KR101282532B1 - 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포알루미늄 충진 보드를 제조할 때, 요구되는 형상의 보드 제작을 위한 판금 가공단계, 상기 금속판재를 가열장치 위에 접촉시켜 알루미늄 용해온도 이하로 가열하는 가열단계, 가열된 금속 판재 위에 용융된 알루미늄을 균일하게 착수하는 도포단계, 상기 용융 알루미늄 위에 발포알루미늄을 충진하는 충진단계, 상기 충진된 발포알루미늄에 압력을 가해 금속판재와 접합시키는 가압단계, 그리고 용융 알루미늄의 상온 서냉을 통해 접합을 마무리하는 냉각단계를 포함하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법을 제시한다.

Description

발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법{Method and apparatus for the production of foamed aluminum board}

본 발명은 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발포알루미늄과 금속판재의 접착면의 균일도를 높일 수 있고 접합강도를 향상시킬 뿐만 아니라 접합소요시간을 현저히 줄일 수 있으며, 또한 높은 온도에서도 충진 보드의 접합력이 유지되어 섭도 및 발열 등 가혹한 환경에서 사용할 수 있는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 발포금속이라 함은 일반적인 금속의 존재형태인 과상과는 달리 금속에 발포처리를 통해 고체인 금속 내부 또는 표면에 기체에 의한 기공이 형성된 형태를 말한다. 상기 발포금속은 기존의 유기고분자 재료와 같이 저밀도 및 고기공을 가지며, 다른 재료보다 상대적으로 비강도가 높은 소재이다. 이러한 발포금속은 저밀도, 불연성, 우수한 에너지 흡수능력, 우수한 흡음성 등의 특성 때문에 새로운 기능성 공업재료로서 각광받고 있다. 발포금속 중에서 특히 발포알루미늄이 현재 가장 주목받고 있다. 상기 발포알루미늄은 높은 흡음성, 불연성, 경량성, 내식성, 내구성 등의 특성으로 인해 점점 적용 범위를 확대하고 있다. 또한 상기 발포알루미늄은 기존의 유기고분자 재료를 이용한 발포재에 비하여 고온에서 사용 가능하며, 또한 재활용이 가능하여 환경문제에 대한 해결책도 제시하여 준다는 장점을 갖는다.

이와 같은 발포알루미늄은 알루미늄 기지 중에 무수히 많은 기포를 함유하고 있기 때문에 외견상으로는 폴리우레탄 스펀지, 기포 유리나 기포 콘크리트와 유사한 형태의 일종이다. 통상적으로 발포알루미늄은 90% 이상의 기공율을 가지며, 비중이 0.2~1.0 범위로 상당히 가볍고, 기공 때문에 흡음성, 방음성, 충격흡수성 등이 우수한 재료로 흡ㆍ차음용이나 전자파 차폐 등으로 사용이 가능한 주조용 재료이다. 더욱이 기지가 알루미늄이므로 내화내열성이 우수하고, 강성이 있고, 가공성도 우수하여 기능성 소재로 사용이 가능하기 때문에 경량구조용, 수송기계용, 건축자재용, 에너지흡수용 등 다양한 분야에서 사용되고 있는 실정이다.

한편, 발포알루미늄은 위와 같은 다양한 분야에서 활용되기 위해서 금속판재와 접합하여 사용하는 것이 일반적이며, 통상적으로 발포알루미늄과 금속판재와의 접합방식은 화학 접착제를 사용하거나 별도의 삽입금속을 통해 접합을 하게 된다. 상기 화학 접착제를 사용하여 발포알루미늄과 금속판재를 접합하는 경우에는 접착력을 높이기 위하여 통상 난연 접착제를 사용하게 되는데 이 경우에도 200℃ 이상에서는 난연 접착제가 녹아내리게 됨에 따라 접합력을 상실하게 될 뿐만 아니라 인체에 유해한 성분이 발생하게 된다.

또한 상기의 삽입금속을 용해하여 발포알루미늄과 금속판재를 접합하는 경우에는 삽입금속으로 융점이 낮은 납 등을 사용하게 되는데, 300~400℃ 정도의 온도에서 삽입금속이 재용해되어 접합력을 상실하는 단점이 있다. 뿐만 아니라 중금속으로 인해 인체에 유해하며, 발포알루미늄 충진 보드가 무거워지는 문제점이 있다. 한편 솔더링이나 브레이징에 사용되는 분위기로는 일반적으로 진공분위기 또는 가스분위기를 사용하게 되며, 이는 노 내의 산소분압을 낮추거나 수소가스에 의한 환원작용으로 가열 중에 산화를 방지할 목적으로 사용되고 이로 인해 궁극적으로 생산원가가 높아지고 설비가 복잡해지는 문제점이 있다.

한편, 실생활에서 화학 접착제를 사용한 경우 동절기에는 접착면의 수축으로 인하여 접착력이 저하될 뿐만 아니라 심한 경우 발포알루미늄과 금속판재의 접착면이 파단에 이르게 된다. 결국 이는 제품(발포알루미늄 충진 보드)의 교체 또는 수리 비용이 발생하는 경제적 손실을 일으키는 단점이 있다.

[문헌 1] 공개특허공보 공개번호 제10-2009-0044154호(발명의 명칭: 발포알루미늄과 이종재료의 접합법. 공개일자: 2009년 05월 07일) [문헌 2] 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0088817호(발명의 명칭: 발포 알루미늄 판재 성형장치. 공개일자: 2004년 10월 20일) [문헌 3] 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0133126호(발명의 명칭: 발포 알루미늄 패널 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 만들어진 발포알루미늄패널. 공개일자: 2006년 12월 26일) [문헌 4] 공개특허공보 공개번호 제10-2009-0100552호(발명의 명칭: 발포알루미늄 부재와 그 제조방법 및 그것을 이용한 층간소음 및 진동방지 시공법. 공개일자: 2009년 09월 24일) [문헌 5] 등록실용신안공보 등록번호 제20-0394316호(고안의 명칭: 광촉매 코팅층을 외부표면에 갖는 발포알루미늄 패널. 공고일자: 2005년 08월 31일)

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발포알루미늄과 금속판재를 접합시킬 때 용융 알루미늄을 이용하여 접합함으로써 알루미늄의 연성으로 인하여 동절기에 발생할 수 있는 접합면의 피로에 저항할 수 있고 따라서 보다 지속적인 사용을 통해 경제적으로 매우 유리한 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 발포알루미늄 보드 제조방법에서 발생하는 삽입금속의 낮은 융점으로 인한 고온에서의 사용이 제한되는 방식을 기존보다 높은 융점의 삽입금속을 사용함에도 불구하고 발포알루미늄 및 금속판재에 변형을 최소화함은 물론 기존의 방식보다 높은 온도에서도 제품의 접합력이 유지되어 섭도 및 발열 등 가혹한 환경 하에서도 사용이 가능한 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 발포알루미늄 보드 제조방법에서 사용된 복잡한 생산 공정을 간소화함에 따라 설비 및 생산원가를 낮추고 핵심 설비만으로 기존의 제품보다 뛰어난 접합력과 기계적 특성을 가질 수 있도록 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 발포알루미늄 보드 제조에 필요한 공정 소요 시간과 설비 감축을 달성하고, 획기적인 생산성 제고 및 제품 성능을 향상시킬 수 있는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 요구되는 형상의 보드 제작에 필요한 발포알루미늄과 접합시키고자 하는 금속판재를 가공하는 가공단계와, 상기 가공단계에서 제작된 금속판재를 가열장치 위에 접촉시켜 알루미늄 용해온도 이하로 가열하는 가열단계와, 상기 가열단계에서 가열된 금속판재 위에 용융된 알루미늄을 균일하게 도포하는 도포단계와, 상기 도포단계에서 금속판재 위에 도포된 용융 알루미늄 위에 발포알루미늄을 충진시키는 충진단계와, 상기 충진단계에서 충진된 발포알루미늄에 압력을 가하여 금속판재와 접합시키는 가압단계와, 상기 가압단계를 거쳐 획득한 발포알루미늄 충진 보드를 용융알루미늄이 상온까지 서냉하도록 하는 냉각단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법은 다음과 같은 많은 효과를 달성한다.

첫 번째로, 본 발명의 제조방법에 따라 만들어진 발포알루미늄 충진 보드는 성능 분석을 통해 알 수 있는 바와 같이 기존의 충진재로서 우레탄 폼을 사용한 우레탄 폼 충진 보드 또는 유리섬유 충진 보드보다 접합력과 기계적 강도를 월등히 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 고온 사용특성, 진동 및 소음에너지의 저감과 함께 유리섬유 및 고분자재료 등을 사용치 않은 금속기반 친환경 제품으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

두 번째로, 본 발명은 기존의 발포알루미늄 충진 보드에 있어 모재 사이에 용융된 납을 흘려 넣는 방법을 대신하여 용융점이 높은 알루미늄을 도포 및 접합함에 따라 종래의 제품보다 고온에서의 접합력이 유지되는 것이 가능해졌으며, 발포알루미늄과 같은 성분인 용융 알루미늄을 접합재로 사용함으로써 제품의 균일도 및 접합강도를 높일 수 있는 효과가 있다.

세 번째로, 본 발명에 따른 발포금속 충진 보드 제조방법은 그 제조장치가 간단하고 공정 소요 시간이 짧기 때문에 생산원가를 획기적으로 절감할 수 있으며, 이를 통해 경제성이 우수하고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

네 번째로, 본 발명은 삽입금속으로 용융 알루미늄을 사용함에 따라 이는 발포알루미늄과 동일한 성분으로서 제품의 균일도를 고양할 수 있으며, 따라서 발포폴리우레탄과 금속판재의 접합면 사이에서 발생할 수 있는 이종접합의 단점을 보완하여 결합력을 향상시켰고 또한 종래의 제품보다 높은 융점의 삽입금속으로 인해 고온에서 사용함에도 불구하고 그 접합력의 저하현상을 방지할 수 있는 상승적인 효과가 있다.

다섯 번째로, 본 발명은 대기 중에서 접합을 수행함에 따라 기존의 진공분위기와 가스분위기를 유지할 필요가 없으며, 이에 따라 생산설비의 편리성을 확보할 뿐만 아니라 생산 원가를 낮출 수 있고 또한 기존의 방식보다 높은 온도에서 접합이 수행됨으로써 접합 소요시간을 획기적으로 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치를 개략적으로 보여주고 있는 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 제조장치를 이용하여 발포알루미늄 충진 보드를 제조하는 방법을 단계별로 보여주고 있는 도면.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 제조방법에 따라 발포알루미늄 충진 보드를 제조할 때, 금속판재의 가공형태 및 자기접합 방법을 보여주고 있는 도면.
도 4는 도 2에서 도시하고 있는 제조방법에 따라 발포알루미늄 충진 보드를 제조할 때, 공정조건과 재료반응 과정을 보여주고 있는 도면.
도 5는 도 1과 도 2에서 도시하고 있는 제조장치 및 제조방법에 따라 만들어진 발포알루미늄 충진 보드의 접합면을 현미경 사진으로 보여주고 있는 도면.
도 6a는 종래기술에 따른 용융 납을 삽입금속으로 이용하여 발포알루미늄과 금속판재를 접합했을 때의 접합면을 현미경 사진으로 보여주고 있는 도면.
도 6b는 종래기술에 따른 화학 접착제를 이용하여 발포알루미늄과 금속판재를 접합했을 때의 접합면을 현미경 사진으로 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들는 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 보드의 충진재로 발포알루미늄을 사용함에 따라 기존의 우레탄 폼을 사용한 것보다 고온에서도 제품의 기계적 특성을 유지함과 동시에 금속기반 친환경적 보드 생산이 가능하고 생산성의 향상 및 제품 성능을 향상시킬 수 있는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치 및 그 방법을 구현하고자 한다.

또한, 본 발명은 발포알루미늄과 금속판재를 접합시킬 때 접합소재로 용융알루미늄을 사용함에 따라 종래의 금속접합 방법으로 널리 사용되고 있는 납을 이용한 접합 제품(발포알루미늄 충진 보드: 상기 제품은 통상 300~400℃ 이상에서 접합력이 소실됨) 또는 난연 화학접착제를 사용하는 제품(발포알루미늄 충진 보드: 상기 제품은 통상 200℃ 이상에서 접합력이 소실됨)보다도 높은 고온(구체적으로는, 약 500℃)에서 접합력 유지가 가능할 뿐만 아니라 충진재로 사용되는 발포알루미늄과 동일한 알루미늄 소재를 사용하기 때문에 기존의 제품보다 균일도와 접합강도의 획기적 향상을 가질 수 있다.

특히, 본 발명은 기존의 저융점 삽입금속 접합방법보다 고온에서 접합을 수행함에 따라 접합 소요 시간이 감소할 뿐만 아니라 발포알루미늄 충진 보드를 생산하기 위한 생산설비가 간단하여 제조 비용을 현저히 절감할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치를 개략적으로 보여주고 있는 도면이다. 본 발명에 따른 제조장치는 주장치와 보조장치로 구성되며, 상기 주장치로는 가열장치 및 가압장치가 있고, 상기 보조장치로는 알루미늄 용해로, 용융알루미늄 도포장치 및 발포알루미늄 충진장치가 있다.

상기 도 1을 참조하면, 가열장치(100)는 금속판재(30)를 가열하는 용도로 사용되며, 가압장치(200)는 금속판재(30)와 발포알루미늄(10) 사이에 도포된 용융알루미늄(20)을 가압하는 장치로서 산화피막을 제거하고 접합하기 위한 용도로 사용된다. 용융알루미늄 도포장치(도시하지 않음)는 금속판재(30) 내에 용융알루미늄(20)을 균일하게 도포하는 용도로 사용되고, 발포알루미늄 충진장치(도시하지 않음)는 도포된 용융알루미늄이 응고되기 전에 금속판재(30) 위의 정확한 곳에 위치시키기 위한 용도로 사용된다.

하기에서는, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 제조장치를 이용하여 발포알루미늄 충진 보드를 제조하는 방법을 도 2 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발포알루미늄 충진 보드를 제조하는 방법을 단계별로 보여주고 있는 도면이다. 본 발명의 제조방법은 6단계로 이루어지며, 바람직하게는 1) 금속판재 가공단계, 2) 금속판재 가열단계, 3) 금속판재의 표면에 용융알루미늄 도포단계, 4) 금속판재 내에 발포알루미늄 충진단계, 5) 발포알루미늄 및 금속판재 가압단계, 6) 냉각단계로 이루어지며, 아래에서는 이를 구체적으로 설명한다.

1) 금속판재 가공단계

상기 단계 1)에서는 용융된 알루미늄(20)을 단계 2)에서 가열된 금속판재(30) 위에 균일하게 도포하고 상기 용융알루미늄(20)이 흘러넘치지 않게 하기 위하여 금속판재(30)를 도 3과 같이 제작한다. 즉, 금속판재(30)의 네 모서리(30a) 부분을 절단 후, 점선을 따라 절곡시킨다. 그러면 상기 금속판재(30) 위에 도포된 용융알루미늄(20)과 발포알루미늄(10)이 자기접합방식에 의해 네 모서리(30a) 부분이 접착된다. 즉, 상기 금속판재(30)의 네 모서리(30a) 부분을 별도의 용접처리 없이 용융알루미늄(20)의 점성과 응고에 따라 제품(즉, 발포알루미늄 충진 보드)이 완성되어진다.

이와 같이, 요구되는 설계형상에 따른 금속판재(30) 제작은 이성의 접착물질 또는 별도의 용접이 필요치 않으며, 이는 용융알루미늄(20)의 점도 및 자기 접합 응고를 통해 목표로 하는 제품 제작이 완성된다.

2) 금속판재 가열단계

상기 단계 2)에서는 전술한 단계 1)에서 제작된 금속판재(30)를 도 1의 가열장치(100) 위에 접촉시킨 다음 가열을 하게 되는데, 후술하는 단계 3)에서 용융된 알루미늄(20)을 도포하였을 때 상기 용융알루미늄(20)이 수초 내지 수십초 동안 응고되지 않고 유지될 수 있는 정도의 온도로 가열한다. 이때 가열온도는 300~600℃(구체적으로는, 450±10℃)가 바람직하다. 또한 가열분위기는 대기 중에서 하는 것이 이상적이다.

이와 같이 상기 금속판재 가열단계를 수행하는 이유는 금속판재(30) 위에 용융된 알루미늄(20)을 도포하였을 때 즉시 응고되는 것을 방지하기 위함이다.

3) 금속판재 내 용융알루미늄 도포단계

상기 단계 3)에서는 후술하는 단계 4)에서 발포알루미늄(10)과 금속판재(30)를 접합하기 위하여 도 1과 같이 발포알루미늄(10)과 금속판재(30) 사이에 용융알루미늄(20)을 도포하는 단계로서, 상기 발포알루미늄(10)을 충진하였을 때 용융알루미늄(20)이 전술한 단계 1)에서 가공된 금속판재(10)의 테두리를 넘치지 않을 정도로 용융알루미늄(20)을 도포한다. 즉, 가열된 금속판재(30) 위에 700℃의 용융알루미늄(20)을 2~3mm로 균일하게 도포한다.

이때, 상기 용융알루미늄(20)은 용해된 A356 알루미늄 합금을 사용하는 것이 바람직하며, 용해장비는 250kg급의 전기 용해로를 사용한다. 또한, 상기 전기 용해로의 온도는 700℃ 이상이 좋으며, 용탕 도포 두께는 2~3mm가 바람직하다.

한편, 전술한 단계 3)에서 용융알루미늄(20)의 온도를 700℃ 이상으로 설정하는 이유는 상기 용융알루미늄(20)이 금속판재(30)에 도포되었을 때 빠르게 응고가 개시되고 또한 용융알루미늄(20)이 응고되기 시작하면 발포알루미늄(10)과 접착력이 감소하기 때문에 용탕 온도를 700℃ 이상으로 하게 되면 응고시작까지 20초 이내가 소요됨으로 20초 이내의 시간 동안 발포알루미늄(10)의 충진 및 접합시간을 확보할 수 있기 때문이다.

4) 금속판재 내 발포알루미늄 충진단계

상기 단계 4)에서는 전술한 단계 3)에서 금속판재(30)에 도포된 용융알루미늄(20) 위에 발포알루미늄(10)을 위치시키는 단계로 용융알루미늄(20)이 응고되기 전에 완료한다.

이때, 상기 발포알루미늄(10)은 성분이 Al 97%, Ca 1%, Ti 2%이고, 기공율이 88%이며, 압축강도가 2MPa이다.

5) 발포알루미늄 및 금속판재 가압단계

상기 단계 5)에서는 전술한 단계 4)에서 충진된 발포알루미늄(10)을 도 1과 같이 가압장치(200)로 압력을 가해주는 단계로서, 전체적으로 균일한 압력이 가해져야 하고 용융알루미늄(20)과 접촉되어 있는 고온의 발포알루미늄(10)이 변형이 발생하지 않는 범위 내에서 최대의 압력을 가해준다. 이때 가압 압력은 0.4MPa 이하로 하며, 소요시간은 10초 내지 60초 사이로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 도 1과 같이 가압장치(200)를 이용하여 0.4MPa의 압력으로 30~60초 동안 발포알루미늄(10)을 가압하는 이유는 상기 발포알루미늄(10)을 가압할 때 변형이 일어나지 않고 접합강도를 확보할 수 있도록 하는 압력이 0.4MPa이며, 도포된 용융알루미늄(20)이 발포알루미늄(10)과 금속판재(30) 사이에 완전 응고가 되고 접합 강도를 확보할 수 있는 시간이 30~60초이기 때문이다.

6) 냉각단계

상기 단계 6)에서는 금속판재(30)와 발포알루미늄(10) 사이의 용융알루미늄(20)이 고상선 이하의 온도가 되면 발포알루미늄(10)이 충진된 보드를 서냉할 수 있도록 보온재로 이송한다. 이는 급냉하였을 경우 접합된 면들이 서로 다른 열팽창 계수로 인해 접합력이 저하될 것을 방지하기 위함이다. 이때, 상기 보온재는 세라쿨을 사용하며, 보온시간은 10~15분 정도가 바람직하다.

끝으로, 용융알루미늄(20)이 상온까지 냉각되면 제품(즉, 발포알루미늄 충진 보드)을 완성한다.

한편, 도 4에서는 금속판재(30)와 발포알루미늄(10)이 접착재로서의 용융알루미늄(20)을 사용하였을 때 나타나는 반응을 도시하였다. 상기 도 4를 참조하면, 첫 번째로 발포알루미늄(10)과 용융알루미늄(20)이 접촉하였을 때 두 재료 사이에 산화 피막이 존재하게 되며, 이는 접촉면 사이에 열과 압력이 가해짐에 따라 많은 부분이 제거될 수 있다. 일반적으로 6,000계 합금의 접합부 강도는 모재 수준에 달하는 것으로 알려져 있다. 또한 발포알루미늄(10)의 기공 사이로 용융알루미늄(20)이 채워지면서 접촉면이 확대되고 이에 따라 접합력이 향상되게 된다. 아울러 동종 금속을 사용하여 접합하기 때문에 열팽창계수가 동일하여 온도변화에 의한 접합력의 감소현상을 방지할 수 있다. 두 번째로, 용융알루미늄(20)과 금속판재(30)가 접촉하였을 때 이들 사이에 산화 피막이 존재하게 되며, 이 또한 접촉면 사이에 열과 압력이 가해짐에 따라 많은 부분이 제거될 수 있다. 상기 용융알루미늄(20)과 금속판재(30) 사이에서는 FeAl₃ 또는 Fe₂Al₅ 등의 금속간 화합물이 생성되게 된다. 이는 높은 경도로 인한 접합강도의 저하를 가져올 수 있다. 통상 발포알루미늄과 금속판재에 열을 가하여 접합하는 데는 이러한 금속간 화합물 상의 두께가 10㎛ 이하가 되어야 하고 진공 또는 가스분위기가 필요로 하는 등 많은 제약이 따른다. 그러나 본 발명과 같이 용융알루미늄(20)을 사용하여 발포알루미늄(10)과 금속판재(30)를 접합하게 되면 용융알루미늄(20)의 열과 가압량을 조절함에 따라 이러한 문제점을 해결할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기한 바와 같은 제조방법으로 만들어진 발포알루미늄 충진 보드의 단면을 현미경으로 촬영한 사진을 도 5에 제시하고 있으며, 또한 도 6a와 도 6b에서는 발포알루미늄과 금속판재를 접합시킬 때 용융 납과 화학 접착제를 각각 사용하여 접합시킨 발포알루미늄 충진 보드의 단면을 현미경 사진으로 각각 제시하고 있다. 또한 하기의 표 1에서는 상기의 도 5와 도 6a 및 도 6b를 뒷받침할 수 있는 발포알루미늄 충진 보드의 제품성능(물리적 특성)을 구체적으로 제시하고 있다.

제품	접착제	총 두께 (mm)	접합력 (N)	휨파괴 하중(N)	특징
본 발명의 발포알루미늄 충진 보드	용융 알루미늄	10 (강판: 0.5mm)	33.3	412	ㆍ500℃ 내외에서 접합력을 유지하고 친환경성 ㆍ종래 제품보다 접합력 및 재료물성 향상
종래의 우레탄 폼 충진 보드	자체 가열접합	13 (강판: 1mm)	14.2	136	ㆍ내열성 취약 (화재시 유독가스 발생)
종래의 발포알루미늄 충진 보드	용융 납	10 (강판: 0.5mm)	19.1	241	ㆍ300℃이상에서 접합력 저하 및 중금속으로 인한 인체 유해
	화학접착제	10 (강판: 0.5mm)	17.6	150	ㆍ200℃ 이상에서 접합력 저하 및 화재시 화학접착제로 인한 유해가스발생

상기의 표 1과 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명의 발포알루미늄 충진 보드는 종래의 발포알루미늄 충진 보드(접착제로 용융 납 또는 화학접착제를 사용하는 경우)보다 접합력과 휨파괴 하중이 높음을 알 수 있고 또한 접착력에서도 종래의 제품보다 견고하게 접착되어 있음을 알 수 있다.

10: 발포알루미늄 20: 용융알루미늄
30: 금속판재 100: 가열장치
200: 가압장치

Claims (6)

1. 발포알루미늄과 금속판재를 접합시켜 충진 보드로 제조하는 장치에 있어서,
   상기 금속판재를 가열하는 가열장치와;
   상기 금속판재 내에 용융알루미늄을 도포하는 도포장치와;
   상기 도포된 용융알루미늄이 응고되기 전에 상기 금속판재 위에 상기 발포알루미늄을 위치시키기 위한 충진장치와;
   상기 금속판재와 발포알루미늄 사이에 도포된 용융알루미늄을 가압하는 가압장치로 구성됨을 특징으로 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 장치.
   
2. 상기 제1항의 장치를 사용하여 발포알루미늄 충진 보드를 제조하는 방법에 있어서,
   요구되는 제품형상에 따라 발포알루미늄과 접합시키고자 하는 금속판재를 가공하는 가공단계와;
   상기 가공단계에서 제작된 금속판재를 가열장치 위에 접촉시켜 알루미늄 용해온도 이하로 가열하는 가열단계와;
   상기 가열단계에서 가열된 금속판재 위에 용융된 알루미늄을 도포하는 도포단계와;
   상기 도포단계에서 금속판재 위에 도포된 용융알루미늄 위에 발포알루미늄을 충진하는 충진단계와;
   상기 충진단계에서 충진된 발포알루미늄에 압력을 가하여 금속판재와 접합시키는 가압단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 방법.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 가공단계에서
   상기 금속판재의 네 모서리 부분을 절단 후, 네 면을 따라 절곡시켜 가공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 방법.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 금속판재는 300~600℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 방법.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 가열단계에서,
   상기 금속판재 내에 도포되는 용융알루미늄의 온도를 액상선 이상 온도부터 750℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 방법.
   
6. 제2항에 있어서, 상기 가압단계에서,
   상기 금속판재와 발포알루미늄은 0.4MPa 이하 압력으로 10~60초에서 가압하는 것을 특징으로 하는 발포알루미늄 충진 보드의 제조 방법.

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