KR20170070242A - 목재 보드의 피니싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상측 및 하측을 포함하는 목재 보드의 피니싱 방법에 관한 것으로, 적어도 상측 또는 하측에 우선 액상 플라스틱 수지로 구성된 층이 적용되고, 이후 플라스틱 수지로 함침된 적어도 하나의 종이 층이 배치된 후, 이러한 구조물이 프레스에서 고온 및 고압 상태에서 가압되며, 이때 플라스틱 수지는 용융되어, 목재 보드의 상측 또는 하측과 결합하는 피니싱 방법으로, 상측 및/또는 하측은 프레스 표피지를 구비하여 미연삭된 상태로 제공되고, 층은 얇게 적용되어, 액상 플라스틱 수지는 프레스 표피지 내에 완전히 스며들고, 층의 활성 건조가 수행되지 않고, 종이 층은 프레스 표피지 위에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

목재 보드의 피니싱 방법{METHOD FOR FINISHING A WOOD BOARD}
본 발명은 상측 및 하측을 포함하는 목재 보드의 피니싱 방법에 관한 것으로, 적어도 상측 또는 하측에 우선 액상 플라스틱 수지로 구성된 층이 적용되고, 이후 그 위에 플라스틱 수지로 함침된 적어도 하나의 종이 층이 배치된 후, 이러한 구조물이 프레스에서 고온 및 고압 상태에서 가압되며, 이때 수지는 용융되어, 목재 보드와 결합한다.
그러한 방법은 예컨대 EP 2 743 094 A1으로부터 공지되어 있다. 기재(substrate)의 상측에 플라스틱 수지가 적용됨으로써, 한쪽 면만 함침된 장식지(decorative paper)가 사용될 수 있는데, 기재 위에 적용된 액상 수지는 장식지 후측의 사전 건조된 함침제를 용해함으로써, 기재 위에 장식지가 더 신속하게 접착되기 때문이다. 장식지가 위에 배치되기 전에 상측의 액상으로 적용된 플라스틱 수지층은 건조되어야 한다.
DE 10 2007 012 236 B4에 개시된 목재 보드의 상측에 우선 종이로 구성된 기재 층이 적용된다. 이러한 기재 층 위에 장식층이 적용된 후, 장식층 위에 실링(sealing) 바니시(vanish)층이 적용된다. 이후 바니시층은 전자빔을 사용하여 완전히 경화되고, 바니시층 내에 구조가 각인된다.
이후, 이와 같이 피니싱된 대형 포맷의 적층 보드로부터 개별 판재들이 절단되고, 이러한 판재들은 마루, 벽 또는 천정의 라이닝으로 기능할 수 있다. 이러한 판재들의 측면 가장자리에 텅앤그루부(tongue/groove) 연결부가 구비될 수 있다. 종이 구조물을 포함하는 적층 보드의 단점은 박리(delamination)인데, 이는 결합제, 열 및 압력을 추가로 사용하여 물질들의 접합에 의해 층이 형성되는 경우 언제든 발생할 수 있다. 주로 겉으로 보이는 기포를 통해 박리를 확인할 수 있거나 판재 가장자리에서 종이 층이 보드로부터 분리된다.
박리 문제를 해소하기 위해 종종 보드를 직접 코팅하는 방법이 사용되었다.
DE 197 51 115 A1은 판재의 코팅 방법을 개시하고, 이러한 방법에서 표면 위에 적어도 하나의 염료 층이 인쇄 공정, 특히 스크린 인쇄를 이용하여 적용된다. 이때 표면은 미가공되거나 연삭 전처리되고, 특히 바니시 코팅될 수 있다. 최종적으로, 적용된 염료 층은 투명 바니시 코팅으로 덮일 수 있다.
DE 10 2004 026 739 A1에 설명된 방법에서, 목재 보드의 상측에 롤러를 이용하여 베이스 코트가 적용 및 건조된다. 건조된 베이스 코트 위에 제1 및 제2 바니시층이 적용되고, 이러한 바니시층들은 UV광을 사용하여 경화된다. 이때 경화가 완전히 이루어지지 않는다. 마지막으로, 2개의 제1 바니시층들 상에 UV 경화성 탑 코트가 적용된 후, 최상부의 바니시층이 소성 변형된다. 직접 인쇄는 매우 비용 집약적일 뿐만 아니라 인쇄 구조물 내에 개재물이 생성되는 것을 방지하기 위해 매우 정밀하게 작업해야 한다. 또한, 각각의 개별 층은 이후의 층이 액상으로 적용되기 전에 충분히 건조되어 염료가 서로 섞이는 것을 방지하는 것이 중요하다.
직접 인쇄 기술을 사용하면, 즉 기재 위에 개별 층들을 직접 인쇄한 결과, 종래 방식으로 제조된 판재에 비해 종이 층이 생략됨으로써 최종 적층 판재의 두께가 감소한다. 이는 대량 생산 시, 대형 포맷의 코팅된 적층 보드가 이후 분할되어 판재들로 형성될 때 문제가 된다. 두께가 감소한 개별 판재들이 DIN 13329과 현저하게 상이하지 않으려면, 높은 품질 관리가 수행되어야 하고, 이는 한편으로 생산 속도를 느리게 하고, 다른 한편으로 제조 비용을 더욱 상승시킨다. 결국, 직접 코팅된 보드의 적층 높이가 종이 층으로 코팅된 보드와 현저하게 상이하면, 소매상 및/또는 최종 소비자의 불만족을 야기할 것이다.
공지된 보드 제조에서, 일반적으로 HDF 보드 또는 MDF 보드가 기재로 사용되고, 이러한 기재의 상측은 약 0.3 mm만큼 연삭된다. 기재의 상측 및 하측에 프레스 표피지(press skin)가 형성되고, 프레스 표피지는 프레스 녹청(press patina) 또는 부후층(decay layer)으로도 지칭된다. 이러한 프레스 표피지는 섬유 매트(fiber mat)를 가압하여 생성된 것으로, 프레스 판의 뜨거운 표면 또는 프레스 밴드에 의해 생성된다. 프레스 표피지의 두께는 약 0.3 mm이다. 보드 상측의 거칠기 깊이를 줄이기 위해, 프레스 표피지가 이후의 코팅 전에 코어 물질로부터 약 0.1 mm만큼 완전하게 절삭되므로, 보드는 해당 연삭 공차만큼 더 두껍게 제조되어야 하고, 이는 제조 비용에 불리하게 작용한다. 규격에 맞게 직접 인쇄 기술을 이용하여 제조되는 적층 마루를 6.0 mm의 두께로 제조하기 위해서는, 기재가 적어도 0.61mm이어야 한다.
EP 2 236 313에서 예컨대, 프레스 표피지는 연삭되어야 하는데, 핫 프레스 공정 시 열이 입력되는 표피지 영역이 크면 접착제가 너무 빨리 경화되고, 이에 따라 접착 이음부가 적어도 부분적으로 파손되고, 적용된 층이 취약해지기 때문이다. 완성된 판재에서 이러한 접착 이음부 파손이 있으면, 기재 위에 제공된 장식- 및 내마모층들이 분리되기 쉽다. 이미 일반적인 부하 상태에서 기후 편차에 따라 목재에서 통상적인 치수로 발생할 수 있는 박리는 고객을 만족시킬 수 없다.
그러므로 마모에 강하며 전술한 규격 내의 두께 공차를 갖는 적층 판재가 매우 필요하다. 또한, 추가 공정 단계 및/또는 추가 재료에 따른 별도 비용이 가급적 들지 않게 하는 자원 보호적 제조 방법이 필요하다.
이러한 문제 상황을 전제로, 적어도 하나의 종이 층이 코팅된 목재 보드의 피니싱 방법은, 종이 층과 목재 보드의 상측이 강하게 결합하여 박리가 확실하게 방지되도록 개선되어야 한다. 이때 가급적 통상적인 완전 함침 종이가 사용될 수 있어야 한다.
이러한 문제는 기술 분야에 따른 방법에서, 상측 및/또는 하측이 프레스 표피지를 더 구비하여 미연삭된 상태로 제공되고, 그리고 층이 얇게 적용되어 액상 플라스틱 수지가 프레스 표피지 내에 완전하게 스며들어 층의 활성 건조가 수행되지 않고 프레스 표피지 위에 종이 층이 배치됨으로써 해결된다.
매우 놀랍게도, 직접 인쇄 기술에서 공지된 플라스틱 수지 적용은 목재 보드의 상측 및/또는 하측에 종이 층이 부착되는 것을 실질적으로 개선한다는 점이 확인되었다. 일반적으로 장식지인 종이는 플라스틱 수지로 함침되어 있으므로, 이러한 부착력 개선은 적층 시 더 많은 수지가 사용된 이유에 따른 것으로 가정할 수 있다. 그러나 이러한 가정은 옳지 않은데, 공지된 바에 따른 박리 현상은 장식지가 수지로 완전히 함침되고, 매우 흡수성이 양호한 종이가 사용되어 적층 구조물 내에 플라스틱 수지가 스미는 것이 증가하는 경우에도 발생하기 때문이다. 이러한 구조로 인하여 박리는 확실하게 방지될 수 없다.
실험을 통해, 종이 층에 함침된 수지가 EP 2 743 094 A1에서 설명된 바와 같이 용해되지 않는 것으로 확인되었다. 이 경우 프레스 표피지에 완전히 스며든 플라스틱 수지는 비활성이다.
개선된 부착력은, 상측 및/또는 하측이 무후처리되고(mill finished), 즉 미가공되고 전체 프레스 표피지를 구비하여 제공된다는 점에 기인할 수 있다. 액상으로 적용된 플라스틱 수지는 이러한 프레스 표피지를 침투하여, 프레스 표피지와 함께 차후에 제공될 장식지를 위한 최적의 베이스를 형성한다.
액상 플라스틱 수지는 롤링, 도포, 미장(troweled) 또는 분사될 수 있다.
활성 건조가 생략됨으로써 제조 공정은 신속해지고, 또한 현저한 에너지 절감이 실현된다.
바람직하게는, 액상 플라스틱 수지는 5 에서 100 g/㎡, 특히 5 에서 50 g/㎡의 질량으로 적용되고, 또한 매우 바람직하게는 5 에서 25 g/㎡의 질량으로 적용된다.
바람직하게는, 플라스틱 수지는 멜라민 수지 또는 요소 수지 또는 멜라민-요소 수지 혼합물이다.
플라스틱 수지 대 물의 비율이 ±10%의 공차를 가진 60:40의 비율일 때 코팅 결과가 양호하게 구현되었다.
플라스틱 수지는 첨가제, 특히 경화제 및/또는 습윤제 및/또는 열가소성 중합제를 포함할 수 있다.
종이 층은 바람직하게는 가압 전에 플라스틱 수지로 구성된 마모 보호층으로 덮인다. 이러한 마모 보호층은 플라스틱 수지로 함침된 오버레이 종이에 의해 생성될 수 있다. 바람직하게는, 종이 층은 장식지이다. 한편, 마모 보호층은 액상으로도 적용될 수 있다. 또한, 마모 보호층을 위해 종이 층 위에 플라스틱 입자가 비산되는 경우를 고려할 수 있다.
본 발명에 따른 방법으로 피니싱된 목재 보드는 상측의 종이 구조물을 포함하는 종래의 적층 보드에 비해, 종이 구조물과 목재 보드 사이의 부착이 사전에 적용된 액상 플라스틱 수지층에 의해 현저하게 개선된다는 본질적 차이점이 있다. 마모 보호층은 내마모성 입자, 예컨대 강옥(corundom)을 포함할 수 있어서, 적층 보드의 마손 강도를 증대시킨다. 적층 구조물의 가압 중에 마모 보호층 내에 구조가 가공될 수 있다. 이러한 구조는 장식에 대응할 수 있다("synchronous pore(동기 기공)"). 장식은 목재 결이거나 타일 패턴일 수 있다. 목재 결의 경우 구조는 모사된 목재 표면의 결, 옹이구멍(knothole) 또는 기공의 모양에 상응한다. 타일 패턴의 경우 구조는 이음부에 상응한다.
종래의 종이 층을 포함하는 적층 구조물에 비해 개선된 부분은 도면을 참조하여 쉽게 파악할 수 있다. 도면은 각각 코팅된 MDF 보드의 부피 밀도 프로파일을 상측(0 mm)으로부터 목재 코어의 중심까지(3 mm) 도시한다.
도 1은 프레스 표피지를 완전히 제거하기 위해 상측이 연삭된 표준 MDF 보드를 포함하는 적층 구조물을 도시한다. 연삭된 상측에는 플라스틱 수지로 함침된 장식지 층이, 그 위에 오버레이 종이 층이 배치되고 가압된다. 커버층의 분리 강도는 2.0±0.1 N/㎡이다. 상측의 종이 구조물에 의해 1900 kg/㎥이라는 높은 부피 밀도가 달성된다. 목재 코어의 중심까지 부피 밀도는 지속적으로 감소한다.
도 2에 도시된 그래프에서 미연삭된 상측을 포함하는 표준 MDF 보드, 즉 전체 프레스 표피지를 포함하는 MDF 보드가 사용되고, 이러한 표피지 위에 플라스틱 수지로 함침된 장식 종이층 및 오버레이 종이 층이 배치되고 가압되었다. 커버층의 마손 강도는 1.5±0.3 N/m이다. 이 경우 부피 밀도는 피크값이 더 작긴 하다. 부피 밀도는 종이 층들에 의해서도 형성된다. 부피 밀도는 우선 지속적으로 감소하고, 상측에서 제거되지 않았던 표피지로 인하여 약 0.25 mm 깊이 증가가 발생한다. 이 경우 종이 구조물과 목재 보드 사이의 결합이 양호하지 않으므로 박리 위험이 있다.
도 3에서 사용된 보드는 본 발명에 따라 가공된 표준 MDF 보드로서, 이는 무후처리된 상측을 포함하고, 플라스틱 수지로 함침된 장식 종이층 및 오버레이 종이층이 배치 및 가압되기 전에 50 g/㎡의 멜라민 수지로 코팅되었다. 커버층의 마손 강도는 1.9±0.1 N/㎟이었다. 최대 부피 밀도는 표준 보드(도 1)의 값에 거의 도달하는 것을 확인할 수 있으나, 이는 지속적으로 감소하며, 표피지가 제거되지 않았음에도 불구하고 부피 밀도의 증가는 나타나지 않는다. 도 2 및 도 3과 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 박리 현상을 야기할 수 있는 문제점은 가급적 방지될 수 있어서, 가급적 닫힌 곡선 흐름이 나타난다. 커버층 분리 강도는 도 1에 따른 표준 구조물의 수준이긴 하나, 프레스 표피지의 연삭 공정이 생략되어 제조 시간이 현저하게 단축될 뿐만 아니라 이를 통해 비용이 절감되고, 연삭될 상측 영역은 MDF 보드의 제조 시 추가 물질을 사용하여 사전에 보정될 필요가 없다는 점을 고려해야 한다. 본 발명에 따르면 박리가 확실하게 방지되고, 상황에 따라 함침된 종이 층의 수지 처리가 감소할 수 있는 것을 확인할 수 있는데, 가급적 프레스 표피지 내에 플라스틱 수지가 스며들어 결합을 위해 필요한 플라스틱 수지가 사전에 제공되기 때문이다. 하측은 목재 보드의 상측과 마찬가지로 피니싱 가공될 수 있다. 또한, 상측 및 하측은 동일하게 가공될 수 있다. 바람직하게는 양측의 피니싱은 동시에 수행된다.

Claims (13)

  1. 상측 및 하측을 포함하는 목재 보드(wood board)의 피니싱(finishing) 방법으로, 적어도 상기 상측 또는 상기 하측에 먼저 액상 플라스틱 수지로 구성된 층이 적용되고, 이후 플라스틱 수지로 함침된 적어도 하나의 종이 층이 배치된 후, 이러한 구조물은 프레스에서 고온 및 고압 상태에서 가압되고, 이때 상기 플라스틱 수지는 용융되어, 상기 목재 보드의 상측 또는 하측과 결합하는 것인, 피니싱 방법에 있어서,
    상기 상측 및/또는 상기 하측은 프레스 표피지를 더 구비하여 미연삭된 상태로 제공되며, 상기 층은 얇게 적용되어, 상기 액상 플라스틱 수지가 완전하게 상기 프레스 표피지 내에 스며들고, 상기 층의 활성 건조가 수행되지 않으며, 상기 종이 층은 상기 프레스 표피지 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상측뿐만 아니라 하측도 동일하게 피니싱되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 액상 플라스틱 수지는 롤링(rolling), 도포, 미장 또는 분사되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱 수지는 5에서 100 g/㎡의 질량으로 적용되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 플라스틱 수지는 5에서 50 g/㎡의 질량으로 적용되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 플라스틱 수지는 5에서 25 g/㎡의 질량으로 적용되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 수지는 멜라민 수지(melamine resin) 또는 요소 수지(urea resin)이거나, 멜라민-요소 수지 혼합물인 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 수지 대 물의 비율은 ±10%의 공차를 갖는 60:40인 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 수지는 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 플라스틱 수지는 경화제 및/또는 습윤제 및/또는 열가소성 중합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 종이 층은 장식지인 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 종이 층은 가압 전에 플라스틱 수지로 구성된 마모 보호층으로 덮이는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 종이 층 위에 오버레이(overlay) 종이가 배치되는 것을 특징으로 하는 피니싱 방법.
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