KR20230086925A - 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체, 이를 이용한 진공 유리의 제조방법 및 진공 유리 - Google Patents

진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체, 이를 이용한 진공 유리의 제조방법 및 진공 유리 Download PDF

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Abstract

캡; 상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit); 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재;를 포함하는 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 제공된다.

Description

진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체, 이를 이용한 진공 유리의 제조방법 및 진공 유리 {CAP STRUCTURE FOR CLOSING EXHAUST HOLE OF VACUUM GLASS, MANUFACTURING METHOD OF VACUUM GLASS USING THE SAME AND VACUUM GLASS}
본 발명은 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체, 이를 이용한 진공 유리의 제조방법 및 진공 유리에 관한 것이다.
진공 유리는 예를 들면 진공 창유리, 가전제품 예를 들어 냉장고 등에 사용될 수 있다. 이와 같이 사용되는 진공 유리는 일반적으로 두 개의 판유리와, 두 개의 판유리 사이에 존재하는 공기를 배기하기 위한 배기홀을 갖고, 배기홀을 통한 배기 후에 형성된 진공층을 포함한다.
진공 유리는 단열율이 낮은 유리의 단열성을 보완하기 위한 것으로서, 배기홀로 내부 공기를 잘 배기하여 진공층을 잘 형성하여야 충분한 단열성능을 나타낼 수 있다. 한편, 충분히 배기한 후라도 배기홀이 잘 밀폐되지 않으면, 진공 누설이 발생하여 단열성능이 저하될 수 있다.
이에, 종래 진공 유리는 내부 공기의 배기를 위하여 별도의 관통부를 갖도록 가공된 프릿(frit)를 배기홀에 끼워 배기시킨 후에, 프릿을 용융시켜 배기홀을 밀폐하는 방법으로 진공 유리를 제조하였다. 한편, 이 경우 배기를 위하여 관통부의 함몰된 부분이 많도록 가공하면 배기홀의 밀폐력이 저하되고, 가공도를 낮추면 배기가 원활히 이루어지지 않는 문제가 있다.
게다가, 배기홀 밀폐를 위하여 프릿을 용융 또는 연화점 이상으로 가열하는 과정에서 유리판에 열이 가해지고, 유리판에 가해진 열충격에 의해 응력이 발생하여 유리판이 쉽게 파괴되는 문제 또한 발생한다.
본 발명의 목적은 진공 유리 내부의 공기를 잘 배기하고, 배기홀 밀폐를 위하여 유리판에 열을 가하는 공정을 줄임으로써 열충격으로 인한 응력의 발생을 방지하고, 유리판의 파손을 방지할 수 있는 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 이용하여 보다 안정적으로 배기하고, 유리판에 열을 가하는 공정을 줄임으로써 유리판에 열충격으로 인한 응력의 발생을 방지하고, 유리판의 파손을 방지하며, 제조공정을 단순화한 경제적인 진공 유리의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 배기홀 주변의 유리판에 열을 가하는 공정을 줄임으로써 유리판에 열충격이 가해지는 것을 방지하여 보다 물성이 우수한 진공유리를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 캡; 상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit); 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재;를 포함하는 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배기홀을 포함하는 제1 판유리 및 상기 제1 판유리와 이격되어 있는 제2 판유리를 포함하는 조립체를 준비하는 단계; 상기 배기홀에 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하는 진공유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입하는 단계; 상기 조립체 내부의 가스를 배기하는 단계; 및 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 상기 캡의 상부면에 압력을 가하여 상기 프릿을 상기 배기홀 주변부에 부착시켜 배기홀을 밀폐시키는 단계;를 포함하는 진공 유리의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배기홀을 갖는 제1 판유리; 상기 제1 판유리와 서로 이격되어 있는 제2 판유리; 상기 제1 판유리와 상기 제2 판유리 사이에 형성된 진공층; 및 상기 배기홀에 삽입되어 배기홀을 밀폐하고 있는 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체;를 포함하고, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit), 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하고, 상기 탄성 지지 부재는 상기 배기홀을 관통하고, 상기 제2 판유리의 상부면에 접하며, 압축된 상태로 고정된 진공 유리를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 캡에 별도의 가공을 요하지 않는바, 가공성의 정도를 고려할 필요 없이 캡 소재를 자유로이 사용할 수 있다. 그리고, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 보다 안정적으로 쉽게 배기하면서, 배기홀 밀폐를 위하여 유리판에 열을 가하는 공정을 줄일 수 있는바, 열충격으로 인한 응력의 발생을 방지하고, 유리판의 파손을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 진공 유리의 제조방법은 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 이용하여 보다 안정적으로 배기하고, 유리판에 열을 가하는 공정을 줄임으로써 유리판에 열충격으로 인한 응력의 발생을 방지하고, 유리판의 파손을 방지하며, 제조공정을 단순화한 경제적으로 진공 유리를 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 진공 유리는 상기 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 우수한 배기 및 진공으로 향상된 단열성뿐만 아니라, 응력 발생을 방지하여 쉽게 파손되지 않는 등 우수한 물성을 나타낼 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 구현예에 따른 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 단면을 각각 나타낸 것이다.
도 2 의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 구현예에 따라 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체 각각이 배기홀에 삽입되어 내부의 공기를 배기하는 것을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예인 도 1 (a)의 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 가압되어 배기홀이 밀폐된 진공유리의 단면을 나타낸 것이다.
도 4은 본 발명의 다른 구현예인 도 1 (b)의 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 가압되어 배기홀이 밀폐된 진공유리의 단면을 확대하여 나타낸 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 설명하도록 한다.
도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 구현예에 따른 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 단면을 각각 나타낸 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체(100)는 캡(10); 상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit)(20); 및 상기 프릿(20)과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재(30);를 포함한다.
진공 유리는 단열율이 낮은 유리의 단열성을 보완하여 우수한 단열성능을 나타내는 것으로서, 진공 유리 내부의 공기를 배기하기 위한 배기홀을 포함한다.
이때, 배기홀을 통한 배기가 원활히 잘 이루어져 진공층을 잘 형성하여야 충분한 단열성능을 나타낼 수 있다. 한편, 충분히 배기한 후라도 배기홀이 안정적으로 잘 밀폐되지 않으면, 진공 누설이 발생하여 단열성능이 저하될 수 있다.
이에, 종래 진공 유리는 배기를 위한 관통부를 갖도록 가공된 프릿(frit)를 배기홀에 끼워 배기시킨 후에, 프릿을 용융시켜 배기홀을 밀폐하는 방법으로 진공 유리를 제조하기도 하였다. 한편, 이 경우 원활한 배기를 위하여 관통부의 함몰된 부분이 많도록 가공하면 배기홀의 밀폐력이 저하되고, 가공도를 낮추면 배기가 원활히 이루어지지 않아 배기와 밀폐의 균형을 조절하는 것이 어려운 문제가 있었다.
그리고, 배기홀로부터 쉽게 이탈되지 않도록 배기홀에 맞는 바람직한 형상으로 가공하기 위하여 별도의 프릿 조성을 구비하고 별도의 가공 공정을 거칠 것이 요구되는바, 공정이 복잡하고 비경제적인 문제가 있었다. 또한 이때 배기홀에 삽입되는 프릿은 판유리들의 테두리부를 실링하기 위한 프릿과는 다른 조성의 프릿을 사용해야 하는 바 비경제적이고, 제조가 복잡해 질 수 있는 문제가 있었다.
게다가, 배기홀 밀폐를 위하여 프릿을 배기홀에서 용융시키거나 프릿을 상판 유리에 위치시키고 연화점 이상으로 가열하는 과정에서 유리판에 열이 가해지고, 유리판에 가해진 열충격에 의해 응력이 발생하여 유리판이 쉽게 파괴되는 등 진공 유리의 물성이 저하되는 문제 또한 발생하였다.
반면, 본 발명의 진공 유리는 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 이용하여 제조되는바, 우수한 배기 및 진공으로 향상된 단열성을 나타낼 뿐만 아니라, 배기홀 밀폐를 위하여 유리판에 열을 가하는 공정을 줄일 수 있다. 이에 따라 진공 유리의 유리판에 열충격이 가해지고 응력이 발생하여 유리판이 쉽게 파손되는 등의 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 게다가 배기홀에 삽입되어 배기를 용이하게 하기 위한 프릿으로 이루어진 구조체나, 또는 캡 마감을 위한 소재를 별도로 구비할 필요 없으며, 진공 유리 테두리부의 실링에 사용하는 물질인 실런트(50)와 동일한 물질을 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체에 사용할 수 있어 제조 원가를 절감하는 효과가 있다
구체적으로, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 탄성 지지 부재를 포함한다.
상기 탄성 지지 부재는 도 2에서 보는 바와 같이, 배기홀에 삽입시 상기 배기홀을 관통하고 상기 제2 판유리의 상부면에 접하게 되고, 내부의 공기를 배기한다. 그리고, 상기 탄성 지지 부재는 상기 캡과 상기 제2 판유리 사이를 일정 간격으로 지지할 수 있다.
그리고, 상기 탄성 지지 부재는 탄성을 갖는 것으로서, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 배기홀에 삽입시에 상기 탄성 지지 부재의 캡측 상단부는 상기 제1 판유리의 배기홀 바깥으로 돌출되어, 내부의 공기를 배기할 공간(gap)을 충분히 갖도록 할 수 있다.
그 후, 캡에 압력이 가해지면 상기 탄성 지지 부재는 균일하게 압축되면서 캡이 배기홀을 완전하면서도 효율적으로 밀폐하도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 탄성 지지 부재는 스프링 형상의 금속 탄성 지지 부재일 수 있다. 상기 탄성 지지 부재는 코어 부분은 빈 공간을 이루고, 금속 선이 일정 간격으로 벌어진 채 나선형으로 감겨 올라가는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 지지 부재는 스프링일 수 있다.
이에 따라 진공 유리 내부의 공기는 상기 탄성 지지 부재의 코어 부분과 나선형의 선들 사이의 공간 및 상기 제1 판유리의 상부면으로부터 돌출되어 일정 간격 떨어진 공간(gap)을 통해 쉽게 배출될 수 있다. 그러므로, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 배기를 위한 별도의 공기 유동통로를 위한 가공을 필요로 하지 않으며 보다 안정적으로 배기홀에 삽입되어 있을 수 있다.
상기 탄성 지지 부재는 프릿과 접촉하여 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 형성한다.
탄성 지지 부재를 캡에 고정하기 위하여 캡을 가공하여 홀을 형성하고, 상기 홀에 탄성 지지 부재를 끼우는 방식으로 고정하는 경우, 캡은 가공이 가능한 소재여야 하는 바 소재 선택에 제한이 따른다. 그리고, 가공이 가능한 소재로 이루어진 캡의 경우에는, 캡에 압력을 가하여 배기홀을 실링하는 과정에서 또는 진공유리 운송 중에 캡에 충격이 가해지는 과정에서 캡 부분이 쉽게 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 캡에 탄성 지지 부재를 끼울 때에 탄성 지지 부재와의 체결 면적이 넓은 경우, 예를 들어, 스프링 단면과 같이 환형의 고리 형태를 캡에 고정하고자 하는 경우, 캡에 많은 가공이 요구되는바 캡의 물성이 약해질 수 있다. 또한, 탄성 지지 부재와의 체결 면적이 적은 경우, 예를 들어, 탄성 지지 부재의 금속 선이 중앙에서 상부 방향으로 직선으로 이루어진 경우, 고정하기 위한 홀이 정중앙 위치에 있지 않거나, 홀의 깊이가 얕은 경우에는, 배기 과정 또는 압력을 가하는 과정에서 캡이 안정적으로 위치하지 못 할 수 있다. 이에 따라 배기 또는 밀폐가 효율적으로 이루어지지 않을 수 있다.
반면 상기 탄성 지지 부재는 프릿과 접촉하여 캡에 고정되는 바, 캡에 홀 형성 등의 가공이 필요하지 않다. 이에 따라, 상기 캡은 가공이 어려운 소재로 이루어진 캡을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 캡은 가공이 어려운 강화유리를 캡으로 사용할 수 있다. 이에 따라 상기 캡은 우수한 내충격성 및 내열성을 나타낼 수 있고, 진공유리의 운송 또는 사용 중의 충격에 의해 쉽게 손상되지 않을 수 있으며, 밀폐를 위해 캡에 압력이 가해지는 경우에도 안정적으로 캡에 압력을 가할 수 있다.
그리고, 상기 탄성 지지 부재는 배기를 위한 충분한 공간을 갖는 바, 캡에 배기를 위한 홀 등의 별도의 공간이 필요하지 않다. 상기 캡은 배기홀 등이 없는 강화유리로 이루어진 평평한 판상의 원판 형상을 가질 수 있다.
상기 탄성 지지 부재의 상하단부 모두는 지주(support)가 되는 평면을 형성할 수 있다. 즉, 상기 탄성 지지 부재는 상단부 및 하단부, 즉 양 끝단의 표면이 가운데인 코어 부분이 텅 비어 있는 고리 모양의 평면을 형성하는 것을 의미한다. 그리하여 상기 탄성 지지 부재는 프릿과 접촉하면서 캡에 면으로 고정되고, 제2 판유리의 상부면에 면으로 접할 수 있다.
이에 따라, 상기 탄성 지지 부재에 의해 캡을 일정 높이의 위치로 안정적으로 돌출시킬 수 있고, 돌출된 캡을 배기 중에 안정적으로 유지시킬 수 있으며, 캡과 제1 판유리 사이에 형성된 공간(gap)을 이용하여 안정적이면서도 효과적으로 배기할 수 있다. 그리고, 캡에 압력이 가해질 때에도 탄성 지지 부재에 압력이 균일하게 가해질 수 있다.
상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 상기 캡 하부면에 도포된 프릿을 포함한다. 상기 프릿은 글라스 프릿일 수 있다.
상기 프릿은 상기 캡 하부면에 도포되어, 상기 탄성 지지 부재를 상기 캡에 부착하고 고정시키면서, 가압시에 배기홀 주변부에 부착되어 배기홀을 밀폐시킬 수 있다.
상기 캡 하부면에 도포된 프릿은 페이스트 상태의 글라스 프릿을 도포하고, 가열되어 소성(sintering)된 것일 수 있다.
배기홀 밀폐를 위하여 배기홀 주변에 유리 프릿 등의 땜납을 적용하는 경우, 상기 땜납의 연화를 위하여 판유리에 열이 가해져야 한다. 이와 같이 판유리에 직접 열을 가하는 경우 판유리에 열충격이 가해지고, 응력이 발생하여 결과적으로 판유리가 쉽게 파손되기 쉬운 문제가 있다.
반면, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 프릿을 상기 캡 하부면에 도포하고 이를 소성함으로써, 배기홀 밀폐를 위하여 판유리에 직접 열을 가하는 공정을 줄일 수 있다. 이에 따라 판유리에 열충격이 가해지고, 응력이 발생하여 쉽게 파손되는 문제를 방지할 수 있다. 그리고, 제조방법을 단순화하여 진공 유리를 경제적으로 생산할 수 있다.
예를 들어, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 페이스트 형태로 만든 프릿을 캡에 도포하고 프릿 위에 탄성 지지 부재를 지그를 이용하여 고정할 수 있다. 그리고, 그 상태로 열을 가하여 페이스트 안의 바인더를 제거하는 소성(Sintering) 과정을 거칠 수 있다.
상기 프릿은 상기 캡과 배기홀이 형성되어 있는 제1 판유리의 상부면이 닿는 면의 적어도 일부에 위치되도록 도포되어 있을 수 있다.
일 예로, 상기 프릿은 배기홀 주변부에 부착되도록 상기 캡의 하부면에 고리 형상의 띠 혹은 환형(環形) 구조로 도포되어 있을 수 있다.
또 다른 일 예로, 상기 프릿은 상기 캡 하부면에 원형의 형상으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 상기 프릿은 도1의 (a)와 같이, 평평한 원형의 형상으로 도포될 수 있다. 또는 도1의 (b)와 같이, 캡의 중앙부에 위치한 프릿이 캡의 주변부에 위치한 프릿보다 두껍게 되도록 도포될 수 있다.
그리고, 상기 프릿은 상기 탄성 지지 부재와 상기 캡을 연결하기 위한 부분에 형성되어 상기 탄성 지지 부재를 상기 캡에 고정시킬 수 있다.
상기 탄성 지지 부재의 상단부, 즉, 상기 탄성 지지 부재의 캡측 상단부의 적어도 일부는 상기 프릿에 의해 둘러싸이도록 배치되어, 캡에 견고하게 고정될 수 있다.
상기 프릿의 지름은 상기 탄성 지지 부재의 지름보다 크고, 상기 캡의 지름보다 작을 수 있다. 상기 프릿, 탄성 지지 부재 또는 캡은 판유리에 평행한 단면의 형상으로 원형 또는 다각형을 가질 수 있다. 여기서, 지름은 원형 또는 다각형의 둘레 위의 두 점을 이은 선분의 길이 중 가장 긴 길이를 의미한다. 예를 들어, 상기 프릿이 두 개의 동심원(내부 및 외부 동심원) 사이에 있는 도넛 모양인 환형으로 도포된 경우, 상기 지름은 외부 동심원의 중심을 지나는 직선으로 그 둘레 위의 두 점을 이은 선분의 길이 중 가장 긴 길이를 의미한다.
상기 프릿의 도포된 지름은 상기 탄성 지지 부재의 지름보다 크고, 상기 캡의 지름보다 작을 수 있다. 이에 따라 상기 탄성 지지 부재를 안정적으로 고정시키고, 배기홀을 견고히 밀폐시키면서도, 상기 프릿이 가압되어 배기홀 주변부에 부착되는 과정에서 캡의 크기를 벗어나 튀어나오면서 미관을 해치는 것을 방지할 수 있다.
상기 캡의 지름은 5㎜ 내지 15㎜ 일 수 있다. 바람직하게는 8mm 내지 10 mm 일 수 있다.
그리고, 탄성 지지 부재의 지름은 2㎜ 내지 14㎜일 수 있다.
그리고, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 삽입되는 배기홀의 직경(Rh) 대 상기 탄성 지지 부재의 직경(Rs)은 1:0.7 내지 1:0.9 일 수 있다. 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 상기 구조를 가짐으로써 탄성 지지 부재가 배기홀의 직경과 차이가 남에도 불구하고, 향상된 배기와 함께, 향상되고 견고한 밀폐력을 나타낼 수 있다.
상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 판유리에 부착된 이후의 프릿의 부착 면적은 상기 캡 면적의 70% 내지 100% 또는 90% 내지 100%일 수 있다. 상기 프릿은 상기 범위의 면적으로 부착되어 상기 캡과 배기홀 주변부와 충분히 접촉하여 우수한 밀폐 효과를 나타내면서 프릿이 캡의 면적을 초과하지 않는바, 미관상 깔끔한 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예는 배기홀(500)을 포함하는 제1 판유리(200) 및 상기 제1 판유리(200)와 이격되어 있는 제2 판유리(300)를 포함하는 조립체를 준비하는 단계; 상기 배기홀(500)에 캡(10), 상기 캡(10) 하부면에 도포된 프릿(20) 및 상기 프릿(20)과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재(30)를 포함하는 진공유리 배기홀 마감 캡 구조체(100)를 삽입하는 단계; 상기 조립체 내부의 가스를 배기하는 단계; 및 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체(100)의 상기 캡(10)의 상부면에 압력을 가하여 상기 프릿(20)을 상기 배기홀(500) 주변부에 부착시켜 배기홀(500)을 밀폐시키는 단계;를 포함하는 진공 유리의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 이용하여 진공유리를 제조하는 것으로서, 공정을 단순화하여 보다 경제적으로 진공유리를 제조할 수 있다. 그리고 판유리에 열충격을 가하는 공정을 줄임으로써, 쉽게 파손되지 않는 물성이 우수한 진공 유리를 제조할 수 있다. 또한 배기를 용이하게 하기 위한 가공된 프릿 구조체나 배기홀 마감을 위한 소재를 별도로 구비할 필요 없이, 판유리들의 테두리부를 실링하기 위한 프릿과 동일한 프릿을 사용할 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있다. 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체에 관한 사항은 하기에서 특별히 기재한 것을 제외하고는 전술한 바와 같다.
먼저, 상기 진공 유리의 제조방법은 배기홀을 포함하는 제1 판유리 및 상기 제1 판유리와 이격되어 있는 제2 판유리를 포함하는 조립체를 준비하는 단계를 포함한다.
진공 유리는 복수의 판유리를 포함하며, 상기 복수의 판유리 사이에 존재하는 공기를 배기하기 위한 배기홀을 포함한다. 진공 유리는 1개 이상의 배기홀을 포함할 수 있고, 이에 따라 배기 공정을 가속화시킬 수 있다.
일 예로, 배기홀을 갖는 제1 판유리와 상기 제1 판유리와 소정의 간격으로 이격되고, 서로 대향되게 배치되어 있는 제2 판유리를 포함한다. 그리고, 상기 제1 및 제2 판유리는 테두리부에 구비되어 있는 실러트에 의해 실링되어 조립체를 형성할 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2 판유리의 사이에는 필라(pillar)(40)가 구비되어 상기 제1 및 제2 판유리를 지지할 수 있으며, 상기 제1 판유리와 제2 판유리는 일정한 간격으로 배열된 필라(pillar) 두께만큼 이격되어 있을 수 있다.
그리고, 상기 배기홀에, 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하는 진공유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입하는 단계를 포함한다.
상기 제조방법은 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 이용하여, 판유리에 직접 열을 가하여 열충격을 가하는 공정을 줄일 수 있고, 상기 제1 판유리 및 제2 판유리 사이 내부의 공기를 배기하는 배기공정과 상기 배기홀을 밀폐공정을 안정적이며 효율적으로 진행할 수 있다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 도 1의 (a) 및 (b) 각각의 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 삽입되어 있는 것을 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 배기홀에, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입하면, 상기 탄성 지지 부재는 상기 배기홀을 관통하고, 상기 탄성 지지 부재의 하부면은 상기 제2 판유리의 상부면에 접하게 된다.
그리고, 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재의 캡측 상단부는 상기 제1 판유리의 배기홀 바깥으로 돌출되어 있을 수 있다.
이에 따라, 배기 공정이 진행되는 동안 캡과 제1 판유리 사이 갭(gap)(400)이 안정적으로 지지되어 효율적인 배기가 가능하고 단순한 가열 및 가압 장치로 배기 마감이 가능하다.
상기 배기홀의 지름은 2㎜ 내지 10㎜로서, 효율적으로 배기하여 진공층을 형성할 수 있다. 상기 배기홀은 원기둥의 형상을 가질 수 있다.
상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하는 것으로서, 상기 캡의 지름은 상기 배기홀의 지름보다 큰 것으로서, 5㎜ 내지 15㎜ 일 수 있다.
그리고, 상기 캡 하부에 도포되고 압축되어 제1 판유리에 부착된 프릿의 지름은 배기홀의 지름보다 크고, 상기 캡의 지름과 동일하거나, 작을 수 있다. 예를 들어, 부착된 프릿의 지름은 5mm 내지 15mm로 동일 하거나, 4㎜ 내지 12㎜로 보다 작을 수 있다. 상기와 같은 지름을 가진 상기 프릿은 배기홀을 안정적으로 밀폐시키면서도, 프릿이 캡의 크기를 벗어나 진공 유리의 미관을 해치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 4와 같이, 캡 하부 중앙에 적절한 두께의 프릿을 미리 형성하여 연화된 상태에서 압축되어 부착되는 과정에서 배기홀 상단부 일부를 채울 수 있다. 이에 따라, 제1 판유리의 배기홀 주변부에 프릿을 형성하여 부착하는 경우보다 훨씬 안정적으로 배기홀을 밀폐하는 것이 가능하게 한다.
그리고, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 상기 제1 판유리의 상부면으로부터 일정 간격을 두고 돌출되어 있고, 배기할 공간(gap)을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 판유리와 제2 판유리 사이의 내부 공기를 탄성 지지 부재 및 상기 공간(gap)을 통해 쉽고 효율적으로 진행할 수 있다. 상기 공간(gap)은 상기 제1 판유리 상부면으로부터 캡에 도포된 글라스 프릿까지의 수직 거리를 의미하는 것으로서, 상기 공간(gap)은 1 ㎜ 내지 7 ㎜일 수 있고, 바람직하게는 1 mm 내지 5mm 일 수 있다.
그리고, 배기를 위하여 배기홀에 삽입하는 구조체에 별도의 가공을 요하지 않고, 가공시 배기홀에서 구조체가 이탈되거나 밀폐력이 부족해 지는 것을 고려한 까다롭고 번거로운 공정이 요구되지 않는바 경제적일 수 있다.
상기 조립체 내부의 가스를 배기하는 단계를 포함한다. 상기 배기홀에 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입한 후, 진공 챔버에 배기홀을 위치시킨 후 배기하여 상기 제1 판유리와 제2 판유리 사이에 진공층을 형성할 수 있다.
진공유리에서 배기홀의 밀폐를 위하여 배기홀 주변에 유리 프릿 등의 땜납을 적용하는 경우, 상기 땜납의 연화를 위하여 판유리에 열이 가해져야 한다. 이와 같이 판유리에 직접 열이 가하는 경우 판유리에 열충격이 가해지고, 응력이 발생하여 판유리가 쉽게 파손되는 문제가 있다.
반면, 상기 제조방법은 도포된 프릿이 이미 가열하여 소성된 특정의 구조를 갖는 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 사용하여, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 캡의 상부면에 열과 압력을 가하여 상기 글라스 프릿을 상기 배기홀 주변부에 부착시켜 배기홀을 밀폐시킬 수 있다.
이에 따라 판유리에 열충격이 직접적으로 가해지고, 응력이 발생하여 쉽게 파손되는 문제를 방지할 수 있다. 그리고, 제조방법을 단순화하고, 캡으로 배기홀에 밀폐시키기 위한 별도의 프릿을 구비할 필요 없고, 판유리들의 테두리부를 실링하기 위한 프릿과 동일한 프릿을 사용할 수 있어, 진공 유리를 경제적으로 생산할 수 있다.
상기 캡에 가압시에 발열체를 포함한 가압 기구를 이용하여 압력을 가할 수 있다. 상기 캡은 가해진 상기 압력에 의해, 탄성 지지 부재를 압축시키면서 프릿이 제1 판유리의 상부면에 압축하면서 배기홀을 충분히 밀폐시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예는, 배기홀을 갖는 제1 판유리; 상기 제1 판유리와 서로 이격되어 있는 제2 판유리; 상기 제1 판유리와 상기 제2 판유리 사이에 형성된 진공층; 및 상기 배기홀에 삽입되어 배기홀을 밀폐하고 있는 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체;를 포함하고, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit), 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하고, 상기 탄성 지지 부재는 상기 배기홀을 관통하고, 상기 제2 판유리의 상부면에 접하며, 압축된 상태로 고정된 진공 유리를 제공한다.
상기 진공 유리는 전술한 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 우수한 배기 및 진공으로 향상된 단열성뿐만 아니라, 판유리에 열충격이 가해지지 않고 응력 발생을 방지하여 쉽게 파손되지 않는 등 우수한 물성을 나타낼 수 있다. 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체에 관한 사항은 하기에서 특별히 기재한 것을 제외하고는 전술한 바와 같다.
상기 진공 유리는 상기 캡의 상부면을 가압하여 연화된 상기 프릿을 상기 배기홀 주변부에 부착시켜 배기홀을 밀폐시켜 제조되고, 상기 탄성 지지 부재는 상기 배기홀을 관통하고, 상기 제2 판유리의 상부면에 접하면서, 압축된 상태로 고정된 구조를 형성한다.
상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 상기 탄성 지지 부재가 배기홀에 삽입되어 제2 판유리의 상부면에 접하고, 캡을 쉽게 배기홀에 정확히 위치시키면서도 효율적으로 배기 공정을 수행할 수 있는 구조를 제공한다. 상기 진공 유리는 구조적 안정성이 향상될 수 있다.
상기 탄성 지지 부재의 캡측 상단부은 상기 프릿에 의해 둘러싸이도록 배치되어 안정적인 구조를 이룰 수 있다.
그리고, 상기 프릿은 캡 하부에서 가열 공정을 이미 거친 상태로써 판유리에 직접 열이 가하는 공정 없이도 상기 배기홀 주변부에 잘 부착되어, 판유리에 직접적인 열충격을 가하지 않고도, 우수한 밀폐력을 나타낼 수 있다.
상기 부착된 프릿의 지름은 상기 캡의 지름을 초과하지 않을 수 있고, 이에 따라 진공 유리의 미관을 해치지 않을 수 있다.
상기 제1 판유리와 상기 제2 판유리 사이에 형성된 진공층은 약 10-5 Torr 내지 약 10-3 Torr의 압력을 나타낼 수 있다. 이에 따라 우수한 단열성을 부여할 수 있다.
(실시예)
실시예
글라스 프릿(glass frit)을 페이스트 상태로 강화 유리(Tempered glas)로 이루어진 캡(지름: 10㎜)에 도포하였다. 그리고, 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질의 스프링(지름: 3㎜)을 지그를 이용하여 상기 글라스 프릿 위로 위치시킨 후 상기 글라스 프릿을 가열하여 소성(sintering)시켜 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 제조하였다.
이때, 상기 글라스 프릿 페이스트 도포시에, 상기 캡 하부면의 가운데 부분에서 배기홀을 향하여 3㎜의 높이로 가장 두꺼운 두께를 형성하여 반구형상이 되도록 도포하였다.
그리고, 배기홀을 갖는 제1 판유리 및 상기 제1 판유리와 서로 대향되어 필라(pillar) 높이만큼 이격되어 있는 제2 판유리를 실링하여 조립체를 형성하고, 상기 배기홀에 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입하였다.
그 후 진공 챔버 채널에서 상기 제1 판유리 및 제2 판유리 사이의 내부 공기를 배기하였다.
그리고, 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 캡의 상부면에 압력을 가하여 상기 연화된 글라스 프릿을 상기 배기홀 주변부에 부착시켜 배기홀을 밀폐시켜 진공 유리를 제조하였다.
이때, 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 부착된 프릿 면적은 상기 캡 면적과 일치하였으며, 배기홀의 캡측 상단부는 상기 프릿에 의해 일부 채워져, 배기홀은 상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체에 의해 더욱 견고하게 밀폐되었다.
비교예
일반 유리(Clear glass, Annealed glass)로 이루어진 캡에 스프링이 체결될 수 있도록 캡의 하부면에 홀(hole)을 형성하고 스프링의 캡측 상단부의 끝이 중앙에서 상부 방향으로 직선으로 이루어져 홀에 잘 삽입되어 체결되도록 하였다.
그리고, 제1 판유리에서 배기홀 주변부에 글라스 프릿을 땜납으로 적용하고, 상기 땜납의 소성을 위하여 열을 가했다. 그리고, 상기 배기홀에 상기 캡 및 스프링을 삽입한 후, 상기 캡에 열과 압력을 가하여 배기홀을 밀폐시켜 진공 유리를 제조하였다.
상기 실시예에 의해 제조된 진공유리는 비교예와 달리, 배기홀 주변부에 있는 글라스 프릿 땜납을 연화점 온도 이상 가열하기 위하여 제1 판유리에 열을 가하는 공정을 생략할 수 있는바, 판유리에 열충격이 가해지고 이에 따라 응력이 발생하는 것을 방지하여 우수한 물성을 나타내었다. 따라서, 실시예의 진공유리는 캡 및 배기홀 주위가 쉽게 파손 되지 않았다. 반면, 비교예의 진공유리는 땜납의 소성 및 연화 과정에서 판유리에 열이 가해지고 상기 열에 의한 열 충격으로 판유리에 응력이 발생하여 배기홀 주위에 파손이 발생하는 문제가 발생하였다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 캡
20: 프릿
30: 탄성 지지 부재
40: 필라(pillar)
50: 실런트
100: 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체
200: 제1 판유리
300: 제2 판유리
400: 갭(gap)
500: 배기홀
Rh: 배기홀의 직경
Rs: 탄성 지지 부재의 직경

Claims (12)

  1. 캡;
    상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit); 및
    상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재;를 포함하는
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캡은 강화유리인
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캡 하부면에 도포된 프릿은 가열되어 소성(sintering)된
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프릿은 상기 캡과 배기홀이 형성되어 있는 제1 판유리의 상부면이 닿는 면의 적어도 일부에 위치되도록 도포되어 있고,
    상기 프릿은 상기 탄성 지지 부재와 상기 캡을 연결하기 위한 부분에 형성된
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프릿의 지름은 상기 탄성 지지 부재의 지름보다 크고, 상기 캡의 지름보다 작은
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체가 삽입되는 배기홀의 직경(Rh) 대 상기 탄성 지지 부재의 직경(Rs)은 1:0.7 내지 1:0.9 인
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지 부재는 스프링 형상의 금속 탄성 지지 부재인
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지 부재의 상하단부 모두는 지주(support)가 되는 평면을 형성하는
    진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체.
  9. 배기홀을 포함하는 제1 판유리 및 상기 제1 판유리와 이격되어 있는 제2 판유리를 포함하는 조립체를 준비하는 단계;
    상기 배기홀에 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하는 진공유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입하는 단계;
    상기 조립체 내부의 가스를 배기하는 단계; 및
    상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체의 상기 캡의 상부면에 압력을 가하여 상기 프릿을 상기 배기홀 주변부에 부착시켜 배기홀을 밀폐시키는 단계;를 포함하는
    진공 유리의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배기홀에 상기 진공유리 배기홀 마감 캡 구조체를 삽입하는 단계에서,
    상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재의 캡측 상단부는 상기 제1 판유리의 배기홀 바깥으로 돌출되어 있는
    진공 유리의 제조방법
  11. 배기홀을 갖는 제1 판유리;
    상기 제1 판유리와 서로 이격되어 있는 제2 판유리;
    상기 제1 판유리와 상기 제2 판유리 사이에 형성된 진공층; 및
    상기 배기홀에 삽입되어 배기홀을 밀폐하고 있는 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체;를 포함하고,
    상기 진공 유리 배기홀 마감 캡 구조체는 캡, 상기 캡 하부면에 도포된 프릿(frit), 및 상기 프릿과 접촉하고 있는 탄성 지지 부재를 포함하고,
    상기 탄성 지지 부재는 상기 배기홀을 관통하고, 상기 제2 판유리의 상부면에 접하며, 압축된 상태로 고정된
    진공 유리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프릿의 지름은 상기 캡의 지름을 초과하지 않는
    진공 유리.
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