KR101579265B1 - 진공유리 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공유리 패널에 관한 것이다. 이러한 진공유리 패널의 한 예는 제1 유리 패널, 상기 제1 유리 패널과 일정한 간격으로 마주보며 이격되어 있는 제2 유리 패널, 제1 유리 패널을 관통하게 형성된 게터구, 상기 게터구 내에 위치하는 게터 홀더, 상기 게터 홀더 내에 위치하는 게터, 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 가장 자리 부분에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널과 접착되어 있는 밀폐부, 그리고 상기 게터구를 막도록 상기 제1 유리 패널의 하부에 위치하여 상기 게터구를 막고, 상기 게터 홀더와 이격되게 위치하는 게터구 마개를 포함한다.

Description

진공유리 패널 및 그 제조 방법{VACUUM GLASS PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 진공유리 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
진공유리 패널(vacuum glass panel)은 두 개의 유리 패널을 부착한 후 두 유리 패널 사이를 진공 상태로 만들어 형성된다. 이러한 진공유리 패널은 약 20년 내지 30년 동안 진공 상태가 유지되어야 한다.
이러한 진공 유리 패널에 사용되는 유리 패널은 비강화 유리뿐만 아니라 강화 유리(tempered glass), 또는 비강화 유리나 강화 유리에 저방사막을 도포한 저 방사 유리(low emissivity glass) 등이 사용된다.
하지만, 진공유리 패널을 제작할 때, 두 유리 패널의 밀봉을 위해 가열로(heating furnace)에서 서로 접해 있는 두 유리 패널에 고온의 열을 가하게 되는데, 이러한 열처리 동작으로 인해, 강화 유리의 잔존 강화도가 급격히 감소하는 문제가 발생한다.
또한, 유리 강화 과정에서 게터(gatter) 배치 등을 위해 유리 패널에 형성된 홈에 가해지는 응력 불균형으로 인해 판 유리가 파손되거나 균열이 발생하여 불량율이 증가하는 문제점이 존재하였다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 특2001-0022971(공개일자: 2001년 03월 26일, 발명의 명칭: 복층 유리)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강화 열처리 시 발생하는 불량율을 감소시키기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 강화 유리를 이용하여 진공유리 패널을 제조할 때 잔존 강화도를 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 진공유리 패널은 제1 유리 패널, 상기 제1 유리 패널과 일정한 간격으로 마주보며 이격되어 있는 제2 유리 패널, 제1 유리 패널을 관통하게 형성된 게터구, 상기 게터구 내에 위치하는 게터 홀더, 상기 게터 홀더 내에 위치하는 게터, 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 가장 자리 부분에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널과 접착되어 있는 밀폐부, 그리고 상기 게터구를 막도록 상기 제1 유리 패널의 하부에 위치하여 상기 게터구를 막고, 상기 게터 홀더와 이격되게 위치하는 게터구 마개를 포함한다.
상기 게터구는 상기 제1 유리 패널의 두께 방향에 대한 중앙선을 중심으로 상하 대칭 구조를 갖는 것이 좋다.
상기 게터구는 원기둥 형상 또는 장구 형상을 가질 수 있다.
상기 게터 홀더는 상기 게터가 위치하는 바닥부와 상기 바닥부를 중심으로 하여 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 복수의 거치대를 포함할 수 있다.
상기 게터 홀더는 상기 복수의 거치대 단부에 각각 형성된 걸림턱을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 중 하나의 유리 패널은 나머지 유리 패널보다 크기가 클 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 진공유리 패널의 제조 방법은 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 적어도 하나의 유리 패널 위에 밀봉재를 도포하여 건조하는 단계, 상기 제1 유리 패널 위에 간격재를 위치시키는 단계, 상기 밀봉재가 도포된 제1 유리 패널 위에 제2 유리 패널을 위치시키는 단계, 상기 제1 유리 패널의 상기 밀봉재와 대응하는 상기 제1 유리 패널의 부분과 접하게 그리고 상기 밀봉재와 대응하는 상기 제2 유리 패널의 부분과 접하게 각각 제1 가열부를 위치시키는 단계, 그리고 상기 제1 가열부를 동작시켜 상기 밀봉재를 용융시켜 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이를 밀폐하여 밀폐 공간을 형성하는 밀폐부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 유리 패널은 서로 이격되어 있는 게터구와 배기구를 포함할 수 있고, 상기 특징에 따른 진공유리 패널의 제조 방법은 상기 제2 유리 패널을 위치시키는 단계 이전 또는 이후에 상기 제1 유리 패널의 상기 게터구 내에 게터가 위치하는 게터 홀더를 삽입시키는 단계, 상기 배기구를 이용하여 상기 밀폐 공간 내의 공기를 외부로 배출시키는 단계, 그리고 상기 밀폐부를 형성하는 단계 이후에 게터를 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 유리 패널은 하나의 관통구를 포함할 수 있고, 상기 특징에 따른 진공유리 패널의 제조 방법은 상기 제2 유리 패널을 위치시키는 단계 이전 또는 이후에 상기 제1 유리 패널의 상기 관통구 내에 게터가 위치하는 게터 홀더를 삽입시키는 단계, 상기 관통구를 이용하여 상기 밀폐 공간 내의 공기를 외부로 배출시키는 단계, 그리고 상기 밀폐부를 형성하는 단계 이후에 게터를 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 밀폐부의 형성 단계는 상기 가열로의 상부와 하부에서 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널에 인접하게 각각 이격되어 있는 제2 가열부를 동작시키는 상기 밀봉재를 용융시킬 수 있다.
상기 밀폐부의 형성 단계는 상기 제1 유리 패널의 하부면에 직접 접하게 그리고 상기 제2 유리 패널의 상부면에 직접 접하게 위치한 제2 가열부를 동작시켜 상기 밀봉재를 용융시킬 수 있다.
상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 중 적어도 하나는 저방사 유리 패널일 수 있고 배기구를 구비하고 있고, 상기 밀봉재의 도포 단계는 상기 제1 유리 패널과 제2 유리 패널 중 적어도 하나의 유리 패널 위에 밀봉재를 끊기게 도포하여 상기 밀봉재의 인접한 두 단부 사이가 개방되게 상기 밀봉재를 도포하고, 상기 특징에 따른 진공유리 패널의 제조 방법은 상기 밀폐부의 형성 단계 시에 상기 배기구로 퍼지 가스를 주입하여 개방된 상기 밀봉재의 인접한 두 단부 사이를 통해 상기 퍼지 가스를 외부로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 게터를 게터 홀더를 이용하여 제1 유리 패널과 이격되게 위치하므로, 게터 활성화 시 게터에 인가되는 열이 제1 유리 패널과 이에 부착된 게터구 마개로 전달됨에 따라 발생하는 열충격 파손 불량율이 크게 감소하거나 방지된다.
또한, 밀봉재를 가열하여 밀폐부를 형성할 경우, 밀봉재에 제1 가열부를 이용하여 밀봉재에 직접 열을 가하므로, 제1 설정온도에서 밀폐부가 형성되어 열에의한 강화도 손실이 줄어들고 제1 및 제2 유리 패널의 접착 시간이 크게 단축되어, 생산성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 진공유리 패널을 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널에서 하부 패널에 형성된 게터구의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널이 창틀과 같은 틀의 고정부에 장착될 때의 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널에서 게터구에 장착되는 게터 홀더의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널에서 하부 유리 패널 위에 도포되는 밀봉재의 도포 방식의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9의 (a)와 (b)는 각각 본 발명의 한 실시예에 따라 하부 유리 패널과 상부 유리 패널 위에 장착되는 제1 및 제2 보조 가열부의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따라 하부 유리 패널에 설치되는 제1 주 가열부에 대한 형태의 한 예를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널(100)은 하부 유리 패널(또는 제1 유리 패널)(glass panel)(110), 하부 유리 패널(110) 상부에서 제1 유리 패널(110)과 마주보고 있고 제1 유리 패널(110)과 정해진 간격으로 이격되어 있는 상부 유리 패널(또는 제2 유리 패널)(120), 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이에 위치하여 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이의 가장자리 부분을 밀봉하는 밀폐부(130), 밀폐부(130)에 의해 형성된 상부 및 하부 유리 패널(110, 120) 사이의 내부 공간에 위치하는 복수의 간격재(2), 하부 유리 패널(110)의 일 부분에 위치한 게터구(3), 게터구(3) 내에 위치하여 게터(31)를 내장하고 있는 게터 홀더(32), 하부 유리 패널(110)의 일 부분에 위치한 배기구(4), 그리고 게터구(3)와 배기구(4)를 각각 막는 게터구 마개(33)와 배기구 마개(41)를 구비한다.
하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 각각은 정사각형이나 직사각형과 같은 사각형의 판 유리로 이루어져 있고, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)이 두께는 서로 동일하거나 다를 수 있다.
한 예로서, 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 각각의 두께는 약 2.5㎜ 내지 약 10㎜일 수 있다. 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 각각은 강화 처리된 강화 유리, 강화 처리되지 않는 비강화 유리, 또는 저 방사 유리일 수 있다.
본 예에서, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 크기를 서로 상이하여, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 중 하나의 유리 패널(예, 110)의 가로 및 세로의 길이는 나머지 유리 패널(예, 120)의 가로 및 세로의 길이보다 약 1㎜ 내지 2㎜ 클 수 있다.
따라서, 크기가 큰 유리 패널(110)의 가장 자리는 크기가 작은 유리 패널(120)의 가장자리로부터 도출되어 있다.
본 예에서, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 각각은 사각형 형상을 갖고 있지만 이에 한정되지 않고 원형 또는 타원형과 같은 다른 형상을 가질 수 있고, 이런 경우에도 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 중 하나의 유리 패널의 크기가 나머지 유리 패널의 크기보다 커, 작은 크기의 유리 패널의 가장자리로부터 큰 크기의 유리 패널의 가장자리가 도출된다.
이처럼 두 개의 유리 패널(110, 120) 중에서 하나의 유리 패널(예, 110)의 크기가 더 크게 되므로, 도 5와 같이 본 예의 진공유리 패널이 장착되는 틀의 고정부(F1, F2)에는 외부로 도출되는 큰 크기를 갖는 유리 패널(예, 110)이 고정되게 된다.
따라서, 주변 환경의 온도 변화 등으로 인해 고정부(F1, F2)가 수축될 때 고정부(F1, F2)에 직접 연결된 유리 패널(110)에만 고정부(F1, F2)의 수축 시 발생하는 압력이 인가되거나 다른 유리 패널(120)로의 압력 인가량이 크게 감소하게 된다.
이로 인해, 고정부(F1, F2)에 의한 압력 인가로 인해 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이에 위치하는 밀폐부(130)의 파손 우려가 크게 감소하게 된다.
다시 도 1 내지 도 3을 참고로 하면, 하부 유리 패널(110)에는 하부 유리 패널(110)을 완전히 관통하게 형성된 관통구로서 게터구(3)와 배기구(4)가 형성되어 있다.
게터구(3)와 배기구(4)는 밀폐부(130)로 에워싸여져 형성된 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이의 밀폐 공간 내에 위치하고, 예를 들어, 밀폐 공간에서 가장 자리 부분에 위치할 수 있다.
이때, 게터구(3)와 배기구(4) 각각의 개수는 진공유리 패널의 크기에 따라 두 개 이상으로 증가될 수 있거나, 배기구에 게터 홀더 및 게터를 장착하여 배기구를 게터구로도 이용함에 따라 진공유리 패널에 하나의 관통구만이 형성될 수도 있다. 하나의 관통구를 이용하는 경우, 하나의 관통구는 게터구와 배기구로 기능한다.
게터구(3)의 형상은 하부 유리 패널(110)의 두께 방향에 대한 중앙선을 중심으로 상하 대칭 구조를 갖고, 이러한 상하 대칭 구조의 한 예로서, 원기둥 형상(도 1 내지 도 3) 또는 장구 형상[도 4의 (a) 및 (b)]을 갖고 있다.
게터구(3)가 원기둥 형상을 가질 경우, 게터구(3)의 지름은 세로 방향으로의 위치에 무관하게 동일한 지름을 갖고 있다.
하지만, 게터구(3)가 장구 형상을 가질 경우, 게터구(3)는 도 4에 도시한 것처럼, 제1 지름(D11)을 갖는 가운데 부분(301)을 중심으로 하여 위쪽과 아래쪽에 제1 지름(D11)보다 큰 제2 지름(D12)을 각각 갖는 하부(302)와 상부(303)를 갖게 된다.
게터구(3) 내에는 게터구 마개(33) 위에서 게터구 마개(33)와 이격되게 위치하고 있는 게터 홀더(32)가 위치하여, 게터 홀더(32) 내에는 게터(31)가 위치한다.
게터 홀더(32)는 탄성력을 갖는 금속판 등으로 이루어져 있고, 게터(31)가 위치하는 바닥부(321)와 바닥부(321)를 중심으로 하여 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 띠 형상의 복수의 거치대(322)를 구비한다.
따라서, 복수의 거치대(322)는 게터구(3)의 측면과 접하게 맞물려있고 탄성력에 의해 게터구(3)의 측면에 게터 홀더(32)가 위치한다.
대안적인 예에서, 게터 홀더(32)는 복수의 거치대(322)의 단부에 도 6에 도시한 것처럼, 가로 방향으로 뻗어 있는 걸림턱(323)을 더 구비하고 있다.
따라서, 각 걸림턱(323)은 게터구(3) 주변에 위치하는 하부 유리 패널(110) 부분에 위치하여, 게터 홀더(32)는 걸림턱(323)의 작용으로 인해 하부 유리 패널(110)의 내부면[즉, 상부 유리 패널(120)과 인접한 면]에 걸쳐져 있는 구조로 위치할 수 있다.
게터구(3)가 장구 형상으로 형성되어 있을 경우, 제1 지름(D11)을 갖는 가운데 부분(301)의 측면이 게터구(3) 쪽으로 돌출되어 있다.
따라서, 도 6과 같이 게터구(3) 내로 도출되어 있는 하부 유리 패널(110)의 부분 위에 게터 홀더(32)가 위치하므로, 게터 홀더(32)를 좀더 안정적으로 게터구 마개(33)와 이격되게 위치시킬 수 있다.
게터 홀더(32) 내에 위치하는 게터(31)는 가스를 흡착하는 성질이 큰 금속으로 이루어져 있고, 예를 들어, 철(Fe)/바나듐(V)/티타늄(Ti) 합금, 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 또는 바륨 합금 등으로 이루어질 수 있다.
따라서, 게터(31)에 열을 가해 게터(31)의 상태를 활성화시킬 경우, 게터(31)는 주변에 존재하는 기체를 흡수하여, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이에 형성된 밀폐 공간의 진공도를 증가시킨다.
배기구(4)의 형상 역시 게터구(3)의 형상과 동일하게 상하 대칭 구조를 갖고, 한 예로서, 원기둥 형상이나 장구 형상을 가질 수 있다.
배기구(4)는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)의 밀폐 공간에 형성된 기체를 외부로 배출시키기 위한 통로이다.
도 1 내지 도 3의 경우, 게터구(3)의 형상과 배기구(4)의 형상은 서로 동일하지만 서로 다를 수 있다.
이처럼, 하부 유리 패널(110)을 관통하게 형성된 게터구(3)와 배기구(4)는 각각 게터구 마개(33)와 배기구 마개(41)로 막혀 있고, 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)의 사이의 밀폐 공간의 밀폐 상태를 유지한다.
이러한 게터구 마개(33)와 배기구 마개(41)는 접착제 등을 이용하여 해당 부분에 부착될 수 있다.
밀폐부(130)는, 이미 설명한 것처럼, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이에 위치하여 하부 유리 패널(110)의 내부면과 상부 유리 패널(120)의 내부면 각각과 접착되어 있다. 이로 인해, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)은 밀폐부(130)에 의해 일체화된다.
이때, 밀폐부(130)는 하부 유리 패널(110)의 내부면의 가장 자리 부분에서 가장 자리 부분을 에워싸는 고리 형상으로 부착되고, 역시, 상부 유리 패널(120)의 내부면의 가장 자리 부분에서 가장자리 부분을 에워싸는 고리 형상으로 부착된다. 밀폐부(130)의 폭은 약 5㎜ 내지 10㎜일 수 있다.
이로 인해, 밀폐부(130)로 에워싸여져 있고 밀폐부(130)가 위치하지 않은 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이의 간격은 밀폐부(130)로 밀폐된 밀폐 공간을 형성된다. 이처럼, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이의 가장 자리 부분이 밀폐부(130)로 채워져 있어 외부와 차단되므로, 외부 공기는 개방 상태의 게터구(3)와 배기구(4)를 통하지 않고서는 밀폐 공간으로 유입되지 못한다.
이러한 밀폐부(130)는 글라스 프릿(glass frit) 등으로 이루어질 수 있다.
복수의 간격재(2)는 밀폐 공간 내에 일정한 간격으로 위치하여 하부 유리 패널(110)의 내부면과 상부 유리 패널(120)의 내부면에 접하고 있다.
이로 인해, 복수의 간격재(2)는 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)을 지지하며 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 최소 간격(I1)이 위치에 무관하게 일정하게 유지되도록 한다.
이러한 복수의 간격재(2) 각각은 압축 강도가 약 5t/㎠ 이상인 재료로 이루어질 수 있고, 한 예로서, 스페인레스 강(stainless steel)으로 이루어질 수 있다.
각 간격재(2)의 압축 강도가 약 5t/㎠ 이상일 경우, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 각각의 무게와 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)에 작용하는 대기압 등으로 인해 간격재(2)가 손상되거나 파손되는 것이 방지된다.
따라서, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 사이의 최소 간격(I1)이 유지되어 진공유리 패널(100)의 단열 성능이 감소하는 것이 방지된다.
이로 인해, 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이의 간격(I1)은 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 사이에서 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)을 지지하고 있는 복수의 간격재(2)의 높이에 의해 결정될 수 있다.
다음, 도 7a 내지 도 7h을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 패널의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 7a에 도시한 것처럼, 하부 유리 패널(110)에 드릴 공정(drilling) 등을 이용하여 원하는 위치에 원하는 개수의 게터구(3)와 배기구(4)를 형성한다.
다음, 도 7b를 참고로 하면, 하부 유리 패널(110)의 가장 자리 부분을 에워싸는 고리 형상으로 밀봉재(30)를 도포한 후 100℃ 내지 200℃의 열처리를 실시하여 밀봉재(30)를 건조시켜 고형화시킨다. 이때, 밀봉재(30)에 의해 에워싸여진 부분 내에는 게터구(3)와 배기구(4)가 위치한다.
대안적인 예에서, 밀봉재(30)는 하부 유리 패널(110) 대신 상부 유리 패널(120)에 도포되거나 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 서로 대응되는 부분에 도포될 수 있다.
또한, 밀봉재(30)는 끊김 없이 도포되지 않으므로, 밀봉재(30)의 인접한 두 단부가 서로 연결되지 않아 밀봉재(30)로 해당 유리 패널(110)의 가장 자리 부분을 완전히 에워싸여지지 않을 경우, 끊겨진 밀봉재(30)의 인접한 두 단부 사이는 개방 상태를 유지하고, 도 8과 같이, 밀봉재(30) 도포 시 개방 상태를 갖는 적어도 한 부분이 존재할 수 있다.
다음, 하부 유리 패널(110)의 해당 부분 위에 복수의 간격재(2)를 위치시킨다(도 7c).
그런 다음, 도 7d와 같이, 하부 유리 패널(110) 위에 상부 유리 패널(120)을 위치시켜 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 위치를 정렬한 후, 도 7e와 같이 게터구(3)에 게터(31)가 위치하는 게터 홀더(32)를 삽입하여 게터구(3) 내에 게터(31)를 장착한다.
이때, 게터(31)를 장착하는 단계와 상부 유리 패널(120)을 하부 유리 패널(110) 위에 위치시키는 단계의 순서는 서로 바뀔 수 있다. 예를 들어, 게터구(3)의 형상이 장구 형상인 경우 게터구(3) 내에 게터 홀더(32)를 장착하여 게터(31)를 먼저 장착한 후 하부 유리 패널(110) 위에 상부 유리 패널(120)를 위치시킨다.
다음, 도 7f에 도시한 것처럼, 밀봉재(30)가 위치하고 있는 하부 유리 패널(110)의 외부면 부분과 상부 유리 패널(120)의 외부면 부분에 띠 형태로 이루어진 제1 및 제2 보조 가열부(51, 52)(즉, 한 쌍의 제1 가열부)를 각각 위치시킨다.
하부 유리 패널(110)에 위치하는 제1 보조 가열부(51)는 도 9의 (a)에 하나의 예로서 도시한 것처럼, 하부 유리 패널(110)에서 밀봉재(30)가 도포되어 있는 부분과 게터구(3)가 형성된 부분을 완전히 덮는 형태를 갖고 있다.
이때, 하부 유리 패널(110)의 해당 부분에 제1 보조 가열부(51)를 위치시킬 때, 게터구(3)에 대응되는 제1 보조 가열부(51)의 부분 위에 접착제가 도포된 게터구 마개(33)를 위치시킨 후 게터구(3)가 완전히 덮이도록 게터구 마개(33)를 하부 유리 패널(110)의 부분에 접착시킨다.
이때, 게터구(3)에 삽입된 게터 홀더(32)의 바닥부(321)는 게터구(3)를 덮고 있는 게터구 마개(33)와 이격되게 위치하여 바닥부(321)와 게터구 마개(33)는 서로 접촉하지 않는다.
또한, 상부 유리 패널(120)에 위치하는 제2 보조 가열부(52) 역시 도 9의 (b)에 도시한 것처럼, 상부 유리 패널(120)에서 밀봉재(30)가 도포되어 있는 부분을 완전히 덮는 형태를 갖고 있어, 상부 유리 패널(120)의 외부면 위에 접하게 위치된다.
이러한 제1 및 제2 보조 가열부(51, 52)는 해당 폭(W11)을 갖는 띠 형상을 갖고 있고, 도시하지 않은 전극을 통해 인가되는 전기 신호에 의해 열을 발열하여 하부나 상부에 위치하고 있는 밀봉재(30)로 열을 가하는 발열체로서, 밀봉재(30)의 밀봉 동작을 행하게 한다.
이때, 제1 및 제2 보조 가열부(51, 52)의 폭(W11)은 해당 유리 패널(110, 120)과 접해 있는 밀봉재(30)의 폭(W12)보다 커 해당 보조 가열부(51, 52)에 의해 도포되어 있는 밀봉재(30)가 완전히 덮어지는 것이 좋다.
이러한 제1 및 제2 보조 가열부(51, 52)는 7.2×10-5Ω㎝ 이상의 비저항값을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)의 해당 위치에 제1 및 제2 가열부(51, 52)가 위치하고 또한, 게터구(3)를 막는 게터구 마개(33)가 게터구(3)에 위치하면, 클램프(clamp)와 같은 고정 기구(60)을 이용하여 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)을 고정해 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)을 고정하여 하부 및 상부 유리 패널(110, 120), 제1 및 제2 보조 가열부(51, 52)의 정렬 상태가 변하지 않도록 한다(도 7g).
이때, 도 7f 및 도 7g에 도시한 것처럼, 고정 기구(60)와 보조 가열부(51, 52) 사이에 유리 등으로 이루어진 절연체(71, 72)를 위치시켜 도전체인 보조 가열부(51, 52)와 고정 기구(60) 사이를 절연시켜 보조 가열부(51, 52)의 발열 기능이 저하되는 것을 방지한다.
이처럼, 고정 기구(60)에 의해 서로 마주보게 정렬되어 있는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)은 도 7h에 도시한 것처럼 가열로(heating furnace)(300)로 위치하여, 열처리가 행해진다.
가열로(300)에는 가열로(300의 하부와 상부에 각각 위치하는 있는 제1 및 제2 주 가열부(즉, 한 쌍의 제2 가열부)(301, 302)를 구비하고 있고 두 개의 주 가열부(301, 302)는 각각 인접하게 대응하고 있는 하부 유리 패널(110) 및 상부 유리 패널(120)과 이격되어 있다.
이처럼, 가열로(300)에 서로 정렬되어 있는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)이 위치하면, 먼저 제1 및 제2 주 가열부(301, 302)를 동작시켜 가열로(300)의 분위기 온도를 제1 설정 온도(한 예로 약 270℃-290℃)까지 상승시켜 주 가열부(301, 302)에 의해 간접적으로 인가되는 열로 밀봉재(30)와 제1 및 2 유리 패널(110, 120)의 온도를 상승시킨다. 이때, 제1 설정온도는 밀봉재가 용융 되지 않는 온도이다.
이때, 가열로(300)의 분위기 온도가 제1 설정 온도보다 낮은 제2 설정 온도(예, 230℃-260℃)까지 상승하게 되면, 보조 가열부(51, 52)를 동작시켜 직접적으로 밀봉재(30)의 용융 온도까지 열을 가해 밀봉재(30)를 용융시킨다.
주 가열부(301, 302)와 보조 가열부(51, 52)에 의한 가열 동작을 정해진 시간 동안 유지시켜 밀봉재(30)를 용융시켜 접해있는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)의 해당 부분과의 접촉이 용이하게 행해질 수 있도록 한 후, 보조 가열부(51, 52)의 가열 동작을 중지한다.
이러한 열처리 동작에 의해, 용융 상태의 밀봉재(30)는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)의 해당 부분에 부착되어 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이를 밀폐하는 밀폐부(130)로 기능하게 된다.
또한, 이러한 열처리 시, 게터구 마개(33)와 하부 유리 패널(110) 사이에 존재하는 접착제 역시 용융되어, 게터구 마개(33) 역시 게터구(3)에 완전히 부착되어 안정적으로 게터구(3)를 막게 된다.
도 8과 같이 도 7b의 단계에서, 밀봉재(30)가 끊기게 도포되어 서로 연결되지 않은 밀봉재(30)의 두 단부 사이가 개방되어 있는 경우, 주 가열부(301, 302)와 보조 가열부(51, 52)를 이용하여 밀봉재(30)의 열처리를 실시하는 중에 퍼지 가스(purge gas)를 개방되어 있는 배기구(4)로 주입시킨다.
이렇게 배기구(4)를 통해 주입된 퍼지 가스는 밀봉재(30)가 도포되지 않아 개방되어 있는 부분을 통해 외부로 배출된다.
퍼지 가스는 저방사 유리 패널이 밀봉재(30)의 열처리 시 표면에 도포되어 있는 저방사막(예, Ag막)이 산화되어 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 질소(N2) 가스나 아르곤(Ar) 가스가 주로 이용된다.
이처럼, 밀봉재(30)로 막혀 있지 않는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이의 개방된 부분은 퍼지 가스의 배출을 위한 것이므로, 밀봉재(30)가 일부 개방되게 도포되는 경우에는 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120) 중 적어도 하나에 저 방사 유리를 포함한 경우일 수 있다.
주 가열부(301, 302)와 보조 가열부(51, 52)에 의한 열처리가 행해지는 동안 밀봉재(30)는 용융되어 서로 이격되어 있는 밀봉재(30)의 두 단부는 맞게 되어 개방된 부분이 막히게 되고, 개방된 부분을 통한 퍼지 가스의 배출 동작은 이 개방된 부분이 막히기 전까지 행해진다.
이로 인해, 완성된 밀폐부(130)는 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이를 완전히 밀봉하여 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이에 밀폐 공간을 형성시킨다.
이처럼, 간접적으로 밀봉재(30)과 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)에 열을 가하는 주 가열부(301, 302)뿐만 아니라 해당 유리 패널(110, 120)과 접하여 밀봉재(30)에 직접 열을 가하는 보조 가열부(51, 52)을 이용함에 따라, 밀봉재(30)의 용융 및 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)과의 접착 시간이 크게 단축되어, 소비 전력이 감소하며 생산성이 향상된다.
또한, 본 예의 경우, 제1 및 제2 유리 기판(110, 120)과 이격되게 위치한 주 가열부(301, 302)만을 이용하여 밀폐부(130)를 형성하는 경우보다 보조 가열부(51, 52)가 위치하지 않는 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)에 인가되는 온도가 크게 감소하게 되므로, 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)이 강화 유리로 이루어진 경우 제1 및 제2 유리 패널(110, 120)의 잔존 강화도가 크게 상승하게 된다.
다음, 보조 가열부(51 52)의 동작이 중지된 상태에서도 주 가열부(301, 302)는 계속 동작 중이고, 이런 상태에서 배기구(4)를 이용한 배기 동작을 실시하여 밀폐 공간을 진공 상태로 만든다.
이를 위해, 배기구(4) 주변에 오링(O-ring)을 부착하여 배기구(4) 주변을 오링으로 밀폐시킨 후 배기 펌프를 통해 배기 동작을 실시하는 진공 기구(도시하지 않음)을 배기구(4)에 밀착시켜 밀폐 공간 내의 공기를 외부로 배출시킨다.
공기 배출 동작이 이루어지는 도중에 게터구(3) 내에 위치하고 있는 게터(31)에 레이저 등을 조사하여 게터(31)를 활성화시키는 게터 활성화 동작이 1회 이상 행해져, 밀폐 공간 내에 존재하는 기체가 활성화된 게터(31)에 의해 흡수되어 밀폐 공간 내의 진공도가 좀더 신속하게 원하는 수치에 도달할 수 있도록 한다.
본 예의 경우, 게터(31)가 위치하는 게터 홀더(32)가 게터구 마개(33)와 이격되어 있으므로, 게터(31)를 활성화하기 위해 게터(31)에 인가되는 열은 게터구 마개(33)에 직접적으로 전달되지 않는다.
따라서, 게터 활성화 시 인가되는 열에 의해 게터구 마개(33)와 하부 유리 패널(110) 중 적어도 하나가 손상되거나 파손되는 현상이 크게 줄어들거나 없어진다.
이러한 공기 배출 동작과 게터(31)에 의한 기체 흡수 동작에 의해 밀폐 공간이 원하는 상태의 진공도를 갖게 되면, 배기구(4)에 배기구 마개(41)를 부착하여 배기구(4)를 완전히 막아, 진공유리 패널(100)을 완성하게 된다(도 1 내지 도 3).
이때, 배기구 마개(41)의 부착 동작은 진공 기구를 이용해 접착제가 도포된 배기구 마개(41)를 배기구(4)가 덮이도록 위치시킨 후, 진공 기구에 설치된 가열부를 동작시켜 배기구 마개(41)에 열을 가해 배기구(4) 주변의 하부 유리 패널(110)에 안정적으로 배기구 마개(41)를 부착시킨다.
도 7h에 도시한 것처럼, 주 가열부(301, 302)는 서로 대응하는 해당 유리 패널(110, 120)과 이격되게 위치하고 있지만, 이와 달리, 주 가열부 역시 보조 가열부(51, 52)처럼 대응하는 유리 패널(110, 120)의 외부면과 직접 접하게 위치할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시한 것처럼, 사형(meandering shape)이나 지그재그(zigzag)으로 하부 유리 패널(110) 하부와 접촉하고 상부 유리 패널(120) 상부와 접촉하게 위치하는 주 가열부(303)가 해당 유리 패널(110, 120)에 직접 열을 가하게 된다.
이러한 형태의 주 가열부(303)는 보조 가열부(51, 52)와 같이, 양 단자로 해당 극성의 전기가 인가되면 열을 발산하는 발열체로서 띠 형태로 이루어져 있고, 가열로(300)로 클램프(70)에 의해 위치 정렬된 하부 및 상부 유리 패널(110, 120)이 위치하면, 띠 형태의 주 가열부(303)를 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 외부면에 직접 접하게 위치시켜 열처리 동작을 수행하게 된다.
이처럼, 해당 유리 패널(110, 120)에 직접 열을 가하는 주 가열부(303)와 보조 가열부(51, 52)를 이용하여 열처리 동작이 행해지므로, 열처리 시간이 크게 감소되며 열처리 효율 또한 향상된다.
이와 같이, 해당 유리 기판(110, 120에 직접 접하게 주 가열부와 보조 가열부가 위치하는 경우, 해당 유리 기판(110, 120)의 가장자리 부분에 주로 위치한 보조 가열부와 가운데 부분에 주로 위치한 주 가열부는 서로 이격되게 위치하여 전기적으로 절연 상태를 유지함을 당연하다.
도 7a 내지 도 7h에 도시한 진공유리 패널의 제조 방법에서는 진공유리 패널에 게터구와 배기구가 별도로 구비되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였다.
하지만, 하나의 관통구를 게터구와 배기구로 이용하는 경우 도 7a 내지 도 7h에 도시한 진공유리 패널의 제조 방법이 적용된다.
다만, 도 7e의 공정에서 하나의 관통구에 게터(31)가 장착된 게터 홀더(32)를 장착한 후, 도 7f의 단계와는 달리 해당 부분에 보조 가열부(51, 52)를 설치할 때, 게터구(3)를 막기 위한 게터구 마개(33)의 장착은 생략된다.
따라서, 게터구(3)를 막는 게터구 마개(33)를 위치시킬 필요가 없으므로, 하부 유리 패널(110)에 배치되는 제1 보조 가열부(51)는 도 9의 (a)의 형상이 아니라 도 9의 (b)와 같은 밀봉부(30)의 형상에 기초한 형상을 갖게 된다.
도 7h를 참고로 하여 설명한 것처럼, 밀봉재(30)를 이용해 하부 유리 패널(110)과 상부 유리 패널(120)의 접합 동작이 완료되면, 이미 설명한 것처럼, 진공 기구를 이용하여 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이의 공간에 대한 배기 동작을 실시하고, 배기 동작 중에 게터(31)의 활성화 동작을 적어도 한번 실시한다.
그런 다음, 하부 및 상부 유리 패널(110, 120) 사이의 공간의 진공도가 설정값에 도달하면 관통구에 마개를 부착하여 관통부를 완전히 막아 진공유리 패널(100)을 완전하게 된다. 관통구에 마개를 부착하는 동작은 이미 설명한 것처럼 배기구(4)에 배기구 마개(41)를 부착하는 동작과 동일하다.
또한, 본 예에 따른 진공유리 패널의 제조 방법은 대기 중에서 행해지지만, 이에 한정되지 않고 진공 챔버에서 행해질 수 있다. 이 경우, 게터구와 배기구의 역할을 수행하는 관통구나 배기구를 이용한 배기 동작은 진공유리 패널의 제조 공정 내에 행해진 후, 진공유리 패널의 제조가 완료된 후, 이미 설명한 방법을 통해 해당 관통구와 배기구의 막음 동작이 행해진다.
또한, 본 예에서, 게터구(3)와 배기구(4) 같은 관통구의 측면은 수직면을 갖고 있지만, 이에 한정되지 않고, 관통구의 측면 일부는 경사면을 가질 수 있고 이 경우 해당 유리 패널(예, 110)의 가운데 부분에서 상부면과 하부면쪽으로 경사져 있을 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 진공유리 패널 110: 제1 유리 패널
120: 제2 유리 패널 130: 밀폐부
2: 간격재 3: 게터구
30: 밀봉재 31: 게터
32: 게터 홀더 321: 바닥부
322: 거치대 323: 걸림턱
33: 게터구 마개 4: 배기구
41: 배기구 마개 51, 52: 보조 가열부
71, 72: 절연체 60: 고정기구
300: 가열로 301, 302: 주 가열부

Claims (12)

  1. 제1 유리 패널,
    상기 제1 유리 패널과 일정한 간격으로 마주보며 이격되어 있는 제2 유리 패널,
    제1 유리 패널을 관통하게 형성된 게터구,
    상기 게터구를 에워싸고 있는 상기 제1 유리 패널의 부분에 걸쳐져 상기 게터구 내부에 위치하는 게터 홀더,
    상기 게터 홀더 내에 위치하는 게터,
    상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 사이의 가장 자리 부분에 위치하여 상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널과 접착되어 있는 밀폐부, 그리고
    상기 게터구를 막도록 상기 제1 유리 패널의 하부에 위치하여 상기 게터구를 막고, 상기 게터 홀더와 이격되게 위치하는 게터구 마개
    를 포함하는 진공유리 패널.
  2. 제1항에서,
    상기 게터구는 상기 제1 유리 패널의 두께 방향에 대한 중앙선을 중심으로 상하 대칭 구조를 갖는 진공유리 패널.
  3. 제2항에서,
    상기 게터구는 원기둥 형상 또는 장구 형상을 갖는 진공유리 패널.
  4. 제1항에서,
    상기 게터 홀더는 상기 게터가 위치하는 바닥부와 상기 바닥부를 중심으로 하여 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 복수의 거치대를 포함하는 진공유리 패널.
  5. 제4항에서,
    상기 게터 홀더는 상기 복수의 거치대 단부에 각각 형성된 걸림턱을 더 포함하는 진공유리 패널.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 유리 패널과 상기 제2 유리 패널 중 하나의 유리 패널은 나머지 유리 패널보다 크기가 큰 진공유리 패널.
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