WO2017200190A1 - 샌드위치 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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강길호
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박건표
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배성재
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    • E04F2290/04—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for for insulation or surface protection, e.g. against noise, impact or fire
    • E04F2290/045—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for for insulation or surface protection, e.g. against noise, impact or fire against fire

Definitions

  • the present invention relates to a sandwich panel and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a sandwich panel and a method for manufacturing the same which improves dimensional stability and handling by inserting a buffer member between the first and second metal plates and phenolic foam. It is about.
  • a sandwich panel refers to a building material that assembles a plurality of panels to form the roof or wall of a building or structure.
  • the sandwich panel uses any one selected from expandable polystyrene (EPS), polyurethane (Polyurethane resin), PIR (Polyisocyanurate resin), and glass wool (Glass Wool).
  • EPS expandable polystyrene
  • Polyurethane resin Polyurethane resin
  • PIR Polyisocyanurate resin
  • Glass Wool Glass Wool
  • Sandwich panels using materials such as styrofoam, polyurethane, and PIR as core materials are vulnerable to fire, and there is a problem of generating harmful gases to the human body in the event of a fire, as well as materials such as mineral wool and glass wool as core materials.
  • Sandwich panel is fire safety but has a problem of poor thermal insulation and poor handling.
  • the phenol foam sandwich panel using phenol foam as a core material has an advantage of excellent flame retardancy and heat insulation, but there is a problem that fracture or crack occurs during compression and cutting process for manufacturing sandwich panel due to brittleness problem of phenol foam. have.
  • An object of the present invention is to provide a sandwich panel and a method for producing the same, which have improved dimensional stability and handleability by inserting a buffer member between the first and second metal plates and the phenol foam.
  • Sandwich panel according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a phenol foam; First and second flexible foam layers respectively laminated on both sides of the phenolic foam; First and second face members stacked on the first and second flexible foam layers, respectively; And first and second metal plates laminated on the first and second face members, respectively.
  • Sandwich panel according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is a phenol foam; A first face plate laminated on one surface of the phenolic foam; First and second flexible foam layers laminated on the first face member and on the other surface of the phenol foam, respectively; A second face material laminated on the second soft foam layer; And first and second metal plates laminated on the first and second face members, respectively.
  • Sandwich panel manufacturing method for achieving the above object is (a) after the first and second face member is sequentially laminated on the first and second flexible foam layer, the first and second soft Discharging the phenol resin foam mixture between the foam layers to perform foam curing to form a phenol foam, followed by curing to form a core material for a sandwich panel; And (b) joining the first and second metal plates to the sandwich panel core material, and cutting to form a sandwich panel.
  • the sandwich panel and its manufacturing method according to the present invention have excellent flame retardancy, and can absorb and mitigate shock by inserting a cushioning member between phenolic foam having excellent fire safety such as smoke density in case of fire and the first and second metal plates. Therefore, not only the crack or fracture phenomenon between the first and second metal plates and the phenol foam can be prevented in advance, but also the dimensional stability and handleability can be improved by the buffer member.
  • the sandwich panel and its manufacturing method according to the present invention is the most excellent flame retardancy in the organic insulating material is applied to the phenol foam excellent fire safety, such as smoke density in the case of fire, the buffer member is applied to the disadvantages of vulnerable brittle foam
  • the impact generated during the pressing process or the cutting process which can be subjected to external pressure during the manufacturing of the sandwich panel, is not directly transmitted to the phenolic foam, but the shock absorber can be absorbed and alleviated in the buffer member surrounding the phenolic foam. Because of the structure, there is no fear of cracking or breaking.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sandwich panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing in detail the sandwich panel of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a sandwich panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a process flowchart showing a sandwich panel manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sandwich panel according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing in detail the sandwich panel of Figure 1
  • Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing a portion A of FIG.
  • a sandwich panel 100 includes a core material for a sandwich panel 150 and first and second metal plates 160 and 162.
  • the sandwich panel 100 may further include a first adhesive layer 170 and a second adhesive layer (not shown).
  • the sandwich panel core 150 includes a phenol foam 110 and a buffer member 145.
  • Phenolic foam 110 is disposed in the middle of the interior of the sandwich panel 100, and serves to improve the flame retardancy and thermal insulation.
  • Such phenolic foam 110 preferably has a thickness of 10 ⁇ 200mm. If the thickness of the phenolic foam 110 is less than 10mm, it may be difficult to secure durability and mechanical strength because the thickness is too thin. On the contrary, when the thickness of the phenolic foam 110 exceeds 200mm, the weight increase factor due to the increase in thickness is greater than the increase in effect, and thus may not be preferable because it may lead to the result of a weight reduction trend.
  • the phenolic foam 110 has excellent flame retardancy and thermal insulation, but has a disadvantage in that brittleness or cracking occurs easily when an external impact is applied due to a large brittleness problem.
  • the buffer member 145 to act as a buffer on both sides of the phenol foam 110, due to the brittleness of the phenol foam 110, the pressing and manufacturing for the sandwich panel 100 Cracks and fractures were prevented from occurring during the cutting process.
  • the buffer member 145 may have a four-layer structure including the first and second flexible foam layers 120 and 122 and the first and second face members 130 and 132.
  • the buffer member 145 may include six layers including the first and second flexible foam layers 120 and 122, the first and second face members 130 and 132, and the third and fourth face members 140 and 142. It may have a structure.
  • the buffer member 145 having a four-layer structure includes first and second soft foam layers 120 and 122 stacked on both surfaces of the phenol foam 110, and first and second layers, respectively.
  • the first and second face members 130 and 132 may be stacked on the flexible foam layers 120 and 122, respectively.
  • the buffer member 145 having a six-layer structure includes first and second soft foam layers 120 and 122 stacked on both surfaces of the phenol foam 110, and first and second layers, respectively.
  • Third and fourth face members 140 and 142 disposed between the 122 may be included.
  • the buffer member 145 having the four-layer structure has substantially the same configuration as the buffer member 145 having the six-layer structure except that the third and fourth face members 140 and 142 are not provided,
  • the buffer member 145 of the layer structure will be described in detail.
  • the first soft foam layer 120 is inserted between the first and third face members 130 and 140, and the second and fourth face members 132 and 142 are disposed.
  • the second flexible foam layer 122 is inserted therebetween.
  • first and second flexible foam layers 120 and 122 may be inserted into and disposed in the spaces between the first and third face members 130 and 140 and the second and fourth face members 132 and 142, respectively. 110) serves as a buffer to prevent the occurrence of cracks.
  • the first and second flexible foam layers 120 and 122 have 20 to 120 g / m 2.
  • the first and second flexible foam layers 120 and 122 Since it has 20 to 120 g / m2, it is easy to ensure insulation, light weight, easy to handle, and can reduce the cost of raw materials.
  • each of the first and second flexible foam layers 120 and 122 may be any one selected from a flexible polyurethane foam, a flexible polyethylene foam, a flexible polyester foam, a flexible polycarbonate foam, and a flexible polypropylene foam.
  • the flexible foam when used as the material of the first and second flexible foam layers 120 and 122, since the cushion foam has excellent cushioning properties, external impact may be reduced in the pressing and cutting processes for manufacturing the sandwich panel 100. It is possible to prevent the transfer directly to 110).
  • Each of the first and second flexible foam layers 120 and 122 preferably has a thickness of 0.1 to 5 mm.
  • the thickness of each of the first and second flexible foam layers 120 and 122 is less than 0.1 mm, it may be difficult to achieve a sufficient buffering effect.
  • the thicknesses of the first and second flexible foam layers 120 and 122 are greater than 5 mm, the weight is increased due to the increase in thickness compared to the effect increase, which is not preferable.
  • first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 are disposed on the upper and lower portions of the first and second flexible foam layers 120 and 122, respectively, to reinforce strength and to improve dimensional stability. Play a role.
  • each of the first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 is made of nonwoven fabric, paper, PET, PET mesh, glass mesh, A material including any one selected from woven fabric and glass tissue may be used.
  • each of the first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 preferably has a thickness of 0.1 to 3 mm.
  • the thickness of the first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 is less than 0.1 mm, it may be difficult to properly exhibit the above effects.
  • the thicknesses of the first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 exceed 3 mm, it is advantageous to improve the dimensional stability.
  • the moldability may be reduced to cause cracking.
  • the first and second metal plates 160 and 162 are stacked on the first and second face members 130 and 132, respectively.
  • the first and second metal plates 160 and 162 may be made of a metal material such as aluminum, iron plate, galvanized steel sheet, but is not limited thereto. Of these, it is preferable to use aluminum as a material of the first and second metal plates 160 and 162. In the case of aluminum, the specific gravity is low, the thermal and electrical conductivity is high, and the corrosion resistance is strong, so it is easy to process in various forms. Because.
  • the first adhesive layer 170 is disposed between the first face member 130 and the first metal plate 160, and the second adhesive layer is disposed between the second face member 132 and the second metal plate 162.
  • the material of the first adhesive layer 170 and the second adhesive layer is polyurethane, polyamide, ethylene-vinyl acetate, polyvinyl acetate, phenol ), Melamine, urea, epoxy, polyester, polyvinyl alcohol, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), styrenebutadiene rubber (SBR), alkid ), Acetyl cellulose, nitrocellulose, and one or more adhesives selected from the group consisting of hot melt thermoplastic polyurethanes.
  • Sandwich panel according to an embodiment of the present invention described above is excellent in flame retardancy and absorbs and alleviates shock by inserting a buffer member between the first and second metal plate and phenolic foam having excellent fire safety such as smoke density in the event of fire.
  • a buffer member between the first and second metal plate and phenolic foam having excellent fire safety such as smoke density in the event of fire.
  • the sandwich panel according to an embodiment of the present invention is the most flame retardant in the organic insulating material is applied to the phenol foam excellent in fire safety, such as smoke density in the case of fire, the weakness of brittle phenol foam is applied to the buffer member As a result, the impact generated during the pressing process or the cutting process, which can be subjected to external pressure during the manufacturing of the sandwich panel, is not directly transmitted to the phenolic foam, but the shock absorber can be absorbed and alleviated in the buffer member surrounding the phenolic foam. Because of the structure, there is no fear of cracking or breaking.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a sandwich panel according to another embodiment of the present invention.
  • a sandwich panel 200 includes a sandwich panel core member 250 having a phenol foam 210 and a buffer member 245, and first and second metal plates 260. 262).
  • the buffer member 245 includes a first face member 230, first and second soft foam layers 220 and 222, and a second face member 240.
  • the first face member 230 is laminated on one surface of the phenolic foam 210, and the first and second flexible foam layers 220, 222 is laminated on the upper surface of the first face member 230 and the other surface of the phenol foam 210, respectively, and the second face member 240 is laminated on the second soft foam layer 222.
  • the first face member 230 and the first soft foam layer 220 are sequentially stacked on the upper surface of the phenolic foam 210, and the lower surface of the phenolic foam 210 is provided.
  • the second flexible foam layer 222 and the second face member 240 are sequentially laminated in a four-layer structure.
  • the sandwich panel 200 according to another embodiment of the present invention can achieve substantially the same effects as the sandwich panel 100 of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a sandwich panel manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG. 1.
  • the sandwich panel manufacturing method includes a core panel forming step (S110) and sandwich panel forming step (S120) for a sandwich panel.
  • the sandwich panel core material forming step (S110) after the first and second face members 130 and 132 are sequentially stacked on the first and second flexible foam layers 120 and 122, the first and second flexible foam layers 120 are formed. , 122) is discharged between the phenol resin foam mixture and foamed and cured to produce a phenol foam 110, and then cured to form a core material for a sandwich panel 150.
  • the third and fourth face members 140 and 142 of FIG. 2 may be further stacked below the first and second flexible foam layers 120 and 122.
  • first and second flexible foam layers 120, 122 having a basis weight of 20 ⁇ 120g / m 2 .
  • the first and second flexible foam layers 120 and 122 are selected from a flexible foam having excellent cushioning properties, more specifically, a flexible polyurethane foam, a flexible polyethylene foam, a flexible polyester foam, a flexible polycarbonate foam, and a flexible polypropylene foam. It is preferable to use either.
  • first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 are disposed on the outer surfaces of the first and second flexible foam layers 120 and 122, respectively, to reinforce strength and to improve dimensional stability. Do it.
  • each of the first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 is made of nonwoven fabric, paper, PET, PET mesh, glass mesh, A material including any one selected from woven fabric and glass tissue may be used.
  • each of the first to fourth face members 130, 132, 140, and 142 preferably has a thickness of 0.1 to 3 mm.
  • the first and second face sheets 130 and 132 are continuously supplied to the first and second flexible foam layers 120 and 122 in the caterpillar and the first and second flexible foam layers are stacked.
  • the first and second flexible foam layers 120 and 122 and the first and second face members 130 and 132 may be thermocompressed by discharging the foam mixture between the 120 and 122 to effect foam curing.
  • the curing is carried out for the purpose of post-curing may further include a aging process for removing VOC (volatile organic compounds).
  • curing is preferably carried out in a convection oven for 10 to 200 minutes per cm 2 of the core layer at less than 75 °C. If the curing time is less than 10 minutes, the curing and aging is not sufficiently made, the thermal conductivity may increase and the thermal insulation properties may decrease. On the contrary, if the curing time exceeds 200 minutes, it is not economical because the degree of improvement in the characteristics compared to the time and cost put into curing may be weak and may act as a factor that increases the cost only.
  • the first and second metal plates 160 and 162 are bonded to the sandwich panel core 150, and then cut to form the sandwich panel 100.
  • the first and second metal plates 160 and 162 may be made of a metal material such as aluminum, iron plate, galvanized steel sheet, but is not limited thereto. Of these, it is preferable to use aluminum as a material of the first and second metal plates 160 and 162. In the case of aluminum, the specific gravity is low, the thermal and electrical conductivity is high, and the corrosion resistance is strong, so it is easy to process in various forms. Because.
  • the sandwich panel core 150 and the first and second metal plates 160 and 162 may be formed on both sides of the sandwich panel core material 150 or on the outer surfaces of the first and second metal plates 160 and 162, respectively. It adheres via the attached 1st adhesive layer (170 of FIG. 2) and a 2nd adhesive layer (not shown).
  • the material of the first and second adhesive layers is polyurethane, polyamide, ethylene-vinyl acetate, polyvinyl acetate, phenol, melamine ), Urea, epoxy, polyester, polyvinyl alcohol, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), alkid, acetylcellulose ( one or more adhesives selected from the group consisting of acetyl cellulose, nitro cellulose and hot melt thermoplastic polyurethane.
  • Sandwich panel according to an embodiment of the present invention manufactured by the above process (S110 ⁇ S120) is excellent in flame retardancy has a buffer member between the phenol foam and the first and second metal plate excellent in fire safety, such as smoke density during fire
  • shock can be absorbed and alleviated, so that not only cracks or fractures between the first and second metal plates and phenol foams can be prevented, but also the dimensional stability and handleability can be improved by the buffer member. have.
  • the sandwich panel manufactured by the method according to an embodiment of the present invention is the most flame retardant in the organic insulating material is applied to the phenol foam excellent fire safety, such as smoke density in the case of fire, the disadvantage of brittle phenol foam is weak
  • a cushioning member to absorb the shock from the cushioning member that surrounds the phenolic foam, rather than being directly transmitted to the phenolic foam.
  • it since it has a structure that can be alleviated, there is no fear of cracking or breaking.
  • Two nonwoven fabrics having a thickness of 0.3 mm were sequentially stacked on top of the flexible polyurethane foams having a thickness of 2.5 mm and a basis weight of 80 g / m 2 .
  • the phenol resin foam mixture is discharged between the flexible polyurethane foams disposed at the center of the interior at 70 ° C. by curing to form a phenol foam having a thickness of 75 mm, and then cured at 60 ° C. to sandwich the panel.
  • a core material was prepared.
  • Two sheets of nonwoven fabric having a thickness of 0.3 mm were sequentially stacked on top of polyethylene foams having a thickness of 2.5 mm and a basis weight of 60 g / m 2 .
  • a phenol resin foam mixture was discharged between the polyethylene foams disposed at the center of the interior at 70 ° C. by curing to form a phenol foam having a thickness of 75 mm, and then cured at 60 ° C. for sandwich panels.
  • Core material was prepared.
  • phenol resin foam mixture was discharged between the kraft papers placed at the center of the center at 70 ° C by curing, and then foamed and cured. After preparing a phenolic foam of thickness, curing at 60 °C to prepare a core material for a sandwich panel.
  • the phenol resin foam mixture was discharged between the glass tissue faceplates at 70 ° C. by curing to perform foam curing to prepare phenolic foam having a thickness of 75mm. After curing at 60 ° C., a core material for a sandwich panel was produced.
  • Sandwich panels were manufactured by bonding 0.5 mm thick galvanized steel sheets to both sides of 125 mm thick styrofoam (EPS / expandable polystyrene), respectively, using a polyurethane adhesive, and cutting them into a size of 1 m ⁇ 1 m.
  • EPS styrofoam
  • Table 1 shows the results of evaluation of physical properties for the sandwich panels prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the compressive strength of core material was measured according to the method of KS M ISO 826.
  • the adhesive strength between phenolic foam and the face sheet is measured by cutting the phenolic foam on which the face sheet is attached at intervals of 25mm width, and then peeling the face sheet in the direction of 90 ° at a speed of 300mm / min using UTM equipment. As shown.
  • the cutting was performed at intervals of 50 mm in width of the steel sheet, and then a tensile jig was attached to the steel sheet using a clip.
  • sanding # 100 is applied to the surface of the jig for easy attachment, and then the clip is attached using an epoxy adhesive. It was measured and the unit is represented by N.
  • a core and a volume of the core cut into 200 mm and 200 mm lengths were measured with vernier calipers, and then the mass of the core was divided by volume to calculate the density.
  • the method of measuring the dimensional stability of the face plate is to cut the face plate into 150mm horizontally and 150mm vertically, measure the initial dimensions precisely horizontally and vertically, and then immerse in water at 65 °C for 15 minutes and measure the dimensions after immersion. The rate of dimensional change was measured.
  • the method of measuring the occurrence of cracks is a visual observation method. After cutting a sandwich panel using a cutter (Makida, circular saw) having a width of 200 mm and a length of 200 mm, the crack is observed by visually observing the cut surface. Was observed.
  • the sandwich panels prepared according to Examples 1 to 4 did not cause cracks as a result of observing the cut surface after cutting, but the sandwich panels prepared according to Comparative Examples 1 to 2 confirmed that cracks occurred on the cut surface after cutting. It was.

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Abstract

제1 및 제2 금속판과 페놀폼 사이에 완충 부재를 삽입하는 것에 의해 치수안정성 및 취급성을 향상시킨 샌드위치 패널 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 샌드위치 패널은 페놀폼; 상기 페놀폼의 양면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층; 상기 제1 및 제 연질폼층 상에 각각 적층된 제1 및 제2 면재; 및 상기 제1 및 제2 면재 상에 각각 적층된 제1 및 제2 금속판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

샌드위치 패널 및 그 제조 방법
본 발명은 샌드위치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 및 제2 금속판과 페놀폼 사이에 완충 부재를 삽입하는 것에 의해 치수안정성 및 취급성을 향상시킨 샌드위치 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 샌드위치 패널은 다수의 패널을 조립하여 건물이나 구조물의 지붕 또는 벽체 등을 이루는 건축자재를 일컫는다. 이러한 샌드위치 패널은 스티로폼(expandable polystyrene : EPS), 폴리우레탄(Polyurethane resin), PIR(Polyisocyanurate resin), 글래스 울(Glass Wool) 등에서 선택된 어느 하나를 심재로 사용하고 있다.
이러한 스티로폼, 폴리우레탄, PIR 등의 재질을 심재로 사용하는 샌드위치 패널은 화재에 취약하며, 화재 발생시 인체에 유해한 가스를 발생시키는 문제가 있을 뿐만 아니라, 미네랄 울, 글래스 울 등의 재질을 심재로 사용하는 샌드위치 패널은 화재안전성이 있으나 단열성이 나쁘고 취급성이 좋지 않다는 문제가 있다.
따라서, 최근에는 화재 안전성이 이슈화되면서 유기단열재에서 EPS, PIR 샌드위치 패널 대신 난연성이 우수한 페놀폼 단열재를 심재로 적용하려는 수요가 점차 커지고 있다.
그러나, 페놀폼을 심재로 사용하는 페놀폼 샌드위치 패널은 난연성 및 단열성이 우수하다는 장점이 있으나, 페놀폼의 취성 문제로 인해 샌드위치 패널을 제조하기 위한 압축 및 재단 과정시 파괴되거나 크랙이 발생하는 문제가 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0114898호(2009.11.04 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 난연성 접착제 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 샌드위치패널이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 제1 및 제2 금속판과 페놀폼 사이에 완충 부재를 삽입하는 것에 의해 치수안정성 및 취급성을 향상시킨 샌드위치 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널은 페놀폼; 상기 페놀폼의 양면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층; 상기 제1 및 제 연질폼층 상에 각각 적층된 제1 및 제2 면재; 및 상기 제1 및 제2 면재 상에 각각 적층된 제1 및 제2 금속판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 샌드위치 패널은 페놀폼; 상기 페놀폼의 일면 상에 적층된 제1 면재; 상기 제1 면재 상부 및 상기 페놀폼의 타면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층; 상기 제2 연질폼층 상에 적층된 제2 면재; 및 상기 제1 및 제2 면재 상에 각각 적층된 제1 및 제2 금속판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널 제조 방법은 (a) 제1 및 제2 연질폼층 상에 제1 및 제2 면재를 차례로 적층한 후, 상기 제1 및 제2 연질폼층 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 페놀폼을 형성한 후, 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 형성하는 단계; 및 (b) 상기 샌드위치 패널용 심재에 제1 및 제2 금속판을 합착한 후, 재단하여 샌드위치 패널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 샌드위치 패널 및 그 제조 방법은 난연성이 우수하여 화재시 연기밀도 등 화재 안전성이 우수한 페놀폼과 제1 및 제2 금속판 사이에 완충 부재를 삽입 배치하는 것에 의해 충격을 흡수 및 완화할 수 있으므로 제1 및 제2 금속판과 페놀폼 간의 크랙 또는 파단 현상을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 완충 부재에 의해 치수안정성 및 취급성을 향상시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명에 따른 샌드위치 패널 및 그 제조 방법은 유기 단열재에서 난연성이 가장 우수하여 화재시 연기밀도 등의 화재 안전성이 우수한 페놀폼이 적용되되, 취성이 취약한 페놀폼의 단점을 완충 부재를 적용하여 보완함으로써, 샌드위치 패널의 제작 과정에서 외부 압력을 받을 수 있는 압착 공정이나 재단 공정시 발생하는 충격이 페놀폼에 직접적으로 전달되는 것이 아니라 페놀폼을 감싸는 완충 부재에서 충격을 흡수 및 완화할 수 있는 구조를 가지므로 크랙 또는 파단 현상이 발생할 염려가 없게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 샌드위치 패널을 세부적으로 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샌드위치 패널을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샌드위치 패널 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 샌드위치 패널을 세부적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(100)은 샌드위치 패널용 심재(150)와 제1 및 제2 금속판(160, 162)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(100)은 제1 접착제층(170) 및 제2 접착제층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
샌드위치 패널용 심재(150)는 페놀폼(110) 및 완충 부재(145)를 포함한다.
페놀폼(110)은 샌드위치 패널(100)의 내부 중간에 배치되어, 난연성 및 단열성을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 페놀폼(110)은 10 ~ 200mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 페놀폼(110)의 두께가 10mm 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇은 관계로 내구성 및 기계적 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 페놀폼(110)의 두께가 200mm를 초과할 경우에는 효과 상승 대비 두께 증가로 인한 무게 상승 요인이 더 커질 우려가 크므로, 경량화 추세에 역행하는 결과를 초래할 수 있으므로 바람직하지 못하다.
이러한 페놀폼(110)은 난연성 및 단열성이 우수하나, 취성이 큰 문제로 외부 충격이 가해질 시 쉽게 부서지거나 크랙이 발생하는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해, 본 발명에서는 페놀폼(110)의 양면에 완충 역할을 하는 완충 부재(145)를 적층함으로써, 페놀폼(110)의 취성 문제로 인해 샌드위치 패널(100)을 제조하기 위한 압착 및 재단 과정시 크랙 및 파단 등이 발생하는 것을 미연에 방지하였다.
구체적으로, 완충 부재(145)는 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)과 제1 및 제2 면재(130, 132)를 포함하는 4층 구조를 가질 수 있다. 이 외에도, 완충 부재(145)는 제1 및 제2 연질폼층(120, 122), 제1 및 제2 면재(130, 132)와 제3 및 제4 면재(140, 142)를 포함하는 6층 구조를 가질 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 4층 구조의 완충 부재(145)는 페놀폼(110)의 양면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)과, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 상에 각각 적층된 제1 및 제2 면재(130, 132)를 포함할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 6층 구조의 완충 부재(145)는 페놀폼(110)의 양면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)과, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 상에 각각 적층된 제1 및 제2 면재(130, 132)와, 페놀폼(110)과 제1 연질폼층(120) 사이와 페놀폼(110) 및 제2 연질폼층(122) 사이에 각각 배치된 제3 및 제4 면재(140, 142)를 포함할 수 있다.
이때, 4층 구조의 완충 부재(145)는 제3 및 제4 면재(140, 142)를 구비하지 않는 것을 제외하고는 6층 구조의 완충 부재(145)와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로, 6층 구조의 완충 부재(145)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
6층 구조의 완충 부재(145)의 경우, 제1 및 제3 면재(130, 140)의 사이에 제1 연질폼층(120)이 삽입 배치되고, 제2 및 제4 면재(132, 142)의 사이에 제2 연질폼층(122)이 삽입 배치된다.
이때, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)은 제1 및 제3 면재(130, 140)와 제2 및 제4 면재(132, 142)의 사이 공간에 각각 삽입 배치되어, 페놀폼(110)에 크랙이 발생하는 것을 방지하는 완충 역할을 수행한다.
이를 위해, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)은 20 ~ 120 g/㎡ 갖는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)은 20 ~ 120 g/㎡ 가지므로, 단열성 확보가 용이하고, 무게가 가벼워 취급이 용이할 뿐만 아니라 원재료 비용을 절감할 수 있다.
이러한 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)은 쿠션성이 우수한 연질 발포폼을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 각각은 연질 폴리우레탄 폼, 연질 폴리에틸렌 폼, 연질 폴리에스테르 폼, 연질 폴리카보네이트 폼 및 연질 폴리프로필렌 폼 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)의 재질로 연질 발포폼을 이용할 시, 우수한 쿠션성을 가지므로 샌드위치 패널(100)을 제조하기 위한 압착 및 재단 과정에서 외부 충격이 페놀폼(110)에 직접적으로 전달되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이러한 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 각각은 0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 각각의 두께가 0.1mm 미만일 경우에는 충분한 완충 효과를 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)의 두께가 5mm를 초과할 경우에는 효과 상승 대비 두께 증가로 인하여 무게를 증가시킬 우려가 크므로 바람직하지 못하다.
또한, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142)는 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)의 상부 및 하부에 각각 배치되어, 강도를 보강함과 더불어 치수안정성을 향상시키는 역할을 한다.
이를 위해, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142) 각각은 부직포, 종이, PET, PET 메쉬(mesh), 글래스 메쉬(Glass mesh), 직물 및 유리 섬유포(glass tissue) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 재질이 이용될 수 있다.
이때, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142) 각각은 0.1 ~ 3mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142)의 두께가 0.1mm 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142)의 두께가 3mm를 초과할 경우에는 치수안정성을 향상시키기에는 유리하나, 연성 저하로 성형성이 저하되어 크랙 발생을 유발할 수 있다.
제1 및 제2 금속판(160, 162)은 제1 및 제2 면재(130, 132) 상에 각각 적층된다. 이러한 제1 및 제2 금속판(160, 162)은 알루미늄, 철판, 아연도금 강판 등의 금속재질이 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중, 제1 및 제2 금속판(160, 162)의 재질로는 알루미늄을 이용하는 것이 바람직한데, 이는 알루미늄의 경우 비중이 작고, 열 및 전기 전도성이 크며, 내식성이 강하므로 다양한 형태로 가공이 용이하기 때문이다.
제1 접착제층(170)은 제1 면재(130)와 제1 금속판(160) 사이에 배치되고, 제2 접착제층은 제2 면재(132)와 제2 금속판(162) 사이에 배치된다.
이러한 제1 접착제층(170) 및 제2 접착제층의 재질로는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아마이드(polyamide), 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 페놀(phenol), 멜라민(melamine), 요소(urea), 에폭시(epoxy), 폴리에스터(polyester), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 알키드(alkid), 아세틸셀룰로오스(acetyl cellulose), 니트로셀룰로오스(nitro cellulose) 및 핫멜트 열가소성 폴리우레탄(hot melt thermoplastic polyurethane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 접착제를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널은 난연성이 우수하여 화재시 연기밀도 등 화재 안전성이 우수한 페놀폼과 제1 및 제2 금속판 사이에 완충 부재를 삽입 배치하는 것에 의해 충격을 흡수 및 완화할 수 있으므로 제1 및 제2 금속판과 페놀폼 간의 크랙 또는 파단 현상을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 완충 부재에 의해 치수안정성 및 취급성을 향상시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널은 유기 단열재에서 난연성이 가장 우수하여 화재시 연기밀도 등의 화재 안전성이 우수한 페놀폼이 적용되되, 취성이 취약한 페놀폼의 단점을 완충 부재를 적용하여 보완함으로써, 샌드위치 패널의 제작 과정에서 외부 압력을 받을 수 있는 압착 공정이나 재단 공정시 발생하는 충격이 페놀폼에 직접적으로 전달되는 것이 아니라 페놀폼을 감싸는 완충 부재에서 충격을 흡수 및 완화할 수 있는 구조를 가지므로 크랙 또는 파단 현상이 발생할 염려가 없게 된다.
한편, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샌드위치 패널을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 샌드위치 패널(200)은 페놀폼(210) 및 완충 부재(245)를 갖는 샌드위치 패널용 심재(250)와 제1 및 제2 금속판(260, 262)을 포함한다.
이때, 완충 부재(245)는 제1 면재(230), 제1 및 제2 연질폼층(220, 222)과 제2 면재(240)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 부재(245)는, 일 실시예와 달리, 제1 면재(230)가 페놀폼(210)의 일면 상에 적층되고, 제1 및 제2 연질폼층(220, 222)이 제1 면재(230) 상부 및 페놀폼(210)의 타면에 각각 적층되며, 제2 면재(240)가 제2 연질폼층(222) 상에 적층된다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 부재(245)는 페놀폼(210)의 상면에 제1 면재(230) 및 제1 연질폼층(220)이 차례로 적층되고, 페놀폼(210)의 하면에 제2 연질폼층(222) 및 제2 면재(240)가 차례로 적층되는 4층 구조를 갖는다.
이 결과, 본 발명의 다른 실시예에 따른 샌드위치 패널(200)은 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(도 1의 100)과 실질적으로 동일한 효과를 도모할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널 제조 방법을 나타낸 공정 순서도로, 도 1과 연계하여 설명하도록 한다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널 제조 방법은 샌드위치 패널용 심재 형성 단계(S110) 및 샌드위치 패널 형성 단계(S120)를 포함한다.
샌드위치 패널용 심재 형성
샌드위치 패널용 심재 형성 단계(S110)에서는 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 상부에 제1 및 제2 면재(130, 132)를 차례로 적층한 후, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 페놀폼(110)을 제조한 후, 양생하여 샌드위치 패널용 심재(150)를 형성한다. 적층 과정시, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 하부에 제3 및 제4 면재(도 2의 140, 142)를 더 적층할 수도 있다.
이때, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)은 20 ~ 120g/m2 의 평량을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)은 쿠션성이 우수한 연질 발포폼, 보다 구체적으로는 연질 폴리우레탄 폼, 연질 폴리에틸렌 폼, 연질 폴리에스테르 폼, 연질 폴리카보네이트 폼 및 연질 폴리프로필렌 폼 중 선택된 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142)는 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)의 외측면에 각각 배치되어, 강도를 보강함과 더불어 치수안정성을 향상시키는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142) 각각은 부직포, 종이, PET, PET 메쉬(mesh), 글래스 메쉬(Glass mesh), 직물 및 유리 섬유포(glass tissue) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 재질이 이용될 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 면재(130, 132, 140, 142) 각각은 0.1 ~ 3mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
*이때, 경화 과정에서는 경화로 캐터필러 내에 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 상부에 제1 및 제2 면재(130, 132)가 적층되도록 연속적으로 공급을 하고 제1 및 제2 연질폼층(120, 122) 사이에 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화하는 것에 의해 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)과 제1 및 제2 면재(130, 132)가 열압착되도록 한다. 이때, 경화로의 온도 분위기는 60 ~ 90℃ 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. 경화로 온도가 60℃ 미만일 경우에는 충분한 열량 공급이 어려워 샌드위치 패널용 심재(150)가 경화되기 어려운 문제가 있다. 반대로, 경화로 온도가 90℃를 초과할 경우에는 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)에 발포 혼합물이 함침되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 경화로 온도가 90℃를 초과할 경우에는 발포에 비해 경화속도가 빨라서 페놀폼(110)을 원하는 두께로 형성하기 어렵고, 제1 및 제2 연질폼층(120, 122)과 페놀폼(110) 간의 부착강도가 저하되는 문제가 있다.
또한, 본 단계에서, 양생은 후경화의 목적으로 실시하는 것으로 VOC(휘발성 유기화합물)를 제거하기 위한 숙성 과정이 더 포함될 수 있다. 이때, 양생은 일반적인(convection) 오븐에 넣고 75℃ 미만에서 코어층 1cm2 당 10 ~ 200분 동안 수행하는 것이 바람직하다. 양생 시간이 10분 미만일 경우에는 양생 및 숙성이 충분히 이루어지지 않아서 열전도가 증가되고 단열특성이 저하될 수 있다. 반대로, 양생 시간이 200분을 초과할 경우에는 양생에 투입되는 시간 및 비용에 비하여 개선되는 특성 정도가 미약하여 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로 경제적이지 못하다.
샌드위치 패널 형성
샌드위치 패널 형성 단계(S120)에서는 샌드위치 패널용 심재(150)에 제1 및 제2 금속판(160, 162)을 합착한 후, 재단하여 샌드위치 패널(100)을 형성한다.
이때, 제1 및 제2 금속판(160, 162)은 알루미늄, 철판, 아연도금 강판 등의 금속재질이 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중, 제1 및 제2 금속판(160, 162)의 재질로는 알루미늄을 이용하는 것이 바람직한데, 이는 알루미늄의 경우 비중이 작고, 열 및 전기 전도성이 크며, 내식성이 강하므로 다양한 형태로 가공이 용이하기 때문이다.
본 단계에서, 샌드위치 패널용 심재(150)와 제1 및 제2 금속판(160, 162)은 샌드위치 패널용 심재(150)의 양면 또는 제1 및 제2 금속판(160, 162)의 외측면에 각각 부착된 제1 접착제층(도 2의 170) 및 제2 접착제층(미도시)을 매개로 합착된다.
이러한 제1 및 제2 접착제층의 재질로는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아마이드(polyamide), 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 페놀(phenol), 멜라민(melamine), 요소(urea), 에폭시(epoxy), 폴리에스터(polyester), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 알키드(alkid), 아세틸셀룰로오스(acetyl cellulose), 니트로셀룰로오스(nitro cellulose) 및 핫멜트 열가소성 폴리우레탄(hot melt thermoplastic polyurethane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 접착제를 포함할 수 있다.
상기의 과정(S110 ~ S120)에 의해 제조되는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널은 난연성이 우수하여 화재시 연기밀도 등 화재 안전성이 우수한 페놀폼과 제1 및 제2 금속판 사이에 완충 부재를 삽입 배치하는 것에 의해 충격을 흡수 및 완화할 수 있으므로 제1 및 제2 금속판과 페놀폼 간의 크랙 또는 파단 현상을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 완충 부재에 의해 치수안정성 및 취급성을 향상시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 제조되는 샌드위치 패널은 유기 단열재에서 난연성이 가장 우수하여 화재시 연기밀도 등의 화재 안전성이 우수한 페놀폼이 적용되되, 취성이 취약한 페놀폼의 단점을 완충 부재를 적용하여 보완함으로써, 샌드위치 패널의 제작 과정에서 외부 압력을 받을 수 있는 압착 공정이나 재단 공정시 발생하는 충격이 페놀폼에 직접적으로 전달되는 것이 아니라 페놀폼을 감싸는 완충 부재에서 충격을 흡수 및 완화할 수 있는 구조를 가지므로 크랙 또는 파단 현상이 발생할 염려가 없게 된다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 샌드위치 패널 제조
실시예 1
2.5mm의 두께와 80g/m2의 평량을 갖는 연질 폴리우레탄폼들 상부에 0.3mm 두께를 갖는 2장의 부직포들을 차례로 적층하였다. 다음으로, 경화로 70℃ 조건에서 내부 중앙에 배치되는 연질 폴리우레탄폼들의 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 75mm 두께의 페놀폼을 제조한 후, 60℃에서 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 제조하였다.
다음으로, 샌드위치 패널용 심재의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
실시예 2
2.5mm의 두께와 100g/m2의 평량을 갖는 연질 폴리우레탄폼들 상부에 0.3mm 두께를 갖는 2장의 PET 메쉬(Mesh)들을 차례로 적층하였다. 다음으로, 경화로 70℃ 조건에서 내부 중앙에 배치되는 연질 폴리우레탄폼들 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 75mm 페놀폼을 제조한 후, 60℃에서 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 제조하였다.
다음으로, 샌드위치 패널용 심재의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
실시예 3
2.5mm의 두께와 60g/m2의 평량을 갖는 폴리 에틸렌폼들 상부에 0.3mm 두께를 갖는 2장의 부직포들을 차례로 적층하였다. 다음으로, 경화로 70℃ 조건에서 내부 중앙에 배치되는 폴리 에틸렌폼들 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 75mm 두께의 페놀폼을 제조한 후, 60℃에서 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 제조하였다.
다음으로, 샌드위치 패널용 심재의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
실시예 4
0.3mm 두께를 갖는 2장의 부직포들 상에 2.5mm의 두께와 80g/m2의 평량을 갖는 연질 폴리우레탄 폼들과 0.3mm 두께를 갖는 2장의 부직포들을 차례로 적층하였다. 다음으로, 경화로 70℃ 조건에서 내부 중앙에 배치되는 부직포들의 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 75mm 두께의 페놀폼을 제조한 후, 60℃에서 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 제조하였다.
다음으로, 샌드위치 패널용 심재의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
비교예 1
0.03mm 두께의 알루미늄과 0.6mm 두께의 크라프트지를 합지한 면재 2장을 제작한 후, 경화로 70℃ 조건에서 내부 중앙에 배치되는 크라프트지들 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 75mm 두께의 페놀폼을 제조한 후, 60℃에서 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 제조하였다.
다음으로, 샌드위치 패널용 심재의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
비교예 2
0.8mm 두께를 갖는 2장의 글래스 티슈(Glass tissue) 면재를 제작한 후, 경화로 70℃ 조건에서 글래스 티슈 면재들 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 75mm 두께의 페놀폼을 제조한 후, 60℃에서 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 제조하였다.
다음으로, 샌드위치 패널용 심재의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
비교예 3
125mm 두께의 스티로폼(EPS/expandable polystyrene)의 양면에 폴리우레탄 접착제를 매개로 0.5mm 두께의 아연도금강판들을 각각 합착한 후, 1m × 1m의 크기로 재단하여 샌드위치 패널을 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 샌드위치 패널에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
1) 압축강도
KS M ISO 826의 방법에 의거하여 심재의 압축강도를 측정하였다.
2) 부착강도
페놀폼과 면재 간의 부착강도는 면재가 부착된 페놀폼을 너비 25mm 간격으로 컷팅을 한 후 UTM 장비를 이용하여 300mm/min의 속도로 90° 방향으로 면재를 필링(Peeling)하여 측정하며 강도는 g으로 나타내었다.
심재와 강판 간의 부착강도 측정방법은 강판 너비 50mm 간격으로 컷팅을 실시한 후 강판 위에 클립을 사용하여 인장 지그를 부착하였다. 이때, 부착방법은 지그 부착을 용이하기 위해 부착 표면에 사포 #100번으로 샌딩 처리를 실시한 후 에폭시 접착제를 사용하여 클립을 부착한 후, UTM 장비를 이용하여 5mm/min 속도로 인장시키면서 부착강도를 측정하였으며, 단위는 N으로 나타내었다.
3) 밀도
밀도 측정방법은 가로 200mm, 세로 200mm 크기로 절단한 심재를 질량과 체적을 버니어캘리퍼스로 측정한 후, 심재의 질량을 체적으로 나누어 밀도를 계산하였다.
4) 치수안정성
면재의 치수안정성을 측정하는 방법은 면재를 가로 150mm, 세로 150mm 크기로 재단을 하고 초기 치수를 정밀하게 가로, 세로 값을 측정을 한 뒤 65℃의 물에 15분간 침지하여 침지 후 치수를 측정하여 치수변화율을 측정하였다.
5) 크랙 발생 여부
크랙의 발생정도를 측정하는 방법은 육안 관찰을 하는 방법으로써, 가로 200mm, 세로 200mm 크기로 절단기(Makida, 원형톱)를 사용하여 샌드위치 패널을 절단한 후, 절단 면을 육안으로 관찰하여 크랙 발생 여부를 관찰하였다.
크랙이 발생한 경우는 "O"로 표시하였고, 크랙이 발생하지 않은 경우는 "X"로 표시하여 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2017002793-appb-I000001
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 샌드위치 패널의 경우, 비교예 1 ~ 3에 비하여 압축강도 및 심재 부착강도와 강판 부착강도가 높게 측정된 것을 확인할 수 있다.
특히, 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 샌드위치 패널은 재단 후 절단 면을 관찰한 결과 크랙이 발생하지 않았으나, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 샌드위치 패널은 재단 후 절단 면에 크랙이 발생한 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 페놀폼;
    상기 페놀폼의 양면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층;
    상기 제1 및 제 연질폼층 상에 각각 적층된 제1 및 제2 면재; 및
    상기 제1 및 제2 면재 상에 각각 적층된 제1 및 제2 금속판;
    을 포함하는 샌드위치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페놀폼은
    10 ~ 200mm의 두께를 갖는 샌드위치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샌드위치 패널은
    상기 페놀폼과 제1 연질폼층 사이에 배치된 제3 면재와,
    상기 페놀폼과 제2 연질폼층 사이에 배치된 제4 면재를 더 포함하는 샌드위치 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 면재 각각은
    부직포, 종이, PET, PET 메쉬(mesh), 글래스 메쉬(Glass mesh), 직물 및 유리 섬유포(glass tissue) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 샌드위치 패널.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 면재 각각은
    0.1 ~ 3mm의 두께를 갖는 샌드위치 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연질폼층 각각은
    20 ~ 120 g/㎡의 평량을 갖는 샌드위치 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연질폼층 각각은
    0.1 ~ 5mm의 두께를 갖는 샌드위치 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연질폼층 각각은
    폴리우레탄 폼, 폴리에틸렌 폼, 폴리에스테르 폼, 폴리카보네이트 폼, 폴리프로필렌 폼, 및 폴리메타아크릴이미드 폼 중 선택된 어느 하나인 샌드위치 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 샌드위치 패널은
    상기 제1 면재와 제1 금속판 사이에 배치된 제1 접착제층과,
    상기 제2 면재와 제2 금속판 사이에 배치된 제2 접착제층을 더 포함하는 샌드위치 패널.
  10. 페놀폼;
    상기 페놀폼의 일면 상에 적층된 제1 면재;
    상기 제1 면재 상부 및 상기 페놀폼의 타면에 각각 적층된 제1 및 제2 연질폼층;
    상기 제2 연질폼층 상에 적층된 제2 면재; 및
    상기 제1 및 제2 면재 상에 각각 적층된 제1 및 제2 금속판;
    을 포함하는 샌드위치 패널.
  11. (a) 제1 및 제2 연질폼층 상에 제1 및 제2 면재를 차례로 적층한 후, 상기 제1 및 제2 연질폼층 사이에 페놀 수지 발포 혼합물을 토출시켜 발포 경화를 실시하여 페놀폼을 형성한 후, 양생하여 샌드위치 패널용 심재를 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 샌드위치 패널용 심재에 제1 및 제2 금속판을 합착한 후, 재단하여 샌드위치 패널을 형성하는 단계;
    를 포함하는 샌드위치 패널 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 경화는
    경화로의 내부에서 60 ~ 90℃ 조건으로 실시하는 샌드위치 패널 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 적층시, 상기 제1 및 제2 연질폼층 하부에 제3 및 제4 면재를 더 적층하는 샌드위치 패널 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 샌드위치 패널용 심재와 제1 및 제2 금속판은
    상기 샌드위치 패널용 심재의 양면 또는 상기 제1 및 제2 금속판의 외측면에 각각 부착된 제1 및 제2 접착제층을 매개로 합착되는 샌드위치 패널 제조 방법.
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