알미늄샷시(개요,분류)

알루미늄은 원광석인 보오크사이트 (BAUXITE) 로 순수한 알루미나 (AL 2 O 3 ) 를 만들고 이것을 전기분해하여 만든 은백색의 금속이다 . 한국에 도입된 시기는 60 년대 초반으로 알려지고 있으며 경금속으로서 가지는 특성 때문에 전 산업분야에 널리 사용되는 재료이다 .

알루미늄과 플라스틱은 그 재료의 독특한 특성으로 인하여 많은 용도로 쓰이나 특히 건축물 재료로 많이 사용되고 있다 . 이 두가지 재료의 장단점은 서로 상반된 특성으로 알미늄의 장점은 플라스틱의 단점으로 , 플라스틱의 장점은 알미늄의 단점으로 볼 수가 있다 . 이 장에서는 여러가지 성질중 가장 대표되는 몇가지 성질을 비교하여 보도록 하겠다 .

알루미늄은 질별에 따라 인장 강도를 6 ∼ 60 kg/ ㎟ 범위내에서 조정할 수가 있으며 플라스틱은 장력이나 탄성면에서 상당히 떨어진다 . 알루미늄의 인장강도는 창호에 사용되는 A 6063s T5 의 경우 경질재는 29.5 kg/ ㎟ , 연질재는 9.1 kg/ ㎟ 이고 KS 규정에는 15 ∼ 16 kg/ ㎟ 이상으로 규정하고 있으며 일반적인 압출형재의 인장강도는 24.5 kg/ ㎟ 정도이다 .
플라스틱의 인장 강도는 4.55 kg/ ㎟ 이상이며 , 굴곡 강도는 8.5 kg/ ㎟ 이상 , 충격강도는 20 ℃일때 0.3 kg/ ㎟ , 0 ℃일때 0.07 kg/ ㎟ 이상이다 .

알미늄은 산소가 존재하는 곳에서는 곧 산화되어 배리어층 ( 장벽층 ) 이라고 하는 치밀한 산화 피막을 형성하여 외부를 보호하게 되어 내식성이 우수하다 . 또한 이 산화 피막이 기본이 된 표면 처리법으로 인위적인 피막을 형성하게 된다 . 그러므로 알미늄은 내구성 , 내후성 , 내마모성이 우수하며 반영구적이다 . 플라스틱은 자체의 단점 ( 잘 부서지거나 노화 , 강도의 취약함 ) 을 보완하기 위하여 연화제 안정제등 기타 부가물을 첨가하지만 시간이 지남에 따라 직사광선에 의하여 " 고엽현상 " 이라고 하는 변색이 되며 표면이 거칠어 지고 노화현상이 일어난다 .

알미늄은 온도가 저하됨에 따라 강도는 약간 상승하게 되며 초 저온의 온도 범위에 이를때 까지 보통강의 저온 취성과 같은 결함이 발생하지 않으며 -200 ℃ 이하의 극저온에서도 기계적 성질이 보존 되어 온도가 저하해도 큰 변화가 없지만 플라스틱은 온도가 20 ℃일때 충격 강도가 0.3 kg/ ㎟에서 0 ℃일때 0.07 kg/ ㎟ 로 급격히 저하되며 저온에 약하여 조그만 충격에도 쉽게 파손이 될 우려가 있다.

플라스틱은 CO, CO 2 , HCL, 다이옥신 등 유독 GAS 가 발생하지만 , 알루미늄은 gas 발생이 없다 .
알루미늄의 용융점은 660 ℃ 로서 화재가 발생하여 노출되어도 장시간을 견디며 용융점 이상의 온도가 되면 액상화하고 gas 의 발생은 없다 . 그러나 플라스틱이 화염에 노출될 때는 가열된 경우와 거의 같은 성질을 가지며 이 경우는 모든 변화 과정이 훨씬 더 빠르다 .
그 과정은 유연화 , 변형 , 용해 , 분해 , 발화의 단계로 발전되어 가며 가연도는 플라스틱의 구조뿐 만 아니라 이들이 내포하고 있는 충진 또는 보강 물질 , 유연제 , 방염제와 같은 부가물질에 의하여 좌우된다.

많은 플라스틱은 100 ℃ 부근에서 연하여져 그 형태를 잃게 되며 플라스틱이 연소할 때의 화염 속도는 목재보다 훨씬 빠르며 대상물이 평면적으로 위치한 것 보다 수직적으로 위치한 경우에 훨씬 빨리 연소된다.
또한 목재 연소시 보다 10 ∼ 50 배의 연기가 발생하고 연소되면서 녹아 떨어지기도 하며 CO, CO 2, HCL 등과 같은 독성 또는 부식성 gas 를 발생하여 대기 오염일 뿐만 아니라 인체에 막대한 해를 입히게 된다 . 사고시 이와 같은 성질은 대형 참사의 가능성이 크기 때문에 이를 막기 위해 선진국에서는 많은 규제를 가하고 있는 실정이다 .

( 플라스틱은 온도에 따라 수축이 심하고 알루미늄은 수축이 적다 . )

알루미늄의 열팽창계수는 0.022mm/mh ℃ 이며 플라스틱은 0.08mm/mh ℃ 로서 플라스틱이 열팽창이 크고 가열되면 금속류보다 더 팽창된다 . 그러므로 플라스틱은 온도가 증가함에 따라 기계적인 안정도는 매우 감소하게 되고 점차 분해되기 시작하여 종합체는 더 단순한 화합물로 되든가 증합전의 물질로 되며 직사광선을 오래 받게 되면 노화 현상이 일어나게 된다 .

알루미늄은 전연성이 좋아 어떠한 형태로든지 압출이 가능하며 여기에 따르는 금형비등 개발비가 적게 들고 스크랩의 재활용 등 제반 여건이 좋아 쉽게 다양성을 기할 수 있다 . 그러나 플라스틱은 형태를 한 번 바꾸기 위해서는 금형 1 개당 2,000~ 3,000 만원이 넘는 개발비가 투자되므로 쉽게 형태의 변경이라든지 다양성을 취하기 어렵고 재활용이 매우 어렵다 .

먼저 플라스틱의 장점으로서 단열성을 알아보면 재료별 열전도계수가 알루미늄이 175 kcal/ ㎡ h ℃인 반면 플라스틱은 0.14 kcal/ ㎡ h ℃로서 알루미늄이 플라스틱보다 열전도율이 높은 편이며 열 관류율은 알루미늄창이 4.0 kcal/ ㎡ h ℃ , 플라스틱창이 2.0 kcal/ ㎡ h ℃ 정도다 . 그러나 이는 재료의 물성치이며 일반적으로 주택에서의 열손실중 35% 에 달하는 열이 개구부를 통하여 빠져 나간다고 볼 때 창문의 소재 보다는 면적이 넓은 유리의 사용에 따라 열 손실이 좌우 되므로 유리의 두께 및 창의 크기 선택에 더유의 하여야 한다 .

창문을 통한 방음은 창호의 재질 , 유리 두께 밀폐성등에 의하여 좌우 되지만 창호 재질별로는 알루미늄이 플라스틱보다 음의 전달 속도가 빠르다 고 할 수 있다 .
일반적인 창의 음투과 손실을 보면 주파수 125 ∼ 4,000Hz 에서 알루미늄창이 15.8dB, 플라스틱창이 22,4dB 정도로 플라스틱 창의 차음성이 다소 높으며 당사의 WINDART 제품의 경우 23.9 ∼ 24.1dB 로 플라스틱창과 비교해 볼때 차음성이 결코 뒤떨어지지 않는다고 볼 수 있다 .
참고로 당사 제품과 플라스틱 창호의 음투과 손실을 살펴보면 다음과 같다 .