KR102157741B1 - 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법 - Google Patents

단열성 강화를 위한 창틀 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 또는 합성수지 재질로 이루어진 창틀 시공시 창틀을 이루는 창틀바 내부에 우레탄계 조성물을 충전하고, 창틀을 결합하여 직사각형 형태로 제조한 뒤 창틀과 벽체 사이 즉, 창틀의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 사춤을 실시하여 하중 또는 진동에 의한 창틀의 파손 방지와 단열을 높이는 창틀 외면 사춤 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 내부에 우레탄계 조성물이 충전된 복수개 창틀바를 결합하여 창틀을 준비하는 준비단계, 벽체에 샤시 고임목을 위치시키는 고임목 설치단계, 샤시 고임목 상부면에 창틀의 샤시틀을 위치시키는 창틀 설치단계, 창틀의 샤시틀들을 시공피스로 고정하는 고정단계, 벽체와 창틀 사이에 발생된 틈으로 폴리우레탄을 발포건으로 발포하는 사춤단계, 발포된 폴리우레탄을 건조하는 건조단계, 창틀 및 벽체 외방으로 돌출된 폴리우레탄을 제거하는 정리단계 및 실리콘으로 처리하는 완료단계로 이루어지는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법에 관한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법은 창틀 내부에 우레탄계 조성물을 충진하여 단열, 기밀, 방음 등의 향상시켜 실내외 온도차에 의한 결로현상을 방지하고, 창틀시공시 창틀과 벽체 사이에 본 발명의 2액형의 폴리우레탄 조성물을 이용하여 사춤을 실시하여 창문의 하중과 진동에 의한 내구성이 저감되는 것을 방지하며, 2액형의 발포건을 이용하여 2액형의 비율 및 혼합이 간편하게 실시할 수 있으므로 시공이 간편하고, 시공에 드는 시간을 절감하며, 창틀의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 사춤을 실시하여 단열성이 높게 이루어진다.

Description

단열성 강화를 위한 창틀 시공방법{Window frame construction method for reinforcing insulation}
본 발명은 금속 또는 합성수지 재질로 이루어진 창틀 시공시 창틀을 이루는 창틀바 내부에 우레탄계 조성물을 충전하고, 창틀을 결합하여 직사각형 형태로 제조한 뒤 창틀과 벽체 사이 즉, 창틀의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 사춤을 실시하여 하중 또는 진동에 의한 창틀의 파손 방지와 단열을 높이는 창틀 외면 사춤 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 내부에 우레탄계 조성물이 충전된 복수개 창틀바를 결합하여 창틀을 준비하는 준비단계, 벽체에 샤시 고임목을 위치시키는 고임목 설치단계, 샤시 고임목 상부면에 창틀의 샤시틀을 위치시키는 창틀 설치단계, 창틀의 샤시틀들을 시공피스로 고정하는 고정단계, 벽체와 창틀 사이에 발생된 틈으로 폴리우레탄을 발포건으로 발포하는 사춤단계, 발포된 폴리우레탄을 건조하는 건조단계, 창틀 및 벽체 외방으로 돌출된 폴리우레탄을 제거하는 정리단계 및 실리콘으로 처리하는 완료단계로 이루어지는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물에는 건축물 내·외부로의 원활한 공기순환과 함께 적절한 조명을 위해 창틀을 기초로 하는 창문을 설치하고 있으며, 이러한 창틀의 형태로는 개폐구조의 여닫이 형태가 가장 많이 사용되고 있다. 위에 기재된 창틀의 재질로는 합성수지재인 플라스틱 또는 알루미늄 재질이 쓰이고 있으며, 이중 알루미늄이 가장 많이 사용하고 있다. 이는 내구성과 강도가 우수하고, 창호의 색상 및 형태를 다양하게 제작할 수 있기 때문이다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 재질의 특성상 내열기능이 낮으며, 조립시 누수가 종종 발생하였다.
따라서 최근에는 알루미늄이 내재한 단점들을 보완하기 위한 기술들이 다수 제안되고 있으며, 일례로 한국등록특허 제10-0944720호(2010.02.26.)에 '누수방지용 복합창호'가 개시되어 있으며, 기술은 창틀이 만나는 모서리 부분에 접착가스켓을 장착하고, 창틀과 고발포 폴리스틸렌폼 사이에는 가스켓을 장착하여 빗물이나 물이 내부로 스며드는 것을 방지하도록 하는 창호를 제공하고 있다.
그러나 위와 같은 기술에 의하면, 가스켓을 장착하기 위한 비용이 과다 소모되었고, 무엇보다 지각변동에 의한 미세진동이 건물 전체에 영향을 미칠 경우, 건물에 설치된 창틀과 고발포 폴리스틸렌폼 사이에는 틈이 생겨 외부공기가 실내로 유입되었고, 이로 인한 외기와 내기의 마찰로 결로가 생겨 창호의 변형이 심해지고 또 실내의 열 손실이 극심하였다.
한편, 전통적으로 사춤이란 담이나 벽의 갈라진 틈을 '사춤'이라 하고, 그러한 틈을 진흙으로 메우는 일을 '사춤 치다'라고 불리우고 있으며, 현대에 이르러 건축시 건축물에서 부재와 부재 사이의 접합부위에서 발생되는 틈을 채우는 작업을 일반적으로 사춤이라 하고 있다.
특히 창틀 시공시 창틀과 벽체 사이는 창틀을 벽체에 밀착하여도 외부와 통공되게 틈이 발생되므로 샤시 고임목등을 이용하여 공간을 띄우고 빈공간을 채우는 사춤작업을 실시한다. 위에서 발생되는 틈의 경우 외부로부터 찬공기가 유입되는 현상과 내부의 열이 방출되는 현상이 잘 이루어져 단열성이 취약하게 되므로 창틀과 벽체사이의 틈을 채우는 사춤은 필수적인 과정이다. 이때, 사춤 공법으로는 모르타를 이용하는 모르타르 사춤 공법과 현장발포공법이 있다.
위에서 말한 모르타르 사춤공법은 유리창과 창틀등의 50~150Kg/m의 하중을 견딜 수 있으나 시공기간이 많이 들고, 단열효과가 나쁘다는 단점이 있고, 현장발포공법은 시공기간이 짧고, 단열효과가 높으나 유리창과 창틀의 하중 및 진동에 의해서 창틀의 흔들림 등에 의한 파손이 이루어질 수 있다는 단점을 가지고 있다.
또한, 현장발포공법은 1액형 공법과 2액형 공법으로 나누어질 수 있는데 1액형 공법은 폴리우레탄계열의 발포제를 한 캔 안에 넣어 가반응을 시켜놓고, 캔에서 우레탄 원료를 토출시키는 힘을 갖게 하며 동시에 발포제의 역할을 하는 R-22, R-134a, LPG등 저비점인 발포제를 사용하며, 공기 중의 습기를 만나 일부 발포반응을 갖고 경화하게 되는 습기경화형 방식으로 사용이 편리하다. 그러나 1액형 공법은 창틀의 하중 및 흔들림등에 의한 훼손이 쉽게 이루어지는 문제점을 가지고 있다. 반면, 2액형 공법은 1액형 공법이 가지는 문제를 어느정도 해결할 수 있으나 반응시간 조절, 배합 비율과 점도조절 등 복잡한 구성으로 이루어지는 기술로 불편하다는 단점을 가지고 있다.
한편, 사춤과 관련된 선행기술들로는 한국실용신안공보 실1996-0009677호(1996.10.31.)는 본체에 축공돌출부와 고정공 및 다수의 통공과 보강돌조를 형성한 연결구와, 양측의 내측절곡선 및 외측절곡선에 의해 톱니부가 U자형으로 절곡됨과 동시에 보강돌조 및 축공이 형성된 체결구와, 다수의 익편 및 축공을 형성한 지지구를 별도로 구비하되 이들의 축공돌출부를 통해 각축공을 리벳팅하여서된 창틀설치용 간격 유지 장치를 제공하고, 한국공개특허 제10-2010-0112317호(2010.10.19.)는 벽체와 창호플레임의 틈새에 탄성력을 가지고 밀착되는 일정한 길이를 갖는 소프트폼; 및 소프트폼의 중심축을 따라 매입되며 소프트폼이 건축물의 벽체와 창호 프레임의 틈새에 끼워질 때 소프트폼의 변형을 방지하는 봉형의 로드를 포함하는 건축물의 창호 사춤재를 제공하고 있다.
상기 선행기술들을 살펴보면 단순히 창틀과 벽체사이의 공간을 유지하는 장치에 관한 것이거나 모르타르 사춤 공법에서 소프트폼을 이용하여 탄성력을 가져 모르타르가 가지는 일부 단점을 상쇄시키는 것이나 하중을 견디는 모르타르 사춤 공법에 반하는 구성이므로 다른 문제점이 발생될 요지가 크다.
한국등록특허 제10-0944720호(2010.02.26.) 한국실용신안공보 실1996-0009677호(1996.10.31.) 한국공개특허 제10-2010-0112317호(2010.10.19.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 창틀 내부에 우레탄계 조성물을 충전하여 창틀 자체로의 단열성을 높이고, 종래 사춤공정에서 실시되고 있는 모르타르 사춤 공법의 단열성이 낮은 문제와 현장발포공법에서 창문의 하중 및 진동에 의해서 발생되는 문제점들을 해결하는 하는 것으로 상세하게는 현장발포공법 중 2액형 공법을 사용하되 창틀의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 사춤을 실시하고, 본 발명의 발포건을 이용하여 간편하게 시공을 실시할 수 있으며, 단열성을 높이는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하고, 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법은 a) 창틀바 내부에 우레탄계 조성물을 충전하고, 직사각형 형태로 결착하여 창틀을 준비하는 준비단계(S10); b) 창틀이 설치되는 벽체에 샤시 고임목을 위치시키는 고임목 설치단계(S20); c) 상기 고임목 설치단계에서 벽체에 위치된 샤시 고임목 상부면에 창틀의 샤시틀을 위치시키는 창틀 설치단계(S30); d) 상기 창틀 설치단계에서 위치된 창틀의 샤시틀들을 시공피스로 고정하는 고정단계(S40); e) 상기 샤시 고임목에 의해서 벽체와 창틀 사이에 발생된 틈으로 제1조성물과 제2조성물로 이루어진 폴리우레탄을 발포건으로 발포하는 사춤단계(S50); f) 상기 사춤단계 후 발포된 폴리우레탄을 건조하는 건조단계(S60); g) 창틀 및 벽체 외방으로 돌출된 폴리우레탄을 제거하는 정리단계(S70); 및 h) 창틀과 벽체가 이어지는 면을 실리콘으로 처리하는 완료단계(S80);로 이루어진다.
상기 준비단계(S10)에서 창틀바 내부에 충전되는 우레탄계 조성물은 주제와 경화제를 포함하는 이액형 우레탄계 조성물로 상기 주제는 우레탄 프리폴리머(prepolymer) 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트(polyisocyanate) 화합물의 이소시아누레이트(isocyanurate) 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유하여 이루어지고, 상기 경화제는 폴리올(polyol) 100중량부에 대하여 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유하여 이루어진다.
상기 사춤단계(S50)에서 폴리우레탄은 폴리올, 난연제, 프로필렌 카보네이트, 실리콘계 정포제, 아민계 경화촉진제 및 물로 구성된 제1조성물과, 이소시아네이트 화합물로 구성된 제2조성물을 포함하는 2액형으로 이루어진다.
상기 제1조성물은 폴리올 100 중량부를 기준으로 난연제 10~50 중량부, 프로필렌 카보네이트 10~15 중량부, 실리콘계 정포제 0.1~5 중량부, 아민계 경화촉진제 5~10 중량부 및 물 0.5~3.0 중량부로 이루어진다.
상기 제2조성물은 제1조성물의 폴리올 100 중량부를 기준으로 155~200 중량부로 이루어지되 이소시아네이트(-NCO)의 함량이 29 ~ 32 중량%인 이소시안이트 화합물이다.
상기 사춤단계(S50)에서 발포건을 이용한 발포는 벽체와 창문틀 사이에 발포하여 사춤을 실시하는 것으로 창틀의 좌측, 우측, 상부 및 하부에 실시되되 창틀과 벽체사이 비어있는 안쪽으로부터 발포를 실시한다.
상기 사춤단계(S50)에서 발포건은 손잡이부(12), 방아쇠 레버(14) 및 방아쇠 레버조절부(16)를 갖는 본체부(10)와 결합카트리지부(20)와 배출부(30)가 순차적으로 결합되어 있는 것으로 상기 본체부(10)는 결합카트리지부(20)와 연결되는 끝단영역에 제1조성물 저장용기 결합구(18a)와 제2조성물 저장용기 결합구(18b)가 형성되고, 결합되는 결합카트리지부(20) 내부로 제1조성물과 제2조성물을 배출하는 노즐(19)이 결합카트리지부(20)에 삽입되도록 돌출되게 형성되며, 상기 결합카트리지부(20)는 외측 상단에 클리너 용액이 내장된 클리너용기가 연결되는 클리너 결합구(22)가 형성되고, 그 내측으로는 클리너 용액을 배출하는 클리너 배출유로(24)가 구비되며, 내부에는 상기 제1조성물과 제2조성물이 노즐(19)을 통해 배출되어 혼합되는 혼합공간부(26)가 형성되어 있고, 상기 배출부(30)는 관형상으로 상기 결합카트리지부(20)의 혼합공간부(26)에서 혼합된 혼합액 및 클리너 용액을 배출하되 내부에 스태틱믹서(32)가 설치되어 있다.
상기 본체부(10)의 손잡이부(12) 내부에는 대용량 저장용기의 이송펌프(미도시)를 제어하는 이송펌프 제어부(13a)가 내장되고, 이송펌프 제어부(13a)의 이송펌프 제어부 스위치(13b)는 방아쇠 레버(14) 측으로 돌출되게 설치되어 방아쇠 레버 (14)작동에 의해 이송펌프 제어부 스위치(13b)가 연동되어 이송펌프 제어부(13a)가 ON-OFF 되는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 창틀 내부에 우레탄계 조성물을 충진하여 단열, 기밀, 방음 등의 향상시켜 실내외 온도차에 의한 결로현상을 방지한다.
(2) 본 발명은 창틀시공시 창틀과 벽체 사이에 본 발명의 2액형의 폴리우레탄 조성물을 이용하여 사춤을 실시하여 창문의 하중과 진동에 의한 내구성이 저감되는 것을 방지하고, 단열성을 높인다.
(3) 본 발명은 2액형의 발포건을 이용하여 2액형의 비율 및 혼합이 간편하게 실시할 수 있으므로 시공이 간편하고, 시공에 드는 시간을 절감하며, 창틀의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 사춤을 실시하여 단열성이 높게 이루어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 창틀바 내부와 창틀바 내부에 우레탄계 조성물이 충전된 실사도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발포건의 측면도 및 부분도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발포건의 노즐의 평면도 및 결합카트리지부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발포건의 배출부와 손잡이부의 단면도이다.
본 발명의 명칭은 "단열성 강화를 위한 창틀 시공방법"으로 통상의 기술자가 쉽게 알 수 있도록 구체적인 내용을 기재하고, 충분히 유추 가능한 별도의 기재는 생략하며, 필요 경우 실시예 및 도면을 기재한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 정의된 용어들은 한정 해석하지 아니하며, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일면에 있어서,
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법의 공정도로 상기 도 1을 참고하여 창창틀 시공방법을 하기에 상세하게 개진한다.
금속 또는 합성수지 창틀바로 이루어진 창틀의 시공방법에 있어서,
상기 시공방법은
a) 창틀바 내부에 우레탄계 조성물을 충전하고, 직사각형 형태로 결착하여 창틀을 준비하는 준비단계(S10);
b) 창틀이 설치되는 벽체에 샤시 고임목을 위치시키는 고임목 설치단계(S20);
c) 상기 고임목 설치단계에서 벽체에 위치된 샤시 고임목 상부면에 창틀의 샤시틀(상기 창틀바와 동일)을 위치시키는 창틀 설치단계(S30);
d) 상기 창틀 설치단계에서 위치된 창틀의 샤시틀들을 시공피스로 고정하는 고정단계(S40);
e) 상기 샤시 고임목에 의해서 벽체와 창틀 사이에 발생된 틈으로 제1조성물과 제2조성물로 이루어진 폴리우레탄을 발포건으로 발포하는 사춤단계(S50);
f) 상기 사춤단계 후 발포된 폴리우레탄을 건조하는 건조단계(S60);
g) 창틀 및 벽체 외방으로 돌출된 폴리우레탄을 제거하는 정리단계(S70); 및
h) 창틀과 벽체가 이어지는 면을 실리콘으로 처리하는 완료단계(S80);로 이루어진다.
상기 창틀바는 합성수지재(주로 플라스틱) 또는 금속재질(주로 알루미늄)로 이루어지며, 일반적으로 시중에서 사용되는 재질이어도 무방하다.
상기 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 창틀바 내부와 창틀바 내부에 우레탄계 조성물이 충전된 실사도로 충전되는 우레탄계 조성물을 하기에 설명한다.
상기 준비단계(S10)에서 창틀바 내부에 충전되는 우레탄계 조성물은 주제와 경화제를 포함하는 이액형 우레탄계 조성물로 상기 주제는 우레탄 프리폴리머(prepolymer) 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트(polyisocyanate) 화합물의 이소시아누레이트(isocyanurate) 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유하여 이루어지고, 상기 경화제는 폴리올(polyol) 100중량부에 대하여 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유하여 이루어진다.
상기 우레탄 프리폴리머는 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 2관능 폴리올, 3관능 폴리올 및 유리 전이 온도가 20 내지 60℃인 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 폴리올과, 폴리이소시아네이트로 형성되는 우레탄 프리폴리머를 함유한다. 상기 우레탄 프리폴리머는 말단에 이소시아네이트기를 가질 수 있다.
상기 주제 및 경화제의 혼합비는, 중량비율로 1:0.1-1.5이며, 상기 폴리올은 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 다가알코올(polyhydric alcohol), 수산기 함유 디에틸렌계 폴리머 중에서 선택된 어느 하나이고, 상기 실리콘계 정포제는 실리콘, 실리콘 글리콜 코폴리머, 폴리실록산 에테르 중에서 선택된 어느 하나이다.
상기 우레탄 프리폴리머는 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 2관능 폴리올, 3관능 폴리올 및 유리 전이 온도가 20 내지 60℃인 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 폴리올과, 폴리이소시아네이트로 형성되는 우레탄 프리폴리머를 함유한다. 상기 우레탄 프리폴리머는 말단에 이소시아네이트기를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 2관능 폴리올은 1분자당 하이드록시기를 2개 가지는 화합물을 의미하고, 상기 3관능 폴리올은 1분자당 하이드록시기를 3개 가지는 화합물을 의미한다.
또한, 상기 폴리에스테르 폴리올은 복수의 에스테르 결합 및 복수의 하이드록시기를 가지는 화합물을 의미한다.
단열성을 더욱 향상시키기 위한 일환으로, 상기 이액형 우레탄계 조성물에 석분을 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 이액형 우레탄계 조성물과 석분의 바람직한 혼합비율은, 상기 이액형 우레탄계 조성물 100중량부에 대하여 석분 1 내지 10중량부이다. 이는 상기 석분이 1중량부 미만이면 단열성의 향상을 기대하기 어렵고, 상기 석분이 10중량부를 초과하면 다른 물질과의 고른 혼합이 이루어지지 않기 때문이다.
보다 구체적으로, 상기 석분은 황토 분말 25 내지 30중량%, 벤토나이트 분말 20 내지 30중량%, 고령토 분말 15 내지 20중량%, 점토 분말 20 내지 40중량%로 혼합된 점토질 원료 100중량부에 대하여 규석 분말 25 내지 30중량%, 규사 분말 25 내지 40중량%, 백운석 분말 10 내지 15중량%, 활석 분말 25 내지 30중량%로 혼합된 규석질 원료 30 내지 80중량부와, 붕사 분말 30 내지 35중량%, 장석 분말 25 내지 40중량%, 석회석 분말 30 내지 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 내지 80중량부로 구성될 수 있다.
상기 사춤단계(S50)에서 폴리우레탄은 폴리올, 난연제, 프로필렌 카보네이트, 실리콘계 정포제, 아민계 경화촉진제 및 물로 구성된 제1조성물과,
이소시아네이트 화합물로 구성된 제2조성물을 포함하는 2액형으로 이루어진다.
상기 제1조성물은 폴리올 100 중량부를 기준으로 난연제 10~50 중량부, 프로필렌 카보네이트 10~15 중량부, 실리콘계 정포제 0.1~5 중량부, 아민계 경화촉진제 5~10 중량부 및 물 0.5~3.0 중량부로 이루어진다.
상기 제2조성물은 제1조성물의 폴리올 100 중량부를 기준으로 155~200 중량부로 이루어지되 이소시아네이트(-NCO)의 함량이 29 ~ 32 중량%인 이소시안이트 화합물이다.
상기 폴리올(polyol)은 통상적으로 폴리우레탄폼에 사용되는 폴리올을 이용할 수 있다. 이러한 폴리올로서는 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 다카알코올, 수산기 함유 디에틸렌계 폴리머 등이 있으며, 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디 올, 네오펜틸글리콜, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산, 글리세롤, 글리세롤프로폭실레이트, 트리메틸올프로판, 1,2,6-헥산트리올, 펜타에리트리올, 만니톨, 솔비톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 고급폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 고급폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 4,4' -디히드록시디페닐프로판, 폴리(디에틸렌글리콜)프탈레이트디올, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, n-부틸에탄올아민 등을 들 수 있다.
폴리에테르계 폴리올의 예로는 다가알콜, 당류, 및 방향족아민 등의 개시제로 환상에테르, 특히 프로필렌옥사이 드나 에틸렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가시켜 얻을 수 있는 폴리에테르계 폴리올을 들 수 있다. 또, 폴리올로서 폴리머폴리올 혹은 그래프트 폴리올로 불려지는 주로 폴리에테르계 폴리올 중에 비닐폴리머의 미립 자가 분산된 폴리올 조성물을 사용할 수도 있다.
상기 난연제는 난연성을 부여하기 위한 것으로, 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트(Tris(2-chloropropyl) phosphate), 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트(Tris(2-chloroethyl) phosphate), 염화파라핀(chlorinated paraffins) 등의 할로겐계 난연제, 트리에틸포스페이트(Triethyl phosphate) 등의 인계 난연제, 멜라민 시아누레이트 등의 질소계 난연제, 알루미늄 포스피네이트 등의 무기계 난연제 등이 사용될 수 있고, 이 중에서, 할로겐계 난연제 또는 인계 난연제 등을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 난연제 사용량은 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 10 ~ 50 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 10 중량부 미만으로 사용하는 경우 난연효과가 미미하고, 50 중량부를 초과하는 경우 폴리우레탄 조성물들의 반응성이 저하되므로 상기 범위로 사용하는 것이 적합하다.
상기 프로필렌 카보네이트는 재료분리 방지 및 점도강하를 위한 혼화제의 일종으로 내수성 및 내마모성을 개선하기 위한 목적으로 사용되는 재료인 것이다.
이에, 상기 프로필렌 카보네이트는 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 10~15 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 10 중량부 미만으로 사용하는 경우에는 상기 추가목적에 대한 효능을 얻기 어려우며, 15중량부를 초과하여 사용할 경우에는 폴리우레탄 조성물들의 반응성이 저하되므로 상기 범위로 사용하는 것이 적합하다.
상기 실리콘계 정포제는 셀의 균일화를 위해 적용되는 것으로써, 실리콘(silicon), 실리콘 글리콜 코폴리머(silicon glycol copolymer), 폴리실록산 에테르(polysiloxane ether) 등의 실리콘계 정포제를 사용하는 것이 좋다. 예를들면, F-220, F-230, F-260, F-305, F-307(일본 신에쓰화학공업주식회사 상품명), L-520, L-540, L-5,340, L-5,420(Union Carbicle사 상품명), DC-5604, DC-192, DC-193, DC-194, DC-195,(Dow Corning사 상품명) 등을 사용할 수 있다. 사용되는 실리콘계 정포제의 양은 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 0.1 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 반응물의 균일성이 저하되어 셀이 커져 폴리우레탄 조성물 사춤시 그 물성과 단열성이 떨어지게 되고, 5 중량부를 초과하는 경우 셀이 과도하게 개방되어 붕괴되는 현상이 발생될 수 있어 상기 범위로 사용한다.
상기 아민계 경화촉진제는 상온에서 경화시키는데 사용되는 것으로서, 특별히 제한되지는 않으나, 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 트리알킬아민, 4-디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민,2,4,6-트리스 (디메틸아미노메틸)페놀,1,8-디아자비사이클로 (5,4,0)-운데센 등의 아민 화합물 등을 들 수 있으며 이들을 단독 또는 혼합물로 이용하기도 하며, 바람직하게는 액상의 에틸렌 디아민(Ethylene Di Amine)을 사용하는 것이 좋다. 이러한 아민계 경화촉진제는 적용시 상기 폴리올 100중량부를 기준으로 5~10 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 이는 상기 아민계 경화촉진제의 첨가량이 5중량부 미만으로 함유될 경우 상온에서 경화되는 속도가 늦어 시공이 늦어지는 문제가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우에는 경화촉진 효과는 더 이상 현저히 향상되지 않고 오히려 조성물 소재들의 다른 물성을 저하시킬 우려가 있다.
본 발명에서는 발포제로 일반적으로 폴리우레탄 모르타르 사춤용 소재로 사용되는 발포제인 물을 사용하는 것을 특징으로 이때, 상기 물은 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 0.5 ~ 3.0 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 0.5 중량부 미만으로 사용하는 경우 발포체의 경도 및 비중이 매우 높아져 점도가 저하되고, 3.0 중량부를 초과하는 경우 과도한 발포에 의해 안정한 셀 구조의 발포체를 얻을 수 없어 발포체의 기계적 물성이 급격히 저하되므로 상기 범위로 사용하는 것이 적합하다.
상기 이소시아네이트 화합물은 분자내에 이소시아네이트기를 포함하고 있는 물질로서 이 이소시아네이트기는 상기 폴리올의 히드록시기와 반응하여 우레탄 결합을 생성하고 또한, 3개의 이소시아네이트기가 반응하여 삼량화됨으로써 이소시안우레이트를 형성하게 하는 역할을 한다. 이에 본 발명에서는 당업계에서 알려져 있는 이소시아네이트 화합물을 적용하는 것으로, 예를 들면 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이 소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸-시클로헥산(이소포론 디이소시아네이트), 2,4-헥사하이드로톨루엔 디이소 시아네이트, 2,6-헥사하이드로톨루엔 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트(수소화 MDI, 또는 HMDI), 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이 트(TDI), 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI), 나프틸렌-1,5-디이소시 아네이트, 트리페닐-메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트, 폴리페닐-폴리메틸렌-폴리이소시아네이트(crude MDI), 노르보르난 디이소시아네이트, m-이소시아네이토페닐 설포닐이소시아네이트, p-이소시아네이토페닐 설포닐이소 시아네이트, 과염소화 아릴 폴리이소시아네이트, 카르보디이미드-개질 폴리이소시아네이트, 우레탄-개질 폴리이 소시아네이트, 알로파네이트-개질 폴리이소시아네이트, 이소시아누레이트-개질 폴리이소시아네이트, 우레아-개질 폴리이소시아네이트, 뷰렛-함유 폴리이소시아네이트, 이소시아네이트-말단 프리폴리머 또는 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
단열재로 적합한 이소시아네이트 화합물로는 바람직하게 25 내지 35 범위의 NCO%값(바람직하기로는 29 내지 32의 NCO% 값)을 갖는 MDI, 폴리머릭 MDI 또는 crude MDI(p-MDI, 전형적으로는 중량평균분자량: 약 350 내지 420)일 수 있다. p-MDI는 전형적으로 상온에서 갈색 액상을 띄며, 점도 범위는 100 내지 3,000 cps(보다 구체적으로, 100 내지 300 cps) 범위를 나타낼 수 있다.
상기 제1조성물은 폴리올 100 중량부를 기준으로 난연제 10~50 중량부, 프로필렌 카보네이트 10~15 중량부, 실리콘계 정포제 0.1~5 중량부, 아민계 경화촉진제 5~10 중량부 및 물 0.5~3.0 중량부으로 혼합구성되되 이때 점도가 100~300cps으로 되어야한다. 그 이유로는 100cps 미만일 경우 반응이 빠르게 진행되고, 300cps를 초과할 경우에는 이후에 혼합되는 제2조성물이 과량 토출되어 반응성 저하 및 후발포의 발생이 일어날 수 있기 때문이다.
한편, 제2조성물은 이소시아네이트(-NCO)의 함량이 29 내지 32 중량%인 이소시아네이트 화합물을 제1조성물의 폴리올 100 중량부를 기중으로 155~200 중량부로 혼합하는 것으로 이때 155 중량부 미만이면 반응시간이 빠른 문제점을 가지고, 200 중량부를 초과할 경우에는 제2조성물이 과량 토출되어 후발포 및 초과 함량에 의한 문제점이 발생될 수 있다.
한편, 추가 보조제로 플라스틱(PL) 또는 알루미늄(AL) 등의 분말을 더 첨가할 수 있으며, 상기 추가 보조제는 제1조성물 제조시 폴리올 100 중량부를 기준으로 10~30 중량부로 첨가 되며, 창틀의 재질에 따라 합성수지재 창틀의 경우에는 플라스틱 분말의 추가 보조제를 더하고, 알루미늄 재질의 창틀의 경우에는 알루미늄 분말의 추가 보조제를 더하는 것이 바람직하다. 상기 추가 보조제의 한정된 첨가량은 미만일때는 창틀과의 결합력이 저감되고, 초과될 경우에는 생성된 발포제의 결착력이 저감된다.
실시예 : 제1조성물 및 제2조성물을 이용한 폴리우레탄 제조
사춤단계에서 사용되는 이액형 폴리우레탄이 제조는 100중량부를 기준으로 난연제 50 중량부, 프로필렌 카보네이트 15 중량부, 실리콘 1 중량부, 아민계 촉매 7 중량부 및 물 2중량부로 점도 300cps로 제1조성물을 준비하고,
제2조성물을 175 중량부로 준비하여 상기 제1조성물과 1:1 비율로 혼합하여 제조하였다.
상기 실시예에서 제조된 폴리우레탄의 경화시간은 25분, 제품밀도는 80 ㎏/㎥, 압축강도는 15 N/㎠, 열전도율은 0.02~0.04 W/mK, 수분 흡수율은 1.3 g/1000㎠으로 나타났으며, 창짝, 창틀, 유리무게의 합계인 50~150Kg/(m*245mm)를 견딜 수 있다.
본 발명의 일면에 있어서,
상기 사춤단계(S50)에서 발포건을 이용한 발포는 벽체와 창문틀 사이에 발포하여 사춤을 실시하는 것으로 창틀의 좌측, 우측, 상부 및 하부에 실시되되 창틀과 벽체사이 비어있는 안쪽으로부터 발포를 실시한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발포건의 측면도 및 부분도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발포건의 노즐의 평면도 및 결합카트리지부의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발포건의 배출부와 손잡이부의 단면도로, 상기 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 발포건을 하기에 설명한다.
상기 사춤단계(S40)에서 발포건은 손잡이부(12), 방아쇠 레버(14) 및 방아쇠 레버조절부(16)를 갖는 본체부(10)와 결합카트리지부(20)와 배출부(30)가 순차적으로 결합되어 있는 것으로
상기 본체부(10)는 결합카트리지부(20)와 연결되는 끝단영역에 제1조성물 저장용기 결합구(18a)와 제2조성물 저장용기 결합구(18b)가 형성되고, 결합되는 결합카트리지부(20) 내부로 제1조성물과 제2조성물을 배출하는 노즐(19)이 각각 연결설치되어 결합카트리지부(20)에 삽입되도록 돌출되게 형성되며,
상기 결합카트리지부(20)는 외측 상단에 클리너 용액이 내장된 클리너용기가 연결되는 클리너 결합구(22)가 형성되고, 그 내측으로는 클리너 용액을 배출하는 클리너 배출유로(24)가 구비되며, 내부에는 상기 제1조성물과 제2조성물이 각각의 노즐(19)을 통해 배출되어 혼합되는 혼합공간부(26)가 형성되어 있고,
상기 배출부(30)는 관형상으로 상기 결합카트리지부(20)의 혼합공간부(26)에서 혼합된 혼합액 및 클리너 용액을 배출하되 내부에 스태틱믹서(32)가 설치되어 있다.
상기 방아쇠 레버조절부(16)로 방아쇠 레버(14)의 유격을 조절하여 제1조성물 및 제2조성물의 배출량을 제어할 수 있다.
상기 결합카트리지부(20)의 클리너 결합구(22)는 클리너용기와 연결되되 연결시 밸브(28)가 설치된 추가 연결부재(미도시)를 통해 연결되며, 상기 밸브(28)는 클리너용액의 배출을 제어한다. 한편, 클리너용액은 제1조성물 및 제2조성물이 혼합되는 혼합공간부(26), 배출부(30) 내부를 세척하면서 배출된다.
상기 배출부(30)는 결합카트리지부(20)와 탈결착이 가능하며, 배출부(30)의 길이는 시공현장에 따라 그 길이를 다르게 적용할 수 있으며, 배출부(30)의 길이에 따라 스태틱믹서(32)의 길이도 다르게 적용된다.
상기 본체부(10)의 손잡이부(12) 내부에는 대용량 저장용기의 이송펌프(미도시)를 제어하는 이송펌프 제어부(13a)가 내장되고, 이송펌프 제어부(13a)의 이송펌프 제어부 스위치(13b)는 방아쇠 레버(14) 측으로 돌출되게 설치되어 방아쇠 레버(14) 작동에 의해 이송펌프 제어부 스위치(13b)가 연동되어 이송펌프 제어부(13a)가 ON-OFF 된다.
상기 이송펌프는 대용량의 제1조성물 및 제2조성물을 발포시 사용되는 것으로 이송펌프 제어부(13a)를 이송펌프 제어부 스위치(13b)를 이용하여 이송펌프를 제어하여 제1조성물 및 제2조성물의 배출을 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법은 창틀 내부에 우레탄계 조성물을 충진하여 단열, 기밀, 방음 등의 향상시켜 실내외 온도차에 의한 결로현상을 방지하고, 창틀시공시 창틀과 벽체 사이에 본 발명의 2액형의 폴리우레탄 조성물을 이용하여 사춤을 실시하여 창문의 하중과 진동에 의한 내구성이 저감되는 것을 방지하며, 2액형의 발포건을 이용하여 2액형의 비율 및 혼합이 간편하게 실시할 수 있으므로 시공이 간편하고, 시공에 드는 시간을 절감하며, 창틀의 좌측, 우측, 상측 및 하측에 사춤을 실시하여 단열성이 높게 이루어진다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술은 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 본체부 19 : 노즐
12 : 손잡이부 20 : 결합카트리지부
13a : 이송펌프 제어부 22 : 클리너 결합구
13b : 이송펌프 제어부 스위치 24 : 클리너 배출유로
14 : 방아쇠 레버 26 : 혼합공간부
16 : 방아쇠 레버 조절부 28 : 밸브
18a : 제1조성물 저장용기 결합구 30 : 배출부
18b : 제2조성물 저장용기 결합구 32 : 스태틱믹서

Claims (8)

  1. 금속 또는 합성수지 창틀바로 이루어진 창틀의 시공방법에 있어서,
    상기 시공방법은
    a) 창틀바 내부에 우레탄계 조성물을 충전하고, 4개의 창틀바들의 끝단들을 결착하여 직사각형 형태의 창틀을 준비하는 준비단계;
    b) 창틀이 설치되는 벽체에 샤시 고임목을 위치시키는 고임목 설치단계;
    c) 상기 고임목 설치단계에서 벽체에 위치된 샤시 고임목 상부면에 창틀의 샤시틀을 위치시키는 창틀 설치단계;
    d) 상기 창틀 설치단계에서 위치된 창틀의 샤시틀들을 시공피스로 고정하는 고정단계;
    e) 상기 샤시 고임목에 의해서 벽체와 창틀 사이에 발생된 틈으로 제1조성물과 제2조성물로 이루어진 폴리우레탄을 발포건으로 발포하는 사춤단계;
    f) 상기 사춤단계 후 발포된 폴리우레탄을 건조하는 건조단계;
    g) 창틀 및 벽체 외방으로 돌출된 폴리우레탄을 제거하는 정리단계; 및
    h) 창틀과 벽체가 이어지는 면을 실리콘으로 처리하는 완료단계;로 이루어지고,
    상기 사춤단계에서 발포건은 손잡이부, 방아쇠 레버 및 방아쇠 레버조절부를 갖는 본체부와 결합카트리지부와 배출부가 순차적으로 결합되어 있는 것으로
    상기 본체부는 결합카트리지부와 연결되는 끝단영역에 제1조성물 저장용기 결합구와 제2조성물 저장용기 결합구가 형성되고, 결합되는 결합카트리지부 내부로 제1조성물과 제2조성물을 배출하는 노즐이 결합카트리지부에 삽입되도록 돌출되게 형성되며,
    상기 결합카트리지부는 외측 상단에 클리너 용액이 내장된 클리너용기가 연결되는 클리너 결합구가 형성되고, 그 내측으로는 클리너 용액을 배출하는 클리너 배출유로가 구비되며, 내부에는 상기 제1조성물과 제2조성물이 노즐을 통해 배출되어 혼합되는 혼합공간부가 형성되어 있고,
    상기 배출부는 관형상으로 상기 결합카트리지부의 혼합공간부에서 혼합된 혼합액 및 클리너 용액을 배출하되 내부에 스태틱믹서가 설치되어 있으며,
    상기 본체부의 손잡이부 내부에는 대용량 저장용기의 이송펌프를 제어하는 이송펌프 제어부가 내장되고, 이송펌프 제어부의 이송펌프 제어부 스위치는 방아쇠 레버 측으로 돌출되게 설치되어 방아쇠 레버 작동에 의해 이송펌프 제어부 스위치가 연동되어 이송펌프 제어부가 ON-OFF 되는 것을 특징으로 하는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 준비단계에서 창틀바 내부에 충전되는 우레탄계 조성물은 주제와 경화제를 포함하는 이액형 우레탄계 조성물로 상기 주제는 우레탄 프리폴리머(prepolymer) 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트(polyisocyanate) 화합물의 이소시아누레이트(isocyanurate) 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유하여 이루어지고, 상기 경화제는 폴리올(polyol) 100중량부에 대하여 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 사춤단계에서 폴리우레탄은 폴리올, 난연제, 프로필렌 카보네이트, 실리콘계 정포제, 아민계 경화촉진제 및 물로 구성된 제1조성물과,
    이소시아네이트 화합물로 구성된 제2조성물을 포함하는 2액형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1조성물은 폴리올 100 중량부를 기준으로 난연제 10~50 중량부, 프로필렌 카보네이트 10~15 중량부, 실리콘계 정포제 0.1~5 중량부, 아민계 경화촉진제 5~10 중량부 및 물 0.5~3.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2조성물은 제1조성물의 폴리올 100 중량부를 기준으로 155~200 중량부로 이루어지되 이소시아네이트(-NCO)의 함량이 29 ~ 32 중량%인 이소시아네이트 화합물인 것을 특징으로 하는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 사춤단계에서 발포건을 이용한 발포는 벽체와 창문틀 사이에 발포하여 사춤을 실시하는 것으로 창틀의 좌측, 우측, 상부 및 하부에 실시되되 창틀과 벽체사이 비어있는 안쪽으로부터 발포를 실시하는 것을 특징으로 하는 단열성 강화를 위한 창틀 시공방법
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