KR102068335B1 - 진공유리의 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공유리의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 진공유리의 제조장치에는, 배기마감 프릿이 설치된 배기홀을 가지는 판유리 조립체의 일측에 배치되는 배기 헤드; 상기 배기 헤드의 내부에 배치되며, 상기 배기마감 프릿을 가열하기 위한 가열장치; 및 상기 판유리 조립체의 배기홀과, 상기 가열장치의 사이에 배치되는 방열판이 포함되어, 상기 가열장치로부터 상기 판유리 조립체로의 열전달을 방지될 수 있다.

Description

진공유리의 제조장치 및 그 제조방법 {Apparatus for manufacturing vacuum glazing and manufacturing method the same}
본 발명은 진공유리의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유리는 가전제품의 도어에 사용될 수 있다. 일례로, 상기 유리는 냉장고의 도어에 사용될 수 있다. 상기 냉장고의 도어에 유리가 적용되면, 투명한 재질의 유리를 통하여 도어를 열지 않고서도 냉장고에 저장된 식품을 용이하게 확인할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 유리는 자체의 특성상 단열율이 낮아 냉장고에 저장된 냉기가 유리를 통하여 외부에 누설되는 단점이 있다. 특히, 상기 유리가 단층의 판유리로 구성되는 경우, 낮은 단열율의 문제점은 더욱 심각해질 수 있다.
이러한 낮은 단열율을 보완하기 위하여, 상기 유리는 적어도 2개의 판유리로 구성되는 복층 유리 또는 진공 유리로 구성될 수 있다. 상기 복층 유리는 상기 2개의 판유리의 사이에, 열전달율이 낮은 특정 가스가 주입되어 구성될 수 있다.
그리고, 상기 진공 유리는 상기 2개의 판유리의 사이의 공간을 진공으로 형성하여 구성될 수 있다. 유리의 내외측의 열전달을 차단하는 능력 측면에서, 상기 진공 유리는 상기 복층 유리보다 유리할 수 있다.
상기 진공 유리는 진공유리 제조장치에 의하여 제조될 수 있다. 일례로, 상기 진공유리 제조장치에는, 2개의 유리판을 접합하기 위한 실링부재를 용융하는 가열장치와, 2개의 유리판의 내부를 진공으로 형성하는 진공장치 및 유리판에 형성되는 배기홀을 밀봉하는 캡핑장치가 포함될 수 있다.
이러한 진공 유리 제조장치와 관련하여, 아래와 같은 종래기술이 소개된다.
1. 공개특허 번호 (공개일자) : 10-2015-0124068 (2015년 11월 5일)
2. 발명의 명칭 : 진공유리패널 제조장치
상기 종래기술에 의하면, 아래와 같은 문제점이 존재한다.
첫째, 진공분위기를 형성하는 진공챔버를 마련하고, 진공유리 패널을 상기 진공패널에 투입하여 제조과정이 이루어져야 하므로, 상기 진공챔버의 크기가 너무 커지게 된다. 따라서, 제조장치의 부피가 커지게 되어 컴팩트한 제조장치의 구현이 어렵다는 문제가 있다.
그리고, 상기 진공챔버는 종래 제조장치의 필수적인 요소로서, 상기 진공챔버를 적용하지 않는 경우, 진공유리 패널의 캡핑장치에서 진공 누설이 발생될 수 있다. 따라서, 진공챔버를 제거하여 종래의 제조장치를 구현하는 것은 쉽지 않다.
둘째, 진공유리 패널의 배기공정 온도 및 배기홀을 밀봉하는 마감공정의 온도간에 편차가 존재하여, 상기 배기공정 및 마감공정을 순차적으로 진행할 때 온도 편차에 따른 열충격으로 인하여 유리패널이 파손하는 문제가 발생할 수 있다.
셋째, 상기 배기공정을 수행할 때 배기홀 주변에 응력이 집중하여 유리패널에 파손이 발생하는 문제점이 나타날 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 단열성능을 개선할 수 있는 진공유리의 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 컴팩트한 구조의 진공유리의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 가열장치 및 진공장치가 구비되는 배기 헤드를 구비하여 진공분위기에서 배기공정 및 마감공정을 수행할 수 있는 진공유리의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 배기압력이 캡 프릿을 통하여, 배기마감 프릿에 효과적으로 전달되어, 마감공정시 배기마감 프릿에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있는 진공유리의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 캡 프릿의 상측에 지지 플레이트를 설치하여 가열장치와 판유리 조립체 사이의 열전달을 방지함으로써, 배기공정과 마감공정시 온도편차에 따라 판유리 조립체에 열충격이 발생하는 것을 방지하는 진공유리의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 지지 플레이트가 상기 캡 프릿을 용이하게 가압할 수 있는 구성을 포함하는 진공유리의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 배기마감 프릿의 구조를 개선하여 판유리 조립체 내부의 가스가 용이하게 배기될 수 있는 진공유리의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진공유리의 제조장치에는, 배기마감 프릿이 설치된 배기홀을 가지는 판유리 조립체의 일측에 배치되는 배기 헤드; 상기 배기 헤드의 내부에 배치되며, 상기 배기마감 프릿을 가열하기 위한 가열장치; 상기 배기 헤드에 결합되며, 상기 판유리 조립체에 존재하는 가스의 배기를 가이드 하는 배기 파이프; 상기 배기 파이프에 연결되는 배기 펌프; 및 상기 판유리 조립체의 배기홀과, 상기 가열장치의 사이에 배치되어, 상기 배기되는 가스가 통과하는 플레이트 관통부를 가지는 방열판이 포함되고, 상기 가열장치로부터 상기 판유리 조립체로의 열전달을 방지될 수 있다
상기 배기 헤드의 내부에 배치되며, 상기 방열판에 결합되는 탄성부재가 더 포함되어, 상기 방열판이 배기마감 프릿을 충분히 가압할 수 있다.
상기 판유리 조립체에는, 상기 배기마감 프릿에 설치되는 캡 프릿이 더 포함되며, 상기 방열판은 상기 캡 프릿을 가압하므로, 상기 배기마감 프릿에 전달되는 가압력을 증가시킬 수 있다.
상기 판유리 조립체의 외면에는 진공 패드가 구비되며, 상기 진공 패드는 상기 판유리 조립체와 상기 배기 헤드의 사이에 밀착되어, 배기 헤드로부터의 배기 누설을 방지할 수 있다. ,
상기 배기마감 프릿에는, 원통형의 프릿 본체; 상기 프릿 본체의 상면으로부터 하방을 향하여 관통되는 관통부; 및 상기 프릿 본체의 외주면에 관통되어 형성되며, 상기 관통부를 유동하는 배기 가스를 반경방향으로 배출되도록 가이드 하는 배기 가이드부가 포함되어, 가스의 배기가 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 판유리 조립체에는, 상기 배기마감 프릿과 상기 방열판의 사이에 배치되며, 원판 형상을 가지는 캡 프릿이 더 포함되므로, 상기 방열판으로부터 배기마감 프릿으로의 가압력이 용이하게 전달될 수 있다.
다른 측면에 따른 진공 유리의 제조방법에는, 제 1,2 판유리를 상하로 조립하여, 판유리 조립체를 제조하는 단계; 상기 판유리 조립체의 배기홀에 배기마감 프릿을 삽입하는 단계; 상기 배기마감 프릿에 캡 프릿을 설치하는 단계; 상기 판유리 조립체의 일측에 배기 헤드를 위치시키고, 상기 배기 헤드에 구비되는 방열판을 상기 캡 프릿에 가압하는 단계; 상기 배기 헤드에 연결되는 배기 펌프를 구동하여, 상기 판유리 조립체 내부의 가스를 배기하는 단계; 및 상기 배기 헤드에 구비되는 히터를 구동하여, 상기 배기마감 프릿을 용융하는 단계가 포함되어, 간단한 방법으로 진공 유리의 배기공정 및 마감공정이 이루어질 수 있다.
상기 방열판에 상기 스프링을 지지하여, 상기 방열판으로부터 상기 캡 프릿을 향한 가압력을 제공하는 단계가 더 포함되어, 상기 캡 프릿이 이탈되지 않고 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 판유리 조립체의 외면에는 진공패드가 구비되고, 상기 진공패드는 상기 배기 헤드와 상기 판유리 조립체의 사이에 밀착되므로, 배기 헤드로부터의 배기 누설이 방지될 수 있다.
상기한 해결수단에 따른 본 발명에 의하면, 단열성능이 개선된 진공유리를 제조할 수 있다.
또한, 판유리 조립체를 투입하기 위한 진공챔버를 필요로 하지 않는, 컴팩트한 구조의 진공유리의 제조장치가 구현되므로, 진공유리의 제조공정이 간단하고 제조비용이 감소될 수 있다. 특히, 가열장치 및 진공장치가 구비되는 배기 헤드를 구비하여 진공분위기에서 배기공정 및 마감공정을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 배기마감 프릿에 캡 프릿을 설치하여, 배기공정이 수행될 때 배기압력이 상기 캡 프릿을 통하여 배기마감 프릿에 효과적으로 전달될 수 있다.
특히, 원기둥 형상의 배기마감 프릿에는, 상하방향으로 관통하는 관통부 및 외주면에 형성되는 배기 가이드부가 포함되므로, 배기압력이 상기 배기마감 프릿에 고르게 전달되어 마감공정시, 배기마감 프릿에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 배기 가이드부를 통하여 판유리 조립체 내부의 가스가 용이하게 배기될 수 있다.
또한, 지지 플레이트가 캡 프릿의 상측에 되어 가열장치와 판유리 조립체 사이의 열전달이 방지되므로, 배기공정과 마감공정시 온도편차에 따라 판유리 조립체에 열충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성부재가 지지 플레이트의 상측에 지지되어 상기 지지 플레이트가 상기 캡 프릿을 용이하게 가압할 수 있고, 이에 따라 배기홀 주변의 응력이 캡 프릿 또는 지지 플레이트에 분산될 수 있으므로 판유리 조립체의 파손이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공유리의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 판유리 조립체의 제조공정을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기마감 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기마감 프릿 및 캡 프릿의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지 플레이트의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공유리의 제조방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기마감 장치에서, 배기공정이 수행되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기마감 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공유리의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진공유리(10)는 냉장고 도어에 사용될 수 있다.
상기 진공유리(10)에는, 복수 개의 판유리(110,120)가 포함된다. 상기 복수 개의 판유리(110,120)에는, 제 1 판유리(110) 및 상기 제 1 판유리(110)의 일측에 배치되는 제 2 판유리(120)가 포함된다. 상기 제 1,2 판유리(110,120)가 배치되는 방향은 보는 방향에 따라 달라질 수 있으나, 도면을 기준으로 상기 제 2 판유리(120)는 상기 제 1 판유리(110)의 상측에 배치될 수 있다.
일례로, 상기 진공유리(10)가 냉장고 도어에 사용되는 경우, 상기 제 2 판유리(120)는 냉장고 도어의 배면, 상기 제 1 판유리(110)는 냉장고 도어의 전면을 형성할 수 있다.
상기 제 1 판유리(110) 및 상기 제 2 판유리(120)는 얇은 판상의 형태로 구비된다. 일례로, 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 두께는 3.5~4.5mm의 범위에서 형성될 수 있다. 상기 제 1,2 판유리(110,120)는 일례로, 4각 패널의 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제 1,2 판유리(110,120)는 동일한 크기 또는 형상을 가지도록 구비될 수 있다.
상기 제 1,2 판유리(110,120)는 서로 합착되도록 구성될 수 있다. 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 사이에는, 실런트(170)가 구비될 수 있다. 상세히, 상기 실런트(170)는 상기 제 1 판유리(110)와 상기 제 2 판유리(120)의 테두리부에 구비되어, 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 사이 공간을 실링하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 실런트(170)는 상기 제 1 판유리(110)에 도포될 수 있다. 일례로, 상기 실런트(170)는 상기 제 1 판유리(110)에 스프레이(spray) 될 수 있다. 그리고, 상기 실런트(170)는 유리소재(glass frit)로 구성될 수 있다. 상기 제 1,2 판유리(110,120)이 조립되어 판유리 조립체가 구성된 후 가열되면, 상기 실런트(170)는 용융되어 상기 제 1,2 판유리(110,120) 사이에 압착될 수 있다.
상기 제 1,2 판유리(110,120)는 상하 방향으로 서로 이격되도록 배치되며, 이격된 공간에는 진공층(180)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 판유리(110)의 상면과, 상기 제 2 판유리(120)의 저면 사이에는, 상기 진공층(180)이 형성될 수 있다. 상기 진공층(180)의 상하 폭은 약 0.18~0.22mm를 형성하며, 진공압력은 10-3 Torr 이하일 수 있다.
상기 제 1,2 판유리(110,120)의 사이에는, 상기 제 1,2 판유리(110,120)를 지지하기 위한 스페이서(130)가 구비될 수 있다. 상기 스페이서(130)는 상기 진공층(180)에 구비되며, 일례로 대략 원기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 스페이서(130)의 하부는 상기 제 1 판유리(110)의 상면에 지지되며, 상부는 상기 제 2 판유리(120)의 저면을 지지할 수 있다.
상기 스페이서(130)에는, 다수 개의 스페이서(130)가 포함된다. 상기 스페이서(130)의 직경은 약 0.5mm이며, 상기 다수 개의 스페이서(130)간의 간격은 약 25mm일 수 있다.
상기 제 2 판유리(120)에는 배기 마감재(140)가 구비된다. 상기 배기 마감재(140)는 상기 제 2 판유리(120)에 형성되는 배기홀(125, 도 5c 참조)을 밀폐하는 구성으로서, 배기마감 프릿(140a, 도 3 참조)이 용융 및 냉각되어 형성될 수 있다.
상기 배기홀(125)은 상기 제 1,2 판유리(110,120) 사이 공간에 진공층(180)을 형성하기 위하여, 상기 제 1,2 판유리(120) 사이에 존재하는 기체를 배기시키는 구성이며, 상기 제 2 판유리(120)를 상하로 관통하도록 구성될 수 있다.
상기 배기홀(125)을 통한 배기를 수행한 후, 상기 배기 마감재(140)는 상기 배기홀(125)을 막게 된다. 일례로, 상기 배기 마감재(140)는, 상대적으로 낮은 융점을 가지는 유리 재질의 프릿(glass frit)으로 구성될 수 있다.
상기 진공유리(10)에는, 상기 배기 마감재(140)의 상측에 구비되는 배기 캡(145)이 더 포함된다. 상기 배기 캡(145)은 상기 배기 마감재(140)를 덮을 수 있는 캡 형상을 가지며, 금속소재로 구성될 수 있다. 상기 배기 캡(145)은 진공 유리(10) 외부의 압력이 상기 배기 마감재(140)에 작용하는 것을 방지하며, 이에 따라 상기 배기 마감재(140)의 상기 배기 홀(125)로부터의 이탈 또는 상기 배기 마감재(140)의 파손을 방지할 수 있다.
상기 진공유리(10)에는, 가스 흡착제(160, 게터)가 더 포함된다. 상기 가스 흡착제(160)는, 상기 진공 유리(10)의 제조 과정에서 발생할 수 있는 수분 또는 가스를 흡착할 수 있는 구성으로서 이해될 수 있다.
즉, 상기 진공유리(10)의 내부에 진공층(180)을 형성하였더라도, 상기 제 1,2 판유리(110,120) 또는 상기 스페이서(130)에서 수분 또는 소정의 가스가 발생할 수 있는데, 상기 가스 흡착제(160)는 이러한 가스를 흡착하여, 진공상태가 유지될 수 있도록 한다. 일례로, 상기 가스 흡착제(160)에는, 전류가 흐르면 활성화되는 비증발성 게터(non-evaporable getter)가 포함될 수 있다. 상기 진공유리(10)의 제조완료 후, 상기 진공유리(10)의 외부로부터 공급되는 전원이 와이어를 통하여 상기 가스 흡착제(160)로 공급될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 판유리 조립체의 제조공정을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 제 1 판유리(110)를 마련한다. 상기 제 1 판유리(110)는 세척된 상태로 제공될 수 있다.
상기 제 1 판유리(110)에, 실런트(170)가 도포된다. 상기 실런트(170)는 상기 제 1 판유리(110)의 테두리를 따라 도포될 수 있다. 일례로, 상기 실런트(170)는 상기 제 1 판유리(110)의 일면에서, 4각형의 형상으로 도포될 수 있다.
상기 제 1 판유리(110)의 상면에, 스페이서(130)가 설치될 수 있다. 상기 스페이서(130)는 다수 개가 제공되며, 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있다. 일례로, 상기 다수 개의 스페이서(130)는 격자(행렬, matrix) 형상으로 배열될 수 있다. 상기 다수 개의 스페이서(130)는 상기 제 1 판유리(110)의 상면으로부터 돌출될 수 있다 (도 2b).
상기 제 1 판유리(110)의 상측에, 제 2 판유리(120)가 덮여질 수 있다. 상기 제 2 판유리(120)가 배치되면, 상기 다수 개의 스페이서(130)의 상부는 상기 제 2 판유리(120)의 하면을 지지할 수 있다.
상기 제 2 판유리(120)에는, 배기 홀(125)이 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 배기 홀(125)은 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 사이에 존재하는 가스를 배기하여 진공층(180)을 형성하기 위한 구성으로서 이해된다. 그리고, 상기 제 2 판유리(120)의 저면에는, 상기 가스 흡착제(160)가 구비될 수 있다.
상기한 방법으로 제 1,2 판유리(110,120)가 조립되면 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 조립체(이하, 판유리 조립체)는 가열되며, 이 과정에서 상기 실런트(170)는 용융 압착되어 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 테두리부는 실링될 수 있다 (도 2c).
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기마감 장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기마감 프릿 및 캡 프릿의 구성을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지 플레이트의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 도 2a 내지 도 2c에서 설명된 방법으로 조립된 판유리 조립체(110,120)는 배기공정 및 마감공정을 수행하기 위하여 배기마감 장치(200)에 설치될 수 있다.
상기 배기마감 장치(200)에는, 배기 파이프(220)가 결합되는 배기 헤드(210)가 포함된다. 상기 배기 헤드(210)의 내부공간에는, 배기마감 프릿(140a)을 가열하여 용융시키기 위한 가열장치(230)가 배치된다. 일례로, 상기 가열장치(230)에는, 히터가 포함될 수 있다. 상기 배기 헤드(210)의 내부공간은 배기공정 수행시, 배기가스의 유동공간을 형성한다.
상기 배기 헤드(210)의 하부에는, 상기 판유리 조립체(110,120)가 배치된다. 이 때, 상기 배기홀(125)이 상기 배기 헤드(210)의 하부를 향할 수 있도록, 상기 제 2 판유리(120)가 상기 배기 헤드(210)의 하부에 결합될 수 있다.
상기 판유리 조립체(110,120)에는, 상기 판유리 조립체(110,120)와 상기 배기마감 장치(200)간에 밀착이 이루어질 수 있도록 하는 진공 패드(260)가 구비될 수 있다. 일례로, 상기 진공 패드(260)는 상기 판유리 조립체(110,120)의 상면, 즉 제 2 판유리(120)에 부착되며, 상기 배기 헤드(210)의 저면에 접촉될 수 있다.
상기 진공 패드(260)는 상기 판유리 조립체(110,120)와 상기 배기마감 장치(200)의 사이에 구비되어, 배기공정 수행시 가스가 배기 헤드(210)의 외부로 누설되는 것을 방지한다. 일례로, 상기 진공 패드(260)에는, 그래파이트 시트(graphit sheet) 또는 금속부재가 포함될 수 있다.
상기 판유리 조립체(110,120)의 배기홀(125)에는 배기마감 프릿(140a)이 배치된다. 일례로, 상기 배기마감 프릿(140a)의 적어도 일부분은 상기 배기홀(125)에 삽입될 수 있다. 상기 배기마감 프릿(140a)은, 유리 재질의 프릿(glass frit)을 포함하며, 소정 형상의 주조물(mold)로 구성될 수 있다.
상세히, 상기 배기마감 프릿(140a)에는, 원통형의 형상을 가지는 프릿본체(141a)가 포함된다. 상기 프릿본체(141a)는 캡 프릿(145a)이 안착되는 본체 상면부(142a)를 가질 수 있다.
상기 프릿본체(141a)에는, 상하로 관통되는 관통부(143a)가 포함된다. 상기 관통부(143a)는 상기 본체 상면부(142a)로부터 상기 프릿본체(141a)의 저면부까지 관통되도록 형성될 수 있다. 상기 관통부(143a)에는, 배기공정 수행시 상기 판유리 조립체(110,120) 내부의 가스가 배기되는 공간을 형성한다.
상기 프릿본체(141a)에는, 상기 프릿본체(141a)의 외주면에 관통되어 형성되며 상기 관통부(143a)에 연통하는 배기 가이드부(144a)가 더 포함된다. 상기 배기 가이드부(144a)는 또 다른 관통부로서 이해되며, 상기 관통부(143a)를 통하여 배기되는 가스, 즉 상기 프릿본체(141a)의 내부를 유동하는 배기 가스는 상기 배기 가이드부(144a)를 통하여 상기 배기마감 프릿(140a)의 반경방향으로 배출될 수 있다. 상기 관통부(143a)를 "제 1 관통부", 상기 배가 가이드부(144a)를 "제 2 관통부"라 이름할 수 있다.
상기 배기 가이드부(144a)는 상기 프릿본체(141a)의 양측으로 복수 개가 형성될 수 있다. 그리고, 배기 가이드부(144a)의 단면적은 너무 크지 않게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 배기 가이드부(144a)의 단면적이 너무 큰 경우, 즉 상기 배기 가이드부(144a)의 관통된 부분의 크기가 너무 크게 되면, 상기 배기마감 프릿(140a)의 양이 적어서 상기 배기홀(125)의 밀봉효과가 낮아질 수 있다.
일례로, 복수 개의 배기 가이드부(144a)의 단면적의 합은, 상기 프릿 본체(141a)의 외주면 단면적의 50% 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 배기마감 프릿(140a)의 상측에는, 캡 프릿(145a)이 설치된다. 상기 캡 프릿(145a)은 상기 배기마감 프릿(140a)과 상기 지지 플레이트(250)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 캡 프릿(145a)은 원판의 형상을 가지며 박판으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 캡 프릿(145a)은 유리 재질의 프릿(glass frit)으로 구성되며, 상기 배기마감 프릿(140a)의 용융점보다는 높은 용융점을 가질 수 있다.
상기 캡 프릿(145a)의 저면은 상기 프릿 본체(141a)의 본체 상면부(142a)에 접촉하도록 배치되어, 상기 프릿 본체(141a)를 가압하도록 구성된다. 즉, 배기공정이 수행될 때, 배기압력은 상기 캡 프릿(145a)을 통하여 상기 프릿 본체(141a)에 전달되며, 이 과정에서 캡 프릿(145a)은 유리재질의 프릿으로 구성된 프릿 본체(141a)를 강하게 가압하게 된다.
이와 같은 작용에 의하면, 이후 마감공정이 수행될 때 상기 프릿 본체(141a)가 용융되는 과정에서 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 상기 기포는 진공 유리(10)의 제조완료후 진공층(180)의 누설을 발생시키는 요인으로서, 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 배기마감 장치(200)에는, 상기 배기 헤드(210)의 하부에 구비되며 상기 캡 프릿(145a)을 가압하는 지지 플레이트(250)가 더 포함된다. 즉, 상기 지지 플레이트(250)는 상기 캡 프릿(145a)의 상면에 접촉 가능하게 배치될 수 있다. 상기 배기공정을 수행하는 과정에서, 상기 지지 플레이트(250)는 캡 프릿(145a)을 하방으로 눌러주어 상기 캡 프릿(145a)이 상기 배기마감 프릿(140a)을 가압하는 것을 가이드 할 수 있다.
상기 지지 플레이트(250)는, 배기공정 및 마감공정 수행시 발생되는 온도 편차에 따라 판유리 조립체(110,120)에 열충격이 가해지는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 상기 지지 플레이트(250)는 금속소재, 일례로 스테인리스 소재로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 지지 플레이트(250)는 상기 가열장치(230)와 상기 판유리 조립체(110,120)의 배기홀(125) 사이에 위치될 수 있다. 상기 지지 플레이트(250)를 "방열판"이라 이름할 수 있다.
상세히, 상기 배기공정은 약 300℃의 온도환경에서 수행되며, 상기 마감공정은 약 400℃의 환경에서 수행될 수 있다. 그리고, 상기 배기마감 프릿(140a)의 용융점은 300℃ 보다는 크고, 400℃ 보다는 작게 형성될 수 있다.
상기 배기공정과 상기 마감공정을 수행할 때, 각 공정의 온도환경이 상기 판유리 조립체(110,120)에 그대로 전달되면, 상기 판유리 조립체(110,120)에는 온도편차에 따른 열충격이 발생하여, 상기 판유리 조립체(110,120)의 파손이 야기될 수 있다. 따라서, 상기 지지 플레이트(250)가 상기 배기마감 프릿(140a) 및 상기 캡 프릿(145a)의 상측을 덮도록 구성되고, 고온의 열이 상기 지지 플레이트(250)에서 차단되어 상기 판유리 조립체(110,120)에 전달되는 것을 줄일 수 있다.
결국, 상기 지지 플레이트(250)가 배기 헤드(210)의 내부공간과 판유리 조립체(110,120) 사이의 열전달을 방지할 수 있으므로, 배기공정과 마감공정시 온도편차에 따라 판유리 조립체에 열충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 지지 플레이트(250)에는, 원판 형상의 플레이트 본체(251) 및 상기 플레이트 본체(251)에 관통 형성되며 배기공정 수행시 배기가스의 유동통로를 제공하는 플레이트 관통부(253)가 포함된다. 상기 플레이트 본체(251)는 상기 캡 프릿(145a)을 가압하고 상기 배기 헤드(210)로부터 상기 판유리 조립체(110,120)로의 열전달을 방지하는 기능을 수행한다.
상기 플레이트 관통부(253)는 상기 플레이트 본체(251)의 대략 중앙부에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 플레이트 관통부(253)의 직경(d2)은 상기 배기마감 프릿(140a)의 관통부(143a)의 직경(d1)과 동일하거나 그보다 크게 형성될 수 있다. 상기 플레이트 관통부(253)는 상기 배기마감 프릿(140a)의 관통부(143a) 및 배기 가이드부(144a)에 연통할 수 있다.
그리고, 상기 배기마감 장치(200)에는, 상기 배기 헤드(210)의 내부공간에 배치되며 상기 지지 플레이트(250)에 탄성력을 부여하는 탄성부재(240)가 더 포함된다. 일례로, 탄성부재(240)에는 코일 압축스프링이 포함될 수 있다.
상기 배기 헤드(210)에는, 상기 탄성부재(240)를 지지하는 스프링지지부(215)가 포함된다. 상기 스프링지지부(215)는 상기 배기 헤드(210)의 내면에 구비되는 지지 턱을 포함한다. 상기 지지 턱은 상기 탄성부재(240)의 일측부를 지지한다. 그리고, 상기 탄성부재(240)의 타측부는 상기 지지 플레이트(250)의 상면에 지지될 수 있다. 이러한 배치에 의하여, 상기 탄성부재(240)는 상기 지지 플레이트(250)를 하방으로 가압할 수 있으므로, 상기 지지 플레이트(250)는 상기 캡 프릿(145a)을 가압하여, 상기 캡 프릿(145a)의 위치가 안정적으로 고정될 수 있게 한다.
상기 탄성부재(240)는 상기 지지 플레이트(250)의 상면 테두리부에 안착될 수 있다. 일례로, 상기 탄성부재(240)의 직경은 상기 지지 플레이트(250)의 직경과 동일하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 가열장치(230)는 상기 탄성부재(240)의 내측에 배치되며, 상기 지지 플레이트(250)의 상면으로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격하여 위치될 수 있다.
상기 배기 파이프(220)는 상기 배기 헤드(210)를 관통하여 결합되도록 배치되며, 상기 배기 파이프(220)의 외측에는 배기 펌프(270)가 작동 가능하게 연결될 수 있다. 상기 배기 파이프(220)는 상기 배기 헤드(210)의 측면부를 관통하여 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진공유리의 제조방법을 보여주는 플로우 챠트이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기마감 장치에서, 배기공정이 수행되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제 1 판유리(110)를 마련한다. 상기 제 1 판유리(110)는 세척된 상태로 제공될 수 있다 (S11).
상기 제 1 판유리(110)에, 실런트(170)가 도포된다. 상기 실런트(170)는 상기 제 1 판유리(110)의 테두리를 따라 도포될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 판유리(110)의 상면에, 스페이서(130)가 설치될 수 있다. 상기 스페이서(130)는 다수 개가 제공되며, 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있다. 상기 다수 개의 스페이서(130)는 상기 제 1 판유리(110)의 상면으로부터 돌출될 수 있다 (S12).
상기 제 1 판유리(110)의 상측에, 제 2 판유리(120)가 덮여질 수 있다. 상기 제 2 판유리(120)가 배치되면, 상기 다수 개의 스페이서(130)의 상부는 상기 제 2 판유리(120)의 하면을 지지할 수 있다.
상기 제 2 판유리(120)에는, 배기 홀(125)이 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 배기 홀(125)은 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 사이에 존재하는 가스를 배기하여 진공층(180)을 형성하기 위한 구성으로서 이해된다. 그리고, 상기 제 2 판유리(120)의 저면에는, 상기 가스 흡착제(160)가 구비될 수 있다.
상기한 방법으로 제 1,2 판유리(110,120)가 조립되면 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 조립체(이하, 판유리 조립체)는 가열되며, 이 과정에서 상기 실런트(170)는 용융 압착되어 상기 제 1,2 판유리(110,120)의 테두리부는 실링될 수 있다 (S13).
상기 판유리 조립체(110,120)를 배기 마감장치(200)에 설치한다. 상세히, 상기 판유리 조립체(110,120)의 상면에는 진공 패드(260)가 결합되며, 상기 진공 패드(260)의 상면에는, 배기 헤드(210)의 저면이 밀착될 수 있다.
상기 배기 헤드(210)의 하부에는 지지 플레이트(250)가 구비되며, 상기 지지 플레이트(250)의 상측에는 탄성부재(240)가 결합된다. 상기 판유리 조립체(110,120)의 배기홀(125)에는 배기마감 프릿(140a)이 위치하며, 상기 배기마감 프릿(140a)의 상측에는 캡 프릿(145a)이 안착된다. 그리고, 상기 지지 플레이트(250)는 상기 캡 프릿(145a)의 상면을 가압하도록 배치될 수 있다 (S14).
상기 배기 펌프(270)는 배기 헤드(210)에 결합된 배기 파이프(220)에 연결되며, 상기 배기 헤드(210)의 내부공간은 배기공정 수행을 위한 온도(약 300℃)까지 승온될 수 있다. 일례로, 상기 승온은 상기 가열장치(230) 또는 또 다른 가열장치(가열로, furnace)의 작동에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 배기 펌프(270)를 구동하여, 상기 판유리 조립체(110,120)의 내부에 존재하는 가스의 배기, 즉 배기 공정을 수행한다.
상세히, 도 7을 참조하면, 배기 공정이 수행되면, 상기 판유리 조립체(110,120)의 내부에 존재하는 가스는 상기 배기마감 프릿(140a)의 관통부(143a) 및 배기 가이드부(144a)를 통하여 유동하며, 상기 지지 플레이트(250)의 플레이트 관통부(253)를 통하여 상기 배기 헤드(210)의 내부공간으로 유동한다. 그리고, 배기된 가스는 상기 배기 파이프(220)를 경유하여 상기 배기 펌프(270)로 배출될 수 있다 (S15).
상기 배기 공정의 완료 후, 상기 가열장치(230)를 구동하여 상기 배기마감 프릿(140a)을 용융시킨다. 상기 가열장치(230)의 구동시, 상기 배기마감 프릿(140a)에는 상기 배기마감 프릿(140a)의 용융점보다 높은 약 400℃의 열이 가해질 수 있다. 그리고, 상기 캡 프릿(145a)의 용융점은 상기 400℃보다 크게 형성되므로 상기 캡 프릿(145a)의 용융은 발생하지 않는다.
상기 배기마감 프릿(140a)이 용융되면 상기 용융된 배기마감 프릿(140a)은 배기마감재(140)를 구성하여 상기 배기홀(125)을 막게 되며, 냉각이후 상기 배기홀(125)을 밀봉할 수 있다. 이 과정에서, 상기 캡 프릿(145a)은 배기 캡(145)을 구성하여 상기 배기마감 프릿(140a)의 상측을 덮게 되며, 상기 판유리 조립체(110,120)에 밀착될 수 있다. 일례로, 상기 캡 프릿(145a)과 상기 판유리 조립체(110,120)의 결합을 위하여, 상기 캡 프릿(145a)에는 실런트가 도포될 수 있다 (S16).
이와 같은 제조방법에 의하여, 판유리 조립체(110,120)의 배기공정 및 마감공정이 간단한 공정에 의하여 신뢰성 있게 구현될 수 있다.
[제 2 실시예]
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 배기마감 장치의 일부구성에 있어서만 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기마감 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기마감 장치(200a)에는, 캡 프릿(245a)의 상측에 구비되어 상기 캡 프릿(245a)을 가압하고 배기 헤드(210)로부터 판유리 조립체(110,120)로의 열전달을 방지하는 지지 플레이트(250)가 포함된다. 상기 지지 플레이트(250)는 배기 헤드(210)의 하부에 결합될 수 있다.
상기 배기 헤드(210)에는, 판유리 조립체(110,120)의 상면에 부착되는 진공패드(260)가 포함된다. 상기 진공패드(260)는 배기 헤드(210)의 저면에 밀착될 수 있다. 상기 진공패드(260)에 관한 설명은, 제 1 실시예의 설명을 원용한다.
상기 판유리 조립체(110,120)의 배기홀(125)에는 배기마감 프릿(140a)이 위치되며, 상기 배기마감 프릿(140a)에는 상기 캡 프릿(145a)이 위치될 수 있다. 그리고, 배기 헤드(210)의 내부에는, 상기 배기마감 프릿(140a)을 용융하기 위한 가열장치(230)가 설치될 수 있다.
그리고, 상기 배기 헤드(210)에는 배기 파이프(220)가 결합되며, 상기 배기 파이프(220)의 외측에는 배기 펌프(270)가 연결될 수 있다. 상기 가열장치(230), 배기 파이프(220) 및 배기 펌프(270)에 관한 설명은 제 1 실시예에 관한 설명을 원용한다.
제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교할 때, 탄성부재(240)가 생략되는 차이가 있다. 상기 탄성부재(240)가 생략됨으로써, 상기 지지 플레이트(250)로부터 상기 캡 프릿(245a)으로의 가압력이 감소할 수는 있으나, 상기 지지 플레이트(250)의 "방열판"으로서의 기능을 기대할 수 있다는 장점이 있다. 제 2 실시예의 배기공정 및 마감공정에 관한 설명은, 제 1 실시예의 설명을 원용한다.
10 : 진공유리 110 : 제 1 판유리
120 : 제 2 판유리 125 : 배기 홀
130 : 스페이서 140 : 배기 마감제
145 : 배기 캡 160 : 가스 흡착제
170 : 실런트 180 : 진공층
200 : 배기마감 장치 210 : 배기 헤드
220 : 배기 파이프 230 : 가열장치
240 : 탄성부재 250 : 지지 플레이트
260 : 진공 패드 270 : 배기 펌프

Claims (15)

  1. 배기마감 프릿이 설치된 배기홀을 가지는 판유리 조립체의 일측에 배치되는 배기 헤드;
    상기 배기 헤드의 내부에 배치되며, 상기 배기마감 프릿을 가열하기 위한 가열장치;
    상기 배기 헤드에 결합되며, 상기 판유리 조립체에 존재하는 가스의 배기를 가이드 하는 배기 파이프;
    상기 배기 파이프에 연결되는 배기 펌프; 및
    상기 판유리 조립체의 배기홀과, 상기 가열장치의 사이에 배치되어, 상기 배기되는 가스가 통과하는 플레이트 관통부를 가지는 방열판이 포함되고,
    상기 판유리 조립체에는, 상기 배기마감 프릿과 상기 방열판 사이에 배치되며 판 형상을 가지는 캡 프릿이 포함되고,
    상기 방열판은 상기 캡 프릿을 가압하는 진공 유리의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 헤드의 내부에 배치되며, 상기 방열판의 상면에 안착되는 탄성부재가 더 포함되는 진공 유리의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 헤드에는, 상기 탄성부재를 지지하는 지지 턱이 포함되며,
    상기 탄성부재의 일측부는 상기 지지 턱에 지지되고,
    상기 탄성부재의 타측부는 상기 방열판에 지지되는 진공 유리의 제조장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성부재에는, 코일 압축스프링이 포함되는 진공 유리의 제조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가열장치에는,
    상기 코일 압축스프링의 내부에 배치되는 히터가 포함되는 진공 유리의 제조장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 판유리 조립체의 외면에는 진공 패드가 구비되며,
    상기 진공 패드는 상기 판유리 조립체와 상기 배기 헤드의 사이에 밀착되는 진공 유리의 제조장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 진공 패드에는,
    그래파이트 시트(graphite sheet) 또는 금속부재가 포함되는 진공 유리의 제조장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기마감 프릿에는,
    원통형의 프릿 본체;
    상기 프릿 본체의 상면으로부터 하방을 향하여 관통되는 관통부; 및
    상기 프릿 본체의 외주면에 관통되어 형성되며, 상기 관통부를 유동하는 배기 가스를 반경방향으로 배출되도록 가이드 하는 배기 가이드부가 포함되는 진공 유리의 제조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 캡 프릿은 원판 형상인 진공 유리의 제조장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 방열판에는, 원판 형상의 플레이트 본체가 포함되고,
    상기 플레이트 관통부는 상기 플레이트 본체에 관통 형성되어 상기 배기 가이드부에 연통되는 진공 유리의 제조장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 플레이트 관통부의 직경(d2)은 상기 배기마감 프릿의 관통부의 직경(d1)과 동일하거나 그보다 크게 형성되는 진공 유리의 제조장치.
  13. 제 1,2 판유리를 상하로 조립하여, 판유리 조립체를 제조하는 단계;
    상기 판유리 조립체의 배기홀에 배기마감 프릿을 삽입하는 단계;
    상기 배기마감 프릿에 캡 프릿을 설치하는 단계;
    상기 판유리 조립체의 일측에 배기 헤드를 위치시키고, 상기 배기 헤드에 구비되는 방열판을 상기 캡 프릿에 가압하는 단계;
    상기 배기 헤드에 연결되는 배기 펌프를 구동하여, 상기 판유리 조립체 내부의 가스를 배기하는 단계; 및
    상기 배기 헤드에 구비되는 히터를 구동하여, 상기 배기마감 프릿을 용융하는 단계가 포함되는 진공 유리의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 배기 헤드에는 스프링이 구비되며,
    상기 방열판에 상기 스프링을 지지하여, 상기 방열판으로부터 상기 캡 프릿을 향한 가압력을 제공하는 단계가 더 포함되는 진공 유리의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 판유리 조립체의 외면에는 진공패드가 구비되고,
    상기 진공패드는 상기 배기 헤드와 상기 판유리 조립체의 사이에 밀착되는 것을 특징으로 하는 진공 유리의 제조방법.


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