KR101238395B1

KR101238395B1 - 진공 유리 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR101238395B1
Application number: KR1020100076110A
Authority: KR
Inventors: 박길태; 문성호
Original assignee: 주식회사 명진솔루션
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2013-02-28
Also published as: KR20110120804A

Abstract

본 발명은 진공 유리 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 유리 크기와 무관하게 일정한 높이와 일정한 간격으로 구비된 다수의 스페이서를 형성할 수 있고, 진공 흡착과정에서 흐트러짐 발생과 같은 스페이서 유동이 발생하지 않으며 0.01㎜ 내지 0.5mm 사이의 높이를 갖는 스페이서를 용이하게 구현할 수 있으면서도 소성 공정이 필요없는 진공 유리 제조 방법 및 이에 의한 진공 유리를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 유리 제조 방법은 적어도 두 개의 평판 유리를 상호 접합하되, 상기 접합된 평판 유리 사이의 접합 공간에 다수의 스페이서를 개재하고, 상기 접합 공간을 진공으로 형성하는 진공 유리를 제조하는 방법에 있어서, 상기 평판 유리의 적어도 일면을 직접 습식 에칭 또는 건식 에칭하는 공정을 통해, 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면 상에 양각 형태로 돌출 구비된 상기 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 공정과; 적어도 어느 하나의 평판 유리의 접합면 상의 테두리부를 직접 습식 에칭 또는 건식 에칭하는 공정을 통해, 상호 대향하며 돌출된 한 쌍의 격벽이 상기 접합면의 테두리부를 따라 연장되게 형성하는 격벽 제조 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 유리 및 이의 제조 방법{VACCUM GLASS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 진공 유리 및 이의 생산 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 동일한 간격으로 에칭 형성되는 스페이서를 갖는 진공 유리 및 이의 생산 방법에 관한 것이다.

유리를 사용하여 건축된 건축물에서 냉방 또는 난방된 실내 공기가 유리창을 통해 외부로 빠져나가는 것을 차단하고, 소음을 차단하기 위해 진공 유리를 많이 사용하고 있다.

진공 유리는 적어도 두 장 이상의 유리 사이 공간에 있는 공기를 빼내어 가능한 높은 진공 상태를 유지하도록 제조하는 유리를 의미한다. 이러한 사이 공간을 진공 상태로 만들기 위해서는 마주보는 두 매의 유리 사이 내측 테두리부 뿐만 아니라 가운데 부분에도 스페이서를 형성하여 진공에 의하여 두 매의 유리가 서로 마주보는 방향으로 휘어지는 것을 방지하도록 하여야 한다.

도 1(a) 및 도 1(b)는, 종래의 진공 유리 패널의 개략 구성을 도시하는 도면으로 도 1(a)는 사시도이고, 도 1(b)는 선 XⅢb-XⅢb에 따른 단면도이다.

도 1(a) 및 도 1(b)에서, 종래의 진공 유리 패널(100)은 이들 사이에 중공층(114)을 구획하기 위해, 서로 그 한쪽의 표면에서 마주 보고, 그 외주 가장자리부에서 저융점 유리(113)를 통해 기밀하게 접합된 1쌍의 유리판(111 및 112)과, 유리판(111, 112)의 표면에 대해 매트릭스 형상으로 배치되고, 또한 중공층(114) 내에 대기압 지지 부재로서 삽입되어, 유리판(111, 112)의 간격을 결정하는 원기둥 형상의 스페이서(115)로 이루어진다(예를 들면, 한국공개특허 10-2005-0084160).

이러한 스페이서(115)는 저융점 유리를 일정한 간격 및 일정한 높이로 스크린 인쇄법 또는 디스펜스법을 사용하여 형성한 후, 소성하여 형성하는 것으로 알려져 있다. 그런데 이러한 인쇄법 또는 디스펜스법을 이용하여 스페이서(115)를 형성하는 방법은 비교적 작은 크기의 유리에서는 일정한 간격을 유지하면서 스페이서를 형성할 수 있으나 유리 크기가 커질수록 간격 유지가 어렵다. 대면적 유리일수록 스페이서 간격 및 크기의 정밀도가 필요하기 때문에 대면적 유리에는 적용하기 어려운 기술이다. 또한 유리 크기와 무관하게 인쇄법이나 디스펜스법을 사용하여 스페이서(115)의 높이를 일정하게 형성하는 것은 소성 시 부분적 열응력으로 인한 스페이서의 변형과 강도 저하가 발생되어 무척 어렵다.

진공 유리를 형성하기 위해서는 두 매의 유리 사이에 공간(상판과 하판의 간격)이 형성되도록 하여야 된다. 그런데 저융점 유리를 이용한 인쇄법 또는 디스펜스법을 사용하여 스페이서를 형성할 경우 저융점 유리로 형성되는 스페이서의 종횡비를 크게 유지할 수 없기 때문에 상판과 하판의 간격을 일정하게 유지하기 어렵다.

또한 저융점 유리로 형성된 스페이서를 사용할 경우 소성 과정이 필요한데, 소성시 발생되는 가스가 일부 상판 및 하판의 사이 공간에 잔류되어 진공도를 저하시키고, 이를 제거하기 위해서는 150℃ 이상에서 장시간 방치하여야 하므로 생산 공정 시간이 길어져서 원가가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 유리 크기와 무관하게 일정한 높이와 일정한 간격으로 구비된 다수의 스페이서를 형성할 수 있고, 진공 흡착과정에서 흐트러짐 발생과 같은 스페이서 유동이 발생하지 않으면서 일정한 높이를 갖는 스페이서를 용이하게 구현할 수 있으면서도 소성 공정이 필요없는 진공 유리 제조 방법 및 이에 의한 진공 유리를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 유리 제조 방법은 적어도 두 개의 평판 유리를 상호 접합하되, 상기 접합된 평판 유리 사이의 접합 공간에 다수의 스페이서를 개재하고, 상기 접합 공간을 진공으로 형성하는 진공 유리를 제조하는 방법에 있어서, 상기 평판 유리의 적어도 일면을 직접 습식 에칭 또는 건식 에칭하는 공정을 통해, 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면 상에 양각 형태로 돌출 구비된 상기 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 공정과; 적어도 어느 하나의 평판 유리의 접합면 상의 테두리부를 직접 습식 에칭 또는 건식 에칭하는 공정을 통해, 상호 대향하며 돌출된 한 쌍의 격벽이 상기 접합면의 테두리부를 따라 연장되게 형성하는 격벽 제조 공정; 및 상기 한 쌍의 격벽 사이의 마련된 이격 공간에 저융점 유리를 채워 넣고, 상기 저융점 유리를 용해함으로써 상기 적어도 두 개의 평판 유리를 접합 밀봉하는 평판 유리 합착 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 제조 방법을 통해 수득되는 본 발명의 진공 유리는 스페이서가 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면에 양각 형태로 돌출 구비되고, 또한, 적어도 어느 하나의 평판 유리는 접합면 상의 테두리부를 직접 에칭하여 상호 대향하게 돌출 형성된 한 쌍의 격벽이 상기 접합면의 테두리부를 따라 연장되게 구비되고, 상기 한 쌍의 격벽 사이의 이격 공간에 의해 실링홈이 마련되어 상기 실링홈에 저융점 유리가 채워진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 진공 유리 및 그 제조 방법에 의하면, 일정한 간격과 일정한 높이로 아일랜드로 남겨지는 스페이서를 구비할 수 있고, 0.01㎜ 내지 0.5mm의 높이를 갖는 스페이서를 손쉽게 구현할 수 있으며, 상판과 하판을 진공 흡착하는 과정에서 스페이서 유동 및 불균일한 변형 등이 발생하지 않아 유리 크기와 무관하게 높은 진공도를 구현할 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 진공 유리는 별도의 소성 공정이 필요 없으므로 생산 시간을 단축시킬 수 있고, 종래 소성 공정이 필요한 경우 발생하는 잔류 가스로 인한 진공도가 떨어지는 문제점을 해결할 수 있게 되었다. 또한, 스페이서가 상판 및 하판 유리의 일부를 형성함으로써 운반 중에 스페이서가 제 위치에서 벗어나 다른 위치로 이동되는 문제점을 해결할 수 있게 되었으며, 스페이서를 형성하는 동일한 공정의 에칭을 이용하여 실라인 공간을 마련하고, 마련된 실라인 공간에 저융점 글라스 분말을 이용하여 간편하게 실라인을 형성할 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 한 쌍의 평판 유리를 밀봉하여 진공 상태를 유지하기 위한 저융점 유리가 격벽의 안내를 받으며 실링홈 내에 완전하게 채워진 상태에서 용해 및 응고됨에 따라, 실라인이 불연속적으로 형성되거나 중간에 끊기는 경우를 원천적으로 방지할 수 있어 제품 불량(즉, 진공 불량)률을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 습식 에칭 방법을 사용하여 스페이서와 격벽을 형성할 경우, 스페이서 및 격벽은 가공 전·후 표면이 동일한 상태(즉, 투명성)를 유지할 수 있어 접합 공간에 다수의 스페이서가 개재되더라도 일반인은 시각적으로 인식할 수 없어 미려한 진공 유리를 제공할 수 있고, 공정 중에 판상 유리에 가공응력이나 손상을 주지 않아 글라스의 강도 저하에 영향을 끼치지 않는 장점이 있다.

도 1(a) 및 도 1(b)는 종래의 진공 유리 패널의 개략 구성을 도시하는 도면으로, 도 1(a)는 사시도이고, 도 1(b)는 선 XⅢb-XⅢb에 따른 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 유리 사시도와 절단면도 및 결합 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 유리 사시도와 절단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 유리 사시도와 절단면도 및 결합 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 삼중 진공 유리의 절단면도.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서 상판 또는 하판에 형성되는 스페이서(30) 형상의 다양성을 설명하기 위한 도면.
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스페이서의 확대 단면도 및 상측면도.

본 발명에 따른 진공 유리는 및 그 제조 방법은 진공 유리를 제조함에 있어서, 합착되는 한 쌍의 평판 유리 사이 공간에 별도의 스페이서를 구비하여 지지토록 하였던 종래 진공 유리와 달리, 평판 유리의 적어도 일면에 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 양각 형성된 스페이서 구성을 통해 종래 스페이서 유동에 의한 문제점을 원천적으로 제거할 수 있고, 높은 진공도를 안정적으로 달성할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.

이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 유리 사시도와 절단면도 및 결합 단면도이다. 도 2(a)는 진공 유리의 사시도이고, 도 2(b)는 A-A' 방향의 절단면도이며, 도 3은 상판과 하판이 결합된 진공 유리의 단면도이다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 진공 유리는 적어도 한 쌍의 평판 유리 즉, 상판(10)과 하판(20)을 접합하여 구성하는데, 상호 접합된 평판 유리 사이의 접합 공간에는 다수의 스페이서(30)가 개재되고 상기 접합 공간은 진공으로 합착된다.

특히, 본 발명에 따른 진공 유리는 상판(10) 또는 하판(20)의 적어도 일면을 직접 에칭(etching)하는 공정을 통해 스페이서(30)를 양각 형태로 형성하게 된다. 따라서, 본 발명의 스페이서(30)는 진공 유리를 구성하는 평판 유리와 완전히 동일한 재질로 이루어고, 상기 평판 유리와 일체화되어 그 일면에 돌출된 형태로 구비된다.

이처럼 평판 유리의 일면 상에 일체로 구비되는 본 발명의 스페이서(30)를 다수 개로 형성하고, 다수 개 스페이서(30)를 모두 동일한 높이를 갖도록 구성한다. 특히, 상판(10) 또는 하판(20)을 직접 에칭한 스페이서(30)를 이용하므로 스페이서(30)의 높이 편차와 간격 편차를 최소한으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

이는, 상호 합지된 한 쌍의 평판 유리의 진공 흡착 과정에서 평판 유리에 대기압에 의한 외력이 가해질 시, 평판 유리의 접합 공간이 스페이서(30)에 의해 전체에 걸쳐 동일한 폭을 유지하며 균일하게 지지될 수 있도록 보장함으로써, 접합 공간 내의 부위별 압력 차등 발생에 의한 평판 유리 변형(예컨데, 휨 현상)을 방지할 수 있도록 함에 유리하기 때문이다.

상기와 같은 바, 진공 유리를 제조함에 있어 접합 공간에 구비된 다수의 스페이서(30)는 상호 간의 높이 오차를 최소화할 수 있도록 하고, 진공 흡착 과정에서 불균등하게 압축되거나 변형되지 않도록 하는 것이 중요하다.

또한, 본 발명에 따른 스페이서(30)의 높이(K2)는 적어도 0.01㎜ 내지 0.5mm 사이의 크기를 갖는 것이 좋다. 스페이서(30) 높이를 0.01mm 미만으로 형성하는 것은 기술적으로 가능하나, 스페이서(30) 높이가 0.01mm 미만이 되면 상판과 하판 사이에 충분한 진공도를 확보할 수 있는 공간을 확보할 수 없게 되는 문제점이 있다. 또한 상판 또는 하판을 식각하여 스페이서(30) 높이를 0.5mm 보다 크게 형성하는 것은 스페이서를 형성하는데 소요되는 시간이 많이 소요되어 산업계에서 적용하기 어렵다. 진공도 형성 문제 및 유리 식각에 따른 문제점을 고려할 때 가장 적합한 스페이서(30)의 높이는 0.2mm 내지 0.3mm로 형성하는 것이 좋다.

그러나, 종래 진공 유리 제조방법(예컨데, 한국공개특허 10-2005-0084160)에 따를 경우, 특히 대면적의 평판 유리를 적용할 시 각 스페이서(30)의 높이를 균일하게 형성함에 한계가 있었고, 또한 스페이서(30)의 높이를 0.2㎜ 보다 작게 구현하는 것이 곤란하였으나, 후술하는 본 발명의 스페이서(30) 형성 공정을 따를 경우 이러한 과제를 모두 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 진공 유리는 스페이서(30)를 형성하는 공정 중에 외곽 테두리 내측으로는 실링홈용 격벽(51, 55)을 에칭되지 않도록 남겨둠으로써 최종 결과물로서 도 2(b) 도시된 바와 같이 실링홈용 격벽(51, 55) 사이에 실링홈(53)이 에칭 구비되도록 하였다.

즉, 상호 접합되는 한 쌍의 평판 유리 중 적어도 어느 하나의 평판 유리는 접합면 상의 테두리부를 직접 에칭(etching)하여 상호 대향하게 돌출 형성된 한 쌍의 격벽(51, 55)이 상기 접합면의 테두리부를 따라 연장되게 형성하고, 상기 한 쌍의 격벽(51,55) 사이의 이격 공간에 의해 "∪" 형상의 실링홈(53)을 마련함으로써 최종적으로 도 2(a)와 같이 평판 유리의 테두리부를 따라 연속되게 형성된 실라인 공간이 구비된다. 또한, 상기 격벽(51, 55)은 스페이서(30)와 함께 평판 유리를 지지할 수 있도록 스페이서(30)와 동일한 높이(K2)를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

실링홈(53)은 저융점 유리 분말로 채워지게 되고, 이렇게 실라인을 따라 채워진 저융점 유리를 용해하고 냉각함으로써 상판(10)과 하판(20)은 그 테두리부가 밀봉되며 합착된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 진공 유리 제조 방법은 스페이서(30)를 형성하는 에칭 공정 중에 실라인 공간을 동시에 마련할 수 있고, 마련된 실라인 공간에 저융점 글라스 분말을 이용하여 간편하게 실라인을 형성할 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 한 쌍의 평판 유리를 밀봉하여 진공 상태를 유지하기 위한 저융점 유리가 격벽(51,55)의 안내를 받으며 실링홈(53) 내에 완전하게 채워진 상태에서 용해 및 응고됨에 따라, 실라인이 불연속적으로 형성되거나 중간에 끊기는 경우를 원천적으로 방지할 수 있어 제품 불량(즉, 진공 불량)률을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

진공 챔버 내에서 도 2에 도시된 진공 유리를 제조하는 공정에 대해 간략히 설명하기로 한다. 하판(20)을 건식 또는 습식 에칭하여 스페이서(30)와 실링홈(53)을 형성한다(단계 1). 실링홈(53)에 저융점 유리를 넣고, 상판(10)과 하판(20)을 합지한 후, 상판(10)과 하판(20)을 진공 챔버에 넣은 후, 실링홈(53) 부분을 고온으로 가열한 후 식히면 상판(10)과 하판(20)이 결합된 진공 유리가 생성된다(단계 2). 이후 제조된 진공 유리를 진공 챔버 내에서 꺼내면 진공 유리 제조 공정이 완성된다.

진공 챔버를 이용하지 않을 경우에는 종래 기술과 같이 상판(10)과 하판(20)을 접합시킨 후, 합착된 내부 공간에서 공기를 빼내고, 공기를 빼낸 구멍을 막는 공정이 필요하다. 진공 챔버를 이용하지 않는 제조 공정에 대해서 간략히 설명하기로 한다. 먼저 하판(20)을 건식 또는 습식 에칭하여 스페이서(30)와 실링홈(53)을 형성한다(단계 A). 실링홈(53)에 저융점 유리를 넣은 후, 상판(10)과 하판(20)을 합지한 후, 실링홈(53) 부분을 가열하였다가 식히면 상판(10)과 하판(20)이 접합된 유리가 생성된다(단계 B). 이후, 도 2상에서는 도시되지 않은 배출구를 이용하여 상판(10)과 하판(20) 사이 공간에 채워진 공기를 빼내어 진공상태로 만든 후 배출구를 막으면 진공 유리 제조가 완성된다(단계 C).

도 2 및 도 3에서는 하판(20)에 스페이서(30)와 실링홈(53)을 형성되는 것으로 도시하였으나, 다양한 변형 예가 가능하다. 도 4에 제시된 본 발명에 따른 일 실시예의 진공 유리에 도시된 바와 같이 상판(10)에 스페이서(30)와 실링홈(53)을 형성하고, 하판(20)을 평면 유리로 형성할 수 있음도 물론이다. 또는 도 5에 따른 본 발명의 일 실시예와 같이 실링홈(53)을 형성하는 격벽(51,55)을 상판(10)과 하판(20)에 하나씩 형성할 수도 있다. 도면상으로는 도시하지 않았으나 스페이서(30)의 경우도 상판(10)과 하판(20) 양측에 모두 형성할 수 있음은 물론이다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 삼중 진공 유리의 절단면도이다. 삼중 진공 유리는 상판(10)과 하판(20) 사이에 중간판(60)이 더 구비되는 구조를 가지므로 소음 차단 효과 및 열 차단 효과가 이중 진공 유리에 비해 더 뛰어나다. 도 6의 실시예에서는 상판(10) 및 하판(20)에 각각 스페이서(30)와 실링홈(53)을 형성한 구조이며, 도 7의 실시예에서는 중간판(60)의 양측 면에 스페이서(30)와 실링홈(53)을 각각 형성한 구조이다. 물론 도 6 및 도 7에 제시된 구조와 달리 이중 진공 유리에 제시된 다양한 실시예와 유사하게 스페이서(30)와 실링홈(53)의 형성 위치는 다양하게 변형할 수 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서 상판(10) 또는 하판(20)에 형성되는 스페이서(30) 형상의 다양성을 설명하기 위한 도면이다. 스페이서(30) 형상은 원형 또는 사각형 등으로 한정되지 않고, 도 8에 도시한 바와 같이 다양한 형상으로 구비할 수 있다. 도 8은 스페이서(30)가 형성된 기판을 평면상에서 바라본 도면으로서, 도 8과 같이 스페이서(30)를 다양한 형상으로 형성함으로써 외부적으로 하나의 패턴처럼 느껴지도록 할 수 있음은 물론이다.

이하에서는, 본 발명의 스페이서(30) 및 실링홈용 격벽(51,55)을 건식 에칭(Dry Etching) 또는 습식 에칭(Wet Etching)을 이용하여 형성하는 방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 진공 유리를 제조하는 공정에 대해 설명하면, 상기 평판 유리의 적어도 일면을 직접 에칭하는 공정을 통해, 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면 상에 양각 형태로 돌출 구비된 상기 스페이서(30)를 형성하는 공정과, 적어도 어느 하나의 평판 유리의 접합면 상의 테두리부를 직접 에칭하는 공정을 통해, 상호 대향하며 돌출된 한 쌍의 격벽(51,55)이 상기 접합면의 테두리부를 따라 연장되게 형성하는 격벽 제조 공정을 포함한다.

상술한 스페이서(30)와 격벽(51,55) 제조 공정이 완료되면, 상기 한 쌍의 격벽(51,55) 사이의 마련된 실링홈(53)에 저융점 유리를 채워 넣은 후 상기 저융점 유리를 용해하고 냉각하여 상기 적어도 두 개의 평판 유리를 접합 밀봉함으로써 진공 유리 제조 공정이 완료된다.

상술한 에칭 공정은 습식 에칭 또는 건식 에칭이 사용될 수 있다. 습식 에칭 방법으로 스페이스(30) 및 실링홈용 격벽(51,55)을 제조하는 공정에 대해 상세히 설명하면, 내산성이 있는 마스킹 재료를 이용하여 상기 스페이서(30) 형상에 해당하는 패턴을 상기 평판 유리의 적어도 일면 상에 형성하는 패턴 구현 단계와, 에칭 조성물(예컨데, 불산, 산성불화암모늄등의 불화물계통의 화학약품)을 이용하여 상기 패턴으로부터 노출되는 부분의 평판 유리를 화학적 에칭하는 유리 에칭 공정 및 상기 유리 에칭 공정 후에 잔존하는 마스킹 재료를 제거하는 박리 공정을 포함한다.

습식 에칭 방법을 사용하여 스페이서(30)와 격벽(51,55)을 형성할 경우, 스페이서(30) 및 격벽(51,55)은 가공 전·후 표면이 동일한 상태(즉, 투명성)를 유지할 수 있어 접합 공간에 다수의 스페이서(30)가 개재되더라도 일반인은 시각적으로 인식할 수 없어 미려한 진공 유리를 제공할 수 있고, 공정 중에 판상 유리에 가공응력이나 데미지를 주지 않아 글라스의 강도 저하에 영향을 끼치지 않는 장점이 있다.

상기 습식 에칭의 패턴 구현 단계에서 사용되는 마스킹 재료는 바람직하게는 열경화형 잉크, 자와선경화형 잉크, 포토레지스트 및 내산성 필름 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으며, 사용하는 마스킹 재료에 따라 패턴 형성 방법에 차이가 있다.

(1) 열경화형 잉크 또는 자외선 경화형 잉크를 이용한 패턴 형성 방법.

열경화형 잉크, 자외선 경화형 잉크는 스크린인쇄 기법을 적용하며, 스크린 메쉬(Mesh)는 50 내지 300 Mesh 범위의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다, 메쉬(Mesh)가 낮을 수록 잉크의 두께가 높아지며, 높을 수록 얇은 두께를 얻을 수 있다. 스크린인쇄 기법은 전면 도포를 하는 것이 아니라, 스크린 기판상에 유제막 처리를 하여, 필요부에만 잉크가 통과 될 수 있게 하였다. 유리의 후막에칭을 위해서는 잉크의 두께가 어느 정도 확보되어야 하는데, 스크린인쇄 기법은 1회에 통상적으로 25um정도 도포된다. 따라서, 반복 작업을 통해 50 내지 100um 범위의 잉크두께를 확보할 수 있도록 한다. 인쇄된 기판을 열경화형 잉크를 사용할 경우는 130 내지 180 ℃ 범위의 온도로 10 ∼ 50 분정도 열건조가 필요하며, 자외선경화형 잉크를 사용할 경우는 자외선경화기 또는 노광기를 통하여, 50mJ/㎠ 내지 1000mJ/㎠ 범위의 노광량으로 경화시켜 목적한 패턴을 형성한다.

전술한 방법에 의한 패턴 형성이 완료되면, 불산, 산성불화암모늄 등의 불화물계통의 에칭액을 이용하여 상기 패턴으로부터 노출되는 부분의 평판 유리를 화학적 에칭하는 공정을 실시함으로써 본 발명의 스페이서(30)와 격벽(51,55)을 수득하게 된다.

(2) 포토레지스트(PR;Photo-Resist)를 이용한 패턴 형성 방법.

포토레지스트를 이용할 경우, 먼저, 스크린인쇄, 스핀코터, 슬릿코터와 같이 일반적으로 알려진 전면도포가 가능한 방법을 적용하여 포토레지스트 조성물을 평판 유리의 표면 전체에 균일하게 도장하고 건조하여 포토레지스트 막을 형성한다. 참고로, 이때 사용되는 상기 포토레지스트는 네가(Nega) 타입 또는 포지(Posi) 타입 중 어느 것을 사용하여도 무방하다.

포토레지스트 코팅이 완료되면, 스페이서(30)의 형상에 해당하는 패턴이 형성된 마스크를 상기 포토레지스트 막 위에 배치하고 광을 조사하는 노광 공정을 실시한 후, 비노광 부위를 현상액을 이용하여 현상함으로써 목적하는 패턴을 구현하게 된다.

(3) 필름을 이용한 패턴 형성 방법.

일면에 점착제 또는 접착제가 구비된 내산성 재질의 필름을 평판 유리의 전면에 라미네이팅 접합한다. 그 뒤, 미리 입력된 프로그램에 의해 커팅(cutting) 장치(예컨데, 플로터)를 이용하여 재단함으로써 스페이서(30)와 격벽(51,55)에 해당하는 패턴을 형성하고, 재단된 부분 중 불필요한 부분(즉, 홈이 형성될 부분)을 스트립 한다. 그 뒤, 불산, 산성불화암모늄 등의 불화물계통의 에칭액을 이용하여 상기 필름 패턴으로부터 노출되는 부분의 평판 유리를 화학적 에칭하는 공정을 실시함으로써 본 발명의 스페이서(30)와 격벽(51,55)을 완성하게 된다.

이하에서는, 건식 에칭 방법으로 스페이서 및 실링홈용 격벽을 제조하는 공정에 대해 설명하도록 한다.

건식 에칭 방법으로는 플라즈마 공법을 사용할 수 있으며, 플라즈마 공법의 경우 평판 유리 표면에 적절한 마스크를 배치시키고 마스크로부터 노출된 부분을 고에너지의 이온들을 충돌시켜 스퍼터링(Sputtering)하는 이온식각 내지 반응성 기체에 플라즈마를 형성시켜 화학반응과 스퍼터링을 동시에 실시하는 반응식각을 적용할 수도 있다.

또한, 건식 에칭 방법으로 샌딩법과 같은 기계가공 방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 평판 유리를 준비하고, 상기 평판 유리 상에 포토레지스트(PR;Photo-Resist)를 도포한 다음, 포토레지스트가 도포된 기판상에 마스크를 적층한다. 이때, 마스크는 미리 제작되어져 있어야 한다. 그 뒤, 포토레지스트 상에 마스크가 적층된 기판에 UV광을 입사하고, UV광이 입사된 마스크를 제거한다. 이어서, 현상 및 스트립을 실시하여 패턴을 형성한다. 그 뒤, 샌딩가공을 실시하면 스페이서(30) 및 실링홈용 격벽(51,55)이 구비된 평판 유리가 완성된다.

전술한 샌딩법, 플라즈마 공법 외에도 레이저를 이용하여 패턴을 가공하는 방법을 적용할 수 있으나 생산 수율 및 공정 비용 측면에서 유리하지 못한 단점이 있다.

또한, 건식 에칭 방법으로 스페이서(30)와 격벽(51,55)을 형성할 경우 가공 표면이 불투명하게 되어 투명성을 요구하는 유리창으로서의 기능을 떨어뜨리는 단점이 있으나, 이러한 건식 에칭에 의한 스페이서(30)의 불투명성을 의도적으로 이용하여 스페이서(30)의 형태 및 배열을 다양하게 구성함으로써 소정의 무늬와 같은 장식이 연출된 유리창을 제조할 수도 있다.

도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명에 따른 스페이서의 확대 단면도 및 상측면도이다. 본 발명에 따른 스페이서(30)는 전술한 바와 같이 평판 유리의 일면으로부터 양각 형태로 돌출된 구조로 에칭 형성하되, 바람직하게는 도 9와 같이 서로 다른 면적의 최상면(31)과 최하면(32)을 갖는 구조로 형성하여 상기 최하면(32)으로부터 최상면(31)으로 향할수록 그 단면적이 좁아지는 기둥 형상으로 구성하는 것이 좋다.

이는, 상판과 하판의 합착을 위한 진공 흡입시 각각의 스페이서(30)에 가해지는 압력이 하방향(즉, 스페이서 최하면(32) 측)으로 향하며 분산될 수 있도록 유도함으로써 진공 흡입 과정에서 발생할 수 있는 평판 유리 변형을 더욱 효과적으로 방지하고, 스페이서(30)에 의한 안정적인 지지 동작을 보장하여 진공 유리의 견고한 합착 상태를 보장함에 유리하기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 진공 유리 및 그 제조 방법에 의하면, 2㎜의 얇은 진공 유리를 효율적으로 구현할 수 있는 강점이 있다. 즉, 통상적으로 건축물에 사용되는 진공 유리는 그 두께가 적어도 1㎜ 이상인 평판 유리를 상호 접합하여 제조하는데, 만약 종래 진공 유리 제조 방법에 따른다면, 한 쌍의 평판 유리 사이에 별도의 스페이서가 개재되는 구조로 제조하는 바 이처럼 스페이서 자체의 높이로 인해 한 쌍의 평판 유리가 접합된 진공 유리는 그 두께가 적어도 2㎜를 초과하게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 진공 유리 및 그 제조 방법에 의하면, 도2(b)에서 알 수 있듯이 상호 합착되는 평판 유리의 두께(K1, 예컨데, 1mm 라 가정한다.)를 직접 에칭하여 스페이서를 일체로 형성 구비하는 바, 일측 평판 유리의 두께(K1)와 스페이서의 높이(K2) 그리고 스페이서가 일체로 형성된 타측 평판 유리의 두께(K2)에 의해 전체 두께가 형성되는 본 발명의 진공 유리는 2mm 이하의 얇은 두께를 갖도록 제조할 수 있게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

10: 상판 20: 하판
30: 스페이서 51,55: 격벽
53: 실링홈

Claims

삭제
적어도 두 개의 평판 유리를 상호 접합하되, 상기 접합된 평판 유리 사이의 접합 공간에 다수의 스페이서를 개재하고, 상기 접합 공간을 진공으로 형성하는 진공 유리를 제조하는 방법에 있어서,
상기 평판 유리의 적어도 일면을 직접 습식 에칭 또는 건식 에칭하는 공정을 통해, 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면 상에 양각 형태로 돌출 구비된 상기 스페이서를 형성하는 스페이서 형성 공정과,
적어도 어느 하나의 평판 유리의 접합면 상의 테두리부로부터 일정 거리 떨어진 내측을 따라 직접 습식 에칭 또는 건식 에칭 공정을 통해 상호 대향 돌출되는 한 쌍의 격벽을 형성하는 격벽 제조 공정; 및
상기 한 쌍의 격벽 사이의 마련된 이격 공간에 저융점 유리를 채워 넣고, 상기 저융점 유리를 용해함으로써 상기 적어도 두 개의 평판 유리를 접합 밀봉하는 평판 유리 합착 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 유리 제조 방법.
제2 항에 있어서,
상기 습식 에칭 공정은
내산성이 있는 마스킹 재료를 이용하여 상기 스페이서 형상에 해당하는 패턴을 상기 평판 유리의 적어도 일면 상에 형성하는 패턴 구현 단계와;
에칭 조성물을 이용하여 상기 패턴으로부터 노출되는 부분의 평판 유리를 화학적 에칭하는 유리 에칭 공정; 및
상기 유리 에칭 공정 후에 잔존하는 마스킹 재료를 제거하는 박리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 유리 제조 방법.
제3 항에 있어서,
상기 마스킹 재료는 열경화형 잉크, 자와선경화형 잉크, 포토레지스트 및 내산성 필름 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진공 유리 제조 방법.
제 2항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 0.01mm 내지 0.5mm의 높이를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 유리 제조 방법.
제 5항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 0.2mm 내지 0.3mm 인 것을 특징으로 하는 진공 유리 제조 방법.
삭제
적어도 두 개의 평판 유리가 상호 접합되되, 상기 상호 접합된 평판 유리 사이의 접합 공간에 다수의 스페이서가 개재되고 상기 접합 공간은 진공으로 형성된 진공 유리에 있어서,
상기 스페이서는 상기 평판 유리의 적어도 일 면을 직접 에칭(etching)하여 양각 형태로 형성함으로써 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면에 돌출 구비되고,
적어도 어느 하나의 평판 유리는 접합면 상의 테두리부를 따라 일정 폭 이상 내측으로 이격된 위치에 상기 평판 유리의 일 면을 직접 에칭(etching)하여 상호 대향되게 돌출 형성된 한 쌍의 격벽을 더 구비하고, 상기 한 쌍의 격벽 사이의 이격 공간에 저융점 유리가 채워지는 것을 특징으로 하는 진공 유리.
제8 항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 적어도 0.01㎜ 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 하는 진공 유리.
제9 항에 있어서,
상기 스페이서의 높이는 적어도 0.2㎜ 내지 0.3mm 인 것을 특징으로 하는 진공 유리.
제10 항에 있어서,
상기 스페이서가 형성된 평판 유리는 상기 스페이서의 높이를 포함한 총 두께가 1㎜를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 진공 유리.
적어도 두 개의 평판 유리가 상호 접합되되, 상기 상호 접합된 평판 유리 사이의 접합 공간에 다수의 스페이서가 개재되고 상기 접합 공간은 진공으로 형성된 진공 유리에 있어서,
상기 스페이서는 상기 평판 유리의 적어도 일 면을 직접 에칭(etching)하여 양각 형태로 형성함으로써 상기 평판 유리와 동일한 재질로 일체화되어 상기 일면에 돌출 구비고,
상기 스페이서는 서로 다른 면적의 최하면과 최상면으로 이루어지고, 상기 최하면으로부터 최상면으로 향할수록 그 단면적이 좁아지는 기둥 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 유리.