KR20010051015A - 열가소성 시트의 이차성형 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충실 표면 라미네이트 재료 (SSL)과 같은 열가소성 시트를 편평한 표면 및 소정 윤곽의 연부를 갖는 지지체로 연부에 인접한 열가소성 시트 일부를 가열함으로써 이차성형시키는 방법에 관한 것이다. 접착제는 열가소성 시트를 지지체의 편평한 표면 및 연부에 부착한다. 접착제는 용제계 접촉 접착제 또는 수계 특수 접착제일 수 있다. 접착된 열가소성 시트와 지지체에 의해 성형된 복합체는 카운터 상판, 세면대 상판, 욕실 및 부엌 카운터 표면, 및 가구 표면재 등으로 사용될 수 있다. 열가소성 시트 일부를 집중화 선상 가열법, 통상정인 가열법과 단열재, 집중화 가열과 통상적인 가열의 병용, 또는 단지 통상적인 가열법만으로 가열할 수 있다. 열가소성 시트의 가열된 부분은 굴곡 전에 275 ℉ (135.0 ℃) 내지 320 ℉ (160.0 ℃)인 것이 바람직하다. 임의의 보호용 필름을 가열될 열가소성 시트의 정면 부분에 위치시켜 여기에서의 표면 결합을 최소화할 수 있다. 지지체의 연부에 부착된 열가소성 시트 부분을 샌더 등에 의해 다듬질하여 그의 외관을 개선시킬 수 있다. 열가소성 시트에서의 코브 굴곡은 보다 낮은 가열 온도의 가열 봉 및 가열 봉과 열가소성 시트의 정면 사이에 보호용 필름을 가하고, 열가소성 시트의 후면을 복사 가열기로 보다 높은 온도로 가열함으로써 열가소성 시트의 양면을 가열하여 달성할 수 있다. 그후, 열가소성 시트를 소정의 굴곡각이 만들어질 때가지 가열 봉 주변으로 굴곡시킨다. 코브 굴곡은 가열되지 않은 봉을 코브 굴곡 내의 소정의 위치에 위치시키고, 열가소성 시트가 소정 온도에 다다른 후 코브 벤드가 만들어질 때까지 가열되지 않은 봉에 인접한 열가소성 시트 일부의 대향면을 가열하여 만들어질 수도 있다.

Description

열가소성 시트의 이차성형 방법, 장치 및 시스템 {Method, Apparatus and System for Postforming Thermoplastic Sheets}

본 출원은 본 명세서에서 참고로 포함되며, 인그림 (Ingrim) 등에 의해 각각 1997년 7월 23일 및 1998년 10월 10일에 출원된 동시계류 중인 공동 소유의 미합중국 특허 출원 일련번호 제08/899,118호 및 제09/172,951호에 관한 것이다.

본 발명은 충실 표면 라미네이트 (SSL)과 같은 열가소성 시트를 편평한 표면 및 소정 윤곽의 연부를 갖는 지지체에 이차성형시키는 방법, 및 보다 구체적으로는, 가열 하에 굴곡시키고 열가소성 시트 표면의 손상, 훼손 또는 변색없이 접착제로 열가소성 시트를 지지체에 부착시키는 방법에 관한 것이다.

고압 장식용 라미네이트 (HPDL)는 건축 및 가구 공업에서 카운터 및 테이블 상판, 욕실 및 부엌 카운터 표면, 벽 패널, 간막이벽 및 문, 및 가구 표면재로서 사용되고 있다. HPDL은 고압 및 고온에 노출되었을 때 복합체를 형성하는 열경화성 수지로 채워진 종이 층들로 이루어진다. 이차성형 등급의 HPDL은 종이에 채워져 있는 열경화성 수지의 경화성을 감소시킴으로써 제조된다. 이러한 경화성의 감소로 인해 이 등급의 라미네이트를 지지체에 이차성형하는 중에 라미네이트가 유연해져서 휘어질 수 있다.

HPDL 이차성형은 본 출원에 대해서 특이적으로 제작된 연속 생산 라인 상에서 주로 수행된다. 대표적인 이차성형 장비 제조업체는 미드웨스트 오토메이션 (Midwest Automation), 에반스 머시너리 (Evans Machinery), 아이마 (Ima) 등이다. 기본적인 HPDL 이차성형 공정은 통상적으로 소정의 연부 형태를 갖는 지지체 소재판을 제조하는 단계, HPDL을 지지체 소재판의 편평한 부분에 결합시키는 단계, 및 열을 가하면서 HPDL을 굴곡시켜 지지체 소재판 연부의 표면 형태와 같은 모양이 되도록 하는 단계를 포함한다. 온도가 약 325 ℉ (162.8 ℃)에 도달할 때까지 HPDL에 열을 가한다. 이어서 복합 지지체/HPDL을 최종 형태가 얻어질 때까지 (코어 형태/롤러 배위에 따라) 일련의 롤러들을 통해 통과시킴으로써 지지체 소재판의 연부 표면에 HPDL을 성형시킨다.

〈발명의 개요〉

최근, 본원에 참고로 포함되는, 동시 계류중인 공동 소유의 미국 특허 출원 [인그림 등에 의해 1997년 7월 23일에 출원된 "열가소성 아크릴 시트 합성물 및 고압 장식용 라미네이트에 대한 대체물로서의 그의 용도"라는 제목의 USSN 제08/899,118호, 및 인그림 등에 의해 1998년 10월 10일에 출원된 "압출된 불균형의 충실 표면 복합재 및 그의 제조 방법 및 사용 방법"이라는 제목의 USSN 제09/172,951호]에 열가소성 아크릴 시트 합성물이 개시되었다. 열가소성 아크릴 시트 합성물을 이후부터는 "충실 표면 라미네이트"(SSL) 또는 "열가소성 시트"라고도 칭할 것이다.

본 발명의 목적은 열가소성 시트를 지지체 상에 이차성형 및 부착시키기 위한 방법, 장치 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 함께 적층되는 지지체와 SSL의 개략적인 정단면도.

도 2A 및 2B는 SSL의 연화/성형 거동을 나타내는 그래프.

도 3은 본 발명의 실시태양에 따라 집중화 선상 열원에 의해 굴곡 영역에서 가열되는 SSL 일부의 개략적인 정단면도.

도 4는 본 발명의 또다른 실시태양에 따라 통상적인 열원에 의해 가열되고 단열재에 의해 보호되는 SSL의 개략적인 정단면도.

도 5는 본 발명의 또다른 실시태양에 따라 정면에서는 집중화 열원에 의해, 후면에서는 통상적인 열원에 의해 굴곡 부분에서 가열되는 SSL 일부의 개략적인 정단면도.

도 6은 윤곽 샌더의 그림.

도 7은 본 발명의 또다른 실시태양에 따라 SSL의 후측과 이격되어 있는 열원 및 SSL의 정면에 있는 막대형 열원에 의해 굴곡 영역에서 가열되며, SSL의 표면과 막대형 열원 사이에 보호용 필름이 위치하는 SSL 일부의 개략적인 정단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

102: 지지체

104: SSL

106: 연부 윤곽

108: 지지체 연부

110: 접착제

112: 지지체 데크

320a, 320b, 420a, 420b, 520a, 520b: 열

322a, 322b, 422a, 422b, 522a, 522b, 722: 가열기

430: 단열재

724: 가열 봉

726: 보호용 필름

728: 슬롯

730: 코빙기

아래에 기재한 본 발명의 실시태양들은 열가소성 시트를 지지체 상에 이차성형 및 부착시키기 위한 방법, 장치 및 시스템을 제공한다. 각 실시태양은 편평한 표면 및 소정의 윤곽으로 성형된 연부를 갖는 지지체 소재판을 포함한다. 열가소성 시트를 접착제를 사용하여 지지체의 편평한 표면에 부착시킨 다음 소정의 윤곽을 갖는 연부에 인접한 열가소성 시트 일부에 열을 가한다. 열가소성 시트의 가열된 부분이 소정의 온도에 다다르면, 시트를 굴곡시켜 연부 형태와 실질적으로 같은 모양이 되도록 한다. 지지체 연부 상의 접착제는 그와 접촉하고 있는 열가소성 시트의 굴곡부를 지지체 연부에 부착시킨다.

본 발명의 한 실시태양은 지지체의 연부 주위의 굴곡 영역 내에 있는 SSL 일부에 열을 가하는 집중화 선상 가열법 (focused line heating)을 이용한다. 열은 SSL의 노출면 또는 정면으로의 (SSL 내에 함유되어 있는) 입자 치올림 (particulate rise)을 최소화하기 위하여 지지체와 접촉하게 되는 SSL의 면 (그의 후면) 상에 집중되는 것이 바람직하다. 집중화 열을 SSL의 전면에, 바람직하게는 집중화 열원과 SSL의 앞측 표면 사이에 보호용 필름 마스크를 갖는 SSL의 정면에 가할 수도 있다. 입자 치올림은 또한 필름 마스크를 SSL과 집중화 열원 사이, 특히 방사상 연부에 위치시킬 때 최소화된다. 집중화 열은 또한 SSL의 정면 표면에서의 "리플 (ripple) 또는 웨이브 (wave)"를 최소화시킨다.

또다른 실시태양은 통상적인 가열로부터 SSL의 외측 연부를 보호하기 위한 단열재를 사용하므로 열은 굴곡이 일어나는 곳에서만 가해진다. 단열재는 바람직하게는 고내열성 재료, 즉 금속으로 제조되고, 중공품이거나 또는 공기 또는 물 냉각을 위한 채널을 그 안에 가질 수 있다. 단열재는 SSL의 표면 상의 리플링 효과를 실질적으로 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 실시태양은 집중화 가열법 및 통상적인 (비집중화) 가열법을 병용한다. SSL은 정면 및 후면 모두에서 가열된다. 필름 마스크는 정면과 열원 사이에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 정면은 집중화 열원으로 가열되고, 후면은 통상적인 열원으로 가열된다.

본 발명의 또 다른 실시태양에서는 SSL의 정면 및 후면 모두를 통상적인 열원을 이용하여 가열한다. 바람직하게는, SSL의 정면과 열원 사이에 필름 마스크를 사용하여 입자 치올림 및 리플링과 같은 표면 결함을 최소화시킬 수 있다.

본 발명의 실시태양에서, SSL에 열을 가한 후에, 지지체의 연부와 같은 모양이 되도록 하기 위한 SSL의 굴곡은 SSL을 그의 최종 연부 윤곽으로 성형시키는 것을 돕는 일련의 롤러들을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 롤러들은 고무, 실리콘, 강철 등으로 이루어질 수 있고, 최종 연부 윤곽의 형태와 같은 모양이거나 또는 같은 모양이 아닐 수 있다. 롤러들은 SSL 재료 표면이 그 연부 윤곽에 정확하게 꼭 맞도록 하기 위해 연부 윤곽의 형태와 같은 모양인 것이 가장 바람직하다.

SSL을 가열 및 굴곡한 후에 연부 다듬질을 한다. 연부 다듬질은 특히 굴곡 전에 단지 통상적인 가열법만을 사용하여 SSL을 가열시켰을 때 필요할 수 있다. 연부 다듬질은 보다 일반적으로는 벨트 및 블록 샌딩으로 알려져 있는 윤곽 샌딩, 및 회전 샌딩을 병용할 수 있다. 윤곽 샌딩을 사용하여 이차성형 공정 중에 야기되는 입자 치올림 및 다른 표면 결함을 없앨 수 있다. 그러나, 윤곽 샌딩은 방향성 샌딩 라인을 뒤에 남길 수 있다. 이들 방향성 샌딩 라인은 통상 지지체의 연부와 평행한 선을 이루고, 예를 들면 핸드 샌딩에 의해 적절하게 제거되기 어려울 수 있다. 회전 샌딩은 이들 방향성 라인을 효과적으로 제거하는 것을 알게 되었다.

본 발명의 또다른 실시태양은 제한없이 예를 들면, 연속 물튀김막이판 (backsplash)을 갖는 이차성형된 카운터상판을 제조하기 위하여, SSL을 코빙 (coving)시키는 단계를 추가한다. 표준 코빙기를 약간 변형시켜 SSL에 사용할 수 있다: 제1 방법에서는, SSL의 양면을 가열시킨다. 바람직하게는, SSL의 표면, 특히 가열 봉이 가해지는 영역을 필름으로 덮어야 한다. 필름은 바람직하게는 가열 봉의 온도 이상에서 내열성이어서 SSL의 표면내로 용융되지 않아야 한다. 가열 봉의 온도는 바람직하게는 205 ℉ (96.1 ℃) 내지 215 ℉ (101.7 ℃)이다. 보조 복사 가열기를 사용하여 SSL의 후면에 (지지체 중의 눈금을 새긴 슬롯을 통해) 열을 제공할 수 있다. SSL의 후면 상의 가열기는 표면 온도가 300 ℉ (148.9 ℃)보다 높도록 설정하는 것이 바람직하다. SSL/지지체는 성형 온도에 도달할 때까지 (상기한 이차성형 온도와 동일) 이러한 열의 조합에 노출시킬 수 있다. 이어서 바람직한 굴곡각이 얻어질 때까지 가열봉을 향하여 상판을 굴곡시킨다. 후면 가열기를 이동시키고, 코브 스틱 (cove stick)을 지지체의 두 조각 (카운터상판 및 물튀김막이판) 사이에 장치한다.

제2 방법에서는, SSL을 단지 후면에서만 가열시킨다. 가열기의 온도는 SSL의 표면과의 거리에 좌우되지만, SSL의 표면 상에서 300 ℉ (148.9 ℃)보다 높은 온도를 발생시키는 것이 바람직하다. 일단 SSL이 소정의 온도로 가열되면, 원하는 굴곡이 얻어질 때까지 가열되지 않은 봉 주위에 코브 굴곡을 형성시킨다. 코브 스틱을 지지체의 두 조각 사이에 장치시키고 시트를 냉각시킨다.

본 발명의 다른 목적은

편평한 표면 및 연부를 갖는 지지체를 제공하는 단계,

상기 지지체의 연부 상에 소정의 윤곽을 형성시키는 단계,

편평한 표면 및 상기 지지체의 연부에 제1 접착제 도막을 도포하는 단계,

정면 및 후면을 갖는 열가소성 시트를 제공하는 단계,

상기 열가소성 시트의 후면에 제2 접착제 도막을 도포하는 단계,

상기 열가소성 시트의 후면을 상기 지지체의 편평한 표면 상에 위치시켜 상기 열가소성 시트의 후면을 상기 지지체의 편평한 표면에 부착시키는 단계,

상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 소정의 온도로 가열시키는 단계, 및

상기 열가소성 시트의 가열된 부분을 원하는 윤곽을 갖는 연부와 같은 모양이 되도록 굴곡시켜 상기 열가소성 시트를 상기 지지체의 연부에 부착시키는 단계

를 포함하는, 지지체 상에 열가소성 시트를 이차성형시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 특징에 의하면, 상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 가열시키는 단계를 집중화 열원을 사용하여 행한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 집중화 열원은 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시킨다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 집중화 열원은 상기 열가소성 시트의 정면을 가열시킨다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 이 방법은 집중화 열원과 상기 열가소성 시트의 정면 사이에 내열성 필름을 위치시키는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 가열시키는 단계를 상기 열가소성 시트의 정면을 가열시키는 제1 집중화 열원 및 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시키는 제2 집중화 열원을 사용하여 행한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 이 방법은

상기 열가소성 시트의 후면 일부가 상기 열가소성 시트 중에서 코브 굴곡이 이루어지는 곳에서 노출되도록 지지체 상에 홈을 제공하고, 이 때 상기 지지체의 제1 및 제2 부분이 상기 홈의 어느 한 면 상에 있는 단계,

상기 지지체 중의 홈을 통해 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시키는 단계,

상기 열가소성 시트를 코브 굴곡 봉 주위에서 굴곡시키는 단계, 및

상기 열가소성 시트의 후면 상의 코브 굴곡에서 및 상기 지지체의 제1 부분과 제2 부분 사이에 코브 스틱을 가하는 단계

를 추가로 포함한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 상기 열가소성 시트의 후면 온도는 굴곡 단계 중에 300 ℉ (148.9 ℃)를 넘는다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 이 방법은

상기 열가소성 시트의 정면과 코브 굴곡 봉 사이에 내열성 필름을 위치시키는 단계, 및

코브 굴곡 봉을 상기 열가소성 시트의 후면 온도보다 낮은 온도로 가열시키는 단계

를 추가로 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 열가소성 시트의 후면 온도는 300 ℉ (148.9 ℃)보다 높고, 가열된 코브 굴곡 봉의 온도는 굴곡 단계 중에 약 205 ℉ (96.1 ℃) 내지 215 ℉ (101.7 ℃)이다.

본 발명의 다른 목적은

열가소성 시트의 일부의 정면을 가열시키기 위해 적용된 제1 가열기,

열가소성 시트의 가열된 부분이 소정의 윤곽을 갖는 지지체의 연부에 인접하는 열가소성 시트 일부의 후면을 가열시키기 위해 적용된 제2 가열기, 및

열가소성 시트의 가열된 부분을 지지체의 연부 윤곽과 같은 모양이 되도록 굴곡시키기 위한 굴곡기

를 포함하는, 지지체 상에 열가소성 시트를 이차성형시키기 위한 장치이다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 제1 및 제2 가열기가 집중화 선상 가열기이다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 제1 및 제2 가열기는 비집중화 가열기이다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 장치는 지지체의 연부에 인접하지 않은 열가소성 시트의 다른 부분 주위에 단열재를 추가로 포함한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 열가소성 시트 일부는 300 ℉ (148.9 ℃)를 넘는다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 장치는 열가소성 시트를 코브 형태로 추가로 굴곡시키기 위한 코브 굴곡 봉을 추가로 포함한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 코브 굴곡 봉을 약 205 ℉ (96.1 ℃) 내지 215 ℉ (101.7 ℃)의 온도로 가열시킨다.

본 발명의 다른 목적은

편평한 표면 및 소정의 윤곽을 갖는 연부를 갖는 지지체,

상기 지지체의 편평한 표면 상의 제1 접착제 도막,

상기 지지체의 편평한 표면 및 연부와 상기 열가소성 시트 사이에 과량의 접착제 축적이 실질적으로 없도록 상기 제1 접착제 도막에 의해 상기 지지체의 편평한 표면에 부착된 열가소성 시트,

상기 지지체의 연부 상의 제2 접착제 도막, 및

상기 접착제의 제2 도막에 의해 상기 열가소성 시트를 연부에 부착시킨, 소정의 윤곽을 갖는 연부와 같은 모양이 되도록 가열하고 굴곡시킨 상기 지지체 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부

를 포함하는 제품에 관한 것이다.

본 발명의 이점은 SSL의 집중화 선상 가열법이 이차성형된 SSL 표면의 입자 치올림 및 리플링을 최소화시킨다는 것이다.

또다른 이점은 단열재를 통상적인 가열기와 함께 사용하여 이차성형된 SSL 표면의 리플링을 실질적으로 감소시킬 수 있다는 것이다.

본 발명의 특징은 SSL이 그위에 성형되어야 하는 지지체 연부의 윤곽 형태를 갖는 롤러를 사용하는 것이다.

본 발명의 또다른 특징은 연속 물튀김막이판을 갖는 카운터상판을 이차성형시키기 위하여 SSL 중에 코브 굴곡을 둔다는 것이다.

또다른 특징은 SSL이 이와 같은 모양으로 되는 지지체 연부에 인접한 SSL 일부만을 가열시키기 위하여 정면, 후면 또는 양면 모두에서 집중화 열원을 사용한다는 것이다.

다른 및 추가의 특징 및 이점들은 설명의 목적으로 수반되는 도면을 참조로 하여 설명한 하기하는 본 발명의 바람직한 실시태양에 대한 설명으로부터 명백해 질 것이다.

〈발명의 상세한 설명〉

본 발명은 열가소성 시트 (SSL) 표면의 손상, 뒤틀림 또는 변색없이 지지체 상에 열가소성 시트 (SSL)를 이차성형 및 부착시키기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다. 생성된 복합체는 다양한 건축 및 가구 분야에 사용될 수 있다. SSL을 지지체 상에 이차성형 및 부착시킬 때, 본 발명의 실시태양은 하기하는 제조 단계들을 포함한다: 1) 지지체의 제조, 2) 표면 대 지지체 결합, 3) 연부 접착제 도포, 4) 가열/굴곡, 및 5) 연부 다듬질. 또한, 6) 코빙 단계를 이용하여 예를 들면 연속 물튀김막이판을 갖는 카운터상판 (이에 제한되지 않음)을 이차성형시킬 수 있다.

이제 도면을 살펴보면, 본 발명의 바람직한 실시태양에 대한 세부사항들이 개략적으로 예시된다. 도면에서 동일한 요소들은 동일한 부호로 표시될 것이며, 유사한 요소들은 다음 자리에 상이한 문자 접미사를 갖는 동일한 숫자로 표시될 것이다.

지지체의 제조:

플라스틱, 목재 또는 이 둘의 조합을 포함하는 다양한 제품으로부터 지지체를 제조할 수 있다. 지지체의 바람직한 조성물은 목재이고, 파티클보드 또는 중밀도 섬유판 (MDF)이 가장 바람직하다. 지지체의 두께는 약 1/4 인치 (6.35 mm) 내지 2 인치 (50.8 mm) 범위가 바람직하고, 약 3/4 인치 (19.1 mm) 내지 1½인치 (38.1 mm)의 파티클보드 및 MDF가 가장 바람직하다. 두께가 3/4 인치 (19.1 mm) 미만 또는 1½인치 (38.1 mm) 초과인 지지체도 본 발명의 실시태양에 사용될 수 있다.

이제 도 1을 살펴보면, 함께 적층되는 SSL 및 지지체의 개략적인 정단면도가 예시된다. 지지체는 대체로 숫자 (102)로 표시되고, 열가소성 시트 또는 SSL은 숫자 (104)로 표시된다. 지지체 (102)는 연부 (108) 윤곽 (106) (형태)가 필요한 최종 윤곽과 실질적으로 동일하도록 기계가공된다. 이차성형시키는 데 있어서, 국소 가열법만을 사용하고 틀 (즉, 연부 윤곽을 갖는 지지체)이 최종 복합체의 일부이기 때문에 이차성형은 열성형과는 상이하다. 연부 윤곽의 기계가공은 SSL의 열가소성 성질 때문에 중요하다. 따라서 지지체 연부 (108)에 융기 (bumps), 뒤말림 (burrs), 및 다른 결함이 없는 것이 중요하다.

임의의 융기, 뒤말림 또는 다른 결함들은 SSL (104)의 표면을 통해 전달될 수 있고, 그 위에서 눈에 띌 수 있다. MDF 지지체 (102)는 통상적으로는 가장 평활한 표면을 제공하지만, 파티클보드는 유용한 윤곽 평활성을 제공하기 위하여 샌딩될 수 있다. 또한, 파티클보드의 내부 조성을 변화시켜 일반적인 조 과립 목재 섬유들을 보다 미세한 등급으로 대체할 수 있다. 이는 파티클보드 지지체 상의 연부 윤곽을 보다 평활하게 기계가공시킬 수 있게 만든다.

표면 대 지지체 결합:

몇가지 방법들을 사용하여 SSL (104)을 지지체 (102)에 결합시킬 수 있다. 선택된 방법은 선택된 지지체, 선택된 지지체를 SSL에 결합시키는데 필요한 접착제 및 이차성형자가 입수할 수 있는 접착제 도포 장치에 좌우된다. 선택된 접착제 또는 결합 방법에 상관없이, 접착제의 도포가 중요하다. 접착제가 SSL/지지체 계면에 축적되고 건조되도록 해서는 안된다. 접착제 축적은 예를 들면 일반적으로 접착제 축적 (110)에서 볼 수 있는 바와 같이, SSL이 바람직한 연부 윤곽으로 성형되는 것을 막게 된다.

대부분의 조건 하에서, 지지체 데크 (112) 및 연부 (108) 상의 접착제는 이차성형 과정 중 상이한 단계에서 도포한다. 지지체 데크 (112) 및 연부 (108) 모두에서의 접착제 도포는, 선택된 접착제가 열 노출 하에서 재활성될 수 있고, 또 완전한 접착제 경화가 일어날 때까지 이차성형된 SSL을 제자리에 고정시킬 수 있도록 충분히 높은 열 미처리 강도를 갖는 경우 한 단계로 통합될 수 있다. 2가지 접착제를 한 단계로 통합하는 것은 이차성형자가 사용하기로 결정한 도포 장치에 좌우된다.

연부 접착제 도포:

통상적으로는, 연부 접착제 도포를 상기한 지지체 데크 접착제 도포와 상이한 단계에서 수행한다. 지지체 (102)의 조성에 따라 한 가지 또는 몇 가지 접착제들이 필요할 수 있다. 선택된 지지체에 상관없이, 접착제를 두 면에서 도포하는 것이 바람직한데, 달리 말하면 지지체 (102) 및 SSL (104) 모두가 접착제로 피복된다. 접착제의 피복율은 가장 바람직하게는 가능한 한 100%에 가까워야 한다.

SSL (104)는 용제계 접촉 접착제 및 수계 특수 접착제를 모두 사용하여 성공적으로 이차성형되었다. 용제계 접촉 접착제를 SSL (104) 및 지지체 (102) 모두에 도포하고, 1) 주위의 조건 하에서, 또는 2) 공기를 사용하는 강제 건조에 의해 건조한다. 그들의 재활성은 이차성형 라인 상에서의 가열 메카니즘에 의해 수행된다. 수계 특수 접착제를 인라인 방식으로 도포하여 이차성형 가열기 또는 추가의 강제 공기 가열기를 사용하여 부분적으로 건조시킨다. 수계 접착제는 통상적으로는 경화 시간이 보다 더 길고 연부 성형 후에는 보다 긴 일련의 홀 다운 (hold down) 롤러들이 필요할 수 있다.

가열/굴곡:

SSL은 바람직하게는 약 270 ℉ (132.2 ℃) 내지 320 ℉ (160.0 ℃)의 표면 온도로 가열시켰을 때 가장 잘 이차성형된다. 이제 도 2A 및 2B를 살펴보면, SSL의 연화/성형 거동을 나타내는 그래프가 예시된다. 초기 온도는 처음에 SSL 고체 및 입자 동시압출된 시트로부터 얻은 DMTA 곡선에 기초하여 제시된다. 도 2A 및 2B에 나타낸 곡선은 275 ℉ (135.0 ℃)보다 큰 온도에서 연화/성형 거동을 나타낸다. 이들 온도는 본 발명자의 제작소에서 시험 평가 동안에 미드웨스트 포스트포머 (Midwest Postformer)에서 시행착오법으로 확인하였다.

SSL 시트에 열이 가해지는 위치가 중요한 파라미터이다. 부적절한 가열은 SSL 재료가 "리플 또는 웨이브"되기 시작하는 정도까지 SSL 재료를 연화시킬 수 있다. 이들 웨이브는 제거될 수 없는 이차성형된 카운터상판의 영구적인 특징으로 될 수 있다. 또한 부적절한 가열 및 굴곡은 SSL 카운터상판의 표면 상에 바람직하지 못한 결 또는 변색을 야기시킬 수 있다 (즉, 포함된 입자가 SSL의 표면으로부터 치오르기 시작하여 표면 거칠기를 야기시킬 수 있다).

SSL (104)에 열을 하는 방법으로는 집중화 선상 가열이 광대역 가열기에 비하여 바람직하다는 것이 본 발명이 발명자들에 의해 확인되었다. 또한, 폴리마스크 (Polymask) (3M 계열사)가 새로 개발한 필름이 표면 결함을 최소화시키는 것을 돕는다. 이 필름을 이차성형 과정 중에 사용할 수 있지만, 필수적이지는 않다. 하기하는 내용은 SSL (104)를 이차성형시키는 데 사용될 수 있는 바람직한 열 배치를 요약하여 제공하는 것이다. 이들은 가장 바람직한 것 (1)으로부터 가장 덜 바람직한 것 (4)까지 바람직한 순서로 열거된다:

1. 집중화 선상 가열:

도 3을 살펴보면, 본 발명의 실시태양에 따라, 집중화 선상 열원에 의해 굴곡부가 가열되는 SSL 일부의 개략적인 정단면도가 예시된다. 각각 부호 (320a) 및 (320b)에 의해 표시되는 SSL (104)의 정면 및 후면에 대한 집중화 선상 가열은 SSL (104)의 중요한 굴곡 영역 상에 집중된다. 집중화 선상 가열기 (322a) 및 (322b)는 예를 들면 리써치, 인크. (Research Inc.)가 생산하는 모델 번호 #5193과 같은 석영 가열기일 수 있다. 도 3에 예시한 바와 같이 90도 굴곡의 경우, 보다 강한 열을 SSL (104)의 후면 (도면에서는 SSL의 바닥)에 가하는 것이 바람직하다. SSL (104)의 후면에 열을 집중시킴으로써, 이에 의해 입자 치올림이 최소화된다. 집중화 열을 SSL (104)의 정면 (도면에서는 SSL의 표면)에 가할 수도 있다. SSL (104)의 정면 표면 상에, 특히 방사상 연부 상에 위치한, 바람직하게는 1.5 밀 두께 (동시압출된 폴리에스테르 및 아크릴)의 폴리마스크 필름, 부품#YR2688RC는 SSL (104)의 표면에 대한 입자 치올림을 최소화시키는 것을 돕는다. 집중화 열 (320a 및 320b)은 상기에서 논의한 '리플링 효과'를 최소화시키는 것을 돕는다.

2. 단열재:

이제 도 4를 살펴보면, 본 발명의 다른 실시태양에 따라 통상적인 열원에 의해 가열되고 단열재에 의해 보호되는 SSL의 개략적인 정단면도가 예시된다. 표준 이차성형기 상에서 통상적인 종래의 세라믹 또는 석영 가열기 (422a) (422b는 나타내지 않음)가 본 실시태양에 사용될 수 있다. (열원 422a 및 나타내지 않은 열원 422b로부터의) 열 (420a 및 420b)을 굴곡이 일어나는 SSL (104)의 영역에 가한다. 상부 (430a) 및 하부 (430b)로 표시되는 단열재 (430)를 사용함으로써, SSL (104)의 외측 연부에 열 (420a 및 420b)을 차단시킨다. 단열재 (430)은 고 내열성 재료 (즉, 금속 또는 다른 내열성 재료)로 제조할 수 있다. 바람직하게는, 단열재는 중공품이거나 또는 공기 또는 물 냉각을 위한 채널을 그 안에 가질 수 있다. 이에 의해 SSL (104)의 외측 연부는 단열재 (430)의 상부 (430a)와 하부 (430b) 사이를 통과함으로써 열 (420a 및 420b)로부터 차단된다. 단열재 (430)은 SSL (104)의 리플링을 실질적으로 감소시키는 것을 돕지만, 강한 표면 열 (420a)은 여전히 어느 정도의 입자 치올림을 야기시킬 수 있다.

3. 집중화 가열법 및 종래의 가열법의 병용:

이제 도 5를 살펴보면, SSL의 정면에서는 집중화 열원에 의해, 후면에서는 통상적인 열원에 의해 굴곡 영역이 가열되는 SSL 일부의 개략적인 정단면도가 예시된다. SSL (104)는 양면에서 가열된다. 폴리마스크 필름 (나타내지 않음)을 SSL (104)의 표면 (정면)에 도포할 수 있다. 표면은 집중화 선상 가열 (520a)에 의해 가열되고 SSL (104)의 바닥면은 통상적인 열 (520b)에 의해 가열된다. 생성된 굴곡은 시도된 연부 반경에 따라 허용될 수 있지만 후다듬질이 필요할 수 있는 정면 (상부) 표면을 생성시킬 수 있다.

4. 종래의 가열법:

종래의 가열법은 통상적으로 시판되는 이차성형기 상에서 사용되는 방법이다. SSL (104)의 정면 상의 폴리필름의 도포는 표면 결함을 최소화시키는 것을 돕지만, 후다듬질이 일반적으로 필요하게 된다.

상기한 바와 같이 열이 가해진 후, 표면 물질 (이 경우 SSL)은 굴곡 바아를 통해 최종 원하는 연부 윤곽으로 성형시키는 것을 돕는 일련의 롤러 (예시되지 않음)로 이동한다. 지지체 연부 (윤곽)으로 절단된 형태 및 이들 롤러의 위치가 굴곡된 SSL (104)가 나타내게 되는 최종 윤곽을 지시한다. 각 윤곽이 상이한 경우, 이들 롤러의 위치가 변하게 될 것이다. 이들 롤러는 고무, 실리콘 또는 강철로 이루어질 수 있다. 이들 롤러는 통상적으로는 최종 윤곽 형태와 같은 모양이 아니다. 이들 타입의 롤러를 사용하여 작업하게 되지만, 롤러는 최종 윤곽에 꼭 맞도록 표면 재료를 돕는 형태를 갖는 롤러가 바람직하다. 상기한 가열 및 굴곡 권장사항을 따름으로써, SSL은 HPDL보다 타이트한 반경을 가질 수 있고, 보다 세밀하게 연부 윤곽을 제조할 수 있다.

연부 다듬질:

상기에서 언급한 바와 같이, 연부 다듬질은 상기한 방법의 가열 과정 중에 입자 치올림을 겪는 연부 윤곽 상에 필요할 수 있다. 연부 다듬질은 보다 일반적으로는 벨트 및 블록 샌딩으로 공지되어 있는 윤곽 샌딩, 및 회전 샌딩의 병용으로 달성될 수 있다. 윤곽 샌딩은 이차성형 중에 야기되는 입자 치올림을 제거한다. 도 6을 살펴보면, 통상적인 윤곽 샌더 그림을 예시한다. 윤곽 샌더는 예를 들면 델레 베도브 (Delle Vedove), 헤세만 (Hesseman) 및 플렛처 머시너리 (Fletcher Machinery)로부터 시판된다. 이들은 각 윤곽 작업의 경우 상이한 벨트 및 블록 배위를 필요로 할 수 있다. 필요한 윤곽 샌더 스테이션의 수는 윤곽에 좌우된다 (보다 정교할수록 보다 많은 스테이션이 필요함). SSL 성형된 연부 상의 반광택 다듬질의 예는 다음과 같다 (3개의 샌딩 단계가 필요하다): 220 입도 샌딩 벨트, 320 입도 샌딩 벨트 및 와플 플랜지를 갖는 매우 미세한 스코치-브라이트 (scotch-brite) 디스크.

윤곽 샌딩은 표면 결함을 없애지만, 방향성 샌딩 라인을 뒤에 남긴다. 이들 방향성 라인은 지지체의 길이에 평행하게 따르며, 보통의 핸드 샌딩에 의해 제거하기 어려울 수 있다. 이들 라인은 회전 샌딩에 의해 성공적으로 제거되었다. 회전 (스핀들) 샌더는 플래더 (Fladder)로부터 시판된다. 이들 기계는 윤곽 샌딩에 의해 야기된 방향성 라인을 제거하기 위하여 회전 운동으로 샌딩한다. 어떤 타입의 연마지/스코치 브라이트가 회전 샤프트 상에 위치하는가에 따라 상이한 타입의 다듬질이 적용될 수 있다.

코빙:

코빙은 연속 물튀김막이판을 갖는 이차성형된 카운터상판을 필요로 할 때 첨가되는 단계일 수 있다. 코빙기는 이차성형기를 제조하는 많은 동일한 회사에 의해 제조된다. 선행 기술의 라미네이트 표면 가열은 라미네이트 표면과 직접 접촉하게 되는 가열 봉을 이용하여 이루어진다. 이러한 타입의 가열은 손상된 SSL 표면 (용융이 일어남)을 남기게 되는 것을 알게 되었다. 표준 코빙기를 SSL에 사용할 수 있지만, 이들 코빙기의 작업에 대한 몇가지 변형이 요구된다.

이제 도 7을 살펴보면, 코빙 작업의 개략적인 정단면도가 예시된다. SSL (104)의 일부 (704)는 SSL (104)의 후면으로부터 멀리 떨어져 있는 열원 (722)에 의해 굴곡 영역이 가열되고, 코빙기 (730)의 다른 봉 형태의 열원 (724)은 SSL (104)의 정면 상에 위치한다. 보호용 필름 (726)은 SSL (104)의 표면과 봉 형태의 열원 (724) 사이에 위치할 수 있다. SSL을 코빙시킬 때, 가열 봉 (724)의 반경이 코브 반경을 결정한다. SSL을 코빙시키는 2가지 바람직한 방법은 다음과 같다:

제1 방법에서는, SSL (104)의 양면에 열을 가한다. SSL (104)의 표면은 필름 (726)으로 피복되는 것이 바람직하고, 가열 봉 (724)가 가해지는 영역에서 피복되는 것이 가장 바람직하다. 필름 (726)은 바람직하게는 가열 봉 (724)의 온도 이상에서 내열성이어서 SSL (104)의 표면내로 용융되지 않는다. 가열 봉 (724)는 바람직하게는 205 ℉ (96.1 ℃) 내지 215 ℉ (101.7 ℃) 온도가 유지되도록 설정된다. 가열기 (722)는 복사 가열기이고, 지지체 (102)에 눈금을 새긴 슬롯을 통해 SSL (104)의 후면에 열을 제공하는데 사용된다. SSL (104)의 후면 상의 가열기 (722)는 SSL (104)의 표면 온도가 약 300 ℉ (148.9 ℃) 내지 320 ℉ (160.0 ℃)보다 높도록 설정한다. 가열기 (722)의 거리는 지지체 (102)로부터 약 1 인치 (25.4 mm)가 바람직하다. 따라서 SSL (104) 및 지지체 (102)는 성형 온도에 도달할 때까지 (상기한 이차성형 온도와 동일) 이러한 가열기 (722 및 724)로부터의 열 조합에 노출된다. 일단 성형 온도에 다다르면, SSL (104)의 상부를, 원하는 각, 예를 들면 90도 굴곡이 달성될 때까지 가열 봉 (724)를 향하여 굴곡시킨다. 일단 SSL (104)가 굴곡되면, 후면 가열기 (722)를 이동시키고, 코브 스틱 (보이지 않음)을 지지체 (102)에 장치한다.

제2 방법에서는, SSL (104)를 단지 후면에서만 가열시킨다. 가열기 (722) 의 온도는 SSL (104)의 후면으로부터의 거리에 좌우되지만, 공급된 열은 SSL (104) 표면이 300 ℉ (148.9 ℃)보다 큰 온도에 도달하도록 해야 한다. 일단 SSL (104)가 이렇게 가열되면, 90도 굴곡이 달성될 때까지 코빙기 상의 전압을 인가하지 않은 가열 봉 (724a) (나타내지 않음) 주위에 코브 굴곡이 형성된다. 코브 스틱을 그 후에 가하고, 적층된 조립체를 냉각시키도록 한다.

그러므로, 본 발명은 주제를 수행하고 상기한 목적 및 이점, 뿐만 아니라 그 안에 속해져 있는 다른 속성을 달성하는데 잘 적용되게 된다. 본 발명을 본 발명의 특히 바람직한 실시태양을 참고로 하여 설명하고 묘사하고 정의하였지만, 이러한 참고내용들은 본 발명에 제한을 가하지 않으며 이러한 제한을 나타내지 않는다. 본 발명은 당 업계에 통상의 숙련인이 행할 수 있는 바와 같이, 형태 및 기능에서 상당한 변형, 변화 및 등가물을 만들 수 있다. 본 발명의 묘사하고 설명한 바람직한 실시태양들은 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 영역에 대하여 제한적이지 않다. 결과적으로, 본 발명은 모든 면에서 등가물에 대한 완전한 인식범위를 제공하는, 첨부된 청구범위의 본질 및 영역에 의해서만 제한된다.

본 발명은 집중화 열원을 사용하여 지지체 연부에 인접한 SSL 일부만을 가열시킴으로써 입자 치올림 및 리플링과 같은 표면 결함을 최소화시킬 수 있다. 본 발명은 또한 종래의 가열기와 함께 단열재를 사용하여 이차성형된 SSL 표면의 리플링을 감소시킬 수 있다.

Claims (24)

1. 편평한 표면 및 연부를 갖는 지지체를 제공하는 단계,

   상기 지지체의 연부 상에 소정의 윤곽을 형성시키는 단계,

   상기 지지체의 편평한 표면에 제1 접착제 도막을 도포하는 단계,

   상기 지지체의 편평한 표면 및 연부와 열가소성 시트 사이에 과량의 접착제 축적이 실질적으로 없도록 상기 지지체의 편평한 표면 상의 제1 접착제 도막 상에 상기 열가소성 시트를 위치시켜 제1 접착제 도막에 의해 상기 열가소성 시트를 상기 지지체의 편평한 표면에 부착시키는 단계,

   소정의 윤곽을 갖는 상기 지지체 연부에 제2 접착제 도막을 도포하는 단계,

   상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 소정의 온도로 가열시키는 단계, 및

   상기 열가소성 시트의 가열된 부분을 소정의 윤곽을 갖는 연부와 같은 모양이 되도록 굴곡시키고, 이 때 상기 제2 접착제 도막에 의해 상기 열가소성 시트를 연부에 부착시키는 단계

   를 포함하는, 지지체 상에 열가소성 시트를 이차성형시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 가열시키는 단계를 집중화 열원을 사용하여 수행하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 집중화 열원에 의해 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시키는 방법.
4. 제2항에 있어서, 집중화 열원에 의해 상기 열가소성 시트의 정면을 가열시키는 방법.
5. 제4항에 있어서, 집중화 열원과 상기 열가소성 시트의 정면 사이에 내열성 필름을 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 가열시키는 단계를 상기 열가소성 시트의 정면을 가열시키는 제1 집중화 열원 및 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시키는 제2 집중화 열원을 사용하여 수행하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 가열시키는 단계가

   상기 열가소성 시트의 정면을 제1 비집중화 열원으로 가열시키는 단계,

   상기 열가소성 시트의 후면을 제2 비집중화 열원으로 가열시키는 단계, 및

   제1 비집중화 열원 부분과 제2 비집중화 열원 부분 사이에 단열재를 위치시켜 상기 지지체의 연부에 인접하지 않는 열가소성 시트의 다른 부분을 차단시키는 단계

   를 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 제1 비집중화 열원과 상기 열가소성 시트의 정면 사이에 내열성 필름을 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 지지체의 연부에 인접한 상기 열가소성 시트 일부를 가열시키는 단계를 상기 열가소성 시트의 정면을 가열시키는 제1 집중화 열원 및 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시키는 제2 비집중화 열원을 사용하여 수행하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 제1 집중화 열원과 상기 열가소성 시트의 정면 사이에 내열성 필름을 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 시트의 가열된 부분을 굴곡시키는 단계 후에, 소정의 윤곽을 갖는 연부에 부착된 상기 열가소성 시트 일부를 다듬질하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 다듬질 단계를 윤곽 샌더를 사용하여 수행하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 다듬질 단계를 윤곽 샌더에 이어 회전 샌더를 사용하여 수행하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 가열 단계에 의해 상기 열가소성 시트 일부의 온도를 275 ℉ (135.0 ℃) 이상으로 상승시키는 방법.
15. 제1항에 있어서, 가열 단계에 의해 상기 열가소성 시트 일부의 온도를 약 275 ℉ (135.0 ℃) 내지 320 ℉ (160.0 ℃)로 상승시키는 방법.
16. 제1항에 있어서, 굴곡 단계가

    굴곡 바아를 사용하여 상기 열가소성 시트의 가열된 부분을 굴곡시키는 단계, 및

    상기 열가소성 시트의 굴곡부를 롤러를 사용하여 소정의 윤곽을 갖는 연부와 같은 모양이 되도록 하는 단계

    를 포함하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 롤러가 고무, 실리콘 및 강철로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 제조되는 방법.
18. 제16항에 있어서, 롤러가 금속으로 이루어진 것인 방법.
19. 제16항에 있어서, 롤러가 비금속으로 이루어진 것인 방법.
20. 제16항에 있어서, 롤러가 지지체 연부의 소정의 윤곽 형태와 같은 모양을 이루는 방법.
21. 제1항에 있어서,

    상기 열가소성 시트의 후면 일부가 상기 열가소성 시트 중에서 코브 굴곡이 이루어지는 곳에서 노출되도록 상기 지지체 상에 홈을 제공하고, 이 때 상기 지지체의 제1 및 제2 부분이 상기 홈의 어느 한 면 상에 있는 단계,

    상기 지지체 중의 홈을 통해 상기 열가소성 시트의 후면을 가열시키는 단계,

    상기 열가소성 시트를 코브 굴곡 봉 주위에서 굴곡시키는 단계, 및

    상기 지지체의 제1 부분과 제2 부분 사이에 및 상기 열가소성 시트의 후면 상의 코브 굴곡에서 코브 스틱을 가하는 단계

    를 추가로 포함하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 열가소성 시트의 후면 온도가 굴곡 단계 중에 300 ℉ (148.9 ℃)를 넘는 방법.
23. 제21항에 있어서,

    상기 열가소성 시트의 정면부와 코브 굴곡 봉 사이에 내열성 필름을 위치시키는 단계, 및

    코브 굴곡 봉을 상기 열가소성 시트의 후면 온도보다 낮은 온도로 가열시키는 단계

    를 추가로 포함하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 열가소성 시트의 후면 온도가 300 ℉ (148.9 ℃)보다 높고, 가열된 코브 굴곡 봉의 온도가 굴곡 단계 중에 약 205 ℉ (96.1 ℃) 내지 215 ℉ (101.7 ℃)인 방법.