KR20230008438A - 진공유리 제조 장치 및 이를 이용한 진공유리 제조 방법 - Google Patents

진공유리 제조 장치 및 이를 이용한 진공유리 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 지지기둥을 사이에 두고 서로 마주하고 있는 제1 유리와 제2 유리의 가장자리를 결합하는 진공유리 제조 장치 및 이를 이용한 진공유리 제조 방법에 관한 것으로, 성형챔버가 형성된 하우징, 상기 성형챔버로 마이크로 웨이브를 가하는 가열부, 상기 성형챔버를 진공분위기로 형성하는 진공모듈, 상기 성형챔버에 승강할 수 있게 위치한 승강 플레이트, 상기 성형챔버에서 상기 승강 플레이트와 마주하는 서포트 플레이트, 상기 승강 플레이트와 상기 서포트 플레이트의 사이에 위치하고 적층된 제1 유리와 제2 유리를 사이에 두고 마주하며 상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 가열하고 일부분을 가압할 수 있는 제1 가열가압부 및 제2 가열가압부를 포함한다.
상기 제1 가열가압부는 일부분이 상기 제1 유리의 가장자리를 따라 접하고, 상기 제2 가열가압부는 일부분이 상기 제2 유리의 가장자리를 따라 접하며, 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 가장자리는 상기 승강 플레이트의 상승으로 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 일부분에 의해 가열 가압되어 서로 접합된다.

Description

진공유리 제조 장치 및 이를 이용한 진공유리 제조 방법{THE APPARATUS FOR MANUFACTURING A VACUUM GLASS AND METHOD FOR MANUFACTURING A VACUUM GLASS USING THE SAME}
본 발명은 진공유리 제조 장치 및 이를 이용한 진공유리 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 창호는 단열성을 위하여 진공유리가 적용되고 있다. 진공유리는 겹쳐진 2장의 유리가 간격을 두고 마주하며 그 사이가 외부로부터 밀폐된 상태를 유지하면서도 상호 긴밀하게 결합되어 있다.
따라서, 진공유리는 그 내부의 공기층이 매개체 역할을 하도록 하여 단일층의 유리로 구성되는 통상의 일반 유리에 비하여 방음, 방풍, 방열 효과가 우수하다는 특징이 있다.
도면 도 7을 참고하면, 진공유리(1)는 내부에 진공부가 형성되도록 제1 유리(3)와 제2 유리(2)를 합착하고 가장자리를 실링재(4)로 밀폐하여 제조한다. 내부에는 제1 유리(3) 및 제2 유리(2)의 위치 고정을 위한 지지기둥(5)들이 배치된다.
이러한 진공유리의 제조 과정에서는 상판 및 하판을 각각 로딩 한 후 이를 합착하는 공정이 수행된다. 즉, 상판 및 하판을 클립으로 고정한 후, 봉착 단계 및 배기 단계를 거쳐 완성된다. 봉착 단계는 열처리 공정으로 상판과 하판을 합착하는 단계로 실링재를 경화시키는 단계이다. 배기 단계는 상판과 하판 내부를 진공 상태로 형성하고 진공 상태의 유지를 위한 밀봉(7)을 수행하는 단계이다.
진공유리 구조체를 각 공정 위치로 이동시키면서 각 공정을 수행하여야 하므로 공정 시간이 길어질 뿐만 아니라, 공정 간에 열 손실 이 많아서 공정 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1959167호 (2019.03.11.) 대한민국 등록특허 제10-1081390호 (2011.11.02.)
본 발명은 마이크로 웨이브를 이용한 진공유리 제조 장치 및 이를 이용한 진공유리 제조방법을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 장치는 복수의 지지기둥을 사이에 두고 서로 마주하고 있는 제1 유리와 제2 유리의 가장자리를 결합하는 것으로, 성형챔버가 형성된 하우징, 상기 성형챔버로 마이크로 웨이브를 가하는 가열부, 상기 성형챔버를 진공분위기로 형성하는 진공모듈, 상기 성형챔버에 승강할 수 있게 위치한 승강 플레이트, 상기 성형챔버에서 상기 승강 플레이트와 마주하는 서포트 플레이트, 상기 승강 플레이트와 상기 서포트 플레이트의 사이에 위치하고 적층된 제1 유리와 제2 유리를 사이에 두고 마주하며 상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 가열하고 일부분을 가압할 수 있는 제1 가열가압부 및 제2 가열가압부를 포함한다.
상기 제1 가열가압부는 일부분이 상기 제1 유리의 가장자리를 따라 접하고, 상기 제2 가열가압부는 일부분이 상기 제2 유리의 가장자리를 따라 접하며, 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 가장자리는 상기 승강 플레이트의 상승으로 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 일부분에 의해 가열 가압되어 서로 접합될 수 있다.
상기 제1 가열가압부는 상기 승강 플레이트에 배치된 단열부재, 상기 단열부재에 배치되어 있는 발열부재 및 상기 발열부재의 가장자리를 따라 배치되어 있고 상기 제1 유리의 가장자리와 접할 수 있는 가압바를 포함할 수 있다.
상기 제2 가열가압부는 상기 제2 유리와 마주하는 발열부재, 상기 발열부재의 상면에 배치되어 상기 서포트 플레이트와 마주하는 단열부재 및 상기 발열부재의 하면 가장자리에서 돌출되어 상기 제2 유리의 가장자리와 접할 수 있는 가압바를 포함할 수 있다.
상기 제1 가열가압부는 상기 가압바에서 돌출되어 상기 제1 유리의 둘레와 접할 수 있는 걸림턱을 더 포함할 수 있다.
상기 발열부재 및 상기 가압바는 카본 또는 실리콘카바이드(SiC) 등으로 만들어질 수 있다.
상기 진공모듈은 상기 성형챔버의 진공도를 10-6 torr 내지 10-4 torr으로 형성할 수 있다.
상기 제1 가열가압부 및 상기 제2 가열가압부는 상기 가열부에 의해 100℃ 내지 600℃로 가열될 수 있다.
상기 진공유리 제조 장치는 상기 승강 플레이트를 직선 이동시킬 수 있는 승강 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 방법은 제1 유리의 가장자리를 제1 가열가압부의 가압바와 접하도록 배치하는 단계, 제1 유리에 지지기둥을 배열하고 제2 유리를 배치하는 단계, 상기 제2 유리에 제2 가열가압부를 배치하되 가압바가 상기 제2 유리의 가장자리와 접하도록 배치하는 단계, 상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 사이에 두고 마주하는 제1 가열가압부와 제2 가열가압부를 성형챔버의 승강 플레이트에 배치하는 단계, 상기 성형챔버와 연결된 가열부를 이용하여 상기 성형챔버에 마이크로파를 유입시켜 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부를 가열하는 단계, 상기 성형챔버의 공기를 배기하여 진공화 하는 단계, 상기 성형챔버의 진공분위기 내 가열부 작동으로 제1, 2 가열가압부를 가열하는 단계, 상기 제1 유리와 상기 제2 유리가 전이 상태가 되도록 가열과 진공화를 반복하는 단계, 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부로 상기 제1 유리 및 상기 제2 유리의 가장자리를 각각 가압하여 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 가장자리를 접합하는 단계 및 서로 접합된 상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 냉각하는 단계를 포함한다.
상기 가열하는 단계에서 상기 제1 가열가압부 및 상기 제2 가열가압부는 상기 가열부에 의해 100℃ 내지 600℃로 가열될 수 있다.
상기 접하는 단계에서 승강 구동부의 작동으로 승강 플레이트는 성형챔버의 바닥에서 서포트 플레이트가 배치된 성형챔버의 상측으로 직선이동하며, 상기 제2 가열가압부는 상기 서포트 플레이트와 접하고, 상기 승강 구동부의 지속적인 작동으로 제1 유리와 제2 유리의 가장자리는 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 가압바에 의해 가압되면서 접합이 이루어지며, 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 발열부재는 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 표면을 가압하지 않고 간격을 두고 떨어져 열을 제1 유리와 제2 유리에 균일하게 가할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 성형챔버에서 제1 유리와 제2 유리가 마이크로파에 의해 가열되며 이때 카본 또는 실리콘카바이드 등의 발열부재에 의해 제1 유리와 제2 유리는 전체적으로 균일하게 가열되어 핀 홀, 미세 균열이 발생하지 않는다. 이에 진공유리의 안정성이 향상된 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 가압바가 전이 상태의 제1 유리와 제2 유리의 가압하게 되면서 접합이 이루어진다. 이에 하나의 제조 장치를 통해 진공유리 제조 공정이 진행되므로 공정 시간을 단축할 수 있고 공정 간의 열 손실을 예방할 수 있어 진공유리 제조 공정에 따른 비용을 최소화할 수 있어 경제적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 A 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 도 2의 제1, 제2 유리의 가장자리가 접합된 상태를 나타낸 개략도.
도 5는 제1, 제2 유리의 가장자리가 접합된 진공유리를 나타낸 사진.
도 6은 도 5의 접합된 부분을 나타낸 현미경 사진.
도 7은 종래 진공유리를 나타낸 개략도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 A 부분 확대도이다.
먼저, 도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 진공유리 제조 장치(100)는 하우징(110), 가열부(120), 진공모듈(130), 승강 플레이트(140), 서포트 플레이트(160), 제1 가열가압부(170) 및 제1 가열가압부(180)를 포함하며 마이크로 웨이브를 이용하여 제1 유리(2)와 제2 유리(3)를 가열 가압하여 결합한다. 본 실시예에 따른 진공유리 제조 장치(100)는 승강 구동부(150)를 더 포함할 수 있다.
하우징(110)의 내부에는 성형챔버(111)가 형성되어 있다. 하우징(110)에는 성형챔버(111)를 개방한 개방홀(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 개방홀은 하우징(110)의 일면이 전체적으로 개방된 형태로 형성되어 있다. 개방홀에는 도어가 설치되어 있다. 도어가 개방홀을 열고 있는 상태에서 성형챔버(111)로 적층된 제1 유리(2)와 제2 유리(3)가 수용될 수 있다. `
하우징(110)과 도어는 스테인리스(Stainless)로 만들어질 수 있다. 그리고 하우징(110)의 내부 둘레와 도어에는 성형챔버(111)의 열이 하우징(110)의 외부로 전도되는 것을 방지하기 위한 단열부재(도시하지 않음)가 배치되어 있다.
하우징(110)에는 성형챔버(111)와 연결된 배기홀(113)과 적어도 하나의 마이크로파 유입홀(112)이 형성되어 있다.
가열부(120)는 도파관(121) 및 마그네트론(도시하지 않음)을 포함하며 하우징(110)에 복수 배치되어 있다.
도파관(121)은 내부가 일측으로 개방되어 있으며 하우징(110)의 외측에서 마이크로파 유입홀(112)의 주변에 배치되어 있다. 도파관(121)의 내부는 마이크로파 유입홀(112)을 통해 성형챔버(111)와 연결되어 있다. 도파관(121)은 하우징(110)과 리벳, 볼트, 용접 등의 여러 방식으로 결합될 수 있다. 도파관(121)의 재질은 하우징(110)의 재질과 같다.
마그네트론은 도파관(121)에 배치되어 있으며 300MHz 내지 300GHz의 전자파(극초단파 또는 마이크로파)를 발생시킬 수 있다. 마이크로파는 도파관(121) 및 마이크로파 유입홀(112)을 통해 성형챔버(111)로 유입될 수 있다. 마그네트론의 세부 구조는 널리 공지된 마그네트론 구성이 적용될 수 있는 바, 이하 상세 구조에 대한 설명은 생략한다.
진공모듈(130)은 배기홀(113)을 통해 성형챔버(111)와 연결되어 있다. 진공모듈(130)은 성형챔버(111)의 공기를 배기하여 성형챔버(111)를 진공상태로 형성할 수 있다. 성형챔버(111)의 진공도는 10-6 torr 내지 10-4 torr일 수 있다. 진공도는 10-5 torr일 수 있다. 진공도를 10-6 미만으로 형성할 경우 진공을 형성하기까지 시간이 오래 걸리며 반복공정(가열 및 진공형성)에서 온도를 승온시키는데 오래 걸린다. 그리고 진공도를 10-4를 초과하여 형성할 경우 아크나 플라즈마 발생으로 챔버 및 가열체 또는 유리에 손상을 가할 수 있다.
진공모듈(130)의 세부 구조는 널리 공지된 진공펌프 구성이 적용될 수 있는 바, 이하 상세 구조에 대한 설명은 생략한다.
승강 플레이트(140)는 성형챔버(111)의 바닥에 위치하여 승강할 수 있게 배치되어 있다. 승강 플레이트(140)의 외부 둘레 일부분은 하우징(110)의 내부 둘레와 접하고 있다. 접하는 부분에 의해 승강 플레이트(140)는 성형챔버(111)에서 흔들리지 않고 직선 이동할 수 있다. 그러나 승강 플레이트(140)의 외부 둘레는 하우징(110)의 내부 둘레와 떨어져 있을 수 있다.
승강 구동부(150)는 하우징(110)의 외부에 배치되어 있으며 일부분이 하우징(110)의 바닥을 관통하여 승강 플레이트(140)와 연결되어 있다. 승강 구동부(150)는 승강 플레이트(140)가 직선 이동할 수 있도록 동력을 제공한다. 승강 구동부(150)는 리드 볼 스크류와 모터, 전동 실린더 따위로 구성될 수 있다.
서포트 플레이트(160)는 성형챔버(111)의 천장에 위치하여 승강 플레이트(140)와 간격을 두고 마주하고 있다. 서포트 플레이트(160)는 하우징(110)의 내부 둘레와 결합되어 움직이지 않는다. 승강 플레이트(140)는 승강 구동부(150)에 의해 상승하면 서포트 플레이트(160)와 가까워진다. 그러나 승강 플레이트(140)가 하강하면 서포트 플레이트(160)와 멀어진다.
제1 가열가압부(170)는 승강 플레이트(140)에 배치되어 있으며 제1 가열가압부(180)는 제1 가열가압부(170)에 놓인 제1 유리(2)와 제2 유리(3)를 사이에 두고 제1 가열가압부(170)와 마주하고 있다. 승강 플레이트(140)가 하강한 상태에서 제1 가열가압부(180)는 서포트 플레이트(160)와 떨어져 마주하고 있다.
제1 가열가압부(170)는 단열부재(171), 발열부재(172) 및 가압바(173)를 포함한다. 제1 가열가압부(170)는 걸림턱(174)을 더 포함할 수 있다.
단열부재(171)는 승강 플레이트(140)에 배치되어 있다. 발열부재(172)는 단열부재(171)에 배치되어 있다. 발열부재(172)는 카본 또는 실리콘카바이드(SiC) 등으로 만들어질 수 있다. 발열부재(172)의 재질을 카본, 실리콘카바이드로 한정하는 것은 아니다. 발열부재(172)는 발열성이 우수한 다양한 재질이 적용될 수 있다.
발열부재(172)는 가열부(200)에서 성형챔버(111)로 유입된 마이크로파에 의해 발열될 수 있다. 발열부재(172)는 100℃ 내지 600℃로 발열될 수 있다. 발열부재(172)의 발열온도는 200℃일 수 있다. 발열부재(172)의 발열온도는 130℃ 내지 165℃일 수 있다.
발열부재(172)의 발열 온도가 100℃ 미만인 경우 제1 유리(2)의 전이 온도 상태가 되지 못하며, 600℃를 초과할 경우 제1 유리(2)가 전이상태로 표면의 상태가 평평하지 않고 변형이 발생할 수 있다.
이때 단열부재(171)는 발열부재(172)의 복사열을 차단할 수 있다. 이에 발열부재(172)의 열이 승강 플레이트(140)의 방향으로 이동하는 것을 차단할 수 있다.
가압바(173)는 발열부재(172)의 상면 가장자리를 따라 형성되어 기설정된 폭을 가지고 서포트 플레이트(160)의 방향으로 수직하게 돌출되어 있다. 가압바(173)의 재질은 발열부재(172)의 재질과 같다. 이에 가압바(173) 또한 마이크로파에 의해 발열될 수 있다.
가압바(173)는 제1 유리(2)의 하면 가장자리를 지지하고 있으며 발열부재(172)는 제1 유리(2)의 하면과 간격을 두고 마주하고 있다. 발열부재(172)의 열은 복사 및 전도를 통해 제1 유리(2)로 균일하게 가해질 수 있다. 가압바(173)는 제1 유리(2)의 가장자리에 직접 열을 가할 수 있다. 이에 제1 유리(2)는 전체적으로 전이(transition) 상태가 될 수 있다.
한편, 도 2를 참고하면, 가압바(173)에는 제1 유리(2)의 둘레와 접하는 걸림턱(174)이 형성되어 있다. 걸림턱(174)은 가압바(173)를 따라 형성되어 있다. 걸림턱(174)에 의해 제1 유리(2)는 가압바(173)에서 움직이지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있다. 그리고 제1 유리(2)와 접하지 않은 가압바(173)의 부분은 다단으로 형성되어 있다.
제1 가열가압부(180)는 단열부재(181), 발열부재(182) 및 가압바(183)를 포함한다. 제1 가열가압부(180)에는 제2 유리(3)의 둘레와 접하는 걸림턱(184)이 형성되어 있다. 그리고 제2 유리(3)와 접하지 않은 가압바(183)의 부분은 다단으로 형성되어 있다. 제1 가열가압부(180)의 단열부재(181), 발열부재(182), 가압바(183) 및 걸림턱(184)은 제1 가열가압부(170)의 단열부재, 발열부재, 가압바 및 걸림턱과 같은 구성 및 작용효과를 가지므로 중복된 설명은 생략한다.
가압바(183)는 제2 유리(3)의 상면 가장자리와 접하고 있다. 발열부재(182)는 제2 유리(3)의 상면과 간격을 두고 마주하고 있다. 단열부재(181)는 발열부재(182)에 배치되어 서포트 플레이트(160)와 마주하고 있다. 승강 플레이트(140)가 하강한 상태에서 발열부재(182)는 서포트 플레이트(160)와 떨어져 있고, 승강 플레이트(140)가 상승한 상태에서 발열부재(182)는 서포트 플레이트(160)와 접할 수 있다.
발열부재(182)의 열은 복사 및 전도를 통해 제2 유리(3)로 균일하게 가해질 수 있다. 가압바(183)는 제2 유리(3)의 가장자리에 직접 열을 가할 수 있다. 이에 제2 유리(3)는 전이(transition) 상태가 될 수 있다.
제1 유리(2)와 제2 유리(3)가 전이 상태에서 승강 구동부(150)에 의해 승강 플레이트(140)가 상승하면 제1 가열가압부(180)는 서포트 플레이트(160)와 접한다. 이때 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 가장자리를 가압바(173, 183)가 가압하게 된다. 가압바(173, 183)의 다단은 서로 접하며 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 가장자리 또한 서로 접하여 접합될 수 있다. 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 내부는 지지기둥에 의해 간격을 유지하고 있으며 그 사이는 진공 상태가 될 수 있다.
다음으로 도 3 및 도 4를 더 참고하여, 도 1 및 도 2의 실시예에 따른 진공유리 제조 장치를 이용하여 진공유리 제조 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 진공유리 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 도 2의 제1, 제2 유리의 가장자리가 접합된 상태를 나타낸 개략도이다.
먼저, 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 진공유리 제조 방법은 지지기둥이 배치된 제1 유리를 제1 가열가압부에 배치하는 단계(S10), 제1 유리에 제2 유리를 배치하는 단계(S20), 제2 유리에 제2 가열가압부를 배치하는 단계(S30), 제1 가열가압부와 제2 가열가압부를 성형챔버의 승강 플레이트에 배치하는 단계(S40), 제1 가열가압부와 제2 가열가압부를 가열하는 단계(S50), 성형챔버를 진공화 하는 단계(S60), 진공분위 내 제1 가열가압부와 제2 가열가압부를 가열하는 단계(S80), 제1 유리와 제2 유리의 전이 상태가 되도록 가열과 진공을 반복하는 단계(S70), 제1 유리와 제2 유리의 가장자리를 접합하는 단계(S90) 및 접합된 제1 유리와 제2 유리를 냉각하는 단계(S100)를 포함한다.
기설정된 두께와 넓이를 갖는 제1 유리(2)와 제2 유리(3)를 준비한다. 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 규격은 진공유리의 설계에 따라 달라질 수 있다. 제1 유리(2)의 상면에는 지지기둥(5)들이 간격을 두고 배치되어 있다.
제1 유리(2)를 제1 가열가압부(170)에 배치하여 제1 유리(2)의 하면 가장자리가 제1 가열가압부(170)의 가압바(173)에 지지되도록 한다. 제1 유리(2)의 둘레가 걸림턱(174)과 접하면서 제1 유리(2)는 가압바(173)에 안착되어 제1 가열가압부(170)에 고정된 상태가 된다(S10). 발열부재(172)는 제1 유리(2)의 하면과 마주한다.
제2 유리(3)를 제1 유리(2)에 적층하며 이때 지지기둥(5)에 의해 제1 유리(2)와 제2 유리(3)는 이격된 상태를 유지한다. 지지기둥(5)은 제1 유리(2) 및 제2 유리(3)와 같은 재질로 만들어질 수 있다(S20). 그러나 지지기둥(5)은 지르코니아, 알루미나 등 열전도가 낮으며 절연체로 만들어질 수 있다.
제1 가열가압부(180)를 제2 유리(3)에 배치하며 이때 제1 가열가압부(180)의 가압바(173)가 제2 유리(3)의 상면 가장자리와 접하도록 배치한다(S30). 발열부재(182)는 제2 유리(3)의 상면과 마주한다.
승강 플레이트(140)가 성형챔버(111)에서 하강하여 바닥에 위치한 상태에서 제1 유리(2)와 제2 유리(3)를 사이에 두고 마주하는 제1 가열가압부(170)와 제1 가열가압부(180)를 성형챔버(111)에 위치시켜 승강 플레이트(140)에 배치한다. 제1 가열가압부(170)의 단열부재(171)는 승강 플레이트(140)와 접하며, 제1 가열가압부(180)의 단열부재(181)는 서포트 플레이트(160)와 간격을 두고 마주한다(S40).
가열부(120)를 작동시켜 마이크로파를 발생시킨다. 마이크로파는 도파관(121) 및 마이크로파 유입홀(112)을 통해 성형챔버(111)로 유입될 수 있다. 성형챔버(111)의 발열부재(172, 182)는 마이크로파에 의해 가열될 수 있다. 이때 발열부재(172, 182)는 카본 또는 실리콘카바이드(SiC) 등의 특성에 의해 전체적으로 균일하게 가열될 수 있다.
발열부재(172, 182)의 열은 제1 유리(2) 및 제2 유리(3)의 표면에 전체적으로 균일하게 가해져 제1 유리(2) 및 제2 유리(3)는 편차 없이 전체적으로 균일하게 가열될 수 있다. 그리고 가압바(173, 183)가 직접 접하고 있는 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 가장자리 또한 균일하게 가열될 수 있다. 이때 가열부(120)는 발열부재(172, 182)가 제1 유리(2)와 제2 유리(3)를 전이하기 위한 목표 온도가 될 때까지 발열부재(172, 182)의 온도를 높일 수 있다. 발열부재(172, 182)는 제1 유리(2)와 제2 유리(3)가 전이될 수 있도록 100℃ 내지 500℃의 열을 가할 수 있다. 발열부재(172, 182)의 온도는 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 두께에 따라 달라질 수 있다(S50).
발열부재(172, 182)의 온도가 목표 온도가 되면 진공모듈(130)은 작동하며 성형챔버(111)의 공기를 배기하여 성형챔버(111)를 진공 상태(진공분위기)로 형성한다. 이때 성형챔버(111)의 진공도는 10-6 torr 내지 10-4 torr일 수 있다. 진공도는 10-5 torr일 수 있다(S60). 성형챔버(111)가 진공상태가 되면 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 사이 공간 또한 진공 상태이다.
한편, 진공모듈(130)이 작동할 때 가열부(120)는 작동을 멈추게 된다. 이에 목표 온도를 유지했던 발열부재(172, 182)의 온도는 목표 온도보다 낮아질 수 있다. 이때 성형챔버(111)의 진공도가 10-4 torr 범위를 벗어난 경우 진공모듈(130)은 작동하여 성형챔버(111)의 공기를 배기하여 성형챔버(111)의 진공도를 유지한다. 그리고 진공모듈(130)은 멈추고 가열부(120) 작동으로 발열부재(172, 182)는 가열되어 제1 유리(2) 및 제2 유리(3)의 표면을 가열할 수 있다.
그러나, 성형챔버(111)의 진공도가 10-4 torr 범위에 있으면 진공모듈(130)은 성형챔버(111)의 진공분위기에서 가열부(120) 작동으로 발열부재(172, 182)는 가열되어 제1 유리(2) 및 제2 유리(3)의 표면을 가열할 수 있다(S80).
따라서 진공모듈(130)은 작동을 멈추고 가열부(120)를 작동시켜 발열부재(172, 182)가 목표 온도에 도달하도록 한다. 발열부재(172, 182)가 목표 온도를 달성하여 제1 유리(2)와 제2 유리(3)가 전이 상태가 되도록 가열하는 단계(S50)와 진공화 하는 단계(S60)를 반복적으로 한다(S70).
제1 유리(2)와 제2 유리(3)가 전이 상태에서 승강 구동부(150)를 작동시킨다. 성형챔버(111)의 바닥에 위치한 승강 플레이트(140)는 서포트 플레이트(160)의 방향으로 이동한다. 제1 가열가압부(180)는 서포트 플레이트(160)와 접할 수 있다. 이때 승강 플레이트(140)가 지속해서 상승하므로 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 가장자리는 가압바(173, 183)에 의해 가압된다.
제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 가장자리는 도면 도 4에서 도시한 바와 같이 가압바(173, 183)에 의해 눌리어 접합이 이루어진다(S90).
접합이 이루어진 제1 유리(2)와 제2 유리(3)를 냉각하여 진공유리 제조를 완료한다(S100). 냉각은 자연냉각으로 이루어질 수 있다.
제1 유리(2)와 제2 유리(3)는 도면 도 5에서 도시한 바와 같이 가장자리가 가압바(173, 183)에 의해 눌리어 접합부가 형성되며, 도면 도 6에서 도시한 바와 같이 눌린 가장자리가 서로 접합되어 있다.
이에 성형챔버(111)에서 제1 유리(2)와 제2 유리(3)가 마이크로파에 의해 가열되며 이때 카본 또는 실리콘카바이드의 발열부재(172, 182)에 의해 제1 유리(2)와 제2 유리(3)는 전체적으로 균일하게 가열되어 핀 홀, 미세 균열이 발생하지 않는다. 이에 진공유리의 안정성이 향상된 효과가 있다.
그리고 가압바(173, 183)가 전이 상태의 제1 유리(2)와 제2 유리(3)의 가압하게 되면서 접합이 이루어진다. 이에 하나의 제조 장치를 통해 진공유리 제조 공정이 진행되므로 공정 시간을 단축할 수 있고 공정 간의 열 손실을 예방할 수 있어 진공유리 제조 공정에 따른 비용을 최소화할 수 있어 경제적인 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
2: 제1 유리 3: 제2 유리
5: 지지기둥
100: 진공유리 제조 장치
110: 하우징 111: 성형챔버
112: 마이크로파 유입홀 113: 배기홀
120: 가열부 121: 도파관
130: 진공모듈 140: 승강 플레이트
150: 승강 구동부 160: 서포트 플레이트
170: 제1 가열가압부 180: 제2 가열가압부
171, 181: 단열부재 172, 182: 발열부재
173, 183: 가압바 174, 184: 걸림턱

Claims (13)

  1. 복수의 지지기둥을 사이에 두고 서로 마주하고 있는 제1 유리와 제2 유리의 가장자리를 결합하는 것으로,
    성형챔버가 형성된 하우징,
    상기 성형챔버로 마이크로 웨이브를 가하는 가열부,
    상기 성형챔버를 진공분위기로 형성하는 진공모듈,
    상기 성형챔버에 승강할 수 있게 위치한 승강 플레이트,
    상기 성형챔버에서 상기 승강 플레이트와 마주하는 서포트 플레이트,
    상기 승강 플레이트와 상기 서포트 플레이트의 사이에 위치하고 적층된 제1 유리와 제2 유리를 사이에 두고 마주하며 상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 가열하고 일부분을 가압할 수 있는 제1 가열가압부 및 제2 가열가압부
    를 포함하며,
    상기 제1 가열가압부는 일부분이 상기 제1 유리의 가장자리를 따라 접하고, 상기 제2 가열가압부는 일부분이 상기 제2 유리의 가장자리를 따라 접하며, 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 가장자리는 상기 승강 플레이트의 상승으로 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 일부분에 의해 가열 가압되어 서로 접합하는
    진공유리 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 가열가압부는
    상기 승강 플레이트에 배치된 단열부재,
    상기 단열부재에 배치되어 있는 발열부재 및
    상기 발열부재의 가장자리를 따라 배치되어 있고 상기 제1 유리의 가장자리와 접할 수 있는 가압바
    를 포함하는
    진공유리 제조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 가열가압부는 상기 가압바에서 돌출되어 상기 제1 유리의 둘레와 접할 수 있는 걸림턱
    을 더 포함하는
    진공유리 제조 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 발열부재 및 상기 가압바는 카본 또는 실리콘카바이드(SiC)로 만들어진 진공유리 제조 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제2 가열가압부는
    상기 제2 유리와 마주하는 발열부재,
    상기 발열부재의 상면에 배치되어 상기 서포트 플레이트와 마주하는 단열부재 및
    상기 발열부재의 하면 가장자리에서 돌출되어 상기 제2 유리의 가장자리와 접할 수 있는 가압바
    를 포함하는 진공유리 제조 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 발열부재 및 상기 가압바는 카본 또는 실리콘카바이드(SiC)로 만들어진 진공유리 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 진공모듈은 상기 성형챔버의 진공도를 10-6 torr 내지 10-4 torr으로 형성하는 진공유리 제조 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 가열가압부 및 상기 제2 가열가압부는 상기 가열부에 의해 100℃ 내지 600℃로 가열될 수 있는 진공유리 제조 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 승강 플레이트를 직선 이동시킬 수 있는 승강 구동부를 더 포함하는 진공유리 제조 장치.
  10. 제1 유리의 가장자리를 제1 가열가압부의 가압바와 접하도록 배치하는 단계,
    제1 유리에 지지기둥을 배열하고 제2 유리를 배치하는 단계,
    상기 제2 유리에 제2 가열가압부를 배치하되 가압바가 상기 제2 유리의 가장자리와 접하도록 배치하는 단계,
    상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 사이에 두고 마주하는 제1 가열가압부와 제2 가열가압부를 성형챔버의 승강 플레이트에 배치하는 단계,
    상기 성형챔버와 연결된 가열부를 이용하여 상기 성형챔버에 마이크로파를 유입시켜 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부를 가열하는 단계,
    상기 성형챔버의 공기를 배기하여 진공화 하는 단계,
    상기 성형챔버의 진공분위기 내 가열부 작동으로 제1, 2 가열가압부를 가열하는 단계,
    상기 제1 유리와 상기 제2 유리가 전이 상태가 되도록 가열과 진공화를 반복하는 단계,
    상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부로 상기 제1 유리 및 상기 제2 유리의 가장자리를 각각 가압하여 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 가장자리를 접합하는 단계 및
    서로 접합된 상기 제1 유리와 상기 제2 유리를 냉각하는 단계
    를 포함하는 진공유리 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 가열하는 단계에서
    상기 제1 가열가압부 및 상기 제2 가열가압부는 상기 가열부에 의해 100℃ 내지 600℃로 가열되는 진공유리 제조 방법.
  12. 제10항에서,
    상기 성형챔버의 진공도를 10-6 torr 내지 10-4 torr인 진공유리 제조 방법.
  13. 제10항에서,
    상기 접하는 단계에서
    승강 구동부의 작동으로 승강 플레이트는 성형챔버의 바닥에서 서포트 플레이트가 배치된 성형챔버의 상측으로 직선이동하며, 상기 제2 가열가압부는 상기 서포트 플레이트와 접하고, 상기 승강 구동부의 지속적인 작동으로 제1 유리와 제2 유리의 가장자리는 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 가압바에 의해 가압되면서 접합이 이루어지며, 상기 제1 가열가압부와 상기 제2 가열가압부의 발열부재는 상기 제1 유리와 상기 제2 유리의 표면을 가압하지 않고 간격을 두고 떨어져 열을 제1 유리와 제2 유리에 균일하게 가하는
    진공유리 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101959167B1 (ko) 2018-06-29 2019-03-15 김진방 이중 진공유리 제조방법과 이에 의해 제조되는 이중 진공유리

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