KR20150145443A - 단열성이 향상된 창호 프레임 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창호 프레임 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 단열성이 향상된 금속제 창호 프레임은, 창호 프레임 내부에 형성된 공간 내에, 적층 시트지로 이루어진 커버 부재의 내부에 섬유상 단열재가 충전된 형태의 봉입 단열재가 설치된 것으로, 상기 적층 시트지는 합성수지 필름와 금속박과 합성수지 필름이 순차로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

단열성이 향상된 창호 프레임 및 그 제조방법{Window frame and manufacturing method thereof}

본 발명은 창호 프레임 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실내와 실외 사이의 열전달을 차단하여 우수한 단열성을 갖는 창호 프레임과 이를 간단하게 제조할 수 있는 제조방법에 관한 것이다.

창호는 건물 내부를 외부와 차단시키기 위해 건물의 벽체에 형성된 창이나 출입구 등의 개구부에 설치되는 각종 창이나 문을 의미하여, 창호 프레임에 유리 등의 차단판이 끼워진 구조를 가진다.

창에 설치되는 개폐구조를 갖는 창호는 길이방향으로 복수의 레일이 구비되는 창틀 프레임과, 이들 레일에 설치되어 개폐되는 창짝을 포함하여 이루어진다.

한편, 이들 창호에 사용되는 창호 프레임은 예전에는 주로 목재나 금속재로 제작되었으나, 최근에는 PVC와 같은 합성수지로 제조된 창호 프레임도 많이 사용되고 있다.

이들 중, 나무는 단열 성능이 우수하고 가공이 용이하므로 가장 일반적으로 사용되었던 재질이지만, 화재에 취약하고 대량 생산에 부적합한 단점이 있어서, 점차 플라스틱 재질로 대체되고 있는 실정이다. 플라스틱은 단열 성능이 우수하고 대량 생산도 용이하지만, 소재 자체의 신축성이 크고, 강도가 약하며, 내화성이 부족할 뿐만 아니라, 화재시 유독가스가 배출되는 단점이 있다.

금속제 창호는 강도와 내구성 및 내화성이 우수한 이점이 있으나, 초기에는 거의 강철제로 이루어져 매우 무거웠다. 그러나, 현재는 알루미늄제가 만들어지고 있어, 경량이면서도 압출성형에 의해 복잡한 단면의 것도 제작이 가능해져 기밀성이 우수하고 신축성도 적은 창호를 제작할 수 있게 되었다. 그러나, 알루미늄 등의 금속으로 제작된 창호용 프레임은 열전도율이 높아, 창호의 프레임을 통한 열손실이 크고, 실내와 실외의 온도 차이에 의하여, 창호의 프레임에 결로 현상이 발생하는 단점이 있다.

이러한 금속제 창호 프레임의 단점을 해결하고 단열성을 높이기 위한 연구 개발이 지속되고 있는데, 예컨대 한국 공개특허 제10-2013-97029호 공보에는, 창호용 프레임의 중공부에 발포단열재를 충전하여, 중공부에 채워진 발포단열재에 의해 단열효과를 상승시킨 발명이 기재되어 있으며, 한국 공개특허 제10-2013-23584호 공보에는 창호를 제조함에 있어, 단열재가 설치되는 공간부의 직경보다 큰 직경을 갖는 탄성재질의 단열재를 수축시켜 단열프레임부의 공간부에 설치하고 수축을 해지하여 수축된 단열재가 팽창하여 공간부 내부에 긴밀하게 채워질 수 있도록 하는 진공 흡입방식으로 단열재를 설치한 창호와 그 제조방법이 기재되어 있다.

그러나, 상기의 방법들은 모두 가연성이 높은 발포 단열재를 사용하기 때문에 화재시 화염이나 고열에 취약하다는 단점이 있으며, 창호 프레임 내부의 중공부에서 직접 발포를 시키거나, 창호 프레임의 공간부 내부로 단열재를 삽입시키기 위하여 공간부의 타측에 진공흡입장치를 설치하여, 진공흡입장치를 작동하여 단열재를 진공으로 흡입하여 삽입되도록 하고 있기 때문에, 발포 단열재의 충전이 매우 번거롭다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 금속제 창호 프레임의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 금속제 창호 프레임을 비롯하여 플라스틱 창호 프레임 등 프레임 내부에 공간이 있는 창호 프레임의 단열성을 개선하여, 간단한 구조에 의해 우수한 단열성을 갖는 창호 프레임을 제공하고, 이를 비교적 간단한 공정에 의해 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임은,

창호 프레임 내부에 형성된 공간 내에, 적층 시트지로 이루어진 커버 부재의 내부에 섬유상 단열재가 충전된 형태의 봉입 단열재가 설치된 것으로,

상기 적층 시트지는 합성수지 필름와 금속박과 합성수지 필름이 순차로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임의 제조방법은,

합성수지 필름와 금속박과 합성수지 필름이 순차로 적층되어 이루어진 적층시트지로 제조된 커버 부재 내부에 섬유상 단열재를 봉입하는 단계와;

상기 섬유상 단열재가 봉입된 커버 부재를 압축한 후 밀봉하여, 압축된 봉입 단열재를 형성하는 단계와;

상기 압축된 봉입 단열재를 창호 프레임 형성 부재 내부에 형성된 공간 내에 삽입하는 단계와;

상기 압축된 봉입 단열재의 커버 부재 말단부를 개봉하여, 봉입 단열재가 창호 프레임 형성 부재 내부에 형성된 공간 내부를 채우도록 압축된 봉입 단열재를 팽창시키는 단계; 및

상기 팽창된 봉입 단열재가 충전된 창호 프레임 형성 부재를 이용하여 창호 프레임을 조립하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 창호 프레임은, 창호 프레임에 형성된 공간 내부에 취급이 간단한 봉입 단열재를 충전함으로써, 간단한 구성에 의해 창호 프레임의 단열성을크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 금속제 창호 프레임의 경우, 내화성이 높은 반면 상대적으로 단열성이 낮은 단점이 있는데, 본원 발명에 따른 창호 프레임은 금속제 창호 프레임의 장점인 내화성과 단열성을 동시에 만족시킬 수 있다는 점에서 효용성이 높다.

또한, 합성수지와 금속박 및 합성수지가 순차 적층된 구조의 적층 시트지로 이루어진 커버 부재 내에 섬유상 단열재가 충전된 형태의 봉입 단열재를 사용함으로써, 합성수지 재질의 커버나 내열성이 약한 단열재를 사용할 시 발생할 수 있는 약한 내열성으로 인한 화재에 대한 취약성을 해소할 수 있으면서도, 섬유상 단열재가 봉입되어 있어 취급과 설치가 간편하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 창호 프레임에 봉입 단열재를 설치한 상태를 도시한 단면도;
도 2는 본 발명에 사용되는 봉입 단열재의 구성을 보여주는 파단 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임에 사용되는 봉입 단열재의 커버 부재를 구성하는 적층 시트지의 단면 모식도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임과 그 제조방법에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 창호 프레임에 단열재를 설치한 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 봉입 단열재의 구성을 보여주는 파단 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임에 사용되는 봉입 단열재의 커버 부재를 구성하는 적층 시트지의 단면 모식도로서, 이들 도면을 참조하여 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임의 실시형태를 설명한다.

본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임은, 도 1에서 보는 것과 같이, 창호를 형성하는 창호 프레임(10)의 내부에 형성된 공간(S) 내에 봉입 단열재(20)가 설치된 형태이다.

본 실시예에서는 상기 창호 프레임(10)은 건물 외측과 실내측에 각각 위치되는 외측 프레임(11)과 내측 프레임(12)을 포함하여 구성된 것으로, 통상 창호 프레임 형성 부재인 알루미늄 프로파일과 레일 등의 압출 성형품을 상호 조립하여 형성된다.

그리고, 알루미늄과 같은 금속제 창호 프레임의 경우, 최근에는 도 1에서 보는 것과 같이 단열성의 향상을 위해 외측 프레임(11)과 내측 프레임(12) 사이에 열전도성이 낮은 재질로 이루어진 절연부재(13)를 개재시켜 열전도에 의해 외부의 낮은 기온이 전달되지 않도록 함으로써, 단열성을 향상시킨 형태가 많이 사용된다.

본 발명에 따르면, 상기 창호 프레임(10)의 내부에 형성된 공간(S) 내에 적층 시트지로 이루어진 커버 부재(21)의 내부에 섬유상 단열재(22)가 충전된 형태의 봉입 단열재(20)가 설치되어, 창호의 단열성을 향상시키게 된다.

상기 봉입 단열재(20)는 도 2에서 보는 것과 같이, 창호 프레임(10)의 내부 공간(S)의 형상에 대응하는 단면 형상을 갖도록 제작된 커버 부재(21)의 내부에 섬유상 단열재(22)를 충전하여 이루어진다.

이러한 봉입 단열재(20)는 창호 프레임의 외측 프레임(11)과 내측 프레임(12)의 어느 한 쪽이나 양 쪽 모두, 그리고, 외측 프레임(11)과 내측 프레임(12) 사이의 중간 부분 어디에나 설치될 수도 있는데, 본 실시예에서는 외기의 영향을 직접 받는 외측 프레임(11) 쪽에 설치한 형태를 보여준다.

여기서, 상기 커버 부재(21)를 형성하는 적층 시트지(100)는, 도 3에서 보는 것과 같이 합성수지 필름(110)과 금속박(120)과 합성수지 필름(130)이 순차로 적층되어 이루어짐으로써, 인장강도 등의 커버 부재재로서의 물성을 구비하면서도 중간층을 형성하는 금속박(120)으로 인해 우수한 내열성을 구비하게 되어, 화재시에도 커버 부재 전체가 용융되어 변형되거나 내부에 충전된 섬유상 단열재(22)가 화염에 노출될 염려를 낮출 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 상기 적층 시트지(100)를 구성하는 내부층을 형성하는 합성수지 필름(110)은 유연성이 좋은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 수지 필름으로 제조하고, 외부층을 형성하는 합성수지 필름(120)은 내열성과 인장강도, 내약품성 등이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름으로 제조한다.

한편, 상기 섬유상 단열재(22)는 수많은 섬유 사이에 공기를 함유하여 우수한 단열성을 나타내며, 그 형태도 자유롭게 변형이 가능하고, 특히 압축과 팽창이 가능하여, 압축된 상태에서 창호 프레임 내부의 공간에 충전한 후, 팽창시켜 공간을 채우는 동시에 섬유 사이에 공기를 함유하게 되어 우수한 단열성을 나타내게 된다.

본 발명에서 사용하는 섬유상 단열재(22)로 사용 가능한 섬유 소재로는, 양모, 견과 같은 동물성 섬유, 폴리에스테르, 폴리프로필렌과 같은 합성수지 섬유나 레이온과 같은 재생섬유, 유리섬유, 운모섬유, 실리카 섬유와 같은 미네랄 섬유 중에서 선택되는 것이 모두 사용 가능하나, 그 중에서도 내화성이 높은 미네랄 섬유가 특히 적합하다.

이러한 구성을 가진 봉입 단열재(20)는 창호 프레임 내부의 공간(S) 내에 끼워 넣어 두는 것만으로도 가능하지만, 상술한 것과 같이 봉입 단열재(20)를 구성하는 커버 부재(21)는 외부층이 합성수지 필름(120)으로 이루어져 표면이 매끄럽기 때문에, 접착제(30)를 통하여 창호 프레임 형성 부재와 접착시켜 두는 것이 추후의 조립 작업 등에 편리하다.

한편, 상술한 것과 같이 봉입 단열재(20)를 이용하여 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임을 제조하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 합성수지 필름(110)와 금속박(120)과 합성수지 필름(130)이 순차로 적층되어 이루어진 적층 시트지(100)로 단면 형상이 창호 프레임(10) 내부의 공간의 단면 형상에 대응하도록 제작된 봉지 형태의 커버 부재(21)를 준비하고, 상기 봉지 형태의 커버 부재(21)의 내부에 섬유상 단열재(22)를 충전 봉입한다. 이때, 상기 섬유상 단열재(22) 사이에 충분한 공기를 함유할 수 있도록 너무 조밀하지 않게 충전하는 것이 필요하다.

다음으로, 상기 섬유상 단열재(22)가 봉입된 커버 부재(21)를 압착하거나 감압 등의 방법을 이용하여 압축하고, 말단부를 밀봉하여 압축된 봉입 단열재(20)를 형성한다.

그리고, 상기 압축된 봉입 단열재(20)를 알루미늄 프로파일과 같이 창호 프레임(10)을 구성하는 창호 프레임 형성 부재의 내부에 형성된 공간(S) 내에 삽입한다. 압축된 상태의 봉입 단열재(20)는 단면적이 설치할 공간(S)의 단면적보다 훨씬 작기 때문에 별다른 어려움 없이 손쉽게 공간(S) 내부에 삽입 설치할 수 있다.

이때, 압축된 봉입 단열재(20)를 삽입하기 전에 압축된 봉입 단열재(20)의 표면에 접착제(30)를 도포해 준다.

그 후, 상기 압축된 상태의 봉입 단열재(20)의 커버 부재(21) 말단부를 절단하는 등의 방법으로 개봉하여, 내부의 섬유상 단열재(22)가 부풀어 올라 봉입 단열재(20)가 창호 프레임 형성 부재 내부에 형성된 공간 내부를 전체적으로 채우도록 압축된 봉입 단열재(20)를 팽창시킨다.

봉입 단열재(20)의 팽창은 압착된 섬유상 단열재(22) 내부로 공기가 스며들어 자연스럽게 부풀도록 할 수도 있지만, 블로워 등의 기구를 이용하여 내부에 강제적으로 공기를 불어 넣으면 단시간에 팽창이 이루어지므로 더욱 바람직하다.

그리고, 봉입 단열재(20)가 부풀면서 커버 부재(21)의 표면에 도포해 둔 접착제(30)가 창호 프레임 형성 부재의 내벽과 맞닿아 접착이 이루어지게 되면, 추후의 조립 작업에 있어서, 표면이 미끄러운 봉입 단열재(20)가 미끄러져 빠져나오는 현상을 예방할 수 있어, 작업이 원활하게 이루어질 수 있다.

이와 같이 팽창된 봉입 단열재(20)가 충전된 창호 프레임 형성 부재를 사용하여, 레일, 모헤어, 절연부재 등과 조립하여 원하는 형태에 맞는 창호 프레임을 조립함으로써, 본 발명에 따른 단열성이 향상된 창호 프레임을 완성할 수 있다.

한편, 이상의 본 명세서에서는, 본 발명을 창호 중 창틀의 프레임에 적용한 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 단열성이 향상된 창호 프레임은 창틀 뿐만 아니라, 창짝의 프레임이나, 문틀, 문짝의 프레임과 같은 다른 창호 프레임의 단열성 향상에도 동일하게 적용할 수 있다.

10: 창호 프레임 11: 외측 창호 프레임
12: 내측 창호 프레임 13: 절연부재
20: 봉입 단열재 21: 커버 부재
22: 섬유상 단열재 30: 접착제
100: 적층 시트지 110: 합성수지 필름
120: 금속박 130: 합성수지 필름

Claims (6)

1. 창호 프레임 내부에 형성된 공간 내에, 적층 시트지로 이루어진 커버 부재의 내부에 섬유상 단열재가 충전된 형태의 봉입 단열재가 설치된 것으로,
   상기 적층 시트지는 합성수지 필름와 금속박과 합성수지 필름이 순차로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 단열성이 향상된 창호 프레임.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 적층 시트지는 내부층은 폴리올레핀 수지 필름으로 외부층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열성이 향상된 창호 프레임.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 섬유상 단열재는 식물성 섬유, 동물성 섬유, 재생섬유, 합성섬유, 또는 미네랄 섬유 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 단열성이 향상된 창호 프레임.
4. 제 3항에 있어서, 상기 섬유상 단열재는 유리 섬유, 운모 섬유, 실리카 섬유 중에서 선택되는 미네랄 섬유인 것을 특징으로 하는 단열성이 향상된 창호 프레임.
5. 합성수지 필름와 금속박과 합성수지 필름이 순차로 적층되어 이루어진 적층시트지로 제조된 커버 부재 내부에 섬유상 단열재를 봉입하는 단계와;
   상기 섬유상 단열재가 봉입된 커버 부재를 압축한 후 밀봉하여, 압축된 봉입 단열재를 형성하는 단계와;
   상기 압축된 봉입 단열재를 창호 프레임을 구성 부재 내부에 형성된 공간 내에 삽입하는 단계와;
   상기 압축된 봉입 단열재의 커버 부재 말단부를 개봉하여, 봉입 단열재가 창호 프레임 형성 부재 내부에 형성된 공간 내부를 채우도록 압축된 봉입 단열재를 팽창시키는 단계; 및
   상기 팽창된 봉입 단열재가 충전된 창호 프레임 형성 부재를 이용하여 창호 프레임을 조립하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 단열성이 향상된 창호 프레임의 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 압축된 봉입 단열재를 창호 프레임 형성 부재 내부에 형성된 공간 내에 삽입하는 단계에서, 삽입 전에 압축된 봉입 단열재의 표면에 접착제를 도포하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단열성이 향상된 창호 프레임의 제조방법.

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