KR20080084457A - 방화 유리, 그 제조 방법 및 이를 이용한 새시 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광범위하게 사용되고 가격이 저렴한 일반 건축용 소다석회 판유리를 가공 및 열처리하여 방화 기능을 향상시킨 방화 유리 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법은 건축용 소다 석회 판유리(대상 판유리)의 에지부를 가공하는 단계; 에지부가 가공된 대상 판유리를 열처리 강화하는 단계; 및 가공된 에지부에 접착 테이프를 부착하는 단계를 포함하며, 에지부 가공 단계는 대상 판유리의 전면 및 후면의 전체 에지부에 대하여 실시되어 모든 에지부가 경사면으로 가공되며, 열처리 강화 단계는 대상 판유리를 강화로 내에서 가열시키는 가열 단계 및 급냉로 내에서 냉각시키는 냉각 단계로 구분된다. 또한, 본 발명에 따른 방화 유리는 건축용 소다 석회 판유리(대상 판유리)로 이루어지며, 에지부 전면 및 후면이 경사면으로 형성되고, 열처리를 통하여 소정의 표면 압축 응력을 가지며, 가공된 에지부에 접착 테이프가 부착된다. 접착 테이프는 알루미늄, 납, 아연, 구리 또는 그들의 합금중 어느 하나로 제조된 기재 및 아크릴계, 실리콘계, 고무계 또는 이온 전도성계 재료로 이루어진 점착제로 이루어진다.

방화 유리

Description

방화 유리, 그 제조 방법 및 이를 이용한 새시 조립체{Fire resistant glass, method for manufacturing the same and sash assembly using the same}

도 1은 본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법을 설명하기 위한 일반 건축용 소다 석회 판유리의 정면도.

도 2 및 도 3은 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 도 3은 가공된 에지부에 접착 테이프가 부착된 상태를 도시함.

도 4는 본 발명에 따른 방화 유리를 이용한 새시 조립체의 일부 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 방화 유리를 이용한 또 다른 구조의 새시 조립체의 일부 단면도.

도 6은 새시 조립체의 정면도로서, 가스켓 및 세팅 블록의 위치를 도시함.

본 발명은 방화 유리 및 그 제조 방법 그리고 이를 이용한 새시 조립체에 관한 것으로서, 특히 일반적으로 사용되고 있는 일반 건축용 소다 석회 판유리를 가공 및 열처리하고 에지 부위에 금속 재료로 이루어진 접착 테이프를 부착함으로써 결함이 감소하고 적절한 표면 압축 응력을 갖는 방화 유리, 그 제조 방법 및 이를 이용한 새시 조립체에 관한 것이다.

일반적인 건축용 유리의 경우, 정서적 안정감과 미적 요인으로 인해 그 사용량이 계속 증가하고 있으나, 화재시 이 유리는 불균일한 가열에 의해 가열된 부분과 가열되지 않은 부분에 열 팽창 차이가 발생한다. 유리는 이와 같은 이 열팽창의 차이에 따른 응력을 견디어 내지 못하여 파손된다.

예를 들어, 발코니 새시(sash) 조립체 또는 출입문 새시 조립체를 구성하는 유리가 부분적인 열팽창 차이로 인하여 발생하는 응력에 의하여 파손될 경우, 유리가 파손된 새시를 통하여 인접 장소로 번지게 되며, 따라서 화재 전파의 원인이 된다.

이러한 이유로 인한 화재의 전파를 막기 위하여, 평상시에는 투명한 상태를 유지하면서도 열을 받으면 발포하는 성질을 갖는 특수 수지층을 적층 유리 사이에 넣어 제조된 방화용 유리가 사용되고 있다. 이러한 방화용 유리는 열 전달이 최소화되어 파손이 방지된다는 장점이 있지만, 그 제조 공정이 매우 복잡하고, 과다한 제조 비용이 소요되며, 또한 비교적 두꺼운 두께로 인하여 투시 상태가 만족스럽지 못하다는 단점이 있다.

다른 형태의 방화용 유리로서, 망(網)을 포함한 유리가 이용되고 있으다. 이러한 구조의 방화 유리는 망에 의해 투시성을 해치는 단점이 있다.

또한, 또 다른 형태의 방화용 유리로서, 결정화 유리나 일반 건축용 소다석회 판유리와는 다른 조성을 갖는 저팽창 유리를 열처리한 강화 방화 유리가 사용된다. 이와 같이 제조된 방화용 유리는 유리 자체의 열팽창 계수가 낮아 열이 전달되 는 경우에도 파손이 방지되지만, 조성을 달리한 유리 사용으로 인해 가격이 높아지는 문제점을 갖게 된다.

본 발명은 방화 유리가 갖고 있는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광범위하게 사용되고 가격이 저렴한 일반 건축용 소다석회 판유리를 가공 및 열처리하여 방화 기능을 향상시킨 방화 유리, 그 제조 방법 및 이를 이용한 새시 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법은 건축용 소다 석회 판유리(대상 판유리)의 에지부를 가공하는 단계; 에지부가 가공된 대상 판유리를 열처리 강화하는 단계; 및 가공된 에지부에 접착 테이프를 부착하는 단계를 포함한다.

에지부 가공 단계는 대상 판유리의 전면 및 후면의 전체 에지부에 대하여 실시되어 모든 에지부가 경사면으로 가공되며, 열처리 강화 단계는 대상 판유리를 강화로 내에서 가열시키는 가열 단계 및 급냉로 내에서 냉각시키는 냉각 단계로 실시된다.

여기서, 가열 단계에서는 약 680~740℃ 조건에서 연화점까지 대상 판유리를 가열시키고, 냉각 단계에서는 1,800~8,000 pa, 바람직하게는 1,800~3,000 pa의 압력 조건에서 가열된 대상 판유리를 냉각시킨다.

본 발명에서 사용된 접착 테이프는 열 전도성이 우수한 재료로 이루어진 기재(base member) 및 기재 표면에 도포된 점착제로 구성되며, 여기서 접착 테이프의 기재는 알루미늄, 납, 아연, 구리 또는 그들의 합금중 어느 하나로 제조되며, 점착 제로 아크릴계, 실리콘계, 고무계 또는 이온 전도성계 재료로 이루어진다.

본 발명에 따른 방화 유리는 건축용 소다 석회 판유리(대상 판유리)로 이루어지며, 에지부 전면 및 후면에 경사면이 형성되고, 열처리를 통하여 소정의 표면 압축 응력을 가지며, 가공된 에지부에 접착 테이프가 부착된다.

한편, 본 발명에 따른 방화 유리의 표면 압축 응력은 14~17kgf/㎜²이며, 접착 테이프는 알루미늄, 납, 아연, 구리 또는 그들의 합금중 어느 하나로 제조된 기재 및 아크릴계, 실리콘계, 고무계 또는 이온 전도성계 재료로 이루어진 점착제로 이루어진다.

본 발명에 따른 새시 조립체는 위에서 언급한 형상 및 물리적 특성을 갖는 방화 유리; 방화 유리의 전체 에지에 대응되어 방화 유리를 지지하는 제 1 프레임; 및 제 1 프레임의 일측에 고정되어 방화 유리의 일측부에 접촉하는 제 2 프레임을 포함한다.

여기서, 제 1 프레임은 새시 부착 위치에 고정되는 하부 프레임 및 하부 프레임의 일측에서 상향 연장된(즉, 새시 조립체 내측으로 연장된) 측부 프레임으로 구분되며, 제 2 프레임은 제 1 프레임의 측부 프레임과 소정의 간격을 두고 마주보도록 고정 수단을 통하여 제 1 프레임의 하부 프레임 상에 고정된다.

본 발명에 따른 새시 조립체는 제 1 프레임의 측부 프레임과 제 2 프레임에 의하여 형성된 공간에 배치되며 방화 유리의 에지단이 놓이는 세팅 블록 및 방화 유리와 제 1 프레임의 측부 프레임 사이의 틈새 및 방화 유리와 제 2 프레임 사이 의 틈새에 설치된 가스켓을 더 포함한다.

여기서, 가스켓은 유기질계 또는 무기질계 재료로 제조되며, 다수의 단위 가스켓이 불연속적으로 배치된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

일반적으로, 화재 발생시 초기의 급격한 온도 불균질에 따른 파손을 방지하기 위해서는 방화 유리는 23~25 kgf/㎜² 정도의 표면 압축 응력을 가져야 한다. 그러나, 이 범위의 표면 압축 응력을 얻기 위해서는 유리 강화 설비 내의 급냉 장비 용량을 높여야 또한 급냉 후 유리의 열 강화시 유리가 강화 설비 내에서 파손될 우려가 있다. 또한, 유리의 외형적인 시각적 품질 요인인 유리의 만곡 및 공기 자국에 의한 무지갯빛 발생 현상이 심화될 수 있다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-0217406호 및 제10-0373414호에서는 일반 건축용 소다석회 판유리를 열강화 처리한 방화 유리의 제조 방법을 개시하고 있다. 이 특허에서는, 초기 화재시 불균질한 가열에 의한 가열된 부분과 가열되지 않은 부분의 열팽창 정도 차이에 따른 방화 유리의 파손이 많은 결함이 존재하는 에지(edge) 부위에서 시작되며, 기계적, 화학적인 방법을 이용하여 에지 부위의 결함 수준(최대 요철로 표현)을 0.05mm 이하(유리면과 에지와의 경계면의 결함 수준은 0.007mm 이하)로 낮출 경우, 그 표면압축응력을 17kgf/㎜²까지 낮출 수 있음을 설명하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0217406호, 제10-0217407호 및 제10-0500857호에서는 초기 화재시 불균질한 가열에 의해 가열된 부분은 유리 중앙부이며, 가열되지 않은 부분은 유리 외곽부에 장착된 프레임에 감싸여진 에지부임을 설명하고 있으며, 화재 발생 초기에 에지부에도 열이 잘 전달되고, 유리 지지 금속 프레임 위 또는 옆 부분에서 열처리 판유리가 탈락되지 않도록 유리에 금속 재료를 접촉하는 구조의 방화 유리가 개시되어 있다.

유리의 파손 강도를 크게 저하시키는 결함(flaw)은 위에서 연마를 통해서 줄일 수 있으며, 또한 열처리를 통해 표면 압축 응력을 향상시킴으로써 줄일 수 있다. 또한, 다른 물질로 결함을 충진하므로써 줄일 수도 있다.

다른 물질로 결함을 충진하여 파손 강도를 높이는 방법은 전통적으로 PVB 필름 접합 유리 또는 PET 필름 접합 유리에 사용되는 방법이다.

본 발명에 따른 방화 유리에서는, 유리의 에지부에 존재하는 다량의 결함을 줄이기 위하여 에지부를 가공하고, 이 가공된 에지부에 접착 테이프로 부착하여 마감 처리하였다. 즉, 접착 테이프의 점착제가 유리의 에지부에 존재하는 결함 부위를 충진하며, 또한 금속 박막을 포함하는 이루어진 접착 테이프를 가공된 에지부에 부착함으로써 중앙부로부터 에지부로의 열전달이 신속하게 이루어진다.

즉, 화재 초기 화염에 의하여 유리가 불균질하게 가열되는 경우, 프레임에 의하여 노출되지 않는 유리의 에지부에도 이 금속성 접착 테이프에 의하여 열이 효과적으로 전달된다.

이렇게 유리의 에지부에 금속성 접착 테이프를 부착하게 되면, 위의 특허에 개시된 유리 가공 공정, 즉, 높은 수준의 유리 에지 연마 과정을 거치지 않고서도 방화 유리 에지부 내에 존재하는 결함을 감소시키며, 화염에 의한 열을 효과적으로 분산시킬 수 있다. 또한, 상대적으로 더 낮은 표면 압축 응력(14~17kgf/㎜²)을 갖는 방화 유리를 제조할 수 있게 되어, 설비 투자비 감소, 생산 수율 향상, 외관 품질 향상 등의 장점을 가질 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 방화 유리의 구체적인 제조 방법 및 특성을 각 도면을 통하여 설명한다.

본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법에서는 일반 건축용 소다석회 판유리를 이용하였다. 일반적으로 건축용 소다 석회 판유리는 80~100×10^-7/℃ 정도의 큰 열팽창 계수를 갖고 있어 방화 유리로는 적합하지 않으나, 본 발명에 따른 과정을 거침으로써 방화 유리에 적합한 물리적 특성을 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법을 설명하기 위한 일반 건축용 소다 석회 판유리의 정면도, 도 2 및 도 3은 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 도 2 및 도 3에서는 편의상 일반 건축용 소다 석회 판유리의 하단부의 일부 길이만을 도시한다.

본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법은 유리의 에지부 가공 단계, 열처리 강화 단계 및 금속성 접착 테이프 부착 단계를 포함하며, 각 단계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일반 건축용 소다 석회 판유리의 에지부 가공 단계

본 발명에 따른 방화 유리 제조 방법의 첫 단계는 도 1에 도시된 사각형 형상의 일반 건축용 소다 석회 판유리(10; 이하, 편의상 "대상 판유리"라 칭함)의 각 에지부를 가공하는 단계이다.

소정 면적을 갖는 대상 판유리(10)의 중앙부(11)를 제외한, 전면(11A) 및 후면(11B)의 상단 에지부, 하단 에지부 및 양측 에지부에 대하여 기계적 가공 공정, 예를 들어 연마 공정을 실시하여 전면 및 후면의 모든 에지부에 도 2에 도시된 바와 같은 경사면(12A 및 12B)을 형성한다. 이 경사면(12A 및 12B)에 의하여 대상 판유리(10)의 에지부의 두께는 각 에지로 갈수록 점차적으로 감소한다.

전술한 바와 같이, 유리의 파손 강도를 저하시키는 결함은 대상 판유리(10)의 에지부에 집중적으로 존재하게 된다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이 대상 판유리(10)의 전면(11A) 및 후면(11B)의 상단 에지부, 하단 에지부 및 양측 에지부를 연마 가공함으로써 각 에지부에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있다.

이 때 경사면(12A, 12B)이 판유리(10)의 전면(11A) 및 후면(11B)과 이루는 경사각(θ)은 35°~ 55°사이가 바람직하다. 경사각이 35°보다 작으면 에지면과의 경사각이 커져 에지면과의 경계 모서리에 결함이 발생할 확률이 커지며, 55°보다 큰 경우에도 마찬가지로 전면(11A) 및 후면(11B)과의 경사각이 커져 경계면에 결함이 발생할 가능성이 커지게 되어 파손 강도를 저하시킬 수 있다.

열처리 강화 단계

위에서 설명한 바와 같은 대상 판유리(10)의 에지부 가공 단계를 거친 후, 대상 판유리(10)에 대한 열처리 강화 단계를 수행한다.

전술한 바와 같이, 대상 판유리(10)인 건축용 소다 석회 판유리는 80~100×10^-7/℃ 정도의 큰 열팽창 계수를 갖고 있어 방화 유리로는 적합하지 않다. 이러한 대상 판유리(10)를 소방법에서 규정하고 있는 방화 유리의 조건을 충족시키기 위하여 열처리를 수행한다. 본 열처리 강화 단계는 가열 단계 및 급냉 단계로 이루어진다.

대상 판유리(10)의 표면 압축 응력이 14~17kgf/㎜²이 되도록 에지부에 대한 가공 단계 및 열처리 강화 단계를 실시한다.

열처리 강화 방법은 유리의 응력을 해제하기 위하여 분위기 온도가 680℃~ 740℃로 가열된 수평로에 에지 연마된 유리를 투입한다. 수직로의 경우 유리 반사영상은 좋으나, 통(tong)을 설치하여야 하므로 유리 로딩 및 언로딩시 더 많은 시간이 소요되어 생산성이 떨어지며, 통(tong)으로 잡히는 유리 부위가 열처리시 균일한 온도 승온과 하강이 잘 이루어지지 않기 때문에 파손 강도가 떨어지는 단점이 있다.

수평로에 투입된 유리는 강화로 롤러들 위를 왕복하면서 균일하게 승온되며, 유리 내외부의 온도가 서냉점 이상의 온도가 되었을 때 블로잉 에어(blowing air)로 냉각되는 급냉존으로 이동한다. 이때 유리 두께에 따라 급냉로 내의 압력을 달 리하며 유리의 두께가 두꺼울수록 낮은 공기 압력으로도 높은 압축 응력을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에서와 같이 낮은 압축 응력을 갖는 방화 유리는, 급냉 압력을 낮게 유지 할 수 있어 블로잉 에어 압력을 높이기 위한 추가의 블로어(blower) 설비가 필요치 않으며, 국부적으로 설치된 에어 노즐로 급냉시 에어 압력을 낮출 수 있어 유리 표면에 노출되는 에어 압력의 불균일로 인한 유리 표면의 무지갯빛(iridescence) 현상을 줄일 수 있다. 또한 가열 단계에서도 높은 압축 응력을 얻기 위해 유리 표면 온도를 더 높게 관리하지 않아도 되므로 유리면의 굴곡(wave) 현상을 완화하여 유리 영상을 더욱 좋게 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 열처리 강화 단계에서는 유리 두께 6~10 mm를 기준으로 680℃~740℃로 가열된 수평로에서 유리 두께 1 mm당 30~50초의 시간 동안 가열하여 유리의 응력을 해제하고, 급냉로 내부 압력이 1,800~8,000 pa 인 조건에서 냉각을 실시하는 것이 바람직하며, 1,800~3,000 pa 인 조건에서 냉각을 실시하는 것이 더욱 바람직하다.

접착 테이프 부착 단계

에지부의 표면 가공 단계 및 열처리 강화 단계 후에, 에지부에 대한 표면 가공에 의하여 형성된 경사면(12A 및 12B)에 금속성 접착 테이프(20)를 부착한다 (도 3의 상태).

대상 판유리(10), 특히 에지부에 존재하는 결함은 연마 공정에 의하여 노출 되며, 접착 테이프(20)의 구성 요소인 점착제가 노출된 결함 내에 채워진다. 따라서, 이 접착 테이프(20)에 의하여 대상 판유리(10)의 에지부에 잔류하는 결함은 현저히 감소된다.

한편, 접착 테이프(20)의 주 재질이 금속으로 이루어진 경우, 즉 금속 박막을 포함한 접착 테이프(20)를 이용할 경우, 화재 초기의 화염에 의하여 대상 판유리(10)가 불균질하게 가해질 때, 이 접착 테이프(20)에 의하여 프레임(도시되지 않음) 내에 위치하는 에지부에도 열이 효과적으로 전달된다.

따라서, 대상 판유리(10)의 중앙부(11)와 에지부 사이에 나타날 수 있는 열팽창 정도의 차이가 현저하게 감소하게 되며, 결과적으로 온도 차이 및 그로 인하여 발생하는 응력으로 인한 대상 판유리(10)의 파손을 방지할 수 있다.

접착 테이프(20)의 기능, 즉 결함의 감소 및 에지부로의 열전달이라는 기능을 얻기 위하여 접착 테이프(20)를 구성하는 재료를 다음과 같이 선택하는 것이 바람직하다.

먼저, 접착 테이프(20)는 기재(base member) 및 기재 표면에 도포된 점착제로 구성된다. 기재는 열 전도성이 우수한 금속성 재료, 예를 들어 알루미늄, 납, 아연, 구리 또는 그들의 합금으로 제조되는 것이 바람직하다.

또한, 결함 내에 채워지는 점착제로서는 아크릴계, 실리콘계, 고무계 또는 이온 전도성계 재료가 이용될 수 있다.

한편, 열전도성이 우수한 재료를 이용하여 접착 테이프(20)의 기재를 형성할 경우, 세팅 블럭에 접하는 부위는 유리 하중에 의한 압력으로 응력이 커지게 되어 화재시 파손 위험이 높아지며, 열에 의해 접착테이프가 화재시 끊어지거나 분리되어 그 방화 성능이 떨어진다. 이를 방지하기 위하여 유리 섬유와 같은 무기질 섬유가 함유된 기재에 점착제층을 형성하여 접착 테이프(20)를 구성할 수 있다.

이러한 접착 테이프(20)는 세팅 블록 위의 대상 판유리(10) 부위의 응력을 분산시키며, 열이 전도되는 경우에도 대상 판유리(10)의 에지부로부터 파손, 분리되지 않는다. 따라서 에지부에서의 급격한 응력 발생을 방지하여 더욱 우수한 방화 성능을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

실시예 1 내지 실시예 4

표 1에 도시된 바와 같은, 6~10mm의 두께 및 1120mm×1120mm의 면적을 갖는 일반 소다석회 건축용 판유리(대상 판유리) 4매를 준비한 후, 회전하는 다이아몬드 휠을 이용하여 각 에지부의 전면 및 후면을 연마 가공하여 도 2에 도시된 바와 같이 각 대상 판유리의 에지부 전, 후면에 경사각(θ)을 갖도록 경사면(12A 및 12B)을 형성하였다.

강화로를 약 720℃로 가열한 후 가공된 대상 판유리를 강화로 내부로 투입하고, 대상 판유리를 연화점 부근까지 가열시킨다. 이후 대상 판유리를 표 1에 기재된 내부 압력을 갖는 급냉로로 투입하여 급냉시켰다.

상기 열처리 강화 단계(가열 및 급냉 단계)를 거친 후 각 대상 판유리의 표면압축응력을 대한민국 산업규격화법 KS L 2015 (배강도 유리) 규격에 따라 측정하 였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 위와 같이 열처리 강화 공정이 진행된 대상 판유리의 에지 부위에 금속성 접착 테이프를 부착하여 방화 유리를 제조하였다.

각 실시예에서는, 금속성 접착 테이프를 구성하는 기재 및 점착제를 달리하였으며, 또한 금속성 접착 테이프의 길이, 즉, 금속성 접착 테이프가 부착된 에지부의 길이를 표 1과 같이 다르게 설정하였다.

각 실시예의 조건에 따라 제조된 4개의 방화 유리에 대하여 대한민국 산업규격화법 KS F 2845(유리 구획부분의 내화 시험 방법) 규정에 따라 내화 시험을 각각 실시하였으며, 그 시험 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 1~2

에지부 가공 공정 및 열처리 공정을 실시하지 않은, 8~10mm의 두께 및 1120mm×1120mm의 면적을 갖는 일반 소다석회 건축용 판유리에 대하여 내화 시험을 실시하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2
유리두께	8 mm	10 mm	6 mm	8 mm	8 mm	10 mm
에지부 가공경사각(θ)	40	45	40	45	-	-
급냉로 내부압력 (pa)	2,000	1,800	3,000	2,000	-	-
표면압축 응력 (kgf/mm2)	15.965	15.965	16.563	14.847	17.863	15.965
금속테이프 (기재/ 점착제)	알루미늄 /아크릴	알루미늄 (유리섬유강화) /실리콘	알루미늄 (유리섬유강화) /실리콘	알루미늄 (유리섬유 강화) /아크릴	알루미늄 (유리섬유강화) /아크릴	X
금속테이프가 유리 에지부위를 감싼 길이	10 mm	12 mm	10 mm	8 mm	10 mm	X
가스켓 (연속/ 불연속)	불연속	불연속	불연속	불연속	연속	불연속
방화성능	40분	70분	30 분	40 분	5분	3분

표 1에 나타난 결과(방화 성능)에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 방화 유리는 일반적인 일반 소다석회 건축용 판유리와 비교하여 매우 우수한 방화 성능을 갖고 있다.

새시 조립체

이상과 같은 설명에 따라 제조된 방화 유리를 이용한 새시 조립체를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 방화 유리를 이용한 새시 조립체의 일부 단면도로서, 편의상 일반적으로 사각 프레임 형태를 갖는 새시 조립체의 하단부 일부만을 도시하였다.

새시 조립체는 크게 본 발명의 방법에 따라 제조된 방화 유리(10), 방화 유리(10)를 지지하기 위하여 방화 유리(10)의 에지부를 수용하는 제 1 프레임(30), 제 1 프레임(30)의 일측에 고정되어 방화 유리(10)의 일측면에 접촉하는 제 2 프레임(40)을 포함한다.

제 1 프레임(30)은 방화 유리(10)의 전체 에지에 대응하며 (예를 들어) 창틀에 고정되는 하부 프레임(31) 및 하부 프레임(31)의 일측에서 상향 연장(도 4 기준으로서, 새시 조립체의 내측 방향)된 측부 프레임(32)으로 구분된다. 제 1 프레임(30)의 측부 프레임(32)과 소정의 간격을 두고 마주보는 제 2 프레임(40)은 고정 수단(60)을 통하여 제 1 프레임(30)의 하부 프레임(31) 상에 고정된다.

방화 유리(10)는 이 제 1 프레임(30)의 측부 프레임(32)과 제 2 프레임(40)에 의하여 형성된 공간(이하, 편의상 "수용 공간"이라 칭함) 내에 위치하며, 이 수용 공간의 바닥면, 즉 하부 프레임(31) 상에는 방화 유리(10)의 에지단이 놓이는 세팅 블록(50)이 위치한다.

수용 공간 내의 세팅 블록(50)은 다수의 단위 블록으로 이루어지며, 각 단위 블록 상에 방화 유리(10)의 에지가 놓임으로써 방화 유리(10)는 세팅 블록(50)에 의하여 지지된다.

세팅 블록(50)은 방화 유리(10)의 집중 하중에 의한 제 1 프레임(30)의 파손을 방지하기 위한 것으로서, 클로로프렌 고무제, 불소계 고무제, 염화비닐계 엘라스토머제 또는 규산칼슘계 재료로 제조된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수용 공간 내에 수용된 방화 유리(10)와 제 1 프레임(30)의 측부 프레임(32) 사이의 틈새 및 방화 유리(10)와 제 2 프레임(40) 사이의 틈새에 가스켓(70)이 설치되어 있다.

이 가스켓(70)은 방화 유리의 집중 하중에 의한 제 2 프레임(40) 및 (제 1 프레임(30)의) 하부 프레임(31)의 변형을 방지하기 위한 것으로서, 약 250℃의 고온에서도 견딜 수 있는 유기질 또는 무기질계 재료로 제조하는 것이 바람직하다.

한편, 고온에서 견딜 수 있는 유기질 또는 무기질계 재료의 가스켓(70)은 화재 발생시 방화 유리(10)의 에지부로 전달되는 열을 차단하게 된다. 이러한 현상은 온도 차이에 의한 유리의 열팽창 차이 및 그로 인한 과도한 응력을 발생시켜 방화 유리(10)의 파손을 야기한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 단일의 가스켓을 이용하지 않고 다수의 단위 가스켓(70)을 불연속적으로 배치하였다. 즉, 방화 유리(10)와 제 1 프레임(30)의 측부 프레임(32) 사이의 틈새 및 방화 유리(10)와 제 2 프레임 (40) 사이의 틈새에 소정의 간격을 두고 다수의 가스켓(70)을 설치하였다.

따라서, 화재시 방화 유리(10)에 가해진 열은 이웃하는 가스켓(70) 사이에 존재하는 공간을 통하여 에지부로 용이하게 전달된다.

도 6은 새시 조립체의 정면도로서, 편의상 프레임은 도시하지 않았으며, 편의상 방화 유리(10)에 대한 (위에서 설명한 바와 같이 불연속적으로 배치된) 다수의 단위 가스켓(70) 및 세팅 블록(50)의 위치 관계를 도시하였다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 세팅 블록(50)은 방화 유리의 하중이 작용하는, 새시 조립체의 하단부를 구성하는 프레임에 주로 설치되며, 경우에 따라서 치수 조절을 목적으로 양 측부 또는 위쪽에 설치할 수도 있다.

다수의 단위 가스켓(70)을 설치한 후, 방화 유리(10)와 제 1 프레임(30)의 측부 프레임(32) 사이의 틈새 및 및 방화 유리(10)와 제 2 프레임(40) 사이의 틈새 전체에 실링(sealing)제로서 방화용 실란트(80)를 주입하여 마무리 처리한다.

도 5는 본 발명에 따른 방화 유리(10)를 이용한 또 다른 구조의 새시 조립체의 일부 단면도이다. 한편, 도 5에 도시된 새시 조립체의 구성은 도 4에 도시된 새시 조립체의 구성과 전체적으로 동일하며, 따라서 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

제 2 프레임(40-1)이 제 1 프레임(30-1)의 하부 프레임(31-1) 상부면이 아닌 측부에 고정되어 있다는 점이 도 5에 도시된 새시 조립체와 도 4에 도시된 새시 조립체 간의 차이점이다.

제 2 프레임(40-1)은 비교적 얇은 두께의 연결 프레임(42-1) 및 연결 프레임(42-1)과 일체화된 지지 프레임(41-1)으로 이루어진다. 고정 수단(60)에 의하여 연결 프레임(42-1)이 제 1 프레임(30-1)의 하부 프레임(31-1)측부에 고정되며, 따라서 제 2 프레임(40-1)의 지지 프레임(41-1)은 제 1 프레임(30-1)의 측부 프레임(32-1)과 소정의 간격을 두고 마주보는 상태를 유지한다.

이와 같이 제 2 프레임(40-1)을 구성함으로써 제 2 프레임(40-1)이 지지되는 제 1 프레임(30-1)의 폭을 크게 줄일 수 있으며, 따라서 새시 조립체의 두께를 현저히 감소시켜 좁은 공간에서도 새시 설치 공사를 진행할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 광범위하게 사용되고 있는 일반 건축용 소다 석회 판유리를 기계적 가공, 열처리 및 금속성 접착 테이프 부착 공정을 실시하여 매우 우수한 방화 성능을 갖으며, 열처리 공정에서 상대적으로 낮은 표면 압축응력을 갖게 하여 외관이 좋으며, 높은 표면 압축 응력을 얻기 위한 별도의 추가 설비가 필요하지 않는 방화 유리를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 방화 유리는 재료를 쉽게 구할 수 있는 가격이 저렴한 일반 건축용 소다 석회 판유리를 이용하여 제조됨으로써 경제적이고 현실적이다.

이와 함께, 이와 같이 우수한 방화 유리를 이용한 새시 조립체 역시 경제적인 면에서 큰 효과를 가지며, 특히 이 에지부로 용이하게 열을 전달함으로써 화재시 파손될 우려가 없는 새시 조립체를 제공할 수 있다.

위에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (14)

1. 방화 유리 제조 방법에 있어서,

   건축용 소다 석회 판유리(대상 판유리)의 에지부를 가공하는 단계;

   에지부가 가공된 대상 판유리에 대하여 열처리를 실시하는 단계; 및

   가공된 에지부에 접착 테이프를 부착하는 단계를 포함하는 방화 유리 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 에지부 가공 단계는 대상 판유리의 전면 및 후면의 전체 에지부에 대하여 실시되어 모든 에지부가 35°내지 55°의 경사면을 갖되, 그 두께가 에지로 갈수록 점차적으로 감소되는 형태로 가공되는 방화 유리 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 열처리 단계는 대상 판유리를 680 내지 740℃ 조건에서 연화점까지 가열시키는 가열 단계 및 가열된 대상 판유리를 1,800 내지 8,000 pa의 압력 조건에서 냉각시키는 단계에 의해 열처리된 판유리의 표면압축응력이 14 내지 17 kgf/㎜² 가 되도록 이루어지는 방화 유리 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 접착 테이프는 기재 및 기재 표면에 도포된 점착제를 포함하며, 상기 기재는 알루미늄, 납, 아연, 구리 또는 그들의 합금중 어느 하나로 제조되고, 상기 점착제는 아크릴계, 실리콘계, 고무계 및 이온 전도성계 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방화 유리 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 접착 테이프는 무기질 섬유가 함유된 기재, 기재 표면에 형성된 금속 박막층 및 금속 박막층 상에 형성된 점착제층으로 이루어진 방화 유리 제조 방법.
6. 건축용 소다 석회 판유리(대상 판유리)로 이루어지며, 에지부 전면 및 후면을 가공하여 경사면이 형성되고, 열처리를 통하여 강화되며, 가공된 에지부에 접착 테이프가 부착되어 있는 방화 유리.
7. 제 6 항에 있어서, 에지부는 35°내지 55°의 경사면을 갖고, 그 두께가 에지로 갈수록 점차적으로 감소되는 방화 유리.
8. 제 6 항에 있어서, 열처리는 대상 판유리를 680 내지 740℃ 조건에서 연화점까지 가열시키고, 가열된 대상 판유리를 1,800 내지 8,000 pa의 압력 조건에서 냉각시키는 단계에 의해 열처리된 판유리의 표면압축응력이 14 내지 17 kgf/㎜² 가 되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 방화 유리.
9. 제 6 항에 있어서, 접착 테이프는 기재 및 기재 표면에 도포된 점착제를 포함하며, 상기 기재는 알루미늄, 납, 아연, 구리 또는 그들의 합금중 어느 하나로 제조되고, 상기 점착제는 아크릴계, 실리콘계, 고무계 및 이온 전도성계 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방화 유리.
10. 제 6 항에 있어서, 접착 테이프는 무기질 섬유가 함유된 기재, 기재 표면에 형성된 금속 박막층 및 금속 박막층 상에 형성된 점착제층으로 이루어진 방화 유리.
11. 제 6 항 내지 제 10 항에 따른 방화 유리;

    방화 유리의 전체 에지에 대응되어 방화 유리를 지지하며, 새시 부착 위치에 고정되는 하부 프레임 및 하부 프레임의 일측에서 새시 조립체 내측으로 연장된 측부 프레임으로 구분되는 제 1 프레임;

    제 1 프레임의 일측에 고정되어 방화 유리의 일측부에 접촉하며, 제 1 프레임의 측부 프레임과 마주보도록 고정 수단을 통하여 제 1 프레임의 하부 프레임 상에 고정되어 방화 유리의 일측부에 접촉하는 제 2 프레임; 및

    제 1 프레임의 측부 프레임과 제 2 프레임에 의하여 형성된 공간에 배치되며 방화 유리의 에지가 놓여지는 세팅 블록; 및

    방화 유리와 제 1 프레임의 측부 프레임 사이의 틈새 및 방화 유리와 제 2 프레임 사이에 설치된 가스켓을 포함하는 섀시 조립체.
12. 제 11 항에 있어서, 세팅 블록은 제 1 프레임에서 방화 유리의 하중이 작용하는 부분에만 설치되는 다수의 단위 블록으로 이루어지며, 클로로프렌 고무제, 불소계 고무제, 염화비닐계 엘라스토머제 또는 규산칼슘계 재료 중 어느 하나로 제조된 새시 조립체.
13. 제 11 항에 있어서, 가스켓은 유기질계 또는 무기질계 재료로 제조되며, 다수의 단위 가스켓이 불연속적으로 배치되는 새시 조립체.
14. 제 11 항에 있어서, 제 2 프레임은 제 1 프레임을 구성하는 하부 프레임의 측부에 고정되는 연결 프레임 및 연결 프레임으로부터 연장되며 제 1 프레임의 측부 프레임과 소정의 간격을 유지하는 지지 프레임으로 이루어진 새시 조립체.

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