KR20120076088A - 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법 - Google Patents

경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 두께가 얇아 경량이면서 내스크래치성 등이 우수한 표면재와 이를 가구 등에 사용하여 목재패널에 접착시켜 내스크래치성 등의 물성치 및 생산성 등을 향상시킬 수 있는 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재는, 시트(Sheet)를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 상하 양표면에 상기 열경화성수지를 도포하되, 상기 시트는 종이 위에 우레탄-아크릴 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법은, 목재패널의 표면을 세척하는 브러쉬단계와; 상기 목재패널에 접착제를 도포하는 접착제도포단계와; 상기 접착제를 가건조시키는 가건조단계와; 시트(Sheet)를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 상하 양표면에 상기 열경화성수지를 도포하는 함침단계와; 함침된 상기 시트를 건조시키는 시트건조단계와; 접착제가 도포된 상기 목재패널에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 열압성형하여, 상기 열경화수지를 경화시키면서 상기 목재패널과 시트를 상호 접착시키는 라미네이팅단계로 이루어지되, 상기 시트는 종이 위에 우레탄-아크릴 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법 { LIGHTWEIGHT SURFACE SHEET IMPROVED SCRATCH-RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD USING THE SAME }
본 발명은 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 두께가 얇아 경량이면서 내스크래치성 등이 우수한 표면재와 이를 가구 등에 사용하여 목재패널에 접착시켜 내스크래치성 등의 물성치 및 생산성 등을 향상시킬 수 있는 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법에 관한 것이다.
목재 자원은 세계적으로 감소되는 경향이 있고, 천연목재의 비싼 가격대 형성 등의 요인 때문에, 가구분야 등에서 PB(Paricle Board)나 MDF(Medium Density Fiberboard)와 같은 합성나무패널(또는 합성목재, 엔지니어 목재, 인공목재 등으로 불림)에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다.
그리고, 일반적으로 가구의 몸통에 사용되는 목재패널에는 외적 미감과 내마모성 등을 위하여 별도의 표면재가 접착된다.
상기 표면재로는 플라스틱 계열의 시트와 페이퍼 계열의 시트로 분류된다.
플라스틱 계열의 시트로는 PVC, PP, PET 등이 있고, 페이퍼 계열의 시트로는 Coating paper, LPM(Low Pressure Melamine), Finishing-foil 등이 있다.
이 중 LPM은 스크래치에 강하고 내마모성이 우수하여, 목재패널의 표면재로 많이 사용된다.
이러한 LPM은 종이를 액체상태의 열경화성수지인 멜라민수지 또는 요소수지 등에 함침(含浸)시켜 제작한다.
이때, 액체상태의 열경화성수지에 함침된 종이를 한쪽에서 잡아당기면서 이동시키기 때문에, 종이가 너무 얇으면 액체에 함침된 상기 종이가 잡아당기는 장력에 절단될 수 있다.
따라서, LPM제작에 사용되는 종이는 액체상태의 열경화성수지에 함침된 종이가 장력에 의해 절단되지 않도록 하기 위해, 보통 평량이 60~80g/㎡이상인 종이를 사용하는바 재료비용이 많이 소요된다.
또한, LPM은 목재패널에 고온의 열압성형을 하게 되는데, 상술한 바와 같이 장력에 의해 절단되지 않도록 하기 위해 그 두께가 두껍고 무거우며 액체상태의 열경화성수지를 사용하기 때문에, 냉각시간 즉 양생시간이 동절기에는 약 7일이 필요하고 하절기에는 약 15일이 필요하다.
위와 같이, LPM을 목재패널이 부착하였을 때에는 내스크래치성과 내마모성이 우수하지만, 냉각시간이 많이 필요하여 물건을 바로바로 출고시키지 못하고 장시간 쌓아 두어야 하는바, 물건을 적재하기 위한 공간이 많이 필요한 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해, 최근에는 종이에 코팅층을 형성한 코팅페이퍼(Coating paper)를 사용하는 경우가 있다.
상기 코팅페이퍼는 LPM보다 양생시간이 짧지만, 내스크래치성 및 내마모성이 약하다는 단점이 있다.
또한, 종래에는 LPM의 생산 즉 종이를 열경화성수지에 함침시키는 공정과, LPM을 목재패널에 접착시트는 공정이 하나의 라인을 통해 이루어지지 않고 별개의 분리된 라인을 통해 이루어졌다.
즉 LPM을 생산한 후 이를 별도로 보관하고 있다가 목재패널에 접착하여야 할 때 그때 LPM을 가지고 와서 별도의 라인을 통해 목재패널에 접착시켜야 했는바, 생산라인이 분리되어 있어서 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 목재패널에 접착되는 표면재로 얇고 가벼운 종이를 사용하면서도 쉽게 절단되지 않으며 물성이 종래의 두꺼운 종이로 제작된 LPM과 거의 동일하여 우수한 내스크래치성 및 내마모성을 갖으며, 표면재의 생산과 이를 목재패널에 접착시키는 공정을 하나의 인라인을 통해 이루어지도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재는, 시트(Sheet)를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 상하 양표면에 상기 열경화성수지를 도포하되, 상기 시트는 종이 위에 우레탄-아크릴 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법은, 목재패널의 표면을 세척하는 브러쉬단계와; 상기 목재패널에 접착제를 도포하는 접착제도포단계와; 상기 접착제를 가건조시키는 가건조단계와; 시트(Sheet)를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 상하 양표면에 상기 열경화성수지를 도포하는 함침단계와; 함침된 상기 시트를 건조시키는 시트건조단계와; 접착제가 도포된 상기 목재패널에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 열압성형하여, 상기 열경화수지를 경화시키면서 상기 목재패널과 시트를 상호 접착시키는 라미네이팅단계로 이루어지되, 상기 시트는 종이 위에 우레탄-아크릴 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 열경화성수지는 요소수지, 멜라민수지 또는 페놀수지로 이루어지되, 상기 함침단계에서는 분말형태의 상기 열경화성수지를 녹여서 사용한다.
상기 브러쉬단계와 접착제도포단계 사이에, 상기 목재패널의 표면을 예열하는 예열단계와; 상기 목재패널의 표면에 접착촉매를 도포하는 촉매도포단계와; 상기 접착촉매를 건조시키는 촉매건조단계를 더 포함하여 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 표면재는 우레탄-아크릴이 코팅된 종이로 이루어진 시트에 열경화성수지를 도포하기 때문에, 평량이 30g/㎡인 종이 즉 박엽지(博葉紙)를 이용할 수 있어 종래의 평량이 60~80g/㎡인 종이 즉 후엽지보다 재료비용을 절감시킬 수 있으면서 물성치(내스크래칭성, 내마모성)는 종래의 후엽지와 거의 동일하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 시트에 사용되는 종이가 얇고 가볍기 때문에, 재료절감의 효과를 얻을 수 있고, 종이에 우레탄-아크릴이 코팅되어 있어 상기 시트가 열경화성수지에 함침된 상태에서 장력이 작용하여도 쉽게 절단되지 않게 되는 효과를 얻을 수 있다.
또한 표면재의 제조와 이러한 표면재가 접착되는 목재패널의 제조를 하나의 라인을 통해 제조함으로써, 기존에 표면재를 제조하는 공정과 표면재를 목재패널에 접착하는 공정이 별도로 분리되어 있던 것을 하나의 라인으로 통합하였는바, 생산성의 향상과 가공비를 절감시킬 수 있다.
또한, 표면재를 목재패널에 접착시키는 방법을 프레스방식이 아닌 롤 라미네이트 방식으로 변경함으로써, 성형시간을 단축시킴과 동시에 성형 열에 의한 냉각시간도 줄여 원가와 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법의 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법의 공정도,
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법의 공정도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법은, 브러쉬단계(S1)와, 예열단계(S2)와, 촉매도포단계(S3)와, 촉매건조단계(S4)와, 접착제도포단계(S5)와, 가건조단계(S6)와, 함침단계(S7)와, 시트건조단계(S8)와, 라미네이팅단계(S9)로 이루어진다.
상기 브러쉬단계(S1)는 투입기에 적재되어 있는 PB 또는 MDF로 이루어진 목재패널(10)의 표면을 브러쉬 등을 이용하여 세척함으로써, 목재패널(10)의 묻어 있는 이물질 등을 제거하는 단계이다.
상기 예열단계(S2)는 상기 목재패널(10)를 가열하여 목재패널(10)의 온도를 높임으로써, 뒤에 수행될 단계들이 보다 신속하고 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 단계이다.
상기 예열단계(S2)는 하절기에는 불필요할 수 있으나, 동절기에는 온도가 낮기 때문에 필요하다.
이러한 상기 예열단계(S2)는 IR램프 또는 히팅롤러를 이용하여 상기 목재패널(10)을 예열하도록 한다.
상기 촉매도포단계(S3)는 상기 목재패널(10)의 표면에 접착촉매를 도포하는 단계이다.
상기 접착촉매는 상기 라미네이팅단계(S9)에서 후술할 접착제를 활성화시켜 상기 시트(13)와 목재패널(10)의 접촉속도를 가속화하는 작용을 한다.
그리고, 상기 접착촉매는 상기 예열단계(S2)에서 상기 목재패널(10)이 예열되었기 때문에, 상기 목재패널(10)의 표면에 잘 부착되게 된다.
위와 같은 접착촉매로는 PH가 1~2에 상당하는 황산을 사용한다.
상기 촉매건조단계(S4)는 상기 목재패널(10)에 부착되어 있는 상기 접착촉매를 건조시키는 단계이다.
이러한 상기 촉매건조단계(S4)는 IR램프를 이용하여 상기 접착촉매를 건조시키도록 한다.
상기 접착제도포단계(S5)는 상기 목재패널(10)에 접착제를 도포하는 단계이다.
상기 접착제로는 요소수지 또는 멜라민수지를 사용한다.
상기 가건조단계(S6)는 상기 목재패널(10)에 도포된 상기 접착제를 가건조시키는 단계이다.
이러한 상기 가건조단계(S6)는 IR램프를 이용하여 상기 목재패널(10)을 가열함으로써, 상기 목재패널(10)에 도포된 상기 접착제를 가건조시키게 된다.
이때, 상기 가건조단계(S6)에서는 상기 접착제가 완전히 경화되지 않도록 즉 경화되기 이전의 상태까지만 가열하여야 한다.
상기 함침단계(S7)는 시트(13)를 열경화성수지(12)에 함침시켜 상기 시트(13)의 상하 양표면에 상기 열경화성수지(12)를 도포하는 단계이다.
상기 시트(13)는 종이(11) 위에 우레탄-아크릴이 코팅되어 있는 것이다.
이때, 상기 종이(11)의 평량은 약 30g/㎡이고, 우레탄-아크릴의 코팅량은 약 5 ~ 7g/㎡이다.
따라서, 종이(11)에 우레탄-아크릴이 코팅되어 있는 상기 시트(13)의 평량은 약 35~37g/㎡가 되어, 배경기술에 기재된 바와 같이 LPM을 제조할 때 사용되는 종이의 평량이 60~80g/㎡인 것과 비교하면, 무게가 거의 반으로 줄어 종이(11)의 재료절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 시트(13)는 종이(11)에 우레탄-아크릴이 코팅되어 있기 때문에, 종이(11) 위에 인쇄된 인쇄층을 보호할 수 있고, 내오염성 및 내수성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 시트(13)가 상기 열경화성수지(12)에 함침되어 이동할 때 상기 시트(13)가 절단되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 시트(13)는 일방향으로 당겨져 연속적으로 이동하게 되는데, 상기 시트(13)가 상기 열경화성수지(12)에 함침되기 때문에 전단력이 약화될 수 있으나, 상기 시트(13)에는 우레탄-아크릴이 코팅되어 있기 때문에 상기 시트(13)를 잡아당기는 장력이 작용하여도 상기 시트(13)가 쉽게 절단되지 않게 된다.
위와 같이, 상기 시트(13)를 종이(11) 위에 우레탄-아크릴 코팅을 함으로써, 종이(11)의 단위면적당 무게 즉 평량을 줄여 재료절감의 효과를 얻으면서 동시에 열경화성수지(12)에 함침시 쉽게 절단되지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.
상기 시트(13)가 함침되는 열경화성수지(12)로는 요소수지, 멜라민수지 또는 페놀수지로 이루어지고, 상기 함침단계(S7)에서는 분말형태의 상기 열경화성수지(12)를 녹여서 사용한다.
바람직하게는, 상기 열경화성수지(12)로 페놀수지를 사용하도록 한다.
이때, 상기 페놀수지는 전체중량에서 고형분이 55~65중량%이고, 용제는 물을 사용하며, 점도는 900~1100 CPS가 되도록 한다.
위와 같이, 상기 열경화성수지(12)를 처음부터 액상이 아닌 분말형태를 녹여서 사용하고 가벼우며 얇은 종이(11)로 이루어진 상기 시트(13)를 사용하기 때문에, 후술하는 상기 시트건조단계(S8)에서 상기 열경화성수지(12)의 경화가 빨리 일어나고, 상기 라미네이팅단계(S9)에서 열압시간이 적어, 냉각시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 함침단계(S7)에서는 상기 시트(13)의 상하 양표면을 상기 열경화성수지(12)에 완전히 담그기 때문에, 상기 시트(13)의 상하 양표면에 상기 열경화성수지(12)가 도포되게 된다.
상기 시트건조단계(S8)는 상기 열경화성수지(12)에 함침된 상기 시트(13)를 건조시키는 단계이다.
이러한 상기 시트건조단계(S8)는 IR램프를 이용하여 상기 시트(13)에 도포되어 있는 상기 열경화성수지(12)를 건조시킨다.
이때, 상기 열경화성수지(12)는 상술한 바와 같이 분말형태를 녹여서 사용하기 때문에 신속하게 경화되게 된다.
상기 라미네이팅단계(S9)는 접착제가 도포된 상기 목재패널(10)에 열경화성수지(12)가 도포된 상기 시트(13)를 롤러 등을 이용하여 고온으로 열압성형하여 접착시키는 단계이다.
상기 라미네이팅단계(S9)에서는 상기 열경화성수지(12)가 건조된 상기 시트(13)를 상기 접착제를 이용하여 상기 목재패널(10)에 열압에 의해 접착시키는 단계이다.
상기 라미네이팅단계(S9)를 수행하면서 상기 열경화성수지(12)는 경화되고, 상기 접착제에 의해 상기 목재패널(10)에 접착되게 된다.
상기 라미네이팅단계(S9)가 끝나면, 상기 목재패널(10)에는 상기 시트(13)가 접착되어 완성된 상태가 된다.
위와 같은 공정을 마친 상기 목재패널(10)에는 상기 시트(13)가 접착되어 있기 때문에, 외적미감을 향상시킬 수 있고, 물성이 LPM과 거의 동일하여 내스크래치성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 시트(13)에 사용되는 종이(11)가 얇고 가볍기 때문에, 재료절감의 효과를 얻을 수 있고, 종이(11)에 우레탄-아크릴이 코팅되어 있어 상기 시트(13)가 열경화성수지(12)에 함침된 상태에서 장력이 작용하여도 쉽게 절단되지 않게 되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명인 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재 및 이를 이용한 목재패널의 제조방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
S1 : 브러쉬단계, S2 : 예열단계, S3 : 촉매도포단계, S4 : 촉매건조단계, S5 : 접착제도포단계, S6 : 가건조단계, S7 : 함침단계, S8 : 시트건조단계, S9 : 라미네이팅단계,
10 : 목재패널, 11 : 종이, 12 : 열경화성수지, 13 : 시트,

Claims (4)

  1. 시트(Sheet)를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 상하 양표면에 상기 열경화성수지를 도포하되,
    상기 시트는 종이 위에 우레탄-아크릴 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 경량의 내스크래치성이 우수한 표면재.
  2. 목재패널의 표면을 세척하는 브러쉬단계와;
    상기 목재패널에 접착제를 도포하는 접착제도포단계와;
    상기 접착제를 가건조시키는 가건조단계와;
    시트(Sheet)를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 상하 양표면에 상기 열경화성수지를 도포하는 함침단계와;
    함침된 상기 시트를 건조시키는 시트건조단계와;
    접착제가 도포된 상기 목재패널에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 열압성형하여, 상기 열경화수지를 경화시키면서 상기 목재패널과 시트를 상호 접착시키는 라미네이팅단계로 이루어지되,
    상기 시트는 종이 위에 우레탄-아크릴 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 열경화성수지는 요소수지, 멜라민수지 또는 페놀수지로 이루어지되,
    상기 함침단계에서는 분말형태의 상기 열경화성수지를 녹여서 사용하는 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 브러쉬단계와 접착제도포단계 사이에,
    상기 목재패널의 표면을 예열하는 예열단계와;
    상기 목재패널의 표면에 접착촉매를 도포하는 촉매도포단계와;
    상기 접착촉매를 건조시키는 촉매건조단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 우수한 목재패널의 제조방법.

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