(57)【要約】  本発明は、一定間隔だけ離隔して配置された複数の板ガラスと、前記板ガラスの縁部に沿って配置され、前記板ガラスを密封接着するシーリング材と、前記板ガラス間に介在し、前記板ガラスの間隔を維持する複数のピラーとを含み、前記複数のピラーは、横方向と縦方向の配列間隔が異なる形に配置されることを特徴とすることによって、断熱性能を満足しながらもピラーによって真空ガラスにかかる応力を低下させ、製品の安定性を保障する真空ガラスを提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔だけ離隔して配置された複数の板ガラス；
前記板ガラスの縁部に沿って配置され、前記板ガラスを密封接着するシーリング材；
前記板ガラス間に介在し、前記板ガラスの間隔を維持する複数のピラー；を含み、
前記複数のピラーは、横方向と縦方向の配列間隔が異なる形に配置されることを特徴とする真空ガラス。
【請求項２】
前記複数のピラーは、
配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ＞１を満足することを特徴とする、請求項１に記載の真空ガラス。
【請求項３】
前記複数のピラーは、
配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ≦３を満足することを特徴とする、請求項１に記載の真空ガラス。
【請求項４】
前記複数のピラーは、
配列形状が矩形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の真空ガラス。
【請求項５】
前記複数のピラーは、
平方センチメートル当たりのピラーの個数であるピラーの配列密度（Ｐａ）が０．１１≦Ｐａ≦０．４４を満足することを特徴とする、請求項１に記載の真空ガラス。
【請求項６】
前記板ガラスは、その厚さが３ｍｍないし５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の真空ガラス。
【請求項７】
板ガラス間に複数のピラーを配置し、板ガラス間の内部空間を減圧密封するように板ガラスの周縁部をシーリング材で密封接着する真空ガラスの製造方法であって、
複数のピラーを配置する段階は、複数のピラーを横方向と縦方向の配列間隔が異なる形に配置することを特徴とする真空ガラスの製造方法。
【請求項８】
前記複数のピラーは、
配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ＞１を満足することを特徴とする、請求項７に記載の真空ガラスの製造方法。
【請求項９】
前記複数のピラーは、
配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ≦３を満足することを特徴とする、請求項７に記載の真空ガラスの製造方法。
【請求項１０】
前記複数のピラーは、
配列形状が矩形状を有することを特徴とする、請求項７に記載の真空ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ガラスに関し、より詳細には、真空ガラスの応力を最小化するために配列間隔が異なるピラーを含む真空ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の冷暖房のために消費するエネルギーは、総エネルギー消費量の２５％程度を占めている。
【０００３】
このうち、建具を通したエネルギー損失は、建物全体のエネルギー使用量の約３５％に至る。これは、建具の熱貫流（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｏｖｅｒａｌｌ  ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が壁体や屋根の２倍ないし５倍程度に大きいことから、建具が建物外被のうち断熱の面で最も脆弱な部位であるためである。その結果、建物でのエネルギー節約はもちろん、国家全体のエネルギー節約の面でも、壁体と類似する熱貫流を有する断熱性能に優れる建具の開発が要求されている実情である。
【０００４】
建具は、一般に枠を形成するフレームと、フレームに結合されるガラスとに区分されるが、建具からの熱エネルギーの流出は、建具のほとんどの面積を占めているガラスで主に発生し、これを画期的に減少できる真空ガラスが脚光を浴びている。
【０００５】
真空ガラスは、二枚の板ガラス間に真空層を形成したものであって、Ｌｏｗ―Ｅガラスと共に使用することによって、気体の伝導、対流、輻射による熱損失を最小化したガラスである。
【０００６】
このような真空ガラスには、真空層を形成するために板ガラス間の間隔を維持するピラーを使用する。真空ガラスは、内部空間に真空層を形成する構造を有するので、真空状態の内部空間と大気圧状態の外部空間との気圧差によって板ガラスに外力が作用し、このような板ガラスに作用する外力は、板ガラスのうちピラーと当接している部分に集中して応力として表れる。
【０００７】
従来は、このような応力を分散させるために、ピラーを正方形状に密に配列する方式を用いていたが、ピラーを密に配列する場合、多数のピラーによる熱伝導現象によって断熱性能が低下するという問題があった。
【０００８】
また、断熱性能低下の原因であるピラーの個数を減少させるために正方形状の配列間隔を増加させる場合、真空ガラスに発生する応力が大きく表れ、その結果、製造、運送過程及び製品の使用過程で真空ガラスの破損につながるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ピラーによる板ガラスに表れる応力を低下させると同時に、断熱性能を満足させ得る真空ガラス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施例に係る真空ガラスは、一定間隔だけ離隔して配置された複数の板ガラスと、前記板ガラスの縁部に沿って配置され、前記板ガラスを密封接着するシーリング材と、前記板ガラス間に介在し、前記板ガラスの間隔を維持する複数のピラーとを含み、前記複数のピラーは、横方向と縦方向の配列間隔が異なる形に配置されることを特徴とする
真空ガラスを提供する。
【００１１】
前記複数のピラーは、配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ＞１を満足し、配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ≦３を満足することを特徴とする。
【００１２】
また、前記複数のピラーの配列形状は矩形状を有することができ、平方センチメートル当たりのピラーの個数であるピラーの配列密度（Ｐａ）が０．１１≦Ｐａ≦０．４４を満足することを特徴とする。
【００１３】
そして、前記板ガラスは、その厚さが３ｍｍないし５ｍｍであることが望ましい。
【００１４】
本発明の他の実施例に係る真空ガラスの製造方法は、板ガラス間に複数のピラーを配置し、板ガラス間の内部空間を減圧密封するように板ガラスの周縁部をシーリング材で密封接着する真空ガラスの製造方法であって、複数のピラーを配置する段階は、複数のピラーを横方向と縦方向の配列間隔が異なる形に配置することを特徴とする。
【００１５】
前記複数のピラー配置段階は、配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ＞１を満足し、配列間隔の長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）との関係がＬＬ／ＬＳ≦３を満足することを特徴とする。
【００１６】
また、前記複数のピラー配置段階は、配列形状が矩形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、横方向と縦方向の配列間隔が異なる複数のピラーを使用することによって、断熱性能を満足しながらもピラーによって真空ガラスにかかる応力を低下させ、製品の安定性を保障できる真空ガラス及びその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る真空ガラスの垂直断面図である。
【図２】本発明に係る真空ガラスの水平断面図である。
【図３】ピラーの配列密度を異なる形に設定し、ピラーの配列間隔の比率関係及び板ガラスの厚さによる板ガラス表面の応力を測定した結果を示した図である。
【図４】ピラーの配列密度を異なる形に設定し、ピラーの配列間隔の比率関係及び板ガラスの厚さによる板ガラス表面の応力を測定した結果を示した図である。
【図５】ピラーの配列密度を異なる形に設定し、ピラーの配列間隔の比率関係及び板ガラスの厚さによる板ガラス表面の応力を測定した結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して本発明の真空ガラス及びその製造方法について説明する。
【００２０】
本発明の長所及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたる同一の参照符号は、同一の構成要素を称する。
【００２１】
また、図面において、発明を構成する各構成要素の大きさは、明細書の明確性のために
誇張して記述したものであって、一つの構成要素が他の構成要素の"内部に存在したり、
連結されて設置される"と記載した場合、前記一つの構成要素を前記他の構成要素と接す
るように設置することができ、それらを所定の隔離距離を置いて設置することもできる。それらが隔離距離を置いて設置される場合は、前記一つの構成要素を前記他の構成要素に固定及び連結させるための第３の手段に対する説明を省略することもできる。
【００２２】
図１は、本発明に係る真空ガラスの垂直断面図である。本発明に係る真空ガラスについて説明する前に、真空ガラスの構成を簡単に説明する。
【００２３】
真空ガラスは、複数の板ガラス１００、シーリング材２００及びピラー３００を含む。
【００２４】
前記複数の板ガラス１００間には、真空層の形成のための間隔を維持するためにピラー３００が介在する。そして、外部からのガス侵入を防止するために、板ガラス１００の縁部にはシーリング材２００が塗布されて板ガラス１００の内部空間を密封し、板ガラス１００の上部に形成された排気ホールを介して内部空間を真空排気する。真空排気後、排気ホールを密封して内部を真空状態に維持する。
【００２５】
本発明に係る真空ガラスは、ピラー３００の横方向と縦方向の配列間隔が異なることを特徴とする。
【００２６】
図２は、本発明に係る真空ガラスの水平断面図である。図２を参照すると、本発明に係る真空ガラスにおいては、複数のピラー３００の配列間隔が一定の間隔を有するように配置され、ピラー３００間の横方向の配列間隔と縦方向の配列間隔が異なる形に配置される。
【００２７】
複数のピラー３００の配列間隔を異なる形に配置することによって、従来のように正方形状に配列してピラー３００の配列間隔を同一にする場合に比べて、ピラー３００によって真空ガラスに表れる応力を減少させることができる。これを通して、真空ガラスに使用されるピラー３００をより少なくしながらも、真空ガラスに作用する応力を減少させ、所望の断熱性能を得ることができると同時に、製品の耐久性の向上を図ることができる。
【００２８】
本発明に係る真空ガラスにおいて、複数のピラー３００は、横方向と縦方向の配列間隔が異なるので、配列間隔は、相対的に長い側（ＬＬ）と短い側（ＬＳ）とに区分することができる。配列間隔の長い側は、真空ガラスの使用態様又はピラー３００の配置方向に従って横方向の配列間隔でもあり、縦長方向の配列間隔でもあり得る。
【００２９】
前記ピラー３００は、長い側と短い側との関係が１＜ＬＬ／ＬＳ≦３を満足することが望ましい。ピラー３００は、配列間隔が異なるので、配列間隔が同一なＬＬ／ＬＳ＝１に示すことができなく、ＬＬ／ＬＳ＞３である場合、ピラー３００によって支持される板ガラス１００間の間隔がピラー３００の存否によって変わり得るので、真空ガラスの断熱性能が不均一に表れるという問題が発生し得る。
【００３０】
本発明に係る複数のピラー３００の配列形状は、異なる配列間隔で配置され得る多様な形状に示すことができる。一実施例として、図２に示すように、矩形状に示すことができ、他の実施例として菱形状に示すこともできる。
【００３１】
ピラー３００は、真空ガラスで一対の板ガラス１００間の間隔を維持するために配置されるものであるが、真空層を横切って一対の板ガラス１００間を連結するものとして熱伝導性が大きいので、断熱性能を弱化させる部分のうちの一つである。そのため、真空ガラスに使用されるピラー３００の個数は、断熱性能に直接的な影響を及ぼし得る。
【００３２】
本発明に係るピラー３００は、配列密度（Ｐａ）が０．１１≦Ｐａ≦０．４４を満足することが望ましい。ここで、配列密度とは、平方センチメートル当たりのピラー３００の個数（ＥＡ／ｃｍ２）を意味する。
【００３３】
ピラー３００の配列密度（Ｐａ）が０．１１未満である場合、内部空間と外部空間との間の気圧差による外力が相対的に少ない個数のピラー３００に集中するので、ピラー３００によって表れる真空ガラスの応力が大きくなり、真空ガラスの破損可能性が大きくなり得る。また、ピラー３００間の配列間隔が広くなり、ピラー３００の存否によって板ガラス１００間の離隔間隔が変わるので、断熱性能が不均一になるという問題が発生し得る。また、ピラー３００の配列密度（Ｐａ）が０．４４超過である場合、板ガラス１００間の間隔を維持する多数のピラー３００によってピラー３００当たりに作用する外力が小さくなり、真空ガラスの応力が小さくなる一方、多数のピラー３００の熱伝導によって目的とする真空ガラスの断熱性能を得られなくなる。
【００３４】
本発明に係る真空ガラスにおいて、板ガラス１００は、作用する応力及び断熱性能を考慮すると、厚さが３ｍｍないし５ｍｍを満足することが望ましい。
【００３５】
板ガラス１００の厚さが３ｍｍ未満である場合は、断熱性能が低下するだけでなく、ピラー３００によって作用する応力によって板ガラス１００が容易に破損し得る。また、板ガラス１００の厚さが５ｍｍ超過である場合は、断熱性能及び応力に対する耐久性が向上し得るが、製品の重さ及び厚さが増加するので、製品の経済性が低下し、デザインの多様性を阻害し得る。
【００３６】
次に、本発明に係る真空ガラスの製造方法を説明する。
【００３７】
本発明に係る真空ガラスの製造方法を説明する前に、通常的な真空ガラスの製造方法を簡単に説明する。
【００３８】
真空ガラスは、予め洗浄された板ガラス１００にピラー３００を配列し、板ガラス１００の周縁部にシーリング材２００を塗布する。シーリング材２００が塗布された板ガラス１００の上部に他の板ガラス１００を合着させた後、シーリング材２００を溶融させて板ガラス１００間を密封接着させる。
【００３９】
密封された板ガラス１００の内部空間を真空状態にするために板ガラス１００に形成された排気ホールを介して内部空間を減圧した後、排気ホールを密封することによって真空ガラスを製造する。
【００４０】
本発明に係る真空ガラスの製造方法は、複数のピラー３００の横方向と縦方向の配列間隔を異なる形に配列する段階を含むことを特徴とする。
【００４１】
複数のピラー３００の配列間隔を異なる形に配置することによって、従来のように正方形状に配列してピラー３００の配列間隔を同一にする場合に比べて、ピラー３００によって真空ガラスに表れる応力を減少させることができる。これを通して、真空ガラスに使用されるピラー３００をより少なくしながらも、真空ガラスに作用する応力を減少させ、所望の断熱性能を得ることができると同時に、製品の耐久性の向上を図ることができる。
【００４２】
複数のピラー３００の配列間隔は、長い側と短い側との関係が１＜ＬＬ／ＬＳ≦３を満足することができる。
【００４３】
また、複数のピラー３００を配列する段階として、配列間隔が異なる形に配置されるように、ピラー３００の配列された形状が多様な形状を有するように配置することができ、一実施例として配列形状が矩形状を有するように配置することができる。
【００４４】
実施例
【００４５】
以下、本発明の望ましい実施例を通して本発明の構成及び作用をより詳細に説明する。ただし、これは、本発明の望ましい例示として提示されたものであって、如何なる意味でもこれによって本発明が制限されると解釈してはならない。
【００４６】
ここに記載していない内容は、この技術分野で熟練した者であれば十分に技術的に類推できるので、それについての説明は省略する。
【００４７】
１．製造条件
【００４８】
本発明に係る真空ガラスは、次のように製作した。
【００４９】
真空ガラスは、一対の板ガラス１００間にピラー３００を介在させ、厚さ方向に並べて構成した。一対の板ガラス１００は、周辺部同士が密封接着して気密状態でシーリングされている。
【００５０】
２．試験条件
【００５１】
板ガラス１００間の内部空間は１．０×１０−３ｔｏｒｒ以下に、外部空間は大気圧である７６０ｔｏｒｒに設定した状態で、ピラー３００の上部又は下部の板ガラス１００表面が大気圧によって受ける応力を測定した。
【００５２】
試験例１：Ｐａ＝０．１１であるときの応力測定
【００５３】
図３は、ピラーの配列密度（Ｐａ）を０．１１に設定し、ピラーの配列間隔の比率関係及び板ガラスの厚さによる板ガラス表面の応力を測定した結果を示した図である。そして、下記の表１は、試験結果を数値で整理した表である。以下では、図３及び表１を参照して説明する。
【００５４】
【表１】
2014525387.tif 000003
【００５５】
前記実施例と比較例を見ると、同一の板ガラス１００の厚さでは、ピラー３００の配列間隔の比率関係（ＬＬ／ＬＳ）は、配列間隔の長い側と短い側が同一な比較例１ないし３よりも、配列間隔の長い側と短い側が明確に区分される、すなわち、配列間隔が異なる実施例１ないし９において板ガラス１００の作用応力が小さく表れることが分かる。すなわち、配列間隔の比率関係が１より大きくなることによって、板ガラス１００の作用応力が漸次小さくなることが分かる。また、板ガラス１００の厚さによって板ガラス１００の作用応力が変わることが分かる。
【００５６】
試験例２：Ｐａ＝０．２５であるときの応力測定
【００５７】
図４は、ピラーの配列密度（Ｐａ）を０．２５に設定し、ピラーの配列間隔の比率関係及び板ガラスの厚さによる板ガラス表面の応力を測定した結果を示した図である。そして、下記の表２は、試験結果を数値で整理した表である。以下では、図４及び表２を参照して説明する。
【００５８】
【表２】
2014525387.tif 000004
【００５９】
前記実施例と比較例を説明すると、同一の板ガラス１００の厚さでは、ピラー３００の配列間隔の比率関係（ＬＬ／ＬＳ）は、配列間隔の長い側と短い側が同一な比較例１ないし３よりも、配列間隔の長い側と短い側が区分される実施例１ないし９において板ガラス１００の作用応力が小さく表れることが分かる。すなわち、配列間隔の比率関係が１より大きくなることによって、板ガラス１００の作用応力が漸次小さくなることが分かる。また、板ガラス１００の厚さによって板ガラス１００の作用応力が変わることが分かる。
【００６０】
試験例３：Ｐａ＝０．４４であるときの応力測定
【００６１】
図５は、ピラーの配列密度（Ｐａ）を０．４４に設定し、ピラーの配列間隔の比率関係及び板ガラスの厚さによる板ガラス表面の応力を測定した結果を示した図である。そして、下記の表３は、試験結果を数値で整理した表である。以下では、図５及び表３を参照して説明する。
【００６２】
【表３】
2014525387.tif 000005
【００６３】
前記実施例と比較例を見ると、同一の板ガラス１００の厚さでは、ピラー３００の配列間隔の比率関係（ＬＬ／ＬＳ）は、配列間隔の長い側と短い側が同一な比較例１ないし３よりも、配列間隔の長い側と短い側が区分される実施例１ないし９において板ガラス１００の作用応力が小さく表れることが分かる。すなわち、配列間隔の比率関係が１より大きくなることによって、板ガラス１００の作用応力が漸次小さくなることが分かる。また、板ガラス１００の厚さによって板ガラス１００の作用応力が変わることが分かる。
【００６４】
前記試験例１ないし試験例３においてピラー３００の配列密度（Ｐａ）を異ならせ、板ガラス１００の作用応力を検討した結果、ピラー３００の配列密度によって板ガラス１００の作用応力が変わることが分かる。
【００６５】
以上、添付の図面を参照して本発明の各実施例を説明したが、本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に製造することができる。また、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるだろう。そのため、以上で記述した各実施例は、全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【００６６】
１００：板ガラス、２００：シーリング材、３００：ピラー
【図１】
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【図２】
2014525387.tif 000007
【図３】
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【図４】
2014525387.tif 000009
【図５】
2014525387.tif 000010
【国際調査報告】
2014525387.tif 000011
2014525387.tif 000012
2014525387.tif 000013
2014525387.tif 000014