KR100932381B1 - 허니컴 구조체를 포함하는 샌드위치 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

허니컴재(材)의 셀에 충전하기 전의 시트 형상 충전재의 가로세로 치수를 허니컴재의 가로세로 치수보다 크게 하고, 충전 후는 허니컴재의 주연 단부(端部)가 충전재에 의하여 에지가 형성되도록 하여 단부 셀로부터 충전재가 탈락하는 것을 방지한다.

또한, 허니컴재의 한쪽 면에 면한 셀 벽의 선단에 액상 접착제를 부착시키고 표면재를 허니컴재의 접착제가 부착된 면에 대고 상기 접착재의 경화 전에 흡수성(吸水性)을 가진 형상재를 허니컴재의 다른 면으로부터 상기 접착제에 접촉할 때까지 밀어넣어 셀 공간에 충전하고 접착제에 접촉한 형상재가 접착제가 함유한 수분을 흡수함으로써 경화가 촉진되고 허니컴재에 대한 표면재의 접착이 신속하게 달성된다.

허니컴 구조체, 샌드위치 패널

Description

허니컴 구조체를 포함하는 샌드위치 패널 및 그 제조방법{SANDWICH PANEL INCLUDING HONEYCOMB STRUCTURE BODY AND METHOD OF PRODUCING THE SANDWICH PANEL}

본 발명은 허니컴재(材)의 셀에 연통기포구조를 가진 페놀 형상재를 충전한 허니컴 구조체를 심재(芯材)로 하고, 표면재로서 통기성을 가진 다공재를 이용한 통기성 샌드위치 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

허니컴재를 심재로 한 구조체는 항공기, 철도차량, 건축재료의 벽면 및 바닥면에 많이 사용되고 있다. 허니컴 구조체의 사용목적으로서는 차음재(遮音材)로서의 용도와 함께 흡음재(吸音材)로서의 용도가 중요하다.

본 명세서에서는 차음재는 허니컴재의 셀을 충전하거나 또는 미충전한 상태로 양면에 비통기성의 면재(面材)를 부착하여 음의 전파를 차단하는 구조체이며, 흡음재는 허니컴재의 셀에 다공질체를 충전하여 허니컴재의 적어도 한쪽 면에 통기성을 가진 표면재를 장착하여 해당 통기성의 표면재를 투과하여 음을 입사시키고, 다공질체에 음을 흡수시켜서 감쇠시키는 구조체라고 생각한다. 다만, 어떤 허니컴 구조체를 차음재로 보는가 흡음재로 보는가는 사람에 따라 다르며, 반드시 명확한 것은 아니다.

본원발명에 관련성이 있다고 생각되는 선행기술문헌을 들어서 간단히 설명한다. 허니컴재 셀에 충전재를 충전하는 종래 예는 예를 들면 일본국 특개평7-88995호 공보에서 볼 수 있다. 본원의 도 1A는 일본국 특개평7-88995호 공보에 기재된 허니컴재(2)와 충전재(1)의 가로세로 치수가 서로 동일한 구조체의 구성을 나타내고 있으며, 도 1B는 도 1A와 같이 구성된 허니컴재 단부(端部)의 셀로부터 충전재가 탈락하는 상태를 나타내고 있다.

충전재가 탈락하는 이유는 허니컴재의 단부에서는 셀의 6각벽의 일부가 잘려서 열리고, 충전재를 벽면에서 안정적으로 잡을 수 없기 때문이다. 또한, 이와 같은 구조체를 심재로서 샌드위치 패널을 작성할 때는 심재의 치수를 표면재의 치수에 맞추기 위하여 절단할 필요가 있는 바, 허니컴재와 충전재의 가로세로 치수가 동일하면 재단위치가 아무래도 허니컴재에 걸리므로 그 위치에서 셀이 절단되어 충전재의 탈락을 피할 수 없다.

충전재의 탈락에 의하여 허니컴재의 단부에 비충전 공간이 생기면 그 부분에서는 충전재에 기대되는 단열·방음 등의 설계성능이 상실되므로 상품가치가 손상된다. 또한, 샌드위치 패널 제작시에 충전재의 탈락이 생기면 심재의 치수조정 등의 패널 형성작업이 방해를 받으며, 작업의 능률이 저하된다. 또한, 탈락한 충전재는 방치할 수 없으며, 폐기물로 처리하지 않으면 안 된다.

충전재의 탈락을 방지하는 대책으로서는 허니컴재에 접착제를 도포하여 충전 재를 고정하는 방법을 생각할 수 있으나 접착제의 사용은 공정수 증가 이외에도 코스트 상승과 중량증가를 초래하며, 또한 접착제 층이 단열·흡음의 성능을 저하시킬 우려가 있다.

일본국 특개평9-156010호 공보는 발명의 명칭이 「흡음 패널의 제조방법」이라는 것이다. 이 흡음 패널은 셀 비충전의 허니컴재의 양면에 망 형상 및 구멍이 뚫린 금속판을 겹친 면재(面材)를 열경화성 수지로 이루어진 매우 얇은 필름 형상 접착제로 부착한 것이다. 셀이 비충전이라는 점은 상기의 흡음재의 정의대로는 아니다. 접착제의 사용방법에 관하여 허니컴재의 면에 필름형상 접착제를 다른 접착제로 접착한 후 열풍으로 가열용융하고, 허니컴 코어에 연통하는 복수의 구멍을 형성한다는 면재(面材)의 통기성을 잃지않기 위한 특수한 필름 형상 접착제 및 그 사용방법이 개시되어 있다.

일본국 특개평1-198951호 공보는 발명의 명칭이 「패널 형상 심재의 제조법」이라는 것이다. 허니컴재에 발포형재를 압입(壓入)하는 것, 침지나 분사도장 등에 의하여 셀 내면에 접착제를 구비하는 것 등이 개시되어 있으나, 통기성 표장재(表裝材)의 통기공을 막지않기 위한 접착제의 특별한 사용방법은 개시되어 있지 않은 것 같다. 실시예를 설명한 첨부 도면(동 문헌 제6도)에는 접착제가 표장재와 허니컴재의 사이에 평면 형상(가로 일직선)으로 그려져 있다.

일본국 실공소61-30844호 공보의 고안의 명칭은 「샌드위치 패널」이며, 허니컴 형상 코어의 두께방향의 거의 중앙부에 해당 허니컴 형상 코어보다 얇은 두께를 가진 합성수지 발포체를 충전한 샌드위치 패널에 관한 것이다. 명세서에는 허니 컴 형상 코어와 외피판(外被板)과의 접착이 허니컴 형상 코어의 끝면에서만 이루어지고 있는 것, 압삽(壓揷)된 폴리우레탄 폼의 끝면이 허니컴 형상 코어의 끝면과 동일면인 경우는 허니컴 형상 코어와 외피판을 접착하는 접착제에 의하여 폼이 녹는 경우가 있는 점, 외피판에 요철이 발생하는 점 등이 기재되어 있다. 또한, 외피판의 통기성의 유무, 외피판의 통기성을 잃지않기 위한 접착제의 특별한 사용방법 등은 개시되어 있지않은 상황이다.

발명의 개시

발명이 해결하려고 하는 과제

본 발명의 과제는 통기 구조를 가진 폼재를 충전한 허니컴 재료를 심재로 하고, 표면재에 통기성 다공재를 사용하여 흡음재로서 기능하는 통기성 샌드위치 패널을 제조함에 있어서 허니컴재 단부의 셀로부터의 충전재의 탈락을 효과적으로 방지하는 방책을 제안하는 것(제1 과제), 및 폼재나 다공재의 통기성을 잃지않는 접착제의 사용방법을 포함한 샌드위치 패널의 제조방법을 제안하는 것(제2 과제)이다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 제1과제는 허니컴재의 셀 공간에 연통기포구조를 가진 페놀 폼재가 충전되어 이루어지며, 충전 전의 시트 형상 페놀 폼재의 가로세로 치수를 허니컴재의 가로세로 치수보다 크게 함으로써 충전 후는 허니컴재의 주연(周緣) 단부가 충전된 페놀 폼재에 의하여 에지가 형성되는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조체(청구항 1)에 의하여 해결된다.

허니컴재로서는 종이, 금속, 수지, 세라믹, 기타 재료로 이루어진 것을 선택할 수 있으며, 또한 충전재로서는 페놀, 우레탄, 스티렌 등의 합성수지의 경질발포체로 이루어진 폼재를 이용할 수 있다. 특히 연통기포구조를 가진 페놀 폼재는 뛰어난 흡수(吸水)능력과 함께 소리 에너지 흡수(吸收)성능을 나타내므로 바람직하다. 허니컴재와 충전재를 포개서 프레스기로 하중을 실어서 압입하면 허니컴재의 셀 공간에 충전재가 충전된 허니컴 구조체가 완성된다.

또한, 상기 제2의 과제는 소정의 점도를 가진 액상접착제를 허니컴재의 한쪽 면에 면한 셀 벽의 선단에 한하여 좁은 띠 형상으로 부착시키고, 통기성을 가진 표면재를 허니컴재의 상기 접착제를 부착시킨 상기 한쪽 면에 접촉시켜 상기 접착제의 경화 전에 흡수성(吸水性)을 가진 형상재를 허니컴재의 다른 면에서부터 상기 부착시킨 접착제에 접촉할 때까지 밀어넣어 셀 공간에 충전하고 접착제에 접촉한 형상재가 접착제가 함유한 수분을 흡수함으로써 경화가 촉진되고, 허니컴재에 대한 상기 표면재의 접착이 신속하게 달성되는 각 공정을 포함한 통기성 샌드위치 패널의 제조방법(청구항 6)에 의하여 해결된다.

형상재나 통기성 표면재 전체에 접착제를 칠하는 것은 통기면을 폐색시키고 그 기능을 잃으므로 피해야 한다. 이것을 대신하는 과제해결수단은 통기성을 잃지 않도록 접착제의 사용부위와 양을 한정하는 것이다. 허니컴재와 표면재와의 접착은 허니컴재의 셀 벽의 선단과, 해당 선단이 접하는 표면재 중의 제한된 부위로 이루어진다. 따라서 이들의 부위를 접착할 수 있는 최소한의 양의 접착제를 그 부위에 한하여 공급하면 충분하다. 구체적으로는 셀 벽의 선단에 한하여 접착제를 폭 1 내지 2㎜의 좁은 띠 형상으로 부착시키고 이것을 그대로 표면재에 접촉시켜서 접착제를 경화시키면 된다.

접착제를 경화시키기 위해서는 접착제 속의 수분을 탈수시킬 필요가 있으나 제조 도중의 샌드위치 패널 내부는 통기성을 구비한다고는 하나 폐공간이므로 수분의 증발속도가 느리며, 접착제의 경화에 시간이 걸린다. 그러므로 본 발명에서는 페놀 형상재의 흡수성(吸水性)에 착안하여 이것을 접착제의 경화촉진수단으로서 활용하기로 하였다. 즉 허니컴재의 셀 벽의 선단에 접착제를 부착시키고, 그곳에 표면재에 접촉된 상태에서 허니컴재의 다른 면으로부터 흡수성(吸水性)을 가진 페놀 형상재를 그 선단이 접착제의 부착부위에 닿을 때까지 밀어넣어 형상재의 일부를 접착제에 접촉시킨다. 그렇게 하면 접착제의 함유수분이 급속하게 형상재에 흡수되고, 접착제의 경화가 촉진된다. 또한, 일단 형상재에 흡수된 수분은 샌드위치 패널의 통기성에 의하여 그 후 서서히 외기 속으로 방산(放散)된다.

발명의 효과

청구항 1의 발명에 관한 허니컴 구조체에 의하면 충전재의 평면치수를 허니컴재의 평면치수보다 크게 함으로써 충전재를 허니컴재의 셀 공간에 충전한 후에도 충전재가 허니컴재의 주연부에서 조각조각 절단되지 않고 일체성을 유지하며, 허니컴재의 주연부를 에워싸므로 충전재가 탈락하지 않는다는 효과를 가져온다.

상기 허니컴 구조체를 샌드위치 패널의 심재로서 이용하면 심재의 주위에 충전재가 노출되어 있으므로 가공이 간단하고 끝면을 가지런히 하기가 쉬우며, 완성된 외관도 양호하다.

또한, 후가공으로서 샌드위치 패널의 주위에 부분적으로 매몰판을 삽입하여 표면재와 접착하고, 부품 등 장착용 보강시트를 만드는 경우나 패널의 둘레에 합판이나 수지판을 삽입하여 표면재와 접착하는 경우에도 심재의 주연에 노출되는 충전재의 유연성과 절삭용이성에 의하여 가공이 용이하다.

또한, 청구항 6의 발명에 관한 샌드위치 패널의 제조방법에 의하면 표면재 중의 접착제 부착면적이 엄격하게 제한되므로 통기성의 저해가 최소한으로 억제된다. 예를 들면 6각형의 셀이 이어진 허니컴재의 경우 접착제가 존재하는 부위는 셀 벽의 선단과, 해당 선단이 접하는 표면재 중의 6각형의 윤곽선 상으로 한정된다. 셀 벽은 얇게 만들어져 있으므로 이것이 약간 펼쳐진다 하더라도 접착제가 존재하는 영역은 한정된 것이다.

또한, 이 제조방법에 의하면 접착제의 함유수분을 페놀 형상재에 흡수시킴으로써 접착제를 급속하게 경화시키므로 표면재가 접촉된 접착위치로부터 어긋나지 않고 정확한 위치결정이 실현된다. 또한, 접착제는 직교하는 셀 벽의 선단과 표면재가 형성하는 요각부(凹角部)를 견고한 凹 형상으로 채우는 형태로 경화한다.

도 1은 선원(先願)에 도시되어 있는 허니컴 구조체의 도(A)와, 충전된 형상 재가 허니컴재 셀로부터 탈락하는 상태를 도시한 도(B)이다.

도 2는 허니컴재보다 치수가 큰 형상재를 사용하는 본 발명의 제1의 실시예를 도시하는 단면도(A)와 사시도(B)이다.

도 3은 허니컴재 중간에 공기층을 형성한 본 발명의 제2의 실시예를 도시하는 단면도(A)와 사시도(B)이다.

도 4는 형상재 중간에 형상재 층을 남긴 본 발명의 제3의 실시예를 도시하는 단면도(A)와 사시도(B)이다.

도 5는 도 2에 도시한 허니컴 구조체를 심재로서 이것에 표면재를 접착하여 샌드위치 패널로 한 본 발명의 제4의 실시예를 도시하는 도면이다.

도 6은 패널 주위에 부분적으로 삽입하는 보강시트를 도시하는 도(A), 2장의 패널의 접속부를 도시한 도(B₁), 도(B₂), 및 패널 주위의 전체면을 보호·강화하기 위하여 삽입하는 보호판을 도시하는 도면(C)이다.

도 7은 접착제를 용기에 얕게 펴고 거기에 허니컴재를 침지하려고 하는 상태(A), 침지한 상태(B), 끌어올린 상태(C)를 도시하는 도면이다.

도 8은 접착제를 부착시킨 허니컴재를 표면재에 접촉시킨 상태(A), 접착제의 경화 후에 허니컴재로부터 강제적으로 벗긴 표면재의 상태(B)를 도시하는 도면이다.

도 9는 형상재를 셀 공간에 충전한 상태를 나타내는 도면이다.

도 10은 도 9에 있어서의 허니컴재의 상면에 다른 표면재를 장착하여 완성시킨 샌드위치 패널을 도시하는 도면이다.

부호의 설명

1, 1’: 형상재

2, 2’: 허니컴재

3:형상재에 의한 에지 형성부

3a:공기층의 지지재

4, 4’:허니컴재 단부의 돌출부

5:공기층

5a:패널 주위에 부분적으로 삽입한 보강시트

5b1:패널 연결판 장착시트

5b2:패널 연결판

5c:패널 전체둘레에 삽입한 보호판

6:형상재 중간층

7:접착제

8, 8’:표면재

9:용기

10:접착제의 위치에서 파단된 셀 벽

11:표면재의 통기면

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

(제1 실시형태)

청구항 1의 발명에 관한 제1의 실시형태는 상기 허니컴 구조체에 있어서 허니컴재의 상하방향의 한쪽 끝 또는 양쪽 끝을 충전재 표면으로부터 소정 길이만큼 돌출시킨 돌출부를 형성한다는 것이다(청구항 2).

상기 돌출부를 형성한 허니컴 구조체를 심재로 하고, 이것에 표면재를 접착하여 샌드위치 패널을 제조하는 경우는 돌출부의 선단에만 접착제를 부착시키고, 충전재의 표면에는 접착제를 부착시키지 않는 샌드위치 패널의 제조방법이 가능해진다.

(제2 실시형태)

청구항 1의 발명에 관한 제2의 실시형태는 상기 허니컴 구조체에 있어서 2장의 충전재 시트를 허니컴재의 셀 공간에 세로로 간격을 두고 충전하며, 해당 허니컴재 내부의 2층의 충전재 층의 중간에 충전재가 존재하지 않는 공기층을 형성한다는 것이다(청구항 3).

허니컴 구조체에 본 실시형태의 공기층을 형성함으로써 저주파에서 고주파까지의 흡음성능이 향상되고 전역에 대응하는 흡음재를 실현할 수 있다.

(제3 실시형태)

청구항 1의 발명에 관한 제3의 실시형태는 상기 허니컴 구조체에 있어서 2개 의 허니컴재의 합계높이를 초과하는 두께를 가진 시트형상 페놀 형상재의 상하 양면으로부터 해당 2개의 허니컴재를 압입하고, 충전재의 두께방향의 중간부에 허니컴재가 존재하지 않는, 충전재만으로 이루어진 층을 형성한다는 것이다(청구항 4).

허니컴 구조체에 본 실시형태의 충전재만으로 이루어진 중간층(허니컴재가 존재하지 않는 층)을 형성함으로써 허니컴재 벽을 전도하는 열이 중간층에 의하여 차단되고, 중간층을 구성하는 형상재가 단열층이 된다. 중간층을 두껍게 하면 단열성능이 향상된다. 양면에 위치하는 허니컴재 층은 형상재의 보호층이 된다.

(제4 실시형태)

청구항 1의 발명 또는 상기 각 실시형태에 관한 실시형태는 상기 허니컴 구조체 중 하나를 심재로 하고, 이것에 표면재를 접착하여 샌드위치 패널을 제조한다는 것이다. 그때 표면재의 뒷면에 접착제를 도포한 것을 심재의 표면 또는 해당 표면으로부터 돌출한 돌출부(제1 실시형태)에 대고 접착시킬 수 있다.

(제5 실시형태)

청구항 6의 발명에 관한 실시형태는 셀 벽의 선단에 한하여 좁은 띠 형상으로 접착제를 부착시킨다는 청구항 6에 기재된 상태를 접착제로서 소정의 점도를 가진 에멀션계 접착제를 선택하고, 수평으로 유지한 평평한 얕은 용기에 소정의 깊이까지 해당 접착제를 붇고, 거기에 허니컴재의 셀 벽 선단만을 얕게 담그었다 끌어올리는 각 공정에 의하여 실현한다는 것이다(청구항 7).

셀 벽의 선단에 접착제를 부착시킬 때 보슬보슬한 점성이 낮은 접착제는 흘러버려 충분한 부착량을 얻을 수 없으므로 접착제가 적당한 점도(와 표면장력)를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 그와 같은 관점에서 에멀션계 접착제를 선택하였다. 청구항 6에 기재된 바와 같이 셀 벽의 선단에 한하여 좁은 띠 형상으로 접착제를 부착시키기 위해서는 접착제를 부은 평평한 얕은 용기(vat)에 허니컴재를 소정 깊이까지 침지하는 방법이 가장 간편하다.

실시예1

도 2A 및 B는 본 발명의 제1 실시예로서의 형상재(1)와 허니컴재(2)로 이루어진 허니컴 구조체를 도시하는 단면도와 사시도이다. 본 실시예에서는 형상재(1)로서 밀도가 30㎏/㎥ 이하, 시트재의 상태에서의 세로·가로·두께가 1030×1030×28㎜의 경질 연통기포 페놀 형상재를 사용하며, 허니컴재(2)로서 세로·가로·두께가 1000×1000×30㎜이고, 셀 사이즈(셀의 평행변간의 치수)가 12㎜의 페이퍼 허니컴재를 사용하였다. 사용한 페놀 형상재는 밀도가 낮고 경질이며 허니컴재 셀로 절단하기 쉬운 경도이므로 허니컴재 셀에의 충전성이 좋다.

도 2A 및 B는 상기의 허니컴 구조체의 2개의 특징을 나타내고 있다. 제1의 특징은 형상재(1)의 가로세로 치수를 허니컴재(2)의 치수보다 30㎜ 크게 하였으므로 허니컴재(2)의 주위가 폭 15㎜의 에지 형성부(3)로 둘러싸여 있다는 특징이다. 이것은 본 발명의 과제해결수단에서 유래된 특징이다.

또 하나의 특징은 형상재(1)의 표면에 허니컴재(2)의 돌출부(4)가 형성되어 있는 구조이다. 이 돌출부(4)를 형성하는 데 있어서는 예를 들면 두께 28㎜의 형상재(1)의 상면(上面)에 올려놓은 두께 30㎜의 허니컴재(2)를 프레스로 밀어넣어 형상재(1)의 하면(下面)과 허니컴재(2)의 하면이 일치한 곳에서 밀어넣기를 정지하면 형상재(1)의 표면에서 허니컴재(2)의 상단이 2㎜ 돌출된 구조가 얻어진다. 이 허니컴재(2)의 돌출부(4)는 형상재(1)의 표면보호에 도움이 되는 동시에 이 허니컴 구조체를 심재로서 표면재와 접착하고, 샌드위치 패널을 제조할 때에 돌출부(4)의 선단에만 접착제를 부착시키고, 형상재(1)의 표면에는 접착제를 부착시키지 않는 제조방법이 가능해진다.

또한, 사용목적에 따라서는 형상재와 허니컴재의 두께를 같게 하여 허니컴재를 돌출시키지 않고 평면으로 완성하는 경우도 있다.

실시예2

도 3A 및 B는 본 발명의 제2실시예로서의 중간에 공기층(5)을 형성한 허니컴 구조체의 단면도와 사시도이다. 중간에 공기층(5)을 가진 이 허니컴 구조체는 저주파로부터 고주파까지의 전역대응의 흡음용도에 효과적이다. 본 실시예에서는 높이가 50㎜의 허니컴재(2)와 두께가 20㎜의 2장의 형상재(1, 1’)를 사용하는 이외의 치수제원(諸元) 및 재질 등은 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지이다. 또한, 형상재(1, 1’)는 예를 들면 두께가 15㎜와 25㎜의 형상재라도 된다.

이들 2장의 형상재를 허니컴재의 양면 또는 한쪽 면으로부터 프레스로 밀어 넣어 세로로 간격을 두고 충전하면 각 형상재 속의 허니컴재의 주위가 15㎜의 폭으로 형상재로 에지가 형성되고 2장의 형상재의 상하방향의 중간에 두께 10㎜의 공기층(5)이 형성된다. 도 3의 부호 3a의 부분은 10㎜의 공기층(5)을 안정적으로 유지하기 위하여 상하의 에지 형성부(3) 사이에 삽입되는 지지재이다. 지지재(3a)의 제작은 미리 형상재를 액자 형상으로 가공할 경우와, 각주(角柱)형상의 형상재를 2장의 형상재 사이에 사방에서 삽입하는 경우가 있다.

실시예 3

도 4A 및 B는 본 발명의 제3 실시예로서의 허니컴 구조체의 단면도와 사시도이다. 이 허니컴 구조체는 두꺼운 형상재(1)의 상하 각 부분에 2개의 허니컴재(2, 2’)가 개재(介在)하며, 해당 2개의 허니컴재의 중간에 허니컴재가 존재하지 않는 형상재 층인 중간층(6)을 가진다. 형상재(1)의 두께를 50㎜로 하는 것과 높이가 20㎜의 허니컴재를 2개 사용하는 것 이외의 치수제원 및 재질은 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지이다. 또한, 허니컴재(2, 2’)는 예를 들면 높이가 15㎜와 25㎜의 2개의 허니컴재라도 된다. 본 실시예의 경우도 허니컴재의 주위가 에지 형성부(3)에서 에지가 형성되며, 형상재의 양면에 각 허니컴재의 돌출부(4, 4’)가 형성된다.

본 실시예의 허니컴 구조체에서는 허니컴재 벽을 전도하는 열이 중간층(6)에 의하여 차단되고, 중간층(6)을 구성하는 형상재가 단열층이 된다. 중간층(6)을 두껍게 하면 단열성능이 향상된다. 형상재의 양면 근처에 위치하는 허니컴재(2, 2)는 형상재(1)의 보호재가 된다.

실시예 4

도 5A 및 B는 본 발명의 제4 실시예로서의 도 2에 도시하는 허니컴 구조체를 심재로 하는 샌드위치 패널의 단면도와 사시도이다. 이 샌드위치 패널을 구성하는 허니컴 구조체는 도 2에 도시하는 바와 같이 에지 형성부(3)와 함께 형상재의 양면에 허니컴재의 돌출부(4)가 형성되어 있으며, 이 돌출부(4)가 접착제(7)를 유지하는 접착부로 되어 양면의 표면재(8, 8’)가 접착된다. 본 실시예의 표면재(8, 8’)에는 비통기성의 1.2㎜의 알루미늄재를 양면에 사용하였다. 흡음·조습(調濕)기능을 얻고 싶은 경우는 통기성이 있는 다공성 재료를 한쪽 면 또는 양면에 사용한다. 또한, 심재는 형상재의 한쪽 면에만 돌출부(4)가 형성되거나 또는 양면 모두 돌출부(4)를 가지고 있지않은 것이라도 된다.

본 실시예의 샌드위치 패널의 제조는 다음과 같은 순서로 실시하였다. 2장의 알루미늄재(8, 8’)의 표면처리를 한 면에 충분히 교반혼합한 2액성 에폭시계 접착제(7)를 300 내지 600g/㎡의 비율로 도포하고, 각 알루미늄재와 허니컴재 단부(4)를 맞대어서 접착시킨다. 접착제 경화 후 패널 단부를 면재인 알루미늄재의 치수에 맞추어서 잘라서 완성한다. 패널 단부가 형상재의 에지 형성부(3)에 의하여 덮여져 있으므로 가공이 용이하다.

실시예 5

도 6A, B₁, B₂ 및 C는 본 발명의 제5 실시예로서의 완성된 제4 실시예의 샌 드위치 패널에 대한 3종류의 후가공의 예를 나타낸다. 도 6A는 패널 주위에 부분적으로 보강시트(5a)를 삽입하는 예, 도 6B₁, 도 6B₂는 2장의 패널을 연결하는 연결판(5b2)를 나사 고정하기 위한 나사시트(5b1)를 패널 표면의 소요위치에 설치하는 예, 도 6C는 패널의 전체둘레에 보호판(5c)을 장착하는 예이다.

상기 각 실시예에서는 형상재의 가로세로 치수가 모두 허니컴재의 가로세로 치수보다 큰 예를 나타내었으나, 형상재의 가로세로 치수의 어느 한쪽만이 허니컴재의 가로세로 치수보다 큰 경우도 실용적으로는 상기 각 예와 동등한 효과를 가진다.

실시예 6

도 7 내지 도 10은 본 실시예로서의 통기성 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 공정순으로 설명한 개념도 내지 단면도이다.

도 7(A)는 바닥이 평평하고 상면이 개방된 용기(9)에 접착제(7)를 2 내지 3㎜의 깊이까지 균일하게 붓고, 그 위쪽에 허니컴재(2)를 건 상태를 도시하는 도면이다. 허니컴재(2)는 종이, 금속, 합성수지, 무기계재 등으로 이루어지며, 그 중에서도 종이는 중량 면에서 바람직하다. 본 실시예에서는 규산마그네슘을 함침시킨 종이의 허니컴재를 사용하였다. 셀 형상은 육각형에 한정되지 않고 삼각, 사각, 오각형, 둥근형, 파도형 등이라도 된다. 또한, 본 실시예에서는 통기성의 면재(8)로서 일루미늄 섬유재를 사용하였으나 유리섬유재, 천섬유재, 합성섬유재 등이어도 된다.

용기(9)는 세로 1000×가로 1000×높이 30㎜까지의 허니컴재를 수용가능한 크기이며, 거기에 넣는 에멀션계 접착제(7)는 점도가 45,000 내지 85,000MPa·s, 불휘발분 42 내지 46wt%, 수분이 54 내지 58wt%이다. 여기에 세로 980×가로 980×높이 30㎜의 허니컴재(2)를 침지하여 육각형의 셀 벽의 선단의 1 내지 2㎜의 높이까지 접착제(7)를 부착시킨다.

도 7(B)는 상기 용기(9) 속의 접착제(7)에 허니컴재(2)의 셀 벽을 침지한 상태, 도 7(C)은 용기(9)로부터 허니컴재(2)를 끌어올린 상태를 나타내고 있다. 도 7C는 셀 벽 선단의 소정의 높이까지 접착제(7)가 띠 형상으로 부착하며, 그 단면이 물방울 형상으로 부풀어올라 있는 상태를 나타내고 있다(참조부호 7).

도 8(A)는 접착제(7)를 부착시킨 허니컴재(2)의 셀의 선단을 알루미늄 섬유로 이루어진 통기성의 면재(8)에 접촉시킨 것을 도시한다. 면재(8)의 크기는 세로 1000×가로 1000×두께 1.6㎜이다. 도면 중 참조부호 7은 셀 벽 선단과 면재(8)가 형성하는 요각부(凹角部)를 매우도록 부착한 접착제를 도시한다.

도 8(B)는 일단 접착한 면재(8)를 접착제의 경화 후에 시험을 위하여 허니컴재(2)로부터 강제적으로 벗긴 상태를 도시한다. 접착점을 벗어난 위치의 허니컴재(2)의 셀 벽이 파단하여 면재측에 육각형으로 남아있다(참조부호 10). 흡음·흡방습(吸放濕)에 중요한 통기면(11)은 접착제로 막혀있지 않다.

도 9는 페놀 형상재(1)를 셀 공간에 충전한 상태를 도시한다. 허니컴재(2)의 위에 형상재를 올려놓고 프레스로 가압하여 접착제 부착위치에 도달할 때까지 삽입 한다. 이 상태에서는 형상재(1)가 접착제에 접촉하여 그 수분을 흡수하므로 접착제는 급속하게 경화된다.

도 9에서 형상재(1)의 치수는 세로 1000×가로 1000×두께 28㎜이다. 상기 허니컴재(2)의 치수와 비교하면 형상재(1) 쪽이 세로·가로 모두 20㎜씩 크며, 형상재(1)의 중심부에 허니컴재(2)를 압입하였을 때 허니컴재(2)의 주위에 폭 10㎜의 형상재만으로 이루어진 「에지 형성부」(참조부호 3)가 형성되는 것을 알 수 있다. 이 에지 형성부에 의하여 패널재의 치수조절 등을 할 때에 패널의 끝부에서 허니컴재가 절단되어서 셀이 열리고 그 부분으로부터 형상재가 탈락하는 것을 방지할 수 있다.

형상재(1)의 두께가 28㎜이고 허니컴재(2)의 높이가 30㎜인 점에서 허니컴재(2) 속에 형상재(1)를 가득 압입하였을 때 도 9에 도시하는 바와 같이 허니컴재(2)의 밀어넣는 쪽의 면에 가깝게 2㎜의 여유가 생기고, 형상재(1)의 상면으로부터 셀 벽의 일부가 돌출되는 것을 알 수 있다. 도면에서는 이 돌출부에 참조부호 4를 부여하고 있다. 이 돌출부(4)는 전술한 통기성의 표면재(8)를 장착한 면의 반대쪽의 면에 다른 비통기성 표면재(8’)를 장착할 때에(도 10 참조), 면재에 도포된 접착제 층(7)을 밑에서 지지하여 형상재(1)에 밀착하지 않도록 하고, 형상재(1)의 연통기포의 막힘을 방지한다.

상기 비통기성 표면재(8’)로서는 경량성, 가공성, 자립강도를 얻기 위한 백업재 효과의 점에서 알루미늄재가 바람직하다. 또한, 접착제 층(7)으로서는 상온경화형 에폭시계 접착제(우레탄, 아크릴계도 가능)를 선택하여 이것을 표면재(8’)의 접착측의 면 전체에 도포된 곳에 상기 돌출부(4)의 선단이 침지되어 접착된다. 이와 같이 금속면에 접착제를 전체도포함으로써 수분에 대한 부식방지효과를 기대할 수 있다.

한편, 페놀 형상은 전술한 바와 같이 강력한 흡수(吸水)력을 가진다. 상기와 같이 셀 공간에 충전되어 접착제(7)가 존재하는 부분에 접촉한 형상재(1)는 접착제의 함유수분을 급속하게 흡수(吸收)하여 그 초기 경화를 촉진시킨다. 이로써 허니컴재에 접촉시킨 면재(8)의 접착 도중에서의 어긋남(미끄러짐)이 방지된다. 형상재(1)에 일단 흡수된 수분은 형상재(1)의 연통기포구조와 표면재(8)의 통기성의 도움을 받아 서서히 패널 밖으로 방산(放散)된다. 그때 패널을 가볍게 가열하여 수분의 방산을 도와도 된다.

허니컴재 단부의 셀로부터의 충전재의 탈락을 유효하게 방지하는 방책의 제안과 폼재나 다공재의 통기성을 잃지않는 접착제의 사용방법을 포함한 샌드위치 패널의 제조방법을 제안함으로써 통기 구조를 가진 폼재를 충전한 허니컴 재료를 심재로 하고, 표면재에 통기성 다공재를 사용하여 흡음재로서 기능하는 통기성 샌드위치 패널을 제조할 수 있다.

Claims (7)

1. 허니컴재(材)의 셀 공간에 연통기포구조를 가진 페놀 형상재가 충전되어 이루어지며, 충전 전의 시트 형상 페놀 형상재의 가로세로 치수를 허니컴재의 가로세로 치수보다 크게 하고, 충전 후는 허니컴재의 주연 단부가 충전된 페놀 형상재에 의하여 에지가 형성되는 것을 특징으로 하는 허니컴 구조체.
2. 제1항에 있어서, 허니컴재의 상하 방향의 한쪽 끝 또는 양쪽 끝의 선단만을 페놀 형상재 표면으로부터 돌출시킨 것을 특징으로 하는 허니컴 구조체.
3. 제1항에 있어서, 2장의 페놀 형상재의 시트를 허니컴재의 셀 공간으로 세로로 간격을 두고 충전하고, 허니컴재의 내부에 충전재가 존재하지 않는 공기층을 가진 것을 특징으로 하는 허니컴 구조체.
4. 제1항에 있어서, 2개의 허니컴재의 합계 높이를 초과하는 두께를 가진 페놀 형상재의 상하 양면으로부터 해당 2개의 허니컴재를 압입하여 이루어지며, 충전재의 두께방향의 중간부에 허니컴재가 존재하지 않는 충전재 층을 갖는 것을 특징으 로 하는 허니컴 구조체.
5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항의 어느 한 항에 기재된 허니컴 구조체의 양면에 접착된 표면재 중 적어도 하나가 통기성을 갖는 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널.
6. 액상접착제를 허니컴재의 한쪽 면에 면한 셀 벽의 선단에 한하여 띠 형상으로 부착시키고,

   통기성을 가진 표면재를 허니컴재의 상기 접착제를 부착시킨 상기 한쪽 면에 대고,

   상기 접착제의 경화 전에 흡수성을 가진 페놀 형상재를 허니컴재의 다른 면으로부터 상기 부착시킨 접착제에 접촉할 때까지 밀어넣어 셀 공간에 충전하고,

   접착제에 접촉한 형상재가 접착제가 함유한 수분을 흡수함으로써 경화가 촉진되며, 허니컴재에 대한 상기 표면재의 접착이 달성되는 것을 특징으로 하는 제5항 기재의 샌드위치 패널의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 셀 벽의 선단에 한하여 띠 형상으로 접착제를 부착시키는 공정이 상기 접착제로서 에멀션(emulsion)계 접착제를 선택하고, 수평으로 유지한 평평한 용기에 상기 접착제를 붓고, 거기에 허니컴재의 셀 벽 선단만을 담갔다 건져 올리는 각 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.

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