KR101412512B1 - 진공유리패널 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

프릿 실링부재의 연화 시 제1,2유리판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 진공유리패널 제조장치를 개시한다. 개시된 진공유리패널의 제조장치는 진공 챔버와, 진공 챔버의 내부에 설치되어 진공유리패널이 안착되는 제1히팅 플레이트와, 진공 챔버의 내부에서 제1히팅 플레이트의 상측에 마련되어 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널을 가압하도록 구동부재에 의해 하강되는 제2히팅 플레이트를 포함하고, 제1,2히팅 플레이트에는 제1,2유리판을 밀봉시키기 위해 프릿 실링부재를 연화시키는 히팅부재가 마련된다.

Description

진공유리패널 제조장치 및 제조방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING VACUUM GLASS PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 온도편차에 의해 발생되는 손상을 줄일 수 있는 진공유리패널 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 진공유리패널은 서로 대향되게 배치되고 스페이서에 의해 상호 이격되는 제1,2유리판 사이에 프릿 실링부재(Frit seal)을 용융시켜 제1,2유리판을 접합시키고, 제1,2유리판 중 하나에 형성되어 있는 배기홀을 통해 접합된 제1,2유리판 내부의 공기를 배기시킨 후 밀봉하는 봉지공정을 통해 제조된다.
그러나 종래에는 제1,2유리판을 접합하는 과정에서 램프, 초음파 인두기와 같은 가열장치를 근접시켜 프릿 실링부재를 연화시키는데, 이는 제1,2유리판의 사이에서 온도편차가 발생되어 제1,2유리판의 손상이 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 프릿 실링부재의 연화 시 제1,2유리판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 진공유리패널 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 상호 대향되는 제1,2유리판과, 상기 제1,2유리판의 사이에 배치되어 상기 제1,2유리판을 이격시키는 다수의 스페이서와, 상기 제1,2유리판의 사이에서 가장자리에 마련되어 상기 제1,2유리판을 밀봉시키는 프릿 실링부재를 포함하는 진공유리패널을 제조하는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리패널의 제조장치는,
진공 챔버와,
상기 진공 챔버의 내부에 설치되어 상기 진공유리패널이 안착되는 제1히팅 플레이트와,
상기 진공 챔버의 내부에서 제1히팅 플레이트의 상측에 마련되어 상기 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널을 가압하도록 구동부재에 의해 하강되는 제2히팅 플레이트를 포함하고,
상기 제1,2히팅 플레이트에는 상기 제1,2유리판을 밀봉시키기 위해 상기 프릿 실링부재를 연화시키는 히팅부재가 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 제1,2히팅 플레이트에는 상기 연화된 프릿 실링부재를 냉각시키기 위한 냉각부재가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제1히팅 플레이트에는 상기 진공유리패널이 안착되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1,2유리판 중 적어도 하나에는 상기 진공유리패널의 내부를 진공으로 만들기 위한 배기홀이 형성되고,
상기 진공유리패널 제조장치는 상기 배기홀에 캡부재를 캡핑시키는 캡핑유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캡핑유닛은 레이저 조사장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 상호 대향되는 제1,2유리판과, 상기 제1,2유리판의 사이에 배치되어 상기 제1,2유리판을 이격시키는 다수의 스페이서와, 상기 제1,2유리판의 사이에서 가장자리에 마련되어 상기 제1,2유리판을 밀봉시키는 프릿 실링부재를 포함하는 진공유리패널 제조방법은,
진공 챔버 내부에 설치되는 제1히팅 플레이트에 상기 진공유리패널을 안착하는 단계;
상기 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널을 가압하도록 상기 제1히팅 플레이트의 상측에 배치되는 제2히팅 플레이트를 하강시키는 단계; 및
상기 제1히팅 플레이트와 제2히팅 플레이트에 각각 마련된 히팅부재를 통해 상기 진공유리패널의 상측과 하측에서 열을 전달하여 상기 프릿 실링부재를 연화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프릿 실링부재를 연화시킨 후에는 상기 제1,2히팅 플레이트에 마련된 냉각부재를 이용하여 상기 연화된 프릿 실링부재를 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프릿 실링부재를 경화시킨 후에는 상기 진공 챔버 내부의 공기를 외부로 배기하는 단계와,
상기 진공 챔버 내부를 진공으로 만든 상태에서 제1,2유리판 중 적어도 하나에 형성된 배기홀을 캡핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배기홀을 캡핑하는 단계는 상기 배기홀에 캡부재를 레이저 조사장치를 이용하여 캡핑하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 진공유리패널의 제조장치 및 제조방법은 진공유리패널이 안착되는 제1히팅 플레이트와, 이 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널의 상측에서 가압하는 제2히팅 플레이트에 설치되는 각각의 히팅부재에 의해 제1,2유리판 사이의 가장자리에 배치되는 프릿 실링부재를 연화시킴에 따라, 제1,2유리판 사이의 온도편차가 발생되지 않아 제1,2유리판이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 진공유리패널을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 진공유리패널을 제조하기 위한 제조장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제조장치의 히팅 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 진공유리패널을 제조하기 위한 제조방법을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성요소들의 크기가 과장 또는 축소될 수 있고, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 진공유리패널을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리패널(10)은 제1유리판(11), 제2유리판(12), 다수의 스페이서(14) 및 프릿 실링부재(13)를 포함한다.
제1유리판(11)과 제2유리판(12)은 대향하여 배치되는데, 이러한 제1,2유리판(11,12)은 일정 간격 이격되게 배치되어 제1,2유리판(11,12)의 사이에 밀폐된 진공 공간이 형성된다.
다수의 스페이서(14)는 상호 동일한 형상과 크기를 가지며, 상호간에 일정한 거리를 두고 규칙적으로 배열된다. 이러한 다수의 스페이서(14)는 제1,2유리판(11,12)의 사이에 배치되어 제1,2유리판(11,12)을 실질적으로 이격시키게 한다.
프릿 실링부재(13)는 제1,2유리판(11,12)의 가장자리에 배치되어 다수의 스페이서(14)에 의해 상호 이격된 제1,2유리판(11,12)을 밀봉시키는 역할을 한다. 이러한 프릿 실링부재(13)는 후술할 진공유리패널 제조장치의 내부에서 연화된 후 냉각되어 제1,2유리판(11,12)을 밀봉시키게 된다.
또, 제1,2유리판(11,12) 중 적어도 하나에는 프릿 실링부재(13)에 의해 밀봉된 제1,2유리판(11,12)의 내부 공간이 진공 공간으로 형성될 수 있도록, 내부 공간을 배기시키기 위한 배기홀(15)이 형성된다. 이러한 배기홀(15)에는 이 배기홀(15)을 밀봉시키기 위한 캡부재(16)가 장착된다. 그리고 배기홀(15)을 통한 배기과정 및 캡부재(16)를 밀봉시키는 과정 역시 후술할 진공유리패널 제조장치에서 수행된다.
도 2는 본 발명의 진공유리패널 제조장치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 진공유리패널 제조장치 중 히팅 플레이트를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리패널 제조장치는, 진공 챔버(20)와, 이 진공 챔버(20)의 내부에 배치되어 가조립된 진공유리패널(10)을 밀봉시키는 제1,2히팅 플레이트(30,40)와, 밀봉된 진공유리패널(10)의 내부를 진공공간으로 형성하기 위해 배기홀(15)을 캡부재(16)를 이용하여 캡핑하는 캡핑유닛(50)을 포함한다.
먼저, 진공 챔버(20)는 상술한 바와 같이 제1,2히팅 플레이트(30,40)가 내부에 배치될 수 있도록 내부에 일정 공간이 마련된다.
이러한 진공 챔버(20)에는 진공유리패널(10)의 제조 시 챔버 내부의 공기를 배기구를 통해 외부로 배기시킴으로써 챔버 내부를 진공으로 만드는 진공펌프(25)가 연결되고, 챔버 내부의 온도 및 압력을 센싱하는 다수의 센서들(미도시)이 설치된다.
제1,2히팅 플레이트(30,40)는 상술한 바와 같이 진공 챔버(20)의 내부에 배치된다. 이 중 제1히팅 플레이트(30)는 진공 챔버(20)의 내부에서 가조립된 진공유리패널(10)이 안착되는 부재로서, 챔버 내부에서 베이스 프레임(21)에 의해 지지된다. 이러한 제1히팅 플레이트(30)의 상면에는 가조립된 진공유리패널(10)이 원활하게 안착될 수 있도록 안착홈(31)이 형성되어 있다.
여기서 가조립된 진공유리패널(10)은 제1,2유리판(11,12)이 서로 대향되게 배치되되 다수의 스페이서(14) 및 프릿 실링부재(13)로 인해 일정 간격 이격된 상태의 진공유리패널을 말한다.
제2히팅 플레이트(40)는 도시된 바와 같이 제1히팅 플레이트(30)의 상측에 배치되는데, 이러한 제2히팅 플레이트(40)는 유압 또는 공압에 의해 작동되는 구동부재 예로 들면, 구동실린더(47)에 의해 승강 가능하게 설치된다.
즉, 제2히팅 플레이트(40)는 진공 챔버(20)의 상면을 관통하는 구동실린더(47)의 피스톤 로드(48)의 움직임과 연동되어 진공 챔버(20)의 내부에서 승강된다. 이는 제1히팅 플레이트(30)에 안착되어 있는 구동실린더(47)의 작동에 의해 진공유리패널(10)을 상부로부터 가압하여 후술할 히팅부재(33,43)에 의해 연화된 프릿 실링부재(13)로 하여금 제1,2유리판(11,12)을 원활하게 밀봉시키게 하기 위함이다.
또, 상기의 제1,2히팅 플레이트(30,40)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 진공유리패널(10)의 프릿 실링부재(13)를 연화시키기 위한 히팅부재(33,43)가 설치된다.
이러한 히팅부재(33,43)는 전원을 공급하면 내부 저항에 의해 열을 방출하는 열선을 포함하는데, 제1,2히팅 플레이트(30,40)의 사이에 배치되는 진공유리패널(10)에 열을 제공할 수 있으면 다양한 수단이 채용되어도 무방하다.
그리고 상기의 제1,2히팅 플레이트(30,40)에는 히팅부재(33,43)의 열에 의해 연화되고 구동실린더(47)에 의한 제2히팅 플레이트(40)의 하강에 의해 가압된 프릿 실링부재(13)를 경화시켜 제1,2유리판(11,12)을 밀봉시키게 하는 냉각부재(35)가 설치될 수도 있다.
이러한 냉각부재(35)는 도시된 바와 같이 각 히팅 플레이트(30,40)에 설치되어 냉각매체가 유동되는 냉각관을 포함하는데, 연화된 프릿 실링부재(13)를 냉각시킬 수 있으면 다양한 수단이 채용되어도 무방하다. 이때, 도면에서는 제2히팅 플레이트에 설치되는 냉각부재가 도시되지 않았으나 제2히팅 플레이트 역시 냉각부재가 설치됨은 물론이다.
캡핑유닛(50)은 상술한 바와 같이 제1히팅 플레이트(30)에 형성된 배기홀(15)을 캡핑하기 위한 마련된다. 이러한 본 발명의 캡핑유닛(50)은 캡부재(16)로 레이저를 조사하는 레이저 조사장치를 포함한다.
상기와 같이 레이저 조사장치를 사용하는 것은, 진공 챔버(20)의 내부에서 고온 배기 시 온도가 높아짐에 따라 압축 또는 인장 응력으로 인해 발생되는 스트레스로 인해 각 유리판이 손상되는 것을 방지하고자 상온에서 진공 배기를 하기 위해 마련된다.
그리고 상기의 캡핑유닛(50)은 캡부재(16)를 진공유리패널(10)의 배기홀(15) 측으로 이송하는 이송장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
한편, 도 4을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리패널의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리패널을 제조하기 위해서는 가장 먼저 진공유리패널(10)을 가조립한다. 여기서 가조립된 진공유리패널(10)은 제1,2유리판(11,12)이 서로 대향되게 배치되되 다수의 스페이서(14) 및 프릿 실링부재(13)로 인해 일정 간격 이격된 상태의 진공유리패널을 말한다.
이후 상기와 같이 가조립된 진공유리패널(10)을 진공 챔버(20) 내부의 제1히팅 플레이트(30)에 안착시킨다. 이 과정에서 진공유리패널(10)은 제1히팅 플레이트(30)의 상면에 형성된 안착홈(31)에 안착된다(S110).
다음으로 제1히팅 플레이트(30)의 상부에 설치된 제2히팅 플레이트(40)를 가조립된 진공유리패널(10)의 상측에 접촉되게 하강시켜 가압한다. 여기서 제2히팅 플레이트(40)의 하강은 구동실린더(47)의 작동에 의해 이루어진다(S120).
상기와 같이 제2히팅 플레이트(40)가 하강된 후에는 제1,2히팅 플레이트(30,40)에 설치된 히팅부재(33,43)를 가열시켜 이 히팅부재(33,43)에서 발생된 열로 제1,2유리판(11,12)의 사이에서 가장자리에 설치된 프릿 실링부재(13)를 연화시킨다. 이 과정에서 구동실린더(47)는 지속적으로 제2히팅 플레이트(40)를 가조립된 진공유리패널(10) 측으로 가압한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서는 상술한 바와 같이 히팅부재(33,43)가 각각 마련된 제1,2히팅 플레이트(30,40)에 의해 프릿 실링부재(13)를 연화시킴에 따라 제1,2유리판(11,12)의 사이에 온도편차가 발생되지 않으므로 제1,2유리판(11,12)의 손상을 방지할 수 있다(S130).
그리고 제1,2히팅 플레이트(30,40)를 일정 시간 동안 가열한 후에는 냉각부재(35)를 통해 연화된 프릿 실링부재(13)를 경화시켜 제1,2유리판(11,12)을 밀봉한다. 이때의 진공유리패널(10)은 제1,2유리판(11,12) 중 적어도 하나에 형성된 배기홀(15)을 제외한 나머지 부분들이 밀봉된 상태이다(S140).
그리고 본 발명에서는 냉각부재(35)를 이용하여 프릿 실링부재(13)를 경화시켰는데, 별도의 냉각부재의 사용 없이 방치하는 것을 프릿 실링부재(13)를 경화시킬 수도 있다.
다음으로 상기와 같이 진공유리패널(10)을 밀봉한 후에는 진공펌프(23)를 작동하여 진공 챔버(20) 내부의 공기를 외부로 배기시킨다. 이때, 밀봉된 진공유리패널(10) 역시 배기홀(15)을 제외한 나머지 부분이 밀봉된 상태이므로 내부가 진공공간으로 형성된다(S150).
진공유리패널(10)의 내부공간을 진공시킨 후에는 캡핑유닛(50)을 이용하여 제1,2유리판(11,12)의 적어도 하나에 형성되는 배기홀(15)을 캡핑하면(S160), 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리패널의 제조가 완성된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서는 레이저 조사장치를 이용하여 캡부재를 통해 진공유리패널의 배기홀을 캡핑시키는데, 이와 같이 레이저 조사장치를 사용하면 캡부재를 상온에서 캡핑할 수 있으므로 고온의 배기환경으로 인해 제1,2유리판이 손상되는 것을 미연에 방지할 수도 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에서는 진공유리패널을 제조하는 과정에서 진공유리패널이 안착되는 제1히팅 플레이트와, 이 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널의 상측에서 가압하는 제2히팅 플레이트에 설치되는 각각의 히팅부재에 의해 제1,2유리판 사이의 가장자리에 배치되는 프릿 실링부재를 연화시킴에 따라, 제1,2유리판 사이의 온도편차가 발생되지 않아 제1,2유리판이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 진공유리패널 11 : 제1유리판
12 : 제2유리판 13 : 프릿 실링부재
14 : 스페이서 15 : 배기홀
16 : 캡부재 20 : 진공 챔버
23 : 진공펌프 30 : 제1히팅 플레이트
31 : 안착홈 33 : 히팅부재
35 : 냉각부재 40 : 제2히팅 플레이트
47 : 구동실린더 50 : 캡핑유닛

Claims (9)

  1. 상호 대향되는 제1,2유리판과, 상기 제1,2유리판의 사이에 배치되어 상기 제1,2유리판을 이격시키는 다수의 스페이서와, 상기 제1,2유리판의 사이에서 가장자리에 마련되어 상기 제1,2유리판을 밀봉시키는 프릿 실링부재를 포함하는 진공유리패널을 제조하는 진공유리패널 제조장치에 있어서,
    상기 진공유리패널 제조장치는,
    진공 챔버와,
    상기 진공 챔버의 내부에 설치되어 상기 진공유리패널이 안착되는 제1히팅 플레이트와,
    상기 진공 챔버의 내부에서 제1히팅 플레이트의 상측에 마련되어 상기 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널을 가압하도록 구동부재에 의해 하강되는 제2히팅 플레이트를 포함하고,
    상기 제1,2히팅 플레이트에는 상기 제1,2유리판을 밀봉시키기 위해 상기 프릿 실링부재를 연화시키는 히팅부재와, 상기 히팅부재에 의해 연화된 상기 프릿 실링부재를 냉각시키는 냉각부재가 마련된 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1히팅 플레이트에는 상기 진공유리패널이 안착되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2유리판 중 적어도 하나에는 상기 진공유리패널의 내부를 진공으로 만들기 위한 배기홀이 형성되고,
    상기 진공유리패널 제조장치는 상기 배기홀에 캡부재를 캡핑시키는 캡핑유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캡핑유닛은 레이저 조사장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조장치.
  6. 상호 대향되는 제1,2유리판과, 상기 제1,2유리판의 사이에 배치되어 상기 제1,2유리판을 이격시키는 다수의 스페이서와, 상기 제1,2유리판의 사이에서 가장자리에 마련되어 상기 제1,2유리판을 밀봉시키는 프릿 실링부재를 포함하는 진공유리패널을 제조하는 제조방법에 있어서,
    상기 진공유리패널 제조방법은,
    진공 챔버 내부에 설치되는 제1히팅 플레이트에 상기 진공유리패널을 안착하는 단계;
    상기 제1히팅 플레이트에 안착된 진공유리패널을 가압하도록 상기 제1히팅 플레이트의 상측에 배치되는 제2히팅 플레이트를 하강시키는 단계;
    상기 제1히팅 플레이트와 제2히팅 플레이트에 각각 마련된 히팅부재를 통해 상기 진공유리패널의 상측과 하측에서 열을 전달하여 상기 프릿 실링부재를 연화시키는 단계; 및
    상기 제1,2히팅 플레이트에 마련된 냉각부재를 이용하여 상기 연화된 프릿 실링부재를 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프릿 실링부재를 경화시킨 후에는 상기 진공 챔버 내부의 공기를 외부로 배기하는 단계와,
    상기 진공 챔버 내부를 진공으로 만든 상태에서 제1,2유리판 중 적어도 하나에 형성된 배기홀을 캡핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배기홀을 캡핑하는 단계는 상기 배기홀에 캡부재를 레이저 조사장치를 이용하여 캡핑하는 것을 특징으로 하는 진공유리패널 제조방법.
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