KR20130141626A - 유리 다각형 관 및 그 제조방법, 및 이에 의한 용기 - Google Patents

유리 다각형 관 및 그 제조방법, 및 이에 의한 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 뛰어난 치수 정밀도를 가지며 대형화가 가능한 유리 다각적 관 및 상기 유리 다각형 관을 쉽게 제조 할 수 있는 유리 다각형 관의 제조방법 및 우수한 치수 정밀도를 가지고 대형화가 가능한 용기를 제공한다. 상기 유리 다각형 관의 제조방법의 해결 수단으로는, 4개 이상의 내열성 유리판을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제로 접합하여 형성되는 유리 다각형 관의 제조방법이, (A) 내열성 유리판을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제를 접합하여 접합체를 형성하는 공정, 및 (B) 상기 접합체를 100℃ 이상으로 가열하여 상기 내열성 유리판 끼리 접착하는 공정,을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유리 다각형 관 및 그 제조방법, 및 이에 의한 용기{Glass polygonal tube, method for manufacturing same, and container}
본 발명은 유리 다각형 관 및 그 제조 방법, 및 이에 의한 용기에 관한 것으로, 특히, 태양 전지와 유기 EL 등의 대형 기판을 가열 처리할 때 사용되는 대형 용기로 적합하게 사용되는 유리 다각형 관 및 그 제조방법, 및 이에 의한 용기에 관한 것이다.
종래의 대형 용기는 석영 유리 등이 주로 사용되어 왔지만, 석영 유리 관을 선반을 통해 이송 가열하면서 제조된 대구경 관이 사용되어 왔다 (예를 들면, 특허 문헌 1). 또한 석영 크리스탈 입자를 관 형식으로 형성하고 이를 내면 측에서 가열하여 대구경 관을 제조하는 방법 등이 사용되어 왔다. 또한 각형의 대형 컨테이너는 대형 석영 유리 판재끼리 화염 버너에서 가열하여 석영 유리의 단면을 석영 유리 용접봉으로 용접하는 것이 일반적이었다 (예를 들면, 특허 문헌 2).
그러나, 최근에는 태양 전지 및 유기 EL 기판이 점점 대형화가 가속되고 가열 처리를 위한 대형 용기도 더욱 요구되고 있다. 불행하게도, 석영 유리를 대구경화 하는 기술에도 한계가 있어 대구경 관을 제조하는 것이 어려웠다.
또한, 대구경화 되면 외경 및 두께의 공차는 떨어질 것이고, 현재 관의 화염 가공에 따라 대구경화 또는 주형에 분말을 충전하여 용융하는 방법은 외경의 공차는 외경이 500㎜ 이상에는 ±50㎜ 정도, 두께의 공차도 ±5㎜ 정도, 길이의 공차도 ±30㎜ 정도로 되는 등의 본질적인 문제가 있었다. 치수 공차가 나쁘면 밀봉 특성도 나빠지기 때문에 태양 전지 또는 유기 EL의 프로세스에 사용하는 가스는 특별한 독성 가스가 용기 단부에서 밀봉성 문제을 야기시키는 등 전통적인 관을 사용하는 데 많은 문제가 있었다. 또한, 큰 용기의 두께 공차 및 크기 공차가 점진적으로 엄격해지고 있는 것이 현실이다.
또한, 최근에는 저온화 처리가 유리하게 진행됨에 따라, 석영 유리가 아닌 유리, 예를 들어 고 규산 유리, 파이렉스 (Pyrex 등록 상표), 바이코르(vycor), 템팍스(tempax), 네오세람(neoceram), 네오렉스(neorex) 및 파이야라이트(fayalite)가 사용되는 것이 검토되고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특개평 4-26522 호 공보 [특허 문헌 2] 일본 실용공고 7-14194 호 공보
본 발명은 우수한 치수 정밀도를 가지면서 대형화가 가능한 유리 다각형 관 및 상기 유리 다각형 관을 쉽게 제조할 수 있는 유리 다각적 관의 제조방법, 및 우수한 치수 정밀도가 있고 대형화가 가능한 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 대형 용기의 제조방법에 대해 부단히 연구를 거듭한 결과, 4개 이상의 내열성 유리판을 SiO2입자를 주성분으로 하는 슬러리형 접착제로 접착하여 대형 용기를 쉽게 제조할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한 그 제조방법으로 얻어진 대형 용기는 우수한 치수 정밀도를 가진다는 것도 확인되었다.
즉, 본 발명의 유리 다각형 관의 제조방법은 4개 이상의 내열성 유리를, SiO2 미립자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제로 접착하여 만드는 유리 다각형 관의 제조 방법으로서, (A) 내열성 유리판을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제를 발라서 접합체를 형성하는 단계, 및 (B) 상기 접합체를 100℃ 이상으로 가열하여 상기 내열성 유리판을 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 내열성 유리판은 10 개 이상인 것이 바람직하다.
B 형 점도계에서 30rpm, 23℃ 조건에서 측정했을 때, 상기 슬러리 접착제의 점도가 3000mPa·s 이상인 것이 바람직하다.
상기 (A) 단계의 상기 접합을 상온(실온)에서 실행되는 것이 적합하다.
상기 내열성 유리판으로 석영 유리가 적절하게 사용된다. 상기 내열성 유리판으로 석영 유리를 이용한 경우, 상기 (B) 단계의 가열을 500 ℃ 이상에서 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리 다각형 관은 4개 이상의 내열성 유리판을, SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제로 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 내열성 유리판은 10매 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 유리 다각형 관의 외경은 500㎜ 이상이며, 상기 유리 다각형 관의 두께는 10㎜ 이상이며, 상기 유리 다각형 관의 길이는 1000㎜ 이상인 대구경 유리 다각형 관을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 대구경 유리 다각형 관에 있어, 상기 유리 다각형 관의 외경 치수 공차는 ±5㎜ 이내이며, 상기 유리 다각형 관의 두께 치수 공차는 ±2㎜ 이내이며, 상기 유리 다각형 관의 길이 치수 공차는 ±10㎜ 이내인 대구경 유리 다각형 관을 얻을 수 있다.
본 발명의 유리 다각형 관은 전술한 본 발명의 유리 다각형 관의 제조방법에 의해 적합하게 제조된다.
본 발명의 용기는 전술한 본 발명의 유리 다각형 관을 이용하여 제조되는 것을 특징으로하는 한다.
본 발명에 의하면, 우수한 치수 정밀도가 있고 대형화가 가능한 유리 다각형 관과 용기를 제공할 수 있다는 의미있는 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명에 의하면, 대형 치수로 제조되는 경우에도 우수한 치수 정밀도를 갖는 유리 다각형 관을 간단하게 제조할 수 있는 유리 다각형 관의 제조방법을 제공 할 수 있다는 의미있는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 유리 다각형 관의 1 구현예를 나타내는 사시 설명도이다.
도 2는 도 1의 유리 다각형 관의 제조 도중의 상태를 나타내는 사시 설명도이다.
도 3은 본 발명의 유리 다각형 관의 다른 구현예를 나타내는 사시 설명도이다.
도 4는 도 3의 유리 다각형 관의 제조 도중의 상태를 나타내는 사시 설명도이다.
도 5는 도 4의 유리 다각형 관의 내면 측의 요부 확대도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명하지만, 이러한 설명은 단지 예시적인 것일 뿐, 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 유리 다각형 관의 1 구현예의 사시 설명도이고, 도 2는 도 1의 유리 다각형 관의 제조 도중의 상태를 나타내는 사시 설명도이다. 도 1에서 부호 10은 제1 유리 다각형 관이다. 상기 유리 다각형 관(10)은 적어도 4장 이상 (도 1에서는 14장)의 내열성 유리판(12)을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제 (14)를 통해 다각형 관 형상(도 1에서 14-코너 관 형상)으로 접착하여 이루어지는 것이다. 도 2에서 부호 10a는 제조 도중의 유리 다각형 관 중간체를 지시하는 것으로, 6개의 내열성 유리판(12)을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제(14)을 통해 아치 형상으로 접착된 상태가 도시되어 있다. 상기 유리 다각형 관 중간체(10a)의 상태에서 남은 8장의 내열성 유리판(12)을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 형태의 접착제를 통해 접착하여 도 1에 나타낸 유리 다각형 관(10)이 형성된다.
상기 내열성 유리판의 재질로는 공지의 내열성 유리판이 사용 가능하며, 특별히 제한되지는 않지만 20℃ ~ 700℃의 범위에서 열팽창 계수가 1×10-7~ 1×10-5(°K-1)인 유리가 바람직하며, 구체적으로는 85 중량% 이상의 SiO2를 함유하는 도핑 또는 비도핑 규산염 유리가 적합하다. 상기 규산염 유리로는, 예를 들어, 고규산 유리, Pyrex(등록 상표), 바이코르, 템팍스, 네오세람, 네오렉스, 파이야라이트와 석영 유리 등의 고 내열성 유리를 들 수 있고, 그 중 석영 유리가 보다 바람직하다.
상기 내열성 유리판의 형상은 판상이 좋지만 이에 특별히 제한되지 않으며, 목적으로하는 유리 다각형 관의 모양에 맞게 적절히 선택하면 된다. 구체적으로는 사각형 형상 또는 아치 모양의 유리가 적절히 사용된다.
도 1에서 사용되는 내열성 유리판의 매수가 14장의 예제를 보여 주지만, 본 발명의 유리 다각형 관에 사용되는 내열성 유리판은 4장 이상이면 좋고, 목적으로 하는 유리 다각형 관의 모양에 맞게 적절히 선택하면 된다. 대구경의 다각형 관을 얻으려면 10장 이상의 내열성 유리판을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 내열성 유리판의 제조방법은 특별히 제한은 없고, 공지의 방법으로 사용할 수 있으며, 예를 들어, 블록 모양의 덩어리에서 슬라이스하거나 고온으로 가열하여 성형하는 방법으로 취하여도 좋다.
상기 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제에서의 SiO2 입자로서 비정질 SiO2 입자가 바람직하며, 구체적으로는 고 규산 또는 석영 유리가 적합하다.
상기 SiO2 입자의 입경은 500㎛ 이하, 더 바람직하게는 100㎛ 이하가 보다 바람직하며, 입경을 제어하여 가장 근접한 팩형 입자 용해로 되는 입자 분포로 용매에 녹이는 것이 특히 바람직하다. 높은 규산 또는 석영 유리 입자는 유리 재료를 분쇄하여 입자 크기가 균일하게 된다. 슬러리는 높은 규산 유리와 석영 유리 미립자를 혼합하여 얻어진 혼합물이어도 상관없고, 또는 각각 단독으로 만들어도 상관없다. 또한, 바람직한 최고 긴밀 패킹을 얻으려면, 입자는 미세 입자를 함께 용매에 녹여 지는 것이 필요하다.
접착제에 사용되는 용매로는 SiO2 입자를 용해 슬러리 접착제를 얻을 수 있는 것이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 순수한 물 및 알코올, 기타 고순도 화학 약품 제품(예를 들면 Si 알콕사이드) 등으로부터 선택하면 된다. 예를 들어 순도 높은 규산이나 석영 유리 입자를 순수에 녹여 넣은 경우에는 접착제는 탁한 점성을 가진 슬러리로서 형성된다.
접착제의 점성에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 점성이 너무 작은 경우에는 접착 할 때 건조하기 전에 접착제가 흘러 버려 공업적으로 사용할 수 없다. 또한, 점성이 너무 큰 경우에는 접착제를 취급하는 것이 어려워진다. 이에 따라, 접착제의 점성은 B형 점도계에서 30rpm, 23℃ 조건에서 측정했을 때 접착제의 점도가 3000 mPa·s 이상인 것이 바람직하고, 4000~15000 mPa·s 정도가 더 바람직하다.
슬러리 접착제의 고형분은 65 질량% 이상이 바람직하고, 80 질량% 이상이 더 바람직하고, 83 질량% 이상이 더욱 바람직하다.
상기 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제로 예를 들어, 일본특허공표 2008-511527호 공보에 기재되어 있는 비정질 SiO2 입자를 함유하는 수성 슬러리가 적합하게 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 유리 다각형 관의 다른 구현예를 나타내는 사시설명도이고, 도 4는 도 3의 유리 다각형 관의 제조 도중의 상태를 나타내는 사시설명도이고, 도 5는 도 4의 내면측의 요부 확대도이다. 도 3에서 부호 11는 제2 유리 다각형 관이다. 상기 유리 다각형 관(11)은 4개의 내열성 유리판(12)을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제(14)를 통해 다각형(4각형)에 접착하여 이루어지는 것이다. 도 4 및 도 5에서 부호 11a는 제조 도중의 유리 다각형 관 중간체로 2장의 내열성 유리판(12)을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제(14)를 통해 L자 모양으로 접착된 상태를 보여주고 있다. 상기 유리 다각형 관 중간체(11a) 상태에서 나머지 2장의 내열성 유리판(12)을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 형태의 접착제를 통해 접착하여 도 3에 나타낸 유리 다각형 관(11)이 형성된다.
본 발명의 유리 다각형 관의 제조방법은 (A) 내열성 유리판을, SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 형태의 접착제로 접착하여 접합체를 형성하는 단계와, (B) 상기 접합체를 100℃ 이상으로 가열하여 상기 내열성 유리판 끼리를 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (A) 공정은 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같은 완성상태와 비슷한 모양의 접합체를 형성하고,이 접합체를 (B) 공정에서 가열처리하여 궁극적으로 내열성 유리판 끼리를 접착해서 완성상태의 유리 다각형 관을 제조할 수 있다.
또한, 상기 (A) 단계에서 2매 이상 총 완성 매수 미만의 내열성 유리판 끼리 접착하여 접합체를 형성한 후, (B) 공정에 의해 내열성 유리판 끼리를 접착한 후 다시 (A) 공정 및 (B) 공정의 사이클을 반복하여 결국 목적하는 다각형 관을 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 (A) 공정에서는 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같은 미완성 상태의 아치형 또는 L자형의 접합체를 형성하고,이 접합체를 (B) 공정에서 가열처리하여 미완성 상태의 내열성 유리판 끼리를 접착한 다음, 미완성 상태의 아치형 또는 L자 모양의 접착체에 내열성 유리판을 접합한 완성 상태와 비슷한 모양의 접합체 및 접착체의 혼합체를 형성하고,이 혼합체를 다시 (B) 공정에서 가열처리하여 최종적으로 접합 상태의 내열성 유리판 끼리 연결결합하여 완성 상태의 유리 다각형 관을 제조할 수도 있다.
상기 (A) 단계의 접합 방법에 대해서는 특별히 규정하지는 않지만, 유리 입자가 고밀도 충전에 가까운 상태로 녹여진 접착제는 점성을 가지고 있기 때문에, 유리의 단면끼리 접착제를 도포하여 접착하는 것도 좋다. 또한 유리판 사이를 90°로 고정하여 그 단면의 틈새에 접착제를 흘려 넣는 것도 상관없다. 특히 접착제 입자가 녹아 있는 경우에는 중력으로 입도 분포에 편향이 발생해 버리는 위험성이 있기 때문에 접착제는 정치되지 않고 충분히 교반된 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 또한 접착판의 단면에 대해서도 특별히 규정은 없지만, 접착제가 쉽게 취해지는 요철면이 바람직하다. 그러나 평평면에서도 접착제를 밀어내지 않는다면 충분한 접착효과를 발휘하게 된다.
상기 (A) 단계의 접합체의 형성에 있어서 접착제는 용제를 증발시키는 것이 필요하며, 이는 상온 또는 100℃ 정도로 접착 부분을 가열하면 된다. 이 가열 방법은, 예를 들어, 온풍을 강제로 접착부에 선풍기도 좋고, 또는 산업용 건조기 등에 의해 가열할 수 있다. 경우에 따라서는 화염에 의해 접착 부분을 건조시키는 것도 가능하다.
상기 (B) 단계의 가열 온도는 100℃ 이상이며, 접착제에 녹여진 입자의 종류와 유리의 종류에 따라 적절히 선택하면 되지만, 유리 미립자 끼리 가열에 의해 용착되는 온도가 이상적이다.
SiO2 성분이 석영 유리인 접착제로 석영 유리판 사이를 접착시키기 위해서는 500℃이상, 바람직하게는 1000℃ 이상 1400℃ 이하로 가열하는 것이 적합하다. 또한 유리의 재질이 고규산 유리, Pyrex(등록 상표), 바이코르, 템팍스, 네오세람, 네오렉스, 파이야라이트의 경우에는 200℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 이상 500℃ 이하로 가열하는 것이 적절하다.
가열 시간은 가열 온도에 따라 적절히 선택하면 되는 것으로, 1 ~ 10 시간이 적합하다.
본 발명은 SiO2를 주성분으로 하는 접착제를 사용함으로써 열팽창 등에 의한 신장 및 수축을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에서는 4개 이상의 유리판을 준비하고 이를 접착하여 치수 정밀도가 아주 좋고 공차도 작은 유리 다각형 관을 얻을 수 있다. 예를 들어, 외경이 500㎜ 이상, 두께가 10㎜ 이상, 길이가 1000㎜ 이상의 대구경의 다각형 관에서 외경의 치수 공차가 ±5㎜ 이내, 두께의 치수 공차가 ±2㎜ 이내, 길이 치수 공차가 ±10㎜ 이내의 우수한 치수 정밀도를 갖는 대구경 다각형 관을 얻을 수 있다.
실시예
본 발명을 다음의 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하지만, 이러한 실시예는 예시적으로 나타나는 것일 뿐 이에 제한되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다.
(실험예 1)
석영 유리의 미분을 1㎛ 이하의 작은 입자, 5-10㎛의 중간 입자, 50-100㎛의 큰 입자로 준비하고 고밀도로 충전되는 비율로 혼합하고 이를 순수한 물에 녹여 넣었다. 수분량으로는 약 10% 정도로, B 형 점도계에서 30rpm의 회전조건으로 상온(23℃)에서 접착제의 점도는 6500mPa·sec로 되었다.
이 접착제를 사용하여 폭 10㎜ × 길이 40㎜ × 두께 10㎜의 석영 유리 사각봉 2 개를 실온에서 접합한 후 1200℃에서 1시간 가열하여 석영 유리 사각봉을 접착 폭 10㎜ × 길이 80㎜ × 두께 10㎜ 장방형 사각봉을 제조했다.
상기 접착된 석영 유리 사각봉을 샘플로 JAS 1급 시험 단판 적층재 시험을 준수하여 다음 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시하여 하중(N)을 측정하였다. 받침점 사이 거리 30㎜ 거리를 둔 2개의 지지봉에 샘플을 실어 샘플의 표면을 윗면으로 스팬을 가로질러 직선으로 배치해 놓았으며, 그런 다음 하중을 받고 있는 봉의 유효 길이 (샘플 폭)에 하중 속도 0.5㎜/min 조건에서 하중을 적용하여 실온에서 하중을 측정했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(실험예 2)
실험예 1과 동일하게 접착제를, 폭 10㎜ × 길이 40㎜ × 두께 10㎜의 석영 유리 사각봉 2개를 상온에서 접합한 후 600℃에서 1시간 가열하여 실험예 1과 동일한 크기의 샘플을 생성했다. 상기 샘플에 대한 실험예 1과 동일한 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(실험예 3)
실험예 1의 접착제에 에탄올을 첨가하여 점성을 B 형 점도계에서 30rpm의 회전조건으로 실온(23℃)에서 측정 결과 4500mPa·sec로 한 후, 석영 유리와 네오세람(폭 10㎜ × 길이 40㎜ × 두께 10㎜)를 해당 접착제를 통해 접합한 후 산업용 건조기로 표면을 급속 건조하여 접합체를 얻었다. 주어진 접합체를 600℃에서 1시간 동안 가열하여 석영 유리와 네오세람을 결합하여 샘플을 제조했다. 상기 샘플에 대해 실험예 1과 동일한 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(실험예 4)
실험예 1과 동일 접착제를, 폭 25㎜ × 길이 40㎜ × 두께 25㎜의 석영 유리 사각봉 2개를 상온에서 접합한 후 1200℃에서 1시간 가열하고, 폭 25㎜ × 길이 80㎜ × 두께 25㎜의 샘플을 제조했다. 상기 샘플에 대한 실험예 1과 동일한 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 1)
석영 유리 사각봉 2개(폭 25㎜ × 길이 40㎜ × 두께 25㎜)를 산소와 수소 화염을 사용하여 버너로 단면을 용융하여 압착용접했지만, 단면이 충분히 가열되지 못하여 용접이 충분하지 않고, 용접면이 갈라져 버렸다. 마지막까지 반복적으로 샘플 제조를 시도한 결과, 10 번째에 간신히 샘플을 만들 수 있었다. 주어진 샘플에 대해 실험예 1과 동일한 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시했다. 그러나, 용접면이 확실하게 용접되지 않았기 때문에, 3-점 굽힘 시험에서는 쉽게 접착면에서 탈락했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 2)
Pyrex(등록상표) 시트(40㎜ × 200㎜ × 두께 25㎜) 2 매를 압착하여, 프로판/산소 화염을 이용하여 버너로 단면을 용융했지만, 도중에 Pyrex(등록상표) 시트가 깨져 버려 용접할 수 없엇다. 반복적인 샘플 제조를 시도했지만, 불행히도 샘플을 만들 수 없었다.
(실시예 1)
폭 50㎜, 길이 1500㎜, 두께 20㎜의 직사각형 석영 유리판을 36장 준비하고, 각도 10°으로 길이 1500㎜ 를 따른 위치에서 석영 유리 2장을 실험예 1과 동일한 접착제를 사용하여 상온에서 접합하고 접합체를 형성한 후 해당 접합체를 1200℃에서 1시간 가열한 석영 유리판을 서로 접착하여 유리 다각형 관 중간체를 얻었다. 상기 유리 다각형 관 중간체에 동일한 방식으로 석영 유리판의 접착을 반복하여 총 36개의 석영 유리판을 접착하여 외경 600㎜, 길이 1500㎜, 두께 20㎜의 다각형 관을 얻었다. 또한 접착제를 석영 유리 단면 뿐만 아니라, 다각형 관의 내면 측에 접착제를 적용하여 기계적 강도를 증가시키도록 하였다. 이 다각형 관의 치수 공차는 길이는 ±10㎜, 외경은 ±10㎜, 두께는 ±2㎜로 매우 정밀도가 좋은 다각형 관을 제조 할 수 있게 되었다.
주어진 다각형 관과 동일한 두께의 샘플과 용접 방법으로 폭 20㎜ × 길이 80㎜ × 두께 20㎜의 샘플을 만들고 실험예 1과 동일한 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
(실시예 2)
4개의 석영 유리판 (폭 700㎜, 길이 700㎜, 두께 10㎜)를 준비하고 실시예 1과 동일한 접착제를 이용하여 아래 방법으로 상기 4개의 석영 유리판을 접착하고 유리 다각형 관을 얻었다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 유리판 사이를 90°로 고정하여 그 단면의 틈새에 접착제를 부어 상온에서 건조하고 접합체를 얻은 후 해당 접합체를 1200℃에서 1시간 가열하고 석영 유리를 접착하고 유리 다각형 관 중간체를 얻었다. 상기 유리 다각형 관 중간체에 동일한 방식으로 석영 유리판을 접착하고, 총 4개의 석영 유리판을 접착하여 사각형 관을 얻었다. 주어진 사각형 관의 치수는 700㎜ ±10㎜, 두께 10㎜ ±2㎜였다.
주어진 사각형 관을 샘플로 실험예 1과 동일한 방법으로 3-점 굽힘 시험을 실시하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.
(비교예 3)
외경 300㎜와 얼마의 벽두께를 가지는 석영 유리관을 불어서 외경 600㎜ 및 두께 20㎜의 관을 만들려고 시도했지만, 두께를 20㎜로 하는 것은 불가능하고, 두께 4㎜의 관 밖에 만들 수 없었다.
(비교예 4)
외경 700㎜ 금속 몰드에 석영 크리스탈 분말을 충전하고 이를 감압 분위기에서 중심부에서 용융했다. 이렇게 제조된 석영 유리관은 외경 600㎜ ±50㎜, 두께 20㎜ ±6㎜, 길이 1500㎜ ±50㎜이며, 치수 정밀도가 나쁘고 사용할 수 없었다. 10개의 관을 용융하여 제조했지만, 치수 정밀도의 향상은 없었다.
3-점 굽힘 시험(하중저항)
실험예 1 250 N
실험예 2 50 N
실험예 3 50 N
실험예 4 1700 N
실시예 1 2000 N
실시예 2 1200 N
비교예 1 10 N
10, 11 : 유리 다각형 관
10a, 11a : 유리 다각형 관 중간체
12 : 내열성 유리판
14 : 접착제

Claims (12)

  1. 4개 이상의 내열성 유리판을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제로 접합하여 형성되는 유리 다각형 관의 제조방법이,
    (A) 내열성 유리판을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제를 접합하여 접합체를 형성하는 공정, 및
    (B) 상기 접합체를 100℃ 이상으로 가열하여 상기 내열성 유리판 끼리 접착하는 공정,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    B형 점도계에서 30rpm, 23℃ 조건에서 측정했을 때, 상기 슬러리 접착제의 점도가 3000mPa·s 이상인 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (A)단계의 상기 접합이 상온에서 행해지는 것을 특징으로 하는 대구경 유리 다각형 관의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내열성 유리판이 석영 유리로 만들어진 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (B)단계의 가열을 500℃ 이상에서 행해지는 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내열성 유리판이 10개 이상인 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관의 제조방법.
  7. 4개 이상의 내열성 유리판을 SiO2 입자를 주성분으로 하는 슬러리 접착제로 접합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내열성 유리판이 10개 이상인 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 유리 다각형 관의 외경이 500㎜ 이상이며, 상기 유리 다각형 관의 두께가 10㎜ 이상이며, 상기 유리 다각형 관의 길이가 1000㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유리 다각형 관 외경의 치수 공차가 ±5㎜ 이내이며, 상기 유리 다각형 관의 두께 치수 공차가 ±2㎜ 이내이며, 상기 유리 다각형 관의 길이의 치수 공차가 ±10㎜ 이내인 것을 특징으로하는 유리 다각형 관.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 다각형 관이 청구항 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 유리 다각형 관.
  12. 청구항 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유리 다각형 관을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 용기.
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