KR20160085786A

KR20160085786A - 엠보싱 롤러

Info

Publication number: KR20160085786A
Application number: KR1020167013100A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 노이만; 엘레나 베르거; 클라우스 모글러
Original assignee: 콘라드 호른슈흐 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-07-18
Also published as: DE102013017300A1; WO2015055667A1; CN105722660B; EP3057771A1; US20160257061A1; EP3057771B1; CN105722660A; TW201529282A

Abstract

본 발명은 엠보싱 롤러(1)에 관한 것으로, 이 엠보싱 롤러는, 진공이 가해질 수 있는 내부 중공 챔버(10), 및 중공 챔버(10)를 둘러싸고 구조화된 표면(12)을 갖는 벽(11)을 포함하고, 구조화된 표면은 융기 영역(120)과 오목부(121)를 포함하고, 벽은 또한 내부 중공 챔버(10)와 연통하는 세공(pore)을 포함하며, 벽(11)은 중공 챔버(10)로부터 표면(12)의 방향으로 서로 앞뒤로 배치되어 있는 복수의 개별적이고 연속적인 층(111, 112, 113, 114)을 포함하고, 개별적인 층(111, 112, 113, 114)은 필러(filler)로 충전된 에폭시-수지 혼합물을 기반으로 만들어져 있고, 서로 연통하여 세공을 형성하는 모세관과 공동부를 포함한다.

Description

엠보싱 롤러{EMBOSSING ROLLER}

본 발명은 엠보싱 롤러에 관한 것으로, 이 엠보싱 롤러는, 진공이 가해질 수 있는 내부 중공 챔버, 및 중공 챔버를 둘러싸고 구조화된 표면을 갖는 벽을 포함하고, 상기 구조화된 표면은 융기 영역과 오목부 및 상기 내부 중공 챔버와 연통하는 세공(pore)을 포함한다.

이러한 종류의 엠보싱 롤러는, 예컨대 천연 가죽 결과 같은 느낌이 나는 표면을 갖는 모조 가죽과 같은 구조화된 기재의 제조와 관련하여 알려져 있고 사용되고 있다. 제조 중에 또는 제조 후에, 기재는 엠보싱 롤러의 표면 위로 안내되며, 롤러의 내부 중공 챔버에 가해질 수 있는 진공(세공을 통해 기재에 작용하게 됨)에 의해 상기 구조화된 표면에 끌리거나 흡입되며, 그리하여, 엠보싱 롤러의 구조화된 표면이 그와 접촉하고 있는 기재의 표면에 역 과정으로 전사된다.

따라서, 엠보싱 롤러의 구조화된 표면이 예컨대 가죽 결의 음의 이미지를 형성하고 이것이 대응하는 융기 영역과 오목부를 갖게 된다면, 기재의 표면 상에서, 즉 엠보싱 롤러가 융기 영역을 갖는 지점에서 이 구조화된 표면이 정확히 반대로 되며, 대응하는 오목부가 기재에 형성되며 그 반대도 가능하다. 그래서 이 방법을 종종 진공 또는 부압 엠보싱법이라고 한다.

전술한 방법에 사용되는 엠보싱 롤러는 예컨대 금속 재료로 만들어질 수 있고, 예컨대, 재료 제거 방법 또는 엣칭 등에 의해 특징적인 표면 구조를 만들 수 있다. 이는 매우 복잡하고 비용이 많이 들며, 게다가, 진공을 기재에 전달하기 위한 세공이 노동 집약적인 방식으로 벽에 기계적으로 만들어져야 한다.

US 3,072,961 A 에는, 중공 챔버, 접착제 의해 그 위에 탑재되고 엠보싱 패턴을 갖는 섬유 재료, 및 재료의 표면에 가해지는 필러 함유 에폭시 수지에 기반하는 함침물을 갖는 엠보싱 롤러가 기재되어 있다. 이 종래 기술에서도, 구멍들이 노동 집약적인 방식으로 벽에 기계적으로 만들어져야 한다.

본 발명의 목적은 제조가 효율적이고 경제적인, 이러한 엠보싱 롤러에 대한 대안적인 실시 형태를 제안하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 청구항 1 의 특징에 따른 엠보싱 롤러를 구현하는 것을 제안한다. 본 발명의 유리한 실시 형태 및 변형예는 종속 청구항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 제안에 의하면, 본 발명에 따른 엠보싱 롤러의 벽은, 중공 챔버로부터 상기 표면의 방향으로 서로 앞뒤로 배치되어 있는 복수의 개별적이고 연속적인 층을 포함하고, 상기 개별적인 층은 필러(filler)로 충전된 에폭시 수지 혼합물을 기반으로 만들어진다.

본 발명에 따라 필러로 충전되는 에폭시-수지를 가지고 벽을 다층으로 구현함으로써, 적은 양의 원료를 사용하여, 그러한 엠보싱 롤러의 기계적 요건을 만족하기에 충분한 벽을 형성할 수 있으며, 표면에 가장 가까운 최외측 층, 즉 엠보싱 롤러의 표면을 형성하는 층에서, 원하는 표면 구조는 예컨대 그의 제조 중에 형성됨으로써 직접 만들어질 수 있다.

또한, 이렇게 자동적으로 제조된 엠보싱 롤러의 벽은, 진공이 중공 챔버로부터 엠보싱 롤러의 표면 근처에 있는 기재에 전달될 수 있게 해주는 세공(pore)을 갖게 된다. 이 세공이 어떻게 형성되는 지는 완전하게 설명할 수는 없지만, 개별 층 내부에서 개별 필러 입자와 에폭시 수지 사이의 입계에서 모세관과 아주 작은 공동부가 형성되고 이들 모세관과 공동부가 서로 연통하여 함께 상기 세공을 형성하는 것으로 보인다.

예컨대, 최외측 층은 필러가 제공되는 에폭시 수지 화합물로 형성되므로, 대응하는 매트릭스와의 접촉을 통해 표면 구조를 몰딩할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엠보싱 롤러는 소위 원심 주조법을 사용하여 제조할 수 있는데, 이 원심 주조법에서는, 몰딩될 표면 구조를 갖는 내면을 갖는 회전 대칭형 영구 몰드가 그의 중심 축선 둘레로 회전되고, 본 발명에 따른 층을 형성하기위해 제공되는 필러 함유 에폭시 수지 화합물이 적절한 온도 레벨을 사용하여 영구 몰드의 벽에 배치되어, 층이 형성되고 또한 표면 영역에 있는 최외측 층이 그것으로 몰딩될 영구 몰드의 음의 표면 구조로 몰딩된다.

분명, 엠보싱 롤러를 이렇게 형성하는 것은 특히 효율적인 방식으로 이루어질 수 있다.

엠보싱 롤러에 의해 만들어지는 표면 구조는 예컨대 강과 같은 금속층, 실리콘 또는 불소계 플라스틱과 같은 적절한 내온성 플라스틱 층, 가죽 층과 같은 자연스러운 층의 형태로 제공될 수 있다. 전술한 원심 주조법의 경우에, 영구 몰드의 내면은 이 층으로 라이닝된다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 상기 표면에 가장 가까운 최외측 층은 상기 구조화된 표면을 구성하고 융기 영역과 오목부를 가지며, 상기 표면으로부터 더 멀리 있는 층은 각각 일정한 층 두께를 갖는다.

본 발명에 따라 구현되는 엠보싱 롤러는 바람직하게는 회전 대칭형이고 원통형으로 구현되지만, 원통형에서 벗어난 약간 볼록하거나 오목한 형태를 가질 수도 있다.

본 발명의 다른 제안에 따르면, 상기 층 각각은 1:15 내지 2:1, 바람직하게는 1:10 내지 1:1의 필러에 대한 에폭시 수지 혼합물의 비를 갖는다. 이 비는 당업자에 의해 층의 요망되는 특성에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 더 높은 기계적 강도와 더 높은 내마모성을 얻기 위해, 대응적으로 높은 필러 함량이 선택될 수 있다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 본 발명에 따른 엠보싱 롤러의 층의 필러는, 금속/비금속의 질화물, 산화물 및/또는 탄화물을 포함하는 군에서 선택되고, 상기 필러는 예컨대 규사, 탄화규소, 산화알루미늄, 질화붕소 및/또는 산화철(들), 및 흑연과 다이아몬드와 같은 탄소 화합물, 그리고 구리, 은 또는 금과 같은 소량의 금속 분말을 포함할 수 있다.

추가로, 상기 표면에 가장 가까운 최외측 층의 필러는 염화나트륨, 아세트산 나트륨, 및/또는 아세트산 칼륨을 또한 포함할 수 있고, 상기 표면에 가장 가까운 상기 최외측 층에 인접하는 층의 필러는 염화나트륨과 같은 염을 또한 포함할 수 있다.

사용되는 필러는 양호한 열전도성, 높은 경도 및 내화학성을 특징으로 하며, 진공 엠보싱법에서 엠보싱 롤러의 사용에 중요한 모세관과 공동부의 형성을 촉진한다.

이 경우, 엠보싱될 재료는 일반적으로 그의 연화점까지 가열되어 엠보싱 롤러를 가로질러 안내되고, 가해지는 긴공에 의해 엠보싱 표면, 즉 표면에 가장 가까운 층에 가압된다. 필러에 의해 촉진되는 엠보싱 롤러의 높은 열전도성에 의해, 변형된 상태의 막이 엠보싱 롤러 상에 안착되어 있는 중에 연화 온도 아래로 냉각되어 구조가 동결되는데, 즉 본 발명에 따른 엠보싱 롤러에 의해 열소산이 이루어진다.

본 발명의 다른 제안에 따르면, 상기 필러는 0.5 ∼ 1000 ㎛의 입경을 갖는다.

본 발명에 따른 엠보싱 롤러의 일 실시 형태에서, 상기 표면에 가장 가까운 최외측 층으로부터 시작하여 상기 엠보싱 롤러는 3개의 다른 층을 가지며, 이중의 최내측 층은 나머지 층 보다 높은 기계적 강도를 가지며, 그래서 이 최내측 층이 본 발명에 따른 엠보싱 롤러에 원하는 기계적 안정성을 부여하게 된다.

물론, 당업자라면 필요한 경우 층의 수를 다르게 할 수 있을 것인데, 즉 위에서 언급한 4개 보다 많거나 적은 층도 가능하다.

본 발명은 또한 이러한 종류의 엠보싱 롤러를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 엠보싱 롤러는 다음과 같은 단계로 제조된다:

a) 몰딩될 표면 구조를 갖는 내면을 갖는 회전 대칭형 영구 몰드를 준비하는 단계,

b) 상기 표면에 가장 가까운 층을 형성하기 위한 분말을 준비하고 그 분말을 상기 영구 몰드 안으로 넣는 단계,

c) 상기 영구 몰드를 그의 중심 축선 둘레로 회전시키고 몰드를 층 형성에 적합한 온도까지 가열하는 단계,

d) 상기 표면에 가장 가까운 층을 형성하고 영구 몰드의 몰딩될 표면 구조를 그의 표면 영역에서 몰딩하는 단계,

e) 다른 층을 형성하기 위한 분말을 준비하고, 상기 표면에 가장 가까운 층이 제공되어 있는 상기 영구 몰드 안으로 상기 분말을 넣고 계속해서 단계 c)를 반복하여 다른 층을 형성하고, 회전되고 있는 상기 영구 몰드 내부의 층 복합체를 경화 및 냉각시키고 이어서 영구 몰드로부터 엠보싱 롤러를 제거하는 단계.

이 경우 영구 몰드는 당업자에 의해 선택되는 원료 종속적 온도, 바람직하게는 35 ∼ 220℃의 온도로 가열된다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 단계 e) 후에, 영구 몰드가 회전하고 그 몰드에 열이 공급되면서 경화되기 건에, 상기 층이 제공되어 있는 상기 영구 몰드 안에 밸러스트(ballast) 층이 제공될 수 있다. 이 밸러스트 층은 예컨대 밸러스트 모래로 구성될 수 있고, 이 모래는 엠보싱 롤러가 영구 몰드로부터 제거되기 전에 쉽게 다시 제거될 수 있다.

개별 층을 형성하기 위한 분말은, 에폭시 수지, 경화제, 및 필러를 혼합하고 열을 가하여 입상체를 만들고 이어서 분쇄 및 여과를 하여 제조될 수 있다. 0.1 ∼ 1000 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 분말이 분쇄된다.

경화는 원료 선택 및 본 발명에 따른 엠보싱 롤러의 층 두께에 따라 약 1 시간 내지 8 시간 동안 수행된다.

도 1 은 내부 중공 챔버를 갖는 엠보싱 롤러의 단면을 나타낸다.

본 발명의 일 가능한 실시 형태가 도면에 나타나 있다.

도는 내부 중공 챔버(10)를 갖는 엠보싱 롤러(1)의 단면을 나타내는데, 본래 알려져 있는 방식(상세히는 나타나 있지 않음)으로 진공이 상기 중공 챔버에 가해질 수 있다. 진공원(나타나 있지 않음)에 이르는 라인을 제외하고, 엠보싱 롤러(1)의 단부는 폐쇄되어 있다. 중공 챔버(10)는 벽(11)으로 에워싸여 있고, 나타나 있는 실시 형태에서 그 벽은 원통형으로 되어 있고 총 4개의 개별적이고 연속적인 층(111, 112, 113, 114)을 포함하며, 이들 층은 중공 챔버(10)로부터 엠보싱 롤러(1)의 원통형 표면(12)을 향하는 방향으로 차례 대로 배치되어 있다. 개별적인 층(111, 112, 113, 114) 모두는 기본적으로 필러(filler)로 충전된 에폭시 수지 혼합물을 기반으로 하여 구성되어 있고 서로에 접하도록 각각 결합된다.

상기 층(111, 112, 113, 114)은 동일하거나 서로 다른 층 두께를 가질 수 있다.

표면에 가장 가까운 최외측 층(11)은 융기 영역(120)과 오목부(121)를 포함하는 구조화된 표면(12)을 가지며, 이 표면은 동시에 엠보싱 롤러(1)의 구조화된 표면을 구성한다. 융기 영역(120) 및 오목부(121)는 예컨대 가죽 결의 음의 이미지를 나타낼 수 있다.

추가로, 엠보싱 롤러(1)의 벽(11)은, 진공 챔버(10)에 가해지는 진공에 의해 기재(나타나 있지 않음)(엠보싱될 것이며 엠보싱 롤러(1)를 가로질러 안내됨)에 상기 구조화된 표면(12)에 따른 양(positive)의 엠보싱을 제공하기 위해 내부 중공 챔버(10)와 연통하는 다수의 세공을 가질 수 있고, 그 세공은 모든 층(111, 112, 113, 114)을 통과하여 엠보싱 롤러(1)의 표면(12) 까지 이른다.

이 경우 상기 세공은 미세한 모세관과 공동부로 구성되는데, 이것들은 개별 층(111, 112, 113, 114)에 포함된다. 이를 위해, 층(111, 112, 113, 114)은 에폭시 수지와 필러의 혼합물로 각각 만들어지며, 필러에 대한 에폭시 수지 혼합물의 비는 1:15 내지 2:1, 바람직하게는 1:10 내지 1:1 이다.

층(111, 112, 113, 114)의 가능한 필러는 예컨대 규사, 탄화규소, 산화철, 산화알루미늄, 칼슘, 산화마그네슘, 및/또는 산화티타늄을 포함하며, 추가로 표면에 가장 가까운 최외측 층(114)의 가능한 필러는 염화나트륨, 아세트산 나트륨, 및/또는 아세트산 칼륨을 포함하고, 또한 표면에 가장 가까운 최외측 층(114)에 인접하는 층(113)의 가능한 필러는 염화나트륨과 같은 염을 또한 포함한다.

사용되는 필러는 0.5 내지 1000 ㎛의 입경을 갖는다. 개별 층(111, 112, 113, 114)의 형성 중에, 서로 연통하는 모세관 및 공동부는 대응하는 에폭시 수지층 내부의 필러의 입계를 따라 형성되며, 이들 모세관 및 공동부는 모든 층(111, 112, 113, 114)을 가로질러 서로 연통하면서 끝나며, 그래서 세공(122)을 구성한다.

최내측 층(111)의 레시프(recipe)는 추가적으로, 나머지 층(112, 113, 114) 보다 높은 기계적 강도를 갖도록 선택된다.

전술한 엠보싱 롤러로, 시트 제품 또는 웨브형 기재 상에 특히 2차원 또는 3차원 구조를 몰딩할 수 있고 이는 진공에 의해 예컨대 폴리우레탄, 경질 및 연질 PVC, 폴리올레핀에 기반한 모조 가죽, 및 폴리올레핀 또는 PVC에 기반한 필름과 같이 다층으로 연속적으로 형성된다.

Claims

진공이 가해질 수 있는 내부 중공 챔버(10), 및 중공 챔버(10)를 둘러싸고 구조화된 표면(12)을 갖는 벽(11)을 포함하는 엠보싱 롤러(1)로서, 상기 구조화된 표면은 융기 영역(120)과 오목부(121)를 포함하고, 상기 벽은 또한 상기 내부 중공 챔버(10)와 연통하는 세공(pore)을 가지며, 상기 벽(11)은 중공 챔버(10)로부터 상기 표면(12)의 방향으로 서로 앞뒤로 배치되어 있는 복수의 개별적이고 연속적인 층(111, 112, 113, 114)을 포함하고, 상기 개별적인 층(111, 112, 113, 114)은 필러(filler)로 충전된 에폭시 수지 혼합물을 기반으로 만들어져 있고, 서로 연통하여 상기 세공을 형성하는 모세관과 공동부를 포함하는 엠보싱 롤러.
제 1 항에 있어서,
상기 표면에 가장 가까운 최외측 층(114)은 상기 구조화된 표면(12)을 구성하고 융기 영역(120)과 오목부(121)를 가지며, 상기 표면으로부터 더 멀리 있는 층(113, 112, 111)은 각각 일정한 층 두께를 갖는 엠보싱 롤러(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 층(111, 112, 113, 114) 각각은 1:15 내지 2:1의 필러에 대한 에폭시 수지 혼합물의 비를 갖는 엠보싱 롤러(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 층(111, 112, 113, 114)의 필러는 금속 또는 비금속의 질화물, 산화물 및/또는 탄화물 및 탄소 화합물과 금속 분말을 포함하는 군에서 선택되는 엠보싱 롤러(1).
제 4 항에 있어서,
상기 층(111, 112, 113, 114)의 필러는 규사, 탄화규소, 산화철, 산화알루미늄, 칼슘, 산화마그네슘, 및/또는 산화티타늄을 포함하는 군에서 선택되는 엠보싱 롤러(1).
제 4 항에 있어서,
상기 표면에 가장 가까운 최외측 층의 필러는 염화나트륨, 아세트산 나트륨, 및/또는 아세트산 칼륨을 포함하는 군에서 선택되는 엠보싱 롤러(1).
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 표면에 가장 가까운 상기 최외측 층(114)에 인접하는 층(113)의 필러는 또한 염화나트륨과 같은 염을 포함하는 엠보싱 롤러(1).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필러는 0.5 내지 1000 ㎛의 입경을 갖는 엠보싱 롤러.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면에 가장 가까운 최외측 층(114)으로부터 시작하여 상기 엠보싱 롤러는 3개의 다른 층(113, 112, 111)을 가지며, 이 중의 최내측 층(111)은 나머지 층(112, 113, 114) 보다 높은 기계적 강도를 갖는 엠보싱 롤러.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 엠보싱 롤러를 제조하기 위한 방법으로서,
f) 몰딩될 표면 구조를 갖는 내면을 갖는 회전 대칭형 영구 몰드를 준비하는 단계,
g) 상기 표면에 가장 가까운 층(114)을 형성하기 위한 분말을 준비하고 분말을 상기 영구 몰드 안으로 넣는 단계,
h) 상기 영구 몰드를 자신의 중심 축선 둘레로 회전시키고 몰드를 층 형성에 적합한 온도까지 가열하는 단계,
i) 상기 표면에 가장 가까운 층(114)을 형성하고 영구 몰드의 몰딩될 표면 구조를 자신의 표면 영역에서 몰딩하는 단계,
j) 다른 층(113, 112, 111)을 형성하기 위한 분말을 준비하고, 상기 표면에 가장 가까운 층(114)이 제공되어 있는 상기 영구 몰드 안으로 상기 분말을 넣고 계속해서 단계 c)를 반복하여 다른 층(113, 112, 111)을 형성하는 단계, 및
k) 회전되고 있는 상기 영구 몰드 내부의 층 복합체를 경화 및 냉각시키고 이어서 영구 몰드로부터 엠보싱 롤러를 제거하는 단계를 포함하는, 엠보싱 롤러를 제조하기 위한 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 영구 몰드는 35 내지 220℃의 온도로 가열되는 방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
단계 e) 후에, 상기 층(111, 112, 113, 114)이 제공되어 있는 상기 영구 몰드 안에 밸러스트(ballast) 층이 제공되는 방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
개별 층(111, 112, 113, 114)을 형성하기 위한 분말은, 에폭시 수지, 경화제, 및 필러를 혼합하고 열을 가하여 입상체를 만들고 이어서 분쇄 및 여과를 하여 제조되는 방법.