KR200386579Y1 - 고강도 초경량 패널 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 고강도 초경량 패널은, 양측면이 개방된 허니컴(honeycomb) 부재와; 우레탄 수지가 함침된 섬유 물질로 이루어져 상기 허니컴 부재의 양측면에서 발포과정을 통해 우레탄 수지가 내부까지 채워져서 경화된 발포수지 섬유부재와; 시트 또는 플레이트 구조로 형성되어 상기 발포수지 섬유부재의 적어도 한쪽 외측면에 부착되는 외장 부재를 포함하여 구성됨으로써, 가벼우면서도 전체적인 강도가 향상되어 건축, 장식, 구조물 등의 외장 부재를 필요에 따라 다양하게 부착하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

고강도 초경량 패널{High-strength and ultra lightweight panel}

본 고안은 건축 자재나, 장식 자재, 또는 각종 제품의 구조물 등으로 사용되는 패널에 관한 것으로서, 특히 섬유 물질에 우레탄 수지가 함침된 발포 물질을 허니컴 구조물에 발포시켜 판형 등의 구조로 형성함으로써 무게가 가벼우면서 강도는 높아지도록 한 고강도 초경량 패널에 관한 것이다.

일반적으로 패널은 건축물의 바닥재, 칸막이, 벽체 구조물 등으로 사용되거나, 내부 인테리어용 또는 각종 물건의 구조물 또는 장식재로 이용되고 있다.

이와 같은 패널은 제품의 용도, 제품의 구성, 제품의 성질에 따라 다양하게 분류될 수 있다.

그 중에서도 우레탄 수지를 이용하는 패널은 강판과 강판 사이 또는 다른 재질의 판재 사이에 경질의 폴리우레탄 수지의 원액을 주입 발포하여 경화시켜 구성한 패널로서, 통상 건축 단열재 등으로 많이 사용되고 있다.

그러나 우레탄 수지를 이용한 패널은 가벼우면서도 어느 정도 견고성은 가지고 있으나, 보다 높은 강도를 갖도록 갖고, 보다 다양한 용도로 사용하기에는 한계가 있는 문제점이 있다.

또한 상기와 같은 우레탄 수지를 이용한 패널 외에도, 유리 섬유나 암면 등을 투입하여 구성한 패널 등도 있으나, 통상적으로 무게가 가벼운 소재로 이루어진 패널 제품은 강도가 약하게 되고, 상대적으로 강도가 높은 패널 제품은 무게도 많이 나가는 문제점이 발생된다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 허니컴 부재의 양면에 우레탄 수지가 함침된 부직포를 위치시키고 발포시켜 판형 등의 구조체를 구성함으로써 제품이 무게가 가벼우면서도 강도의 견고성은 더욱 향상되는 고강도 초경량 패널을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 고강도 초경량 패널은, 양측면이 개방된 허니컴(honeycomb) 부재와; 우레탄 수지가 함침된 섬유 물질로 이루어져 상기 허니컴 부재의 양측면에서 발포과정을 통해 발포된 우레탄 수지가 내부까지 채워져서 경화된 발포수지 섬유부재와; 시트 또는 플레이트 구조로 형성되어 상기 발포수지 섬유부재의 적어도 한쪽 외측면에 부착되는 외장 부재를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 패널은 발포수지 섬유부재, 허니컴 부재, 발포수지 섬유부재, 허니컴 부재, 발포수지 섬유부재 순으로 다중 구조로 이루어지고, 이 다중 구조의 외측면에 상기 외장 부재가 부착되어 구성될 수 있다.

상기 허니컴 부재는 종이, 플라스틱, 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.

상기 발포수지 섬유부재의 섬유물질은 합성 섬유 또는 유리섬유 등 어느 하나 또는 복합적으로 사용될 수 있다.

또한, 적어도 일측면이 개방된 허니컴(honeycomb) 부재와; 발포 수지가 함침된 섬유부재로 이루어져 상기 허니컴 부재의 개방된 측면에서 발포과정을 통해 발포 수지가 내부까지 투입되어 경화된 발포수지 섬유부재를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 제 1실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 도면으로서, 도 1은 사시도이고, 도 2는 내부 구조를 보여주는 사시도이며, 도 3은 내부 구성을 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 고강도 초경량 패널은 양측면이 개방된 허니컴 부재(10)와, 우레탄 수지(23)가 함침된 섬유 물질(21)로 이루어져 상기 허니컴 부재(10)의 양측면에서 발포과정을 통해 우레탄 수지(23)가 내부까지 채워져서 경화된 발포수지 섬유부재(20)와, 시트 또는 플레이트 구조로 형성되어 상기 발포수지 섬유부재(20)의 적어도 한쪽 외측면에 부착되는 외장 부재(30)로 구성된다.

먼저, 상기 허니컴 부재(10)는 본 발명에 따른 패널의 중심에 위치되는 부재로서, 우레탄 수지(23)가 발포되면서 내부를 채우게 되고, 우레탄 수지(23)가 경화되어 일체화됨에 따라 전체적으로 압축, 인장 강도 등을 크게 함과 아울러 쉽게 부러지지 않는 견고한 강성을 제공하게 된다.

이와 같은 허니컴 부재(10)는 삼각, 사각, 오각, 육각 등 다각형 기둥 모양이 연속하여 형성된 벌집 모양의 구조로 이루어지고, 두꺼운 종이 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니하고, 실시 조건에 따라 경질의 합성 수지재나 금속재 등으로 구성하는 것도 물론 가능하다.

다음, 상기 발포수지 섬유부재(20)는, 통상 섬유강화플라스틱(FRP)을 제조하기 위한 성형 재료의 일종인 SMC(Sheet Molding Compound)와 유사한 재료로서, SMC가 불포화폴리에스테르 수지가 주성분으로 사용되는 반면, 상기 발포수지 섬유부재(20)는 폴리우레탄 수지 폼(본 고안에서 ‘우레탄 수지’라 함)이 주성분으로 사용된다.

특히, 상기 발포수지 섬유부재(20)는 상기 SMC와 다르게 부직포 즉, 섬유 물질(21)이 우레탄 수지(23)에 함침된 구조로 이루어진다. 여기서 섬유 물질(21)은 합성 섬유나 유리 섬유 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 발포수지 섬유부재(20)는 본 발명의 패널을 성형하기 전에 시트 구조로 이루어진 상태에서 상기 허니컴 부재(10)의 개방된 한쪽 면 또는 양 쪽면에 밀착시킨 상태에서 물을 첨가하여 반응시킴으로써 우레탄 수지(23)가 발포되고, 상기 허니컴 부재(10)의 내측으로 발포된 우레탄 수지(23)가 채워지게 된다.

이때 상기 허니컴 부재(10)의 내부에 채워지는 우레탄 수지(23)는 저밀도 폼 구조로 경화되나, 허니컴 부재(10)의 외부에서 상기 외장 부재(30) 등에 의해 압착되는 우레탄 수지(23)는 섬유 물질(21)과 함께 고밀도 폼 구조로 경화된다.

상기 발포수지 섬유부재(20)가 상기 허니컴 부재(10)와 일체화된 상태로 경화됨에 따라 견고한 강성을 가지게 된다.

다음 상기 외장 부재(30)는, 용도 및 사용 조건에 따라 선택적으로 상기 발포수지 섬유부재(20)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 부착하여 사용할 수 있는데, 통상 상기 우레탄 수지(23)가 발포될 때 강력한 접착성을 가지므로, 상기 발포수지 섬유부재(20)를 경화시킬 때 밀착시키게 되면, 별도의 접착제를 이용하지 않고도 일체로 부착하여 구성할 수 있다. 물론 필요에 따라 접착제를 이용하여 부착하는 것도 가능하고, 상기 발포수지 섬유부재(20)가 경화된 후에 접착제를 이용하여 부착할 수도 있다.

이와 같은 본 고안에 따른 고강도 초경량 패널은 우레탄 수지(23)를 이용하여 난연 성능이 우수한 제품을 생산할 수 있으며, 아울러 열로 인한 수축팽창 등 변화가 거의 없고 경량이므로 시공 및 설치시 사용하기 편리하며, 단열 효과가 우수함과 아울러 물이나 습기 등에 대한 저항력이 우수한 성질을 갖게 된다.

특히, 패널의 고강도 경량화가 요구되는 각종 제품에 용이하게 적용하여 사용할 수 있다.

즉, 상기 외장 부재(30)로 데코레이션 시트 혹은 필름을 부착하는 경우에는 경량 내장재로 사용할 수 있고, PP 필름, PET 필름 등 이형성이 좋은 필름을 부착하는 경우에는 콘크리트 거푸집 등으로 사용할 수도 있다.

이때, 콘크리트 타설 후 매끄러운 표면을 얻을 수 있어 별도의 추가 공정 없이 바로 마감재 역할을 할 수 있다.

또한, 상기 외장 부재(30)로 알루미늄판 또는 스테인레스판 등 금속판을 부착하여 건물 내외장재로도 사용할 수 있고, 또한 외장 부재(30)로 대리석, 인조석, 천연석, 고급 원목 등을 얇게 부착시켜 바닥재 또는 벽면재 등 건물 인테리어용 패널로 이용할 수 있다. 이때 외장 부재(30)로 사용되는 주재료의 두께 즉, 사용량을 크게 줄이면서도 주재료에 상응하는 강성을 갖게 되어, 경제성 측면에서 상당히 유리하게 된다.

또한, 선박, 차량, 항공기 등의 내장 부품의 구조체로 사용할 수 있는데, 이때에는 기술 발전에 따라 운송 수단이 경량화되는 추세에 맞추어 대체용 소재로 사용할 경우에 운송 수단의 경량화에 기여할 수 있게 된다.

도 4는 본 고안의 제 2실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 단면도이다.

전술한 제 1실시예에서는 단일 허니컴 부재(10)를 중심으로 패널을 구성된 구조를 예시하였으나, 도 4에 예시된 본 실시예에서는 복수의 허니컴 부재(10‘)를 이용한 다중 구조로 이루어진다.

즉, 본 고안의 제 2실시예에 따른 패널은 외장 부재(30‘), 발포수지 섬유부재(20’), 허니컴 부재(10‘), 발포수지 섬유부재(20’), 허니컴 부재(10‘), 발포수지 섬유부재(20’), 외장 부재(30‘) 순으로 구성된다.

물론, 이와 같은 방법으로 3중 구조 또는 그 이상의 다중 구조로 구성하는 것도 가능하다.

도 5는 본 고안의 제 3실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 단면도이다.

전술한 제 1 및 제 2 실시예에서는 외장 부재(30)(30‘)가 부착된 구조를 예시하여 설명하였으나, 도 5에 도시된 본 실시예에서는 허니컴 부재(10“)에 섬유 물질(21”)이 함침된 발포수지 섬유부재(20“)를 일체로 형성하고, 이때 경화되는 발포수지 섬유부재(20”)의 외측면을 평판 등의 구조물로 경화시켜 패널을 형성한 구조를 예시하고 있다.

이와 같은 본 실시예의 패널은 그대로 사용하는 것도 가능하며, 필요에 따라 접착제 등을 이용하여 본 고안의 제 1실시예에서 설명한 각종 외장 부재(30)를 부착하여 사용하는 것도 가능하다.

그리고, 발포수지 섬유부재(20“)를 구성하는 발포물질로 상기한 우레탄 수지(23)에 한정되지 아니하고, 폴리우레탄 수지(23) 등 다양한 종류의 발포 합성수지를 적용하는 것도 가능하다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 고안에 따른 고강도 초경량 패널은, 발포 물질의 특성을 이용하여 가벼우면서도 섬유물질 및 허니컴 등의 강성을 보강하는 구조물이 추가되어 구성되기 때문에 발포 물질로 이루어진 동일한 크기의 패널에 비하여 전체적인 강도를 배가시킬 수 있는 이점이 있다.

특히, 전체적으로 발포 물질 내부에 허니컴 구조물과 섬유 구조물이 일체화된 구성으로 이루어지기 때문에 압축 탄성이 뛰어나면서도 인장 강도 매우 높아지게 되는 이점이 있다.

또한 건축, 장식, 구조물 등의 외장 부재를 필요에 따라 다양하게 부착하여 사용할 수 있기 때문에 사용 및 적용 분야의 폭이 넓고, 사용 조건에 따라 다양하게 변형하여 사용할 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 고안의 제 1실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 사시도,

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 고강도 초경량 패널의 내부 구조가 도시된 사시도,

도 3은 본 고안의 제 1실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 단면도,

도 4는 본 고안의 제 2실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 단면도,

도 5는 본 고안의 제 3실시예에 따른 고강도 초경량 패널이 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 허니컴 부재 20 : 발포 우레탄 섬유부재

21 : 섬유 물질 23 : 우레탄 수지

30 : 외장 부재

Claims (5)

1. 양측면이 개방된 허니컴(honeycomb) 부재와;

   우레탄 수지가 함침된 섬유 물질로 이루어져 상기 허니컴 부재의 양측면에서 발포과정을 통해 발포된 우레탄 수지가 내부까지 채워져서 경화된 발포수지 섬유부재와;

   시트 또는 플레이트 구조로 형성되어 상기 발포수지 섬유부재의 적어도 한쪽 외측면에 부착되는 외장 부재를 포함한 것을 특징으로 하는 고강도 초경량 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 패널은 발포수지 섬유부재, 허니컴 부재, 발포수지 섬유부재, 허니컴 부재, 발포수지 섬유부재 순으로 다중 구조로 이루어지고, 이 다중 구조의 외측면에 상기 외장 부재가 부착된 것을 특징으로 하는 고강도 초경량 패널.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 허니컴 부재는 종이 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 초경량 패널.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 발포수지 섬유부재의 섬유물질은 합성 섬유 또는 유리섬유 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 초경량 패널.
5. 적어도 일측면이 개방된 허니컴(honeycomb) 부재와;

   발포 수지가 함침된 섬유부재로 이루어져 상기 허니컴 부재의 개방된 측면에서 발포과정을 통해 발포 수지가 내부까지 투입되어 경화된 발포수지 섬유부재를 포함한 것을 특징으로 하는 고강도 초경량 패널.