JP2010516511A

JP2010516511A - 制振性、吸音性及び加工性に優れる接合鋼板

Info

Publication number: JP2010516511A
Application number: JP2009547184A
Authority: JP
Inventors: イ，ヘ−シク
Original assignee: HAEWON MSC Co Ltd
Current assignee: HAEWON MSC Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-05-20
Also published as: CN101557932A; WO2009028897A2; KR100861448B1; WO2009028897A3; WO2009028897A8; CN101557932B

Abstract

本発明は制振性、吸音性及び加工性に優れる接合鋼板に関するものであって、さらに詳細には表面板材とその表面板材を支持する支持板材とを、所定の粘性度を有して吸音性と制振性に優れる接着樹脂を用いて接合させて製造するものであって、素材自体から優れる制振性と吸音性を得ることができるし、製造原価を大幅に節減させることができて従来高価の鋼材を代替することができる効果があり、さらに成型加工性が優秀で従来のすべての成型加工方法を適用して製品を生産することができる接合鋼板に関するものである。

Description

一般的に、単一鋼板そのものは遮音、吸音、制振、断熱特性が非常に劣れていて、特に騷音、震動、温度変化などに露出される製品に広く活用するには多くの限界があった。これに、従来には二枚の鋼板の間に吸音材及び制振性に優れる材料（例えば、制振シート、制振塗料、制振テープなど）を挟んでその特性を補って来た。

しかし、前記のように別途の制振または吸音材料を用いる場合、施工時に別途の材料を設置しなければならない煩雑なことがあるだけではなく、特に加工性の側面において鋼板加工と別に制振または吸音材料も鋼板の形状に合わせて別に加工しなければならない問題点があった。

特に、単一鋼板（例えば、ステンレスなど）を用いて製品を製造するにおいても鋼板自体の強度が強いから皹が入ったり割れたりしない長所がある反面、金属材が製品にぶつかって耳障りな騷音を誘発することはもちろん、衝撃時に鋼板によって伝播される震動を惹起させる問題点があった。一方、単一鋼板の場合、金属材の特性上、吸音効果が低くいので、外部から発生される騷音を上手に遮断させることができない限界を有していて、内部に吸音材を別に付加させて用いる場合が一般的である。

これに、本発明者はチープな原価ながらも優秀な外装性を有すると同時に、優秀な吸音性と制振性を有した接着樹脂を用いて異種または同種の金属材を相互接合することにより、優秀な吸音性と制振性を確保するとともに、所定の粘性度を有した接着樹脂によって優秀な成型加工性までも確保することができ、成型加工を要する多様な製品に応用適用して製造することができる接合鋼板を開発するに至るものである。

前記のような従来の問題点を解消するために案出された本発明は、表面板材と支持板材とを接着樹脂で接合させて接合鋼板を製造することにより、接合鋼板の接着樹脂層によって吸音機能を有するようにすることは勿論、製造原価を大幅に節減し、従来高価の材料と等しい水準の外装性を確保することができるし、さらに騷音遮断、制振の効果に優れる接合鋼板を提供することをその目的とする。

本発明は接合鋼板の接着樹脂が所定の粘性度を維持するようにすることにより、接合鋼板を成型加工するにおいて接着樹脂層自体が割れないことは勿論、粘性度を有する接着樹脂層が制振性及び吸音性を増大させることができる接合鋼板を提供することをその目的とする。

本発明は従来相対的に高いステンレス、銅、アルミニウムなどのような単一鋼板を用いる場合、製造原価が大幅に上昇する問題点を解決するために、外部に露出される表面板材を優秀な美装性と加工性を有する鋼板で薄く形成することと同時に、内部において表面板材を支持する支持板材は相対的にチープな鋼板で厚く形成し、制振性と吸音性に優れる接着樹脂を用いて表面板材と支持板材とを接合させることによって、製造原価を大幅に節減させることができるようにすることをその目的とする。

前記目的を果たすための本発明は、制振性、吸音性、断熱性及び加工性に優れる接合鋼板において、表面板材と前記表面板材と対向するように配置され、前記表面板材を支持する支持板材と及び前記表面板材と前記支持板材との間に配置され、前記表面板材と前記支持板材を相互接合させる接着樹脂層とからなり、前記接着樹脂層は０．０２〜０．１ｍｍの厚さを有することを特徴とする接合鋼板を開始する。

望ましくは、前記接着樹脂は２５００〜４５００ｃｐｓの粘性度を有する。

さらに望ましくは、前記表面板材と支持板材は１０．５〜１６．５Ｎｍの曲げ剛性を有する。

最も望ましくは、前記表面板材は０．１〜０．５ｍｍの厚さであり、前記支持板材は０．５〜１．９ｍｍの厚さを有する。

本発明の実施例によると、前記接着樹脂層はエチルアセテート４４乃至４６重量％、ビニールアセテート／アクリルコポリマー４０乃至４２重量％、イソプロフィルアルコール８乃至１０重量％、トルエン１乃至３重量％、ビニールアセテート３重量％以下、アセトアルデヒド０．１重量％以下からなる。

望ましくは、前記表面板材は表面処理及び表面加工性に優れるステンレス、アルミニウム、銅のうち選択されたいずれか１つであり、前記支持板材は亜鉛メッキ鋼板、ステンレス、アルミニウム、カラー鋼板、冷延鋼板及び酸洗鋼板のうち選択されたいずれか１つである。

さらに望ましくは、前記支持板材の下側面に腐食防止コーティング層がさらに形成される。

本発明によると、次のような効果を有する。

第一、表面板材と支持板材を接着樹脂で接合させて接合鋼板を製造することによって、接合鋼板の接着樹脂層により吸音機能を有することは勿論、製造原価を大幅に節減し、従来高価の材料と等しい水準の外装性を確保することができ、さらには騷音遮断、制振及び断熱の効果に優れる接合鋼板を提供することができる。

第二、本発明による接合鋼板の接着樹脂が所定の粘性度を維持するようにすることによって、接合鋼板を成型加工するにおいて接着樹脂層自体が割れないことは勿論、粘性度を有した接着樹脂層が制振性、断熱性及び吸音性を増大させることができる接合鋼板を提供することができる。

三番目、本発明は従来相対的に高いステンレス、銅、アルミニウムなどのような単一鋼板を用いる場合、製造原価が大幅に上昇する問題点を解決するために、外部に露出される表面板材を優秀な美装性と加工性を有する鋼板で薄く形成することと同時に、内部において表面板材を支持する支持板材は相対的にチープな鋼板で厚く形成し、制振性と吸音性に優れる接着樹脂を用いて表面板材と支持板材とを接合させることによって、製造原価を大幅に節減させることができる。

本発明の実施例にかかる接合鋼板の構造を示すための部分透視図である。図１のＡ−Ａ線に沿って切削された垂直断面図である。本発明に係る接合鋼板の試料から得た周波数回答関数曲線である。本発明に係る接合鋼板の試料から得た周波数回答関数曲線である。本発明に係る接合鋼板の試料から得た周波数回答関数曲線である。本発明に係る接合鋼板の試料から得た周波数回答関数曲線である。本発明に係る接合鋼板の試料から得た周波数回答関数曲線である。本発明に係る接合鋼板の試料から得た周波数回答関数曲線である。接合鋼板を浸漬試験して電子顕微鏡で撮影した写真イメージである。

以下、添付された図面を参照して本発明の接合鋼板を詳しく説明する。

図１は本発明の実施例にかかる接合鋼板の構造を示す部分透視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切削された垂直断面図である。

図１及び図２に示したように、本発明による接合鋼板１０は、表面板材１１、前記表面板材を支持する支持板材１２及び前記表面板材と前記支持板材との間に配置されて、前記表面板材と前記支持板材とを相互接合させる接着樹脂１３からなる。

前記表面板材１１と支持板材１２は、それぞれすべての種類の金属材を選択して接着樹脂１３で相互接合させることができる。望ましくは、前記表面板材１１は、加工性と耐食性に優れるステンレスであり、前記支持板材１２は、亜鉛メッキ鋼板、ステンレス、アルミニウム、カラー鋼板、冷延鋼板及び酸洗鋼板のうち１つを選択したものである。さらに望ましくは、前記表面板材としては特に加工性と耐食性が優れるＳＵＳ３００系列（最も望ましくはＳＵＳ３０４）を用いる。前記表面板材は接合鋼板加工の時、外部に露出される部分であるので、耐食性及び外見性に優れる材質を用いる方が望ましい。

さらに望ましくは、前記支持板材１２は、接合鋼板全体の成型加工性を確保するために、同じく加工性が優秀でなければならないことは勿論、前記表面板材を充分に支持することができる強度を有した鋼種を選択する。すなわち、支持板材としては亜鉛メッキ鋼板（Galvanized-Steel）、ステンレス（Stainless）、アルミニウム（Aluminium）、カラー鋼板（Polyester Painted Steel Sheets）、冷延鋼板（Cold Rolled Steel Sheets）及び酸洗鋼板（Pickled and Oiled Steel Sheets）を用いることができる。ここで、亜鉛メッキ鋼板は溶融亜鉛メッキ鋼板（Galvanized Steel Sheets）、電気亜鉛メッキ鋼板（Electrolytic Galvanized Steel Sheets）、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（Galvannealed Steel Sheets）、溶融アルミニウムメッキ鋼板（Aluminum Coated Steel Sheets）、ガルバリウム鋼板（Zinc Aluminum Alloy Coated Steel Sheets）などを含む広義の概念に解釈されなければならない。

上述したように、前記表面板材と支持板材は、接合鋼板を用いて多様な形状を有する物品に成型加工するために優秀な成型加工性を有しなければならないが、このような成型加工性を満たすために１０．５〜１６．５Ｎｍの曲げ剛性（bendingrigidity）を有する材料を選択して用いる方が望ましい。

前記曲げ剛性は下記数学式１で表記されるＲＫＵ（Ross Kerwin Ungar）方法を使って計算される。

ここで、Ｂｃは曲げ剛性であり、υはホワソン比（Poisson's ratio）で、ｔｃは全体厚さである。

特に、曲げ剛性が１０．５Ｎｍ未満の場合には少ない力でも曲げられて成型後、外部の衝撃に脆弱な問題点があり、曲げ剛性が１６．５Ｎｍ超過する場合には成型加工性が低下され接合鋼板をシンクボール、防火門、貯水槽などのように所定の屈曲を有する製品形状を上手に成型することができないし、剪断力を加える場合、表面板材または支持板材が剥離される問題点がある。

前記接着樹脂１３は、表面板材１１と支持板材１２との間に配置され、表面板材と支持板材とを相互接合させる機能をするものであって、望ましくはその厚が０．０２〜０．１ｍｍになるように形成する。接着樹脂は表面板材と支持板材との間に配置され制振、吸音及び断熱機能をするので、全体接合鋼板が優秀な制振乃至吸音効果、断熱効果を有するようにする。すなわち、接着樹脂層は、表面板材と支持板材とを接着させることと同時に、外部から加えられる震動及び騷音を減殺させる役割をし、さらには断熱材の役目もするので、接合鋼板を加工して製造した製品自体がその用いられた素材に起因して優秀な制振性、吸音性、断熱性を有するようになる利点がある。

本発明の接合鋼板に用いられる接着樹脂１３は、エチルアセテート４４乃至４６重量％、アクリルコポリマー４０乃至４２重量％、イソプロフィルアルコール８乃至１０重量％、トルエン１乃至３重量％、ビニールアセテート３重量％以下、アセトアルデヒド０．１重量％以下からなる。前記のような組成成分と含量は、本発明者が長い期間繰り返し実験したことによって吸音性と接合性を有することと同時に、所定の粘性度を維持することができ、さらには発火時、有毒ガスの排出も少ない接着組成物を開発するのに至るものである。

望ましくは、本発明に用いられる接着樹脂は、２５００〜４５００ｃｐｓの粘性度を有する。これは粘性度画２５００ｃｐｓ未満の場合には粘性度が非常に小さいので、接合させた表面板材が支持板材に堅固に接着されないため剥離が発生し、特に絶曲などのような成型加工時、表面板材が接着された支持板材に離隔されて段差を惹起させる問題点があり、粘性度が４５００ｃｐｓ超過する場合には粘性度が非常に大きいので、特に接合鋼板を成型加工する場合、一部硬化された接着樹脂層が割れたり、表面板材が曲がるなどの問題点が発生する。

よって、本発明の接合鋼板に用いられる接着樹脂は、所定の粘性度を維持してこそ成型加工性に優れるのみならず、そのような粘性度を維持するのに制振、吸音、断熱効果をさらに増大させることができる利点がある。

下記表１には接着樹脂の粘性度により接合鋼板の成型加工性、剥離有無、遮音効果を測定した測定値を示した。

※成型加工性において、Ｘは絶曲、プレス加工及びドローイングなどのような成型加工時、接着樹脂が接合鋼板の端面を介して漏洩されたり接合された鋼板が相互離隔されて段差が発生したりまたは接着樹脂が割れて上手に接着力を有することができない場合を示したものであって、△は一部見出された場合を、○は全然見出すことができない場合を表記したものである。
※剥離有無において、Ｘは剥離が全然発生しない場合を、△は一部見出された場合を、Ｏは全然見出すことができない場合を示したものである。
※単一鋼板の騷音を１にした場合、接合鋼板によって遮音される性能を比べて遮音効果を示した。

表１から分かるように、接着樹脂の粘性度が２５００〜４５００ｃｐｓの場合、成型加工性が優秀であり、剥離が発生しないし、遮音効果も単一鋼板と比べて優秀であることが分かった。

望ましくは、前記表面板材は０．１〜０．４ｍｍ、前記支持板材は０．４〜１．２ｍｍ、表面板材と支持板材とを接合させる接着樹脂は０．０２〜０．１ｍｍの厚さを有するように形成する。

本発明は従来相対的に高いステンレスなどのような単一鋼板を用いる場合、製造原価が大幅に上昇する問題点を解決するために外部に露出されるので、優秀な耐食性と加工性を要する表面板材は薄く形成すると同時に、内部において表面板材を支持する支持板材は相対的にチープな鋼板で厚く形成し、吸音性、制振性、断熱性に優れる接着樹脂を用いて表面板材と支持板材とを接合させたことにその技術的特徴がある。

望ましくは、前記表面板材は０．１〜０．４ｍｍ厚さに製造するが、０．１ｍｍ未満の場合には非常に薄いので外部から加えられる衝撃に表面板材自体が曲がったり破れる問題点があり、０．４ｍｍ超過する場合には製造原価の節減効果が相対的に少なくなる短所がある。

一方、前記接着樹脂は０．０２〜０．１ｍｍ厚さに形成するが、０．０２ｍｍ未満の場合には吸音性、制振性、断熱性が低下される問題点があり、０．１ｍｍを超過する場合には接着樹脂層が厚さ方向に均一な粘性度を維持することができないので成型加工時段差が惹起される問題点がある。

さらに望ましくは、前記支持板材の下側面に腐食防止コーティング層をさらに形成することができる。表面板材と異なって支持板材は、相対的にチープな一般鋼板を用いるので、長期間使用時、内部腐食が発生することができるため、支持板材の下側面に腐食防止コーティング層をさらに形成したものである。

１．制振性試験
本発明者は接合鋼板の震動減衰特性を試すために、接合鋼板試料をかけて衝撃加振装置で試料に加振して図３乃至図８に示された周波数回答関数曲線を求め、そのような周波数回答関数曲線から１、２または３次の固有振動数と、それぞれの固有振動数における損失係数を反値幅法で求めた。試験時、測定誤差を減らすためにそれぞれの試料に対して３回の試験を通じて測定値を求めた。使われた試料は単一ＳＴＳ鋼板（図３参照）、ＳＴＳ接合鋼板（図４参照）、単一Ｃｕ鋼板（図５参照）、Ｃｕ接合鋼板（図６参照）、単一Ａｌ鋼板（図７参照）、Ａｌ接合鋼板（図８参照）であって、すべての試料の厚さは０．８ｍｍである。

本発明による接合鋼板は、異種の鋼板を接合させた接合鋼板まで含む概念であるが、接合鋼板の震動減衰特性を容易に対比可能になるように同種の鋼板を接合させた接合鋼板を試料として選択した。

前記表２から分かるように、本発明による接合鋼板は、単一素材の鋼板と比べて見る時、特に中・高周波数領域において優れる制振性能を見せる。

２．耐薬品性試験
本発明者は本発明によるＳＴＳ接合鋼板を２５℃に維持される１０％硝酸、４０％水酸化ナトリウム、２０％炭酸ナトリウムに４８時間にわたって浸漬させて、試験片の剥離有無を電子顕微鏡で観察した。

図９は前記試験による電子顕微鏡観察写真であり、図９ａは１０％硝酸に浸漬した場合の写真であり、図９ｂは４０％水酸化ナトリウムに浸漬した場合の写真であり、図９ｃは２０％炭酸ナトリウムに浸漬した場合の写真である。図９の写真から分かるように、浸漬後にも剥離または腐食が全然発生しなかったことが分かる。

以上のように上述した実施例は本発明の最も望ましい例に対して説明したものであるが、前記実施例にのみ限定されるのではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様な変形が可能であるということは当業者にとって明白なことである。

１１:表面板材
１２:支持板材
１３:接着樹脂

Claims

制振性、吸音性、断熱性及び加工性に優れる接合鋼板において、
表面板材と、
前記表面板材と対向するように配置され、前記表面板材を支持する支持板材と、及び
前記表面板材と前記支持板材との間に配置され、前記表面板材と前記支持板材を相互接合させる接着樹脂層とからなり、
前記接着樹脂層は０．０２〜０．１ｍｍの厚さを有して、２５００〜４５００ｃｐｓの粘性度を有することを特徴とする接合鋼板。
前記表面板材と支持板材は１０．５〜１６．５Ｎｍの曲げ剛性を有することを特徴とする請求項１に記載の接合鋼板。
前記表面板材は０．１〜０．５ｍｍの厚さであり、前記支持板材は０．５〜１．９ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の接合鋼板。
前記表面板材は表面処理及び表面加工性に優れるステンレス、アルミニウム、銅のうち選択されたいずれか１つであり、前記支持板材は亜鉛メッキ鋼板、ステンレス、アルミニウム、カラー鋼板、冷延鋼板及び酸洗鋼板のうち選択されたいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の接合鋼板。
前記支持板材の下側面に腐食防止コーティング層がさらに形成されることを特徴とする請求項１に記載の接合鋼板。