KR101785071B1 - 가구 및 인테리어용 요철무늬 장식판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 (A) 개량목재의 표면에 입체적인 요철무늬를 형성하는 요철무늬 형성공정, (B) 상기 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 수용성 접착제를 도포한 후 상온에서 건조시키는 접착제 도포공정, (C) 박판형 무늬목의 이면에 부직포를 오버레이(overlay) 한 우드시트를 글리세린과 물이 1:2 내지 1:3의 중량비로 배합된 침지액에 침지(dipping)한 후, 침지액이 흘러내리지 않을 때까지 상온에서 건조시키는 우드시트 연화공정, (D) 상기 우드시트 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 은행나무 추출액을 처리하여 수착(sorption)시키는 1차 부직포 연화공정, (E) 상기 1차 부직포 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 연속으로 실리콘 유연제를 처리하여 수착(sorption)시키는 2차 부직포 연화공정, (F) 상기 2차 부직포 연화공정을 거친 우드시트의 이면과 상기 개량목재의 표면을 부합시킨 후, 상기 우드시트의 표면을 반복적으로 부드럽게 두드려 압박하는 우드시트 가부착공정, (G) 상기 우드시트 가부착공정을 거쳐 형성된 장식판을 진공 상태에서 뜨거운 공기로 가열 및 프레스의 튜브형 펀치로 가압하여 상기 우드시트와 상기 개량목재를 일체화하는 진공 압착공정, (H) 상기 진공 압착공정을 거친 장식판의 표면에 도료를 칠하는 표면 도장공정을 포함하는 요철무늬 장식판의 제조방법을 개시한다.

Description

가구 및 인테리어용 요철무늬 장식판의 제조방법{Method of manufacturing design panel for furniture and interior decoration}

본 발명은 가구 및 인테리어용 요철무늬 장식판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음각 및 양각, 웨이브 등 다양한 문양의 요철무늬를 갖는 개량목재(improved wood)의 표면에 천연 무늬목을 안정적으로 부착하여 자연적인 나무의 질감 및 입체감을 나타낼 수 있는 요철무늬 장식판의 제조방법에 관한 것이다.

오늘날 가구의 문짝이나 건축물의 인테리어 및 내장용 등으로 사용되는 장식판은 경제성 등의 이유로 대개 중밀도 섬유판(MDF: Medium Density Fiber board), 고밀도 섬유판(HDF: High Density Fiber board), 파티클보드(PB: Particle Board), 합판(Plywood), 집성재 등과 같이 화학처리나 압축 또는 기타의 가공방법으로 원목과 다른 성질을 부여한 각종 개량목재(improved wood)로 제작하고 있으며, 그 외관을 미려하게 하고, 변형을 방지하기 위해 합성수지 막, 모양지 또는 모양지에 열경화성 수지를 함침시킨 후 표면을 도장 처리한 코팅지(finish foil) 따위로 마감 처리하고 있다.

최근에는 천연원목을 슬라이서(slicer)를 이용하여 종이처럼 얇게 0.182mm 내지 0.5mm 두께로 절삭하여 얇은 천연 무늬목을 얻고, 이 천연 무늬목을 재단한 후 수지나 접합사로 여러 장을 집성하거나 직조하여 시트 형태로 만들고, 이를 개량목재의 표면에 접합함으로써 천연원목의 질감과 색감이 살아있어 고급스러움을 느낄 수 있을 뿐만 아니라 원목의 종류에 따라 다양한 분위기를 연출할 수 있는 장식판이 널리 사용되고 있다.

또한, 일반적인 장식판의 단조로움과 밋밋함을 탈피하여 표면에 음각 및 양각, 요철무늬 등과 같이 입체적인 무늬가 형성된 장식판의 수요가 증가하고 있다.

이러한 요철무늬 장식판의 제조방법은 일례로, 천연 무늬목 시트나 천연 무늬목 시트에 페놀함침지 등을 배접한 고압 라이네이트(HPL: High Pressure Laminate)를 얇은 MDF 등의 개량목재에 부착하면서 그 표면을 요철 또는 엠보스먼트(embossment)가 형성된 스틸판으로 가압하여 천연 무늬목 표면에 요철 또는 엠보스먼트를 형성하는 방식이 알려져 있다.

그런데 이와 같은 종래의 요철무늬 장식판의 제조방법은, 얇은 MDF 등의 개량목재에 접착제를 도포하고, 그 상면에 천연 무늬목 시트를 적층한 후 하면에 요철 또는 엠보스먼트가 형성된 스틸판을 강하게 눌러 천연 무늬목 시트 표면에 요철 또는 엠보스먼트를 형성하는데, 이 과정에서 요철 또는 엠보스먼트가 확실하게 표면에 형성되게 하기 위해서는 스틸판을 강하게 가압하여야 하지만, 너무 강하게 가압할 경우 개량목재가 손상되기 때문에 일정한 압력 이상을 가할 수 없고, 결과적으로 장식판의 표면에 요철 또는 엠보스먼트를 깊게 형성할 수 없는 한계가 있다.

또한, 이렇게 제조된 요철무늬 장식판은 스틸판에 의한 가압 과정에서 개량목재의 상부와 하부 간의 섬유 밀도가 달라져서 시간이 흐름에 따라 쉽게 휘어지거나 뒤틀리는 등의 변형이 발생하는 문제점이 있어 이를 방지하기 위하여 개량목재의 하부에 별도의 밸런스지(balance paper)를 부착하여야 하는 단점이 있다.

이에 따라 개량목재의 표면에 CNC나 NC 등으로 입체적인 요철무늬를 미리 형성한 후, 천연 무늬목을 부착하고 그 표면에 마찰 등에 의한 마모나 손상을 방지하도록 도장하여 요철무늬 장식판을 제조하는 방법이 '최병석'에 의하여 제안되어 대한민국 등록특허 제10-0637623호에 개시되어 있다.

그런데 이와 같은 종래의 요철무늬 장식판의 제조방법은, 입체적인 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 천연 무늬목을 부착하는 과정에서 오목한 홈부에 천연 무늬목이 충분히 밀착되지 않는 데다 특히 홈부가 좁거나 요철의 굴곡이 심한 경우 그 날카로운 부분에 천연 무늬목이 자칫 찢어질 수 있으므로 작업에 제한적인 요소가 상당히 많을 수밖에 없다.

즉, 천연 무늬목은 연성이 떨어지는 특성상 잘 늘어나지 않아 개량목재의 홈부에 유연하게 밀착되지 못하여 들뜨는 현상이 빈번하게 발생함은 물론 시간이 지나면 쉽게 떨어져서 공극이 형성되고, 이로 인해 요철무늬 장식판의 불량률이 높아 생산성은 물론 품질을 현저히 떨어뜨리므로 이를 해결하기 위한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.

한편, 천연 무늬목으로 사용되는 원목은 나무의 종류에 따라 색의 범위가 넓고 다양하다. 예를 들면, 오크(oak)는 밝은 황색에서 붉은색까지의 톤을 띠며, 단풍나무(maple), 소나무(pine tree), 자작나무(birch), 나왕(lauan) 등은 아주 연한 톤을 띠며, 너도밤나무(beech)는 다소 붉은 톤을, 벚나무(cherry), 장미목(rose wood), 암갈색 호두나무(walnut), 흑단(ebony) 등은 붉은 갈색을 띤다.

아울러 나무는 종류에 따라 강도와 비중이 제각각 다르며, 대체로 소나무, 전나무, 삼나무 따위의 침엽수와 같이 가볍고 조직이 무르고 연한 소프트 우드와, 자작나무, 단풍나무, 마호가니, 호두나무, 벗나무, 참나무, 오리나무 등은 조직이 꽉 차 있어 밀도가 높고 장력이 좋은 하드 우드로 분류할 수 있다.

그런데 '최병석'에 의하여 제안된 선행발명은, 이와 같은 나무의 종류에 따른 강도, 즉 천연 무늬목의 특성을 고려하지 않고, 입체적인 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 단순히 물에 침지(dipping)시키는 과정을 거친 천연 무늬목을 접착제로 1차로 가부착한 후, 맴브레인 프레스(membrane press)를 이용하여 일률적으로 2차 가압하는 방식이기 때문에 하드 우드로 만들어진 천연 무늬목의 경우 개량목재의 오목한 홈부에 제대로 밀착되지 않고 들뜨는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

더욱이 개량목재의 표면에 음각으로 글자나 그림 또는 일정한 패턴을 움푹하게 파서 나타내는 요철무늬의 경우, 그 날카로운 부분에 의해 천연 무늬목이 쉽게 갈라지거나 터지는 등의 기계적 안정성이 급격히 떨어지면서 그로 인한 불량률이 상당히 높은 문제점이 있다.

여기서 상술한 기술들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서, 이의 전부가 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 10-2009-0048951 A(2009.05.15) KR 10-1406178 B1(2014.06.03) KR 10-0637623 B1(2006.10.17) KR 10-0785328 B1(2007.12.06) KR 10-0667671 B1(2007.01.05)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 기존의 요철무늬 장식판의 제조방법이 지닌 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 천연 무늬목을 부착 시 유연하고 안정적으로 부착되면서 갈라지거나 터지는 등의 손상을 방지하여 요철무늬 장식판의 불량률을 최소화할 뿐만 아니라 생산성은 물론 품질을 극대화하는 효과를 도모할 수 있는 새로운 요철무늬 장식판의 제조방법을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 천연 무늬목이 개량목재의 표면에 부착되는 과정에서 갈라지고 터지는 것을 방지할 수 있도록 하는 요철무늬 장식판의 제조방법을 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양에 따른 구체적 수단은, (A) 개량목재의 표면에 입체적인 요철무늬를 형성하는 요철무늬 형성공정, (B) 상기 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 수용성 접착제를 도포한 후 상온에서 건조시키는 접착제 도포공정, (C) 박판형 무늬목의 이면에 부직포를 오버레이(overlay) 한 우드시트를 글리세린과 물이 1:2 내지 1:3의 중량비로 배합된 침지액에 침지(dipping)한 후, 침지액이 흘러내리지 않을 때까지 상온에서 건조시키는 우드시트 연화공정, (D) 상기 우드시트 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 은행나무 추출액을 처리하여 수착(sorption)시키는 1차 부직포 연화공정, (E) 상기 1차 부직포 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 연속으로 실리콘 유연제를 처리하여 수착(sorption)시키는 2차 부직포 연화공정, (F) 상기 2차 부직포 연화공정을 거친 우드시트의 이면과 상기 개량목재의 표면을 부합시킨 후, 상기 우드시트의 표면을 반복적으로 부드럽게 두드려 압박하는 우드시트 가부착공정, (G) 상기 우드시트 가부착공정을 거쳐 형성된 장식판을 진공 상태에서 뜨거운 공기로 가열 및 프레스의 튜브형 펀치로 가압하여 상기 우드시트와 상기 개량목재를 일체화하는 진공 압착공정, (H) 상기 진공 압착공정을 거친 장식판의 표면에 도료를 칠하는 표면 도장공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 요철무늬 장식판의 제조방법을 제시한다.

이로써 본 발명은 개량목재의 표면에 천연 무늬목이 한결 유연하고 안정적으로 부착되면서 진공 압착 과정에서 날카로운 부분과의 접촉 등에 의해 갈라지거나 터지는 등의 손상을 방지할 수 있고, 이로 인해 요철무늬 장식판의 불량률을 최소화할 뿐만 아니라 생산성은 물론 품질을 극대화하는 효과를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양은, 상기 (G) 공정에서 상기 우드시트의 무늬목을 이루는 나무의 종류 및 강도에 따라 진공 상태에서의 가열 온도 및 가압 압력과 시간 등의 부착 조건을 달리 설정함으로써 개량목재의 표면에 천연 무늬목이 더욱 부드럽고 안정적으로 부착되면서 갈라지거나 터지는 등의 손상을 방지할 수 있다.

상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양은, 우드시트의 무늬목과 부직포 사이에 유연제를 단계적으로 침투시켜 분자 간의 끌어당기는 힘을 약화시킴으로써 우드시트의 형태안정성은 좋아지면서 인장특성과 전단특성 등의 물성이 부드럽고 유연하게 연화되고, 이 상태로 개량목재의 요철무늬 표면에 부합되도록 가압함으로써 한층 더 자연스럽고 안정적으로 부착할 수 있다.

따라서 입체적으로 다양한 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 천연 무늬목을 부착하는 과정에서 오목한 홈부에 천연 무늬목이 충분히 밀착되지 않거나 날카로운 요철무늬 부분에 의해 천연 무늬목이 쉽게 갈라지거나 터지는 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 이로 인해 요철무늬 장식판의 불량률을 최소화할 뿐만 아니라 생산성은 물론 품질을 향상시킬 수 있다.

게다가 유연제 특유의 발수성, 투습성 및 향균 효과로 인한 내구성 향상 등의 다양한 기능성을 부수적으로 얻을 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 요철무늬 장식판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 요철무늬 장식판의 제조방법은 크게 (A) 요철무늬 형성공정, (B) 접착제 도포공정, (C) 우드시트 연화공정, (D) 1차 부직포 연화공정, (E) 2차 부직포 연화공정, (F) 우드시트 가부착공정, (G) 진공 압착공정, (H) 표면 도장공정을 포함하여 이루어진다.

(A) 요철무늬 형성공정

중밀도 섬유판(MDF: Medium Density Fiber board), 고밀도 섬유판(HDF: High Density Fiber board), 파티클보드(PB: Particle Board), 합판(Plywood), 집성재 등과 같은 개량목재의 표면에 입체적인 요철무늬를 형성한다.

이때, CNC 라우터(router)나 NC 라우터 등과 같이 가공 경로를 부호 및 수치 개념으로 프로그래밍하여 자동으로 공작물의 조각과 면취 등의 가공을 하는 수치제어형 가공기계를 이용하여 미리 설정된 패턴 및 형태로 음각 및 양각, 웨이브 등 다양한 문양의 요철무늬를 입체적으로 형성할 수 있다.

(B) 접착제 도포공정

접착제 도포기(glue spreader) 등의 도포장치를 이용하여 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 수용성 접착제를 일정한 두께로 도포한 후 상온에서 서서히 건조시켜 접착한다.

여기서 수용성 접착제로는 페놀 수지 목재 접착제, 비닐 우레탄 수지 접착제, 요소 수지 목재 접착제 등을 채택하여 적용할 수 있다.

(C) 우드시트 연화공정

먼저, 글리세린과 물이 1:2 내지 1:3의 중량비로 배합된 일정량의 침지액(혼합액)을 침지통에 채우고, 여기에 박판형 무늬목의 이면에 부직포를 오버레이(overlay) 한 우드시트를 수 시간 침지(dipping)시켜 침지액을 침투시킨 후, 꺼내어 우드시트에서 침지액이 흘러내리지 않을 때까지 상온에서 건조시킨다.

이때, 물의 증발로 우드시트에 침투된 글리세린의 농도가 높아지면 무늬목이 너무 물러질 수 있으므로 자중에 의해 침지액이 흘러내리지 않을 정도로만 건조시키는 것이 바람직하다.

또한, 우드시트를 이루는 무늬목의 종류에 따라 침지 시간을 달리할 수 있다. 예를 들면, 침엽수 종은 3시간 동안 침지시키고, 활엽수 종은 7시간 동안 침지시키는 것이 바람직하다.

여기서 물로 희석하여 혼합하는 글리세린의 비율이 1:2 내지 1:3의 중량비 범위를 벗어나면, 글리세린의 농도가 지나치게 높아 무늬목이 너무 물러져 후공정에서 으스러지는 부작용이나 유연성이 적절하지 못하고 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.

그리고 우드시트를 이루는 부직포는 발수성과 접착성을 높이기 위해 초산비닐계 접착제를 함침한 것을 채용할 수도 있다.

이러한 과정을 통해 우드시트를 이루는 무늬목의 수축 및 팽창 현상을 줄여 강도 및 형태안정성은 좋아지면서 인장 특성과 전단 특성이 감소하여 부드럽고 유연하게 연화될 수 있고, 이로 인해 진공 압착공정에서 개량목재 표면의 굴곡을 따라 우드시트를 견고하게 부착할 수 있다.

(D) 1차 부직포 연화공정

연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 은행나무 추출액을 처리하여 수착(sorption)시킨다.

이때, 은행나무 추출액의 처리는 스프레이로 분사하거나 롤러로 도포하는 방법을 채용할 수 있다.

또한, 은행나무 추출액으로는 점도가 낮아 도포 시 분포가 고르게 이루어지도록 0.3 내지 0.5%owb(on the weight of bath) 농도를 갖는 것(NaturalBio 2000, 테라 바이오 월드 Co., Ltd.)을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 1차 부직포 연화공정을 통해 우드시트를 이루는 부직포의 인장특성과 전단특성 등의 물성이 유연성 있게 향상될 수 있고, 이로 인해 진공 압착공정에서 개량목재의 오목한 홈부 등에 우드시트가 충분히 밀착되지 않거나 날카로운 요철무늬 부분에 의해 우드시트가 쉽게 갈라지거나 터지는 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

(E) 2차 부직포 연화공정

은행나무 추출액을 처리하는 1차 부직포 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 연속으로 실리콘 유연제를 처리하여 수착(sorption)시킨다.

이때, 실리콘 유연제의 처리는 스프레이로 분사하거나 롤러로 도포하는 방법을 채용할 수 있다.

또한, 실리콘 유연제로는 합성 섬유 부직포에 대하여 우수한 유연성과 일반 유연제에서 얻을 수 없는 반발탄성, 평활성, 벌크성을 부여하며, 아울러 도포 시 분포가 고르게 이루어지도록 0.3%owb(on the weight of bath) 농도를 갖는 것(SILSOFT AM-2, 비이온, 신라케미컬 Co., Ltd. 또는 CSE-920, 청산화학 Co., Ltd.)을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 2차 부직포 연화공정을 통해 우드시트를 이루는 부직포의 인장특성, 전단특성, 굽힘특성, 표면특성 등의 물성이 유연성 있게 향상될 수 있다.

아울러 1차 부직포 연화공정을 통해 은행나무 추출액만을 처리하였을 때는 곡면과의 조화에 밀접한 관계가 있는 굽힘특성과 전단특성 및 표면특성이 까슬까슬하게 나빠져 유연성이 오히려 떨어질 수 있으나, 2차 부직포 연화공정에 의해 굽힘특성과 전단특성 및 표면특성이 각기 좋아지면서 유연하게 변화될 수 있다.

특히 은행나무 추출액과 실리콘 유연제를 동시에 처리하였을 때보다 연속으로 처리할 경우 더 매끄럽고 유연하게 변화될 수 있는 데다 은행나무 추출액과 실리콘 유연제가 부직포의 섬유 표면뿐만 아니라 섬유 사이의 틈새에도 수착되어 표면이 한결 균일하게 형성될 수 있다.

즉, 부직포의 유연성이 증대되므로 진공 압착공정에서 개량목재의 오목한 홈부 등에 우드시트가 충분히 밀착되지 않거나 날카로운 요철무늬 부분에 의해 우드시크가 쉽게 찢어지는 등의 손상을 방지할 수 있다.

여기서 은행나무 추출액의 농도를 0.5%owb로 유지하면서 0.3%owb 농도의 실리콘 유연제를 동시에 처리하여 수착(sorption)시킬 경우, 공정의 단축을 꾀할 수 있으나, 은행나무 추출액의 농도를 0.3%owb로 줄이고 0.3%owb 농도의 실리콘 유연제를 연속으로 처리하는 것이 안정감이 좋아 최종 제품의 경제성과 안정성, 품질 측면에서 훨씬 유리하다.

아울러 발수성, 투습성 및 향균 효과로 인한 내구성 향상 등의 다양한 기능성을 얻을 수 있다.

(F) 우드시트 가부착공정

2차 부직포 연화공정을 거친 우드시트의 이면과 개량목재의 표면을 고르게 부합시킨 후, 직물이나 스펀지 등과 같이 충격을 흡수하는 연질의 가압도구로 우드시트의 표면을 반복적으로 부드럽게 두드려 압박하여 개량목재의 표면에 가부착한다.

이때, 우드시트를 이루는 무늬목의 나뭇결과 개량목재의 표면에 형성된 요철무늬의 결을 서로 수직으로 교차하도록 부착하는 것이 바람직하다.

(G) 진공 압착공정

우드시트 가부착공정을 거쳐 형성된 장식판을 진공 상태에서 뜨거운 공기로 가열 및 프레스의 튜브형 펀치로 가압하여 우드시트와 개량목재가 일체화되도록 부착한다.

이때, 통상의 맴브레인 프레스(membrane press)를 이용하여 주변을 대기압보다 낮은 상태를 유지하면서 80 내지 160℃의 공기로 1 내지 10분간 가열 및 20 내지 30㎏/㎠의 압력으로 가압함으로써 우드시트가 유연하게 변형되면서 개량목재의 표면에 균일하게 밀착되어 접착성 및 부착력을 높일 수 있다.

즉, 맴브레인 프레스(membrane press)를 이루는 상부의 펀치(고무나 튜브 등의 탄성 커버로 감싸진 발열판을 내장)와 하부의 다이 사이에 장식판을 투입하고 펀치를 하강시켜 장식판에 접촉시킨 후, 이들 내부 공간의 공기를 흡착, 배출하여 대기압보다 낮은 상태로 변화시키면서 우드시트를 예열하기 위해 약 4~6초간 펀치의 발열판으로 가열한 다음, 재차 80~160℃로 가열하면서 재차 약 4~6초간 압착시켜 그 탄성 커버의 압착력에 의하여 개량목재 표면의 곡면 또는 요철의 홈 내부에도 우드시트가 안정적으로 밀착된 상태로 부착할 수 있다.

또한, 우드시트의 무늬목을 이루는 나무의 종류와 두께 및 강도에 따라 진공 상태에서의 가열 온도 및 가압 압력과 시간을 달리 설정함으로써 우드시트의 무늬목이 터지고 갈라지는 등 기계적 변형이나 손상을 최소화할 수 있다.

예를 들면, 무늬목이 0.3mm 두께의 소프트 우드로 이루어진 우드시트는 110 내지 120℃의 공기로 1 내지 5분간 가열 및 30㎏/㎠의 압력으로 가압하는 것이 바람직하며, 무늬목이 0.3mm 두께의 하드 우드로 이루어진 우드시트는 80 내지 90℃의 공기로 8 내지 10분간 가열 및 20㎏/㎠의 압력으로 가압하는 것이 바람직하다.

즉, 우드시트의 무늬목을 이루는 나무의 비중, 전단강도, 휨강도, 인장강도, 압축강도 등 고유 특성에 따라 가중치를 부여하는 방식으로 진공 및 압착을 위한 처리 조건을 달리할 수 있다.

특히 하드 우드를 90℃ 이상의 높은 온도로 가열하면서 10분 이상 압착하면, 장식판이 뒤틀리거나 휘는 불량이 발생할 수 있다.

이러한 진공 압착공정을 위한 맴브레인 프레스(membrane press)의 구조는 대한민국 등록특허 제10-0397033호 등에 개시되어 있으므로 그에 대한 구체적이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

(H) 표면 도장공정

진공 압착공정을 거친 장식판의 표면에 미화와 보호 및 내구성 향상을 위해 미리 정해진 도료를 일정한 두께로 칠하여 코팅한다.

여기서 도료로는 찍힘이나 충격에 의한 파손을 최소화하는 표면물성을 부여하기 위해 예를 들면, 우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 또는 열 경화형 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 우레아 수지(urea resin), 아크릴레이트계 수지 중에서 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

아울러 우레탄 코팅 및 자연 건조 방식 혹은 자외선 코팅 및 자외선 건조 방식 등을 이용하여 도장 처리할 수 있다.

< 우드시트의 역학적 특성치 시험 및 분석>

이와 같은 요철무늬 장식판의 제조방법에 따라 만들어지는 우드시트의 역학적 물성과 특성 등을 평가하기 위해 KES-FB system(Kawabata's Evaluation System for Fabrics)을 이용하여 아래의 각 항목에 대하여 측정을 하였다.

1) 인장특성(Tensile property)

2) 굽힘특성(Bending property)

3) 전단특성(Shearing property)

4) 표면특성(Surface property)

이때, 우드시트 시료(sample)는 불순물을 제거하여 사용하였으며, 처리 조건은 아래의 표 1과 같이 ① 침지 미처리 및 은행나무 추출액과 실리콘 유연제를 미처리한 시료, ② 침지 처리만 한 시료, ③ 침지 처리 후 은행나무 추출액만 처리한 시료, ④ 침지 처리 후 은행나무 추출액과 실리콘 유연제를 동시에 처리한 시료, ⑤ 침지 처리한 다음 은행나무 추출액을 먼저 처리한 후 실리콘 유연제를 이어서 처리한 시료 등 모두 8가지로 나누어 평가하였다.

시료	처리방법
1	침지 미처리 및 은행나무 추출액과 실리콘 유연제를 미처리
2	침지 처리
3	첨지 처리 후 은행나무 추출액(0.3%)만 처리
4	첨지 처리 후 은행나무 추출액(0.5%)만 처리
5	첨지 처리 후 은행나무 추출액(0.3%)과 실리콘 유연제(0.3%)를 동시에 처리
6	첨지 처리 후 은행나무 추출액(0.5%)과 실리콘 유연제(0.3%)를 동시에 처리
7	첨지 처리 후 은행나무 추출액(0.3%)과 실리콘 유연제(0.3%)를 연속으로 처리
8	첨지 처리 후 은행나무 추출액(0.5%)과 실리콘 유연제(0.3%)를 연속으로 처리

그 결과는 표준화하여 아래의 표 2에 나타내었다.

특성＼구분		시료 1	시료 2	시료 3	시료 4	시료 5	시료 6	시료 7	시료 8
인장	EM	4.96	5.67	6.67	6.34	6.21	6.65	6.94	6.87
	LT	1.576	1.365	1.03	0.91	0.68	0.51	0.84	0.54
	WT	15.3	16.2	16.8	16.02	16.34	15.98	16.30	17.41
	RT	56.34	58.31	54.03	55.47	59.64	60.32	58.77	61.21
굽힘	B	0.194	0.064	0.086	0.081	0.102	0.104	0.102	0.061
	2HB	0.0831	0.0631	0.0543	0.0498	0.0510	0.0394	0.0387	0.0363
전단	G	0.45	0.46	0.49	0.39	0.30	0.28	0.26	0.25
	2HG	0.68	0.69	0.84	0.35	0.34	0.33	0.30	0.29
	2HG5	0.84	0.89	1.24	0.39	0.35	0.31	0.30	0.28
표면	MIU	0.247	0.264	0.258	0.243	0.220	0.217	0.207	0.248
	MMD	0.0274	0.0254	0.0271	0.0198	0.0135	0.0147	0.0195	0.0184

여기서 인장특성은 외력에 의한 신장성 및 회복성을 나타내는 것으로, 인장특성의 선형도(LT)가 적고 인장회복도(WT)와 인장레질리언스(RT)가 클수록 유연성이 좋아짐을 의미하는데, 상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 침지 처리 후 은행나무 추출액과 실리콘 유연제를 처리할 경우 미처리 한 경우보다 선형도(LT)는 감소하고, 인장회복도(WT)와 인장레질리언스(RT)는 증가하였다. 신축성(EM)은 미처리 시료에서 가장 낮게 나타났으며, 은행나무 추출액만 처리했을 경우와 실리콘 유연제까지 처리했을 경우는 신축성이 증가한 것을 알 수 있다.

그 중에서 침지 처리를 선행한 후, 0.5%의 은행나무 추출액과 0.3%의 실리콘 유연제를 연이어 처리한 경우 가장 신축성이 증가하고, 신축성(EM)과 인장회복도(WT) 값이 증가하여 유연성이 향상된 것을 알 수 있다.

굽힘특성과 전단특성을 분석한 결과, 은행나무 추출액만으로 처리했을 때는 굽힘강성(B), 굽힘히스테리시스(2HB), 전단강성(G), 전단각 0.5°에서의 히스테리시스(2HG), 전단각 5°에서의 히스테리시스(2HG5), 모두 증가하였으나, 실리콘 유연제를 처리할 경우 이들 값이 점차 감소하여 유연해진다는 것을 알 수 있다.

특히 은행나무 추출액과 실리콘 유연제를 동시에 처리할 때보다 연속으로 처리할 경우 더 유연해져 곡면 등과의 밀착 및 조화를 위한 변형 작용이 더욱 향상됨을 알 수 있다.

표면특성의 변화를 살펴보면, 평균마찰계수(MIU)는 은행나무 추출액만으로 처리했을 때는 약간 증가하는 경향을 보이나 추가적인 실리콘 유연제 처리에 의해 다시 감소하여 표면이 매끄러워지는 것을 알 수 있다.

그리고 마찰계수의 평균편차(MMD)는 모든 처리조건에서 감소하였는데, 이는 은행나무 추출액과 실리콘 유연제가 섬유의 표면뿐만 아니라 섬유 사이의 틈에도 부착되는 것을 의미하여 표면이 더욱 균일하게 된다는 것을 알 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 요철무늬 장식판의 제조방법은 우드시트를 형태안정성은 좋아지면서 인장특성과 전단특성 등의 물성은 부드럽고 유연하게 연화시켜 개량목재의 요철무늬 표면에 부합하여 가압함으로써 한층 더 자연스럽고 안정적으로 부착할 수 있고, 이로 인해 진공 압착 과정에서 천연 무늬목이 개량목재의 오목한 홈부 등에 충분히 밀착되지 않거나 날카로운 요철무늬 부분에 의해 쉽게 갈라지거나 터지는 등의 손상을 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다.

그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

Claims (2)

1. 다음의 각 공정으로 이루어지는 요철무늬 장식판의 제조방법.
   (A) 개량목재의 표면에 입체적인 요철무늬를 형성하는 요철무늬 형성공정
   (B) 상기 요철무늬가 형성된 개량목재의 표면에 수용성 접착제를 도포한 후 상온에서 건조시키는 접착제 도포공정
   (C) 박판형 무늬목의 이면에 부직포를 오버레이(overlay) 한 우드시트를 글리세린과 물이 1:2 내지 1:3의 중량비로 배합된 침지액에 침지(dipping)한 후, 침지액이 흘러내리지 않을 때까지 상온에서 건조시키는 우드시트 연화공정
   (D) 상기 우드시트 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 은행나무 추출액(은행나무에서 추출한 수용성 액체로서 제품명: NaturalBio 2000, 제조사: 테라 바이오 월드 Co., Ltd.)을 처리하여 수착(sorption)시키는 1차 부직포 연화공정
   (E) 상기 1차 부직포 연화공정을 거친 우드시트 이면의 부직포에 연속으로 실리콘 유연제를 처리하여 수착(sorption)시키는 2차 부직포 연화공정
   (F) 상기 2차 부직포 연화공정을 거친 우드시트의 이면과 상기 개량목재의 표면을 부합시킨 후, 상기 우드시트의 표면을 반복적으로 두드려 압박하는 우드시트 가부착공정
   (G) 상기 우드시트 가부착공정을 거쳐 형성된 장식판을 진공 상태에서 80℃ 내지 160℃의 공기로 가열 및 프레스의 튜브형 펀치로 가압하여 상기 우드시트와 상기 개량목재를 일체화하는 진공 압착공정
   (H) 상기 진공 압착공정을 거친 장식판의 표면에 도료를 칠하는 표면 도장공정
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 (G) 공정에서 상기 우드시트의 무늬목을 이루는 나무의 종류 및 강도에 따라 진공 상태에서의 가열 온도 및 가압 압력과 시간을 달리 설정하는 것을 특징으로 하는 요철무늬 장식판의 제조방법.
   

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