KR101852089B1 - 고단열 알루미늄 창호 제조방법 - Google Patents

고단열 알루미늄 창호 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간편한 공정으로 단열부재에 의한 실내, 외측 프로파일의 견고한 결속이 가능하도록 한 고단열 알루미늄 창호 제조방법을 개시한다.
본 발명은 실내측 프로파일과 실외측 프로파일로에 발포되는 단열부재가 견고한 결속이 가능하도록 압출하는 단계와, 압출된 실내측 프로파일과 실외측 프로파일에 구비된 상면과 저면의 걸림부에 맞물리는 체결요소와 히터가 구비된 상형판과 하형판을 상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상하에 조립하는 조립단계를 거쳐서 상기 조립된 몰드 내부에서 발포 수지를 주입하고 상형판 및 하형판의 히터에 전원을 인가함으로써 몰드 내부에 주입된 발포 수지가 발포되어 몰드 내부 공간을 충전(充塡)시키는 수지 발포 단계를 진행하며, 상기 상형판 및 하형판 등을 탈거하여 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 사이에 발포수지충전부가 충전되도록 한 고단열 알루미늄 창호 제조방법을 제공한다. 이와 같이 하여 본 발명은 고단열 알루미늄 창호를 제조함에 있어서 폴리아미드로 대표되는 재질의 단열판을 제조할 필요가 없게 되며 상기 단열판을 실내측 프로파일과 실외측 프로파일에 끼워 고정하는 널링공정이 생략되어 제조원가를 절감함과 아울러 생산성 향상을 도모할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Description

고단열 알루미늄 창호 제조방법{Aluminum Windows Manufacturing Method having High Adiabatic Performance}
본 발명은 고단열 알루미늄 창호 제조방법에 관한 것으로 특히 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 사이의 단열성능을 크게 높이면서도 능률적인 제조가 가능하도록 한 고단열 알루미늄 창호 제조방법에 관한 것이다.
종래에도 대량 생산이 용이하고 외관이 미려하나 PVC 창호에 비하여 열전도율이 높은 알루미늄 창호를 구성하는 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 사이에 폴리아미드( Polyamid )재질로 된 바 형태의 단열성능을 갖는 연결부재를 상, 하로 결합함으로써 폴리아이드 재질의 연결부재에 의한 단열 성능 향상을 도모한 알루미늄 창호(이하 '인용발명1'이라 함)가 실용화된 바 있으며, 이를 도1로 도시하였다.
반면에 이러한 인용발명1에 의한 연결부재는 연결부재 사이의 공간에서 공기의 대류에 의한 열전달이 발생하여 단열 성능의 저하가 불가피할 뿐만 아니라 필요한 규격에 부합되도록 알루미늄 창호에 맞추어 별도로 연결부재를 성형하여야 하므로 제작비용이 상승하며, 더욱이 상기 폴리아미드로 된 2개의 연결부재 양단부 4개소를 실내측 프로파일과 실외측 프로파일에 조립하고 견고한 상태로 결합되도록 눌러 결착시키는 널링(Knurling)공정의 필시로 공수가 증가되는 문제점이 있다.
아울러, 최근에는 대한민국 공개특허 10-2017-0043737(발명의 명칭: 고단열 알루미늄 창호; 이하 '인용발명2'이라 함)이 제안된 바 있으며, 이는 창틀프레임(100) 및 창짝프레임(200)의 실외측면을 형성하는 실외측 프로파일(10); 상기 창틀프레임(100) 및 창짝프레임(200)의 실내측면을 형성하는 실내측 프로파일(20); 상기 실외측 프로파일(10)의 실내측면 및 상기 실내측 프로파일(20)의 실외측면 각각에 결합하여 서로 마주하는 연결부재(30); 서로 마주하는 상기 연결부재(30) 사이에 결합하되, 발포 폴리우레탄으로 형성되어 공극을 구비하는 블럭형 단열부재(40);를 포함하여서 된 것이다.
이러한 인용발명2를 살펴보면 인용발명1과 마찬가지로 폴리아미드로 된 연결부재(30)를 준비하고 이들을 널링에 의하여 알루미늄으로 된 실내측 프로파일(20)과 실외측 프로파일(10)에 각각 고정하되, 상기 연결부재(30) 사이의 공간에 발포 폴리우레탄으로 된 단열부재(40)를 조립하도록 하여서 된 것이다.
그러므로, 인용발명 2 역시 폴리아미드로 연결부재를 제조하여야 하는 경제적 부담이 발생하고, 이들을 널링으로 실내,외측 프로파일(20,10)에 고정하여야 하는 공수가 발생하여 생산 능률 개선을 어렵게 하며 더욱이 연결 부재 사이에 조립 구조로 결착된 단열부재(40)는 실내,외측 프로파일(20,10) 사이를 충분히 견고하게 결속하기에 부족하여 창호의 강성이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 경질폴리우레탄폼은 완전히 경화한 후에도 수축을 하기 때문에 조립면이 밀착되지 못하여 누기(漏氣)가 발생되어 단열성능이 20% 이상 저하되는 문제가 있는 것이다.
대한민국 공개특허 10-2017-0043737(발명의 명칭: 고단열 알루미늄 창호)
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리아미드로 된 단열부재를 준비하여야 하는 부담이나 단열부재를 실내,외측 프로파일에 고정하기 위한 널링공정이 불필요함과 동시에 단열부재에 의한 실내,외측 프로파일의 견고한 결속이 가능하도록 한 고단열 알루미늄 창호 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 창호가 실내측 프로파일과 실외측 프로파일로 구성되되, 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 내측에 돌출편이 형성되고, 상기 돌출편의 단부에 확장편이 구비되며, 상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상면과 저면에 각각 걸림부가 1개소 이상 형성되도록 압출되는 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 압출단계와,
상기 압출된 실내측 프로파일과 실외측 프로파일이 창호 규격에 따른 길이로 절단되고, 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상면과 저면의 걸림부에 맞물리는 체결요소와, 히터가 구비된 상형판과 하형판이 상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상하에 조립되며, 양단부가 차폐판으로 차폐되는 몰드 조립단계와,
상기 조립된 몰드 내부에 발포 수지가 주입되고, 상형판 및 하형판의 히터 작동으로 몰드 내부에 주입된 발포 수지가 발포되어 몰드 내부 공간을 충전(充塡)시키는 수지 발포 단계와,
상기 수지 발포 단계 완료 후 상형판 및 하형판 그리고 차폐판을 탈거하여 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 사이에 발포수지충전부가 구비되도록 한 고단열 알루미늄 창호 제조방법을 제안한다.
이와 같이 하여 본 발명은 고단열 알루미늄 창호를 제조함에 있어서 폴리아미드로 대표되는 재질의 단열판을 제조할 필요가 없게 되며 상기 단열판을 실내측 프로파일과 실외측 프로파일에 끼워 고정하는 널링공정이 생략되어 제조원가를 절감함과 아울러 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의한 고단열 알루미늄 창호는 높은 단열 성능과 충분한 강성을 제공할 수 있게 되는 발포 수지가 발포되면서 고유의 점성으로 실내측 프로파일과 실외측 프로파일에 견고하게 밀착될 뿐만 아니라 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 내부에 형성된 돌출편과 확장편에 의하여 더욱 견고한 상태로 결착됨에 따라 인용발명2의 조립식 단열부재에 의한 조립상태와는 확연히 차별화된 강고한 상태로 실내측 프로파일과 실외측 프로파일을 체결할 수 있게 되어 창호의 견고한 시공 상태를 제공할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.
도1은 종래의 단열성능을 갖는 연결부재를 사용한 알루미늄 창호를 보인 종단면도.
도2는 실내,외 프로파일을 연결한 연결부재와 이에 결합된 단열부재로 된 종래의 고단열 알루미늄 창호를 보인 종단면도.
도3은 본 발명에 사용되는 알루미늄 재질로 된 실내,외 프로파일을 보인 사시도.
도4는 본 발명의 상형판과 하형판으로 이루어진 몰드를 보인 사시도.
도5는 본 발명에서 실내,외 프로파일과 몰드를 결합한 상태를 보인 사시도.
도6은 차폐판을 도5의 실내,외 프로파일과 몰드에 체결한 상태를 보인 사시도.
도7은 발포시켜 완성된 본 발명에 의한 고단열 알루미늄 창호를 보인 사시도.
도8은 본 발명에서 발포전에 세로보강재를 투입한 상태를 보인 사시도.
도9는 본 발명에서 발포전에 가로보강재를 투입한 상태를 보인 사시도.
도10은 본 발명에서 발포전에 세로 및 가로 보강재를 투입한 상태를 보인 사시도.
도11은 세로보강재가 투입되어 성형된 본 발명에 의한 고단열 알루미늄 창호를 보인 사시도.
도12는 본 발명에 의하여 완성된 실내,외측 프로파일 전단면의 부분 확대도.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 고단열 알루미늄 창호를 제조하기 위한 알루미늄 재질로 된 실내,외측 프로파일을 도3의 사시도로 보였다.
이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 알루미늄 소재를 압출 다이스에 통과시켜 창호 제작을 위한 기준 규격 길이로 된 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 압출단계를 실시하여야 한다. 이러한 압출단계에서 본 발명은 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 내측에 돌출편(300)을 세워 형성하되, 도3 및 도12를 기준으로 볼 때 수평상으로 돌출 구성하고, 이러한 돌출편(300)의 단부에는 돌출편(300)과 직각을 이루는 확장편(301)이 되도록 형성한다. 아울러, 상기 압출 단계에서 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 상면과 저면에 각각 걸림부(302)가 1개소 이상 형성되도록 한다.
이어서, 본 발명에서는 도4로 보인 바와 같이 상기한 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 길이와 동일하며, 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 상면과 저면에 구비된 걸림부(302)에 맞물리는 체결요소(500)를 구비하며, 히터(600)가 구비된 상형판(400)과 하형판(402)을 준비한다.
이어서, 상기 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 상하에 상형판(400)과 하형판(402)을 조립하는 도5로 보인 형합 단계를 거쳐 도6으로 보인 바와 같이 양단부를 차폐판(800)으로 밀폐하는 몰드 조립 단계를 실시한다.
아울러, 이때 차폐판(800)은 도6에 점선으로 도시한 바와 같이 반자동화 또는 자동화가 가능하도록 유압실린더(미도시 됨)의 피스톤에 의하여 진퇴되도록 하는 것이 바람직하다.
이처럼 준비된 형합된 몰드 내부에 주입공을 통하여 발포 수지를 주입하고, 몰드의 히터(600)에 전원을 인가하여 몰드 내부에 주입된 발포 수지가 가열됨에 따라 발포되어 몰드 내부 공간을 목표밀도로 채우는 수지 발포 단계를 실시한다.
상기 발포 공정에서 사용하는 수지는 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 발포제를 주재료로 하는 것을 사용할 수 있으며, 기타 다양한 소재를 적용할 수 있다.
아울러, 히터(600)에 의하여 가열되는 상형판(400) 및 하형판(402)의 온도는 50℃ ~ 80℃를 유지하는 것이 작업능률 향상을 위하여 유리하다.
이러한 본 발명에서는 도12의 A로 보인 바와 같이, 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 내측에 돌출편(300) 및 돌출편(300) 단부에 직각 방향으로 형성된 확장편(301)이 존재하며, 이는 발포 수지가 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 내면 뿐만 아니라 돌출편(300)과 확장편(301)에도 밀착되어 누기로 인한 단열성능 저하를 방지하고 실내측 프로파일(100) 및 실외측 프로파일(200)과 결합된 상태가 강성 구조로 유지되도록 하는 기능을 하게 된다.
아울러 도12의 B로 보인 바와 같이, 상형판(400)과 하형판(402)에 형성된 체결요소(500)가 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 걸림부(302)에 맞물려 변형이나 뒤틀어짐이 없는 상태로 견고하게 지지되도록 함으로써 수지 발포 단계에서 실내,외측 프로파일(100,200)과 몰드 그리고 차단판이 받게 되는 압력에 의하여 일체의 수지 누설이 발생하지 않도록 한다.
이러한 본 발명에서는 상기 상형판(400)과 하형판(402)에 형성된 체결요소(500)와 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 걸림부(302)의 구조를 각기 "
Figure 112017121962700-pat00001
"모양과 "
Figure 112017121962700-pat00002
"모양으로 하였으나, 이는 일예이며, 기타 견고한 결합과 분리가 가능한 구조이면 적용 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명에서의 상형판(400)과 하형판(402)은 수지 발포 단계에서 발포 수지의 누설을 방지하기 위하여 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200)의 내측 단부에 도12의 C로 보인 바와 같이, 밀착절곡부(101,201)를 형성하여 상형판(400)과 하형판(402)의 밀착융기부(401,403)와 밀착되도록 함으로써 발포 과정에서 수지가 누출됨을 방지하게 되는 것이다. 이러한 본 발명의 도면에서는 직각으로 된 밀착절곡부(101,201)와 밀착융기부(401,403)를 도시하고 있으나, 기타 발포 수지 누설을 막기 위한 누설 차단 가능 구조이면 적용 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명은 상형판(400)과 하형판(402)의 일측에 복수개의 벤트홀(미도시함)을 형성함으로써 발포 가스가 배출되면서 상형판(400)과 하형판(402)의 밀착융기부 면에 밀착되어 성형된 발포 수지 표면의 평활도가 상승되어 상품성을 높일 수 있게 된다.
이와 같이 하여 수지 발포 단계 완료 후 유압실린더를 가동함으로써 실린더가 차폐판(800)을 후퇴시키고, 상형판(400)과 하형판(402)을 탈거함으로써 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200) 사이에 발포수지충전부가 구비된 도7로 보인 고단열 알루미늄 창호를 완성하게 된다.
아울러, 본 발명에서는 상기 고단열 알루미늄 창호를 제작함에 있어서 단열창 성능 제고를 위하여 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200) 간의 간격이 넓게 하여야 하므로 발포수지충전부(700)의 폭이 확장되어야 할 필요가 있다.
본 발명은 이러한 필요에 부응하여 발포수지만으로는 발포수지충전부(700)의 강성을 높이기 어려우므로 유리섬유를 주성분으로 하는 보강재의 일예로 CFGT (Continuous Fiber Glass Thermoplastic)를 사용할 수 있으며, 도5로 보인 바와 같은 몰드 합형 단계에서 몰드 내부에 넣고 차폐판(800)으로 밀폐시킨 후 발포 수지를 넣어 발포시킴에 따라 발포 수지가 상기 보강재와 일체로 결합되면서 실내측 프로파일(100)과 실외측 프로파일(200) 간의 공간을 충전하도록 함으로써 요구되는 높은 굴곡강도 등 강성을 충족시킬 수 있게 된다.
아울러, 이러한 CFGT 소재로 된 보강재를 사용하는 경우 굴곡강도와 함께 발포율도 높여 단열성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이러한 CFGT 소재를 사용한 보강재를 수직상으로 배열하여서 된 상태를 도8로 보였으며, 하나의 세로보강재(901)를 점선으로 도시하였다.
또한, 필요에 따라서는 CFGT 소재를 사용한 보강재는 도9로 보인 바와 같이, 가로보강재(900)로 투입할 수 있으며 투입된 상태를 점선으로 도시하였다. 이러한 CFGT 소재로 된 가로보강재(900)와 세로보강재(901)는 그 내부에 투입된 상태에서 몰드 내부 전체 공간에 고른 상태로 발포가 이루어지도록 하기 위하여 세로보강재(901)와 가로보강재(900)에 적정 개수의 통공(902)을 형성할 필요가 있다.
아울러, 본 발명은 도10으로 도시한 바와 같이, 세로보강재(901)와 가로보강재(900)를 복합배열 조립하고, 이를 몰드 내부에 투입한 다음 발포 수지에 의한 전술한 과정으로 발포가 이루어지도록 함으로써 대단히 높은 수준의 굴곡강도를 제공할 수 있게 되는 것이며, 이는 발포수지충전부(700)의 폭을 더욱 넓게 하여야 하는 경우에 적합하게 된다.
또한, 본 발명의 도11에는 세로보강재(901)가 전단면에 노출되어 제작완료된 본 발명에 의한 고단열 알루미늄 창호를 보이고 있으며, 그 내부에는 가로보강재(900)가 함께 내장되어 있을 수 있고 세로보강재(901)만이 단독으로 설치되어 있을 수도 있음은 물론이다.
이상에서, 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.
100:실내측 프로파일 101:실내측 프로파일의 밀착 절곡부
200:실외측 프로파일 201:실외측 프로파일의 밀착 절곡부
300:돌출편 301:확장편 302:걸림부
500:체결요소 600:히터 400:상형판
401:상형판의 밀착융기부 402:하형판 403:하형판의 밀착융기부
700:발포수지충전부 800:차폐판 900:가로보강재
901:세로보강재 902:통공 800:차폐판
900:세로보강재 901:가로보강재 902:통공

Claims (9)

  1. 창호가 실내측 프로파일과 실외측 프로파일로 구성되되, 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 내측에 돌출편이 형성되고, 상기 돌출편의 단부에 확장편이 구비되며, 상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상면과 저면에 각각 걸림부가 1개소 이상 형성되도록 압출되는 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 압출단계와,
    상기 압출된 실내측 프로파일과 실외측 프로파일이 창호 규격에 따른 길이로 절단되고, 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상면과 저면의 걸림부에 맞물리는 체결요소와, 히터가 구비된 상형판과 하형판이 상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 상하에 조립되며, 양단부가 차폐판으로 차폐되는 몰드 조립단계와,
    상기 조립된 몰드 내부에 발포 수지가 주입되고, 상형판 및 하형판의 히터의 작동으로 몰드 내부에 주입된 발포 폴리우레탄 수지가 발포되어 몰드 내부 공간을 충전(充塡)시키는 수지 발포 단계와,
    상기 수지 발포 단계 완료 후 차폐판과 상형판 및 하형판을 탈거하여 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 사이에 발포수지충전부가 충전되도록 함을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상형판과 하형판에 형성된 체결요소와 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 걸림부의 구조가 각기 "
    Figure 112017121962700-pat00003
    "모양과 "
    Figure 112017121962700-pat00004
    "모양으로 형성됨을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출편과 확장편은 상호 직각을 이루도록 형성됨을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터에 의하여 가열되는 상형판 및 하형판의 온도는 50℃ ~ 80℃가 유지됨을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상형판과 하형판은 수지 발포 단계에서 발포 수지의 누설을 방지하기 위하여 실내측 프로파일과 실외측 프로파일의 내측 단부에 밀착 절곡부를 형성하여 상형판과 하형판의 밀착융기부와 밀착되도록 함으로써 발포 과정에서 수지가 누출됨을 방지함을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 및 상형판과 하형판이 조립된 내부 공간에 유리섬유를 주성분으로 하는 세로보강재를 넣고 밀폐시켜 발포됨을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 및 상형판과 하형판이 조립된 내부 공간에 유리섬유를 주성분으로 하는 가로보강재를 넣고 밀폐시켜 발포됨을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 및 상형판과 하형판이 조립된 내부 공간에 유리섬유를 주성분으로 하는 세로보강재와 가로보강재를 넣고 밀폐시켜 발포함을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
  9. 제 6항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 실내측 프로파일과 실외측 프로파일 및 상형판과 하형판이 조립된 내부 공간의 보강재에는 하나 이상의 통공이 형성됨을 특징으로 하는 고단열 알루미늄 창호 제조방법.
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