KR20200101022A - 건축용 외장 패널과 그 제조 방법 및 그 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건축용 외장 패널과 그 제조 방법 및 그 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널에 관한 것으로, 외장 패널(10)의 폭 방향으로 패널의 전면 또는 후면으로 압축 성형된 직선형의 가로 줄무늬(13)가 형성된다. 외장 패널(10)의 강도가 향상되어, 패널에 결합부(결합돌기부(11)와 결합홈부(12)) 형성시 오일 캐닝 현상에 의한 굴곡부 형성이 방지됨으로써 굴곡부에 의한 외관미 저하가 방지된다. 상기 외장 패널(10)을 이용하여 제작된 샌드위치 패널 역시 가로 줄무늬에 의한 동일한 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 건축용 외장 패널과, 그 건축용 외장 패널을 제조하는 방법 및 상기 건축용 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널에 관한 것이다.
건축용 외장 패널은 건물의 지붕과 외벽에 장착되어 건물의 외관을 형성함과 더불어 태양광, 빗물, 온도 변화 등으로부터 건물을 보호하는 기능을 수행한다.
외장 패널로는 목재, 석재, 플라스틱재, 금속재 및 복합재 등 다양한 재질의 패널이 개발 및 사용되고 있다.
그 중 금속 재질의 패널은 긴 길이로 연속 성형이 가능하고, 다양한 두께로 성형이 용이하며, 면적에 비해 중량이 가벼울 뿐만 아니라 도장 및 다양한 물리 화학적 표면 처리를 통해 외장 패널이 갖추어야 할 특성(내구성, 강성, 내수성, 다양한 색감 및 질감)을 갖도록 하는 것이 가능하므로 매우 널리 이용되고 있다.
금속 재질의 외장 패널로는 보통 강판 표면에 다양한 색상의 도장을 실시한 칼라강판이 널리 사용되고 있으며, 고가이지만 내부식성이 특히 우수하여 사후 보수가 거의 필요 없는 순도 99.9% 이상의 아연 패널(일명 징크패널)의 사용도 증가하고 있다.
도 1과 도 2는 금속 재질의 외장 패널(1)이 시공된 예를 도시한 것이다. 금속 재질의 외장 패널(1)은 코일 형태의 패널을 풀어 필요한 크기로 절단하여 제작하기 때문에 매우 긴 길이로 제작할 수 있어서, 건물의 외벽이나 지붕을 보다 적은 수의 패널로 덮을 수 있으며, 이에 작은 면적을 가진 마감재로 외관을 마감하는 경우와는 또 다른 심미감을 줄 수 있고, 부재간 이음매가 감소하므로 방수성 측면에서 유리하다.
한편, 일정한 길이로 절단된 외장 패널(1)들은 폭방향으로 반복 연결되는 방식으로 시공되는데, 이러한 폭방향 연결을 위하여 외장 패널(1)의 폭방향 양측 단부에는 각각 결합돌기부와 결합홈부가 절곡 형성된다. 그런데 이들 결합돌기부와 결합홈부의 그 제조 과정 중에 외장 패널(1)의 폭방향 중간부 즉, 결합돌기부와 결합홈부의 사이 부분에 작용하는 응력이 항복점 이상이 될 경우 외장 패널(1)의 표면이 평탄하게 유지되지 못하고 영구 변형되어 불룩하게 돌출된 굴곡부(2)가 형성되는 문제점이 있었다. 이러한 현상을 일명 '오일 캐닝(oil canning)'이라고 한다.
상기 굴곡부(2)는 '굴곡부'(굴곡이 발생한 부분)로 표현하였으나 보다 상세하게는 불규칙한 주름 형상일 수도 있고, 비교적 넓은 면적이 완만하게 부풀거나 함몰된 형상일 수도 있는 바, 패널(1)의 표면이 정상 평면 상태를 벗어난 비정상 부분을 통칭하는 의미로 사용하기로 한다.
상기 굴곡부(2)는 외장 패널(1)의 길이 방향으로 연속하여 반복적으로 형성되는데, 굴곡부(2)는 그 자체로서 외장 패널(1)의 미감을 저하시킬 뿐만 아니라 결과적으로 외장 패널(1)이 시공된 건축물의 외관미를 심각하게 저하시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금속 재질의 외장 패널에 결합돌기부 및 결합홈부 형성시 굴곡부가 발생하는 것을 방지(오일 캐닝 현상 방지)할 수 있도록 된 건축용 외장 패널을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 굴곡부 발생 현상을 해소할 수 있는 건축용 외장 패널의 제조 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 굴곡부가 발생하지 않도록 된, 본 발명에 따른 외장 패널을 이용하여 제작된, 샌드위치 패널을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건축용 외장 패널은, 패널의 폭 방향으로 직선형의 가로 줄무늬가 형성되고, 상기 가로 줄무늬는 패널의 전면 또는 후면으로 돌출되거나 함몰 형성되고, 패널의 폭 방향으로 연속 및 불연속적으로 형성되며, 패널의 길이 방향 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 패널의 폭 방향 양측 단부에 결합부가 형성되고, 상기 결합부는 패널의 일측 단부에 돌출 형성된 결합돌기부와, 타측 단부에 돌출 형성된 결합홈부를 포함하며, 상기 결합돌기부와 결합홈부는 패널의 길이 방향 전체에 걸쳐서 직선 형상으로 연속하여 형성된다.
상기 결합돌기부의 일측부에 걸림부가 형성되고, 상기 결합홈부의 일측부에 상기 걸림부가 걸려지는 걸림턱이 형성된다.
상기 가로 줄무늬는 결합돌기부와 결합홈부에도 형성된다.
본 발명에 따른 건축용 외장 패널 제조 방법은, 금속 재질의 패널이 롤 형태로 말려 있는 코일로부터 패널을 풀어내는 언코일 단계(S10)와, 상기 언코일 단계(S10)에서 풀려나오는 패널의 상면과 하면을 압축 변형시켜 패널의 폭 방향으로 가로 줄무늬를 성형하는 가로 줄무늬 성형단계(S20)와, 상기 가로 줄무늬 성형단계(S20)에서 배출된 패널의 폭 방향 양측 단부를 절곡하여, 패널의 양측 단부에 각각 패널의 길이 방향을 따라 연속된 결합돌기부와 결합홈부를 성형하는 결합부 성형단계(S30) 및 상기 결합부 성형단계(S30)로부터 배출된 패널을 목표 길이로 절단하는 절단단계(S40)를 포함한다.
상기 가로 줄무늬는 외주 표면에 가로 줄무늬 성형 형상이 형성된 상부롤러와 하부롤러에 의해 가압 형성되어 패널의 양측면에 길이 방향 전체에 걸쳐 연속 및 반복적으로 형성된다.
상기 결합돌기부와 결합홈부는 패널의 폭 방향 단부를 점진적으로 절곡하는 복수의 포밍롤러에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널은, 전면패널과, 후면패널 및 전면패널과 후면패널의 사이에 충진된 단열재를 포함하고, 상기 전면패널에 폭 방향으로 직선형의 가로 줄무늬가 형성되며, 상기 가로 줄무늬는 패널의 전면 또는 후면으로 돌출되거나 함몰 형성되고, 패널의 폭 방향으로 연속 및 불연속적으로 형성되며, 패널의 길이 방향 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 외장 패널에 폭방향의 가로 줄무늬가 형성되어 그 강도가 향상되는 효과가 있다.
따라서, 외장 패널에 결합돌기부와 결합홈부를 가공할 때 굴곡부가 형성되지 않게 되고, 이에 외장 패널 자체 및 외장 패널을 시공한 건축물의 외관미가 향상되는 효과가 있다.
상기와 같은 외관미 향상 효과는, 상기 가로 줄무늬가 형성된 외장 패널을 이용하여 제작된 샌드위치 패널에서도 동일하게 발생한다.
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 금속 재질 외장 패널의 시공 상태도로서, 굴곡부의 형태가 다른 시공예이다.
도 3은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널의 사시도이다.
도 4는 도 3의 정면도로서 A는 그 일부 확대도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널들의 연결 상태도이다.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ선과 같이 외장 패널을 길이 방향으로 절단한 다양한 케이스의 단면도들이다.
도 8은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널 제조 방법을 설명하기 위한 제조 설비의 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널의 가로 방향 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널의 사시도이다.
도 4는 도 3의 정면도로서 A는 그 일부 확대도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널들의 연결 상태도이다.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ선과 같이 외장 패널을 길이 방향으로 절단한 다양한 케이스의 단면도들이다.
도 8은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널 제조 방법을 설명하기 위한 제조 설비의 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널의 가로 방향 절개 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건축용 외장 패널(10)은 금속 재질로 이루어지고, 좌우 방향으로 소정의 폭을 가지며, 상하 방향으로는 원하는 길이로 절단된, 전체적으로 직사각형 판재 형상이다.
본 발명에 따른 건축용 외장 패널(10)은 표면에 가로 줄무늬(13)가 형성된 것에 그 특징이 있다.
상기 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)이 상하 방향으로 길이가 긴 상태(도 3,4에 도시된 상태)로 배치되었을 때 외장 패널(10)의 좌우 폭 방향으로 형성된다.
상기 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 폭 방향 전체, 즉 가로 방향 전체에 걸쳐서 형성된다. 즉, 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 좌측 단부로부터 우측 단부까지 전체적으로 형성되어 있다.
상기 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 전면과 후면에 모두 형성되며, 표면에만 존재하는 용어 그대로의 '무늬'가 아니라 외장 패널(10) 자체가 전면 방향 또는 후면 방향으로 돌출되거나 함몰되어 형성된 대략 직선형의 돌기 또는 홈이다.
그러한 직선형의 돌기(또는 홈) 즉, 가로 줄무늬(13)는 대체로 직선 형상을 가지면서도 그 폭(직선형 돌기(또는 홈)의 폭으로서 패널의 폭과는 직교하는 방향임)의 증감이 존재한다. 즉, 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 폭방향을 따라 진행하면서 그 폭이 상대적으로 넓은 부분과 좁은 부분이 존재한다.
또한, 상기 가로 줄무늬(13)는 그 깊이 또한 일정하지 않아서 상대적으로 깊은 곳과 낮은 곳이 존재한다.
또한, 상기 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 폭방향을 따른 길이 역시 일정하지 않으며, 그 좌측 단부의 위치와 우측 단부의 위치가 각각의 가로 줄무늬(13)마다 다를 수 있다. 즉, 각 가로 줄무늬(13)의 좌우 단부의 위치가 다를 수 있으며, 어떤 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 좌측 단부부터 우측 단부 전체를 가로 질러 형성되는 반면, 다른 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 폭 중 임의 위치에서 임의 길이로 형성되기도 한다. 다시 말해 가로 줄무늬(13)는 외장 패널(10)의 폭 방향 전체에 걸쳐 연속적 및 불연속적으로 형성될 수 있다.
이와 같이 상기 가로 줄무늬(13)는 개별적으로 관찰했을 때는 그 형상이 불규칙하지만, 외장 패널(10)은 전체적으로 보아 폭방향으로 형성된 가로 줄무늬(13)가 상하 방향(즉, 길이 방향) 전체에 걸쳐 연속적으로 반복 형성된 균일한 패턴을 가짐을 알 수 있다.
본 발명에 따른 외장 패널(10)은 복수의 외장 패널(10)들을 폭방향으로 연결하기 위해 폭 방향 양측 단부에 '결합부'가 형성된다. 상기 '결합부'는 외장 패널(10)의 일측 단부에 형성된 결합돌기부(11)와 타측 단부에 형성된 결합홈부(12)를 지칭한다. 도 5에는 외장 패널(10)의 좌측 단부에 결합돌기부(11)가 형성되고, 우측 단부에 결합홈부(12)가 형성된 실시예가 도시되어 있다.
상기 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)는 외장 패널(10)의 상하 방향 전체에 걸쳐 직선형으로 길게 연속하여 형성된다.
또한, 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)는 외장 패널(10)에 상기 가로 줄무늬(13)가 형성된 상태에서 외장 패널(10)의 좌측 및 우측 단부가 절곡 성형되어 형성된다. 따라서 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)에는 이들 사이의 중간 평판 부분에 형성된 가로 줄무늬(13)로부터 연속된 가로 줄무늬(13)가 형성되어 있게 된다.
즉, 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)에도 상하 길이 전체에 걸쳐서 가로 줄무늬(13)가 반복적으로 연속 형성되어 있다.
상기 결합돌기부(11)는 외장 패널(10)의 일측 단부 쪽에 형성된 것으로, 정확히는 단부(10a)로부터 소정 폭 안쪽에 형성된다. 결합돌기부(11)는 외장 패널(10)의 전면 방향으로 돌출 형성되며, 일측면에는 삼각 형상으로 걸림부(11a)가 외측으로 돌출 형성되어 있다.
이에 대해 상기 결합홈부(12)는 외장 패널(10)의 타측 단부에 형성된 것으로, 정확히 결합홈부(12)의 단부가 외장 패널(10)의 타측 단부를 형성한다.
결합홈부(12)는 양측부의 사이가 벌어져 그 내부에 상기 결합돌기부(11)가 삽입 수용될 수 있는 삽입공간(12a)이 형성되며, 일측부의 하단에는 결합돌기부(11)의 걸림부(11a)가 걸려지는 걸림턱(12b)이 내측으로 돌출 형성된다.
또한 결합돌기부(11)와 결합홈부(12) 각각의 횡방향 내측 부분에는 패널의 중간 부분 보다 단차를 두고 높게 형성된 계단부(10b,10c)가 형성된다.
이제 본 발명에 따른 건축용 외장 패널의 작용 및 효과를 설명한다.
본 발명에 따른 건축용 외장 패널(10)의 주요 효과는 상기 가로 줄무늬(13)에 의해 발생된다.
| 단위 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| L | mm | 35.0000 | 34.6540 | 34.5258 | 34.9931 | 34.2698 | 34.9848 | 35.0000 | 34.9931 |
| t | mm | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| A | mm2 | 10.5000 | 10.3962 | 10.3577 | 10.4979 | 10.2809 | 10.4954 | 10.5000 | 10.4979 |
| Ix | mm4 | 0.0788 | 0.0780 | 0.0777 | 0.0787 | 0.0771 | 0.0787 | 0.0788 | 0.0787 |
| Zt | mm3 | 0.5250 | 0.5198 | 0.5179 | 0.5249 | 0.5140 | 0.5248 | 0.5250 | 0.5249 |
| Zb | mm3 | 0.5250 | 0.5198 | 0.5179 | 0.5249 | 0.5140 | 0.5248 | 0.5250 | 0.5249 |
| 단위 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| L | mm | 35.0000 | 34.6540 | 34.5258 | 34.9931 | 34.2698 | 34.9848 | 35.0000 | 34.9931 |
| t | mm | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| A | mm2 | 9.9928 | 10.5754 | 10.3168 | 9.1208 | 9.6716 | 9.7954 | 9.8748 | 10.4134 |
| Ix | mm4 | 1.1543 | 1.8033 | 1.8264 | 1.4493 | 1.4177 | 1.7111 | 1.3680 | 1.7767 |
| Zt | mm3 | 3.0996 | 4.5333 | 4.2986 | 3.8168 | 3.9882 | 4.1706 | 3.8776 | 4.5250 |
| Zb | mm3 | 2.4168 | 3.9879 | 4.2965 | 3.0817 | 2.8667 | 3.8914 | 2.7515 | 3.8847 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Ix | 본발명/종래(%) | 1466 | 2313 | 2351 | 1841 | 1839 | 2174 | 1737 | 2257 |
| Zt | 본발명/종래(%) | 590 | 872 | 830 | 727 | 776 | 795 | 739 | 862 |
| Zb | 본발명/종래(%) | 460 | 767 | 830 | 587 | 558 | 742 | 524 | 740 |
상기 표1과 표2는 각각 종래의 외장 패널(가로 줄무늬가 형성되지 않음)과 본 발명에 따른 외장 패널(가로 줄무늬가 형성됨)의 임의 부분을 패널의 길이 방향으로 절개한 8개 케이스의 단면에 대한 단면 성능값을 정리한 것이다.
표1의 경우, 종래의 단순 평판형 외장 패널은 8개 케이스의 단면 형상이 거의 동일하므로 각 케이스들의 단면 성능값도 거의 동일하다.
표2의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 8개 케이스의 단면 형상이 각각 상이하므로 각 케이스들의 단면 성능값도 상이하다(본 발명에 따른 외장 패널은 전술한 바와 같이 가로 줄무늬(13)들의 형상이 상이하므로 시편의 절개 위치에 따라서 단면의 형상이 상이하다).
표1, 표2에서 L은 시편의 길이, t는 시편의 두께, A는 시편의 면적, Ix는 시편 단면의 단면2차모멘트, Zt, Zb는 시편 단면의 단면계수이다.
표3은 종래 외장 패널 대비 본 발명에 따른 외장 패널의 단면2차모멘트와 단면계수의 증가율(%)을 정리한 성능 변화표이다.
상기 표1 내지 표3에 기재된 바와 같이, 8개 케이스(단면) 모두에서 종래의 경우보다 본 발명의 경우 단면2차모멘트(Ix) 값과 단면계수(Zx) 값이 증가하였음을 확인할 수 있다(상기 단면2차모멘트(Ix) 값과 단면계수(Zx)는 단면의 형상과 치수에 의해 결정되는 것이고 그 계산식은 널리 알려져 있으므로 상세한 기재는 생략한다).
예를 들어, 케이스 1의 경우 단면2차모멘트(Ix)가 0.0788에서 1.1543으로 1466% 증가되고, 단면계수(Zx)가 0.5250에서 2.4168로 460% 증가되었다(비대칭 단면의 휨응력 계산시 사용하는 단면계수는 작은 값을 선택해야만 하므로 Zx = Zb 이다).
단면2차모멘트(Ix)는 패널 강판의 처짐량(휨량)을 구할 때 사용하는 것으로서, 이 값이 1466% 증가한다는 것은 패널 강판의 처짐량이 1/14.66배로 감소한다는 의미이다.
또한 단면계수(Zx)는 패널 강판의 강도(응력)값을 구할 때 사용하는 것으로서, 이 값이 460% 증가한다는 것은 패널 강판이 응력을 4.6배만큼 변형이 없는 상태로 더 견딜 수 있다는 의미이다.
상기와 같이 외장 패널(10)의 강도가 향상됨으로써 외장 패널(10)의 양단부에 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)를 가공할 때, 외장 패널(10)에 항복점 이상의 응력이 작용하지 않게 되어 오일 캐닝 현상에 의한 굴곡부(2)가 발생하지 않게 된다.
이에 외장 패널(10)이 우수한 평면 상태를 유지하므로 외장 패널(10) 자체 및 외장 패널(10)이 시공된 건축물의 외관미가 향상되는 효과가 있다.
따라서 고가의 비용을 들여 건설한 건축물이 외장재(즉, 상기 외장 패널(10))의 변형에 의해 외관미가 저하됨으로써 그 가치가 평가 절하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 가로 줄무늬(13)에 의해 외장 패널(10)의 강도가 향상됨으로써 종래 대비 동일한 강도의 외장 패널(10)을 제작한다고 가정하였을 때 외장 패널(10)의 두께를 감소시킬 수 있게 된다.
따라서 외장 패널(10) 제조에 소비되는 소재량을 감소시킬 수 있게 됨으로써 제조 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.
한편, 서로 이웃하여 배치되는 복수의 외장 패널(10)들은 도 6과 같이 상기 결합부의 연결에 의해 서로 연결될 수 있다.
즉 어느 한 외장 패널(10)의 결합돌기부(11)는 그 좌측에 배치되는 다른 외장 패널(10)의 결합홈부(12)에 삽입되어 결합되고, 결합홈부(12)에는 우측에 배치되는 또 다른 외장 패널(10)의 결합돌기부(11)가 삽입되어 결합된다.
결합홈부(12)에 삽입된 결합돌기부(11)는 걸림부(11a)가 결합홈부(12)의 걸림턱(12b)에 걸려서 삽입된 방향의 반대 방향으로 잘 빠지지 않게 됨으로써 외장 패널(10)들이 결합상태를 견고하게 유지할 수 있다. 이와 같이 서로 이웃한 외장 패널(10)들의 결합홈부(12)에 결합돌기부(11)를 삽입하여 결합하는 방식으로 외장 패널(10)들을 연속하여 결합함으로써 건물 외벽이나 지붕의 넓은 면적을 용이하게 덮어줄 수 있게 된다.
양측 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)에 인접 형성된 계단부(10b,10c)는 기본적으로 외장 패널(10)에서 결합돌기부(11)나 결합홈부(12)의 횡방향 지지면(베이스부 또는 기단부)의 위치를 상승시켜 결합돌기부(11)나 결합홈부(12)의 돌출 높이를 감소시킴으로써 이들의 횡방향 강성을 보강해주는 역할을 수행한다.
또한, 결합돌기부(11)측 계단부(10b)는 결합돌기부(11)가 결합홈부(12)에 삽입 결합되었을 때 결합홈부(12)의 걸림턱(12b)측 하단부를 지지함으로써 결함홈부(12)의 강성을 더욱 보강해준다.
그리고 결합홈부(12)측 계단부(10c)는 결합돌기부(11)가 결합홈부(12)에 삽입 결합되었을 때 외장 패널(10)의 좌측 단부 즉, 결합돌기부(11)측 단부(10a)가 위치되는 공간을 제공함으로써 패널의 중첩에 의해 외장 패널(10)이 설치면으로부터 들뜨는 것을 방지해 준다. 이에 외장 패널(10)의 평면 상태가 보다 양호해짐으로써 들뜸에 의한 외관미 저하를 방지해 준다.
또한, 결합홈부(12)가 복수 회 절곡되면서(도 5에서 좌측 상단, 우측 상단, 걸림턱 상단, 걸림턱 하단 등 4회 절곡됨) 결합돌기부(11)를 전체적으로 감싸는 구조로 이루어짐으로써 외장 패널(10)의 연결부위를 통해서 외부로부터 물이 침투하기 매우 어려운 구조를 이룬다. 따라서, 외장 패널(10)들의 연결부 방수성이 매우 우수하다.
이제, 상기와 같이 굴곡부 형성이 방지되는 본 발명에 따른 건축용 외장 패널의 제조 방법을 설명한다. 앞의 설명에서 외장 패널(10)에 부여된 도면 부호 및 명칭은 그대로 사용하기로 한다.
본 발명에 따른 건축용 외장 패널의 제조 방법은, 금속 재질의 패널이 롤(roll) 형태로 말려 있는 코일(C)로부터 패널을 풀어내는 언코일 단계(S10)와, 언코일 단계(S10)에서 풀려나오는 패널의 상면과 하면을 압축하여 패널의 양측면에 폭 방향으로 가로 줄무늬(13)를 성형하는 가로 줄무늬 성형단계(S20)와, 가로 줄무늬 성형단계(S20)에서 배출된 패널의 폭 방향 양측 단부를 절곡하여 패널의 길이 방향을 따라 연속된 결합부를 성형하는 결합부 성형단계(S30) 및 결합부 성형단계(S30)로부터 배출된 패널을 일정한 길이로 절단하는 절단단계(S40)를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널을 제조하기 위해서는 도 8과 같이, 회전축(110)에 코일(C)을 거치하고 풀어주는 언코일장치(100)와, 외주 표면에 상기 가로 줄무늬(13)를 성형하기 위한 '가로 줄무늬 성형 형상'이 형성되어 있는 상부롤러(210)와 하부롤러(220)를 구비한 가로 줄무늬 성형장치(200)와, 다수의 포밍롤러(310)를 구비하여 패널의 폭방향 양측 단부에 결합부를 성형하는 결합부 성형장치(300)와, 절단날(410)을 구비하여 패널을 원하는 길이로 절단하는 절단장치(400)을 구비하여야 한다.
상기 언코일장치(100), 가로 줄무늬 성형장치(200), 결합부 성형장치(300), 절단장치(400)는 언코일장치(100)로부터 풀려나오는 패널을 유입 및 배출하면서 해당 단계의 작업을 연속적으로 수행해야 하므로 일직선 상에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법의 각 단계를 보다 상세히 설명한다.
<언코일 단계(S10)>
외장 패널(10)의 소재가 되는 패널은 코일(C) 형태로 공급된다. 생산 라인에서 코일(C)은 언코일장치(100)의 회전축(110)에 거치되고 라인 가동과 함께 회전축(110)이 회전됨으로써 코일(C)이 풀리기 시작한다. 코일(C)은 언코일장치(100) 자체의 동력에 의해서도 회전되지만 이후 단계의 가로 줄무늬 성형장치(200)에서 당기는 힘에 의해서도 풀려질 수 있다.
<가로 줄무늬 성형단계(S20)>
코일(C)에서 풀려진 패널은 가로 줄무늬 성형장치(200)의 상부롤러(210)와 하부롤러(220) 사이로 유입된다. 상부롤러(210)와 하부롤러(220)에는 서로 대응되는 형상의 가로 줄무늬 성형 형상이 형성되어 있어서 패널이 상부롤러(210)와 하부롤러(220) 사이를 통과하면 패널의 상면과 하면에 앞에서 설명한 바와 같은 형상의 가로 줄무늬(13)가 형성된다.
상부롤러(210)와 하부롤러(220)에서 가로 줄무늬 성형 형상이 형성된 부분의 폭은 패널의 폭보다 크기 때문에 패널에는 폭 방향 전체에 걸쳐서 가로 줄무늬(13)가 형성된다.
<결합부 성형단계(S30)>
가로 줄무늬 성형장치(200)에서 배출된 패널(가로 줄무늬(13)가 형성된 상태)은 결합부 성형장치(300)로 유입된다. 결합부 성형장치(300)는 롤 포밍기로서 결합부(결합돌기부(11)와 결합홈부(12))를 성형하기 위해 패널의 양측 단부를 점진적으로 절곡하는 작업을 연속적으로 실시하는 복수의 포밍롤러(310)를 구비한다.
패널의 폭방향 양측 단부는 복수의 포밍롤러(310)를 통과하는 동안에 개별 롤러들에 의한 복수의 절곡 과정을 거치면서 점진적으로 변형되고 최종 롤러를 통과했을 때 결합돌기부(11) 및 결합홈부(12)의 성형이 완전하게 이루어진다.
여기서 복수의 포밍롤러(310)는 패널의 일측 단부에 결합돌기부(11)를 성형하기 위한 포밍롤러열과, 패널의 타측 단부에 결합홈부(12)를 성형하기 위한 포밍롤러열을 구성하는 포밍롤러들을 모두 지칭한다.
즉 결합부 성형장치(300)는 패널의 폭방향 일측 단부에 결합돌기부(11)를 성형하는 포밍롤러들과, 패널의 타측 단부에 결합홈부(12)를 성형하는 포밍롤러들을 구비하며, 이들은 결합부 성형장치(300)의 위에서 내려다 볼 때 서로 마주보는 대향 위치에 평행하게 설치되어 있다.
따라서, 패널이 결합부 성형장치(300)를 통과하는 동안 양측에 구비된 포밍롤러(310)들에 의해 결합돌기부(11)와 결합홈부(12)가 동시에 성형된다.
<절단단계(S40)>
결합부 성형장치(300)를 통과하면 패널은 외장 패널(10)의 최종 단면 형상(도 5의 단면 형상)을 가지게 되며, 이어서 필요한 길이(주문 치수)로 절단하면 완제품이 된다.
결합부 성형장치(300)에서 배출된 패널은 절단장치(400)로 유입된다. 절단장치(400)는 절단날(410)을 하강시켜 패널을 원하는 길이로 절단한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 건축용 외장 패널 제조 방법에 의하면, 코일(C)로부터 패널을 풀어서 가로 줄무늬(13)와 결합부(결합돌기부(11) 및 결합홈부(12))를 성형한 후 절단하는 일련의 공정이 연속적으로 이루어짐으로써 외장 패널(10) 제조 공정의 효율성이 우수하고 공정 시간이 단축되는 장점이 있다.
또한, 패널의 폭 방향 전체에 가로 줄무늬(13)를 먼저 성형하고, 이후 결합부가 형성됨으로써 결합부에도 가로 줄무늬(13)가 형성된다.
따라서 결합부의 강성이 향상되어 외장 패널(10)들을 상호 연결했을 때 연결부의 강성이 향상되며, 이에 의해 외장 패널(10)의 전체 조립체 즉, 지붕이나 외벽 전체의 마감 구조물의 구조적 강성이 향상되는 효과가 있으며, 이는 또한 외장 패널(10)에 굴곡부가 형성되는 것을 더욱 확실하게 방지해주는 요인이 된다.
도 9는 본 발명에 따른 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널의 가로 방향 절개 사시도이다. 본 발명에 따른 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널(20)은 전면패널(22)과, 후면패널(23) 및 전면패널(22)과 후면패널(23)의 사이에 충진된 단열재(Insulation)(21)를 포함한다.
상기 단열재(21)로는 발포성 폴리스티렌(EPS; Expanded polystyrene), 우레탄 폼(Urethane form), 글래스 울(Glass wool) 등이 단독으로 사용되거나, 적층 또는 혼합된 복합재료 형태로 사용될 수 있다.
상기 전면패널(22)은 시공 시 건축물의 외부로 노출되어 건축물의 외장을 이루는 것으로 패널 면적 전체에 걸쳐 가로 줄무늬(22a)가 형성된다. 이 가로 줄무늬(22a)는 앞서 설명한 외장 패널(10)의 가로 줄무늬(13)와 동일한 것이다. 즉 샌드위치 패널(20)의 전면패널(22)로서 본 발명에 따른 외장 패널(10)이 사용될 수 있다. 이때의 외장 패널(10)은 가로줄무의 성형단계(S20)만을 거치고 결합부 성형단계(S30)를 거치지 않은 상태의 패널로서 패널의 폭방향 양측 단부에 결합부(결합돌기부(11)와 결합홈부(12))가 형성되지 않은 상태의 패널이다.
한편, 전면패널(22)에는 강도 보강을 위한 보강용 절곡부(22b)가 패널의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 상기 보강용 절곡부(22b)는 패널 강판에 가로 줄무늬(22a)가 형성된 이후에 형성되는 것으로 보강용 절곡부(22b)에도 가로 줄무늬(22a)가 형성되어 있게 된다.
전면패널(22)은 상기 절곡부(22b)가 형성되는 대신 사다리꼴 단면 형상의 요철이 횡방향으로 반복 형성된 형태로 형성될 수도 있는 등, 그 단면 형상은 필요에 따라 다양하게 변형 가능하다.
상기 후면패널(23)은 기본적으로는 단순 평판 형상으로 제작되며, 필요에 따라 전면패널(22)과 동일한 가로 줄무늬가 형성될 수 있다. 그러나 후면패널(23)의 경우 시공 시 외부에서 보이지 않으므로 샌드위치 패널의 전체적인 강도 보강이 필요한 경우가 아니라면 가로 줄무늬를 형성하지 않을 수 있다. 마찬가지로 후면패널(23)의 경우에는 보강용 절곡부(22b) 역시 필요에 따라 선택적으로 성형 가능하다.
샌드위치 패널(20)의 양단부에는 시공 시 복수의 샌드위치 패널(20)을 횡방향으로 연결하기 위한 삽입돌출부(20a)와 수용홈부(20b)가 형성된다. 삽입돌출부(20a)는 전면패널(22)과 후면패널(23)의 일측 단부가 샌드위치 패널(20)의 일측면 중심부에서 서로 소정 거리 이격된 상태에서 횡방향으로 평행하게 돌출된 형상으로 형성된다.
수용홈부(20b)는 전면패널(22)과 후면패널(23)의 타측 단부가 샌드위치 패널(20)의 타측면 중심부에서 상기 삽입돌부(20a)에 대응되는 오목한 홈 형상으로 절곡되어 형성된다.
따라서 서로 이웃하여 배치되는 샌드위치 패널(20)들 중 일측 패널의 삽입돌출부(20a)가 타측 패널의 수용홈부(20b)에 삽입 결합되는 방식으로 샌드위치 패널(20)들의 시공이 이루어진다.
상기와 같이 전면패널(22)로서 본 발명에 따른 외장 패널(10)을 이용한 샌드위치 패널(20)은 가로 줄무늬(22a)에 의한 강도 보강 효과가 발생한다.
따라서 보강용 절곡부(22b)나 삽입돌출부(20a) 및 수용홈부(20b)를 가공할 때 오일 캐닝 현상이 방지되어 패널 표면에 굴곡부가 형성되지 않음으로써 굴곡부에 의한 외관미 저하를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 외장 패널 10a : 단부
10b,10c : 계단부 11 : 결합돌기부
11a : 걸림부 12 : 결합홈부
12a : 삽입공간 12b : 걸림턱
13 : 가로 줄무늬
20 : 샌드위치 패널 20a : 삽입돌출부
20b : 수용홈부 21 : 단열재
22 : 전면패널 22a : 가로 줄무늬
22b : 보강용 절곡부 23 : 후면패널
100 : 언코일장치 110 : 회전축
200 가로 줄무늬 성형장치 210 : 상부롤러
220 : 하부롤러 300 : 결합부 성형장치
310 : 포밍롤러 400 : 절단장치
410 : 절단날
10b,10c : 계단부 11 : 결합돌기부
11a : 걸림부 12 : 결합홈부
12a : 삽입공간 12b : 걸림턱
13 : 가로 줄무늬
20 : 샌드위치 패널 20a : 삽입돌출부
20b : 수용홈부 21 : 단열재
22 : 전면패널 22a : 가로 줄무늬
22b : 보강용 절곡부 23 : 후면패널
100 : 언코일장치 110 : 회전축
200 가로 줄무늬 성형장치 210 : 상부롤러
220 : 하부롤러 300 : 결합부 성형장치
310 : 포밍롤러 400 : 절단장치
410 : 절단날
Claims (8)
- 패널의 폭 방향으로 직선형의 가로 줄무늬가 형성되고,
상기 가로 줄무늬는 패널의 전면 또는 후면으로 돌출되거나 함몰 형성되고, 패널의 폭 방향으로 연속 및 불연속적으로 형성되며, 패널의 길이 방향 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 건축용 외장 패널. - 청구항 1에 있어서,
상기 패널의 폭 방향 양측 단부에 결합부가 형성되고,
상기 결합부는 패널의 일측 단부에 돌출 형성된 결합돌기부와, 타측 단부에 돌출 형성된 결합홈부를 포함하며,
상기 결합돌기부와 결합홈부는 패널의 길이 방향 전체에 걸쳐서 직선 형상으로 연속하여 형성된 것을 특징으로 하는 건축용 외장 패널. - 청구항 2에 있어서,
상기 결합돌기부의 일측부에 걸림부가 형성되고, 상기 결합홈부의 일측부에 상기 걸림부가 걸려지는 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 건축용 외장 패널. - 청구항 2에 있어서,
상기 가로 줄무늬는 결합돌기부와 결합홈부에도 형성된 것을 특징으로 하는 건축용 외장 패널. - 금속 재질의 패널이 롤 형태로 말려 있는 코일로부터 패널을 풀어내는 언코일 단계(S10)와,
상기 언코일 단계(S10)에서 풀려나오는 패널의 상면과 하면을 압축 변형시켜 패널의 폭 방향으로 가로 줄무늬를 성형하는 가로 줄무늬 성형단계(S20)와,
상기 가로 줄무늬 성형단계(S20)에서 배출된 패널의 폭 방향 양측 단부를 절곡하여, 패널의 양측 단부에 각각 패널의 길이 방향을 따라 연속된 결합돌기부와 결합홈부를 성형하는 결합부 성형단계(S30) 및
상기 결합부 성형단계(S30)로부터 배출된 패널을 목표 길이로 절단하는 절단단계(S40)
를 포함하는 건축용 외장 패널 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 가로 줄무늬는 외주 표면에 가로 줄무늬 성형 형상이 형성된 상부롤러와 하부롤러에 의해 가압 형성되어 패널의 양측면에 길이 방향 전체에 걸쳐 연속 및 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 건축용 외장 패널 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 결합돌기부와 결합홈부는 패널의 폭 방향 단부를 점진적으로 절곡하는 복수의 포밍롤러에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 건축용 외장 패널 제조방법. - 전면패널과, 후면패널 및 전면패널과 후면패널의 사이에 충진된 단열재를 포함하고,
상기 전면패널에 폭 방향으로 직선형의 가로 줄무늬가 형성되며,
상기 가로 줄무늬는 패널의 전면 또는 후면으로 돌출되거나 함몰 형성되고, 패널의 폭 방향으로 연속 및 불연속적으로 형성되며, 패널의 길이 방향 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 샌드위치 패널.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190019145A KR20200101022A (ko) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 건축용 외장 패널과 그 제조 방법 및 그 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190019145A KR20200101022A (ko) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 건축용 외장 패널과 그 제조 방법 및 그 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200101022A true KR20200101022A (ko) | 2020-08-27 |
Family
ID=72237348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190019145A KR20200101022A (ko) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | 건축용 외장 패널과 그 제조 방법 및 그 외장 패널을 이용한 샌드위치 패널 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200101022A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102381080B1 (ko) * | 2021-11-08 | 2022-03-30 | 김순미 | 벽체용 외장 판넬의 제조장치 |
| KR20220167811A (ko) * | 2021-06-14 | 2022-12-22 | (주)디에스앤피 | 건축용 외장 패널 제조 장치 및 이를 이용한 건축용 외장 패널 제조 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101207212B1 (ko) | 2012-07-27 | 2012-12-03 | 주식회사 건기 | 건축물의 외장 패널 시공방법 |
-
2019
- 2019-02-19 KR KR1020190019145A patent/KR20200101022A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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| KR20220167811A (ko) * | 2021-06-14 | 2022-12-22 | (주)디에스앤피 | 건축용 외장 패널 제조 장치 및 이를 이용한 건축용 외장 패널 제조 방법 |
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