KR20050091206A - 열융착성 재료로 이루어진 허니콤 구조체 - Google Patents
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Abstract
개시된 열융착성 재료로 이루어진 허니콤 구조체는 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와, 이의 양쪽 외면에 접착되는 패널을 포함하여 구성되며, 경우에 따라 허니콤 코어의 양쪽 외면에 열융착 방식에 의해 접착되는 부직포를 포함하여 구비될 수 있다.
이때, 허니콤 코어의 양쪽 외면 또는 그 외부에 접착되는 부직포의 외면에 각각 접착되는 패널은 그 용도에 따라 여러 가지 다양한 재료로써 형성될 수 있으며, 철판이나 알루미늄 판의 금속재, 무가교 발포 폴리에틸렌, 발포 알루미늄, 멜라민 수지, 폴리프로필렌 시트, 유리섬유, 흡음성 부직포가 그 재료로 이용될 수 있다.
이와 같은 구성의 열융착성 재료로 이루어진 허니콤 구조체는 경량이면서도 시공이 쉬울 뿐 아니라, 생산원가를 낮출 수 있고, 단열성, 흡음 및 방음성이 뛰어나며, 충격을 저감시킬 수 있고, 외부의 환경에 따른 변형이 적게 되며, 압축강도 등의 기계적 성질이 우수한 효과를 얻을 수 있어 건축용, 차량용, 가구용 등의 각종 구조물로서 이용된다.
Description
본 발명은 허니콤(honeycomb) 구조를 적용한 허니콤 구조체에 관한 것으로서, 특히 열융착성 재료로 이루어지는 허니콤 코어(honeycomb core)와, 그 양쪽 외면에 접착되는 다양한 재료의 패널을 포함하여 구성되는 열융착성 재료로 이루어진 허니콤 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 허니콤 구조체는 박판(薄板)을 가공하여 벌집 모양으로 접착하여 만들어지는 구조물을 말한다.
이러한 허니콤 구조체는 단열성, 흡음 및 방음성이 뛰어나고, 무게가 가벼우며, 내구성이 뛰어날 뿐 아니라, 충격을 흡수하여 완화하는 특성이 있어 다양한 분야에 응용되고 있다.
이러한 허니콤 구조의 응용분야로는 대표적으로 건축용 구조체, 자동차용 내·외장재 가 있으며, 또한 가구, 칸막이, 포장재 등에 널리 사용되고 있다.
종래의 허니콤 구조체는 도 1에 도시된 바와 같은 것이 일반적으로 채택되었다.
도면을 참조하면, 두 개의 패널(11, 12) 사이에 허니콤 코어(10)를 형성한 것으로, 상기 허니콤 코어(10)의 재료는 알루미늄판 또는 철판 등의 금속이거나 종이 또는 목재인 경우가 대부분이었다.
그런데, 허니콤 코어가 금속인 경우 가격이 비싸고, 무게가 무거운 경향이 있으며, 따라서 시공하는 데에 있어 어려움이 있어 왔다.
또한, 상기 허니콤 코어가 목재인 경우에는 열에 약하여 화재의 위험성이 있을 뿐 아니라, 무게 또한 많이 나가게 되고, 가격 또한 비싸다는 문제가 있어 왔다.
또한, 종이로 만들어지는 허니콤 코어의 경우 역시, 열에 약하여 화재의 위험성이 있을 뿐 아니라, 습기에 따른 변형이 쉽게 되고, 강도가 약하다는 문제점이 있었다.
한편, 이와 같은 허니콤 구조체의 예는 국내 실용신안공보 제95-33435호, 국내 실용신안공보 제92-19362호, 국내 특허공보 제2003-0045983호 및 미국 특허공보 제4573304호에 개시된 바 있다.
먼저, 국내 실용신안공보 제95-33435호에 개시된 구조물 패널(panel)은 도 2에서 개시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 개시된 고안은 철판으로 이루어진 양측의 패널(21, 22) 사이에 허니콤 코어로서 벌집 형상의 보강재(20)를 내장함으로써, 무게를 줄이고, 구조물의 압축강도를 향상시킬 수 있도록 하여 건축용 내외장재 및 자동차용의 내장재 등에 이용될 수 있는 구조로 이루어져 있다.
그러나 이러한 구조물 패널도 도 1에서 설명한 구조와 마찬가지로, 허니콤 구조체(20)와 그 양쪽 외면에 접합되는 패널(21, 22)이 모두 철판 등의 금속재로 이루어짐으로써, 무게가 무겁고, 시공이 어려우며, 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있다.
또한, 국내 실용신안공보 제92-19362호에 개시된 건축용 패널은 도 3에 개시되어 있다.
도면을 참조하면, 허니콤 코어(30)는 목재로 이루어지며, 그 일면과 타면의 양측으로 발포체(31, 32)와 보강 메쉬(mesh, 33, 34) 및 몰타르층(35, 36)이 차례로 형성되는 구조로 구성된다.
그러나 이러한 건축용 패널의 경우에도 도 1에서 설명한 구조와 마찬가지로 패널의 대부분이 목재 등의 재료로 구성됨으로써, 무게가 많이 나가고, 화재의 위험성이 높을 뿐 아니라 가격에 있어서도 생산원가가 높아지는 문제점이 있다.
또한, 국내 특허공보 제2003-0045983호에 개시된 벽체 및 자동차 내장재용 패널은 도 4에 개시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 개시된 발명은 허니콤 코어(40)의 양쪽 외면에 판재(41, 42)을 접착하여 벽체 및 자동차 내·외장재용 패널을 만드는 것과, 이의 접착력을 향상시키기 위하여 폴리프로필렌 필름(polypropylene film; 43, 44)을 적층하는 것을 개시한 것 뿐이며, 상기한 문제점을 해결할 수 있는 구조는 가지고 있지 않다.
또한, 미국 특허공보 제4573304호에 개시된 허니콤 플로어 패널(honeycomb floor panel)은 도 5에 개시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기의 발명은 금속으로 이루어지는 허니콤 코어(50)에 커버시트(51)와 콘크리트(52)가 적층된 판으로 이루어진 플로어 패널을 개시한 것 뿐이며, 상기한 문제점을 해결할 수 있는 것은 아니다.
따라서 상기한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 허니콤 구조체가 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 경량이면서도 시공이 쉬운 허니콤 구조체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단열성, 흡음 및 방음성이 뛰어날 뿐 아니라 충격을 저감시킬 수 있는 허니콤 구조체를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 외부환경의 변화에 따른 변형이 적게 되고, 압축강도 등의 기계적 강도가 높은 허니콤 구조체를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 허니콤 코어(honeycomb core)와 그 일면 및 대응되는 타면에 다양한 재료의 판상의 재료를 접착시킨 것이며, 상기 허니콤 코어는 열융착성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 허니콤 구조체에 있어, 허니콤 코어의 양쪽 면에 접착되는 패널은 그 용도에 따라 철판이나 알루미늄 등의 금속재, 무가교 발포 폴리에틸렌 시트(polyethylene sheet), 발포(發泡) 알루미늄, 멜라민(melamine) 수지, 폴리프로필렌 시트(polypropylene sheet), 유리섬유 또는 흡음성 부직포(不織布, non-woven fabric)의 다양한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 용도에 따라서는, 접착력을 좋게 하기 위해 표면적을 넓히는 방안으로서, 상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 부직포를 열융착하고, 다시 그 외면에 상기 패널을 각각 접착하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철판 또는 알루미늄판의 금속재를 이용한 허니콤 구조체를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 열융착 재료로 이루어진 허니콤 구조의 코어(60)의 양쪽 면에 부직포(63, 64)를 열융착하여 표면적을 넓게 한 후, 상기 부직포(63, 64)의 외면에 각각 사용자가 원하는 두께의 철판 또는 알루미늄판(61, 62)을 내열 및 내한이 우수한 접착제를 사용하여 적층(積層)시킨 것이다.
상기 허니콤 코어(60)에 열융착되는 부직포(63, 64)는 30 g/㎡ 내지 50 g/㎡인 것이 바람직하다.
이러한 공법에 의해 만들어지는 상기 허니콤 구조체는 탑차의 도어 및 벽면, 천장, 바닥판 등의 건축재로 사용된다.
기존 탑차가 철판 또는 알루미늄판과, 그 내부에 목재 등의 재료의 패널을 접착하여 사용함으로써, 무게가 무거워 시공에 어려움이 있어 왔으며, 그로 인한 자동차 연료의 소모가 증가하게 될 뿐 아니라, 목재의 경우에는 함수율의 변화로 뒤틀림과 휨이 오랜 시간에 걸쳐 발생할 수 있으며, 곰팡이의 발생으로 수명이 단축되기도 하였다.
그러나, 상기 허니콤 구조체를 사용함으로써, 허니콤 자체의 방음성과 내습성 및 단열성을 얻을 수 있으며, 중량이 감소함으로써 시공 시에 편리하고, 자동차의 연료효율이 높아지고, 외력 및 외부환경에 의한 변형이 감소되며, 그 수명이 길어지고, 원가절감에 기여할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 알루미늄증착 폴리에틸렌폼을 이용한 허니콤 구조체를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 열융착성(熱融着性) 재료로 이루어진 허니콤 코어(70)의 양쪽 외면에 알루미늄증착 폴리에틸렌폼(polyethylene foam, 71, 72)을 열융착기로 적층시켜 만들어진다.
상기 알루미늄증착 폴리에틸렌폼(71, 72)은 알루미늄을 증착시킨 폴리에스터 (Polyester) 필름(75, 76)에 무가교(non-crosslinked) 폴리에틸렌 발포시트(73, 74)를 열융착시킨 것이다.
상기의 허니콤 구조체는 기존 공동주택의 단열재에 주로 사용되는 스티로폼 (Styrofoam)에 비하여 알루미늄증착 폴리에틸렌폼(71, 72)의 열을 차단하는 능력과 허니콤 코어의 단열성, 흡음성 및 방음성이 우수한 효과를 더함으로써, 공동주택의 흡음 단열재 및 바닥간 충격음 저감재에 이용될 수 있다.
2004년 4월 시행 예정인 건축물의 층간소음에 대한 규정이 포함되는 주택건설기준등에관한규정에 따르면 경량충격음에 대한 규제치는 58 데시벨(dB)로서, 일단 층간소음을 새 기준에 맞추려면 아파트 바닥이 현재의 130 mm 내지 180 mm의 두께에서 약 20mm 가량 더 두꺼워져야 한다.
이로 인해 32평형 기준으로 150만원 내지 200만원 가량의 공사비 인상요인이 발생할 뿐 아니라, 층간소음을 개선하기 위해서는 바닥 두께만으로 해결하기는 어려우며, 새로운 소재 및 구조의 바닥이 요구되는 것이다.
그런데, 상기의 허니콤 구조체는 전남대학교 잔향실험실에서 실시한 바닥충격음 차음성능시험에서 바닥충격음 차단성능 단일수치 평가량이 경량충격음 42 데시벨(dB)을 나타내었으며, 이는 상기 층간소음 규제안을 만족시키고 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발포 알루미늄을 사용한 허니콤 구조체를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 허니콤 코어(80)의 양쪽 외면에 부직포(83, 84)를 열융착하여 표면적을 넓게 한 후에, 상기 부직포(83, 84)의 외면 양측에 발포 알루미늄 (81, 82)을 내열성 및 내한성이 우수한 접착제를 사용하여 적층시켜 만들어지게 된다.
상기 허니콤 코어(80)에 열융착 방식으로 접착되는 부직포(83, 84)는 30 g/㎡ 내지 50 g/㎡인 것이 바람직하다.
이러한 허니콤 구조체는 경량성, 흡음성 및 방음성, 내습성 및 충격완화에 우수한 성능을 보이며, 발포 알루미늄(81, 82)의 경우에도 불연성이 뛰어날 뿐 아니라 경량이며, 흡음성이 뛰어난 재료이다.
따라서 이를 결합시킨 상기의 허니콤 구조체는 발포 알루미늄만으로 만들어지는 패널에 비하여 발포 알루미늄의 사용량을 줄이고, 열융착성 재료로 만들어진 허니콤 코어(80)를 사용함으로써, 경제적인 이점을 가질 수 있으며, 고성능의 흡음 및 차음 구조체와 방음벽 등을 제작할 수 있게 된다.
상기 허니콤 구조체는 건축물 등의 내장재, 구조재, 방음벽 패널, 도로 및 철도의 방음벽 등에 이용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 멜라민 수지판을 이용한 허니콤 구조체를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 열융착성 재료로 만들어진 허니콤 코어(90)의 양쪽 외면에 부직포(93, 94)를 열융착시킴으로써 표면적을 넓게 한 후, 다시 상기 부직포(93, 94)의 양측 외면에 각각 멜라민 수지판(91, 92)을 내열 및 내한성이 우수한 접착제를 사용하여 적층시킨 것이다.
상기 허니콤 코어(90)에 열융착되는 부직포(93, 94)는 30 g/㎡ 내지 50 g/㎡인 것이 바람직하다.
종래에는 원목이나 엠디에프(MDF; Medium Density Fiberboard) 등을 사용하여 만들어지는 가구나 싱크대는 내습성이 부족하여 사용시간이 경과함에 따라 휨과 뒤틀림 등의 변형이 발생하게 되고, 또한 무게도 무거워 운반 및 제작 시에 불편함이 있는 반면, 상기의 멜라민 수지판(91, 92)을 이용한 허니콤 구조체는 가볍고, 변형의 염려가 적어, 내구성이 우수한 가구, 싱크대 상판 및 건축용 내·외장재를 제작할 수 있다.
또한, 상기의 방식으로 만들어지는 가구 또는 싱크대 상판 등은 멜라민 수지판(91, 92)의 색상과 무늬를 다양하게 변화시킬 수 있어, 보다 고급스럽고 다양한 제품을 만들 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 폴리프로필렌 시트(Polypropylene sheet)를 이용한 허니콤 구조체를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 열융착성 재료로 만들어진 허니콤 코어(100)의 양쪽 외면에 폴리프로필렌 시트(110, 120)를 열융착법으로 적층시킨 것이다.
일반적인 허니콤 구조체는 양면이 뚫려 있거나 얇은 부직포가 스킨(skin)층으로 되어 있어, 양쪽 면이 평평한 면이 되지 못하면 국부적인 충격에 의하여 부분파손이 생길 우려가 있으므로, 이를 보완하기 위하여 폴리프로필렌 시트(110, 120)를 상기 허니콤 코어(100)에 직접 열융착함으로써, 편평도를 유지하고 국부적인 충격에 강하며, 내습성이 뛰어난 구조체를 만들 수 있게 된다.
상기 허니콤 구조체는 코어(100)의 편평도 및 강도 보강용, 1회용 팔레트(pallet) 등에 사용될 수 있으며, 특히 1회용 팔레트는 종래의 나무 팔레트보다 습기에 강하고, 곰팡이가 생기지 않아 제품의 손상을 방지할 수 있고, 상대적으로 가벼워 운반 및 적재가 용이한 이점을 가지게 된다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 유리섬유(glass fiber) 패널을 이용한 허니콤 구조체를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 열융착성 재료로 만들어진 허니콤 코어(200)의 양쪽 외면에 각각 부직포(230, 240)를 열융착방식으로 접착하여 표면적을 넓게 한 후, 내열성 및 내한성이 우수한 접착제를 사용하여 상기 부직포(230, 240)의 양측 외면에 유리섬유 패널(210, 220)을 각각 적층시킨다.
상기 허니콤 코어(60)에 열융착되는 부직포(63, 64)는 30 g/㎡ 내지 50 g/㎡인 것이 바람직하다.
이러한 허니콤 구조체는 단열과 흡음성이 우수한 허니콤 코어(200)와, 전기절연성과 인장강도 및 인장탄성률이 우수하고 불연성인 유리섬유(210, 220)를 접착시킴으로써, 무게가 가볍고 불연성이 우수할 뿐 아니라, 기계적 강도, 단열성, 흡음성이 우수한 구조체를 얻을 수 있게 되어, 이를 천장 마감재 또는 벽면 등의 건축용 내장재로 사용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 흡음성 부직포를 사용한 허니콤 구조체를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 열융착성 재료로 만들어진 허니콤 코어(300)의 양쪽 면에 흡음성 부직포(310, 320)를 열융착법으로 적층시킨 것이다.
상기 흡음성 부직포(310, 320)는 300 g/㎡ 내외인 것이 바람직하며, 이에 따라 흡음성이 우수한 허니콤 코어(300)와 흡음성 부직포(310, 320)를 결합함으로써 흡음성 및 충격흡수력의 극대화를 꾀할 수 있다.
따라서, 이를 적절히 성형하여 흡음효과가 우수한 자동차의 트렁크, 파티션, 천장부 등의 자동차 내장재로 이용할 수 있다.
또한, 허니콤 코어(300)의 재료를 연질로 하거나, 저(低)발포 시켜 탄성력을 강화하면 충격흡수력이 더욱 우수하게 되므로, 양질의 자동차 내장재로 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이 열융착성 재료로 이루어진 허니콤 코어와, 허니콤 코어의 양쪽 면에 각각 접착되는 패널을 포함하여 구성된 본 발명의 허니콤 구조체는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 경량이면서 시공이 쉬울 뿐 아니라 생산원가를 낮출 수 있게 되어, 본 발명에 의한 허니콤 구조체를 건축용이나 차량용의 내·외장재 등에 이용할 수 있다.
둘째, 단열성, 흡음 및 방음성이 뛰어날 뿐 아니라 충격을 저감시킬 수 있는 허니콤 구조체를 제공함으로써, 건축용 또는 차량용의 내외장재, 플로어 패널, 도로 및 철도 주변의 방음벽, 충격을 흡수할 수 있도록 설계되어야 하는 각종 구조물 등에 이용할 수 있다.
셋째, 외부의 환경에 따른 변형이 적고, 압축강도가 우수하여 각종 구조물에 이용할 수 있으며, 가구 또는 칸막이 등에 활용될 수 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
도 1은 종래 기술에 의한 허니콤 구조체를 도시한 사시도.
도 2는 국내 실용신안공보 제95-33435호에 개시된 구조물 패널의 사시도.
도 3은 국내 실용신안공보 제92-19362호에 개시된 건축용 패널의 사시도.
도 4는 국내 특허공보 제2003-0045983호에 개시된 벽체 및 자동차 내장재용 패널의 사시도.
도 5는 미국 특허공보 제4573304호에 개시된 허니콤 플로어 패널의 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 허니콤 구조체를 도시한 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
60,70,80,90,100,200,300 : 허니콤 코어
63,64,83,84,93,94,230,240 : 부직포
61,62 : 철판 또는 알루미늄판 71,72 : 알루미늄증착 폴리에틸렌폼
73,74 : 무가교 폴리에틸렌 발포시트
75,76 : 알루미늄증착 폴리에스터 필름
81,82 : 발포 알루미늄 91,92 : 멜라민 수지판
110,120 : 폴리프로필렌 시트 210,220 : 유리섬유 패널
310,320 : 흡음성 부직포
Claims (7)
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어(honeycome core)와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착 방식에 의해 접착되는 부직포와;상기 부직포의 외면에 각각 접착되는, 철판 또는 알루미늄판 중 어느 하나인 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착 방식에 의해 접착되는 무가교 발포 폴리에틸렌 시트(non-crosslinked polyethylene sheet)와;상기 무가교 발포 폴리에틸렌 시트의 외면에 각각 접착되는 알루미늄 증착 폴리에스터 필름(polyester film)을 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착 방식에 의해 접착되는 부직포와;상기 부직포의 외면에 각각 접착되는 발포 알루미늄 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착 방식에 의해 접착되는 부직포와;상기 부직포의 외면에 각각 접착되는 멜라민(melamine) 수지판을 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착 방식에 의해 접착되는 부직포와;상기 부직포의 외면에 각각 접착되는 폴리프로필렌 시트(polypropylene sheet)를 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착 방식에 의해 접착되는 부직포와;상기 부직포의 외면에 각각 접착되는 유리섬유(glass fiber) 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
- 열융착성 재료로 구성되는 허니콤 코어와;상기 허니콤 코어의 양쪽 면에 열융착되는 흡음성 부직포를 구비하는 것을 특징으로 하는 허니콤 구조물.
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