KR20140093017A

KR20140093017A - 분리 영역을 형성하는 실링재를 포함하는 진공유리 및 이를 이용하여 복수의 진공유리를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20140093017A
Application number: KR1020130005279A
Authority: KR
Inventors: 손범구; 송수빈; 정승문
Original assignee: (주)엘지하우시스
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-07-25
Also published as: KR101581996B1; WO2014112710A1

Abstract

본 발명은 분리 영역을 형성하는 실링재를 포함하는 진공유리 및 이를 이용하여 복수의 진공유리를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 판유리의 내부에 위치하여 상기 판유리를 복수의 영역으로 분리하는 실링재를 포함하는 진공유리 및 상기 실링재가 도포된 분리부를 절단하여 복수의 진공유리를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

분리 영역을 형성하는 실링재를 포함하는 진공유리 및 이를 이용하여 복수의 진공유리를 제조하는 방법{VACUUM GLASS HAVING SEALING MATERIAL ISOLATING SEPARATE REGION AND METHOD OF MANUFATURING PLURALITY OF VACCUM GLASS}

건물의 냉난방을 위해 소비되는 에너지는 총 에너지 소비량의 25% 정도를 차지하고 있다.

이 중에서 창호를 통한 에너지 손실은 건물 전체 에너지 사용량의 약 35%에 이른다. 이는 창호의 열관류율(coefficient of overall heat transmission)이 벽체나 지붕의 2 ~ 5배 정도로 커서, 창호가 건물 외피 중 단열측면에서 가장 취약한 부위이기 때문이다. 그에 따라, 건물에서의 에너지 절약은 물론 국가 전체의 에너지 절약 측면에서도 벽체와 유사한 열관류율을 갖는 단열성능이 우수한 창호의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

창호는 일반적으로 틀을 형성하는 프레임과 프레임에 결합되는 유리로 구분되는데, 창호에서 열에너지의 유출은 창호의 대부분 면적을 차지하고 있는 유리에서 주로 발생하며, 이를 획기적으로 줄일 수 있는 진공유리가 각광을 받고 있다.

진공유리는 두 장의 판유리 사이에 진공층을 형성한 것으로써, 로이유리와 함께 사용함으로써, 기체의 전도, 대류, 복사에 의한 열손실을 최소화한 유리이다.

이러한 진공유리는 진공층을 형성하기 위하여 판유리 사이에 간격을 유지하는 필러를 사용하게 된다. 진공유리는 내부공간에 진공층을 형성하는 구조를 가지기 때문에, 진공상태의 내부공간과 대기압 상태의 외부공간의 기압차이로 인해 판유리에 외력이 작용하게 되며, 이러한 판유리에 작용하는 외력은 판유리 중 필러와 맞닿아 있는 부분에 집중되어 응력으로 나타나게 된다.

한편 한국공개특허 제2004-0004451호에서는 상기와 같이 유리판 사이에 위치한 지지필러가 포함되는 진공 복층 유리의 구성을 개시하고 있다.

그러나 이러한 진공유리의 제조공정에 있어서, 실링재의 접합 및 갑압에 의한 진공 배기 등의 과정은 고가의 비용이 소요되는 바, 보다 경제적인 진공유리의 제조방법이 지속적으로 요구되는 실정이다.

이에 본 발명자들은 보다 경제적인 진공유리의 제조방법을 제공하고자 연구, 노력한 결과, 판유리 표면이 복수의 영역으로 분리되도록 주연(周緣)부 및 분리부에 실링재를 도포한 후, 주연부 및 분리부를 봉착하고, 상기 분리부를 따라 절단하는 경우, 단일 공정을 통하여 복수의 진공유리를 얻을 수 있어 경제적으로 진공유리를 제조할 수 있음을 발견함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 분리부에 의하여 복수의 영역으로 나누어지는 모(母)진공유리 및 상기 모진공유리로부터 단일 공정에 의하여 복수의 진공유리를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공유리는 일정 간격 이격되어 배치된 복수의 판유리; 상기 판유리 사이에 개재되어 상기 판유리의 간격을 유지하는 복수의 필러; 상기 판유리의 주연부에 위치하여, 상기 판유리를 밀봉 접착하는 제1 실링재 및 상기 판유리의 내부에 위치하여 상기 판유리를 복수의 영역으로 분리하는 제2 실링재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은,

한 쌍의 판유리 중 적어도 하나의 판유리에 배기홀을 형성하는 단계; 판유리 표면을 복수의 영역으로 분리하도록 주연부 및 분리부에 실링재를 도포하는 단계; 판유리 상에 복수의 필러를 배치하는 단계; 한 쌍의 판유리를 합착하고 주연부에 도포된 실링재를 가열하여, 판유리 사이의 주연부를 밀봉하는 단계; 상기 배기홀을 통하여 판유리 사이의 내부를 감압하는 단계; 판유리 표면을 복수의 영역으로 분리한 분리부에 도포된 실링재를 가열하여 분리부 영역을 밀봉하는 단계 및 상기 분리부 영역을 절단하는 단계를 포함하는 복수의 진공유리 제조방법을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 단일 공정에 따라 한 번의 실링재의 접합 및 갑압에 의한 진공 배기 등의 과정을 통하여 복수의 진공유리를 제조할 수 있는 바, 보다 경제적으로 다수의 진공유리를 제조할 수 있다. 또한, 각각의 진공유리는 일정 수준 이상의 필러를 포함하므로 진공유리에 걸리는 응력을 낮춰 안정성을 보장할 수 있다.

도 1은 일반적인 진공유리의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리의 수평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리의 제조방법에서 모진공유리의 절단에 의하여 복수의 진공유리가 제조되는 것을 도식화한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 진공유리 및 그 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 위치하는"이라고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 위치할 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 위치할 수도 있으며, 이격거리를 두고 위치하는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 1은 일반적인 진공유리의 수직단면도로서, 본 발명에 따른 진공유리에 대해 살펴보기에 앞서, 진공유리의 구성을 간단히 살펴보기로 한다.

일반적인 진공유리는 복수의 판유리(100), 실링재(200) 및 필러(300)를 포함한다.

상기 복수의 판유리(100) 사이에 진공층 형성을 위한 간격 유지를 위하여 판유리(100) 사이에 필러(300)가 개재된다. 그리고, 외부의 가스침입을 방지하기 위하여 판유리(100)의 주연부에는 실링재(200)가 도포되어 판유리(100) 내부 공간을 밀봉하고, 판유리(100) 상부에 형성된 배기홀을 통해 내부 공간을 진공배기한다. 진공배기 후, 배기홀을 밀봉하여 내부를 진공 상태로 유지한다.

본 발명에 따른 진공유리는 실링재(200)가 주연부뿐 만 아니라, 판유리의 내부에 도포되어 판유리를 복수의 영역으로 분리하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리의 수평단면도를 나타낸 것으로, 판유리(100)의 주연부에는 제1 실링재(210)가 도포되고, 판유리(100) 내부의 분리부에는 제2 실링재(220)가 도포되는 것을 나타낸다. 상기 제1 실링재(210)와 제2 실링재(220)는 서로 동일하거나 다른 물질이 사용될 수 있다.

상기 제2 실링재(220)가 도포된 분리부에 의하여 상기 판유리(100)는 복수의 영역으로 나누어지게 되며, 추후 분리되는 개별 진공유리의 크기를 고려하여 바람직하게는 2 ~ 30 개의 영역, 보다 바람직하게는 4 ~ 24개의 영역으로 나누어지는 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따른 진공유리에 있어서, 판유리(100)는 작용하는 응력 및 단열성능을 고려하여 두께가 3 ~ 5mm를 만족하는 것이 바람직하다.

판유리(100)의 두께가 3mm 미만일 경우에는 단열성능이 저하될 뿐만 아니라 필러(300)에 의해 작용하는 응력으로 인해 판유리(100)가 쉽게 파손될 수 있으며, 판유리(100)의 두께가 5mm 초과일 경우에는 단열성능 및 응력에 대한 내구성이 향상될 수는 있으나, 제품의 무게 및 두께가 증가하여 제품의 경제성이 떨어지며, 디자인의 다양성을 저해할 수 있다.

한편, 필러(300)는 진공유리에서 한 쌍의 판유리(100) 사이의 간격을 유지하기 위하여 배치되는 것이지만, 진공층을 가로질러 한 쌍의 판유리(100) 사이를 연결하는 것으로서 열전도성이 크기 때문에 단열성능을 약화시키는 부분 중 하나이다. 그러므로 진공유리에 사용되는 필러(300)의 개수는 단열성능에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 상기 제2 실링재(220)에 의하여 분리되는 각 영역에서 필러의 배열 밀도(Pa)는 0.11 ~ 0.44 의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 여기서, 배열 밀도란 제곱센티미터당 필러(300)의 개수(EA/cm²)를 의미한다.

필러(300)의 배열 밀도(Pa)가 0.11 미만인 경우, 내부공간과 외부공간 사이의 기압차에 의한 외력이 상대적으로 적은 개수의 필러(300)에 집중되기 때문에 필러(300)에 의해 나타나는 진공유리의 응력이 커지게 되어 진공유리의 파손가능성이 커질 수 있으며, 또한 필러(300) 사이의 배열간격이 넓어져 필러(300)의 존부에 따라 판유리(100) 사이의 이격간격이 달라져 단열성능이 불균일해지는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 필러(300)의 배열 밀도(Pa)가 0.44를 초과하는 경우, 판유리(100) 사이의 간격을 유지하는 다수의 필러(300)로 인해 필러(300)당 작용하는 외력이 작아져 진공유리의 응력이 작아지는 반면, 다수의 필러(300)의 열전도로 인해 목적하는 진공유리의 단열성능을 얻을 수 없게 된다.

또한, 상기 제2 실링재(220)가 도포되는 분리부 영역의 폭은 1 ~ 100 mm, 바람직하게는 10 ~ 50 mm 로 형성되는 것이 좋다. 상기 분리부 영역의 폭이 너무 좁으면, 밀봉되는 분리부 영역이 협소하여 추후 절단 과정이 용이하지 않고, 각 분리 영역간의 밀봉이 완전하게 이루어지지 못할 우려가 있으며, 상기 분리부 영역의 폭이 너무 넓으면 판유리의 유효 면적이 줄어드는 문제가 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 진공유리의 제조방법을 살펴보기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리를 제조하는 방법의 순서도를 나타낸 것이다.

먼저, 한 쌍의 판유리 중 적어도 하나의 판유리에 배기홀을 형성한다(홀 가공 단계, S100). 바람직하게는 상기 배기홀은 한 쌍의 판유리 중 실링재가 도포된 하판의 상부에 합착되는 상판에 형성되는 것이 좋다. 또한 상기 판유리는 미리 세척하고 건조하여 이물질을 제거한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음, 한 쌍의 판유리 중 어느 하나의 판유리(100)의 주연부에 실링재(210)를 도포하고, 또한 판유리를 복수의 영역으로 분리하는 분리부에도 실링재(220)를 도포한다(주연부 및 분리부에 실링제 도포 단계, S200). 그리고 상기 판유리(100)에 필러(300)를 배열한다(필러의 배열 단계, S300).

상기 필러(300)의 배열과 실링재(210, 220)의 도포과정 순서의 전후관계는 이에 한정되지 않으며, 필러(300)가 배열된 후 실링재(210, 220)가 도포될 수도 있다.

다음, 실링재가 도포된 판유리 상부에 다른 판유리를 합착시킨 후, 우선적으로 판유리의 주연부에 도포된 실링재(210)를 가열하여 실링재를 용융상태로 상변형시킴으로써, 판유리 사이의 주연부를 밀봉시킨다(주연부의 밀봉 단계, S400). 그리고, 밀봉된 판유리(100)의 내부 공간을 진공 상태로 만들기 위하여 판유리(100)에 형성된 배기홀을 통하여 내부공간을 감압한 후, 배기홀을 밀봉함으로써 진공유리를 얻는다(내부 공간의 감압 단계, S500).

상기 내부 공간의 감압은 종래 일반적으로 알려진 바와 같이, 배기홀(110) 상부에 유리관을 연결하는 방식을 사용할 수 있으나, 배기홀(110)을 밀봉하기 위해 유리관을 가열하여 용융폐쇄하게 되며, 그에 따라 밀봉부인 유리관이 돌출될 수 있기 때문에 유리관을 연결하지 않고 내부공간을 감압 밀봉하는 것이 바람직하다.

그 일 실시예로서, 상기 판유리 사이의 내부 공간의 감압은 진공챔버 내부에 한 쌍의 판유리를 수용하여 이루어지거나, 진공챔버가 배기홀이 형성된 판유리 상부에 부착되어 이루어질 수 있다.

내부 공간의 감압 후 판유리 내부의 분리부에 도포된 실링재(220)를 가열하여 판유리 내부의 분리부 영역을 밀봉시키며, 이에 따라 판유리 표면을 복수의 영역으로 분리한 밀봉 영역이 형성된다(분리부의 밀봉 단계, S600).

마지막으로, 상기 밀봉된 분리부 영역을 절단 및 면취하여 복수의 진공유리를 단일 공정으로 제조할 수 있다(분리부의 절단 단계, S700).

상기 절단 단계에 의하여 복수의 진공유리가 형성되는 것을 도식화하여 도 4에 나타내었다. 상기 도 4는 A-A 및 B-B 방향으로 진공유리가 절단되어 4개의 진공유리가 형성되는 과정을 나타낸다.

본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 각각의 진공유리는 하나의 모진공유리로부터 2 ~ 30 개의 범위로 형성될 수 있으며, 상기 각각의 진공유리에서 필러의 배열 밀도(Pa)는 0.11 ~ 0.44 EA/cm²가 되도록 필러 및 분리부 영역의 배열을 조절하는 것이 바람직하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100 : 판유리 200 : 실링재
210 : 제1 실링재 220 : 제2 실링재
300 : 필러

Claims

일정 간격 이격되어 배치된 복수의 판유리;
상기 판유리 사이에 개재되어 상기 판유리의 간격을 유지하는 복수의 필러;
상기 판유리의 주연부에 위치하여, 상기 판유리를 밀봉 접착하는 제1 실링재 및
상기 판유리의 내부에 위치하여 상기 판유리를 복수의 영역으로 분리하는 제2 실링재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공유리.
제1항에 있어서,
제2 실링재에 의하여 판유리가 2 ~ 30 개의 영역으로 분리되는 것을 특징으로 하는 진공유리.
제1항에 있어서,
상기 판유리는 그 두께가 3 ~ 5 mm인 것을 특징으로 하는 진공유리.
제1항에 있어서,
제2 실링재에 의하여 분리된 각 영역에서 필러의 배열 밀도는 0.11 ~ 0.44 EA/cm² 범위에 있는 것을 특징으로 하는 진공유리.
한 쌍의 판유리 중 적어도 하나의 판유리에 배기홀을 형성하는 단계;
판유리 표면을 복수의 영역으로 분리하도록 주연부 및 분리부에 실링재를 도포하는 단계;
판유리 상에 복수의 필러를 배치하는 단계;
한 쌍의 판유리를 합착하고 판유리의 주연부에 도포된 실링재를 가열하여, 판유리 사이의 주연부를 밀봉하는 단계;
상기 배기홀을 통하여 판유리 사이의 내부를 감압하는 단계;
판유리 표면을 복수의 영역으로 분리한 분리부에 도포된 실링재를 가열하여 분리부 영역을 밀봉하는 단계 및
상기 분리부 영역을 절단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 진공유리 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 분리부 영역을 절단함에 따라 2 ~ 30 개의 진공유리를 제조하는 것을 특징으로 하는 복수의 진공유리 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 판유리 사이의 내부를 감압하는 단계는 진공챔버 내부에 한 쌍의 판유리를 수용하여, 판유리 사이의 내부공간을 감압하는 것에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수의 진공유리 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 판유리 사이의 내부를 감압하는 단계는 진공챔버가 배기홀이 형성된 판유리 상부에 부착되어, 판유리 사이의 내부공간을 감압하는 것에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수의 진공유리 제조방법.
제5항 내지 제8항 중에서 선택된 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 진공유리.
제9항에 있어서,
상기 진공유리는 필러의 배열 밀도가 0.11 ~ 0.44 EA/cm² 범위에 있는 것을 특징으로 하는 진공유리.