KR910000327B1 - 다중 창유리 유닛 - Google Patents

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KR910000327B1
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헨리 보우저 조지
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피이피이지이 인더스트리이즈 인코포레이팃드
헬렌 에이 패브릭
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Abstract

내용 없음.

Description

다중 창유리 유닛
제1도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다중 창유리 유닛의 일부분의 횡단면도이고,
제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 창유리 유닛의 일부분의 횡단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 다중 창유리 유닛 22,24 : 유리 시이트
26 : 간격 유지 및 밀봉 조립체 28 : 단열 공간
34 : 내측 요소 36 : 외측 요소
본 발명은 일반적으로는 다중 창유리 유닛에 관찬 것이며, 보다 더 상세하게는, 유연성이 있는 비금속의 간격 유지 및 밀봉 조립체를 갖는 다중 창유리 유닛에 관한 것이다.
다중 창유리 유닛은, 유리 시이트들 사이에서 실질상 밀봉된 단열 공간을 형성하도록 유리 시이트들의 대향하는 내측면들의 바깥 둘레 주위에 뻗어 있는 간격 유지 및 밀봉 조립체에 의하여 서로 간격을 둔 채 떨어져 있는 한 쌍의 유리 시이트들로 구성되는 것이 일반적이다. 간격 유지 및 밀봉 조립체는 유리 시이트들의 대향하는 내측면의 바깥둘레 주위에 펼쳐 있는 내측 스페이서-탈수제 요소와, 내측 스페이서-탈수제 요소의 바깥쪽 둘레 주위에 뻗어 있는 외측 밀봉 요소로 구성되는 것이 일반적이다.
다중 창유리 구조의 한 가지 전형적인 형태에 있어서, 내측 스페이서-탈수제 요소는 1차적인 밀봉을 제공하도록 유리 시이트의 내측면의 바깥 둘레에 회반죽 조성물(mastic composition)에 의해서 부착되어 있는 속이 빈 금속 스페이서 요소를 포함한다. 그 금속 스페이서 요소는 일반적으로 관 모양을 하고 있으며 건조제 물질로 채워지는데, 이 건조제 물질은 단열 공간과 소통하여 그로부터 수분을 흡수함으로써 창유리유닛의 성능과 내구성을 향상시킨다. 외측 밀봉 요소는 2차 밀봉을 제공하도록 내측 스페이서-탈수제 요소의 외부 둘레 및 유리 시이트들의 바깥 둘레 주위에 배치되는 탄력있는 내습성 스트립으로 구성되는 것이 보통이다. 금속 스페이서 요소를 갖는 다중 창유리 유닛의 단점은 금속 스페이서 요소의 제작시 비용이 든다는 데에 있다.
본 발명자의 미국 특허 제3,791,910호(본 발명의 양수인에게 양도되었음)에는, 탄력성이 있는 내외측의 간격 유지 및 밀봉 조립체 요소들을 갖는 다중 창유리 유닛이 시사되어 있다.
내측의 스페이서-탈수제 요소는 수증기 투과성 매트릭스 물질(예; 스티렌과 부타디엔의 블록 공중합체로 이루어진 열가소성 탄성 중합체의 족에서 선택된 물질) 전체에 걸쳐 분산되어 있는 건조제 물질로 구성된다. 그 매트릭스 물질은 접착성을 갖는 내습성 회반죽 조성물의 연속적인 비이드나 리본에 의해서 유리 시이트들의 대향하는 내측면들의 바깥 둘레에 부착되는데, 그 조성물은 유리 시이트들이 스페이서 주위에서 예정된 간격으로 유지되도록 구조적 접착 결합을 형성한다. 외측의 밀봉 요소는 접착성을 갖는 내습성 물질의 연속적인 비이드나 리본을 포함한다. 이러한 유형의 다중 창유리 유닛이 갖고 있는 단점은, 스페이서-탈수제 요소가 유리 시이트에 자력으로 부착되지 못하고, 그로 인하여 다중 창유리 유닛의 제작/제조에 있어서 복잡성이 증가한다는 데 있다.
미국 특허 제4,226,063호 및 제4,205,104호에는, 폴리이소부틸렌을 함유하는 건조제 같은 제1플라스틱물질로 만들어진 내측 필라멘트와, 실리큰이나 다황화물 탄성중합체 같은 제2유기 물질로 된 외측 회반죽 층으로 이루어진 간격 유지 및 밀봉 조립체를 갖고 있는 다중 창유리 유닛이 개시되어 있다.
외측 회반죽 층은 유리 시이트들과 구조적 접착 결합을 형성하며 창유리의 기계적 안정성을 제공해 주는 동시에 창유리 유닛의 방수성을 보장해 준다. 상기 특허들의 창유리 유닛이 갖고 있는 단점은 내측 필라멘트가 창유리 유닛의 기계적 안정성에 기여하지 못한다는데 있고, 또한, 내측 필라멘트 밀봉물이 매우 낮은 수증기 투과성을 갖기 때문에 수분이 공간에서 내측 필라멘트 밀봉물의 폴리이소부틸렌 물질로 이동하는 것이 제한된다는데 있다. 이렇게 되면 수분이 창유리 유닛을 뿌옇게 만드는 것을 방지하기 위하여 단열 공간에서 쉽게 제거되는 것이 방해를 받게 되고, 궁극적으로는 내측 유리 시이트 표면 상에 수분이 끼어 그 표면에 얼룩이 지고 찌꺼기가 생길 것이기 때문에, 이러한 성질은 바람직하지 못하다. 건조제와 단열 공간과의 소통을 증진시키고 그로 인하여 그 공간으로부터의 수증기 제거율을 증가시키기 위하여, 건조제 물질을 수증기 투과성 매트릭스 안에 분산시키는 것이 바람직하다. 더 나아가, 상기 미국 특허에는 나란히 놓여진 둘 또는 그 이상의 층으로 이루어진 내측 필라멘트 밀봉물이 개시되어 있는데, 이때 각 층을 통하여 분산되어있는 건조제 물질의 농도를 창유리 유닛의 외부에서부터 내부로 점차적으로 증가시킴으로써 공간으로부터의 수분 제거율을 의도적으로 증진시켰다. 이러한 구조는 다중 창유리 유닛의 제작을 과도하게 복잡하게 만든다.
미국 특허 제4,198,254호에는, 합성 중합체 물질로 만들어진 스페이서에 의하여 유리 시이트들을 결합시킴으로써 제조된 속이 빈 창유리가 개시되어 있다. 합성 중합체 물질은 인장 강조가 적어도 4kg/cm2이고 절단 신도가 50%를 넘으며, 투수성이 0.2g(물)/m2(표면)/24시간/mm(물질의 두께)/cm(Hg압) 이하인 경화성의 점탄성 리본으로 구성됨이 바람직하다. 그 스페이서 물질의 불투과성으로 인하여, 창유리 공간으로부터의 적합한 수분 제거율을 얻기 위해서는 공간과 소통하는 별도의 건조제-함유 스트립을 사용해야만 한다.
창유리 유닛의 기계적 안정성은 전적으로 외측 스페이서 요소에 따라 좌우된다는 것이 상기 특허에 시사된 사항의 한계점이다.
따라서, 선행기술에 의한 다중 창유리 유닛의 단점과 한계점을 제거하는 다중 창유리 유닛을 제공하는 것이 요구된다.
본 발명은, 유리 시이트들 사이에 실질상 밀봉된 단열 공간을 형성하는 간격 유지 및 밀봉 조립체에 의하여 서로 간격을 둔 채 떨어져 있는 한 쌍의 유리 시이트로 이루어진 다중 창유리 유닛에 관한 것이다. 본 발명의 간격 유지 및 밀봉 조립체는, 실질상 비투수성임을 특징으로 하며 유리 시이트들의 대향하는 내측면의 바깥 둘레에 부착되는 외측 요소와, 유리 시이트들이 서로 떨어져 있게 하여 공간 두께를 실질상 변화시키는 일이 없도록 하면서 유리 시이트들이 서로 간격을 둔 채 떨어져 유지되기에 충분한 접착 결합 강도를 갖는 성질과 실질상 수증기 투과성인 것을 특징으로 하며 유리 시이트들의 대향하는 내측면들의 바깥 둘레에 자력으로 부착되고 단열 공간과 증기 소통이 일어나도록 배치되는 내측 요소, 그리고 단열 공간에 존재하는 수분을 흡수하기 위한 탈수제 요소를 포함한다.
내측 요소는 ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측정시 37.8℃, 90% 상대습도 하에 적어도 10gm/24간/1m2/밀(mil)의 수증기 투과성 또는 전달율을 가져야 하고, 바람직하게는, ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측정시 37.8℃, 90% 상대습도 하에 적어도 약 40gm/24시간/1m2/밀의 수증기 투과성을 갖는다. 내측 요소는 예컨대 실온에서 유황 처리될 수 있는 접착성 밀봉물질과 같은 가요성의 유기 물질로 이루지는 것이 바람직하다.
외측 요소는 ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측정시 37.8℃, 90% 상대습도 하에 약 8gm/24시간/1m2/밀 이하의 수증기 투과성을 가져야 하며, 바람직하게는, ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측성시 37.8℃, 90% 상대습도 하에 약 2.5gm/24시간/1m2/밀 이하의 수증기 투과성을 갖는다.
외측 요소는 예컨대 실온에서 유황 처리될 수 있는 접착성 밀봉물질과 같은 가요성의 유기 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
더 나아가, 내측 요소는 적어도 약 10p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 20파운드/(인치)2즉. 20p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약 20% 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착 결합 강도를 가져야 한다. 그 내측 요소는 적어도 약 40p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 40p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약 100%의 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착 결합 강도를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 외측 요소는 적어도 약 10p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 20p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약20%의 절단 신도를 특징으로 하는 접착 결합 강도를 가져야 한다.
그 외측 요소는 적어도 약 40p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 40p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약 100%의 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착 결합 강도를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 외측 요소의 구조적 접착 결합 강도는 본 발명에 어떤 제한을 가하는 사항이 아니다.
탈수제 요소는 상기 내측 요소에 분산되어 있는 건조제 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 내측 요소의 바람직한 수증기 투과성으로 인하여 건조제 물질은 단열 공간과 적합한 소통을 하게 되고, 그렇게 됨으로써 그 공간의 적합한 수분 제거 또는 흡착이 가능하게 되어 공간의 건조 및 다중 창유리 유닛의 높은 성능과 내구성을 보장할 수 있게 된다.
더 나아가, 내외측 요소들의 바람직한 구조적 접착 결합 강도의 특성으로 인하여, 간격 유지 및 밀봉 조립체에 부여될 수 있는 어떠한 하중이라도(예; 바람하중, 정하중, 열하중, 기계적 응력 등), 선행 기술에 의한 창유리 유닛에 비하여 더 고르게 분포되며, 그로 말미암아, 창유리 유닛의 유효 수명 기간동안 공간의 두께에 불균일화가 일어날 가능성이 최소로되며, 그로 인해서 창유리 유닛의 유효 수명이 연장되고 그의 성능이 향상된다.
첨부 도면들을 살펴보자면, 제1도에는 한 쌍의 유리 시이트(22,24)로 이루어진 다중 창유리 유닛(20)이 도시되어 있고, 그 유리 시이트들(22,24)은 그 유리 시이트들 사이에 밀봉된 단열 공간(28)을 형성하는 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)에 의하여 바람직하게는 평행하게 서로 떨어져 유지된다.
그 유리 시이트들은 어떠한 편리한 물질(예를 들어, 나무, 금속, 플라스틱 또는 유리)로 만들어질 수 있다.
유리 시이트들(22,24)은 투명하거나 반투명하거나 불투명할 수 있다. 본 명세서에는 시이트들(22,24)이 유리 시이트 예를 들어 부유 유리 시이트로서 설명되었다.
유리 시이트들(22,24)은 어떠한 편리한 모양, 윤곽, 단면 또는 형태라도 가질 수 있다(예컨대, 곧은 것, 납작한 것, 굽혀진 것, 궁형의 것, 만곡된 것, S-모양의 것, 등). 더욱이, 유리 시이트들(22,24)은 적층되거나, 또는 착색, 염색 또는 피복되거나, 열 또는 화학제로 강화될 수 있고, 또는 그 외의 다른 편리한 강도, 미감, 시각적 성질 및 일광 제어 성질들을 가질 수 있다.
본 발명의 다중 창유리 유닛(20)에 유익하게 수행될 수 있는 특히 내구성이 강하고 에너지 효율이 좋으며 미적으로 호감을 끄는 고성능 코우팅은, "PPG사"에서 SUNGATE
Figure kpo00001
(예:SUNGATE 100
Figure kpo00002
)라는 등록상표 하에 판매중인 다중 유리창에 적용되는 열 및 광반사 코우팅(즉, 일광 제어 코우팅)이다.
일광 제어 코우팅은 유리 시이트들(22,24)의 대향하는 내측면들(30,32)중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예 사용되는 시이트의 갯수, 유형 또는 다른 특성들은 본 발명에서 제한되는 것이 아니다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)는 유리 시이트들(22,24)의 대향하는 내측면들(30,32)의 전체 바깥 둘레 주위에 뻗어 있는 외측 요소(36)와 내측 요소(34)로 구성되어 있는데, 외측 요소(36)와 내측 요소(34)는 서로 나란히 놓여진다. 내측 요소(34)의 외측 요소(36)는 압출성 물질, 예컨대, 탄력성 또는 가요성의 유기물질로 구성되는 것이 바람직하다. 내측 요소(34)의 외측 요소(36)는 어떠한 편리한 방법으로도 유리 시이트들(22,24)에 부착될 수 있다. 예컨대, 미국 특허 제3,822,172호, 제3,876,489호, 제4,145,237호, 제4,088,522호, 제4,085,238호, 제4,186,685호, 제4,014,733호, 제4,234,372호 또는 제4,295,914호에 개시된 방법이나 공정들 중 어느 하나 또는 어떤 다른 편리한 방법이나 공정이 내외측 요소들을 부착하고 창유닛을 조립하는데 이용될 수 있다.
한가지 실예로서, 내측 요소(34)의 물질은 압출 노즐(도시되지 않음)을 통해 공급되고, 압출 노즐과 유리시이트(22) 또는 (24)중 어느 하나에 상대 운동을 부여함으로써 압출재(즉, 압출물)를 리본 또는 스트립 또는 필라멘트 또는 코오드 또는 다른 편리한 형태로 유리 시이트(22) 또는 (24)의 바깥 둘레 상에 적용시키거나 놓거나 침적시키거나 사출할 수 있다.
다음, 적용된 압출물을 갖는 유리 시이트(22) 또는 (24)를 겹쳐진 두 번째 유리 시이트(24) 또는 (22)와 정렬시킨 후, 두개의 유리 시이트(22)와 (24)를 함께 압착하고 내측 요소(34) 물질의 압출된 리본에 의하여 간격을 둔 채로 유지시킨다. 그런 다음, 외측 요소 물질을 압출시켜 공간(28)을 밀봉한다.
본 발명에 따라, 내측 요소(34)는 단열 공간(28)의 두께 T에 상당한 변화를 일으키지 않으면서 유리 시이트들(22,24)을 서로 일정한 평행 관계로 유지시키기에 충분한 구조적 접착 결합을 제공하는 물질로 구성된다. 또한, 내측 요소(34)의 물질은 유리 시이트들(22,24)의 열이동 또는 그와 같은 것을 수용하기에 충분한 유연성 또는 탄력성을 갖는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 내측 요소(34)는 적어도 약 10p.s.i.의 전단 강도, 적어도 약 20p.s.i.의 인장 강도 및 적어도 약 20%의 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착결합 강도를 가져야 한다. 내측 요소(34)는 적어도 약 40p.s.i.의 전단 강도, 적어도 약 40p.s.i.의 인장강도, 및 적어도 약 100%의 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착 결합 강도를 갖는 것이 바람직하다. 내측 요소(34)는, 보관, 취급, 수송 및 사용중에 다중 창유리 유닛(20)에 가해질 수 있는 기계적 응력, 바람하중, 정하중, 열하중, 등에 견디도록 최소의 구조적 접착 강도 성질을 갖는 것이 바람직한데, 상기한 기계적 응력, 바람하중, 정하중, 열하중 등은 공간(28)의 두께 T에 불균일화를 야기시켜 간격 유지 및 밀봉조립체(26)에 과도한 국부 응력이 발생되도록 하며 궁극적으로는 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)에 결함을 낳게 하고 마침내는 다중 창유리 유닛(20)의 파손을 야기시킬 수 있다.
또한, 외측 요소(36)도, 단열 공간(20)의 두께 T에 상당한 변화를 일으킴이 없이 유리 시이트들(22,24)을 사실상 일정하게 떨어진 상태로 유지하도록 하기에 충분한 구조적 접착 결합을 제공하는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 외측 요소(36)의 물질은 유리 시이트(22,24)의 열이동 또는 그와 같은 것을 수응하기에 충분한 탄력성 또는 유연성을 갖는 것이 바람직하다.
더 구체적으로는, 외측 요소(36)는 적어도 약 10p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 20p.s.i.의 인장 강도, 및 적어도 약 20%의 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착 결합 강도를 가져야 한다.
외측 요소(36)는 적어도 약 40p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 40p.s.i.의 인장 강도, 및 적어도 약 100%의 절단 신도를 특징으로 하는 구조적 접착 결합 강도를 갖는 것이 바람직하다. 외측 요소(36)는, 보관, 취급, 운송 및 사용도중 다중 창유리 유닛(20)에게 가해질 수 있는 기계적 응력, 바람하중, 정하중, 열하중 등에 견디도록 최소의 구조적 접착 강도 성질을 갖는 것이 바람직한데, 상기한 기계적 응력, 바람하중, 정하중, 열하중 등은 공간(28)의 두께 T에 불균일화를 야기시켜 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)내에 과도한 국부 응력이 발생되도록 하며, 궁극적으로는 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)에 결함을 낳게 하고 마침내는 다중 창유리 유닛(20)의 파손을 야기시킬 수 있다. 그러나, 외측 요소(36)의 접착 결합 강도는 본 발명에서 제한되는 것이 아니다.
내측 요소(34)와 외측 요소(36)가 전술한 바와 같은 최소의 구조적 접착 결합 강도 성질을 갖는다는 사실은, 다중 창유리 유닛(20)의 수명 중에 단열 공간(28)의 두께 T가 다중 창유리 유닛(20)의 전체 둘레 주위에서 균일하게 유지되는 가능성을 보장해 주거나 적어도 최대화시켜 준다. 이로써, 다중 창유리 유닛(20)의 광학적 성능/질이 향상되고 다중 창유리 유닛(20)의 수명에 걸쳐 공간의 두께 T의 감소가 최소로된다. 더 나아가, 내측 요소(34)와 외측 요소(36)에 구조적 성질들을 구비해 주면, 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)에 전달될 수 있는 어떤 하중(예; 바람하중, 정하중, 기계적 응력 등)의 분포가 증가/향상되며, 그로 인하여 다중 창유리 유닛(20)의 유효 수명이 최대로 되고 성능이 향상된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 내측 요소(34)의 물질은 그 안에 분산되어 있는 탈수제 또는 건조제물질을 더 함유한다. 건조제 물질의 기능은, 공간(28)안에 존재하는 수분, 예컨대 다중 창유리 유닛(20)을 조립하고 제작하는 중에 공간(28)안에 포획된 수분, 공간(28)의 내부와 다중 창유리 유닛(20)의 외부 사이의 온도 및/또는 습도 차이로 인하여 공간(28)안에 일어난 응결물, 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)를 통해 공간(28)으로 침입 또는 침투될 수 있는 어떤 수분을 흡수하는 것이다. 달리 말해서, 건조제 물질은 공간(28)을 사실상 건조한 상태, 즉 수분이 없는 상태로 유지시키도록 작용함으로써, 창유리 유닛에 뿌연 안개가 끼는 것을 방지하고 유리 시이트(22,24)의 대향하는 내측면들(30,32)의 영구적인 수분 오염을 방지한다. 건조제 물질은 대기로부터 5-10중량% 이상, 바람직하게는 10중량% 이상의 수분(물)을 흡수할 수 있어야 한다.
그러나, 사용되는 건조제 물질의 유형은 본 발명에서 제한되는 것이 아니다. 효과적으로 작용하기 위해서 건조제 물질은 공간(28)안에 존재하는 수분이 건조제 물질에 의하여 효과적으로 흡수되도록 공간(28)과 적어도 최소 수준으로 소통되어야 한다.
건조제 물질과 공간(28) 사이에 이와 같은 적어도 최소 수준의 소통을 제공하기 위하여, 내측 요소(34)는 수증기 투과성 매트릭스 물질(44) 전체에 걸쳐 분산되어 있는 건조제 물질(42)(이것은 제1도와 제2도에 점으로 도시되어 있음)을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라서, 수증기 투과성 매트릭스 물질은 수증기를 투과할 수 있으며 또한 사용된 특정 건조제 물질에 대한 매트릭스 물질로 작용할 수도 있고, 아울러, 전술한 적어도 최소의 구조적 접착 결합 강도 특성 또는 성질을 갖는다.
그 매트릭스 물질 안에 분산되어 있는 건조제에 의한 흡착이 알맞은 비율(즉, 공간(28)으로부터의 수증기 제거율)로 진행될 수 있도록 하기 위해서는, 선택된 수증기 투과성 매트릭스 물질(44)이 상당한 수증기 투과성 또는 전달율을 가져야 하는데, 본 발명의 목적상, 상기 수증기 투과성 또는 전달율은 시이트 형태 물질의 수증기 전달에 대한 표준 시험법(ASTM E-96-66 방법)에 의해 측정한 때 37.8℃(100°F), 90% 상대 습도 하에 적어도 약 10gm/24시간/1m2/밀(mil)이나 그 이상으로 정의된다. 그러나, 바람직하기로는, 사용된 매트릭스 물질의 수증기 전달율이 37.8℃, 90% 상대 습도 하에 적어도 약 40gm/24시간/1m2/밀이거나 그 이상이어야 한다. 특히 우수한 결과는, 사용된 매트릭스 물질(44)의 수증기 전달율이 37.8℃, 90% 상대습도 하에 약 50gm/24시간/1m2/밀 이상일 때 달성된다.
건조제 물질(42)은 수증기 투과성 매트릭스 물질(44) 전체에 걸쳐 실질상 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 건조제 물질(42)은 미국 특허 제4,226,063호에 개시된 바와 같이 매트릭스 물질(44)에 불균일하게 분산될 수도 있다.
본 발명을 실시하는데 사용되는 건조제 물질(42)의 예로써는, 합성적으로 생산된 결정성 금속 알루미나 실리케이트 또는 결정성 제올라이트가 있다. 특히 만족스러우며 미국 특허 제2,882,243호와 제2,882,244호에 의해 다루어진 합성적으로 생산된 결정성 제올라이트의 구체적인 예는, "유니온 카바이드사" 제품인 분말형의 Linde 분자체(Molecular Sieve) 13X
Figure kpo00003
, 또는 "유니온 카바이드사" 제품인 분자체 4-A
Figure kpo00004
이다.
그러나, 바람직하게는 가루 형태이거나 또는 수증기 투과성 매트릭스 물질(44)에 분산될 때 가루 형태로 분쇄될 수 있는 다른 건조제 또는 흡수제 물질, 예컨대 무수 황산칼슘, 활성화 알루미나, 실리카겔 등이 사용될 수도 있다. 본 발명을 실시하는데 사용되는 건조제 물질(42)의 유형은 본 발명에서 제한되는 것이 아니다.
본 발명의 실시에 사용하는데 특히 적합하다고 밝혀진 수증기 투과성 매트릭스 물질(44)은 SILICONE 982
Figure kpo00005
라는 등록 상표로 "다우 코오닝사"에 의해 판매되는 실리콘 유리 접착제/밀봉제이다. SILICONE 982
Figure kpo00006
물질은 두 가지의 성분으로 이루어져 있으며 유연성이 있고 실온에서 유황 처리될 수 있는 유기 접착밀봉 물질이다. 그 성분들 중 하나는 염기 물질로 구성되며 다른 성분은 경화제 또는 촉진제로 구성된다. 성분들 중 그 어느 것도, 단독으로는 경화되거나 유황 처리될 수 없다. 그러나, 두 성분이 결합되면 화학적 가교 결합 반응이 일어나서 그러한 2성분 물질을 실온 하에 유황 처리 또는 경화시키기 시작한다. 그 물질이 완전 경화되기 위해서는 적어도 1-2주가 소요되지만, 그 물질은 한 쌍의 유리 시이트가 고정된 상태로 서로 간격을 둔 채 떨어져 있도록 하기에 충분할 정도로 유리에 대한 단단하고 탄력성 있는 접착 결합을 실질상 즉시 형성한다. 이와 같은 구조적 접착 결합에 의하면서, 이러한 물질이 첨가된 창유리 유닛은 그 물질이 유리에 적용된 바로 직후에 조립, 제작, 보관, 수송 및 설치될 수 있다. 더욱이, 이러한 물질을 자외선이나 열에 노출시킴으로써 경화 또는 유황 처리 사이클이 촉진될 수 있다.
SILICONE 982
Figure kpo00007
물질의 구조적 접착 결합 강도를 시험할 목적으로 이중 창유리 유닛의 시험 샘플 3개를 만들었다. 각각의 시험 샘플 유닛은 2개의 투명한 부유 유리 시이트로 구성되었다. 각각의 유리 시이트는 대략 길이가 7.62cm, 특히 2.54cm, 두께가 0.635cm이었다. 각 시험 샘플 유닛의 유리 시이트들은 그 시이트의 내부 바깥 둘레 주위에 끼워진 SILICONE 982
Figure kpo00008
물질의 리본 또는 필라멘트에 의하여 간격을 둔 채 떨어져 유지되었다. 3개의 시험 샘플 유닛 각각에 있어서, SILICONE 982
Figure kpo00009
물질의 필라멘트는 대략 길이가 5.08cm이고 폭이 1.27cm이고 두께가 1.27cm(즉, 약 1평방 인치의 SILICONE 982
Figure kpo00010
물질)이었다. 이제부터는 3개의 시험 샘플 유닛을 유닛 A, B 및 C라 부르기로 하겠다. 유닛 A에서는 건조제를 SILICONE 982
Figure kpo00011
물질에 첨가하지 않았다. 유닛 B에서는 분자체 4-A
Figure kpo00012
라는 상표로 "유니온 카바이드사"에 판매되는 건조제 물질 약 50중량%를 SILICONE 982
Figure kpo00013
물질에 첨가하였다.
유닛 C에서는, 분자체 4-A
Figure kpo00014
약 40중량%를 SILICONE 982
Figure kpo00015
물질에 첨가하였다. 유닛 B와 C의 경우에 있어서는, 분자체 4-A
Figure kpo00016
가 SILICONE 982
Figure kpo00017
물질의 염기 성분과 경화제 성분에 따로 따로 첨가되었다.
염기 성분과 분자체 4-A
Figure kpo00018
를 베이커-퍼킨스(Baker-Perkins) 믹서 안에서 약 4분간 혼합하고, 경화제성분과 분자체 4-A
Figure kpo00019
를 베이커-퍼킨스 믹서 안에서 약 4분간 별도로 혼합하였다. 그런 다음, 혼합된 염기성분-분자체 4-A
Figure kpo00020
화합물과 혼합된 경화제성분-분자체 4-A
Figure kpo00021
화합물을 베이커-퍼킨스 믹서 안에서 약 7분간 함께 혼합하였다.
다음에는, 그 물질을 Killian 100 압출기에 의하여 압출시키고 유리 시이트의 바깥 둘레에 스트립 형태로 적용시키거나, 또는 직접 압출시킨 후 그 시이트를 함께 압착 또는 조립하여 완성된 시험 샘플 유닛을 제조하였다. 유닛 A의 경우에는, 압출하고 시이트들을 조립하기에 앞서 SILICONE 982
Figure kpo00022
물질의 염기성분과 경화제 성분만을 베이커-퍼킨스 믹서 안에서 약 7분간 함께 혼합하였다.
시험 샘플 유닛 A, B 및 C를 1주일의 시험기간에 걸쳐 약 0.05인치/분의 크로스헤드 속도로 INSTRON 장력 시험 장치 상에서 끌어 당겼다. 건조제가 포함되지 않은 유닛 A의 SILICONE 982
Figure kpo00023
물질은 약 117p.s.i.의 인장 강도와 약 76p.s.i.의 전단 강도와 100%의 절단 신도를 갖는 것으로 측정되었다. 약 50%의 건조제가 포함된 유닛 B의 SILICONE 982
Figure kpo00024
물질은 약 36p.s.i.의 인장 강도와 약 20p.s.i.의 전단 강도와 10%의 신도를 갖는 것으로 측정되었다. 40%의 건조제가 포함된 유닛 C의 SILICONE 982
Figure kpo00025
물질은 약 66p.s.i.의 인장 강도와 약 40p.s.i.의 전단 강도와 10%의 신도를 갖는 것으로 측정되었다.
일반적으로, SILICONE 982
Figure kpo00026
물질의 구조적 접착 결합 강도는 거기에 결합되어 있는 건조제 물질의 양과 반비례한다. 그러므로, 공간(28)으로부터의 적합한 수분 흡착을 보장함과 동시에 내측 요소(34) 물질에 대한 전술한 바 있는 최소의 구조적 접착 결합 강도 기준을 최소한 충족시키기 위해서는 10-60중량%(전체 조성물 기준으로)의 건조제가 SILICONE 982
Figure kpo00027
밀봉물질에 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명을 실시하는데 사용되는 건조제의 양은 본 발명에서 제한되는 것이 아니다. SILICONE 982
Figure kpo00028
물질은 ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측정시 37.8℃, 90% 상대 습도 하에 약 gr-550gr/24시간/1m2/밀의 수증기투과성 또는 전달율을 가지며, 그로 인하여 건조제 물질(42)과 공간(28) 사이에 적당한 소통이 이루어진다.
SILICONE 982
Figure kpo00029
물질의 가황도 중에 일어나는 화학적 가교 결합 반응이 부산물인 화학 증기를 공간(28) 속으로 방출시킨다고 밝혀졌다. 그 하나가 메탄올이라고 확인된 이들 화학증기는 다중 창유리 유닛(20)에 뿌연 안개를 끼게 하거나, 아니면 다중 창유리 유닛(20)의 성능에 손상을 입힐 수 있다.
그러므로, 메탄올 같은 화학 증기가 공간(28)으로 방출되는 것을 방지하거나 최소화하기 위하여 무정형실리카, 활성탄 또는 그 외의 다른 적합한 충전제 물질이 SILICONE 982
Figure kpo00030
물질에 첨가되는 것이 추천된다. 예컨대, IMSIL A-25
Figure kpo00031
라는 등록상표로 "이리노이 미네랄사"에 의해 판매되는 무정형 실리카가 사용될 수 있다.
본 발명을 실시하는데 사용될 수 있는 그 외의 또 다른 적합한 수증기 투과성 매트릭스 물질(44)은 미국특허 제3,445,420호와 제4,162,243호에 기재되고 SILASTIC 595
Figure kpo00032
라는 등록상표로 "다우 로오닝사"에 의해 판매되는 액체 실리콘 물질이다. SILASTIC 595
Figure kpo00033
물질은 두 가지 성분들, 즉, 개별적으로는 경화되거나 가황되지 않는 염기 성분과 경화제 또는 촉진제 성분으로 구성된다. 그러나, 염기 성분과 경화제 성분이 함께 결합되면, 생성된 SILASTIC 595
Figure kpo00034
고무형 물질은 두 성분 사이에서 발생하는 화학적 가교 결합 반응으로 인하여 즉시 경화 또는 가황되기 시작한다. 이 물질이 완전 경화되기 위해서는 적어도 1-2주가 소요될 수 있으나, "다우 포오닝사"에 의해 발표된 정보에 따르면, SILASTIC 595
Figure kpo00035
물질은 약 1100p.s.i.의 인장 강도와 약 450%의 절단 신도를 취득한다. 또한, 유리 또는 그와 같은 물질에 대한 접착 결합을 향상시키기 위하여 접착-촉진 또는 결합제를 SILASTIC 595
Figure kpo00036
에 첨가하는 것이 바람직하다.
이 물질이 첨가된 창유리 유닛을 조립. 제작, 보관, 수송 및 설치하는 동안에 한 쌍의 유리 시이트가 고정된 상태로 서로 간격을 둔 채 떨어져 유지되도록 하기에 충분할 만큼의 유리에 대한 단단하고 탄력있는 접착결합이 그 물질을 유리에 적용한 직후 제공되도록 하기 위해서 약 0.2-5중량%(SILASTIC 595
Figure kpo00037
) 물질의 두 성분들의 전체 중량에 대하여)의 결합제가 SILASTIC 595
Figure kpo00038
물질에 첨가되는 것이 좋다. 적합한 결합제는 예컨대 감마-글리시드옥시-트리메톡시실란, 감마-아미노-프로필-트리메톡시실란, N-비스(베타-히드록시에틸)감마-아미노-프로필-트리에폭시실란 및 N-베타(아미노에틸)-감마-아미노-프로필-트리메톡실란과 같은 유기 알콕시실란이다. 특히 적합한 결합제는 Z-6030
Figure kpo00039
이라는 등록상표로 "다우 코오닝사"에 의해 판매되는 감마 메타-아크릴옥시프로필트리메톡시실란이다.
공간(28)의 적당한 탈수를 보장하기 위하여, 적합한 건조제 물질 10-60%가 ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측정시 37.8℃, 90% 상대 습도 하에 약 110gr-550gr/24시간/1m2/밀의 수증기 투과성 또는 전달율을 갖는 SILASTIC 595
Figure kpo00040
물질 전체에 걸쳐 분산되어 있는 것이 바람직하다.
"다우 코오닝사"에 의해 판매되는 그 외의 다른 적합한 SILASTIC물질로서는, SILASTIC 591
Figure kpo00042
, SILASTIC 596
Figure kpo00043
, SILASTIC 598
Figure kpo00044
및 SILASTIC 599
Figure kpo00045
라는 상표로 판매되는 액체 실리콘 고무 물질이 있다. SILASTIC 591
Figure kpo00046
물질은 미국 특허 제4,108,825호에서 다루어졌다.
본 발명을 실시하는데 사용될 수 있는 또 다른 적합한 수증기 투과성 매트릭스 물질(44)은 미국 특허 제3,888,815호에 의해 다루어지고 GE 1GS 3204
Figure kpo00047
라는 등록상표로 "제너랄 일렉트릭사"에 의해 판매되는 접착성 밀봉 물질이다.
예를 들어, 다황화물 또는 폴리우레탄-기재 물질과 같은 다른 유형의 수증기 투과성 물질도 본 발명을 실시하는데 편리하게 사용될 수 있으나, 내측 요소(34) 물질에 대한 전술한 최소의 구조적 접착 결합 강도기준을 충족시키기 위해서 지르코늄 오르토실리케이트와 같은 여러 가지 보강 충전제; 예를 들어, 오르가노 알콕시실란과 같은 결합제; 또는 예를 들어, 히드록시-말단 프로이부타디엔 수지와 같은 점착부여제; 또는 그들 모두가 거기에 첨가될 필요성이 있을 수도 있다.
또한, 본 발명에 따라서, 외측 요소(36) 물질은 전술한 바 있는 구조적 접착 강 결합 강도 성질을 갖는 외에도, 수증기가 창유리 유닛의 외부에서 공간(28)내로 이동되거나 넘어가는 것을 최소로 줄이기 위하여 실질상 수증기를 투과시키지 않는 것이 바람직하다. 달리 말해서, 외측 요소(34) 물질은 건조제 물질(42)의 포화를 방지하고 그로써 창유리 유닛(20)의 기밀성(즉, 밀봉성)을 보장하기 위하여 충분하게 수증기 불투과성이어야 한다. 수증기 불투과성이라는 말은, 밀봉 물질이 ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의한 측정시 37.8℃, 90% 상대 습도 하에 약 8이하, 바람직하게는 5g/24시간/m2/밀 이하의 수증기 전달율을 갖는다는 것을 의미하지만, 이와 같은 바람직한 범위는 본 발명에서 제한되는 것이 아니다. 미국 특허 제3,791,910호에는, 바람직한 구조적 접착 결합 강도와 수증기 불투과성을 가지며 외측 요소(36) 물질로 사용되기에 적합한 실온 가황성의 회반죽 밀봉물질이 개시되어 있다. 특히, 미국 특허 제3,791,910호에 개시된 회반죽 밀봉물질은 37.8℃, 90% 상대 습도 하에서 약 2.5g/24시간/m2/밀의 수증기 전달율, 약 42-약 99.2p.s.i.의 인장 강도, 및 약 105%-약 930%의 절단 신도를 갖는다.
본 발명에 의한 외측 요소(36)의 물질의 바람직한 기준을 충족시키는 적합한 열가소성 물질은 Fuller Hot Melt 1081-A
Figure kpo00048
라는 등록상표로 "풀러사"에 의해 판매되는 열용융형 접착 밀봉 물질이다. 또한, 외측 요소(36) 물질에 대한 기준을 충족시킬 수 있는 그 외의 다른 물질로서는, 예컨대 클로로부틸, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 에피클로로히드론, 에틸렌-프로필렌 디엔 삼중합체, 부틸고무 또는 폴리이소부틸렌을 기제로 하는 물질이 있다.
더 나아가, 폴리에틸렌 테이프(도시되어 있지 않음), U자형 채널 부재(도시되어 있지 않음) 또는 그 외의 다른 편리한 수단이 본 발명의 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)의 외부 둘레에 적용되어 그 조립체를 환경적 공격 등으로부터 보호하도록 할 수 있으나, 이것은 본 발명에 어떤 제한을 가하는 사항이 아니다.
또한, 장식용 스트립(도시되어 있지 않음) 등이 간격 유지 및 밀봉 조립체(26)의 내부 둘레에 적용되어 다중 창유리 유닛(20)에 원하는 "시선(視線)" 및/또는 색채 또는 그 외의 미적 성질을 제공해 줄 수 있으나, 이것이 본 발명에 어떤 제한을 가하는 사항이 아니다. 더 나아가, 공간(28)의 충분한 건조를 보장하기 위해서 별도의 탈수제 요소 또는 건조제 함유 스트립(도시되어 있지 않음)이 건조제 물질(42)에 더하여 또는 그 대신에 내측 요소(34)의 내부 또는 외부 둘레에 적용될 수 있으나, 이것이 본 발명에 어떤 제한을 가하는 사항이 아니다.

Claims (9)

  1. 유리 시이트들 사이에 사실상 밀봉된 단열 공간을 형성하는 간격 유지 및 밀봉 조립체에 의하여 서로 간격을 둔 채 떨어져 유지된 1쌍의 유리 시이트들로 이루어진 다중 창유리 유닛에 있어서, 상기 간격 유지 및 밀봉 조립체가, (a) 유리 시이트들의 대향하는 내측면들의 바깥 둘레에 부착되는 외측 요소로서, ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의해 측정한 때 37.8℃, 90% 상대 습도 하에 약 8gm/24시간/1m2/밀 이하의 수증기 투과성 또는 전달율을 가지는 외측 요소와, (b) 상기 외측 요소의 내측에서 유리 시이트들의 대향하는 내측면들의 바깥 둘레에 자력으로 부착되는 내측 요소로서, ASTM E-96-66 방법 E 시험에 의해 측정한 때 37.8℃, 90% 상대 습도 하에 적어도 약 10gm/24시간/1m2/밀의 수증기 투과성 또는 전달율을 가지며, 유리 시이트들과 내측 요소와의 접촉면들 사이의 접착 결합이 접착 결합 강도 시험에 의해 측정된 때 적어도 약 10p.s.i.의 전단강도와 적어도 약 20p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약 10%의 절단 신도를 가지는 내측 요소와, (c) 단열 공간 내에 존재하는 수분을 흡수하기 위한 탈수 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 다중 창유리 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탈수 수단이 상기 내측 요소에 분산되어 있는 건조제 물질로 이루어진 다중 창유리 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내측 요소가 접착 밀봉 물질을 보강하기 위해 그 접착 밀봉 물질에 혼합된 충전제 물질을 포함하는 다중 창유리 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 내측 요소가 상기 접착 밀봉 물질에 혼합된 결합제를 포함하는 다중 창유리 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 유리 시이트들과 상기 외측 요소와의 접촉면들 사이의 접착 결합이 접착 결합 강도시험에 의해 측정된 때 적어도 약 10p.s.i.의 전단강도와 적어도 약 20p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약20%의 절단 신도를 가지는 다중 창유리 유닛.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 유리 시이트들과 상기 내측 요소와의 접촉면들 사이의 접착 결합이 접착 결합 강도 시험에 의해 측정된 때 적어도 약 40p.s.i.의 전단 강도와, 적어도 약 40p.s.i.의 인장 강도와, 적어도 약 20%의 절단 신도를 가지는 다중 창유리 유닛.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 내측 요소의 접착 밀봉 물질이 실리콘, 폴리설파이드, 및 폴리우레탄 기재 접착 밀봉 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 다중 창유리 유닛.
  8. 제4항에 있어서, 상기 내측 요소가 유리 시이트들에의 상기 내측 요소의 자력 부착을 증진시키기 위한 점착성 부여제를 포함하는 다중 창유리 유닛.
  9. 제7항에 있어서, 상기 외측 요소가, 클로로부틸, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 에피클로로히드론, 에틸렌-프로필렌디엔 삼중합체, 부틸고무 및 폴리이소부틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 기재로 하는 물질로 이루어진 다중 창유리 유닛.
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