KR20190039405A - 강화진공유리 - Google Patents

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KR20190039405A
KR20190039405A KR1020197003412A KR20197003412A KR20190039405A KR 20190039405 A KR20190039405 A KR 20190039405A KR 1020197003412 A KR1020197003412 A KR 1020197003412A KR 20197003412 A KR20197003412 A KR 20197003412A KR 20190039405 A KR20190039405 A KR 20190039405A
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루오양 랜드글라스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 평행하게 설치되는 적어도 두개의 유리기판(1)을 포함하고, 유리기판(1) 중 적어도 하나는 강화유리이며, 인접하는 유리기판(1)의 둘레는 엣지 실란트(2)에 의해 밀봉되고 중간에 지지부재(3)의 어레이를 설치하여 진공공간을 형성하며, 상기 엣지 실란트(2)는 인접하는 유리기판(1)의 둘레를 금속으로 실링한 금속 엣지 실링 구조이고 천이층, 금속화층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 금속화층 및 천이층이 순차적으로 적층되어 구성된 것이며, 그 중 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이고, 솔더는 가열 용융된 후 인접하는 금속화층 표면의 스펀지 골격형 구조의 모세관 구멍에 충전되어 금속간 화합물층을 형성하는 강화진공유리를 제공한다. 상기 강화진공유리는 강화유리 및 진공유리의 장점을 동시에 갖추고 있으며, 엣지 실란트(2)는 진공유리의 엣지 실링의 기밀성 요구를 만족하고, 강화진공유리의 역학적 성능, 내구성 및 내후성을 확보할 수 있다.

Description

강화진공유리
본 발명은 강화진공유리에 관한 것이다.
차세대 에너지 절약 및 친환경 유리로서, 진공유리는 우수한 광투과, 단열, 방음, 보온 성능을 가지고 있기 때문에, 신에너지의 개발, 이용 및 에너지 절약 분야에 광범위하게 적용되는 전망을 가지고 있다. 진공유리는 두개 또는 복수의 유리 사이에 실링 재료를 기밀하게 실링하여 형성하므로, 실란트의 신뢰성이 진공유리의 사용 성능과 수명에 직접적인 영향을 미친다.
일반적으로, 대부분의 진공유리 제품은 저용점 유리가루를 사용하여 진공유리를 실링하며, 실링 온도는 일반적으로 420~450→이다. 이는, 에너지를 많이 소모할 뿐만 아니라, 진공유리에 대한 강화 기술의 적용을 제한한다. 또한, 다른 유기 재료를 진공유리의 엣지, 엔드 실링 재료로 사용하는 경우, 생산된 진공유리는 역학적 성능, 내구성 및 내후성이 모두 떨어져 진공유리의 사용 수명을 크게 단축시킨다.
본 발명은 강화유리 및 진공유리의 장점을 동시에 갖추고 있고, 진공유리의 엣지 실링 구조의 기밀성, 역학적 성능, 내구성 및 내후성을 확보한 강화진공유리를 제공한다.
본 발명의 실시예에서는, 평행하게 설치되는 적어도 두개의 유리기판을 포함하고, 유리기판 중 적어도 하나는 강화유리이며, 인접하는 유리기판의 둘레는 엣지 실란트를 통해 밀봉되고, 상기 인접하는 유리기판 중간에는 지지부재의 어레이를 설치하여 진공공간을 형성하며, 상기 엣지 실란트는 인접하는 유리기판의 둘레를 금속으로 실링된 금속 엣지 실링 구조로서 천이층, 금속화층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 금속화층 및 천이층이 순차적으로 적층되어 구성된 것이며, 그 중 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이고, 솔더는 가열 용융된 후 인접하는 금속화층 표면의 스펀지 골격형 구조의 모세관구멍에 충전되어 금속간 화합물층을 형성하는 강화진공유리를 제공한다.
예를 들면, 상기 솔더층은 저온의 주석 함유 솔더가 용융되어 형성된 것이고, 저온의 주석 함유 솔더는 주석과 천이 금속, 희소 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수의 조합이다.
추가적으로, 상기 솔더층의 재질은 Sn-Ag-Cu, Sn-Au, Sn-Pb, Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Zn, Sn-Bi, Sn-Sb, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Ag-Bi-In-Ti, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-Cu-In-Ti 또는 Sn-Ag-Bi-Cu-In-Ti 합금이다.
예를 들면, 상기 금속 페이스트는 은 페이스트, 은 코팅 구리 페이스트 또는 은 코팅 니켈 페이스트이고, 상기 은 페이스트, 은 코팅 구리 페이스트 또는 은 코팅 니켈 페이스트는 희소 금속, 천이 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수를 함유한다.
예를 들면, 상기 금속간 화합물층과 솔더층의 결합면은 치면이다.
나아가, 상기 금속간 화합물층은 Ag3Sn, AgZn 또는 In3Sn 중의 하나 또는 복수의 조합을 포함한다.
예를 들면, 상기 금속화층은 3~10%의 유리상을 함유한다.
예를 들면, 상기 천이층은 금속 페이스트가 유리기판에 소결되어 형성된 것으로, 금속 입자를 감싼 유리상층, 및 메쉬구조의 금속 산화물층을 포함한다.
예를 들면, 적어도 하나의 유리기판에는 흡기구 및 흡기구를 밀봉하기 위한 밀봉부재가 설치되어 있다.
예를 들면, 상기 엣지 실란트의 외측에는 밀봉 접착제, 수지 또는 플라스틱으로 충전되는 이차 주변 밀봉체가 설치되어 있다.
예를 들면, 각 층 사이에는 명확한 경계가 없고 상호 포용되며, 본 발명에서 금속 페이스트는 전기 전도상, 유리가루 및 유기 첨가제가 혼합되어 형성된 것이다.
예를 들면, 천이층은 유리기판과 함깨 소결된 유리상을 포함하며, 유리상은 금속 입자를 감싸고, 금속 입자의 골격에는 산화물상이 존재한다. 즉, 금속 입자가 고온에서 산화되고, 은 페이스트 중 유리상이 용융되어 은 입자의 표면에 침윤되며, 산화은이 유리상에 용입되고, 산화은 함유 유리상이 유리 표면에 침투되어 침입된다.
본 발명은 다음과 같은 유익한 기술적 효과를 가질 수 있다. 1. 금속화층에 유리상이 함유되어 있고, 유리상은 소결 과정에서 모세관 압력의 작용하에 금속화층의 바닥부에 위치하여 스펀지 골격형 금속화층과 기판을 함께 소결시키며, 금속 입자를 감싼 유리상층을 금속 천이층이라고 한다. 본 발명의 금속화층은 두개의 천이층, 즉 금속화층과 기판 사이의 관계를 설명하는 금속 천이층, 및 금속과 유리상 사이의 관계를 설명하는 메쉬구조의 금속 산화물 천이층을 포함하며, 양자는 금속 천이층과 동기적으로 소결되어 상호 융합되는 일체 구조이므로, 천이층은 부착력이 높고 열충격에 대한 저항 성능이 양호하며, 솔더링 후의 솔더가 신속하게 냉각될 수 있어, “은 부식” 현상이 방지된다.
2. 본 발명의 금속간 화합물층은 치면층이고, 솔더는 스펀지 골격의 모세관 구멍에 충전된다, 즉 유리상으로 감싸지지 않는 금속화층의 상부에 침윤하여 기밀성 실링을 구현한다. 솔더는 투스를 형성하여 상하 기판의 금속화층을 견고하게 고정함으로써, 획득한 실란트가 더욱 견고하고 신뢰성이 있으며, 기밀성이 더 양호하게 한다.
3. 종래 기술에 비해, 본 발명의 엣지 실란트는 기밀성의 요구를 확보하면서도 진공유리 사용 과정에서 발생하는 응력에 잘 적응할 수 있고 역학적 성능이 더 좋아, 진공유리 제품 사용 과정에서의 안정성 및 안전성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강화진공유리의 구조도이다.
도 2는 실시예 1의 개략도다.
도 3은 실시예 2의 개략도다.
도 4는 실시예 3의 개략도다.
도 5 및 도 6은 엣지 실란트의 금상 구조의 현미경 사진이다.
다음은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 더 잘 이해하고 실시할 수 있도록 구체적인 실시예에 결합하여 본 발명의 실시예에 따른 강화진공유리에 대해 더욱 상세히 설명한다. 그러나,, 이러한 실시예들은 본 발명을 한정하지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 강화진공유리는 평행하게 설치되는 적어도 두개의 유리기판(1)을 포함하고, 유리기판(1) 중 적어도 하나는 강화유리이며, 인접하는 유리기판(1)의 둘레는 엣지 실란트(2)를 통해 밀봉되고 상기 인접하는 유리기판(1) 중간에는 지지부재(3)의 어레이를 설치함으로써 진공공간을 형성하며, 상기 인접하는 유리기판(1)의 엣지 실란트(2) 외측에는 밀봉 접착제, 수지 또는 플라스틱으로 충전되는 이차 주변 밀봉체(6)가 설치되어 있다. 그 중, 엣지 실란트(2)는 상기 인접하는 유리기판(1)의 둘레를 금속으로 실링한 금속 엣지 실링 구조이고, 상기 금속 실링 방법은 레이저 가열 또는 유도 가열 시 주석을 포함하는 합금 재료를 국부적으로 고온 용융시키는 방법을 포함하여, 강화유리의 어닐링을 방지한다. 상기 금속 실링 온도는 250→ 이하이다. 진공유리는 중공, 적층 등과 같은 다른 유형의 기판과 복합될 수 있다. 지지부재의 재료는 금속 재료, 유리 재료 또는 세라믹 재료 등과 같은 무기 재료일 수 있다. 적어도 하나의 유리기판(1)에는 흡기구(4) 및 흡기구(4)를 밀봉하기 위한 밀봉부재(5)가 설치되어 있다. 그 중, 흡기구(4)는 금속편을 사용하여 밀봉한다.
본 발명의 엣지 실란트(2)는 천이층, 금속화층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 금속화층 및 천이층이 순차적으로 적층되어 구성된 것이며, 각 층 사이에는 명확한 경계가 없고 상호 포용된다. 그 중, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이다. 솔더는 가열 용융된 후 인접한 금속화층 표면의 스펀지 골격형 구조의 모세관 구멍에 충전되어 금속간 화합물층을 형성한다. 금속 페이스트는 은 페이스트, 은 코팅 구리 페이스트 또는 은 코팅 니켈 페이스트이다. 상기 은 페이스트, 은 코팅 구리 페이스트 또는 은 코팅 니켈 페이스트는 희소 금속, 천이 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수를 함유한다. 솔더층은 저온의 주석 함유 솔더가 용융되어 형성된 것이다. 상기 저온의 주석 함유 솔더는 주석과 천이 금속, 희소 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수의 조합이다. 상기 솔더층의 재질은 Sn-Ag-Cu, Sn-Au, Sn-Pb, Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Zn, Sn-Bi, Sn-Sb, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Ag-Bi-In-Ti, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-Cu-In-Ti 또는 Sn-Ag-Bi-Cu-In-Ti 합금이다.
상기 금속간 화합물층과 솔더층의 결합면은 치면(齒面)이고, 금속간 화합물층은 Ag3Sn, AgZn 또는 In3Sn 중의 하나 및 복수의 조합을 포함한다. 상기 금속화층은 3~10%의 유리상(相)을 함유하고, 솔더는 금속화층 중 유리상으로 감싸지지 않는 영역에 침윤되어 기밀성 실링을 구현한다.
상기 천이층은 금속 페이스트가 유리기판(1)에 소결되어 형성된 것으로, 금속 입자를 감싼 유리상층, 및 메쉬구조의 금속 산화물층을 포함한다.
실시예 1
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 엣지 실란트(2)는 순차적으로 천이층, 은층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 은층 및 천이층으로 구성된다. 일부 실시예에서, 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이고, 금속 페이스트는 은 페이스트이다. 또한, 솔더층은 저온의 주석 함유 솔더이고, 상기 저온의 주석 함유 솔더는 주석과 천이 금속의 조합, 주석과 귀금속의 조합이다. 상기 솔더층의 재질은 Sn-Cu, Sn-Zn, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag 또는 Sn-Au이다.
금속간 화합물층은 솔더층과 은층이 반응하여 형성된 치면층이며, 요철 형상의 상기 치면층은 은층과 솔더를 더욱 견고하게 결합시키고, 솔더가 은층의 스펀지 골격형 구조의 모세관 구멍에 충전되어 기밀성을 더 양호하게 한다. 금속간 화합물층은 Ag3Sn, AgZn 중 하나의 금속간 화합물을 포함하거나, 또는 서로 다른 종류의 금속간 화합물의 조합을 포함한다. 은층은 5~10%의 유리상을 함유하고, 솔더는 은층 중 유리상으로 감싸지지 않는 영역에 침윤되어 기밀성 실링을 구현한다.
도 2에 도시된 천이층은 은 페이스트가 유리기판에 소결되어 형성된 것이다. 상기 천이층은 은 입자를 감싼 금속 천이층 및 메쉬구조의 산화은 천이층을 포함한다. 소결 과정에서, 모세관 압력의 작용 하에, 은 페이스트를 유리기판과 함께 소결시킨다. 천이층은 은 입자를 감싼 금속 천이층, 및 메쉬형상의 은 산화물층을 포함하고, 양자는 동기적으로 소결되어 상호 융합되는 일체 구조를 형성하므로, 천이층은 부착력이 높고 열충격에 대한 저항 성능이 양호하며 솔더링 후의 솔더가 신속하게 냉각될 수 있다.
실시예 2
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 엣지 실란트(2)는 순차적으로 천이층, 은/구리 복합층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 은/구리 복합층 및 천이층으로 구성된다. 그 중, 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이고, 금속 페이스트는 은 코팅 구리 페이스트이다. 그 중, 솔더층은 저온의 주석 함유 솔더가 용융되어 형성된 것이며, 주석 함유 솔더는 주석과 천이 금속, 희소 금속의 조합이고, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-Bi-Cu-In-Ti, Sn-Ag-Bi-In-Ti 또는 Sn-Ag-Cu-In-Ti 합금을 포함한다.
금속간 화합물층은 솔더층과 은/구리 복합층이 반응하여 형성된 치면층이다. 요철 형상의 치면층은 은/구리 복합층과 솔더를 더욱 견고하게 결합시키고, 솔더가 은/구리 복합층의 스펀지 골격형 구조의 모세관 구멍에 충전되어 기밀성을 더 양호하게 한다. 금속간 화합물층은 Ag3Sn, AgZn 또는 In3Sn 중의 하나 또는 복수의 조합을 포함한다. 은/구리 복합층은 3~10%의 유리상을 함유하고, 솔더는 은/구리 복합층 중 유리상으로 감싸지지 않는 영역에 침윤되어 기밀성 실링을 구현한다.
천이층은 은 코팅 구리 페이스트가 유리기판 표면에 소결되어 형성된 것으로, 은 입자 및 구리 입자를 감싼 금속 천이층을 포함한다. 금속 천이층의 은 입자 및 구리 입자의 골격에는 메쉬구조의 은 산화물 및 구리 산화물 천이층이 존재한다. 소결 과정에서, 모세관 압력의 작용 하에, 은 코팅 구리 페이스트를 유리기판과 함께 소결시킨다. 천이층은 유리상층과 메쉬구조의 은 산화물 및 구리 산화물층을 포함하고, 또한 상호 융합되는 일체 구조로 동기적으로 소결되기 때문에, 부착력이 높고, 열충격에 대한 저항 성능이 양호하며 솔더링 후의 솔더가 신속하게 냉각될 수 있다. 유리기판 강화 과정에서, 유리상은 소결로 내에서 금속 입자를 유리기판과 견고하게 소결시키고, 손상이 발생하더라도 유리기판의 얕은 표면에서만 발생하여, 유리 성능에 영향을 미치지 않는다.
실시예 3
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 엣지 실란트(2)는 순차적으로 천이층, 은/니켈 복합층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 은/니켈 복합층 및 천이층으로 구성된다. 상기 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이고, 금속 페이스트는 은 코팅 니켈 페이스트이다. 상기 솔더층은 저온의 주석 함유 솔더이고, 주석 함유 솔더는 주석과 천이 금속, 희소 금속의 조합이며, 솔더층은 Sn-Pb, Sn-Sb, Sn-Bi 또는 Sn-Ag-Cu-Bi이다.
상기 금속간 화합물층은 솔더와 은/니켈 복합층이 반응하여 형성된 치면층이고, 요철 형상의 치면층은 은/니켈 복합층과 솔더를 더욱 견고하게 결합시키며, 솔더가 은/니켈 복합층의 스펀지 골격형 구조의 모세관 구멍에 충전되어 기밀성을 더 양호하게 한다. 금속간 화합물층은 Ag3Sn을 포함한다. 은/니켈 복합층은 3~10%의 유리상을 함유하고, 솔더는 은/니켈 복합층 중 유리상으로 감싸지지 않는 영역에 침윤되어 기밀성 실링을 구현한다.
상기 천이층은 은 코팅 니켈 페이스트가 유리기판 표면에 소결되어 형성된 것으로, 은 입자 및 니켈 입자를 감싼 금속 천이층을 포함하고, 금속 천이층의 은 입자와 니켈 입자의 골격에는 메쉬구조의 은 산화물 및 니켈 산화물 천이층이 존재한다. 소결 과정에서 모세관 압력의 작용하에 은 코팅 니켈 페이스트를 기판 표면과 함께 소결시킨다. 천이층은 유리상층과 메쉬구조의 은 산화물 및 니켈 산화물층을 포함하고, 상호 융합되는 일체 구조로 상호 소결되므로, 부착력이 높고, 열충격에 대한 저항 성능이 좋으며 솔더링 후의 솔더가 신속하게 냉각될 수 있다.
본 발명에서 사용한 금속 페이스트인 은 페이스트는 희소 금속, 천이 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수의 조합을 더 함유할 수 있고, 은/티타늄 복합층, 은/하프늄/레늄 복합층 등과 같은 금속화층을 형성할 수 있으며; 본 발명에서 사용한 금속 페이스트인 은 코팅 구리 페이스트는 희소 금속, 천이 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수의 조합을 더 함유할 수 있고, 예를 들면, 은/인듐/구리 복합층, 은/티타늄/구리 복합층, 은/레늄/구리 복합층 등의 금속화층이 있으며; 본 발명에서 사용한 금속 페이스트인 은 코팅 니켈 페이스트는 희소 금속, 천이 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수를 더 함유할 수 있고, 예를 들면, 은/망간/니켈 복합층, 은/하프늄/니켈 복합층, 은/몰리브덴/니켈 복합층 등의 금속화층이 있다.
본 발명의 실시예는 진공유리의 엣지 실링의 기밀성 요구를 만족하는 엣지 실란트를 구비하고, 강화유리 및 진공유리의 장점을 동시에 갖추고 있으며, 엣지 실링 구조의 역학적 성능, 내구성 및 내후성을 확보하는 강화진공유리를 제공한다.
1 : 유리기판
2 : 엣지 실란트
3 : 지지부재
4 : 흡기구
5 : 밀봉부재
6 : 이차 주변 밀봉체

Claims (10)

  1. 평행하게 설치되는 적어도 두개의 유리기판(1)을 포함하는 강화진공유리에 있어서, 유리기판(1) 중 적어도 하나는 강화유리이고, 인접하는 유리기판(1)의 둘레는 엣지 실란트(2)를 통해 밀봉되고, 중간에는 지지부재(3)의 어레이를 설치하여 진공공간을 형성하며, 상기 엣지 실란트(2)는 인접하는 유리기판(1)의 둘레를 금속으로 실링한 금속 엣지 실링 구조로서, 천이층, 금속화층, 금속간 화합물층, 솔더층, 금속간 화합물층, 금속화층 및 천이층이 순차적으로 적층되어 구성된 것이며, 그 중 금속화층은 금속 페이스트가 소결되어 형성된 스펀지 골격형 구조이고, 솔더는 가열 용융된 후 인접하는 금속화층 표면의 스펀지 골격형 구조의 모세관 구멍에 충전되어 금속간 화합물층을 형성하느는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔더층은 저온의 주석 함유 솔더가 용융되어 형성된 것이고, 저온의 주석 함유 솔더는 주석과 천이 금속, 희소 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수의 조합인 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 솔더층의 재질은 Sn-Ag-Cu, Sn-Au, Sn-Pb, Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Zn, Sn-Bi, Sn-Sb, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Ag-Bi-In-Ti, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-Cu-In-Ti 또는 Sn-Ag-Bi-Cu-In-Ti 합금인 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 페이스트는 은 페이스트, 은 코팅 구리 페이스트 또는 은 코팅 니켈 페이스트이고, 상기 은 페이스트, 은 코팅 구리 페이스트 또는 은 코팅 니켈 페이스트는 희소 금속, 천이 금속, 귀금속 중의 하나 또는 복수를 함유하는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속간 화합물층과 솔더층의 결합면은 치면인 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 금속간 화합물층은 Ag3Sn, AgZn 또는 In3Sn 중의 하나 또는 복수의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속화층은 3~10%의 유리상을 함유하는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 천이층은 금속 페이스트가 유리기판(1)에 소결되어 형성된 것으로, 금속 입자를 감싼 유리상층 및 메쉬구조의 금속 산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  9. 청구항 1에 있어서,
    적어도 하나의 유리기판(1)에 흡기구(4), 및 흡기구(4)를 밀봉하기 위한 밀봉부재(5)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 엣지 실란트(2)의 외측에 밀봉 접착제, 수지 또는 플라스틱으로 충전되는 이차 주변 밀봉체(6)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 강화진공유리.
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