KR19990036027A

KR19990036027A - 진공복층유리 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19990036027A
Application number: KR1019980700692A
Authority: KR
Inventors: 오사무 아사노
Original assignee: 마쯔무라 미노루; 닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1999-05-25
Also published as: JPH102161A; ID17172A; TW341615B; JP3859771B2; WO1997048650A1; CN1195334A

Abstract

스페이서를 통하여 주변이 시일이 되어 있고, 그 중간이 진공배기되어 있는 2장의 유리판을 가지는 진공복층유리 및 그 제조방법에 관한 것이다. 지금까지 진공배기한 후의 배기부의 구조가 적절하지 않았기 때문에, 내구성이 충분히 우수한 진공복층유리를 실현할 수 없었다. 그래서, 중간으로부터 배기할 때 사용하는, 배기부를 구성하는 유리관(7)을, 2장의 유리판(2, 3)중에서 일방의 유리판(2)의 주표면에 설치하고, 이 유리관(7)의 출구를 배기후에 용융법으로 밀폐한 것으로 함과 아울러, 유리판(2)의 주표면으로부터 유리관(7)의 돌출단까지의 거리가 3㎜를 넘지 않도록 구성하였으므로, 유리관이 파손되지 않고, 내구성이 우수한 진공복층유리 및 그 제법을 제공할 수 있다.

Description

진공복층유리 및 그 제조방법

종래의 진공복층유리의 제조방법을 도 6a 및 6b를 참조하여 설명한다.

도 6a에 있어서, 2장의 유리판(100, 101) 주변을 시일(seal)재(102)로 시일한다. 다음으로, 유리판(100)의 삽입홀(103)에 저융점의 유리관(104)을 삽입하고, 이 유리관(104)과 유리판(100)을 납땜유리(105)로 고정한다.

이어서, 유리관(104)의 타단을 진공펌프(106)에 연결하고, 이 진공펌프(106)로 진공배기하여 유리판(100)과 유리판(101) 사이를 진공상태로 유지한다. 이 상태에서 유리관(104)의 높이(h₁) 부위를 가열수단(버너, 전기히터 등)으로 가열하여 용융한다.

도 6b에 있어서, 높이(h₁) 부위에서 유리관(104)을 봉하고, 돌출단(104a)을 형성한다. 이에 따라, 진공복층유리의 제조가 완료된다.

한편, 특표평 5-501896호 공보의 ”단열유리패널 및 그 구축방법”에 종래의 진공복층유리의 제조방법이 개시되어 있다. 이 제조방법을 다음에 나타낸다.

도 7a 및 도 7b는 다른 종래의 진공복층유리의 제조방법의 설명도이다.

도 7a에 있어서, 2장의 유리판(110, 111)의 주변을 시일재(112)로 시일한다. 다음으로, 상측의 유리판(110)에 구비한 스폿 페이싱 면(spot facing surface)(113)에 유리단관(114)을 납땜유리(115)로 고정한다.

다음으로, 유리단관(114)에 진공배기 체임버(116)를 씌우고, 진공배기 체임버(116)에 흡입관(117)을 부착한다. 그리고, 흡입관(117)을 통하여 진공펌프로 진공배기 체임버(116)내를 진공배기하고, 유리단관(114)을 통하여 2장의 유리판(110, 111)사이의 공기를 빼낸다.

다음으로, 진공배기 체임버(116)내에 설치한 국소 가열수단(국소 히터 또는 적외선 램프 등)을 이용하여, 유리단관(114)의 상부를 가열하여 용융한다.

도 7b에 있어서, 유리단관(114)의 돌출단(114a)의 출구를 밀봉한다. 이에 따라, 유리단관(114)의 출구가 밀폐되고, 진공복층유리의 제조가 완료된다.

또한, 도 7a에 있어서, 스폿 페이싱 면(113)은 유리판(100)의 두께중심으로부터 a₁만큼 깊게 형성되어 있다.

도 6에서는, 가열수단으로 유리관(104)을 용융할 때 용융위치를 유리판(100)에 근접시키면, 납땜유리(105)가 가열용융되어 진공리크(vacuum leak)의 원인이 된다. 이로 인해, 높이(h₁)를 충분히 크게 할 필요가 있다. 그 결과, 유리관(104)의 돌기가 높아진다. 유리관(104)의 돌기가 높아지면, 주택용 창유리로서 사용할 때, 창의 개폐시에 새시틀에 유리관(104)이 접촉한다는 문제점이 있다.

도 7에서는, 유리단관(114)의 상측으로부터 국소 가열수단으로 유리단관(114)을 가열용융하고, 유리단관(114)의 출구를 밀폐한다. 이로 인해, 국소 가열수단에 의한 가열시에, 납땜유리(115)나 그 주변의 유리판(110)이 가열용융되지 않도록 열량을 억제할 필요가 있으며, 외경이 작은 유리단관(114)을 사용할 수 밖에 없다. 외경이 작은 유리단관(114)을 사용하면, 핸들링중에 유리단관(114)이 파손되기 쉬워진다는 문제점이 있다.

또한, 유리단관(114)의 내경이 작으면, 그 부분의 배기저항이 커져, 소정의진공도에 도달할 때까지의 시간이 걸리게 된다.

또한, 2장의 유리판(110, 111) 사이가 진공상태가 되면, 유리판(110, 111)은 대기압에 의해 중앙이 오목해진 상태로 휘므로, 유리판(110)의 두께의 1/2을 넘는 부위에서는 인장응력이 발생하고, 두께의 1/2을 넘지 않는 부위에서는 압축응력이 발생한다. 유리판(110)의 스폿 페이싱 면(113)은, 유리 두께의 1/2로부터 a₁하측으로 위치하고 있으므로 스폿 페이싱의 단부(段部)에는 인장응력이 발생한다.

일반적으로 유리판은 압축에 강하고, 인장이 약하므로, 도 7a에 나타낸 바와 같이 인장응력이 발생하는 부위에 스폿 페이싱 면을 구비하는 것은 유리판의 내구성면에서 볼 때 바람직하지 않다.

더욱이, 도 7a에서는 천공외에 스폿 페이싱 가공이 필요하게 되므로, 생산효율이 나빠진다는 문제점이 있다.

그러므로, 본 발명의 제1 목적은, 유리관의 돌출단을 낮게 하고, 핸들링중에 유리단관이 파손되지 않고, 내구성이 우수한 진공복층유리 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

제2의 목적은, 유리관의 기부(基部)를 압축응력이 걸리는 부분에 설정함으로써 보다 내구성이 우수한 진공복층유리 및 그 제법을 제공함에 있다.

본 발명은 진공복층유리 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 진공복층유리의 사시도,

도 2는 도 1의 2-2선에 따른 단면도,

도 3a∼3c는 본 발명에 의한 진공복층유리의 제1 제조공정도,

도 4a∼4c는 본 발명에 의한 진공복층유리의 제2 제조공정도,

도 5a∼5b는 본 발명에 의한 진공복층유리의 탄성변형을 나타내는 설명도,

도 6a∼6b은 종래의 진공복층유리의 제조방법의 설명도,

도 7a∼7b은 다른 종래의 진공복층유리의 제조방법의 설명도이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 진공복층유리의 특징구성은, 2장의 유리판을 스페이서를 통하여 주변에서 시일하고, 그 중간을 진공배기하여 이루어지는 진공복층유리에 있어서, 이 진공복층유리는, 일방의 유리판의 주표면에 상기 중간으로부터 배기할 때 사용하는 유리관을 구비하고, 이 유리관의 출구를 배기후에 용융법으로 밀폐한 것이며, 상기 유리판의 주표면으로부터 유리관의 돌출단까지의 거리가 3㎜를 넘지 않도록 구성한 점에 있다.

이와 같이 되어 있으면, 이 진공복층유리를 주택용 창유리로서 사용할 때, 창의 개폐시에 새시틀에 유리관의 돌기가 접촉하지 않는다. 따라서, 핸들링중에 유리단관이 파괴되지 않아, 내구성이 우수한 진공복층유리를 제공할 수 있다.

본 발명을, 상기 일방의 유리판의 주표면에 상기 유리관의 기부를 부착할 때, 그 삽입 깊이를 상기 유리판의 두께의 1/2을 넘지 않도록 할 수 있다.

이와 같이 하였으므로, 유리관의 삽입홀을 단을 가지는 홀로 하면, 단을 가지는 홀의 단부는 유리판의 두께의 1/2을 넘지 않는 위치에 있다. 2장의 유리판의 중간을 진공상태로 함으로써, 2장의 유리판은 대기압에 의해 중앙이 오목해진 상태로 휘고, 단을 가지는 홀의 단부에 압축응력이 작용한다. 일반적으로 유리판은 압축에 강하기 때문에 유리판의 내구성 저하를 저지할 수 있어 적합하다.

또한, 본 발명의 진공복층유리제조방법의 특징구성은, 2장의 유리판을 스페이서를 통하여 주변으로 시일하고, 그 중간을 일방의 유리판의 주표면에 부착한 유리관을 통하여 진공배기하고, 다음으로 상기 유리관의 출구를 용융, 밀폐하는 진공복층유리의 제조방법에 있어서, 상기 용융전에, 용융시에 발생하는 열이 유리판에 도달하는 것을 방지하는 차열부재를 상기 유리관의 중간에 부착하는 점에 있다.

용융전에 차열부재를 유리관의 중간에 부착하였으므로, 용융시의 복사열이 납땜유리나 주위의 유리판에 도달하지 않도록 차열부재로 차단할 수 있어, 유리관의 용융위치를 유리판에 근접시킬 수 있다.

따라서, 유리관의 출구를 용융하여 밀폐하였을 때, 유리판의 주표면으로부터 유리관의 돌출단까지의 거리가 3㎜를 넘지 않도록 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 이 진공복층유리를 주택용 창유리로 사용할 때, 창의 개폐시에 새시틀에 유리관의 돌기가 접촉하지 않는다.

또한, 용융시의 열량을 증가시켜도 납땜유리나 주위의 유리판이 용융되지 않으므로, 유리관의 외경을 크게 할 수 있다. 따라서, 핸들링중에 유리관이 파손되는 것을 방지할 수 있으므로 생산성이 향상된다.

상기 차열부재의 재질은, 금속 또는 내화물인 것이 바람직하다.

차열부재의 재질로 금속(백금, 로듐 등의 귀금속류, 스테인리스, 몰리브덴, 탄탈, 니오브), 또는 내화물(운모적층판, 알루미나) 등을 사용함으로써, 차열부재의 내산화성이 향상되어 수명이 연장된다.

상기 용융공정을 진공중에서 행하는 것이 바람직하다.

용융공정을 진공중에서 행하도록 하면, 차열부재를 고온으로 가열하여도 공기중과 비교하면 산화부식하지 않으므로, 차열부재의 수명이 현저하게 연장된다.

또한, 진공중에서는, 차열부재를 납땜유리에 대하여 비접촉되도록 함으로써 차열부재의 열은 직접 납땜유리에 전달되지 않으므로, 납땜유리가 용융되기 어려워진다.

본 발명에 의한 진공복층유리의 실시예를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면은 부호가 쓰여진 방향으로 보는 것으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 진공복층유리의 사시도이다.

진공복층유리(1)는, 일정 간격을 두고 배치한 제1 유리판(2) 및 제2 유리판(3)과, 제1, 제2 유리판(2, 3)의 주변을 시일하는 시일재(4)와, 제1, 제2 유리판(2, 3) 사이로부터 배기하기 위해 제1 유리판(2)의 주표면에 부착한 배기부(5)로 이루어진다.

도 2는 도 1의 2-2선에 따른 단면구조를 나타낸다.

배기부(5)는 제1 유리판(2) 두께(t)의 1/2를 넘지 않는 위치(즉, 중심선(c)의 상측위치)에 단부(6a)를 배치한 단을 가지는 홀(6)과, 단을 가지는 홀(6)에 삽입되는 돌출단(7a)을 용융하여 닫은 유리단관(短管)(7)과, 유리단관(7)과 제1 유리판(2)을 고정하는 납땜유리(8)로 이루어진다. 유리단관(7)의 돌출단(7a)은 높이(h)가 3㎜를 넘지 않는 것이다.

단을 가지는 홀(6)은, 대경부(6b)와 소경부(6c)로 이루어진다. 치수의 구체적인 예는 뒤에 설명하겠지만, 대경부(6b)의 홀 직경은, 유리단관(7)의 외경보다 약간 크게 되어 있다. 소경부(6c)의 홀 직경은, 유리단관(7)이 소경부(6c)로부터 빠지지 않도록 유리단관(7)의 외경보다 작고, 또 진공배기에 필요한 시간이 과도하게 걸리지 않는 크기로 한다.

납땜유리(8)는 분체(粉體)를 프레스, 소성등으로 제조한 링형상의 것이나 또는 페이스트상으로 혼련한 것을 사용한다.

다음으로, 본 발명에 의한 진공복층유리의 제조방법을 설명한다.

도 3a∼도 3c는, 본 발명에 의한 진공복층유리의 제1 제조공정을 나타낸다. 도 3a에 있어서, 제1 유리판(2)에 단을 가지는 홀(6)을 형성한다. 단을 가지는 홀(6)은, 단을 가지는 드릴을 사용하여 1회의 천공공정으로 대경부(6b)와 소경부( 6c)를 동시에 가공할 수 있으므로, 종래의 스폿 페이싱(도 7a 참조)의 가공처리가 불필요하게 되어 생산효율이 향상된다.

다음으로, 제1 유리판(2)과 제2 유리판(3)을 일정간격을 두고 배치하고, 이들 유리판(2, 3)의 주변을 시일재(4)(도 1 참조)로 시일한다.

도 3b에 있어서, 유리단관(7)을 제1 유리판(2)의 단을 가지는 홀(6)에 삽입하고, 유리관 주위에 링형상의 납땜유리(8)를 배치한다. 납땜유리(8)는 페이스트상으로 혼련한 상태의 것을 도포하여도 좋다.

도 3c에 있어서, 소성로에서 납땜유리(8)를 소성하여, 유리단관(7)과 제1 유리판(2)을 고정한다.

도 4a∼도 4c는 본 발명에 의한 진공복층유리의 제2 제조공정을 나타낸다. 도 4a에 있어서, 유리단관(7)에 홀이 형성된 판상의 차열판(차열부재)(10)을 삽입한다.

차폐판(10)은 중앙에 홀이 형성된 판상의 것이면, 원판, 직사각형판, 다각형판중의 어느 것이라도 좋다. 단, 차열판(10)의 외경은 도 4b에 나타낸 적외선 복사히터(11)의 스폿직경(d)보다 충분히 크게 한다.

또한, 차열판(10)의 홀 직경은, 유리단관(7)의 용융시에 용융한 유리단관(7)이 차폐판(10)에 부착되지 않도록 유리단관(7)에 대하여 여유를 가진 크기로 하고, 또 적외선이 차열판(10)의 홀을 통하여 빠져나와 하부의 납땜유리(8)를 용융하지 않는 크기로 한다. 차열판(10)은 금속재료(백금, 로듐 등의 귀금속류, 철, 몰리브덴, 탄탈, 니오브등, 및 스테인리스 등의 합금)나 내화물(운모적층판, 알루미나 등)의 재질이 바람직하다. 스테인리스, 백금, 운모적층판은 내고온산화성이 우수하기 때문이다.

또한, 금속제의 차열판(10)을 사용하는 경우에, 차열판(10)을 납땜유리(8)와 접촉시키지 않도록 할 필요가 있다. 양자가 접촉하면 차열판(10)의 열이 납땜유리(8)에 직접 전도되어, 납땜유리(8)가 용융되는 일이 있기 때문이다.

도 4b에 있어서, 배기부(5) 주변의 제1 유리판(2)에 O링(12)을 통하여 진공배기 체임버(13)를 밀착하고, 진공배기 체임버(13)로 배기부(5)를 덮는다. 진공배기 체임버(13)는 상측 창에 적외선 투과유리(석영유리 등)(14)를 구비한다.

그리고, 배기로(15)를 통하여 진공배기 체임버(13)내를 진공배기하고, 제1, 제2 유리판(2, 3) 사이의 공기를 화살표로 나타낸 바와 같이 배기한다. 이에 따라, 제1, 제2 유리판(2, 3) 사이가 진공상태가 된다.

다음으로, 적외선 투과유리(14)의 상측에 배치한 적외선 복사히터(11)로부터 적외선(11a)을 방사한다.

도 4c에 있어서, 적외선(11a)으로 유리단관(7)의 돌출단(7a)을 용융하여 유리단관(7)의 상단을 밀폐한다. 이 때, 유리단관(7) 주위로 직진한 적외선(11a)을 차열판(10)으로 반사한다. 따라서, 유리단관(7) 주위로 직진한 적외선(11a)은 납땜유리(8)까지 도달하지 않는다.

다음으로, 도 4b에 나타낸 진공배기 체임버(13)를 제1 유리판(2)으로부터 제거하고, 또 유리단관(7)으로부터 차열판(10)을 제거하여, 도 1에 나타낸 진공복층유리(1)의 제조를 완료한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 진공복층유리의 탄성변형을 나타내는 설명도이다.

도 5a에 있어서, 유리단관(7)의 삽입 깊이를 제1 유리판(2) 두께의 1/2을 넘지 않도록 하였으므로, 단을 가지는 홀(6)의 단부(6a)는 제1 유리판(2)의 중심선(c)보다 a만큼 상측으로 위치한다.

도 5b에 있어서, 제1, 제2 유리판(2, 3) 사이를 진공상태로 함으로써, 제1, 제2 유리판(2, 3)은 대기압에 의해 중앙이 오목해진 상태로 휜다. 따라서, 제1 유리판(2)의 중심선(c)의 하측에서는 인장응력(σ₁)이 발생하고, 중심선(c)의 상측에서는 압축응력(σ₂)이 발생한다. 제1 유리판(2)의 단부(6a)에는 압축응력(σ₂)이 발생한다.

일반적으로 유리판은 압축에 강하므로 제1 유리판(2)의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

상기한 실시예에서는, 적외선 복사히터(11)를 사용하여 유리단관(7)의 돌출단(7a)을 용융하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 열풍발생장치나 적외선 레이저 등을 사용할 수도 있다.

예

이하에, 본 발명에 의한 예를 표 1을 참조하여 설명한다.

제1 유리(두께)	3.0㎜
제2 유리(두께)	3.0㎜
단을 가지는 홀	대경부(홀 직경)	2.2㎜ 깊이:1.5㎜
단을 가지는 홀	소경부(홀 직경)	1.5㎜
유리단관	외경	2.0㎜
	내경	1.5㎜
	길이	4.0㎜
차열판(홀 직경)	2.5㎜
유리단관의 돌출단(높이)	2.8㎜

진공복층유리(1)를 구성하는 제1, 제2 유리판(2, 3)의 두께는 3.0㎜이다. 제1 유리판(2)에 형성한 단을 가지는 홀(6)은, 대경부(6b)의 홀 직경이 2.2㎜, 그 깊이가 1.5㎜이며, 소경부(6c)의 홀 직경이 1.5㎜이다. 단을 가지는 홀(6)에 삽입하는 유리단관(7)은 외경이 2.0㎜, 내경이 1.5㎜이며, 길이가 4.0㎜이다. 유리단관(7)에 부착하는 차열판(10)은 홀 직경이 2.5㎜이다.

이상의 조건에서 유리단관(7)의 상단을 용융한 바, 유리단관(7)의 돌출단( 7a)의 높이는 2.8㎜가 되었다. 이 값은 목표값 3㎜보다 충분히 작다.

Claims

진공복층유리로서,

스페이서를 통하여 주변이 시일되어 있고, 그 중간이 진공배기되어 있는 2장의 유리판(2, 3)과,

일방의 유리판(2)의 주표면에 설치되어 있고, 상기 중간으로부터 배기할 때 사용하는 것으로서, 이 유리관(7)의 출구를 배기후에 용융법으로 밀폐한 것이며, 상기 유리판(2)의 주표면으로부터 유리관(7)의 돌출단까지의 거리가 3㎜를 넘지 않도록 구성되어 있는 유리관(7)을 가지는 유리.
제 1 항에 기재된 진공복층유리로서,

상기 일방의 유리판(2)의 주표면에 상기 유리관(7)의 기부를 부착할 때, 그 삽입 깊이가 상기 유리판(2) 두께의 1/2을 넘지 않는 유리.
제 2 항에 기재된 진공복층유리로서,

상기 유리판(2)은, 그 두께(t)의 1/2을 넘지 않는 위치에 단부(6a)를 배치한, 단을 가지는 홀(6)이 형성되어 있고,

이 단을 가지는 홀(6)은, 상기 유리관(7)의 외경보다 약간 큰 대경부(6b)와, 상기 유리관(7)이 빠지지 않도록 상기 유리관(7)의 외경보다 작고, 또 진공배기에 필요한 시간이 과도하게 걸리지 않는 크기의 소경부(6c)로 이루어지는 유리.
제 3 항에 기재된 진공복층유리로서,

상기 단을 가지는 홀(6)에 삽입된 상기 유리관(7)과 상기 유리판(2)을 고정하는 납땜유리(8)가, 상기 유리관(7)과 상기 유리판(2)의 접촉부를 시일하도록 상기 유리판(2)상에 형성되어 있는 유리.
진공복층유리의 제조방법으로서,

2장의 유리판을 스페이서를 통하여 유리판 주변으로 시일하고,

상기 유리판의 일방의 주표면에 부착한 유리관을 통하여 그 중간을 진공배기하고,

다음으로, 상기 유리관의 출구를 용융, 밀폐함과 아울러,

상기 용융전에, 용융시에 발생하는 열이 유리판에 도달하는 것을 방지하는 차열부재를 상기 유리관 중간에 부착하는 방법.
제 5 항에 기재된 진공복층유리의 제조방법으로서,

상기 유리관 출구의 용융을, 상기 유리판의 주표면으로부터 유리관의 돌출단까지의 거리가 3㎜를 넘지 않도록 밀폐하여 행함과 아울러, 상기 일방의 유리판의 주표면에 상기 유리관의 기부를 부착할 때, 그 삽입 깊이가 상기 유리판 두께의 1/2을 넘지 않도록 하고,

상기 유리판의 일방의 주표면에 유리관을 부착하는 공정은, 유리관 주위에 납땜유리를 배치하고, 이 납땜유리를 소성하는 방법.
제 6 항에 기재된 진공복층유리의 제조방법으로서,

상기 차열판의 홀 직경은, 상기 유리관의 용융시에 용융된 유리관이 상기 차열판에 부착되지 않도록 유리관에 대하여 여유를 가진 크기로 하고, 또 상기 유리관이 용융되기 위한 열이 상기 차열판의 홀을 통하여 빠져나와 하부의 납땜유리를 용융하지 않는 크기로 하는 방법.
제 5 항에 기재된 진공복층유리의 제조방법으로서,

상기 차열부재의 재질은, 금속, 바람직하게는 귀금속 또는 내화물인 방법.
제 5 항에 기재된 진공복층유리의 제조방법으로서,

상기 용융공정을 진공중에서 행하는 방법.
제 9 항에 기재된 진공복층유리의 제조방법으로서,

상기 진공중에서 행하는 용융공정을, 적외선 투과유리를 상면에 설치한 진공배기 체임버를 이용하여 행하고,

상기 유리관의 용융을 적외선 히터에 의해 행하는 방법.