KR20160123658A - 속이 빈 구(Empty Sphere)를 이용한 진공 복층유리의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 복층유리 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 공간을 형성하는 복층유리 양쪽 사이 공간을 스페이서(Spacer)로서 속이 빈 구(Sphere)(1)를 배열하는 것으로 구의 안정적인 구조적 특성을 살린 지지강도로 스페이서의 배열 간격을 대폭 늘여 스페이서 수를 줄이고 유리 간극 사이에 진공구(30)를 삽입할 충분한 높이를 확보하여 진공공정과 유리 가장자리 밀봉공정을 쉽게하여 초고단열 진공 복층유리를 정밀 대량생산할 수 있는 초저가의 진공 복층 유리의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

속이 빈 구(Empty Sphere)를 이용한 진공 복층유리의 제조 방법{omitted}

본 발명은 진공 복층유리의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 공간을 형성하는 복층유리 양쪽 사이 지지대로 속이 빈 구(Empty Sphere)(이하 '구'라 칭한다.)를 스페이서(Spacer)로 배열하여 만드는 진공 복층유리의 제조 방법에 관한 것이다.

진공 복층유리를 만드는 어려운 문제는

1) 진공으로 밀폐되는 진공 공간의 높은 수축압력을 지지하기 위한 지지대의 (Spacer)설치.

2) 진공이 되는 공간을 감압하기 위한 배기구(排氣口) 또는 진공 펌프(Pump)를 연결하기 위한 배기관(排氣管)을 설치하여 감압한 후 진공관 또는 진공구를 밀봉하는 진공공정.

3) 진공 공간을 형성하기 위해 유리 가장자리를 밀봉하는 것으로 요약할 수 있다.

첫째의 지지대(Spacer)문제는 진공 복층유리의 마주 보는 유리 쌍벽 내 진공 공간의 수축압력을 지지하는 지지대(Spacer)로 한쪽판 유리를 에칭(Etching)하여 직경이 1mm, 높이가 0.1mm ~ 2mm가 되는 원기둥으로 양각된 지지대를 2cm 미만 간격으로 배열하는 방식을 제시한다(특허문헌 01,02).

또, 다른 방식은 지지대를 푸라스틱 소재로 기둥을 만들어 진공 복층유리의 마주 보는 유리 사이에 배열하는 방식을 제시한다(특허문헌 04).

둘째의 진공공정에서 배기구는 진공이 되는 밀봉된 공간의 복층 유리의 어느 한쪽을 뚫어 만들고 있다(특허문헌 01,02,03).

또, 다른 방법은 “밑판 유리 위에 게터(Getter)가 충진되고 다수개의 배출구멍이 형성된 파이프 형태의 간격유지봉(間隔維持奉)을 밑판유리 면 가장자리 끝부분에서 수 mm(1~30mm) 정도 안쪽으로 위치”시켜 이를 배기관으로 하여 감압하는 방법을 제시한다.(특허문헌 04,05).

또, 다른 진공 방식으로는 450℃ 정도의 고온의 밀폐된 챔버(Chamber)안에서 진공유리를 제조하는 방식을 제시한다.(특허문헌 01,02).

셋째로 유리 가장자리 밀봉은 프리트 유리(Frit glass)나 땜납유리를 고열로 용융시켜 융착시키는 방식을 개진하고 있다.(특허문헌 01,03)

또, 다른 방식으로는 "상하 유리의 끝 부분과 간격 유지봉 사이에 생긴 틈을 실리콘 접착제로 채워 밀봉한다." (특허 문헌 04)

상기 언급한 여러 조합으로 진공 복층 유리를 제조하는 방법은 특허문헌에 설명된 바와 같이 고난이의 초정밀 공정이 반복됨으로 대량생산에 대한 큰 장애 요소로 고비용의 생산공정과 고가의 재료비로 진공 복층유리를 범용으로 사용할 수 없는 고가의 상품이어서, 진공을 이용한 단열 및 방음효과를 상쇄하는 문제를 안게 되는 것이다.

(특허문헌 01) 공개특허 10-2015-0012298(JP-P-2012-114979)

(특허문헌 02) 등록번호: 10-1238395.

(특허문헌 03) 등록번호 : 10-0319824

(특허문헌 04) 등록번호: 10-0758498

(특허문헌 05) 등록번호 : 10-1077484

(참고서 1) 살둔 제로 에너지 하우스. 이대철 저

따라서 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은;

적은 수의 스페이서(Spacer)로 복층 유리의 진공 간격의 폭을 적정히 유지하면서 진공 수축 압력을 지지하는 구조의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 스페이서로 확보되는 복층 유리 간격 사이에 가장자리를 따라 간격을 띄워 가스켓트(Gasket)를 배치하고 복층 유리의 밑판과 윗판을 스페이서에 밀착하도록 압착한 상태에서 가장자리를 봉착재(逢着材)로 밀봉하여 진공공간을 만드는 제조 방법을 제공하는 것이다.

이렇게 배치되어 봉착재(逢着材)로 봉착(逢着)되는 가스켓트에는 미리 하나의 배기관(30)을 끼워 넣어 이를 통해 감압하는 진공공정을 제공하는 것이다.

이와 같이 만들어지는 진공 복층유리의 제조공정은 상기에서 열거된 여러 복잡한 공정을 생략할 뿐 아니라 넓은 진공 공간 폭은 같은 진공도에서 높은 단열 방음 효과를 내는 진공 복층유리가 제조되는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조 방법은 속이 빈 구(Empty Sphere)(1)를 수페이서로 이용하여 구의 특성 즉 넓은 표면적에 의한 열전도 계수를 낮추고 구를 만들 때 투명성과 강도 및 열 차단성 소재를 자유롭게 조합하여 만들 수 있고 구는 접촉면이 점이어서 접촉면을 작게 하면서도 구의 안정적 강도로 구(1)의 배열 간격을 6cm ~ 20cm로 넓혀 적은 수의 구(1)로 진공 수축압력을 지지할 수 있게 된다.

또한, 구(1)의 직경 5.08mm(0.2in)~7mm로 만들어지는 진공 공간의 넓은 유리 간격은 같은 진공도에서 열 차단 및 방음 효과를 높이면서 그 사이에 배기관(排氣管)(30)을 쉽게 끼워 장착할 수 있어서 배기공정을 간단히 할 수 있다.

또한, 구(1)의 직경으로 만들어지는 5.08mm(0.2in)~ 7mm의 복층 유리 간격은 봉착재로 정밀하게 접합 씰링(Sealing)(60)할 수 있는 너무 넓지도 너무 좁지도 않는 알맞는 간격이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진공 복층 유리를 간단히 대량으로 생산하여 고 단열방음의 진공 복층유리를 저가로 보급할 수 있다.

따라서, 이는 건축에서 벽면을 싼 진공 복층유리로 대체할 수 있어 외관이 미려하면서도 공기를 현저히 단축할 수 있고 벽면의 무게 부하를 줄여 구조물 소재를 그만큼 경량화 하여 건축물 비용 전체를 현저히 줄일 수 있다.

또한, 혁신적인 가격의 고단열 복층유리를 제공함으로써 매년 가설해야 하는 비닐 하우스가 아니라 반영구적인 온실을 건축하여 태양열 이외 어떠한 에너지도 사용하지 않고 사계절 무농약 농산물을 척박한 산비탈에서도 IoT 기술로 편하게 농산물을 사계절 재배할 수 있어 인류의 식량문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

또한, 남쪽으로 향한 주택에서 겨울철에 태양열 외 어떠한 에너지도 전혀 사용함이 없이 지구의 양극 위도 일부를 빼고는 겨울철에 쾌적한 주거환경을 제공한다.(참고 도서 1)

또한, 건축물에서 열대. 아열대 지역이나 혹서의 여름에도 남쪽 방향 유리에 스크린이나 필름을 붙여 태양열을 차단하면, 에어컨을 사용하지 않고도 쾌적한 주거환경을 제공할 수 있다. 단 과도한 열기구 사용이 없고 조명 열은 환기구를 통해 배기하여야 한다.

상기와 같은 효과를 내는 본 발명에서는 스페이서를 만들기 위한 양각 공정이 없음으로 양각 깊이 만큼의 얇은 유리를 사용할 수 있다.

또한, 진공 배기구(排氣口)를 만들기 위해 파손율이 높은 유리 뚫는 공정이 필요치 않다.

또한, 고온 챔버(Chamber)를 이용하는 진공공정이 필요치 않다.

또한, 구는 구조적으로 안정되어 높은 지지 강도로 적은 수의 구로 넓은 면적을 커버(Cover)할 수 있다.

또한, 구는 유리와 접촉하는 면이 점이고 구는 속이 비어 있어 열 전달계수를 현저히 줄인다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시 예의 속이 빈 구(1)와 진공관(30)이 삽입된 실리콘 튜브(2)가 가장자리가 샌딩된 밑판유리(50) 위에 배열된 평면도.
도 2는 도 1의 앞뒤판 유리(50,51)가 압착 되기전 가스켓트(2)에 진공관(30)이 삽입된 X-X¹의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시 예의 진공 복층유리 제조방법에 있어서, 진공이 완료된 후의 진공관(30)이 융착 절단(31) 후의 씰링(60)을 보여 주는 완성된 진공 복층유리의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 속이 빈 구의 배열의 일 실시예로 구(1)를 실에 꾀여 사각대(70)에 매달아 배열된 평면도.

본 발명에 따른 진공 복층유리 제조 방법은 진공 유리를 제조함에 있어서, 진공의 수축 압력을 지지하기 위하여 직경이 5.08mm(0.2in)~7mm, 껍질 두께가 300㎛~700㎛인 속이 빈 구(Empty Sphere)(1)를 스페이서로 사용한다,

진공 복층유리 가장자리의 씰링(60)은;

직경이 구(1)보다 2㎜~3㎜ 큰 실리콘 튜브(Sikicon Tube)(2)에 직경이 3mm~5mm인 배기관(管)(30)을 삽입하여 유리 가장자리를 따라 80mm~160mm 간격을 띄워 진공관(30)이 변의 길이가 긴 어느 한 쪽 중앙에 위치하도록 배열하고,

밑판 유리(50)와 윗판 유리(51)가 구(1)에 밀착되도록 압착한 상태로 가장자리를 진공유리 실리콘 실란트(Vacuum glass silicon sealant - 극세 진공유리로 만들어진 실리콘 실란트)로 씰링(60)하여 에이징(Aging)한다.

이렇게 밑판과 윗판 유리(50,51)가 구(1)에 압착 씰링(60)된 상태에서 진공 펌프(Vacuum Pump)를 배기관(30)에 연결하여 설정된 진공도에 이르면

진공관(30) 끝 부분을 융착 절단(31)한 다음 그 자리를 봉착재로 밀봉(60)한다.

위 공정에서, 가스켓트로 실리콘 튜브(Silicon Tube)(2) 배열을 생략하고 복층유리 밑판(50)과 윗판(51) 사이 가장자리를 진공유리 실리콘 실란트로 씰링할 때 배기관(排氣管)(30)을 삽입하여 위와 같이 진공공정을 수행할 수도 있다.

상기와 같은 진공 공정에서 구(1)와 실리콘 튜브(2)를 배열하기 전에 실리콘 튜브(2)와 씰링(60)의 접착력을 높이기 위해 앞뒤판 양 유리(50,51) 접착 면을 샌딩(Sanding) 또는 에칭(Etching)할 수 있다.

또한 실리콘 튜브(2)와 밀봉재(60)를 자외선으로부터 보호하기 위해 이들 부위에 해당하는 바깥 쪽 유리면에 세라믹 페인트(Ceramic paint)를 융착시킬 수 있다.

.진공공정 중에서 스페이서로 구(1)의 배열을 예시하면,

예 1 (도 1) : 구(1)를 진공도와 유리 두께에 따라 정 중앙에서 시작하여 상하좌우로 6cm ~ 20cm의 일정한 간격으로 접착제로 밑판 유리(50)에 고정 배열한다.

예 2 (도 4) : 구(1)를 투명 실(80)에 꿰어 사각 틀(70)에 매달아 상기 예 1의 간격으로 배열할 수도 있다.

1: 속이 빈 구 2: 실리콘 튜브
30: 배기관 31: 배기관의 융착 절단부
50: 유리, 51: 유리 52: 쌘딩
60: 씰 링 70: 사각 틀
80: 실 100: 진공 공간

Claims (9)

1. 일정한 간격으로 쌍을 이루는 복층유리 가장자리 사이에 가스켓트(Gasket)로 실리콘 튜브(Silicon Tube)를 배열하고 밀봉재로 밀봉하여 진공이 되는 공간을 형성하고 진공관(眞空管)을 통해 감압하는 것에 의해서 상기 공간 내를 진공으로 만드는 복층 유리의 제조 방법에 있어서,
   스페이서(Spacer)로 속이 빈 구(Empty Sphere)를 배열하는 것을 특징으로 하는 진공 복층유리의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   일정한 투명성과 강도 그리고 열 차단성을 갖는 합성 재료의 푸라스틱으로 성형하여, 직경, 5.08mm(0.2in)~7mm; 껍질 두께, 300㎛~700㎛인 속이 빈 구를 만들어 스페이서로서 진공 협착력을 지지하는 진공 복층유리의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   실리콘 튜브는 직경이 속이 빈 구보다 2mm~3mm 크게 만들어 앞뒤판 유리가 구에 압착 될 때 밀폐 단면적과 실리콘 튜브의 밀도를 높여 밀폐의 신뢰도를 더욱 높이는 진공 복층유리의 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   직경이 3mm~5mm인 하나의 진공관을 실리콘 튜브에 90도로 삽입시켜 유리 사각형의 긴 변의 어느 한쪽 중앙에 위치시키는 진공 복층유리의 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서,
   진공관을 진공펌프(Vacuum Pump)에 연결하여 감압한 후 진공관 끝 부분을 융착 절단하고 그 자리를 밀봉재로 밀봉하는 진공 복층유리의 제조 방법.
6. , 청구항 1 에서
   구를 복층유리의 밑 유리에 정중앙을 중심으로 좌우상하로 6cm~18cm의 일정 간격으로 접착제로 붙여 배열하는 진공 복층유리 제조 방법
7. . 청구항 1 에서
   속이 빈 구를 실에 꿰어 사각틀에 매달아 배열하는 진공 복층유리의 제조방법
8. 청구항 1에서
   실리콘 튜브와 밀봉재의 접착력을 높이기 위해 유리 접촉면을 쌘딩(Sanding) 또는 에칭(Etching)하는 진공 복층유리의 제조 방법.
9. . 청구항 1과 3에서
   실리콘 튜브와 봉착재를 햇빛으로부터 보호하기 위해 실리콘 튜브와 밀봉재의 유리 접촉면 바깥쪽에 세라믹 페인트(Ceramic paint)를 융착시키는 진공 복층유리의 제조 방법.

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