KR20140066187A - 판넬 코팅 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바닥 판넬을 코팅하는 방법, 및 이러한 방법에 의해 생산된 바닥 판넬에 관한 것이다. 본 발명은 적층체, 예를 들어 빌딩 판넬, 바람직하게 바닥 판넬을 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 목재 섬유 기반 코어(3), 예를 들어 HDF 판넬의 한쪽 측면 상에 페이퍼(2)를 적용하고, 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼(2) 상에 무늬(8)를 생성시키고, 페이퍼(2) 상에 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 적용하고, 수지를 지닌 페이퍼(2) 및 무늬(8)를 바람직하게 IR 램프를 이용하여 가열하고, 수지를 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한, 적층체를 생산하는 대안적인 방법들 및 이러한 적층체에 관한 것이다.
Description
기술분야
본 발명은 일반적으로 판넬, 예를 들어 빌딩 판넬의 코팅의 분야에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 바닥 판넬을 코팅하는 방법, 및 이러한 방법에 의해 생산된 바닥 판넬에 관한 것이다.
본 발명의 적용 분야
본 발명은 목재 섬유 코어 및 얇은 장식용 내마모성 표면을 갖는 바닥 판넬들로 형성된 플로팅 바닥(floating floor)에서 사용하는데 특히 적합하다. 이에 따라, 종래 기술(prior-art technique), 공지된 시스템들의 문제점들, 및 본 발명의 목적들 및 특징들의 하기 설명은 비-제한적인 예로서, 특히, 이러한 적용 분야를 그리고 특히 전통적인 목재 섬유 기반 적층 바닥재와 유사한 바닥재를 목표로 할 것이다.
본 발명이 또한 예를 들어 벽 판넬, 천장, 및 가구 구성요소들 및 유사한 것들로서 다른 적용들에서 사용될 수 있다는 것이 강조되어야 한다.
공지된 기술
예를 들어, 바닥재, 벽 판넬 또는 가구 구성요소들에 대해 사용되도록 의도된 전통적인 적층된 판넬들(P)은 도 1a에 도시된 바와 같이 하기 단계들에 의해 생산된다:
● 목재 섬유 기반 재료의 코어(3)의 한쪽 측면 상에 균형층(balancing layer)(4)으로서 멜라민 포름알데하이드 수지 함침 크라프트지(kraft paper)를 적용하는 단계;
● 코어(3)의 다른 측면 상에 멜라민 포름알데하이드 수지 함침된, 프린팅된 무늬지(decor paper)(2)를 적용하는 단계;
● 무늬지 상에 내마모성 입자들, 예를 들어 알루미늄 옥사이드를 지닌 멜라민 포름알데하이드 수지 함침된 투명 오버레이 페이퍼(1)를 적용하는 단계; 및
● 연속식 또는 불연속식 프레스에서 열 및 압력을 가함으로써 수지들을 경화시켜 적층체(laminated product)를 수득하는 단계.
통상적인 프레스 파라미터들은 40 bar 압력 및 160 내지 200℃의 온도이며, 가압 시간은 12 내지 30초이다. 상단 표면(top surface)의 가압은 일반적으로 판넬의 표면 구조가 생성된 엠보싱된 프레스 플레이트(embossed press plate)에 대해 이루어진다. 함침 전에 60 내지 80 g/㎡의 평량을 갖는 무늬지는 일반적으로 약 50 중량%의 멜라민 포름알데하이드 열경화성 수지들을 포함한다. 오버레이에서의 수지 함량은 더욱더 높을 수 있다.
또한, 함침 비용을 감소시키고, 함침된 페이퍼가 6 내지 12달의 최대 저장 수명을 갖는 바 프린팅된 무늬지의 저장 수명(stock lifetime)을 증가시키기 위해 함침되지 않은 무늬지를 사용할 수 있다는 것이 알려져 있다. 함침된 장식용 페이퍼(decorative paper)들과 관련된 다른 단점들은 이러한 페이퍼가 끈적거림(stick)을 방지하기 위해 환경 조절식 창고(climate controlled warehouse)에서 저장되어야 하며 낮은 생산 비용을 얻기 위해 최소 약 3톤의 양이 함침되어야 하며 장식용 페이퍼가 함침 동안에 팽창하고 수축하는데, 이는 프린팅된 패턴이 판넬 크기 또는 프레스 플레이트들의 엠보싱 패턴에 맞춰져야 할 때 문제를 발생시킨다는 것이다.
오버레이 페이퍼에 대한 대안으로서, 무늬지의 상단 상에 멜라민 포름알데하이드 수지 및 내마모성 입자들을, 후속하여 가압 이전에 건조되는 액체 형태, 또는 예를 들어 목재 섬유들과 혼합된 건조 분말 형태로 적용하는 것이 알려져 있다. 이러한 보호층은 "액체 오버레이" 또는 "분말 오버레이"로 지칭된다.
또한, 보드(board)에 함침되지 않은 무늬지를 직접적으로 적용하고 이후에 여러 단계에서 이러한 보드 및 무늬지 상에 수지를 습윤 액체 형태(wet liquid form)로 첨가하고 중간 건조 구역들에서 수지로부터 물을 제거하는 것이 알려져 있다. 이러한 함침은 가압 작업과 함께 이루어진다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 함침된 코어 페이퍼가 함침되지 않은 장식용 페이퍼 아래에 서브층(12)으로서 적용될 수 있으며 코어 페이퍼로부터의 수지들이 가압 동안에 장식용 페이퍼로 침투할 수 있다는 것이 또한 알려져 있다. 이러한 생산 방법은 복잡하고 비용 효율적이지 않다.
전통적인 적층 바닥재는 함침 이전에 프린팅되는 장식용 페이퍼를 사용한다. 심지어 함침되지 않은 페이퍼들이 사용될 수 있을 때에도, 이러한 페이퍼들은 별도의 프린팅 작업들에서 프린팅되고 이후에 가압 이전에 코어 상에 적용된다. 이러한 프린팅은 프레스 플레이트의 엠보싱된 표면 또는 기계처리된 바닥 판넬의 크기를 매칭시키기 위해 코어 상에 장식용 페이퍼가 정확하게 정위되어야 한다는 단점을 제공한다.
도 1c 및 1d는 대개 소위 피에조 헤드(Piezo head)로 불리워지는 프린트 헤드를 포함하는 디지털 프린팅 디바이스(9)가 기재(2) 상에 칼라 물질을 포함하는 작은 잉크 점적들을 발사하는 비-접촉식 공정을 기반으로 한 디지털 프린팅 기술이 무늬(decor)를 생성시키기 위해 사용될 수 있다는 것을 도시한다. 주요 장점은 생산 유연성(production flexibility)으로서, 이는 적은 생산량(production volume)을 경제적으로 제작할 수 있게 허용한다.
디지털 프린트(8)는 일반적으로, 이미 베이스 칼라를 포함하는 베이스 층이 코팅된 페이퍼(2) 상에 적용되거나, 일반적으로 또한 베이스 층을 포함하는 판넬 코어 상에 직접적으로 적용된다. 디지털 프린트는 통상적인 오버레이 또는 UV 경화된 투명 라커(lacquer)일 수 있는 투명 보호층에 의해 덮혀진다.
디지털 프린팅은 또한, 오버레이 페이퍼 시트 상에 프린팅하기 위해 사용될 수 있다. 장식용 페이퍼는 베이스 코트(base coat)를 제공하며, 함침된 오버레이의 하부 측면 상의 프린트는 목재 또는 스톤(stone) 디자인을 형성시키기 위해 요구되는 추가적인 패턴을 제공한다.
장식용 페이퍼(2) 또는 오버레이는 도 1c에 도시된 바와 같이 함침(20) 전에 또는 도 1d에 도시된 바와 같이 함침(20) 후에 디지털 방식으로 프린팅될 수 있다. 최종 결과는 항상, 디지털 방식으로 프린팅된 무늬(8)가 함침된 페이퍼 기반 프린트 캐리어(2) 상에 적용되고 이후에 코어(3) 상에 별도의 프린팅되고 함침된 시트로서 적용된다는 것이다.
일부 용어들의 정의
하기 본문(text)에서, 설치된 바닥 판넬의 보이는 표면(visible surface)은 "전면측(front side)"으로 불리워지며, 하부바닥(sub floor)을 향하는 바닥 판넬의 반대쪽 측면은 "후면측(rear side)"으로 불리워진다. "위(up)"는 전면측 쪽을 의미하며, "아래(down)"는 후면측 쪽을 의미한다. 바닥 판넬의 주요 부분을 포함하는 시트-형상 재료는 "코어"로 불리워진다. "표면층"은 전면측에 가장 가까운 코어에 적용되고 바람직하게 바닥보드(floorboard)의 전체 전면측을 덮는 모든 층들을 의미한다. "장식용 표면층(decorative surface layer)"은 바닥에 이의 장식 외관(decorative appearance)을 제공하기 위해 주로 의도되는 층을 의미한다. "마모층(wear layer)" 또는 "보호층"은 전면측의 내구성을 개선시키기 위해 주로 구성된 층에 관한 것이다. "원지(raw paper)"는 어떠한 열경화성 결합제들도 포함하지 않거나 단지 소량의, 예를 들어 약 20 중량% 미만의 열경화성 결합제들을 포함하는 함침되지 않은 페이퍼를 의미하며, 여기서 가압된 페이퍼 중의 수지 함량의 상당한 부분은 가압 동안에 페이퍼의 위 및/또는 아래의 층으로부터 주입된다.
본 발명의 개요 및 이의 목적들
본 발명의 전반적인 목적은 판넬을 코팅하는 개선된 방법을 제공하기 위한 것이다. 특정의 목적은 장식용 페이퍼의 함침을 방지하고 가압 이전에 코어 상에 장식용 페이퍼의 정확한 정위화에 대한 필요성을 제거하기 위한 것이다.
본 발명은 공정 유연성(process flexibility)과 하기 a) 내지 d)에 나열된 바와 같은 생성물 특성들을 결합시킨다.
프린팅된 페이퍼를 사용하는 모든 공지된 기술들의 단점은 a) 함침되지 않은 페이퍼 또는 원지의 사용, b) 잉크젯 프린터를 이용하여 무늬를 디지털 방식으로 프린팅하여 프레스 라인에서 무늬를 선택할 수 있게 함으로써 공정에 유연성의 부가, c) 가압 동안 열경화성 수지들이 경화될 때 보드를 형성하는 엠보싱된 프레스 플레이트를 사용함으로써 가압된 보드의 표면에 구조의 제공, 및 d) 생성물에 전통적인 직접 적층된 판넬들 정도로 양호하거나 보다 우수한 생성물 내충격성 및 내마모성의 제공의 측면에서의 생성물 특성들과 최대의 공정 유연성을 결합시키는 방법이 존재하지 않는다는 것이다.
페이퍼를 코어 상에 정위시킨 후에 무늬를 프린팅함으로써, 무늬 위치의 정확성이 증가되고 개선된 표면 디자인을 얻는 것을 가능하게 만든다. 페이퍼의 함침을 방지함으로써, 비용 장점들 및 증가된 생산 유연성이 제공된다.
본 발명의 제 1 양태는 적층체(laminated product), 예를 들어 빌딩 판넬, 바람직하게 바닥 판넬을 생산하는 방법으로서,
● 목재 섬유 기반 코어, 예를 들어 HDF 판넬의 한쪽 측면 상에 페이퍼를 적용하는 단계,
● 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼 상에 무늬를 생성시키는 단계,
● 페이퍼 상에 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 적용하는 단계,
● 수지를 지닌 페이퍼 및 무늬를 바람직하게 IR 램프를 이용하여 가열하는 단계, 및
● 수지를 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함하는 방법이다.
바람직하게, 디지털 프린팅 공정에 의해 무늬를 생성시키는 단계는 페이퍼를 코어에 적용한 후에 수행된다.
본 방법은 코어 상에 그리고 페이퍼 아래에 분말 기반 서브층을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 분말 기반 서브층은 목재 섬유들, 및 열경화성 분말 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 포함한다.
분말 기반 서브층은 바람직하게 약 50 중량%의 목재 섬유들, 및 약 50 중량%의 멜라민 수지(예를 들어, Kuaramin 773)를 포함한다.
대안적으로, 분말 서브층은 바람직하게 약 60 내지 80 중량%의 목재 섬유들, 및 20 내지 40 중량%의 멜라민/우레아 수지들을 포함할 수 있다.
본 방법은 분말 기반 서브층 상에 수분(moisture)을 적용하고 이후에 분말 기반 서브층을 건조시키기 위해 열을 가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 방법은 코어 상에 페이퍼를 적용하기 전에,
● 코어 상에 액체 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 적용하는 단계; 및
● 액체 수지를 바람직하게 IR 램프를 이용하여 건조시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
페이퍼 상에 적용된 수지는 분말 형태 또는 액체 형태일 수 있다. 분말 형태의 수지는 분말 기반 오버레이를 형성시키기 위한 상기 수지 및 목재 섬유들을 포함하는 혼합물에 포함될 수 있다.
본 방법은 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼 상에 적용된 분말 수지 상에 무늬를 생성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 단계는 페이퍼 상에서의 프린팅을 대체할 수 있다.
페이퍼 상의 분말의 표면 평량(surface weight)은 바람직하게 약 200 g/㎡이다.
본 방법은 분말 형태의 수지 상에 수분을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 방법은 무늬를 가열하기 전에 페이퍼 상에 내마모성 입자들, 바람직하게 알루미늄 옥사이드 입자들을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 방법은 스커프 내성(scuff resistance)을 개선시키기 위해, 무늬를 가열하기 전에 페이퍼 상에 첨가제 입자들, 예를 들어 실리카 또는 알루미늄 옥사이드들을 기반으로 한 서브마이크론 입자들을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 방법은 무늬를 가열하기 전에, 페이퍼 상에 셀룰로즈 섬유들, 바람직하게 알파 셀룰로즈 섬유들을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 방법은 열 및 압력을 가하기 전에, 코어의 다른 측면 상에 층을 적용하여 균형층을 수득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
균형층은 목재 섬유들 및 수지 또는 페이퍼를 포함하는 분말층일 수 있다.
무늬를 위한 페이퍼의 표면 평량은 바람직하게 약 60, 70, 80 또는 85 g/㎡이다. 약 40 내지 60 g/㎡, 바람직하게 40 내지 50 g/㎡의 표면 평량을 갖는, 더욱더 얇은 페이퍼들이 사용될 수 있다.
수지의 고형물 함량은 바람직하게 약 50±10 중량%, 더욱 바람직하게 50±2 중량%의 범위이다.
디지털 프린트는 수계 점적들을 적용하는 피에조 프린트 헤드를 포함하는 비-접촉식 공정일 수 있다. 칼라 안료들은 별도의 단계에서 건조 형태로 적용될 수 있다. 칼라 안료들은 물방울들에 의해 결합될 수 있다.
프레스 파라미터들은 약 20 내지 60 bar의 범위, 바람직하게 약 40 bar, 및 약 160 내지 200℃ 범위, 바람직하게 약 180℃의 온도일 수 있으며, 가압 시간은 약 12 내지 30초이다.
WO 2009/124704호에 개시된 바와 같이, 내충격성을 증가시키고 보다 깊은 엠보싱을 가능하게 하고 프레스에서 경화 공정 동안에 함침되지 않은 무늬지를 아래로부터 함침시키기 위해 무늬지 아래에 목재 분말, 건조 수지 및 잠재적인 다른 첨가제들을 포함하는 분말 혼합물의 층을 부가하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 제 2 양태는 제 1 또는 제 3 양태에 따라 생산된 바닥 판넬이다.
본 발명의 제 3 양태는 적층체, 예를 들어 빌딩 판넬, 바람직하게 바닥 판넬을 생산하는 방법으로서,
● 목재 섬유 기반 코어, 예를 들어 HDF 판넬 상에 목재 섬유들 및 열경화성 수지를 포함하는 분말 기반 서브층을 적용하는 단계,
● 분말 기반 서브층 상에 원지를 적용하는 단계,
● 원지 상에 멜라민 포름알데하이드 수지 및 알루미늄 옥사이드를 포함하는 보호용 분말 기반 또는 페이퍼 기반 오버레이를 적용하는 단계, 및
● 원지를 함침시키고 수지를 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함하는 방법이다.
본 방법은 코어의 후면측 상에 목재 섬유들 및 열경화성 수지를 포함하는 분말 기반 균형층을 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 오버레이는 분말 기반 오버레이일 수 있으며, 페이퍼 오버레이는 분말 기반 오버레이 상에 적용될 수 있다.
본 발명의 제 4 양태는 코어, 상기 코어의 후면측 상의 균형층, 및 상기 코어의 전면측 상의 표면층을 포함하는 바닥 판넬이다. 이러한 표면층은 장식용 페이퍼, 보호용 투명 페이퍼, 장식용 페이퍼 아래에 배열된 제 1 분말 기반 서브층, 및 장식용 페이퍼와 보호용 투명 페이퍼 사이에 배열된 제 2 분말 기반 서브층을 포함한다. 제 1 서브층 및 제 2 서브층은 장식용 페이퍼 및 오버레이 페이퍼에서의 섬유들의 평균 길이 보다 짧은 평균 길이를 갖는 섬유들을 포함한다.
균형층은 목재 섬유들을 포함하는 분말 기반 균형층일 수 있다.
목재 섬유들은 모든 구체예에서 분말 형태일 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 공지된 적층된 바닥 판넬들을 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 구체예를 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 2 구체예를 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 3 구체예를 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 표면층의 형성을 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 구체예를 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 2 구체예를 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 3 구체예를 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 표면층의 형성을 도시한 것이다.
본 발명은 하기에서 예시적인 구체예들과 관련하여 기술될 것이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 구체예를 도시한 것이다.
도 2a는 코어(3), 바람직하게 HDF 코어, 및 코어(3)의 후면측 상의 균형층(4)을 포함하는 판넬(P)을 도시한 것이다. 균형층(4)은 경화성 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지로 함침된 통상적인 크라프트지, 또는 목재 섬유들 및 열경화성 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 포함하는 분말 후면(powder backing)일 수 있다. 이러한 분말 후면의 적용은 도 4a에 도시된 것과 동일한 방식으로 살포 유닛(scattering unit)(10)에 의해 이루어진다. 분무 디바이스(spraying device)(11) 및 건조 디바이스(7)는 분말을 안정화시킬 것이고, 표면층들(1, 2, 12)의 적용 이전에 판넬(P)의 후면측이 아래쪽을 가리키게 전환될 수 있도록 코어(3)에 연결될 수 있는 균형층(4)을 형성시킬 것이다. 수지(5), 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지인 액체 열경화성 수지는 바람직하게 롤러(6)로 또는 분무(spraying)에 의해 코어(3)의 상부측 상에 적용된다. 수지는 건조 디바이스(7), 예를 들어 IR 램프, 열풍(hot air), 마이크로파 및 유사한 것들을 이용하여 가열되고 건조된다.
도 2b는 건조된 수지 상에 적용된 페이퍼 층(2)을 도시한 것이다. 페이퍼는 바람직하게 원지이다. 페이퍼는 기본 칼라를 포함할 수 있거나 부분적으로 프린팅될 수 있다. 페이퍼(2) 상에 최종 프린팅된 패턴이 존재하지 않기 때문에 페이퍼를 정확하게 정렬시키는 것이 필수적인 것은 아니다.
도 2c는 디지털 프린팅 디바이스(9)에 의해 페이퍼(2) 상에 프린팅된 디지털 프린트(8)를 도시한 것이다. 디지털 프린팅은 디지털 프린트 헤드, 바람직하게 피에조 헤드가 기재 상에 액체 물질의 점적들을 발사하고 패턴을 형성시키는 비-접촉식 공정이다. 액체 물질은 칼라 안료들을 포함할 수 있고, 수계일 수 있다. 대안적으로, 이러한 안료들은 건조 분말 형태로 별도로 적용될 수 있으며, 디지털 프린트 헤드는 필수적으로 오직, 투명할 수 있고 결합제로서 역할을 하고 안료들을 기재에 연결시키는 물질을 포함할 수 있는 액체 물질을 적용할 수 있다. 결합되지 않은 안료들은 예를 들어 공기 스트림 또는 중력에 의해 제거될 수 있다. 이러한 2-단계 디지털 결합제 및 분말(BAP) 프린팅은, 특히 패턴을 형성시키기 위해 많은 양의 안료들이 사용될 때 매우 비용 효율적이다. BAP는 실질적인 양, 예를 들어 20 g/㎡ 초과, 바람직하게 약 20 내지 50 g/㎡의 착색된 분말이 적용될 수 있게 한다.
도 2d는 통상적인 오버레이와 유사한 보호층(1)을 형성시키기 위해 페이퍼(2)가 액체 열경화성 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지로 코팅되는 것을 도시한 것이다. 이러한 코팅은 바람직하게 도 2a에 도시되고 기술된 것과 동일한 방식으로 이루어진다. 액체 수지는 바람직하게 알루미늄 옥사이드 입자들 및/또는 셀룰로즈 섬유들, 바람직하게 알파 셀룰로즈 섬유들을 포함한다.
베이스 칼라로의 페이퍼의 코팅은 또한 디지털 프린팅 이전에 이루어질 수 있다.
본 방법의 제 1 구체예는
● 목재 섬유 기반 코어(3), 바람직하게 HDF 판넬을 액체 멜라민 포름알데하이드 수지로 코팅하는 단계;
● 액체 수지를 건조시키는 단계;
● 코어(3)에 페이퍼(2)를 부착시키는 단계;
● 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼(2) 상에 무늬(8)를 제공하는 단계;
● 무늬를 지닌 페이퍼(2)를 액체 멜라민 수지, 바람직하게 알루미늄 옥사이드 입자들 및/또는 셀룰로즈 섬유들, 바람직하게 알파 셀룰로즈 섬유들을 포함하는 액체 멜라민 수지로 코팅하는 단계;
● 코팅을 건조시키는 단계; 및
● 수지를 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함한다.
장점은 프린팅되지 않은 페이퍼를 사용하는 것이 가능하다는 것으로서, 이는 창고 비용을 감소시키고 공정 유연성을 개선시킨다. 페이퍼를 코어에 부착시킨 후에 페이퍼를 프린팅함으로써, 무늬 위치의 정확성이 개선된다.
페이퍼의 코팅은 디지털 방식으로 프린팅된 페이퍼 위에 적용되는 통상적인 오버레이로 대체되거나 이와 결합될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 2 구체예를 도시한 것이다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 균형층(4)의 형성, 코어(3)의 코팅, 및 페이퍼의 디지털 프린팅은 제 1 구체예에서와 동일하다. 그러나, 보호층(1)은 도 3d에 도시된 바와 같이 디지털 프린트(8)를 지닌 페이퍼(2) 위에 살포 유닛(10)에 의해 건조 형태로 살포되는 분말 오버레이로 대체되었다. 상기 분말 오버레이는, 바람직하게 섬유들, 바람직하게 가공된 목재 섬유들, 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지, 및 내마모성 입자들, 바람직하게 알루미늄 옥사이드를 포함한다. 바람직하게 물을 포함하는 액체 물질은 분무 디바이스(11)에 의해 분말 오버레이 상에 분무될 수 있고, 가압 작업 이전에 분말을 안정화시키기 위해 건조 디바이스(7)에 의해 건조될 수 있다.
본 방법의 제 1 양태의 제 2 구체예는
● 목재 섬유 기반 코어(3), 바람직하게 HDF 판넬을 액체 멜라민 포름알데하이드 수지로 코팅하는 단계;
● 액체 수지를 건조시키는 단계;
● 코어(3)에 페이퍼(2)를 부착시키는 단계;
● 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼(2) 상에 무늬(8)를 제공하는 단계;
● 프린팅된 무늬지(2) 상에 분말 오버레이(1)를 적용하는 단계로서, 상기 오버레이(1)가 바람직하게 섬유들, 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지, 및 내마모성 입자들, 바람직하게 알루미늄 옥사이드를 포함하는 단계;
● 분말 오버레이(1) 상에 수분을 적용하는 단계;
● 분말 오버레이(1)를 건조시키는 단계; 및
● 수지들을 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함한다.
제 2 구체예가 갖는 추가 장점은 분말 오버레이로부터 얻어진 수지 매트릭스 중의 실질적인 양의 섬유들로 인하여 내충격성이 개선된다는 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 3 구체예를 도시한 것이다. 도 4a는 목재 섬유들 및 열경화성 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지 또는 멜라민/우레아 수지를 포함하는 분말 서브층(12)이 코어(3)의 상부 측면 상에 적용되는 것을 도시한 것이다. 균형층(4)은 상술된 바와 같은 페이퍼 또는 분말 후면일 수 있다. 서브층(12)은 살포 유닛(10)으로 분말 오버레이와 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 바람직하게, 분말 상에 수분을 적용하는 분무 디바이스(11), 및 건조 디바이스(7)는 또한, 분말 서브층(12) 위에 페이퍼(2)의 적용을 용이하게 하도록 분말을 안정화하기 위해 사용될 수 있다. 도 4c 및 도 4d는, 페이퍼(2)에 디지털 프린팅 디바이스(9)에 의해 디지털 프린트(8), 및 바람직하게 상술된 바와 같은 분말 오버레이(1) 또는 통상적인 페이퍼 오버레이(1)가 제공되는 것을 도시한 것이다. 분말 오버레이(1)는 살포 유닛(10)에 의해 적용되고, 분무 디바이스(11)에 의해 물로 분무되고, 건조 디바이스(7)에 의해 건조될 수 있다.
본 방법의 제 3 구체예는
● 코어(3), 바람직하게 HDF 판넬 상에 분말 기반 서브층(12)을 적용하고, 바람직하게 서브층 상에 수분을 적용하고, 이후에 서브층을 건조시키는 단계;
● 서브층(12) 상에 페이퍼(2)를 부착시키는 단계;
● 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼(2) 상에 무늬(8)를 제공하는 단계;
● 프린팅된 무늬지(2) 상에 분말 오버레이(1)를 적용하는 단계로서, 상기 오버레이가 바람직하게 섬유들, 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지, 및 내마모성 입자들, 바람직하게 알루미늄 옥사이드를 포함하는 단계;
● 분말 오버레이(1) 상에 수분을 적용하는 단계;
● 분말 오버레이(1)를 건조시키는 단계; 및
● 수지들을 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함한다.
제 3 구체예가 갖는 추가 장점은 습윤 수지들이 적용되지 않기 때문에 건조에 대한 요구가 감소된다는 것이다. 서브층(12)은 증가된 내충격성 및 깊은 엠보싱을 갖는 표면을 형성시킬 가능성을 제공한다. 서브층(12)은 가압 동안 페이퍼(2)로 침투할 수 있는 충분한 양의 결합제들을 제공하기 위한 비용 효율적인 방식이다.
분말 오버레이의 표면 평량은 바람직하게 약 200 g/㎡이지만, 50 g/㎡ 정도로 낮거나 400 g/㎡를 초과할 수 있다. 서브층의 평량은 바람직하게 100 내지 500 g/㎡이다.
본 발명은 함침이 요구되지 않고 높은 "습윤 강도(wet strength)"를 요구하지 않기 때문에 무늬지의 평량을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 원지의 평량은 60 g/㎡ 보다 낮을 수 있고, 바람직하게 약 40 내지 50 g/㎡일 수 있다. 상기 세 가지 구체예들에서의 프레스 파라미터는 바람직하게 약 40 bar, 및 약 160 내지 200℃ 범위의 온도, 바람직하게 약 180℃의 온도이며, 층 두께에 따라 가압 시간은 약 10 내지 30초이다.
도 5a는 본 발명의 제 3 양태에 따른 가압 이전의 표면층을 도시한 것이다. 서브층(12)은 이러한 구체예에서, 목재 섬유들(14), 건조 열경화성 수지 입자들(15), 및 바람직하게 또한 서브층에 기본 칼라를 제공하고 코어 표면이 얇은 페이퍼를 통해 가시화될 수 있는 것을 방지하는 칼라 안료들(13)을 포함한다. 이는 디지털 프린트(8)에 대한 요건을 감소시키며, 프린트는 보다 낮은 잉크 함량, 바람직하게 10 g/㎡ 미만의 잉크 함량으로 제조될 수 있다. 분말 오버레이(1)는 디지털 프린트(8)를 지닌 페이퍼(2) 위에 적용되는 것으로서, 이는 알루미늄 옥사이드 입자들(16), 목재 섬유들(14) 및 수지 입자들(15)을 포함한다. 도 5b는 가압 후의 표면층을 도시한 것이다. 분말은 압축된 것이며, 가압된 표면층은 이러한 구체예에서, 가압 이전의 표면 두께(T1)의 바람직하게 약 80% 미만, 및 더욱더 바람직하게 약 50% 미만인 두께(T2)를 갖는다. 열 및 압력 하에서 분말의 압축은, 분말 수지(15)가 유체가 될 때, 위로부터 및 아래로부터 페이퍼(2)를 함침시키고, 코어(3)에 표면층들을 연결시킨다.
가압 동안 원지(2)를 함침시키도록 분말 서브층(12)을 사용하기 위한 본 발명의 기본 원리들은 또한 통상적인 장식 프린팅된 원지 및 바람직하게 또한 통상적인 오버레이 및/또는 통상적인 균형 페이퍼(balancing paper)를 갖는 표면을 형성시키기 위해 심지어 디지털 프린팅없이 사용될 수 있다.
바람직한 구체예는 분말 기반 균형층(4), 코어(3)의 상부 부분 상의 분말 기반 서브층(12), 분말 기반 서브층(12) 상에 적용된 장식용 원지(2), 및 장식용 원지 상의 보호용 오버레이(1)를 포함하는 판넬(P)이다.
분말 기반 균형층(4)은, 균형층(4) 및 서브층(12)에서의 섬유 성질들 및 배향이 유사할 수 있고 가압 후에 그리고 상이한 환경 조건들에서 동일한 수축을 초래할 수 있기 때문에 판넬(P)의 개선된 균형을 제공한다. 보호용 오버레이(1)는 상기의 구체예들에 기술된 바와 같이 분말 또는 페이퍼 기반 보호층일 수 있다.
도 5c는 분말 오버레이(1a) 및 분말 오버레이 상에 적용된 페이퍼 오버레이(1b)를 포함하는 표면층을 도시한 것이다. 바람직하게, 페이퍼 오버레이(1b)는 가압 동안에 페이퍼 오버레이(1b) 아래의 분말 오버레이(1a)로부터의 수지들로 함침되는 원지이다. 이의 장점은 페이퍼 오버레이(1b)가 알루미늄 옥사이드 입자들에 의해 야기되는 마모로부터 프레스 플레이트들을 보호한다는 것이다. 20 내지 30 g/㎡의 평량을 갖는 매우 얇은 오버레이 페이퍼들이 사용될 수 있다.
이러한 구체예에 따른 표면층은 장식용 페이퍼(2) 아래의 제 1 분말 기반 서브층(12) 및 장식용 페이퍼(2) 위에 위치된 투명 페이퍼 아래의 제 2 분말 기반 서브층(1a)을 포함한다.
분말 기반 층은 기계적으로 가공된 섬유들이 약 1 mm 미만의 평균 길이를 갖는 것을 특징으로 한다. HDF 코어 또는 페이퍼에서 사용되는 섬유들은 보다 길고 수 mm의 평균 길이를 갖는다. 판넬(P)의 표면은 제 1 서브층(12) 및 제 2 서브층(1a)에서의 섬유들이 장식용 페이퍼 및 페이퍼 오버레이에서의 섬유들 보다 작은 것을 특징으로 한다.
여러 대안들이 가능하다. 분말 오버레이(1a)는 단지 멜라민 포름알데하이드 수지들 및 알루미늄 옥사이드 입자들을 포함할 수 있다. 이는 또한 표백된 투명 목재 섬유들을 포함할 수 있다. 페이퍼 오버레이는 알루미늄 옥사이드 입자들을 지니거나 지니지 않는 통상적인 함침된 오버레이일 수 있다.
제 2 서브층(1a)은 심지어 통상적인 오버레이가 사용되는 경우에도 마모 및 충격 내성을 개선시킬 것이다.
가공되지 않고(raw) 및 필수적으로 투명한 페이퍼 오버레이는 또한 프린트 캐리어로서 사용될 수 있다. 디지털 프린트(8)는 프린트 캐리어 상에 적용된다. 이러한 프린트는 코어 상에 가공되지 않은 오버레이(raw overlay)의 적용 이전 또는 이후에 적용될 수 있다. 가공되지 않은 오버레이는 바람직하게 섬유들(14), 열경화성 수지(15) 및 칼라 안료들(13)을 포함하는 분말 기반 서브층(12) 상에 적용된다. 분말 오버레이 또는 제 2 통상적인 오버레이는 가공되지 않은 오버레이 상에 보호층(1)으로서 적용될 수 있다. 가공되지 않은 오버레이는 가압 동안에 서브층(12) 및 보호층(1)에서의 수지들로부터 함침된다.
실시예
하기 실시예 1에서, 사용되는 균형층(4) 및 제 1 서브층(12)을 위한 분말 혼합 포뮬레이션은 50 중량% 재활용 MDF 섬유들(Vaelinge Innovation Sweden), 50 중량% 멜라민 포름알데하이드 수지(바람직하게, 4865, Dynea)를 포함한다. 사용되는 제 2 서브층(1a)을 위한 분말 포뮬레이션은 약 25 중량%의 가공된 표백된 목재 섬유들, 65 중량%의 멜라민 포름알데하이드 수지 및 10 중량%의 알루미늄 옥사이드 입자들을 포함한다.
실시예 1: 열 및 압력을 통해 얻어진 분말 기반 판넬
9.7 mm HDF 코어의 후면측 및 전면측 상에 300 g/㎡의 분말을 살포함으로써 균형층(4) 및 제 1 서브층(12)을 형성하였다.
60 g/㎡의 평량을 갖는 장식용 원지(2)를 제 1 서브층(12) 상에 적용하고, 200 g/㎡의 분말을 살포함으로써 장식용 페이퍼 상에 제 2 서브층(1a)을 적용하였다.
25 g/㎡ 가공되지 않은 오버레이를 제 2 서브층(1a) 상에 적용하였다.
표면층 및 균형층을 갖는 코어를 프레스에서 20초 동안 40 ㎏/㎠의 압력으로 가압하였다. 상부 프레스 테이블은 표면층 상에 170℃의 열을 가하였으며, 하부 프레스 테이블은 균형층 상에 175℃의 열을 가하였다. 이러한 표면을 0.3 mm의 엠보싱 깊이를 갖는 프레스 플레이트에 대해 가압하였다.
엠보싱된 장식 구조 및 작은 역방향 예비 인장 및 약간의 볼록한 표면을 갖는 판넬을 수득하였다. 모든 원지들을 함침시키고 가압 작업 동안에 경화시켰다.
Claims (20)
- 적층체(laminated product), 예를 들어 빌딩 판넬, 바람직하게 바닥 판넬(P)을 생산하는 방법으로서,
● 목재 섬유 기반 코어(3), 예를 들어 HDF 판넬의 한쪽 측면 상에 페이퍼(2)를 적용하는 단계;
● 디지털 프린팅 공정에 의해 페이퍼(2) 상에 무늬(decor)(8)를 생성시키는 단계;
● 페이퍼(2) 상에 수지(5), 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 적용하는 단계;
● 수지(5)를 지닌 페이퍼(2) 및 무늬(8)를 바람직하게 IR 램프(7)를 이용하여 가열하는 단계; 및
● 수지를 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함하는 방법. - 제 1항에 있어서, 페이퍼(2)를 코어(3) 상에 적용하기 전에, 목재 섬유들 및 분말 수지, 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 포함하는 분말 기반 서브층(12)을 코어(3) 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 2항에 있어서, 분말 기반 서브층(12) 상에 수분을 적용하고 이후에 분말 기반 서브층(12)을 건조시키기 위해 열을 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 페이퍼(2)를 코어(3) 상에 적용하기 전에,
● 코어(3) 상에 액체 수지(5), 바람직하게 멜라민 포름알데하이드 수지를 적용하는 단계; 및
● 액체 수지(5)를 바람직하게 IR 램프(7)를 이용하여 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법. - 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 페이퍼(2) 상에 적용된 수지(5)가 분말 형태인 방법.
- 제 5항에 있어서, 분말 형태의 수지(5) 상에 수분을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 무늬(8)를 가열하기 전에, 페이퍼(2) 상에 내마모성 입자들(16), 바람직하게 알루미늄 옥사이드 입자들을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 무늬(8)를 가열하기 전에, 페이퍼 상에 셀룰로즈 섬유들, 바람직하게 알파 셀룰로즈 섬유들을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 열 및 압력을 가하기 전에, 코어(3)의 다른 측면 상에 균형층(balancing layer)(4)을 적용하여 균형층을 수득하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 균형층(4)이 목재 섬유들 및 수지 또는 페이퍼를 포함하는 분말층인 방법.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 페이퍼(2)가 약 40 내지 60 g/㎡의 평량(weight)을 갖는 얇은 원지(raw paper)인 방법.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 페이퍼(2)가 약 40 내지 50 g/㎡의 평량을 갖는 얇은 원지인 방법.
- 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 수계 점적(water based drop)들을 적용하는 피에조 프린트 헤드(Piezo print head)를 포함하는 디지털 비-접촉식 공정이 사용되는 방법.
- 제 13항에 있어서, 칼라 안료들(13)이 별도의 단계에서 건조 형태로 적용되고 수계 점적들에 의해 결합되는 방법.
- 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 디지털 프린팅 공정에 의해 무늬(8)를 생성시키는 단계가 페이퍼(2)를 코어(3)에 적용한 후에 수행되는 방법.
- 적층체, 예를 들어 빌딩 판넬, 바람직하게 바닥 판넬(P)을 생산하는 방법으로서,
● 목재 섬유 기반 코어(3), 예를 들어 HDF 판넬 상에 목재 섬유들 및 열경화성 수지를 포함하는 분말 기반 서브층(12)을 적용하는 단계;
● 분말 기반 서브층(12) 상에 원지(2)를 적용하는 단계;
● 상기 원지(2) 상에 멜라민 포름알데하이드 수지 및 알루미늄 옥사이드를 포함하는 보호용 분말 기반 또는 페이퍼 기반 오버레이(1)를 적용하는 단계; 및
● 원지(2)를 함침시키고 수지를 경화시키고 이에 의해 적층체를 수득하기 위해 열 및 압력을 가하는 단계를 포함하는 방법. - 제 16항에 있어서, 목재 섬유들 및 열경화성 수지를 포함하는 분말 기반 균형층(4)이 코어(3)의 후면측 상에 적용되는 방법.
- 제 16항 또는 제 17항에 있어서, 상기 오버레이(1)가 분말 기반 오버레이(1a)이며, 페이퍼 오버레이(1b)가 분말 기반 오버레이(1a) 상에 적용되는 방법.
- 코어(3), 바람직하게 목재 섬유 기반 코어,
상기 코어(3)의 후면측 상의 균형층(4), 및
장식용 페이퍼(decorative paper)(2), 보호용 투명 페이퍼(1b), 장식용 페이퍼(2) 아래에 배열된 제 1 분말 기반 서브층(12), 및 장식용 페이퍼(2)와 보호용 투명 페이퍼(1b) 사이에 배열된 제 2 분말 기반 서브층(1a)을 포함하는, 상기 코어(3)의 전면측 상의 표면층을 포함하는 바닥 판넬(P)로서,
제 1 서브층(12) 및 제 2 서브층(1a)이 장식용 및 오버레이 페이퍼들(2, 1b)에서의 섬유들의 평균 길이 보다 작은 평균 길이를 갖는 섬유들을 포함하는 바닥 판넬(P). - 제 19항에 있어서, 균형층(4)이 목재 섬유들을 포함하는 분말 기반 균형층인 바닥 판넬(P).
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