KR100582014B1 - 대나무창틀및그제조방법 - Google Patents

Abstract

표면이 외부 틀의 합성수지 층으로 피복된 대나무 합성물 심재를 포함하고, 상기 틀은 직사각형 형상으로 조립된다. 이 창틀은 단열성과 방음성이 우수하고, 공간을 덜 차지하면서도 충분한 강도를 가지며, 틀 설계의 자유도를 향상시키기 때 문에, 시간경과에 따른 기능저하가 방지된다.

Description

대나무 창틀 및 그 제조방법

본 발명은 대나무와 플라스틱으로 제조된 창틀 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 창틀은 건물을 건설할 때 창틀, 또는 그런 류의 것에 이용될 수 있다. 상기 창틀은 플라스틱과 대나무 재료로 된 특정 구조를 가지며, 특별한 처리를 포함하는 특정 공정에 의해서만 제조될 수 있다.

종래에 사용된 합성수지 창틀은 알루미늄이나 철제 창틀에 비해 높은 단열성과 방음성이 있다는 점에서 의미가 있고, 따라서 최근에는 에너지 절약을 위한 환경주택(ecological house)의 건설에 널리 쓰이고 있다.

합성수지 창틀은 종래의 알루미늄 창틀에 비하여 보다 넓은 중공형상을 가진다. 따라서 이를 선적하려면 화물칸에 보다 많은 공간이 필요하므로 이를 위한 공간과 저장 비용 및 운송 비용 등이 상대적으로 많이 필요하게 된다. 또한, 그 단면이 너무 크므로 얇은(slender) 사이즈의 틀이 요구될 때는 설계상의 자유도가 제한된다.

금속성 보강 부재가 내부에 보강된 합성수지틀의 구조가 제안되어 왔으나, 금속성 부재의 부가는 창틀의 단열성에 영향을 미치고, 증가된 하중 때문에 틀의 조작성과 조립성이 악화된다. 또한, 금속성 부재는 수분의 침투에 의해 쉽게 부식된다는 단점이 있다.

일본국 실개소 59-32090/1984에서는 목재 심재(core member)가 보강된 합성수지 창틀을 개시하고 있으나, 이는 다음과 같은 단점이 있다.

목재 심재가 보강된 합성수지틀은 비록 금속이 부가된 합성수지틀의 단점은 어느 정도 극복할는지 몰라도 충분한 강도를 가지지 못한다. 게다가, 기온의 변화에 의해 팽창과 수축이 반복되는 동안 합성수지와 목재 심재 간의 열팽창 차이로 인해 부분적인 스웰링(swelling) 및 합성수지 층의 미세한 균열이 유발될 것이고, 그 결과 틀의 외형이 영향을 받게 됨은 물론, 스웰링과 미세 균열로 인해 합성수지 층과 목재 심재 사이로 수분이 침투하거나 스며들게 될 것이며 나아가, 심(core)이 부식되어 틀의 강도가 영향을 받을 것이다.

미국 특허 제4,499,810호에서 외부 틀(outer frame)의 외면으로부터 분리된 조임쇠(fastener)에 의해 각각 고정된 내부 및 외부의 일체성형된(one-piece molded) 주위 틀로 이루어진 절연방수성 합성수지 창틀이 개시되어 있다.

심사숙고와 진지한 연구 끝에 본 출원의 발명자들은 합성수지 물질로 코팅된 대나무 심을 사용하는 경우, 공간을 덜 차지하면서도 고단열성과 고방음성이 유지될 수 있다는 것을 알아내었다.

본 발명의 목적은, 보관과 선적을 위한 공간을 줄이고, 비용을 줄이는 한편, 설계 자유도를 높일 수 있도록 된, 창문이나 문짝 개구(door opening)용 창틀을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 시간 경과에 다른 스웰링과 균열을 줄이고, 또한 틀의 강도를 약화시키는 수분의 침투나 스며듦에 의한 부식을 줄인 대나무 창틀을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 틀의 구조를 보강하기 위해 복층유리판 또는 단층 유리가 결합되는 경우에도 공간을 적게 차지하는 창틀을 제공하는 것이다.

본 발명의 그외 다른 목적은 이하의 설명에 의해 이해될 수 있을 것이다.

이하 본 명세서의 일부분을 이루고 있는 도면들을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따르면, 창틀에 목재 심(wooden core)을 사용함에 있어 나타나는 문제점은 다음과 같다:

목재 심을 이용할 때 심재(core member)는 단지 목재 부재뿐이다.

게다가, 중공(hollow)의 안쪽 표면과 심재의 표면 사이에 여유(clearance)나 틈새가 생길 경우, 합성수지로 된 외부 틀의 중공 내로 심재를 삽입하는 단계에서 보강력이 저하된다. 그러므로 심재의 표면을 정밀하게 다듬을 필요가 있다. 심재가 마디를 지닌 목재로 만들어진 경우, 그 마디 부분이 특정 경도를 지님으로 인하여 정밀도가 떨어진다. 따라서, 외부합성수지틀의 중공에 심재가 삽입되기 전에 수작업을 통해 목재 심재로부터 마디와 단단한 부위가 제거된다. 그리고 나서, 마디를 제거함으로써 생기는 간극은 합성수지의 일부로 어느 정도 메워지게 되고, 일종의 앵커 효과(anchor effect)가 생겨서 심재의 합성수지 층에 대한 상대적 움직임이 억제된다. 따라서 합성수지 층과 목재 심재 간의 열팽창 차이가 합성수지 층의 반복적인 인장 및 수축력을 유발시켜 합성수지 층의 미세한 균열 및 부분적 스웰링을 초래할 것이다. 게다가, 마디를 제거함으로써 발생하는 간극에 갇혀있는 공기가 기온의 상승에 따라 팽창하여, 합성수지의 부분적 스웰링을 가속시킬 것이다. 본 발명자들은 상기한 현상들을 발견하였다.

본 발명에 있어 가장 중요한 것은 어떠한 마디나 혹이 없는 적층된 대나무 또는 대나무 합성물(bamboo composite)이 그러한 마디나 혹을 가질 수도 있는 목재 대신 사용된다는 것이다.

대나무 합성물은 심재로 사용되고 그 표면상에 틀의 피복층을 형성하기 위한 합성수지 층이 부가되며, 이로부터 합성수지 외부 구조체와 대나무 심으로 만들어 진 직사각형의 빔 틀이 만들어진다.

심재로 사용되는 대나무 합성물은 대나무 재료의 외피층, 중간층 및 내피층의 세 층 중에서 외피층과 내피층을 제거한 중간층으로부터 제조된다.

본 발명의 창틀에 있어서 외부 틀의 합성수지 층 각각은 그 양단이 각 심재들의 끝단으로부터 어느 정도 돌출되거나 연장되어 있기 때문에, 인접한 다른 외부 틀의 합성수지층의 돌출 또는 연장된 끝단과 각각 융착시킬 수 있어서, 직사각형 모양의 틀로 조립가능하다.

본 발명에 따르면, 대나무 심재를 이용한 창틀은, 염화비닐수지로 만들어진 외부 틀 합성수지가 충분히 연화되도록 압출기에서 가열하는 단계; 외부수지층을 제조하기 위해 합성수지틀의 지름을 상기 틀의 중공부를 포함하는 동일한 단면을 가지는 틀빔의 소정의 지름까지 서서히 축소시킴으로써 합성수지를 압출하는 단계; 틀의 내면온도가 175℃~195℃의 범위가 되도록 가열하면서 대나무 합성물로 된 심재를 합성수지틀의 중공으로 삽입하는 단계; 및 심재의 표면을 틀의 합성수지층으로 피복하는 단계를 통해 제조될 수 있다.

본 발명의 일 태양에 있어서, 복층유리판 구조 또는 단층 유리 구조가 창틀 에 서로 대면하는 내측 주변부 및 그에 맞닿는 외부창틀의 일부분 상에 접착되어 조립된다. 본 명세서에 사용된 "창틀(window frame)"이라는 용어는 창틀뿐 아니라 창문 뼈대(window framework), 문짝의 개구(opening of a door framework)도 포함한다.

도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 창틀의 일부 파단 사시도이다. 본 발명의 창틀은 외부합성수지틀(1)을 가지는데, 그 중공에는 대나무 합성물로 만들어진 심재(2)가 삽입되고 고정된다. 합성수지층(3)은 틀의 외벽을 구성하고, 그로 인해 틀빔(frame beam)(4)이 구성되고, 또한, 복층유리판(8) 구조는 양면 테이프(9)를 이용하여 유리판 받침대(10)를 통해 틀빔(4)의 내벽에 고정된다. 복층유리판(8) 구조는 가압 에지(pressing edge)(11)의 가압 작용에 의해 고정된다(도 3 참조).

본 발명의 창틀에 사용 가능한 대나무 합성물의 제조방법의 일 실시예는 다음과 같다:

최초의 대나무 재료는 큰 대나무 자체를 세로로 자른 단면으로부터 취해지고, 필요에 따라, 그것을 수 십 분간 충분히 가열하여 연화시키고, 그 후, 그 대나무 재료의 내부와 외부의 마디들을 잘라내고, 또한, 그 내피와 외피를 일정한 두께로 벗겨낸 후에 표면으로부터 돌출된 것들을 제거하여 대나무 재료의 강도와 두께를 균일하게 한다..

대나무를 여러 개의 세로 조각, 예를 들어 여덟 조각으로 나누는 경우, 각각의 세로 조각들을 건조시킨 후, 적당한 접착제로 접착시켜 하나의 합성물로 적층하여 대나무 합성물로 제조한다.

반면에, 대나무 재료가 비교적 적은 수의 조각, 예를 들어 두 조각으로 세로로 잘려진 경우, 그 대나무 조각들을 고주파 복사열로 가열하고, 계속 가열하면서 두 개의 롤러 사이에서 가압하여 평판형태로 신장하거나 펼친 후 그 대나무 조각들이 그 과정 직후에 원형으로 복귀되는 것을 막기 위해 신속히 물로 냉각시킨다. 결과적으로 만들어진 평판은 적절한 접착제를 이용하여 대나무 합성물을 구성하게 된다.

대나무 재료나 조각들을 충분히 연화시키는 가열처리는 대나무의 종류와 나이 및 두께에 따라 달라진다. 일반적으로 3년~5년생 대나무는 소망의 형태로 용이하게 절단 및 변형되도록 하기 위해 충분히 연화시키는데 있어서 15분에서 30분의 가열시간을 필요로한다.

대나무 재료는 약 150℃에서 탄화(carbonization)에 의해 갈색으로 변하기 때문에, 고주파 전자기 복사에 의한 가열온도는 130℃~145℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 140℃ 정도가 좋다.

본 발명에 따른 대나무 심재(2)의 단면은 목적하는 외부 틀의 단면에 유사해야 하나, 소망의 틀의 단면보다 심의 표면을 피복하는 합성수지층(3)의 두께만큼 작아야 한다.

도 2는 본 발명의 틀 제조공정을 개략적으로 나타내고, 압출기의 다이(die)(5)를 가지는 사이징 머신(sizing machine)(6)에 의해 대나무 심재(2)가 합성수지층(3)의 중공으로 삽입되고 상기 합성수지틀이 한 쌍의 롤러(7)사이에서 가열되고 압출되는 단계를 나타내고 있다.

합성수지층(3)은 다이(5)를 거쳐 사이징 머신(6)을 가지는 압출기내에서 가열되어 충분히 연화됨으로써 중공을 가지는 소정 단면의 틀을 형성하도록 수축 처리된다. 그리고 나서, 심재(2)는 표면이 합성수지 층으로 피복되도록 다이(5)의 출구 근방에서 연화된 합성수지틀의 중공으로 삽입되어, 상기 심재(2)의 표면이 합성수지층으로 피복되고, 결합된 심재와 틀의 합성물이 압출기의 다이(5)의 출구로부터 압출되어 나온다.

심재(2)가 중공으로 삽입될 때, 합성수지틀의 중공의 내면 온도는 합성수지로서 염화비닐수지를 사용하는 경우 175℃~195℃가 바람직하다. 그리고 나서, 합성수지층(3)으로 피복된 심재(2)의 형성물은 소망의 형태를 유지하기 위해 사이징 머신(6)에 의해 냉각되고 난 후, 한 쌍의 롤러(7) 사이의 틈새를 통해 압출되어 연속된 길이의 합성수지틀을 형성시킨다.

결과물인 연속된 길이의 합성수지는 합성수지틀의 각각의 빔으로 이용되기 위해 적당한 길이로 잘려지고, 그 결과 네 개의 단편들은 본 발명에 다른 직각의 빔틀로 조립되어진다. 직각인 빔틀의 조립에 있어서, 심재의 끝단으로부터 돌출된 각 합성수지층이 함께 융착되도록 심재의 끝단으로부터 돌출된 합성수지의 단부를이용하여 틀 빔의 끝단이 인접한 끝단에 함께 접합되고, 그로 인해 직사각형 형태의 네 개의 빔틀이 만들어진다.

구체적으로는, 결과물인 연속된 길이의 합성수지는 소정의 틀빔 길이에 기초하여 틀의 끝단이 45°각도를 이루도록 절단(angulat cut)된다.

그 다음, 심재(2)의 일단이 길이방향으로 타격되거나 적당한 도구에 의해 가 압되어, 합성수지층(3)에 거스르게 움직이거나 진행하게 되며, 그로 인해 심재(2)의 타단이 합성수지층(3)의 타단으로부터 돌출되고, 심재(2)의 돌출된 단부는 45°의 각도로 절단된 후, 합성수치층(3)의 일단이 심재(2)의 일단으로부터 돌출되도록 심재의 돌출된 단부가 타격되거나 가압되며, 그로 인해 심재(2)의 절단된 단부로부터 합성수지층(3)의 돌출된 단부가 형성된다.

그리고 나서, 합성수지층(3)의 돌출된 단부가 45°의 각도를 이루도록 절단된 후, 또 다른 합성수지틀 층의 절단된 단부와 열접합되어 본 발명에 따른 직사각형의 빔틀이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 대나무 합성물 심의 표면이 합성수지틀 층으로 완전히 피복되거나 덮여진다. 그러나, 특히 다다미 방의 일본식 창틀의 경우, 필요하다면 방쪽을 향하는 대나무 심의 내면부는 노출되어도 무방한데, 이는 즉, 대나무 합성물의 표피의 아름다운 외관을 즐기기 위해 부분적으로는 합성수지틀 층으로 피복되지 않아도 무방하다는 것이다.

본 발명에 따른 틀의 합성수지층에 사용되는 합성수지는 가공의 용이성, 기후 내구성, 합성수지 특성의 일반적인 기준 등의 관점에서 선택되고, 바람직하게는 열경화성 수지가 바람직하며, 염화비닐수지, 폴리프로필렌 수지, ABS 수지, 및 기타 섬유-보강 수지도 외부 틀의 합성수지층에 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서 두께가 덜 두껍거나 더 얇은 대나무 심이 사용되어야 하는 경우, 합성수지틀은 다음의 방법에 따라 보강되어야 하거나 보강되는 것이 권장된다.

본 발명의 창틀을 사용하는 경우, 그 양호한 단열성과 고방음성을 살리기 위해 복층유리판이 사용되거나, 창틀 내에 삽입되어야 하며, 또한 이 복층유리판은 본 발명의 창틀을 보강하는 역할을 한다. 도 3은 본 발명에 따라 심재(2)가 삽입된 중공내에 합성수지층(3)의 안쪽에 끼워진 복층유리판(8)을 가지는 창틀(외부합성수지틀)(1)의 부분 단면도이다. 도시된 바와 같이, 복층유리판(8)이 유리판 (완충) 받침대(10)위에 고정되어 있는데, 이는 유리판의 주변부를 외부합성수지틀(1)의 대 응하는 부분에 접착함으로써 고정되는 것이다. 접착 수단으로는 다루기 용이한 양면 테이프(9)가 바람직하다. 접착제와 같은 다른 접착 수단도 적절히 선택되어 유리판을 틀에 고정시키는데 사용될 수 있다.

창틀(외부합성수지틀)(1)의 강도는 창틀부분을 복층유리판(8) 구조 측면의 주변부에 결합시키는 부착에 의한 것 등의 복층유리판(8) 구조의 인성과 강도에 의해 보강된다.

반면에, 직사각형 형상의 모서리 부분 즉, 틀 빔의 끝단들을 서로 결합시키는 지점에 직사각형 빔 틀의 약한 부분이 있을 수 있다. 직사각형 창틀의 모서리 부근에서 보강이 얻어질 수 있다.

복층유리판(8)의 반대편 주변부는 가압 에지(pressing edge)(11)에 접하지만, 복층유리판(8)의 상기 주변부를 상기 가압 에지(11)와 접착시키는 것은 본 발명의 창틀의 보강에는 영향을 미치지 않는다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예및 비교예를 통해 상세히 설명하기로 하나, 이로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

110cm의 길이로 도 4에 도시된 바와 같은 크기, 구성 및 단면 형상을 가지는 몇 개의 시험편을 제조하여 실험을 수행한다. 대나무 심재(2)의 전 표면을 감싸기 위해 합성수지로 만들어진 외부 틀 부재(합성수지층)(3)는 1.2mm 두께의 염화비닐 수지이다.

(1) 본 발명에 의한 시험편의 제조:

(1)(a) 심재의 제조.

반원 형태로 세로로 잘려진 약 14mm 두께의 대나무 단편(mousou-tiku;대나무의 한 종류)을 끓는 물에 넣고 20분 동안 놓아두어, 상기 대나무 단편이 충분히 연화되고 더욱 유연해지도록 하였다. 그 다음, 대나무 단면의 외부 마디 부분과 내부 마디, 그리고 대나무의 외피와 내피를 대나무 단편으로부터 동심원 형상으로 도려내어 스웰링이나 수포가 없는 10 mm 의 두께를 가지는 대나무 재료를 만들었다.

결과물인 대나무 재료가 140℃의 온도에서 고주파의 전자기파 복사열로 가열되는 동안, 이를 평판으로 신장시키기 위하여 한 쌍의 판 롤러 사이에서 가압하였다. 신장하는 동안 균열이 생기거나 변형되는 것을 방지하기 위해 대나무재료의 양측면 모두에 압력을 가하였다.

신장 직후 그 평판의 형태를 유지하기 위해 즉시 물에서 냉각시켰다.

제조된 납작하게 압축된 판으로부터 폭이 50mm의 긴 대나무 판을 제조하고,다섯 개의 긴 대나무 판들을 접착제로 서로 접합시켜 적층하여 50㎟의 단면적을 가지는 연속된 길이의 대나무 재료를 형성하였다. 그리고 나서, 도 4에 도시된 바와 같은 단면을 가지는 대나무 심재 합성물(2)을 만들었다.

(1)(b) 본 발명에 따른 시험편 제조

염화비닐수지를 충분히 연화되도록 가열시킨 다음, 다이에서 압출성형하여 점차로 그 직경을 작게 하여 도 4에 도시된 바와 같은 1.2mm의 두께를 가지는 중공형 외부 틀 구조체를 형성하였다. 상기와 같이 제작된 대나무 심재를 모양을 갖춘 외부 틀의 중공내에 삽입하여, 심의 표면상에 합성수지의 피복이 형성되도록 하고, 상기 합성물을 다이를 통해 압출시키고, 사이징머신에 의해 냉각시킨 후, 길이 110cm로 잘라서, 29개의 시험편(이하 "A 시험편" 및 실시예 1,2,3이라 칭함)이 제조하였다.

그 중공내에 심재가 삽입되고 일체화되는 염화비닐수지틀의 내면 온도는 190℃정도인 것이 바람직하다.

(2) 목재 심재를 가지는 시험편의 제조

상기와 같은 크기와 단면형상을 가지는 심재를 제조하기 위해, 시판되는 삼목(cider)목재와 가문비나무(spruce)목재를 각각 이용하여 각각의 심재를 제조하였다. 혹과 마디는 심재를 만들기 전에 목재들로부터 미리 제거하였다.

이들 목재 재료들을 사용하여 상기 A 시험편과 구조가 동일한, 삼목과 가문비나무 심재를 각각 가지는 시험편을 제조하여, 이들 중 삼목 심재 시험편을 "B 시험편"(비교예 1), 가문비나무 심재 시험편을 "C 시험편"(비교예 2)이라 하고, 이들을 각각 10씩 제조하였다.

(3) 심재가 없는 시험편의 제조

시판 중인, 평균 두께 2.5mm, 단면적 약 29.3㎠, 그리고 길이 110mm이고, 심재가 없고 염화비닐수지로 된 외부합성수지틀 부재를 가지는 19개의 시험편("D 시험편" 이라 칭함) 준비하였다.

(실시예 1~3 과 비교예 1~4)

시험편 A, B, C 각각 열 개씩을 65~70℃, 상대습도 80~100% 의 환경 하에 약 1000 시간 동안 노출시킨 후, 합성수지층의 부분적인 스웰링(수포)과 미세한 균열의 발생 및 강도를 측정하였다.

1) 외부합성수지틀 부재에 생긴 부분적인 스웰링과 미세한 균열의 평가

시험편 A~C를 1000시간의 노출 직후 평가하였다. 이 평가는 표 1에서 나타낸 바와 같은 기준에 의거하여 실시되었고, 그 결과를 표 2 에 나타내었다.

표 2는 A 시험편의 외부합성수지틀에서는 스웰링이나 미세한 균열이 발견되지 않은 반면, B와 C 시험편에서는 상당한 범위에 걸쳐 발견되었음을 보여준다.

2)강도의 측정

기후 환경에 노출되지 않은 A 와 D 시험편 각각 10개씩을 100cm 의 간격으로 양단을 지지한 채 시험편의 중심점에 1㎏f의 하중을 걸어줌으로써 굽힘강성 테스트를 수행하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.

표 3은 A 시험편이 D 시험편의 단면적보다 단지 절반밖에 안됨에도 불구하고 D 시험편의 강도에 견줄만한 강도를 가짐을 보여준다.

길이 110cm인 A 및 D 시험편 각각 9개씩을 사용하여 A 및 D 시험편 각각으로 된 50cm × 110cm의 창틀 세 개씩을 제조하였다. 즉, 각 틀마다 세 개의 시험편을 사용하여, 110cm 길이의 세 개의 시험편 중 하나를 길이 50cm 정도인 두 개의 빔으로 자르고, 나머지 두 개는 긴 빔으로 하여 50cm × 110cm의 직사각형 틀을 형성하는 방법으로 직사각형 틀로 조립하였다. 또한 20mm두께의 공기 층과 3mm두께의 유리판 두 개를 가진 복층유리판 구조체를 폭 15mm의 양면 테이프(9)로 틀의 내측에고정시켜, 도 1에서 보는 바와 같이 유리 구조의 에지를 결합시켰다.

제조된 A 및 D 시험편 각각 세 개씩의 창틀을 100cm 간격으로 양단을 지지시킨 후, 빔의 중심점에 20 kgf의 하중을 가함으로써 굽힘 강도를 테스트하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.

표 4는, A 시험편으로 조립되고 복층유리판으로 보강된 창틀(실시예 3)이, D 시험편으로 조립되고 보통의 복층유리판으로 보강된 종래기술의 창틀(비교예 4)보다 강도가 높다는 것을 보여준다.

(실시예 4 및 비교예 5, 6)

상기 A, B, C 시험편을 제조할 때의 조건 중, 성형된 외부 틀의 중공내에 심이 삽입되어 결합될 때 그 외부 틀 염화비닐수지의 온도를 변경하는 것을 제외하고는 동일한 조건으로 A'(실시예 4), B'(비교예 5) 및 C'(비교예 6) 시험편을 제조하였다.

틀내로의 조립에 있어서, 합성수지틀의 표면상에서 심재가 미끄러져 들어가는 용이성은 다음의 시험을 통하여 평가될 수 있다. 심재와 합성수지틀층으로 만들어진 결합된 틀빔을 직사각형 창틀로 조립함에 있어서, 상기 합성수지틀층이 심재의 표면상에서 미끄러져야 한다. 즉, 본 발명에 따른 창틀의 각각의 직각 모서리를 형성하기 위하여, 세팅 백(setting back) 작업을 통해 각 틀빔의 단부를 다른 틀 빔의 단부에 접합시켰다. 그 시험은 다음의 방법으로 실시된다. 합성수지틀 층만을 고정시킨 채, 심재를 길이방향으로 가압시켰다. 그리고 나서 심재가 염화비닐수지 틀 층의 표면 위를 상대적으로 미끄러져 들어가기 시작할 때의 하중을 측정하였다. 동일 조건 하에서 제조된 종류별로 다섯 개의 시험편을 준비하였다. 다섯 개의 시험편에 대해 측정된 값의 평균값으로 결과를 평가하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다.

표 5는 대나무 심재로 만들어진 A' 시험편(실시예 4)이, 측정값, 즉, 미끄러지기 시작할 때의 하중이 낮기 때문에 세팅 백 조작이 매우 용이함을 보여준다. 또한, 조립시 합성수지 표면의 온도가 175~195℃인 경우에만 측정 하중이 약 20kg중 이하라는 것과, 이 온도 범위에서는 온도의 영향이 발견되지 않았음을 보여준다.

B' 시험편(비교예 5)과 C' 시험편(비교예 6)에서는, 심재가 외부 틀 부재의 표면상에서 미끄러지기 시작할 때의 하중이 최소 약 24.0kgf이고, 대개는 약 30kgf이어서, 이들 시험편은 실제적인 세팅 백 조작이 어렵다는 것을 입증되었다.

B'시험편(비교예 5)과 C'시험편(비교예 6)은 마디가 제거된 간극내에 합성수지틀층이 들어가게 되어, 미끄러지기 시작할 때의 하중을 증가시키기 때문에 앵커 효과를 가지지만, 본 발명에 따라 제작된 A' 시험편(실시예 4)에서는 이러한 앵커 효과가 발견되지 않는다는 점에 그 차이가 있었다.

본 발명에 따른 대나무 틀은 금속재가 없는 창틀이기 때문에 단열성과 방음성이 우수하다.

앵커 효과가 덜 나타나므로 심재의 표면과 외부합성수지틀층 간의 미끄러짐이 용이하고, 기온이 변화하는 경우에도 외부합성수지 부분에 걸리는 인장력이나 변형이 작다.

심재에 간극이 적으므로 심재와 외부합성수지틀층 사이에 갇힌 공기가 차지하는 공간도 작다. 따라서, 갇힌 공기의 팽창도 작기 때문에 이에 따라 합성수지 층 부분에 가해지는 변형도 작다.

그러므로, 목재 심 창틀에서 발견되는 것과 같은, 합성수지 층 부분의 부분적인 팽창이나 균열로 인한 어떠한 문제도 발견되지 않는다. 나아가, 외부 틀 부분의 바람직하지 않은 팽창이나 균열을 통해 침투한 수분으로 인한 틀 강도의 감소도 없다.

본 발명에 따른 틀 빔은 심재가 외부합성수지틀 부분의 표면 위를 따라 용이하게 미끄러질 수 있기 때문에 직사각형 창틀로 쉽게 조립될 수 있다. 마찰계수가 충분히 작으므로, 망치로 틀의 끝을 가격하거나 길이 방향을 따라 틀의 단부에 약간의 압력을 가하는 방법으로 심재와 외부합성수지틀 간에 부드럽게 미끄러지게 할 수 있다.

심재로 사용되는 대나무 합성물은 실제로 충분한 강도를 가지므로, 창틀을 보다 가늘게 제작할 수 있다. 따라서, 이는 보관과 운송을 위해 필요한 공간을 줄일 수 있고, 창틀의 가격도 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 설계상의 자유도를 보다 확대해 줄 것이다.

나무가 목재 제품으로 이용될 수 있을 만큼 성장하기 위해서는 약 20~30년이 필요한 반면, 대나무가 심재의 제조에 이용될 수 있을 만큼 성장하기 위해서는 단지 3~5년만이 필요하다.

이들 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 창틀은 실질적으로 보다 비싼 종래의 구조체와 비교할 때, 인성과 강도 측면에서 뿐만 아니라, 앞서 설명한 바와 같이 기후 조건에 노출된 경우에도 매우 경쟁력이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 창틀의 일부 파단 사시도;

도 2는 본 발명의 창틀 제조공정에 있어서 대나무 심(core)이 합성수지틀 부재 내로 삽입되는 단계를 나타내는 도면;

도 3은 본 발명에 따른 복층유리판이 끼워진 창틀의 부분 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 시험 창틀의 부분 확대 단면도; 및

도 5 는 견본으로 사용되는 시험 창틀의 부분 확대 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 외부합성수지틀 2 : 심재

3 : 합성수지층 4 : 틀빔

5 ; 다이 6 : 사이징 머신

7 : 롤러 8 : 복층유리판

9 : 양면테이프 10 : 유리판 받침대

11 : 가압 에지

Claims (5)

1. 외부 틀의 합성수지 층으로 표면이 피복된 대나무 합성물 심재를 포함하고,상기 틀은 직사각형 형상으로 조립된 것을 특징으로 하는 창틀.
2. 제1항에 있어서, 상기 대나무 합성물은 대나무 재료의 최외부층, 중간층, 및 최내부층으로 구성된 대나무 단면 구조로부터 최외부층과 최내부층 실질적으로 최외부층과 최내부층을 제거함으로써 얻어진 대나무 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 창틀.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 상기 외부 틀의 합성수지 층들의 양단이 상기 심재들의 각 단부로부터 돌출 또는 연장되어, 상기 외부 틀의 합성수지 층들의 인접하는 돌출 또는 연장된 단부들과 각각 융착됨으로써, 직사각형 모양의 틀로 조립되는 것을 특징으로 하는 창틀.
4. 합성수지와 대나무 합성물 심재를 이용하여 만들어진 창틀의 제조방법으로서,

   대나무 합성물 심재가 삽입되어 고정될 중공을 가지고 있고 염화비닐수지로 만들어진 외부 틀 합성수지를 압출기에서 가열하여 충분히 연화시키는 단계;

   상기 틀의 상기 중공부을 포함하며 단면이 동일한 상기 틀을 소정의 지름으 로 상기 틀의 지름을 점차 수축시켜 상기 틀 합성수지를 압출하는 단계;

   상기 틀의 내측면에서 175~195℃ 범위의 표면온도로 가열하면서 상기 틀의 상기 중공내에 대나무 합성물로 만들어진 상기 심재를 삽입하는 단계; 및

   상기 심재의 표면을 상기 틀 합성수지 층으로 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창틀의 제조방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복층유리 구조 또는 단층유리 구조가 상기 틀에 서로 대면하는 내측 주변부에 접착 조립되고, 그에 맞닿는 상기 창틀들의 부분들에부분적 또는 전체적으로 접착-조립되는 것을 특징으로 하는 창틀.