KR20240085366A - 금속 복합 패널 제조 장치 및 이를 이용한 금속 복합 패널 제조 방법 - Google Patents

금속 복합 패널 제조 장치 및 이를 이용한 금속 복합 패널 제조 방법 Download PDF

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Abstract

금속 복합 패널 제조 장치 및 이를 이용한 금속 복합 패널 제조 방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 금속 복합 패널 제조 장치는 원료 배합 압출부와, 상기 원료 배합 압출부에서 공급되는 물질을 소정의 형태로 성형하는 성형부와, 상기 성형부에서 성형된 결과물의 이격된 두 면에 금속 필름을 접합하는 접합부를 포함하고, 상기 원료 배합 압출부는 배합된 물질이 용융되어 흐르는 관에 연결되어 상기 관 내에 가스를 공급하도록 구비된 가스 공급부를 포함한다. 개시된 금속 복합 패널 제조 방법은 원료 배합 압출부에 원료 물질들을 공급한 다음, 상기 공급된 원료물질들을 배합하여 용융하고, 상기 용융하는 단계에서 용융된 물질을 주어진 형태로 성형한 다음, 성형된 결과물의 이격된 두 면에 금속 필름을 부착한다. 상기 원료 물질들은 수지물질, 마스터배치 및 발포핵제를 포함하고, 상기 발포핵제는 펠릿 형태로 공급되고, 상기 펠릿은 LDPE 100 중량부, 탄산칼슘(CaCO3) 15~25% 중량부, 산화 방지제, 분사제, 활제를 포함하는 조성물을 용융 및 혼련하여 냉각한 후, 스트랜드 컷팅하여 제조될 수 있다.

Description

금속 복합 패널 제조 장치 및 이를 이용한 금속 복합 패널 제조 방법{Metal composite panel manufacturing apparatus and method of manufacturing metal composite panel using the same}
본 개시는 외층으로 금속층 혹은 금속 필름을 구비하는 복합 패널과 관련된 것으로써, 보다 자세하게는 금속 복합 패널 제조 장치와 이를 이용한 금속 복합 패널 제조 방법에 관한 것이다.
알루미늄 복합 패널(panel)은 건축물의 내외장재로 널리 사용되고 있다. 알루미늄은 부식에 의한 변질이 적다. 따라서 알루미늄을 사용하여 복합패널을 구성하면 단열효과와 함께 공해가 심한 곳의 기후적 특징을 잘 이겨낼 수 있다.
기존에는 알루미늄 필름 사이에 폴리 에틸렌(PE)를 사용한 복합 패널이 주로 사용되었으나, 최근에는 PE를 대신해서 알루미늄 필름 사이에 발포층(시트)를 사용하는 복합 패널이 사용되고 있다.
일 실시예는 보다 견고하면서 상대적으로 가벼운 금속 복합 패널을 형성할 수 있는 금속 복합 패널 제조 장치를 제공한다.
일 실시예는 이러한 제조 장치를 이용한 금속 복합 패널 제조방법을 제공한다.
예시적인 일 실시예에 의한 금속 복합 패널 제조 장치는 원료 배합 압출부와, 상기 원료 배합 압출부에서 공급되는 물질을 소정의 형태로 성형하는 성형부와, 상기 성형부에서 성형된 결과물의 이격된 두 면에 금속 필름을 접합하는 접합부를 포함하고, 상기 원료 배합 압출부는 배합된 물질이 용융되어 흐르는 관에 연결되어 상기 관 내에 가스를 공급하도록 구비된 가스 공급부를 포함한다.
일 예에서, 상기 가스 공급부는 제1 가스 저장소와 제2 가스 저장소를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 금속 필름은 알루미늄 필름을 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에 의한 금속 복합 패널 제조방법은 원료 배합 압출부에 원료 물질들을 공급한 다음, 상기 공급된 원료물질들을 배합하여 용융하고, 상기 용융하는 단계에서 용융된 물질을 주어진 형태로 성형한 다음, 성형된 결과물의 이격된 두 면에 금속 필름을 부착한다. 상기 원료 물질들은 수지물질, 마스터배치 및 발포핵제를 포함하고, 상기 발포핵제는 펠릿 형태로 공급되고, 상기 펠릿은 LDPE 100 중량부, 탄산칼슘(CaCO3) 15~25% 중량부, 산화 방지제, 분사제, 활제를 포함하는 조성물을 용융 및 혼련하여 냉각한 후, 스트랜드 컷팅하여 제조될 수 있다.
일 예에서, 상기 용융하는 단계에서 이산화탄소 또는 질소가 공급될 수 있다. 일 예에서, 상기 금속 필름은 알루미늄 필름을 포함하고, 상기 금속 필름의 외부면에 불소 함유 코팅막을 더 형성하고, 상기 불소 함유 코팅막은 불소-폴리실라잔 코팅막과 불소-실리콘계 코팅막 중 하나를 포함할 수 있다.
개시된 금속 복합 패널 제조 장치는 발포층(시트)의 원료 물질을 배합 용융하는 과정에 이산화탄소나 질소가스를 공급하기 위한 별도의 가스 공급부를 구비한다. 또한, 상기 원료 물질 중 하나로 공급되는 발포핵제는 LDPE 100 중량부, 탄산칼슘(CaCO3) 15~25% 중량부, 산화 방지제, 분사제, 활제를 포함하는 조성물을 용융 및 혼련하여 냉각한 후, 스트랜드 컷팅하여 제조된다.
이러한 발포핵제의 공급과 함께 상기 가스 공급부를 통해 가스가 공급됨으로써, 발포층을 형성하는 과정에서 발포층 내에 형성되는 발포 셀(기공)이 발포층 전체에 보다 균일하게 분포될 수 있고, 발포 셀의 크기가 증가될 수 있으며, 발포층 전체에서 발포 셀의 크기 균일성도 높아질 수 있다. 이에 따라 알루미늄 복합 패널이 보다 가벼우면서 견고해질 수 있다. 결과적으로 개시된 제조 장치와 제조 방법을 이용하면, 보다 가볍고 내충격성이 강화된 알루미늄 복합 패널을 형성할 수 있다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 의한 금속 복합 패널 제조 장치를 개략적으로 나타낸 블록도(block diagram)이다.
도 2는 도 1의 원료 배합 압출부에 대한 일 예를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1의 금속 복합 패널 제조 장치의 성형부와 접합부에 대한 일 예를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1 내지 도 3에 예시한 제조 장치를 이용하여 금속 복합 패널이 제조되는 과정을 단계별로 나타낸 단면도이다.
이하, 예시적인 실시예에 의한 금속 복합 패널 제조 장치 및 이를 이용한 금속 복합 패널 제조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 각 구성요소의 크기나 층이나 영역들의 두께는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 직접 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 다른 부재의 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
하기 설명에서 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내고, 해당 참조번호에 대해서는 최초에만 설명한다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 의한 금속 복합 패널의 제조 장치(100)를 개략적으로 보여준다.
도 1을 참조하면, 예시적으로 나타낸 알루미늄 패널 제조 장치(100)는 원료 배합 압출부(120), 성형부(140) 및 접합부(160)을 포함하며, 이것으로 제한되지 않는다. 원료 배합 압출부(120)에서는 금속 복합 패널의 중심층이 되는 재료 물질이 만들어진다(제조된다). 일 예에서, 상기 금속 복합 패널은 알루미늄 복합 패널이거나 알루미늄 복합 패널을 포함할 수 있으나, 이것으로 제한되지 않는다. 상기 중심층이 되는 상기 재료 물질은 복수의 원료 물질이 배합되어 결합되거나 용융된 것일 수 있다. 상기 복수의 원료 물질의 배합, 결합이나 용융은 설정된 조건에서 실시될 수 있다. 상기 복수의 원료 물질은 원료 배합 압출부(120)의 원료 유입부 또는 원료 유입 통로를 통해 원료 배합 압출부(120)에 공급될 수 있다.
일 예에서, 원료 배합 압출부(120)에서 상기 중심층의 재료 물질이 만들어지는 과정에서 상기 재료 물질이 완전히 만들어지기 전에 상기 배합되어 결합되거나 용융된 결과물에 가스가 공급될 수 있다. 일 예에서, 상기 가스는 상기 결합되거나 용융되는 과정에 주입될 수도 있고, 상기 배합 과정에서 주입될 수도 있다. 상기 가스의 주입 시기, 주입 시간 및/또는 주입량은 상기 중심층의 재료적 특성이나 기능적 특성이 극대화될 수 있는 범위에서 결정될 수 있다. 이렇게 주입되는 가스에 의해 알루미늄 패널의 이점은 증가할 수 있고, 단점은 약화될 수 있다.
원료 배합 압출부(120)에서 만들어진 상기 중심층의 재료 물질은 가압하여 성형부(140)로 압출될 수 있다. 상기 중심층은 코어(core)층으로 표현될 수 있다. 일 예에서, 상기 중심층은 난연 발포층이거나 난연 발포층을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 난연 발포층은 폴리 에틸렌(PE) 난연 발포층일 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 상기 주입되는 가스는 상기 난연 발포층의 발포 셀(기공) 형성에 유익한 영향을 줄 수 있는데, 예를 들면, 상기 주입되는 가스에 의해 상기 난연 발포층에 형성되는 발포 셀의 크기가 증가할 수 있고, 상기 난연 발포층 전체에서 발포 셀들의 크기 균일성은 상기 가스가 주입되지 않을 때보다 높아질 수 있다.
성형부(140)는 원료 배합 압출부(120)로부터 압출되는 상기 재료 물질을 전달받아 정해진 형태 혹은 설정된 형태로 성형하고, 성형된 결과물을 식혀 접합부(160)로 보낸다. 일 예에서, 성형부(140)로 전달된 상기 중심층의 재료 물질은 알루미늄 패널의 중심층의 형태를 갖도록 성형될 수 있다. 일 예로, 성형부(140)에서 상기 중심층의 재료 물질은 알루미늄 패널의 중심층의 두께와 폭에 상응하는 두께와 폭을 갖도록 성형될 수 있다. 이러한 성형을 위해 성형부(140)는 다양한 성형 기구나 장치, 수단을 포함할 수 있는데, 예를 들면, 복수의 성형 롤러를 포함할 수 있다. 상기 복수의 성형 롤러는 상기 중심층의 재료 물질이 상기 복수의 성형 롤러를 지나면서 적절한 두께와 폭으로 성형되게 배치될 수 있다.
성형부(140)에서 성형된 결과물은 금속 복합 패널의 중심층이 될 수 있다. 성형부(140)에서 성형된 결과물은 접합부(160)로 전달된다. 접합부(160)에서는 성형부(140)로부터 전달된 상기 성형 결과물의 양면에 금속 필름이 부착될 수 있다. 일 예에서 상기 금속 필름은 접착제층의 일 예인 핫멜트 필름을 이용하여 부착될 수 있으며, 상기 접착제층으로는 상기 핫멜트 필름외에 다른 접착물질이 사용될 수도 있다. 일 예에서, 상기 성형 결과물의 일 면 상에 핫멜트 필름과 상기 금속 필름이 순차적이면서 동시에 코팅될 수 있다. 이러한 코팅 과정은 상기 핫 멜트 필름이 용융될 수 있는 온도 조건에서 실시될 수 있다. 상기 성형 결과물의 다른 면에 대해서도 상기 코팅 과정이 동일하게 진행될 수 있다. 일 예에서, 상기 성형 결과물의 상기 양면에 대한 상기 코팅은 동시에 이루어질 수 있고, 접합부(160)는 상기 코팅 과정을 수행하기 위한 도구나 수단을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 금속 필름은 알루미늄 필름이거나 알루미늄 필름을 포함할 수 있으며, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 접합부(160)에서 상기 금속 필름의 코팅이 완료된 후, 상기 금속 필름의 오염, 부식, 훼손(예, 스크래치) 등을 방지하고, 세정력 향상을 위해 상기 코팅된 금속 필름 외부 표면에 불소를 함유하는 물질을 코팅할 수도 있다. 일 예에서, 상기 불소를 함유하는 물질의 코팅은 불소-폴리실라잔 코팅 또는 불소-실리콘계 코팅이거나 이러한 코팅을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 예시한 장치(100)의 원료 배합 압출부(120)에 대한 일 예를 예시적으로 보여준다.
도 2를 참조하면, 원료 배합 압출부(120)는 복수의 원료 물질이 주입되는 원료 주입부(20A), 원료 주입부(20A)을 통해 주입된 복수의 원료 물질을 배합하고, 용융하여 압출하는 배합 압출부(20B, 20C), 상기 배합 압출과정에 주입되는 가스를 공급하는 가스 공급부(20E)를 포함한다. 일 예에서, 상기 복수의 원료 물질은 제1 원료물질, 제2 원료물질, 제3 원료물질 등을 포함할 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 상기 제1 원료 물질은 수지 물질일 수 있고, 예를 들면, 폴리에틸렌(PE), ABS(Acrylonitrile-butadiene-styrene), 염화비닐수지(PVC), 폴리스틸렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및 PC 중 어느 하나이거나 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이것으로 한정되지 않는다. 상기 제1 원료 물질이 PE인 경우, 저밀도 폴리 에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제2 원료물질은 펠릿(pellet) 형태의 마스터배치를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 마스터배치는 난연성 마스터배치이거나 이러한 마스터배치를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 제1 원료물질이 폴리 에틸렌인 경우, 상기 제2 원료물질은 펠릿 형태의 PE 난연 마스터배치이거나 이러한 마스터배치를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 PE 난연 마스터배치는 복수의 물질을 포함할 수 있는데, 예를 들면, PE 수지, 극성 공중합체, 난연제, 난연 보조제, 충격 보강재, 산화 방지제, 활제 등을 포함할 수 있고, 다른 첨가제가 더 포함될 수도 있다. 일 예에서, 펠릿 형태의 상기 PE 난연 마스터배치는 PE 수지 40~60 중량부, 폴리에틸렌 수지계 극성 공중합체 40~60 중량부, 난연제 15~45% 중량부, 난연 보조제 1~5 중량부, 충격 보강재 10~20 중량부, 산화 방지제, 활제 등을 이축 스크류 압출기(L/D=40:1)에서 180℃~220℃의 온도로 용융 및 혼련하여 냉각한 후, 스트랜드 컷팅하여 제조할 수 있다.
일 예에서, 극성 공중합체는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지, 내열성이 우수한 EMA(Ethylene-Methyl Acrylic) 수지나 EEA(Ethylene-Ethyl Acrylate) 수지, 알루미늄과 접착력이 우수한 E(M)AA 수지, EAA(Ethylene-Acrylic Acid)나 EMAA(Ethylene-Methecrylic Acrylic Acid)를 금속 이온과 중합한 아이오노머(Ionomer) 수지, 기체 차단 특성이 우수한 EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol) 수지 중 어느 하나이거나 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 극성 공중합체가 상기 PE 난연 마스터배치에 포함됨으로써, 금속 복합 패널의 중심층(발포층)과 금속 필름이 핫멜트 필름이나 핫멜트 접착층으로 접착될 때, 접착력이 높아질 수 있고, 자연광이 비치는 자연 환경에서 접착력이 오랫동안 유지될 수 있다. 곧, 상기 자연환경에서 시간이 지남에 따라 금속 복합 패널의 중심층과 금속 필름이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
일 예에서, 상기 PE 난연 마스터배치의 PE 수지는 흐름성이 상대적으로 우수한 LDPE 또는 선형 저밀도 PE(LLDPE)를 포함할 수 있으나, 이것으로 제한되지 않는다.
일 예에서, 상기 PE 난연 마스터배치에 포함된 난연제는 할로겐과 중금속을 포함하지 않는 금속 수산화물과 같은 무기계 난연제를 포함할 수 있다 일 예로, 상기 난연제는 수산화마그네슘을 포함할 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 수산화마그네슘은 안정성이 높고(부식성 낮음), 독성이 없으며 발연량이 적다. 또한, 수산화마그네슘의 경우, 연소과정에서 수증기가 방출되어 가연성 가스를 희석하여 열의 일부가 제거될 수 있으며, 연소를 억제하여 난연 효과를 높일 수 있다.
일 예에서, 상기 PE 난연 마스터배치에 포함된 난연 보조제는 안티드립제(Anti Dripping Agents)이며, PMMA(Polymethyl Methacrylate), SAN(Styrene-acrylontrile) 또는 SB 수지로 코팅되어 있는 PTFE(poly-tetra-fluoro-ethylene) 수지를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 난연 보조제는 PMMA 코팅된 T-SAN을 포함할 수도 있다. 상기 충격 보강재는 난연성을 갖는 제품(예, 금속 복합 패널)의 강도 저하를 방지하기 위해 첨가될 수 있으며, 일 예에서, 탈크, 실리카, 카올린, 클레이 및 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 상기 산화 방지제는 페놀계 산화 방지제를 포함할 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 상기 활제는 PE Wax로 Lion Chemtech, LC-102 등이 사용될 수 있다.
일 예에서, 상기 제3 원료 물질은 펠릿 형태의 핵제 혹은 발포핵제이거나 이러한 핵제를 포함할 수 있다. 일 예에서, 펠릿 형태의 상기 발포핵제는 LDPE 100 중량부 및 탄산칼슘(CaCO3) 15~25% 중량부를 포함하고, 더불어 산화 방지제, 분사제, 활제 등의 기타 첨가제를 포함하는 조성물을 이축 스크류 압출기(L/D=40:1)에서 180℃~220℃의 온도로 용융 및 혼련하여 냉각한 후, 스트랜드 컷팅하여 제조할 수 있다.
일 예에서, 상기 발포핵제에 포함된 상기 산화 방지제와 상기 활제는 PE 난연 마스터배치에 포함된 것과 동일할 수 있다. 상기 발포핵제에 포함된 분사제는 가압된 용기로부터 내용물의 방출을 용이하게 하기 위한 것으로써, 예를 들면 시트르산 나트륨을 포함할 수 있으며, 이것으로 한정되지 않는다.
일 예에서, 원료 주입부(20A)에는 상기 제1 원료물질로 PE 100 중량부, 상기 제2 원료물질로 난연 PE 마스터배치 5~15 중량부, 상기 제3 원료물질로 발포핵제 0.3~1.0 중량부가 주입될 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는다.
원료 주입부(20A)는 성형부(140)로부터 상대적으로 먼 쪽에 있는 배합부(20B)의 일 단에 연결될 수 있다. 원료 주입부(20A)에 주입된 상기 제1 내지 제3 원료물질은 배합부(20B)를 지나면서 균일하게 배합될 수 있다. 이러한 배합은 상대적으로 높은 압력에서 실시될 수 있다. 배합부(20B)에서 배합된 원료물질들은 용융 압출부(20C)에서 용융되고 성형부(140)로 이송된다. 용융 압출부(20C)에는 압출되는 원료물질의 압출량(공급량)을 제어하기 위한 제어기 혹은 제어유닛(20D)이 구비될 수 있다. 일 예에서, 제어유닛(20D)은 유량 제어기를 포함할 수 있다. 용융 압출부(20C)는 배합된 물질이 용융되어 흐르는 관의 형태를 취할 수 있다.
일 예에서, 가스 공급부(20E)는 용융 압출부(20C)에 가스를 공급할 수 있도록 연결될 수 있고, 이러한 연결은 완전한 밀폐성을 갖는 연결일 수 있다. 가스 공급부(20E)는 용융 압출부(20C)에 공급할 적어도 1종류 이상의 가스를 포함할 수 있다. 일 예로, 가스 공급부(20E)는 제1 가스와 제2 가스를 포함할 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는다. 상기 제1 및 제2 가스는 서로 다른 종류의 가스이며, 일 예에서, 상기 제1 및 제2 가스 중 하나는 이산화탄소이거나 이산화탄소를 포함할 수 있고, 나머지는 질소이거나 질소를 포함할 수 있다. 일 예에서, 가스 공급부(20E)는 상기 제1 가스의 저장을 위한 제1 저장소와 상기 제2 가스의 저장을 위한 제2 저장소를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 제1 및 제2 저장소는 가스 공급부(20E) 내에 구비될 수도 있고, 외부에 구비될 수도 있다.
일 예에서, 가스 공급부(20E)에서 용융 압출부(20C)에 공급되는 가스는 상대적으로 고압으로 공급될 수 있는데, 적어도 용융 압출부(20C) 내부 압력보다 높은 압력으로 공급될 수 있으며, 가스 공급은 설정된 공급 프로그램에 따라 공급될 수 있다. 가스 공급부(20E)는 상기 공급 프로그램과 연동되는 유량 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 일 예에서, 상기 유량 제어기는 가스 공급부(20E) 내에 구비될 수도 있고, 외부에 구비될 수도 있다. 상기 공급 프로그램과 상기 유량 제어기에 의해 가스 공급부(20E)에서 용융 압출부(20C)로 공급되는 가스의 시간과 양은 다양하게 조합될 수 있다. 일 예로, 가스는 일정시간 동안 연속적으로 혹은 불연속적으로 균일하게 공급될 수도 있고, 단위 시간당 공급량은 일정하게 유지하되, 공급시간을 불균일하게 할 수도 있다. 또한, 공급되는 가스의 종류에 따라 공급 방식이 달라질 수도 있다. 일 예에서, 가스 공급부(20E)에서 용융 압출부(20C)로 공급되는 가스가 이산화탄소 또는 질소인 경우, 가스 공급량은 0.1중량부~10 중량부 정도일 수 있으나, 이것으로 한정되지 않으며, 가스 종류에 따라 상기 범위는 달라질 수 있다.
도 3은 도 1의 장치(100)의 성형부(140)와 접합부(160)에 대한 일 예를 예시적으로 보여준다.
도 3에서 참조번호 40A는 원료 배합 압출부(120)에서 공급되는 금속필름 중심층으로 성형될 재료, 곧 발포층(시트)으로 성형될 재료를 받아서 발포층의 형태로 성형하는 성형 장치이다. 일 예에서 성형 장치(40A)는 티-다이(T-die)이거나 티-다이를 포함할 수 있다. 성형 장치(40A)에서 성형된 결과물(예, 발포층)(175)은 성형 장치(40A) 아래로 출력된 다음, 성형장치(40A) 아래에 정렬된 냉각 롤러(40B)를 거치면서 냉각된다. 이후, 전송롤러(40C)에 의해 접합부(160)로 이송된다. 접합부(160)는 복수의 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B)를 포함한다. 복수의 제1 접합롤러(60A)는 실질적으로 동일한 높이에서 수평으로 제1 방향(예, X축 방향)으로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1 방향은 성형부(140)에서 전송되는 성형된 결과물(175)이 이동되는 방향과 동일할 수 있다. 복수의 제2 접합롤러(60B)는 복수의 제1 접합롤러(60A) 아래에서 복수의 제1 접합롤러(60A)와 일대 일로 대응되게 배치될 수 있다. 일 예에서, 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B)는 열 접착롤러이거나 열 접착롤러를 포함할 수 있다. 일 예에서, 접합부(160)로 전송된 성형된 결과물(175)은 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B) 사이를 지날 때, 성형된 결과물(175)의 상부면과 제1 접합롤러(60A) 사이에 핫멜트 필름과 금속필름이 동시에 공급되고, 성형된 결과물(175)의 하부면과 제2 접합롤러(60B) 사이에도 핫멜트 필름과 금속필름이 동시에 공급된다.
공급되는 핫멜트 필름은 성형된 결과물(175)과 상기 금속필름 사이에서 성형된 결과물(175)과 상기 금속필름에 직접 접촉되도록 공급되고, 상기 금속필름은 상기 핫멜트 필름과 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B) 사이에서 상기 핫멜트 필름과 상기 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B)에 직접 접촉되도록 공급될 수 있다. 이러한 과정에서 성형된 결과물(175), 상기 핫멜트 필름 및 상기 금속필름은 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B) 사이를 지나면서 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B)에 의해 가압될 수 있고, 이러한 가압과 동시에 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B)의 온도를 상기 핫멜트 필름이 녹을 수 있는 온도 이상으로 높인다. 이렇게 해서 성형된 결과물(175)의 상부면과 하부면에 각각 상기 금속필름이 부착될 수 있다. 이후 보호를 위해 상기 부착된 금속필름의 외부면은 불소를 함유하는 코팅물질로 코팅될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 도 1 내지 도 3에 예시한 제조장치(100)를 이용하여 제조되는 금속 복합 패널의 제조 과정을 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 4는 제조 장치(100)의 성형부(140)에서 출력되는 성형된 결과물(174)에 해당하는 것으로, 발포층(410)을 보여준다. 일 예에서, 발포층(410)은 앞에서 예시한 다양한 발포층 중 하나일 수 있는데, 예를 들면 PE 난연 발포층일 수 있다. 발포층(410)은 복수의 발포 셀(420)을 포함한다. 발포 셀(420)은 발포층(410) 전체에 균일하게 분포한다. 발포 셀(420)은 발포층(410)에 형성되는 기공으로써, 도 2에서 설명한 가스 공급부(20E)에서 공급되는 가스의 적절한 공급에 의해 복수의 발포 셀(420)의 크기가 증가할 수 있고, 발포층(420) 전체에서 발포셀(420)의 크기 균일성도 높아질 수 있다. 이에 따라 금속 복합 패널이 보다 견고해질 수 있고, 결과적으로 금속 복합 패널의 내충격성이 커질 수 있다. 일 예에서, 발포셀(420)의 크기는 100㎛~200㎛ 정도일 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다.
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 발포층(410)의 상부면(S1) 상에 제1 접착제층(530) 및 제1 금속필름(540)을 순차적으로 접착하고, 동시에 하부면(S2) 상에는 제2 접착제층(550) 및 제2 금속필름(560)을 순차적으로 접착한다. 일 예에서, 제1 및 제2 접착제층(530, 550)은 핫멜트 필름이거나 핫멜트 필름을 포함할 수 있으나, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 제1 및 제2 금속필름(540, 560)은 알루미늄 필름이거나 알루미늄 필름을 포함할 수 있으며, 이것으로 한정되지 않는다. 일 예에서, 제1 및 제2 금속필름(540, 560)의 제1 및 제2 접착제층(530, 550)과 접촉되는 면을 제1 및 제2 접착제층(530, 550)과 접촉되기 전에 표면처리함으로써, 제1 및 제2 금속필름(540, 560)과 제1 및 제2 접착제층(530, 550)의 접착력이 향상될 수도 있다. 제1 및 제2 금속필름(540, 560)이 형성된 상태에서 발포층(410)은 도 3에 예시한 접합부(160)의 제1 및 제2 접합롤러(60A, 60B) 사이를 통과하게 되고, 이 결과 발포층(410)과 제1 및 제2 금속필름(540, 560)은 제1 및 제2 접착제층(530, 550)에 의해 견고하게 접착될 수 있다.
다음, 제1 금속필름(540)의 상부면, 곧 외부면 상에 불소를 함유하는 제1 코팅막(670)을 형성하고, 제2 금속필름(560)의 밑면, 곧 외부면 상에 불소를 함유하는 제2 코팅막(680)을 형성한다. 제1 및 제2 코팅막(670, 680)은 서로 동일한 물질막일 수 있으나, 서로 다른 물질막일 수도 있다 일 예에서, 상기 제1 및 제2 코팅막(670, 680)은 불소-폴리실라잔 코팅 또는 불소-실리콘계 코팅막을 포함할 수 있다.
한편, 도 6에는 제1 및 제2 금속필름(540, 560) 사이에 한 층의 발포층(410)이 구비된 경우를 예시하였지만, 발포층(410)은 순차적으로 적층되고 서로 이격된 복수의 발포층으로 대체될 수도 있다. 이 경우, 상기 복수의 발포층 사이에는 발포층 분리와 지지를 위한 구조물이 구비될 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
20A:원료 주입부 20B:배합부
20C:용융 압출부 20D:제어유닛
20E:가스 공급부 40A:성형장치
40B:냉각롤러 40C:전송롤러
60A, 60B:제1 및 제2 접합롤러 100:금속 복합 패널 제조 장치
120:원료 배합 압출부 140:성형부
160:접합부 175:성형된 결과물(발포층(시트))
410:발포층(시트) 420:발포셀(기공)
530, 550:제1 및 제2 접착제층 540, 560:제1 및 제2 금속 필름
670, 680:제1 및 제2 코팅막 S1:상부면
S2:하부면

Claims (6)

  1. 원료 배합 압출부;
    상기 원료 배합 압출부에서 공급되는 물질을 소정의 형태로 성형하는 성형부; 및
    상기 성형부에서 성형된 결과물의 이격된 두 면에 금속 필름을 접합하는 접합부;를 포함하고,
    상기 원료 배합 압출부는 배합된 물질이 용융되어 흐르는 관에 연결되어 상기 관 내에 가스를 공급하도록 구비된 가스 공급부를 포함하는 금속 복합 패널 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 제1 가스 저장소와 제2 가스 저장소를 포함하는 금속 복합 패널 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 필름은 알루미늄 필름을 포함하는 금속 복합 패널 제조 장치.
  4. 원료 배합 압출부에 원료 물질들을 공급하는 단계;
    상기 공급된 원료물질들을 배합하여 용융하는 단계;
    상기 용융하는 단계에서 용융된 물질을 주어진 형태로 성형하는 단계; 및
    상기 성형하는 단계에서 성형된 결과물의 이격된 두 면에 금속 필름을 부착하는 단계;를 포함하고,
    상기 원료 물질들은 수지물질, 마스터배치 및 발포핵제를 포함하고,
    상기 발포핵제는 펠릿 형태로 공급되고,
    상기 펠릿은 LDPE 100 중량부, 탄산칼슘(CaCO3) 15~25% 중량부, 산화 방지제, 분사제, 및 활제를 포함하는 조성물을 용융 및 혼련하여 냉각한 후, 스트랜드 컷팅하여 제조되는 금속 복합 패널의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 용융하는 단계에서,
    이산화탄소 또는 질소를 공급하는 금속 복합 패널의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 필름은 알루미늄 필름을 포함하고,
    상기 금속 필름의 외부면에 불소 함유 코팅막을 더 형성하고,
    상기 불소 함유 코팅막은 불소-폴리실라잔 코팅막과 불소-실리콘계 코팅막 중 하나를 포함하는 금속 복합 패널의 제조방법.
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