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KR101621961B1 - 표면재 종이 시트의 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

표면재 종이 시트의 제조 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101621961B1
KR101621961B1 KR1020140091694A KR20140091694A KR101621961B1 KR 101621961 B1 KR101621961 B1 KR 101621961B1 KR 1020140091694 A KR1020140091694 A KR 1020140091694A KR 20140091694 A KR20140091694 A KR 20140091694A KR 101621961 B1 KR101621961 B1 KR 101621961B1
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KR
South Korea
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roller
emboss
paper
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cooling
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손명준
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엠제이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 하우징 롤러 및 상기 제1 하우징 롤러의 내부에 실장된 열원을 포함하는 가열 롤러; 코어 롤러 및 상기 코어 롤러의 표면에 형성된 실리콘 고무로 이루어진 피복층을 포함하는 엠보스 롤러; 및 제2 하우징 롤러 및 상기 제2 하우징 롤러의 내부에 실장된 냉각수 이동 관을 포함하는 냉각 롤러;를 순차적으로 포함하고, 상기 피복층의 표면에 양각부와 음각부를 포함하는 입체 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는, 표면재 종이 시트의 제조 장치를 제공한다.

Description

표면재 종이 시트의 제조 장치 및 그 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING PAPER SHEET FOR SURFACE MATERIAL AND MEHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표면재 종이 시트의 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엠보스 패턴이 형성된 표면재 종이 시트를 연속적으로 생산할 수 있는 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
제품의 표면에 심미적인 디자인을 구현하는 방법으로, 제품의 표면을 감싸는 표면재 시트에 엠보스를 형성하는 기술이 사용되고 있다. 엠보스는 표면에 형성된 요철부로, 종이 재료의 경우 흡착력과 쿠션감이 요구되는 휴지나 완충 재료에 사용되고, 금속 재료의 경우 장식용이나 미끄럼 방지용으로 적용되고 있다. 특히, 이러한 엠보스가 가공된 표면재 종이 시트는 인테리어 시트, 데코 시트로서 다양하게 적용될 수 있으며, 그 적용예로는 가전, 가구, 목재, 철판, 석고 보드, 금속판, 바닥재, 건물의 내외장재 등을 들 수 있다.
한편, 최근에는 규칙적 엠보스 패턴 뿐만 아니라, 요철(Crushed), 구김(Wrinkled), 물결모양(Crinkled), 주름(Pleated), 세로 홈새김(Fluted) 등과 같은 불규칙적인 엠보스 패턴이 부여된 소재가 사용되고 있다. 이러한 엠보스 패턴을 부여하기 위해 다음과 같은 방법들이 제안되었다.
(ㄱ) 종이 기재 상에 접착제를 사용한 열가소성플라스틱(ex. Polypropylene, Polystyrene, Poly Vinyl Chloride 등)의 습식 라미네이팅 공정, 가열 공정, 및 냉각 공정을 순차적으로 거친 후, 엠보스 롤러를 이용하여 상기 라미네이팅 된 종이 기재에 엠보스 패턴을 부여하는 방법;
(ㄴ) 전기 또는 열매유(SHTF(Synthetic Heat Transfer Fluid), 일 예로 Therminol Series, Barrel Series 등)으로 가열된 엠보스 롤러에 습식 폴리우레탄 도장층을 통과시키면서 엠보스 패턴을 부여하는 방법;
(ㄷ) 양각과 음각 패턴을 지닌 두 개 이상의 엠보스 롤러가 맞물려 회전하는 사이로 종이, 알루미늄, 강판 등을 통과시키면서 엠보스 패턴을 부여하는 방법;
(ㄹ) 스틸 롤러(Steel Roller)와 고무 또는 압축 종이 롤러로 구성된 압축 롤러 사이로 화장지, 종이, 섬유 등을 통과시키면서 엠보스 패턴을 부여하는 방법;
(ㅁ) 평활한 금속 판에 엠보스 패턴을 형성한 후 이를 압축기(Press)에 부착하여 합성 피혁 등에 엠보스 패턴을 부여하는 방법; 또는
(ㅂ) 엠보스 패턴이 형성된 이형지(Release Paper) 상에 수지로 이루어진 박리층을 코팅하고, 상기 박리층을 건조 및 고화 시킨 후 이형지를 제거하여 상기 박리층에 엠보스 패턴을 부여하는 방법.
그러나, 상기와 같은 방법들은 예열, 코팅, 엠보스 가공, 소부 건조, 냉각 등의 각 단계를 분리하여 수행하는 불연속적 가공 기술이므로 생산 설비 구축 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 엠보스 패턴이 형성된 표면재 종이 시트를 연속적으로 생산할 수 있는 제조 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은, 제1 하우징 롤러 및 상기 제1 하우징 롤러의 내부에 실장된 열원을 포함하는 가열 롤러; 코어 롤러 및 상기 코어 롤러의 표면에 형성된 실리콘 고무로 이루어진 피복층을 포함하는 엠보스 롤러; 및 제2 하우징 롤러 및 상기 제2 하우징 롤러의 내부에 실장된 냉각수 이동 관을 포함하는 냉각 롤러를 순차적으로 포함하고, 상기 피복층의 표면에 양각부와 음각부를 포함하는 입체 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는, 표면재 종이 시트의 제조 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가열 롤러의 표면에 세라믹이 코팅될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열원이 적외선 열원일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코어 롤러가 강관(Steel Pipe)이고, 상기 강관의 관벽 두께가 10mm 내지 20mm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 피복층의 두께가 2mm 내지 10mm일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 일 측면은, 종이 기재의 표면에 폴리우레탄 도료를 도포한 후, 건조하여 도막층을 형성하는 단계; 가열 롤러를 이용하여 상기 도막층을 가소화(plasticizing)시키는 단계; 엠보스 롤러를 이용하여 상기 도막층의 표면에 입체 패턴을 형성하는 단계; 및 냉각 롤러를 이용하여 상기 도막층을 경화시키는 단계;를 포함하는, 표면재 종이 시트의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리우레탄 도료의 도포량이 200g/m2 내지 270 g/m2일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리우레탄 도료의 점도가 8,000cps(20℃) 내지 11,000cps(20℃)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가열 롤러의 온도가 90℃ 내지 120℃로 조절될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 냉각 롤러의 온도가 15℃ 내지 25℃로 조절될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 표면재 종이 시트의 제조 장치와 그 제조 방법은, 가열 롤러, 엠보스 롤러, 냉각 롤러를 연속적 또는 순차적으로 포함하는 장치를 이용하여 표면재 종이 시트의 제조 공정을 간소화하여 제조 시간을 단축하고 제조 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표면재 종이 시트의 제조 장치의 모식도이다.
도 2는 도 1의 엠보스 롤러를 확대하여 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
표면재 종이 시트의 제조 장치
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면재 종이 시트의 제조 장치의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 표면재 종이 시트의 제조 장치가, 제1 하우징 롤러 및 상기 제1 하우징 롤러 내부에 실장된 열원을 포함하는 가열 롤러(110), 코어 롤러(121) 및 상기 코어 롤러(121) 표면에 형성된 실리콘 고무로 이루어진 피복층(122)을 포함하는 엠보스 롤러(120), 및 제2 하우징 롤러 및 상기 제2 하우징 롤러 내부에 실장된 냉각수 이동 관(131)을 포함하는 냉각 롤러(130)를 순차적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어, “엠보스”는 인쇄로 장식성을 부여하는 소재에서 인쇄 무늬에 따른 표면 질감을 입체감 있게 사실적으로 묘사할 수 있도록 하는 엠보스 가공 방법에 의해 형성된 층을 의미한다.
상기 엠보스 가공 방법은 양각 및 음각 부분을 포함하는 요철이 표면에 형성된 엠보스 롤러를 사용하며, 상기 엠보스 롤러(120)의 양각 부분은 상기 표면재 종이 시트의 음각 부분으로 성형되고 상기 엠보스 롤러(120)의 음각 부분은 상기 표면재 종이 시트의 양각 부분으로 성형된다.
본 명세서에 사용된 용어, "순차적"은 공정 순서를 따라 차례대로 진행됨을 의미하는 것으로서, 상기 도 1의 상기 표면재 종이 시트의 제조 장치를 기준으로 좌측에서부터 우측으로의 순서를 가리킨다.
일 실시예에 따른 상기 가열 롤러(110)는, 표면에 세라믹이 코팅될 수 있다. 상기 세라믹 코팅은 피도체, 구체적으로, 상기 가열 롤러의 표면이 고온에서 산화, 마모되는 것을 방지하기 위한 목적을 가지며, 이러한 세라믹을 코팅하는 방법으로는, 용사(溶射), 화학증착법(CVD), 물리증착법(PVD) 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 가열 롤러의 표면에 형성된 세라믹 코팅층은 스틸 재질 가열 롤러의 내후성, 방오성, 내열성, 방균성, 방청성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 세라믹 코팅층은 불연성 및 난연성(내열온도 500℃)을 가지므로, 상기 가열 롤러에 대해서도 이러한 성질을 부여할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 상기 가열 롤러(110)의 내부에는 적외선 열원(111)이 실장될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어, “적외선(Infrared Ray, IR)”은 파장 범위가 0.75μm에서 1mm 범위에 속하는 근적외선, 적외선, 원적외선을 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
종래의 산업용 전열 설비는 대부분 열풍 대류방식을 차용하였으나, 상기 열풍 대류방식은 열 전달 효율이 낮아 설비 규모와 에너지 소모가 크고, 생산성이 낮으며 균일 가열이 어려워 가열 효율이 낮다는 단점이 있다.
이에 반하여, 적외선은 전자기파로서, 직진성, 반사성, 투과성, 흡수성 등의 특성이 있으며, 전도나 대류 등의 열 전달 방식과는 달리 중간 매질 없이 피가열물에 복사되고 흡수되어 열로 전환될 수 있다. 따라서, 적외선을 가열원으로 사용하는 경우, 에너지 효율이 높고 전도나 대류, 가열의 열 전달 방식 대비 피가열물을 균일하게 가열할 수 있다.
사용 가능한 적외선 열원으로는, 특별히 한정하지 않으나, 할로겐 램프, 적외선 방사 재료가 코팅된 시스 히터(Sheath Heater), 세라믹 소결관(Sintering Tube), 및 저항 발열선이 삽입된 세라믹 소결 방사체 등을 들 수 있다.
도 2는 상기 도 1의 엠보스 롤러를 확대한 일면의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 엠보스 롤러(120)가 코어 롤러(121), 및 상기 코어 롤러(121)의 표면에 피복층(122)을 포함할 수 있고, 상기 피복층(122)의 표면에는 양각 부분(123)과 음각 부분(124)으로 이루어진 요철 패턴이 형성될 수 있다.
상기 코어 롤러(121)는 강관(steel pipe)일 수 있고, 상기 강관의 관벽 두께가 10mm 내지 20mm일 수 있다. 상기 엠보스 롤러(120)는 표면재 종이 시트의 표면에 입체 패턴을 형성시킬 뿐만 아니라, 상기 가열 롤러(110)의 하류에 인접하여 위치하기 때문에 상기 가열 롤러에 의해 가열된 표면재 종이 시트를 사전 냉각(pre-cooling)시키는 역할을 수행할 수도 있다. 이러한 사전 냉각시 열 전달 효율을 향상시켜 표면재 종이 시트로부터 열이 원활하게 방출될 수 있도록, 상기 코어 롤러(121)는 그 내부가 비어있는 강관일 수 있다.
상기 강관의 관벽이 10mm 미만인 경우 상기 엠보스 롤러(120)의 내구성이 저하되어 제조 장치의 수명을 단축시킬 수 있고, 20mm 초과인 경우 사전 냉각 효과가 미약할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 상기 피복층(122)의 두께가 2mm 내지 10mm일 수 있다. 상기 엠보스 롤러(120)의 피복층(122)은 실리콘 고무로 이루어질 수 있으며, 실리콘 고무는 내열성·내한성이 우수하여 상기 가열 롤러(110)와 상기 냉각 롤러(130) 사이에 위치한 상기 엠보스 롤러(120)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 피복층(122)의 두께가 2mm 미만인 경우 엠보스 패턴의 심도를 조절하기 어렵고, 10mm 초과인 경우 상기 코어 롤러의 열 전달 효율을 감소시킬 수 있다.
선택적으로, 상기 표면재 종이 시트의 제조 장치가 상기 냉각 롤러(130)의 하류에 냉각 드럼(Cooling Drum) 및 권취기(Rewinder)를 더 포함할 수 있으며, 각각의 구성은 당업계에 공지되어 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다.
표면재 종이 시트의 제조 방법
이하, 전술한 표면재 종이 시트의 제조 장치를 이용한 표면재 종이 시트의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 표면재 종이 시트의 제조 방법은, 종이 기재의 표면에 폴리우레탄 도료를 도포한 후 건조하여 도막층을 형성하는 단계, 가열 롤러(110)를 이용하여 상기 도막층을 가소화(Plasticizing)시키는 단계, 엠보스 롤러(120)를 이용하여 상기 도막층의 표면에 입체 패턴을 형성하는 단계, 및 냉각 롤러(130)를 이용하여 상기 도막층을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 종이 기재는 표면재 종이 시트의 제조 공정 간 가해지는 압력을 견딜 수 있는 정도의 강도를 가지며, 엠보스 패턴이 용이하게 형성될 수 있는 것이어야 한다.
상기 종이 기재의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 크라프트지(Kraft Paper), 상질지(上質紙), 순백 롤지, 글라신지(Glassine Paper), 컵 원지 등의 비코팅지와, 천연 펄프를 이용하지 않는 합성지 등이 있다. 합성 피혁을 제조하거나 멜라민 화장판을 가공하는 경우에는, 산성지 대비 내구성 및 내열성이 우수한 중성지(中性紙)를 사용할 수 있다.
도 1에 도시한 것과 같이, 상기 원동 롤러(140) 상에서 상기 폴리우레탄 도료를 도포할 수 있다. 상기 폴리우레탄 도료를 도포하는 데에 사용될 수 있는 코팅 장치의 유형으로는, 그라비아 코터(gravure coater), 플렉소 코터(flexo coater), 롤 코터(roll coater), 바 코터(bar coater) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 코팅되는 도료와 피도체의 종류와 형상을 고려하여 상부 롤과 하부 롤(원동 롤러(140))을 포함하는 롤 코터를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 판 형상의 블레이드를 더 포함하여 1000cps 이상의 고점도 도료의 코팅시에도 코팅 폭과 도포량을 용이하게 조절할 수 있는 콤마 코터를 사용할 수 있다. 상기 블레이드는 상기 상부 롤의 상류에 인접 위치하여 도료 또는 접착제의 퍼짐을 방지하고, 도료 또는 접착제를 코팅 부위에 집중시킬 수 있다.
이러한 콤마 코터(150)를 이용하여, 상기 폴리우레탄 도료를 상기 종이 기재 상에 코팅하고 경화 또는 건조시킬 수 있으며, 경화 또는 건조 조건은 당업계에 공지되어 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리우레탄 도료의 도포량이 200g/m2 내지 270 g/m2일 수 있다. 상기 폴리우레탄 도료의 도포량이 200g/m2 미만인 경우 상기 표면재 종이 시트 상에 형성되는 요철 패턴의 심도 조절이 어려울 수 있고, 270 g/m2 초과인 경우 상기 표면재 종이 시트의 강도가 저하되어 공정 중에 균열이 발생할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 도료의 점도가 8,000cps(20℃) 내지 11,000cps(20℃)일 수 있다. 상기 폴리우레탄 도료의 점도가 8,000cps(20℃) 미만인 경우 가공성이 저하될 수 있고, 11,000cps(20℃) 초과인 경우 상기 폴리우레탄 도료의 도포량을 제어하기 어렵고, 도막층의 두께 편차가 발생하여 표면재의 외관 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 상기 폴리우레탄 도료에 용제를 첨가하여 도료의 점도를 일정 범위로 조절할 수 있다. 상기 용제는 에스테르계, 알코올계, 케톤계, 지방족 탄화수소계, 및 방향족 탄화수소계 용제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 에스테르계 용제로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 메틸부틸레이트, 에틸부틸레이트, 프로필프로피오네이트 등을 사용할 수 있다.
상기 알코올계 용제로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 아밀알코올, 옥틸알코올, 데칸올 등을 사용할 수 있다.
상기 케톤계 용제로는 아세톤, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 디이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 들 수 있으며 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있다.
상기 지방족 탄화수소계 용제로는 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 도데칸, 테트라데칸, 헥사데칸 등과 같은 사슬형 탄화수소, 또는 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산, 시클로헥산올 등과 같은 고리형 탄화수소 등을 사용할 수 있다.
상기 방향족 탄화수소계 용제로는 벤젠, 에틸벤젠, 클로로벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 환경 문제의 관점에서 시클로헥산계 지방족 용제와 에스테르계 또는 케톤계 용제의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 종이 기재 상에 폴리우레탄 도료가 도포된 상기 표면재 종이 시트를 사이에 두고, 상기 가열 롤러(110) 및 상기 엠보스 롤러(120)가 상호 역방향으로 회전하면서 상기 표면재 종이 시트를 가열 및 가압하여 상기 폴리우레탄 도막층에 엠보스 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 가열 롤러(110)의 온도가 90℃ 내지 120℃로 조절될 수 있다. 상기 가열 롤러(110)를 이용하여 상기 폴리우레탄 도막층을 가열하고 도막층에 유연성을 부여함으로써, 엠보스 패턴을 보다 선명하게 형성할 수 있다. 상기 가열 롤러(110)의 온도가 90℃ 미만인 경우 상기 폴리우레탄 도료의 유리전이온도(Glass Transition Temperature, Tg)보다 충분히 높은 온도가 유지되지 않아 심도있는 엠보스 패턴을 형성하기 어렵고, 120℃ 초과인 경우 불필요한 에너지 소비 및 품질 저하로 공정 효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 가열 롤러(110)에는 적외선 열원이 실장될 수 있으므로, 상기 적외선 열원으로부터 적외선이 피가열물인 상기 가열 롤러(110)에 조사되어, 상기 가열 롤러(110)가 비접촉식으로 균일하게 가열될 수 있다. 즉, 비접촉 방식으로 대면적의 피가열물인 상기 가열 롤러(110)을 빠르고 균일하게 가열할 수 있다.
또한, 선택적으로 상기 가열 롤러(110)의 온도를 조절하기 위한 온도 제어장치를 더 포함할 수도 있다.
상기 가열 롤러(110)에 의해 상기 종이 기재가 예열됨과 동시에 상기 엠보스 롤러(120)에 의해 압착될 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 엠보스 가공시, 양각 부분과 음각 부분을 포함하는 요철 무늬가 형성된 엠보스 롤러(120)를 사용하고, 상기 엠보스 롤러의 양각 부분(123)과 음각 부분(124)이 각각 폴리우레탄 도막층에 음각 부분과 양각 부분으로 성형될 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄 도막층 상에 엠보스 패턴을 형성시킨 후, 하이그로시층을 더 형성시킬 수 있다. 상기 하이그로시층은 표면재 시트의 표면 오염 및 스크레치를 방지하고, 광택을 구현할 수 있으며, 경우에 따라, 항균성, 내열성 등 다양한 특성을 부가할 수 있다.
상기 하이그로시층은 자외선 경화성 수지를 경화시켜 형성할 수 있으며, 구체적으로 폴리에스테르 수지(Polyester resin), 우레탄 아크릴 수지(Urethane Acrylic resin), 에폭시 아크릴레이트 수지(Epoxy Acrylate resin), 폴리에스테르 아크릴 수지(Polyester Acrylic resin), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 수지(Polyethylene Terephthalate Glycol resin, PETG), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(Polyethylene Terephthalate resin, PET), 폴리유산 수지(Polylactic acid resin, PLA), 또는 이들의 혼합물을 코팅 후 자외선 경화 처리하여 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 냉각 롤러(130)의 온도가 15℃ 내지 25℃로 조절될 수 있다. 상기 냉각 롤러는 도 1에 도시한 바와 같이 롤러 내부로 냉각수 이동 관(131)을 실장할 수 있고, 상기 냉각 롤러(130)를 이용한 냉각 공정을 통해 상기 폴리우레탄 도막층에 형성된 엠보스 패턴의 형태을 선명하게 유지할 수 있다.
또한, 종래의 냉각 공정과 달리, 엠보스 패턴이 형성된 직후 표면재 종이 시트를 냉각시켜 상기 폴리우레탄 도료의 블루밍(Blooming) 현상을 억제하고 상기 표면재 종이 시트의 표면 산화를 막아 상기 폴리우레탄 도료와 상기 표면재 종이 시트의 부착성을 향상시킬 수도 있다.
상기 냉각 롤러(130)의 온도는 도막층의 유리전이온도보다 낮게 유지되는 것이 바람직하며, 상기 냉각 롤러(130)의 온도가 15℃ 미만인 경우 냉매의 냉각에 필요한 설비가 추가됨에 따라 공정 비용이 증가할 수 있고, 25℃ 초과인 경우 상기 엠보스 패턴의 형상을 선명하게 유지하기 어렵다.
상기 표면재 종이 시트 제조 공정은 가공 속도를 100m/분 내지 1,100m/분으로 조절할 수 있다. 상기 가공 속도가 100m/분 미만인 경우 생산성이 저하될 수 있고, 1,100m/분 초과인 경우 상기 표면재 종이 기재가 잘라지는 빈도가 증가하거나, 폴리우레탄 도료의 전이가 불안정해질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면재 종이 시트 제조 방법의 각 단계는, 상호 연속적으로 이루어질 수 있다. 종래 시트(Sheet) 방식과 같은 불연속식 공정의 경우, 종이 기재를 컨베이어(Converyor) 시스템을 이용한 코팅 공정 라인에 배열하고, 각 공정 단계에서 코팅 및 건조함으로써 시트(Sheet) 형태의 표면재 종이 시트를 얻을 수 있었다.
다만, 상기 불연속식 공정은, 각 시트간 간격에 비례하여 생산성이 감소되고, 불연속식 공정에 의해 제조된 표면재 종이 시트는 제품 보관시 저장 효율성, 및 제품 출하시 운송 효율성이 떨어진다는 문제점이 있다.
반면, 연속식 공정의 경우, 분리되지 않고 연속적으로 이어지는 형태의 종이 기재가 연속라인의 각 공정 단계를 통과하게 되고, 완성된 제품은 시트 형태가 아니라 롤(Roll) 형태로 권취되어 보관된다. 상기 연속식 공정에 의할 때, 종래 불연속식 공정 대비 생산성이 우수하고, 표면재 종이 시트의 저장 효율성, 운송 효율성 등이 크게 개선될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 가열 롤러
111: 내장 열원
120: 엠보스 롤러
121: 코어 롤러
122: 피복층
123: 요철 형상의 볼록부
124: 요철 형상의 오목부
130: 냉각 롤러
131: 냉각수 이동관
140: 원동 롤러
150: 콤마 코터 인쇄장치

Claims (10)

  1. 제1 하우징 롤러 및 상기 제1 하우징 롤러의 내부에 실장된 열원을 포함하는 가열 롤러;
    코어 롤러 및 상기 코어 롤러의 표면에 형성된 실리콘 고무로 이루어진 피복층을 포함하는 엠보스 롤러; 및
    제2 하우징 롤러 및 상기 제2 하우징 롤러의 내부에 실장된 냉각수 이동 관을 포함하는 냉각 롤러;를 순차적으로 포함하고,
    상기 코어 롤러의 내부가 비어있는 강관(Steel Pipe)이며,
    상기 피복층의 표면에 양각부와 음각부를 포함하는 입체 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는, 표면재 종이 시트의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열 롤러의 표면에 세라믹이 코팅된, 표면재 종이 시트의 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열원이 적외선 열원인, 표면재 종이 시트의 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강관의 관벽 두께가 10mm 내지 20mm인, 표면재 종이 시트의 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피복층의 두께가 2mm 내지 10mm인, 표면재 종이 시트의 제조 장치.
  6. 종이 기재의 표면에 폴리우레탄 도료를 도포한 후, 건조하여 도막층을 형성하는 단계;
    가열 롤러를 이용하여 상기 도막층을 가소화(plasticizing)시키는 단계;
    엠보스 롤러를 이용하여 상기 도막층의 표면에 입체 패턴을 형성하는 단계; 및
    냉각 롤러를 이용하여 상기 도막층을 경화시키는 단계;를 포함하고,
    상기 엠보스 롤러가 코어 롤러 및 상기 코어 롤러의 표면에 형성된 실리콘 고무로 이루어진 피복층을 포함하며,
    상기 코어 롤러의 내부가 비어있는 강관(Steel Pipe)인 것을 특징으로 하는, 표면재 종이 시트의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폴리우레탄 도료의 도포량이 200g/m2 내지 270 g/m2인, 표면재 종이 시트의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 폴리우레탄 도료의 점도가 8,000cps(20℃) 내지 11,000cps(20℃)인, 표면재 종이 시트의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 가열 롤러의 온도가 90℃ 내지 120℃로 조절되는, 표면재 종이 시트의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 냉각 롤러의 온도가 15℃ 내지 25℃로 조절되는, 표면재 종이 시트의 제조 방법.
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