KR102337831B1 - 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체 - Google Patents

창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체에 관한 것으로, 본 발명의 창틀 시공방법은 a) 벽체상에 사각틀체 형상의 프레임을 벽체에 임시 고정시킨 복수의 고정프레임을 통해 양측면을 지지하며 수평으로 위치시키는 단계; b) 상기 프레임을 프레임고정수단을 통해 상기 프레임과 벽체 사이에 밀폐된 공간부가 형성되도록 위치시키는 단계; c) 상기 공간부에 채움재를 충진하거나 또는 공간부를 양분하여 그 양분된 공간으로 폴리우레탄폼과 채움재를 각각 충진시킨 후 경화시켜 상호간을 일체로 결합시키는 단계; d) 상기 벽체에 단열재를 설치하고 그 단열재상에 석고보드를 접착고정시키는 단계; e) 상기 창틀과 벽체 사이에 형성된 외측 경계면에 실리콘을 도포하는 단계; 및 f) 상기 고정프레임과 프레임고정수단을 제거하는 단계;로 이루어진다. 한편, 본 발명의 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체는 창틀과 단열재 사이에 밀폐된 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 채움재가 충진되거나 또는 공간부를 양분하여 그 양분된 공간으로 폴리우레탄폼 및 채움재가 각각 충진되어 일체로 결합된 구조로 이루어진다.

Description

창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체{Window frame structure constructed by the method of construction and the method of construction to prevent shaking of the window frame}
본 발명은 창호 개폐시 창틀의 좌/우 측부 및 상/하부 떨림을 효율적으로 감쇠시켜 창틀 떨림 현상에 대한 하자 발생을 예방할 수 있도록 한 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 창호 조립체는 건물 내부를 외부와 차단시키기 위한 목적으로 창이나 출입구 등의 개구부에 설치되는 각종 창이나 문을 일컫으며, 사용 재료에 따라 목제 창호 조립체, 금속제 창호 조립체, 플라스틱제 창호 조립체 등으로 분류할 수 있다.
이 같은 창호 조립체는 보통, 창문과 상기 창문의 둘레 면에 결합되는 창문프레임을 포함하여 이루어지면서 벽면의 개구부에 구축된 창틀에 슬라이딩 이동되도록 설치된다.
창문프레임의 경우 창문의 상/하측 둘레에 결합되는 두 수평측 창문프레임과 상기 창문의 좌/우측 둘레에 결합되는 두 수직측 창문프레임을 포함하여 이루어지며, 이때 상기 두 수평측 창문프레임의 양 끝단과 상기 두 수직측 창문프레임의 양 끝단간 결합을 통해 사각틀 구조의 창문프레임을 이루게 된다.
한편, 상기 두 수평측 창문프레임과 두 수직측 창문프레임간의 결합은 통상, 상호간의 결합 부위에 결합구조물을 추가로 제공한 후, 이러한 결합구조물을 이용하여 체결하는 것이 일반적이며, 이에 관련되서는 한국 등록특허공보 제10-0770056호, 한국 등록특허공보 제10-1051883호, 한국 등록실용신안공보 제20-0435118호, 한국 등록특허공보 제10-1157086호, 한국 등록실용신안공보 제20-0433016호, 한국 등록실용신안공보 제20-0428785호, 한국 등록실용신안공보 제20-0416683호, 한국 등록실용신안공보 제20-0355510호, 한국 공개특허공보 제10-2016-0072656호 등에 개시된 바와 같다.
하지만, 전술된 종래기술에 따른 결합구조물은 상기 각 창문프레임의 끝단에 구비되는 각종 부가적인 설치부재(예: 기밀부재 등)의 설치상 간섭 및 동작상 간섭을 회피하여 구성하도록 이루어짐에 따라, 각 창문프레임의 내부 구조가 다소 복잡해지는 문제점이 있었다.
게다가, 전술된 종래기술에 따른 결합구조물은 각 창문프레임의 내측 중에서도 중앙측 부위에 결합되도록 구성됨에 따라, 상기 각 창문프레임들의 테두리측 부위의 경우 서로 정확히 일치되지 못하고 일부 들뜸 현상이나 겹침 현상이 발생되어 미관을 해칠 뿐 아니라, 창문프레임의 테두리측 부위의 들뜸 현상이 원인이 되어 창틀의 좌/우 측부 및 상/하부 떨림 현상을 더욱 가속화시켰다.
한국 등록특허공보 제10-0770056호(보강재가 삽입된 창호 연결구 및 이를 이용한 창호구조, 2007.10.24. 공고) 한국 등록특허공보 제10-1051883호(창호의 보강구조, 2011.07.26. 공고) 한국 등록실용신안공보 제20-0435118호(피브이시 창호용 프레임의 결합구조, 2007.01.09. 공고)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 창틀과 벽체 사이의 이격 공간에 충격감쇠력과 완충지지력이 월등한 채움재를 충진하여, 창호 개폐시 창틀 떨림 현상에 대한 하자 발생을 예방할 수 있도록 하는 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체를 제공함에 있다.
그러나, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명한 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제를 포함할 수 있다.
상기 해결과제를 달성하기 위한 본 발명의 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법은, 콘크리트 벽체에 결합되어 건축물의 창문을 형성하는 금속 또는 비금속 재질의 창틀을 시공함에 있어서, a) 콘크리트 벽체상에 사각틀체 형상의 프레임을 콘크리트 벽체에 임시 고정시킨 복수의 고정 프레임을 통해 양측면을 지지하며 수평으로 위치시키는 단계; b) 상기 프레임을 프레임 고정수단을 통해 상기 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 밀폐된 공간부가 형성되도록 위치시키는 단계; c) 상기 공간부에 채움재를 충진시킨 후 경화시키거나 또는 상기 공간부상에 공간이 분할되도록 차단 판을 설치하여 양분된 공간을 형성하고 그 양분된 공간으로 폴리우레탄폼과 채움재를 각각 충진시킨 후 경화시켜 상호간을 일체로 결합시키는 단계; d) 상기 벽체에 단열재를 설치하고 그 단열재상에 석고보드를 접착고정시키는 단계; e) 상기 창틀과 벽체 사이에 형성된 외측 경계면에 실리콘을 도포하는 단계; 및 f) 상기 고정 프레임과 프레임 고정수단을 제거하는 단계;로 이루어진다.
상기 채움재 및 폴리우레탄폼의 충진은 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 형성된 공간부 내측에서부터 외측 방향으로 발포건 또는 호스를 매개로 연결된 발포장치를 사용하여 충진시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 형성되는 공간부는 폭이 5 - 200㎜, 너비가 10 - 300㎜ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 폴리우레탄폼은 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유한 주제와, 폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유한 경화제가 1:0.1-2.0의 중량비율로 혼합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 채움재는 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%가 혼합되어 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 석분은 황토 분말 25 - 30중량%, 벤토나이트 분말 20 - 30중량%, 고령토 분말 15 - 20중량%, 점토 분말 20 - 40중량%로 혼합된 점토질 원료 100중량부에 대하여 규석 분말 25 - 30중량%, 규사 분말 25 - 40중량%, 백운석 분말 10 - 15중량%, 활석 분말 25 - 30중량%로 혼합된 규석질 원료 30 - 80중량부 및 붕사 분말 30 - 35중량%, 장석 분말 25 - 40중량%, 석회석 분말 30 - 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 - 80중량부로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 해결과제를 달성하기 위한 본 발명의 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체는, 콘크리트 벽체에 결합되어 건축물의 창문을 형성하는 창틀(F)과, 상기 창틀(F)과 동일선상에 위치하는 벽체(W)에 설치되는 단열재(I)와, 상기 단열재(I)상에 접착고정되는 석고보드(B)로 구성된 창틀 구조체에 있어서, 상기 창틀(F)과 단열재(I) 사이에는 폭이 5 - 200㎜, 너비가 10 - 300㎜ 인 밀폐된 공간부(S)가 형성되고, 상기 공간부(S)에는 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%로 혼합된 채움재(20)가 충진되거나 또는 상기 공간부(S)상에 양분된 공간이 마련되고 그 양분된 공간으로 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유한 주제와, 폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유한 경화제가 1:0.1-2.0의 중량비율로 혼합된 폴리우레탄폼(10) 및 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%로 혼합된 채움재(20)가 각각 충진되어 일체로 결합된 구조로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 석분은 황토 분말 25 - 30중량%, 벤토나이트 분말 20 - 30중량%, 고령토 분말 15 - 20중량%, 점토 분말 20 - 40중량%로 혼합된 점토질 원료 100중량부에 대하여 규석 분말 25 - 30중량%, 규사 분말 25 - 40중량%, 백운석 분말 10 - 15중량%, 활석 분말 25 - 30중량%로 혼합된 규석질 원료 30 - 80중량부 및 붕사 분말 30 - 35중량%, 장석 분말 25 - 40중량%, 석회석 분말 30 - 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 - 80중량부로 이루어질 수 있다.
본 발명의 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체에 의하면, 창호 개폐시 창틀의 좌/우 측부 및 상/하부 떨림을 효율적으로 감쇠시켜 창틀 떨림 현상에 대한 하자 발생을 예방할 수 있으며, 그에 따라 창틀 떨림에 의한 소음 차단, 창틀의 단부 손상 방지, 그리고 하자보수에 따른 경제적 손실을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 창틀 시공방법에 대한 순서를 나타낸 블록도.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 창틀 시공방법에 대한 순서를 나타낸 블록도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법은,
콘크리트 벽체에 결합되어 건축물의 창문을 형성하는 금속 또는 비금속 재질의 창틀을 시공함에 있어서,
a) 콘크리트 벽체상에 사각틀체 형상의 프레임을 콘크리트 벽체에 임시 고정시킨 복수의 고정 프레임을 통해 양측면을 지지하며 수평으로 위치시키는 단계;
b) 상기 프레임을 프레임 고정수단을 통해 상기 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 밀폐된 공간부가 형성되도록 위치시키는 단계;
c) 상기 공간부에 채움재를 충진시킨 후 경화시키거나 또는 상기 공간부상에 공간이 분할되도록 차단 판을 설치하여 양분된 공간을 형성하고 그 양분된 공간으로 폴리우레탄폼과 채움재를 각각 충진시킨 후 경화시켜 상호간을 일체로 결합시키는 단계;
d) 상기 벽체에 단열재를 설치하고 그 단열재상에 석고보드를 접착고정시키는 단계;
e) 상기 창틀과 벽체 사이에 형성된 외측 경계면에 실리콘을 도포하는 단계; 및
f) 상기 고정 프레임과 프레임 고정수단을 제거하는 단계;로 이루어진다.
상기 창틀은 콘크리트 벽체에 결합되어 각종 건축물의 창을 형성하는 것으로, 그 재질은 금속 또는 비금속으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 즉, 목제, 금속제, 플라스틱제 등, 시공환경에 따라 창틀의 재질을 적의 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서는 PVC계 고분자 수지, 이산화티타늄, 탄산칼슘, 활제, 산화방지제 및 충격보강제로 이루어진 창틀을 사용할 수 있으며, 상기 열거한 성분들의 조합으로 이루어진 창틀은 높은 내충격성을 갖으며, 산화로 인한 부식도 방지할 수 있다.
일 예로써, 상기 창틀은 PVC계 고분자 수지 100중량부에 대하여 이산화티타늄 2 - 10중량부, 탄산칼슘 10 - 30중량부, 활제 5 - 10중량부, 산화방지제 1 - 5중량부, 충격보강제 1 - 5중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 PVC계 고분자 수지는 폴리염화비닐 단독 또는 공중합체를 포함하는 PVC계 수지를 사용할 수 있으며, 공중합체의 경우에는 폴리염화비닐과 공중합할 수 있는 단량체를 원료로 하여, 예컨대 현탁중합, 괴상중합, 유화중합 또는 미세현탁중합에 의해 제조될 수 있다.
폴리염화비닐 단량체와 공중합할 수 있는 단량체로는, 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 알파-시아노아크릴산, 메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 시아노에틸아크릴레이트, 비닐아세테이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메타아크릴아마이드, N-메틸오아크릴아마이드, N-부톡시메타크릴아마이드, 에틸비닐에테르, 클로롤에틸비닐에테르, 알파-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 클로로스티렌, 비닐나프탈렌, 비닐리덴클로라이드, 비닐브로마이드, 비닐클로로아세테이트, 비닐아세테이트, 비닐피리딘 및 메틸비닐케톤을 들 수 있으며, 이들로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 폴리염화비닐 수지의 중합도는 100 내지 3000, 입자 크기는 50 내지 300㎛ 인 것을 사용하는 것이 좋다.
상기 창틀을 이루는 구성성분 중, 이산화티타늄(Titanium dioxide, TiO2)은 창틀의 내후성을 보강하기 위한 목적으로 함유된다.
이때, 상기 이산화티타늄이 최적의 기능을 발휘하기 위해서는 PVC 고분자 수지 100중량부에 대하여 2 내지 10중량부로 함유됨이 바람직하다. 상기 이산화티타늄이 2중량부 미만으로 함유될 경우 자외선(UV)에 의한 변색이 쉽게 발생하고, 10중량부를 초과하여 함유될 경우 분자구조의 특이성으로 인해 다른 성분이 지닌 기능을 억제시키거나 상쇄시킨다.
상기 창틀을 이루는 구성성분 중, 탄산칼슘(CaCO3)은 내충격성을 보강하기 위한 목적으로 함유된다.
상기 탄산칼슘은 PVC계 고분자 수지 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부로 함유됨이 바람직하다. 이는 탄산칼슘이 10중량부 미만으로 함유될 경우 내충격성 보강 기능이 발휘되지 않으며, 30중량부를 초과하여 함유될 경우 다른 성분과의 혼합이 용이하게 이루어지지 않기 때문이다.
상기 창틀의 구성성분인 활제는, 내화학성을 보강하기 위한 목적으로 함유된다. 예컨대, 몬탄 왁스, 지방산 에스테르, 트리글리세라이드 또는 이들의 부분 에스테르, 글리세린 에스테르, 폴리에틸렌 왁스, 파라핀 왁스, 금속비누계 윤활제, 아마이드계 윤활제 중에서 선택되는 어느 하나의 성분 또는 둘 이상으로 조합된 성분을 사용할 수 있다.
상기 활제가 최적의 기능을 발휘하기 위해서는 PVC계 고분자 수지 100중량부에 대하여 5 내지 10중량부로 함유됨이 바람직하다. 상기 활제가 5중량부 미만으로 함유될 경우 내화학성의 기능 발휘가 미미하고, 10중량부를 초과하여 함유될 경우 내화학성은 우수해지는 반면, 내충격성 또는 내후성은 상대적으로 약화된다.
상기 창틀을 구성하는 성분인 산화방지제는 산화 진행 속도를 지연시키기 위한 목적으로 함유된다. 예컨대, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-벤질-4-메틸페놀, 스테아릴 3-(3-5-디-tert-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스-(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 4-노닐페놀, 2-2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부티페놀), 2,5-디-tert-부틸-히드로퀴논, 4,4',4''-(1-메틸-1-프로파닐-3-알리덴)-트리스-2-(1,1-디메틸에틸)-5-메틸페놀, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에타트리톨 디포스레이트, 테트라키스메틸렌메탄, 트리스포스페이트 중에서 선택된 어느 하나의 성분 또는 이들의 조합으로 이루어진 성분을 사용할 수 있다.
상기 산화방지제는 PVC계 수지 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 함유됨이 바람직하다. 이는 1중량부 미만으로 함유될 경우 산화 억제 능력이 현저히 감소하고, 5중량부를 초과하여 함유될 경우 필요 이상의 양이 함유되어 비경제적이기 때문이다.
상기 창틀을 구성하는 성분인 충격보강제는 외부 충격에 대한 내구성을 확보하기 위해 함유되는 것으로, 예컨대 아크릴계 또는 염소화 폴리에틸렌계 중에서 선택되는 어느 하나의 성분을 사용할 수 있다.
상기 충격보강제는 PVC계 고분자 수지 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 함유됨이 바람직하다. 이때, 상기 충격보강제가 1중량부 미만으로 함유될 경우 비교적 약한 충격에도 쉽게 파손될 수 있고, 5중량부를 초과하여 함유될 경우 필요 이상의 양이 함유됨으로 인해 비경제적인 문제가 따른다.
상기한 바와 같은 성분들로 이루어진 창틀은, 강한 외부 충격에도 충분히 대응할 수 있음은 물론, 휨이나 변형을 최소화할 수 있으며, 산화에 의한 부식을 방지할 수 있는 이점을 내포한다.
한편, 본 발명의 창틀 시공방법에 있어서, 상기 a)단계는 콘크리트 벽체에 시공 대상 위치를 선정하고, 시공 대상 위치가 선정되면 콘크리트 벽체상에 사각틀체 형상의 프레임을 콘크리트 벽체에 임시로 고정시킨 복수의 고정 프레임을 통해 양측면을 지지하며 수평으로 위치시킨다. 상기 고정 프레임은 창틀 설치를 위해 가설치되는 것이므로, 이를 고려하여 상기 사각틀체 형상의 프레임을 시공함이 바람직하다.
본 발명의 b)단계는, a)단계의 프레임을 프레임 고정수단을 통해 상기 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 밀폐된 공간부가 형성되도록 위치시킨다. 상기 프레임 고정수단은 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 공간부를 형성시키기 위해 가설치되는 것으로, 예컨대 고임목 등을 프레임 고정수단으로써 사용할 수 있다.
상기 c)단계에서는 공간부에 채움재만을 충진시키거나 또는 공간부에 폴리우레탄폼과 채움재를 동시에 충진시킬 수 있다. 즉, 두 가지의 실시예 중에서 시공환경요소 등을 고려하여 어느 하나의 실시예를 선택적으로 실시할 수 있다.
먼저, 제1실시예에 따르면 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 공간부에 채움재를 충진시킨 후 경화시킬 수 있다. 또한, 제2실시예에 따르면 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 공간부상에 공간이 분할되도록 차단 판을 설치하여 양분된 공간을 형성하고 그 양분된 공간으로 폴리우레탄폼과 채움재를 각각 충진시킨 후 경화시켜 상호간을 일체로 결합시킬 수 있다.
여기서, 상기 공간부의 너비(깊이)는 10 내지 300㎜로 형성하고, 폭(높이)은 5 내지 200㎜로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 창틀의 좌/우 측부 및 상/하부 떨림 방지를 위한 최적의 조건을 갖춘 수치범위이기 때문이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폴리우레탄폼은 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체 0.5 내지 3.0중량부를 함유한 주제와, 폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 내지 5중량부, 실리콘계 정포제 1 내지 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 내지 5중량부, 물 1 내지 5중량부를 함유한 경화제가 1:0.1-2.0의 중량비율로 혼합된 것일 수 있다.
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.
이때, 상기 우레탄 프리폴리머는 말단에 이소시아네이트기(-NCO)를 가질 수 있다. 여기서, 2관능 폴리올은 1분자당 하이드록시기를 2개 가지는 화합물을 의미하고, 3관능 폴리올은 1분자당 하이드록시기를 3개 가지는 화합물을 의미한다. 또, 폴리에스테르 폴리올은 복수의 에스테르 결합 및 복수의 하이드록시기를 가지는 화합물을 의미한다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체는 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 크실릴렌디이소시아네이트(XDI), 나프탈디이소시아네이트(NDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 등의 각종 폴리디이소시아네이트 화합물의 3량체이다.
상기 3량체는 1종의 폴리이소시아네이트 화합물의 3량체 또는 2종 이상의 폴리이소시아네이트 화합물, 예컨대 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)와 톨루엔디이소시아네이트(TDI)와 혼합 3량체이다. 또한, 상기 3량체의 말단 작용기는 3작용 전부가 이소시아네이트기(NCO기)이다.
본 발명에서는 상기 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체로서, 예컨대 TDI 이소시아누레이트 3량체(타케니이트 D24, 미츠이가가쿠 SKC 폴리우레탄 가부시키가이샤 제조), HDI 이소시아누레이트 3량체(스미쥴 N3300, 스미카바이엘우레탄 가부시키가이샤 제조), IPDI 이소시아누레이트 3량체(T1890, 에보닉재팬 가부시키가이샤 제조), HDI와 TDI의 혼합 이소시아누레이트 3량체(데스모듈 HL, 스미카바이엘우레탄 가부시키가이샤 제조) 등을 상업적으로 입수하여 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 폴리우레탄폼을 조성하는 성분으로 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체가 함유됨에 따라, 폴리우레탄폼의 내습열 등을 향상시킬 수 있게 되었다. 이는 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체의 화합물 중에 존재하는 이소시아누레이트 고리가 조성물 중의 응집력 발현에 기여하기 때문이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체는 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 0.5 내지 3.0중량부로 함유함이 바람직하다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체가 0.5중량부 미만으로 함유될 경우 폴리우레탄계 조성물 중의 이소시아누레이트 고리의 존재량이 감소하여 응집력이 저하되고, 그 결과 내습열이 약화되는 현상이 발생하며, 3.0중량부를 초과하여 함유될 경우 NCO기의 존재량이 많아지게 되어 폴리우레탄폼이 경화되었을 때, 응력이 집중되면서 계면 파괴의 우려가 있다.
본 발명의 폴리우레탄폼을 구성하는 경화제는 폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 내지 5중량부, 실리콘계 정포제 1 내지 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 내지 5중량부, 물 1 내지 5중량부를 함유하여 이루어질 수 있다.
상기 폴리올은, 예를 들어 폴리올 개시제, 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 다가알코올, 수산기 함유 디에틸렌계 폴리머 등을 들 수 있다.
상기 폴리올 개시제의 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 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.
상기 폴리에테르계 폴리올의 예로는 다가알코올, 당류 및 방향족 아민 등의 개시제로 환상에테르, 특히 프로필렌옥사이드나 에틸렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가시켜 얻을 수 있는 폴리에테르계 폴리올을 들 수 있다. 또한, 폴리에테르계 폴리올 중에 비닐폴리머의 미립자가 분산된 폴리올 조성물을 사용할 수도 있다.
상기 프로필렌 카보네이트는 혼합된 물질의 분리 방지 및 점도강하를 위한 혼화제의 일종으로써, 본 발명에서는 이액형 폴리우레탄계 조성물의 내수성 및 내마모성을 개선하기 위한 목적으로 사용되는 물질이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로필렌 카보네이트는 폴리올 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 함유됨이 바람직하다. 이는 상기 프로필렌 카보네이트가 1중량부 미만으로 함유되면 물질간 분리 방지 및 점도강하에 대한 기능 발현이 미미하고, 상기 프로필렌 카보네이트가 5중량부를 초과하여 함유되면 다른 물질과의 반응성이 현저히 저하되기 때문이다.
상기 실리콘계 정포제는 셀의 균일화를 위해 사용되는 물질로써, 예컨대 실리콘, 실리콘 글리콜 코폴리머, 폴리실록산 에테르 등의 실리콘계 정포제를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 F-220, F-230, F-260, F-305, F-307(일본 신에쓰화학공업주식회사 제조), L-520, L-540, L-5340, L-5420(Union Carbicle사 제조) 등을 상업적으로 입수하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘계 정포제의 함량은 폴리올 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 함유됨이 바람직하다.
상기 실리콘계 정포제가 1중량부 미만으로 함유되면 반응물과의 균일성 내지는 단열성이 저하될 수 있고, 상기 실리콘계 정포제가 5중량부를 초과하여 함유되면 셀이 과도하게 개방되어 물성이 약해질 우려가 있다.
상기 아민계 경화촉진제는 본 발명에 따른 이액형 폴리우레탄계 조성물을 상온에서 온전히 경화시키기 위한 목적으로 함유하는 것으로써, 예컨대 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 트리알킬아민, 4-디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비사이클로 (5,4,0)-운데센 등의 아민 화합물 중 어느 하나의 물질 또는 둘 이상으로 조합된 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 아민계 경화촉진제는 폴리올 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 함유됨이 바람직하다. 상기 아민계 경화촉진제가 1중량부 미만으로 함유되면 경화속도가 늦어지는 문제가 발생할 수 있고, 상기 아민계 경화촉진제가 5중량부를 초과하여 함유되면 경화촉진 기능이 더 이상 향상되지 않고 오히려 다른 물질들의 물성을 저하시킬 우려가 있다.
상기 물은 발포제로서의 기능을 하는 물질로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 물은 폴리올 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부로 함유됨이 바람직하다. 상기 물이 1중량부 미만으로 함유되면 경도 및 비중이 높아져 조성물의 점도가 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 상기 물이 5중량부를 초과하여 함유되면 과도한 발포에 의해서 안정적인 셀 구조의 조성물을 얻을 수 없다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 채움재는 석분 40 내지 60중량%, 백토 10 내지 15중량% 및 물 30 내지 45중량%가 혼합된 것일 수 있다. 상기와 같은 성분들이 혼합되어 이루어진 채움재는 창틀 떨림 방지를 위한 주요 요소로써, 창호 개폐시 발생되는 떨림이나 진동을 효과적으로 감쇠(減衰)시키는 기능을 발휘한다. 또한, 상기 채움재는 흐름성과 반응성이 우수하고 창호가 개폐되는 과정에서 창호의 단부에 면 접촉되는 창틀의 강도를 월등히 향상시킬 수 있다.
특히, 상기한 기능 발휘를 위해서, 채움재의 구성성분 중, 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 80중량부 및 붕사 분말 30 내지 35중량%, 장석 분말 25 내지 40중량%, 석회석 분말 30 내지 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 내지 80중량부로 이루어질 수 있다.
황토 분말, 벤토나이트 분말, 고령토 분말, 점토 분말이 혼합된 점토질 원료는 다공질로 이루어져 있어서 충격을 감쇠시킬 수 있는 완충지지력이 탁월하다. 또한, 점토질 원료는 수분을 함유한 공기가 원활하게 순환될 수 있도록 하여 결로현상 등을 방지할 수 있게 된다.
규석 분말, 규사 분말, 백운석 분말, 활성 분말이 혼합된 규석질 원료는 비교적 비중이 작은 물질로서, 점토질 원료와 마찬가지로 다공질로 이루어져 있어서 충격 감쇠 능력이 탁월할 뿐만 아니라, 구성성분들의 비중이 작으므로 경량화를 가능토록 한다. 이를 위해서는 상기 규석질 원료는 점토질 원료 100중량부에 대하여 30 내지 80중량부로 함유됨이 바람직하다. 상기 규석질 원료가 30중량부 미만으로 함유되면 충격 감쇠 효과가 미미하고, 상기 규석질 원료가 80중량부를 초과하여 함유되면 다른 물질과의 혼합이 곤란할 뿐 아니라 제형이 불안정한 상태가 된다.
붕사 분말, 장석 분말, 석회석 분말이 혼합된 장석질 원료는 성분간의 결합력 증진과 내구성 증진을 위한 목적으로 함유된다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 상기 장석질 원료는 점토질 원료 100중량부에 대하여 30 내지 80중량부로 함유됨이 바람직하다. 상기 장석질 원료가 30중량부 미만으로 함유되면 석분을 이루는 성분들간의 결합력이 약해지고, 상기 장석질 원료가 80중량부를 초과하면 석분을 구성하는 성분들간의 결합력이 과다하게 증가되어 각 성분이 지닌 기능적 특성을 발휘하기 어렵다.
상기한 바와 같은 폴리우레탄폼 및 채움재의 충진은, 본 발명의 실시예에 따라서 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 형성된 공간부 내측에서부터 외측 방향으로 통상의 발포건 또는 호스를 매개로 연결된 발포장치 등을 사용하여 충진시킬 수 있다.
본 발명의 d)단계에서는 상기 벽체에 단열재를 설치하고, 상기 단열재상에 석고보드를 접착고정시킨다. 상기 d)단계에서는 석고보드상에 미관을 미려하게 보이기 위한 벽지 도배공정을 추가로 수행할 수도 있다.
이어서, 상기 창틀과 벽체 사이에 형성된 외측 경계면에 실리콘을 도포하는 e)단계를 수행한 다음, 가설치된 고정 프레임, 프레임 고정수단을 제거하는 f)단계를 수행한다. 상기 공간부의 공간을 양분하기 위해 차단 판을 설치한 경우에는 이 차단판도 제거한다.
한편, 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 창틀 구조체는,
콘크리트 벽체에 결합되어 건축물의 창문을 형성하는 창틀(F)과, 상기 창틀(F)과 동일선상에 위치하는 벽체(W)에 설치되는 단열재(I)와, 상기 단열재(I)상에 접착고정되는 석고보드(B)로 구성된 창틀 구조체에 있어서,
상기 창틀(F)과 단열재(I) 사이에는 폭이 5 - 200㎜, 너비가 10 - 300㎜ 인 밀폐된 공간부(S)가 형성되고, 상기 공간부(S)에는 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%로 혼합된 채움재(20)가 충진되거나 또는 상기 공간부(S)상에 양분된 공간이 마련되고 그 양분된 공간으로 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유한 주제와, 폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유한 경화제가 1:0.1-2.0의 중량비율로 혼합된 폴리우레탄폼(10) 및 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%로 혼합된 채움재(20)가 각각 충진되어 일체로 결합된 구조로 이루어진다.
상기 채움재(20)를 구성하는 성분 중, 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 80중량부 및 붕사 분말 30 내지 35중량%, 장석 분말 25 내지 40중량%, 석회석 분말 30 내지 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 내지 80중량부로 이루어질 수 있다.
이하, 실시예와 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
석분 400g, 백토 150g, 물 450g을 혼합 후 양생시켜 본 발명에 따른 채움재를 제작하였다.
이때, 상기 석분은 황토 분말 30중량%, 벤토나이트 분말 30중량%, 고령토 분말 15중량%, 점토 분말 25중량%로 혼합된 점토질 원료 200g에 대하여 규석 분말 30중량%, 규사 분말 35중량%, 백운석 분말 10중량%, 활석 분말 25중량%로 혼합된 규석질 원료 100g 및 붕사 분말 35중량%, 장석 분말 30중량%, 석회석 분말 35중량%로 혼합된 장석질 원료 100g을 혼합하였다. 제작된 채움재는 80㎜(가로)×80㎜(세로)×20㎜(높이)의 크기로 절단하여 시험을 위한 샘플로써 준비하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 제조된 채움재와 비교하기 위한 대조군으로 일반PU폼을 입수하였으며, 이를 80㎜(가로)×80㎜(세로)×20㎜(높이)의 크기로 절단하여 시험을 위한 샘플로써 준비하였다.
[시험예]
채움재 적용 유무에 따른 창호 개폐시 창틀 떨림의 효과를 검증하고자, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 샘플을 정밀 측정 장비를 통해 창틀 변위량을 총 5회에 걸쳐 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
시험조건 실시예 1 실시예 2
1 2㎜ 변형시 하중(N) 5.823 111
10㎜ 변형시 하중(N) 8.672 286
2 2㎜ 변형시 하중(N) 5.838 119
10㎜ 변형시 하중(N) 8.971 249
3 2㎜ 변형시 하중(N) 5.807 114
10㎜ 변형시 하중(N) 9.528 313
4 2㎜ 변형시 하중(N) 6.328 111
10㎜ 변형시 하중(N) 9.707 264
5 2㎜ 변형시 하중(N) 5.529 100
10㎜ 변형시 하중(N) 8.790 259
평균(N) 9.374 274.5
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 경우 창호 개폐시 창틀 변위량의 평균 값이 9.374N, 실시예 2의 경우 274.5N으로 나타나 채움재를 적용한 실시예 1이 일반PU폼을 적용한 실시예 2 보다 창호 떨림 저감 능력이 상대적으로 월등함을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법 및 그 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체에 대한 실시예를 설명하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 자명하다.
W : 벽체 S : 공간부
F : 창틀 I : 단열재
10 : 폴리우레탄폼 20 : 채움재
40 : 석고보드

Claims (8)

  1. 콘크리트 벽체에 결합되어 건축물의 창문을 형성하는 금속 또는 비금속 재질의 창틀을 시공함에 있어서,
    a) 콘크리트 벽체상에 사각틀체 형상의 프레임을 콘크리트 벽체에 임시 고정시킨 복수의 고정 프레임을 통해 양측면을 지지하며 수평으로 위치시키는 단계;
    b) 상기 프레임을 프레임 고정수단을 통해 상기 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 밀폐된 공간부가 형성되도록 위치시키는 단계;
    c) 상기 공간부상에 공간이 분할되도록 차단 판을 설치하여 양분된 공간을 형성하고 그 양분된 공간으로 폴리우레탄폼과, 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%가 혼합되어 이루어진 채움재를 각각 충진시킨 후 경화시켜 상호간을 일체로 결합시키는 단계;
    d) 상기 벽체에 단열재를 설치하고 그 단열재상에 석고보드를 접착고정시키는 단계;
    e) 상기 창틀과 벽체 사이에 형성된 외측 경계면에 실리콘을 도포하는 단계; 및
    f) 상기 고정 프레임과 프레임 고정수단을 제거하는 단계;로 이루어지고,
    상기 석분은 황토 분말 25 - 30중량%, 벤토나이트 분말 20 - 30중량%, 고령토 분말 15 - 20중량%, 점토 분말 20 - 40중량%로 혼합된 점토질 원료 100중량부에 대하여 규석 분말 25 - 30중량%, 규사 분말 25 - 40중량%, 백운석 분말 10 - 15중량%, 활석 분말 25 - 30중량%로 혼합된 규석질 원료 30 - 80중량부 및 붕사 분말 30 - 35중량%, 장석 분말 25 - 40중량%, 석회석 분말 30 - 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 - 80중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 채움재 및 폴리우레탄폼의 충진은, 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 형성된 공간부 내측에서부터 외측 방향으로 발포건 또는 호스를 매개로 연결된 발포장치를 사용하여 충진시키는 것을 특징으로 하는 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임과 콘크리트 벽체 사이에 형성되는 공간부는, 폭이 5 - 200㎜, 너비가 10 - 300㎜ 인 것을 특징으로 하는 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄폼은, 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유한 주제와,
    폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유한 경화제가 1:0.1-2.0의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 콘크리트 벽체에 결합되어 건축물의 창문을 형성하는 창틀(F)과, 상기 창틀(F)과 동일선상에 위치하는 벽체(W)에 설치되는 단열재(I)와, 상기 단열재(I)상에 접착고정되는 석고보드(B)로 구성된 창틀 구조체에 있어서,
    상기 창틀(F)과 단열재(I) 사이에는 폭이 5 - 200㎜, 너비가 10 - 300㎜ 인 밀폐된 공간부(S)가 형성되고, 상기 공간부(S)상에 양분된 공간이 마련되고 그 양분된 공간으로 우레탄 프리폴리머 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 변성체 0.5 - 3.0중량부를 함유한 주제와, 폴리올 100중량부에 대하여 프로필렌카보네이트 1 - 5중량부, 실리콘계 정포제 1 - 5중량부, 아민계 경화촉진제 1 - 5중량부, 물 1 - 5중량부를 함유한 경화제가 1:0.1-2.0의 중량비율로 혼합된 폴리우레탄폼(10) 및 석분 40 - 60중량%, 백토 10 - 15중량%, 물 30 - 45중량%로 혼합된 채움재(20)가 각각 충진되어 일체로 결합된 구조로 이루어지고,
    상기 석분은 황토 분말 25 - 30중량%, 벤토나이트 분말 20 - 30중량%, 고령토 분말 15 - 20중량%, 점토 분말 20 - 40중량%로 혼합된 점토질 원료 100중량부에 대하여 규석 분말 25 - 30중량%, 규사 분말 25 - 40중량%, 백운석 분말 10 - 15중량%, 활석 분말 25 - 30중량%로 혼합된 규석질 원료 30 - 80중량부 및 붕사 분말 30 - 35중량%, 장석 분말 25 - 40중량%, 석회석 분말 30 - 40중량%로 혼합된 장석질 원료 30 - 80중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 창틀 떨림 방지를 위한 창틀 시공방법에 의해 시공된 창틀 구조체.
  8. 삭제
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