A new sandwich panel configuration, which comprises polypropylene based composite face-sheets and EPP (expanded polypropylene) foam core, is introduced to minimize environmental impact while improving manufacturing efficiency. The purpose of this work is to provide a more sustainable manufacturing process for sandwich panel production by substituting polypropylene for polyurethane as a foam core material. Polypropylene is considered to have a low environmental impact relative to other types of polymers due to recyclability and low emission of hazardous pollutants. Polypropylene based thermoplastic face-sheets and EPP foam core can be bonded during the molding process of EPP by inserting the face-sheets on the mold surface of a steam-chest molding machine. This co-bonding process of thermoplastic composites and foam materials removes secondary bonding process resulting in energy and cost savings. An automobile luggage board was manufactured to verify the proposed process. The mechanical performance of sandwich panels was evaluated using 3- and 4-point bending tests. Sandwich panel composed of EPP foam core showed higher flexural stiffness than conventional panel with EPU foam and honeycomb core.

열가소성 복합재료 직물을 면재(face-sheet)로 활용하고, 발포-폴리프로필렌(EPP) 폼(foam)을 심재(core)로 적용하여 친환경적이면서 제조 비용이 절감되는 샌드위치 패널 제작 공정을 제시하였다. 기존의 자동차용 샌드위치 패널 부품들의 폼 재료로 사용되어온 폴리우레탄 및 폴리스티렌을 대체하여 친환경 소재로 인정받는 폴리프로필렌을 심재와 면재에 모두 적용하였다. 폴리프로필렌 수지 기반 유리섬유 강화 복합재료 직물을 발포 금형 내에 인서트한 후 EPP 발포성형 공정을 진행하여 EPP 폼 성형과 동시에 EPP 폼과 복합재료가 용접되도록 함으로 면재와 심재를 각각 제작한 후 접착하는 기존의 공정을 개선하였다. 제안한 공정을 적용하여 자동차 러기지보드용 샌드위치 패널을 시생산하였으며, 굴곡시험 결과 기존 러기지보드 대비 굴곡강성이 우수함을 확인하였다. 본 연구에서 제시하는 열가소성 샌드위치 패널 제작 공정은 친환경 소재를 적용하면서 생산 비용을 절감하는 효과가 있다.

Keywords: 샌드위치 패널(Sandwich panel), EPP(Expanded polypropylene), 열가소성(Thermoplastic composites)