KR101606857B1 - 진공 복층유리의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 복층유리의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 종래 선행기술의 진공 복층유리는 제조과정이 복잡하고 어려워 가격이 고가이며, 흡습제가 간봉에 채워지는 복층유리는 외부 온도에 영향을 받아 결로 현상이 발생되는 경우가 많이 발생하여 품질이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 간봉(110)이 설치되는 3면은 유리실링재(130)를 도포하고, 간봉(120)이 설치되는 한쪽 면은 수분배출공(121)이 외부로 노출되도록 유리실링재(130)를 도포하지 않은 상태의 유리(G)를 준비하되(제1단계), 수분배출공(121)이 있는 간봉(120)이 상부에 놓이도록 유리가열부(300)로 투입한 다음(제2단계), 유리(G) 양쪽면을 압압롤러(310)로 눌러주는 과정과, 블로아노즐(320)의 온풍 및 히터(330)의 열로 유리(G) 양면을 가열하여 접합된 유리(G) 내부의 공기 체적을 팽창시킴과 아울러 수분을 증발 제거하는 과정을 행하고(제3단계); 유리냉각부(400)에서 냉각되는 동안 내부의 팽창된 공기에서 잔류된 수분이 2차 제거되게 하고(제4단계), 수분배출공(121)에 나사(140)를 체결하고 유리실링재(130)로 밀폐하여 내부의 진공 건조 상태를 유지시키는 것(제5단계)으로서, 제조 과정이 보다 간편하고 단열 및 방음 효과가 매우 뛰어나며 환경을 오염시키는 흡습재를 전연 사용하지 않아 친환경적인 것이다.

Description

진공 복층유리의 제조장치 및 제조방법{Manufacturing device and manufacturing method for thermopane of vacuum}

본 발명은 진공 복층유리의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히 두 겹으로 부착된 유리판과 유리판 사이의 수분 제거와 진공을 이루어 단열 및 방음 효과가 뛰어나면서도 결로 현상이 효과적으로 방지되는 진공 복층유리를 보다 간편하게 제조하는 진공 복층유리의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건물을 시공할 때 함께 시공되는 창호는 건물의 열손실이 제일 많아 단열 효과가 떨어지는 부분이며, 외부로부터의 방음 효과가 현저히 떨어지는 부분이므로 요즈음 시공되는 유리창은 단열과 방음 효과를 높이기 위해 진공유리 또는 복층유리를 사용하는 창호가 많이 시공되고 있다.

상기 진공유리는 대부분 3장의 판유리를 이용하되 테두리에 설치되는 스페이서에 의해 내부 공간이 유지되는 두 장의 유리판 사이는 진공상태로 만들고, 그 일측의 간봉으로 간격 유지되는 유리판과의 사이 내부로는 알곤(Ar)이나 크립톤(Kr) 등의 단열가스를 주입하여 단열과 방음 성능을 높인 것이 주류를 이루고 있다.

하지만 이러한 3겹의 진공유리는 내부에 건조된 공기가 채워지는 복층유리에 비해 단열 및 방음 효과가 뛰어난 반면 진공 및 가스 주입에 따른 복잡한 작업 공정으로 인한 생산성 저하와 원가 상승으로 복층유리에 비해 5배 이상 가격이 비싼 결점이 있다.

이를 위해 두 장의 유리판 만으로 내부를 진공상태 만든 진공 복층유리의 선행기술로는 아래 특허문헌에 개시된 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2007-0073541호(2007년 7월 10일 공개)(이하 '선행기술 1' 이라 칭함)가 있다.

상기 선행기술 1은 두 장의 유리판 사이의 간극을 유지시켜 주는 스페이서의 일 부위에 일방향 체크밸브를 구비하여 유리판과 유리판 사이에 채워져 있는 공기를 외부로 뽑아내어 내부가 진공상태를 이루게 하는 것인데, 이는 체크밸브가 외부로 돌출되어 상품가치가 떨어지고, 내부 공기를 인위적으로 뽑아내야 하므로 시간이 오래 걸리는 등 생산성이 떨어진다.

또한, 이러한 진공유리를 만들려면 고가의 진공 및 가스주입 장비를 갖추어야만 하므로 제조설비 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

그리고 복층유리는 2장의 판유리로 만들어지며, 유리판과 유리판 사이의 사방 테두리가 간봉으로 막혀있고, 내부 공간에는 건조한 공기층이 채워져 있는 유리이다.

이러한 복층유리의 선행기술로는 아래 특허문헌에 개시된 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2002-0077396호(2002년 10월 11일 공개)의 "창용 복층유리"(이하 '선행기술 2' 라 칭함)가 있다.

상기 선행기술 2의 복층유리는 내부 공기층 건조를 위해 간봉(스페이서) 내부에 흡습제(습기건조제)를 채워넣고, 간봉의 내면에는 미세한 구멍을 형성하여 복층유리 내부에 채워진 공기의 수분을 상기 흡습제가 흡수하여 머금도록 한 것이다.

그러나, 이러한 복층유리는 추운 겨울철 집안을 난방하게 되면 실내쪽 유리판은 집안의 더운 난방열을 받고, 외부쪽 유리판은 외부의 영하 온도에 영향을 받는 심한 온도 편차가 발생하게 되는데, 이때 간봉 내부의 흡습제는 수분을 흡수하고 있는 상태이므로 그 수분에 의해 복층유리 내부의 결로 현상이 발생되어 유리가 잘 보이지 않게 되는 문제점이 발생 된다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2007-0073541호(2007년 7월 10일 공개)의 "진공 복층유리" 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2002-0077396호(2002년 10월 11일 공개)의 "창용 복층유리"

본 발명은 상기와 같은 종래기술 및 선행기술의 문제점을 개선하고자 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 두 겹으로 부착되는 유리판과 유리판 사이 내부의 수분이 매우 양호하게 제거되면서 진공 상태를 이루어 단열 및 방음 효과가 뛰어나고 결로 현상이 효과적으로 방지되는 진공 복층유리의 제조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 단열 및 방음 효과가 뛰어나고 결로현상이 방지되는 진공 복층유리를 보다 보다 간편하게 제조하여 저렴한 가격에 제공할 수 있는 진공 복층유리의 제조방법을 제공하는데 있다.

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본 발명의 상기 목적은, 사방 테두리에 설치되는 간봉 중 다수의 수분배출공이 구비되는 한쪽 간봉이 상부면에 놓이도록 배치시킨 두 장의 유리판을 이송시키는 유리투입부와; 내부 선단에는 유리판 양면을 눌러주는 압압롤러 한쌍이 전동식으로 설치되고, 그 일측에는 일정 온도의 온풍으로 유리판을 예열하는 블로아노즐 및 유리판을 고온으로 직 가열하는 히터가 다수 설치되어 유리판 내부 공기에 포함된 수분을 수증기로 변화시켜 수분배출공으로 배출시키는 유리가열부와; 가열된 유리판이 일정 온도로 떨어지면 수분배출공에 나사를 체결하도록 나사체결부가 구비된 유리냉각부;로 형성함으로서 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사방의 간봉 중 일측 간봉은 유리실링재를 도포하지 않아 수분배출공이 외부와 통하도록 유리판을 접합 준비하는 제1단계; 수분배출공이 있는 간봉이 상부에 놓이도록 유리판을 유리가열부로 투입하는 제2단계; 투입된 유리판의 양쪽면을 눌러 접합시키고, 온풍 및 히터 열로 수차례 가열하여 두 장의 유리판 내부 공기 체적을 팽창시킴과 아울러 수분을 증발 제거하는 제3단계; 유리판이 이송 냉각되는 동안 잔류 수분이 제거되게 하는 제4단계; 간봉의 수분배출공에 나사를 체결하고 유리실링재로 밀폐하여 유리판 내부의 수분 제거상태를 유지시키는 제5단계;로 구성함으로서 달성될 수 있다.

이러한 본 발명은 두 겹으로 부착되는 유리판과 유리판 사이 내부의 수분이 매우 효과적으로 제거되면서도 내부 공기의 팽창으로 인한 진공 상태를 효과적으로 유지하게 되므로 단열 및 방음 효과가 매우 뛰어난 것이다.

그리고, 간봉 내부에 종래처럼 흡습재(습기건조제)를 채워넣지 않아도 되므로 재료비 절감으로 생산원가를 좀더 저렴하게 낮출 수 있는 효과가 있으며, 종래의 흡습재가 머금었던 수분으로 인해 추운 겨울철에 자주 발생 되는 결로현상이 전혀 발생 될 우려가 없으므로 유리창의 외관미가 매우 깨끗하게 유지되어 품질의 향상을 이룰 수 있다.

또한, 환경을 오염시키는 흡습재를 전연 사용하지 않으므로 매우 친환경적인 제품을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 의한 진공 복층유리를 일례로 도시한 사시도
도 2 는 본 발명에 의한 진공 복층유리 구성품을 분해하여 도시한 사시도
도 3a 내지 3c 는 본 발명에 의해 진공 복층유리를 제조하는 과정을 보인 횡단면도
도 4 는 본 발명의 진공 복층유리 제조장치를 개략적으로 보인 측면도
도 5 는 본 발명의 진공 복층유리 제조장치를 개략적으로 보인 평면도

이하에서는, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 기술구성 및 작용을 첨부 도면에 의해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 의한 진공 복층유리를 일례로 도시한 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 진공 복층유리 구성을 보이기 위해 분리한 상태의 사시도이다.

도시된 본 발명의 구성중, 겹쳐진 유리판(100a)(100b) 사이의 사방 테두리에 간봉(110)(120)을 설치하고, 간봉 외면에 유리실링재(130)를 도포하여 복층의 유리(G)를 구성하는 것은 일반화된 구성이라고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 사방의 간봉(110)(120) 중에서 일측 간봉(120)에 관통된 수분배출공(121)을 다수 형성하여 유리판(100a)(100b) 가열시 내부의 수분이 수분배출공(121)을 통해 외부로 배출되면서 내부 공기가 팽창되어 진공상태를 유지하도록 한 것에 있다.

그리고, 상기 각 수분배출공(121)에는 오링이 구비된 개폐용 나사(140)를 체결하고 유리실링재(130)를 도포하여 유리판(100a)(100b) 사이의 진공 건조된 내부가 외부와 효과적으로 차단되게 한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 유리실링재(130)는 시중에서 많이 유리 접합에 많이 사용되고 있는 실리콘 또는 치오콜 등을 사용하면 된다.

이와 같이 형성된 본 발명은 사방의 간봉(110)(120)에 의해 일정 간격을 유지하도록 겹쳐진 두 장의 유리판(100a)(100b)을 150~200℃의 온도로 5~10분 가열하면 도 3a 와 같이 유리(G) 내부의 공기는 상당한 온도로 가열되어 팽창되며, 내부의 공기에 함유되어 있던 수분은 모두 수증기로 변하게 된다.

이때 사방의 간봉(110)(120) 중 수분배출공(121)이 형성된 일측 간봉(120)을 상부에 위치되게 하면 두 장의 유리판(100a)(100b) 내부에서 수증기로 변한 수분은 간봉(120)의 수분배출공(121)을 통해 매우 신속 원활하게 외부로 전량 배출된다.

그 후 두 장의 유리판(100a)(100b) 사이에서 열을 받아 팽창된 부피의 공기에서 수증기로 변한 수분이 증발되면 도 3b 와 같이 간봉(120)의 수분배출공(121)에 오링이 구비된 나사(140)를 체결하여 모두 막아 주고, 그 간봉(120) 외면에 도 3c 와 같이 유리실링재(130)를 도포하여 주면 간봉(120)의 수분배출공(121)은 효과적으로 외부와 차단되며, 나사(140)들은 유리실링재(130)에 의해 수분배출공(121)에 박힌 상태를 견고하게 유지하게 된다.

그러면 두 장의 유리판(100a)(100b) 사이 내부에는 건조된 공기만이 남아있게 되며, 열을 받았던 유리(G)이 식으면 두 장의 유리판(100a)(100b) 내부의 팽창되었던 공기의 부피는 체적 변화가 발생하게 되므로 두 장의 유리판(100a)(100b) 사이 내부는 진공 상태를 유지하게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 간봉(120)의 수분배출공(121)을 나사(140)가 막아주고 그 외부에 유리실링재(130)가 도포되어 밀폐상태를 양호하게 유지하므로 간봉(110)(120) 내부에 종래처럼 흡습제(습기건조제)를 채워넣지 않아도 된다.

도 4 는 본 발명의 진공 복층유리를 제조하는 장치를 도시한 측면도이고, 도 5 는 본 발명의 진공 복층유리 제조장치를 개략적으로 보인 평면도로서, 이에 도시된 본 발명의 제조장치는, 사방 테두리에 간봉(110)(120)을 설치하되 다수의 수분배출공(121)을 구비한 한쪽 간봉(120)이 상부면에 놓인 상태로 이송 투입하도록 순환식 이송수단(210)이 구비된 유리투입부(200)가 구비되어 있다.

그리고 유리투입부(200) 일측에는 내부 선단에 유리판(100a)(100b)의 양면을 눌러주는 한쌍의 압압롤러(310)가 전동기 동력을 받아 회전되게 설치되고, 그 일측에는 100~150℃의 온풍으로 유리판(100a)(100b)을 예열시키는 블로아노즐(320) 및 150~200℃의 열을 발산하여 유리판(100a)(100b)을 직 가열하는 다수의 히터(330)가 차례로 설치되어 유리판(100a)(100b) 내부의 공기에 포함된 수분을 수증기로 변화시켜 수분배출공(121)으로 배출되게 하는 유리가열부(300)가 설치된다.

상기 유리가열부(300) 일측에는, 유리가열부(300)에서 가열된 유리(G)가 공급되면 이를 받아 일정 온도로 떨어질 때까지 이송시키면서 내부에 잔류된 수분을 2차 증발시키고 수분배출공(121)에 나사(140)를 체결하는 나사체결라인(410)이 구비된 유리냉각부(400)가 형성되어 있다.

여기서 상기 유리가열부(300)는 흡입팬이 구비된 순환식 온풍 라인을 블로아노즐(320)과 연결되게 하여 히터(330)로 가열된 내부의 뜨거운 공기가 블로아노즐(320)로 순환되어 분사되게 하면 블로아노즐(320)을 위한 별도의 가열 수단을 생략할 수 있으므로 매우 바람직하다고 할 수 있다.

도면중 미설명부호 (340)(420)은 유리(G)를 이송시키기 위해 유리가열부(300)와 유리냉각부(400)에 설치된 순환식 이송수단이다.

이러한 본 발명의 장치로 진공 복층유리를 제조하는 과정은 다음과 같다.

제1단계(두 장의 유리판 접합하여 준비하는 단계)

유리판(100a)(100b) 사이의 사방 테두리에 간봉(110)(120)을 설치할 때 3면에 설치되는 간봉(110)은 유리실링재(130)를 곧바로 도포하여 접합하고, 나머지 간봉(120)은 수분배출공(121)이 외부로 노출되도록 유리실링재(130)를 도포하지 않은 상태로 한 장의 유리(G)를 형성하여 준비한다.

제2단계(접합된 두 장의 유리판 투입단계)

상기 유리(G)를 유리투입부(200)의 순환식 이송수단(210) 위에 올려놓고 유리가열부(300)로 서서히 이송시켜 투입하는 단계로서, 이때 사방의 간봉 중 유리실링재(130)가 도포되지 않아 수분배출공(121)이 외부로 노출된 간봉(120)이 상부면에 놓이도록 유리(G)를 이송 투입하여야 한다.

제3단계(투입된 유리판 가열단계)

투입된 유리(G)는 이송수단(210)에 의해 점차 후미를 향해 이송되는데, 이때 선단에 구비된 한 쌍의 회전형 압압롤러(310) 사이를 통과하게 된다. 그러면 유리(G)를 구성하는 두 장의 유리판(100a)(100b)은 양쪽 면이 강하게 눌리면서 서로 견고하게 접합된 상태를 유지하게 된다.

그런 다음 유리(G)가 블로아노즐(320)이 설치된 부위를 통과할 때 블로아노즐(320)에서 분사되는 100~150℃에 달하는 바람에 인해 양면의 유리판(100a)(100b)은 일정 온도로 미리 예열 되며, 그 후 유리(G)가 히터(330) 위치에 도달하면 히터(330)에서는 150~200℃의 열로 양면의 유리판(100a)(100b)을 가열하게 된다.

여기서 상기 유리(G)가 블로아노즐(320)과 다수의 히터(330)를 통과하는 시간을 5분 미만으로 빨리 이동시키면 예열 및 가열 효과가 떨어져서 내부의 공기 팽창효과가 떨어지고 수분 제거율이 떨어지게 된다.

그리고, 상기 예열 및 가열시간이 10분을 넘게 되면 내부 공기의 팽창 및 수분 제거율에는 별 차이가 없으면서 가열비(전기료) 상승에 따른 원가상승 요인만이 발생 되므로 상기 예열 및 가열시간은 5~10분 범위 내로 행하는 것이 바람직하다.

여기서, 다수의 수분배출공(121)이 구비된 간봉(120)은 접합된 유리판(100a)(100b) 사이의 상면에 위치되어 있으므로 상기와 같이 증발되는 수증기는 상면의 노출된 수분배출공(121)을 통해 외부로 신속하게 배출되며, 이러한 유리(G)는 서서히 유리냉각부(400)를 향해 점차 이동된다.

제4단계(유리냉각단계)

유리판(100a)(100b) 사이 내부의 공기가 상기 유리가열부(300)에서 150~200℃의 열로 가열되어 공기의 체적은 매우 팽창된 상태에 있게 되며, 유리냉각부(400)를 서서히 통과하는 동안 내부의 팽창된 공기에 잔류되어 있던 수분은 유리냉각부(400)를 서서히 통과하는 동안 간봉(120)의 수분배출공(121)을 통해 2차 배출되므로 완전하게 제거된다.

제5단계(수분배출공 밀폐단계)

일측 간봉(120)의 수분배출공(121)에 나사(140)를 체결하고, 유리실링재(130)로 그 간봉(120)의 외면을 도포하여 밀폐하면 유리판(100a)(100b)의 내부는 유리(G)가 완전 냉각되더라도 팽창되었던 공기의 체적으로 인해 진공상태를 이루게 된다.

이러한 본 발명은 한 장의 유리(G)를 구성하는 양쪽 유리판(100a)(100b)의 내부가 수분이 없이 진공의 건조된 상태를 양호하게 이루게 되므로 단열 및 방음 효과가 뛰어나고, 간봉(110)(120) 내부에 종래처럼 흡습제(습기건조제)를 채워넣지 않아도 되므로 내,외측의 온도 차이가 심한 추운 겨울철에 흡습제가 흡수한 수분으로 인한 결로 현상이 발생하는 것을 매우 효과적으로 방지할 수 있는 것으로서 매우 친환경적인 것이다.

그리고 간봉(110)(120)은 내부가 비어있는 파이프 형태로 형성하여도 무방하지만 흡습제를 채워 넣지 않아도 되므로 도 3a 내지 도 3c 와 같이 파이프 형태가 아닌 막대형으로 형성할 수도 있는 것이다.

G : 유리 100a,100b : 유리판
110,120 : 간봉 121 : 수분배출공
130 : 유리실링재 140 : 나사
200 : 유리투입부 210,340,420 : 순환식 이송수단
300 : 유리가열부 310 : 압압롤러
320 : 블로아노즐 330 : 히터
400 : 유리냉각부 410 : 나사체결라인

Claims (3)

1. 삭제
2. 두 장의 유리판(100a)(100b) 사방 테두리에 간봉(110)(120) 및 유리실링재(130)가 구비되는 진공 복층유리의 제조장치에 있어서,
   간봉(110)이 설치되는 3면은 유리실링재(130)를 도포하여 접합하고, 간봉(120)이 설치되는 한쪽 면은 수분배출공(121)이 외부로 노출되도록 유리실링재(130)를 도포하지 않은 상태로 만들어진 유리(G)를 간봉(120)이 상부에 놓이게 한 상태로 투입시키는 유리투입부(200)와;
   전동기 동력으로 회전되면서 유리판(100a)(100b)의 양면을 눌러주는 한쌍의 압압롤러(310) 및 100~150℃의 온풍으로 유리(G) 양면을 예열시켜주는 블로아노즐(320)과 150~200℃의 열로 유리(G) 양면을 직접 가열하는 다수의 히터(330)가 내부에 차례로 설치되어 유리판(100a)(100b) 내부 공기의 수분을 수증기로 변화시켜 수분배출공(121)으로 배출되게 하는 유리가열부(300)와;
   가열된 유리판(100a)(100b)이 공급되면 이를 받아 일정 온도로 떨어질 때까지 이송시키면서 내부에 잔류된 수분을 모두 증발시키고, 내부 후미에는 수분배출공(121)에 나사(140)를 체결하는 나사체결라인(410)이 구비되어 유리(G) 내부의 진공상태가 유지되게 하는 유리냉각부(400);
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 복층유리의 제조장치.
   
3. 두 장의 유리판(100a)(100b) 사방 테두리에 간봉(110)(120)이 구비되고 유리실링재(130)가 도포되는 진공 복층유리의 제조방법에 있어서,
   간봉(110)이 설치되는 3면은 유리실링재(130)를 도포하여 접합하고, 간봉(120)이 설치되는 한쪽 면은 수분배출공(121)이 외부로 노출되도록 유리실링재(130)를 도포하지 않은 상태로 유리(G)를 준비하는 제1단계;
   준비된 유리(G)의 사면 중 수분배출공(121)이 있는 간봉(120)이 상부에 놓이도록 유리투입부(200)에 배치시켜서 유리가열부(300)로 투입하는 제2단계;
   유리가열부(300)에 투입된 유리(G)의 양쪽면을 한쌍의 압압롤러(310)로 눌러 접합시키는 과정과, 블로아노즐(320)의 100~150℃ 온풍 및 150~200℃의 히터(330) 열로 5~10분간 유리(G) 양면을 가열하여 접합된 유리(G) 내부의 공기 체적을 팽창시킴과 아울러 수분을 증발시켜 제거하는 과정의 제3단계;
   유리냉각부(400)로 이송되어 냉각되는 동안 유리판(100a)(100b) 사이 내부의 팽창된 공기에서 잔류된 수분이 2차 제거되게 하는 제4단계;
   간봉(120)의 수분배출공(121)에 나사(140)를 체결하고 유리실링재(130)로 밀폐하여 유리(G) 내부의 진공 건조 상태를 유지시키는 제5단계;
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 복층유리의 제조방법.

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