KR101529722B1 - 내풍 성능이 우수한 지붕용 판재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장방형의 본체부와, 상기 본체부로부터 일정한 간격으로 돌출 배치된 탭부를 포함하는 지붕용 판재 (roofing shingle) 에 관한 것이다. 상기 지붕용 판재의 배면부에는 직선인 2 개의 실란트 스트립이 도포되며, 제 1 실란트 스트립은 본체부의 하단 가장자리와 일정 간격을 갖도록 형성되어 있고, 제 2 실란트 스트립은 상기 탭부의 하단 가장자리와 일정 간격을 갖도록 형성되어 있다. 상기 본체부의 세로방향 길이는 상기 탭부의 세로 방향 길이보다 더 긴 것을 특징으로 한다.

지붕용 판재, 지붕용 판재의 제조방법, 지붕.

Description

내풍 성능이 우수한 지붕용 판재 및 그 제조방법{ROOFING SHINGLES WITH HIGH WIND PERFORMANCE AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 내풍 성능이 우수한 지붕용 판재, 특히 육각형 또는 6-변 형태의 지붕용 판재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

대체로 가옥의 지붕은 비, 바람, 태풍 등과 같은 가혹한 환경에 직접 노출되기 때문에, 일반적으로 방수 성능과 함께 내풍 성능을 갖출 것이 요구된다. 지붕은 여러 매의 지붕용 판재를 겹쳐서 제작하는데, 지붕용 판재 사이의 접착력이 강한 바람을 견디기에 충분하지 못한 경우, 바람의 힘으로 판재가 위로 상승되는 것을 막지 못한다. 또한, 지붕용 판재의 배면이 비에 젖을 경우, 판재 사이의 접착력을 약화시켜 지붕의 내구성을 떨어뜨리며, 내풍 성능은 더욱 약해진다. 따라서, 통상적으로 지붕용 판재의 형태는 바람에 의해 상승되는 힘을 덜 받기 위하여 본체부의 일 측을 절단하여 다양한 형상의 탭을 형성하는 한편, 판재의 배면에 도포되는 실란트의 위치를 변화시켜 접착력을 강화시키고자 한다.

종래 지붕에 사용되는 판재들의 형태는, 육각형 또는 비버테일형 등으로서, 그 배면에 아스팔트 기반의 실란트 또는 폴리머 변형 실란트 아스팔트가 코팅되어 있다.

미국 특허 제 2,132,999 호에는 지붕 제품용 덮개 구조가 개시되어 있다 (도 8a 및 도 8b 참조). 여기서, 지붕용 판재의 형상은 사인곡선 형상 (100) 이 될 수 있으며, 밑바닥 또는 이면에 접착 코팅 (102) 을 포함하였다. 상기 접착 코팅 (102) 은 특히 탭부 (104) 의 외부 경계 쪽에 도포되었다. 이 경우, 배면의 상당한 부분을 실란트로 코팅하기 때문에, 실란트 재료가 낭비되는 문제점이 있다. 미국 특허 제 2,863,405 호에서는 실링 요소를 갖는 아스팔트 지붕용 판재를 개시하고 있으며 (도 9a 참조), 여기에서는 불연속적인 형태의 접착 스트립 (110) 은 육각형 지붕용 판재의 배면 상에 도포되어 있다. 또한, 미국 특허 제 2,194,427 호에서는 접착 스트립 (112) 이 육각형 판재의 배면에서 본체부의 상부측에만 도포되어 있다 (도 9b 참조). 이 경우 도포되는 실란트 재료는 감소되지만 강한 비바람이 부는 환경에서 지붕이 들어 올려질 수 있어 내풍 성능이 떨어지며, 지붕의 배면이 젖어 내구성이 약화되는 단점이 있다. 미국 특허 제 6,494,010 호에서는 이러한 내풍 성능의 문제점을 해결하기 위하여 접착 실란트 외에 못을 사용하여 데크와 연결하는 방법을 채택하고 있다.

상기와 같이, 종래 공지되어 있는 육각형, 비버테일형 등 다양한 형태의 지붕용 판재들은 지붕 상에 매력적인 심미감을 제공해 주지만, 내풍 성능이 매우 열악하다. 또한, 이러한 판재들은, 결합력을 증가하기 위하여 배면의 상당한 부분, 예컨대 육각형 지붕용 판재에 대해 약 70 % 가 코팅되어 있으며 귀중한 실란트 재료를 낭비하면서도, 내풍 성능에 대해서는 충분한 결합력 또는 유지력을 제공하 지 못하는 문제점이 있다. 또한, 실란트의 양을 효과적으로 감소시킨 경우에는 접합성이 떨어져서 태풍 등의 강한 바람을 견뎌내지 못하고 지붕이 떠오르게 되어 내풍 성능을 동시에 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명자들은 ASTM D3161 에 따라 아시아 태평양 또는 유럽에서 제조되어 현재 시장에 있는 육각형 지붕용 판재를 시험하였지만, 단지 60 mph 의 낮은 풍속에서도 시험을 통과한 것은 없었다. 따라서, 현행 설계로는, 북미 고객들을 만족시킬 가능성이 매우 낮다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 내풍 성능이 훨씬 개선된 지붕용 판재, 특히 지붕용 판재의 배면의 적절한 위치에 적절한 양의 실란트를 형성함으로써 추가적인 고정 수단 없이도 지붕용 판재의 내풍 성능을 훨씬 증가시키면서 실란트의 사용량을 최소화하여 접착 실란트 원료의 비용을 절감할 수 있고 동시에 심미적 만족을 주는 지붕용 판재에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 장방형의 본체부와, 상기 본체부의 일측으로부터 일정한 간격으로 돌출된 복수의 사다리꼴 형상의 탭부를 포함하고, 상기 본체부의 배면부에 하단 가장자리와 일정 간격 떨어져 형성된 제 1 실란트 스트립과, 상기 탭부의 배면부에 하단 가장자리와 일정 간격 떨어져 형성된 제 2 실란트 스트립을 포함하는 지붕용 판재를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 본체부의 세로방향 길이가 상기 탭부의 세로 방향 길이보다 더 긴 것을 특징으로 하는 지붕용 판재를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 제 1 실란트 스트립과 상기 본체부 하단 가장자리 사이의 간격과 상기 제 2 실란트 스트립과 상기 탭부 하단 가장자리 사이의 간격이 공히 0.64 cm ~ 1.27 cm (¼"~½") 인 것을 특징으로 하는 지붕용 판재를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 제 1 실란트 스트립 및 상기 제 2 실란트 스트립 사이 의 중간위치에 하나 이상의 실란트 스트립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕용 판재를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 추가되는 실란트 스트립은 곡선 형태인 것을 특징으로 하는 지붕용 판재를 제공한다.

본 발명은 또한, 전술한 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 제조 방법으로서, 일정 크기의 판재에서 일 측은 장방형의 본체부가 되도록 하고, 일 측은 이 상기 본체부의 일 측으로부터 복수의 사다리꼴 형상의 탭부를 형성하되, 상기 본체부의 세로방향 길이가 상기 탭부의 세로 방향 길이보다 더 길도록 절단하는 단계, 상기 본체부의 배면 하단 가장자리와 일정 간격만큼 떨어진 위치에 제 1 실란트 스트립을 형성하는 단계, 및 상기 탭부의 배면 하단 가장자리와 일정 간격만큼 떨어진 위치에 제 2 실란트 스트립을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕용 판재의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 전술한 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 제조 방법으로서, 일정 크기의 판재 상에 4 줄 이상의 실란트 스트립을 형성하는 단계, 및 바깥쪽 2 줄의 실란트 스트립은 본체부의 하단 가장자리와 일정 간격을 갖고 안쪽 2 줄의 실란트 스트립은 탭부의 하단 가장자리와 일정 간격을 갖도록, 사다리꼴 형상으로 상기 판재를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕용 판재의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 전술한 지붕용 판재를 2 개 이상 접착시켜 지붕을 결합하는 지붕의 제조 방법으로서, 하나의 지붕용 판재 위에 다른 하나의 지붕용 판재를 적 층하는 단계, 상기 적층되는 지붕용 판재의 본체부 하단을 다른 하나의 지붕용 판재의 탭부 하단과 접착시키는 단계, 및 상기 적층되는 지붕용 판재의 본체부 하단을 다른 하나의 지붕용 판재의 탭부 상단과 접착시키는 단계를 포함하는 지붕의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 전술한 제조 방법에 따라 제조된 지붕을 제공한다.

본 발명에 따른 지붕용 판재의 특징은 배면에 형성되는 실란트 스트립의 위치에 있다. 실시 형태에 따르면 두 줄 이상의 실란트 스트립이 판재의 배면에 형성되며, 다른 실시 형태에서는 복수의 스트립 중 일부의 형태가 직선 또는 곡선으로 변형되기도 한다. 접착 실란트의 재료로는 아스팔트 기반의 실란트 또는 폴리머 변형 실란트 아스팔트 등이 사용되며, 본 발명의 실시 형태에서는 실란트로서 MSA (Modified Sealant Agent) 를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 전술한 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 제조 방법은 다음과 같이 이루어진다. 우선, 일정 크기의 판재에서, 일 측은 장방형의 본체부가 되도록 하고, 일 측은 이 상기 본체부의 일 측으로부터 복수의 사다리꼴 형상의 탭부를 형성하도록 한다. 이 경우, 상기 본체부의 세로방향 길이가 상기 탭부의 세로 방향 길이보다 더 길도록 절단한다. 그 후, 상기 본체부 배면 하단 가장자리와 일정 간격만큼 떨어진 위치에 제 1 실란트 스트립을 형성하고, 상기 탭부의 배면 하단 가장자리와 일정 간격만큼 떨어진 위치에 제 2 실란트 스트립을 형성한다.

또한, 본 발명에 따른 세 줄 이상의 실란트 스트립이 형성되는 지붕용 판재의 제조 방법은 다음과 같다. 우선, 일정 크기의 판재 상에 4 줄 이상의 실란트 스트립을 형성한 후, 사다리꼴 형상으로 상기 판재를 절단한다. 이 때, 바깥쪽 2 줄의 실란트 스트립은 본체부의 하단 가장자리와 일정 간격을 갖고 안쪽 2 줄의 실란트 스트립은 탭부의 하단 가장자리와 일정 간격을 갖도록 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 정면도를 나타내며, 도 2 는 이 지붕용 판재의 배면도를 나타낸다. 지붕용 판재 (10) 는 장방형의 본체부 (1) 의 하단에 절단 등에 의해 상기 본체부 (1) 로부터 일정한 간격으로 돌출 배치된 사다리꼴 모양의 탭부 (2) 를 포함하며, 상기 탭부 (2) 사이에는 사다리꼴 모양의 공간 (4) 이 형성되어 있다.

상기 본체부 (1) 의 세로 길이를 h1 이라고 하고, 탭부 (2) 의 세로 길이를 h2 라고 할 때 h1 이 h2 보다 항상 길게 형성한다. h1 의 값이 h2 값보다 큰 값이 되도록 형성되어야 하는 이유는, 지붕용 판재의 결합 과정에서 하나의 지붕용 판재의 본체부 하단에 형성된 실란트 스트립이, 이와 결합되는 다른 하나의 지붕용 판재의 본체부 상단과 접착되어야 하기 때문이다.

도 2 에서 보면 MSA와 같은 두 줄의 실란트가 지붕용 판재 (10) 의 배면에 형성된다. 제 1 접착 실란트 스트립 (11) 은 본체부 (1) 가장자리 (6) 와 일정 간격을 갖도록 형성되어 있다. 제 1 접착 실란트 스트립 (11) 의 위치는 본체부 (1) 하단 가장자리 (6) 로부터 약 0.64 cm ~ 1.27 cm (약 ¼"~½") 이다. 이와 마찬가지로 제 2 접착 실란트 스트립 (12) 은 탭부 (2) 하단 가장자리 (7) 로부터 약 0.64 cm ~ 1.27 cm (약 ¼"~½") 에 위치한다. 이는, 상기 위치에서 형성되는 것이 접착 스트립의 사용을 최소화하면서도 지붕용 판재 간의 충분한 접착력을 제공하기 때문이다. 다시 말해, 접착 스트립을 상기 위치에 형성한 경우, 접착 스트립이 태양열에 의해 녹은 후 경화되는 과정에서, 상기 간격이 거의 완전히 채워져 하단 가장자리가 받는 상승힘을 최소화할 수 있기 때문이다. 실란트 스트립의 위치가 약 0.64 cm 미만인 경우 실란트의 정밀한 도포가 어렵거나 접착제가 판재 밖으로 밀려나는 문제가 있을 수 있으며, 스트립의 위치가 약 1.27 cm 를 초과하는 경우에는 하단부에 판재가 필요 이상으로 남게 되어 재료를 낭비하게 되거나, 실란트가 채워지지 못한 잔여 부분이 바람에 의해 상승되는 힘을 더 많이 받게 되는 문제점이 있을 수 있다.

도 3 및 도 4 는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 지붕용 판재 (10) 의 배면도를 나타낸다. 추가된 접착 실란트 스트립 (13) 은 제 1 접착 실란트 스트립 (11) 과 제 2 접착 실란트 스트립 (12) 사이에 위치한다. 이 때 추가되는 스트립의 형태는 직선이며, 폭 및 스트립 간의 간격은 일정하여도 되며, 그 수는 하나 이상이면 된다.

도 5 및 도 6 은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 지붕용 판재 (10) 의 배면도를 나타낸다. 상기 제 1 접착 실란트 스트립 (11) 과 제 2 접착 실란트 스트립 (12) 사이에 배치되는 추가 스트립 (14) 의 형태는 임의의 곡선 형태로 형성된다.

본 발명에 따른 전술한 실시 형태에 따른 지붕용 판재를 2 개 이상 접착시켜 결합하는 지붕의 제조 방법은 다음과 같다. 우선, 하나의 지붕용 판재 (10) 를 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 위에 적층한다. 그 후, 상기 적층되는 지붕용 판재 (10) 의 본체부 (1) 하단은 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 의 본체부 (31) 상단과 접착시키고, 상기 적층되는 지붕용 판재 (10) 의 탭부 (2) 하단은 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 의 본체부 (31) 하단과 접착시킨다.

도 7 은 상기 본 발명에 따른 지붕의 제조 방법에 따라 결합된 지붕을 나타내는 정면도이다. 배면에 형성되어 있는 실란트는 점선 영역으로 표시하였다. 둘 이상의 지붕용 판재 (10, 30) 가 실란트 접착에 의해 결합하는 경우, 하나의 지붕용 판재 (10) 가 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 위에 적층되고, 상기 적층되는 지붕용 판재 (10) 의 탭부 (2) 하단과 다른 하나의 지붕용 판재의 본체부 (31) 하단이 접착되는 방식으로 결합되어 있다. 이 경우, 위에 적층되는 지붕용 판재 (10) 의 배면에 도포된 실란트 스트립 중에서, 본체부 (1) 하단과 일정 간격으로 떨어져 있는 제 1 접착 실란트 스트립 (11) 은 아래에 있는 지붕용 판재 (30) 의 상부 가장자리 (38) 근처에서 접착되어 있다.

본 발명에 따른 설계에 따라 제작된, MSA 실란트가 도포된 지붕용 판재를 충분히 준비하여, 시카고의 UL 실험실에 전체 시험용 지붕을 설치하고, 2007년 11월 15일에 시험하였으며, 상기 시험용 지붕은 90 mph 에서 ASTM D3161 을 통과하였다. 그러나, 실란트가 판재 배면의 약 70 % 도포된 종래의 육각형 지붕은 60 mph 에서 시험을 통과하지 못하고 위로 떠올랐다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 정면도.

도 2 는 도 1 의 지붕용 판재의 배면도.

도 3 및 도 4 는 다른 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 배면도.

도 5 및 도 6 은 또 다른 실시 형태에 따른 지붕용 판재의 배면도.

도 7 은 본 발명에 따른 지붕용 판재가 결합된 모습을 나타낸 정면도.

도 8a 내지 도 9b 는 종래 기술에 따른 지붕용 판재의 구성을 나타내는 도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 31 본체부 2, 32 탭부

10 지붕용 판재 4 공간

6 본체부 하단 가장자리 7 탭부 하단 가장자리

11,12,13,14 실란트 스트립

Claims (9)

1. 장방형의 본체부 (1) 와, 상기 본체부 (1) 의 일측으로부터 일정한 간격으로 돌출된 복수의 사다리꼴 형상의 탭부 (2) 를 포함하고,

   상기 본체부 (1) 의 배면부에 하단 가장자리 (6) 와 일정 간격 떨어져 형성된 제 1 실란트 스트립 (11) 과,

   상기 탭부 (2) 의 배면부에 하단 가장자리 (7) 와 일정 간격 떨어져 형성된 제 2 실란트 스트립 (12) 을 포함하는 지붕용 판재.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체부 (1) 의 세로방향 길이 (h₁) 는 상기 탭부 (2) 의 세로 방향 길이 (h₂) 보다 더 긴 것을 특징으로 하는 지붕용 판재.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 실란트 스트립 (11) 과 상기 본체부 (1) 하단 가장자리 (6) 사이의 간격과 상기 제 2 실란트 스트립 (12) 과 상기 탭부 (2) 하단 가장자리 (7) 사이의 간격은 공히 0.64 cm ~ 1.27 cm (¼"~½") 인 것을 특징으로 하는 지붕용 판재.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 실란트 스트립 (11) 및 상기 제 2 실란트 스트립 (12) 사이의 중간 위치에 하나 이상의 실란트 스트립 (13, 14) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕용 판재.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 추가되는 실란트 스트립 (13, 14) 은 곡선 형태인 것을 특징으로 하는 지붕용 판재.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 기재에 따른 지붕용 판재의 제조 방법으로서,

   일정 크기의 판재에서 일 측은 장방형의 본체부 (1) 가 되도록 하고, 일 측은 이 상기 본체부 (1) 의 일 측으로부터 복수의 사다리꼴 형상의 탭부 (2) 를 형성하되, 상기 본체부 (1) 의 세로방향 길이 (h₁) 가 상기 탭부 (2) 의 세로 방향 길이 (h₂) 보다 더 길도록 절단하는 단계,

   상기 본체부 (1) 의 배면 하단 가장자리 (6) 와 일정 간격만큼 떨어진 위치에 제 1 실란트 스트립 (11) 을 형성하는 단계, 및

   상기 탭부 (2) 의 배면 하단 가장자리 (7) 와 일정 간격만큼 떨어진 위치에 제 2 실란트 스트립 (12) 을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕용 판재의 제조 방법.
7. 삭제
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 지붕용 판재를 2 개 이상 접착시켜 지붕을 결합하는 지붕의 제조 방법으로서,

   하나의 지붕용 판재 (10) 를 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 위에 적층하는 단계,

   상기 적층되는 지붕용 판재 (10) 의 본체부 (1) 의 하단을 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 의 본체부 (31) 의 상단과 접착시키는 단계, 및

   상기 적층되는 지붕용 판재 (10) 의 탭부 (2) 의 하단을 다른 하나의 지붕용 판재 (30) 의 본체부 (31) 의 하단과 접착시키는 단계를 포함하는 지붕의 제조 방법.
9. 제 8 항의 기재된 제조 방법에 따라 제조된 지붕.

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