KR20240104659A - 샌드위치 복합패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 샌드위치 복합패널에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 샌드위치 복합패널은 코어층에 오목부를 형성시킴으로써, 국부적으로 밀도가 증가하고, 표면적이 증가하여, 향상된 굴곡 강도 및 접착 강도를 가진다.
Description
본 발명은 샌드위치 복합패널에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 샌드위치 복합패널은 코어층에 오목부를 형성시킴으로써, 국부적으로 밀도가 증가하고, 표면적이 증가하여, 향상된 굴곡 강도 및 접착 강도를 가진다.
통상의 샌드위치 패널은 금속 패널과 유사한 구조 강성을 가지면서도 경량화에 효과적이기 때문에 건축용 자재 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
이러한 샌드위치 패널은 알루미늄, 철 등으로 형성된 스킨층 사이에 코어층을 형성하여 패널의 물성을 조절한다. 예를 들어, 코어층에 발포 수지 소재를 이용하여 패널의 경량화 효과를 높이거나, 일반 수지, 복합재 또는 발사우드(balsa wood) 소재를 이용하여 패널의 기계적 강도를 높인다.
그러나, 시트의 적층 구조의 형태인 샌드위치 복합패널은 구조상 이방성의 특징을 가지며, 특히 수평 방향과 수직 방향의 물성이 상이하다. 일반적으로 수평 방향보다는 수직 방향으로의 물성이 취약하고, 기계적 강도가 충분하지 못해 제품 적용에 한계점이 있다.
따라서, 상기와 같은 한계점을 극복하기 위해, 고중량의 화물 등을 보호하기 위한 포장 재료 등으로 사용하기에 충분할 정도의 높은 굴곡강도 및 접착강도를 갖는 샌드위치 복합패널에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해, 코어층의 전체 두께를 유지시키면서 국부적으로 밀도가 증가된 샌드위치 패널에 관하여 연구하여 본 발명을 완성시켰다.
따라서, 본 발명의 목적은 샌드위치 패널 제조 시에 코어층에 오목부를 형성시킴으로써, 코어층의 국부적 밀도 증가 및 앵커링 효과로 인해, 굴곡 강도 및 접착 강도가 향상된 샌드위치 복합패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1측면에 따르면,
부직 섬유 구조의 코어층, 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층을 포함하고, 상기 코어층은 상기 스킨층과 맞닿는 일면에 복수 개의 오목부를 포함하고, 상기 오목부는 코어층의 일면 상에 소정의 거리를 이격하여 배치되는 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 오목부의 높이(h) 및 오목부 간의 이격 거리(d)의 비(h/d)가 0.01 내지 1.5인 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 오목부는 상기 코어층의 두께 방향으로 0.1 mm 내지 1.5 mm의 높이를 갖는 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 복수 개의 오목부는 상기 코어층의 길이 방향으로 1 mm 내지 5 mm의 간격으로 이격하여 배치되는 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 코어층의 밀도가 0.1 g/cm3 내지 3.0 g/cm3인 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 복합패널의 굴곡 강도(Flexural Strength)가 130 MPa 내지 200 MPa인 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 복합패널의 접착 강도가 100 psi 내지 800 psi인 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 스킨층은 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘 및 전기아연도금강판(EGI)로 이루어진 군에서 선택되는 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층을 더 포함하는 샌드위치 복합패널을 제공한다.
또한, 상기 접착층은 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상으로 포함하는 샌드위치 복합패널을 제공한다.
본 발명의 샌드위치 복합패널은, 별도의 강화 물질들을 사용하지 않고, 코어층에 오목부를 포함시키도록 제조함으로써, 샌드위치 복합패널의 굴곡 강도를 향상시킴은 물론, 코어층과 스킨층 사이의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 복합패널을 개략적으로 도식화한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 복합패널의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 복합패널의 이미지이다.
본 발명에 따라 제공되는 구체예는 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 이해해야 한다.
본 발명자들은, 종래 기술에 따른 샌드위치 패널에 굴곡 강도 또는 접착 강도를 향상시키기 위해서는 강화 물질 또는 접착 물질을 첨가하는 등 별도의 샌드위치 패널 공정이 필요하고, 상기 공정이 매우 복잡하고 경제적으로도 비용이 많이 드는 문제가 있다고 인식하였다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 물질을 첨가하는 등 별도의 추가 공정 없이, 코어층에 오목부를 형성함으로써, 샌드위치 복합패널의 국부적 밀도를 증가시켜 굴곡 강도를 향상시키고, 접착 강도 또한 증가시키는 복합패널을 제조할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 복합패널을 개략적으로 도식화한 것이다.
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 샌드위치 복합패널(1)은 부직 섬유 구조의 코어층(100), 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층(200)을 포함한다.
코어층(100)
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 코어층은 스킨층과 맞닿는 일면에 복수 개의 오목부(10)를 포함할 수 있다. 여기서, 오목부는 상기 코어층의 일면 상에 소정의 거리를 이격하여 배치되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 오목부(10)는 상기 코어층의 두께 방향으로 0.1 mm 내지 1.5 mm의 높이를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오목부의 높이는 0.1 mm 이상, 0.2 mm 이상, 0.3 mm 이상, 0.4 mm 이상 또는 0.5 mm 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오목부의 높이는 1.5 mm 이하, 1.4 mm 이하, 1.3 mm 이하, 1.2 mm 이하, 1.0 mm 이하일 수 있다. 또한 상기 언급된 범위의 조합(예를 들면, 0.1 mm 이상 및 1.4 mm 이하, 0.2 mm 이상 및 1.3 mm 이하)이 가능하나, 이들의 예로만 한정되는 것은 아니고 다른 범위도 가능하다.
상기 오목부의 높이가 0.1 mm 미만인 경우, 저밀도의 코어층으로 시트 형태의 코어층 대비 굴곡 강도를 추가적으로 확보하는 데 한계가 있고, 1.5 mm 초과인 경우, 코어층 대비 오목부의 깊이가 깊어서 접착층이 표면적을 채우지 못해 접착강도가 떨어지고, 오목부의 코어층 밀도가 증가면서 굴곡강도가 향상되는 것보다 결함인 공극으로 작용해 오히려 파단 시작지점으로 취약해지는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 복수 개의 오목부(10)는 상기 코어층의 길이 방향으로 1 mm 내지 5 mm의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오목부는 상기 코어층의 길이 방향으로 1.0 mm 이상, 1.5 mm 이상, 2.0 mm 이상, 2.5 mm 이상 또는 3.0 mm 이상의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오목부는 상기 코어층의 길이 방향으로 5.0 mm 이하, 4.5 mm 이하, 4.0 mm 이하 또는 3.5 mm 이하의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 또한 상기 언급된 범위의 조합(예를 들면, 1.0 mm 이상 및 4.5 mm 이하, 1.2 mm 이상 및 4.0 mm 이하)이 가능하나, 이들의 예로만 한정되는 것은 아니고 다른 범위도 가능하다.
상기 복수 개의 오목부 간의 간격이 1.0 mm 미만인 경우, 코어층이 두께를 유지하는 지지 면적이 줄어들어 수직 방향으로의 하중에 취약해지는 문제가 있고, 5.0 mm 초과인 경우, 압축된 부분이 차지하는 영역이 감소되어 국부 밀도 상승으로 인한 소재의 굴곡 강도 증가를 기대할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 오목부의 높이(h) 및 오목부 간의 이격 거리(d)의 비(h/d)가 0.01 내지 1.5일 수 있다. 도 2에서와 같이, 오목부의 높이(h)는 코어층과 스킨층이 맞닿는 일면을 기준으로 코어층의 두께 방향으로의 길이를 나타낸 것이고, 오목부 간의 이격 거리(d)는 코어층의 길이 방향으로 일직선 상에 존재하는 복수 개의 오목부 간의 이격된 거리를 나타낸 것이다. 일 실시예에서, 상기 오목부의 높이(h) 및 오목부 간의 이격 거리(d)의 비(h/d)는 0.01 이상, 0.02 이상, 0.03 이상, 0.04 이상, 0.05 이상, 0.06 이상, 0.07 이상, 0.08 이상, 0.09 이상, 0.10 이상, 0.11 이상, 0.12 이상, 0.13 이상, 0.14 이상, 0.15 이상, 0.16 이상, 0.17 이상, 0.18 이상, 0.19 이상 또는 0.20 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 오목부의 높이(h) 및 오목부 간의 이격 거리(d)의 비(h/d)는 1.5 이하, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하, 1.1 이하, 1.0 이하, 0.50 이하, 0.49 이하, 0.48 이하, 0.47 이하, 0.46 이하, 0.45 이하, 0.44 이하, 0.43 이하, 0.42 이하, 0.41 이하, 0.40 이하, 0.39 이하, 0.38 이하, 0.37 이하, 0.36 이하, 0.35 이하, 0.34 이하, 0.33 이하, 0.32 이하, 0.31 이하 또는 0.30 이하일 수 있다. 또한 상기 언급된 범위의 조합(예를 들면, 0.01 이상 및 0.49 이하, 0.02 이상 및 0.4 이하)이 가능하나, 이들의 예로만 한정되는 것은 아니고 다른 범위도 가능하다.
상기 오목부의 높이(h) 및 오목부 간의 이격 거리(d)의 비(h/d)가 0.01 미만이거나, 1.5 초과인 경우, 접착 강도가 감소되거나, 국부적 밀도가 감소되어 굴곡 강도가 감소되는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 오목부의 형상은 반구형일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 정육각형, 원뿔형, 각뿔형 등 음각 형상의 깊이를 가지는 형상이면 어느 것이든 무방하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 복수 개의 오목부는 코어층과 스킨층이 맞닿는 양면에 대칭하여 배치되거나 교대로 엇갈리게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2와 같이 복수 개의 오목부는 코어층과 스킨층이 맞닿는 양면에 대칭하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 도 3과 같이 복수 개의 오목부는 코어층과 스킨층이 맞닿는 양면에 교대로 엇갈리게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 코어층의 밀도가 0.1 g/cm3 내지 3.0 g/cm3일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 코어층의 밀도가 0.1 g/cm3 이상, 0.2 g/cm3 이상, 0.3 g/cm3 이상, 0.4 g/cm3 이상, 0.5 g/cm3 이상, 0.6 g/cm3 이상, 0.7 g/cm3 이상, 0.8 g/cm3 이상, 0.9 g/cm3 이상 또는 1.0 g/cm3 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 코어층의 밀도가 3.0 g/cm3 이하, 2.9 g/cm3 이하, 2.8 g/cm3 이하, 2.7 g/cm3 이하, 2.6 g/cm3 이하, 2.5 g/cm3 이하, 2.4 g/cm3 이하, 2.3 g/cm3 이하, 2.2 g/cm3 이하, 2.1 g/cm3 이하 또는 2.0 g/cm3 이하일 수 있다. 또한 상기 언급된 범위의 조합(예를 들면, 0.1 g/cm3 이상 및 2.9 g/cm3 이하, 0.2 g/cm3이상 및 2.8 g/cm3 이하)이 가능하나, 이들의 예로만 한정되는 것은 아니고 다른 범위도 가능하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 코어층은 섬유가 서로 엉켜 있는 부직 섬유 구조를 가질 수 있다. 상기 부직 섬유 구조는 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 포함하는 구조이고, '부직 섬유 집합체'라 함은, 웹(Web)상 또는 시트(Sheet)상의 부직 섬유를 접착제로 접착시키거나, 열가소성 섬유를 이용하여 접착시킨 것을 말하며, 본 발명에 따른 코어층은 섬유가 서로 엉켜 있는 부직 섬유 집합체를 가지고 있기 때문에, 섬유의 전부 또는 일부는 바인더에 의하여 융착되고, 따라서 상기 코어층 내에는 자연 기공이 포함되어, 통기성이 양호해지고, 경량화를 향상시킬 수 있다. 즉, 섬유들이 서로 엉키면서 형성된 자연 기공을 가지기 때문에, 발포제와 같은 첨가제에 의해 인위적으로 기공을 형성하는 경우와 달리 비발포성 코어이므로, 제조비용을 절감할 수 있으며, 발포 공정을 생략할 수 있어 공정 효율도 높일 수 있다. 상기 부직 섬유 집합체 구조를 통하여 종래의 열가소성 또는 열경화성 발포 수지에 대비하여 성형성 및 가공성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 코어층에 포함되는 폴리에스테르계 섬유의 평균 길이는 5~100 mm인 것이 바람직하다, 상기 섬유의 평균 길이가 5 mm 미만인 경우, 섬유의 길이가 짧아 연신율이 높은 효과를 기대하기 어려울 수 있다. 반대로, 100 mm를 초과하는 경우, 서로 엉클어지는 섬유의 함량이 많아지기 때문에 코어층의 틈이 차지하는 공간이 감소될 수 있다. 또한, 100 mm를 초과하는 경우, 코어층의 제조 시, 섬유의 분산이 원활하게 이루어지지 않아, 코어층의 물성이 저하될 수 있다.
상기 폴리에스테르계 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 디올계 단량체로는 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리(테트라메틸렌)글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 산성분으로는 이소프탈산, 아디핀산, 2,6-나프탈렌디카르본산, 세바신산, 숙신산 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
스킨층(200)
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 샌드위치 복합패널은 상기 코어층의 일면 상에 적층된 스킨층을 포함한다.
상기 스킨층은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘, 전기 아연도금강판(EGI), 용융아연도금강판(GI) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것 일 수 있다. 일례로, 우수한 성형성 및 굴곡강성을 가지기 위해, 전기아연도금강판(EGI)을 포함하는 스킨층을 샌드위치 복합패널에 적용할 수 있다.
접착층 상에 스킨층을 형성하기 위하여, 광경화 방법, 열경화 방법 및 열압착 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시키거나 열압착함으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다.
상기 열경화는 110~240 ℃에서 대략 1 분 내지 1 시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10 시간 동안 경화가 수행될 수도 있다.
상기 스킨층의 두께는 0.1 mm 내지 2 mm 일 수 있다. 종래의 샌드위치 패널의 스킨층은 심재의 기계적 강도가 떨어지는 관계로, 스킨층의 두께가 두꺼워야만 했으며, 이로 인하여 샌드위치 패널의 중량이 증가하게 되는 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 샌드위치 패널은 스킨층의 두께를 상기의 범위로 가지면서도 기계적 물성을 급격히 저하시키지 않아, 경량화를 할 수 있게 된다.
접착층(300)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 복합패널을 개략적으로 도식화한 것이다.
본 발명에 따른 샌드위치 패널의 접착층(300)은 상기 코어층(100)과 스킨층(200) 사이에 도포되어, 코어층(100)과 스킨층(200)를 접착하는 것이다. 상기 접착층은 점도를 고려하여 균일한 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 코어층과 스킨층을 적층한 후, 경화시켜 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 이때, 경화하는 과정에서 접착제가 코어층으로 파고 들어가면서, 코어층을 이루는 성분들과의 화학적 결합뿐만 아니라, 기계적 결합에 의해 스킨층과 코어층의 접착력이 향상되는 효과가 있다. 상기 화학적 결합은 접착제가 코어층의 상부면, 하부면과의 공유 결합, 수소결합, 반데르발스 결합, 이온 결합 등이 되는 것을 의미한다.
상기 기계적 결합은 접착제가 코어층에 스며들어가면서 고리가 서로 걸려 있는 것처럼 물리적으로 걸려 있는 형태를 의미한다. 이러한 형태를 Mechanical interlocking이라고도 한다.
상기 접착층을 이루는 접착제는 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 접착제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비정질 폴리알파올레핀 접착제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 접착제는 우레탄 구조(-NH-CO-O-)를 포함하는 접착제라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 접착제는 폴리메틸메타크릴레이트 접착제, 히드록시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 및 카르복시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 접착제는 비스페놀-A형 에폭시 접착제, 비스페놀-F형 에폭시 접착제, 노볼락 에폭시 접착제, 선형 지방족 에폭시 접착제 (Linear aliphatic epoxy resins) 및 고리형 지방족 에폭시 접착제(cycloaliphatic epoxy resins) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착제는 광경화성 접착제, 핫멜트형 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함할 수 있고, 광경화 방법 및 열경화 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110 ℃에서 대략 5 분 내지 2 시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10 시간 동안 경화가 수행될 수도 있다.
상기 접착층은 대략 20~300 ㎛의 두께로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 접착층을 상기 스킨층의 일면에 도포하는 방법은 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 또는 스프레이 코팅법 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 샌드위치 패널은 일례로 상기 스킨층(200), 코어층(100), 스킨층(200)이 순차적으로 적층되어 형성되는데, 적층 단계 이후, 경화 및 압착단계가 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 샌드위치 복합패널의 굴곡 강도(Flexural Strength)가 130 MPa 내지 200 MPa일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 샌드위치 복합패널의 굴곡 강도는 130 MPa 이상, 140 MPa 이상, 150 MPa 이상 또는 160 MPa 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 샌드위치 복합패널의 굴곡 강도는 200 MPa 이하, 190 MPa 이하, 180 MPa 이하 또는 170 MPa 이하일 수 있다. 또한 상기 언급된 범위의 조합(예를 들면, 130 MPa 이상 및 190 MPa 이하, 130 MPa 이상 및 180 MPa 이하)이 가능하나, 이들의 예로만 한정되는 것은 아니고 다른 범위도 가능하다. 상기 샌드위치 복합패널의 굴곡강도는 ASTM C393의 기준으로 측정되는 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 샌드위치 복합패널의 접착 강도는 100 psi 내지 800 psi일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 샌드위치 복합패널의 접착 강도는 100 psi 이상, 150 psi 이상, 200 psi 이상, 250 psi 이상, 300 psi 이상, 350 psi 이상 또는 400 psi 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 샌드위치 복합패널의 접착 강도는 800 psi 이하, 750 psi 이하, 700 psi 이하, 650 psi 이하, 600 psi 이하, 550 psi 이하 또는 500 psi 이하일 수 있다. 또한 상기 언급된 범위의 조합(예를 들면, 100 psi 이상 및 750 psi 이하, 200 psi 이상 및 600 psi 이하)이 가능하나, 이들의 예로만 한정되는 것은 아니고 다른 범위도 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 샌드위치 패널은 기계적 물성이 좋은 코어층을 사용함으로써, 굴곡 강도뿐만 아니라 접착 강도도 우수하다. 또한, 국부적 밀도 증가로 굴곡 강도 등의 물성이 높고, 접착 강도가 우수하여, 가전용 구조재(TV백커버, 세탁기용 보드 등), 건축용 내외장 보드, 자동차 내외장재, 기차/선박/항공기용 내외장재(칸막기등의 보드), 각종 칸막이용 보드, 엘레베이터 구조재 등으로 사용하기에 적합하다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
(1) 코어층의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유(도레이 케미칼, RPF, 섬도 4데니어, 섬유길이 51 mm)와 말레산 무수물-그래프트된 폴리프로필렌(Maleic anhydride grafted polypropylene, MAPP)을 준비한 후, 이들을 60:40의 중량비로 혼합하였다.
상기 혼합된 섬유를 롤러 카딩기로 카딩하고 가열프레스를 사용하여 190 ℃의 온도에서 10 초간 열접착하여 부직포를 제조하였다.
상기 부직포를 말단 형상이 구형인 양각을 가지는 프레스로 이송시켜, 상기 프레스의 가열온도는 180 ℃, 압력은 5 MPa로 2분간 가열/가압 처리하여, 음각을 가지는 코어층으로서, 음각의 높이가 1.2 mm이고, 음각 간의 거리가 5 mm이고, 총 두께가 5.7 mm인 코어층을 제조하였다.
(2) 샌드위치 패널의 제조
상기 제조된 코어층에 에폭시 접착제(국도화학)를 도포한 후, 전기아연도금강판으로 형성된 스킨층을 0.385 mm의 두께로 형성한 후, 적층된 결과물을 100 ℃에서 열경화하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
비교예 1
(1) 코어층의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유(도레이 케미칼, RPF, 섬도 4데니어, 섬유길이 51 mm)와 말레산 무수물-그래프트된 폴리프로필렌(Maleic anhydride grafted polypropylene, MAPP)을 준비한 후, 이들을 60:40의 중량비로 혼합하였다.
상기 혼합된 섬유를 롤러 카딩기로 카딩하고 가열프레스를 사용하여 190 ℃의 온도에서 10 초간 열접착하여 부직포를 제조하였다.
(2) 샌드위치 패널의 제조
상기 제조된 코어층에 에폭시 접착제(국도화학)를 도포한 후, 전기아연도금강판으로 형성된 스킨층을 0.385 mm의 두께로 형성한 후, 적층된 결과물을 100 ℃에서 열경화하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 샌드위치 패널을 시편으로 제작한 후, 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
- 굴곡 강도(Flexural strength, MPa): ASTM C393에 의거하여 샌드위치 패널의 굴곡 강도를 측정하였다.
- 영률(Young's modulus, GPa): ASTM E111에 의거하여 샌드위치 패널의 영률을 측정하였다.
- 최대 하중(Load, N): ASTM C393에 의거하여 샌드위치 패널의 하중을 측정하였다.
- 접착 강도(Peel strength, psi): ASTM C273에 의거하여 샌드위치 패널의 접착 강도를 측정하였다.
|
무게
(kg/m 2 ) |
두께
(mm) |
영률
(GPa) |
최대 하중
(N) |
굴곡강도
(Mpa) |
접착강도
(psi) |
|
| 실시예 1 | 9.33 | 6.39 | 32.27 | 1668 | 123 | 412 |
| 비교예 1 | 9.27 | 6.4 | 34.12 | 2009 | 147 | 443 |
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1의 샌드위치 패널의 경우, 비교예 1의 샌드위치 패널과 무게와 두께가 유사하게 유지되면서, 우수한 굴곡강도, 하중 및 영률을 가짐을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 코어층에 복수 개의 오목부를 형성시킴으로써 국부적으로 밀도가 증가하여 구조적으로 강도가 보강된 샌드위치 패널을 제공할 수 있음을 나타낸다.
10:
오목부
100: 코어층
200: 스킨층
300: 접착층
h: 오목부의 높이
d: 오목부 간의 이격 거리
100: 코어층
200: 스킨층
300: 접착층
h: 오목부의 높이
d: 오목부 간의 이격 거리
Claims (10)
- 부직 섬유 구조의 코어층; 및
상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층;을 포함하고,
상기 코어층은 상기 스킨층과 맞닿는 일면에 복수 개의 오목부를 포함하고,
상기 복수 개의 오목부는 코어층의 일면 상에 소정의 거리를 이격하여 배치되는 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 오목부의 높이(h) 및 오목부 간의 이격 거리(d)의 비(h/d)가 0.01 내지 1.5인 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 오목부는 상기 코어층의 두께 방향으로 0.1 mm 내지 1.5 mm의 높이를 갖는 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 오목부는 상기 코어층의 길이 방향으로 1 mm 내지 5 mm의 간격으로 이격하여 배치되는 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 코어층의 밀도가 0.1 g/cm3 내지 3.0 g/cm3인 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 복합패널의 굴곡 강도(Flexural Strength)가 130 MPa 내지 200 MPa인 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 복합패널의 접착 강도가 100 psi 내지 800 psi인 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 스킨층은 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘 및 전기아연도금강판(EGI)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 샌드위치 복합패널. - 제1항에 있어서,
상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층을 더 포함하는 것인, 샌드위치 복합패널. - 제9항에 있어서,
상기 접착층은 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상으로 포함하는 것인, 샌드위치 복합패널.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220187121A KR20240104659A (ko) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 샌드위치 복합패널 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220187121A KR20240104659A (ko) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 샌드위치 복합패널 |
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ID=91949658
Family Applications (1)
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2022
- 2022-12-28 KR KR1020220187121A patent/KR20240104659A/ko active Pending
Patent Citations (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20221228 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20241007 Comment text: Request for Examination of Application |