KR100397398B1 - 벽체 및 자동차 내장재용 패널과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널에 관한 것으로서, 종래의 패널 구성요소 접착공정에서 사용되던 본드접착공정을 거치지 않고 보다 간소한 패널제조공정의 구현이 가능하며, 종래의 접착제의 사용에서 오는 유해한 작업환경을 개선하여 쾌적한 작업환경과, 불필요한 공정의 축소로 인한 시설비 및 재료비의 절감효과를 가져올 수 있는 패널 제조방법을 제시한다.

또한 종래의 비싸고 무거운 소재의 패널을 경량화 할 수 있으며, 또한 합성섬유의 장점인 뛰어난 내구성과 내수성 및 내부식성으로 인해 외부충격, 온도 및 습도에 강하며, 천연섬유를 사용하기 때문에 환경에도 친화적인 장점이 있으며, 아울러 한 번 사용한 패널의 재활용이 가능한 패널을 제공한다.

Description

벽체 및 자동차 내장재용 패널과 그 제조방법{Panel and method of production the same used in interior wall and car}

본 발명은 패널(Panel)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차에 사용되는 도어트림(Door trim), 헤드라이닝(Head lining), 필러(Piller), 방음재(Sound insulation) 등의 각종 차량내장재와, 벽체용 칸막이, 가구, 및 건축용 벽체 등에 사용할 수 있는 가볍고 내구성 및 생산성이 좋으며 환경 친화적인 패널과 그 제조방법에 관한 것이다.

패널(Panel)은 공간을 나누고 에워싸는데 사용되는 구조적 요소로서, 건축물 또는 공작물 등의 지붕, 바닥, 내/외벽, 칸막이벽 또는 내력부재로 사용하는 공사 및 부속 재료로서 여러 종류의 단단하고 넓은 판이다.

이러한 패널의 종류로는 알루미늄복합패널, 알루미늄시트패널 등과 같이, 금속판에 여러 가지 단열재 또는 방음/방열재 등이 결합되어 있는 종류와 석면, 유리, 시멘트, 세라믹, 목재, 등의 소재와 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리에스터(Polyester), 발포폴리스티렌(ExpandablePolystyrene), 발포폴리프로필렌(Expanded PolyPropylene), 발포폴리에틸렌(Expanded Polyethylene) 등과 같은 합성수지가 결합되어 제조된 패널이 있다.

도 1은 종래의 패널의 구성의 일 예를 도시한 단면도로서, 철재로 된 두 판(10) 사이에 합성수지로 된 단열재 또는 방음재(110)가 들어 있는 구조이다.

그러나 이러한 종래의 패널들은 그 구성소재들이 철판, 세라믹 등과 같은 재료들과 결합되어 있기 때문에 패널 자체의 무게가 무거울 뿐만 아니라 제조 공정이 까다롭기 때문에, 운반이 어렵고 생산비 증가로 인한 건축 시공비의 증가요인이 되고 있다.

또한 금속판 또는 유리, 세라믹 등이 합성섬유와 함께 결합되어 있는 패널은, 상기 금속판과의 접착을 위해 톨루엔(Toluen)과 같은 유독한 화합물질이 첨가된 스프레이식 본드를 사용하고 있기 때문에 작업자에게 유해하다.

아울러 이러한 접착제 분사공정과 철판, 유리 또는 세라믹과 같이 무거운 소재가 결합되어 제조되는 패널에 따르는 공정의 시설비 또한 제품의 가격상승요인이 되며, 제조된 후 한 번 사용한 제품은 다시 활용할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 이해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 패널 구성요소 접착공정에서 사용되던 본드접착공정을 거치지 않는 보다 간소한 패널제조 방법을 제시하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 패널의 기재 접착시 접착제의 사용에서 오는 유해한 작업환경을 개선하여 쾌적한 작업환경을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 비싸고 무거운 패널을 경량화하고, 또한 재활용이 가능한 패널을 제공하는데 있다.

아울러 본 발명은 자동차용 내장재, 흡음/방음재, 벽체용 칸막이, 가구 및 건축용 벽체 등 다양한 용도에 사용 가능한 패널을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 패널의 일 예를 도시한 단면도

도 2는 본 발명에 따른 패널의 첫 번째 실시예의 사시도

도 3a는 본 발명에 따른 패널의 두 번째 실시예의 사시도

도 3b는 도 3a의 구조를 도시한 단면도

도 4는 본 발명에 따른 두 번째 실시예를 응용한 패널의 단면도

도 5는 본 발명에 따른 세 번째 실시예의 사시도

도 6은 본 발명에 따른 패널에 스킨층이 도포된 실시예의 사시도

도 7은 본 발명에 따른 패널의 제조 공정을 나타낸 블록도

도 8a는 본 발명에 따른 패널의 제조에 있어서 카렌더공법을 이용한 제조과정을 도시한 공정도

도 8b는 도 8a의 제조방법에 따른 공정을 나타내는 블록도

도 9a 및 도9b는 각각 본 발명에 따른 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예에 따른 패널의 가압성형 방법을 보여주는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 주요 설명>

5 : 스킨층 10 : 철판

100, 200 : 금형틀 110 : 합성수지

20, 30, 40 : 표피층 120,130,140 : 중간층

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 패널은 합성섬유, 목재, 석고 중 적어도 하나로 구성된 중간층과; 상기 중간층의 적어도 일측면에 부착되며, 마 소재의 천연섬유와 폴리프로필렌 및/또는 폴리에스터 합성섬유를 소정비율로 배합한 표피층과; 상기 표피층의 적어도 일측면에 부착되어 상기 표피층의 보호 및/또는 장식기능을 하는 합성섬유 또는 천연섬유인 스킨층을 포함하는 벽체용 패널로서, 천연섬유와 합성섬유를 소정비율로 배합하여 표피재를 생성하는 단계와; 상기 배합된 표피재를 이송하면서 예열하는 단계와; 상기 예열된 표피재와 중간재를 결합시키는 단계와; 상기 결합된 표피재와 중간재를 가압성형하는 단계와; 상기 가압성형된 패널을 트리밍하는 단계로 구성된 패널제조방법을 제시하고 있다.

패널은 적용되는 부분의 고급화, 기능화 및 다양화에 따라 기재의 구조가 1층 구조, 2층 구조, 3층 구조로 제공될 수 있는 바, 1층 구조 즉, 단층 구조는 중간층만으로 기재를 구성한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 패널의 첫 번째 실시예의 사시도로서, 우선 패널은 중간층과 표피층으로 나누어지는데, 상기 본 발명에 따른 첫 번째 실시예의 표피층(20)은 마(麻)와 같은 천연섬유와 합성섬유인 폴리프로필렌섬유와 폴리에스터섬유가 소정의 비율로 배합되어 있으며, 상기 첫 번째 실시예의 중간층(120)은 폴리우레탄, 폴리에스터, 발포폴리프로필렌, 발포폴리스티렌 등과 같은 합성섬유로 구성되어 있다. 여기서 마(麻)는 아마(Flax), 대마(Hemp), 황마(Jute) 등을 사용할 수 있다. 마를 사용하는 이유는 강도를 증대시켜줄 수 있으며, 또한 상기 합성섬유는 성형성과 섬유들간의 응집성 증대를 위해 혼합한다.

상기 표피층은 천연섬유를 첨가하지 않고 합성섬유인 폴리프로필렌섬유와 폴리에스터섬유만을 배합하여 구성할 수도 있으며, 또한 본 발명인이 선출원한 대한민국 특허 등록번호 제267845호 '자동차용 내장재' 에 기재된 내용과 같이, 상기 표피층을 구성함에 있어서, 마의 구성비율을 적게 하면 패널의 강도가 떨어지게 되고, 상기 합성섬유의 구성비율을 적게 하면 성형성에 문제가 발생하게 되므로, 적절한 기준은 합성섬유:마의 비율이 5.5:4.5에서 5:5인 것이 바람직하다.

상기 합성섬유로 구성된 중간층의 형성에 대한 공정을 간단히 살펴보면, 첫째 덩어리를 쪼개고(Bale opening), 둘째 각 섬유를 한올 한올씩 풀어준다(File opening), 셋째 마와 합성섬유를 섞어준 다음, 넷째 저장한다. 다섯째로 메탈디텍터/세퍼레이터로 금속물질을 제거하게 되고, 여섯째 피더(Feeder)에 의해 기계용량에 맞게 정량 운반한 다음, 일곱 번째 섬유의 일정량을 분해한 후, 여덟째 섬유층을 조절하여 단층을 형성하고, 쌓아두면 중간층 기재가 완성된다.

도 3a는 본 발명에 따른 패널의 두 번째 실시예에 따른 사시도로서, 마(麻)와 같은 천연섬유와 합성섬유인 폴리프로필렌섬유와 폴리에스터섬유가 소정의 비율로 배합된 표피층(30)과, 미송, 합판, MDF(Medium Density Fiberboard), 집성목재 등과 같은 목재가 중간층(130)을 구성하고 있다. 또한 상기 중간층(130)은 그 내부 중앙의 일부 공간이 비어 있으며, 그 내부에는 일반 공기를 주입하나, 필요에 따라 특정가스, 예를 들면 무독성이며 불활성 기체인 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등과 같은 단일 성분의 가스 또는 필요에 따른 혼합가스 등이 주입될 수도 있다.

도 3b는 상기 본 발명에 따른 두 번째 실시예의 구조를 나타낸 단면도로서, 천연섬유와 합성섬유가 복합된 표피층(30)과 상기 두 표피층 사이에는 구성재료가 목재인 중간층(130)이 상기 패널의 바깥부분을 따라 접합되어 있다.

상기 중간층(130)의 중심부는 일반적인 공기 또는 특정가스가 들어있는 정공 상태이며, 상기 중간층(130)에 주입된 공기는 패널의 형태를 유지시켜줌과 동시에 충격흡수 및 재료비 절감의 효과와 아울러 패널의 중량을 크게 감소시켜 줌으로써 운반 및 시공에 있어 편리하다.

상기 중간층(130) 내부에 구성된 정공의 크기는 상기 패널의 크기와 사용용도에 따라 다양하게 변형이 가능함은 당연하다.

도 4는 상기 본 발명에 따른 두 번째 실시예를 응용한 패널의 단면도로서, 표피층(35)으로만 외부를 구성하고 있으며, 상기 패널의 내부에는 일반 공기 또는 특정가스를 주입하여 성형하였고, 상기 주입된 공기에 의해 패널의 형태를 유지시키고 있다.

도 5는 본 발명에 따른 패널의 세 번째 실시예를 도시한 사시도로서, 상기 본 발명에 따른 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예가 결합된 구성을 가지는 바, 마(麻)와 같은 천연섬유와 합성섬유인 폴리프로필렌섬유와 폴리에스터섬유가 소정의 비율로 배합된 표피층(40)과, 폴리우레탄, 폴리에스터, 발포폴리프로필렌, 발포폴리스티렌 등과 같은 합성섬유와 미송, 합판, MDF(Medium Density Fiberboard), 집성목재 등과 같은 목재가 결합되어 중간층(140)을 구성하고 있다.

상기 중간층(140)을 구성하고 있는 목재재질과 합성섬유의 중간층 구성 결합비를 조절함으로써, 패널의 강도, 무게, 탄성 등이 서로 다른 다양한 성질의 패널을 생산할 수 있기 때문에 사용용도에 따라 조절하여 다양한 성질의 패널을 제작할 수 있을 것이다.

또한 전술한 본 발명에 따른 바람직한 실시예 이외에도 상기 중간층의 재질을 다양하게 변화시켜, 예를 들면 석고와 같은 재질을 사용하여 중간층을 구성하는 패널을 제작할 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 패널의 표피층에 스킨층(5)을 더욱 추가 성형한 형태를 도시하고 있는 사시도로서, 전술한 첫 번째, 두 번째, 세 번째 예시에 모두 적용된다.

상기 스킨층(5)은 상기 각 패널 표피층의 보호와 동시에 광택 및 다양한 재질과 색상을 이용한 시각적인 효과를 낼 수 있는 부분으로서, 부직포, 폴리프로필렌, 각종 직물, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지,염화비닐수지(PVC:polyvinylcloride) 등 다양한 재료가 사용 가능하다.

또한 상기에서 전술한 바와 같이 다양한 재료로 구성되는 본 발명에 따른 스킨층(5)과 표피층(20)은 대한민국 소방법에 따라 방염처리를 할 수도 있는 바, 상기 방염이란 커텐, 카페트, 벽체 등 불에 잘 타는 실내장식물에 대하여 불에 잘 타지 않도록 방염성(防炎性) 또는 난연성(難燃性)을 부여하기 위하여 사용하는 화학물질로서 액체상태의 방염액, 방염도료, 고체 또는 분말상태의 방염성물질 등이 있으며 제조공정의 용이성 또는 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있을 것이다.

도 7은 이상과 같이 살펴본 본 발명의 다양한 실시예에 따른 패널의 제조 공정을 간략히 나타낸 공정도로서, 천연섬유와 합성섬유를 일정비율로 배합하는 단계와; 상기 배합된 표피재를 이송하면서 예열하는 단계와; 상기 예열된 표피재와 중간재를 결합시키는 단계와; 상기 결합된 표피재와 중간재를 가압성형하는 단계와; 상기 가압성형된 패널을 트리밍하는 단계를 포함하는 패널제조공정을 제시하고 있다.

본 발명에서는 합성섬유의 열가소성을 이용하기 때문에 종래의 패널제조과정에서 사용되던 본드 분사 공정이 필요치 않다.

먼저 상기 표피재(20)(30)(40)는 마와 같은 천연섬유와 폴리프로필렌, 폴리에스터와 같은 합성섬유가 배합된 또는 상기 합성섬유만으로 배합된 것으로서 일정형태를 가진 판 형태로 고형된다.(S1)

상기 제조된 표피재(20)(30)(40)는 이송수단을 통해 이송되면서 예열되어(S2) 폴리우레탄, 폴리에스터, 발포폴리프로필렌, 발포폴리스티렌 등과 같은 합성섬유를 이용하여 미리 제조된 중간층(120)(130)(140)과 결합시킨 후(S3), 가압성형하여 접착시키게 되며(S4), 가압성형 후 상기 패널의 쓸모 없는 부분을 다듬게 된다.(S5)

상기 표피제(20)(30)(40)에 첨가된 폴리프로필렌, 폴리에스터와 같은 소재는 열가소성이기 때문에 상기 중간층과의 접합에 있어서 종래에 사용하던 본드가 필요 없이, 이송과정에서의 예열과 압력에 의한 성형만으로도 접착이 가능하게 된다.

도 8a와 8b는 각각 본 발명에 따른 패널의 제조에 사용 가능한 또 다른 방법을 간략히 도시한 공정도 및 블록도로서, 고무, 종이, 철판 등의 제조에 널리 사용되고 있는 2본 이상의 압연롤을 이용한 카렌더(Calender)공법에 의한 패널의 제조공정을 간략히 도시하고 있다.

이송롤러(330)에 의해 중간재(120)(130)(140)가 이송되고 있으며, 재료가 배합된 표피재(20)(30)(40)는 이송되면서 예열롤러(310)에 의해 예열되어 상기 이송되는 중간재(120)(130)(140) 측면에 점착된다.

상기 중간재(120)(130)(140)와 결합되어진 표피재(20)(30)(40)는 이송되면서 냉각롤러(320)에 의해 냉각 또는 압착과정을 거치게 된다. 이후 별도의 가압성형과정 또는 트리밍과정을 거쳐 패널의 제조가 이루어진다.

도 9a와 도 9b는 각각 본 발명에 따른 패널의 제조를 위한 가압성형방법을 보여주는 단면도로서. 상기 본 발명에 따른 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예의 경우를 나타내고 있다.

특히 도 9b는 본 발명의 두 번째 실시예인 중간층에 정공을 형성한 패널의가압성형 방법을 보여주는 단면도로서, 스킨층(5)과 표피층(30)이 중간층(130)의 위와 아래부분에 대칭되게 위치한 형태이며, 상기 중간층(130)의 양 측면에는 공기또는 가스의 주입을 위한 공기주입구(135)가 설치되어 있다.

상기 공기주입구(135)는 상기 가압성형 공정시, 상기 패널 내부의 정공으로 인해 상기 패널이 금형(100)(200)에 눌러져 끊어지거나 파손되는 것을 막고, 상기 가압성형이 끝난 후에도 패널이 그 형태를 유지할 수 있도록 하기 위해, 가압성형중에 계속해서 일반 공기 또는 특정가스를 주입해주는 역할을 한다.

상기 가압성형이 끝난 후, 상기 패널의 필요 없는 잉여부분을 잘라내는 트리밍(Triming)작업을 마치게 되면 패널의 제조 공정이 끝나게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 패널은 종래의 패널 구성요소 접착공정에서 사용되던 본드접착공정을 거치지 않고 보다 간소한 패널제조공정의 구현이 가능하며, 종래의 접착제의 사용에서 오는 유해한 작업환경을 개선하여 쾌적한 작업환경과, 불필요한 공정의 축소로 인한 시설비 및 재료비의 절감효과를 가져올 수 있게 되었다.

또한 종래의 비싸고 무거운 소재의 패널을 경량화 할 수 있으며, 또한 합성섬유의 장점인 뛰어난 내구성과 내수성 및 내부식성 및 뛰어난 강도로 인해 외부충격, 온도 및 습도에 강하며, 천연섬유를 사용하기 때문에 환경에도 친화적인 장점이 있기 때문에 자동차에 사용되는 도어트림(Door trim), 헤드라이닝(Headlining), 필러(Piller), 방음재(Sound insulation) 등의 각종 차량내장재와, 벽체용 칸막이, 가구, 및 건축용 벽체 등 다양한 용도로 사용 가능한 이점이 있다.

아울러 한 번 사용한 패널의 재활용이 가능하다는 장점 또한 있다.

Claims (7)

1. 합성섬유, 목재, 석고 중 적어도 하나로 구성된 중간층과;

   상기 중간층의 적어도 일측면에 부착되며, 마 소재의 천연섬유와 폴리프로필렌 및/또는 폴리에스터 합성섬유를 배합한 표피층

   을 포함하는 벽체 및 자동차 내장재용 패널
2. 청구항 1에서,

   상기 표피층의 적어도 일측면에 부착되어 상기 표피층의 보호를 위한 합성섬유 또는 천연섬유인 스킨층

   을 포함하는 벽체 및 자동차 내장재용 패널
3. 청구항 1에서,

   상기 패널 내부 중간층의 일부 또는 전부를 정공으로 형성한 벽체 및 자동차 내장재용 패널
4. 청구항 1항 또는 2항 중 어느 하나의 선택된 항에 있어서,

   상기 표피층 또는 스킨층은 방염 처리된 벽체 및 자동차 내장재용 패널
5. 천연섬유와 합성섬유를 배합하여 표피재를 생성하는 단계와;

   상기 배합된 표피재를 이송하면서 예열하는 단계와;

   상기 예열된 표피재와 중간재를 결합시키는 단계와;

   상기 결합된 표피재와 중간재를 가압성형하는 단계와;

   상기 가압성형된 패널을 트리밍하는 단계

   로 구성된 벽체 및 자동차 내장재용 패널제조방법
6. 청구항 5항에 있어서,

   상기 표피재는 방염 처리된 벽체 및 자동차 내장재용 패널제조방법
7. 청구항 5항 내지 청구항 6항 중 어느 하나의 항에 의하여 제조되어지는 패널