KR20180085116A - 샌드위치 패널 및 이의 제조방법 - Google Patents

샌드위치 패널 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180085116A
KR20180085116A KR1020170008199A KR20170008199A KR20180085116A KR 20180085116 A KR20180085116 A KR 20180085116A KR 1020170008199 A KR1020170008199 A KR 1020170008199A KR 20170008199 A KR20170008199 A KR 20170008199A KR 20180085116 A KR20180085116 A KR 20180085116A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
adhesive
fibers
skin layer
sandwich panel
fiber
Prior art date
Application number
KR1020170008199A
Other languages
English (en)
Inventor
임지원
김동응
노상현
Original Assignee
(주)엘지하우시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엘지하우시스 filed Critical (주)엘지하우시스
Priority to KR1020170008199A priority Critical patent/KR20180085116A/ko
Publication of KR20180085116A publication Critical patent/KR20180085116A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/12—Pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 플로킹(flocking) 코어층; 및 상기 플로킹 코어층의 양면에 적층된 스킨층을 포함하고, 상기 플로킹 코어층은 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유를 포함하는 샌드위치 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은 섬유를 제조하는 단계; 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제에 상기 섬유를 식모하고, 에어블로우(Air blow)법을 적용하여 플로킹(flocking) 코어층을 제조하는 단계; 다른 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 면이 상기 플로킹 코어층에 접하도록 상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.

Description

샌드위치 패널 및 이의 제조방법{SANDWICH PANEL AND THE MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
샌드위치 패널 및 상기 샌드위치 패널의 제조방법에 관한 것이다.
통상의 샌드위치 패널은 경량화를 위해 발사 우드(balsa wood) 또는 발포 수지(foamed plastic)와 같은 소재를 이용하거나, 차음성 및 난연성 등의 향상을 위해 금속 재질의 허니컴(honeycomb) 구조 등을 이용하여 심재를 제조하였다. 그러나, 이러한 심재를 포함하는 일반적인 샌드위치 패널은 층간 결합력이 약하거나, 강도가 약하여 다양한 모양으로 가공할 때 성형성이 좋지 못한 문제점이 있다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-0786335호에서는 발사나무 패널을 포함하는 내외장재용 샌드위치 패널을 개시하고 있다. 상기 발사나무 패널은 단위 패널 및 콜크재와 수지재 중에서 어느 하나로 형성된 이종재 패널을 포함하는 것으로 경량화 및 차음성 향상의 목적을 위한 것이다. 또한, 한국공개특허 제10-2009-0064837호에는 종이 허니컴 코어(honeycomb core)와 이의 양면에 접착제층을 개재하여 접착된 지지시트를 갖는 차량용 샌드위치 패널이 개시되어 있다. 상기 허니컴 코어를 갖는 샌드위치 패널은 중량 대비 강성 및 저렴한 제조원가를 확보하고 인-몰드 성형이 가능한 효과를 얻기 위한 것이다. 이와 같이, 발사 우드 또는 허니컴 코어를 갖는 샌드위치 패널은 변형 정도가 큰 성형을 통해 다양한 형상을 구현하기에는 층간 박리 현상 방지 및 주름 발생 방지 측면 한계가 있었다. 이에, 높은 수준의 지지 성능 및 기계적 물성을 확보하면서, 동시에 우수한 성형성에 대한 구조적인 제한을 극복할 수 있는 샌드위치 패널에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 지지 강도 및 기계적 물성이 우수하면서도, 높은 수준의 성형성을 갖는 샌드위치 패널을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 플로킹(flocking) 코어층; 및 상기 플로킹 코어층의 양면에 적층된 스킨층을 포함하고, 상기 플로킹 코어층은 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유를 포함하는 샌드위치 패널을 제공한다.
상기 섬유는 상기 스킨층의 층면과 이루는 각도가 45° 내지 90°인 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 섬유는 단면의 평균 직경이 상이한 2종의 섬유를 포함하는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 플로킹(flocking) 코어층은 상기 섬유 및 접착제를 포함하는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 플로킹(flocking) 코어층은 상기 접착제에 상기 섬유가 식모된 구조를 갖는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 접착제는 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 에폭시계 접착제, 고무계 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 섬유는 단면의 평균 직경이 5㎛ 내지 100㎛인 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 섬유의 평균 길이는 0.5㎜ 내지 2㎜인 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 섬유는 탄소 섬유, 유리 섬유, 금속 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 스킨층은 알루미늄, 전기아연도금강판(EGI), 아연도금강판(GI), 스테인리스 스틸, 마그네슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 스킨층의 두께는 0.1㎜ 내지 1㎜인 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 플로킹(flocking) 코어층의 두께는 0.5㎜ 내지 2㎜인 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
상기 샌드위치 패널은 디스플레이 장치 하부커버의 용도를 갖는 샌드위치 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 섬유를 제조하는 단계; 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제에 상기 섬유를 식모하고, 에어블로우(Air blow)법을 적용하여 플로킹(flocking) 코어층을 제조하는 단계; 다른 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 면이 상기 플로킹 코어층에 접하도록 상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.
상기 플로킹(flocking) 코어층은 상기 섬유를 정전 증착 방법에 의해 상기 접착제에 식모하여 제조되는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계는 가압하는 단계를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 가압하는 단계는 1 kgf/cm2 내지 10 kgf/cm2의 압력으로 수행되는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 스킨층의 일면에 접착제를 도포할 때, 상기 접착제의 평균 두께가 0.1 mm 내지 0.3 mm이 되도록 도포하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 스킨층의 일면에 도포된 접착제를 경화하는 단계를 더 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 샌드위치 패널은 플로어 코어층에 스킨층의 층면에 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유를 포함함으로써, 기계적 물성 및 지지 강성이 우수하면서도 높은 수준의 성형성을 나타낼 수 있어 활용 용도 범위를 확장하는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 상기 샌드위치 패널의 제조방법은 간단한 방법으로 상기 샌드위치 패널을 제조하는 방법을 제공하며, 이로써 높은 효율로 우수한 물성을 갖는 상기 샌드위치 패널을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 샌드위치 패널의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 샌드위치 패널의 플로킹 코어층의 섬유의 배향 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역을 과장되게 나타내었다.
또한, 본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 아울러, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 또는 "하부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명의 일 구현예에서, 플로킹(flocking) 코어층; 및 상기 플로킹 코어층의 양면에 적층된 스킨층을 포함하고, 상기 플로킹 코어층은 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유를 포함하는 샌드위치 패널을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 샌드위치 패널(100)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조할 때, 상기 샌드위치 패널(100)은 스킨층(10), 플로킹 코어층(20) 및 스킨층(10')이 순차적으로 적층된 구조이고, 상기 플로킹 코어층(20)은 상기 스킨층(10)의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유(21)를 포함할 수 있다.
일반적인 샌드위치 패널은 상기 플로킹 코어층(20)에 대응되는 심재 부분을 허니컴(honeycomb), 발포체 또는 섬유강화플라스틱(LFT) 등의 재질로 제조하는데, 이 경우 경량화, 차음성 및 난연성 등은 확보할 수는 있으나, 높은 수준의 성형성 및 지지 성능을 동시에 확보하기에는 어려움이 있었다.
본 발명의 상기 샌드위치 패널(100)은 상기 플로킹 코어층(20)을 심재로 포함함으로써 종래에 비하여 높은 수준의 성형성을 확보하면서, 동시에 우수한 지지 성능 및 내구성을 나타낼 수 있다.
상기 섬유가 갖는 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성이란, 스킨층 상의 플로킹 코어층에 포함되는 섬유들의 배향이 스킨층의 층면 즉, 샌드위치 패널의 단면(도1 참조) 상 가로면에 대하여 예각 측의 각도가 45° 이상으로 수직에 가까운 방향으로 배열되어 있는 것을 의미한다. 상기 각도는 섬유의 꼬임과 무관하게 섬유가 양 스킨층(10, 10')에 닿는 양 끝단을 이은 직선이 스킨층과 이루는 예각 측의 각도이다(도2의 각θ, 각θ' 참조). 이와 같이, 섬유를 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖도록 포함함으로써, 상기 플로킹 코어층(20)이 스킨층을 지지하는 강도 및 강성을 더욱 향상시킬 수 있고, 상기 샌드위치 패널(100)이 전체적으로 우수한 기계적 물성 및 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 섬유는 우수한 지지 강도 및 구조 강성을 구현하기 위하여, 상기 스킨층의 층면과 이루는 각도가 약 45° 내지 약 90°, 바람직하게는 약 50° 내지 약 90°, 보다 바람직하게는 약 70° 내지 약 90°일 수 있다.
상기 섬유가 상기 스킨층의 층면과 이루는 예각 측의 각도가 45° 이상으로 수직 배향성을 갖는 것을 전제로, 45°에 가까운 섬유의 비율이 많을 수록 샌드위치 패널의 전단 강도 및 성형성이 좋아지고, 90°에 가까운 섬유가 많을수록 구조 강성이 우수해진다.
따라서, 플로킹 코어층에 포함되는 섬유의 스킨층의 층면에 대한 각도가 수직한 배향성을 갖는 것을 전제로, 45°에 가까운 섬유의 비율과 90°에 가까운 섬유의 비율을 조절함으로써, 원하는 물성을 갖는 샌드위치 패널을 구현할 수 있다.
상기 '플로킹(flocking)'은 섬유를 소정의 표면 상에 증착시키거나 식모하는 가공 방법을 의미하며, 본 명세서에서 상기 '플로킹 코어층'은 이러한 방법을 이용 또는 응용하여 제조된 코어층을 나타내는 것이다.
도 1을 참조할 때, 상기 플로킹 코어층(20)은 상기 섬유(21) 및 접착제(22)를 함께 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 섬유(21)는 각각의 섬유 가닥의 일부 또는 전부가 상기 접착제(22)에 결합된 형태로 존재할 수 있고, 상기 접착제(22)에 상기 각각의 섬유 가닥을 결합시킬 때, 상기 접착제(22)로 형성된 소정의 표면 상에 상기 섬유 가닥을 증착 또는 식모하는 플로킹 가공 방법을 이용 또는 응용할 수 있다.
결과적으로, 도 1을 참조할 때, 상기 플로킹 코어층(20)은 상기 접착제(22)에 상기 섬유(21)가 식모된 구조를 가질 수 있고, 이로써 상기 플로킹 코어층(20)이 그 양면에 형성된 상기 스킨층(10)을 지지하는 역할을 잘 수행할 수 있으며, 상기 샌드위치 패널(100)에 우수한 성형성 및 기계적 물성을 부여할 수 있다.
상기 접착제(22)는 상기 섬유(21)를 단단하게 결합시키고, 상기 스킨층(10) 및 플로킹 코어층(20)의 부착력을 확보할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 아니하나, 예를 들어, 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 에폭시계 접착제, 고무계 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 접착제(22)는 광경화성 접착제 또는 열경화성 접착제일 수 있고, 광경화의 방법 및 열경화의 방법 중 어느 하나를 이용하거나, 둘 모두를 이용하여 경화 가능한 것일 수 있다.
상기 섬유(21)는 단면의 평균 직경이 5㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 상기 범위의 섬유(21)를 포함함으로써, 상기 플로킹 코어층(20) 내에서 우수한 구조 강성을 나타낼 수 있고, 이를 통해 상기 샌드위치 패널(100)이 후술하는 바와 같이 디스플레이 장치 하부커버로서 가공 및 사용되기에 적합한 수준의 성형성 및 기계적 물성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 섬유(21)는 섬유 단면의 평균 직경이 상이한 2종의 섬유일 수 있는데, 구체적으로 단면의 평균 직경이 약 40㎛ 내지 약 70㎛인 제1 섬유; 및 단면의 평균 직경이 약 5㎛ 내지 약 20㎛인 제2 섬유를 포함할 수 있다. 상기 제1 섬유 및 상기 제2 섬유를 혼합함으로써 상기 섬유(21)가 상기 플로킹 코어층(20) 내에서 우수한 지지 강성을 나타낼 수 있고, 이를 통해 상기 샌드위치 패널(100)이 후술하는 바와 같이 디스플레이 장치 하부커버로서 가공 및 사용되기에 적합한 수준의 성형성 및 기계적 물성을 구현할 수 있다.
상기 제1 섬유의 단면은 그 평균 직경이 약 40㎛ 내지 약 70㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 50㎛ 내지 약 65㎛일 수 있다. 상기 제1 섬유의 단면의 평균 직경이 상기 범위 미만인 경우에는 상기 플로킹 코어층(20)이 상기 스킨층(10)을 지지하기에 적절한 수준의 강성을 확보할 수 없고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 제조 비용이 지나치게 증가하거나, 상기 샌드위치 패널의 성형성을 저하시키는 문제가 생길 수 있다.
상기 제2 섬유의 단면은 그 평균 직경이 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있고, 예를 들어 약 7㎛ 내지 약 15㎛일 수 있다. 상기 제2 섬유는 상기 제1 섬유들 사이사이에 개재되어 상기 플로킹 코어층의 지지 강도 및 기계적 물성을 더욱 향상시키는 것으로, 그 단면이 상기 범위의 평균 직경을 가짐으로써 디스플레이 장치 하부커버로서 사용되기에 적합한 수준의 강도를 확보할 수 있고, 이와 동시에 상기 샌드위치 패널(100)에 우수한 성형성을 부여하여, 높은 수준의 변형을 수반한 가공을 가능하게 할 수 있다.
또한, 보다 바람직하게는 상기 플로킹 코어층(20)이 상기 제1 섬유 및 상기 제2 섬유를 포함하는 경우, 상기 플로킹 코어층 내에서 상기 제1 섬유 : 상기 제2 섬유의 부피비는 약 4 : 1 내지 약 9 : 1일 수 있고, 구체적으로 약 5.5 : 1 내지 약 7 : 1 일 수 있다.
상기 섬유의 평균 길이는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있으나, 예를 들어 약 0.5㎜ 내지 약 2㎜일 수 있다. 상기 섬유의 평균 길이가 상기 범위를 만족함으로써 상기 플로킹 코어층 및 상기 샌드위치 패널이 적절한 두께를 가질 수 있고, 이를 통해 슬림한 디자인의 구현 및 우수한 수준의 강도를 동시에 확보하는 측면에서 유리할 수 있다.
상기 섬유는 탄소 섬유, 금속 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유는 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유 또는 폴리에스테르 섬유를 포함할 수 있고, 이 경우 제조 비용 대비 상기 샌드위치 패널이 우수한 강도 및 성형성을 동시에 확보함에 있어서 유리할 수 있다.
상기 스킨층은 금속 재질로 형성될 수 있고, 구체적으로 알루미늄, 전기아연도금강판(EGI), 아연도금강판(GI), 스테인리스 스틸, 마그네슘, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 스킨층은 전기아연도금 강판을 포함할 수 있고, 이 경우 신율이 우수하여 성형성이 좋고, 저렴한 가격과 높은 굴곡강성을 가지는 측면에서 보다 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한 알루미늄을 스킨층으로 사용할 경우 보다 경량화 측면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상기 샌드위치 패널(100)은 위로부터 스킨층(10), 플로킹 코어층(20) 및 스킨층(10)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것으로, 이때 상기 스킨층(10)의 각 두께는 약 0.1㎜ 내지 약 1㎜일 수 있다. 상기 스킨층의 두께가 상기 범위를 유지함으로써 상기 샌드위치 패널을 굽히거나 용접하는 등의 가공에 있어서 우수한 성형성을 확보할 수 있고, 디스플레이 장치 하부커버 등으로 사용되기에 적합한 높은 수준의 강도를 확보할 수 있다.
또한, 상기 플로킹 코어층(20)은 두께가 약 0.5㎜ 내지 약 2㎜일 수 있다. 상기 플로킹 코어층의 두께가 상기 범위를 만족함으로써 우수한 지지 강도를 확보하여, 이의 양면에 적층된 스킨층의 구조적 강성을 적절하게 유지할 수 있고, 상기 섬유를 이용하여 제조함에 있어서 높은 공정 효율을 확보할 수 있다.
상기 샌드위치 패널은 건축, 자동차, 디스플레이 장치 등의 분야에서 다양한 부품 및 용도로 활용될 수 있으나, 구체적으로 디스플레이 장치 하부커버로 이용될 수 있고, 보다 구체적으로, TV의 하부커버로 이용될 수 있다.
상기 샌드위치 패널을 디스플레이 장치의 하부커버로 이용함으로써 슬림화 및 경량화 경향성에 부합하는 효과를 구현할 수 있고, 하부커버로의 제조 과정에서 층간 박리 현상 또는 주름 발생 현상 없이 샌드위치 구조를 잘 유지하면서도 우수한 성형성을 바탕으로 높은 수준의 변형을 수반한 가공이 가능할 수 있다.
예를 들어, 상기 샌드위치 패널은 이를 프레스 가공함으로써 상기 스킨층 및 플로킹 코어층을 일체로 성형하여 요부 및 철부를 갖도록 성형할 수 있고, 이 경우에도 스킨층 및 플로킹 코어층이 박리되거나, 주름이 발생하지 않고 요구되는 형상을 갖도록 성형될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 섬유를 제조하는 단계; 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제에 상기 섬유를 식모하고, 에어블로우(Air blow)법을 적용하여 플로킹(flocking) 코어층을 제조하는 단계; 다른 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 면이 상기 플로킹 코어층에 접하도록 상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.
상기 샌드위치 패널의 제조방법을 통하여 상기 섬유가 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 상기 플로킹 코어층(20) 및 스킨층(10, 10')을 포함하는 샌드위치 패널(100)을 제조할 수 있고, 이때, 상기 플로킹 코어층 및 상기 스킨층에 관한 사항은 전술한 바와 같다.
상기 샌드위치 패널의 제조방법은 섬유를 제조하는 단계를 포함하며, 구체적으로 상기 섬유는 단면의 평균 직경이 상이한 2종의 섬유를 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 섬유를 이용하여 스킨층면에 대하여 수직한 배향성을 갖는 섬유의 각도를 조절하여 상기 플로킹 코어층을 제조함으로써 상기 샌드위치 패널이 향상된 성형성 및 우수한 기계적 물성을 동시에 확보할 수 있다.
상기 샌드위치 패널 제조방법은 상기 스킨층의 일면에 도포된 접착제에 상기 섬유를 식모하여 플로킹(flocking) 코어층을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 섬유는 정전 증착(electrostatic deposition) 방법에 의해 상기 접착제에 식모될 수 있다. 상기 방법을 통하여 상기 섬유에 상기 층면에 대하여 90°에 가까운 수직한 방향의 배향성을 부여할 수 있다. 구체적으로, 상기 섬유를 전하를 갖도록 전처리 한 이후에 정전기장을 이용하여 상기 접착제에 식모하여 상기 플로킹 코어층을 제조할 수 있다.
이와 같이 정전 증착 방법을 적용함으로써, 수직하게 배열된 섬유의 비율을 증대시킬 수 있어, 우수한 지지 강도를 갖는 샌드위치 패널을 구현할 수 있다.
또한, 상기 샌드위치 패널 제조방법은 에어블로우법을 적용하여 상기 섬유에 상기 스킨층의 층면에 대한 45°에 가까운 방향의 배향성을 부여할 수 있다.
여기에서 에어블로우법이란, 샌드위치 패널 제조시 플로킹 코어층에 대하여 공기압을 가하여, 접착층에 정전 증착법을 통해 "l"형으로 스킨층에 식모된 섬유들이 45°에 가까운 배향성을 갖도록 좀 더 눕히기 위한 것이다.
이와 같이 에어블로우법을 적용함으로써, 45°로 배열된 섬유의 비율을 증대시킬 수 있어, 우수한 전단 강도 및 성형성을 갖는 샌드위치 패널을 구현할 수 있다.
상기 샌드위치 패널의 제조방법은 상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계에서 가압하는 단계를 포함할 수 있다. 압력을 통해 다른 하나의 스킨층을 플로킹 코어층에 부착함으로써, 플로킹 코어층의 섬유들에 스킨층의 층면에 대해 45°에 가까운 수직 배향성을 부여하여 우수한 전단 강도를 갖는 샌드위치 패널을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 가압하는 단계는 약 1 kgf/cm2 내지 약 10 kgf/cm2의 압력으로 수행될 수 있다. 약 1 kgf/cm2 미만인 경우 스킨층의 접착층이 플로킹 코어층에 잘 접착되지 않을 우려가 있고, 약 10 kgf/cm2을 초과하는 경우 너무 강한 압력에 따라 섬유들이 짓눌리거나, 스킨층의 층면에 대하여 수직한 방향의 배향성이 크게 감소될 우려가 있다.
결론적으로, 정전 증착 방법과 에어블로우법 및 가압시 압력의 조절을 통해 상기 스킨층에 대하여 수직한 배향성을 갖는 섬유의 각도를 조절하여, 원하는 물성을 구현할 수 있는 샌드위치 패널을 제조할 수 있다.
상기 샌드위치 패널의 제조방법은 하나의 스킨층(10)의 일면에 접착제(22)를 도포하는 단계를 포함하며, 상기 스킨층 및 상기 접착제에 관한 사항은 전술한 바와 같다. 상기 하나의 스킨층 일면에 접착제를 도포하는 방법은 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법, 바 코팅법, 스프레이 코팅법 중 선택된 어느 하나를 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 샌드위치 패널 제조방법은 다른 하나의 스킨층(10')의 일면에 접착제(22)를 도포하는 단계를 포함하며, 도포 방법에 관한 사항은 상기 하나의 스킨층(10)의 일면에 접착제를 도포하는 단계에 관하여 전술한 바와 같다.
상기 스킨층(10, 10')의 일면에 접착제를 도포하는 단계에서, 상기 접착제(22)의 두께는 약 0.1 mm 내지 0.3 mm가 되도록 도포할 수 있다. 상기 접착제가 상기 범위의 두께로 도포됨으로써, 상기 접착제에 상기 섬유를 식모할 때 우수한 부착성을 바탕으로 공정 효율을 향상시킬 수 있고, 상기 스킨층과 상기 플로킹 코어층이 높은 수준의 결합력을 나타낼 수 있다.
이어서, 상기 샌드위치 패널 제조방법은 접착제가 도포된 면에 상기 플로킹 코어층이 접하도록 상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 다른 하나의 스킨층도 그 표면에 접착제가 도포되어 있으며, 상기 접착제가 상기 플로킹 코어층의 섬유와 결합하도록 적층함으로써, 상기 플로킹 코어층의 섬유가 층면의 양쪽으로 모두 접착제에 식모된 형상을 가질 수 있다.
상기 플로킹 코어층의 섬유는 두 스킨층의 접착제에 모두 식모된 형상을 가짐으로써 상기 샌드위치 패널의 각 층간 결합력이 향상되며, 이로써 샌드위치 구조를 손상시키기 않으면서 높은 수준의 변형이 가능한 가공을 수행할 수 있고, 이와 동시에 우수한 지지 성능 및 강도를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 샌드위치 패널 제조방법은 상기 스킨층의 일면에 도포된 접착제를 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 접착제는 두 스킨층 각각의 일면에 도포된 것으로, 상기 접착제를 경화하는 단계는 각각의 스킨층의 접착제를 별도로 경화하는 것일 수도 있고, 두 스킨층의 접착제를 한 번에 경화하는 것일 수도 있다.
상기 접착제를 경화하는 방법은 상기 접착제가 열경화성 접착제 또는 광경화성 접착제인지에 따라서, 광경화의 방법 및 열경화의 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하거나, 또는 두 방법을 혼합하여 사용함으로써 경화할 수 있다.
상기 샌드위치 패널은 플로킹 코어층 및 상기 플로킹 코어층의 양면에 적층된 스킨층을 포함하고, 상기 플로킹 코어층은 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유를 함유하는 것으로서, 상기 플로킹 코어층을 통하여 기존의 샌드위치 패널에 비하여 우수한 성형성 및 강성을 동시에 확보할 수 있고, 디스플레이 장치 하부커버의 용도로 사용 시 높은 수준의 형태 변형이 가능하며, 우수한 지지 강도를 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
단면의 평균 직경이 50㎛이고, 평균 길이가 2㎜인 폴리아미드 제1 섬유와 단면의 평균 직경이 20㎛이고, 평균 길이가 2㎜인 폴리아미드 제 2 섬유를 혼합하여 섬유를 제조하였다. 이어서, 0.3㎜ 두께의 전기아연도금강판 스킨층을 마련하였고, 상기 스킨층의 일면에 열경화성 에폭시계 접착제를 0.2㎜ 두께로 도포하였고, 정전 증착 방법을 이용하여 상기 섬유를 상기 접착제 상부에 식모하였다. 그 후 에어블로우법을 적용하여 플로킹(flocking) 코어층을 제조하였다. 이어서, 상기 스킨층과 동일 재질 및 동일 두께를 갖는 다른 하나의 스킨층을 마련하였고, 이의 일면에도 열경화성 에폭시계 접착제를 0.2㎜ 두께로 도포하였다. 이어서, 상기 다른 하나의 스킨층을 그 일면에 도포된 접착제 부분이 상기 플로킹 코어층에 접하도록 적층하고 3kgf/cm2의 압력을 가하였다. 이어서, 상기 열경화성 에폭시계 접착제를 열경화의 방법으로 경화하여 샌드위치 패널을 제조하였다. 이때, 상기 플로킹 코어층 내 상기 제1 섬유 : 상기 제2 섬유의 부피비는 5 : 1이었다.
비교예 1
실시예 1에서 상기 섬유에 정전 증착 방법 및 에어블로우법을 사용하지 않고, 상기 접착제에 섬유를 함침시키는 방법을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1의 플로킹 코어층 대신, 폴리프로필렌 수지 분말을 용융시키고, 용융된 수지 100 중량부에 대하여 내에 단면의 평균 직경이 20㎛이고, 평균 길이가 5 ㎜인 스테인리스 스틸 금속 섬유를 55 중량부 혼합한 후 시트 형태로 제조한 코어층을 사용하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 대하여, 1) 원통컵 딥드로잉 시험을 통해 LDR(Limit drawing ratio)을 측정여 성형성을 확인하였고, 2) 샌드위치 패널의 굴곡 시험인 ASTM C393을 사용하여 3-point-bending 방법에 따라 굴곡강도 및 굴곡강성을 측정하였다. 3) 또한 ASTM D1002 법을 활용하여 전단강도를 비교하였다.
상기 1)의 결과로부터 상기 실시예 1이 비교예 1 내지 2에 비하여 전단 강도 및 성형성이 우수하여 형태의 변형 정도가 큰 가공이 가능함을 알 수 있고, 이를 통해 별도의 부재 없이 샌드위치 패널 자체만의 가공 또는 성형에 의해 비용 대비 다양한 용도로 활용 가능한 장점을 얻는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 2)의 결과로부터 상기 실시예 1이 비교예 1 내지 2에 비하여 우수한 구조강성을 나타내는 것을 알 수 있고, 이를 통해 다양한 용도로 활용 시 우수한 내구성 및 지지 성능을 부여하는 것을 알 수 있다.
100: 샌드위치 패널
10, 10': 스킨층
20: 플로킹(flocking) 코어층
21: 섬유
22: 접착제

Claims (19)

  1. 플로킹(flocking) 코어층; 및 상기 플로킹 코어층의 양면에 적층된 스킨층을 포함하고, 상기 플로킹 코어층은 상기 스킨층의 층면에 대한 수직한 방향의 배향성을 갖는 섬유를 포함하는
    샌드위치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는 상기 스킨층의 층면과 이루는 각도가 45° 내지 90°인
    샌드위치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는 단면의 평균 직경이 상이한 2종의 섬유를 포함하는
    샌드위치 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플로킹(flocking) 코어층은 상기 섬유 및 접착제를 포함하는
    샌드위치 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플로킹(flocking) 코어층은 상기 접착제에 상기 섬유가 식모된 구조를 갖는
    샌드위치 패널.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 접착제는 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제, 에폭시계 접착제, 고무계 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    샌드위치 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는 단면의 평균 직경이 5㎛ 내지 100㎛인
    샌드위치 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 섬유의 평균 길이는 0.5㎜ 내지 2㎜인
    샌드위치 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 섬유는 탄소 섬유, 유리 섬유, 금속 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    샌드위치 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층은 알루미늄, 전기아연도금강판(EGI), 아연도금강판(GI), 스테인리스 스틸, 마그네슘 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    샌드위치 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층의 두께는 0.1㎜ 내지 1㎜인
    샌드위치 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 플로킹(flocking) 코어층의 두께는 0.5㎜ 내지 2㎜인
    샌드위치 패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 샌드위치 패널은 디스플레이 장치 하부커버의 용도를 갖는
    샌드위치 패널.
  14. 섬유를 제조하는 단계;
    하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 접착제에 상기 섬유를 식모하고, 에어블로우(Air blow)법을 적용하여 플로킹(flocking) 코어층을 제조하는 단계;
    다른 하나의 스킨층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 및
    접착제가 도포된 면이 상기 플로킹 코어층에 접하도록 상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계를 포함하는
    샌드위치 패널의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플로킹(flocking) 코어층은 상기 섬유를 정전 증착 방법에 의해 상기 접착제에 식모하여 제조되는
    샌드위치 패널의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 다른 하나의 스킨층을 적층하는 단계는 가압하는 단계를 포함하는
    샌드위치 패널의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가압하는 단계는 1 kgf/cm2 내지 10 kgf/cm2의 압력으로 수행되는
    샌드위치 패널의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 스킨층의 일면에 접착제를 도포할 때, 상기 접착제의 평균 두께가 0.1 mm 내지 0.3 mm이 되도록 도포하는
    샌드위치 패널의 제조방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 스킨층의 일면에 도포된 접착제를 경화하는 단계를 더 포함하는
    샌드위치 패널의 제조방법.
KR1020170008199A 2017-01-17 2017-01-17 샌드위치 패널 및 이의 제조방법 KR20180085116A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170008199A KR20180085116A (ko) 2017-01-17 2017-01-17 샌드위치 패널 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170008199A KR20180085116A (ko) 2017-01-17 2017-01-17 샌드위치 패널 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180085116A true KR20180085116A (ko) 2018-07-26

Family

ID=63047955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170008199A KR20180085116A (ko) 2017-01-17 2017-01-17 샌드위치 패널 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180085116A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101596821B1 (ko) 클래스 ａ 표면처리를 가지는 경량 고강성 복합물
JP2012515667A (ja) 被覆層を備えた複合材部品
MXPA04005379A (es) Metodo de preparar un articulo.
US10240017B2 (en) Composite panel
US20200331245A1 (en) Exterior panel for vehicles
JP2019123255A (ja) プラスチックアセンブリ、およびそれを形成する方法
US20210016474A1 (en) Method for manufacturing molded article
WO2016174989A1 (ja) 加飾シート、成形品の製造方法及び成形品
KR20180119284A (ko) 고강도 경량 복합소재 및 이의 제조방법
KR101915971B1 (ko) 복합소재 및 이를 이용한 자동차용 내장재 제조방법
KR101999530B1 (ko) 샌드위치 패널 및 이의 제조방법
KR20180085116A (ko) 샌드위치 패널 및 이의 제조방법
EP2900446A1 (en) Foam core composites
KR102207655B1 (ko) 샌드위치 패널 및 샌드위치 패널의 제조방법
EP3278970B1 (en) Sandwich panel, method for manufacturing same, and sandwich panel structure
JP2009214371A (ja) 繊維強化複合材料の製造方法および繊維強化複合材料、一体化構造部材の製造方法および一体化構造部材
JP2018183915A (ja) 積層パネル
KR101142766B1 (ko) 열가소성 폴리올레핀계 시트가 일체로 구비된 아연 도금 강판 및 그의 제조방법
US20240009983A1 (en) Plate material and method for producing the plate material
WO2022085172A1 (ja) 車両用天井材
KR20190057665A (ko) 적층체 및 이를 포함하는 성형품
CN219634706U (zh) 一种碳纤维复合离型膜
KR20190104801A (ko) 샌드위치 패널 및 그의 제조방법
CN206781168U (zh) 一种uv光固化背涂的汽车内饰表皮
JPH0848193A (ja) 自動車用内装材

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination