KR20210044186A - 고성능 진공 절연 글레이징 유닛 - Google Patents

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KR20210044186A
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KR1020207036717A
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트라드 아브데라제크 벤
줄리엔 장필스
피에르 슈나이더
Original Assignee
에이쥐씨 글래스 유럽
에이지씨 플랫 글래스 노스 아메리카, 인코퍼레이티드
에이지씨 비드로스 도 브라질 엘티디에이
에이지씨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 평면형 면적을 포함하는 진공 절연 글레이징 유닛(VIG)(1)에 관한 것으로서, 제1 유리 판재(1a) 및 제2 유리 판재(1b), 평면형 면적에 걸쳐 분포되고 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이에 배치되며 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이의 거리를 유지하는 k개의 이산 이격부재(Pi)로서, k ∈ N 및 k > 8인, k개의 이산 이격부재(Pi), 및 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이에서 둘러싸이고 평면형 면적을 형성하는 주변 본딩 밀봉부의 내부 둘레에 의해서 경계 지어지는 내부 부피(V)를 형성하는 제1 유리 판재와 상기 제2 유리 판재 사이의 거리를 밀폐식으로 밀봉하는 주변 본딩 밀봉부(4)로서, 내부 둘레는 길이방향 축(X1)을 따라 길이(L)에 걸쳐, 그리고 길이방향 축(X1)에 수직인 횡방향 축(X2)을 따라 폭(W)에 걸쳐 연장되는 실질적으로 직사각형인 기하형태를 가지고, L ≥ W이고, 여기에서 내부 부피는 진공하에 있는, 주변 본딩 밀봉부(4)를 포함한다. 규칙적인 어레이에 따라 배열되는 대신, 이산 이격부재들은, 대기압에 의해서 진공 절연 글레이징의 표면 상에 인가되는, 대기압 응력(σp) 및 외부 환경과 내부 환경 사이의 온도차로부터 초래되는 열 응력(σt)의 조합의 응력장 라인에 따라 배열된다. 이러한 신규한 이산 이격부재의 분포는, 전략적인 영역에서의 그 농도로 인한 강한 기계적 내성을, 그리고 사용되는 이산 이격부재의 적은 수로 인한 작은 열 전도도를, VIG에 제공한다.

Description

고성능 진공 절연 글레이징 유닛
본 발명은 특히 큰 단열 특성을 갖는 진공 절연 글레이징 유닛(VIG)에 관한 것이다. 제1 유리 판재(first glass pane)를 제2 유리 판재로부터 이격되게 유지하기 위해서 사용되는 이산 이격부재(discrete spacer)의 수를 줄이고 VIG의 표면에 걸친 그 분포를 최적화하여, VIG가 내부 환경과 외부 환경 사이의 큰 온도차에 노출될 때에도, 단열 성능을 개선하고 기계적 안정성을 보장한다.
진공 절연 글레이징 유닛은 전형적으로 2개의 이격된 유리의 시트 또는 판재를 포함하고, 그 사이에 배열된 "진공" 즉, 대기압 미만의 압력의 저압 공간을 갖는다. 이러한 시트는 주변 본딩 밀봉부 및, 이격부재 또는 필라(pillar)로도 지칭되는 지지 이산 이격부재의 어레이에 의해서 상호 연결되고, 그러한 지지 이산 이격부재의 어레이는 상기 시트들을 특정 거리로, 전형적으로 50 ㎛ 내지 1000 ㎛, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 500 ㎛ 그리고 더 바람직하게는 50 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위로 분리되게 유지한다.
저압 배기형 창(low pressure evacuated window)의 설계 및 생산에 몇 가지 어려움이 있다: 예를 들어 낮은 진공 레벨을 달성하고 이를 장기간에 걸쳐 유지하기 위해서, 가스에 대한 극히 낮은 투과도 및 장기간에 걸친 무시할 수 있는 가스 방출을 가지는 재료를 이용하여 창의 둘레 주위를 밀봉할 필요가 있다. 또한, 유리 판재들을 이격되게 유지하면서 대기압을 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도를 보장하기 위해서, 이산 이격부재의 어레이가 유리의 시트들 사이에 제공되어야 한다.
VIG에서, 제1 유리 판재는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는다. 제2 유리 판재는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는다. 내부 표면들은 VIG의 내부 부피에 대면되고, 이격부재와 접촉된다. 외부 표면들은 VIG의 외부에 대면된다.
서비스 수명 중에 노출되는 하중에 대한 VIG의 내하중성은 반드시 만족되어야 하는 필수 요건이다. 충격과 같은 우발적인 하중을 제외하고, VIG는 주로 2가지 유형의 하중에 노출된다: 대기압 응력(σp)을 유도하는 대기압 하중, 및 유리 판재의 표면 상에서 열 응력(σt)을 생성하는, 제1 및 제2 유리 판재의 외부 표면들 사이의(예를 들어, 내부 환경과 외부 환경 사이의 또는 저온의 실내와 온도 실내 사이의), VIG 두께에 걸친 온도차에 의해서 발생되는, 열 팽창 유도 하중.
큰 단열 특성의 VIG를 설계하는 것과 관련된 본 발명의 목적을 위해서, 유리 판재의 표면 상의 인장 응력만이 고려되었다. 사실상, 당업자에게 알려진 바와 같이, 인장 응력은, 결국 파단점까지 진행되는 유리 판재 내의 균열 형성의 주 원인이다. 또한, 외부 표면 상의 인장 응력만이 고려된다. 사실상, VIG의 내부 부피는 진공하에 있고, 그에 따라 본질적으로 물을 가지지 않는다. VIG의 내부 표면이, 수분 또는 수증기에 노출되지 않기 때문에, 외부 표면보다 기계적으로 실질적으로 더 안정적이라는 것이 당업자에게 잘 알려져 있다.
대기압 응력
대기압 응력은, 판재의 내부 표면이 진공에 노출되는 반면 판재의 외부 표면이 대기압에 노출되어 시트들이 서로를 향해서 굽혀지는 것으로 인해서, 이산 이격부재 위에서 VIG를 구성하는 유리 판재의 외부 표면에 인가되는 약 105 Pa(대기압)의 균일한 압력의 결과이다. 그러나, 2개의 유리 판재를 분리하는 이산 이격부재들의 존재는 2개의 유리 판재들이 접촉되는 것을 방지하나, 각각의 이산 이격부재 위의 유리 판재의 외부 표면 상에서 영구적인 인장 응력을 유도한다. 유리 판재의 외부 표면 상에서 이산 이격부재(Pi) 위에 생성되는 대기압 응력(σpi)은 잘 알려져 있고, 피치(λ)에 의해서 서로 분리된 이산 이격부재들의 정사각형 어레이에서, 이러한 응력은 σp = 0.11λ2/d2 [MPa]의 표현식을 특징으로 하고, 여기에서 d는 유리 판재의 두께이다. 예를 들어, 두께(d) = 5 mm의 제1 및 제2 유리 판재 및 피치(λ) = 30 mm의 정사각형 어레이로 배열된 이산 이격부재로 구성된 VIG의 외부 표면에 인가된 (인장) 대기압 응력은 약 4 MPa일 수 있다. 대기압 응력(σpi)의 분포는 각각의 이격부재 위에 위치된 이산 면적들로 구성된다. 단위 면적 당 이격부재의 수가 매우 많기 때문에, 그리고 계산 및 표현을 단순화하기 위해서, 대기압 응력(σpi)의 분포는 여기에서 대기압 응력(σp)의 연속적인 분포로서 처리된다. 예를 들어 피치(λ) = 20 mm의 정사각형 어레이로 배열된 이격부재들을 갖는 1000 x 1000 mm VIG는 k = 2500개의 이격부재를 포함한다.
피치(λ)가 감소될 때 또는 다시 말해서 이산 이격부재의 수가 증가할 때, σp에 대한 수학식으로부터, 이산 이격부재 위에서 유도되는 대기압 응력이 감소된다는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 각각의 이산 이격부재는 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이에서 열적 브리지(thermal bridge)를 형성한다. 저전도 재료로 제조된 이산 이격부재에서도, 이산 이격부재를 통한 열 전도도는 진공 간극을 통한 것보다 항상 더 크다. 그에 따라, 이산 이격부재의 수의 증가는 VIG의 단열을 감소시킨다.
엄격하게 말해서, "피치(λ)"는 이산 이격부재들의 정사각형 어레이를 특성화하기 위해서만 이용된다. 간결함을 위해서, "피치(λ)"의 정의는, 본 문헌에서, 이격부재의 임의의 배열에 대해서, 주어진 이격부재를 그 임의의 이웃 이격부재로부터 분리하는 가장 짧은 거리로서 확장된다. 이러한 '비공식적인' 정의는 정사각형 어레이에 적용될 수 있는 원래의 정의를 침해하지 않고, 이산 이격부재의 임의의 배열의 적어도 부분적인 특성화를 가능하게 한다.
열 유도 응력
열 유도 응력은, 예를 들어 주변 본딩 밀봉부(4)로 인해서 또는 VIG의 둘레를 클램핑하는 프레임으로 인해서, 제1 및 제2 유리 판재가 서로에 대해서 자유롭게 이동하지 못할 때, 제1 유리 판재의 외부 표면의 온도(T1)와 제2 유리 판재의 외부 표면의 온도(T2) 사이의 온도차가 존재하자 마자 발생된다. 열 응력은 온도(T1)와 온도(T2) 사이의 차이가 커짐에 따라 증가된다. 열 응력(σt)은, 예를 들어, VIG가 내부 공간과 외부 공간 사이에서 심한 온도차에 노출될 때, 전형적으로 VIG가 내부 환경을 외부 환경으로부터 분리할 때, 유리 판재 상에서 유도될 수 있다. 가장 가혹한 조건에서, 내부 온도와 외부 온도 사이의 차이가 40℃ 이상에 도달할 수 있다. 상이한 온도들에 노출될 때, 2개의 유리 판재들이 상이하게 팽창된다. 한편으로, 둘레 본딩 밀봉부로 인해서 그리고 다른 한편으로, VIG를 클램핑하는 프레임으로 인해서 유리 판재들이 서로에 대해서 자유롭게 이동하지 못하기 때문에, VIG의 2개의 유리 판재의 상이한 열 팽창은 판재를 굽히고, 그에 따라 응력을 생성한다. 대기압 응력과 달리, VIG의 외부 표면에 걸친 열 응력(σt)을 특성화하는 분석적인 표현이 존재하지 않고, 열 응력은 이산 이격부재의 수 및 배열에 따라 달라지지 않는다. 계속하여, 열 응력(σt)은 고온에 노출된 제1 판재의 외부 표면 상의 온도 구배에 의해서 유도되는 인장 응력을 지칭하고, 온도 구배는 고온에 대한 VIG의 제1 판재의 그리고 저온에 대한 제2 판재의 노출에 의해서 생성된다.
이산 이격부재들은, 적어도 대기압 하중에 대해서 기계적 안정성을 보장하도록, VIG를 구성하는 유리 판재의 내부 표면에 걸쳐 분포되어야 한다. 오늘날까지의 대부분의 VIG는 주기적인 패턴, 전형적으로 정사각형, 센터링된 정사각형, 또는 (센터링된-) 육각형 패턴에 따라 분포된 이산 이격부재들을 갖는다. 그러나, 대기압 응력에 부가되는 열 응력은 평면형 표면에 걸쳐 균질하게 분포되지 않는다. 결과적으로, 규칙적인 주기적인 패턴에 따라 이산 이격부재들을 분포시키는 것은 최적의 선택사항이 될 수 없다.
DE202011101242U1은 내부 나선화 타원형 나사선(inwardly spiralling elliptical helix)을 따라 연장되는 (센터링된-) 육각형으로 배열된 이격부재의 분포를 갖는 VIG를 설명한다. 이러한 배열은 글레이징의 중심에 인가된 강한 하중에 의해서 생성되는 응력장의 패턴을 대략적으로 따르는 것으로 설명된다. 중요한 것은, 이산 이격부재들이 진공 절연 글레이징의 중앙 영역 내에서 육각형으로(비-센터링되어) 배열되는 상태에서, 센터링된-육각형으로 배열된 이격부재로 연부를 보강한다는 것이다. 상기 실용신안에서 설명된 이산 이격부재의 분포는 열 응력장의 패턴을 따르는 것으로 보이지 않는다.
전술한 바와 같이, 이산 이격부재는 VIG의 열적 특성에 불리한데, 이는 이산 이격부재들이 그 수 만큼 많은 열적 브리지를 2개의 유리 판재들 사이에 형성하기 때문이다. 그에 따라, 단열 향상을 위해서 이산 이격부재의 수를 줄이는 것 그리고 기계적 안정성을 보장하기 위해서 진공 절연 글레이징의 표면에 걸친 그 분포를 최적화하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명은 이산 이격부재의 분포를 진공 절연 글레이징의 면적에 걸친 열 응력의 분포와 매칭시키는 것을 제안한다. 이를 위해서, 열 응력 분포는, 높은 응력 레벨에 노출된 면적을 낮은 응력 레벨에 노출된 면적으로부터 구분하기 위해서, 유한 요소 모델링(fem)에 의해서 수치적으로 특성화되었다. 본 발명의 이러한 그리고 다른 양태가 이하의 항목에서 더 상세하게 설명된다.
첨부된 독립항은 본 발명을 규정한다. 종속항은 바람직한 실시예를 규정한다. 특히, 본 발명은 평면형 면적을 포함하는 진공 절연 글레이징 유닛(VIG)에 관한 것으로서,
(a) 제1 유리 판재 및 제2 유리 판재;
(b) 평면형 면적에 걸쳐 분포되고 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이에 배치되며 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이의 거리를 유지하는 k개의 이산 이격부재(Pi)로서, 상기 이산 이격부재(Pi)의 각각은 셀 면적(Ai)을 갖는 셀(Ri)을 형성하고 모든 이산 이격부재와 연관된 셀과 조합되어 셀 면적 분포에 의해서 특성화되는 보로노이 테셀레이션(Voronoi tessellation)을 형성하고, 여기에서 k ∈ N 및 k > 8인, k개의 이산 이격부재(Pi);
(c) 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이에서 둘러싸이고 평면형 면적을 형성하는 주변 본딩 밀봉부의 내부 둘레에 의해서 경계 지어지는 내부 부피(V)를 형성하는 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이의 거리를 밀폐식으로 밀봉하는 주변 밀봉부로서, 내부 둘레는 길이방향 축(X1)을 따라 길이(L)에 걸쳐, 그리고 길이방향 축(X1)에 수직인 횡방향 축(X2)을 따라 폭(W)에 걸쳐 연장되는 실질적으로 직사각형인 기하형태를 가지고, L ≥ W이고, 여기에서 내부 부피는 진공하에 있는, 주변 밀봉부를 포함한다.
평면형 면적은 다음과 같이 분할된다:
· 4개의 모서리 영역(B)으로서, 각각이 반경의 1/4-원의 기하형태(Rb < W/2)를 가지고, 각각이 주변 본딩 밀봉부의 직사각형 내부 둘레의 모서리에 센터링되는, 4개의 모서리 영역(B), 및
· 4개의 모서리 면적을 제외하고 평면형 면적을 덮는 상보적인 영역(A)으로서, 자체적으로
ο 제1 모서리 영역과 제2 모서리 영역 사이에서 연장되는 제1 길이방향 스트라이프 영역(AL) 및 제3 모서리 영역과 제4 모서리 영역 사이에서 연장되는 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)으로서, 각각의 길이방향 스트라이프 영역은 평면형 면적의 길이방향 연부에 인접하여 길이방향 축(X1)을 따라서 연장되고 횡방향 축(X2)을 따라서 길이방향 연부로부터 측정된, 0.1 W와 동일한, 폭을 가지는, 길이방향 스트라이프 영역들,
ο 제1 모서리 영역과 제3 모서리 영역 사이에서 연장되는 제1 횡방향 스트라이프 영역(AW) 및 제2 모서리 영역과 제4 모서리 영역 사이에서 연장되는 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)으로서, 각각의 횡방향 스트라이프 영역은 평면형 면적의 횡방향 연부에 인접하여 횡방향 축(X2)을 따라서 연장되고 길이방향 축(X1)을 따라서 횡방향 연부로부터 측정된, 0.1 W와 동일한, 폭을 가지는, 횡방향 스트라이프 영역들,
ο 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL) 및 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)을 제외한, 상보적인 영역(A)의 면적을 덮는 중앙 영역(AC)으로 분할된다.
4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SB10)는, 각각, 중앙 영역(AC) 내에 그리고 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 각각 내에 및/또는 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)의 각각 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10 및 SAL10 및/또는 SAW10)보다 작고, SB10, SAL10 및 SAW10은 내부 둘레에 인접한 모든 셀의 셀 면적을 무시하고 결정된다.
중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10)는 제1 및 제2 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)의 10번째 백분위수(SAL10 및 SAW10)보다 크거나 그와 동일하여야 한다.
셀(Ri)은 영역(AC, AL, AW, B) 내에서 둘러싸이고,
· 상응하는 이산 이격부재(Pi)가 상기 영역 내에 포함되는 경우, 또는
· 상응 이산 이격부재가 2개의 영역들(AC, AL, AW, B) 사이의 교차부에 있는 경우, 셀(Ri)은 셀 면적(Ai)의 가장 큰 부분(fraction)을 포함하는 영역 내에서 둘러싸이고, 그리고
· 상응 이산 이격부재가 2개의 영역들(AC, AL, AW, B) 사이의 교차부에 위치되고 셀 면적이 2개의 영역들 사이에서 균일하게 분포된 경우에, 상기 셀 면적은 10번째 백분위수(SB10, SAC10, SAL10, 및 SAW10)의 결정에서 무시된다.
바람직한 실시예에서, 내부 둘레에 인접하는, 4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치되는 모든 셀의 셀 면적은 그에 직접 인접하는 모든 셀의 셀 면적보다 작거나 그와 동일하다. 진공 절연 글레이징을 지지하는 프레임의 유형에 따라, 큰 열 응력이 모서리 영역의 연부에 인접하여 집중될 수 있다. 이러한 영역 내에서 셀 면적을 감소시키는 것은, 유리 판재를 대기압 응력의 일부로부터 완화시킨다.
열 응력이 모서리 영역(B) 내에서보다 중앙 영역(AC) 내에서 실질적으로 더 작을 수 있기 때문에, 중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAC90)가 4개의 모서리 영역(B)의 각각 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SB10)보다 m배 더 큰 것(SAC90 > m SB10)이 바람직하고, 여기에서 m ≥ 1.6, 바람직하게는 m ≥ 1.8, 더 바람직하게는 m ≥ 2.0이다.
Rb의 값은, 실질적으로, 진공 절연 글레이징의 서비스 수명 중에 예상되는 열 응력의 레벨에 따라서 달라진다. 내부 환경과 외부 환경 사이의 심한 온도차에 노출되는 진공 절연 글레이징에서, 열 응력의 레벨이 높은 모서리 영역이 보다 더 넓을 것이고, 그에 따라 큰 Rb 값을 초래할 것이다. 실제로, Rb가 폭(W)의 20% 내지 40%, 전형적으로 폭(W)의 30% ± 5%이고, 길이(L)의 15% 내지 35%일 수 있는 것이 바람직하다. 절대 크기와 관련하여, Rb는 80 내지 400 mm, 더 바람직하게는 100 내지 300 mm일 수 있다.
모서리 영역(B) 내에 위치된 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)는 바람직하게는 20 내지 5000 mm2, 바람직하게는 25 내지 3600 mm2, 더 바람직하게는 100 내지 2500 mm2, 가장 바람직하게는 150 내지 900 mm2이다. 대조적으로, 중앙 영역(C) 내에 위치된 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10)은 바람직하게는 50 내지 9000 mm2, 바람직하게는 100 내지 7200 mm2, 더 바람직하게는 400 내지 5000 mm2, 가장 바람직하게는 500 내지 1800 mm2이다.
열 응력이 중앙 영역 내에서보다 VIG의 연부에서 더 크기 때문에, 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 각각 및/또는 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)의 각각에 위치되는 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAL90, 및 SAW90)의 각각은 바람직하게는 중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAC90)보다 작다.
평면형 면적의 대각선과 교차되는 셀 면적(Ai)은 바람직하게는 평면형 면적의 모서리로부터 중심까지 단조롭게 증가되고, 선택적으로 일정한 값의 하나 이상의 편평부(plateaux)를 포함하고, 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시한다.
본 발명은 또한 선행 항 중 임의의 한 항에 따른 진공 절연 글레이징 유닛을 생산하는 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은 이하의 단계를 포함한다:
· 알려진 기계적 및 열적 특성의 그리고 주어진 두께(d)의 제1 및 제2 유리 판재(1a, 1b)를 제공하는 단계,
· 예를 들어, 상기 이산 이격부재의 보로노이 셀 면적을 기초로 이산 이격부재 위에서 유도되는 대기압 응력을 개산(approximate)하는 그리고 임의의 유형의 이산 이격부재의 배열에 적용될 수 있는, 본 발명자가 제시한 수학식 σp 0.11 Ai_max/dj2 [MPa]를 이용하여, VIG의 각각의 유리 판재가 견딜 수 있는 대기압 응력의 최대 용인 가능 값을 얻기 위해서, 최대 보로노이 셀 면적(Ai_max)을 계산하는 단계로서, 여기에서 dj는 제1 또는 제2 유리 판재의 두께이다(j = 1 또는 2). 이산 이격부재의 정사각형 어레이 배열에서, 보로노이 셀 면적(Ai) = λ2, 이고 λ는 피치이다. 문헌에서 제시된 바와 같이, 상기 수학식 내의 Ai_max를 λmax2으로 대체하여, σp = 0.11 λmax2/d2 [MPa]를 얻는, 단계,
· 중앙 영역(AC) 내에서, 최대 셀 면적(Ai_max)에 의해서 특성화되는 이산 이격부재 분포를 규정하고, 중앙 영역(AC) 내의 이산 이격부재의 이러한 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10)를 결정하는 단계,
· 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10) 미만이거나 그와 동일한, 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10)에 의해서 특성화되는 제1 및 제2 길이방향 영역(AL) 및 제1 및 제2 횡방향 영역(AW) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하는 단계,· 중앙 영역(AC) 내에 그리고 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10, SAL10, 및 SAW10)보다 작은, 각각의 모서리 영역(B) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)에 의해서 특성화되는 4개의 모서리 영역(B) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하는 단계,
· k개의 이산 이격부재를 전술한 이산 이격부재 분포에 따라 제1 유리 판재(1a)의 표면 상에 배치하고, 주변 본딩 밀봉부(4)를 상기 표면 위에 도포하여, 직사각형 평면형 면적의 둘레를 형성하는 단계,
· 제2 유리 판재(1b)를 k개의 이산 이격부재 및 주변 본딩 밀봉부(4) 위에 커플링시켜, 제1 및 제2 유리 판재 사이의 그리고 주변 밀봉부에 의해서 둘러싸인 간극을 남기는 단계,
· 1 mbar 미만의 압력에 도달하도록, 제1 및 제2 유리 판재 사이의 간극의 외부로 가스를 배기하는 단계,
SB10는 직사각형 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시하여 결정되고, SAL10 및 SAW10는 직사각형 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시하여 결정된다.
방법은 이하의 단계를 더 포함할 수 있다:
· 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 90번째 백분위수(SAC90)를 결정하는 단계, 및
· 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 90번째 백분위수(SAC90)의 1/m배보다 작은 또는 그와 동일한, 각각의 모서리 영역(B) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)에 의해서 특성화되는 4개의 모서리 영역(B) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하는 단계로서, 여기에서 m ≥ 1.6, 바람직하게는 m ≥ 1.8, 더 바람직하게는 m ≥ 2.0인 단계.
본 발명의 성질의 보다 완전한 이해를 위해서, 첨부 도면과 함께 취한 이하의 구체적인 설명을 참조한다.
도 1은 진공 절연 글레이징(VIG)의 (a) 정면도, (b) VIG의 모서리에서의 도 1a의 확대도, 및 (c) 횡단면도를 도시한다.
도 2는 열 응력 분포의 예를 도시한다.
도 3은 (a) 이산 이격부재의 센터링된-육각형 어레이에 대한, 그리고 (b) 이산 이격부재의 무작위 분포에 대한 보로노이 테셀레이션의 예를 도시한다.
도 4는, 4개의 모서리 영역(B), 중앙 영역(AC), 그리고 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)을 갖는, 본 발명에 따른 VIG의 셀 면적 분포를 특성화하기 위해서 사용되는 평면형 면적의 분할을 도시한다.
도 5는, 상응 보로노이 셀 및 영역과 함께, 본 발명에 따른 이산 이격부재 분포를 포함하는 VIG의 예의 (a) 정면도 및 (b) 동일한 도면을 도시한다.
도 6은 그래프에 표시된 10번째, 50번째, 및 90번째 백분위수를 갖는 셀 면적 분포를 도시한다.
도 7은 각각의 영역 내의 다양한 셀 기하형태, 그 표면적(Ai), 분류된 값의 목록 내의 그 랭크(rank)(i), 10번째 및 90번째 백분위수에 상응하는 n번째 랭크의 값, 및 10번째 및 90번째 백분위수의 면적의 값을 기록한 표이다.
도 8은 도 5의 VIG의 B-, AC-, 및 AL-영역의 셀 면적 분포를 도시한다.
도 9는 대각선(D)과 교차되는 보로노이 셀의 셀 면적(Ai)의 플롯(plot)을 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 이격부재 분포의 4개의 실시예를 도시한다.
도 11은 (a) 본 발명에 따른, (b) 종래 기술에 따른, (c) 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 VIG의 대각선을 따라서 인가된 응력들을 비교한다.
본 발명은, 도 1c에 도시된 바와 같은, 평면형 면적을 포함하고 제1 유리 판재(1a) 및 제2 유리 판재(1b)를 포함하는 진공 절연 글레이징 유닛(VIG)에 관한 것이다. k개의 이산 이격부재(Pi)가 평면형 면적에 걸쳐 분포되고, 제1 및 제2 유리 판재들 사이에 배치되고, 제1 및 제2 유리 판재들(1a, 1b) 사이의 거리를 유지하고, k ∈ N 이고 k > 8, 바람직하게는 k > 100이고, 더 바람직하게는 k > 400이다. 도 1a는 현재 기술 수준의 이산 이격부재의 센터링된-육각형 분포의 VIG를 도시한다. 전술한 바와 같이, 피치(λ)는 본원에서 2개의 인접한 이산 이격부재들 사이의 가장 짧은 거리로서 정의된다. 주변 본딩 밀봉부(4)는 제1 및 제2 유리 판재들 사이의 거리를 밀폐식으로 밀봉하고, 제1 및 제2 유리 판재들 사이에서 둘러싸이고 평면형 면적을 형성하는 주변 본딩 밀봉부의 내부 둘레에 의해서 경계 지어지는 내부 부피(V)를 형성한다. 내부 둘레는 길이방향 축(X1)을 따라 길이(L)에 걸쳐, 그리고 길이방향 축(X1)에 수직인 횡방향 축(X2)을 따라 폭(W)에 걸쳐 연장되는 실질적으로 직사각형인 기하형태를 가지고, L ≥ W이고, 여기에서 내부 부피는 진공하에 있다. 실제로 그리고 도 1b에 도시된 바와 같이, 주변 본딩 밀봉부는, 모서리가 곡률 반경을 형성할 수 있음에 따라, 모서리에서 날카로운 직각을 형성하지 않을 수 있다. 내부 둘레 및 평면형 면적은 90°-모서리(cs)(도 1b의 모서리(cs)에서의 백색 쇄선 참조)를 갖는 직사각형에 내접되는 것으로 간주된다. 계속하여, 기하형태가 모서리(cs) 또는 대각선(D)과 같은 평면형 면적과 관련된 직사각형을 언급할 때, 그러한 언급은, 평면형 면적이 내접되는 상기 직사각형에 대해서 이루어진다.
본 발명에 따른 VIG의 치수는, 바람직하게는 1000 내지 5000 mm, 바람직하게는 2000 내지 4000 mm의 길이(L), 및 500 내지 3000 mm, 바람직하게는 1000 내지 2500 mm의 폭(W)을 포함한다.
열 응력 분포
도 2는, 40℃의 내부 공간과 외부 공간 사이의 온도차에 노출된 5 mm 두께의 유리 판재들에 의해서 형성된 길이(L) 및 폭(W)을 가지고, L W = 1000 mm이며, 목재 프레임 내에 클램핑된 VIG의 1/4에 걸친 열 응력(σt) 분포의 도식적 표상을 도시한다. 도 2는 고온에 노출된 VIG 판재의 외부 표면 상에서 유도된 인장 응력 분포를 나타낸다. 응력 레벨은 약 0 MPa의 백색 면적으로부터 약 24 MPa의 가장 어두운 면적까지 증가된다. 이러한 데이터는 독창적인 것이고, 본 발명자의 내부 작업의 결과이다. 전술한 바와 같이, 피치(λ)= 30 mm의 정사각형 어레이로 배열된 이산 이격부재에서, 대기압 응력(σp)은 약 4 MPa일 수 있다.
평면형 면적의 분할
평면형 면적은 응력 분포를 반영하기 위해서 몇 개의 구역으로 분할될 수 있고, 그러한 구역은 이하를 포함한다.
· 4개의 모서리 영역(B)으로서, 각각이 반경의 1/4-원의 기하형태(Rb < W/2 그리고 바람직하게는 Rb < W/10)를 가지고, 각각이 주변 본딩 밀봉부(4)의 직사각형 내부 둘레의 모서리에 센터링되는, 4개의 모서리 영역(B),
· 4개의 모서리 면적을 제외하고 평면형 면적을 덮는 상보적인 영역(A). 상보적인 영역(A)은 이하의 3개의 하위 영역으로 더 분할된다:
ο 제1 모서리 영역과 제2 모서리 영역 사이에서 연장되는 제1 길이방향 스트라이프 영역(AL) 및 제3 모서리 영역과 제4 모서리 영역 사이에서 연장되는 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)으로서, 각각의 길이방향 스트라이프 영역은 평면형 면적의 길이방향 연부에 인접하여 길이방향 축(X1)을 따라서 연장되고 횡방향 축(X2)을 따라서 길이방향 연부로부터 측정된, 0.1 W와 동일한, 폭을 가지는, 길이방향 스트라이프 영역들,
ο 제1 모서리 영역과 제3 모서리 영역 사이에서 연장되는 제1 횡방향 스트라이프 영역(AW) 및 제2 모서리 영역과 제4 모서리 영역 사이에서 연장되는 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)으로서, 각각의 횡방향 스트라이프 영역은 평면형 면적의 횡방향 연부에 인접하여 횡방향 축(X2)을 따라서 연장되고 길이방향 축(X1)을 따라서 횡방향 연부로부터 측정된, 0.1 W와 동일한, 폭을 가지는, 횡방향 스트라이프 영역들, 및
ο 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL) 및 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)을 제외한, 상보적인 영역(A)을 덮는 중앙 영역(AC).
보로노이 테셀레이션
각각의 이산 이격부재는, 이웃하는 이산 이격부재의 영향 면적에 의해서 경계 지어지는, 주어진 영향 면적에 걸쳐 유리 판재를 지지하는 효과를 갖는다. 그러한 상황은 보로노이 테셀레이션을 형성하는 보로노이 셀을 이용하여 설명될 수 있다. 수학적으로, 보로노이 테셀레이션 또는 도표는 평면의 특정 하위 세트 내의 지점들까지의 거리를 기초로 평면을 영역들로 구획하는 것이다. 그러한 지점들의 세트는 평면형 면적에 걸쳐 분포된 k개의 이산 이격부재들에 의해서 형성된다. 각각의 이산 이격부재에서, 임의의 다른 이산 이격부재보다 해당 이산 이격부재에 더 근접하는 모든 지점들로 구성된 상응 영역이 있다. 이러한 영역은, 각각의 이산 이격부재의 영향 면적을 규정하는, 셀 면적(Ai)을 가지는 "보로노이 셀(Ri)" 또는 단순히 "셀"로 지칭된다. k개의 셀에 의해서 형성된 보로노이 테셀레이션은 셀 면적 분포에 의해서 특성화된다. 보로노이 테셀레이션의 셀 면적(Ai)은 단위 면적 당 이산 이격부재의 수(k)의 감소에 따라 증가된다. 예를 들어, 제2 VIG 또는 VIG의 제2 부분의 이산 이격부재의 수(k2)보다 작은 이산 이격부재의 수(k1)를 포함하는 제1 VIG 또는 VIG의 제1 부분은, 제2 VIG 또는 VIG의 제2 부분보다 큰 평균 셀 면적을 가지는 셀 면적 분포에 의해서 특성화된다.
도 3은 보로노이 테셀레이션의 2개의 예를 도시한다. 도 3a는 센터링된-육각형 분포에 따른 규칙적인 피치(λ)로 배열된 이산 이격부재의 어레이의 보로노이 테셀레이션을 도시한다. 보로노이 셀은, 센터링된 상응 이산 이격부재를 내부에 갖는 동일한 치수의 모든 육각형이다. 도 3b는 이산 이격부재의 무작위 배열을 도시한다. 하나의 그리고 단지 하나의 보로노이 테셀레이션이 임의의 유형의 이산 이격부재의 주어진 분포에 연관될 수 있다는 것이 확인될 수 있다.
백분위수
도 6에 도시된 바와 같이, 가장 작은 것으로부터 가장 큰 것까지 분류된 셀 면적의 N 값의 목록의 P번째 백분수위가 본원에서 목록 내의 가장 작은 값으로서 규정되고, 그에 따라 데이터의 P% 이하가 상기 가장 작은 값보다 명확하게 작고, 셀 면적의 N 값의 적어도 P%가 그러한 가장 작은 값보다 작거나 그와 동일하고, 여기에서 P는 0 내지 100이다. 셀 면적의 N 값의 분류된 목록의 P번째 백분위수는, 공식 n = N P/100으로 k개의 분류된 값의 상응 랭크(n)를 결정하는 것으로 구성되는, 가장 가까운-랭크 방법에 의해서 획득될 수 있다. 이러한 공식으로 얻어진 n의 값이 정수가 아닌 경우에, n은 가장 가까운 정수로 반올림(round)된다. P번째 백분위수의 셀 면적 값은, 셀 면적의 N 값의 분류된 목록의 (반올림된) n번째 랭크에서 나열된 값이다. N < 100에서, 동일 값이 1 초과의 백분위수를 위해서 이용될 수 있다는 것이 분명하다. 50번째 백분위수은 중앙값으로 지칭되고, 1번째 및 100번째 백분위수는 순서화된 목록에서 가장 작은 값 및 가장 큰 값인 것으로 각각 규정된다.
예를 들어, 도 5(b) 및 도 7의 표(a)를 참조하면, 반경(Rb)의 모서리 영역 내에 포함된 12개의 보로노이 셀이 있다. 여기에는 i = 1 내지 11의, 셀 면적(Ai(B)) = 1/2λ2를 각각 가지는 11개의 다이아몬드형, 및 셀 면적(A12(B)) = 5/8λ2의 하우스 형상의 하나의 셀이 있고, 여기에서 λ는, 예를 들어 길이방향 스트라이프 영역(AL) 내의, 존재하는 이격부재의 정사각형 어레이의 피치이다. 가장 가까운-랭크 방법에 의해서 얻어진 12개의 값의 이러한 목록의 10번째 백분위수는 A1(B) = 1/2λ2이고, 이는 n번째 랭크에서 나열된 면적 값이고, n = N P/100 = 12 x 10/100 = 반올림(1.2) = 1이다. 유사하게, 중앙 영역의 10번째 백분위수는, A3(AC) = λ2인, 랭크(n) = 3에서 나열된 면적 값이다. 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 하나의 보로노이 셀은, A1(AL) = 3/4λ2의, 하우스 형상의 셀 면적이고, 6개의 보로노이 셀은, i = 2 내지 7의, 정사각형의 면적(Ai(AL)) = λ2이다. 결과적으로, 영역(AL)의 10번째 백분위수는 3/4 λ2이다. 모든 이러한 결과가 도 7의 표 (a) 내지 (c)에 요약되어 있다.
셀 면적 분포
주어진 두께의 유리 판재로 제조된 VIG의 대기압에 대한 내성을 증가시키기 위한 단순한 해결책은 이산 이격부재(Pi)의 수를 증가시키는 것이다. 그러나, 이산 이격부재의 수의 증가는 VIG의 단열 특성에 불리하다. 이산 이격부재의 수를 줄이기 위해서, 그리고 그에 따라 VIG의 단열 특성을 향상시키고, 동시에, 평면형 면적에 걸친 이산 이격부재 분포를 최적화하여 대기압 응력 및 열 응력에 대한 기계적 내성을 보장하기 위해서, 본 발명에서 이하의 조건이 제시된다.
4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SB10)는,
· 중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10), 및
· 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 각각에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAL10), 및/또는
· 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)의 각각에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAW10)보다 작다.
중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10)의 값은 제1 및 제2 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)의 10번째 백분위수(SAL10 및 SAW10)보다 크거나 그와 동일하다.
SB10, SAL10, 및 SAW10의 값은 내부 둘레에 인접한 모든 셀의 셀 면적을 무시하여 결정된다(도 5(b)에 도시된 1/4 글레이징의 연부를 따른 어둡게 음영 처리된 셀 참조).
셀(Ri)은 영역(AC, AL, AW, B) 내에서 둘러싸이고,
· 상응하는 이산 이격부재(Pi)가 상기 영역 내에 포함되는 경우, 또는
· 상응 이산 이격부재가 2개의 영역들(AC, AL, AW, B) 사이의 교차부에 있는 경우, 셀(Ri)은 셀 면적(Sk)의 가장 큰 부분을 포함하는 영역 내에서 둘러싸이고, 그리고
· 상응 이산 이격부재가 2개의 영역들(AC, AL, AW, B) 사이의 교차부에 위치되고 셀 면적이 2개의 영역들 사이에서 균일하게 분포된 경우에, 상기 셀 면적은 10번째 백분위수(SB10, SAC10, SAL10, 및 SAW10)의 결정에서 무시된다.
내부 둘레에 인접하는, 4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치되는 모든 셀의 셀 면적은 바람직하게는 그에 직접 인접하는 모든 셀의 셀 면적보다 작거나 그와 동일하다.
도 5a는 본 발명의 실시예를 도시하고, 모서리에서의 작은 피치 및 중앙 면적 내의 더 큰 피치, 및 이러한 2개의 면적들 사이의 중간 피치에 의해서 특성화되는, 특정 이격부재 분포를 나타내는 VIG의 1/4을 보여준다. 이러한 분포는, 예가 도 2에 도시된, 평면형 면적에 걸친 열 응력 분포와 대략적으로 매칭된다. 이산 이격부재들 사이에서 가장 큰 피치를 갖는 중앙 영역은 주로 대기압을 견디도록 치수가 결정되어야 하는데, 이는 해당 영역에서 열 응력은 거의 0이기 때문이다(도 2 참조). 가장 짧은 피치들은 모서리에 집중되는데, 이는 VIG가 모서리 내에서 큰 크기의 대기압 응력 및 열 응력의 조합을 견뎌야 하기 때문이다.
도 5(b)는, 모서리 영역(B), 중앙 영역(AC), 및 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)뿐만 아니라, 이산 이격부재의 보로노이 셀 및 대각선(D)이 식별된, 도 5a에서와 동일한 이산 이격부재 분포를 갖는 동일한 (1/4) VIG를 도시한다. 도면에서, Rb = 0.25 W이다. 실제로, Rb는 폭(W)의 20% 내지 40%, 전형적으로 폭(W)의 30% ± 5%일 수 있다. 평면형 면적의 길이와 비교하여, Rb는, L ≥ W일 때, 길이(L)의 15% 내지 35%일 수 있다. 모서리 영역의 반경(Rb)은 바람직하게는 80 내지 400 mm, 더 바람직하게는 100 내지 300 mm이다. Rb의 값은, VIG가 기계적으로 견디도록 설계된 열 응력의 레벨에 따라 크게 달라진다. 큰 내열성 요건에서, Rb 값이 증가되는 반면, 작은 내열성 요건에서 Rb 값은 감소될 수 있다.
도 8은, 모서리 영역(B)(= 백색 원 및 짧은 쇄선), 중앙 영역(AC)(검은색 원 및 실선), 및 길이방향 스트라이프 영역(AL)(백색 정사각형 및 긴 쇄선) 내의, 도 5에 도시된 진공 절연 글레이징의 셀 면적 분포를 도시한다. 상기 영역들 내의 셀 면적의 10번째 및 90번째 백분위수의 값이 플롯에서 식별된다.
B 영역의 10번째 백분위수(SB10)의 결정을 위해서 고려된 이산 이격부재가 도 5(b)에서 음영 처리되어 있다. 내부 둘레에 인접한 모든 보로노이 셀의 셀 면적이 무시되고 어둡게 음영처리된 면적으로 도 5(b)에서 식별되어 있다. 도 5의 예에서, 이하의 2가지 유형의 보로노이 셀만이 B 영역의 10번째 백분위수(SB10)의 결정을 위해서 고려된다: 도 7의 표(a)에 나열된 바와 같은, 셀 면적(Ai) = 1/2 λ2의 11개의 정사각형 셀, 및 셀 면적(Ai) = 5/8 λ2의 하나의 하우스 형상의 셀. 도 7의 표에 나열되고 도 8에 도시된 바와 같이, 도 5의 예의 B 영역의 10번째 백분위수(SB10)는 SB10 = 1/2 λ2이다. B 영역 내에서 요구되는 이격부재들 사이의 도 5와 관련하여 전술한 작은 피치는 VIG의 나머지와 비교되는 B 영역의 10번째 백분위수(SB10)의 작은 값에 의해서 반영된다(도 8 참조).
도 5(b)를 참조하면, 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 하나의 보로노이 셀을 제외한, 전부가 동일하고; 피치(λ)의 제곱이고, 하우스 형상을 갖는 하나의 셀은 3/4 λ2의 셀 면적을 갖는다(도 5(b)의 상단 행 상의 수평 쇄선 면적 참조). AL 영역 내의 셀 면적의 10번째 백분위수는 랭크(n) = 1에 위치되고, 그에 따라: SAL10, = 3/4 λ2이다(도 7의 표(b) 및 도 8 참조).
도 7의 표(c)에 기재된 바와 같이, 중앙 영역(AC)은 약 27개의 셀을 포함하고, 절반 초과(18개)는 셀 면적(Ai) = λ2의 정사각형 셀이다. 도 7의 표(c)에 표시된 바와 같이, 가장 가까운-랭크 방법은 랭크(n) = 3인 것으로, 중앙 영역의 10번째 백분위수의 값을 산출하고, 그에 따라 SAC10 = λ2이다. 90번째 백분위수는 랭크(n) = 25에서의 값에 상응하고, 그에 따라 SAC90 = 2 λ2를 산출한다(도 7의 표(c) 및 도 8 참조).
도 7의 표에, 셀의 일부가 있는데, 이는, 셀이 다른 1/4과 중첩되는, 도 5에 도시된 VIG의 1/4을 기초로 계산이 이루어졌기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAC90)가 4개의 모서리 영역(B)의 각각 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SB10)보다 m배 더 크고(SAC90 > m SB10), 여기에서 m ≥ 1.6, 바람직하게는 m ≥ 1.8, 더 바람직하게는 m ≥ 2.0이다. 비율(m) SAC90/SB10의 값은 VIG의 중앙 영역(AC) 내에서 이산 이격부재 위에서 유도되는 가장 큰 대기 응력(σp,max(AC))(열 응력은 중앙 영역 내에서 0에 근접할 수 있다) 대 VIG의 모서리 영역(B)에서 이격부재 위에서 유도되는 가장 작은 대기압 응력(σp,min(B))의 비율(σp,max(AC)/σp,min(B))을 반영하여야 한다. 대기압 응력(σp)의 값은 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이격부재 위에서 가장 큰데, 이는 중앙 면적의 보로노이 셀의 보로노이 셀 면적(Ai)이 평면형 면적 내에서 가장 크기 때문인 반면, 이는 4개의 모서리 영역(B) 내에서 가장 작은데, 이는 모서리 영역의 보로노이 셀의 보로노이 셀 면적(Ai)이 그 곳에서 가장 작기 때문이다. 대조적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 열 응력(σt)은 모서리 영역(B)에서 가장 크고, 중앙 영역(AC)에서 가장 작다. 도 7의 표(a) 및 (c)에서 확인될 수 있는 바와 같이, 도 5에 도시된 이산 이격부재 분포에 대한, 비율(m) = SAC90/SB10의 값은 2λ/λ = 2와 동일하다.
많은 경우에, 모서리 영역(B) 내에 포함되는 보로노이 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)가 20 내지 5000 mm2, 바람직하게는 25 내지 3600 mm2, 더 바람직하게는 100 내지 2500 mm2, 가장 바람직하게는 150 내지 900 mm2일 수 있다. 셀 면적의 그러한 값의 물리적 의미에 관한 보다 양호한 아이디어를 제공하기 위해서, 이격부재가 정사각형 어레이에 따라 배열되는 경우에, 상기 셀 면적에 상응하는 피치(λ)는 4.5 내지 71 mm, 바람직하게는 5 내지 60 mm, 더 바람직하게는 10 내지 50 mm, 가장 바람직하게는 12 내지 30 mm일 수 있다.
VIG를 포함하는 유리 판재 상의 각각의 이산 이격부재 위에서 유도되는 조합된 응력(σtot) = (σp + σt)은 대기압 응력(σp) 및 열 응력(σt)의 합으로 구성된다. 전술한 바와 같이, 주어진 이격부재(Pi) 위의 대기압 응력(σpi)은 약 σp = 0.11 Ai/dj2 [MPa], (또는 정사각형 격자에서 σp = 0.11 λ/dj2 [MPa])에 의해서 개산될 수 있고, 여기에서 dj는 제1 및 제2 유리 판재(j = 1 또는 2)의 두께이다. 열 응력은 도 2에 도시된 바와 같은 경향을 따른다. 조합된 응력(σtot = (σp + σt))이 임의의 지점에서 상기 유리 판재의 굽힘 강도 설계 값을 초과하지 않도록, 유리 판재가 설계되고 그 치수가 결정되어야 한다. 유리 판재의 굽힘 강도 설계 값은, 유리 판재에 의해서 지지될 수 있는 최대 용인 가능 인장 응력의 값을 제공한다.
열 응력이 모서리 영역(B)에서 실질적으로 증가되기 때문에(도 2 참조), 각각의 이격부재 위에서 유도된 조합된 응력(σtot = (σp + σt))은, 다른 영역 특히 중앙 영역(AC)에서보다, VIG의 모서리 영역 내에서 실질적으로 더 크다. 평면형 면적에 걸친 이산 이격부재의 규칙적인 배열을 포함하는 VIG의 절연 특성은, 열 응력이 국소적으로 작은, 중앙 영역 내의 이산 이격부재를 제거하는 것에 의해서 증가될 수 있고, 그에 따라 중앙 영역에서 대기압 응력을 증가시키는 것은 조합된 응력(σtot = (σp + σt))을 유리 판재의 굽힘 강도 설계 값보다 상당히 작게 유지한다. 역으로, VIG의 굽힘 강도 설계 값보다 작게 유지되는 모서리 영역(B)에서의 조합된 응력의 값을 초래하도록, VIG를 구성하는 유리 판재의 치수가 결정될 수 있다. 대기압 응력(σp)이 보로노이 셀 면적(Ai)에 비례하기 때문에(즉, 정사각형 어레이에서 피치의 제곱에 비례하기 때문에), 모서리 영역에서 보로노이 셀 면적(또는 정사각형 어레이에서 피치)을 감소시키는 것에 의해서, 대기압 응력이 국소적으로 감소될 수 있다.
도 11은, (a) 모서리 영역에서의 보로노이 셀 면적(A(B)) = A1 및 나머지 영역 내의 보로노이 셀 면적(A(AC)) = 2 A1을 갖는 본 발명에 따른 VIG에 대한, 그리고 (b) 전체 평면형 면적에 걸쳐, 보로노이 셀 면적(A(b)) = A1에 의해서 특성화되는 전체 평면형 면적에 걸쳐 주기적으로 배열된 이산 이격부재의 어레이를 갖는 종래 기술(P.A.)에 따른 VIG의, 대각선(D)을 따른 대기압 응력(σp)(짧은 쇄선), 열 응력(σt)(긴 쇄선), 및 조합된 응력(σtot = (σp + σt))(실선)을 도시한다. 도 11c는 본 발명에 따른 VIG를 도시하고, 여기에서 보로노이 셀 면적은 모서리 영역(B)에서 A(B) = 1/2 A1과 동일하고, 중앙 영역에서 A(AC) = A1과 동일하다.
도 11a와 도 11b를 비교하면, 최대 총 응력(σmax)을 견디도록 설계된 종래 기술의 VIG로부터 시작하여, 열 응력을 무시할 수 있는, 본 발명에 따른 중앙 영역에서 보로노이 셀 면적을 증가시키는 것에 의해서, 본 발명에 따른 VIG가, 종래 기술의 VIG와 동일한, 그러나 실질적으로 적은 수의 이산 이격부재를 가지고 그에 따라 VIG의 절연 특성을 증가시키는, 모서리 영역(B)에서 국소화된 최대 응력을 견딘다는 것을 확인할 수 있다.
그에 수반하여, 도 11c 및 도 11b를 비교하면, 모서리 영역에서 단의 면적 당 이산 이격부재의 수를 국소적으로 증가시키는 것 즉, 보로노이 셀 면적(A(B))을 1/2 A1까지 국소적으로 감소시키는 것은 모서리에서 대기압 응력을 국소적으로 감소시키고, 이는 셀 면적(Ai)에 비례한다는 것을 확인할 수 있다. 그에 따라, VIG가 노출되는 최대 대기압(σmax)은, 종래 기술의 VIG(도 11b 참조)에서보다, 본 발명에 따른 VIG(도 11c 참조)에서 더 작다. 이는, 종래 기술의 VIG와 동일한 열적 조건에서, 더 얇은 두께의 판재가 동일 절연 특성을 위해서 이용될 수 있는 것을 초래한다.
도 11은, 본 발명에 따른 VIG가, 종래 기술의 VIG보다, 조합된 대기압 응력 및 열 응력에 대한 동일한 기계적 내성을 위한 더 큰 절연 특성을 갖는다는 것, 또는, 그에 수반하여, 종래 기술의 VIG보다 얇은, 유사한 절연 특성을 위한 더 얇은 유리 판재를 포함할 수 있다는 것을 보여준다.
길이방향 또는 횡방향 영역(AL, AW)에 포함되는 보로노이 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10)가 25 내지 9000 mm2, 바람직하게는 36 내지 7200 mm2, 더 바람직하게는 121 내지 5000 mm2일 수 있다. 셀 면적의 그러한 값의 물리적 의미에 관한 보다 양호한 아이디어를 제공하기 위해서, 이산 이격부재가 정사각형 어레이에 따라 배열되는 경우에, 상기 셀 면적에 상응하는 피치(λ)는 5 내지 95 mm, 바람직하게는 6 내지 85 mm, 더 바람직하게는 11 내지 71 mm일 수 있다. 조합된 대기압 응력 및 열 응력의 레벨이, 모서리 영역에서보다, 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)에서 더 낮기 때문에, 이러한 영역들 내의 이산 이격부재들 사이의 피치는, 모서리 영역에서보다, 클 수 있고, 중앙 영역(AC) 내의 피치보다 작거나 그와 동일하다.
길이방향 또는 횡방향 영역(AL, AW) 내에 포함되는 보로노이 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10)는 바람직하게는 중앙 영역(AC) 내에 포함되는 보로노이 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10)보다 작다.
제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 각각 및/또는 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)의 각각에 위치되는 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAL90, 및 SAW90)의 각각이 중앙 영역(AC) 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAC90)보다 작은 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 연부를 따른 그리고 모서리로부터 먼 곳의(즉, 영역(AL 및 AW) 내의) 열 응력 레벨이 모서리 영역(B) 내에서보다 분명히 더 낮다는 것, 그러나 여전히, 중앙 영역(AC)을 형성하는, 진공 절연 글레이징의 중심 내에서보다 높다는 것이 확인될 수 있다. 이는, 이산 이격부재의 (센터링되지 않은) 육각형 어레이를 갖는, VIG의 중심에서보다, 연부를 따른 이산 이격부재의 센터링된 육각형 분포를 갖는 연부를 따라 더 조밀한 이산 이격부재의 어레이(즉, 상응 보로노이 셀의 더 작은 셀 면적(Ai)의 값)를 부여하는, 도입부에서 설명된 DE20201111242U1의 교시 내용과 극명하게 대조된다. 이는, 이러한 문헌이 진공 절연 글레이징에 수직으로 그리고 그 중심에서 인가된 하중으로부터 초래되는 VIG의 면적에 걸친 응력 분포를 고려하는 반면, 본 발명은 내부 환경과 외부 환경 사이의 심한 온도차의 적용 시에 VIG가 받는 열 응력에 초점을 맞추기 때문인 것으로 설명된다. 내부 환경의 온도는 전형적으로 20 내지 25℃인 반면, 외부 환경의 온도는 겨울에 - 20℃로부터 여름에 + 35℃까지 걸쳐질 수 있다. 그에 따라, 내부 환경과 외부 환경 사이의 온도차는 가혹한 조건에서 40℃ 초과에 도달할 수 있다.
중앙 영역(AC) 내에 포함되는 보로노이 셀 셀 면적의 90번째 백분위수(SAC90)은 50 내지 9000 mm2, 바람직하게는 100 내지 7200 mm2, 더 바람직하게는 400 내지 5000 mm2, 가장 바람직하게는 500 내지 1800 mm2일 수 있다. 이산 이격부재의 정사각형 어레이의 피치(λ)와 관련하여 설명하면, 이러한 셀 면적의 값들은 7 내지 95 mm, 바람직하게는 10 내지 85 mm, 더 바람직하게는 20 내지 71 mm, 가장 바람직하게는 22 내지 42 mm의 피치에 상응한다. 중앙 영역 내의 피치의 치수는 대기압 응력(σp)을 지지하기에 충분하여야 하고, 심한 온도 구배에 노출될 때 열 응력(σt)의 값은 0으로부터 중간 정도까지이어야 한다.
도 5에서 도시된 VIG에 대해서 도 9에서 도시된 바와 같이, 평면형 면적의 대각선과 교차되는 셀 면적(Ai)이 평면형 면적의 모서리로부터 중심(c)까지 단조롭게 증가되는 것이 바람직하다. 곡선은 일정한 값의 하나 이상의 편평부를 포함할 수 있다. 도 9(및 도 5)에 도시된 예에서, 셀 면적은 글레이징의 모서리(cs)로부터 중심까지 4배 증가된다. 도 9의 플롯 내의 음영 처리된 면적은, 고려되지 않은, 연부에 인접한 보로노이 셀에 상응한다.
본 발명은, 주어진 두께의 유리 판재에서, 가장 큰 열적 부하를 지지할 수 있는 한편 현재 기술 수준의 VIG로 이제까지 달성된 것 보다 큰 절연을 유지하는, VIG를 제공하는데, 이는 이산 이격부재의 수가 상당히 감소될 수 있고, 그에 따라 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이의 열적 브리지의 수를 그에 따라 감소시키기 때문이다.
VIG를 구성하는 유리 판재가, 그 외부 표면에서 유도되는 가장 높은 피크가 글레이징의 특정 영역 내에서 매우 국소화되더라도, 그러한 가장 높은 피크의 응력 레벨을 견디도록, VIG의 이격부재와 연관된 보로노이 셀(Ri)의 치수가 결정되어야 한다. 그에 이어서, 당업계에 알려진 전형적인 VIG의 경우에서와 같이, 반복적인 이산 이격부재의 어레이가 전체 평면형 면적에 걸쳐 분포되는 경우에, 백색 중앙 영역에 대해서 도 2에 도시된 바와 같이, VIG의 일부 영역이 그 전체 서비스 시간에서 이하와 같은 높은 응력 레벨에 결코 노출되지 않더라도, VIG를 구성하는 유리 판재가 가장 높은 응력의 피크를 견디도록, 피치(λ)의 치수가 결정되어야 한다. 이는, 엄격하게 요구되는 것보다, 훨씬 더 많은 수의 이산 이격부재의 이용을 초래한다.
전체 평면형 면적에 걸쳐 그러한 반복적인 패턴에 따라 배열된 이산 이격부재를 포함하는 종래 기술에서 알려진 전형적인 VIG와 비교하면, 모서리 영역(B)과 같이, 높은 열 응력의 피크가 예상되는 위치에 이산 이격부재가 집중된, 본 발명에 따른 VIG를 생산하는데 필요한 이산 이격부재의 수가 40 내지 60%만큼 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 VIG를 고려하면, 도 5에서 모서리 영역(B)으로 한정된 바와 같은 센터링된 정사각형의 어레이에 따른 전체 평면형 면적에 걸쳐 분포된 이산 이격부재를 갖는 VIG에 비해서, 이산 이격부재의 수의 감소는 약 45%가 된다. 이는, 종래 기술에서 알려진 상응하는 전형적인 VIG에 비해서, 본 발명에 따른 VIG에서 약 30%의 단열에 관한 이득을 초래할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따라 배열된 이산 이격부재를 포함하는 1/4 VIG의 4개의 실시예를 도시한다. 도 10a는, 평면형 면적의 각각의 모서리에서 정사각형을 형성하는, 더 많은 단위 면적 당 이산 이격부재의 수(=밀도)를 갖는 이산 이격부재의 규칙적인 정사각형 어레이를 도시한다. 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)은 중앙 영역(AC)에서와 동일한 이산 이격부재의 패턴을 가지고, 모서리 영역(B) 내에 위치된 셀의 10번째 백분위수(SB10)보다 실질적으로 큰, 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10, SAC10)를 갖는다.
도 10b의 VIG는 도 10a의 VIG와 유사하나, 횡방향 스트라이프 영역(AW)은, 중간 영역(AC)보다 그리고 길이방향 스트라이프 영역(AL)보다, 더 높은 밀도의 이산 이격부재를 갖는다. 횡방향 스트라이프 영역(AW) 내에 위치된 보로노이 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAW10)은 B 영역 내의 것과 동일하다.
도 10c 및 도 10d는, 모서리에서 국소화되고 직사각형 평면형 면적과 모서리를 공유하는 삼각형을 형성하도록 배열된 고밀도의 이산 이격부재를 갖는다. 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)은 중앙 영역(AC)과 같은 고밀도의 이산 이격부재를 가지거나 가지지 않을 수 있다(각각, 도 10c 및 도 10d 참조). 도 10d에서, 영역(AL, AW, AC, 및 B) 내의 셀 면적의 10번째 백분위수는 다음과 같다: SB10 < SAL10 = SAW10 < SAC10,
본 발명에 따른 VIG 생산 방법
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 VIG의 생산 방법에 관한 것이다. 방법은:
· 알려진 기계적 및 열적 특성의 그리고 주어진 두께(d)의 제1 및 제2 유리 판재(1a, 1b)를 제공하는 단계,
· 예를 들어 공식 σp= 0.11 Ai_max/dj2 [MPa]를 이용하여, 대기 응력의 최대 용인 가능 값을 얻기 위해서 최대 보로노이 셀 면적(Ai_max)을 계산하는 단계,
· 중앙 영역(AC) 내에서, 최대 보로노이 셀 면적(Ai_max)에 의해서 특성화되는 이산 이격부재 분포를 규정하고, 중앙 영역(AC) 내의 이산 이격부재의 이러한 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10)를 결정하는 단계,
· 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10) 미만이거나 그와 동일한, 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10)에 의해서 특성화되는 제1 및 제2 길이방향 영역(AL) 및 제1 및 제2 횡방향 영역(AW) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하는 단계,
· 중앙 영역(AC) 내에 그리고 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10, SAL10, 및 SAW10)보다 작은, 각각의 모서리 영역(B) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)에 의해서 특성화되는 4개의 모서리 영역(B) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하는 단계,
· k개의 이산 이격부재를 전술한 이산 이격부재 분포에 따라 제1 유리 판재(1a)의 표면 상에 배치하고, 주변 본딩 밀봉부(4)를 상기 표면 위에 도포하여, 직사각형 평면형 면적의 둘레를 형성하는 단계,
· 제2 유리 판재(1b)를 k개의 이산 이격부재 및 주변 본딩 밀봉부(4) 위에 커플링시켜, 제1 및 제2 유리 판재 사이의 그리고 주변 밀봉부에 의해서 둘러싸인 간극을 남기는 단계,
· 0.1 mbar 미만의 압력에 도달하도록, 제1 및 제2 유리 판재 사이의 간극의 외부로 가스를 배기하는 단계를 포함하고,
SB10, SAL10 및 SAW10는 직사각형 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시하여 결정된다. 연부에 인접한 보로노이 셀은 무시되는데, 이는 그 기하형태가 주변 본딩 밀봉부(4)의 존재에 의해서 간섭되기 때문이다.
중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 보로노이 셀 면적은, 대기압 하에서 중앙 면적의 일부가 파괴되지 않도록, 최대 면적(Ai_max)보다 작거나 그와 동일하여야 한다.
모서리 영역(B) 내의 이산 이격부재 분포는 요구되는 대기압 응력 및 열 응력의 합을 견디는데 적합하여야 하고, 열 응력은 상기 모서리 영역(B) 내에 집중된다. 유한 요소 분석이 모든 새로운 VIG에 대해서 실행될 수 있다. 그러나, 경험상, 각각의 모서리 영역(B) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)는, 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 90번째 백분위수(SAC90)의 1/m배보다 작거나 그와 동일한 것으로 규정될 수 있고, 여기에서 m ≥ 1.6, 바람직하게는 m ≥ 1.8, 더 바람직하게는 m ≥ 2.0이다.
유리 판재
본 발명의 VIG의 제1 및 제2 유리 판재는 플로트 투명, 초-투명 또는 컬러 유리 기술 중에서 선택될 수 있다. "유리"라는 용어는 본원에서, 미네랄 유리 또는 유기 유리와 같은, 임의의 유형의 유리 또는 그와 균등한 투명 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 사용되는 미네랄 유리는 소다-라임-실리카, 알루미노실리케이트 또는 보로실리케이트, 결정질 및 다결정질 유리와 같은 하나 이상의 알려진 유형의 유리일 수 있다. 유리 판재는, 용융 유리 조성물로부터 시작하여 유리 판재를 제조하기 위한 플로팅 프로세스, 인발 프로세스, 압연 프로세스 또는 임의의 다른 프로세스에 의해서 얻어질 수 있다. 유리 판재는 선택적으로 연부-연마될 수 있다. 연부 연마는 날카로운 연부가 매끄러운 연부가 되게 하며, 이는, 진공-절연 글레이징, 특히 글레이징의 연부와 접촉할 수 있는 사람에게 훨씬 더 안전하다. 바람직하게, 본 발명에 따른 제1 및/또는 제2 유리 판재 중 적어도 하나가 소다-라임-실리카 유리, 알루미노실리케이트 유리 또는 보로실리케이트 유리의 판재이다. 가장 바람직하게는 그리고 낮은 생산비를 이유로, 본 발명에 따른 유리 판재는 소다-라임-실리카 유리 판재이다.
바람직하게, 본 발명의 VIG의 제1 및/또는 제2 유리 판재를 위한 조성물은, 유리의 총 중량에 대해서 표현된, 이하의 중량%의 성분을 포함한다(조성물 A). 더 바람직하게, 유리 조성물(조성물 B)은, 유리의 총 중량에 대해서 표현된, 이하의 중량%의 성분을 포함하는 조성물의 기본 유리 매트릭스를 갖는 소다-라임-실리카-유형의 유리이다.
Figure pct00001
본 발명의 VIG의 제1 및 제2 유리 판재를 위한 다른 바람직한 유리 조성물은, 유리의 총 중량에 대해서 표현된, 이하의 중량%의 성분을 포함한다.
Figure pct00002
특히, 본 발명에 따른 조성물을 위한 기본 유리 매트릭스의 예가 공개된 PCT 특허출원 WO2015/150207A1, WO2015/150403A1, WO2016/091672 A1, WO2016/169823A1 및 WO2018/001965 A1에서 설명되어 있다.
유리 판재들은 동일 치수를 가질 수 있거나, 상이한 치수들을 가질 수 있고 그에 의해서 단차형 VIG을 형성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 유리 판재는 제1 및 제2 주변 연부를 각각 포함하고, 제1 주변 연부는 제2 주변 연부로부터 뒤쪽으로 들어가 있거나, 제2 주변 연부가 제1 주변 연부로부터 뒤쪽으로 들어가 있다. 이러한 구성은, 밀폐 본딩 밀봉부의 강도를 보강할 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 그리고 큰 기계적 내성을 위해서, 제1 및/또는 제2 유리 판재가 예비-응력 처리된 유리(pre-stressed glass)일 수 있다. 예비-응력 처리된 유리는, 열 강화 유리, 열적으로 강화된 안전 유리, 또는 화학적으로 강화된 유리를 의미한다.
열 강화 유리는, 외측 유리 표면을 압축 하에 위치시키고 내측 유리 표면을 인장 하에 위치시키는, 제어된 가열 및 냉각 방법을 이용하여 열처리된다. 이러한 열처리 방법은, 어닐링된 유리보다 큰 그러나 열적으로 강화된 안전 유리보다 작은 굽힘 강도를 갖는 유리를 제공한다. 열적으로 강화된 안전 유리는, 외측 유리 표면을 압축 하에 위치시키고 내측 유리 표면을 인장 하에 위치시키는, 제어된 가열 및 냉각 방법을 이용하여 열처리된다. 그러한 응력은 유리가, 충격을 받을 때, 들쭉날쭉한 파편으로 분할되는 대신 작은 과립형 입자로 파괴되게 한다. 과립형 입자는 탑승자의 부상 가능성 또는 물체의 손상 가능성을 낮춘다. 유리 물품의 화학적 강화는, 유리의 표면 층 내의 작은 알칼리 나트륨 이온을 큰 이온, 예를 들어 알칼리 칼륨 이온으로 대체하는 것을 포함하는, 열 유도된 이온-교환이다. 큰 이온이 나트륨 이온이 이전에 점유하였던 작은 장소 내로 "박힘(wedge)"에 따라, 증가된 표면 압축 응력이 유리 내에서 발생된다. 그러한 화학적 처리는 일반적으로, 온도 및 시간을 정밀하게 제어하면서, 큰 이온의 하나 이상의 용융 염(들)을 포함하는 이온-교환 용융 욕 내에 유리를 침잠시키는 것에 의해서 실행된다. 예를 들어 Asahi Glass Co.로부터의 제품 범위 DragonTrail®로부터의 것 또는 Corning Inc.로부터의 제품 범위 Gorilla®로부터의 것과 같은, 알루미노실리케이트-유형의 유리 조성물이 화학적 템퍼링을 위해서 매우 효과적인 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 저방사율 필름, 태양광 제어 필름(열선 반사 필름), 반사-방지 필름, 김서림-방지 필름, 바람직하게는 열선 반사 필름 또는 저방사율 필름과 같은 필름이 진공-절연 글레이징 유닛의 제1 및/또는 제2 유리 판재(1a, 1b)의 내부 표면 및/또는 외부 표면 중 적어도 하나 상에 제공될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, VIG의 제2 유리 판재(1b)의 내부 표면이 열선 반사 필름 또는 로-E 필름(low-E film)을 구비한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 및/또는 제2 유리 판재(1a, 1b)의 외부 표면은, 안전 및 보안 상의 이유로, 적어도 하나의 유리 시트 및 적어도 하나의 중합체 중간층에 의해서 형성된 적층형 조립체일 수 있다. 적층형 유리는, 산산이 부서질 때 유리를 함께 유지하는 일종의 안전 유리이다. 파괴의 경우에, 유리는, 유리의 둘 이상의 층들 사이의 열가소성 중간층에 의해서 제 위치에서 유지된다. 중간층은, 파괴될 때에도, 유리의 층들이 본딩되어 유지되게 하며, 그 고강도는 유리가 크고 날카로운 단편으로 파괴되는 것을 방지한다.
적층 조립체에서, 적어도 하나의 유리 시트는 바람직하게는 0.5 mm 이상의 두께(Zs)를 갖는다(Zs ≥ 0.5 mm). 그러한 두께는 판재 외부 표면에 수직인 방향으로 측정된다. 적어도 하나의 중합체 중간층은 투명한 또는 반투명한 중합체 중간층이고, 이는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리이소부틸렌(PIB), 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리우레탄(PU), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에스테르, 코폴리에스테르, 폴리아세탈, 시클로 올레핀 중합체(COP), 이오노머 및/또는 자외선 활성화 접착제, 및 유리 적층체 제조 분야에서 알려진 다른 것으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함한다. 이러한 재료들의 임의의 양립 가능한(compatible) 조합을 이용한 혼합 재료가 또한 적합할 수 있다. 음향 적층형 유리를 갖는 보강된 음향 절연체가 또한 본 발명의 개념과 양립되어, 창 또는 도어의 성능을 개선할 수 있다. 그러한 경우에, 중합체 중간층은, 2개의 폴리비닐 부티랄 필름들 사이에 삽입된 적어도 하나의 부가적인 음향 재료를 포함한다.
본 발명은 또한, 부분적인 진공이 내부 공간들 중 적어도 하나 내에서 생성되기만 한다면, (2개, 3개 또는 그 이상의) (다중 글레이징 유닛으로도 지칭되는) 절연 또는 비-절연 내부 공간을 경계 짓는 유리 판재들을 포함하는 임의의 유형의 글레이징 유닛에 적용된다. 그에 따라, 일 실시예에서, 본 발명의 VIG의 기계적 성능을 개선하기 위해서, 제3의 부가적인 유리 판재가, 주변 이격부재 막대를 통해서, VIG의 주변을 따라서 제1 및/또는 제2 유리 판재(1a, 1b)의 외부 표면 중 적어도 하나에 커플링되어, 주변 연부 밀봉부에 의해서 밀봉된 절연 공동을 생성할 수 있다. 상기 주변 이격부재 막대는 제3 유리 판재와, 제1 및 제2 유리 판재의 외부 표면 중 적어도 하나 사이에서 특정 거리에서 유지된다. 전형적으로, 상기 이격부재 막대는 건조제를 포함하고, 전형적으로 6 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 9 내지 15 mm의 두께를 갖는다. 일반적으로, 상기 제2 내부 부피는 공기, 건조 공기, 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 육불화황(SF6), 이산화탄소, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 미리 결정된 가스로 충진된다. 상기 미리 결정된 가스는 열 전달을 방지하는데 효과적이고, 및/또는 소리 전달을 감소시키기 위해서 이용될 수 있다.
이격부재
본 발명의 진공 절연 글레이징 유닛은, 2개의 판재들을 서로 이격되게 유지하기 위해서 그리고 그에 따라 내부 부피(V)를 형성하기 위해서 제1 및 제2 유리 판재(1a, 1b) 사이에 개재되는, 복수의 이산 이격부재를 포함한다. 이산 이격부재는 전술한 바와 같은 보로노이 셀에 의해서 규정된 어레이에 따라 평면형 면적에 걸쳐 분포된다.
이산 이격부재들은, 원통형, 구형, 실 모양, 모래시계 형상, C-형상, 십자형, 각주 형상과 같은, 상이한 형상들을 가질 수 있다. 작은 이격부재, 즉 5 mm2 이하, 바람직하게는 3 mm2 이하, 더 바람직하게는 1 mm2 이하의, 유리 판재에 대한 접촉 표면을 일반적으로 갖는 이격부재를 이용하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 이러한 치수는, 미적으로 눈에 띄지 않으면서, 대기압 응력에 대한 양호한 기계적 내성을 제공할 수 있다.
이산 이격부재는 대기압의 영향 하에서 유리 판재의 내부 표면에 의해서 인가되는 압력을 견디기에 충분한 강도를 가지는 재료로 제조되어야 하고, 이들은 버닝(burning) 및 베이킹과 같은 고온 프로세스를 견딜 수 있어야 하고 VIG가 제조된 후에 적은 양의 가스를 방출하여야 한다. 그러한 재료는 바람직하게는 경질 금속 재료, 석영 유리 또는 세라믹 재료, 특히 금속 재료, 예를 들어 철, 텅스텐, 니켈, 크롬, 티타늄, 몰리브덴, 탄소강, 크롬강, 니켈강, 스테인리스강, 니켈-크롬강, 망간강, 크롬-망간강, 크롬-몰리브덴강, 규소 강, 니크롬, 두랄루민 또는 기타, 또는 세라믹 재료, 예를 들어 커런덤(corundum), 알루미나, 멀라이트, 마그네시아, 이트리아, 알루미늄 질화물, 규소 질화물 또는 기타이다.
주변 본딩 밀봉부
본 발명의 진공 절연 글레이징 유닛의 유리 판재들(1a, 1b) 사이의 내부 부피(V)가 유리 판재의 주변에 인접하여 배치된 밀폐식 본딩 밀봉부(4) 내에서 둘러싸인다. 밀폐식 본딩 밀봉부는 VIG를 둘러싸는 대기에 존재하는 공기 또는 임의의 다른 가스에 대해서 불투과적이고, 바람직하게는 경질이다.
다양한 밀폐 본딩 밀봉부 기술이 존재한다. (가장 널리 사용되는) 제1 유형의 밀봉부는, 융점이 글레이징 유닛의 유리 판재를 구성하는 유리 중 하나보다 낮은, 접착용 유리(solder glass)를 기초로 하는 밀봉부이다. 이러한 유형의 밀봉부의 이용은, 저-E 층의 선택을, 접착용 유리를 적용하는데 필요한 열적 사이클에 의해서 저하되지 않는 층으로, 즉 250℃ 정도로 높을 수 있는 온도를 견딜 수 있는 층으로 제한한다.
제2 유형의 밀봉부는, 연성 주석-합금 땜납과 같은 납땜 가능 재료의 층으로 적어도 부분적으로 덮인 타이 하부층(tie underlayer)에 의해서 글레이징 유닛의 주변에 납땜된 금속 밀봉부, 예를 들어 얇은 두께(500 ㎛ 미만)의 금속 스트립을 포함한다. 이전의 유리 밀봉부에 대비되는 이러한 금속 밀봉부의 하나의 실질적인 장점은, 금속 밀봉부가 부분적으로 변형될 수 있고 그에 따라 VIG의 두께에 걸친 온도 구배에 노출될 때 제1 유리 판재와 제2 유리 판재 사이의 상이한 팽창을 부분적으로 흡수할 수 있다는 것이다.
특허출원 제WO 2011/061208 A1은 진공-절연된 글레이징 유닛을 위한 금속으로 제조된 주변 본딩 밀봉부의 하나의 예를 설명한다. 설명된 밀봉부는, 예를 들어 납땜 가능 재료에 의해서 유리 판재의 주변에 제공된 접착 밴드에 납땜된 구리로 제조된, 금속 스트립이다.
내부 부피
0.1 mbar 미만, 바람직하게는 0.01 mbar 미만의 절대 압력의 진공이, 본 발명의 VIG 내에서 제1 및 제2 유리 판재 그리고 이산 이격부재들의 세트에 의해서 형성되고 주변 본딩 밀봉부에 의해서 폐쇄되는 내부 부피(V) 내에 생성될 수 있다.
본 발명의 VIG의 내부 부피는 가스, 예를 들어 그러나 비배타적으로, 공기, 건조 공기, 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 육불화황(SF6), 이산화 탄소 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 통상적인 구조를 갖는 절연 유닛을 통한 에너지의 전달이, 단일 유리 판재에 비해서, 감소되는데, 이는 내부 부피 내의 가스의 존재 때문이다.
내부 부피로부터 또한 임의의 가스를 펌핑할 수 있고, 그에 따라 진공 글레이징 유닛을 생성할 수 있다. 진공 절연 글레이징 유닛을 통한 에너지 전달이 진공에 의해서 크게 감소된다. 글레이징 유닛의 내부 부피 내에 진공을 형성하기 위해서, 내부 부피가 외측부와 연통되게 하는 중공형 유리 관이 일반적으로 유리 판재 중 하나의 주 면 상에 제공된다. 따라서, 유리 관의 외부 단부에 연결된 펌프에 의해서 내부 부피 내에 존재하는 가스를 외부로 펌핑하는 것에 의해서, 부분적인 진공이 내부 부피 내에 생성된다.
진공-절연된 글레이징 유닛 내의 주어진 진공 레벨을 긴 기간에 걸쳐 유지하기 위해서, 게터(getter)가 글레이징 유닛 내에서 사용될 수 있다. 구체적으로, 글레이징 유닛을 구성하는 유리 판재의 내부 표면은 유리 내에 이전에 흡수되었던 가스를 시간에 걸쳐 방출할 수 있고, 그에 의해서 진공 절연 글레이징 유닛 내의 내부 압력을 높일 수 있고 그에 따라 진공 성능을 감소시킬 수 있다. 일반적으로, 그러한 게터는 지르코늄, 바나듐, 철, 코발트, 알루미늄 등의 합금으로 구성되고, 보이지 않도록(예를 들어, 외부 에나멜에 의해서 또는 주변 불투과성 밀봉부의 일부에 의해서 또는 프레임에 의해서 은폐되도록) 얇은(몇 마이크로미터 두께의) 층의 형태로 또는 글레이징 유닛의 유리 판재들 사이에 배치된 블록 또는 태블릿(tablet)의 형태로 배치된다. 게터는 상온에서, 그 표면 상에서, 부동화 층을 형성하고, 그에 따라 부동화 층을 제거하기 위해서 그리고 그에 따라 그 합금의 게팅( 특성을 활성화시키기 위해서 가열되어야 한다. 게터는 "열 활성화된다"고 할 수 있다.
Figure pct00003

Claims (15)

  1. 평면형 면적을 포함하는 진공 절연 글레이징 유닛(VIG)(1)으로서,
    (a) 제1 유리 판재(1a) 및 제2 유리 판재(1b);
    (b) 상기 평면형 면적에 걸쳐 분포되고 상기 제1 유리 판재와 상기 제2 유리 판재 사이에 배치되며 상기 제1 유리 판재와 상기 제2 유리 판재 사이의 거리를 유지하는 k개의 이산 이격부재(Pi)로서, 상기 이산 이격부재(Pi)의 각각은 셀 면적(Ai)을 갖는 셀(Ri)을 형성하고 모든 상기 이산 이격부재와 연관된 셀과 조합되어 셀 면적 분포에 의해서 특성화되는 보로노이 테셀레이션을 형성하고, 여기에서 k ∈ N 및 k > 8인, k개의 이산 이격부재(Pi);
    (c) 상기 제1 유리 판재와 상기 제2 유리 판재 사이에서 둘러싸이고 상기 평면형 면적을 형성하는 주변 본딩 밀봉부의 내부 둘레에 의해서 경계 지어지는 내부 부피(V)를 형성하는 상기 제1 유리 판재와 상기 제2 유리 판재 사이의 거리를 밀폐식으로 밀봉하는 주변 본딩 밀봉부(4)로서, 상기 내부 둘레는 길이방향 축(X1)을 따라 길이(L)에 걸쳐, 그리고 상기 길이방향 축(X1)에 수직인 횡방향 축(X2)을 따라 폭(W)에 걸쳐 연장되는 실질적으로 직사각형인 기하형태를 가지고, L ≥ W이고, 여기에서 상기 내부 부피는 진공하에 있는, 주변 본딩 밀봉부(4)를 포함하고,
    상기 평면형 면적은 다음과 같이 분할되고,
    · 4개의 모서리 영역(B)으로서, 각각이 반경의 1/4-원의 기하형태(Rb < W/2)를 가지고, 각각이 상기 주변 밀봉부의 직사각형 내부 둘레의 모서리에 센터링되는, 4개의 모서리 영역(B), 및
    · 상기 4개의 모서리 면적을 제외하고 상기 평면형 면적을 덮는 상보적인 영역(A)으로서, 상기 상보적인 영역(A)은 자체적으로
    ο 제1 모서리 영역과 제2 모서리 영역 사이에서 연장되는 제1 길이방향 스트라이프 영역(AL) 및 제3 모서리 영역과 제4 모서리 영역 사이에서 연장되는 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)으로서, 각각의 길이방향 스트라이프 영역은 상기 평면형 면적의 길이방향 연부에 인접하여 상기 길이방향 축(X1)을 따라서 연장되고 상기 횡방향 축(X2)을 따라서 상기 길이방향 연부로부터 측정된, 0.1 W와 동일한, 폭을 가지는, 길이방향 스트라이프 영역들,
    ο 상기 제1 모서리 영역과 제3 모서리 영역 사이에서 연장되는 제1 횡방향 스트라이프 영역(AW) 및 상기 제2 모서리 영역과 제4 모서리 영역 사이에서 연장되는 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)으로서, 각각의 횡방향 스트라이프 영역은 상기 평면형 면적의 횡방향 연부에 인접하여 상기 횡방향 축(X2)을 따라서 연장되고 상기 길이방향 축(X1)을 따라서 상기 횡방향 연부로부터 측정된, 0.1 W와 동일한, 폭을 가지는, 횡방향 스트라이프 영역들,
    ο 상기 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL) 및 상기 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)을 제외한, 상기 상보적인 영역(A)의 면적을 덮는 중앙 영역(AC)으로 분할되는, 진공 절연 글레이징 유닛 (VIG)(1)에 있어서,
    상기 4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치된 상기 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SB10)가, 각각, 상기 중앙 영역(AC) 내에 그리고 상기 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 각각 내에 및/또는 상기 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)의 각각 내에 위치된 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10 및 SAL10 및/또는 SAW10)보다 작고, 상기 중앙 영역(AC) 내에 위치된 상기 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10)가 상기 제1 및 제2 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW)의 10번째 백분위수(SAL10 및 SAW10)보다 크거나 그와 동일하고,
    상기 SB10, SAL10, 및 SAW10의 값은 상기 내부 둘레에 인접한 모든 셀의 셀 면적을 무시하여 결정되고, 상기 셀(Ri)은 영역(AC, AL, AW, B) 내에 둘러싸이고,
    · 상기 상응하는 이산 이격부재(Pi)가 상기 영역 내에 포함되는 경우, 또는
    · 상기 상응 이산 이격부재가 2개의 영역들(AC, AL, AW, B) 사이의 교차부에 있는 경우, 상기 셀(Ri)은 상기 셀 면적(Ai)의 가장 큰 부분을 포함하는 영역 내에서 둘러싸이고, 그리고
    · 상기 상응 이산 이격부재가 2개의 영역들(AC, AL, AW, B) 사이의 교차부에 위치되고 상기 셀 면적이 2개의 영역들 사이에서 균일하게 분포된 경우에, 상기 셀 면적은 10번째 백분위수(SB10, SAC10, SAL10, 및 SAW10)의 결정에서 무시되는 것을 특징으로 하는 진공 절연 글레이징 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 둘레에 인접하는, 상기 4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치되는 상기 모든 셀의 셀 면적이, 그에 직접 인접하는 상기 모든 셀의 셀 면적보다 작거나 그와 동일한, 진공 절연 글레이징 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중앙 영역(AC) 내에 위치된 상기 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAC90)가 상기 4개의 모서리 영역(B)의 각각에 위치된 상기 셀의 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SB10)보다 m배 더 크고(SAC90 > m SB10), 여기에서 m ≥ 1.6, 바람직하게는 m ≥ 1.8, 더 바람직하게는 m ≥ 2.0인, 진공 절연 글레이징 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    Rb가 상기 폭(W)의 20% 내지 40%, 전형적으로 상기 폭(W)의 30% ± 5%이고, 바람직하게는 상기 길이(L)의 15% 내지 35%이고, 더 바람직하게는 80 내지 400 mm, 더 바람직하게는 100 내지 300 mm인, 진공 절연 글레이징 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    SB10이 20 내지 5000 mm2, 바람직하게는 25 내지 3600 mm2, 더 바람직하게는 100 내지 2500 mm2, 가장 바람직하게는 150 내지 900 mm2인, 진공 절연 글레이징 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    SAC90이 50 내지 9000 mm2, 바람직하게는 100 내지 7200 mm2, 더 바람직하게는 400 내지 5000 mm2, 가장 바람직하게는 500 내지 1800 mm2인, 진공 절연 글레이징 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 길이방향 스트라이프 영역(AL)의 각각 및/또는 상기 제1 및 제2 횡방향 스트라이프 영역(AW)의 각각에 위치되는 상기 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAL90, 및 SAW90)의 각각이 상기 중앙 영역(AC) 내에 위치된 상기 셀의 셀 면적 분포의 90번째 백분위수(SAC90)보다 작은, 진공 절연 글레이징 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길이방향 또는 횡방향 영역(AL, AW)에 포함되는 상기 보로노이 셀의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10)가 25 내지 9000 mm2, 바람직하게는 36 내지 7200 mm2, 더 바람직하게는 121 내지 5000 mm2인, 진공 절연 글레이징 유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평면형 면적의 대각선과 교차되는 상기 셀 면적(Ai)은 상기 평면형 면적의 모서리로부터 중심(c)까지 단조롭게 증가되고, 선택적으로 일정한 값의 하나 이상의 편평부를 포함하고, 상기 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시하는, 진공 절연 글레이징 유닛.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유리 판재 중 적어도 하나가 소다-라임-실리카 유리, 알루미노실리케이트 유리 또는 보로실리케이트 유리로 제조되는, 진공 절연 글레이징 유닛.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유리 판재가 각각 내부 표면을, 그리고 각각 외부 표면을 가지고, 상기 내부 표면은 상기 내부 부피(V)에 대면되고, 상기 내부 표면 및 외부 표면 중 적어도 하나가 적어도 열선 반사 필름 또는 저-방사율 필름을 구비하는, 진공 절연 글레이징 유닛.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유리 판재 및 제2 유리 판재가 외부 표면을 각각 가지고, 상기 외부 표면은 상기 진공 절연 글레이징 유닛의 외측부에 대면되고, 상기 외부 표면 중 적어도 하나가 적어도 하나의 중합체 중간층에 의해서 적어도 하나의 유리 시트에 적층되어 적층형 조립체를 형성하는, 진공 절연 글레이징 유닛.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유리 판재의 상기 외부 표면 중 적어도 하나가, 주변 이격부재 막대를 통해서, 상기 진공 절연 글레이징 유닛의 주변을 따라서 제3 유리 판재에 커플링되어, 주변 연부 밀봉부에 의해서 밀봉된 절연 공동을 생성하는, 진공 절연 글레이징 유닛.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 진공 절연 유리를 생산하는 방법으로서,
    · 알려진 기계적 및 열적 특성의 그리고 주어진 두께(d)의 제1 및 제2 유리 판재(1a, 1b)를 제공하는 단계,
    · 대기압 응력의 최대 용인 가능 값을 얻기 위해서, 상기 최대 보로노이 셀 면적(Ai_max)을 계산하는 단계,
    · 상기 중앙 영역(AC) 내에서, 상기 최대 보로노이 셀 면적(Ai_max)에 의해서 특성화되는 이산 이격부재 분포를 규정하고, 상기 중앙 영역(AC) 내의 이산 이격부재의 이러한 셀 면적 분포의 10번째 백분위수(SAC10)를 결정하는 단계,
    · 상기 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10) 미만이거나 그와 동일한, 상기 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW) 내에 위치된 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAL10, SAW10)에 의해서 특성화되는 상기 제1 및 제2 길이방향 영역(AL) 및 상기 제1 및 제2 횡방향 영역(AW) 내의 이산 이격부재 분포를 결정하는 단계,
    · 상기 중앙 영역(AC) 내에 그리고 상기 길이방향 및 횡방향 스트라이프 영역(AL, AW) 내에 위치된 상기 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SAC10, SAL10, 및 SAW10)보다 작은, 각각의 모서리 영역(B) 내에 위치된 상기 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)에 의해서 특성화되는 상기 4개의 모서리 영역(B) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하는 단계,
    · k개의 이산 이격부재를 상기 이산 이격부재 분포에 따라 상기 제1 유리 판재(1a)의 표면 상에 배치하고, 주변 본딩 밀봉부(4)를 상기 표면 위에 도포하여, 직사각형 평면형 면적의 둘레를 형성하는 단계,
    · 상기 제2 유리 판재(1b)를 상기 k개의 이산 이격부재 및 주변 본딩 밀봉부(4) 위에 커플링시켜, 상기 제1 및 제2 유리 판재 사이의 그리고 상기 주변 본딩 밀봉부에 의해서 둘러싸인 간극을 남기는 단계,
    · 0.1 mbar 미만의 압력에 도달하도록, 제1 및 제2 유리 판재 사이의 상기 간극의 외부로 가스를 배기하는 단계를 포함하고,
    SB10는 상기 직사각형 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시하여 결정되고, SAL10 및 SAW10는 상기 직사각형 평면형 면적의 연부에 인접한 셀을 무시하여 결정되는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    · 상기 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이산 이격부재의 셀 면적의 90번째 백분위수(SAC90)를 결정하는 단계, 및
    · 상기 중앙 영역(AC) 내에 위치된 이격부재의 셀 면적의 90번째 백분위수(SAC90)1/m배보다 작거나 그와 동일한, 각각의 모서리 영역(B) 내에 위치된 상기 이산 이격부재의 셀 면적의 10번째 백분위수(SB10)에 의해서 특성화되는 상기 4개의 모서리 영역(B) 내의 이산 이격부재 분포를 규정하고, 여기에서 m ≥ 1.6, 바람직하게는 m ≥ 1.8, 더 바람직하게는 m ≥ 2.0인 단계를 더 포함하는, 방법.
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