KR100844892B1 - 샌드위치 패널을 제조하는 장치 - Google Patents

Abstract

코어와 상하 평판으로 구성되는 건축물 내외장용 샌드위치 패널의 제조방법에 있어서,

각종 재질에 의해 각종 구조로 이루어진 코어와 각종 재질로된 상하판 및 상기 코어와 상하판을 접착하기 위한 접착층을 적층한 샌드위치 패널용 적층물(1)을 양 측면에서 다수개의 크램프로 크램핑한 것을 다수개의 공회전 롤러(3)가 장착된 가열오븐장치(4)내로 이송하는 컨베이어장치(2)와; 상기 이송된 적층물(1)을 다수개의 공회전 롤러(3)상에서 좌우로 반복하여 일정시간 왕복시키도록 상기 공회전 롤러(3)들과 벨트(11)에 의해 연결되고 리미트스위치(미도시)에 의해 일정시간마다 정역 회동되는 정,역회전모터(5)와, 적층물(1)의 두께에 따라 가열오븐장치(4)의 높이를 조절할 수 있는 승강실린더(6)가 다수개 장착된 가열오븐장치(4)와; 상기 가열오븐장치(4)에서 일정시간동안 좌우 왕복하면서 일정온도로 가열된 패널용 적층물(1)의 재질 및 접착제의 종류에 따라 선택적으로 압착하여 샌드위치 패널을 성형하는 상하 한 쌍의 상하 압착롤러(7a)(7b)로된 다수개의 롤러쌍(7)으로 구성된 롤러프레스장치(13)와; 상기 롤러프레스장치(13)에서 압착되었거나 압착되지 않은 패널용 적층물(1)을 흡착하여 평판 프레스장치(10)쪽으로 이송한 후 원위치로 회송되는 좌우로 왕복 이동하는 석션(suction)장치(9)와; 상기 롤러프레스장치(13)에서 압축되지 않고 상기 석션장치(9)에 의해 이송된 패널용 적층물을 평면 프레스(8)에 의해 압착하여 샌드위치 패널을 성형하는 평판 프레스장치(10)로 구성된다.

Description

샌드위치 패널을 제조하는 장치{Apparatus for manufacturing sandwich panel}

도 1 은 본 발명에 따른 샌드위치 패널 제조용 적층물 이송 컨베이어장치의 측면도.

도 2 는 본 발명에 따른 샌드위치 패널 제조용 적층물을 가열하는 가열오븐장치의 측면도.

도 3 은 본 발명에 따른 샌드위치 패널 제조용 적층물의 롤러프레스장치, 압착된 샌드위치 패널을 이송하는 석션장치 및 평판 프레스장치의 측면도.

도 4 는 본 발명에 따른 샌드위치 패널 제조용 적층물로 완성된 패널 수거겸 냉각장치의 측면도.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 적층물 2 : 컨베이어장치

3 : 공회전 롤러 4 : 가열오븐장치

5 : 정,역회전모터 6 : 승강실린더

7 : 롤러쌍 7a,7b: 상하 압착롤러

8 : 평판프레스 9 : 석션이송장치

10 : 평판 프레스장치 11,11' : 벨트 또는 체인

12 : 수거겸 냉각장치 13 : 롤러프레스장치

14 : 핀치롤러

본 발명은 상하판 사이에 코어를 내장한 샌드위치 패널에 있어서, 상하판, 코어 및 접착제의 재질이나 종류에 무관하게 어떤 재질, 어떤 종류의 상하판, 코어 및 접착제로 구성된 샌드위치 패널이라도 그 재질과 두께, 크기등 종류에 맞게 샌드위치 패널 제조공정중에 가열오븐의 가열온도, 시간 및 오븐의 높이를 자유자재로 조절하면서 일괄 공정으로 샌드위치 패널을 연속 제조할 수 있는 샌드위치 패널을 제조하는 장치에 관한 것이다.

플라스틱 발포시트형, 하니컴형, 코러게이션형, 유리섬유 프리프레그(prepreg)와 같은 일반적으로 알려진 건축용 샌드위치 패널은 통상적으로 평판패널의 경우에는 가열장치가 내장된 핫 프레스(Hot press)나 롤러가 내장된 오븐이나 가열롤러(Hot Roller)중 어느 하나를 이용하여 샌드위치 패널 구성용 적층물을 열압착하여 샌드위치 패널을 성형하고, 3차원적 입체구조 즉, 굴곡진 구조의 샌드위치 패널의 경우에는 상온 진공압착법이나 암수 몰드 금형을 이용하여 오토크레이브(Autoclave)를 이용하여 패널용 적층물을 가열 압착하여 샌드위치 패널을 성형하여 왔으나, 상기 평판 샌드위치 패널 성형용 핫프레스를 이용하여 패널을 성형할 경우에는 균일하게 패널 구성 적층물을 가열하여 압착 성형하므로 제품의 균일성은 있으나 패널구성 적층물인 상하평판과 코어의 적층을 수작업으로 하여 핫프레스에 투입해야 하므로 많은 시간과 인건비가 소요되고 뿐만 아니라 핫프레스에 적층물의 투입, 가열압축 및 냉각과정을 거치는 1회전 제조공정이 약 90분이나 되는 과다한 시간이 소요되어 제품제조원가가 상승되는 결점이 있고, 상기와 같은 결점을 해소하기 위해서 핫프레스를 다단계로 설치할 수도 있으나 그 경우 장치의 설치비가 고가로 소요되는 결점이 있으며, 또한 2m이상의 폭이 넓은 제품이나 5m이상 길이가 요구되는 제품의 제조를 위한 핫프레스장치는 그 장치의 제작 및 소재 구입의 어려움이 따르게 되는 결함이 있게 된다.

상기한 일괄 롤러가 설치된 오븐장치를 이용하여 평판 샌드위치 패널을 제조하는 경우에는 생산성이 우수하고 단시간에 양산이 가능하여 노동력이 절감되는 효과는 있으나 이 장치는 장치에 적층물을 최초 투입할 때와 제품의 성형완료시점에서 좌우 또는 전후의 재료 일부가 스크랩으로 손실되는 결점이 있게 되거나 상하 좌우가 조금씩 비뚤어지는 제조상의 단점이 있고, 패널 제조용 접착제로서 에폭시 접착제가 사용되는 경우는 충분한 압력이 필요하게되나 롤 프레스에 의한 순간적인압력만으로는 완전한 압착 및 접착이 되기에 부족한 경우가 있다.

상기한 오토크레이브는 3차원적 입체구조 또는 굴곡진 형상의 샌드위치 패널이나 초고온의 내열 샌드위치 패널을 성형시에 이용되고 있지만 이 장치는 장치의 초기 설치비가 너무 과다하고 불활성인 질소가스의 투입이 필수적이어서 운영비가 과다한데다가 단시간에 양산이 어려워 생산성이 떨어지는 결점이 있었다.

또한 상기한 종래의 핫프레스, 일괄 롤러오븐장치 또는 오토크레이브와 같은 샌드위치 패널(이하 패널이라 함)의 제조(성형)장치는 모두 공통적으로 연속가동 및 연속생산이 어려워 단시간에 양산이 어렵고, 패널을 구성하는 상하 평판, 코어 및 그것들을 접착시키는 접착제로된 패널 구성용 적층물들의 재질, 종류 및 두께에 따라 가열온도, 가열시간 및 가열압착부의 높이와 폭이 어느 한가지 종류의 적층물용 제조에 한정되어 있으므로 적층물을 구성하는 요소들의 재질 특히 사용되는 상하 평판과 코어의 종류나 재질에 따라 그것들을 접착하기 위한 접착제를 달리해야 할 경우에는 기존 장치설비로는 가열시간, 온도 등을 맞출 수가 없고 따라서 패널 성형이 불가능하게 되므로 그 재질들에 맞도록 별도의 장치를 다시 설치해야 하는 불편함과 설치비 추가 부담의 결함이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 패널 제조장치들의 결함을 배제 또는 개량하여 패널을 구성하는 소재의 재질이나 패널의 종류, 패널의 두께에 상관없이 패널구성요소인 상하판이나 3차원적인 굴곡판과 그 내부에 내장적층된 코어를 적층한 패널용 적층물의 그 양단을 크램프로 크램핑하여 각 층이 이완되지 못하도록 고정한 상태에서 가열오븐장치로 이송하는 컨베이어장치와, 그 컨베이어장치에 의해 이송된 패널용 적층물이 일정시간동안 좌우 왕복되면서 일정온도로 가열되도록 정,역회전되는 다수개의 공회전 롤러들이 벨트에 의해 연결되어 리미트스위치에 의해 일정시간마다 정,역회전되는 정,역회전 작동모터와, 컨베이어장치에 의해 이송되어 온 패널용 적층물의 두께에 따라 가열 오븐장치의 높이를 조절하기 위한 다수개의 승강실린더가 설치된 가열오븐장치와, 상기 가열오븐장치에서 일정시간동안 일정온도로 가열된 패널용 적층물이 이송되어 패널용 적층물의 재질과 종류에 따라 롤러 압착이 필요할 경우 선택적으로 롤러압착을 하기 위해 상하 한쌍의 롤러가 장착된 다수개의 롤러쌍으로 구성되고 상기 가열오븐장치보다는 저온을 유지하는 롤러프레스장치와, 상기 롤러프레스장치에서 롤러압착되었거나 롤러압착으로는 부적합하여 롤러프레스장치를 그냥 통과한 패널용 적층물을 진공으로 흡착하여 평면프레싱하기 위해 상하 평판으로 구성되고 상기 가열오븐장치보다는 저온을 유지하는 다수개의 평판프레스들이 장착된 평판프레스장치와, 성형된 패널 완제품을 수거겸 냉각시키는 수거겸 냉각장치로 구성된 다양한 재질 및 종류의 샌드위치 패널을 제조하는 장치를 제공코저하는 것으로서 이를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

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각종 재질에 의해 각종 구조로 이루어진 코어와 각종 재질로된 상하판 및 상기 코어와 상하판을 접착하기 위한 각종 접착층을 적층한 것으로 구성된 샌드위치 패널용 적층물(1)을 그것의 양 측면에서 다수개의 크램프(미도시)로 크램핑한 것을 다수개의 공회전 롤러(3)가 장착된 가열오븐장치(4)내로 이송하는, 도1에 도시된 바와 같은, 컨베이어장치(2)와; 상기 컨베이어장치에 의해 이송된 패널용 적층물(1)이 일정시간동안 좌우 왕복하면서 일정온도로 가열되도록 벨트(11)에 의해 연결되어 정,역회전되는 다수개의 공회전 롤러(3)와, 상기 다수개의 공회전롤러들과 다시 벨트(11')에 의해 연결되고 리미트스위치(미도시)에 의해 일정시간마다 정,역 회동되는 정,역회전모터(5)와, 상기 컨베이어장치(2)에 의해 이송되어 온 패널용 적층물(1)의 두께에 따라 가열오븐장치(4)의 높이를 조절하기 위한 다수개의 승강실린더(6)가 장착된, 도2에 도시된 바와 같은, 가열오븐장치(4)와; 상기 가열오븐장치(4)에서 일정시간동안 좌우 왕복하면서 일정온도로 가열되어 이송되어 온 패널용 적층물(1)중 그 재질과 종류에 따라 롤러의 압착에 의해서만 선택적으로 압착할 수 있는 위한 상하 한 쌍의 압착롤러(7a)(7b)로서 상부 롤러(7b)는 적층물(1)두께에 따라 승강되어 높이조절이 가능하도록된, 도3에 도시된 바와 같은, 다수개의 롤러쌍(7)으로 구성되고 상기 가열오븐장치(4)보다는 저온을 유지하는 롤러프레스장치(13)와; 상기 롤러프레스장치(13)에 의해서 압착되어 완성된 패널완제품이나, 그 롤러프레스장치(13)에 의해서는 압착이 부적합하여 그 롤러프레스장치(13)에서는 그냥 통과된 패널용 적층물(1)을 진공으로 흡착하여 평판 프레스장치(10)로 이송한 후 후진하여 원상복귀되도록 좌우로 왕복 이동하는, 도3에 도시된 바와 같은, 석션(suction)이송장치(9)와; 상기 롤러프레스장치(13)에서 압축할 수가 없어서 압축되지 않은 채 상기 석션장치(9)에 의해 이송된 패널용 적층물을 평면 프레싱하기 위해 상하 평판으로 구성되고 상기 가열오븐장치(4)보다는 저온을 유지하는 평판 프레스(8)들로 이루어진, 도3에 도시된 바와 같은, 평판프레스장치(10)와; 상기 성형이 완료된 샌드위치 패널이 핀치롤러(14)의 핀칭에 의해 이송되어 수거 및 냉각되는 수거겸 냉각장치(12)로 구성된다.

상기에서 코어의 재질은 폴리에틸렌발포수지를 비롯한 열가소성 합성수지 발 포물이나 폴리우레탄수지, 에폭시수지를 비롯한 열경화성 합성수지 발포물 또는 유리섬유 프리프레그, 합성섬유(방향족 폴리아미드;상표명 Nomex), 목재, 알루미늄, 철, 동, 스테인레스스틸중에서 선택될 수 있고, 상하판의 재질은 알루미늄, 철, 스테인레스스틸중에서 선택된 금속과, 페놀수지, 에폭시수지, 아미노수지, 불포화폴리에스텔, 폴리우레탄수지중에서 선택된 합성수지 중에서 선택될 수 있고, 상기에서 코어는 합성수지 발포시트, 하니컴형 금속코어, 코러게이션형 금속코어, 유리섬유 프리프레그(프리프레그 메트), 엠보싱된 금속코어중에서 선택될 수 있으며, 상기 상하판과 코어 사이에 적층되는 접착층은 에폭시수지 접착제, 폴리우레탄수지 접착제, SBK 접착제, 니트릴고무 접착제(아크릴로니트릴 부타디엔고무 접착제), 폴리클로로프렌고무 접착제, 요소-포름알데히드수지 접착제, 멜라민수지 접착제, 페놀-포름알데히드수지 접착제, 폴리초산비닐 접착제, 아크릴수지 접착제, 핫멜트형 접착제, 카제인접착제, 셀루로즈 접착제중에서 용도에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 샌드위치 패널을 제조하는 장치로 샌드위치 패널을 제조하고져 할때는 먼저 코어, 접착제층 및 상하판을 차례로 적층하여 좌우단을 클램프로 각 층이 이완되지 않게 클램핑한 샌드위치 패널용 적층물(1)을, 도1에 도시된, 컨베이어장치(2)에 올려놓고, 상기 적층물(1)의 두께에 따라 그 적층물이 여유있게 왕복할 수 있는 공간이 확보되도록 하기 위하여 가열오븐장치(4)에 장착된 승강실린더(6)를 작동시켜 가열오븐장치(4)의 높이를 조절한 다음, 컨베이어장치(2)를 작동시켜 거기에 올려진 패널용 적층물(1)을 대개 180~230℃ 의 온도로 가열되는 가열오븐장치(4)내의 벨트(11)에 의해 서로 연결된 다수개의 공회전롤러(3) 중앙으로 이송시킨 후, 상기 벨트(11)에 의해 연결된 공회전롤러(3)와 다시 벨트(11')에 의해 연결되어 리미트스위치에 의해 정,역회전되는 정,역회전모터(5)(이하 모터라 함)를 작동시키게되면 벨트(11)(11')에 의해 모터(5)와 연결된 공회전롤러(3)들이 모터(5)의 정,역회동에 의해 패널용 적층물의 종류 및 접착제의 재질에 따라 조절된 일정시간동안 좌우로 회동되면서 일정온도로 가열오븐장치(4)내에서 가열되게 되고(평균 180~230℃범위에서 가열) 그 일정시간 가열된 패널용 적층물(1)은 모터(5)에 의해 작동되는 공회전롤러(3)들에 의해 상기 가열오븐장치(4)의 온도(180~230℃)보다 낮은 40~100℃로 유지되는 롤러프레스장치(13)내 롤러쌍(7)의 상하 압착롤러(7a)(7b)사이로 이송되게 되되, 이때 적층물(1)은 그 두께(높이)에 따라 그것이 통과될 수 있을만큼 상부 롤러(7b)의 높이가 조절된 다음 이송되는데, 이때 곡면 패널용 적층물(1)이나 3차원 구조물의 경우에는 +, -금형 몰드내에 적층물을 삽입후 가열오븐장치(4)에서 일정시간 가열된 적층물을 롤러프레스장치(13)를 그냥 통과하여 석션이송장치(9)에 의해 가열오븐장치보다 낮은(40~100℃) 평판프레스(8)로 이송한 후 충분한 압력으로 압착하여 패널을 완성하면 고가의 설비인 오토크레이브내에서 압착 성형하는 것과 비교하여 저가의 설비로서 동일한 효과를 갖는다.

반면, 평면 패널용 적층물(1)의 경우에는 상기 도2에 도시된 가열오븐장치(4)에서 가열되어 일정시간 경과 후 롤러프레스장치(13)로 이송하여 상기 가열오븐장치(4)의 온도보다 낮은(40~100℃)를 유지하는 롤러프레스장치(13)의 상하 압착 롤러(7a)(7b)에 의해 압착하여 평면패널을 완성하면 된다.

이상과 같이 완성된 평면이나 곡면 또는 3차원적인 입체 패널구조물은 핀치롤러(14)로 그 완성된 패널을 핀칭하여 수거겸 냉각장치(12)로 이송시켜 냉각후 수거하므로써 완제품 패널제조가 완료된다.

상기에서 롤러프레스장치(13)와 평판프레스장치(10)의 온도를 상기 가열오븐장치(4)의 온도(180~230℃)보다 낮은 온도(40~100℃)로 유지하는 것은 너무 높은 온도로 유지하면 경화가 안 되므로 패널성형이 안 되고 너무 낮은 온도에서는 가열오븐장치(4)에서 가열된 패널용 적층물(1)이 냉각되어 압축되기 전에 급격히 경화되어 적층물(1) 각층의 접착력이 약하여 완전한 패널성형이 안되기 때문이다.

또한 상기 가열오븐장치(4)나 롤러프레스장치(13) 및 평판프레스장치(10)의 온도를 폭 넓게 가변적으로 조절할 수 있게한 것은 패널용 적층물(1)을 구성하는 재료 즉 패널의 상하판, 코어 및 접착제의 종류나 재질에 따라서, 특히 접착제의 종류, 예컨데 에폭시수지 접착제, 에틸렌비닐 아세테이트접착제 또는 핫멜트 폴리에틸렌수지 접착제등 상하판이나 코어의 재질과 종류에 따라 선택적으로 사용하는 각종 접착제의 재질 및 종류에 맞게 온도를 조절해야하기 때문이다.

이상과 같은 본 발명의 다양한 재질 및 종류의 샌드위치 패널을 제조하는 장치는 컨베이어장치(2)에 의해 가열오븐장치(4)로 이송된 패널용 적층물(1)을 그 적층물의 재질이나 종류에 따라 온도를 가변적으로 조절하면서 일정시간동안 좌우로 왕복 이동시키면서 가열할 수 있으므로 패널용 적층물을 이루는 패널용 상하판이나 코어 또는 접착제 종류나 재질에 무관하게 모든 패널용 적층물을 가열할 수 있으므로 하나의 가열장치에 어떤 패널용 적층물도 가열할 수 있는 효과가 있고 모터(5)에 의해 연결 작동되는 공회전롤러(3)에 의해 패널용 적층물(1)이 좌우 왕복이동을 반복하면서 가열되므로 적층물 표면에 열에 의한 자국이 나지 않게 하는 효과와 더불어 오븐장치(4)를 길게 하지 않으므로 설비비절감, 전력절감 효과가 있고, 패널용 적층물 두께에 따라 가열오븐장치(4)의 높이를 실린더(6)로 조절할 수가 있어서 모든 두께(예를 들면 10㎜부터 200㎜까지)의 패널용 적층물을 가열할 수 있는 효과가 있으며, 패널의 형태에 따라 롤러프레스장치(13)나 평판프레스장치(10)중에서 택일하여 패널용 적층물을 압축 성형할 수가 있으므로 어떤 종류나 형태의 패널용 적층물도 프레싱(압축)성형할 수 있는 효과가 있으며 중간제품이나 완성된 제품 패널을 석션이송장치(9)에 의해 이송할 수가 있어서 이송이 용이하고 제품의 손실이나 훼손의 우려가 없이 이송할 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims (5)

1. 코어, 상하판 및 상기 코어와 상기 상하판을 접착하기 위한 접착층으로 구성된 패널용 적층물을 샌드위치 패널로 가공하는 샌드위치 패널의 제조장치에 있어서,

   상기 적층물(1)을 이송하는 컨베이어장치(2);

   상기 컨베이어장치(2)에 의해 이송된 상기 적층물(1)을 일정 온도로 가열시키며, 상기 적층물(1)을 전·후진 동작시키기 위한 다수개의 공회전롤러(3)와, 상기 공회전롤러(3)와 벨트(11)에 의해 연결되어 상기 공회전롤러(3)를 정·역회전시키는 정·역회전모터(5)와, 상기 적층물(1)의 두께에 따라 높이를 조절하기 위한 다수개의 승강실린더(6)가 장착된 가열오븐장치(4);

   상기 가열오븐장치(4)에서 가열된 상태로 이송된 상기 적층물(1)을 선택적으로 압착하며, 상기 적층물(1)의 두께에 따라 승강되어 높이 조절이 가능한 한 쌍의 압착롤러(7a,7b)를 갖는 롤러프레스장치(13);

   상기 롤러프레스장치(13)에 인접하게 마련되어, 상기 롤러프레스장치(13)를 통과한 상기 적층물(1)을 진공으로 흡착하여 이송하는 석션이송장치(9);

   상하 평판으로 구성되어, 상기 석션이송장치(9)에 의해 이송된 상기 적층물(1)을 프레싱하는 평판프레스장치(10);

   상기 평판프레스장치(10)를 통과한 상기 적층물(1)이 핀치롤러(14)의 핀칭에 의해 이송되어 수거 및 냉각되는 수거겸 냉각장치(12)로 구성됨을 특징으로 하는 샌드위치 패널을 제조하는 장치.
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