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WO2020159040A1 - 창호용 합성수지 프로파일 제품 - Google Patents

창호용 합성수지 프로파일 제품 Download PDF

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Publication number
WO2020159040A1
WO2020159040A1 PCT/KR2019/014015 KR2019014015W WO2020159040A1 WO 2020159040 A1 WO2020159040 A1 WO 2020159040A1 KR 2019014015 W KR2019014015 W KR 2019014015W WO 2020159040 A1 WO2020159040 A1 WO 2020159040A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
synthetic resin
resin profile
windows
doors
welding
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/014015
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
구자건
성재경
노용호
김세진
Original Assignee
주식회사 엘지하우시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by 주식회사 엘지하우시스 filed Critical 주식회사 엘지하우시스
Priority to CN201990001083.2U priority Critical patent/CN214997164U/zh
Priority to JP2021522094A priority patent/JP7146084B2/ja
Publication of WO2020159040A1 publication Critical patent/WO2020159040A1/ko

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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/001—Profiled members, e.g. beams, sections
    • B29L2031/003—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section
    • B29L2031/005—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section for making window frames
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/70—Door leaves
    • E06B2003/7059—Specific frame characteristics
    • E06B2003/7082—Plastic frames

Definitions

  • the present invention relates to a synthetic resin profile product used as a window, and more specifically, the size of a welding line of a synthetic resin profile product for windows and doors manufactured by welding a synthetic resin profile is minimized, and a decorative sheet attached to the surface of the synthetic resin profile body after welding. It relates to a synthetic resin profile product for windows and doors that can be maintained firmly.
  • the window is composed of a window frame installed in an opening of a building and a window frame coupled to it, and is divided into a casement, a sliding door, etc. according to the opening and closing method, and is classified into a wooden window, a synthetic resin window, and a metal window according to the material.
  • the window frame and the window frame of the synthetic resin window are formed in a rectangular frame shape by the combination between the synthetic resin profiles P (see FIG. 1).
  • the synthetic resin profile product 1 may be in a state where a decorative sheet S is attached to the surface of the synthetic resin profile body P, which is usually extruded from a PVC resin composition, and each synthetic resin profile body P After the ends are cut in a diagonal shape of approximately 45°, the ends are welded to each other to form a welded portion 20 to form a window frame and/or window frame in the form of a square frame (see FIGS. 1 and 2).
  • the synthetic resin profile welding device for windows and doors secures the synthetic resin profiles, each of which is cut diagonally to the clamp.
  • welding is performed between the synthetic resin profiles by pressing each other before the melted portions are hardened, and burs generated in the melted portion during the pressing process are subsequently removed using a separate device such as manual or finishing machine.
  • the conventional profile product for windows and doors manufactured in this way removes the burrs (B) after welding, the burrs (B) generated at the time of heating and melting the synthetic resin profile with the heating plate are interfered with during welding between the synthetic resin profile bodies (P).
  • the welding line (L) still having a large width and height even after removing the burr (B) with a separate chisel (T) or finishing machine ) Is exposed to the surface of the product, there is a problem that the aesthetic sense is greatly reduced. Because the welding line (L) has the color of the synthetic resin profile body (for example, white), the product appearance quality is greatly reduced due to the white welding line exposed between the decorative sheets.
  • Patent Documents Korean Patent Registration No. 10-1364023 (Announcement date: 2014.02.18.)
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, in order to minimize the size of the welding line formed on the surface of the welding part in the process of welding the ends of the synthetic resin profile to each other, to make use of the beauty of the product appearance, and the decorative sheet is a synthetic resin profile. It is an object of the present invention to provide a synthetic resin profile product for windows and doors to effectively solve problems such as being lifted or peeled from the main body.
  • a synthetic resin profile product for windows and doors comprising a synthetic resin profile welded through a weld, wherein the synthetic resin profile includes a body and a decorative sheet attached to the surface of the body,
  • At least one end of the decorative sheet is configured to be inserted into the body.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors removes burrs in the process of melting the ends of the synthetic resin profiles with a heating plate, so that the occurrence of burrs is minimized when welding the ends of the synthetic resin profiles after the heating plate is removed, thereby decorating sheets in the welding process.
  • the synthetic resin profile can be rolled into the body to minimize the size of the welding line protruding from the surface of the welding part to make the appearance beautiful and to effectively prevent the decorative sheet from being lifted or peeled from the synthetic resin profile body. It works.
  • 1 is an elevational view of a conventional synthetic resin profile product for windows and doors.
  • FIG. 2 is a view showing a conventional welding process.
  • FIG. 3 is a drawing substitute photograph taken by expanding the cross section of the welded portion of the synthetic resin profile product for window and door of Comparative Example 1 100 times with an OM (Optical Microscope).
  • Figure 4 is a cross-section of the welded portion of the synthetic resin profile for windows and doors of Comparative Example 1 by SEM (Scanning Electron Microscope) 50 times (a), 100 times (b), 125 times (c) and 200 times (d) enlarged image This is a drawing substitute.
  • Figure 5 is a drawing for photographs taken with the surface of a conventional synthetic resin profile welding part of the synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 1 at 50 times (a) and CLSM (Confocal laser scanning microscope) (b) with OM.
  • CLSM Confocal laser scanning microscope
  • FIG. 6 is a perspective view of an embodiment of a welding device (hereinafter referred to as a'seamless welding device') for manufacturing a synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention.
  • a welding device hereinafter referred to as a'seamless welding device'
  • FIG. 7 is a view showing a blade according to an embodiment of the seamless welding apparatus of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a vacuum inlet of the left and right clamps according to an embodiment of the seamless welding apparatus of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a plan view showing an operating state of a heating plate according to an embodiment of the seamless welding apparatus of FIG. 6.
  • FIG. 10 is a perspective view of a heating plate according to an embodiment of the seamless welding apparatus of FIG. 6.
  • FIG. 11 and 12 are views showing an operating state according to an embodiment of the seamless welding apparatus of FIG. 6.
  • FIG 13 is a view comparing the welding process according to the conventional (a) and the present invention (b).
  • FIG. 14 (a) and (b) are views showing a process of heating and melting the ends of the synthetic resin profile using a heating plate according to one embodiment of the seamless welding apparatus of FIG.
  • FIG. 15 is a drawing for photographs showing the cross section of a welded part of Example 1 of a synthetic resin profile product for windows and doors by 50x (a), 100x (b), and 200x (c) enlarged photographs for comparison.
  • FIG. 16 is a drawing for photographs showing the surface of the welded portion of the synthetic resin profile of Example 1 of the synthetic resin profile product for windows and doors photographed 100 times (a) and CLSM (b) with OM.
  • FIG. 17 is a photograph for a drawing showing the cross section of a welded portion of Example 1 of a synthetic resin profile product for windows and doors through OM(a) and EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectrometer) (b, c) analysis.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors is a main outer frame of a window frame or window
  • the synthetic resin profile constituting the synthetic resin profile product for windows and doors may include a body made of synthetic resin material and a decorative sheet attached to the body surface.
  • the decorative sheet may be composed of a single layer or a plurality of layers, and may be, for example, a form in which a printing film is stacked on the base film, but is not limited thereto.
  • a synthetic resin profile may be used in which the decorative layer is integrally formed on the surface of the body by coextruding the decorative layer together with the body.
  • the decorative sheet or decorative layer may be formed on any one or more surfaces of the main body of various formations, and may be formed, for example, in a form surrounding the indoor side.
  • each synthetic resin profile is cut in diagonal lines of approximately 45° so that the four profiles for windows and doors formed can be connected in the form of a square frame, and the ends of the cut synthetic resin profiles are welded through a synthetic resin profile welding device for windows and doors. It is made of synthetic resin profile products for windows and doors in the form of a welded medium.
  • a synthetic resin profile 10 is included, wherein the synthetic resin profile 10 includes a body 310, 320 and a decorative sheet 410, 420 attached to the surface of the body 310, 320, and the decoration. At least one end of the sheets 410 and 420 is inserted into the body 310 and 320.
  • both ends of the decorative sheets 410 and 420 may be inserted into the main body 310 and 320.
  • the synthetic resin profile products for windows and doors according to the present invention may be inserted into the interior of the main body 310 and 320 at the same depth or different depths, respectively.
  • At least one end of the decorative sheets 410 and 420 has a depth of 0.01-0.5mm, 0.01-0.45mm from the top surface of the main body 310 and 320. It may be inserted into the depth of or 0.01-0.4mm.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors according to the present invention may have a width of the welding line 500 of the welding part 20 of 0.25 mm or less, 0.23 mm or less, or 0.20 mm or less, and a height of 0.15 mm or less, 0.13 mm or less, or 0.10 mm or less. have.
  • a welding line is generated by welding, and refers to a seam of a substantially line shape in which a color (eg, white) of a synthetic resin profile body is exposed between decorative sheets.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention will be described in more detail with one embodiment of a seamless welding device 100 for manufacturing a synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of one embodiment of a seamless welding apparatus 100, wherein the seamless welding apparatus 100 includes left and right clamps 110 and a heating plate 120.
  • the left and right clamps 110 are provided with upper and lower press pieces 111 and 112 with blades 113 formed on each surface to fix the synthetic resin profile 10 to be welded, respectively. It is installed to be able to reciprocate in the transverse direction along the rail R by the forward and reverse operation of the actuator 110a.
  • the upper pressing piece 111 is installed to be reciprocated up and down by the operation of the actuator 111a, thereby pressing the upper surface of the synthetic resin profile 10 raised on the upper surface of the lower pressing piece 112. Can be fixed. At this time, the interior side 10a of the synthetic resin profile 10 is seated on the upper surface of the lower pressing piece 112.
  • the blades 113 are integrally formed on opposite surfaces of the upper and lower press pieces 111 and 112.
  • the blade 113 is formed to face each other on the lower surface of the opposing surface of the upper pressing piece 111 and the upper surface of the opposing surface of the lower pressing piece 112.
  • the tip of the blade 113 is a vertical surface 113a and an inclined surface 113b formed to be inclined at a predetermined angle ⁇ from the vertical surface 113a toward the bur 20a of the welding part 20. Can be formed.
  • the angle ⁇ of the inclined surface 113b is preferably formed to be 15 to 50° or 20 to 45°.
  • the angle ⁇ of the inclined surface 113b is formed below the above range, when the tip of the blade 113 is sharpened more than necessary, it may be easily damaged when repeatedly used. Conversely, when the angle ⁇ of the inclined surface 113b exceeds the above range, smooth removal of the burr 20a may be difficult.
  • the upper and lower pressing pieces 111 and 112 may be provided with a vacuum suction port 117.
  • the vacuum suction port 117 adsorbs the surface of the synthetic resin profile 10 seated through a vacuum suction input generated from a vacuum pump (not shown). That is, as the hollow portion is formed in the synthetic resin profile 10, a surface may be recessed toward the hollow portion in the welding process.
  • the end of the synthetic resin profile 10 is adsorbed through the vacuum suction port 117 to weld the surface of the synthetic resin profile 10 in a flat state. This can be done.
  • the heating plate 120 is installed to be inserted or discharged through the operation of the actuator 120a between a pair of synthetic resin profiles 10 fixed by the left and right clamps 110, so that the synthetic resin profile 10 ) To heat-melt the end.
  • the heating plate 120 may be composed of only a flat surface.
  • it may alternatively have a flat surface and an uneven surface as shown in FIG. 10.
  • the heating plate 120 includes an uneven portion 121 forming an uneven surface 21 on an end cut surface of the opposing synthetic resin profile 10, and a flat surface 23 on at least the inside edge of the cut surface ) Is formed to form a flat portion (123).
  • the uneven portion 121 may be formed in an intaglio (see FIGS. 10 and 14). Compared to the case where the uneven portion 121 is formed in an engraved shape, the flat surface 23 is sufficiently heated and melted to increase welding strength. That is, as the uneven portion 121 is formed as an intaglio, the flat portion 123 first comes into contact with the edge of the cut surface of the synthetic resin profile 10 when heated and melted using the heating plate 120.
  • the flat surface 23 is first sufficiently heated and melted on the cut surface of the synthetic resin profile 10 and then the concave-convex surface 21 is melt-formed, thereby cutting the edge of the synthetic resin profile 10 on which the flat surface 23 is formed. It can be welded more firmly (see Fig. 11).
  • the uneven bone D of the uneven portion 121 smoothly extends the depth of the uneven bone (0.5 to 2.0 mm or 1.0 to 1.5 mm) of the uneven surface 21 that is melt-formed at the end of the synthetic resin profile 10. It may be formed to a corresponding depth (0.5 to 2.0 mm or 1.0 to 1.5 mm) so that it can be formed.
  • the concavo-convex portions 121 formed on both surfaces of the heating plate 120 are formed so that the concave-convex surfaces 21 formed opposite to the cut surface of the synthetic resin profile 10 are alternately joined.
  • the surface of the heating plate 120 in contact with the cut surface of the synthetic resin profile 10 may be treated with Teflon coating.
  • synthetic resin which is a material of the synthetic resin profile 10
  • the blade 113 may be elastic by the spring 114. In this case, even if the tips of the blades 113 formed to face each other collide with each other, the blades 113 can absorb shock as they are elastically supported by the spring 114, thereby preventing the blades 113 from being damaged. Can.
  • a stopper 115 protruding downward may be coupled to the bottom surface of the lower pressing piece 112.
  • a gap between the blades 113 provided on the upper and lower pressurizing pieces 111 and 112 is coupled to the bottom of the heating plate 120 by a gap maintaining block 125 having a constant width in contact with the stopper 115. This can be kept constant (see FIG. 11).
  • the stopper 115 may be formed to be movable and fixed in the lateral direction. Therefore, when removing the burr (20a) of the welding portion 20 using the blade 113 by adjusting the position of the stopper 115, the spacing of the blade 113 installed on the upper and lower pressing pieces (111) (112). It can be adjusted to correspond to the thickness of the heating plate 120.
  • the stopper 115 can be moved in the lateral direction by sliding along a guide rail or guide groove (not shown), and can be fixed by a fixing member (not shown) such as a bolt.
  • the width of the welding line 500 in the welding part 20 may be 0.25 mm or less, 0.23 mm or less, or 0.20 mm or less when the synthetic resin profile for windows and doors is welded.
  • the lower limit of the width is not particularly limited, and may be, for example, 0, 0.001mm or more, 0.005mm or more, or 0.01mm or more.
  • the width of the welding line 500 is formed to exceed the above range, the color (eg, white) of the main body 310 and 320 is excessively exposed to the outside to deteriorate the appearance, and the welding line 500 The site is easily contaminated by foreign matters, and the appearance quality of the product may be reduced.
  • the decorative sheet 410, 420 has a height of the welding line 500 at the weld 20 of 0.15 mm or less, 0.13 mm or less, or 0.10 mm. It may be: The lower limit of the height is not particularly limited, but may be 0, for example, 0.001mm or more, 0.005mm or more, or 0.01mm or more.
  • the color (eg, white) of the main body 310 and 320 is excessively exposed to the outside, thereby reducing the appearance of the beauty and the welding line 500
  • the site is easily contaminated by foreign matters, and the appearance quality of the product may be reduced.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention is a decorative sheet 410, 420 attached to the surface of the body 310, 320 when welding the synthetic resin profile 10 using a seamless welding device 100. It is possible to prevent, and at least one end of the decorative sheet 410, 420 has a shape inserted into the main body 310, 320, so that the main color of the main body 310, 320 It can prevent (eg, white) from being exposed to the outside.
  • the conventional method of welding a synthetic resin profile for windows and doors is a burr (B) formed in the weld by welding the body (P) of the synthetic resin profile with a decorative sheet (S) attached After welding is completed, it is removed by scraping using a separate finishing machine (T).
  • the left and right clamps 110 in the process of melting the ends of the synthetic resin profile 10 with the decorative sheets 410 and 420 attached to the heating plate 120 as shown in FIG. 13(b).
  • the seamless seam welding apparatus 100 of the method of removing the burr 20a formed in the welding portion 20 while the blade 113 provided on the opposite surface of the transverse direction moves, the burr 20a It is possible to prevent the protruding decorative sheets 410 and 420 from being removed together.
  • the blade 113 is to remove the burr (20a) formed in the welding portion 20, the end of the decorative sheet 410, 420 attached to the surface of the body 310, 320 of the synthetic resin profile welding line ( 500) while being pushed to the side, more specifically, the end of any one of the decorative sheets 410 and 420 is inserted into the body 310 and 320 (see FIG. 15). Accordingly, the color of the main body 310 and 320 of the synthetic resin profile may not be exposed to the welding line 500 of the welding part 20 to increase the appearance quality of the product.
  • the window frame seamless welding apparatus 100 having the above structure is disposed at each of four points on the main frame (not shown), so that the four corners of the synthetic resin profile 10 can be welded at the same time.
  • window frame seamless welding apparatus 100 As the stage in which the window frame seamless welding apparatus 100 is installed is slidably moved in the X and Y axis directions along the guide rail, it is possible to easily manufacture window frames or window frames of various sizes.
  • the heating plate 120 is introduced into the space between the corners of the four synthetic resin profiles 10.
  • a planar heating plate is used as the heating plate 120, only a flat surface (not shown) is formed on the cut surfaces of the four synthetic resin profiles 10 opposed to each other, and when the concave-convex heating plate 120 is used as the heating plate 120, the opposite four synthetic resin profiles are used.
  • An uneven surface 21 is formed on the cutting surface of (10), and optionally, a flat surface 23 may be formed on at least an edge of the cutting surface contacting the indoor side surface 10a.
  • the blades 113 integrally provided with the left and right clamps 110 are melted at the ends of the four synthetic resin profiles 10 to remove the burrs 20a that are pushed outward (see FIG. 11).
  • the heating plate 120 is discharged from between the left and right clamps 110, and the left and right clamps 110 When moving to the opposite surface of the cutting surface to join the cutting surface to each other (see Fig. 12), a synthetic resin profile product for a window frame in the shape of a square frame according to the present invention is completed.
  • FIGS. 15 and 16 which are illustrated drawings.
  • the synthetic resin profile 10 is composed of a main body 310 and 320 located below, a decorative sheet 410 and 420 attached thereto, and a synthetic resin profile adjacent to an end of the synthetic resin profile 10 ( As the end of 10) faces and is melt-bonded through a melting process, the welded portion 20 is formed.
  • the main body 310, 320, and/or the decorative sheet 410, 420 undergo a melting process by a heating plate to cause a change in physical properties, and the cross section of the welding portion 20 is OM
  • the ends of the main bodies 310 and 320 become collapsed toward the inner center while the crystal structure collapses through the melting process, and is attached to the upper side of the main bodies 310 and 320
  • the end portions of the decorative sheets 410 and 420 may also be settled together toward the end portions of the main bodies 310 and 320 that are settled.
  • each of the decorative sheets 410 and 420 on both sides is settled and inserted between the subsided main bodies 310 and 320 constituting the welding surface 30 through the melting process.
  • the ends of the synthetic resin profile 10 are melted at the same time and pressure through the heating plate 120, the melted results may not always be the same, so one side of the ends of the bodies 310 and 320 settled depending on the situation. Only the end of the decorative sheet 410 is submerged and inserted, and the end of the other decorative sheet 420 may be in a non-settling state, or both end portions of the decorative sheet 410 and 420 may be submerged and inserted. It might be.
  • the inserted depth may be different, and depending on the situation, the inserted depth may be different. It may be the same.
  • the insertion length of at least one end of the decorative sheets 410 and 420 is a depth of 0.01-0.5mm, a depth of 0.01-0.45mm, or a depth of 0.01-0.4mm from the top surface of the main body 310,320. Can be inserted into. If the insertion length is less than the depth, the decorative sheet may be lifted or peeled from the synthetic resin profile body, and if it exceeds the above range, desired product dimensions cannot be manufactured as it is inserted more than necessary.
  • the conventional synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 1 still has a large width and height of the welding line L even after the burr B is removed, thereby causing the decorative sheet S
  • the welding line (L) part is easily contaminated by foreign substances, thereby deteriorating the appearance quality of the product.
  • Synthetic resin profile products for windows and doors of the present invention as described above, the end of the synthetic resin profile 10 is melted by the heating plate 120 and the burrs 20a generated in the melting process are immediately removed, and then the heating plate 120 ) In the removed state, as the ends of the synthetic resin profile 10 are welded to each other, the occurrence of additional burrs in the welding process is prevented and the size of the welding line 500 made on the surface of the welding portion 20 can be minimized. will be.
  • the ends of the main body 310 and 320 which were submerged in the melting process by the heating plate 120, and the ends of the decorative sheets 410 and 420 do not rise while forming burrs, and the decorative sheets 410 and 420 While the end of the body is inserted between the ends of the settled body 310, 320, and then cooled, the bonding force between the body 310, 320 and the decorative sheet 410, 420 is doubled as it cools.
  • the decorative sheets 410 and 420 from 310 and 320 may be prevented from being lifted or peeled.
  • the upper and lower clamps of the seamless welding apparatus 100 of FIG. 6 were provided with four profiles with decorative sheets attached to the surface of the main body made of PVC on the left and right clamps.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a synthetic resin profile product for windows and doors including the profile 10 welded through the welding portion 20 of Example 2 was manufactured.
  • Example 3 In the same manner as in Example 1, a synthetic resin profile product for windows and doors including the profile 10 welded through the welding portion 20 of Example 3 was manufactured.
  • a flat heating plate having a temperature of 260° C. was introduced between the ends of each edge portion of the profile, and then the profile was pressed against the heating plate and then pressed to melt the ends of the profile for 21-25 seconds.
  • a synthetic resin profile product for windows and doors including a profile joined through a welding portion of Comparative Example 1 was manufactured by removing burrs protruding between cutting surfaces using a finishing machine.
  • the depth of the inserted decorative sheet end was calculated and listed in Table 1.
  • the decorative sheet located on the left side is referred to as a decorative sheet 1 and the decorative sheet located on the right side is referred to as a decorative sheet 2 in Table 1.
  • the synthetic resin profile products for windows and doors of Examples 1 to 3 are small in width and height of the welding line, and unlike the synthetic resin profile products for windows and doors of Comparative Example 1, the white color of the body cannot be visually confirmed.
  • the synthetic resin profile products for windows and doors of Examples 1 to 3 and the synthetic resin profile products for windows and doors of Comparative Example 1 protruding upward from the top surface of the body from the top surface of the decorative sheet Otherwise, it was confirmed that the end of the decorative sheet was inserted from the top surface of the main body. Accordingly, it was confirmed that the synthetic resin profile products for windows and doors of Examples 1 to 3 had an effect of not lifting or peeling the decorative sheet from the body.
  • stopper 117 vacuum suction port

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Abstract

본 발명은 창호로 사용되는 합성수지 프로파일 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지 프로파일을 용접하여 제조된 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접라인의 크기가 최소화되고, 용접 후에도 합성수지 프로파일 본체 표면에 부착된 장식시트가 견고하게 유지될 수 있는 창호용 합성수지 프로파일 제품에 관한 것이다. 〔대표도〕도 15

Description

창호용 합성수지 프로파일 제품
본 발명은 창호로 사용되는 합성수지 프로파일 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지 프로파일을 용접하여 제조된 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접라인의 크기가 최소화되고, 용접 후에도 합성수지 프로파일 본체 표면에 부착된 장식시트가 견고하게 유지될 수 있는 창호용 합성수지 프로파일 제품에 관한 것이다.
일반적으로 창호는 건축물의 개구부에 설치되는 창틀 및 이에 결합하는 창짝으로 구성되는 것으로서 개폐방식에 따라 여닫이, 미닫이 등으로 구분되고, 재질에 따라 목재 창호, 합성수지 창호, 금속 창호 등으로 구분된다.
이 중 합성수지 창호의 창틀 및 창짝은 합성수지 프로파일(P) 간의 결합에 의해 사각형의 프레임 형태로 형성된다(도 1 참조).
이 경우, 일 예로 상기 합성수지 프로파일 제품(1)은 통상 PVC 수지 조성물로 압출성형된 합성수지 프로파일 본체(P) 표면에 장식시트(S)가 부착된 상태일 수 있는 것으로, 각 합성수지 프로파일 본체(P) 단부가 대략 45°의 사선형으로 절단된 후, 단부가 서로 맞대어진 상태로 용접되어 용접부(20)를 형성함으로써 사각틀 형태의 창틀 및/또는 창짝이 형성된다(도 1,2 참조).
이때, 합성수지 프로파일 간의 용접은 종래 대한민국 등록특허 제10-1364023호(공고일: 2014.02.18.) 등을 통해 개시된 창호용 합성수지 프로파일 용접장치에 의해 이루어지고 있다.
구체적으로, 창호용 합성수지 프로파일 용접장치는 단부가 사선형으로 절단된 합성수지 프로파일을 클램프에 각각 고정한다.
그리고 고정 완료된 합성수지 프로파일 사이로 가열판이 투입된 후, 합성수지 프로파일과 가열판과의 접촉에 의해 마주하는 합성수지 프로파일 단부가 가열 용융되어 용융부위가 각각 형성된다.
그런 다음 용융부위가 굳기 전에 서로 압착시켜 합성수지 프로파일 간에 용접이 이루어지게 되며, 이러한 압착과정에서 용융 부위에 발생된 버(bur)는 이후 수작업이나 사상기 등의 별도 장치를 이용하여 제거된다.
이렇게 하여 제조된 종래의 창호용 프로파일 제품은 용접 후에 버(B)를 제거하게 되므로, 가열판으로 합성수지 프로파일을 가열 용융시킬 당시에 발생되는 버(B)가 합성수지 프로파일 본체(P) 간의 용접 시에 간섭되어 용접면 상태가 불량해지고, 버(B)가 장식시트(S) 외부로 돌출됨에 따라 버(B)를 별도의 끌(T)이나 사상기 등으로 제거 후에도 여전히 폭과 높이가 큰 용접라인(L)이 제품 표면에 노출되어 외관상 미감이 크게 저하되는 문제점이 있다. 왜냐햐면 용접라인(L)이 합성수지 프로파일 본체의 색상(일 예로, 백색)을 띄기 때문에 장식시트 사이로 노출되는 백색의 용접라인으로 인해 제품 외관 품질을 크게 저하시켰다.
또한 남아 있는 버(B')가 장식시트(S) 표면으로 돌출 형성되면서 장식 시트(S)와 합성수지 프로파일 본체(P)와의 부착 상태가 불량해지는 문제점이 있었다(도 2 참조).
〔선행기술문헌〕
〔특허문헌〕대한민국 등록특허 제10-1364023호(공고일: 2014.02.18.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 합성수지 프로파일의 단부를 서로 용접시키는 과정에서 용접부의 표면에 형성되는 용접라인의 크기를 최소화시킴에 따라 제품 외관의 미려함을 살리고, 장식시트가 합성수지 프로파일 본체로부터 들뜨게 되거나 박리되는 문제점 등을 효과적으로 해결할 수 있도록 한 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은,
용접부를 매개로 용접된 합성수지 프로파일을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품으로, 상기 합성수지 프로파일은 본체와 상기 본체 표면에 부착된 장식시트를 포함하고,
상기 장식시트 중 적어도 어느 하나의 단부가 상기 본체 내부에 삽입되어 구성된다.
본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 합성수지 프로파일의 단부를 가열판으로 용융시키는 과정에서 버를 제거하여, 가열판 제거 후 합성수지 프로파일의 단부를 용접시킬 때 버의 발생이 최소화되도록 함으로써, 용접 과정에서 장식시트가 합성수지 프로파일 본체 내부로 말려 들어가는 상태가 되어 용접부의 표면에 돌출되는 용접라인의 크기를 최소화시켜 외관을 미려하게 할 수 있고, 합성수지 프로파일 본체로부터 장식시트가 들뜨거나 박리되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.
도 1은 종래 창호용 합성수지 프로파일 제품의 입면도이다.
도 2는 종래 용접 공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부의 단면을 OM(Optical Microscope)으로 100배 확대하여 촬영한 도면대용 사진이다.
도 4는 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부의 단면을 SEM(Scanning Electron Microscope)으로 50배(a), 100배(b), 125배(c) 및 200배(d) 확대하여 촬영한 도면대용 사진이다.
도 5는 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 종래 합성수지 프로파일 용접부의 표면을 OM으로 50배(a) 및 CLSM(Confocal laser scanning microscope)(b)으로 촬영한 도면대용 사진이다.
도 6은 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하기 위한 용접장치(이하 '무이음매 용접장치'라 함)의 일 실시예의 사시도이다.
도 7은 도 6의 무이음매 용접장치의 일 실시예에 따른 칼날을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6의 무이음매 용접장치의 일 실시예에 따른 좌우측 클램프의 진공흡입구를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 6의 무이음매 용접장치의 일 실시예에 따른 가열판의 작동상태를 보여주는 평면도이다.
도 10은 도 6의 무이음매 용접장치의 일 실시예에 따른 가열판의 사시도이다.
도 11 및 도 12는 도 6의 무이음매 용접장치의 일 실시예에 따른 작동상태를 보여주는 도면이다.
도 13은 종래(a)와 본 발명(b)에 따른 용접공정을 비교한 도면이다.
도 14의 (a), (b)는 도 6의 무이음매 용접장치의 일 실시예에 따른 가열판을 이용하여 합성수지 프로파일의 단부를 가열 용융한 후 접합시키는 과정을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 실시예 1의 용접부 단면을 SEM으로 50배(a), 100배(b) 및 200배(c) 확대 촬영하여 비교가 되도록 나타낸 도면대용 사진이다.
도 16 은 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 실시예 1의 합성수지 프로파일의 용접부 표면을 OM으로 100배(a) 및 CLSM(b)으로 촬영하여 나타낸 도면대용 사진이다.
도 17 은 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 실시예 1의 용접부 단면을 OM(a), EDS(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)(b, c) 분석을 통해 나타낸 도면대용 사진이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.
이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 판단되어야 한다.
먼저, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 창틀 또는 창짝의 주된 외곽 프레임인 것으로, 상기 창호용 합성수지 프로파일 제품을 구성하는 합성수지 프로파일은 합성수지 재질의 본체와 본체 표면에 부착된 장식시트를 포함할 수 있다. 상기 장식시트는 단층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 일 예로 기재필름 상부에 인쇄필름이 적층된 형태일 수 있으나 반드시 이로 제한하지는 않는다.
또는, 본체 표면에 장식시트를 부착하는 대신 본체와 함께 장식층을 공압출하여 장식층이 본체 표면에 일체로 형성된 합성수지 프로파일을 이용할 수도 있다.
여기서 상기 장식시트나 장식층은 다양한 형성의 본체 표면의 어느 일면 이상에 형성될 수 있고, 구체적 일 예로 실내측면을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
이렇게 형성된 창호용 프로파일 네 개가 사각틀의 형태로 연결될 수 있도록 각 합성수지 프로파일의 양측 단부를 대략 45°의 사선으로 절단하고 이 절단된 복수의 합성수지 프로파일 단부를 창호용 합성수지 프로파일 용접장치를 통해 용접하여 용접부를 매개로 용접된 형태의 창호용 합성수지 프로파일 제품으로 제조된다.
이하에서는 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 특징을 구체적으로 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부 단면을 SEM으로 촬영한 도면대용 사진으로서, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접부(20)를 매개로 용접된 복수의 합성수지 프로파일(10)을 포함하되, 상기 합성수지 프로파일(10)은 본체(310)(320)와 상기 본체(310)(320) 표면에 부착된 장식시트(410)(420)를 포함하고, 상기 장식시트(410)(420) 중 적어도 어느 하나의 단부가 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 형태이다.
또는, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 상기 장식시트(410)(420)의 단부 모두가 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 것일 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 상기 장식시트(410)(420)의 단부는 각각 상기 본체(310)(320)의 내부에 동일한 깊이 또는 상이한 깊이로 삽입된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 상기 장식시트(410)(420) 중 적어도 어느 하나의 단부는 상기 본체(310)(320)의 상면에서부터 0.01-0.5mm의 깊이, 0.01-0.45mm의 깊이 또는 0.01-0.4mm의 깊이로 삽입된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 상기 용접부(20)의 용접라인(500) 폭은 0.25mm 이하, 0.23mm 이하 또는 0.20mm 이하, 높이는 0.15mm 이하, 0.13mm 이하 또는 0.10mm 이하일 수 있다.
당업계에서 용접라인이란 용접에 의해 발생되는 것으로, 장식시트 사이로 합성수지 프로파일 본체의 색상(일 예로, 백색)이 노출되는 대략 라인(line) 형상의 이음매를 의미한다.
상기와 같은 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하기 위한 무이음매 용접장치(100)의 일 실시예와 함께 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품을 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 6은 무이음매 용접장치(100)의 일 실시예의 사시도로, 상기 무이음매 용접장치(100)는 좌우측 클램프(110), 가열판(120)을 포함한다.
먼저, 좌우측 클램프(110)는 각각의 일면에 칼날(113)이 형성된 상하부 가압편(111)(112)이 구비되어 용접 대상인 합성수지 프로파일(10)를 각각 고정해주는 것으로, 이러한 좌우측 클램프(110)는 액추에이터(110a)의 전, 후진 작동에 의해 레일(R)을 따라 횡방향으로 왕복이동 가능하게 설치된다.
이 경우 상기 상부 가압편(111)은 액추에이터(111a)의 작동에 의해 상하로 왕복이동 가능하게 설치되며, 이에 따라 상기 하부 가압편(112)의 상면에 올려진 합성수지 프로파일(10)의 상면을 가압 고정해줄 수 있다. 이때, 상기 하부 가압편(112)의 상면에는 합성수지 프로파일(10)의 실내측면(10a)이 맞닿게 안착된다.
아울러 상기 상하부 가압편(111)(112)의 대향면에는 칼날(113)이 일체로 형성된다. 상기 칼날(113)은 상부 가압편(111)의 대향면 하단과, 하부 가압편(112)의 대향면 상단에 서로 대향되게 형성된다.
도 7을 참조하면, 상기 칼날(113)의 선단은 수직면(113a)과, 수직면(113a)에서 용접부(20)의 버(20a)를 향해 소정 각도(θ)로 경사지게 형성되는 경사면(113b)으로 형성될 수 있다.
즉 상기 수직면(113a)에 의해 경사면(113b)의 각도(θ)를 조절하기 용이하며, 이에 따라 상기 칼날(113)의 경사면(113b)을 통해 버(20a)를 용이하게 제거할 수 있다.
이 경우 상기 경사면(113b)의 각도(θ)는 15 내지 50° 또는 20 내지 45°로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 경사면(113b)의 각도(θ)가 상기 범위 미만으로 형성되는 경우 칼날(113)의 선단이 필요 이상으로 날카로워짐에 따라 반복적으로 사용하는 경우 쉽게 파손될 우려가 있다. 반대로 상기 경사면(113b)의 각도(θ)가 상기 범위를 초과하는 경우 버(20a)의 원활한 제거가 어려울 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 상하부 가압편(111)(112)에는 진공흡입구(117)가 구비될 수 있다. 진공흡입구(117)는 진공펌프(미도시)에서 발생하는 진공흡입력을 통해 안착된 합성수지 프로파일(10)의 표면을 흡착해준다. 즉 합성수지 프로파일(10)는 내부에 중공부가 형성됨에 따라 용접 과정에서 표면이 중공부 측으로 오목하게 들어가는 경우가 발생할 수 있다.
따라서 용접장치(100)를 이용한 합성수지 프로파일(10)의 용접 시 진공흡입구(117)를 통해 합성수지 프로파일(10)의 단부를 흡착해줌으로써 합성수지 프로파일(10)의 표면이 평평한 상태를 유지한 상태로 용접이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
이 경우 본 발명에서는 상기 진공흡입구(117)가 상하부 가압편(111)(112) 모두에 형성된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 합성수지 프로파일(10)의 면적이 넓게 형성되는 저면(실내측면)이 안착되는 하부 가압편(112)에 국한되게 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 가열판(120)은 좌우측 클램프(110)에 의해 고정된 한 쌍의 합성수지 프로파일(10) 사이에 액추에이터(120a)의 작동을 통해 투입 또는 배출 가능하게 설치되어 상기 합성수지 프로파일(10)의 단부를 가열 용융시켜준다.
상기 가열판(120)은 평탄면으로만 구성된 것일 수 있다.
또는, 선택적으로 도 10과 같이 평탄면 및 요철면을 구비한 것일 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 가열판(120)은 대향되는 합성수지 프로파일(10)의 단부 절단면에 요철면(21)을 형성해주는 요철부(121)와, 상기 절단면의 적어도 실내측 가장자리에 평탄면(23)을 형성해주는 평탄부(123)가 구비된다.
이 경우 상기 요철부(121)는 음각으로 형성될 수 있다(도 10 및 도 14 참조). 상기 요철부(121)가 음각으로 형성되는 경우가 양각으로 형성되는 경우에 비해 평탄면(23)를 충분히 가열 용융시켜 용접 강도를 높일 수 있다. 즉 요철부(121)가 음각으로 형성됨에 따라 상기 가열판(120)을 이용한 가열 용융 시 상기 합성수지 프로파일(10)의 절단면 가장자리에 상기 평탄부(123)가 먼저 맞닿게 된다.
이에 따라 상기 합성수지 프로파일(10)의 절단면에 평탄면(23)을 먼저 충분히 가열 용융시킨 다음 요철면(21)을 용융 형성해줌으로써, 상기 평탄면(23)이 형성되는 합성수지 프로파일(10)의 가장자리를 보다 견고하게 용접해줄 수 있다(도 11 참조).
이 경우 상기 요철부(121)의 요철골(D)은 상기 합성수지 프로파일(10)의 단부에 용융형성되는 요철면(21)의 요철골의 깊이(0.5 내지 2.0㎜ 또는 1.0 내지 1.5㎜)를 원활하게 형성해줄 수 있도록 대응되는 깊이(0.5 내지 2.0㎜ 또는 1.0 내지 1.5㎜)로 형성될 수 있다.
아울러 상기 가열판(120)의 양면에 형성되는 요철부(121)는 합성수지 프로파일(10)의 절단면에 대향되게 형성되는 요철면(21)이 서로 엇갈리게 접합될 수 있도록 형성된다.
또한 상기 합성수지 프로파일(10)의 절단면과 접촉되는 가열판(120)의 표면은 테프론 코팅 처리될 수 있다. 이 경우, 상기 가열판(120)을 이용한 합성수지 프로파일(10)의 단부 가열 용융시 상기 합성수지 프로파일(10)의 재질인 합성수지가 가열판(120)에 눌어붙는 것을 방지해줄 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기와 같은 평탄면 또는 평탄면 및 요철면을 구비한 가열판(120)을 통해 합성수지 프로파일(10)의 단부 절단면을 용융시킴과 동시에, 상기 상하부 가압편(111)(112)의 대향면에 일체로 형성된 칼날(113)이 절단면을 통해 외부로 밀려나오는 버(20a)를 제거해주게 된다.
그리고 상기 가열판(120)이 한 쌍의 합성수지 프로파일(10) 사이로부터 배출된 후에는 좌우측 클램프(110)를 대향되는 합성수지 프로파일(10)의 절단면을 향해 이동시켜줌으로써, 합성수지 프로파일(10) 단부에 형성된 평탄면(미도시) 또는 요철면(21)과 평탄면(23)을 상호 접합해준다(도 12 참조).
이 경우 상기 칼날(113)은 스프링(114)에 의해 탄성적으로 될 수 있다. 이 경우 대향되게 형성된 칼날(113)의 선단이 서로 부딪히더라도 칼날(113)이 스프링(114)에 의해 탄성지지됨에 따라 충격을 흡수해줄 수 있고, 이에 따라 칼날(113)이 파손되는 것을 방지해줄 수 있다.
아울러 하부 가압편(112)의 저면에는 하부로 돌출된 스토퍼(115)가 결합될 수 있다. 그리고 상기 가열판(120)의 하단에는 스토퍼(115)와 접촉되는 일정한 폭의 간격유지블럭(125)이 결합되어, 상기 상하부 가압편(111)(112)에 각각 구비된 칼날(113)의 사이 간격이 일정하게 유지될 수 있다(도 11 참조).
이때, 상기 스토퍼(115)는 횡방향으로 이동 및 고정 가능하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 칼날(113)을 이용한 용접부(20)의 버(20a)를 제거할 때 스토퍼(115)의 위치를 조절함에 따라 상하부 가압편(111)(112)에 설치된 칼날(113)의 간격을 가열판(120)의 두께와 대응되게 조절해줄 수 있다.
이 경우 상기 스토퍼(115)는 가이드레일 또는 가이드홈(미도시)을 따라 슬라이딩 됨으로써 횡방향으로 이동할 수 있고, 볼트 등의 고정부재(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 합성수지 프로파일(10)은 위에서 설명한 바와 본체(310)(320) 표면, 구체적 일 실시예로 적어도 실내측면에는 장식시트(410)(420)가 부착된 상태로서, 상기 무이음매 용접장치(100)를 통한 합성수지 프로파일(10)의 용접 시 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접부(20)에서의 용접라인(500)의 폭이 0.25mm 이하, 0.23mm 이하 또는 0.20mm 이하 일 수 있다. 상기 폭의 하한치는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 0일 수 있고, 0.001mm 이상, 0.005mm 이상 또는 0.01mm 이상일 수 있다.
상기 용접라인(500) 폭이 상기 범위를 초과하여 형성되는 경우 본체(310)(320)의 색상(일 예로, 백색)이 외부로 과도하게 노출되어 외관의 미려함을 저하시키며, 용접라인(500) 부위가 이물질에 의해 쉽게 오염되어 그로 인한 제품의 외관 품질이 저하될 수 있다.
상기 무이음매 용접장치(100)를 통한 합성수지 프로파일(10)의 용접 시 상기 장식시트(410)(420)는 용접부(20)에서의 용접라인(500) 높이는 0.15mm 이하, 0.13mm 이하 또는 0.10mm 이하일 수 있다. 상기 높이의 하한치는 특별히 제한되지 않으나 일 예로 0일 수 있고, 0.001mm 이상, 0.005mm 이상 또는 0.01mm 이상일 수 있다.
상기 용접라인(500) 높이가 상기 범위를 초과하여 형성되는 경우 본체(310)(320)의 색상(일 예로, 백색)이 외부로 과도하게 노출되어 외관의 미려함이 저하시키며, 용접라인(500) 부위가 이물질에 의해 쉽게 오염되어 그로 인한 제품의 외관 품질이 저하될 수 있다.
이처럼 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 무이음매 용접장치(100)를 이용하여 합성수지 프로파일(10)의 용접 시 본체(310)(320) 표면에 부착된 장식시트(410)(420)가 제거되는 것을 방지할 수 있고, 상기 장식시트(410)(420) 중 적어도 어느 하나의 단부가 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 형태를 갖게 하여 이에 따라 본체(310)(320) 본연의 색상(일 예로, 백색)이 외부로 노출되는 것을 방지해줄 수 있다.
구체적으로, 도 13의 (a)에서와 같이, 종래의 창호용 합성수지 프로파일의 용접방법은 장식시트(S)가 부착된 합성수지 프로파일의 본체(P)의 용접에 의해 용접부에 형성된 버(B)를 용접 완료 후 별도의 사상기(T)를 이용하여 긁어주는 방식으로 제거해주게 된다.
이러한 용접방식을 이용하면 용접라인의 폭이나 높이가 커짐에 따라 제품의 외관 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
이에 반해, 본 발명의 경우 도 13의 (b)에서와 같이, 장식시트(410)(420)가 부착된 합성수지 프로파일(10)의 단부를 가열판(120)으로 용융시키는 과정에서 좌우측 클램프(110)의 대향면에 구비된 칼날(113)이 횡방향으로 이동하면서 용접부(20)에 형성된 버(20a)를 제거해주는 방식의 무이음매 용접장치(100)를 이용함에 따라, 상기 버(20a)에 의해 돌출된 장식시트(410)(420)가 함께 제거되는 것을 방지해줄 수 있다.
즉, 상기 칼날(113)은 용접부(20)에 형성된 버(20a)를 제거해주되, 합성수지 프로파일의 본체(310)(320) 표면에 부착된 장식시트(410)(420)의 단부를 용접 라인(500) 측으로 밀어주면서 평탄하게, 더욱 상세히는, 상기 장식시트(410)(420) 중 어느 하나의 단부가 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 형태가 되게 한다(도 15 참조). 이에 따라 용접부(20)의 용접라인(500)에 합성수지 프로파일의 본체(310)(320)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 하여 제품의 외관 품질을 높일 수 있다.
상기와 같은 구조의 본 발명에 따른 창호프레임 무이음매 용접장치(100)는 메인프레임(미도시) 상의 네 지점에 각각 배치되어 합성수지 프로파일(10) 네 모서리부의 용접이 동시에 가능하다.
이 경우 상기 창호프레임 무이음매 용접장치(100)가 설치되는 스테이지는 가이드레일을 따라 X, Y축 방향으로 슬라이딩 이동이 가능하게 설치됨에 따라, 다양한 사이즈의 창틀 또는 창짝을 용이하게 제작할 수 있다.
이와 같은 무이음매 용접장치(100)를 이용한 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 제조과정에 대하여 구체적으로 설명해보기로 한다.
먼저, 좌우측 클램프(110)의 하부 가압편(112) 상면에 네 개의 합성수지 프로파일(10)을 사각틀 형태로 배치한다(도 6 참조).
상부 가압편(111)의 하강 작동에 의해 네 개의 합성수지 프로파일(10)이 고정되면, 개의 합성수지 프로파일(10)의 모서리부 사이 이격 공간에 가열판(120)이 투입된다.
그 다음, 좌우측 클램프(110)가 그 사이에 개재된 가열판(120) 측으로 이동되면서 가열판(120)과의 접촉을 통해 네 개의 합성수지 프로파일(10)의 절단면을 가열 용융시킨다(도 9 참조).
상기 가열판(120)으로 평면형 가열판을 이용할 경우 대향되는 네 개의 합성수지 프로파일(10)의 절단면에 평탄면(미도시)만이 형성되고, 가열판(120)으로 요철형 가열판을 이용할 경우 대향되는 네 개의 합성수지 프로파일(10)의 절단면에 요철면(21)이 형성되되, 선택적으로 적어도 실내측면(10a)과 접하는 절단면의 가장자리에는 평탄면(23)이 형성되게 할 수 있다.
이와 동시에 좌우측 클램프(110)에 일체로 구비된 칼날(113)이 네 개의 합성수지 프로파일(10)의 단부에서 용융되어 외측으로 밀려나오는 버(20a)를 제거해준다(도 11 참조).
상기 합성수지 프로파일(10)의 절단면에 평탄면(미도시) 또는 요철면(21) 및 평탄면(23)이 형성되면 좌우측 클램프(110) 사이로부터 가열판(120)이 배출되고, 좌우측 클램프(110)를 절단면의 대향면을 향해 이동시켜 절단면을 상호 접합해주면(도 12 참조), 본 발명에 따른 사각틀 형태의 창호용 합성수지 프로파일 제품이 완성된다.
이러한 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부 단면을 예시된 도면대용 사진인 도 15 및 도 16을 통해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
우선, 합성수지 프로파일(10)은 아래에 본체(310)(320)가 위치하고, 그 위에 장식시트(410)(420)이 부착되어 구성되며, 이러한 합성수지 프로파일(10)의 단부와 이웃하는 합성수지 프로파일(10)의 단부가 마주하여 용융과정을 통해 용융 접합되면서 용접부(20)를 형성하게 된다.
이러한 용접부(20)의 형성과정 중에 본체(310)(320) 및/또는 장식시트(410)(420)는 가열판에 의해 용융 과정을 거치면서 물성 변화를 일으키게 되는데, 용접부(20)의 단면을 OM 및 SEM으로 확대하여 살펴보면 본체(310)(320)의 단부의 경우, 용융 과정을 통해 결정구조가 무너지게 되면서 안쪽 중심부를 향하여 침하되는 상태가 되고, 본체(310)(320)의 상측에 부착되어 있던 장식시트(410)(420)의 단부도 침하되는 본체(310)(320)의 단부 쪽으로 함께 침하되는 상태가 될 수 있다.
즉, 용융 과정을 통하여 용접면(30)을 이루는 침하된 양측 본체(310)(320)의 사이로 양측 장식시트(410)(420)의 적어도 어느 하나의 단부가 각각 침하되어 삽입되는 상태가 된다.
여기서, 합성수지 프로파일(10)의 단부는 가열판(120)을 통해 동일한 시간과 압력으로 용융되더라도 용융된 결과가 항상 동일할 수는 없으므로 상황에 따라 침하된 양측 본체(310)(320)의 단부에 한쪽 장식시트(410)의 단부만 침하되어 삽입되고 다른 한쪽 장식시트(420)의 단부는 침하되지 않는 상태가 될 수 있으며 또는 양측 장식시트(410)(420) 단부 모두가 침하되어 삽입된 상태가 될 수도 있다.
또한, 침하된 양측 본체(310)(320)의 단부 사이로 양쪽 장식시트(410)(420)의 단부가 모두 침하되어 삽입되더라도 삽입되는 깊이는 차이가 있을 수 있으며, 상황에 따라서는 삽입되는 깊이가 동일할 수도 있다.
상기 장식시트(410)(420)의 적어도 하나의 단부의 삽입길이는 상기 본체(310)(320)의 상면에서부터 0.01-0.5mm의 깊이, 0.01-0.45mm의 깊이로 또는 0.01-0.4mm의 깊이로 삽입될 수 있다. 삽입길이가 상기 깊이 미만인 경우 장식시트가 합성수지 프로파일 본체로부터 들뜨게 되거나 박리될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 필요이상으로 삽입됨에 따라 목적하는 제품 치수를 제조할 수 없다.
반면, 도 3 및 도 4를 참조 시 비교예 1의 종래의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 버(B)가 제거된 후에도 여전히 용접라인(L)의 폭과 높이가 커서, 이로 인해 장식시트(S)가 본체(P)로부터 들뜨거나 박리되기 쉽고, 용접라인(L) 부위가 이물질에 의해 쉽게 오염되어 그로 인한 제품의 외관 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같은 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 앞에서 설명한 바와 같이 합성수지 프로파일(10)의 단부가 가열판(120)에 의해 용융됨과 동시에 용융 과정에서 발생된 버(20a)가 즉시 제거되고, 이후 가열판(120)이 제거된 상태에서 합성수지 프로파일(10)의 단부가 서로 용접이 이루어짐에 따라 용접 과정에서 추가의 버 발생이 방지되면서 용접부(20) 표면에서 만들어지는 용접라인(500)의 크기가 최소화될 수 있는 것이다.
아울러, 가열판(120)에 의한 용융과정에서 침하되었던 본체(310)(320)의 단부와 장식시트(410)(420)의 단부가 버를 형성하면서 융기되지 않고, 장식시트(410)(420)의 단부가 침하된 본체(310)(320)의 단부 사이에 삽입된 상태를 그대로 유지하다가 이후 냉각됨에 따라 본체(310)(320)와 장식시트(410)(420)의 결합력이 배가되면서 본체(310)(320)로부터 장식시트(410)(420)가 들뜨거나 박리되는 것이 방지될 수 있는 것이다.
이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[ 실시예 및 비교예 ]
1. 실시예
(1) 실시예 1
도 6의 무이음매 용접장치(100)의 상부 가압편 및 하부 가압편이 구비된 좌우측 클램프에 PVC 재질의 본체 표면에 장식시트가 부착된 네 개의 프로파일을 사각틀 형태로 고정하였다.
이어서, 상기 프로파일 각 모서리부의 단부 사이에 230-250℃의 온도의 요철형 가열판을 투입한 뒤, 상기 프로파일을 상기 가열판에 접면 후 가압시켜 상기 프로파일의 단부가 용융될 때까지 24-29초간 용융하였다. 이 때, 버는 상기 상하부 가압편에 구비된 칼날(113)에 의하여 발생 제거된다.
그 후, 가열판을 배출하여 제거한 후, 좌우측 클램프를 통해 프로파일의 단부를 서로 접면시켜 용접하였다.
마지막으로, 상기 용접부를 실온에서 냉각하여, 실시예 1의 용접부(20)를 매개로 용접된 프로파일(10)을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하였다.
(2) 실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2의 용접부(20)를 매개로 용접된 프로파일(10)을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하였다.
(3) 실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 3의 용접부(20)를 매개로 용접된 프로파일(10)을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하였다.
2. 비교예
(1) 비교예 1
무이음매 용접장치가 아닌 일반적인 용접장치(한성기계, TWL 용접기)에 PVC 재질의 본체 표면에 장식시트가 부착된 네 개의 프로파일을 사각틀 형태로 고정하였다.
이어서, 상기 프로파일 각 모서리부의 단부 사이에 260℃의 온도의 평탄형 가열판을 투입한 뒤, 상기 프로파일을 상기 가열판에 접면 후 가압시켜 상기 프로파일의 단부를 21-25초간 용융하였다.
그 후, 가열판을 배출하여 제거한 후, 좌우측 클램프를 통해 프로파일의 단부를 서로 접면시켜 용접하였다.
마지막으로, 상기 용접부를 실온에서 냉각한 다음, 사상기를 이용하여 절단면 사이로 돌출되는 버를 제거하여 비교예 1의 용접부를 매개로 접합된 프로파일을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하였다.
[ 실험예 ]
1. SEM(Scanning Electron Microscope) 사진
주사 전자 현미경(Zeiss, Merlin Compact)으로 배율(magnification, mag)을 달리하여 실시예 1-3 및 비교예 1의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 촬영하였다.
2. OM(Optical Microscope) 사진
광학 현미경(Huvitz, HRM-300)으로 실시예 1-3 및 비교예 1의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 촬영하였다.
3. CLSM(Confocal laser scanning microscope) 사진
공초점 레이저 주사 현미경(Leica Microsystems, DCM 3D)으로 실시예 1-3 및 비교예 1의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 촬영하였다.
4. 용접라인의 폭 및 높이
실시예 1-3 및 비교예 1의 창호용 프로파일 제품의 용접라인의 폭 및 높이를 OM 사진 및 CLSM 사진을 이용하여 분석하였다.
이 때, 상기 각 창호용 프로파일 제품의 용접라인의 서로 다른 세 개의 표면 지점에 대하여 폭 및 높이를 세 번 측정한 후, 그 평균값을 표 1에 기재하였다.
5. 장식시트 단부의 삽입 여부 및 삽입 깊이 측정
실시예 1 및 비교예 1의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 SEM 사진을 통해 장식시트가 본체 내부로 삽입되었는지 여부를 확인하였다.
또한 장식시트가 본체 내부로 삽입되었다면 삽입된 장식시트 단부의 깊이를 계산하여 표 1에 기재하였다.
이 때 단면사진을 기준으로 좌측에 위치하는 장식시트를 장식시트 1로, 우측에 위치하는 장식시트를 장식시트 2로 표 1에 표기하였다.
6. EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) mapping 분석
에너지분산형 분광분석기(Zeiss, Merlin Compact)으로 실시예 1의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 성분을 분석하였다.
용접라인 장식시트 삽입여부 및 삽입깊이
폭(mm) 높이(mm) 장식시트 1 장식시트 2
실시예 1 0.127 0.028 삽입됨(삽입깊이: 0.225mm 삽입됨(삽입깊이: 0.388mm)
실시예 2 0.080 0.042 미측정 미측정
실시예 3 0.040 0.038 미측정 미측정
비교예 1 0.223 0.201 미삽입(돌출됨) 미삽입(돌출됨)
OM 사진 및 CLSM 사진으로 분석한 결과, 실시예 1 내지 3의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접라인의 폭 및 높이가 작아 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품과 달리 본체의 백색이 육안으로 확인이 불가능할 정도로 미미한 수준임을 확인할 수 있었다.아울러, SEM 사진 및 OM 사진 분석 결과, 실시예 1 내지 3의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 본체 상면에서부터 장식시트 단부가 위로 돌출된 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품과 달리 본체 상면에서부터 장식시트 단부가 내부로 삽입된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 실시예 1 내지 3의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 본체로부터 장식시트가 들뜨거나 박리되지 않는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 이와 별도로 실시예 1의 용접부를 EDS mapping 분석한 결과 본체의 PVC 수지 조성물에 포함되는 주성분인 Ca 무기원소가 검출되어 표면에 용접라인이 있음을 알 수 있으나, 육안으로 확인이 불가능할 정도의 수준임을 확인할 수 있었다.
〔부호의 설명〕
10 : 합성수지 프로파일 20 : 용접부
20a : 버 21 : 요철면
23 : 평탄면 30 : 용접면
100 : 무이음매 용접장치 110 : 좌우측 클램프
111 : 상부 가압편 112 : 하부 가압편
113 : 칼날 113a : 수직면
113b : 경사면 114 : 스프링
115 : 스토퍼 117 : 진공흡입구
120 : 가열판 121 : 요철부
123 : 평탄부 125 : 간격유지블럭
310,320 : 본체
410,420 : 장식시트 500 : 용접라인

Claims (7)

  1. 용접부(20)를 매개로 용접된 합성수지 프로파일(10)을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품으로,
    상기 합성수지 프로파일(10)은 본체(310)(320)와 상기 본체(310)(320) 표면에 부착된 장식시트(410)(420)를 포함하고,
    상기 장식시트(410)(420) 중 적어도 어느 하나의 단부가 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장식시트(410)(420)의 단부가 모두 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 장식시트(410)(420)의 단부는 각각 상기 본체(310)(320)의 내부에 동일한 깊이 또는 상이한 깊이로 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 장식시트(410)(420)의 적어도 어느 하나의 단부는 상기 본체(310)(320)의 상면에서부터 0.01-0.5mm의 깊이로 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 장식시트(410)(420)의 적어도 어느 하나의 단부는 상기 본체(310)(320)의 상면에서부터 0.01-0.4mm의 깊이로 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 용접라인(500) 폭은 0.001-0.25mm이고, 높이는 0.001-0.15mm인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 용접라인(500) 폭은 0.01-0.20mm이고, 높이는 0.01-0.10mm인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
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