KR20200073460A - 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 표면판재; 상기 표면판재와 대향하게 배치되어, 상기 표면판재를 지지하는 지지판재; 및 상기 표면판재와 상기 지지판재 사이에 배치되어, 상기 표면판재와 상기 지지판재를 상호 접합시키 접착 수지층을 포함하되, 상기 접착 수지층은 0.02∼0.05mm 의 두께를 가지며, 100~200cps의 점성도를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재{Laminated Materials for vehicle lightweight with excellent vibration damping and workability}

본 발명은 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면판재와 그 표면 판재를 지지하는 지지판재를 소정의 점성도를 가져 제진성이 우수한 접착 수지를 이용하여 접합시켜 제조함으로써, 소재 자체로부터 탁월한 제진성을 얻을 수 있고, 제조 원가를 대폭 절감시킬 수 있어 종래 고가의 소재를 대체할 수 있는 효과가 있고, 나아가 성형 가공성이 우수하여 종래의 모든 성형 가공 방법을 적용하여 제품을 생산할 수 있는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재에 관한 것이다.

일반적으로, 단일 소재 그 자체는 차음, 제진, 단열 특성이 매우 열등하여 특히 소음, 진동, 온도 변화 등에 노출되는 제품에 널리 활용하는데는 많은 한계가 있었다. 이에, 종래에는 두 장의 소재 사이에 차음재 및 제진성이 우수한 재료(예컨대, 제진쉬트, 제진도료, 제진테이프 등)를 끼워 그 특성을 보완하여 왔다.

그러나, 상기와 같이 별도의 제진 또는 차음 재료를 이용할 경우, 시공시 별도의 재료를 설치해야하는 번거러움이 있을 뿐만 아니라, 특히 가공성 측면에서 소재 가공과 별도로 제진 또는 차음 재료도 소재의 형상에 맞게 별도로 가공해야만 하는 문제점이 있었다.

특히, 단일 소재(예컨대, 스테인리스 등)를 이용하여 제품을 제조함에 있어서도 소재 자체가 강도가 강하기 때문에 갈라짐(crack)이 생기거나 깨지지 않는 장점이 있는 반면, 금속재가 제품에 부딪혀 귀에 거슬리는 소음을 유발함은 물론, 충격시 소재를 따라 진동을 전파 시키는 문제점이 있었다.

한편, 단일 소재의 경우, 금속재의 특성상 차음 효과가 낮아 외부로부터 발생되는 소음을 제대로 차단시키지 못하는 한계를 가지고 있어, 내부에 차음재를 별도로 부가시켜 사용하는 경우가 일반적이다.

이에, 본 발명자는 저렴한 원가이면서도 우수한 외장성을 가짐과 동시에, 우수한 차음성과 제진성을 가진 접착 수지를 이용하여 이종 또는 동종의 금속재를 상호 접합함으로써, 탁월한 차음성과 제진성을 확보함과 동시에, 소정의 점성도를 가진 접착수지에 의해 우수한 성형 가공성까지도 확보할 수 있어, 성형 가공을 요하는 다양한 제품에 응용 내지 적용하여 제조할 수 있는 접합판재를 개발하기에 이르른 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은 표면판재와 지지판재를 접착수지로 접합시켜 접합판재를 제조함으로써, 접합판재의 접착수지층에 의해 차음기능을 가지도록 함은 물론, 제조 원가를 대폭 절감하고, 종래 고가의 재료와 동일한 수준의 외장성을 확보할 수 있고, 나아가 소음차단, 제진의 효과가 탁월한 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 접합판재의 접착수지가 소정의 점성도를 유지하도록 함으로써, 접합판재를 성형 가공함에 있어서 접착수지층 자체가 깨지지 않음은 물론, 점성도를 가진 접착수지층이 제진성 및 차음성을 증대시킬 수 있는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 종래 상대적으로 값비싼 스테인리스, 동, 알루미늄 등과 같은 단일 소재를 사용할 경우, 제조원가가 대폭 상승하는 문제점을 해결하기 위하여, 외부로 노출되는 표면판재를 우수한 미장성과 가공성을 가진 소재로 얇게 형성함과 동시에, 내부에서 표면판재를 지지하는 지지판재는 상대적으로 저렴한 소재로 두껍게 형성하고, 제진성과 차음성이 우수한 접착수지를 이용하여 표면판재와 지지판재를 접합시킴으로써, 제조 원가를 대폭 절감시킬 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적들을 달성하기 위하여 표면판재, 상기 표면판재와 대향하게 배치되어, 상기 표면판재를 지지하는 지지판재 및 상기 표면판재와 상기 지지판재 사이에 배치되어, 상기 표면판재와 상기 지지판재를 상호 접합시키 접착 수지층을 포함하되, 상기 접착 수지층은 0.02∼0.05mm 의 두께를 가지며, 100~200cps의 점성도를 가질 수 있다.

바람직하게는 상기 표면판재와 지지판재는 10.5∼16.5 Nm의 굽힘 강성을 가질 수 있으며, 상기 표면판재는 0.1∼1.2mm의 두께이고, 상기 지지판재는 0.3∼1.9mm의 두께를 가질 수 있다.

바람직하게는 상기 표면판재 및 지지판재는 표면처리 및 가공성이 우수한 알루미늄일 수 있다.

바람직하게는 상기 표면판재와 지지판재의 상하부에 부식방지코팅층이 더 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 표면판재와 지지판재를 접착수지로 접합시켜 접합판재를 제조함으로써, 접합판재의 접착수지층에 의해 차음기능을 가지도록 함은 물론, 제조 원가를 대폭 절감하고, 종래 고가의 재료와 동일한 수준의 외장성을 확보할 수 있고, 나아가 소음차단, 제진 및 단열의 효과가 탁월한 접합판재를 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 접합판재의 접착수지가 소정의 점성도를 유지하도록 함으로써, 접합판재를 성형 가공함에 있어서 접착수지층 자체가 깨지지 않음은 물론, 점성도를 가진 접착수지층이 제진성, 단열성 및 차음성을 증대시킬 수 있는 접합판재를 제공할 수 있다.

세째, 본 발명은 종래 상대적으로 값비싼 스테인리스, 동, 알루미늄 등과 같은 단일 소재를 사용할 경우, 제조원가가 대폭 상승하는 문제점을 해결하기 위하여, 외부로 노출되는 표면판재를 우수한 미장성과 가공성을 가진 소재로 얇게 형성함과 동시에, 내부에서 표면판재를 지지하는 지지판재는 상대적으로 저렴한 소재로 두껍게 형성하고, 제진성과 차음성이 우수한 접착수지를 이용하여 표면판재와 지지판재를 접합시킴으로써, 제조 원가를 대폭 절감시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재의 구조를 나타내기 위한 부분 투시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 절삭된 수직 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 표면판재; 상기 표면판재와 대향하게 배치되어, 상기 표면판재를 지지하는 지지판재; 및 상기 표면판재와 상기 지지판재 사이에 배치되어, 상기 표면판재와 상기 지지판재를 상호 접합시키는 접착 수지층;으로 이루어지고, 상기 접착 수지층은 0.02∼0.05mm 의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 접합판재를 개시한다.

바람직하게는, 상기 접착수지는 100∼200cps의 점성도를 가진다.

보다 바람직하게는, 상기 표면판재와 지지판재는 10.5∼16.5 Nm의 굽힘 강성을 가진다.

가장 바람직하게는, 상기 표면판재는 0.1∼1.2mm의 두께이고, 상기 지지판재는 0.3∼1.9mm의 두께를 가진다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 접착수지층은 에틸 아세테이트 44 내지 46 중량%, 비닐 아세테이이트/아크릴코폴리머 40 내지 42 중량%, 이소프로필 알코올 8 내지 10 중량%, 톨루엔 1 내지 3 중량%, 비닐 아세테이트 3중량% 이하, 아세트알데히드 0.1 중량% 이하로 이루어진다.

바람직하게는, 상기 표면판재 및 지지판재는 표면처리 및 가공성이 우수한 알루미늄, 아연도금강판, 산세강판 등으로 이루어진다.

보다 바람직하게는, 상기 표면판재와 지지판재의 상하부에 부식방지코팅층이 더 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 접합판재를 상세히 설명한다.

이와 관련하며 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접합판재의 구조를 도시하는 부분 투시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절삭된 수직 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 접합판재(10)는 표면판재(11), 상기 표면판재를 지지하는 지지판재(12) 및 상기 표면판재와 상기 지지판재 사이에 배치되어, 상기 표면판재와 상기 지지판재를 상호 접합시키는 접착 수지(13)로 이루어진다.

상기 표면판재(11)와 지지판재(12)는 각각 모든 종류의 금속재를 선택하여 접착 수지(13)로 상호 접합시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면판재(11)는 가공성과 내식성이 우수한 알루미늄이고, 상기 지지판재(12)는 아연도금강판, 스테인리스, 알루미늄, 칼라강판, 냉연강판 및 산세강판 중 하나를 선택한 것이다.

보다 바람직하게는, 상기 표면판재로는 특히 가공성과 내식성이 탁월한 Al 5XXX계열(가장 바람직하게는 A5754)을 사용한다.

상기 표면판재는 접합판재 가공시 외부로 노출되는 부분이기에, 내식성 및 외관성이 우수한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, 상기 지지판재(12)는 접합판재 전체의 성형 가공성을 확보하기 위하여 마찬가지로 가공성이 우수하여야 함은 물론이고, 상기 표면판재를 충분히 지지할 수 있는 강도를 가진 강종을 선택한다.

즉, 지지판재로는 아연도금강판(Galvanized-Steel), 스테인리스(Stainless), 알루미늄(Aluminium), 칼라강판(Polyester Painted Steel Sheets), 냉연강판(Cold Rolled Steel Sheets) 및 산세강판(Pickled and Oiled Steel Sheets)을 사용할 수 있다.

여기서, 아연도금강판은 용융아연도금강판(Galvanized Steel Sheets), 전기아연도금강판(Electrolytic Galvanized Steel Sheets), 합금화 용융아연도금강판(Galvannealed Steel Sheets), 용융알루미늄도금강판(Aluminum Coated Steel Sheets), 갈바륨강판(Zinc Aluminum Alloy Coated Steel Sheets) 등을 포함하는 광의의 개념으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 표면판재와 지지판재는 접합판재를 이용하여 다양한 형상을 가진 물품으로 성형 가공하기 위하여 우수한 성형 가공성을 가져야 하는데, 이러한 성형 가공성을 충족시키기 위하여 10.5∼16.5 Nm의 굽힘 강성(bending rigidity)를 가지는 재료를 선택 사용하는 것이 바람직하다.

상기 굽힘 강성은 하기 수학식 1로 표기되는 RKU(Ross Kerwin Ungar)방법을 사용하여 계산된다.

여기서, Bc는 굽힘 강성이고, υ는 푸와송비(Poisson's ratio)이고, tc는 전체 두께이다.

특히, 굽힘 강성이 10.5 Nm 미만일 경우에는 적은 힘으로도 굽혀져 성형후 외부의 충격에 취약할 수 있는 문제점이 있고, 굽힘 강성이 16.5 Nm 초과할 경우에는 성형 가공성이 저하되어 접합판재를 씽크볼, 방화문, 저수조 등과 같이 소정의 굴곡을 가진 제품 형상을 제대로 성형할 수 없으며, 전단력을 가할 경우 표면판재 또는 지지판재가 박리되는 문제점이 있다.

상기 접착수지(13)는 표면판재(11)와 지지판재(12) 사이에 배치되어, 표면판재와 지지판재를 상호 접합시키는 기능을 하는 것으로서, 바람직하게는 그 두께가 0.02∼0.05mm가 되도록 형성한다.

접착수지는 표면판재와 지지판재 사이에 배치되어 제진, 차음 및 단열 기능을 하기에, 전체 접합판재가 우수한 제진 내지 차음 효과, 단열효과를 가질 수 있도록 해 준다.

즉, 접착수지층은 표면판재와 지지판재를 접착시킴과 동시에, 외부로부터 가해지는 진동 및 소음을 감쇄시키는 역활을 하며, 나아가 단열재 역할도 하기에, 접합판재를 가공하여 제조한 제품 자체가 그 사용된 소재에 기인하여 우수한 제진성, 차음성, 단열성을 가지게 되는 이점이 있다.

본 발명의 접합판재에 사용되는 접착 수지(13)는 에틸 아세테이트 44 내지 46 중량%, 아크릴 코폴리머 40 내지 42 중량%, 이소프로필 알코올 8 내지 10 중량%, 톨루엔 1 내지 3 중량%, 비닐 아세테이트 3 중량% 이하, 아세트알데히드 0.1 중량% 이하로 이루어진다. 상기와 같은 조성성분과 함량은 본 발명자가 오랜기간동안의 반복 실험에 의해 차음성과 접합성을 가짐과 동시에, 소정의 점성도를 유지할 수 있고, 나아가 발화시 유독가스의 배출도 적은 접착 조성물을 개발하기에 이르른 것이다.

바람직하게는, 본 발명에 사용되는 접착수지는 100∼200 cps의 점성도를 가진다. 이는 점성도가 100 cps 미만일 경우에는 점성도가 너무 작아 접합시킨 표면판재가 지지판재에 견고하게 접착되지 않아 박리가 발생하고, 특히 절곡 등과 같은 성형 가공시 표면판재가 접착된 지지판재로 이격되어 단차를 발생하는 문제점이 있고, 점성도가 200 cps 초과할 경우에는 점성도가 너무 커서 특히 접합판재를 성형 가공할 경우 일부 경화된 접착수지층이 깨지거나 표면판재가 휘는 등의 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 접합판재에 사용되는 접착수지는 소정의 점성도를 유지하여야만 성형 가공성이 우수할 뿐만 아니라, 그와 같은 점성도를 유지하기에 제진,차음효과를 보다 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 표면판재와 지지판재의 상하부에 부식방지코팅층을 더 형성할 수 있다.

이는 장기간 사용 시 내부 부식 발생 방지 및 부착력 향상을 위해 표면 및 지지판재의 상하부에 부식방지코팅층을 더 형성한 것이다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

10 : 본 발명의 일실시 예에 따른 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재
11 : 표면판재
12 : 지지판재
13 : 접착수지

Claims (5)

1. 표면판재;
   상기 표면판재와 대향하게 배치되어, 상기 표면판재를 지지하는 지지판재; 및
   상기 표면판재와 상기 지지판재 사이에 배치되어, 상기 표면판재와 상기 지지판재를 상호 접합시키 접착 수지층을 포함하되,
   상기 접착 수지층은 0.02∼0.05mm 의 두께를 가지며, 100~200cps의 점성도를 가지는 것을 특징으로 하는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 표면판재와 지지판재는 10.5∼16.5 Nm의 굽힘 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 표면판재는 0.1∼1.2mm의 두께이고, 상기 지지판재는 0.3∼1.9mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 표면판재 및 지지판재는 표면처리 및 표면가공성이 우수한 알루미늄인 것을 특징으로 하는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 표면판재와 지지판재의 상하부에 부식방지코팅층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 제진성 및 가공성이 우수한 차량 경량화용 접합판재.
   

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