KR20220091768A - Sandwich panel and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 샌드위치 패널 및 이의 제조방법, 구체적으로 국부적 밀도 편차를 이용한 코어층, 이를 포함하는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sandwich panel and a method for manufacturing the same, specifically, to a core layer using local density deviation, a sandwich panel including the same, and a method for manufacturing the same.
통상의 샌드위치 패널은 금속 패널과 유사한 구조 강성을 가지면서도 경량화에 효과적이기 때문에 건축용 자재 등 다양한 분야에 사용되고 있다.A typical sandwich panel has structural rigidity similar to that of a metal panel and is effective in reducing weight, so it is used in various fields such as construction materials.
이러한 샌드위치 패널은 알루미늄, 철 등으로 형성된 스킨층 사이에 코어층을 형성하여 패널의 물성을 조절한다. 예를 들어, 코어층에 발포 수지 소재를 이용하여 패널의 경량화 효과를 높이거나, 일반 수지, 복합재 또는 발사우드(balsa wood) 소재를 이용하여 패널의 기계적 강도를 높인다.In such a sandwich panel, a core layer is formed between skin layers formed of aluminum, iron, or the like to control the properties of the panel. For example, a foamed resin material is used for the core layer to increase the weight reduction effect of the panel, or a general resin, composite or balsa wood material is used to increase the mechanical strength of the panel.
상기 샌드위치 패널의 예로 종래부터 사용되어 온 Corrugated Panel은 강성이 우수하나, 단조 성형 후 심재의 골 형상에 따른 압흔이 발생하는 등 성형 시에 외관이 좋지 못한 단점을 가지고 있었다. 또한 ACM(Aluminum Composite Material)과 같은 샌드위치 패널의 경우에는, 압흔이 발생하지는 않으나 설계의 자유도가 낮아 다양한 성형이 불가능하고, 강성이 다소 낮은 한계점을 가지고 있었다.Corrugated panel, which has been conventionally used as an example of the sandwich panel, has excellent rigidity, but has a disadvantage in that it has a poor appearance during molding, such as indentation according to the bone shape of the core material after forging molding. In addition, in the case of a sandwich panel such as ACM (Aluminum Composite Material), indentation does not occur, but various moldings are impossible due to the low degree of freedom in design, and the rigidity is somewhat low.
상기 샌드위치 패널이 가지는 문제점을 해결하기 위하여, 부직 섬유 집합체 구조를 포함하면서도 국부적인 위치에 따라 강성 등 기계적 물성이 우수하고 동시에 성형성이 우수한 코어층, 이를 포함하는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.In order to solve the problems of the sandwich panel, a core layer including a nonwoven fiber aggregate structure and having excellent mechanical properties such as rigidity depending on local location and excellent formability at the same time, a sandwich panel including the same, and a method for manufacturing the same development is needed.
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제 10-2017-0140111호, 샌드위치 패널 및 그의 제조방법(Patent Document 1) Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0140111, Sandwich panel and its manufacturing method
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위하여, 부직 섬유 집합체 구조인 심재 중앙부와 심재 가장자리부 간에 단조 성형으로 인하여 국부적 밀도 편차를 갖는 코어층, 이를 포함하는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법에 대하여 연구하여, 본 발명을 완성시켰다. In order to solve the above problem, the present inventors studied a core layer having a local density deviation due to forging forming between the central part of the core material and the edge part of the core material, which is a nonwoven fiber aggregate structure, a sandwich panel including the same, and a manufacturing method thereof, and the present invention has completed
따라서, 본 발명의 목적은 상기 밀도 편차를 통해 코어층의 심재 중앙부에서 우수한 강성 등 기계적 물성을 가지면서도, 심재 가장자리부에서 우수한 성형성을 갖는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sandwich panel having excellent formability at the edge of the core while having excellent mechanical properties such as rigidity in the central portion of the core of the core layer through the density deviation, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, According to a first aspect of the invention,
코어층; 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층; 및 상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층;을 포함하고, 상기 코어층은 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 포함하는 부직 섬유 집합체 구조이고, 상기 코어층은 심재 중앙부; 및 상기 심재 중앙부의 테두리를 따라 형성된 심재 가장자리부;를 포함하고, 상기 심재 가장자리부의 밀도(g/cm3)는 심재 중앙부 대비 2 내지 12배인 샌드위치 패널을 제공한다.core layer; a skin layer laminated on at least one surface of the core layer; and an adhesive layer for adhering the core layer and the skin layer; wherein the core layer has a nonwoven fiber aggregate structure including two or more nonwoven fiber aggregates, and the core layer includes a central portion of the core; and a core edge formed along the edge of the central part of the core, wherein the density (g/cm 3 ) of the edge of the core is 2 to 12 times that of the central part of the core.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 샌드위치 패널은 패널 중앙부; 및 패널 가장자리부;를 포함하고, 상기 패널 가장자리부는 상기 패널 중앙부보다 두께가 얇을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sandwich panel includes a panel central portion; and a panel edge portion, wherein the panel edge portion may be thinner than the panel center portion.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 심재 가장자리부의 밀도(g/cm3)는 심재 중앙부 대비 3 내지 7배일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the density (g/cm 3 ) of the edge of the core may be 3 to 7 times that of the central part of the core.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 심재 중앙부의 밀도는 0.05 내지 0.3 g/cm3일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the density of the central portion of the core material may be 0.05 to 0.3 g / cm 3 .
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 심재 가장자리부의 밀도는 0.3 내지 1.5 g/cm3일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the density of the edge portion of the core material may be 0.3 to 1.5 g / cm 3 .
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 패널 중앙부의 굴곡강도는 25 내지 100 MPa이고, 상기 패널 가장자리부의 단조 높이는 0.5 내지 2.0mm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the flexural strength of the central portion of the panel may be 25 to 100 MPa, and the forging height of the panel edge portion may be 0.5 to 2.0 mm.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 부직 섬유 집합체는 폴리에스테르계 섬유를 포함하고, 상기 폴리에스테르계 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the nonwoven fiber assembly includes a polyester fiber, and the polyester fiber is polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate. It may be any one or more selected from the group consisting of.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 스킨층은 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘, 전기아연도금강판(EGI) 및 용융아연도금강판(GI)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the skin layer may be at least one selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, electro-galvanized steel sheet (EGI) and hot-dip galvanized steel sheet (GI). have.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 접착층은 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the adhesive layer may include at least one of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic adhesive, and an epoxy-based adhesive.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, According to a second aspect of the invention,
a) 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 준비하는 단계; b) 상기 둘 이상의 부직 섬유 집합체의 계면을 니들펀칭 공정으로 상호 접합시켜 코어층을 제조하는 단계; c) 상기 코어층 일면 이상에 접착층을 형성하는 단계; d) 상기 접착층 상에 스킨층을 형성하는 단계; 및 e) 단조 성형하는 단계;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.a) preparing two or more nonwoven fiber aggregates; b) preparing a core layer by bonding the interfaces of the two or more nonwoven fiber aggregates to each other through a needle punching process; c) forming an adhesive layer on at least one surface of the core layer; d) forming a skin layer on the adhesive layer; And e) forging forming; provides a method for manufacturing a sandwich panel comprising a.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 e) 단계는 상기 샌드위치 패널의 가장자리부에 대하여 하중 110 내지 300ton의 조건에서 단조 공정을 진행하는 단계일 수 있다.In one embodiment of the present invention, step e) may be a step of performing the forging process under the condition of a load of 110 to 300 tons with respect to the edge of the sandwich panel.
본 발명의 일 구체 예에 있어서, 상기 e) 단계는 상기 샌드위치 패널의 가장자리부에 대하여 분당 스트로크수 10 내지 60 strokes/min의 조건에서 단조 공정을 진행하는 단계일 수 있다.In one embodiment of the present invention, step e) may be a step of performing a forging process with respect to the edge of the sandwich panel under the condition of 10 to 60 strokes/min at the number of strokes per minute.
본 발명은, 샌드위치 패널 제조 시에 단조 공정을 통해 코어층의 중앙부와 가장자리부의 밀도를 달리하고, 심재 중앙부에서는 우수한 굴곡강도 등의 기계적 물성이 확보되고, 심재 가장자리부에서는 우수한 성형성이 확보된 샌드위치 패널을 제공한다.According to the present invention, the sandwich panel is manufactured by varying the density of the central portion and the edge portion of the core layer through a forging process, securing excellent mechanical properties such as flexural strength in the center portion of the core material, and securing excellent formability at the edge portion of the core material. panel is provided.
상기 효과를 가지는 샌드위치 패널은 심재 중앙부에서 처짐량이 적고 강성 등의 기계적 물성이 우수함과 동시에 심재 가장자리부에서는 성형성이 우수하여 다양한 성형 및 구조설계가 가능한 장점을 가질 수 있다.The sandwich panel having the above effect may have a small amount of deflection at the center of the core and excellent mechanical properties such as rigidity, and at the same time, excellent formability at the edge of the core, so that various moldings and structural designs are possible.
상기 효과를 가지는 샌드위치 패널은 가전용 구조재(TV백커버, 세탁기용 보드 등), 건축용 내외장 보드, 자동차 내외장재, 기차/선박/항공기용 내외장재, 각종 칸막이용 보드, 엘리베이터 구조재 등에 사용되기에 적합하다.The sandwich panel having the above effect is suitable for use in structural materials for home appliances (TV back cover, washing machine board, etc.), interior and exterior boards for construction, interior and exterior materials for automobiles, interior and exterior materials for trains/ships/aircraft, various partition boards, elevator structural materials, etc. .
도 1은 본 발명에 있어서 샌드위치 패널을 단조 성형하는 공정을 도식화한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 샌드위치 패널의 단면을 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 샌드위치 패널의 심재로 사용되는 코어층의 단면을 도식화한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a process for forging a sandwich panel in the present invention.
2 is a schematic diagram of a cross-section of a sandwich panel according to the present invention.
3 is a schematic diagram of a cross-section of a core layer used as a core material of a sandwich panel according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 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.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샌드위치 패널에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a sandwich panel according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명자들의 실험 결과, 기존의 샌드위치 패널들은 코어층에 사용되는 심재의 종류에 따라 단조 성형 후 압흔이 발생하여 외관이 좋지 못하거나, 설계의 자유도가 낮아 성형성이 떨어지며 강성이 낮다는 한계점이 존재하였습니다. As a result of the inventors' experiments, the existing sandwich panels have poor appearance due to indentations after forging forming depending on the type of core used for the core layer, or have limitations in that the formability is poor and the rigidity is low due to the low degree of freedom in design. I did.
본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 코어층에 부직 섬유 집합체 구조를 포함하면서 국부적인 위치에 따라 밀도 편차를 형성하여, 샌드위치 패널의 기계적 물성이 요구되는 중앙부에서는 우수한 굴곡강도를 가지면서 동시에 가장자리부에서 성형성이 확보되어 단조 성형된 코어층을 포함하는 샌드위치 패널 및 이의 제조방법에 대하여 발명하기에 이르렀다.In order to solve the above problems, the inventors of the present invention include a nonwoven fiber aggregate structure in the core layer and form a density deviation depending on local locations, so that the sandwich panel has excellent flexural strength in the central portion where mechanical properties are required. At the same time, the invention of a sandwich panel including a forged-formed core layer by securing formability at the edge and a method for manufacturing the same has been invented.
샌드위치 패널sandwich panel
본 발명에 따른 샌드위치 패널은 코어층; 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층; 및 상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층;을 포함하고, 상기 코어층은 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 포함하는 부직 섬유 집합체 구조이고, 상기 코어층은 심재 중앙부; 및 상기 심재 중앙부의 테두리를 따라 형성된 심재 가장자리부;를 포함하고, 상기 심재 가장자리부의 밀도(g/cm3)는 심재 중앙부 대비 2 내지 12배이다.A sandwich panel according to the present invention includes a core layer; a skin layer laminated on at least one surface of the core layer; and an adhesive layer for adhering the core layer and the skin layer; wherein the core layer has a nonwoven fiber aggregate structure including two or more nonwoven fiber aggregates, and the core layer includes a central portion of the core; and an edge of the core formed along the edge of the central part of the core, wherein the density (g/cm 3 ) of the edge of the core is 2 to 12 times that of the central part of the core.
본 발명에 있어서 '부직 섬유 집합체'라 함은, 웹(Web)상 또는 시트(Sheet)상의 부직 섬유를 접착체로 접착시키거나, 열가소성 섬유를 이용하여 접착시킨 것을 말하며, 본 발명에 따른 코어층은 섬유가 서로 엉켜 있는 부직 섬유 집합체를 가지고 있기 때문에, 폴리에스테르계 섬유의 전부 또는 일부는 바인더에 의하여 융착되고, 따라서 상기 코어층 내에는 자연 기공이 포함되어, 통기성이 양호해지고, 경량화를 향상시킬 수 있다. 즉, 섬유들이 서로 엉키면서 형성된 자연 기공을 가지기 때문에, 발포제와 같은 첨가제에 의해 인위적으로 기공을 형성하는 경우와 달리 비발포성 코어이므로, 제조비용을 절감할 수 있으며, 발포 공정을 생략할 수 있어 공정 효율도 높일 수 있다. In the present invention, the term 'nonwoven fiber assembly' refers to bonding nonwoven fibers on a web or sheet with an adhesive or using a thermoplastic fiber, and the core layer according to the present invention is Since the fibers have a nonwoven fiber aggregate that is entangled with each other, all or part of the polyester-based fibers are fused by a binder, and thus natural pores are included in the core layer, so that air permeability is good, and weight reduction can be improved have. That is, since the fibers have natural pores formed while being entangled with each other, unlike the case where pores are artificially formed by an additive such as a foaming agent, it is a non-foaming core, so manufacturing costs can be reduced and the foaming process can be omitted. Efficiency can also be increased.
상기 '부직 섬유 집합체 구조'는 둘 이상의 부직 섬유 집합체가 접합된 구조이고, 바람직하게는 니들펀칭 공정에 의해 둘 이상의 부직 섬유 집합체가 접합된 구조이다.The 'nonwoven fiber aggregate structure' is a structure in which two or more nonwoven fiber aggregates are bonded, preferably, a structure in which two or more nonwoven fiber aggregates are bonded by a needle punching process.
상기 코어층은 심재 중앙부; 및 상기 심재 중앙부의 테두리를 따라 형성된 심재 가장자리부;를 포함한다. 상기 심재 중앙부의 각 테두리를 따라 심재 가장자리부가 형성될 수 있다. The core layer is a central portion of the core; and an edge of the core formed along the edge of the central part of the core. A core edge portion may be formed along each edge of the central portion of the core member.
상기 심재 가장자리부는 심재 중앙부의 각 테두리로부터 5 내지 100mm, 바람직하게는 10 내지 80mm, 더 바람직하게는 15 내지 70mm의 폭을 갖는 형태로 형성될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 심재 가장자리부의 영역의 우수한 성형성을 활용하여 단조 성형 등의 성형 공정을 통해 코어층을 다양하게 성형하고 설계하는데 용이할 수 있다.The edge of the core may be formed in a shape having a width of 5 to 100 mm, preferably 10 to 80 mm, more preferably 15 to 70 mm from each edge of the central part of the core. When the above range is satisfied, it may be easy to form and design the core layer in various ways through a forming process such as forging by utilizing the excellent formability of the region of the edge of the core material.
상기 심재 가장자리부의 밀도(g/cm3)는 심재 중앙부 대비 2 내지 12배, 바람직하게는 3 내지 7배, 더 바람직하게는 4 내지 6배일 수 있다. 상기 심재 가장자리부의 밀도가 심재 중앙부 대비 2배 미만인 경우, 심재 중앙부에 대비하여 심재 가장자리부의 성형성이 현저하게 우수하다고 보기 어려운 한계점이 있을 수 있다. 반면, 상기 가장자리부의 밀도가 중앙부 대비 12배를 초과하는 경우, 동일 코어층 내의 심재 중앙부와 심재 가장자리부 간의 현저한 밀도 차로 인하여 최종적으로 제조된 코어층의 안정성이 떨어질 수 있다.The density (g/cm 3 ) of the edge of the core may be 2 to 12 times, preferably 3 to 7 times, more preferably 4 to 6 times, compared to the central part of the core. When the density of the edge of the core is less than twice that of the central part of the core, there may be a limitation in that it is difficult to see that the formability of the edge of the core is remarkably excellent compared to the central part of the core. On the other hand, when the density of the edge portion exceeds 12 times that of the central portion, stability of the finally manufactured core layer may be deteriorated due to a significant difference in density between the central portion of the core and the edge of the core in the same core layer.
본 명세서 상의 밀도(g/cm3)는, 상기 심재 중앙부 및 심재 가장자리부 각각을 동일한 크기(1cm x 1cm)로 재단한 총 10개의 샘플에 대하여 질량 및 두께를 측정한 후, 하기 식에 의해 계산된 값들의 평균 값으로 정의될 수 있다. Density (g/cm 3 ) in the present specification is calculated by the following formula after measuring the mass and thickness of a total of 10 samples cut to the same size (1 cm x 1 cm) of each of the central part and the edge of the core material It can be defined as the average value of the calculated values.
밀도(g/cm3) = 측정 질량(g) / 측정 부피(cm3)Density (g/cm 3 ) = Measured Mass (g) / Measured Volume (cm 3 )
상기 심재 중앙부의 밀도는 0.05 내지 0.3 g/cm3이고, 바람직하게는 0.07 내지 0.23 g/cm3이고, 더 바람직하게는 0.1 내지 0.2 g/cm3 일 수 있다. 상기 범위의 심재 중앙부 밀도를 갖는 경우, 샌드위치 패널의 코어층 내 심재 중앙부는 가벼우면서도 처짐량이 적고 강성 등의 기계적 물성이 우수하여, 이를 포함하는 샌드위치 패널은 충격 등으로부터 파손의 우려가 적을 수 있다.The density of the central portion of the core material may be 0.05 to 0.3 g/cm 3 , preferably 0.07 to 0.23 g/cm 3 , and more preferably 0.1 to 0.2 g/cm 3 . When the density of the central portion of the core is in the above range, the central portion of the core in the core layer of the sandwich panel is light, has a small amount of deflection, and has excellent mechanical properties such as rigidity.
상기 심재 가장자리부의 밀도는 0.3 내지 1.5 g/cm3이고, 바람직하게는 0.45 내지 1.35 g/cm3이고, 더 바람직하게는 0.6 내지 1.2 g/cm3 일 수 있다. 상기 범위의 심재 가장자리부 밀도를 갖는 경우, 샌드위치 패널의 코어층 내 심재 가장자리부는 원하는 두께 및 구조로 단조 성형된 장점을 가질 수 있다.The density of the edge portion of the core material may be 0.3 to 1.5 g/cm 3 , preferably 0.45 to 1.35 g/cm 3 , and more preferably 0.6 to 1.2 g/cm 3 . When the core material edge density is within the above range, the core material edge portion in the core layer of the sandwich panel may have an advantage of being forged to a desired thickness and structure.
상기 부직 섬유 집합체는 폴리에스테르계 섬유를 포함할 수 있다. 상기 코어층에 포함되는 폴리에스테르계 섬유의 평균 길이는 5~100mm인 것이 바람직하다. 상기 섬유의 평균 길이가 5mm 미만인 경우, 섬유의 길이가 짧아 연신율이 높은 효과를 기대하기 어려울 수 있다. 반대로, 100mm를 초과하는 경우, 서로 엉클어지는 섬유의 함량이 많아지기 때문에 코어층의 틈이 차지하는 공간이 감소될 수 있다. 또한, 100mm를 초과하는 경우, 코어층의 제조 시, 섬유의 분산이 원활하게 이루어지지 않아, 코어층의 물성이 저하될 수 있다.The nonwoven fiber assembly may include polyester-based fibers. It is preferable that the average length of the polyester-based fibers included in the core layer is 5 to 100 mm. When the average length of the fiber is less than 5 mm, it may be difficult to expect the effect of high elongation because the length of the fiber is short. Conversely, when it exceeds 100 mm, the space occupied by the gap of the core layer may be reduced because the content of fibers entangled with each other increases. In addition, when it exceeds 100 mm, the dispersion of the fibers is not made smoothly during the manufacture of the core layer, and the physical properties of the core layer may be deteriorated.
상기 폴리에스테르계 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The polyester fiber may be any one or more selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate.
또한 상기 부직 섬유 집합체는, 시스-코어형(sheath-core type) 이성분(bicomponent) 섬유를 더 포함할 수 있다. 상기 시스-코어형 이성분 섬유는, 폴리에스테르계 섬유의 코어부(core part); 및 상기 코어부를 둘러싼 비흡습성 공중합 수지인 시스부(sheath part);를 포함하는 것이다. 상기 시스-코어형 이성분 섬유는, 코어층의 제조단계에서 투입되었던 것이 시스부의 수지가 융해되지 않은 상태로 남아 있게 되어, 코어층에 포함될 수 있다.In addition, the nonwoven fiber assembly may further include a sheath-core type bicomponent fiber. The sheath-core type bicomponent fiber may include a core part of a polyester fiber; and a sheath part that is a non-hygroscopic copolymer resin surrounding the core part. The sheath-core type bicomponent fiber may be included in the core layer because the resin of the sheath portion remains in a non-melted state, which was introduced in the manufacturing step of the core layer.
상기 시스-코어형 이성분 섬유 중 코어부는 폴리에스테르계 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.In the core part of the sheath-core type bicomponent fiber, the polyester fiber may use at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate. have.
상기 시스-코어형 이성분 섬유 중 시스부는, 코어층에 포함될 수 있는 바인더와 동일한 비흡습성 공중합 수지를 사용할 수 있다.The sheath portion of the sheath-core type bicomponent fiber may use the same non-hygroscopic copolymer resin as the binder included in the core layer.
구체적으로 상기 비흡습성 공중합 수지는 공기 중의 수분을 흡수하지 않는 성질을 가지는 수지를 말하며, 구체적으로는 상기 수지를 이용하여 제조되는 코어층을 기준으로, 85℃ 온도 및 상대습도 85%에서 100시간 방치한 후의 코어층의 중량 변화율(즉 수분량의 증가율)이 0.1% 미만, 바람직하게는 0.08% 미만, 더욱 바람직하게는 0.07% 미만인 것을 사용할 수 있다.Specifically, the non-hygroscopic copolymer resin refers to a resin having a property of not absorbing moisture in the air, and specifically, based on a core layer prepared using the resin, left at 85° C. and 85% relative humidity for 100 hours. A weight change rate (ie, an increase rate of the moisture content) of the core layer after being used is less than 0.1%, preferably less than 0.08%, more preferably less than 0.07%.
일반적으로 코어층에 포함되는 PET 섬유의 흡습도가 0.05% 미만이라는 점에서, 코어층의 중량 변화율이 0.05%를 넘는다는 것은, 코어층 내의 또 다른 구성인 바인더에 의하여 흡수되는 수분의 양이 상당하다는 것을 의미한다. 이러한 점에서, 상기 비흡습성 공중합 수지란, 최종 제조된 코어층을 기준으로 85℃ 온도 및 상대습도 85%에서 100시간 방치한 후의 코어층의 중량 변화율(즉 수분량의 증가율)이 0.1% 미만, 바람직하게는 0.08% 미만, 더욱 바람직하게는 0.07% 미만인 정도로 낮은 흡수율을 가진다는 의미이다.In general, since the moisture absorption of the PET fibers included in the core layer is less than 0.05%, if the weight change rate of the core layer exceeds 0.05%, the amount of moisture absorbed by the binder, which is another component in the core layer, is significant. means to do In this regard, the non-hygroscopic copolymer resin refers to a weight change rate (that is, an increase in moisture content) of the core layer after being left for 100 hours at a temperature of 85° C. and a relative humidity of 85% based on the final manufactured core layer is less than 0.1%, preferably It means that it has a low absorption rate, preferably less than 0.08%, more preferably less than 0.07%.
이러한 비흡성 공중합 수지로는, 에스테르계 수지와, 결정성이 강하고 탄성이 우수한 디올계 단량체와 유연성을 부여할 수 있는 산성분을 함께 공중합하여 제조한 것으로서, 상기 흡수율을 만족하는 것을 사용할 수 있다.The non-absorbent copolymer resin is prepared by copolymerizing an ester-based resin, a diol-based monomer having strong crystallinity and excellent elasticity, and an acid component capable of imparting flexibility, and may be used that satisfies the water absorption.
구체적으로, 에스테르계 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 디올계 단량체로는 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리(테트라메틸렌)글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 산성분으로는 이소프탈산, 아디핀산, 2,6-나프탈렌디카르본산, 세바신산, 숙신산 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.Specifically, as the ester-based resin, any one or more selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate may be used, and as the diol-based monomer, neopentyl Selected from the group consisting of glycol, diethylene glycol, ethylene glycol, poly(tetramethylene) glycol, 1,4-butanediol, 1,3-propanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, etc. Any one or more selected from the group consisting of isophthalic acid, adipic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, sebacic acid, succinic acid, and the like may be used as the acid component.
상기 시스-코어형 이성분 섬유는 상기 코어부의 성분과 시스부의 성분을 사용하여 용융방사하고 연신하여 제조한다.The sheath-core type bicomponent fiber is prepared by melt spinning and drawing using the components of the core and the components of the sheath.
또한 상기 비흡습성 수지를 시스-코어형 이성분 섬유의 시스성분으로 사용하면 굴곡강도 및 인장강도가 향상되고, 건식공정으로 코어층을 제조할 수 있어 고밀도의 성형층을 제조하기에 용이해진다. 또한, 대형 화물의 포장재 등에 이용하면 고온 다습의 분위기 하에서도 물성과 형태유지성이 양호하여 부직포의 처짐 현상을 방지할 수 있다. In addition, when the non-hygroscopic resin is used as the sheath component of the sheath-core type bicomponent fiber, flexural strength and tensile strength are improved, and the core layer can be manufactured by a dry process, thereby making it easy to manufacture a high-density molding layer. In addition, when it is used as a packaging material for large cargo, it is possible to prevent sagging of the nonwoven fabric due to its good physical properties and shape retention even under a high temperature and high humidity atmosphere.
상기 부직 섬유 집합체 구조는 바인더를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 바인더는 비흡습성 공중합 수지 또는 흡습성 공중합 수지일 수 있다.The nonwoven fiber aggregate structure may further include a binder. In addition, the binder may be a non-hygroscopic copolymer resin or a hygroscopic copolymer resin.
특히, 상기 비흡습성 공중합 수지는 상기 시스-코어형 이성분 섬유 중 시스부에 포함될 수 있는 비흡습성 공중합 수지와 동일한 것을 사용할 수 있다.In particular, the non-hygroscopic copolymer resin may be the same as the non-hygroscopic copolymer resin that may be included in the sheath of the sheath-core type bicomponent fiber.
코어층에 포함되는 폴리에스테르계 섬유의 전부 또는 일부는 비흡습성 수지인 바인더에 의하여 융착될 수 있으며, 상기 바인더는 녹는점이 160℃ 이상일 수 있다.All or part of the polyester fibers included in the core layer may be fused by a binder that is a non-hygroscopic resin, and the binder may have a melting point of 160° C. or higher.
이외에, 본 발명에 따른 상기 코어층은, 유리섬유, 탄소 섬유, 고분자 섬유 등과 같은 충진제를 더 포함할 수 있다. 또한, 브롬계 유기 난연제 등과 같은 난연제를 더 포함할 수도 있다. 이 외에도 충격보강제, 열안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.In addition, the core layer according to the present invention may further include a filler such as glass fiber, carbon fiber, polymer fiber, and the like. In addition, a flame retardant such as a bromine-based organic flame retardant may be further included. In addition to this, additives such as impact modifiers and heat stabilizers may be further included.
본 발명에 따른 샌드위치 패널의 코어층은, 앞서 살펴본 본 발명에 따라 심재 중앙부와 심재 가장자리부를 포함하는 전술한 코어층으로 구성된다. 상기 코어층의 두께는 0.1 내지 10mm인 것이 바람직하다. 두께가 0.1mm 미만이면 우수한 기계적 강도를 유지하기 어려운 문제가 있고, 두께가 10mm를 초과하게 되면 샌드위치 패널을 굽히거나 딥 드로잉(deep drawing) 성형시에 성형성이 저하되는 문제점이 있다.The core layer of the sandwich panel according to the present invention is composed of the above-described core layer including the core part and the core edge part according to the present invention as described above. The thickness of the core layer is preferably 0.1 to 10 mm. When the thickness is less than 0.1 mm, there is a problem in that it is difficult to maintain excellent mechanical strength, and when the thickness exceeds 10 mm, there is a problem in that the formability is deteriorated during bending or deep drawing molding of the sandwich panel.
상기 샌드위치 패널은 상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층을 포함한다.The sandwich panel includes a skin layer laminated on at least one surface of the core layer.
상기 스킨층은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘, 전기아연도금강판(EGI) 및 용융아연도금강판(GI)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 우수한 성형성 및 굴곡강도를 가지기 위해, 용융아연도금강판(GI)을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다. 또한, 경량화를 가지기 위해 알루미늄을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다.The skin layer may be formed of a metal material, and preferably, any one selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, electro-galvanized steel sheet (EGI), and hot-dip galvanized steel sheet (GI). may include more than one. For example, in order to have excellent formability and flexural strength, a skin layer including a hot-dip galvanized steel sheet (GI) may be applied to the sandwich panel. In addition, a skin layer including aluminum may be applied to the sandwich panel in order to reduce the weight.
상기 샌드위치 패널은 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층을 포함한다.The sandwich panel includes an adhesive layer for bonding the core layer and the skin layer.
상기 접착층은 상기 코어층과 스킨층 사이에 도포되어, 코어층과 스킨층을 접착하는 것이다. 상기 접착층은 점도를 고려하여 균일한 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 코어층과 스킨층을 적층한 후, 경화시켜 샌드위치 패널을 제조할 수 있고, 또는 코어층과 스킨층을 적층한 후, 이를 열 압착하여 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 이때, 경화 또는 열 압착하는 과정에서 접착제가 코어층으로 파고 들어가면서, 코어층을 이루는 성분들과의 화학적 결합뿐만 아니라, 기계적 결합에 의해 스킨층과 코어층의 접착력이 향상되는 효과가 있다. 상기 화학적 결합은 접착제가 코어층의 상부면, 하부면과의 공유결합, 수소결합, 반데르발스 결합, 이온결합 등이 되는 것을 의미한다.The adhesive layer is applied between the core layer and the skin layer to adhere the core layer and the skin layer. The adhesive layer is preferably applied with a uniform thickness in consideration of the viscosity. In the present invention, a sandwich panel may be manufactured by laminating the core layer and the skin layer and then curing, or the core layer and the skin layer may be laminated and then thermocompressed to manufacture a sandwich panel. In this case, as the adhesive penetrates into the core layer during curing or thermal compression, there is an effect of improving the adhesion between the skin layer and the core layer by mechanical bonding as well as chemical bonding with the components constituting the core layer. The chemical bonding means that the adhesive becomes a covalent bond with the upper surface and the lower surface of the core layer, a hydrogen bond, a van der Waals bond, an ionic bond, and the like.
상기 기계적 결합은 접착제가 코어층에 스며들어가면서 고리가 서로 걸려 있는 것처럼 물리적으로 걸려 있는 형태를 의미한다. 이러한 형태를 Mechanical interlocking이라고도 한다. 코어층에 포함된 자연 기공에 의해, 접착제가 코어층 의 상부면과 하부면에 스며든다. The mechanical bonding refers to a form in which the rings are physically hung as if they were hung with each other while the adhesive permeated into the core layer. This form is also called mechanical interlocking. Due to the natural pores contained in the core layer, the adhesive permeates the upper and lower surfaces of the core layer.
상기 접착층을 이루는 접착제는 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 접착제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비정질 폴리알파올레핀 접착제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 접착제는 우레탄 구조(-NH-CO-O-)를 포함하는 접착제라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 접착제는 폴리메틸메타크릴레이트 접착제, 히드록시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 및 카르복시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 접착제는 비스페놀-A형 에폭시 접착제, 비스페놀-F형 에폭시 접착제, 노볼락 에폭시 접착제, 선형 지방족 에폭시 접착제 (Linear aliphatic epoxy resins) 및 고리형 지방족 에폭시 접착제(cycloaliphatic epoxy resins) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The adhesive constituting the adhesive layer may include at least one of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic adhesive, and an epoxy-based adhesive. The olefin-based adhesive may be at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, and amorphous polyalphaolefin adhesives. The urethane-based adhesive may be used without limitation as long as it is an adhesive including a urethane structure (-NH-CO-O-). The acrylic adhesive may include at least one of a polymethyl methacrylate adhesive, a hydroxyl group-containing polyacrylate adhesive, and a carboxy group-containing polyacrylate adhesive. The epoxy adhesive includes at least one of bisphenol-A type epoxy adhesive, bisphenol-F type epoxy adhesive, novolak epoxy adhesive, linear aliphatic epoxy resins, and cycloaliphatic epoxy resins. may include
또한, 상기 접착제는 광경화성 접착제, 핫멜트형 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함할 수 있고, 광경화 방법 및 열경화 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110℃에서 대략 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10시간 동안 경화가 수행될 수도 있다.In addition, the adhesive may include a photocurable adhesive, a hot melt adhesive, or a thermosetting adhesive, and any one of a photocuring method and a thermosetting method may be used. For example, a sandwich panel can be manufactured by thermosetting a laminate including a skin layer, a core layer, and an adhesive. The thermosetting may be performed for about 5 minutes to 2 hours at 50 to 110° C., which is the curing temperature of the epoxy resin, and curing may be performed for about 1 to 10 hours even at room temperature.
상기 접착층은 대략 20 내지 300㎛의 두께로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The adhesive layer may be applied to a thickness of about 20 to 300 μm, but is not limited thereto.
상기 접착층을 상기 스킨층의 일면에 도포하는 방법은 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 또는 스프레이 코팅법 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.As a method of applying the adhesive layer to one surface of the skin layer, any one method selected from among a die coating method, a gravure coating method, a knife coating method, and a spray coating method may be used.
상기 접착층에 사용되는 또 다른 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 포함할 수 있다.Another adhesive used for the adhesive layer may include a first adhesive layer including high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer including low-density polyethylene (LDPE).
상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.940 내지 0.965g/cm3 이고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 0.910 내지 0.925 g/cm3 일 수 있다.The high density polyethylene (HDPE) may have a density of 0.940 to 0.965 g/cm 3 , and the low density polyethylene (LDPE) may have a density of 0.910 to 0.925 g/cm 3 .
상기 접착층을 구성하는 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 형성할 수 있다면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 필름 압출기를 사용하여 공압출하여 제조한다. The adhesive constituting the adhesive layer is not particularly limited as long as it can form a first adhesive layer including high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer including low-density polyethylene (LDPE), but preferably co-extrusion using a film extruder to manufacture
상기 접착층은 대략 20 내지 300㎛의 두께로 도포될 수 있으며, 제 1 접착층과 제 2 접착층은 각각 10 내지 150㎛의 두께를 가지도록 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제 1 접착층과 제 2 접착층의 두께는 동일할 수도, 상이할 수도 있다.The adhesive layer may be applied to a thickness of about 20 to 300 μm, and the first adhesive layer and the second adhesive layer may each have a thickness of 10 to 150 μm, but is not limited thereto, and the first adhesive layer and the second adhesive layer are not limited thereto. The thickness of the adhesive layer may be the same or different.
접착층 상에 스킨층을 형성하기 위하여, 접착층 상에 스킨층을 위치 시킨 후, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열 압착시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열 압착은 150~200℃에서 대략 3분 내지 10분 동안 2 내지 10 MPa의 압력으로 수행될 수 있다.In order to form the skin layer on the adhesive layer, the sandwich panel can be manufactured by placing the skin layer on the adhesive layer and then thermocompressing the laminate including the skin layer, the core layer, and the adhesive. The thermocompression may be performed at a pressure of 2 to 10 MPa at 150 to 200° C. for about 3 to 10 minutes.
이 때, 코어층과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 접착제가 붙고, 스킨층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 접착제가 맞붙도록 위치 시킨다. 이렇게 스킨층은 상대적으로 낮은 열로도 쉽게 잘 붙을 수 있도록 LDPE 접착제를 사용하고, 코어층의 경우에는 열에 의해 용융된 접착제가 코어 내부로 모두 스며들어 접착력을 발휘하지 못하는 것을 방지하기 위하여 HDPE 접착제를 사용함으로써, 각 구성들간의 접착력을 향상시킬 수 있다.At this time, the core layer and the high-density polyethylene (HDPE) adhesive are attached, and the skin layer and the low-density polyethylene (LDPE) adhesive are placed so that they are attached. In this way, LDPE adhesive is used for the skin layer to adhere easily even with relatively low heat, and for the core layer, HDPE adhesive is used to prevent the adhesive melted by heat from penetrating into the core and failing to exert adhesive force. By doing so, it is possible to improve the adhesion between the respective components.
최종적으로 단조 성형 단계를 거쳐, 샌드위치 패널이 제조될 수 있다. 상기 샌드위치 패널은 패널 중앙부; 및 패널 가장자리부;를 포함하고, 상기 패널 가장자리부는 상기 패널 중앙부보다 두께가 얇을 수 있다. Finally, through the forging forming step, the sandwich panel can be manufactured. The sandwich panel includes a panel central portion; and a panel edge portion, wherein the panel edge portion may be thinner than the panel center portion.
구체적으로, 상기 패널 중앙부의 각 테두리를 따라 패널 가장자리부가 형성될 수 있다. 패널 가장자리부는 패널 중앙부의 각 테두리로부터 5 내지 100mm, 바람직하게는 10 내지 80mm, 더 바람직하게는 15 내지 70mm의 폭을 갖는 형태로 형성될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 패널 가장자리부의 영역의 우수한 성형성을 활용하여 단조 성형 등의 성형 공정을 통해 샌드위치 패널을 다양하게 성형하고 설계하는데 용이할 수 있다.Specifically, a panel edge portion may be formed along each edge of the center portion of the panel. The panel edge portion may be formed in a shape having a width of 5 to 100 mm, preferably 10 to 80 mm, more preferably 15 to 70 mm, from each edge of the center of the panel. When the above range is satisfied, it may be easy to variously shape and design the sandwich panel through a forming process such as forging by utilizing the excellent formability of the panel edge region.
본 명세서 상에서 단조 높이는 샌드위치 패널의 패널 가장자리부에 단조 성형이 이루어진 후 패널 가장자리부의 두께로 정의될 수 있다.In the present specification, the forging height may be defined as the thickness of the panel edge after forging is formed on the panel edge of the sandwich panel.
상기 패널 중앙부의 굴곡강도는 25 내지 100 MPa, 바람직하게는 55 내지 100MPa, 더 바람직하게는 75 내지 100MPa이고, 상기 패널 가장자리부의 단조 높이는 0.5 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.7 내지 2.0mm, 더 바람직하게는 0.9 내지 2.0mm일 수 있다. 상기 패널 가장자리부의 단조 높이를 만족하는 경우, TV 백커버 등의 제품의 패널로 활용될 수 있는 정도의 단조 성형성이 확보된 것일 수 있다.The flexural strength of the central portion of the panel is 25 to 100 MPa, preferably 55 to 100 MPa, more preferably 75 to 100 MPa, and the forging height of the panel edge portion is 0.5 to 2.0 mm, preferably 0.7 to 2.0 mm, more preferably may be 0.9 to 2.0 mm. When the forging height of the edge of the panel is satisfied, forging formability to a degree that can be utilized as a panel for products such as a TV back cover may be secured.
상기 범위의 굴곡강도 및 단조 높이를 만족하는 경우, 패널 중앙부에서는 샌드위치 패널에 기본적으로 요구되는 기계적 물성을 충분히 발휘할 수 있으며 패널 가장자리부에서는 단조 성형이 이루어져 TV 백커버 용도 등 다용도로 패널이 활용될 수 있다.When the flexural strength and forging height within the above ranges are satisfied, the mechanical properties required for a sandwich panel can be sufficiently exhibited at the center of the panel, and forging is performed at the edge of the panel, so that the panel can be used for multiple purposes, such as a TV back cover. have.
샌드위치 패널의 제조방법Sandwich panel manufacturing method
본 발명에 따른 상기 샌드위치 패널의 제조방법은, 하기와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.The method for manufacturing the sandwich panel according to the present invention may be manufactured by the following method.
본 발명에 따른 상기 샌드위치 패널의 제조방법은, a) 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 준비하는 단계; b) 상기 둘 이상의 부직 섬유 집합체의 계면을 니들펀칭 공정으로 상호 접합시켜 코어층을 제조하는 단계; c) 상기 코어층 일면 이상에 접착층을 형성하는 단계; d) 상기 접착층 상에 스킨층을 형성하는 단계; 및 e) 단조 성형하는 단계;를 포함한다.The method for manufacturing the sandwich panel according to the present invention comprises the steps of: a) preparing two or more nonwoven fiber aggregates; b) preparing a core layer by bonding the interfaces of the two or more nonwoven fiber aggregates to each other through a needle punching process; c) forming an adhesive layer on at least one surface of the core layer; d) forming a skin layer on the adhesive layer; and e) forging molding.
상기 샌드위치 패널은 상기 스킨층, 코어층, 스킨층이 순차적으로 적층되어 형성된 후 패널 가장자리부에 대한 단조 공정을 최종적으로 실시하여 제조된다. 상기의 구성들이 적층된 이후 단조 공정 전, 경화 및 압착단계가 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The sandwich panel is manufactured by finally performing a forging process on the edge of the panel after the skin layer, the core layer, and the skin layer are sequentially stacked. After the above components are laminated, the curing and pressing steps may be performed before the forging process, but the present invention is not limited thereto.
a) 단계에서는 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 준비할 수 있다.In step a), two or more nonwoven fiber aggregates may be prepared.
먼저 a) 단계에서 부직 섬유 집합체를 제조하기 위하여, (A) 폴리에스테르계 섬유 및 (B) 폴리에스테르계 섬유의 코어부(core part)와 상기 코어부를 둘러싼 비흡습성 공중합 수지인 시스부(sheath part)를 포함하는 시스-코어형(sheath-core type) 이성분(bicomponent) 섬유를 혼합한 후, 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체를 제조할 수 있다. 이 때, (A) 폴리에스테르계 섬유와 (B) 시스-코어형 이성분 섬유를 1:99 내지 80:20의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 (B) 시스-코어형 이성분 섬유의 함량이 상기 범위를 미달하는 경우에는 섬유간의 융착이 충분하지 않아 부직 섬유 집합체의 물성이 떨어질 수 있다.First, in order to prepare the nonwoven fiber assembly in step a), (A) a polyester-based fiber and (B) a core part of the polyester-based fiber and a sheath part that is a non-hygroscopic copolymer resin surrounding the core part ) containing a sheath-core type (sheath-core type) bicomponent fibers are mixed, and then heated and pressurized to prepare a nonwoven fiber aggregate. In this case, (A) polyester fiber and (B) sheath-core type bicomponent fiber may be mixed and used in a weight ratio of 1:99 to 80:20. (B) When the content of the sheath-core type bicomponent fiber is less than the above range, the fusion between the fibers is not sufficient, and the physical properties of the nonwoven fiber aggregate may be deteriorated.
상기 폴리에스테르계 섬유로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.As the polyester fiber, any one or more selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate may be used.
b) 단계에서는 상기 둘 이상의 부직 섬유 집합체의 계면을 니들펀칭 공정으로 상호 접합시켜 코어층을 제조할 수 있다.In step b), the core layer may be manufactured by bonding the interfaces of the two or more nonwoven fiber aggregates to each other through a needle punching process.
구체적으로, 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수 300 내지 1000회, 이동속도 1 내지 8 m/min, 펀칭 밀도 100 내지 500 punches/cm2의 니들펀칭 공정을 진행하여 부직 섬유 집합체 구조를 갖는 코어층을 준비할 수 있다.Specifically, the nonwoven fiber assembly is subjected to a needle punching process of 300 to 1000 punches per minute, a movement speed of 1 to 8 m/min, and a punching density of 100 to 500 punches/cm 2 to form a core layer having a nonwoven fiber assembly structure. can be prepared
상기 니들펀칭 공정은, 상기 혼합된 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수를 300 내지 1000회로, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 1 내지 8 m/min로, 펀칭 밀도를 100 내지 500 punches/cm2 로 하여, 니들 펀칭 공정을 진행할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 부직 섬유 집합체에 분당 펀칭 횟수를 400 내지 700회로, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 1.5 내지 6 m/min으로, 펀칭 밀도를 200 내지 400 punches/cm2 로 하여 니들 펀칭 공정을 진행할 수 있다.In the needle punching process, the number of punches per minute is 300 to 1000 times per minute for the mixed nonwoven fiber assembly, the movement speed of the nonwoven fiber assembly is 1 to 8 m/min, and the punching density is 100 to 500 punches/cm 2 , The needle punching process may be performed, and more preferably, the number of punches per minute is 400 to 700 times per minute, the movement speed of the nonwoven fiber assembly is 1.5 to 6 m/min, and the punching density is 200 to 400 punches/cm 2 to proceed with the needle punching process.
상기 분당 펀칭 횟수가 300회 보다 적으면 부직 섬유 집합체 간의 결착 정도가 떨어지는 문제가 있고, 1000회 보다 많으면 부직 섬유 집합체의 파단이 발생하는 문제가 있다. 또한, 상기 부직 섬유 집합체의 이동속도가 1 m/min 보다 느리면 생산 속도가 너무 느려지는 문제가 있고, 8 m/min 보다 빠르면 펀칭 밀도의 조절이 용이하지 않은 문제가 있다. 또한, 상기 펀칭 밀도가 100 punches/cm2 보다 적으면 부직 섬유 집합체 간의 결착 정도가 떨어지는 문제가 있고，500 punches/cm2 보다 많으면 부직 섬유 집합체의 파단이 발생하는 문제가 있다．If the number of punches per minute is less than 300, there is a problem in that the degree of binding between the nonwoven fiber aggregates is lowered, and if the number of punchings per minute is more than 1000 times, there is a problem in that the nonwoven fiber aggregate is broken. In addition, if the moving speed of the nonwoven fiber aggregate is slower than 1 m/min, there is a problem in that the production speed is too slow, and if it is faster than 8 m/min, there is a problem in that it is not easy to control the punching density. In addition, when the punching density is less than 100 punches/cm 2 , there is a problem in that the degree of binding between the nonwoven fiber aggregates is lowered, and when the punching density is more than 500 punches/cm 2 , there is a problem in that the nonwoven fiber aggregate is broken.
상기 범위의 니들펀칭 공정을 수행함에 따라서, 니들펀칭에 의한 물리적 결합력이 향상되어, 코어층의 인장 강도와 같은 기계적 물성이 향상될 수 있다.As the needle punching process in the above range is performed, the physical bonding force by the needle punching may be improved, and mechanical properties such as tensile strength of the core layer may be improved.
상기 니들펀칭 공정은 2회 이상 실시할 수 있다. 니들 펀칭 공정을 2회 이상 실시하게 되면, 층간 섬유들의 결착력을 증가시킬 수 있어, 층간 박리를 방지하는데 효과적이다. The needle punching process may be performed two or more times. When the needle punching process is performed two or more times, it is possible to increase the binding force of the interlayer fibers, which is effective in preventing delamination.
이후, 상기 제조된 부직 섬유 집합체를 복수의 언와인딩 장치에 장착한 후, 가열 프레스로 이동시킨다. 이때, 제조된 부직 섬유 집합체 1 내지 10장을 개수에 맞게 복수의 언와인딩 장치에 장착한 후, 코어층을 위한 가열 프레스로 이동시킬 수 있다. 이렇게 복수의 언와인딩 장치를 사용하여 복수의 부직 섬유 집합체를 사용하게 되면, 각각의 부직 섬유 집합체의 두께가 얇아지기 때문에, 하나의 언와인딩 장치에 권취되는 부직 섬유 집합체의 길이가 길어지게 된다. 따라서 연속적인 공정 중에 연속적으로 투입되는 부직 섬유 집합체 사이를 이어주기 위한 연폭기의 사용 횟수를 줄일 수 있기 때문에, 공정을 단순화 시킬 수 있다는 장점이 있다.Thereafter, the prepared nonwoven fiber aggregate is mounted on a plurality of unwinding devices, and then moved to a hot press. At this time, after mounting 1 to 10 manufactured nonwoven fiber aggregates in a plurality of unwinding devices according to the number, it may be moved to a hot press for the core layer. When a plurality of nonwoven fiber aggregates are used by using a plurality of unwinding devices in this way, since the thickness of each nonwoven fiber aggregate becomes thin, the length of the nonwoven fiber aggregate wound around one unwinding device becomes longer. Therefore, since it is possible to reduce the number of times of use of the softener for connecting the nonwoven fiber aggregates continuously input during the continuous process, there is an advantage that the process can be simplified.
이후, 상기 가열 프레스로 이동된 복수의 부직 섬유 집합체를 180 내지 210℃의 온도조건 및 1 내지 10 MPa의 압력조건에서 가열 및 가압하여 부직 섬유 집합체 구조의 코어층을 제조할 수 있다. Thereafter, the core layer of the nonwoven fiber aggregate structure may be manufactured by heating and pressing the plurality of nonwoven fiber aggregates moved by the hot press under a temperature condition of 180 to 210° C. and a pressure condition of 1 to 10 MPa.
상기 가열 프레스는, 통상 업계에서 사용하는 것이라면 특별한 제한은 없으며, 구체적인 일례로 더블 벨트 프레스(Double Belt Press), 히팅롤 프레스(Heating Roll Press) 등을 사용할 수 있다.The heating press is not particularly limited as long as it is commonly used in the industry, and as a specific example, a double belt press, a heating roll press, etc. may be used.
니들 펀칭 공정을 진행한 후, 180 내지 230℃의 온도 조건에서 3 내지 10분간 예열하는 단계;를 더 포함할 수 있다.After the needle punching process, preheating at a temperature of 180 to 230° C. for 3 to 10 minutes; may further include.
c) 단계에서는 상기 코어층 일면 이상에 접착층을 형성할 수 있다.In step c), an adhesive layer may be formed on at least one surface of the core layer.
상기 접착층을 이루는 접착제는 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 접착제는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비정질 폴리알파올레핀 접착제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 접착제는 우레탄 구조(-NH-CO-O-)를 포함하는 접착제라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 접착제는 폴리메틸메타크릴레이트 접착제, 히드록시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 및 카르복시기 함유 폴리아크릴레이트 접착제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 접착제는 비스페놀-A형 에폭시 접착제, 비스페놀-F형 에폭시 접착제, 노볼락 에폭시 접착제, 선형 지방족 에폭시 접착제 (Linear aliphatic epoxy resins) 및 고리형 지방족 에폭시 접착제(cycloaliphatic epoxy resins) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The adhesive constituting the adhesive layer may include at least one of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic adhesive, and an epoxy-based adhesive. The olefin-based adhesive may be at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, and amorphous polyalphaolefin adhesives. The urethane-based adhesive may be used without limitation as long as it is an adhesive including a urethane structure (-NH-CO-O-). The acrylic adhesive may include at least one of a polymethyl methacrylate adhesive, a hydroxyl group-containing polyacrylate adhesive, and a carboxy group-containing polyacrylate adhesive. The epoxy adhesive includes at least one of bisphenol-A type epoxy adhesive, bisphenol-F type epoxy adhesive, novolak epoxy adhesive, linear aliphatic epoxy resins, and cycloaliphatic epoxy resins. may include
또한, 상기 접착제는 광경화성 접착제, 핫멜트형 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함할 수 있고, 광경화 방법 및 열경화 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시킴으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110℃에서 대략 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10시간 동안 경화가 수행될 수도 있다.In addition, the adhesive may include a photocurable adhesive, a hot melt adhesive, or a thermosetting adhesive, and any one of a photocuring method and a thermosetting method may be used. For example, a sandwich panel can be manufactured by thermosetting a laminate including a skin layer, a core layer, and an adhesive. The thermosetting may be performed for about 5 minutes to 2 hours at 50 to 110° C., which is the curing temperature of the epoxy resin, and curing may be performed for about 1 to 10 hours even at room temperature.
상기 접착층은 대략 20 내지 300㎛의 두께로 도포될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The adhesive layer may be applied to a thickness of about 20 to 300 μm, but is not limited thereto.
상기 접착층을 상기 스킨층의 일면에 도포하는 방법은 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 또는 스프레이 코팅법 중 선택된 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.As a method of applying the adhesive layer to one surface of the skin layer, any one method selected from among a die coating method, a gravure coating method, a knife coating method, and a spray coating method may be used.
상기 접착층에 사용되는 또 다른 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 포함할 수 있다.Another adhesive used for the adhesive layer may include a first adhesive layer including high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer including low-density polyethylene (LDPE).
상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.940 내지 0.965g/cm3 이고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 0.910 내지 0.925 g/cm3 일 수 있다.The high density polyethylene (HDPE) may have a density of 0.940 to 0.965 g/cm 3 , and the low density polyethylene (LDPE) may have a density of 0.910 to 0.925 g/cm 3 .
상기 접착층을 구성하는 접착제는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는 제 1 접착층과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는 제 2 접착층을 형성할 수 있다면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 필름 압출기를 사용하여 공압출하여 제조한다. The adhesive constituting the adhesive layer is not particularly limited as long as it can form a first adhesive layer including high-density polyethylene (HDPE) and a second adhesive layer including low-density polyethylene (LDPE), but preferably co-extrusion using a film extruder to manufacture
상기 접착층은 대략 20 내지 300㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 제 1 접착층과 제 2 접착층은 각각 10 내지 150㎛의 두께를 가지도록 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제 1 접착층과 제 2 접착층의 두께는 동일할 수도, 상이할 수도 있다.The adhesive layer may be formed to a thickness of approximately 20 to 300 μm, and the first adhesive layer and the second adhesive layer may each have a thickness of 10 to 150 μm, but is not limited thereto, and the first and second adhesive layers are not limited thereto. The thickness of the adhesive layer may be the same or different.
d) 단계에서는 상기 접착층 상에 스킨층을 형성할 수 있다.In step d), a skin layer may be formed on the adhesive layer.
본 발명에 따른 샌드위치 패널의 스킨층은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘, 전기아연도금강판(EGI) 및 용융아연도금강판(GI)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 우수한 성형성 및 굴곡강도를 가지기 위해, 용융아연도금강판(GI)을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다. 또한, 경량화를 가지기 위해 알루미늄을 포함하는 스킨층을 샌드위치 패널에 적용할 수 있다.The skin layer of the sandwich panel according to the present invention may be formed of a metal material, and preferably made of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, electro-galvanized steel sheet (EGI) and hot-dip galvanized steel sheet (GI). It may include any one or more selected from the group. For example, in order to have excellent formability and flexural strength, a skin layer including a hot-dip galvanized steel sheet (GI) may be applied to the sandwich panel. In addition, a skin layer including aluminum may be applied to the sandwich panel in order to reduce the weight.
접착층 상에 스킨층을 형성하기 위하여, 광경화 방법, 열경화 방법 및 열압착 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 스킨층, 코어층, 접착제가 포함된 적층물을 열경화시키거나 열압착함으로써, 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. In order to form the skin layer on the adhesive layer, any one of a photocuring method, a thermosetting method, and a thermocompression bonding method may be used. For example, a sandwich panel may be manufactured by thermosetting or thermocompression bonding a laminate including a skin layer, a core layer, and an adhesive.
상기 열경화는 에폭시 수지의 경화 온도인 50~110℃에서 대략 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 상온에서도 대략 1~10시간 동안 경화가 수행될 수도 있다. The thermosetting may be performed for about 5 minutes to 2 hours at 50 to 110° C., which is the curing temperature of the epoxy resin, and curing may be performed for about 1 to 10 hours even at room temperature.
상기 열압착은 130~200℃에서 대략 3분 내지 10분 동안 2 내지 10 MPa의 압력으로 수행될 수 있다.The thermocompression bonding may be performed at a pressure of 2 to 10 MPa at 130 to 200° C. for about 3 to 10 minutes.
e) 단계는 단조 성형하는 단계일 수 있다.Step e) may be a step of forging molding.
e) 단계에서는 상기 샌드위치 패널 구조의 패널 가장자리부에 대하여 단조 공정을 진행하여 단조 성형된 샌드위치 패널을 제조할 수 있다. 단조 공정은 구체적으로, 금형을 체결한 콜드프레스(Cold Press)로 하중, 시간, 하강속도, 스트로크(Stroke) 등 공정 조건을 조절하여, 패널 중앙부는 초기의 두께를 유지하면서 패널 가장자리부에 대하여만 압입하여 두께를 감소시키는 공정을 진행할 수 있다.In step e), a forging process may be performed with respect to the edge of the panel of the sandwich panel structure to manufacture a forged sandwich panel. In the forging process, the process conditions such as load, time, descending speed, and stroke are controlled with a cold press with a mold attached to it. A process of reducing the thickness by press-fitting may be performed.
상기 e) 단계는 샌드위치 패널의 가장자리부에 대하여 하중 110 내지 300ton, 바람직하게는 120 내지 285ton, 더 바람직하게는 150 내지 250ton조건에서 단조 공정을 진행하는 단계일 수 있다. 하중이 110ton 미만인 경우, 소재의 압축두께에 필요한 하중이 충분하지 않아 단조공정을 통하여 목표 두께만큼 패널이 압축되지 않는 문제점이 있다. 반면, 300ton을 초과하는 경우, 가해지는 하중의 급격한 증가로 코어층 내 크랙(crack)이 발생할 수 있다.Step e) may be a step of performing the forging process under a load of 110 to 300 tons, preferably 120 to 285 tons, more preferably 150 to 250 tons, with respect to the edge of the sandwich panel. When the load is less than 110 tons, there is a problem that the panel is not compressed as much as the target thickness through the forging process because the load required for the compressive thickness of the material is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 300 tons, cracks in the core layer may occur due to a sharp increase in the applied load.
상기 e) 단계는 샌드위치 패널의 가장자리부에 대하여 분당 스트로크수 10 내지 60 strokes/min, 바람직하게는 20 내지 50 strokes/min, 더 바람직하게는 30 내지 40 strokes/min 조건에서 단조 공정을 진행하는 단계일 수 있다. 분당 스트로크수가 10 strokes/min 미만인 경우, 낮은 스트로크 수로 충격량이 부족하여 충분한 단조 성형이 이루어지기 어려울 수 있다. 반면, 60 strokes/min을 초과하는 경우, 코어층의 임계파단하중을 초과하는 충격으로 파단이 발생할 수 있다.Step e) is a step of performing a forging process with respect to the edge of the sandwich panel at a stroke rate of 10 to 60 strokes/min, preferably 20 to 50 strokes/min, more preferably 30 to 40 strokes/min. can be When the number of strokes per minute is less than 10 strokes/min, it may be difficult to achieve sufficient forging due to insufficient impact amount with a low stroke number. On the other hand, if it exceeds 60 strokes/min, fracture may occur due to an impact exceeding the critical breaking load of the core layer.
상기 하중, 하강속도 및 스트로크를 단조 공정 간에 조절하여 가장자리부의 두께 및 밀도를 조절할 수 있고, 이를 통하여 다양한 설계 구조를 갖는 샌드위치 패널을 제조할 수 있다.The thickness and density of the edge can be adjusted by controlling the load, the descending speed, and the stroke between the forging processes, and through this, sandwich panels having various design structures can be manufactured.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 단조 성형이 이루어진 샌드위치 패널은 패널 중앙부에서는 처짐량이 적고 강성 등의 기계적 물성이 우수하면서도, 패널 가장자리부에서는 우수한 성형성으로 인하여 원하는 두께 및 구조로 단조 성형이 이루어져, 이를 통한 코어층 내 국부적인 밀도 편차로 인한 가벼우면서도 높은 강성과 성형성을 가지는 샌드위치 패널을 제조할 수 있다는 장점이 있다.As described above, the sandwich panel subjected to forging according to the present invention has a small amount of deflection at the center of the panel and excellent mechanical properties such as rigidity, but at the edge of the panel is forged to a desired thickness and structure due to excellent formability, Through this, there is an advantage in that a sandwich panel having high rigidity and formability while being light due to local density deviation in the core layer can be manufactured.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention, It goes without saying that changes and modifications fall within the scope of the appended claims.
샌드위치 패널의 제조 : 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6 Preparation of Sandwich Panels: Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6
[실시예 1][Example 1]
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유(도레이 케미칼社, RPF, 섬도 4데니어, 섬유 길이 51㎜)와 시스부가 비흡습성 수지인 시스-코어형 PET 섬유(도레이 케미칼社, EZBON-L, 섬도 4데니어, 시스부 녹는점 164℃, 섬유 길이 64 ㎜)를 준비한 후, 이들을 30:70의 중량비로 혼합하였다.Polyethylene terephthalate (PET) fiber (Toray Chemical, RPF, fineness of 4 denier, fiber length 51 mm) and sheath-core type PET fiber (Toray Chemical, EZBON-L, fineness of 4 denier, sheath) After preparing a negative melting point of 164° C., a fiber length of 64 mm), they were mixed in a weight ratio of 30:70.
상기 섬유에 대하여 혼합 이후, 카딩기를 사용하여 카딩을 진행한 후， 분당 펀칭 횟수를 500회, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 2 m/min, 펀칭 밀도를 200 punches/cm2 로 하는 니들펀칭 공정을 통해 부직 섬유 집합체(부직포)를 제조하였다. 상기 부직 섬유 집합체를 2개의 언와인딩 장치에 장착한 후, 분당 펀칭 횟수를 500회, 부직 섬유 집합체의 이동속도를 2 m/min, 펀칭 밀도를 200 punches/cm2 로 하는 니들펀칭 공정을 반복시켜 부직 섬유 집합체 간에 물리적 재 결속을 형성시켰다.After mixing the fibers, carding is performed using a carding machine, the number of punches per minute is 500 times, the moving speed of the nonwoven fiber aggregate is 2 m/min, and the punching density is 200 punches/cm 2 Needle punching process A non-woven fiber aggregate (non-woven fabric) was prepared through After the nonwoven fiber assembly is mounted on two unwinding devices, the number of punches per minute is 500 times, the movement speed of the nonwoven fiber assembly is 2 m/min, and the punching density is 200 punches/cm 2 The needle punching process is repeated. Physical recombination was formed between the nonwoven fiber aggregates.
니들펀칭으로 결합된 상기 부직 섬유 집합체를 챔버 내 온도가 220℃인 예열 챔버에 진입시킨 후 3분간 예열시켰다. The nonwoven fiber assembly bonded by needle punching was preheated for 3 minutes after entering the preheating chamber at a temperature of 220°C in the chamber.
이후 상기 부직 섬유 집합체를 5 m/분의 속도로 히팅롤 프레스(Heating Roll Press)에 이송시켰다. 이 때 히팅롤 프레스의 가열온도는 180℃, 압력은 5MPa이었으며, 10분간 가열 / 가압처리하여 부직 섬유 집합체 구조의 평량 300g/m2 및 두께 3mm의 코어층을 제조하였다.Thereafter, the nonwoven fiber aggregate was transferred to a heating roll press at a speed of 5 m/min. At this time, the heating temperature of the heating roll press was 180° C. and the pressure was 5 MPa, and a core layer having a basis weight of 300 g/m 2 and a thickness of 3 mm was prepared by heating/pressurizing for 10 minutes.
상기 제조된 코어층의 양면에 에폭시 접착제(국도화학)를 도포한 후, 양면에 0.5mm 두께의 알루미늄 스킨층을 적층하고, 적층된 결과물을 온도 130℃ 및 압력 5MPa에서 열압착하여 총 4mm 두께의 샌드위치 패널을 제조하였다.After applying an epoxy adhesive (Kukdo Chemical) to both sides of the prepared core layer, an aluminum skin layer with a thickness of 0.5 mm was laminated on both sides, and the laminated result was thermocompressed at a temperature of 130° C. and a pressure of 5 MPa to obtain a total thickness of 4 mm. Sandwich panels were made.
이후 샌드위치 패널의 패널 가장자리부에 대하여 단조공정을 실시하였다. 상기 단조공정은 500ton 유압프레스(MC2-500)를 사용하여 250ton의 하중으로, 분당 스트로크수가 30 strokes/min인 조건에서 패널 가장자리부에 대하여 실시되었다.Thereafter, a forging process was performed on the panel edge of the sandwich panel. The forging process was carried out for the edge of the panel using a 500-ton hydraulic press (MC2-500) with a load of 250 tons and the number of strokes per minute being 30 strokes/min.
구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 샌드위치 패널의 각 모서리로부터 20mm의 폭을 가지는 상기 패널 가장자리부(400)에 대하여 단조공정을 진행하였고, 이를 제외한 부분인 패널 중앙부(300)에 대하여는 단조공정을 실시하지 않은 샌드위치 패널을 제조하였다.Specifically, as shown in FIG. 2 , the forging process was performed on the
[실시예 2][Example 2]
평량 600g/m2인 코어층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.Sandwich panels were manufactured in the same manner as in Example 1 except for using a core layer having a basis weight of 600 g/m 2 prepared.
[실시예 3][Example 3]
평량 900g/m2인 코어층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.Sandwich panels were manufactured in the same manner as in Example 1 except for using a core layer having a basis weight of 900 g/m 2 prepared.
[비교예 1][Comparative Example 1]
평량 1,200g/m2인 코어층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as in Example 1 except for using a core layer having a basis weight of 1,200 g/m 2 was prepared.
[비교예 2][Comparative Example 2]
평량 1,800g/m2인 코어층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as in Example 1, except for using a core layer having a basis weight of 1,800 g/m 2 was prepared.
[비교예 3][Comparative Example 3]
분당 스트로크수가 5 strokes/min인 조건에서 단조 공정을 진행한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the forging process was performed under the condition that the number of strokes per minute was 5 strokes/min. A finished sandwich panel was manufactured.
[비교예 4][Comparative Example 4]
분당 스트로크수가 80 strokes/min인 조건에서 단조 공정을 진행한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the forging process was performed under the condition that the number of strokes per minute was 80 strokes/min. A finished sandwich panel was manufactured.
[비교예 5][Comparative Example 5]
하중 100ton의 조건에서 단조 공정을 진행한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.Sandwich panels were manufactured in the same manner as in Example 2, except that the forging process was performed under the condition of a load of 100 tons, and then the forging process under the same conditions was performed on the edge of the panel to obtain a sandwich panel after forging molding. prepared.
[비교예 6][Comparative Example 6]
하중 350ton의 조건에서 단조 공정을 진행한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 샌드위치 패널을 제조한 후 패널의 가장자리부에 대하여 동일한 조건의 단조공정을 실시하여, 단조성형을 마친 샌드위치 패널을 제조하였다.A sandwich panel was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the forging process was performed under the condition of a load of 350 tons, and then the forging process was performed on the edge of the panel under the same conditions to obtain a sandwich panel after forging molding. prepared.
(g/m2)Core layer basis weight
(g/m 2 )
(ton)weight
(ton)
실험예 1 : 코어층의 밀도 측정Experimental Example 1: Measurement of the density of the core layer
도 3에 도시된 바와 같이 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6의 단조성형을 마친 샌드위치 패널 내 포함된 코어층에 대하여, 각 모서리로부터 20mm의 폭을 가지는 심재 가장자리부(600) 및 그 이외의 부분인 심재 중앙부(500)에 대하여, 각각의 밀도(g/cm3)를 측정하고 심재 중앙부 대비 심재 가장자리부의 밀도 비를 하기 표 2와 같이 나타내었다.As shown in FIG. 3, with respect to the core layer included in the sandwich panels after the forging of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6, a
밀도(g/cm3)heartwood center
Density (g/cm 3 )
밀도(g/cm3)heartwood edge
Density (g/cm 3 )
심재 가장자리부의 밀도 비Contrasting the central part of the heartwood
Density ratio at the edge of the heartwood
실험예 2 : 샌드위치 패널의 물성 측정Experimental Example 2: Measurement of physical properties of sandwich panels
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6의 단조성형을 마치고 제조된 샌드위치 패널의 패널 중앙부에 대하여 ASTM C393에 의거하여 굴곡강도(MPa)을 측정하였다. 또한 단조성형을 마친 샌드위치 패널의 패널 가장자리부의 단조 높이(mm)를 측정하였다. Flexural strength (MPa) was measured in accordance with ASTM C393 for the central portion of the sandwich panel manufactured after forging molding of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 was completed. In addition, the forging height (mm) of the panel edge of the sandwich panel after forging was measured.
상기 굴곡강도 및 단조 높이 측정 결과를 하기 표 3과 같이 나타내었다.The flexural strength and forging height measurement results are shown in Table 3 below.
굴곡강도(MPa)in the center of the panel
Flexural strength (MPa)
단조 높이(mm)at the edge of the panel
Forging height (mm)
상기 표 3과 같이 실시예 1 내지 3의 경우는 샌드위치 패널 중앙부에서 크랙발생 없이 28 MPa 이상의 굴곡강도을 가지면서도, 샌드위치 패널 가장자리부에 있어서도 단조 성형을 마친 이후 2.0mm 이하의 높이를 가지는 우수한 성형성으로 TV 백커버 등의 용도로 사용될 수 있는 것을 확인할 수 있었다. As shown in Table 3, in the case of Examples 1 to 3, the flexural strength of 28 MPa or more without cracking in the center of the sandwich panel, while having a height of 2.0 mm or less at the edge of the sandwich panel after forging was completed, excellent formability. It was confirmed that it can be used for purposes such as a TV back cover.
상기 표 2 및 표 3를 고려할 때 실시예 1 내지 3의 경우와 같이 심재 중앙부 대비 심재 가장자리부의 밀도 비가 2 내지 12이면서, 단조높이가 0.5 내지 2.0mm인 경우, 샌드위치 패널 내 포함된 코어층의 심재 중앙부에서 처짐량이 적고 강성이 높아 충분한 기계적 물성을 가지면서도, 심재 가장자리부에서 원하는 두께 및 구조로 단조 공정을 통해 성형된 것을 확인할 수 있었다. Considering Tables 2 and 3, as in Examples 1 to 3, when the density ratio of the central portion to the core edge portion is 2 to 12 and the forging height is 0.5 to 2.0 mm, the core material of the core layer included in the sandwich panel It was confirmed that the core material was formed through the forging process to the desired thickness and structure at the edge of the core material while having sufficient mechanical properties due to low deflection and high rigidity in the central part.
다만, 비교예 1 내지 2는 코어층의 심재 중앙부가 높은 밀도를 갖더라도, 단조성형 전 코어층의 심재 가장자리부 또한 높은 평량으로 인한 높은 밀도를 갖기 때문에 단조 공정을 거치더라도 패널 가장자리부에서 단조 성형이 거의 이루어지지 않아 TV 백커버 용도로 활용되기 어려운 것을 확인할 수 있었다. However, in Comparative Examples 1 and 2, even though the central portion of the core layer has a high density, the edge portion of the core material of the core layer before forging also has a high density due to the high basis weight, so even if the forging process is performed, the panel edge portion is forged at the edge portion. It was confirmed that it was difficult to be used as a TV back cover because this was hardly done.
그 외, 비교예 3과 같이 단조 공정시 분당 스트로크수가 10 strokes/min 미만인 경우는 가장자리부에 가해지는 충격량이 적어 단조 성형이 충분히 이루어지지 않으며, 비교예 4와 같이 분당 스트로크수가 60 strokes/min을 초과하는 경우는 심재의 임계파단하중 초과로 크랙이 발생하여 물성이 저하되는 것을 확인할 수 있었다. In addition, when the number of strokes per minute during the forging process is less than 10 strokes/min during the forging process as in Comparative Example 3, the amount of impact applied to the edge is small, so forging is not sufficiently performed. As in Comparative Example 4, the number of strokes per minute is 60 strokes/min. In the case of exceeding the critical breaking load of the core material, it was confirmed that cracks occurred and the physical properties were deteriorated.
또한 비교예 5 또는 6과 같이 단조 공정시 하중이 110 ton 미만이거나 300 ton을 초과하는 경우는 하중이 작아 단조 성형이 충분히 이루어지지 않거나, 반대로 과도한 하중으로 심재 내 크랙이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as in Comparative Examples 5 or 6, when the load during the forging process was less than 110 ton or exceeded 300 ton, the forging was not sufficiently performed due to the small load, or, conversely, it was confirmed that cracks occurred in the core material due to the excessive load.
100 : 스킨층
200 : 코어층
300 : 패널 중앙부
400 : 패널 가장자리부
500 : 심재 중앙부
600 : 심재 가장자리부100: skin layer
200: core layer
300: central part of the panel
400: panel edge
500: central part of the heart
600: heart material edge
Claims (12)
상기 코어층의 일면 이상에 적층된 스킨층; 및
상기 코어층과 스킨층을 접착하는 접착층;을 포함하고,
상기 코어층은 둘 이상의 부직 섬유 집합체를 포함하는 부직 섬유 집합체 구조이고,
상기 코어층은 심재 중앙부; 및 상기 심재 중앙부의 테두리를 따라 형성된 심재 가장자리부;를 포함하고,
상기 심재 가장자리부의 밀도(g/cm3)는 심재 중앙부 대비 2 내지 12배인, 샌드위치 패널.
core layer;
a skin layer laminated on at least one surface of the core layer; and
Including; an adhesive layer for adhering the core layer and the skin layer;
The core layer is a nonwoven fiber aggregate structure comprising two or more nonwoven fiber aggregates,
The core layer is a central portion of the core; and a core edge formed along the edge of the central part of the core.
The density (g/cm 3 ) of the edge of the core is 2 to 12 times that of the central part of the core, the sandwich panel.
상기 샌드위치 패널은 패널 중앙부; 및 패널 가장자리부;를 포함하고,
상기 패널 가장자리부는 상기 패널 중앙부보다 두께가 얇은, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The sandwich panel includes a panel central portion; and a panel edge portion;
and the panel edge portion is thinner than the panel center portion.
상기 심재 가장자리부의 밀도(g/cm3)는 심재 중앙부 대비 3 내지 7배인, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The density (g/cm 3 ) of the edge of the core is 3 to 7 times that of the central part of the core, the sandwich panel.
상기 심재 중앙부의 밀도는 0.05 내지 0.3 g/cm3인, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The density of the central portion of the core is 0.05 to 0.3 g/cm 3 , a sandwich panel.
상기 심재 가장자리부의 밀도는 0.3 내지 1.5 g/cm3인, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The density of the edge of the core is 0.3 to 1.5 g/cm 3 of, a sandwich panel.
상기 패널 중앙부의 굴곡강도는 25 내지 100 MPa이고,
상기 패널 가장자리부의 단조 높이는 0.5 내지 2.0mm인, 샌드위치 패널.
3. The method of claim 2,
The flexural strength of the central part of the panel is 25 to 100 MPa,
The forged height of the panel edge portion is 0.5 to 2.0 mm, a sandwich panel.
상기 부직 섬유 집합체는 폴리에스테르계 섬유를 포함하고,
상기 폴리에스테르계 섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The nonwoven fiber assembly includes a polyester-based fiber,
The polyester fiber is at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, a sandwich panel.
상기 스킨층은 알루미늄, 철, 스테인레스강(SUS), 마그네슘, 전기아연도금강판(EGI) 및 용융아연도금강판(GI)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The skin layer is at least one selected from the group consisting of aluminum, iron, stainless steel (SUS), magnesium, electro-galvanized steel sheet (EGI) and hot-dip galvanized steel sheet (GI), a sandwich panel.
상기 접착층은 올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 및 에폭시계 접착제 중 1종 이상을 포함하는, 샌드위치 패널.
The method of claim 1,
The adhesive layer is a sandwich panel comprising at least one of an olefin-based adhesive, a urethane-based adhesive, an acrylic adhesive, and an epoxy-based adhesive.
b) 상기 둘 이상의 부직 섬유 집합체의 계면을 니들펀칭 공정으로 상호 접합시켜 코어층을 제조하는 단계;
c) 상기 코어층 일면 이상에 접착층을 형성하는 단계;
d) 상기 접착층 상에 스킨층을 형성하는 단계; 및
e) 단조 성형하는 단계;를 포함하는, 제 1 항의 샌드위치 패널의 제조방법.
a) preparing two or more nonwoven fiber aggregates;
b) preparing a core layer by bonding the interfaces of the two or more nonwoven fiber aggregates to each other through a needle punching process;
c) forming an adhesive layer on at least one surface of the core layer;
d) forming a skin layer on the adhesive layer; and
e) forging forming; comprising, a method of manufacturing the sandwich panel of claim 1 .
상기 e) 단계는 상기 샌드위치 패널의 가장자리부에 대하여 하중 110 내지 300ton의 조건에서 단조 공정을 진행하는 단계인, 샌드위치 패널의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Step e) is a step of performing a forging process with respect to the edge of the sandwich panel under a load of 110 to 300 tons.
상기 e) 단계는 상기 샌드위치 패널의 가장자리부에 대하여 분당 스트로크수 10 내지 60 strokes/min의 조건에서 단조 공정을 진행하는 단계인, 샌드위치 패널의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The step e) is a step of performing a forging process with respect to the edge of the sandwich panel under a condition of 10 to 60 strokes/min at the number of strokes per minute.
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