부재인 상기 무늬 원판 부재가 가열된 프레스에 의해 상기 베이스 판재의 전면에 고르게 가압 된다. 따라서, 상기 베이스 판재에 가해지는 압력의 편차가 거의 없게 된다. 그 결과 종래의 롤러 금형에 의해 무늬 전사가 이루어지는 방식에 비하여 제조된 장식 판재가 휘어지는 문제점이 해소되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 장식 판재의 제조 방법은 상기 베이스 판재의 준비 단계에서 1차적으로 롤러에 의해 형성된 가공층이 미세한 목분 입자가 접착제에 의해 결합하여 층을 형성하고 있다가, 추후 상기 무늬 전사 단계에서 프레스에 의해 고압의 열과 압력으로 더욱 단단하게 결합함과 동시에 외표면이 매끄럽게 성형 되어 후공정을 용이하게 함으로써 장식 판재의 품질을 개선하고 불량률을 감소하는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

10 : 베이스 판재
15 : 가공층
20 : 무늬 원판 부재
25 : 원판 무늬
30 : 프레스
100 : 장식 판재
200 : 롤러
S10 : 베이스 판재 준비 단계
S20 : 무늬 원판 부재 준비 단계
S30 : 무늬 전사 단계

Claims (5)

1. 목재로 된 판재의 표면에 목분과 접착제가 혼합된 페이스트 상태의 물질을 일정한 두께로 도포하여 형성된 가공층이 구비된 베이스 판재를 준비하는 베이스 판재 준비 단계;
   목판 또는 고압멜라민화장판(HPM)의 표면에 입체적인 무늬가 가공된 무늬 원판 부재를 준비하는 무늬 원판 부재 준비 단계; 및
   상기 베이스 판재의 가공층과 상기 무늬 원판 부재가 마주하도록 프레스에 장입 하고 상기 프레스를 가열한 상태로 상기 베이스 판재와 상기 무늬 원판 부재가 서로 가까워지는 방향으로 가압하여 상기 무늬 원판 부재에 가공된 무늬가 상기 베이스 판재에 전사되도록 하는 무늬 전사 단계;를 포함하며,
   상기 무늬 원판 부재는 판상의 비금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무늬 전사 단계에서 상기 프레스의 가열 온도는 50℃ 내지 100℃로 유지하고, 상기 프레스의 가압 시간은 30초 내지 3분인 것을 특징으로 하는 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 무늬 전사 단계에서 상기 프레스를 가압하기 전에 상기 베이스 판재의 표면에 접착제로 피니싱 포일 또는 무늬목을 접착한 후 프레스로 가압하는 것을 특징으로 하는 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 무늬 전사 단계에서 상기 프레스를 가압하기 전에 상기 베이스 판재의 가공층 표면에 자외선 도료를 코팅한 후 프레스로 가압하는 것을 특징으로 하는 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 무늬 원판 부재로 채용되는 목재는 원목, 중밀도섬유판(MDF), 고밀도섬유판(HDF), 파티클 보드(PB), 합판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비금속 금형을 이용한 장식 판재의 제조 방법.

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