KR101093224B1 - 다중결합소재 - Google Patents

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Abstract

수송기계 등에 적용될 수 있는 다중결합소재에 관한 것이다. 다중결합소재는 금속판과 복합재를 포함한다. 복합재는 금속판의 한쪽 면에 결합되는 것으로, 직물 또는 부직포 형태로 금속판의 한쪽 면에 배치되는 보강재와, 보강재를 금속판에 결합시키는 수지재로 형성된다. 따라서, 다중결합소재는 충분한 강성 특성을 가짐과 동시에 경량화에 유리하고 충격흡수성과 방음 및 제진 성능이 향상될 수 있다.

Description

다중결합소재{Multiple bonding material}
본 발명은 수송기계 등에 적용될 수 있는 다중결합소재에 관한 것이다.
오늘날, 자원 및 에너지의 절약이 요구되는 상황에서, 기계, 구조물의 경량화가 대단히 중요하다. 경량화는 기계, 구조물의 기능적인 특성뿐 아니라, 이들을 만들기 위한 경제성과도 관련이 깊기 때문에 경제성을 무시한 경량화는 있을 수 없다. 경량화에 의한 경제적인 효과는 수송기계가 가장 크므로, 항공기 분야로부터 시작된 경량화는 자동차, 철도, 선박 분야까지 확장되고 있다.
차량의 경량화는 연비향상기술 중 가장 주목을 받고 있는 것으로, 부품삭감 및 구조개선, 소재의 경량화 등 다양한 부문에서 연구, 개발이 진행되고 있다. 특히, 차량 소재의 경량화는 엔진효율을 높여 차량의 성능향상을 극대화시키고, 이로 인해 연비향상을 도모할 수 있으므로, 환경오염방지와 연료절감에 가장 적합하고 효과적인 방법이다.
본 발명의 과제는 충분한 강성 특성을 가짐과 동시에 경량화에 유리하고 충격흡수성과 방음 및 제진 성능이 향상된 다중결합소재를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중결합소재는, 적어도 하나의 금속판; 및 상기 금속판의 한쪽 면에 결합되는 것으로, 직물 또는 부직포 형태로 상기 금속판의 한쪽 면에 배치되는 보강재와, 상기 보강재를 상기 금속판에 결합시키는 수지재로 형성된 적어도 하나의 복합재를 포함한다.
본 발명에 따른 다중결합소재는 금속판에 수지재에 의해 직물 또는 부직포 형태의 보강재가 결합된 구조로 이루어지므로, 동일 두께를 기준으로 금속판만으로 이루어진 구조에 비해, 충분한 강성 특성을 가짐과 동시에 경량화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복합재는 직물 또는 부직포 형태의 보강재와 수지재를 포함하므로 금속판만으로 이루어진 구조에 비해 충격흡수성과 방음 및 제진 성능이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 다중결합소재는 자동차 등의 경량화에 기여하는 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중결합소재에 대한 단면도.
도 2는 도 1의 A 영역에 대한 상세 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중결합소재에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중결합소재에 대한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중결합소재에 대한 단면도이다. 도 2는 도 1의 A 영역에 대한 상세 구조를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다중결합소재(100)는 금속판(110)과 복합재(120)를 포함한다.
금속판(110)은 복합재(120)가 결합될 수 있는 베이스 부재의 역할을 한다. 금속판(110)은 강 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등으로 제조될 수 있다. 복합재(120)는 보강재(121)와 수지재(122)로 형성되어 금속판(110)의 한쪽 면에 결합된다. 보강재(121)는 직물 형태 또는 부직포 형태로 금속판(110)의 한쪽 면에 배치된다.
수지재(122)는 보강재(121)를 금속판(110)에 결합시키는 역할을 한다. 예를 들면, 보강재(121)와 금속판(110)의 각 합착(결합)면에 수지재(122)를 코팅한다. 이후, 수지재(122)가 각각 코팅된 보강재(121)와 금속판(110)을 합착시킨 후 수지재(122)를 경화시킨다. 그 결과, 보강재(121)는 수지재(122)에 의해 금속판(110)에 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다.
전술한 다중결합소재(100)는 금속판(110)에 수지재(122)에 의해 직물 또는 부직포 형태의 보강재(121)가 결합된 구조로 이루어지므로, 동일 두께를 기준으로 금속판만으로 이루어진 구조에 비해, 충분한 강성 특성을 가짐과 동시에 경량화 특성을 얻을 수 있다.
또한, 복합재(120)는 직물 또는 부직포 형태의 보강재(121)와 수지재(122)를 포함하므로, 금속판만으로 이루어진 구조에 비해 충격흡수성과 방음 및 제진 성능이 향상될 수 있다. 따라서, 다중결합소재(100)는 수송기계, 예컨대 자동차에서 범퍼나, 플로어 패널, 휠 하우스 등의 경화가 요구되는 부위에 적용되어 자동차의 경량화에 기여할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속판(110)은 2개로 구비되며, 2개의 금속판(110)들 사이에 복합재(120)가 배치되어 금속판(110)들에 각각 결합될 수 있다. 이러한 구조의 다중결합소재(200)는 강성을 더 필요로 하는 부문에 적합할 수 있다.
다른 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 복합재(120)는 2개로 구비되며, 금속판(110)의 양쪽 면에 하나씩 결합될 수도 있다. 이러한 구조의 다중결합소재(300)는 충격흡수성과 방음 및 제진 성능을 더 필요로 하는 부문에 적합할 수 있다.
한편, 보강재(121)는 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 보강재(121)는 나일론(nylon) 섬유, 폴리에스터(polyester) 섬유, 나일론/폴리에스터 혼합섬유, 나일론/레이온(rayon) 혼합섬유, 폴리에스터/레이온 혼합섬유, 아라미드(aramid) 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 금속 섬유 중 어느 하나로 직물 또는 부직포 형태로 제조될 수 있다. 이 밖에도, 보강재(121)는 전술한 기능을 구현할 수 있는 범주에서 다양한 소재로 제조 가능하므로, 예시된 바에 한정되지 않는다.
보강재(121)는 직물 또는 부직포 형태이므로 섬유들 간에 결속력을 보강하기 위해 페놀수지가 함침된 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 보강재(121)는 용접성이 요구되는 경우, 금속섬유, 금속분말, 대전방지제 중 적어도 하나를 포함하여 용접성을 가질 수 있다.
수지재(122)는 기본 수지(resin)와, 경화제와, 충전제와, 희석제, 및 첨가제를 포함한다. 기본 수지는 에폭시 수지, CTBN(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile)/우레탄/에폭시 변성수지, 폴리우레탄, 페놀, 아크릴, 불포화 폴리에스터 중 선택된 어느 하나의 섬유 혹은 혼용된 섬유일 수 있다.
에폭시 수지 및 에폭시 변성수지의 경화제로는 디시아노디아미드(DICYANODIAMIDE)가 이용되며, 경화를 촉진하거나 저온 경화가 필요할 때 이미다졸계(imidazole) 경화제 등이 혼용될 수 있다. 충전제는 경화된 수지의 기계적 특성 및 경량성/제진성/충격흡수성을 향상시키는 역할을 한다. 충전제는 실리카(silica), 탄산칼슘, 저비중 필러, 각종 고분자 화합물 분말, 유기 발포제, 탈크(talc) 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다.
희석제는 수지나 경화제에 첨가되어 점도를 저하시키고 작업성을 개선시키는 역할을 한다. 희석제로는 PPGDGE(Polyoxypropylene Diglycidyl Ether)가 이용될 수 있다. 첨가제로는 전도성을 부여하기 위해 전도성 카본이 이용될 수 있다. 또한, 첨가제로 대전방지제가 이용될 수도 있다. 수지재(122)에는 가소제가 더 포함될 수 있다. 가소제는 수지에 유연성 및 탄성을 주어 성형하기 쉽도록 한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110..금속판 120..복합재
121..보강재 122..수지재

Claims (7)

  1. 하나의 금속판; 및
    직물 또는 부직포 형태로 상기 금속판의 한쪽 면에 배치되는 보강재와, 상기 보강재를 상기 금속판의 한쪽 면에 결합시키는 수지재로 형성된 하나의 복합재를 포함하며,
    상기 보강재는,
    금속 섬유와 금속 분말 중 적어도 하나를 포함함과 아울러, 나일론(nylon) 섬유, 폴리에스터(polyester) 섬유, 나일론/폴리에스터 혼합섬유, 나일론/레이온(rayon) 혼합섬유, 폴리에스터/레이온 혼합섬유, 아라미드(aramid) 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유 중 선택된 어느 하나의 섬유 혹은 혼용된 섬유를 포함하고, 페놀수지가 함침되어 결속력이 보강되며,
    상기 수지재는,
    기본 수지(resin)와, 경화제와, 충전제와, 희석제, 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중결합소재.
  2. 삭제
  3. 하나의 금속판; 및
    상기 금속판의 양쪽 면에 하나씩 결합되는 2개의 복합재들을 포함하며,
    상기 각각의 복합재는 직물 또는 부직포 형태로 상기 금속판의 어느 한쪽에 배치되는 보강재와, 상기 보강재를 상기 금속판에 결합시키는 수지재로 형성되며,
    상기 보강재는,
    금속 섬유와 금속 분말 중 적어도 하나를 포함함과 아울러, 나일론(nylon) 섬유, 폴리에스터(polyester) 섬유, 나일론/폴리에스터 혼합섬유, 나일론/레이온(rayon) 혼합섬유, 폴리에스터/레이온 혼합섬유, 아라미드(aramid) 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유 중 선택된 어느 하나의 섬유 혹은 혼용된 섬유를 포함하고, 페놀수지가 함침되어 결속력이 보강되며,
    상기 수지재는,
    기본 수지(resin)와, 경화제와, 충전제와, 희석제, 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중결합소재.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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