KR200444660Y1 - 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제1본막; 상기 제1본막과 수평하게 접하도록 놓이는 제2본막; 상기 제1본막 및 제2본막의 서로 접하는 접합부위를 덮도록 놓이는 피브이디에프(PVDF) 재질의 덧댐막을 포함하여 구성되되, 상기 제1본막 및 제2본막이 접하는 접합부위와 상기 덧댐막은 고주파 웰딩기에 의하여 접합되는 것을 특징으로 하는 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템에 관한 것이다. 본 고안의 실시로 접합하고자 하는 본막의 접합부위 토핑재를 제거하지 않고 별도의 덧댐막을 이용하여 접합함으로써 대량접합이 가능한 동시에 접합부위에 올록볼록한 모양을 나타내는 엠보싱가공을 하여 수평방향의 전단력에 대한 저항성능이 우수한 막재 접합구조를 제공할 수 있다.

막재, 고주파, 웰딩

Description

보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템{Membrane Structure System by Back Seaming Method}

본 고안은 막재의 접합구조에 관한 것이다.

일반적으로 막재란 원사를 가로,세로로 직조한 다음 화학제를 이용하여 이를 코팅한 원단을 말한다. 막재의 재료는 저렴하고 안정적 조직화가 용이한 PVC를 가장 많이 사용한다. 천막 또는 타포린이라고 부르는 원단은 가장 간단한 직조와 PVC 코팅으로 제조하여 저렴한 코스트로 일회성 또는 값싼 구조물에 적용되고 있다. 그러나 단순한 PVC코팅 막재는 장기간 사용의 내구성, 미적 외관의 청결성, 또는 고기능성 산업용에는 적용하지 못하는 한계가 있다.

최근에는 막재의 제조기술이 발달하여 단순한 천막의 기능을 넘어서 현대적 건축의 새로운 한 산업으로 자리매김하고, 점점 더 비약적으로 발전하여 콘크리트 구조물의 단점을 보완해 나가고 있다. 즉, 대형 기념물이나 전시장, 야외음악당, 운동장, 비행장, 종교시설 또는 고급 레스토랑에 적용되어 그 가능성을 펼쳐보이고 있는 것이다. 건축의 5원소에서 돌, 나무, 철, 유리 다음으로 막재는 가장 현대적이며 가장 우아한 소재로 분류되어 그만큼 성능도 고기능성이므로 명칭도 천막과 구별하여 건축용 멤브레인(Architectural Membrane)으로 표시한다.

건축용 멤브레인이 천막과 구별되는 가장 뚜렷한 두 가지 특징은 장기간 사용의 내구성과 오랜 세월이 흘러도 깨끗하게 유지되는 청결성때문이다. 내구성을 높이기 위한 방법으로 천막과는 다른 특수한 방식으로 원사를 직조한다. 그리고 막재의 청결성을 높이기 위한 방법으로 특수한 화학제를 첨가하여 코팅하는 특별한 코팅방식으로 제조한다.

즉, PVC 막재란 원사의 양면 위에 PVC를 액상 코팅한 원단을 말한다. 이러한 PVC는 화학제이므로 반드시 가소제(plasticizer)가 내포되어 있다. 이러한 가소제는 여름에 날씨가 더워지면 밖으로 배어나와 표면이 송진처럼 끈적끈적해 진다. 그리고 대기중의 먼지가 이 끈적끈적한 표면에 침적되면 물로 씻어도 씻기지 않고 때가 타서 불결해 지는 문제가 있다.

이러한 끈적이는 현상을 방지하기 위해 시온 원단은 PVC 위에 PVDF 또는 PVF로 토핑처리하는 것이 일반적이다. 이러한 토핑은 첫 번째 코팅을 봉합하여 가소제 누출을 방지하므로 때가 타지 않고 청결성 기능을 향상한다.

토핑재의 특수 화학제 종류에 따라 업계에서 흔히 이야기하는 테프론(PTFE), PVF, PTFE-PL 또는 PVDF로 불린다. 이들 특수 화학제를 도포하면 원단에 자체광분해 효과를 가미하여 먼지가 쌓여도 침착되지 않고 비와 바람에 쓸려가 장기간 깨끗하게 원단이 유지된다. 그리고 다양한 건축용 막재 중에서 특히 PVF계열의 접합에 있어서는 종래의 첨부된 도 1과 같이, 본막과 본막을 접합함에 있어서 접합하고자 하는 본막 일부의 토핑재를 박피 제거용 기계를 제거한 후에 고주파접합을 하였었다.

그러나 이러한 기계를 이용한 박피 제거의 경우에는 정확한 두께로 박피할 수 없음으로 인해 접합강도가 저하되는 문제, 원사의 파괴 우려 및 접합된 부분으로 습기나 먼지 등이 침투하여 PVC를 오염시킬 수 있는 문제점이 있었다.

그리고 PVDF 계열의 막재를 덧댐막 형식으로 사용하지 않는 경우에는 막재의 한쪽을 박피해야 하는 문제가 발생하고 또한 PVF계열의 막재는 반드시 박피공정이 추가됨으로써 시공성 및 구조성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 접합의 경우 접합면을 단순히 평평하게 유지하도록 되어 있으므로 수평방향의 전단력에 대한 저항성이 약화되어 막재의 접합성능이 떨어지는 단점이 있었다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 고안은 본막의 접합부분에 별도로 토핑재를 제거하지 않고 별도의 덧댐막을 대어 고주파접합기를 이용하여 접합함으로써 대량접합이 가능한 막재 접합구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 고안은 접합되는 막재와 막재의 접합부위를 엠보싱가공(돋음새김가공)을 하여 수평방향의 전단력에 대하여 저항력을 높여 접합강도가 향상된 막재 접합구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 제1본막; 상기 제1본막과 수평하게 접하도록 놓이는 제2본막; 상기 제1본막 및 제2본막의 서로 접하는 접합부위를 덮도록 놓이는 피브이디에프(PVDF) 재질의 덧댐막을 포함하여 구성되되, 상기 제1본막 및 제2본막이 접하는 접합부위와 상기 덧댐막은 고주파 웰딩기에 의하여 접합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 상기 제1본막 및 제2본막은 각각 폴리에스테르 재질의 직포; 상기 직포의 상면에 구비되며, 피브이씨(PVC)재질로 구성되는 코팅재; 상기 직포의 하면에 구비되며, 피브이씨(PVC)재질로 구성되는 코팅재; 및 상기 코팅재의 하면에 구비되며, 피브이에프(PVF) 재질로 구성되는 토핑재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안은 상기 고주파 웰딩기에서 상기 고주파 웰딩기의 가압면에는 상기 접합되는 제1본막 및 제2본막의 접합부위 및 덧댐막에 울퉁불퉁한 엠보싱이 형성되도록 가압면에 요철이 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의한 실시로 발생하는 종래의 기술과 구별되는 효과는 다음과 같다.

먼저, 본막의 접합부위에 토핑재를 제거하지 않고 별도의 덧댐막을 이용하여 접합함으로써 대량접합이 가능한 막재접합구조를 제공할 수 있다.

그리고 접합부위에 오목볼록한 모양을 나타내는 엠보싱가공(돋음새김가공)을 하여 수평방향의 전단력에 대한 저항성능이 향상된 막재 접합구조를 제공할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면의 바람직한 실시예를 들어 본 고안을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 제1실시예에 사용하는 제1본막의 분해사시도, 도 3은 본 고안의 제1실시예에 사용하는 제1본막의 측면도, 도 4는 본 고안의 제1실시예에서의 막재의 접합과정을 나타내는 측면도, 도 5은 본 고안의 제1실시예에서의 막재의 접합완료된 측면도, 도 6은 본 고안의 제1실시예에서의 고주파접합기에 의한 막재의 접합과정의 측면도, 도 7는 본 고안의 제2실시예에 의한 고주파접합기에 의한 막재의 접합과정 및 부분상세도, 도 8은 본 고안 바람직한 사용상태도이다.

본 실시예에서는 본막이란 용어는 접합되는 막재를 제1본막 및 제2본막으로 명명하였고, 덧댐막이란 용어는 제1본막 및 제2본막의 접합부위에 덧대어진다는 의미에서 덧댐막이라 명명하였다. 이하에서는 공지된 사항을 제외한 본 고안의 구성상의 특징을 중심으로 설명한다. 그리고 폴리염화비닐(PVC)은 피브이씨, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)는 피티에프이, 폴리불화비닐(PVF)는 피브이에프, 폴리불화비닐라덴(PVDF)은 피브디에프로 칭하는 것으로 한다.

본 고안인 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템(10)는 첨부된 도 2, 도 3 및 도 6의 실시예와 같이, 제1본막(100); 제1본막과 수평하게 접하도록 놓이는 제2본막(200); 및 상기 제1본막 및 제2본막의 접합부(120, 220)의 상면에 접합부위를 덮도록 덧대어지는 피브이디에프(PVDF) 재질의 덧댐막(300)으로 구성되되, 상기 제1본막(100) 및 제2본막(200)의 각각의 접합부위(120, 220)의 상면은 상기 덧댐막의 접합부위와 고주파 웰딩기에 의하여 접합되는 것을 구성상의 특징으로 한다.

제1본막(100)은 첨부된 도 3 및 도 4의 실시예와 같이, 본 고안인 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템(10)의 주요구성이 되는 부분으로서, 종래의 접합구조의 문제점을 해결하기 위하여 제2본막(200)과 나란히 배열된다. 이때 제1본막(100) 및 제2본막(200)은 바람직하게는 각각 폴리에스테르 또는 유리섬유 재질의 직포(140, 240); 직포(140, 240)의 상면에 구비되는 피브이씨(PVC) 재질의 코팅재; 상기 코팅재(160, 260)의 상면에 구비되는 피브이에프(PVC) 재질의 토핑재(180, 280) 및 상기 직포(140, 240)의 하면에 구비되는 피브이씨(PVC) 재질의 코팅재(160, 260)로 구성된다.

직포(140, 240)는 제1본막(100) 및 제2본막(200)의 심재가 되는 부분으로서 폴리에스테르 재질로 구성된다.

코팅재(160)는 상기 직포의 상면 및 하면에 각각 접합되는 것으로서, 피브이씨를 이용하여 구성한다. 코팅재 화학적 특성은 막재의 인장강도에 직접적인 영향을 주지 않는다. 다만, 직포를 보호하여 강도를 장기간 보존하기 위한 재료이므로 막재의 수명에 많은 영향을 미치게 된다. 본 발명의 실시에 사용되는 피브이씨(PVC)는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)으로서, 염화비닐의 단독중합체 및 염화비닐을 50% 이상 함유한 혼성중합체이다. 이러한 피브이씨는 결정성이 낮고, 가공시 접착이 어려운 특징이 있다. 그리고 피브이씨는 연질제품으로서 포장용·농업용 등의 시트나 필름에 사용되고, 경질 제품에서는 압출성형에 의한 수도관의 제조에 쓰인다.

토핑재(180, 280)는 전술한 코팅재(160, 260)의 상면에 접합되는 것으로서, 본 실시예에서는 피브이에프(PVC)를 이용하여 코팅재(160, 260)의 상면에 토핑재(180, 280)를 형성하였다. 그리고 토핑재(180, 280)는 전술한 코팅재(160, 260)와 마찬가지로 막재의 인장강도에 직접적인 영향을 주지 않는다. 다만, 직포(140, 240)를 보호하여 강도를 장기간 보존하기 위한 재료이므로 막재의 수명에 많은 영향을 미치게 된다.

덧댐막(300)은 전술한 제1본막(100)과 제2본막(200)의 접합부위에 덧대어지는 구성요소이다. 즉, 직포(340)의 상면 및 하면에 코팅재(360)가 접합되어 있고 직포 상면에 접합되는 코팅재의 상면에서 토핑재가 제거된 구조로서, 제1본막(100)과 제2본막(200)의 접합부(120, 220)의 하면에 덧댐막(300)을 접합하되 고주파 접합기(400)를 이용하여 열 및 압력을 이용하여 접합하도록 한 것이다.

덧댐막(300)의 재질은 피브이에프(PVF)에서 토핑재가 제거된 피브이디에프(PVDF) 재질로 구성하여 실시하는 것이 바람직하다.

고주파 웰딩기(400)는 고주파를 이용한 열을 이용하여 막재와 막재를 가압하여 접합하는 장치를 말한다. 고주파에 의한 가열은 강한 고주파의 전자기장에 물체를 놓고 가열하는 것으로서 라디오히터라고도 한다. 가열방법에는 유전체의 손실 때문에 피가열체가 자체 발열하는 목재, 섬유, 비닐, 유리 등 절연체를 대상으로 하는 유전가열과 양도체에 생기는 맴돌이 전류의 손실이나 히스테리시 스(hysteresis)에 의해 자체 발열하는 금속과 같은 도체를 대상으로 하는 유도가열 방식, 부도체를 가열시켜 비저항을 낮게 만든 다음 물체에 직접 고주파 전류를 흘려 가열하는 통전가열방식 및 가정용 전자렌지와 같이, 매우 높은 주파수의 전파를 직접 조사하여 가열하는 마이크로파 가열이 있다. 본 발명의 경우는 유전가열방식으로 실시하는 것이 바람직하다.

본 고안의 상기 고주파 웰딩기(400)에서 상기 고주파 웰딩기의 가압면(420)에는 첨부된 도 9와 같이, 상기 접합되는 제1본막, 제2본막 및 덧댐막의 접합부위에 상하로 울퉁불퉁한 엠보싱이 형성되도록 요철(422)을 형성하여 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 요철은 접합부위의 접합강도를 높여 접합부위에 가해지는 전단력에 대하여 저항하는 저항력을 높이는 효과가 있다. 첨부된 도 9의 경우는 4개의 요철이 형성되도록 실시하였다.

본 고안의 실시과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 접합을 위하여 필요한 제1본막(100) 및 제2본막(200)을 준비한다. 그리고 이들의 접합부(120, 220)의 상면에 접합하는 덧댐막(300)을 준비한다. 그리고 덧댐막(300)을 제1본막(100) 및 제2본막(200)과의 접합을 위하여 제1본막 및 제2본막에 놓은 다음, 고주파 접합기(400)를 이용하여 접합을 한다. 이때 전술한 바와 같이 덧댐막(300)은 피브이디에프(PVDF) 재질을 사용하므로 제1본막(100) 및 제2본막(200)의 결합을 강하게 한다.

그리고 전술한 바와 같이, 실시조건에 따라서는 고주파 접합기의 가압 면(420)에 요철(422)을 형성하거나 요철이 형성된 별도의 접합날을 사용하여 접합부위에 울퉁불퉁한 엠보싱을 형성하도록 실시할 수 있다.

도 1은 종래의 막재접합구조의 사시도,

도 2는 본 고안의 제1실시예에 사용하는 제1본막의 분해사시도,

도 3은 본 고안의 제1실시예에 사용하는 제1본막의 측면도,

도 4는 본 고안의 제1실시예에서의 막재의 접합과정을 나타내는 측면도,

도 5은 본 고안의 제1실시예에서의 막재의 접합완료된 측면도,

도 6은 본 고안의 제1실시예에서의 고주파접합기에 의한 막재의 접합과정의 측면도,

도 7는 본 고안의 제2실시예에 의한 고주파접합기에 의한 막재의 접합과정 및 부분상세도,

도 8은 본 고안 바람직한 사용상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템

20; 종래의 막재 접합구조

30; 막재

40; 접합부위

100; 제1본막

120; 접합부 140; 직포

160; 코팅재 180; 토핑재

200; 제2본막

220; 접합부 240; 직포

260; 코팅재 280; 토핑재

300; 덧댐막

320; 접합부위 340; 직포

360; 코팅재

400; 고주파 웰딩기

420; 가압면 422; 요철

Claims (3)

1. 제1본막;

   상기 제1본막과 수평하게 접하도록 놓이는 제2본막;

   상기 제1본막 및 제2본막의 서로 접하는 접합부위를 덮도록 놓이는 피브이디에프(PVDF) 재질의 덧댐막;

   을 포함하여 구성되되,

   상기 제1본막 및 제2본막이 접하는 접합부위와 상기 덧댐막은 고주파 웰딩기에 의하여 접합되는 것을 특징으로 하는 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1본막 및 제2본막은 각각,

   폴리에스테르 재질의 직포;

   상기 직포의 상면에 구비되며, 피브이씨(PVC)재질로 구성되는 코팅재;

   상기 직포의 하면에 구비되며, 피브이씨(PVC)재질로 구성되는 코팅재; 및

   상기 코팅재의 하면에 구비되며, 피브이에프(PVF) 재질로 구성되는 토핑재;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 고주파 웰딩기에서,

   상기 고주파 웰딩기의 가압면에는 상기 접합되는 제1본막 및 제2본막의 접합부위 및 덧댐막에 울퉁불퉁한 엠보싱이 형성되도록 가압면에 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 보강 덧댐막을 이용한 막구조 시스템.

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