KR20020086138A - 이중 유리 충격 흡수 및 간격 유지용 지지체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방음, 방진 단열 효과를 얻기 위해 이중으로 구성되는 유리판의 내부 또는 이중 유리판의 내부가 진공으로 유지되는 이중 유리판을 구성하기 위해서는 유리판 사이가 일정한 간격을 필요로 하며 이러한 간격을 유지하기 위한 유리 지지체에 관한 것으로 일정한 크기와 형상을 갖는 유리 지지체에 투명한 세라믹 졸을 코팅시켜 열처리한 투명한 유리 지지체를 이중 유리면 내에 일정 간격을 두고 설치하여 바람이나 진동 그밖에 외부 충격에 이중 유리가 파손되는 것을 방지하며 방음의 효과를 얻고 대류에 의한 열 손실을 차단하기 위해 사용되는 이중유리(Pair Glasses)의 내부간격을 효과적으로 유지하기 위함이다.

Description

이중 유리 충격 흡수 및 간격 유지용 지지체 {Pillars for Space and External Shock Absorption of Pair Glasses}

본 발명은, 일반 이중 유리 또는 유리면 사이가 진공으로 유지되는 이중유리의 내부 간격을 일정하게 유지하면서 유리면의 강도를 보강할 수 있는 투명한 유리로 된 지지체의 표면에 투명한 세라믹 졸(알루미나 졸, 실리카졸, 티타니아 졸 등)을 코팅하여 최종적으로 세라믹 졸이 코팅되는 투명한 유리 지지체에 관한 것이다.

일반 페어글라스의 내부 공기층 사이 또는 페어글라스의 내부를 진공으로 유지하여 진동이나 충격에 의한 유리 파손을 방지하며 방음, 단열을 위한 내부 간격 유지용 지지체로 일정한 크기와 형상을 갖는 유리를 사용하며 유리로 된 지지체의 표면에 투명한 세라믹 졸(알루미나 졸, 실리카졸, 티타니아 졸)을 코팅하여 최종적으로 세라믹 졸이 코팅된 투명한 유리 지지체를 얻기 위함이다.

기존의 페어 글라스에 쓰이는 지지체의 경우, 유리내부의 가장자리에 금속재 또는 비금속재의 바(Bar)를 사용(일반적으로 알미늄 바(Bar)사용)하여 간격을 유지하고 있고 내부를 진공으로 유지하는 페어 글라스에는 유색의 불투명한 실리카 분말과 같은 세라믹 분말을 가압 성형이나 hot pressing 등의 방법에 의해 제조하고 이를 내부 유리면 사이에 일정 간격으로 지지하도록 하고 있다. 일반 페어글라스를 대형으로 사용할 경우에는 가장자리에서만이 간격을 유지하는 지지체로 작용하도록 하여 페어 글라스의 중앙부위에는 지지체가 사용되지 않아 간격유지가 안정하지 못해 외부의 풍압이나 진동에 의해 이중 유리가 충격에 의해 서로 부딪쳐 파손되는 경우가 발생할 수 있고 또한 내부가 진공으로 유지되는 페어글라스의 경우에는 지지체가 다결정 세라믹 물질로 백색의 불투명한 성질로 인해 지지체를 충전시 유리를 통한 시야의 확보나 미관상 보기가 좋지 않은 문제점을 안고 있다. 본 발명에서는 페어글라스에 사용되는 간격 유지용 내부 지지체를 일정한 크기와 형상을 갖는 투명한 지지체를 사용하여 페어글라스의 내부에 일정한 간격으로 지지체를 충전하여 균일한 간격을 유지하도록 하며 특히 내부가 진공으로 유지되는 페어글라스에 사용되는 유색의 불투명한 세라믹 지지체의 단점을 보완하기 위하여 투명한 지지체를 발명하고자 하였다. 이를 위해 가격이 세라믹 보다 저렴한 투명한 유리를 기본 지지체로 사용하여 그 표면 위에 투명한 세라믹 졸을 합성하여 코팅시켜 최종적으로 지지체가 투명함을 유지하도록 하였다. 여기서 반드시 세라믹 졸을 코팅하는 이유는 기본적으로 유리만을 지지체로 쓰는 경우, 지지체를 페어글라스 내부에 일정한 간격으로 충진 후 거치는 특정온도(예: 400∼600℃)의 열처리 과정에서 지지체가 유리판과 소결되어 유리가 들러붙는 현상이 발생하여 조그만 충격에도 오히려 전체 유리가 파손되어지는 문제점을 안고 있다.

본 발명의 목적은 이중 유리가 외부의 바람이나 진동 그리고 이중유리의 내부를 진공으로 유지하기 위한 진공작업중이나 그밖에 충격에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 이중유리의 내부 간격을 일정하게 유지하기 위한 투명 세라믹 입자가 코팅된 유리 지지체에 관한 것으로 유리 지지체에 세라믹 졸을 코팅시켜 열처리한 투명한 유리 지지체를 이중 유리면 내에 일정 간격을 두고 설치하여 내부를 진공을 유지할 경우 내부와 외부의 압력차이에 의해 파손되거나 바람이나 진동 그밖의 외부 충격에 이중 유리가 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

기존의 페어 글라스의 경우 간격 유지를 위해 유리 가장자리만을 일반적인 금속재의 띠 형태로 테두리를 두는 것을 기본으로 하고 있으며 또한 내부가 진공으로 유지되는 페어 글라스에 쓰이는 지지체의 경우, 백색의 불투명한 세라믹 분말을 가압 성형이나 hot pressing 등의 방법에 의해 제조하고 이를 유리 면 사이에 일정 간격으로 지지체를 충전하여 진공작업시 유리의 일정한 간격을 유지하고 파손을 방지하는 목적으로 사용하여 오고 있다. 그러나 충전제가 다결정 세라믹 물질로 백색의 불투명한 성질로 인해 충전시 유리를 통한 시야의 확보나 미관상 보기가 좋지 않은 문제점을 안고 있다. 본 발명에서는 기존의 페어 글라스의 내부 공간에도 일정한 간격으로 지지체를 충전할 수 있어 충격 흡수용 지지체로 작용하도록 하여 이중 유리가 충격에 의해 서로 부딪쳐 파손되는 것을 방지하도록 유리의 단위 면적당 강도를 강화시킬 수 있을뿐만 아니라 내부가 진공으로 유지되는 페어 글라스에 사용되는 백색의 불투명한 세라믹 지지체의 단점을 보완할 수 있는 투명한 충전제를개발하기 위하여 가격이 저렴하고 투명한 지지체에 적합한 일정 디멘젼을 갖는 유리를 기본 지지체로 사용하여 그 표면 위에 투명한 세라믹 졸(알루미나 졸, 실리카 졸, 티타니아 졸)을 침액 코팅한 후, 열처리하여 최종적으로 투명한 지지체를 개발하였다. 여기서 반드시 투명한 세라믹 졸을 코팅해야하는 이유는 도 1에서 보는 바와 같이 유리판과 지지체가 이후에 진행되는 열처리에 의해 소결되어 합체되는 현상을 방지할 수 있기 때문이다. 특히 유리 지지체에 세라믹 졸이 코팅되어 있는 경우 유리판과 충전제가 서로 접하는 경우에도 세라믹 입자의 고온 안정성과 서로 다른 열팽창계수의 특성으로 인하여 접점에서의 부분 소결현상을 방지 할 수 있으리라 판단된다.

단일 유리 성분만을 지지체로 하여 사용할 수 없는 이유는 지지체를 일정 간격으로 충진시킨 후 400-600℃ 범위에서 열처리를 할 경우, 이 과정에서 단일 유리성분의 경우 유리판과 소결되어 유리가 들러붙는 현상이 발생하여 조그만 충격에 오히려 쉽게 유리판이 깨어지는 문제점이 발생하게 된다. 이 때문에 기존에 충전제의 경우에도 열팽창계수가 서로 다른 세라믹 재질의 충전제를 쓰고 있다. 그러나 이 세라믹 재질의 경우, 다결정성으로 인해 색이 불투명한 성질을 나타내어 투명한 이중 유리판을 목표로 하는 경우, 그 목표를 달성시키기가 불가능하다. 이러한 기존의 기술의 한계를 극복하기 위하여 본 발명에서는 유리 지지체를 기본 지지체로 하고 이 표면에 투명한 세라믹 졸을 코팅하여 세라믹 입자가 코팅된 유리 지지체를개발하게 되었다. 본 발명에서 개발한 지지체의 경우, 기본적으로 유리를 주재료로 하고 있어 가격이 저렴하고 투명한 세라믹 물질이 코팅되어 유리판과의 소결을 막는 고기능성을 갖는 역할을 동시에 수행 가능하도록 하였다. 또한 세라믹 졸 입자가 유리 충전제 위에 코팅되어 있어 유리판 사이에 완충효과는 물론 고온 열처리에서도 유리판과의 부분 소결을 방지할 수 있게 된다. 이러한 이유로 표면에 코팅된 세라믹 졸 입자와 유리판과의 마찰이나 충격 방지 및 부분 소결을 방지할 수 있게 된다. 또한 본 발명품의 경우 기존에 유리판에 충전하는 지지체의 경우, 유리판의 시야의 확보를 위하여 약 5cm 간격으로 일정하게 배열하여 충전시키고 있으나 본 발명에서 개발된 충전제의 경우, 투명한 성질로 인해 유리의 시야를 충분히 확보하기 때문에 그 간격이나 충전 양을 자유로이 조절할 수 있다는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 일반 이중 유리 또는 유리면 사이가 진공으로 유지되는 이중유리의 내부 간격을 일정하게 유지하면서 유리면의 강도를 보강할 수 있는 투명한 유리로 된 지지체의 표면에 투명한 세라믹 졸을 코팅하고 열처리하여 제조한 세라믹 졸이 코팅된 투명한 유리 지지체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 페어 글라스가 진동이나 충격에 의해 파손되는 위험을 방지하기 위하여 투명한 유리 원기둥 표면에 고온에 안정한 세라믹 졸을 코팅하여 세라믹 물질이 코팅된 유리 지지체에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 핵심적으로 투명한 알루미나 졸, 실리카 졸, 티타니아 졸을 졸-겔법에 의해 합성하여 이용하고자 한다. 알루미나 졸의 경우, 투명한 보헤마이트 졸을 합성하여야 하는 데, 알루미늄 알콕사이드를 출발물질로 가수분해와 축중합반응을 거치고 입도나 보헤마이트 입자의 특성을 변화시키기 위하여 숙성과정을 통해 그 특성을 조절하였으며 연속적으로 산전해질을 첨가하여 해교반응을 일으켜 원하는 투명한 알루미나 졸을 합성하고자 한다.

또한 합성시킨 알루미나 졸과 더불어 상용화되어 시판되고 있는 투명한 실리카 졸 그밖에 티타니아 졸을 코팅하여 열처리하여 표면에 세라믹 물질이 코팅된 유리 충전제를 제조하고자 한다.

본 발명에 따른 세라믹 코팅 유리 충전제는, 유리 충전제에 세라믹졸을 1회 또는 필요에 따라 수회 코팅할 수 있으며, 서로 상이한 세라믹졸을 1회 이상 코팅할 수도 있다.

이할 실시예로써 본 발명을 구체화하지만 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 ]

겔법에 의해 입자크기가 미세하고 투명한 보헤마이트 졸 용액을 합성하여 1㎜(지름)x04㎜(높이) 유리 충전제위에 코팅한 후, 500℃ 열처리 과정을 거쳐 알루미나 입자가 코팅된 투명한 유리 충전제를 제조하였다.

[실시예 2]

상용화되어진 투명한 실리카 졸을 이용하여 1㎜(지름)x0.4㎜(높이) 유리 충전제 위에 코팅한 후, 500℃ 열처리하여 실리카 입자가 코팅된 투명한 유리 충전제를 제조하였다.

[실시예 3]

상용화되어진 투명한 티타니아 졸을 이용하여 1㎜(지름)x0.4㎜(높이) 유리 충전제 위에 코팅한 후, 500℃ 열처리하여 티타니아 입자가 코팅된 투명한 유리 충전제를 제조하였다.

[실시예 4]

상용화되어진 투명한 실리카 졸을 이용하여 1㎜(지름)x0.4㎜(높이) 유리 충전제위에 코팅한 후, 500℃ 열처리후, 다시 투명한 알루미나 졸을 코팅하여 500℃ 열처리하여 알루미나-실리카 입자가 코팅된 투명한 유리 충전제를 제조하였다.

[실시예 5]

상용화되어진 투명한 실리카 졸을 이용하여 1㎜(지름)x0.4㎜(높이) 유리 충전제위에 1차 코팅한 후, 500℃ 열처리후, 다시 투명한 티타니아 졸을 2차 코팅하여 500℃ 열처리하여 티타니아-실리카 입자가 코팅된 투명한 유리 충전제를 제조하였다.

[실시예 6]

합성시킨 투명한 보헤마이트 결정상의 알루미나 졸을 이용하여 1㎜(지름)x0.4㎜(높이) 유리 충전제 위에 1차 코팅한 후, 500℃ 열처리후, 다시 투명한 티타니아 졸을 코팅하여 500℃ 열처리하여 티타니아-알루미나 입자가 코팅된 투명한 유리 충전제를 개발하였다.

본 발명은 방음이나 단열능력 그밖에 시각적이고 미적인 관점에서 새로운 기능성 유리가 속속들이 개발되어 지고 있는 이때, 이중유리의 대중화는 점차로 증가되는 추세에 놓여 있다. 그러나 이중 유리는 여러 가지 고기능성을 보유해야 하지만 우선적으로 충격이나 진동에도 안전한 안정성의 요소의 구비는 필수적이라 판단된다. 본 발명에서 개발한 지지체는 이중 유리 사이에 일정 간격으로 지지체를 충전하여 이중유리의 제조과정 또는 사용중에도 균열이나 파손되는 것을 방지하기 위함으로 이중유리의 초 대형화에도 이용될 수 있으며 무엇보다 투명한 성질로 인해 시각적으로 기존의 불투명한 지지체에 비해 투명한 대형 이중 유리의 적용이 확대하여졌다는 데에 그 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일반 이중 유리 또는 유리면 사이가 진공으로 유지되는 이중유리의 내부 간격을 일정하게 유지하면서 유리면의 강도를 보강할 수 있는 투명한 유리로 된 지지체의 표면에 투명한 세라믹 졸을 코팅하고 열처리하여 제조한 세라믹 졸이 코팅된 투명한 유리 지지체
2. 제 1항에 있어서, 투명한 세라믹 졸이 보헤마이트 결정상의 투명한 알루미나 졸, 실리카 졸 또는 티타니아 졸인 것을 특징으로 하는 유리 지지체.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 같거나 다른 투명한 세라믹 졸을 1회 또는 수회 반복 코팅하는 것을 특징으로 유리 지지체.