KR102650016B1 - 다중 단열 프로젝트 창호 - Google Patents

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KR102650016B1
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김영두
김승환
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경기단열 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 다중 단열 프로젝트 창호를 개시하며, 건물에 고정되며 메인프레임과 상기 메인프레임의 사이에 설치되는 중간프레임으로 이루어진 창틀부와, 상기 창틀부로부터 회전 가능하게 설치되며, 상기 메인프레임 및/또는 상기 중간프레임에 지지되는 창문프레임과 2중 유리패널을 지지하는 유리지지프레임으로 이루어지는 창문부를 포함하는 프로젝트 창호에 있어서, 상기 메인프레임은 실외를 향하는 전방메인프레임과 실내를 향하는 후방메인프레임으로 구성되고, 상기 전방메인프레임과 상기 후방메인프레임의 사이에 상기 건물을 향하는 방향과 상기 유리지지프레임을 향하는 양측으로 폴리아미드 소재의 마감단열부재가 설치되며, 상기 마감단열부재의 사이에 상기 전방메인프레임과 상기 후방메인프레임을 연결하는 폴리아미드 소재의 연결단열부재를 포함하는 것이다.

Description

다중 단열 프로젝트 창호{Multiple Insulation Project Windows}
본 발명은 다중 단열 프로젝트 창호에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 창문의 내부와 외부를 완벽히 차단해줄 수 있는 폴리아미드 소재의 단열부재가 설치되며, 단열연결부재를 통해 단열부재간의 결합력을 높이고 빈 공간을 없앰으로써, 우수한 단열성능을 나타내는 단열 성능이 향상된 프로젝트 창호에 관한 것이다.
건축물에는 조망이나 채광, 환기 등의 목적으로 창문이 설치되고 있으며, 개폐가 가능한 창호에는 창문을 상하로 개 폐하는 프로젝트(Project; PJ) 창과, 좌우로 개폐하는 케이스먼트(Casement; CM) 창이 널리 적용되고 있으나, 구조가 튼튼하여 보안성이 우수한 프로젝트창이 더 많이 선호되고 있다.
프로젝트창은 고층건물에서 필요한 내풍압 성능 등을 만족하기 위하여 주로 알루미늄으로 창호 프레임을 만들어 사용하고 있고, 알루미늄 재질은 높은 강도와, 신축이 적고, 내구성이 뛰어나며, 발화온도가 기존의 목재나 플라스틱 재질보다 높아 화재에도 우수한 특성을 보이지만, 열전도율이 높아 실내외의 열손실이 크다는 단점을 가 진다.
일반적으로 프로젝트창은, 건축물의 외벽 일부 또는 전체에 유리를 설치하는 커튼월 구조에 환기와 통풍을 목적으로 실내, 외의 개방을 위해 설치되는 창호이다. 이러한, 프로젝트창은 실내, 외의 개방을 위해 커튼월의 구조 프레임에 고정된 창틀프레임의 일측에 창문프레임이 힌지결합되어 창틀프레임으로부터 돌출되게 열리는 구조로 이루어져 있다.
또한, 창문프레임의 일측에는 핸들을 구비한 잠금수단이 마련되어 창문프레임을 닫아 밀폐상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.
창문프레임의 열림 각도는 제한되어 있으며, 열리는 방향에 따라 위 열기, 아래 열기 또는 옆 열기 구성의 다양한 프로젝트창이 사용되고 있다.
그러나, 프로젝트창의 특성상 실내, 외를 개방하는 역할을 수행하므로 항상 단열성의 문제가 발생되었다. 특히, 현대 건축물이 초고층화, 밀집화 될 수록 창호의 크기 역시 커질 수밖에 없는 상황이어서 높은 강도와 신축이 적고, 내구성이 뛰어난 알루미늄재질을 사용하여 창틀 및 창문 프레임을 제조하고 있는데, 이러한 알루미늄은 열전도율이 높아 열손실이 큰 단점이 있다.
이에, 알루미늄의 열전도에 의한 열손실을 최소화하기 위한 다양한 기술이 개발되어 왔는데, 그 대표적인 종래 기술로는 단열복합의 프로젝트 이중창은 단열성능을 향상시키기 위해 2중창으로 구성하고, 창문 프레임을 제1,2 샤시부재로 구분한 다음 제1,2섀시부재를 단열재에 의해 연결하는 구조로 되어 있다.
그러나, 종래기술의 창문 프레임을 제1,2샤시부재로 구분하고 이들을 단열재에 의해 연결하여 직접적인 열전도에 의한 열손실을 방지하였으나, 여전히 대류에 의한 열전도에 따른 열손실이 발생되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록번호 제10-2065295호(공고일 2020년 01월 10일)
본 발명의 목적은, 창문의 내부와 외부를 완벽히 차단해줄 수 있도록 메인프레임에 마감단열부재와 폴리아미드 소재의 연결단열부재를 설치함으로써, 단열 성능이 향상된 프로젝트 창호를 제공하는 것이다.
본 발명의 사상에 따른 다중 단열 프로젝트 창호는, 건물에 고정되며 메인프레임과 상기 메인프레임의 사이에 설치되는 중간프레임으로 이루어진 창틀부와, 상기 창틀부로부터 회전 가능하게 설치되며, 상기 메인프레임 및/또는 상기 중간프레임에 지지되는 창문프레임과 2중 유리패널을 지지하는 유리지지프레임으로 이루어지는 창문부를 포함하는 프로젝트 창호에 있어서, 상기 메인프레임은 실외를 향하는 전방메인프레임과 실내를 향하는 후방메인프레임으로 구성되고, 상기 전방메인프레임과 상기 후방메인프레임의 사이에 상기 건물을 향하는 방향과 상기 유리지지프레임을 향하는 양측으로 폴리아미드 소재의 마감단열부재가 설치되며, 상기 마감단열부재의 사이에 상기 전방메인프레임과 상기 후방메인프레임을 연결하는 폴리아미드 소재의 연결단열부재를 포함하고, 상기 마감단열부재는 마감단열몸체와, 상기 마감단열몸체의 일측으로 다방향 절곡되어 상기 후방메인프레임에 결합되는 제1마감단열결합부와, 상기 제1마감단열결합부와 대향하여 상기 전방메인프레임에 결합되도록 라운딩 절곡 형성되는 제2마감단열결합부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 후방메인프레임과 상기 제1마감단열결합부의 사이와 상기 전방메인프레임과 상기 제2마감단열결합부의 사이에 실리콘접착제가 도포될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 연결단열부재는 내부에 구획되는 다수개의 상기 공간이 마련되어 공기층을 형성하는 연결단열몸체와, 상기 연결단열몸체의 양단으로 상기 후방메인프레임과 상기 전방메인프레임에 삽입 고정되도록 삼각형상의 연결단열결합부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 연결단열결합부에는 억지끼움홈이 더 형성되고, 상기 후방메인프레임과 상기 전방메인프레임의 각 프레임결합홈부에는 억지끼움돌기가 형성될 수 있다.
상기 폴리아미드 소재의 단열부는 폴리아미드 100 중량부, 유리섬유 40 내지 60 중량부, 규산염 결정체 10 내지 30 중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머 10 내지 20 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 성능이 향상된 프로젝트 창호를 제공함에 의해 달성된다.
상기 폴리아미드 소재의 단열부는 폴리아미드는 폴리아미드 6, 폴리아미드 12, 폴리아미드 66, 폴리아미드 6/66, 폴리아미드 6/12, 폴리아미드 6/6T, 폴리아미드6/6I 및 이들의 공중합체로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하여 구성된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 규산염 결정체는 규산염 광물을 1500 내지 2000
Figure 112023014703879-pat00001
의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 용융하고, 용융된 규산염 광물을 10 내지 20일 동안 숙성시켜 제조되는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 규산염 결정체는 0.2 내지 0.6 나노미터의 입자크기를 나타내며, SiO3 및 Na2SiO3로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌-부텐 공중합체 또는 에틸렌-옥텐 공중합체로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폴리아미드 소재의 단열부에는 상기 폴리아미드 100 중량부 대비 첨가제 5 내지 10 중량부가 더 함유되며, 상기 첨가제는 폴리실록산으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 다중 단열 프로젝트 창호에는, 창문의 내부와 외부를 완벽히 차단해줄 수 있도록 메인프레임에 마감단열부재와 폴리아미드 소재의 연결단열부재를 설치함으로써, 창틀부와 창문부의 단열 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝트 창호를 보여주는 사시도이고,
도 2는 도 1에서 A-A선 단면도이고,
도 3은 도 1에서 B-B선 단면도이고,
도 4는 도 3에서 C부분의 확대도이고,
도 5는 도 3에서 D부분의 확대도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝트 창호에서 마감단열부재와 연결단열부재의 사시도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2”등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서 사용되는 용어 "상단", "하단", "전방", "후방" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝트 창호를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A-A선 단면도이고, 도 3은 도 1에서 B-B선 단면도이고, 도 4는 도 3에서 C부분의 확대도이고, 도 5는 도 3에서 D부분의 확대도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝트 창호에서 마감단열부재와 연결단열부재의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조할 때, 본 발명에서의 프로젝트 창호는, 창틀부(100)와 창문부(200) 그리고 창틀부(100)의 메인프레임(110)에 설치되는 마감단열부재(300)와 연결단열부재(320)로 하여 알루미늄 프레임으로만 이루어지는 창호의 단열 성능을 향상시킨 것이다.
먼저, 창틀부(100)는 창호의 외곽둘레를 형성하는 프레임부재로서, 건물에 틀 형상으로 설치되는 메인프레임(110)과, 메인프레임(110)의 수평 방향을 따라 사이에 수직하게 설치되는 중간프레임(120)으로 이루어질 수 있다.
메인프레임(110)은, 창틀의 외곽둘레를 형성하는 사각관 형상의 프레임부재로서, 창호의 외곽둘레에 설치되며 내부에 중공부위가 형성된 알루미늄 등과 같은 금속재의 프레임 또는 PVC(Polyvinyl Chloride) 등과 같은 합성수지재로 이루어져 있다.
이러한 메인프레임(110)의 내부공간에는 복수개의 격벽이 설치되어 복수개의 공간으로 구획 형성된 구조체 형상의 프레임으로 이루어져 있는 것도 가능함은 물론이다.
중간프레임(120)은 메인프레임(110)의 수평 방향을 따라 사이에 소정의 거리 이격되어 설치되며, 메인프레임(110)과 동일하게 내부에 중공부위가 형성된 알루미늄 등과 같은 금속재의 프레임 또는 PVC(Polyvinyl Chloride) 등과 같은 합성수지재로 이루어져 있다.
상기 중간프레임(120)에 의하여 일정 구간씩 구획되며, 구획 구간에 창문부(200)가 회전 개방되도록 설치될 수 있다.
상기 창문부(200)는 양단의 메인프레임(110)과 중간프레임(120)의 사이에도 설치될 수 있으며, 창문프레임(210)과, 유리패널(230)을 지지하는 유리지지프레임(220)으로 이루어질 수 있다.
창문프레임(210)은 메인프레임(110) 및/또는 중간프레임(120)의 사이에 설치되어 회전에 의해 개폐되는 부위로서, 메인프레임(110)과 동일하게 내부에 중공부위가 형성된 알루미늄 등과 같은 금속재의 프레임 또는 PVC(Polyvinyl Chloride) 등과 같은 합성수지재로 이루어져 있다.
상기 창문프레임(210)에는 창문부(200)의 폐쇄시 폐쇄시 록킹하도록 레버(도면번호 미부여)와 끼워맞춤되는 걸림부재가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 창문프레임(210)에는 미도시되었지만, 각도조절장치가 설치되어 소정의 각도로 회전 개방될 수 있다.
그리고 유리지지프레임(220)에는 2중 또는 3중으로 형성되도록 다수의 유리패널(230) 사이에 스페이서(232)를 설치하고, 스페이서(232)의 외측은 실링재(234)를 삽입하여 2장의 유리패널(230) 내부를 밀폐시키고 기밀성을 향상시킬 수 있다.
상기 유리패널(230)은 도시된 바와 같이 소정 간격으로 이격되는 2중의 유리로 스페이서(232)에 의하여 소정의 간격을 형성할 수 있다.
여기서 본 발명의 특징에 따라 메인프레임(110)은 실외를 향하는 전방메인프레임(112)과 실내를 향하는 후방메인프레임(114)으로 구성될 수 있다.
후방메인프레임(114)은 캡 형태일 수 있다.
그리고 후방메인프레임(114)과 전방메인프레임(112)의 사이에는 공간을 형성하고, 상기 공간의 양측으로 즉, 건물을 향하는 방향과 유리지지프레임(220)을 향하는 양측으로 마감단열부재(300)가 설치되며, 마감단열부재(300)의 사이 공간에 전방메인프레임(112)과 후방메인프레임(114)을 연결하는 연결단열부재(320)를 포함하는 것이다.
상기 마감단열부재(300)와 연결단열부재(320)는 폴리아미드 소재로 이루어질 수 있다.
상기 폴리아미드 소재의 단열부는 폴리아미드 100 중량부, 유리섬유 40 내지 60 중량부, 규산염 결정체 10 내지 30 중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머 10 내지 20 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 폴리아미드 소재의 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)는 열전도율이 낮고 우수한 난연성을 나타낼 뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성을 나타낸다.
상기 유리섬유는 40 내지 60 중량부가 함유되며, 상기 폴리아미드에 혼합되어 충전재의 역할을 하기 때문에 상기 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)의 내충격성과 같은 기계적 물성을 향상시킬 뿐만 아니라, 유리섬유 자체가 가지고 있는 내화성 및 난연성으로 인해 난연성능을 부여하는 역할을 한다.
상기 유리섬유의 함량이 40 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 유리섬유의 함량이 60 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상기 폴리아미드 대비 유리섬유의 함량이 지나치게 증가하기 때문에, 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)의 외관품질과 탄성률 등이 저하될 수 있다.
또한, 상기 규산염 결정체는 10 내지 30 중량부가 함유되며, SiO3 및 Na2SiO3O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는데, 상기에 기재된 규소화합물이 함유된 규산염 결정체는 우수한 난연성을 나타내어 상기 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)의 난연성을 월등하게 향상시키는 역할을 한다.
이때, 상기 규산염 결정체는 규산염 광물을 1500 내지 2000
Figure 112023014703879-pat00002
의 온도로 10 내지 20시간 동안 가열하여 용융하고, 용융된 규산염 광물을 10 내지 20일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 수득하는 과정으로 이루어진다.
상기 가열온도가 1500
Figure 112023014703879-pat00003
미만이면, 규산염 광물이 유동성 및 점성을 갖는 액체상태로 용융되기 어려울 수 있고, 상기 가열온도가 2000
Figure 112023014703879-pat00004
를 초과하게 되면 과잉 온도 공급에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으며, 에너지 소비량만 증가되므로 바람직하지 못하다.
또한, 상기 가열시간이 10시간 미만이면, 규산염 광물이 충분히 용융되기 어려울 수 있고, 가열시간이 20시간을 초과하게 되면, 필요 이상의 열처리 시간에 따른 상승 효과는 그다지 크지 않으므로 상기에 기재된 가열시간을 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 숙성은 10 내지 20일 동안 이루어지는데, 상기 숙성시간이 10일 미만이면, 규산염 결정체의 수득이 어렵고, 상기 숙성시간이 20일을 초과하게 되면 규산염 결정체의 입자크기가 1.0 내지 4.0 나노미터로 비대하게 커질 수 있으므로 바람직하지 못하다. 즉, 상기와 같은 숙성시간을 거치게 되면, 거의 기체상태의 물질로 이온화된 0.2 내지 0.6 나노미터의 입자크기를 나타내는 규산염 결정체가 수득된다.
상기와 같이 0.2 내지 0.6 나노미터의 입자크기를 나타내는 규산염 결정체는 상기 폴리아미드 수지 성분에 고르게 분산되어 균일하고 우수한 난연성을 부여하게 되는데, 상기 규산염 결정체의 입자크기가 0.2 나노미터 미만이면 규사염 결정체가 폴리아미드 수지 성분에 고르분 분산되지 못하고 뭉치는 현상이 발생할 수 있으며, 상기 규산염 결정체의 입자크기가 0.6 나노미터를 초과하게 되면 입자크기가 지나치게 커서 비표면적이 줄어들어 상기의 효과가 미미해질 뿐만 아니라, 상기 폴리아미드 수지에 고르게 혼합되지 못하기 때문에 균일한 난연효과를 나타낼 수 없다.
또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 10 내지 20 중량부가 함유되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌-부텐 공중합체 또는 에틸렌-옥텐 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하며, 용융온도가 38 내지 77
Figure 112023014703879-pat00005
이고 무늬 점도가 23 내지 37㎖/g인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어지는 폴리올레핀 엘라스토머가 함유되면 상기 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)의 탄성률이 월등하게 향상되어 외력에 의해 쉽게 파손되거나 변형되지 않는 물성을 나타낸다.
상기 폴리올레핀 엘라스토머의 함량이 10 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머의 함량이 30 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 유리섬유나 규산염 결정체의 함량이 지나치게 내충격성이나 난연성이 지나치게 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 상기 폴리아미드 소재의 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)에는 상기 폴리아미드 100 중량부 대비 첨가제 5 내지 10 중량부가 더 함유되며, 상기 첨가제는 폴리실록산으로 이루어지는데, 상기의 성분으로 이루어지는 첨가제는 폴리아미드와의 반응성이 우수하며, 잘 용융도어 혼련되는데, 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)의 표면특성과 굴곡강도 및 충격강도 등을 향상시킬 뿐만 아니라, 단열부의 슬립성을 향상시켜 표면마찰력을 저하시키기 때문에, 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)가 마찰력에 의해 파손 또는 변형되지 않고 오랜기간 물성을 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 첨가제의 함량이 5 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 첨가제의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 첨가제의 함량이 지나치게 다량으로 첨가되어 마감단열부재(300) 및 연결단열부재(320)의 표면특성이나 슬립성이 오히려 저하될 수 있다.
도 4에 도시된 확대 단면도 또는 도 6의 사시도를 참고하면 먼저, 마감단열부재(300)는 금형을 통해 일체로 제작되며, 일직선 상태로 이어지는 마감단열몸체(310)와, 마감단열몸체(310)의 일측으로 다방향 절곡되어 후방메인프레임(114)에 결합되는 제1마감단열결합부(312)와, 제1마감단열결합부(312)와 대향하여 전방메인프레임(112)에 결합되도록 라운딩 절곡 형성되는 제2마감단열결합부(314)로 구성될 수 있다.
상기 후방메인프레임(114)에는 단면이 "I"자형으로 돌출되는 부분에 의하여 후방메인결합공간(114a)이 마련되고, 상기 후방메인결합공간(114a)상에 제1마감단열결합부(312)가 삽입 위치되는 구조이다.
상기 제1마감단열결합부(312)는, 마감단열몸체(310)의 단부측에서 일체로 이어지는 "ㄷ"자 형의 절곡결합구(312a)와 절곡결합구(312a)에서 직교하여 공간 방향으로 돌출되는 "ㄴ"자형의 돌출결합구(312b)로 이루어지게 된다.
절곡결합구(312a)의 일부와 돌출결합구(312b)의 일부가 후방메인결합공간(114a)에 삽입 위치되는 구조이다.
이어서 전방메인프레임(112)에는 전방메인홈부(112a)가 공간 방향을 향하여 형성되고, 전방메인홈부(112a)에 삽입 위치되도록 제2마감단열결합부(314)는 라운드 형태로 절곡되며, 라운드진 부분이 전방메인홈부(112a)에 위치된다.
그리고 후방메인프레임(114)과 제1마감단열결합부(312)의 절곡결합구(312a)의 사이에 실리콘접착제(118)가 도포 설치되며, 이와 같이 전방메인프레임(112)과 제2마감단열결합부(314)의 사이에도 실리콘접착제(118)가 도포될 수 있다.
그리고 연결단열부재(320)는 내부에 공간이 마련되는 사각틀 형상으로 제작되며, 내부에 구획되는 다수개의 공간(321a)이 마련되어 공기층을 형성하는 연결단열몸체(310)와 연결단열몸체(310)의 양단으로 후방메인프레임(114)과 전방메인프레임(112)에 삽입 고정되도록 삼각형상의 연결단열결합부(322)로 이루어질 수 있다.
연결단열몸체(310)는 직육면체 형태이며, 칸막이로 구획되어 다수개의 공간(321a)이 나란히 마련될 수 있으며, 공간(321a)으로는 공기층이 형성되어 단열 효과를 높일 수 있다.
이어서 상기 연결단열결합부(322)의 형상에 따라 후방메인프레임(114)과 전방메인프레임(112)에는 공간을 향하여 프레임결합홈부(116)를 형성하게 된다.
그리고 프레임결합홈부(116)에는 사다리꼴 형상의 억지끼움돌기(116a)가 돌출 형성되고, 억지끼움돌기(116a)에 대응되도록 연결단열결합부(322)의 중앙에 억지끼움홈(322a)이 더 형성되어 상호 억지끼움으로 결합되어질 수 있다.
한편, 유리지지프레임(220)의 양단으로 마감단열부재(300)와 마주하도록 인서트 사출 성형되는 유리지지단열부재(330)가 설치될 수 있다.
유리지지단열부재(330)에는 마감단열부재(300)를 향하는 일면으로 수직홈(332)이 나란히 두 개 정도 형성되되, 수직 방향으로 깊이를 가지면서 형성되고 일측으로 개방되어 진다.
그리고 유리지지단열부재(330)의 단부측으로 사다리꼴의 삽입돌기부(324)가 일체로 형성되고, 외부를 향하는 타단으로 돌기턱(335)이 형성될 수 있다.
돌기턱(335)은 "ㄴ"자 형태로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 수직홈(332)에는 단열연결핀(340)이 삽입 설치되며, 단열연결핀(340)에는 연결머리부(332)와, 연결머리부(332)로부터 일체로 이어져서 수평하게 돌출되는 연결핀부(344)를 형성하게 된다.
따라서 마감단열부재(300) 중 유리지지프레임(220)을 향하는 마감단열부재(300)에는 선택적으로 연결홀(311)이 형성되고, 상기 연결홀(311)에 단열연결핀(340)의 연결핀부(344)가 관통 설치될 수 있다.
상기 연결홀(311)은 수직 방향으로 장축을 가지는 타원형태로 형성되며, 유리지지프레임(220)을 향하여 적어도 두 개 정도 나란히 형성되며, 일면을 관통하여 공간과 연통될 수 있다.
그리고 도 5에서와 같이, 창문프레임(210)의 내부 공간으로부터 설치되어 유리패널(230)을 지지하는 유리지지프레임(220)을 다시 보다 자세히 설명하면, 창문프레임(210)의 내부 공간에 위치하는 제1지지프레임(222)과 제1지지프레임(222)으로부터 일체로 이어져서 유리패널(230)을 포함하도록 형성되는 제2지지프레임(224)으로 구성될 수 있다.
제1지지프레임(222)은 내부에 공간을 형성하며, 완충부재를 이용하여 창문프레임(210)과 지지된다.
또한, 제1지지프레임(222)에는 단열발포소재인 단열폼(223)이 설치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 단열폼(223)은 ＰＵ 경화폼으로서 강도를 높이고 중심부까지 밀도를 동일하게 한 것이다. 액체 형상의 폴리올과 이소시아네이트 및 기타 첨가제를 포함하여 혼합 가공할 수 있다.
이와 같은 단열폼(223)은 고단열 재질로, 일단 경화가 된 이후에는 온도변화(-50 ~ 115℃의 조건에서 실험)에 따른 변형이 없다.
이 경우 단열폼(223)의 기본물성은, 열전도도가 0.03 ~ 0.08W/mK이고, 탄성계수가 800 ~ 1200MPa이며, 인장강도가 5 ~ 7MPa이고, 기공입자의 크기가 80 ~ 150㎛으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 기본물성으로 이루어진 블록형 단열폼(223)을 알루미늄 창호의 단열브릿지로 사용함으로써, 실내, 외측 프레임 사이의 열전달을 차단하여 창호의 단열 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러 일정한 강도를 가질 수 있도록 함으로써 창호의 내풍압 성능을 개선할 수 있다.
그리고 제2지지프레임(224)에는 앞서 설명한 유리지지단열부재(330)가 인서트 사출될 수 있도록 공간이 마련되어 진다.
즉, 제2단열몸체(322)로부터 이어지는 삽입돌기부(324)에 대응되어 삽입돌기홈(224a)이 제2지지프레임(224)에 형성되고, 돌기턱(325)이 위치되는 부분에는 연장편(224b)이 형성되어 질 수 있다.
그리고 유리지지프레임(220)의 제1지지프레임(222)과 유리패널(230)의 사이에는 커튼윌 공법으로 일정 크기로 실링부재(400)가 도포되고, 실링부재(400)의 형상을 유지하면서 유리패널(230)을 지지하도록 실링부재(400)에 노턴테이프(402)가 설치될 수 있다.
상기 실링부재(400)로는 접촉 충격을 완충하고 접촉시 기밀성을 유지하도록 고무, 실링부재(silicon)이나 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 등과 같은 다양한 실링재를 사용하는 것도 가능함은 물론이다.
노턴테이프(402)는 실링부재(400)에 접착력을 제공하여 실링부재(400)가 경화되기까지 견고히 부착되도록 하는 것이다.
또한, 창문프레임(210)에도 앞서 설명한 단열폼(223)이 설치될 수 있으며, 유리패널(230)과의 사이에 실링기밀부재(410)가 삽입 설치되고, 실링기밀부재(410)에는 가스켓(420)을 설치하여 빈 공간을 없애서 단열 효과가 높아질 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 다중 단열 프로젝트 창호는, 창문의 내부와 외부를 완벽히 차단해줄 수 있도록 전방메인프레임(112)과 후방메인프레임(114)의 사이에 폴리아미드 소재의 마감단열부재(300)와 연결단열부재(320)를 설치함으로써, 창틀부와 창문부의 단열 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 유리지지프레임(220)에 유리지지단열부재(330)를 설치하고, 유리지지단열부재(330)와 마감단열부재(300)를 단열연결핀(340)으로 연결하여 단열부재간의 결합력을 높임으로 하여 결합력의 향상은 물론, 빈 공간을 없애서 단열 효과가 높아질 수 있다.
그리고 유리지지프레임(220)의 제1지지프레임(222)과 유리패널(230)의 사이에 실링부재(400)와 노턴테이프(402)가 설치되어 기밀성을 높일 수 있다.
또, 유리패널(230)과의 사이에 실링기밀부재(410)가 삽입 설치되고, 실링기밀부재(410)에는 가스켓(420)을 설치하여 빈 공간을 없애서 단열 효과가 높아질 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 단열 성능이 향상된 프로젝트 창호에 적용되는 연결단열부재의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 연결단열부재의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 규산염 결정체의 제조
규산염 광물의 표면에 존재하는 이물질을 제거한 후 용광로에서 1650
Figure 112023014703879-pat00006
의 온도로 13시간 동안 가열하여 용융시킨 후, 용융된 규산염 광물을 13일 동안 숙성시켜 규산염 결정체를 제조하였다.
<실시예 1>
폴리아미드 100 중량부, 유리섬유 50 중량부, 상기 제조예 1을 통해 제조된 규산염 결정체 20 중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머(에틸렌-부텐 공중합체)를 압출기에 투입한 후에, 280
Figure 112023014703879-pat00007
의 온도로 압출하여 연결단열부재를 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 규산염 결정체 10 중량부를 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 규산염 결정체 30 중량부를 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 폴리아미드 100 중량부 대비 첨가제(폴리실록산) 8 중량부를 더 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 2와 동일하게 진행하되, 상기 폴리아미드 100 중량부 대비 첨가제(폴리실록산) 8 중량부를 더 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 3과 동일하게 진행하되, 상기 폴리아미드 100 중량부 대비 첨가제(폴리실록산) 8 중량부를 더 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
<비교예 1>
폴리아마이드 100 중량부, 유리섬유 50 중량부, 데카브로모디페닐에테르 33중량부 및 고무 10 중량부를 혼합하여 280
Figure 112023014703879-pat00008
의 온도에서 압출성형하여 연결단열부재를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 규산염 결정체 5 중량부를 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 제조예 1을 통해 제조된 규산염 결정체 50 중량부를 혼합하여 연결단열부재를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 연결단열부의 난연성, 굴곡강도 및 충격강도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 단열부의 난연성은 UL94의 기준으로 측정하였으며, 굴곡강도는 ASTM D790에 의거하여 두께 1/8 인치 시편을 사용하여 스팬(span) 50mm 조건하에서 측정하였고, 충격강도는 ASTM D256에 의거하여 두께 1/8 인치 시편을 사용하여 상온(23
Figure 112023014703879-pat00009
에서 시편에 노치를 내어 아이조드 충격강도를 측정하였다.}
<표 1>
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 6을 통해 제조된 단열부는 난연성, 굴곡강도 및 충격강도가 모두 우수한 것을 알 수 있으며, 특히 실시예 4 내지 6을 통해 제조된 연결단열부는 굴곡강도와 충격강도가 더욱 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 연결단열부의 동 마찰계수와 외관품질을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
{단, 단열부의 동마찰계수는 ASTM D1894에 의거하여 사각형의 시편을 장치한 후 1000g의 하중을 가하면서 200mm/min의 속도로 시편을 이동시켜 발생되는 동마찰을 측정하는 방법을 이용하였다.
또한, 외관품질은 제조된 연결단열부의 외관을 육안으로 관찰하고 손으로 만져 표면의 거칠기를 확인하는 방법을 이용하였다.
◎:매끄러운 표면,
Figure 112023014703879-pat00010
일부 거친표면 발생, Х:전체적으로 거칠고 균열 등이 발생}
<표 2>
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 6을 통해 제조되는 연결단열부는 마찰계수가 낮고 외관품질이 우수한 것을 알 수 있으며, 특히, 실시예 4 내지 6은 첨가제로 폴리실록산이 더 함유되어 마찰계수와 외관품질이 더욱 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 단열 성능이 향상된 프로젝트 창호는 창문의 내부와 외부를 완벽히 차단해줄 수 있는 폴리아미드 소재의 연결단열부재를 설치함으로써, 창틀부와 창문부의 단열 성능을 향상시킨다.
또한, 난연성, 굴곡강도 및 충격강도가 우수할 뿐만 아니라, 마찰계수가 낮고 외관품질이 우수한 단열부가 적용되어 우수한 외관품질을 나타낼 뿐만 아니라, 단열성능을 오랜 기간 동안 유지할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
100 : 창틀부 110 : 메인프레임
112 : 전방메인프레임 112a : 전방메인홈부
114 : 후방메인프레임 114a : 후방메인결합공간
116 : 프레임결합홈부 116a : 억지끼움돌기
118 : 실리콘접착제 120 : 중간프레임
200 : 창문부 210 : 창문프레임
220 : 유리지지프레임 222 : 제1지지프레임
223 : 단열폼 224 : 제2지지프레임
224a : 삽입돌기홈 224b : 연장편
230 : 유리패널 232 : 스페이서
234 : 실링재 300 : 마감단열부재
310 : 마감단열몸체 312 : 제1마감단열결합부
312a : 절곡결합구 312b : 돌출결합구
314 : 제2마감단열결합부 320 : 연결단열부재
321 : 연결단열몸체 321a : 공간
322 : 연결단열결합부 322a : 억지끼움홈
330 : 유리지지단열부재 332 : 수직홈
334 : 삽입돌기부 335 : 돌기턱
340 : 단열연결핀 342 : 연결머리부
344 : 연결핀부 400 : 실링부재
402 : 노턴테이프 410 : 실링기밀부재
420 : 가스켓

Claims (5)

  1. 건물에 고정되며 메인프레임과 상기 메인프레임의 사이에 설치되는 중간프레임으로 이루어진 창틀부와,
    상기 창틀부로부터 회전 가능하게 설치되며, 상기 메인프레임 및/또는 상기 중간프레임에 지지되는 창문프레임과 2중 유리패널을 지지하는 유리지지프레임으로 이루어지는 창문부를 포함하는 프로젝트 창호에 있어서,
    상기 메인프레임은 실외를 향하는 전방메인프레임과 실내를 향하는 후방메인프레임으로 구성되고,
    상기 전방메인프레임과 상기 후방메인프레임의 사이에 상기 건물을 향하는 방향과 상기 유리지지프레임을 향하는 양측으로 폴리아미드 소재의 마감단열부재가 설치되며,
    상기 마감단열부재의 사이에 상기 전방메인프레임과 상기 후방메인프레임을 연결하는 폴리아미드 소재의 연결단열부재를 포함하고,
    상기 폴리아미드 소재의 연결단열부재는 폴리아미드 100 중량부, 유리섬유 40 내지 60 중량부, 규산염 결정체 10 내지 30 중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머 10 내지 20 중량부로 이루어지며,
    상기 규산염 결정체는 0.2 내지 0.6 나노미터의 입자크기를 나타내며, SiO3 및 Na2SiO3O로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌-부텐 공중합체 또는 에틸렌-옥텐 공중합체로 이루어지며, 용융온도가 38 내지 77℃이고 무늬 점도가 23 내지 37㎖/g이고,
    상기 폴리아미드 소재의 연결단열부재에는 상기 폴리아미드 100 중량부 대비 첨가제 8 중량부가 더 함유되며,
    상기 첨가제는 폴리실록산으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 단열 프로젝트 창호.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마감단열부재는,
    마감단열몸체와,
    상기 마감단열몸체의 일측으로 다방향 절곡되어 상기 후방메인프레임에 결합되는 제1마감단열결합부와,
    상기 제1마감단열결합부와 대향하여 상기 전방메인프레임에 결합되도록 라운딩 절곡 형성되는 제2마감단열결합부를 포함하는, 다중 단열 프로젝트 창호.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 후방메인프레임과 상기 제1마감단열결합부의 사이와,
    상기 전방메인프레임과 상기 제2마감단열결합부의 사이에 실리콘접착제가 도포되는, 다중 단열 프로젝트 창호.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결단열부재는,
    내부에 구획되는 다수개의 공간이 마련되어 공기층을 형성하는 연결단열몸체와,
    상기 연결단열몸체의 양단으로 상기 후방메인프레임과 상기 전방메인프레임에 삽입 고정되도록 삼각형상의 연결단열결합부를 포함하는, 다중 단열 프로젝트 창호.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결단열결합부에는 억지끼움홈이 더 형성되고, 상기 후방메인프레임과 상기 전방메인프레임의 각 프레임결합홈부에는 억지끼움돌기가 형성되는, 다중 단열 프로젝트 창호.
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