KR20050006114A - 문틀용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 문틀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 문틀용 수지 조성물 및 발포문틀에 관한 것으로, 안정제와 난연제(혹은 불연제)가 일정 비율로 혼합된 PVC 조성물과 왕겨 및 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된 합성수지 조성물을 통해 문틀을 성형함으로써 문틀의 내연성 및 충격 흡수율을 보다 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물은 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합 조성된 구성으로 이루어진다. 한편, 본 발명에 따른 발포문틀은 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 문틀용 수지 조성물로 성형된다.

Description

문틀용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 문틀{Resin composite for a doorframe and doorframe using this thing}
본 발명은 문틀용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 문틀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현관이나 방 및 창 등의 출입 공간에 문짝이나 창문을 설치하기 위한 문틀의 원재료인 합성수지 조성물 및 조성된 합성수지 조성물을 통해 제조된 문틀에 관한 것이다.
일반적으로 문틀은 현관이나 방, 창 등에서 문짝(또는 창문)을 설치하기 위하여 건축물에 고정시키는 틀로써 통상 알루미늄, 목재, 스테인리스, 주물 및 합성수지재 등을 이용하여 제작한다. 이러한 문틀의 재료 중에서 목재의 경우에는 질감이 우수하여 고급주택 등에 널리 사용되고는 있으나 고가라는 문제가 있어 대체적으로 비용을 줄일 수 있는 알루미늄, 스테인리스, 주물 및 합성수지재 등이 많이 사용된다.
특히, 전술한 바와 같은 문틀의 재료 중에서 합성수지재로 이루어진 문틀은현장 가공성이 우수하여 작업을 용이하게 할 수 있다는 장점이 부각되면서 많이 이용되고 있다. 이러한 합성수지재의 문틀은 현장 가공성을 우수하게 하기 위하여 비교적 경도가 낮은 발포성 합성수지재로 성형된다.
한편, 전술한 바와 같은 통상의 문틀(또는 창문틀)은 그 크기에 있어 규격화된 문짝(또는 창문)과의 결합을 용이하게 할 수 있도록 표준 규격으로 정해져 있으나, 비규격으로 주문하여 제작되기도 한다.
그러나, 종래의 기술에 따른 발포성 합성수지재를 통해 성형된 문틀은 인장강도나 신장율 면에서는 내연성이나 충격 흡수율 면에서는 상당히 저하되는 단점이 있다. 따라서, 화재의 발생시 화염에 의해 쉽게 연소되어 유독성의 가스가 배출되는 문제가 있음은 물론, 충격에 취약한 단점이 있다.
또한, 종래의 기술에 따른 발포성 합성수지재의 문틀은 발포성 합성수지로만 성형되기 때문에 그 질감에 있어 목재로 이루어진 문틀과 같은 우수한 질감을 표현하지 못하는 단점이 있다. 따라서, 저비용을 통해 고급스러운 분위기를 연출할 수 있는 발포성 합성수재 문틀이 요구되고 있다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 안정제와 난연제(혹은 불연제)가 일정 비율로 혼합된 PVC 조성물과 왕겨 및 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된 합성수지 조성물을 통해 문틀을 성형함으로써 문틀의 내연성 및 충격 흡수율을 보다 향상시킬 수 있도록 한 문틀용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 문틀을 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 안정제와 난연제(혹은 불연제)가 일정 비율로 혼합된 PVC 조성물과 왕겨 및 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된 합성수지 조성물을 통해 문틀을 성형함으로써 합성수지 조성물에 포함된 왕겨의 색감을 통해 목재와 같은 고급스러운 질감이 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물은 건축물의 출입구인 현관이나 방 및 창에 문짝(또는 창문)을 설치하기 위하여 출입구 상에 고정되는 합성수지재 문틀을 성형하기 위한 조성물에 있어서, 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합 조성된 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 Tri-basic-lead-sulphate, Poly-basic-lead-stearate, Calcium-stearate, Hydro-carbon Wax 및 Anti-oxdants Lubricant으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합되어 이루어질 수 있다.
그리고, 전술한 구성의 난연제(혹은 불연제)는 인계, 브롬계, 염소계의 유기계 난연제와 수산화알루미늄, 안티몬계 제품, 수산화마그네슘의 무기계 난연제를 단독 또는 둘 이상이 혼합되어 이루어질 수 있다. 이때, 난연제 중에서 브롬계 난연제를 사용하는 경우에는 안티몬, 염화파라핀, 염화폴리에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합된 보조 난연제가 첨가될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물의 구성에서 PVC용 발포제는 Azodicarbonamide를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 문틀용 수지 조성물을 이용하여 제조된 문틀은 건축물의 출입구인 현관이나 방 및 창에 문짝(또는 창문)을 설치하기 위하여 출입구 상에 고정되는 합성수지재 문틀에 있어서, 합성수지재 문틀은 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 문틀용 수지 조성물로 성형된다.
전술한 바와 같은 구성에서 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 Tri-basic-lead-sulphate, Poly-basic-lead-stearate, Calcium-stearate, Hydro-carbon Wax 및 Anti-oxdants Lubricant으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하고, 난연제(혹은 불연제)는 인계, 브롬계, 염소계의 유기계 난연제와 수산화알루미늄, 안티몬계 제품, 수산화마그네슘의 무기계 난연제를 단독 또는 둘 이상의 혼합하여 사용하며, PVC용 발포제는 Azodicarbonamide를 사용할 수 있다.
그리고, 전술한 구성의 난연제 중에서 브롬계 난연제를 사용하는 경우에는 안티몬, 염화파라핀, 염화폴리에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합된 보조 난연제가 첨가될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 문틀용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 문틀에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 기술은 내연성 및 충격 흡수율이 보다 향상된 구조의 합성수지재 문틀에 관한 것으로, 이러한 합성수지재 문틀을 제조하기 위한 문틀용 수지 조성물을 PVC 경질 발포용 복합 안정제와 난연제가 일정 비율로 혼합된 PVC와 왕겨를 일정 비율로 혼합한 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된다.
전술한 바와 같은 구성에서 PVC는 중합도 800인 것으로, PVC 전체의 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 구성으로 이루어진다. 이처럼 구성된 PVC와 왕겨의 혼합비율은 55∼65 : 35∼45 중량%의 비율로 혼합된다. 그리고, PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 혼합되는 PVC용 발포제는 PVC 혼합물에 대하여 0.1∼0.3 중량%의 비율로 혼합된다.
즉, 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물은 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC와 왕겨를 55∼65 : 35∼45 중량%의 비율로 혼합하고, PVC와 왕겨가 혼합된 PVC 조성물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합 조성되어 이루어진다.
본 발명의 구성에서 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 35∼45 중량%로 혼합되는 왕겨는 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물을 통해 성형된 문틀을 목재와 같이 질감이 표출되도록 하여 보다 고급스러운 이미지의 문틀을 제조할 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 문틀용 수지 조성물에서 왕겨를 35∼45 중량%의 비율로 혼합하는 이유는 왕겨의 혼합시 35 중량% 이하로 혼합하게 되면 내연성과 충격 흡수성이 종래의 기술에 따른 합성수지로만 이루어진 문틀과 비교하여 양호하다 할 수 없음은 물론, 목재와 같은 우수한 질감의 문틀을 제조할 수 없기 때문이다. 또한, 왕겨를 45 중량% 이상으로 혼합하게 되면 문틀의 인장강도와 신장율이 현저히 저하되어 문틀로 사용하기에는 적합하지 않기 때문이다.
한편, 전술한 바와 같은 구성에서 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 건축 내장제의 이형 발포용 복합안정제로, 이러한 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 본 발명에 따른 수지 조성물을 통해 문틀을 성형하기 위해 압출기에 투입시 압출기 종류에 대한 호환성을 양호하게 하고, 수지 조성물의 안정적인 가공성 및 내열성을 향상시키며, 양호한 열 안정성과 안정적인 발포성을 제공하기 위한 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 수지 조성물의 압출기에 대한 호환성, 안정적인 가공성과 내열성, 양호한 열 안정성 및 안정적인 발포성을 제공하기 위한 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 Tri-basic-lead-sulphate, Poly-basic-lead-stearate, Calcium-stearate, Hydro-carbon Wax 및 Anti-oxdants Lubricant으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용한다.
그리고, 전술한 바와 같은 구성에서 난연제(혹은 불연제)라고 하는 것은 연소하기 쉬운 성질을 가지고 있는 대부분의 합성수지를 물리·화학적으로 개선하여 잘타지 못하도록 첨가하는 물질을 말하는 것으로, 본 발명의 수지 조성물에 혼합되는 난연제로는 유기계 난연제 또는 무기계 난연제를 사용할 수 있으며, 유기계 난연제와 무기계 난연제를 혼합한 것을 사용할 수도 있다. 이때, 사용되는 유기계 난연제와 무기계 난연제는 물리적으로 PVC에 난연제를 첨가하여 난연성을 향상시키는 첨가형 난연제이다.
전술한 바와 같은 난연제(혹은 불연제)로써 본 발명에서는 인계, 브롬계, 염소계의 유기계 난연제와 수산화알루미늄, 안티몬계 제품, 수산화마그네슘의 무기계 난연제를 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용한다. 이때, 전술한 난연제(혹은 불연제) 중에서 브롬계 난연제를 사용하는 경우에는 안티몬, 염화파라핀, 염화폴리에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 보조 난연제가 첨가된다.
한편, 본 발명에 따른 수지 조성물을 조성하는 경우 난연제로써 할로겐계 난연제를 사용할 수도 있으나, 할로겐계 난연제 제품은 200∼300℃에서 20∼30초만 지나면 불이 붙고 다이옥신 등의 발암성 유독가스가 발생하기 때문에 본 발명에서는 사용하지 않았다.
또한, 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물에서 PVC용 발포제는 PVC와 왕겨의 혼합물인 PVC 혼합물의 거품을 잘 일게 하기 위하여 첨가되는 것으로, 이 PVC용 발포제로는 Azodicarbonamide를 PVC 혼합물의 전체 중량에 대하여 0.1∼0.3 중량% 혼합하였다.
전술한 바와 같은 PVC용 발포제의 발포시 발생되는 거품은 액체의 표면이 확대되어 일어나므로 용액의 표면장력을 저하시키는 기포력과 그 거품을 안정되게 유지하는 포말(泡沫)안정성이 있는 것을 사용하여야 하기 때문에 본 발명에서는 PVC용 발포제로 Azodicarbonamide를 사용하였다.
전술한 PVC용 발포제로써 Azodicarbonamide는 Hydrazine과 요소를 반응시켜 Hydrazocar-bonamide를 만든 후, 이를 산화시켜 ADCA(Azodicarbonamide)를 제조한다. 이처럼 제조된 PVC용 발포제로써 Azodicarbonamide는 제품자체의 유연성이 뛰어나기 때문에 피착면이 요청부위 갭(Gap) 또는 표면(Surface)에서 완전한 실링Sealing)효과를 발휘하고, 고발포로 되어 있기 때문에 탄력성이 풍부하여 물리적 강도에 대한 충격 흡수성이 매우 뛰어나며, 오픈 셀(Open Cell)구조의 고발포성이기 때문에 복원력이 매우 우수하여 장시간 압력에도 수초 내 복원이 이루어지는 우수한 복원력을 발휘한다.
한편, 본 발명에 따른 수지 조성물을 이용한 문틀을 제조하는 과정은 먼저, 앞서 설명한 바와 같이 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합하여 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물을 조성한다.
전술한 바와 같이 문틀용 수지 조성물을 조성한 후에는 조성된 문틀용 수지 조성물을 교반기를 통해 교반(믹싱)하여 혼합이 양호하게 이루어지도록 한다. 이때, 교반기를 통해 교반하는 과정에서 문틀용 수지 조성물을 구성하는 각각의 구성재료들이 마찰되어 100∼120℃ 정도의 열이 발생되고, 이처럼 발생되는 열에 의해 문틀용 수지 조성물에 함유된 습기가 제거된다.
그리고, 전술한 바와 같이 문틀용 수지 조성물을 교반기를 통해 교반시키는기운데 습기를 제거한 후에는 교반과정에서 열이 발생된 상태의 문틀용 수지 조성물을 35∼45℃ 정도까지 냉각을 시킨다. 이때, 열이 발생된 문틀용 수지 조성물의 냉각은 자연대류에 의해 냉각되도록 한다.
전술한 바와 같이 35∼45℃ 정도까지 냉각시킨 교반 상태의 문틀용 수지 조성물을 문틀을 성형하기 위한 압출기의 호퍼에 주입하여 용융 압출을 통해 제조하고자 하는 형태의 문틀을 제조하게 된다.
[실험 예]
중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 5 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1 중량%가 혼합된 PVC 60 중량%와 왕겨 40 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1 중량%를 혼합하여 문틀용 수지 조성물을 조성한 후, 이처럼 조성된 문틀용 수지 조성물을 통해 문틀을 제조하였다.
전술한 바와 같이 조성된 문틀용 수지 조성물을 통해 문틀을 제조한 후, 제조된 문틀의 평평한 부위를 아래로 하여 콘크리트 바닥에 놓고 1kg의 추로 1m 높이에서 평활한 부위에 낙하시켜 문틀의 균열 및 파손의 유무를 시험하였다. 이러한 시험은 한국화학시험연구원 토건재료센터에서 시험하였다. 마찬가지로, 합성수지재의 구성으로만 제조된 기존의 기술에 따른 문틀도 본 발명에 따른 문틀과 동일하게 한국화학시험연구원 토건재료센터에서 시험하여 이를 표 1 을 통해 비교하였다.
시험항목 단위 결과치
본 발명에 발포문틀 기존의 기술에 따른 합성수지재 발포문틀
비중 - 0.51 0.66
인장강도 MPa 11.7 14.5
신장율 % 11 35
충격 흡수율 % 4.4 0.5
내연성(소화시간) s 0 0
내연성(연소거리) mm 8 9
낙추충격시험 - 이상없음 이상없음
표 1 에서와 같이 본 발명에 따른 문틀용 수지 조성물을 통해 제조된 발포문틀은 충격 흡수율과 내연성 측면에서 합성수지재의 구성으로만 제조된 기존의 기술에 따른 발포문틀에 비해 우수할 뿐만 아니라 왕겨의 혼합으로 인하여 발포문틀의 질감이 목재와 같이 고급스러운 질감으로 이루어진다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 안정제와 난연제(혹은 불연제)가 일정 비율로 혼합된 PVC 조성물과 왕겨 및 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된 합성수지 조성물을 통해 문틀을 성형함으로써 문틀의 내연성 및 충격 흡수율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 안정제와 난연제(혹은 불연제)가 일정 비율로 혼합된 PVC 조성물과 왕겨 및 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된 합성수지 조성물을 통해 문틀을 성형함으로써 합성수지 조성물에 포함된 왕겨의 색감을 통해 목재와 같은고급스러운 질감이 있도록 하는 효과가 있다.
더구나, 본 발명은 안정제와 난연제(혹은 불연제)가 일정 비율로 혼합된 PVC 조성물과 왕겨 및 발포제를 일정 비율로 혼합하여 조성된 합성수지 조성물을 통해 문틀을 성형함으로써 왕겨의 구성에 의한 흡음 효과와 "새집증후군"의 원인으로 작용하는 포름알데히드 등의 방출을 어느 정도 저하시킬 수가 있다.

Claims (8)

  1. 건축물의 출입구인 현관이나 방 및 창에 문짝(또는 창문)을 설치하기 위하여 출입구 상에 고정되는 합성수지재 문틀을 성형하기 위한 조성물에 있어서,
    중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 Tri-basic-lead-sulphate, Poly-basic-lead-stearate, Calcium-stearate, Hydro-carbon Wax 및 Anti-oxdants Lubricant으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 난연제(혹은 불연제)는 인계, 브롬계, 염소계의 유기계 난연제와 수산화알루미늄, 안티몬계 제품, 수산화마그네슘의 무기계 난연제를 단독 또는 둘 이상의 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 난연제 중에서 브롬계 난연제를 사용하는 경우에는 안티몬, 염화파라핀, 염화폴리에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합된보조 난연제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PVC용 발포제는 Azodicarbonamide를 사용하는 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물.
  6. 건축물의 출입구인 현관이나 방 및 창에 문짝(또는 창문)을 설치하기 위하여 출입구 상에 고정되는 합성수지재 문틀에 있어서,
    상기 합성수지재 문틀은 중합도가 800인 PVC 전체 중량에 대하여 PVC 경질 발포용 복합 안정제 2∼8 중량%와 난연제(혹은 불연제) 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 PVC 55∼65 중량%와 왕겨 35∼45 중량%가 혼합된 PVC 혼합물에 대하여 PVC용 발포제 0.1∼0.3 중량%가 혼합된 문틀용 수지 조성물로 성형된 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물을 이용하여 제조된 문틀.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 PVC 경질 발포용 복합 안정제는 Tri-basic-lead-sulphate, Poly-basic-lead-stearate, Calcium-stearate, Hydro-carbon Wax 및 Anti-oxdants Lubricant으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하고, 상기 난연제(혹은 불연제)는 인계, 브롬계, 염소계의 유기계 난연제와 수산화알루미늄, 안티몬계 제품, 수산화마그네슘의 무기계 난연제를 단독 또는 둘 이상의 혼합하여 사용하며, 상기 PVC용 발포제는 Azodicarbonamide를 사용하는 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물을 이용하여 제조된 문틀.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 난연제 중에서 브롬계 난연제를 사용하는 경우에는 안티몬, 염화파라핀, 염화폴리에틸렌으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합된 보조 난연제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 문틀용 수지 조성물.
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