KR100440248B1

KR100440248B1 - 공간부가 구비된 패널 제조방법

Info

Publication number: KR100440248B1
Application number: KR10-2001-0089134A
Authority: KR
Inventors: 문형석
Original assignee: 문형석
Priority date: 2001-12-31
Filing date: 2001-12-31
Publication date: 2004-07-12
Also published as: KR20030058620A

Abstract

본 발명은 공간부가 구비된 패널 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성을 띠는 판상의 소재 한 쌍을 금형내에 삽입한 후 금형을 압착할 때 압축공기를 분사하여 판상의 소재 사이에 금형틀의 형상과 같이 압축공기가 삽입되어 공간부가 형성된 패널을 제조함으로써, 공간부를 형성하기 위해 별도의 중간층을 형성할 필요가 없으며, 상하부 소재의 접착이 용이한 공간부가 구비된 패널 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 하부 예열프레스(11) 위에 폴리프로필렌(PP) 섬유 45~55중량%를 양마, 대마, 아마, 황마, 모시풀 중에서 선택된 한 종의 천연섬유 45~55중량%와 혼합하여 제조된 캔보드(2)(2a)를 폴리프로필렌(PP) 호일(3)(3a)과 적층한 한 쌍의 합포소재를 삽입하고, 상부 예열프레스(10)를 30~100ton의 압력으로 압착하여 1~2분간 예열하는 압착예열단계(41)와, 상기 예열된 합포소재의 캔보드(2)(2a) 상하로는 한 쌍의 표피재(4)(4a)를 각각 적층한 후 성형금형(20)(21)으로 이송하여 PP호일(3)(3a)이 서로 대응되도록 상, 하부 성형금형(20)(21)에 각각 장착하는 이송장착단계(42)와, 상기 상, 하부 성형금형(20)(21)의 사이로 압축공기 분사노즐(30)(31)을 투입하여 4~7kg/㎠의 압축공기를 분사함과 동시에 상, 하부 성형금형(20)(21)에 장착된 소재의 온도가 25~35℃로 될 때까지 상부성형금형(20)을 1~3kg/㎠의 압력으로 압착하여 1~2분간 성형하는 압착성형단계(43)를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

공간부가 구비된 패널 제조방법{Manufacturing method of panel contains vacant parts}

본 발명은 공간부가 구비된 패널 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성을 띠는 판상의 소재 한 쌍을 금형내에 삽입한 후 금형을 압착할 때 압축공기를 분사하여 판상의 소재 사이에 금형틀의 형상과 같이 압축공기가 삽입되어공간부가 형성된 패널을 제조함으로써, 공간부를 형성하기 위해 별도의 중간층을 형성할 필요가 없으며, 상하부 소재의 접착이 용이한 공간부가 구비된 패널 제조방법에 관한 것이다.

패널에 공간부가 형성되어 있는 중공패널은 단면의 성질상, 재료의 사용량에 비하여 많은 하중을 감당할 수 있는 하중감당능력을 가지는 것이 특징으로서 다양한 산업분야에 적용되고 있으며, 이러한 중공패널을 제조하는 방법으로는 먼저 합성수지를 사용하여 단면상 굴곡파형이 폭방향으로서 반복적으로 형성되는 굴곡판부를 제조하고, 상기 굴곡판부의 일측면에 일체로서 수평하게 접합되어 그 굴곡판부사이의 일정한 간격마다 길이방향으로 중공부들이 형성되도록 하는 합성수지재 평판부를 접착시키고, 합성수지패널의 외면에 이질의 마감재를 접착제로서 부착하여서 된 합성수지중공패널의 개발이 적극적으로 시도되고 있다.

그러나, 이와 같이 마감재가 부착된 합성수지중공패널은, 타재료와 친화성이 극히 취약한 합성수지 그 자체의 재질적인 특성으로 인하여, 합성수지중공패널에 이질의 마감재를 부착하는 작업공정이 까다로운 동시에, 합성수지중공패널 외면에부착된 이질의 마감재가 외적인 충격이나 습기에 의하여 쉽게 재료분리되어 이완되는 등의 근본적인 문제점으로 인하여 실용화되지 못하는 실정에 있다.

즉, 마감재가 부착된 합성수지중공패널을 실용화하는 데에 따른 문제점을 구체적으로 설명하면, 첫째, 단순히 합성수지중공패널에 도포되는 접착제에 의존하여 이질의 마감재를 접합시켜서 부착하게 됨으로써, 그 합성수지중공패널과 이질의 마감재 상호간의 일체성이 결여되어 결과적으로 외적인 충격이나 습기에 의하여 이질의 마감재가 쉽게 재료분리되는 문제점이 있었으며, 둘째, 성형장치에 의하여 압출성형되어 단면상 굴곡파형이 폭방향으로서 반복적으로 형성되는 굴곡판부와 평판부로 구성된 합성수지중공패널이 경화되기 이전에 접착제를 도포하고, 이질의 마감재를 직접적으로 가열하면서 접합하게 되는 번잡하고 까다로운 작업공정으로 인하여 제작이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열가소성을 띠는 판상의 소재 한 쌍을 금형내에 삽입한 후 금형을 압착할 때 압축공기를 분사하여 판상의 소재 사이에 금형틀의 형상과 같이 압축공기가 삽입되어 공간부가 형성된 패널을 제조함으로써, 공간부를 형성하기 위해 별도의 중간층을 형성할 필요가 없으며, 동일 재료로 접착하게 되므로 상하부 소재의 접착이 용이하도록 한 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 하부 예열프레스 위에 폴리프로필렌(이하 'PP라 함) 섬유 45~55중량%를 양마, 대마, 아마, 황마, 모시풀 중에서 선택된 한 종의 천연섬유 45~55중량%와 혼합하여 제조된 캔보드를 PP호일(3)(3a)과 적층한 한 쌍의 합포소재를 삽입하고, 상부 예열프레스를 30~100ton의 압력으로 압착하여 1~2분간 예열하는 압착예열단계와, 상기 예열된 합포소재의 캔보드 상하로는 한 쌍의 표피재를 각각 적층한 후 성형금형으로 이송하여 PP호일이 서로 대응되도록 상, 하부 성형금형에 각각 장착하는 이송장착단계와, 상기 상, 하부 성형금형의 사이로 압축공기 분사노즐을 투입하여 4~7kg/㎠의 압축공기를 분사함과 동시에 상, 하부 성형금형에 장착된 소재의 온도가 25~35℃로 될 때까지 상부성형금형을 1~3kg/㎠의 압력으로 압착하여 1~2분간 성형하는 압착성형단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널 제조방법을 도시한 공정도.

도 2는 본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널 제조방법을 도시한 순서도.

도 3은 본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널의 결합상태를 도시한 사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 패널 2, 2a : 캔보드

3, 3a : 폴리프로필렌 호일 4, 4a : 표피재

5 : 공간부 10, 11 : 예열프레스

20, 21 : 성형금형 20a, 21a : 흡입노즐

30, 31 : 압축공기 분사노즐

이하 본 발명의 공간부가 구비된 패널 제조방법을 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널 제조방법을 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널 제조방법을 도시한 순서도이며, 도 3은 본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널의 결합상태를 도시한 사시도이다.

본 발명에 의한 공간부가 구비된 패널은 도 3에 도시된 바와 같이 상층부를 이루는 캔보드(2)와 폴리프로필렌(이하 'PP'라 함) 호일(3)이 적층되어 요철이 형성된 상층부와, 캔보드(2a)와 PP호일(3a)가 판상으로 적층된 하층부가 각각의 PP호일(3)(3a)이 대응된 상태로 접착되어 중간부에는 압축공기가 주입된 공간부(5)가 형성된 구조로 이루어진다.

상기 캔보드(2)(2a)는 먼저 70~90mm의 길이로 절단하여 준비된 PP 섬유 45~55중량%와 천연섬유 45~55중량%를 혼합하고, 상기 혼합 섬유를 타면하여 섬유를 풀어헤치는 오프닝 작업과, 타면되어 나오는 섬유를 여러겹으로 적층시키는 카딩작업과, 여러겹으로 적층된 섬유를 니들링머신을 사용하여 결합시키는 니들작업을 거쳐 제조되는 매트를 재단하여 제조된다. 상기 천연섬유로는 양마, 대마, 아마, 황마, 모시풀 섬유 중에서 선택된 한 종의 천연섬유를 사용할 수 있으며 바람직하게는 강도와 내구성이 우수하며 생산량도 풍부한 천연섬유를 사용한다.

상기 PP섬유는 기재 성형시 용융되어 천연섬유들을 결속하는 결합재의 역할과 내장 기새의 성형성을 부여하는 역할을 하고, 천연섬유는 내장 기재의 강도와 강성, 내충격성을 담당하는데 천연섬유의 혼합비율이 높으면 강도와 강성이 높아지게 되지만 성형성이 부족하게 되므로, PP섬유 45~55중량%와 천연섬유 45~55중량%를 혼합하는 것이 바람직하다.

이하 상기와 같이 제조된 캔보드(2)(2a)를 이용하여 본 발명의 공간부가 구비된 패널을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 하부 예열프레스(11) 위에 PP호일(3)(3a)과 캔보드(2)(2a)가 적층된 한 쌍의 합포소재를 각각 삽입하고, 상부 예열프레스(10)를 30~100ton의 압력으로 압착하여 1~2분간 예열하는 압착예열단계(41)를 수행한다. 이때 상기 예열프레스(10)(11)는 190~210℃의 온도를 유지하고 있고, 가압예열하기 전의 캔보드(2)(2a)의 두께는 10~20mm를 유지하고 있으며 가압 예열과정을 거친 후에는 2mm로 압착된 유연성의 판재로 변형되는데, 이러한 이유는 캔보드(2)(2a)의 PP섬유가 열가소성 물질로서 예열프레스(10)(11)에서 열을 전달받아 쉽게 변형이 가능하게 되기 때문이다.

그리고 압착예열단계(41)에서 압착예열되는 캔보드(2)(2a)는 150×200cm의 판상으로서 가압력이 전체면적에 대하여 30~100ton이므로 단위면적당 받는 힘은 1~3kg/㎤이 되는데, 이는 후에 설명할 압착성형단계(43)에서의 설계기준을 단위면적당 받는 압력을 2kg/㎤으로 기준하여 설계한 것에서 비롯된 것으로서, 단위면적당 2kg/㎤의 압력으로 설계할 경우 전체면적에 대하여는 60ton의 압력이 필요하게 되므로 여유범위를 두어 30~100ton의 압력으로 압착한다.

또한 예열프레스의 온도가 165℃ 이하가 되면 압착성형단계(43)에서 성형이 제대로 이루어지 않으며, 166~190℃의 범위에서는 천연섬유의 보풀냄새가 나게 되고, 245℃ 이상이 되면 PP와 천연섬유의 물성의 변화를 유발하여 목적하는 제품을 성형할 수 없으며, 200~244℃의 범위에서는 천연섬유가 심하게 타서 탄내가 나므로 좋은 품질의 제품을 얻기 위하여는 190~210℃의 온도범위에서 압착예열하는 것이 바람직하다.

상기 압착예열단계(41)를 거쳐 압착예열된 합포소재의 캔보드(2)(2a) 상하로는 한 쌍의 표피재(4)(4a)를 각각 적층한 후 성형금형(20)(21)으로 이송하여 PP호일(3)(3a)이 서로 대응되도록 상, 하부 성형금형(20)(21)에 각각 장착하는 이송장착단계(42)를 수행한다.

상기 상부 성형금형(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 요철 형성되어 있으며, 흡입노즐(20a)이 장착되어 있어 캔보드(2), PP호일(3) 및 표피재(4)가 적층된 소재를 흡입하여 요철이 이루어지도록 장착하게 된다. 그리고 상기 표피재(4)(4a)로는 연질 폴리비닐클로라이드(PVC) 또는 열가소성 올레핀계 엘라스토머(TPO) 쉬트나 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 직물 또는 부직포를 사용하게 된다.

그 다음으로 상기 상, 하부 성형금형(20)(21)의 사이로 압축공기 분사노즐(30)(31)을 투입하여 4~7kg/㎠의 압축공기를 분사함과 동시에 상, 하부 성형금형(20)(21)에 장착된 소재의 온도가 25~35℃로 될 때까지 상부성형금형(20)을1~3kg/㎠의 압력으로 압착하여 1~2분간 성형하는 압착성형단계(43)를 거쳐 공간부가 구비된 패널의 제조가 완료된다.

상기 상,하부 성형금형(20)(21)에는 냉각수 파이프(20b)(21b)가 각각 내설되어 있어 냉각수가 순환되며, 이때 열가소성 물질인 캔보드(2)(2a) 및 PP호일(3)(3a)은 압착예열단계(41)를 거쳐 용융되었다가 성형금형(20)(21) 내로 순환되는 냉각수에 의해 냉각되면서 경화되므로 접촉면에서는 PP호일(3)(3a)이 서로 맞대어 접착되고, 상기 캔보드(2)(2a)내의 PP섬유가 경화되면서 표피재(4)(4a)와 접착되며, 이러한 과정에서 상,하부 성형금형(20)(21)에 형성된 흡입노즐(20a)(21a)을 통하여 압착성형시 금형내부에 존재하는 공기를 밖으로 분출시켜 공기에 의한 제품 표면의 결함이 발생되는 것을 방지하면서 기재의 온도가 25~35℃로 될 때까지 1~2분간 압착하므로서 이루어진다.

상기와 같이 본 발명의 공간부가 구비된 패널 제조방법은 열가소성을 띠는 판상의 소재 한 쌍을 금형내에 삽입한 후 금형을 압착할 때 압축공기를 분사하여 판상의 소재 사이에 금형틀의 형상과 같이 압축공기가 삽입되어 공간부가 형성된 패널을 제조함으로써, 공간부를 형성하기 위해 별도의 중간층을 형성할 필요가 없으며, 상하부 소재의 접착이 용이한 효과가 있는 것이다.

Claims

하부 예열프레스(11) 위에 PP 섬유 45~55중량%를 양마, 대마, 아마, 황마, 모시풀 중에서 선택된 한 종의 천연섬유 45~55중량%와 혼합하여 제조된 캔보드(2)(2a)를 PP호일(3)(3a)과 적층한 한 쌍의 합포소재를 삽입하고, 상부 예열프레스(10)를 30~100ton의 압력으로 압착하여 1~2분간 예열하는 압착예열단계(41)와,

상기 예열된 합포소재의 캔보드(2)(2a) 상하로는 한 쌍의 표피재(4)(4a)를 각각 적층한 후 성형금형(20)(21)으로 이송하여 PP호일(3)(3a)이 서로 대응되도록 상, 하부 성형금형(20)(21)에 각각 장착하는 이송장착단계(42)와,

상기 상, 하부 성형금형(20)(21)의 사이로 압축공기 분사노즐(30)(31)을 투입하여 4~7kg/㎠의 압축공기를 분사함과 동시에 상, 하부 성형금형(20)(21)에 장착된 소재의 온도가 25~35℃로 될 때까지 상부성형금형(20)을 1~3kg/㎠의 압력으로 압착하여 1~2분간 성형하는 압착성형단계(43)를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 공간부가 구비된 패널 제조방법.