KR101931781B1 - multi purpose structure of light weight and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다용도 경량 구조체와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가벼우면서 강도가 높아 건축자재나 부표 등의 다양한 용도로 활용될 수 있는 경량 구조체와 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다용도 경량 구조체는 경량 소재의 함체와, 함체의 내부에 무질서하게 수용된 다수의 공기팩들과, 공기팩들의 주위에 형성되어 상기 공기팩들을 하나의 덩어리로 결합시키는 바인더와, 함체의 표면에 형성되어 상기 함체의 강도를 증대시키는 보강층을 구비한다. The present invention relates to a multipurpose lightweight structure and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a lightweight structure which is light and has high strength and can be utilized for various purposes such as building materials and buoys, and a manufacturing method thereof.
A multipurpose lightweight structure of the present invention comprises a housing of a lightweight material, a plurality of air packs randomly housed inside the housing, a binder formed around the air packs to bind the air packs into one lump, And a reinforcing layer formed on the reinforcing layer to increase the strength of the enclosure.
Description
본 발명은 다용도 경량 구조체와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가벼우면서 강도가 높아 건축자재나 부표 등의 다양한 용도로 활용될 수 있는 경량 구조체와 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multipurpose lightweight structure and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a lightweight structure that is lightweight and has high strength and can be utilized for various purposes such as building materials and buoys, and a method of manufacturing the same.
가볍고 강도가 높은 소재로 형성된 경량 구조체가 다양한 분야에서 이용되고 있다. Lightweight structures made of lightweight and high-strength materials are used in various fields.
가령, 발포 금속이나 발포 수지, 발포 콘크리트 등을 이용하여 단열재, 내부 및 외부 마감재와 같은 건축자재로 이용하거나, 부표나 부구 등과 같은 부력체로 이용하기도 한다. For example, foamed metal, foamed resin, foamed concrete, etc. may be used as building materials such as insulation, interior and exterior finishing materials, or as buoyancy materials such as buoys or buoys.
대한민국 공개특허 제10-2017-0000436호에는 에어셀을 활용한 하이브리드 패널이 개시되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-2017-0000436 discloses a hybrid panel using an air cell.
상기 에어셀을 활용한 하이브리드 패널은 내부에 공기가 주입되어 원형 단면 형상을 갖는 에어셀과, 상기 에어셀의 표면에 접착제를 통해 부착되는 프레임과, 상기 에어셀과 프레임을 감싸 사각 단면 형상을 가지며 알루미늄과 같은 금속과 세라믹도료로 방염처리된 목재로 성형되는 커버로 이루어진다. The hybrid panel using the air cell includes an air cell having a circular cross-sectional shape and having a circular cross-sectional shape, a frame attached to the surface of the air cell through an adhesive, and a frame having a rectangular cross- And a cover formed of wood flame retarded by a ceramic paint.
상기 하이브리드 패널은 내부에 공기가 주입된 에어셀이 형성되어 있어서 가벼운 특징을 가진다. 하지만, 커버가 금속으로 성형되어 무게를 줄이는데 한계가 있으며, 다양한 형태와 모양으로 가공하기가 어렵다는 문제점이 있다. The hybrid panel has a light feature because an air cell into which air is injected is formed. However, there is a limit in reducing the weight of the cover formed by metal, and it is difficult to process the cover in various shapes and shapes.
또한, 하이브리드 패널의 내부에 수용된 에어셀이 동일한 크기와 모양으로 규칙적으로 배치되어 있으므로 가공을 위한 절단시 또는 사용 중 파손시에 에어셀 모두에 물이 스며들 수 있어서 부표나 부구와 같은 부력체로 사용할 수 없다는 문제점이 있다. In addition, since the air cells accommodated in the hybrid panel are regularly arranged in the same size and shape, water can be permeated into both the air cells during cutting for processing or during use, so that they can not be used as buoyant bodies such as buoys and buoys There is a problem.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 가벼우면서 강도가 높아 건축자재나 부표 등의 다양한 용도로 활용될 수 있는 경량 구조체와 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a lightweight structural body which is light and has high strength and can be utilized for various purposes such as building materials and buoys, and a manufacturing method thereof.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다용도 경량 구조체는 경량 소재의 함체와; 상기 함체의 내부에 무질서하게 수용된 다수의 공기팩들과; 상기 공기팩들의 주위에 형성되어 상기 공기팩들을 하나의 덩어리로 결합시키는 바인더와; 상기 함체의 표면에 형성되어 상기 함체의 강도를 증대시키는 보강층;을 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-purpose lightweight structural body comprising: a housing of a lightweight material; A plurality of air packs randomly housed within the enclosure; A binder formed around the air packs to bind the air packs into one lump; And a reinforcement layer formed on the surface of the enclosure to increase the strength of the enclosure.
상기 경량 소재는 발포수지인 것을 특징으로 한다.And the lightweight material is a foaming resin.
상기 공기팩들은 서로 다른 모양과 크기로 상기 함체에 수용된다.The air packs are accommodated in the housing in different shapes and sizes.
상기 공기팩은 내부에 공기가 채워진 비닐 소재의 내피와, 상기 바인더와 접착력을 강화시키 위해 상기 내피의 바깥면에 부착되는 부직포 소재의 외피를 구비한다.The air pack has an inner skin of vinyl material filled with air and an outer skin of a nonwoven fabric attached to the outer surface of the inner skin to enhance adhesion with the binder.
상기 코팅층은 상기 함체의 표면에 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 도포하여 형성시킨다.The coating layer is formed by applying urethane resin or urea resin to the surface of the housing.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다용도 경량 구조체의 제조방법은 다수의 공기팩들을 준비하여 상기 공기팩들의 내부에 공기를 주입시키는 공기주입단계와; 상기 공기팩들의 주입구를 막은 후 상기 공기팩들의 표면에 바인더를 도포하는 도포단계와; 상기 바인더가 도포된 상기 공기팩들을 내부가 비어있는 경량 소재의 함체의 내부에 무질서하게 밀어넣는 충진단계와; 상기 함체의 개방된 입구를 덮는 밀폐단계와; 상기 함체의 강도를 증대시키기 위해 상기 함체의 표면에 보강층을 형성하는 보강단계;를 포함한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for manufacturing a multipurpose lightweight structure, comprising: preparing a plurality of air packs and injecting air into the air packs; Applying a binder to the surfaces of the air packs after closing the injection ports of the air packs; A filling step of randomly pushing the air packs coated with the binder into an interior of a lightweight material container in which the inside is empty; A sealing step of covering the open mouth of the housing; And a reinforcing step of forming a reinforcing layer on the surface of the housing to increase the strength of the housing.
상기 보강단계는 우레탄 수지 또는 우레아 수지가 수용된 저장통의 내부에 상기 함체를 일정 깊이로 침지시킨 상태에서 상기 함체를 회전시켜 상기 보강층을 형성한다. The reinforcing step forms the reinforcing layer by rotating the housing in a state that the housing is immersed in a reservoir containing a urethane resin or a urea resin.
상술한 바와 같이 본 발명은 경량소재의 함체의 내부에 공기팩을 채운 다음 함체의 바깥을 보강한 구조이므로 가볍고 강도가 높아 단열재, 내부 마감재 및 외부 마감재, 바닥재, 경량패널 등의 건축자재 또는 부표, 부구, 푼툰 등의 부력체와 같은 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있다. As described above, according to the present invention, since the inside of a housing of a lightweight material is filled with an air pack and then the outside of the housing is reinforced, the housing is light and has high strength, Such as buoyancy, buoyancy, and buoyancy, such as Punctun.
본 발명의 경량 구조체는 함체의 내부에 공기팩이 무질서하게 형성되어 있으므로 자유롭게 가공하여 다양한 모양과 크기로 제작할 수 있으며, 파손시에도 일부의 공기팩들만 손상되므로 경량 구조체 본연의 기능을 유지할 수 있는 장점을 갖는다. The lightweight structure of the present invention can be freely processed and formed into various shapes and sizes because the air pack is formed in disorder in the interior of the housing, and only a part of the air packs are damaged in case of damage, Respectively.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다용도 경량 구조체와 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a multipurpose lightweight structural body according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 다용도 경량 구조체(10)는 경량 소재의 함체(20)와, 함체(20)의 내부에 무질서하게 수용된 다수의 공기팩들(30)과, 공기팩들(30)의 주위에 형성되어 공기팩들(30)을 하나의 덩어리로 결합시키는 바인더(40)와, 함체(20)의 표면에 형성되어 함체(20)의 강도를 증대시키는 보강층(50)을 구비한다. 1 and 2, a
함체(20)는 내부가 비어 있는 구조이다. 따라서 함체(20)는 내부가 비어있는 통이나 박스, 샌드위치와 같은 구조를 가질 수 있다. 도시된 예에서 함체는 원통형으로 형성되어 있다. 그리고 다른 예로 도 5와 같이 함체(27)는 사각통으로 형성될 수 있다. The housing (20) has a hollow interior. Therefore, the
함체는 일측에 개방된 입구나 개구가 형성될 수 있다. 본 발명에 적용된 함체(20)는 무게를 줄이기 위해 경량 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 경량소재로 내구성이 우수한 합성수지를 이용할 수 있다. 특히 바람직한 경량 소재로 발포수지를 이용할 수 있다. 가령, 발포수지로 스티로폼을 이용할 수 있다. The enclosure may be provided with openings or openings on one side. It is preferable that the
함체(20)의 내부에는 다수의 공기팩들(30)이 수용된다. A plurality of air packs (30) are accommodated in the housing (20).
공기팩(30)은 내부에 공기가 채워진 구조를 갖는다. 공기팩(30)은 도시된 구형 외에도 도 3과 같은 튜브형 공기팩(60), 도 4와 같은 파우치형 공기팩(70) 등 다양한 모양과 크기로 형성될 수 있다. The
공기팩(30)은 주입구를 통해 내부로 공기를 주입한 후 주입구를 막아 내부를 밀폐시킨다. 공기팩(30)은 공기의 주입량이나 외부에서 가해지는 압력에 의해 모양이 변형될 수 있도록 유연한 소재로 형성된다. 가령, 공기팩은 비닐 소재로 형성될 수 있다. The air pack (30) injects air into the interior of the air pack (30) through an injection port, and closes the inside of the air pack (30). The
바람직하게 공기팩(30)은 내피(31)와 외피(35)로 이루어지는 이중구조로 형성된다. 예를 들어 공기팩(30)은 내부에 공기가 채워진 비닐 소재의 내피(31)와, 내피(31)의 바깥면에 부착되는 부직포 소재의 외피(35)로 이루어질 수 있다. Preferably, the
부직포 소재의 외피(35)는 유연성을 가지면서 비닐 소재의 내피(31)를 보호할 뿐만 아니라 공기팩(30)의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 공기팩들(30)이 바인더(40)에 의해 서로 결합될 때 부직포 외피(35)에 의해 접착력이 크게 강화된다. The
부직포의 소재로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 아크릴, 나일론, 폴리에스테르 등을 사용할 수 있으며, 가격이나 인장강도, 충격강도 등을 고려할 때 폴리에틸렌테레프탈레이트계 부직포가 바람직하다. As a material of the nonwoven fabric, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), acryl, nylon, polyester and the like can be used. In consideration of price, tensile strength, impact strength, .
본 발명에서 공기팩들(30)은 바인더(40)가 도포된 상태로 함체(20)의 내부로 무작위로 집어넣으므로 공기팩들(30)은 특정한 배치로 질서정연하게 함체(200의 내부에 수용되는 것이 아니라 무질서하게 함체(20)의 내부에 수용된다. 따라서 함체(20)의 일부가 절단되거나 파손되더라도 일부의 공기팩들만 손상되고 나머지의 공기팩들은 모두 공기가 채워진 상태로 있으므로 경량 구조체 본연의 기능을 유지할 수 있는 장점을 갖는다. Since the
이와 같이 함체(20)의 내부에 채워진 공기팩들(30)은 무질서하게 위치할 뿐만 아니라 함체(20)의 내부에 가득 밀어 넣어서 채우므로 유연한 공기팩들(30)은 모양과 크기가 변형된다. 따라서 동일한 모양과 크기를 갖는 공기팩들(30)을 함체(20)의 내부에 투입하더라도 최종적으로 함체(20)의 내부에 수용된 공기팩들(30)은 서로 다른 모양과 크기로 변형된 상태를 갖는다. Since the
바인더(40)는 다수의 공기팩들(30)의 주위에 형성되어 공기팩들(30)을 하나의 덩어리로 만드는 역할을 한다. 바인더(40)로 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 중의 어느 하나를 이용할 수 있다. The
바인더(40)는 공기팩들(30) 사이의 빈 공간에 충진되어 공기팩들(30)을 상호 결합시킨다. 또한, 바인더(40)는 공기팩들(30)의 표면에만 도포되어 공기팩들(30)을 상호 결합시킬 수 있으며, 이 경우 공기팩들(30) 사이에 무정형의 빈 공간들이 다수 형성될 수 있다. The
보강층(50)은 함체(20)의 표면에 형성된다. 보강층(50)은 함체(20)의 강도를 증대시키는 역할을 한다. 함체(20)의 소재가 스티로폼과 같은 발포수지일 경우 보강층(50)의 역할은 매우 유용하다. The reinforcing
보강층(50)은 일 예로 함체(20)의 표면에 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 도포하여 코팅시킨다. 우레탄 수지 또는 우레아 수지는 경화 후 높은 강도를 가지므로 함체(20)의 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. For example, the reinforcing
보강층(50)의 다른 예로 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 적신 부직포로 함체(20)의 바깥을 감싸 형성할 수 있다. 이러한 보강층(50)은 내충격성, 내마모성 등의 강도를 더욱 높여 우수한 보강효과를 갖는다. Another example of the reinforcing
상술한 본 발명의 다용도 경량 구조체는 단열재, 내부 마감재 및 외부 마감재, 바닥재, 경량패널 등과 같은 건축자재로 이용될 수 있다. 또한, 물보다 비중이 낮아 양식용 부표나 부구, 해상구조물 지지용 부구나 푼툰 등과 같은 부력체로 이용될 수 있다. 또한, 각종 경량구조물의 판재가 각재, 봉 등으로 이용될 수 있다. The above-described versatile lightweight structure of the present invention can be used as a building material such as a heat insulating material, an inner finishing material and an exterior finishing material, a flooring material, a lightweight panel, and the like. In addition, the specific gravity is lower than that of water, so it can be used as a buoyant body such as a buoy for aquaculture, a buoy for marine structures, or a Puncture. In addition, plate materials of various lightweight structures can be used as sheets, rods, and the like.
본 발명의 다용도 경량 구조체는 함체의 모양과 크기에 따라 다양한 형태로 제작이 가능하다. 또한, 제작된 경량 구조체를 여러 방향에서 자유롭게 절단이 가능하여 다양한 모양과 크기로 가공할 수 있는 장점을 갖는다. The multipurpose lightweight structure of the present invention can be manufactured in various forms according to the shape and size of the housing. In addition, the manufactured lightweight structure can be freely cut in various directions, and thus it can be processed into various shapes and sizes.
이하, 도 1 및 도 2, 도 6을 참조하면서 본 발명의 다용도 경량 구조체의 제조방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the versatile lightweight structural body of the present invention will be described with reference to Figs. 1, 2, and 6. Fig.
먼저, 다수의 공기팩들(30)을 준비하여 공기팩들(30)의 내부에 공기를 주입시킨다. First, a plurality of air packs 30 are prepared and air is injected into the air packs 30.
공기팩(30)에 형성된 주입구를 통해 공기팩(30) 내부에 공기를 주입한 후 주입구를 막는다. Air is injected into the
다음으로, 공기팩들(30)의 주입구를 막은 후 공기팩들(30)의 표면에 바인더(40)를 도포한다. 바인더는 상술한 바와 같다. Next, after the injection port of the air packs 30 is closed, the
공기팩(30)의 표면에 바인더(40)를 도포하는 것은 다양한 방법으로 수행할 수 있다. 가령, 공기팩(30)의 표면에 액상의 바인더를 살포하거나 칠하는 방법으로 도포할 수 있다. 또한, 공기팩(30)에 바인더를 부어 도포할 수 있다. 도한, 바인더(40)를 다수의 공기팩들(30)과 한데 혼합한 후 저어서 바인더(40)를 도포할 수 있다. The application of the
다음으로, 바인더(40)가 도포된 공기팩들(30)을 경량 소재의 함체(20)의 내부에 무질서하게 밀어넣는다. Next, the air packs 30 to which the
도 6에 나타난 바와 같이 상부가 개방된 함체(20)의 내부에 바인더(40)가 도포된 공기팩들(30)을 투입한다. 도시된 예에서는 액상의 바인더(40)와 공기팩들(30)을 함께 혼합한 형태로 함체(20)의 내부로 부어 넣는다. As shown in FIG. 6, the air packs 30 to which the
이와 같이 함체(20)의 내부로 투입된 공기팩들(30)은 무질서하게 뒤섞인 상태로 위치한다. 함체(20)의 상부에서 일정한 압력을 주어 공기팩들(30)을 가압하면서 함체(20)의 내부에 가득 밀어 넣는다. Thus, the air packs 30 inserted into the
다음으로, 함체(20)의 개방된 입구를 덮는다. 입구를 덮기 위해 별도로 제작한 덮개(25)를 함체(20)의 상부에 결합시킬 수 있다. 덮개는 함체에 억지끼움되거나 별도의 고정도구를 이용하여 고정될 수 있음은 물론이다. Next, the open mouth of the
다음으로, 함체(20)의 강도를 증대시키기 위해 함체(20)의 표면에 보강층(50)을 형성한다. Next, a reinforcing
보강층(50)은 함체(20)의 표면에 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 도포하여 코팅하는 방법으로 형성할 수 있다. The reinforcing
보강층(50)의 다른 예로 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 적신 부직포로 함체(20)를 감싸 형성할 수 있다. Another example of the reinforcing
또한, 다른 예로 우레탄 수지 또는 우레아 수지가 수용된 저장통의 내부에 함체를 일정 깊이로 침지시킨 상태에서 함체를 회전시키는 방법으로 함체의 표면에 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 도포하여 보강층을 형성할 수 있다. 이와 같이 보강층을 형성할 경우 빠른 시간 내에 많은 양의 작업이 가능하다. As another example, urethane resin or urea resin may be coated on the surface of the housing to form a reinforcing layer by rotating the housing in a state in which the housing is immersed in a reservoir containing a urethane resin or a urea resin. When the reinforcing layer is formed as described above, a large amount of work can be performed in a short time.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
10: 경량구조체 20: 함체
30: 공기팩 40: 바인더
50: 보강층10: lightweight structure 20: enclosure
30: air pack 40: binder
50: reinforced layer
Claims (7)
상기 함체의 내부에 무질서하게 수용된 다수의 공기팩들과;
상기 공기팩들의 주위에 형성되어 상기 공기팩들을 하나의 덩어리로 결합시키는 바인더와;
상기 함체의 표면에 형성되어 상기 함체의 강도를 증대시키는 보강층;을 구비하고,
상기 공기팩은 내부에 공기가 채워진 비닐 소재의 내피와, 상기 바인더와 접착력을 강화시키 위해 상기 내피의 바깥면에 부착되는 부직포 소재의 외피를 구비하는 것을 특징으로 하는 다용도 경량구조체. A housing of a lightweight material;
A plurality of air packs randomly housed within the enclosure;
A binder formed around the air packs to bind the air packs into one lump;
And a reinforcement layer formed on a surface of the enclosure to increase the strength of the enclosure,
Wherein the air pack has an inner skin of vinyl material filled with air and an outer skin of a nonwoven fabric attached to the outer surface of the inner skin to enhance adhesion with the binder.
상기 함체의 내부에 무질서하게 수용된 다수의 공기팩들과;
상기 공기팩들의 주위에 형성되어 상기 공기팩들을 하나의 덩어리로 결합시키는 바인더와;
상기 함체의 표면에 형성되어 상기 함체의 강도를 증대시키는 보강층;을 구비하고,
상기 보강층은 상기 함체의 표면에 우레탄 수지 또는 우레아 수지를 도포하여 코팅시킨 것을 특징으로 하는 다용도 경량구조체. A housing of a lightweight material;
A plurality of air packs randomly housed within the enclosure;
A binder formed around the air packs to bind the air packs into one lump;
And a reinforcement layer formed on a surface of the enclosure to increase the strength of the enclosure,
Wherein the reinforcing layer is formed by applying urethane resin or urea resin to the surface of the housing.
상기 공기팩들의 주입구를 막은 후 상기 공기팩들의 표면에 바인더를 도포하는 도포단계와;
상기 바인더가 도포된 상기 공기팩들을 내부가 비어있는 경량 소재의 함체의 내부에 무질서하게 밀어넣는 충진단계와;
상기 함체의 개방된 입구를 덮는 밀폐단계와;
상기 함체의 강도를 증대시키기 위해 상기 함체의 표면에 보강층을 형성하는 보강단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다용도 경량구조체의 제조방법. An air injection step of preparing a plurality of air packs and injecting air into the air packs;
Applying a binder to the surfaces of the air packs after closing the injection ports of the air packs;
A filling step of randomly pushing the air packs coated with the binder into an interior of a lightweight material container in which the inside is empty;
A sealing step of covering the open mouth of the housing;
And forming a reinforcing layer on the surface of the housing to increase the strength of the housing.
7. The method of claim 6, wherein the reinforcing step comprises forming the reinforcing layer by rotating the housing in a state where the housing is immersed in a reservoir containing a urethane resin or a urea resin, Way.
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