KR101608250B1 - 특장차용 샌드위치 패널의 제조방법 - Google Patents

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KR101608250B1 KR1020140154427A KR20140154427A KR101608250B1 KR 101608250 B1 KR101608250 B1 KR 101608250B1 KR 1020140154427 A KR1020140154427 A KR 1020140154427A KR 20140154427 A KR20140154427 A KR 20140154427A KR 101608250 B1 KR101608250 B1 KR 101608250B1
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Abstract

본 발명은 특장차용 샌드위치 패널에 관한 것으로서, 특히 기포 발생으로 인한 들뜸 현상을 방지하여 불량률을 최소화하고, 아울러 연결 부분의 틈을 통한 냉기 누출 및 외기 유입을 기밀하게 차단하여 단열효율을 극대화할 수 있는 냉동 및 냉장차량용 샌드위치 패널을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 발포 폴리에틸렌(foamed polyethylene) 폼, 발포 폴리우레탄(foamed polyurethane) 폼, 발포 폴리스티렌(foamed polystyrene) 폼, 압축 스티로폼(excluded polystyrene foam) 중 어느 하나로 이루어진 심재의 양면에 열경화성 접착제에 의해 면재가 부착되고, 그 심재와 면재 사이에 밀도는 경사 9 내지 9.5올/inch이고 위사 8.8 내지 9.2올/inch이며, 두께는 0.4 내지 0.6mm이고, 중량은 65 내지 75g/㎡인 유리섬유망(fiber glass net)이 부착된 특장차용 샌드위치 패널을 개시한다.

Description

특장차용 샌드위치 패널의 제조방법{SANDWICH PANEL OF SPECIAL VEHICLE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 특장차용 샌드위치 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기포 발생으로 인한 들뜸 현상을 방지하여 불량률을 최소화하고, 아울러 연결 부분의 틈을 통한 냉기 누출 및 외기 유입을 기밀하게 차단하여 단열효율을 극대화할 수 있는 냉동 및 냉장차량의 컨테이너형 적재함용 샌드위치 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근래 들어 물류산업의 시장규모가 비약적으로 성장하면서 일반 화물차의 적재함에 비해 편의성과 안전성이 높고 화물의 상하차 작업을 보다 효율적으로 처리할 수 있는 컨테이너형 적재함을 갖춘 특장차량인 일명 탑차가 택배용, 화물 운송용 등 다양한 용도로 널리 이용되고 있다.
특히 온도변화에 민감한 유제품, 빙과류, 육류, 어패류, 야채 따위의 각종 식료품이나 냉장·냉동식품이나 의약품을 운송 시에는 위생성 향상과 변질 방지, 신선도 유지, 품질저하 방지 등을 위해 냉동 및 냉장 설비나 기능을 갖춘 컨테이너형 적재함이 탑재된 탑차를 이용하고 있다.
이러한 탑차(특장차)의 컨테이너형 적재함은 대개 샌드위치 패널을 활용하여 제작하고 있는데, 이에 사용되는 통상의 샌드위치 패널은 종이, 발포 플라스틱재 등과 같은 저밀도 단열성 심재(core materials)의 양면에 목재 합판이나 금속재(알루미늄) 또는 플라스틱재(FRP) 등의 면재(face plates)가 접착제에 의해 부착된 형태로 이루어져 있다.
그런데 목재 합판으로 이루어진 면재의 경우 차량의 무게를 증가시켜 연비를 떨어뜨리는 데다 컨테이너형 적재함의 내외부 온도차에 의한 결로현상 발생 시 수분을 흡수하면서 쉽게 부식되거나 열화되는 문제점이 있다.
또한, 금속재나 플라스틱재 면재의 경우 비교적 두께가 얇고 가벼우면서도 강성 및 강도가 뛰어난 장점이 있지만, 표면이 편평하고 반드러운 형태적 특성상 이른바 열압 성형(hot press molding)법으로 심재와 접합시키는 과정에서 열경화성 접착제의 발열에 의해 가스기포가 발생하고, 이러한 가스기포는 대부분이 외부로 배출되지 않고 접착제층에 기공 형태로 남아 온도변화에 따라 수축과 팽창을 반복하다가 심재와 면재의 접착력 및 접착 강도를 떨어뜨려서, 결국 잦은 진동을 받거나 직사광선에 직접적으로 노출되는 등 특장차의 컨테이너형 적재함 용도로 사용하는 특성상 일정 시간이 지나면 면재가 심재에서 들뜨거나 쉽게 탈리(박리)되는 문제점이 있다.
이에 따라 대한민국 등록실용신안공보 제20-0247861호에는 심재와 면재 사이에 부직포를 부착함으로써 열압 성형법으로 심재와 면재를 접합하는 과정에서 발생하는 접착제의 가스기포가 부직포에 의해 배출되도록 하는 구조가 개시된 바 있다.
그러나 이는 접착제를 흡수하여 머금는 부직포의 물리·형태적 특성상 접착제가 불균일하게 어느 한쪽으로 쏠려서 뭉치는 현상이 일어나고, 이 상태로 접착제가 경화되는 과정에서 크랙(crack) 현상을 유발함으로써 심재와 면재의 응집력을 상당히 떨어뜨릴 수밖에 없을 뿐만 아니라 면재의 표면으로 부직포의 무늬 및 모양이 도드라져 외관미를 현저히 떨어뜨리는 한계가 있다.
즉, 대부분의 면재 표면이 하얀색이나 은색 혹은 은백색 계통의 밝은 색상으로 이루어지고 두께가 얇은 형태적 특성상 열압 과정에서 부직포의 엉킨 패턴이 면재의 겉으로 또렷하게 드러나면서 마치 거미줄이 너절하게 처지거나 얼룩진 듯한 느낌을 주어 상당히 너저분하고 조악스럽게 보이는 문제점이 있다.
더욱이 규격화된 심재와 면재를 사용하는 구조적 특성상 일정 폭 이상의 크기로 컨테이너형 적재함을 제작할 경우 심재와 심재 간의 틈새로 내부의 냉기가 쉽게 누출되거나 외기가 유입되기 때문에 냉동 및 냉장 기능을 갖춘 컨테이너형 적재함의 경우 냉기의 손실을 막기 위한 단열 및 보냉 기능의 확보하지 않고는 이러한 구조를 채용할 수 없는 한계가 있다.
이를테면, 컨테이너형 적재함 내부의 냉기가 누출되거나 외기가 내부로 유입되면 적재함의 내부온도가 급격하게 상승하고, 그 손실된 냉기만큼 온도를 보상하기 위해 필요 이상으로 냉동장치가 가동되어 에너지손실이 발생할 수밖에 없기 때문에 샌드위치 패널 구조를 채용하는 컨테이너형 적재함은 냉기의 손실을 막기 위한 단열 및 보냉 기능의 확보가 매우 중요하다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 컨테이너형 적재함(100)을 이루는 상면 및 바닥면패널과 전면 및 좌우측면패널의 상호 연결 및 결합 부분을 밀폐하기 위해 별도의 마감판(200)을 컨테이너형 적재함(100) 각각의 모서리 부분을 감싸듯이 밀착시킨 상태로 리벳팅이나 볼팅 등의 방법으로 장착하고 있는데, 금속재나 플라스틱재 면재로 이루어진 샌드위치 패널의 경우 고정력이 취약하여 리벳 및 볼트에 의해 면재가 쉽게 변형 및 파손되는 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0265215호(2002.02.21) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0247861호(2001.10.26) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2013-0000904호(2013.02.06) 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0004294호(2010.04.27) 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0065533호(2004.07.22) 대한민국 등록특허공보 제10-0556158호(2006.03.03)
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 고려하고 기존의 기술이 갖는 한계 및 문제점 해결에 역점을 두어 기포 발생으로 인한 들뜸 현상을 방지하여 접착력을 강화시키고 불량률을 줄임은 물론 내구성 및 구조적 강도를 증가시킬 수 있고, 아울러 연결 부분의 틈새를 통한 냉기 누출 및 외기 유입을 기밀하게 차단하여 단열효율을 극대화할 수 있는 새로운 구조의 특장차용 샌드위치 패널을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 예의 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명의 기술적 해결 과제 및 목적은 들뜸 현상을 방지하면서 구조적 강도를 증가시킬 수 있도록 하는 특장차용 샌드위치 패널 및 그 제조방법을 제공하는 데 있는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 해결 과제 및 목적은 냉기의 누출과 외기의 유입을 기밀하게 차단할 수 있도록 하는 특장차용 샌드위치 패널 및 그 제조방법을 제공하는 데 있는 것이다.
상술한 바와 같은 기술적 해결 과제 및 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 양태는, 발포 폴리에틸렌(foamed polyethylene) 폼, 발포 폴리우레탄(foamed polyurethane) 폼, 발포 폴리스티렌(foamed polystyrene) 폼, 압축 스티로폼(excluded polystyrene foam) 중 어느 하나로 이루어진 심재의 양면에 열경화성 접착제에 의해 면재가 부착되고, 그 심재와 면재 사이에 밀도는 경사 9 내지 9.5올/inch이고 위사 8.8 내지 9.2올/inch이며, 두께는 0.4 내지 0.6mm이고, 중량은 65 내지 75g/㎡인 유리섬유망(fiber glass net)이 부착된 것을 특징으로 하는 특장차용 샌드위치 패널을 제시한다.
이로써 본 발명은 열압 성형법으로 심재와 면재를 접합할 때 열경화성 접착제가 가열되면서 발생하는 가스기포를 유리섬유망이 외부로 신속하고 원활하게 배출시킴은 물론 접착제의 크랙 현상을 막아 심재와 면재의 접착력을 강화하므로 면재의 들뜸 현상을 방지함과 동시에 내구성 및 구조적 강도를 증가시킬 수 있고, 아울러 면재의 표면으로 격자나 망사형 무늬 및 모양이 도드라지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 심재는 다수개의 제1심재와 제2심재로 분할 형성되고, 상기 제1심재와 상기 제2심재는 그 각각의 다른 제1 및 제2심재와 연결 부분이 서로 어긋나게 겹치도록 배치됨으로써 하나의 심재와 인접하는 다른 심재 간 연결 부분의 틈을 통한 냉기 누출 및 외기 유입을 기밀하게 차단하여 단열효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시 양태로, 상기 제1심재의 상기 한쪽 면재와 마주하는 면에 일정 간격을 두고 제1슬롯이 다수 형성되고, 상기 제2심재의 상기 다른 쪽 면재와 마주하는 면에 일정 간격을 두고 제2슬롯이 다수 형성되며, 상기 제1슬롯과 상기 제2슬롯은 지그재그 형태로 배열 형성됨으로써 열압 성형법으로 심재와 면재를 접합할 때 열경화성 접착제가 가열되면서 발생하는 가스기포를 한층 더 효과적으로 배출시켜 심재와 면재의 접착력을 강화하고, 이로 인해 구조적 강도를 더욱더 증대시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 양태는, (A) 일정 규격을 갖는 제1 및 제2심재(core materials)의 한쪽 표면에 일정 깊이와 간격을 두고 슬롯을 각각 형성하는 공정, (B) 상기 (A)공정을 거친 다수개의 제1 및 제2심재를 그 각각의 측면끼리 접착제로 연이어 각각 부착하는 공정, (C) 상기 (B)공정을 거친 제1 및 제2심재의 슬롯이 서로 반대방향으로 향하도록 하고, 그 각각의 다른 제1 및 제2심재와 연결 부분이 서로 어긋나게 겹치도록 배치하여 제1 및 제2심재의 서로 마주하는 이면끼리 접착제로 부착하는 공정, (D) 면재(face plates)의 이면에 유리섬유망(fiber glass net)을 가부착하는 공정, (E) 상기 (C)공정을 거친 제1 및 제2심재의 표면에 접착제를 각각 도포하고, 상기 (D)공정을 거친 면재의 이면과 각각 부착한 후 핫 프레스로 가열 압착하여 열경화성 접착제를 경화시키는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 특장차용 샌드위치 패널의 제조방법을 제시한다.
이로써 본 발명은 심재와 면재를 접합할 때 열경화성 접착제가 가열되면서 발생하는 가스기포를 유리섬유망이 외부로 신속하고 원활하게 배출시켜 심재와 면재의 접착력을 강화하므로 면재의 들뜸 현상을 방지함은 물론 유리섬유망이 접착제를 고르게 분포시켜 경화 후 크랙 현상이 일어나는 것을 막아 내구성 및 구조적 강도를 증가시킬 수 있고, 아울러 면재의 표면으로 격자나 망사형 무늬 및 모양이 도드라지는 것을 방지할 수 있다.
그뿐만 아니라 제1 및 제2심재와 그 각각의 다른 제1 및 제2심재 간의 연결 부분이 서로 어긋나게 겹치도록 배치되어서 제1심재끼리 연결되는 부분이나 제2심재끼리 연결되는 부분의 틈을 통해 냉기가 누출되거나 외기가 유입되는 것을 기밀하게 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시 양태로, 상기 (B)공정을 거친 제1심재의 한쪽 표면의 사방 중 적어도 어느 한 방향 이상의 가장자리 부분에 일정 깊이로 채널홈을 형성한 후, 채널(channel)이 제1심재의 한쪽 표면의 사방 중 적어도 어느 한 방향 이상의 가장자리 모서리 부분을 감싸도록 그 채널의 한쪽 수평부를 채널홈에 끼워서 결합하는 공정을 더 포함하여 이루어짐으로써 컨테이너형 적재함을 이루는 각각의 모서리 부분에 별도의 마감판을 리벳팅이나 볼팅 등의 방법으로 장착할 때 면재가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성요소를 갖춘 본 발명은, 심재와 면재 사이에 유리섬유망이 개재됨으로써 접착제의 접착력과 지속력이 강화되고, 특히 열압 성형법으로 심재와 면재를 접합할 때 접착제에서 발생되는 가스기포를 유리섬유망이 외부로 신속하고 원활하게 배출시켜 심재와 면재의 접착력을 강화하므로 면재의 들뜸 현상을 방지함은 물론 유리섬유망이 접착제를 쏠림 없이 고르게 분포시켜 경화 후 크랙 현상이 일어나는 것을 막아 내구성 및 구조적 강도를 증가시킬 수 있다.
아울러 유리섬유망의 밀도는 경사 9 내지 9.5올/inch이고 위사 8.8 내지 9.2올/inch이며, 두께는 0.4 내지 0.6mm이고, 중량은 65 내지 75g/㎡인 것을 채용함으로써 열압 성형법으로 심재와 면재를 접합하는 과정에서 종래와 달리 면재의 표면으로 격자형이나 망사형 무늬 및 모양이 도드라지는 것을 방지하고, 이로 인해 제품의 불량률을 최소화하고 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 제1심재와 제2심재 그 각각의 다른 제1심재와 제2심재와 연결 부분이 서로 어긋나게 겹치도록 배치됨으로써 그 연결 부분의 틈새를 통해 냉기가 누출되거나 외기가 유입되는 것을 완벽하게 차단하여 단열효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 특장차의 컨테이너형 적재함의 국부를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 특장차용 샌드위치 패널을 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 특장차용 샌드위치 패널의 구성요소를 분리한 상태를 개략적으로 나타낸 입체도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 특장차용 샌드위치 패널의 구성요소 중 심재를 컨테이너형 적재함에 적용하기 위한 전체적인 연결 형태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 특장차용 샌드위치 패널의 구성요소 중 심재를 컨테이너형 적재함에 적용하기 위한 전체적인 연결 형태를 개략적으로 나타낸 국부 종단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝혀둔다.
삭제
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 특장차용 샌드위치 패널(1)은 크게 심재(10), 면재(20), 열경화성 접착제(30) 및 유리섬유망(40)을 포함하여 구성된다.
심재(10)는 보온, 차음, 방음, 단열 등의 기능 및 역할을 하는 것으로, 일정 규격(폭과 높이)을 갖는 발포 폴리에틸렌(foamed polyethylene) 폼, 발포 폴리우레탄(foamed polyurethane) 폼, 발포 폴리스티렌(foamed polystyrene) 폼, 압축 스티로폼(excluded polystyrene foam) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
여기서, 심재(10)는 강도가 우수한 이른바 압출 보드 타입으로 이루어지고, 도 4에 도시된 바와 같이 일정 폭(약 80~120cm)과 높이(약 200~250cm) 및 두께(약 4~8cm)로 규격화되고 밀도가 30~60kg/m이고 압축강도가 10N/㎠ 이상인 다수개의 제1심재(11)와 제2심재(12)로 분할 형성되어 있고, 그 각각의 다른 제1 및 제2심재(11)(12)와 연결 부분이 서로 어긋나게 겹친 상태로 적층되도록 배치되어 있다.
그리고 제1심재(11)와 제2심재(12)가 각각 수직으로 서로 접하는 모서리 부분은 소정간격으로 어긋나 층을 두는 단차를 가지도록 형성되어 있어서 하나의 제1심재(11) 및 제2심재(12)와 각각 수직으로 서로 대응하여 접하는 다른 제1심재(11) 및 제2심재(12) 간의 틈이 다단으로 꺾인 상태를 이루게 되고, 이로 인해 하나의 제1심재(11) 및 제2심재(12)와 각각 수직으로 서로 대응하여 접하는 다른 제1심재(11) 및 제2심재(12)는 서로 맞물림 방식으로 긴밀하게 결합되게 된다.
따라서 하나의 제1심재(11)와 인접하는 다른 제1심재(11) 간이나 하나의 제2심재(12)와 인접하는 다른 제2심재(12) 간의 연결 부분의 틈을 통해 냉기가 누출되거나 외기가 유입되는 것을 기밀하게 차단하여 단열효율을 극대화할 수 있다.
또한, 제1심재(11)의 한쪽 면재(20)와 마주하는 면에는 일정 간격을 두고 제1슬롯(11a)이 다수 형성되어 있고, 제2심재(12)의 다른 쪽 면재(20)와 마주하는 면에는 일정 간격을 두고 제2슬롯(12a)이 다수 형성되어 있다.
여기서, 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)은 V컷팅기(브이홈 컷팅기)를 이용하여 제1 및 제2심재(11)(12)의 길이 방향을 따라 폭이 1mm, 깊이가 2~3mm인 마치 'V'자 홈 형상으로 하고, 상호 간의 간격은 5~10cm 범위 내로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 제1슬롯(11a)과 제2슬롯(12a)은 서로 지그재그 형태로 배열되도록 배치하거나 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 제1슬롯(11a)과 제2슬롯(12a)은 열압 성형법으로 심재(10)와 면재(20)를 접합하는 과정에서 열경화성 접착제(30)가 가열되면서 발생하는 가스기포를 더욱 효과적으로 배출시킬 뿐만 아니라 열경화성 접착제(30)가 제1 및 제2심재(11)(12)의 표면상에 균일하게 퍼질 때 그 일부가 자연스럽게 흘러들어서 심재(10)와 면재(20)의 접착력을 한층 더 강화시키게 된다.
면재(20)는 심재(10)의 양면에 각각 부착되어 외장을 이루는 것으로, 외력을 받을 시 쉽게 파손 및 변형되지 않는 내충격성과 강성 및 강도 그리고 낮은 열전달 특성을 갖는 유리섬유강화플라스틱(glass fiber reinforced plastics)이나 강화플라스틱(fiber reinforced plastics) 또는 알루미늄판(aluminum sheet) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
여기서, 면재(20)로는 0.8~1.6mm 정도의 두께로 이루어져 가벼우면서도 인장강도와 휨강도 및 항복강도가 크고 내식성과 내후성을 갖는 유리섬유강화플라스틱을 채용하는 것이 가장 바람직하다.
열경화성 접착제(30)는 제1 및 제2심재(11)(12) 간을 각각 견고하게 결합하면서 심재(10)의 양면에 면재(20)를 견고하게 부착하는 것으로, 핫 프레스로 열압 성형 시 심재(10)와 면재(20) 및 유리섬유망(40)을 일체화시키면서 경화된다.
여기서, 열경화성 접착제(30)로는 우레탄계나 에폭시계 등의 접착제를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 60~80℃상에서 열 반응에 의해 경화되는 이액형 폴리우레탄 접착제를 사용할 수 있다.
예를 들면, 주제인 폴리에테르 폴리올(polyetherpolyol)과, 분자량 350 내지 400 정도의 메틸렌 비스페닐을 함유한 디페닐메탄 디아이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate containing methylene bisphenyl isocyanate: polymeraic MDI) 경화제를 질량비 1:1 내지 2:1로 섞고, 탄산칼슘 등의 필러를 일정량 첨가한 접착제를 사용할 수 있다.
유리섬유망(40)은 심재(10)와 면재(20) 사이에서 접착체(30)에 의해 파묻힌 상태로 부착되는 메쉬(mesh) 형태의 섬유망으로, 열압 성형법으로 심재(10)와 면재(20)를 접합하는 과정에서 열경화성 접착제(30)가 가열되면서 발생하는 가스기포를 외부로 신속하고 원활하게 배출시켜 면재(20)의 들뜸 현상을 방지하는 기능 및 역할과 함께 열경화성 접착제(30)가 경화된 상태에서 크랙 현상이 일어나는 것을 막고 전체적인 강도를 보강하는 기능 및 구실을 한다.
또한, 유리섬유망(40)은 인장 강도 및 내약품성 등이 우수한 고유의 물리·기계적 특성으로 인해 균열 방지 및 내충격성을 강화하는 작용을 하고, 이에 의해 심재(10)와 면재(20)의 접착력과 견고성이 크게 강화되어서 전체적인 내구성 및 구조적 강도를 증가시킬 수 있다.
여기서, 유리섬유망(40)의 조직은 평사(plain gauze)로 이루어지고, 밀도(KS K 0511:2009)는 경사 9 내지 9.5올/inch이고 위사 8.8 내지 9.2올/inch이며, 두께(KS K ISO 5084:2011)는 0.4 내지 0.6mm이고, 중량(KS K 0514:2011)은 65 내지 75g/㎡ 범위 내인 것을 채용함으로써 열압 성형과정에서 면재(20)의 표면으로 유리섬유망(40)이 갖는 격자형이나 망사형 무늬 및 모양이 도드라지는 것을 방지할 수 있다.
아울러 유리섬유망(40)의 인장 강도(KS K 0521:2011)는 경사방향이 600 내지 650N 정도이고, 위사방향이 150 내지 190N 정도로 형성된 것을 채용하는 것이 바람직하다.
특히 유리섬유망(40)의 밀도(KS K 0511:2009)는 경사 9.3올/inch이고 위사 9.0올/inch이며, 두께(KS K ISO 5084:2011)는 0.5mm이고, 중량(KS K 0514:2011)은 72g/㎡이며, 인장 강도(KS K 0521:2011)는 경사방향이 630N이고, 위사방향이 170N인 것을 채용하는 것이 가장 바람직하다.
만일, 유리섬유망(40)의 밀도와 두께 및 중량이 본 발명에서 적정 기준으로 제시하는 임계 범위 이하일 경우에는 열압 성형법으로 심재(10)와 면재(20)를 접합할 때 열경화성 접착제(30)가 가열되면서 발생하는 가스기포의 일부는 배출되지 않고 잔류하고, 이로 인해 경화 후 시간이 지나면 차량의 진동이나 태양열에 의한 직사광선 노출 등에 의해 면재(20)가 쉽게 들뜨는 현상이 일어나게 되고, 결과적으로 유리섬유망(40)을 통해 얻고자하는 작용 효과를 충분히 달성할 수 없게 된다.
또한, 유리섬유망(40)의 밀도와 두께 및 중량이 본 발명에서 적정 기준으로 제시하는 임계 범위 이상일 경우에는 열압 성형법으로 심재(10) 및 면재(20)와 함께 접합하면 면재(20)의 표면으로 그 격자형이나 망사형 메쉬 무늬 및 모양이 도드라지는 현상이 일어나고, 외관적인 심미감도 저하되어 품질이 현격히 떨어지게 된다.
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이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 특장차용 샌드위치 패널(1)의 제조방법을 설명한다.
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(슬롯 형성공정)
먼저, 일정 규격을 갖는 제1 및 제2심재(11)(12)의 한쪽 표면에 일정 깊이와 간격을 두고 다수 개의 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)을 각각 형성한다.
여기서, 제1 및 제2심재(11)(12)는 일정 규격(폭과 높이)을 갖는 발포 폴리에틸렌(foamed polyethylene) 폼, 발포 폴리우레탄(foamed polyurethane) 폼, 발포 폴리스티렌(foamed polystyrene) 폼, 압축 스티로폼(excluded polystyrene foam) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
아울러 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)은 V컷팅기(브이홈 컷팅기)를 이용하여 제1 및 제2심재(11)(12)의 길이 방향을 따라 폭이 1mm, 깊이가 2~3mm인 마치 'V'자 홈 형상으로 하고, 상호 간의 간격은 5~10cm 범위 내로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)은 그 횡단면 상에서 볼 때 서로 동일선상에 놓이지 않고 지그재그 형태로 배열되도록 형성하는 것이 바람직하다.
(심재 간 측방향 연결 부착공정)
이후, 제1슬롯(11a)이 형성된 제1심재(11)들을 그 측면끼리 열경화성 접착제(30)로 연이어 부착하고, 아울러 제2슬롯(12a)이 형성된 제2심재(12)들을 그 측면끼리 열경화성 접착제(30)로 연이어 접합한다.
이때, 별도의 스테이플(staple)로 하나의 제1심재(11)와 다른 제1심재(11) 간의 측면끼리 부착 및 연결된 상태를 고정하여 견고하게 유지시킴으로써 하나의 제1심재(11)와 다른 제1심재(11) 간의 측면 사이에 틈이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 더불어 별도의 스테이플(staple)로 하나의 제2심재(12)와 다른 제2심재(12) 간의 측면끼리 부착 및 연결된 상태를 고정하여 견고하게 유지시킴으로써 하나의 제2심재(12)와 다른 제1심재(12) 간의 측면 사이에 틈이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
( 채널홈 형성 및 채널 결합공정)
이후, 도 5에 도시된 바와 같이 여러 개를 일정 길이로 연이은 제1심재(11)들이 이루는 그 표면의 사방 가장자리 중 적어도 어느 한 방향 이상의 가장자리 부분에 채널홈(13)을 형성한 후, 횡단면이 마치 'ㄷ' 자형으로 형성된 강재 채널(15)의 양쪽 중 한쪽 수평부(혹은 수직부)를 채널홈(13)에 끼워서 그 채널(11)이 제1심재(11)들이 이루는 그 표면의 사방 가장자리 중 적어도 어느 한 방향 이상의 가장자리 모서리 부분을 감싸도록 결합한다.
이때, 채널홈(13)은 가늘고 긴 홈을 파내는 루터기계(router machine)나 둥근톱기계 등 이용하여 일정 깊이로 간편하게 형성할 수 있다.
이러한 채널(11) 결합공정에 의해 면재(20)의 테두리 강도가 한층 더 보강되어 별도의 마감판을 컨테이너형 적재함 각각의 모서리 부분을 감싸듯이 밀착시킨 상태로 리벳팅이나 볼팅 등의 방법으로 장착할 때 면재(20)가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 조립작업 시 샌드위치 패널의 불량률과 손실률(loss)을 줄일 수 있음은 물론이고, 작업의 편의성을 제고할 수 있다.
(심재 간 면방향 가부착공정 )
계속해서, 여러 개를 일정 길이로 각각 연이은 형태의 제1 및 제2심재(11)(12)들의 양쪽 면 중 서로 마주하는 쪽 표면, 즉 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)이 서로 반대방향으로 향하도록 하여 서로 마주하는 제1 및 제2심재(11)(12)들의 이면에다가 열경화성 접착제(30)를 일정량 도포한 후, 그 제1 및 제2심재(11)(12)들의 접합 부분이 서로 통하지 않도록 어긋나게 겹쳐서 배치한 상태로 맞대어 가부착한다.
( 면재와 유리섬유망 가부착공정 )
그리고 면재(20)의 이면에다가 열경화성 접착제(30)를 0.5mm 이하의 두께로 얇게 도포한 후 유리섬유망(40)을 가부착한다.
이때, 면재(20)와 유리섬유망(40)은 여러 개를 일정 길이로 각각 연이은 제1 및 제2심재(11)(12)의 폭과 길이에 맞게 적당한 크기로 재단한 것을 사용할 수 있음은 물론이다.
여기서, 유리섬유망(40)의 밀도(KS K 0511:2009)는 경사 9.3올/inch이고 위사 9.0올/inch이며, 두께(KS K ISO 5084:2011)는 0.5mm이고, 중량(KS K 0514:2011)은 72g/㎡이며, 인장 강도(KS K 0521:2011)는 경사방향이 630N이고, 위사방향이 170N인 것을 채용하는 것이 바람직하다.
( 열압 성형공정)
이후, 제1 및 제2심재(11)(12)의 서로 반대방향으로 향하는 한쪽 표면, 즉 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)이 형성된 면에다가 약 1~2mm 정도의 두께로 열경화성 접착제(30)를 각각 도포한 후, 유리섬유망(40)이 가부착된 면재(20)의 이면과 각각 부합시키고 핫 프레스로 가열 압착하여 접착제(30)를 경화시킴으로써 샌드위치 패널을 성형한다.
이때, 핫 프레스는 단위제곱미터당 10000kg 정도의 하중으로 약 8시간 동안 균일하게 가열 및 압력을 가하여 열경화성 접착제(30) 내에 유리섬유망(40)이 파묻히듯이 위치된 상태로 경화되도록 하고, 이에 의해 심재(10)와 면재(20) 및 유리섬유망(40)이 완전하게 일체화된다.
여기서, 열경화성 접착제(30)로는 우레탄계나 에폭시계 등의 접착제를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 60~80℃상에서 열 반응에 의해 경화되는 이액형 폴리우레탄 접착제를 사용할 수 있다.
예를 들면, 주제인 폴리에테르 폴리올(polyetherpolyol)과, 분자량 350 내지 400 정도의 메틸렌 비스페닐을 함유한 디페닐메탄 디아이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate containing methylene bisphenyl isocyanate: polymeraic MDI) 경화제를 질량비 1:1 내지 2:1로 섞고, 탄산칼슘 등의 필러를 일정량 첨가한 접착제를 사용할 수 있다.
이러한 열경화성 접착제(30)는 핫 프레스로 경화시키는 과정에서 약 80℃ 정도로 발열하면서 가스기포를 발생하는 데, 이는 유리섬유망(40)과 다수 개의 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)을 통해 외부로 자연스럽게 배출되게 된다.
이후, 열압 성형공정에 의해 심재(10)와 면재(20) 및 유리섬유망(40)이 완전하게 일체화되면 하나의 제1심재(11)와 다른 제1심재(11) 간의 측면끼리 부착 및 연결된 상태를 고정하기 위해 끼운 별도의 스테이플(staple)는 뽑아서 제거한다.
이와 같은 방법에 의해 제조된 특장차용 샌드위치 패널(1)은 심재(10)와 면재(10) 사이에 격자형이나 망사형으로 엮인 유리섬유망(40)이 개재되고, 아울러 제1 및 제2심재(11)(12)의 한쪽 표면에는 일정 깊이와 간격을 두고 다수 개의 제1 및 제2슬롯(11a)(12a)을 각각 형성됨으로써 열경화성 접착제(10)의 접착력과 지속력이 훨씬 강화될 뿐만 아니라 열압 성형법으로 접합 성형 시 열경화성 접착제(30)에서 발생되는 가스기포가 남김없이 외부로 한결 신속하고 원활하게 배출되므로 심재(10)와 면재(20)의 접착력을 한층 더 강화하고, 이와 동시에 유리섬유망(40)이 열경화성 접착제(10)를 고르게 분포시킨 상태로 안정적으로 잡아주어 경화 후 크랙이나 열화현상이 일어나는 것을 방지하게 된다.
따라서 특장차의 컨테이너형 적재함에 적용 설치 시 진동이나 온도변화 등 외부환경에 의한 악영향을 지속적으로 받더라도 면재(20)가 들뜨는 현상을 방지할 수 있다.
게다가 제1심재(11)와 제2심재(12) 그 각각의 다른 제1심재(11)와 제2심재(12)와 연결 부분이 서로 어긋나게 겹치도록 배치되어 냉기의 흐름 및 유통을 완벽하게 차단하므로 종래와 달리 심재 간 측면의 연결 부분 틈새를 통해 냉기가 누출되거나 외기가 유입되는 것을 기밀하게 차단할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백하다.
그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
10: 심재 11: 제1심재
11a: 제1슬롯(slot) 12: 제2심재
12a: 제2슬롯 13: 채널홈
15: 채널(channel) 20: 면재
30: 열경화성 접착제 40: 유리섬유망
1: 샌드위치 패널

Claims (6)

  1. 삭제
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  3. 삭제
  4. 다음의 각 공정으로 이루어지는 특장차용 샌드위치 패널의 제조방법.
    (A) 일정 규격을 갖는 제1 및 제2심재(core materials)의 표면에 일정 깊이와 간격을 두고 제1 및 제2슬롯을 각각 형성하는 공정
    (B) 상기 (A)공정을 거친 상기 제1심재들을 그 측면끼리 열경화성 접착제로 연이어 부착하고, 상기 제2심재들을 그 측면끼리 열경화성 접착제로 연이어 접합하는 공정
    (C) 상기 (B)공정을 거친 상기 제1심재들이 이루는 그 표면의 사방 가장자리 중 적어도 어느 한 방향 이상의 가장자리 부분에 채널홈을 형성한 후, 상기 채널홈에 채널(channel)의 한쪽 수평부를 끼워서 상기 채널이 상기 제1심재들이 이루는 그 표면의 사방 가장자리 중 적어도 어느 한 방향 이상의 가장자리 모서리 부분을 감싸도록 결합하는 공정
    (D) 상기 (C)공정을 거친 상기 제1 및 제2심재들의 이면에 열경화성 접착제를 도포한 후, 상기 제1 및 제2심재들의 접합 부분마다 어긋나게 겹쳐서 그 접합 부분이 서로 통하지 않도록 배치하여 가부착하는 공정
    (E) 면재(face plates)의 이면에 유리섬유망(fiber glass net)을 가부착하는 공정
    (F) 상기 (D)공정을 거친 상기 제1 및 제2심재의 표면에 열경화성 접착제를 각각 도포한 후, 상기 (E)공정을 거친 상기 면재의 이면과 각각 부합시키고 핫 프레스로 가열 압착하여 열경화성 접착제를 경화시키는 공정
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2심재는 폴리에틸렌 폼, 폴리우레탄 폼, 압축 스티로폼(excluded polystyrene foam) 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 면재는 유리섬유강화플라스틱(glass fiber reinforced plastics), 강화플라스틱(fiber reinforced plastics), 알루미늄판(aluminum sheet) 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 유리섬유망의 밀도는 경사 9 내지 9.5올/inch이고 위사 8.8 내지 9.2올/inch이며, 두께는 0.4 내지 0.6mm이고, 중량은 65 내지 75g/㎡인 것을 특징으로 하는 특장차용 샌드위치 패널의 제조방법.
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