KR20120066645A - 불소계 고분자 함침형 하드코팅을 구비한 프레스 플레이트 제공 방법 - Google Patents

불소계 고분자 함침형 하드코팅을 구비한 프레스 플레이트 제공 방법 Download PDF

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KR20120066645A
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패트릭 스미스
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Abstract

플레이트 또는 교차 배치된 프레스 플레이트 등의 프레스 표면을, 불소계 고분자로 함침된 경질 코팅으로 코팅 또는 도금하는 것을 포함하는 라미네이트 물품 제조 방법. 상기 불소계 고분자와 함께 사용될 수 있는 전형적인 코팅은 니켈 및 크롬, 이들의 조합 및 그 합금을 포함한다. 본 발명의 장점은, 연장된 플레이트 수명, 감소된 플레이트 세정 횟수, 빨라진 프레스 시간을 포함하며, 보다 낮은 제품 원가와 더 나은 장치 이용을 뒷받침할 것으로 예상된다. 또한, 라미네이트 제품은 라미네이트 제품의 일부로서 불소계 고분자를 포함한다. 이러한 방법은, 통상 α-셀룰로오스 층으로서 라미네이트의 상부 표면에 있는 경질 입자들 위에 놓이는 이른바 "오버레이"층을 생략할 수 있게 하면서도, 프레스 면의 연장된 수명을 제공할 수 있다.

Description

불소계 고분자 함침형 하드코팅을 구비한 프레스 플레이트 제공 방법 {PROCESS OF PROVIDING PRESS PLATES WITH A FLOURO-POLYMER IMPREGNATED HARD COATING}
본 발명은 신규한 라미네이트 및, 프레스 장치를 사용하여 이를 제조하는 방법에 대한 것이다. 본 발명의 라미네이트는 복수개의 작은 경질 입자를 포함함으로써 생성되는 마모 저항성 표면을 가지는데, 라미네이트 제조 중에 상기 입자들의 적어도 일부는 프레스 장치에 인접하게 된다. 이러한 라미네이트를 형성하기 위해 사용되는 프레스 장치는 프레스 플레이트, 프레스 벨트를 구비한 라미네이트 프레스일 수 있거나, 혹은 복수개의 라미네이트 층들이 프레스 플레이트에 의해 분리되어 라미네이트 제품들의 스택(stack)이 단일의 프레스 사이클 동안 가압 및 형성될 수 있다. 프레스 장치는 압력을 적용하여 개개의 층 또는 라미나(lamina)들을 라미네이트 물품으로 형성 및 통합(consolidation)한다. 작은 경질 입자의 존재로 인해, 프레스 플레이트이든 교차 배치형(interleaved) 프레스 플레이트이든 간에, 프레스 면(pressing surface)의 마모(abrading) 또는 연마(polishing)가 일어난다. 코팅 내로 포함된 불소계 고분자를 프레스 면에 사용함으로써 긁힘 현상(scratching)의 감소가 이루어진다. 이러한 신규한 라미네이트 물품 역시 동일한 불소계 고분자를 포함한다.
프레스(pressing)에 의해 생산된 라미네이트 물품은 일반적으로 잘 알려져 있으며, 지난 수 십년간 널리 사용되어 왔다. 라미네이트 물품은 통상, 복수개의 층 또는 라미나로 이루어지며, 이들 층 또는 라미나들은 프레스 장치 내에서 열과 압력 하에 통합된다. 이들 층은 열경화성 수지 등의 결합제로 개별적으로 함침되거나, 혹은 대안적으로는, 미리 함침되어 건조되고 이른바 B-스테이지로 부분 경화되어 "프리프레그"를 형성한 다음, 종이 또는 코어 재료 등의 하나 이상의 다른 층, 예를 들어, 파이버 보드(fiberboard) (통상 중간 밀도 파이버 보드(MDF) 혹은 고밀도 파이버 보드 (HDF)), 아마(flax), 석고(gypsum), 합판, 파티클 보드(particle board), 배향성 스트랜드보드(oriented strandboard: OSB), 재활용 열경화성 및/또는 열가소성 재료, 바인더로 고정된 미사용 열경화성 입자들, 합성 또는 천연 고무 함유 층들 및 이들의 혼합물과 함께; 그리고 라미네이트의 뒤틀림을 방지하기 위한 백킹(backing) 또는 "밸런스" 층과 함께, 프레스로 공급될 수 있다. 또한, 상기 백킹층은 통상 하나 이상의 종이층과 함께 열경화성 수지로 형성되고, 전통적으로는 프리프레그의 형태를 가진다. 적절한 열경화성 수지는 멜라민-포름알데히드, 페놀-포름알데히드, 페놀-우레아-포름알데히드 및 폴리에스테르 수지를 포함한다. 라미네이트의 상부 표면은, 예를 들어, 인쇄된 혹은 단색의 장식 종이 (decor paper) 등, 하나 이상의 장식층을 포함할 수 있거나, 혹은 전술한 "코어"가 그 자체로, 예를 들어, 장식 잉크를 그 위에 직접 인쇄함으로써, 혹은 그 위에 상이한 패턴으로 페인트 또는 라커 층을 도포함으로써, 혹은 이들의 조합에 의해 장식될 수 있다.
그러나, 이제까지 제조된 이러한 라미네이트의 상부 표면은, 상기 표면에 복수개의 경질 입자들이 도포되지 않는다면, 스크래칭될 수 있거나 그렇지 않으면 손상을 받을 수 있다.
공동 양수된, 미국특허 4,940,503호에서는, 마모 저항성 표면층을 가진 장식성 열경화 라미네이트의 제조 방법을 개시하고 있는 바, 여기서는 제조 공정 중에 복수개의 경질 입자들이 적용된다. 이러한 공정은, 플로어 보드 등 마모도가 높은 영역에서 이용될 수 있는 제1 마모 저항성 라미네이트를 생산하며, 이로써 여성의 하이힐 구두 등에 의한 충격뿐만 아니라, 신발 바닥면에 붙어 들어온 작은 돌과 그 외 잔해물 혹은 표면을 가로 지르는 가구 다리의 이동으로 인해 발생하는 긁힘에 대하여 저항성을 가지는 바닥재를 제조할 수 있다. 모스 경도가 5 이상, 바람직하게는 6 이상인 경질 입자, 예를 들어, 알루미늄 옥사이드, 실리카, 질화규소, 탄화규소, 다이아몬드 및 그 외 유사한 경질 입자는, 이러한 라미네이트 물품에 마모 저항성을 부여하는 데에 유용한 것으로 확인된 바 있다. 열경화성 수지, 예컨대, 멜라민-포름알데히드 수지 등의 수지로 함침된 α-셀룰로오스인 가장 윗쪽의 "오버레이(overlay)" 층이 이러한 마모성 입자들 위에 놓이게 된다.
그러나, (원용에 의해 본 명세서에 전체로서 통합되는) 공동 양수된 미국 특허 제6,106,654호가 보고한 바에 따르면, 라미네이트 물품 내에서 이러한 마모 저항성 및 스크래치 저항성 표면층을 제조하는 경우, 심지어 오버레이 층을 사용하는 경우에도, 라미네이트 공정 중에 사용되는 프레스 플레이트(press plate)가 라미네이트 표면에 있는 비교적 커다란 입자들에 의해 긁히게 되는 일이 흔히 발생한다. 이러한 프레스 플레이트는 매우 비쌀 뿐만 아니라 고품질의 재료로부터 제조되므로, 1회용 알루미늄 호일의 매개층을 사용하여 프레스 플레이트를 보호하는데, 이는 생산 단가에 영향을 주는 것이다.
이에, 미국특허 제6,106,654호의 특허권자는, 경질 입자를 상이한 코팅들로 적용하는 것을 제안하였는 바, 상부 코팅은 15㎛ 이하의 입자를 가지고, 종이 웨브의 다른쪽 면은, 혹은 이러한 경질 입자를 포함하는 별도의 종이 상에서, 평균 입경 30 내지 90㎛의 입자들을 가진다. 이러한 공정은 프레스 면을 향하여 직접 위쪽으로 가장 작은 입자를 제공하고, 보다 큰 입자들은 프레스 플레이트로부터 먼쪽에 제공함으로써 프레스 플레이트에 긁힘이 발생하는 것을 감소시킨다. 그러나, 마모 저항성 라미네이트가 점차 대중화됨에 따라, 특히 마루의 경우, 마모 저항성에 대하여 보다 높은 기준이 정해지게 되었고, 이로써, 마모 저항성 입자의 크기와 부하량에 있어, 전술한 공정에 의해 달성될 수 있는 것보다 더 많은 유연성이 필요하게 되었다.
따라서, 복수개의 작은 경질 입자를 포함하는 라미네이트 물품의 제조 동안 프레스 표면의 긁힘 현상을 방지하는 것이 여전히 필요한 실정이다.
또한, 금속 프레스 플레이트 상에서 층을 형성하는 다수개의 라미네이트 층들을 쌓아 올린 다음, 이러한 적층물(stack)을 라미네이트 프레스에 로딩(loading)하여 단일 프레스 사이클 내에서 다수개의 라미네이트 물품을 생성할 수 있다. 활성화 시, 프레스 플레이트는 전체 적층물에 압력을 부여하고, 프레스 플레이트는 이러한 압력을 상기 적층물 상으로 분배하며, 이로써, 복수개의 라미네이트를 단일 프레스 사이클 중에 생성하게 된다. 이러한 공정은 (원용에 의해 전체로서 본 명세서에 통합되는) 미국 특허 제3,215,579호에 나타나 있다.
이들 종래 기술 각각은, 원용에 의해 전체로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 열경화성 수지를 포함하는 라미네이트 제품을 제조하기 위한 방법에에 대한 것이다. 본 방법에서 사용되는 프레스 면은 프레스에 직접 부착되거나 이에 인접한 프레스 플레이트의 형태를 취할 수 있거나, 혹은 한꺼번에 복수개의 라미네이트를 동시 가압하도록 교차 배치된(interleaved) 라미네이트 재료의 적층물에 제공된 프레스 플레이트의 형태를 가질 수 있다.
가장 바람직하게는, 이러한 프레스 플레이트/프레스 플레이트/벨트는, 예를 들어, 불소계 고분자로 함침될 수 있는, 니켈 및/또는 크롬 또는 그의 합금의 코팅을 구비한 스테인리스 강 등의 금속으로 형성된다.
그의 구성 성분으로서 불소계 고분자를 함유한 새로운 라미네이트 물품도 본 명세서에 개시되는 바, 이는 라미네이트 제품 내에서 복수개의 경질 입자에 의해 제조되는 마모 저항성 표면을 가진다. 이러한 재료는 마루, 벽, 천정 패널, 건축용 판재, 및 마찰 저항 표면을 제공하는 마루의 구성 부품으로 사용되어 표면 스크래치없이 다년간의 허용 가능한 수명을 제공한다.
도 1은 라미네이팅 프레스의 모식도이고;
도 2는 다중 플레이트 프레스의 모식도이다.
앞서 언급한 바와 같이, 라미네이트, 특히 열경화성 장식 라미네이트의 생산은 널리 알려져 있다. 따라서, 라미네이트는, 도 1에 나타낸 바와 같은 형태의 라미네이팅 프레스를 이용하여 제조될 수 있는데, 이는 (도시되지 않은) 유압력, 공기력, 기계력, 전기력, 또는 그 외의 힘에 의해 각각 작동되는 상부 및 하부 플레이트(110)을 구비하여, 플레이트(110)이 서로에 대하여 이동하는 경우 압력이 생성된다. 프레스의 가장 바람직한 형태는, 유압식으로 작동하되, 하부 플레이트(110)은 고정되고, 단지 상부 플레이트(110)만이 이동 가능한 프레스이다. 그러나, 다른 형태의 프레스들도 사용될 수 있다. 사용에 있어, 복수개의 라미나들은 플레이트(110) 사이에 삽입되어 물품 또는 라미네이트로 통합된다. 라미나들은 그 자체가 하나 이상의 층들로 이루질 수 있되, 이들 중 적어도 일부에는, 이른바 "B 스테이지"라고 하는 사전 경화 단계를 거치거나, 혹은 이러한 단계를 거치지 않은, 열경화성 수지가 적용되어 있고 프레스 내에서 고온 및 고압 조건 하에 통합된다.
도 1은, 복수개의 라미나가 공급되는 전형적 프레스 장치를 나타낸 것으로, 적어도 하나는, (통상 두께가 0.2 내지 2.0㎜인) 목재 베니어 (veneer), 선택에 따라 열경화성 수지로 함침된, 인쇄된 혹은 단색의 종이층인 하나 이상의 층을 포함하는 장식 종이 또는 장식층(122)이고, 적어도 하나는 베이스 층 종이 또는 코어 재료(124)이다. 베이스 층으로 적절한 것은, 열경화성 수지로 함침된 크라프트(Kraft) 종이층 혹은 다른 종이층이고, 코어 재료로서 적절한 것은, MDF 또는 HDF 등의 다양한 셀룰로오스층, 합판, 배향성 스트랜드보드, 파티클보드, 석고, 아마; 접착제로 함께 구속된 열경화성 및/또는 열가소성 입자들, 석고, 재활용 열경화성 수지 입자들이다. 열경화성 수지는 액체 상태로 코팅된 다음 건조되어; 선택에 따라 B-스테이지로 경화될 수 있거나; 혹은 여전히 젖어 있는 새롭게 도포된 수지일 수 있다. 라미나의 상부층은 모스 경도가 대략 5 이상, 가장 바람직하게는 대략 6 이상의 경질 입자를 포함하며; 예를 들어, 알루미늄 옥사이드, 실리카, 탄화규소, 질화규소, 다이아몬드 및 이들의 조합의 입자를 포함한다. 이들 경질 입자들은 바람직하게는, 작은 크기의 것으로, 다시 말해 약 2 내지 약 120 미크론, 더 바람직하게는 약 5 내지 약 90 미크론, 가장 바람직하게는 약 8 내지 약 80 미크론의 범위의 평균 입경을 가진다. 따라서, 여기서 사용된 바의 "작은 경질" 입자는, 최대 120 미크론의 평균 입자크기와 약 5 이상의 모스 경도를 가진다. 이러한 작은 경질 입자들은 통상 상부층 전체에 걸쳐 분산되는 바, 예를 들어, 종이 또는 수지 전체에 걸쳐 매립(imbed)되거나 혹은 표면에 흩뿌려진다. 명백하기로는, 본 발명에 의해 제공된 보호가 없는 경우, 프레스 플레이트(100)에 인접한 경질 입자들은 플레이트의 표면에 긁힌 자국을 만들거나 이를 손상시킬 수 있는 곳에 위치하여, 플레이트의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라, 플레이트의 표면에 가벼운 결함 또는 홈(gouge)을 만들어서, 이들 표면의 결함으로 인해 이후에 생산되는 라미네이트들은 그의 상부 표면에 음각 재현물(negative reproduction)을 가지게 되거나 혹은 광택 변화가 나타날 수 있다. 다른 라미나들은 라미네이트의 저부에 천연 또는 합성의 발포형 혹은 미발포형 고무의 사운드 댐프닝(sound dampening) 층, 밸런스층, 또는 음향층을 포함할 수 있다.
라미네이트, 특히 마루에서 사용되는 라미네이트 분야의 최근 관심사는, 천연 재료를 복제한 느낌을 주는 "진짜 같은" 라미네이트를 제조하는 것에 있다. 예를 들어, 목재 마루를 라미네이트로 교체하고자 하는 경우, 라미네이트는, 실제 목재 마루에서 확인되는 바와 같은, 옹이 구멍(knot hole), 나뭇결(graining), 패인 부분(pit), 미세 크랙 및, 다른 유사한 표면 특질 등의 실제 나무의 표면 구조를 포함하도록 보이는 것이 바람직할 것이다. 이러한 표면 특질은, 예를 들어, 아래 이미지로 "등록" 또는 강화될 수 있거나 혹은 무작위일 수 있다. 융기 및/또는 함몰된 표면을 가진 라미네이트에 의해 재현된, 돌 또는 광물질 마루 등, 다른 형태의 모조 천연 제품의 경우도 이와 마찬가지이다. 이에, 플레이트(110)의 표면은, 가장 흔하기로는, 니켈 및/또는 크롬 금속 또는 이들의 합금과 같은 금속으로 피복된다. 플레이트(110) 및/또는 상부 플레이트(110) 상의 코팅(118)은, 라미네이트 내에 나뭇결 또는 패인 부분을 모방하기 위한 작은 돌출부 등과 같이 나무판의 음각 표면을 가질 수 있다. 하부 플레이트(110) 상의 코팅(120)은, 통상 라미네이트 제품에 있어 사용 시에는 보이지 않는 저부를 형성하기 때문에, 동일한 정도의 표면 장식을 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 그러나, 하부 판(110) 상에서 하부판(110) 코팅(120)에 의해 부여되는, 표면의 특질적 점조각(stippling) 또는 그 외 구조적인 표면 특질이 라미네이트의 저부에도 존재할 수 있다.
상부 플레이트(110)의 긁힘을 방지하고, 플레이트의 수명을 연장하기 위해 본 발명은 통상 스테인레스 강으로 형성된 플레이트(110)을, 니켈 및/또는 크롬 코팅(118)로 코팅한다. 본 발명에서는, 금속 코팅은 플루오로카본, CF3(CF2)n-CF3 등의 불소계 폴리머, 예를 들어, 중량 평균 분자량이 약 400,000 내지 9,000,000인 폴리테트라플루오로에틸렌 폴리머 등으로 함침되는데; 이러한 재료는 "TEFLON" 이라는 상표로 시판되고 있다. 출원인이 생각하기로는, 본 발명에 따라 제공되는 프레스 면은 돌출부(protrusion) 및 함몰부(depression)를 포함하는 이러한 표면 등의 라미네이트 표면으로부터 더 쉽게 이형(release)될 수 있을 뿐만 아니라, 플레이트 면을 수리하거나 교체할 필요 없이 프레스 플레이트를 더 많은 프레스 사이클에서 이용할 수 있다.
대부분의 전통적인 라미네이트는 경질 입자 위에 최상부 층으로서 α-셀룰로오스 등의 이른바 "오버레이" 층을 하나 이상 포함하지만, 본 발명에 따르면, 이러한 "오버레이"층을 생략할 수 있으며, 마모 저항성 경질 입자가 오버레이 종이 없이 가장 위에 있는 라미나의 최상부 표면에 직접 적용되도록 할 수 있다. 이러한 공정은 보다 바람직한 제품을 만들 수 있는데, 왜냐하면 상기 오버레이의 존재는, 별로 크지 않은 정도라 할지라도, 장식층에 있는 장식부를 모호하게 만들 수 있기 때문이다. 코어 재료 자체의 가장 위쪽의 면 또는 층으로 마모 저항성 입자의 적어도 일부를 통합시키는 것 역시 본 발명의 범위 내로 고려되는 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 여기 도시된 프레스에서는, 상부 및 하부 프레스 플레이트(110) 각각에 니켈 및/또는 크롬 코팅(118, 120)이 제공되어 있고, 이러한 코팅(118, 120)은 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 폴리머로 함침되어 있다. 열경화성 수지가 여전히 젖어 있는 동안 직접 적용되는 경질 입자를 가지는, 장식 종이를 포함한 함침된 장식층(122)는, 프리프레그 크라프트 종이 층으로 형성된 코어(124) 및 밸런스층(126)에 라미네이트되는데, 이는 프레스 플레이트(110)을 서로 가까이하여 승온 가열 조건 하에 높은 압력을 적용함으로써 층 (122, 124, 및 126)을 접착시켜 라미네이트를 형성한다. 본 구현예에서, 층(124) 및 (126)은 프리프레그 종이 코어 층 및 밸런스 층이지만, 이들은, 예를 들어 앞서 언급한 MDF, HDF 및/또는 파티클 보드, 석고, 합판, OSB, 플랙스 보드 등의 코어 재료와 같은 다른 재료로 쉽게 대체될 수 있다. 장식 종이(122)는 건조되거나 혹은 심지어 이른바 B-스테이지로 부분 경화되었거나, 혹은 여전히 젖은 상태일 수 있는 열경화성 수지로 함침될 수 있다. 단지 하나의 예시로서, 층(124)는 이른바 B-스테이지 경화 수지 함침 종이 또는 전술한 바와 같은 다른 코어 재료의 프리프레그일 수 있다. 층 (122, 124, 및 126) 중 어느 것의 사이에는, 특히 이들 층이 부분적으로 B-스테이지 경화형인 경우, (도시되지 않은) 접착제가 삽입될 수 있다. 최종 라미네이트 제품은 마모 저항성이 매우 높아 마루판, 널빤지, 타일 등과 같이 마모가 많이 일어나는 영역에 사용될 수 있다. 이렇게 사용되는 경우, 라미네이트의 가장자리부는 연결 구성요소(joining element), 예를 들어, 그루브(groove) 및/또는 장부(tenon)를 구비할 수 있거나, 혹은 개개의 판을 통일된 마루 구조물로 연결시키기 위한 별개의 연결 단편과 함께 사용될 수 있다. 라미네이트 마루는, 가장 전형적으로는, 서브 플로어(subfloor) 등의 하부 구조물에 부착되지 않으며, 하부 구조에 독립적으로 자유롭게 이동할 수 있어 " 플로팅 플로어(floating floors)" 라고 불리운다. 따라서, 연결 구성요소는 개개의 라미네이트 보드를 함께 고정하여 수직방향으로의 분리를 방지할 뿐만 아니라 보드 사이의 연결부의 가장자리를 따라 수평방향으로 분리되는 것도 방지한다. 이는 미국특허 제5,706,621호 및 그의 재등록 US RE 39,439호; 미국 특허 제6,006,486호; 제6,101,778호; 및 제6,397,547호에서 확인되는 바의 기술에서의 임의의 공지된 고정 시스템에 의해 달성될 수 있으며, 상기 문헌들은 모두 원용에 의해 본 명세서에 통합된다.
불소계 고분자 함침형 코팅을 포함한 프레스 플레이트를 이용함으로써 라미네이션 공정 동안 프레스 플레이트로부터의 이형 작업이 보다 원활해질 뿐만 아니라 경질 입자에 인접한 프레스 표면에 대한 긁힘 현상도 감소된다. 저압 또는 직접 압력 라미네이션의 경우, 이는 수지가 프레스 플레이트에 혹은 프레스플레이트 상에 달라붙게 될 가능성을 감소시키는 것을 의미하며, 이로써 프레스 시간이 빨라지고, 잠재적으로는 제조 비용의 감소를 가능케 한다. 프레스 동안에는, 전술한 바와 같이, 플레이트는 통상 가열된 후에 다양한 층들에 대하여 가압된다. 압력과 온도의 결과로서 플레이트와 층들 사이의 상호 작용으로 인해 접착이 빈번하게 발생한다. 이러한 접착은, 통상, 프레스 공정 상의 애로 사항이 되고 있다. 본 발명의 재료를 포함함으로써, 이러한 접착이 상당히 감소되거나 혹은 완전히 없어질 것으로 생각된다. 기대하기로는, 생산 속도가 10% 이상 증가될 수 있다.
블로어 (도시되지 않음)를 포함하여, 프레싱 후 프레스 플레이트와 프레스된 라미네이트 사이에 공기 스트림을 적용함으로써 접착을 추가로 감소시키는 것도 본 발명의 범위 내로 고려되는 것이다. 불균일 냉각의 위험을 줄이기 위해 이러한 공기는 플레이트 및/또는 가열된 라미네이트의 온도에 가까운 온도까지 가열되어야 한다.
나아가, 플레이트의 수명이 연장되고, (끝손질(refinishing) 이전의 프레스 사이클 횟수가 많아지며) 잠재적으로는 플레이트의 세정 횟수가 감소하고, 프레스 시간이 빨라질 것으로 기대되는 바, 이들 모두는 제조 비용을 줄이고 장치의 이용을 보다 원활히 할 것으로 기대된다.
"진성(true) 액체 오버레이" 제품을 생산함에 있어 마모 저항성 입자들이 오버레이 종이 없이 장식부의 최상부에 직접 적용되는 경우 본 발명의 특징적인 장점이 구현된다. 논의한 바와 같이, 미국특허 제4,940,503호 및 제6,106,654호는 마모성 입자 위의 층으로서 오버레이 종이 및 프레스 표면을 사용하는데, 미국 특허 제 6,106,654호에서 보고된 바와 같이, 이 경우에도 프레스 플레이트의 긁힘 현상은 여전히 존재한다. 본 발명의 방법은 오버레이 시트를 생략할 수 있게 하면서도, 긁힘 현상의 감소로 인해 프레스 플레이트 수명을 연장시킬 것으로 기대할 수 있다.
본 발명 이전에는, 오버레이 없이 제품을 생산하는 경우 플레이트의 수명은 (오버레이를 구비한 전통적인 제품을 생산하는 경우와 비교할 때, 그 수명의 단지 10% 미만 정도로서) 허용 불가하게 낮은 수준이었으며, 이로 인해 플레이트에 소요되는 비용과 (생산 용량을 보장하기 위한 추가의 플레이트 및 높은 보수 비용 등) 투자 비용이 높았다. 따라서, 본 발명은 α-셀룰로오스의 전통적인 오버레이 층의 사용을 피할 수 있도록 하여 재료 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 플레이트의 수명을, 본 발명의 사용이 없는 경우 플레이트가 경험하게 되는 것보다 훨씬 길게 연장할 수 있을 것으로 기대된다.
도 2는, 도 1의 프레스 사이클에 유사한 것이되, 다만 다양한 층들 사이에 (임의의 개수일 수 있는) 프레스 플레이트(11)가 제공되어, 오버레이 시트(14), 작은 경질 입자의 피복부를 구비한 장식부 시트(13), 코어층(12) 등의 라미네이트를 형성하여, 복수개의 개별적 라미네이트 제품들을 단일 프레스 사이클에서 제조할 수 있는 것이다. 그러나, 각각의 경우, (상부 및 하부 프레스 플레이트(15)와 유사하게) 프레스 플레이트(11)은 적어도 한쪽 면에, 본 발명에 따라 불소계 고분자로 함침되어 있는 니켈 또는 크롬 코팅 등의 금속 또는 금속 합금 코팅(10)을 구비하여, 도 1에서 논의된 단일의 제품 생산 사이클을 사용하여 달성된 장점들을 달성하게 된다.
실시예 1
표면 중량이 40 g/㎡인 α-셀룰로오스의 오버레이 종이 두루마리를, 건조 함침 종이에 대하여 계산하였을 때 수지 함량이 70 중량%가 되도록 멜라민 포름 알데히드 용액으로 함침시킬 수 있다. 이처럼 함침된 종이는, 용매가 증발될 수 있는 가열 오븐 내로 연속하여 공급될 수 있다. 동시에, 상기 수지는 이른바 B-스테이지까지 부분 경화될 수 있다. 통상, 수득 가능한 이러한 제품은 프리프레그라 불리운다.
표면 중량이 80 g/㎡인 장식 종이(decor paper), 다시 말해 표면 장식을 형성하는 프린트를 가질 수 있는 종이 두루마리를 오버레이 종이와 동일한 방식으로 처리할 수 있다. 수지 함량은, 건조 함침 종이에 대하여 계산하였을 때 40 중량%일 수 있다.
표면 중량이 170 g/㎡인 장식 종이 두루마리 또한, 멜라민-포름 알데히드 수지 대신 페놀-포름알데히드를 사용한 것을 제외하고는, 동일한 방식으로 처리할 수 있다. 수지 함량은 건조 함침 종이에 대하여 계산하였을 때 30 중량%일 수 있다. (코어 종이를 생성하기 위해) 3장의 상기 프리프레그 시트를 페놀 포름알데히드 수지로 함침시킬 수 있으며, 하나의 장식 종이 및 오버레이 종이를, 본 발명에 따라 처리될 수 있는, 2개의 프레스 플레이트 사이에 위치시킬 수 있다. 이들 시트를 145℃의 온도에서 90 kp/㎠의 압력으로 가압하여 균일한 장식 라미네이트를 형성할 수 있다. 프레스 플레이트는 작업 시에 어떠한 열경화성 수지의 접착도 보이지 않을 것으로 기대된다. 최종 라미네이트를 분석할 경우, 프레스 플레이트 상의 코팅 내에 함침된 불소계 고분자의 일부가 라미네이트 내부로 이동하는 것이 확인될 것으로 예상된다.
실시예 2
α-셀룰로오스의 오버레이 종이를 생략하고, 프레스 사이클 전에 젖은 상태의 수지 장식 종이에 직접 경질 입자를 위치시켜, 본 발명에 따라 처리된 프레스 플레이트와 접촉시키는 것을 제외하고는, 실시예 1에 유사한 공정이 수행될 수 있다. 라미네이트 물품은, 불소계 고분자가 라미네이트 제품으로 이동하는 것을 나타낼 것으로 기대되며, 본 발명에 따라 처리된 프레스 플레이트의 향상된 윤활도로 인해 세정 및/또는 보수를 하지 않고 프레스 플레이트를 보다 연장된 기간 동안 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명을 그의 구체적인 구현예들과 관련하여 기술하였으나, 이러한 구현예들은 오로지 예시적인 것일 뿐 본 발명을 한정하지 않으며, 본 발명의 사상과 범위를 이탈하지 않은 채 본 발명에 대한 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 이해되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 복수개의 작은 경질 입자를 포함하는 라미네이트의 제조 중에 프레스 플레이트의 마모를 감소시키기 위한 방법으로서,
    (a) 하나 이상의 층은 장식부(decor)인 2개 이상의 층을 제공하는 단계;
    (b) 상기 장식부에 또는 상기 장식부 상에 복수개의 작은 경질 입자를 제공하여 상기 장식부에 마모 저항성을 부여하는 단계;
    (c) 상기 장식부를 포함하는 상기 2개 이상의 층을 프레스의 플레이트들 사이에 위치시키되, 상기 플레이트 중 하나 이상은 불소계 고분자로 함침된 금속 코팅을 포함하고, 상기 작은 경질 입자들은 상기 코팅을 구비한 상기 하나 이상의 플레이트에 인접하여 위치되는 단계;
    (d) 양의 압력(positive pressure)을 적용하고 가열하여, 상기 장식부와 상기 경질 입자를 포함하는 상기 2개 이상의 층들을 통합하여 라미네이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경질 입자들 위에 α-셀룰로오스의 오버레이 시트를 더 제공하여, 상기 코팅이 단계 (d) 동안 상기 오버레이 시트와 접촉하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    각각의 플레이트에 불소계 고분자로 함침된 금속 코팅을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속은 니켈, 크롬, 이들의 조합, 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입자들은 실리카, 탄화규소, 질화규소, 및 다이아몬드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 중 하나 이상은 하나 이상의 돌출부 및 함몰부를 구비하여 상기 라미네이트의 표면에 표면 구조를 부여하고, 상기 코팅은 상기 하나 이상의 돌출부 및 함몰부를 피복하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장식부는 코어에 직접 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 장식부는 열가소성 수지로 함침된, 인쇄된 혹은 단색의 종이 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 장식부 층은 작은 경질 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 코어는 복수개의 종이 시트, 파이버보드, 합판, 파티클 보드, 배향성 스트랜드 보드, 아마, 석고, 바인더로 함께 고착된 열경화성 입자들, 및 천연 목재로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    복수개의 구성 성분 (a), (b), 및 (c)는 프레스 내에서 층으로 적층되되, 각각의 적층물(stack) 사이에 프레스 플레이트를 제공하고, 상기 프레스 플레이트의 적어도 한쪽 면에 불소계 폴리머로 함침된 금속 코팅을 제공하고, 상승된 압력과 상승된 온도를 적용하여 각각의 상기 적층물을 별개의 라미네이트로 통합시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프레스 플레이트의 양쪽 면이 불소계 고분자로 함침된 금속 코팅을 구비한 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 코팅에 하나 이상의 돌출부 및 함몰부를 제공하여 상기 라미네이트의 표면에 표면 구조를 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 하나 이상의 장식 표면;
    상기 장식 표면 내에 혹은 상기 장식 표면 상에 있는 복수개의 작은 경질 입자; 및,
    불소계 고분자를 포함하는 라미네이트 물품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 장식 표면은 상기 라미네이트의 별개의 층의 일부인 것을 특징으로 하는 라미네이트 물품.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 장식 표면은, 종이, 열경화성 라미네이트, 및 목재 베니어로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 라미네이트.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 장식 표면에 고착된 코어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 물품.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 경질 입자 위에 α-셀룰로오스 오버레이 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 물품.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 코어는 복수개의 종이 시트, 파이버보드, 합판, 파티클 보드, 배향성 스트랜드 보드, 아마, 석고, 바인더에 의해 고착된 열경화성 입자들, 및 천연 목재로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 물품.
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