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WO2020171340A1 - 창호용 합성수지 프로파일 제품 - Google Patents

창호용 합성수지 프로파일 제품 Download PDF

Info

Publication number
WO2020171340A1
WO2020171340A1 PCT/KR2019/014102 KR2019014102W WO2020171340A1 WO 2020171340 A1 WO2020171340 A1 WO 2020171340A1 KR 2019014102 W KR2019014102 W KR 2019014102W WO 2020171340 A1 WO2020171340 A1 WO 2020171340A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
synthetic resin
resin profile
windows
doors
welding
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/014102
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
Application filed by 주식회사 엘지하우시스 filed Critical 주식회사 엘지하우시스
Priority to JP2021522056A priority Critical patent/JP7035278B2/ja
Priority to CN201990001089.XU priority patent/CN214997165U/zh
Publication of WO2020171340A1 publication Critical patent/WO2020171340A1/ko

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    • 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
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    • E06B3/96—Corner joints or edge joints for windows, doors, or the like frames or wings
    • E06B3/9604—Welded or soldered joints
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    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/82—Testing the joint
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    • B29C66/81435—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined being toothed, i.e. comprising several teeth or pins, or being patterned comprising several parallel ridges, e.g. for crimping
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    • B29C2795/002—Printing on articles made from plastics or substances in a plastic state before shaping
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    • B29C66/03—After-treatments in the joint area
    • B29C66/032—Mechanical after-treatments
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    • B29C66/326—Shaping the burr, e.g. by the joining tool
    • B29C66/3262—Shaping the burr, e.g. by the joining tool as after-treatment, e.g. by a separate tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • 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 in more detail, the size of the heat denatured section and the welding line of the welding part is minimized, and the decorative sheet attached to the surface of the synthetic resin profile body can be firmly maintained even after welding. It relates to a synthetic resin profile product for windows and doors.
  • a window is composed of a window frame installed in an opening of a building and a window frame coupled thereto, and is classified into a casement door, a sliding door, etc. according to an opening and closing method, and is divided 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 the shape of a square frame by the combination of the synthetic resin profiles (P) (see Fig. 1).
  • the synthetic resin profile may be in a state in which a decorative sheet (S) is further attached to the surface of the synthetic resin profile body (P) extruded from a PVC resin composition, and the end of each synthetic resin profile body (P) is approximately After cutting in an oblique shape of 45°, the ends are welded in a butted state to form the weld 20, thereby forming a square frame-shaped window frame and/or a window frame-shaped synthetic resin profile product 1 (Fig. 1). ,2).
  • the synthetic resin profile welding apparatus for windows and doors fixes the synthetic resin profiles whose ends are cut diagonally to the clamps.
  • the molten parts are hardened, they are pressed together to perform welding between the synthetic resin profiles, and the burs generated in the molten areas during this compression process are removed by hand or using a separate device such as a finishing machine.
  • the conventional window profile product removes the burr (B) after welding, the burr (B) generated at the time of heating and melting the synthetic resin profile with a heating plate interferes with the welding surface between the synthetic resin profile bodies (P).
  • the welding line (L) with a large width and height still remains after removing the burr (B) with a separate chisel (T) or a finishing machine.
  • the aesthetic appearance is greatly deteriorated due to exposure to the product surface.
  • the welding line (L) has the color of the body of the synthetic resin profile (for example, white), the product appearance quality is greatly degraded due to the white welding line exposed between the decorative sheets.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 10-1364023 (announcement date: 2014.02.18.)
  • the present invention was conceived to solve the above-described problems, and provides a synthetic resin profile product for windows and doors that can prevent degradation of product quality due to discoloration or cracks in the synthetic resin profile product for windows and doors by minimizing the thermal degeneration section of the weld. It has its purpose.
  • the present invention minimizes the size of the welding line formed on the surface of the welded part, thereby enhancing the appearance of the product, and effectively solving the problem that the decorative sheet is lifted or peeled from the synthetic resin profile body. Its purpose is to provide products.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors according to the present invention for realizing the above-described object includes a synthetic resin profile welded through a welding part,
  • the width of the section in which the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl of the weld is 0.130 or more may be 80 ⁇ m or less (here, the I Degradation is the intensity of the Raman peak that appears when the PVC resin is pyrolyzed, and the I C-Cl is PVC It is the intensity of the Raman peak of the C-Cl bond of the resin, and the section is the unit volume (5 ⁇ m ⁇ ) where the Raman peak ratio I Degradation /I C-Cl is 0.130 or more on the Raman mapping image using a Raman spectroscopy (Renishaw, inVia reflex). 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m) means two or more areas).
  • the synthetic resin profile product for windows and doors may have a width of 0.001-0.25mm and a height of 0.001-0.15mm of a welding line of a welding part.
  • the synthetic resin profile may include a body and a decorative sheet attached to a surface of the body, and at least one end of the decorative sheet may be inserted into the body.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors according to the present invention has an effect of preventing degradation of product quality due to discoloration or cracking in the synthetic resin profile product for windows and doors due to a small heat denatured section of the weld.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors removes burrs in the process of melting the end of the synthetic resin profile with a heating plate, so that the occurrence of burrs is minimized when welding the ends of the synthetic resin profile after removing the heating plate.
  • the decorative sheet is rolled into the inside of the synthetic resin profile body, minimizing the size of the welding line protruding from the surface of the welded portion to make the appearance beautiful, and effectively preventing the phenomenon that the decorative sheet is lifted or peeled from the synthetic resin profile body. It can have an effect.
  • 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 photograph for drawing taken by magnifying a cross section of a welded portion of a synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 2 with an optical microscope (OM) 100 times enlarged.
  • OM optical microscope
  • FIG. 4 is a photograph of a cross section of a welding part of a synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 2 by magnifying 50 times (a), 100 times (b), 125 times (c) and 200 times (d) with a SEM (Scanning Electron Microscope). This is a picture instead of one drawing.
  • FIG. 5 is a picture for a drawing taken by 50 times (a) and a confocal laser scanning microscope (CLSM) (b) of the conventional synthetic resin profile welding part of the synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 2 as 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” for manufacturing a synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention.
  • 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 the vacuum suction ports 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 of the seamless welding apparatus of FIG. 6 according to an embodiment.
  • FIG 13 is a view comparing the welding process according to the conventional (a) and the present invention (b).
  • 14A and 14B are views illustrating a process of heating and melting the ends of a synthetic resin profile using a heating plate according to an embodiment of the seamless welding apparatus of FIG. 6 and then bonding them.
  • FIG. 15 is a photograph for comparison by photographing a cross section of a welded portion of Example 2 of a synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention at 50 times (a), 100 times (b) and 200 times (c) magnification with SEM.
  • FIG. 16 is a photograph of the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention by photographing the surface of the welded part of the synthetic resin profile of Example 2 in OM at 100 times (a) and CLSM (b).
  • FIG. 17 is a photograph of a cross-section of the welded part of Example 4 of the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention as an OM 100 times (a), and an EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectrometer) (b, c) analysis.
  • a OM 100 times
  • EDS Energy Dispersive X-Ray Spectrometer
  • FIG. 18 is a Raman mapping image for a Raman peak ratio I Degradation /I C-Cl obtained by spectroscopic analysis of the weld cross section of Comparative Example 1.
  • FIG. 18 is a Raman mapping image for a Raman peak ratio I Degradation /I C-Cl obtained by spectroscopic analysis of the weld cross section of Comparative Example 1.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors is the main outer frame of the 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 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 for example, a printing film may be laminated on an upper portion of a base film, but is not limited thereto.
  • a synthetic resin profile in which the decorative layer is integrally formed on the body surface may be used by coextruding the decorative layer together with the body.
  • the decorative sheet or the decorative layer may be formed on one or more surfaces of the body surface of various formations, and as a specific example, may be formed to surround the interior side surface.
  • each synthetic resin profile is cut with a diagonal line of approximately 45° so that the four profiles for windows and doors formed in this way can be connected in the form of a square frame, and the ends of the plurality of cut synthetic resin profiles are welded through a synthetic resin profile welding device for windows and doors. It is manufactured as a synthetic resin profile product for windows and doors in a welded form.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors includes a synthetic resin profile 10 welded through the welding portion 20, and the Raman of the welding portion 20 on a Raman mapping image using a Raman spectroscopy (Renishaw, inVia reflex).
  • the width of the section in which the peak ratio I Degradation /I C-Cl is 0.130 or more may be 80 ⁇ m or less.
  • the Raman mapping image may refer to an image obtained by selecting a predetermined area on the cross-section of the welding part 20 and then using Raman mapping of the Raman spectroscopy to the area.
  • the Raman spectrometer is described as being Renishaw's inVia reflex, but the Raman spectrometer may be a Raman spectrometer known in the art, and is not particularly limited.
  • the I Degradation is the intensity of the Raman peak that appears during thermal decomposition of the PVC resin
  • the I C-Cl is the intensity of the Raman peak of the C-Cl bond of the PVC resin
  • the I Degradation / I C-Cl is 0.130 or more, 0.135 It may be greater than or equal to 0.140.
  • the upper limit of I Degradation /I C-Cl is not particularly limited, and for example, may be 100 or less or 90 or less.
  • the section is an area in which two or more points in the unit volume (5 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m) with Raman peak ratio I Degradation /I C-Cl of 0.130 or more on the Raman mapping image are areas, and the width of the section is 80 ⁇ m or less, 75 ⁇ m or less, or It may be 72 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the width of the section is not particularly limited, and may be, for example, 0.
  • the width of the section in which the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl is at least 0.130 in the unit volume (5 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m) is at least two areas is 80 ⁇ m or less, 75 ⁇ m or less, or 72 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the width of the section is not particularly limited, and may be, for example, 0.
  • the width of the section in which the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl is 0.135 or more is an area in which two or more points within a unit volume (5 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m) are 80 ⁇ m or less, 75 ⁇ m or less, or 72 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the width of the section is not particularly limited, and may be, for example, 0.
  • the width of the section in which the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl is 0.140 or more is a region in which two or more points within a unit volume (5 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m) are 80 ⁇ m or less, 75 ⁇ m or less, or 72 ⁇ m or less .
  • the lower limit of the width of the section is not particularly limited, and may be, for example, 0.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention has a width of the above range, thereby minimizing the heat degeneration of the synthetic resin profile in the welded portion of the synthetic resin profile, and more specifically, the synthetic resin profile body.
  • the product of the synthetic resin profile for windows and doors suffers from discoloration or cracks, resulting in deterioration of product quality, but the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention exhibits thermal denaturation of the weld portion. As it was minimized, discoloration or cracking did not occur, and it was confirmed that product quality did not deteriorate.
  • FIG. 15 is a photograph of a section of a welded part of a synthetic resin profile product for windows and doors according to an embodiment of the present invention, taken by SEM, as a drawing substitute, wherein the synthetic resin profile product for windows and doors according to the present invention is welded through a welding part 20.
  • the width of the welding line 500 of the welding part 20 may be 0.25mm or less, 0.23mm or less, or 0.20mm or less, and the height is 0.15mm or less, 0.13mm or less, or 0.10mm or less. I can.
  • the lower limit values of the width and height are not particularly limited, and the lower limit values of the width and height may be 0, for example, and may be 0.001mm or more, 0.005mm or more, or 0.01mm or more.
  • a welding line is generated by welding and means a roughly line-shaped joint through which the color (eg, white) of the synthetic resin profile body is exposed between the decorative sheets.
  • the synthetic resin profile 10 may be in a state in which the decorative sheets 410 and 420 are attached to the surface of the main body 310 and 320 as described above, and in a specific embodiment, at least on the interior side, but limited thereto. It doesn't work.
  • the width and height of the welding line 500 exceed the above range, the color (for example, white) of the main body 310 and 320 is excessively exposed to the outside, reducing the appearance of the welding line ( 500) The part is easily contaminated by foreign substances, and the appearance quality of the product may be deteriorated.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention includes a plurality of synthetic resin profiles 10 welded through a welding part 20, wherein the synthetic resin profile 10 includes a main body 310, 320 and the main body 310.
  • (320) includes a decorative sheet (410, 420) attached to the surface, and at least one end of the decorative sheet (410, 420) is inserted into the body (310, 320) I can.
  • all of the ends of the decorative sheets 410 and 420 may be inserted into the body 310 and 320.
  • the ends of the decorative sheets 410 and 420 may be inserted into the main body 310 and 320 at the same depth or at different depths.
  • At least one end of the decorative sheets 410 and 420 has a depth of 0.01-0.5mm from the upper surface of the main body 310 and 320, 0.01-0.45mm It may be inserted to a depth of or 0.01-0.4mm.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention will be described in more detail together with an embodiment of the seamless welding apparatus 100 for manufacturing the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention as described above.
  • FIG. 6 is a perspective view of an embodiment of the seamless welding apparatus 100, the seamless welding apparatus 100 includes left and right clamps 110 and heating plate 120.
  • the left and right clamps 110 are provided with upper and lower pressing pieces 111 and 112 having a blade 113 formed on each side to respectively fix the synthetic resin profile 10 to be welded. These left and right clamps 110 It is installed so as to reciprocate in the transverse direction along the rail R by the forward and backward operation of the actuator 110a.
  • the upper pressing piece 111 is installed so as to reciprocate up and down by the operation of the actuator 111a, thereby pressing the upper surface of the synthetic resin profile 10 placed on the upper surface of the lower pressing piece 112 Can be fixed.
  • the interior side surface 10a of the synthetic resin profile 10 may be seated on the upper surface of the lower pressing piece 112 in contact with the upper surface.
  • a blade 113 is integrally formed on the opposite surface of the upper and lower pressing pieces 111 and 112.
  • the blade 113 is formed to face each other at the lower end of the opposing surface of the upper pressing piece 111 and the upper end 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 ⁇ toward the burr 20a of the welding part 20 from the vertical surface 113a. Can be formed.
  • the angle ⁇ of the inclined surface 113b is preferably formed to be 15 to 50° or 20 to 45°. If the angle ⁇ of the inclined surface 113b is formed to be less than the above range, the tip of the blade 113 is sharpened more than necessary, and thus there is a risk of being 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.
  • a vacuum suction port 117 may be provided in the upper and lower pressing pieces 111 and 112.
  • the vacuum suction port 117 adsorbs the surface of the seated synthetic resin profile 10 through vacuum suction generated from a vacuum pump (not shown). That is, the synthetic resin profile 10 may have a case in which the surface of the synthetic resin profile 10 is concave toward the hollow portion during the welding process as the hollow portion is formed therein.
  • the end of the synthetic resin profile 10 is adsorbed through the vacuum inlet 117, thereby maintaining a flat surface of the synthetic resin profile 10. It can be done so that welding can be done.
  • the vacuum inlet 117 is formed on both the upper and lower pressing pieces 111 and 112 is illustrated and described, but the present invention is not limited thereto, and the bottom surface of the synthetic resin profile 10 is formed with a wide area. It may be formed to be limited to the lower pressing piece 112 (inner side) is seated.
  • the heating plate 120 is installed between a pair of synthetic resin profiles 10 fixed by left and right clamps 110 so as to be input or discharged through the operation of an actuator 120a, so that the synthetic resin profile 10 ) To heat and melt the end.
  • the heating plate 120 may be configured only with a flat surface.
  • it may optionally 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 an opposite synthetic resin profile 10, and a flat surface 23 at least at an interior edge of the cut surface. ) Is provided with a flat portion 123 that forms.
  • the uneven portion 121 may be formed in an intaglio (see FIGS. 10 and 14 ).
  • the flat surface 23 can be sufficiently heated and melted to increase the welding strength compared to the case where the uneven portion 121 is formed in an intaglio. That is, as the uneven portion 121 is formed in an intaglio, the flat portion 123 first comes into contact with the edge of the cut surface of the synthetic resin profile 10 during heating and melting using the heating plate 120.
  • the flat surface 23 is sufficiently heated and melted on the cut surface of the synthetic resin profile 10, and then the uneven surface 21 is melted to form 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 frame (D) of the uneven portion 121 smoothly adjusts the depth (0.5 to 2.0 mm or 1.0 to 1.5 mm) of the uneven frame of the uneven surface 21 formed by melting 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 as to be formed.
  • the concave-convex portions 121 formed on both sides of the heating plate 120 are formed so that the concave-convex surfaces 21 formed to face the cut surface of the synthetic resin profile 10 are alternately bonded to each other.
  • the surface of the heating plate 120 in contact with the cut surface of the synthetic resin profile 10 may be coated with Teflon. In this case, when the end of the synthetic resin profile 10 using the heating plate 120 is heated and melted, the synthetic resin, which is a material of the synthetic resin profile 10, can be prevented from being pressed onto the heating plate 120.
  • the blade 113 may be elastically supported 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 blade 113 may absorb the impact as it is elastically supported by the spring 114, thereby preventing the blade 113 from being damaged. I can.
  • a stopper 115 protruding downward may be coupled to the bottom surface of the lower pressing piece 112. And at the lower end of the heating plate 120, a space maintaining block 125 of a constant width in contact with the stopper 115 is coupled, the gap between the blades 113 provided on the upper and lower pressing pieces 111 and 112, respectively. This can be kept constant (see Fig. 11).
  • the stopper 115 may be formed to be movable and fixed in the transverse 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 gap between the blade 113 installed on the upper and lower pressing pieces 111 and 112 It can be adjusted to correspond to the thickness of the heating plate 120.
  • the stopper 115 may move in the transverse direction by sliding along a guide rail or a guide groove (not shown), and may be fixed by a fixing member (not shown) such as a bolt.
  • the window frame seamless welding apparatus 100 according to the present invention having the above structure is disposed at four points on the main frame (not shown), so that the welding of the four corners of the synthetic resin profile 10 is possible at the same time.
  • the stage on which the window frame seamless welding device 100 is installed is installed to be slidable in the X- and Y-axis directions along the guide rail, so that window frames or sash of various sizes can be easily manufactured.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention is that when the synthetic resin profile 10 is welded using the seamless welding device 100, the decorative sheets 410 and 420 attached to the surface of the body 310 and 320 are removed. It can be prevented, and at least one end of the decorative sheets 410 and 420 has a shape inserted into the body 310 and 320, and accordingly, the main color 310 and 320 For example, white) can be prevented from being exposed to the outside.
  • a burr (B) formed on the welded portion by welding the body P of the synthetic resin profile to which the decorative sheet (S) is attached is removed. 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 to which the decorative sheets 410 and 420 are attached to the heating plate 120 By using the seamless welding device 100 of a method that removes the burr (20a) formed in the welding portion 20 while the blade 113 provided on the opposite surface of the lateral direction moves, by the burr (20a) It is possible to prevent the protruding decorative sheets 410 and 420 from being removed together.
  • the blade 113 removes the burr 20a formed on the welding part 20, but the ends of the decorative sheets 410 and 420 attached to the surface of the main body 310 and 320 of the synthetic resin profile are welded to the welding line ( 500) while being pushed to the side, and in more detail, at least one end of the decorative sheets 410 and 420 is inserted into the main body 310 and 320 (see FIG. 15). Accordingly, the color of the main bodies 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 heating plate 120 is put into the spaced space between the corners of the four synthetic resin profiles 10.
  • the heating and melting is a specific example, after inserting a heating plate 120 having a temperature of 220-250 °C or 230-250 °C between the ends of each of the four synthetic resin profiles 10, the profile 10 After contacting the heating plate 120, pressurized, and after heating for 22-29 seconds or 24-27 seconds in the first order, the end of the profile 10 is secondarily contacted with the heating plate, and 220-250°C or 230-250 It may be to further heat within 5 seconds, within 3 seconds, or within 2 seconds at °C.
  • burrs are generated during the primary heating that pressurizes after contacting the heating plate, and the burrs are removed by the blades provided in the upper and lower pressing pieces, so that most of the synthetic resin profile body heat-modified by the primary heating is welded.
  • thermal denaturation in the synthetic resin profile products for windows and doors can be minimized.
  • a flat heating plate When a flat 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 facing each other, and when a concave-convex heating plate is used as the heating plate 120, four synthetic resin profiles facing each other.
  • the uneven surface 21 is formed on the cut surface of (10), and optionally, a flat surface 23 may be formed at least at the edge of the cut surface in contact with the indoor side surface 10a.
  • the blade 113 integrally provided with the left and right clamps 110 is melted at the ends of the four synthetic resin profiles 10 and removes 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 By moving toward the opposite side of the cut surface and bonding the cut surfaces to each other (see Fig. 12), the synthetic resin profile product for windows and doors in the form of a square frame according to the present invention is completed.
  • the synthetic resin profile 10 is composed of the main body 310, 320 is located below, and the decorative sheet 410, 420 is attached thereon, and the synthetic resin profile adjacent to the end of the synthetic resin profile 10 ( The ends of 10) face each other and are melt-bonded through a melting process to form the weld 20.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors according to the present invention may have a width of 80 ⁇ m or less in a section in which the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl of the welding portion 20 is 0.130 or more on the Raman mapping image, so that the welding portion of the synthetic resin profile, further In detail, it was confirmed that the thermal denaturation of the synthetic resin in the synthetic resin profile body was minimized, so that no discoloration or cracking occurred, and thus product quality was not degraded (see FIG. 19).
  • the main body 310, 320 and/or the decorative sheet 410, 420 undergoes a melting process by a heating plate, causing a change in physical properties. If the cross section is enlarged with OM and SEM, the ends of the main body 310 and 320 are in a state of being settled toward the inner center as the crystal structure collapses through the melting process, and the upper side of the main body 310 and 320 Ends of the decorative sheets 410 and 420 attached to the body 310 and 320 may be subsided together (see FIGS. 15 and 16 ).
  • both decorative sheets 410 and 420 is settled and inserted between the two main bodies 310 and 320 that form the welding surface 30.
  • both decorative sheets 410 and 420 are both subsided and inserted between the ends of both sides of the subsided body 310 and 320, the depth of insertion may be different. It could be the same.
  • the insertion length of at least one end of the decorative sheets 410 and 420 is from the top surface of the main body 310 and 320 to a depth of 0.01-0.5mm, a depth of 0.01-0.45mm, or a depth of 0.01-0.4mm Can be inserted into
  • the decorative sheet may be lifted or peeled off from the synthetic resin profile body, and when the insertion length exceeds the above range, the desired product dimension cannot be manufactured as it is inserted more than necessary.
  • the conventional synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 1 has a large width of the section in which the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl is 0.130 or more, so that the PVC resin in the main body of the synthetic resin profile has a large thermal denaturation, which causes discoloration or discoloration. It was confirmed that it was vulnerable to cracks.
  • the conventional synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 2 still has a large width and height of the welding line (L) even after the burr (B) is removed, and thus, the decorative sheet (S) There is a problem in that it is easily lifted or peeled off the main body P, and the welding line (L) is easily contaminated by foreign substances, thereby deteriorating the appearance quality of the product.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention minimizes the thermal denaturation section of the weld, and the ends of the synthetic resin profile 10 are melted by the heating plate 120 and the burrs 20a generated during the melting process. Is immediately removed, and since the ends of the synthetic resin profile 10 are welded to each other in the state where the heating plate 120 is removed, additional burrs are prevented during the welding process, and the welding line ( 500) can be minimized.
  • the ends of the main body 310, 320 which were settled in the melting process by the heating plate 120, and the ends of the decorative sheets 410, 420 are not raised while forming burrs, and the decorative sheets 410, 420 As the end of the body 310 and 320 is kept inserted between the ends of the subsided body 310 and 320, and then cooled, the bonding force between the body 310, 320 and the decorative sheets 410, 420 is doubled, and the body ( The decorative sheets 410 and 420 from 310) 320 may be prevented from being lifted or peeled off.
  • each corner portion of the profile was manufactured to be about 2.5 mm longer than the size of the finished window in consideration of the portion to be melted later.
  • the profile is pressed after contacting the heating plate, and the end of the profile is melted by about 2.5 mm. It was heated first for 24-27 seconds until. Then, the end of the profile was secondarily heated at 230-250° C. for 2 seconds without pressing in contact with the heating plate.
  • the generated bur is removed by the blade 113 provided in the upper and lower pressing pieces.
  • the heating plate was discharged and removed, and then the ends of the profile were brought into contact with each other through left and right clamps and welded.
  • 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 2-4 was manufactured.
  • each corner portion of the profile was manufactured to be about 2.5 mm longer than the size of the finished window in consideration of the portion to be melted later.
  • the profile is contacted with the heating plate and pressed until the end of the profile is melted by about 1.8 mm. Heated for seconds.
  • the heating plate was discharged and removed, and the ends of the profile were pressed together through left and right clamps, and welded so that about 0.7 mm was pressed.
  • the Raman mapping image was obtained by data processing by measuring a spectrum of 250 ⁇ 10 points at a resolution of 5 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m using a Raman spectroscopy (Renishaw, inVia reflex).
  • the width of two or more points within the unit volume (5 ⁇ m (x-axis) ⁇ 100 ⁇ m (y-axis) ⁇ 100 ⁇ m (z-axis)) with Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl of 0.130 or more was measured and described in Table 1 (wherein, the I Degradation is the intensity of the Raman peak that appears during thermal decomposition of the PVC resin, and the I C-Cl is the intensity of the Raman peak of the C-Cl bond of the PVC resin).
  • the decorative sheet located on the left is indicated as decorative sheet 1
  • the decorative sheet located on the right is indicated in Table 2 as decorative sheet 2.
  • the synthetic resin profile product for windows of Example 1 has a width of the section where the Raman peak ratio I Degradation / I C-Cl is 0.130 or more than that of the synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 1, It was confirmed that the thermal denaturation of the PVC resin was minimized (see FIGS. 18 and 19).
  • most of the burrs are generated during the first heating that pressurizes after contacting the heating plate, and at the same time, most of the synthetic resin profile body heat-modified by the primary heating is welded by removing the burrs by the blades provided in the upper and lower pressing pieces.
  • the synthetic resin profile product for windows of Comparative Example 1 the burrs were finally removed after the heating plate was discharged and welded, so the synthetic resin profile body heat-denatured by the primary and secondary heating was not effectively removed.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of Example 2-4 has a small width and height of the welding line, and unlike the synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 2-3, the white of the body is It could be confirmed that it was insignificant enough to be impossible to check with the naked eye.
  • the synthetic resin profile product for windows and doors of Comparative Example 2-3 in which the end of the decorative sheet protrudes upward from the upper surface of the main body, the end of the decorative sheet was inserted from the upper surface of the main body. there was. Accordingly, it was confirmed that the synthetic resin profile product for windows and doors of the present invention has the effect of not lifting or peeling the decorative sheet from the main body (see FIGS. 3, 4 and 15, 16).

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Abstract

본 발명은 창호로 사용되는 합성수지 프로파일 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접부의 열 변성 구간 및 용접라인의 크기가 최소화되고, 용접 후에도 합성수지 프로파일 본체 표면에 부착된 장식시트가 견고하게 유지될 수 있는 창호용 합성수지 프로파일 제품에 관한 것이다.

Description

창호용 합성수지 프로파일 제품
본 발명은 창호로 사용되는 합성수지 프로파일 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접부의 열 변성 구간 및 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 프로파일은 통상 PVC 수지 조성물로 압출성형된 합성수지 프로파일 본체(P) 표면에 장식시트(S)가 더 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 창짝 형태의 창호용 합성수지 프로파일 제품(1)이 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.
그러나, 상기와 같은 종래의 창호용 합성수지 프로파일 용접장치를 이용하여 합성수지 프로파일을 용접할 경우, 용접부의 열 변성 구간이 넓어 최종 창호용 합성수지 프로파일 제품에 변색 또는 크랙이 발생하여 제품 품질이 저하되는 문제점이 있을 수 있었다.
아울러, 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).
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 용접부의 열 변성 구간 및 용접라인의 크기가 최소화된 창호용 합성수지 프로파일 제품의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
〔선행기술문헌〕
〔특허문헌〕
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1364023호(공고일: 2014.02.18.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 용접부의 열 변성 구간이 최소화되어 창호용 합성수지 프로파일 제품에 변색 또는 크랙이 발생하여 제품 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 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 것으로,
상기 용접부의 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭은 80μm 이하일 수 있다(여기서, 상기 IDegradation은 PVC 수지의 열분해 시 나타나는 라만 피크의 세기이고, 상기 IC-Cl은 PVC 수지의 C-Cl 결합의 라만 피크의 세기이며, 상기 구간은 라만 분광기(Renishaw, inVia reflex)를 이용한 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역을 의미함).
또한, 상기 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접부의 용접라인의 폭은 0.001-0.25mm이고, 높이는 0.001-0.15mm일 수 있다.
또한, 상기 합성수지 프로파일은 본체와 상기 본체 표면에 부착된 장식시트를 포함하고, 상기 장식시트 중 적어도 어느 하나의 단부가 상기 본체 내부에 삽입된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접부의 열 변성 구간이 작아 창호용 합성수지 프로파일 제품에 변색 또는 크랙이 발생하여 제품 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 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.
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 2의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부의 단면을 OM(Optical Microscope)으로 100배 확대하여 촬영한 도면대용 사진이다.
도 4는 비교예 2의 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 2의 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 2의 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 2의 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 4의 용접부 단면을 OM으로 100배(a), EDS(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)(b, c) 분석을 통해 나타낸 도면대용 사진이다.
도 18은 비교예 1의 용접부단면을 분광분석하여 얻은 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl에 대한 라만 맵핑 이미지이다.
도 19는 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 실시예 1의 용접부단면을 분광분석하여 얻은 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl에 대한 라만 맵핑 이미지이다.
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 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부 단면을 분광분석하여 얻은 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl에 대한 라만 맵핑 이미지로서,
본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접부(20)를 매개로 용접된 합성수지 프로파일(10)을 포함하는 것으로, 라만 분광기(Renishaw, inVia reflex)를 이용한 라만 맵핑 이미지 상에서 상기 용접부(20)의 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭이 80μm 이하일 수 있다.
여기서, 상기 라만 맵핑 이미지는 상기 용접부(20)의 단면상에 소정의 영역을 선택한 후, 상기 영역에 대하여 라만 분광기의 라만 맵핑을 이용하여 얻어진 이미지를 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에서는 일 예로 상기 라만 분광기가 Renishaw社의 inVia reflex인 것으로 기재하였으나, 상기 라만 분광기로는 이 기술분야에서 공지된 종류의 라만 분광기를 이용할 수 있고, 특별히 제한되지 아니한다.
상기 IDegradation은 PVC 수지의 열 분해 시 나타나는 라만 피크의 세기이고, 상기 IC-Cl은 PVC 수지의 C-Cl 결합의 라만 피크의 세기로, 상기 IDegradation/IC-Cl은 0.130 이상, 0.135 이상 또는 0.140 이상일 수 있다. 상기 IDegradation/IC-Cl의 상한치는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 100 이하 또는 90이하일 수 있다.
상기 구간은 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역인 것으로, 상기 구간의 폭은 80μm 이하, 75μm 이하 또는 72μm 이하일 수 있다. 상기 구간의 폭의 하한치는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 0일 수 있다.
구체적으로는, 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역인 구간의 폭이 80μm 이하, 75μm 이하 또는 72μm 이하일 수 있다. 상기 구간의 폭의 하한치는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 0일 수 있다.
또는, 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.135 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역인 구간의 폭이 80μm 이하, 75μm 이하 또는 72μm 이하일 수 있다. 상기 구간의 폭의 하한치는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 0일 수 있다.
또는, 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.140 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역인 구간의 폭이 80μm 이하, 75μm 이하 또는 72μm 이하일 수 있다. 상기 구간의 폭의 하한치는 특별히 제한되지 않으며, 일 예로 0일 수 있다.
본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 상기 범위의 구간의 폭을 가짐으로써 합성수지 프로파일의 용접부, 더욱 상세히는 합성수지 프로파일 본체 내 합성수지의 열 변성이 최소화된 것을 확인할 수 있다.
일반적으로, 합성수지 프로파일의 용접부에 열 변성이 발생한 경우, 창호용 합성수지 프로파일 제품은 변색 또는 크랙이 발생하여 제품 품질이 저하되는 문제가 발생하였으나, 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접부의 열 변성이 최소화됨에 따라 변색 또는 크랙이 발생하지 않아 제품 품질이 저하되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
아울러, 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 합성수지 프로파일(10)을 포함하는 것으로, 상기 용접부(20)의 용접라인(500) 폭은 0.25mm 이하, 0.23mm 이하 또는 0.20mm 이하일 수 있고, 높이는 0.15mm 이하, 0.13mm 이하 또는 0.10mm 이하 일 수 있다. 이 때, 상기 폭 및 높이의 하한치는 특별히 제한되지 않으며, 상기 폭 및 높이의 하한치는 일 예로 0일 수 있고, 0.001mm 이상, 0.005mm 이상 또는 0.01mm 이상일 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.
이 때, 상기 합성수지 프로파일(10)은 위에서 설명한 바와 같이 본체(310)(320) 표면, 구체적 일 실시예로 적어도 실내측면에는 장식시트(410)(420)가 부착된 상태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 용접라인(500) 폭 및 높이가 상기 범위를 초과하여 형성되는 경우 본체(310)(320)의 색상(일 예로, 백색)이 외부로 과도하게 노출되어 외관의 미려함이 저하되며, 용접라인(500) 부위가 이물질에 의해 쉽게 오염되어 그로 인한 제품의 외관 품질이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 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 형태일 수 있다.
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.
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 안착될 수 있다.
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 무이음매 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 지지될 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.
또한, 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.
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 용접라인(L)의 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 적어도 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.
이하에서는 도 6과 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, 네 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 가열 용융은 구체적 일례로, 네 개의 합성수지 프로파일(10)의 각 모서리부의 단부 사이에 220-250℃ 또는 230-250℃의 온도의 가열판(120)을 투입한 뒤, 상기 프로파일(10)을 상기 가열판(120)에 접면 후 가압하며 1차로 22-29초 또는 24-27초간 가열한 후, 2차로 상기 프로파일(10)의 단부를 가열판에 접면한 상태로 가압 없이 220-250℃ 또는 230-250℃로 5초 이내, 3초 이내, 또는 2초 이내 동안 더 가열하는 것일 수 있다. 이와 같이 할 경우, 가열판에 접면 후 가압하는 1차 가열 시 대부분의 버가 발생됨과 동시에 상하부 가압편에 구비된 칼날에 의하여 버가 제거되어 1차 가열에 의해 열 변성된 합성수지 프로파일 본체의 대부분이 용접 전에 버가 제거되어 창호용 합성수지 프로파일 제품 내 열 변성이 최소화될 수 있다.
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 일 실시예의 용접부 단면을 예시된 도면대용 사진인 도 19와 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, 본 발명에 따른 창호용 합성수지 프로파일 제품은 라만 맵핑 이미지 상에서 상기 용접부(20)의 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭이 80μm 이하일 수 있어, 합성수지 프로파일의 용접부, 더욱 상세히는 합성수지 프로파일 본체 내 합성수지의 열 변성이 최소화되어, 변색 또는 크랙이 발생하지 않아 제품 품질이 저하되지 않는 것을 확인할 수 있었다(도 19 참조).
또한, 상기 용접부(20)는 그 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(도 15 및 도 16 참조).
즉, 용융 과정을 통하여 용접면(30)을 이루는 침하된 양측 본체(310)(320)의 사이로 양측 장식시트(410)(420)의 적어도 어느 하나의 단부가 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 단부에서 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 18을 참조 시 비교예 1의 종래의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭이 커서 합성수지 프로파일 본체 내 PVC 수지의 열 변성이 커서 변색 또는 크랙에 취약한 것을 확인할 수 있었다
또한, 도 3 및 도 4를 참조 시 비교예 2의 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 용접부의 열 변성 구간이 최소화되고, 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.
이때 상기 프로파일의 각 모서리부는 이후 용융될 부분을 고려하여 완성창 치수에 비해 약 2.5mm 정도 더 길게 제조되었다.
이어서, 상기 프로파일 각 모서리부의 단부 사이에 230-250℃의 온도의 도 10과 같은 요철형 가열판을 투입한 뒤, 상기 프로파일을 상기 가열판에 접면 후 가압하며 상기 프로파일의 단부가 약 2.5mm 용융될 때까지 1차로 24-27초간 가열하였다. 그리고 나서, 2차로 상기 프로파일의 단부를 가열판에 접면한 상태로 가압 없이 230-250℃로 2초간 더 가열하였다.
이 때, 발생된 버는 상기 상하부 가압편에 구비된 칼날(113)에 의하여 제거된다.
그 후, 가열판을 배출하여 제거한 후, 좌우측 클램프를 통해 프로파일의 단부를 서로 접면시켜 용접하였다.
마지막으로, 상기 용접부를 실온에서 15-20초 냉각하여, 실시예 1의 용접부(20)를 매개로 용접된 프로파일(10)을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하였다.
(2) 실시예 2-4
실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2-4의 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.
이때 상기 프로파일의 각 모서리부는 이후 용융될 부분을 고려하여 완성창 치수에 비해 약 2.5mm 정도 더 길게 제조되었다.
이어서, 상기 프로파일 각 모서리부의 단부 사이에 260℃의 온도의 평탄형 가열판을 투입한 뒤, 상기 프로파일을 상기 가열판에 접면 후 가압시켜 상기 프로파일의 단부가 약 1.8mm 용융될 때까지 1차로 15-17초간 가열하였다.
그리고 나서, 상기 프로파일의 단부가 가열판에 접면한 상태에서 가압 없이 260℃의 온도로 6-8초간 더 가열하였다.
그 후, 가열판을 배출하여 제거한 후, 좌우측 클램프를 통해 프로파일의 단부를 서로 가압하여 약 0.7mm 정도가 압착되도록 용접하였다.
마지막으로, 상기 용접부를 실온에서 15-20초 냉각한 다음, 사상기를 이용하여 절단면 사이로 돌출되는 버를 제거하여 비교예 1의 용접부를 매개로 용접된 프로파일을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품을 제조하였다.
(2) 비교예 2-3
비교예 1과 동일한 방법으로, 비교예 2-3의 용접부를 매개로 용접된 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 2 및 비교예 2의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 촬영하였다.
2. OM(Optical Microscope) 사진
광학 현미경(Huvitz, HRM-300)으로 실시예 2-4 및 비교예 2-3의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 촬영하였다.
3. CLSM(Confocal laser scanning microscope) 사진
공초점 레이저 주사 현미경(Leica Microsystems, DCM 3D)으로 실시예 2-4 및 비교예 2-3의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 촬영하였다.
4. 용접부의 분광분석 결과
실시예 1 및 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접부를 단면 처리한 후, 라만 맵핑을 수행하여 라만 맵핑 이미지를 얻었다.
상기 라만 맵핑 이미지는 라만 분광기(Renishaw, inVia reflex)를 이용하여 5μmХ10μm의 해상도로 250Х10개 포인트의 스펙트럼을 측정하여 데이터 처리하여 얻어진 것이다.
이어서, 상기 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 포인트가 단위 체적(5μm(x축)×100μm(y축)×100μm(z축)) 내 2개 이상인 구간의 폭을 측정하여 표 1에 기재하였다(단, 여기서 상기 IDegradation은 PVC 수지의 열 분해 시 나타나는 라만 피크의 세기이고, 상기 IC-Cl은 PVC 수지의 C-Cl 결합의 라만 피크의 세기임).
5. 용접라인의 폭 및 높이
실시예 2-4 및 비교예 2-3의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접라인의 폭 및 높이를 OM 사진 및 CLSM 사진을 이용하여 분석하였다.
이 때, 상기 각 창호용 합성수지 프로파일 제품의 용접라인의 서로 다른 세 개의 표면 지점에 대하여 폭 및 높이를 세 번 측정한 후, 그 평균값을 표 2에 기재하였다.
6. 장식시트 단부의 삽입 여부 및 삽입 깊이 측정
실시예 2-4 및 비교예 2-3의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 단면을 SEM 사진 및/또는 OM 사진을 통해 장식시트가 본체 내부로 삽입되었는지 여부를 확인하였다.
또한 장식시트가 본체 내부로 삽입되었다면 삽입된 장식시트 단부의 깊이를 계산하여 표 2에 기재하였다.
이 때 단면사진을 기준으로 좌측에 위치하는 장식시트를 장식시트 1로, 우측에 위치하는 장식시트를 장식시트 2로 표 2에 표기하였다.
7. EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) mapping 분석
에너지분산형 분광분석기(Zeiss, Merlin Compact)으로 실시예 4의 창호용 프로파일 제품의 용접부의 성분을 분석하였다(도 17(b), (c) 참조).
용접부의 분광분석 결과(IDegradation/IC-Cl≥0.130인 구간의 폭, μm)
실시예 1 72
비교예 1 270
용접라인 장식시트 삽입여부 및 삽입길이
폭(mm) 높이(mm) 장식시트 1 장식시트 2
실시예 2 0.127 0.028 삽입됨(삽입길이:0.225mm) 삽입됨(삽입길이:0.388mm)
실시예 3 0.080 0.042 삽입됨(삽입길이: 미측정) 삽입됨(삽입길이: 미측정)
실시예 4 0.040 0.038 삽입됨(삽입길이: 미측정) 삽입됨(삽입길이:미측정)
비교예 2 0.223 0.200 미삽입(돌출됨) 미삽입(돌출됨)
비교예 3 0.453 0.525 미삽입(돌출됨) 미삽입(돌출됨)
표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭이 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품보다 작아 합성수지 프로파일 본체 내 PVC 수지의 열 변성이 최소화된 것을 확인할 수 있었다(도 18 및 도 19 참조). 이는 본 발명의 경우 가열판에 접면 후 가압하는 1차 가열 시 대부분의 버가 발생됨과 동시에 상하부 가압편에 구비된 칼날에 의하여 버가 제거되어 1차 가열에 의해 열 변성된 합성수지 프로파일 본체의 대부분이 용접 전에 버로 제거된 반면, 비교예 1의 창호용 합성수지 프로파일 제품의 경우 가열판 배출 및 용접 후에 최종적으로 버를 제거하므로 1차 및 2차 가열에 의해 열 변성된 합성수지 프로파일 본체가 효과적으로 제거되지 못한 것에 기인한 것으로 판단된다.또한, 표 2에서 확인되는 바와 같이 실시예 2-4의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 용접라인의 폭 및 높이가 작아 비교예 2-3의 창호용 합성수지 프로파일 제품과 달리 본체의 백색이 육안으로 확인이 불가능할 정도로 미미한 수준임을 확인할 수 있었다.
아울러 실시예 2-4의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 본체 상면에서부터 장식시트 단부가 위로 돌출된 비교예 2-3의 창호용 합성수지 프로파일 제품과 달리 본체 상면에서부터 장식시트 단부가 내부로 삽입된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 창호용 합성수지 프로파일 제품은 본체로부터 장식시트가 들뜨거나 박리되지 않는 효과가 있음을 확인할 수 있었다(도 3, 4 및 도 15, 16 참조).
한편, 이와 별도로 실시예 4의 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(도 17 (b), (c)참조).
〔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 (11)

  1. 용접부(20)를 매개로 용접된 합성수지 프로파일(10)을 포함하는 창호용 합성수지 프로파일 제품으로,
    상기 용접부(20)의 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭은 80μm 이하인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품(단, 상기 IDegradation은 PVC 수지의 열 분해 시 나타나는 라만 피크의 세기이고, 상기 IC-Cl은 PVC 수지의 C-Cl 결합의 라만 피크의 세기이며, 상기 구간은 라만 분광기(Renishaw, inVia reflex)를 이용한 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역을 의미함).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 구간의 폭은 75μm 이하인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품(단, 상기 구간은 라만 분광기(Renishaw, inVia reflex)를 이용한 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.130 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역임).
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.140 이상인 구간의 폭은 80μm 이하인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품(단, 상기 구간은 라만 분광기(Renishaw, inVia reflex)를 이용한 라만 맵핑 이미지 상에서 라만 피크 비 IDegradation/IC-Cl이 0.140 이상인 포인트가 단위 체적(5μm×100μm×100μm) 내 2개 이상인 영역임).
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 용접라인(500)의 폭은 0.001-0.25mm이고, 높이는 0.001-0.15mm인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 용접라인(500)의 폭은 0.005-0.23mm이고, 높이는 0.005-0.13mm인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 용접부(20)의 용접라인(500)의 폭은 0.01-0.20mm이고, 높이는 0.01-0.10mm인 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  7. 제 1항에 있어서,
    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.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 장식시트(410)(420)의 단부가 모두 상기 본체(310)(320) 내부에 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
  9. 제 8항에 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.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 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.
  11. 제 7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 장식시트(410)(420)의 적어도 어느 하나의 단부는 상기 본체(310)(320)의 상면에서부터 0.01-0.45mm의 깊이로 삽입된 것인 창호용 합성수지 프로파일 제품.
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