KR100311301B1 - 열가소성구조재및그로부터제조된구조물 - Google Patents

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KR100311301B1
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빗토리오 데젠
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빅 데 젠
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Abstract

본 발명은 열가소성 빌딩 구조물의 건축에 사용되는 길다란 열가소성 빌딩 구조재(9)에 관한 것이다. 상기 구조재(9)는 맞물림 열가소성 부재(13)와 미끄럼 결합하도록 길이방향으로 연장하는 이격된 상호로킹 수단(19)과, 길이방향으로 이격된 상호로킹 수단(19)의 내측으로 관통 절단되는 복수의 개구(25)를 구비한 웨브(24)와 이격되게 상호로킹 수단(19)을 지지하는 하나 이상의 길이방향으로 연장하는 웨브(24)를 제공한다. 가장 일반적인 형태로, 상기 구조재(9)는 노출면을 덮고 있는 동시 압출된 매끈한 외피(22)를 갖는 보강된 열가소성 재료로 된 코어(21)를 갖도록 압출되며 길이방향으로 연장하는 이격된 평면 웨브에 의해 이격되게 연결된 평면 웨브(23)를 갖는 직선형태이며, 상기 이격된 벽(23)에는 맞물림 구조재와 상호 결합하도록 길이방향으로 연장하는 이격된 내향 돌출 상호로킹수단(19)이 이웃한 하나이상의 길이방향 엣지에 제공되어 있으며, 또한 하나이상의 웨브(24)는 길이를 따라 절단되는 일련의 원형 구멍(25)을 갖고 그 구멍(25)의 주변부는 내측으로 돌출하는 상호로킹 수단(19) 사이의 공간내에 있다.

Description

[발명의 명칭]
열가소성 구조재 및 그로부터 제조된 구조물
[도면의 간단한 설명]
본 발명의 전술한 특징 및 그 이외의 특징들은 첨부도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
제 1도는 본 발명의 요지인 상호로킹 열가소성 구조재로 설립된 소형 하우스의 사시도이며,
제 2도는 적합한 정착 로드를 통해 기저부에 정착될 콘크리트 또는 기타 정착 재료를 수용하기 위한 콘크리트 기저부상에 안착된 본 발명을 실현하는 벽 패널을 도시하는 절단 사시도이며,
제 3도는 연결박스 커넥터와 상호로킹되게 결합되는 한쌍의 벽 패널과, 도시할 목적으로 다소 확대된 두께를 갖는 매끈한 열가소성 외피로 피복된 노출 외출면을 갖는 코어를 포함했을때의 부재를 도시하는 벽부의 사시도이며,
제 4도는 지붕 상면에의 도금층 부착 및 지붕 표면 아래의 기타 구조재과의 결합에 이용될 수 있는, 본 발명에 따른 4방 박스 커넥터에 의해 연결된, 본 발명을 실현한 제 3도 벽 패널에 대응하는 복수의 지붕 패널을 도시하는 사시도이며,
제 5도는 두 개의 정렬 벽 패널을 상호로킹가능하게 연결하는 3방 박스 커넥터와 그에 직각인 제 3 벽 패널을 도시하는 평면도이며,
제 6도는 두 개의 벽 패널을 직각이 되게 연결하는 코너 박스 커넥터를 도시하는 사시도이며,
제 7도는 4개의 벽 패널을 직각이 되게 연결하는 4방 박스 커넥터를 도시하는 사시도이며,
제 8도는 맞물림 인서트와 상호로킹되게 결합하는 내측 로킹 핑거를 갖는 조금 변형된 양방 박스 커넥터의 사시도이며,
제 9도는 제 8도와 유사하지만 3방 박스 커넥터를 도시하는 도면이며,
제 10도는 단일 내측 웨브를 갖는 본 발명에 따른 벽 패널의 사시도이며,
제 11도는 내측 웨브가 없는 벽 패널의 사시도이며,
제 12도는 본 발명을 실현한 박스 커넥터 조이너(joiner)의 사시도이며,
제 13도는 본 발명을 실현한 경사벽 캡의 하측에서 본 사시도이며,
제 14도는 제 13도 경사벽 캡의 상측에서 본 사시도이며,
제 15도는 본 발명의 부재가 압출되어 웨브를 관통하는 개구를 형성하도록 천공되는 방법을 도시하는 개략도이며,
제 16도는 제 15도에서 압출된 특정 박스 커넥터의 횡단면도이다.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 발명은 본 출원인의 공동 계류중인 출원이고 본건과의 일체성에 어떤 하자가 없는 1992년 5월 29일자로 출원된 캐나다 출원번호 2,070,079호에 기술된 신규한 열가소성 구조 시스템과 빌딩 구조재 및 그로부터 제조된 빌딩 구조물의 비용절감에 관한 것이다.
[발명의 배경]
상기 공동계류중인 출원에 기술된 구조 시스템은 최소의 유지비만이 소요되고 테르밋(termite), 부식, 녹 또는 부패에 안전하고 높은 내후성을 갖는 광범위한 구조물로서 신속용이하게 합체될 수 있고, 저가로 대량 생산될 수 있는 신규한 상호로킹가능한 구조재를 포함한다.
본 발명은 상기 구조재 및 또는 시스템의 구조적 일체성의 희생없이 구조재 및 그로부터 제조되는 구조물의 비용을 현저히 감소시키고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 구조재의 제조비용을 증가시키지 않거나 용이한 조립을 저해함이 없이, 구조재 자체 및 그로부터 제조되는 구조물의 비용을 감소시키고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 구조재로 제조된 벽을 영구적인 벽 구조물로 용이하게 변환할 수 있고, 상기 구조재로 제조된 지붕내의 공기순환을 개선할 수 있으며, 상기 벽의 내외측 벽면과 지붕 사이의 열전달이 감소될 수 있는 전술한 바와같은 구조재를 제공하고자 하는 것이다.
[종래기술의 설명]
빌딩 건축에 사용되는 벽 패널 등을 형성하기 위한 용도의 플라스틱이 제안되어 있지만, 그와같은 패널은 저가의 영구 구조물, 특히 저가의 하우징을 형성하도록 신속 용이하게 조립되고 대량 생산될 수 있는 실제 구조물을 형성하는데 필요한 하중의 지탱 또는 기타 구조적 요건들을 충족하지 못했다.
예를들어, 미국특허 제 3,992,839 호에는 얇은 벽 패널을 형성하도록 스냅 결합되는, 양호하게 염화폴리비닐로 제조된 분리 패널 부재로 조립되는 플라스틱 패널이 기술되어 있다. 상기 패널은 차례로, 벽 구조물을 형성하도록 서로 스냅 결합된다. 이와같이, 조립된 패널은 예를들어, 영구적인 빌딩의 벽과 지붕을 형성하는데 사용되는 적합한 구조재를 실현하기 위한 강도와 하중을 갖추지 못했고 선천적으로 취약했다.
미국특허 제 3,362,507 호에는 특히 기초 벽을 형성하는데 사용되고 본드 또는 접착제에 의해 합체되며 돌기와 홈을 사용하여 개별적으로 예비조립되는 플라스틱제의 패널이 기술되어 있다. 상기 패널은 고속제조가 불가능하며 하우스 또는 기타 구조물의 건축시 신속 용이하게 합체될 수 없다.
미국특허 제 4,457,091 호에는 약 3.8cm(1.5inch)의 폭과 펄트루션(pultrusion)에 의해 형성되는 복잡한 내측구조를 갖고, 플라스틱 재료에 의해 합체된 소형 유리 매트로 유리끈을 형성하도록 가열하의 다이를 통해 길다란 유리끈과 플라스틱 결합재를 강제적으로 인발하는 공정을 포함하는 중공형 패널 부재가 기술되어 있다. 상기 공정은 저속 고가이며, 패널 자체도 하우징 시스템의 벽과 지붕을 형성하기 위한 구조물을 본 발명에서와 같이 저가로 제공할 수 없다.
스틸로 제조되는 조립식 빌딩 부재를 사용하는 조립식 빌딩 구조물이 제안되었지만, 미국특허 제 1,958,124 호에 기술된 바와같은 시스템도 빌딩부재를 형성하도록 각각의 구조재를 용접하는 단계와 부재를 고정하는 볼트 또는 기타 체결기를 사용하는 단계를 포함한다. 그러나, 상기 시스템은 본 발명에 비해 저가의 하우징 시스템 등을 제공하지 못한다는 점에서 실용적이지 못하다.
[발명의 개요]
본 발명에 따라, 빌딩 구조재는 인접 맞물림 구조부재의 맞물림 상호 로킹 수단과 미끄럼식으로 상호로킹 결합되도록 전체길이로 연장하는 이격된 상호연결수단, 양호하게 이격된 내측으로 연장하는 상호로킹수단을 제공하는 긴 열가소성 돌기를 포함하며, 또한 상기 돌기는 상호로킹 수단의 내측으로 절단되고 웨브의 길이를 따라 이격된 복수의 개구를 갖는 웨브와 이격되게 상호로킹 수단을 지지하는 적어도 하나의 종방향 웨브를 가진다.
본 발명의 양호한 형태에 따라, 개구는 균일한 직경의 원형이며, 양호하게 상호로킹 수단 사이의 간격보다 작지만 주요부와 거의 동일한 직경을 가진다.
양호하게, 본 발명의 구조재는 하나이상의 미네랄 섬유, 미소유리섬유 및 탄산칼슘으로부터 선택되는 보강 및 팽창 제어제를 함유하는 염화비닐, 양호하게 염화폴리비닐로 압출된다.
특히, 상기 압출 구조재는 전술한 바와같은 보강 및 팽창 제어제를 함유하는 염화폴리비닐로 제조된 코어와, 빌딩 구조물 내측의 조립체상에서 노출되는 표면을 덮고 있는 동시 압출된 열가소성 외피를 포함한다.
또한, 본 발명에 따라 웨브로부터 제거된 재료는 재사용을 위해 복원된다.
[양호한 실시예의 상세한 설명]
벽 패널과 박스 커넥터의 노출면에 있는 공동 압출된 외피를 단지, 제 3도에만 도시하였지만, 모든 패널과 박스 커넥터는 압출된 외피를 가지며 이들 패널과 커넥터는 단지, 어떠한 외피 코팅없이 압출된 빌딩 구조물 내측에서의 조립시 노출면을 갖지 않는 제 12도의 박스 커넥터 조인트와 같은 부재이다.
도면들을 참조하면, 제 1도는 도어(4)와 창문(5)이 제공되어 있는 벽(2)과 지붕(3)으로 조립될 수 있는 본 발명의 열가소성 상호로킹 빌딩부재로 설립되는 형태의 빌딩을 예시화한 하우스(1)의 사시도이다.
제 1도에 도시한 빌딩은 벽(2)의 내측이 화살표(A)로 도시한 바와같이 콘크리트등으로 채워질 때 빌딩(2)의 벽이 정착로드(7)에 의해 콘크리트 패드(6)상에 설립되게 되어 있다. 스트립(6')과 같은 적합한 수단이 벽(2) 하부로부터의 콘크리트 유실을 방지하는데 사용될 수 있다.
제 3도에 더욱 상세히 도시한 바와같이, 벽(2)은 그중 하나가 제 3도에 도시되어 있는 박스 커넥터(9)에 의해 상호 로킹되게 연결되어 있는 벽패널(8)로 형성된다.
공동계류중인 캐나다 출원 제 2,070,079 호에 기술된 발명에 따른 각각의 벽 패널(8)은 코어(10) 및 공동압출된 외피(11)를 갖는 중공형 열가소성 직선 돌기를 포함한다.
코어(10)는 양호하게, 미네랄 또는 기타섬유와 같은 적합한 보강 및 팽창 제어제 또는 탄산칼슘과 같은 기타공지의 팽창 제어제를 함유하는 염화비닐, 특히 염화폴리비닐을 포함한다.
고압하중하에 있게 되는 본 발명의 구조재에 특히 유용한 구성요소나 보강제는 염화비닐 또는 염화폴리비닐과 같은 열가소성 재료내에 고착될 때 높은 구조강도를 부여하기 위한 필수의 보강 및 팽창 제어특성을 부여하는 미소한 유리섬유를 포함한다.
상기 패널(8)의 제조에 사용될 수 있는 미소한 유리섬유와 결합되는 적합한 재료는 미국 오하이오 아크론 소재의 비.에프. 굳리치 캄파니에서 제조되어 "화이버록(FIBERLOC)"이라는 상호로 시판되고 있으며, 매우 미세한 유리섬유가 염화비닐수지 복합물내에 결합되어 있는 상기 재료에 관한 사항은 비.에프. 굳리치의 미국특허 제 4,536,360 호에 상세히 기술되어 있다.
PVC 또는 기타 열가소성 재료내에 유리섬유를 제공하는 것은 재료에 인장강도와 팽창제어 가능성을 부여하지만, 재료의 압출문제 유발하며 그 양이 너무 많거나 너무 농축되어 있으면 재료의 압출시에 적합치 않게된다. 양호하게, 그러한 섬유들은 직경이 수 미크론, 길이가 수 밀리미터 정도이어야 하며, 농도가 합체된 유리섬유와 염화비닐수지를 기초로 한 중량비로 35%이하이어야 하며 그 이상은 허용되지 않는다.
유리섬유의 존재에 의해, 유리섬유 보강 플라스틱 단독으로 제조된 구조물에 충격에 대한 잠재적인 파괴가능성을 유발할 수 있는 취성을 갖게 된다.
유리섬유는 높은 하중에 저항할 수 있는 양호한 보강 특성을 부여하지만 유리섬유를 보강 요소로서 사용할 때 부딪치는 문제점들은 패널의 외측 노출면을 덮고 있는 매끈한 열가소성 외피를 유리보강된 열가소성 부재와 함께 동시 압출함으로써 해결된다.
매끈한 플라스틱 외피는 PVC, 경질 PVC, 반경질 PVC, ABS, 상표명 겔로이(GELOY)로 G.E. 사에 의해 시판되는 열가소성 폴리카보네이트 및 노릴(NORYL)일 수 있다.
상기 외피(11)는 다수의 유용한 역할을 한다. 코어 또는 기판(10)내에 유리섬유가 존재하므로, 상기 기층은 다소 취약하고 그 표면은 유리섬유와 열가소성 재료사이의 접합에 악영향을 끼칠 수 있는 습기의 침입에 민감하고 그 표면에 다소의 기공을 형성하는 기층 표면을 통해 돌출하는 유리섬유 부분에 의해 마모될 수 있다.
열가소성 외피의 동시 압출에 의해, 슴기 침입에 대항하도록 상기 구조재의 외측 노출면을 덮고 밀폐함으로써 유리섬유와 기층 플라스틱의 빌딩 일체성을 보유하게 된다. 또한, 외피(11)는 상기 구조재의 외면이 총체적으로 유연해지도록 노출 유리섬유를 덮고 있을뿐만 아니라 그 노출 유리섬유를 열가소성 재료내에 매설한다. 외피내에 차례로 매설되는 유리섬유는 외피의 팽창 및 수축이 플라스틱 팽창계수보다 훨씬 작은 합체된 유리섬유의 제공에 의해 제어 또는 한정되는 코어의 팽창 및 수축으로 고정되도록 외피를 기층 또는 코어(10)에 로크한다.
또한, 외피(11)는 충격, 자외선 방사 등에 저항할 수 있게 하는 성분을 포함할 수도 있다.
동시압출된 코어 또는 기층(10)과 매끈한 외피(11)의 조합에 의해, 보수가 필요없는 고유한 구조강도와 내충격성을 가지며 부식, 녹 또는 부패가 없고 습기, 개미 및 곤충들이 침입할 수 없는 벽 패널을 제공할 수 있다.
유리섬유의 사용에 의해 고하중의 처리에 필요한 강도를 제공하지만, 패널이 훨씬 작은 하중을 받는곳에 있는 코어는 중량비로 약 5% 내지 약 50%, 양호하게 약 5% 내지 30% 의 탄산칼슘을 함유하는 염화비닐로 제조될 수 있다.
이와는 달리, 염화칼슘 및 유리섬유 또는 미네랄 섬유와 같은 보강제의 혼합물이 패널에 요구되는 특정 하중 요건에 부합될 수 있게 사용될 수 있다.
제 3도에 도시한 바와같이, 각각의 패널(8)에는 패널의 엣지 벽(14)사이에 패널(13)의 대향면(13)을 결합시키는 두 개의 횡방향 웨브(12)가 제공되어 있다.
각각의 엣지 벽(14)에 인접해 있는 패널(8)에는 실제로 볼록부(16)를 제공하도록 엣지벽(14)에 대해 홈(15)의 외측으로 감소된 폭을 갖는 내측으로 연장하는 대향 홈(15)이 제공되어 있다.
비용은 하우스를 대량으로 생산할 수 있게 하는 중요한 요소이므로, 그 비용문제는 길이를 따라 이격된 지점에 있는 웨브(12)와 엣지 벽(14)으로부터 일련의 개구(17)를 절단함으로써 재료의 비용을 현저히 감소시킬 수 있다.
그후 절단된 재료는 수집되어 그 이후의 돌기 코어의 압출시 재사용된다.
개구(17)는 홈(15)의 최인접 지점(18) 사이의 공간보다 조금 작은 직경을 갖는 원형 개구가 양호하다.
패널면(13) 사이의 중간부분과 옛지벽(14)의 중간지점에 중심을 둔 개구(17)의 경우에, 그 개구는 돌기의 전 길이에 걸쳐 연속적으로 연장하는 홈과 간섭되지 않게 엣지 벽(14)과 웨브(12)를 통해 절단될 수 있다.
계속해서 제 3도를 참조하면, 패널(8)은 패널(8)의 홈(15)에 약간 로크되게 되어 있는 대향의 로킹 핑거(20)에서 종결되어 있는 돌출 플랜지(19)를 장방형 형태의 박스 커넥터(9)와 상호로크되어 있다.
박스 커넥터(9)는 벽(23) 표면과 플랜지(19) 및 로킹 핑거(20)를 덮고 있는 동시 압출된 외피(22)와 코어(21)를 갖도록 압출된다.
압출된 장방형 박스 커넥터(9) 형상의 고유강도로 인해 그 코어(21)는 팽창 제어 및 보강제로서의 탄산칼슘과 PVC 수지를 포함할 수 있으며, 또한 미소유리섬유와 혼합 약품을 포함하는 기타의 약품이 사용될 수도 있다.
외피(22)로 피복된 박스 커넥터(9) 벽(23)의 외면은 박스 커넥터의 웨브(24) 또는 횡방향 벽과 예정 로킹 핑거(20) 사이의 공간내에 수용되는 패널의 볼록부를 구비한 패널 면(13)의 외면과 정밀하게 정렬됨을 알 수 있다.
또한, 박스 커넥터에는 횡벽 또는 웨브(24)를 통과하는 일련의 개구들이 제공되어 있다. 상기 개구들은 박스 커넥터의 횡벽 또는 웨브(24)의 중앙에 중심을 두고 길이방향으로 이격되어 있는 직경을 갖는 원형이며, 그 개구의 직경은 로킹 핑거가 개구(25)의 절단중 교차되지 않도록 예정 로킹 핑거(20)들 사이의 간격보다 작거나 거의 동일해야 한다.
패널 로킹 홈(15)들은 부드러운 외피로 피복된 로킹 핑거(20)와 매끈한 미끄럼 결합을 위한 부드러운 표면을 제공하도록 동시압출된 외피(11)내에 피복되어 있다. 또한, 패널의 엣지 벽(14)을 형성하는 볼록부(16) 외면은 부드러운 외피(11)로 피복되며 양호하게, 상기 외면들은 박스 커넥터 횡방향 웨브 또는 벽(24)과의 간섭을 제거하도록 조금 오목하게 되어 있다.
또한, 박스 커넥터 벽 또는 웨브(24)로부터 절단된 재료는 수집되며 그 다음 박스 커넥터를 압출하기 위한 재료로서 사용되도록 복귀된다.
예를들어, 상기 외면(13) 사이에 100 밀리미터의 폭을 갖는 벽 패널에 있어서, 70 밀리미터의 직경과 12.7 밀리미터의 간격을 갖는 원형구멍은 벽패널을 영구적인 벽형상으로 변경하도록 제 2도에 도시한 바와같이 콘크리트가 주입될 때 인장력하에 놓여있는 패널의 웨브 및 지지벽이 콘크리트 하중하에서 외측으로 팽창하려는 것에 대항하여 패널면(13)을 단단히 졸라매기에 적합한 인장 강도를 발휘할 수 있도록, 패널의 구조강도에 거의 영향을 끼치지 않으면서도 상기 비닐 압출 제품의 비용 및 재료절감을 제공한다.
재료의 비용 절감이외에도, 개구(17,25)의 요건인 박스 커넥터(9)의 외측 노출 벽(23)과 패널(8)의 외측 또는 노출면(13) 사이의 열전달을 제한한다. 그 결과로, 상기 구조재들은 제 1도에 도시한 바와같이 빌딩의 내외측벽 사이의 절연을 증대시킨다.
제 4도는 제 3도에 도시한 양방 박스 커넥터(9)와는 달리 4방 박스 커넥터(27)에 의해 상호로크되고 제 1도에 도시한 매끈한 지붕의 제조에 사용되는 지붕 패널(26)의 배열을 도시한다.
4방 박스 커넥터(27)는 지붕 크래딩(roof cladding)을 지붕의 상면에 상호로킹하고 지붕아래에 있는 다른 구조물을 결합 또는 지지하도록 제공된다.
루프 패널(26)은 벽 패널(8)과 유사하며, 외피의 외면을 덮고 있는 동시 압출 외피(그 분리층은 도시 않음)와 코어를 제공하도록 압출된다고 이해될 수 있다.
또한, 지붕 구조물의 예상하중에 따라 지붕 패널(26)의 코어로 선택되는 보강제들이 적절히 선택될 수 있다.
고하중용 보강제는 몇몇 미소 직경의 짧은 유리섬유를 함유하는 것이 양호하다.
또한, 벽패널(8)의 경우에서와 같이, 지붕 패널(26)은 박스 커넥터(27)의 플랜지 돌기(31)에 의해 수행되는 예정 로킹 핑거(30)와의 미끄럼 결합을 위한 엣지 볼록부(29)와 내측 연장 로킹 홈(28)과 함께 대향 종방향 옛지에 의해 형성된다. 유사하게, 예정 로킹 핑거(30)는 상호로크된 지붕 패널을 상하로 돌출시키도록 박스 커넥터(27)상에 제공된다.
지붕 패널(26)은 벽 패널(8)로부터 절단된 원형 구멍 또는 개구(17)와 대응하는 엣지 볼록부(29)와 웨브(33)를 통과하도록 절단된 원형 구멍(32)을 가진다. 유사하게, 4방 박스 커넥터(27)는 양방 박스 커넥터 내부의 개구(25)와 대응하도록 절단되어 있는 원형 개구(34)를 가진다.
열가소성 성분으로부터 제조되는 지붕 구조물에 있어서는 그 구조물 내부의 공기순환이 양호하다. 그런면에 있어서, 구멍(32,34)의 절단에 의해, 압출된 길다란 중공형 지붕 구조재의 길이를 따라 수행되는 공기 순환이외에도 지붕 측면으로의 자유로운 공기순환도 제공한다.
추가로, 지붕패널과 그들의 연결박스 커넥터 내부에 개구를 제공하는 것에 의해 지붕 구조재들에 의해 제공되는 열차단 이외에도 지붕 상면으로부터 지붕의 하측으로의 열전달을 제한하므로 양호하다.
필요하다면, 지붕 패널과 커넥터는 적합한 절연재료로 충전하는 것도 바람직하다.
지붕 패널로부터 원형 구멍(32)의 절단에 의한 재료의 제거에도 불구하고, 웨브(33)는 패널 볼록부(29)와 박스 커넥터 플랜지(31) 및 로킹핑거(30)의 상호결합에 의해 증가된 높은 지붕 패널 하중을 견뎌내는데 필요한 지붕 패널의 벤딩에 대한 저항력을 제공한다.
제 5도는 3방 박스 커넥터(35)를 사용하는 T 형체내에 3개의 벽패널(8)을 연결한 상태를 도시하는 평면도이다. 3방 박스 커넥터에는 콘크리트, 모래 또는 절연재일 수 있는 재료가 화살표로 표시한 바와같이 박스 커넥터(35) 내측으로 도입될 때, 그 재료가 다수의 개구를 통해 벽 패널 내측으로 유입될 수 있도록 개구(25)가 세 개의 벽 내측에 제공되어 있다. 도시한 바와같이, T 형체의 레그는 모든 재료를 패널과 박스 커넥터의 외벽내에 함유하도록 패널(8) 중 한 패널의 볼록부(16)와 홈(15)을 상호로크하게 형성된 C형 단부 캡에 의해 폐쇄되어 있다.
유사하게, 절연재료를 제 4도에 도시한 바와같이 상호로크된 지붕 패널 내측으로 도입하는 것이 바람직하다면, 그 재료는 절단구멍을 통해 지붕구조물 내측에 분포되도록 주입될 수 있다. 구멍 사이의 공간이 구멍의 직경보다 훨씬 작으므로, 이웃하는 상호로킹 구조재내에 절단된 구멍 또는 개구사이에 항상 꼭 들어맞게 된다.
제 6도는 두 개의 벽 패널(8)을 직각 관계로 연결하는 모서리 박스 커넥터(37)를 도시한다. 전술한 바와같이, 박스 커넥터(37)는 적합한 코어와 동시 압출된 외피와 함께 압출되며, 필수적인 예정 로킹 핑거(38)가 인접면에 제공되어 있으며, 로킹 핑거 사이의 간격보다 작은 직경을 갖고 예정된 로킹 핑거 사이에 중심을 둔 원형 개구(39)가 제공되어 있다.
제 7도는 4개의 벽 패널(8)을 직각 관계로 상호로킹하는 4방 로킹 커넥터(40)를 도시한다. 본 경우에, 커넥터(40)는 커넥터의 모든 4벽에 절단된 원형 개구와 상기 커넥터의 모든 4면에 로킹 핑거(41)를 가진다.
상기 커넥터(40)는 노출면을 갖는 보강 코어, 즉 부드러운 외피로 코팅된 지지 플랜지(42)와 로킹 핑거(41)로 형성된다고 이해할 수 있다.
다수의 압출 구조재으로부터 절단된 개구는 그 개구가 적합한 맞물림 구조재과 미끄럼 결합함으로써 조립되는 구조물 외벽의 내측에 있도록 배열됨을 알 수 있다.
제 10도는 단일 웨브(12')를 갖는 짧은 스판을 갖는 것을 제외하고는 패널(8)과 동일한 벽 패널(8')을 도시한 사시도이다. 이 이외에는, 패널은 패널(8)과 동일하며, 따라서 동일 도면 부호는 동일 구조재를 지칭한다.
유사하게, 제 11도는 벽의 모서리에 사용되는 훨씬 작은 벽 패널(80)을 도시한다. 패널(80)은 내측 웨브를 갖지 않지만 벽 패널(8)과 동일한 상호로킹 특성을 갖는 개구를 가지며, 따라서 동일 도면부호는 동일구조재를 나타낸다.
제 8도는 박스 커넥터(9)와 대응하지만 맞물림 인서트(도시 않음)와 상호 미끄럼 결합하는 외향의 로킹 핑거(43)를 포함하는 내측 키이방식의 양방 박스 커넥터(9')를 도시한다.
제 9도는 박스 커넥터(35)와 유사하지만 내측 인서트(도시 않음)를 지지하는 외향의 로킹 핑거(44)를 포함하고 있는 내측 미끄럼 방식의 3방 박스커넥터(35')의 사시도이다.
제 13도 및 제 14도는 제 1도에 도면부호 3으로 도시한 바와같은 경사 지붕을 지지하기 위한 경사지지면(46)을 제공하도록 박스 커넥터(9)와 함께 박스 커넥터와 패널(8)과 같은 벽 패널로 형성되는 벽의 상부에 끼워 맞춰지게 되어 있는 벽의 캡(45)을 도시한다.
벽의 캡(45)은 직립 벽의 상단부에 놓이도록 되어 있는 바닥 벽(47)을 갖고 벽의 대향면(13)을 감싸도록 되어 있는 상호연결 수단을 형성하는 하향 만곡된 플랜지(48)를 갖는 중공형 압출물이다.
바닥 벽(47)으로부터 상향으로 연장하는 웨브(49,50)는 경사진 상면(46)을 지지하고 있으며, 웨브(50)는 웨브(49)보다 더 큰 높이를 가진다.
벽의 캡(45)에는 스크린(도시 않음) 등에 의해 폐쇄될 수 있는 접근 슬롯(52)을 갖는 챔버(51)가 경사벽(46)의 하면에 제공되어 있다. 대향 측면에 있는 단부 캡에는 폐쇄된 챔버(53)와 개방된 챔버(54)가 제공되어 있다.
본 발명에 따라, 바닥 벽(47)과 경사진 벽(46)에는 천공된 원형 개구(55)가 제공되어 있다. 그러한 특정구조재에 있어서, 플랜지(48) 사이의 간격보다는 작은 개구의 직경은 웨브(49,50) 사이의 간격보다 작아서, 개구(55)의 절단중 웨브(49, 50)의 일부분은 챔버(51,54)로의 접근 개구(56,57)를 제공하도록 제거된다.
벽의 캡(45)을 제위치에 설치할 때 바닥 벽(47)과 경사진 상부 벽(46)이 노출되지 않으므로, 상기 표면들은 외피로 피복될 필요는 없다. 그러나, 그 이외의 노출면들은 소정의 매끈한 마무리를 위해 코어 재료위에 동시 압출된 외피를 가진다.
제 12도는 박스 커넥터를 함께 연결하기 위한 압출물을 도시하며, 제위치에 있을때에는 전체가 감싸여 있고 코팅을 필요로 하는 노출면을 갖지 않는다.
전술한 바와같이, 박스 커넥터(58)는 로킹 핑거가 맞닿게 될 때 두 인접 박스 커넥터(9)의 핑거(20)와 같은 상호로킹 핑거를 수용할 수 있는 폭의 내향 돌출 홈(60)을 제공하도록 두 개의 외향 채널과 이격되어 있는 웨브(59)를 포함한다. 그러한 방법으로, 커넥터(58)는 맞닿음 박스 커넥터 플랜지와 맞닿음 상호로킹 핑거 내부에 전체적으로 포함되어 있는 동안에 박스 커넥터를 함께 로크하게 된다.
웨브(59)에는 천공된 복수의 원형 개구(61)가 제공되어 있으며, 그 개구의 직경은 두 개의 채널(60) 사이의 간격보다 조금 작거나 동일하다. 커넥터(58)는 염화폴리비닐로 압출되는 것이 양호하나, 커다란 하중을 받지 않으므로 만일 보강제가 있다면 그 양은 최소이어야 한다. 또한, 제위치에 있을때에는 내부에 감싸지게 되므로 외부 코팅을 필요로 하는 노출면이 존재하지 않는다.
제 15도는 본 발명의 압출구조재의 제조방법을 도시하며 코어(21) 및 동시압출된 외피(22)와 원형 개구(25)가 제공되어 있는 직선의 박스 커넥터(9)를 도시하는 개략도이다.
전술한 바와같이, 박스 커넥터(9)의 코어를 형성하도록 소정의 경사도로 형성되는 열가소성 재료(62)는 소정의 횡단면 형상을 갖는 연속 스트림을 분배하는 적합한 압출 다이(도시 않음) 내측의 호퍼로부터 공급된다. 동시에, 동시 압출 외피로 적합한 재료(64)는 호퍼(65)로부터 분배되고 박스 커넥터의 노출면을 덮도록 동시 압출된다.
동시 압출된 코어와 외피가 압출 다이로부터 연속적으로 공급될 때 가이드(68)상에 장착된 수평 왕복 캐리지(67)에 의해 수행되는 적합한 회전드릴(66)이 구멍(25)을 천공하는데 사용된다.
캐리지(67)는 천공중 압출물과 드릴이 압출 진행방향으로의 상대운동없이 박스 커넥터 압출물이 압출기로부터 분배될때와 동일한 속도로 압출장치로부터 이격되게 운동한다. 구멍이 절단되고 드릴이 후퇴하는 순간에, 드릴은 압출물 공급과 동일한 속도로 이동하는 동안에 새로운 드릴 사이클을 시작하도록 시작위치로 이송되는 압출물의 후방으로 신속히 복귀된다.
드릴은 후퇴시, 수집기 팬(69) 상으로 하강하여 적합한 공급수단(70)에 의해 코어재료 호퍼(63) 내측으로 재분배되는 곳에 있는 압출물로부터 절단된 재료를 후퇴시키도록 배열된다.
압출 및 천공이후에, 박스 커넥터 압출물은 사용될 빌딩 구조물의 특성에 따라 필요한 길이로 절단된다.
전술한 바와같이 절단되거나 제거되고 재순환되는 본 발명의 구조재를 사용함으로써 하우징과 같은 빌딩의 건축비용을 25%까지 절약할 수 있으므로 낮은 비용으로도 하우징 등의 건물 품질을 현저히 개선할 수 있다.
다수의 상이한 구조재를 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 원리는 소정의 빌딩 구조물을 건축하기 위한 요건을 만족하기 위한 다수의 다른 구조재를 제조하는데 사용될 수 있다고 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 구조재에 세부적인 변경이 있을 수 있으며 절단된 재료는 첨부된 청구범위의 범주나 본 발명의 정신으로부터 이탈함이 재배열될 수 있다고 이해해야 한다.

Claims (22)

  1. (정정) 열가소성 빌딩 구조물의 건축에 사용되는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재(8,8',9,9',26,27,35,35',37,40,80)로서, 상대편의 맞물림 구조재와 상호 결합하도록 길이방향을 따라 연장하는 상호로킹 수단을 갖고 횡벽에 의해 이격되게 고정되어 있는 평면 벽을 구비한 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재에 있어서, 상기 구조재는 중공형 기판(10,21) 및 상기 중공형 기판을 덮고 있는 매끈한 보호외피(11,22)의 동시 압출물이며, 상기 보호외피와 중공형 기판의 표면은 상기 구조재가 횡벽(12,14,24) 또는 웨브를 갖는 상대편 맞물림 구조재와 상호로킹된 때에는 외벽으로서 노출되며, 상호로크된 구조재 사이의 내측 연통을 제공하도록 상호로킹 수단(15,19,20)의 내측에서 길이방향을 따라 이격되게 천공된 복수의 개구(17,25)를 제공하기 위해 절단되는 재료를 갖는 상대편 맞물림 구조재와 상호로크된 때에는 내벽으로서 노출되며, 상기 횡벽(12,14,24) 또는 웨브로부터 절단된 재료는 다음 구조재의 기판 압출시에 적합하게 사용되는 재료를 제공하는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  2. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 기판(10,21)은 보강 및 팽창 제어제를 함유하는 염화폴리비닐인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  3. (정정) 제 2항에 있어서, 상기 기판(10,21)은 이전에 압출된 구조재의 벽과 웨브로부터 절단된 재료를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  4. (정정) 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판(10,21)내의 보강 및 팽창 제어제는 미네랄 섬유, 유리섬유 및 탄산칼슘으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  5. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 개구는 상호로킹 수단(15,19,20) 사이의 공간보다 작은 직경을 갖는 원형 개구인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  6. (정정) 제 5항에 있어서, 상기 개구는 이격된 상호로킹 수단(15,19,20) 사이의 중심선에 위치되고 길이를 따라 균일하게 이격된 균일한 직경을 가지며, 상기 개구의 직경은 이격된 상호로킹 수단의 주요부와 동일하나 상호로킹 수단의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  7. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 구조재는 종방향 패널(8,8',9,9',26,27,35,35',37,40,80)을 포함하며, 상기 횡방향 웨브는 평면 벽 사이를 횡단하여 연장하는 웨브(14)를 포함하고 상기 패널 엣지 벽 사이의 패널 내부에 내측 격실을 한정하는 하나 이상의 웨브(12,12')와 상기 패널 종방향 엣지 벽을 형성하며, 상기 상호로킹 수단은 각각의 패널 엣지 벽과 인접하고 평면 벽의 길이를 따라 연장하는 내향 돌출 홈(15)을 포함하며, 평면벽 사이의 공간은 로킹 볼록부(16)를 제공하도록 홈의 외측으로 감소되고 상기 개구는 각각의 웨브내에 제공되는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  8. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 구조재는 길다란 중공형태 장방형으로 형성되는 박스 커넥터(9)를 포함하며, 상기 커넥터의 두 대향 벽(23)은 평면 벽으로 구성되며 다른 두 개의 벽(24)은 횡방향 웨브로 구성되는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  9. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 구조재는 직각관계로 배열된 맞물림 구조재와 상호로크될 때 내벽이 되는 벽의 내부에 형성된 개구(39)를 갖는 커넥터(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  10. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 구조재는 맞물림 구조재와 상호로크된 때에 내벽이 되는 벽의 내부에 형성된 개구(25)를 갖는 3방 박스 커넥터(35')인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  11. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 구조재는 맞물림 구조재와 상호로크된 때에 내벽이 되는 벽의 내부에 형성된 개구를 갖는 4방 박스 커넥터(4)인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  12. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 매끄러운 보호외피(11,22)는 PVC, 경질 PVC, 반경질 PVC, ABS 또는 폴리카보네이트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  13. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 기판(5,10,21)은 약 5 내지 50%의 탄산칼슘을 함유하는 염화폴리비닐을 포함하는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  14. (정정) 제 13항에 있어서, 상기 기판은 중량비로 약 5 내지 30%의 탄산칼슘을 함유하는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  15. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 외피(11,22)는 0.38cm(0.15inch) 이상의 두께를 가지며, 상기 기판(5,10,21)은 상기 외피 두께의 4 내지 5배 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  16. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 각 구조재의 대향벽 사이의 공간은 기판(5,10,21)과 외피(11,22) 조합 두께의 수십배인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  17. (정정) 제 16항에 있어서, 각 구조재의 내향벽 사이의 간격은 약10cm(약 4inch) 인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  18. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 벽 또는 웨브로부터 절단된 재료의 양은 절단 재료의 제거 이전에 구조재내에 있던 총 재료의 양과 비례하는 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  19. (정정) 제 18항에 있어서, 상기 비례 비율은 중량비로 25% 이하인 것을 특징으로 하는 길다란 열가소성 중공형 직선 구조재.
  20. (정정) 빌딩 구조물을 형성하도록 상호결합되는 열가소성 중공형 직선 구조재(8,8',9,9',26,27,35,35',37,40,80)의 제조방법에 있어서, 보강 및 팽창 제어제를 함유하는 열가소성 재료로 구성된 기판(10,21), 및 상기 구조재가 맞물림 구조재와 상호로크된 때에 외벽(13,23)으로서 노출되며 상기 구조재의 벽을 덮고 있는 매끄러운 열가소성 외피(11,22)를 동시 압출하는 단계와, 상기 구조재가 상대편의 맞물림 구조재와 상호로크된 때에 내측 벽(12,14,24)을 형성하는 상기 구조재의 벽을 관통하게 개구(17,25)를 형성하는 단계, 및 상기 내벽으로부터 절단된 재료를 다음 구조재의 압출시 기판 재료로서 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 중공형 직선 구조재의 제조방법.
  21. (정정) 제 20항에 있어서, 상기 코어 재료는 탄산칼슘, 미네랄 섬유 및 미세한 유리섬유로부터 선택된 보강 및 팽창 제어제를 함유하는 것을 특징으로 하는 열가소성 중공형 직선 구조재의 제조방법.
  22. (정정) 제 20항 또는 제 21항에 있어서, 상기 매끈한 열가소성 외피는 염화폴리비닐, 경질의 염화폴리비닐, ABS 및 폴리카보네이트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 중공형 직선 구조재의 제조방법.
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