CN113891867B - 中空玻璃的制造方法以及中空玻璃 - Google Patents

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Abstract

相同材料板状玻璃(11、12)互相叠置以在板状玻璃(11、12)之间形成中空部(H)。将叠置的板状玻璃(11、12)加热至如下温度，该温度在软化点以下且在能够以预定压力以上使材料扩散结合的温度以上。使用模具(D)将被加热和叠置的板状玻璃(11、12)按压至预定压力以上。与按压一起或在按压之后，通过向中空部(H)供应气体而向中空部(H)施加气压。接着，中空部(H)被施加有气压的叠置的板状玻璃(11、12)在由模具(D)保持的同时被冷却至应变点。

Description

中空玻璃的制造方法以及中空玻璃
技术领域
本发明涉及一种中空玻璃的制造方法以及中空玻璃。
背景技术
专利文献1中提出的中空玻璃包括两个板状玻璃和一部件。所述部件构成设置在两个板状玻璃的周端处的框体等。两个板状玻璃介由构成框体等的该部件而叠置。利用该层叠，在两个板状玻璃之间形成中空部。例如，中空部保持为真空。此外，专利文献1提出在两个板状玻璃的周端处设置诸如熔块玻璃(frit glass)这样的低熔点玻璃。由于低熔点玻璃的熔点低于两个板状玻璃的熔点，所以通过仅熔化低熔点玻璃而将两个板状玻璃彼此熔接。相比于使用构成框体等的部件的中空玻璃，使用低熔点玻璃的中空玻璃不会使外部空气通过部件与板状玻璃之间的间隙而进入中空部。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP 2017–043054 A1
发明内容
一般地，诸如熔块玻璃这样的低熔点玻璃非常昂贵。因此，使用低熔点玻璃导致中空玻璃成本增加。代替诸如熔块玻璃这样的低熔点玻璃，可以考虑与低熔点金属进行熔接。然而，低熔点金属也昂贵，并且其也增加中空玻璃的成本。当使用低熔点金属时，低熔点金属熔接于玻璃。这样可能在熔接之后冷却时导致裂纹。即，由于裂纹等的产生而存在对于密封性的改进空间。
已经考虑到上述情形而做出本发明，并且目标是提供一种中空玻璃和中空玻璃的制造方法，其能够降低成本并提高密封性。
一种根据本发明的中空玻璃的制造方法，包括：将相同材料的板状玻璃互相叠置以在所述板状玻璃之间形成所述中空部；将叠置的所述板状玻璃加热至如下温度，该温度在所述板状玻璃的软化点以下且在能够以预定压力以上使所述材料扩散结合的温度以上；使用模具将被加热和叠置的所述板状玻璃按压至预定压力以上，同时地或者随后地通过将气体供应到所述中空部中而将气压施加于所述中空部；以及在气压施加于所述中空部并且所述叠置的板状玻璃由所述模具保持的状态下，使叠置的所述板状玻璃冷却至应变点。
根据本发明的中空玻璃包括：至少两个板状玻璃；以及框架玻璃，该框架玻璃具有与所述至少两个板状玻璃结合以在所述至少两个板状玻璃之间形成中空部的结合部，其中所述至少两个板状玻璃和所述框架玻璃由相同材料形成。
根据本发明，能够提供一种中空玻璃和中空玻璃的制造方法，其能够抑制成本的增加并提高密封性。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的中空玻璃的实例的截面图。
图2是根据第一实施例的中空玻璃的制造方法的流程图，其中(a)示出第一步骤，(b)示出第二步骤，(c)示出第三步骤，(d)示出第四步骤，并且(e)示出第五步骤。
图3是示出根据第二实施例的中空玻璃的实例的截面图。
图4是示出用于制造用于形成图3所示的中空玻璃的两个板状玻璃21、22的步骤的流程图，其中(a)是准备步骤，(b)是加热步骤，(c)按压步骤，并且(d)是退火处理。
图5是根据第二实施例的中空玻璃的制造方法的流程图，其中(a)示出第一步骤，(b)示出第二步骤，(c)示出第三步骤，并且(d)示出第四步骤。
图6是示出根据第三实施例的中空玻璃的实例的截面图。
图7是根据第三实施例的中空玻璃的制造方法的流程图，其中(a)示出第一步骤，(b)示出第二步骤，(c)示出第三步骤，并且(d)示出第四步骤。
具体实施方式
下文将描述根据本发明的几个实施例。应当注意，本发明不限于下文描述的实施例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下适当地修改。在下文描述的实施例中，省略关于一些构造的例示或说明。然而，省略的技术的细节能够应用公知或已知的技术，只要下文描述的与应用的技术之间不存在冲突。
图1是示出根据第一实施例的中空玻璃1的实例的截面图。图1所示的中空玻璃1包括两个板状玻璃(片状玻璃)11和12、框架玻璃13和一个以上支柱玻璃14，并且进一步包括中空玻璃1内部的中空部H。两个板状玻璃11和12形成为例如平坦板状。框架玻璃13定位在两个板状玻璃11和12之间并且定位在两个板状玻璃11和12的周端处。框架玻璃13将两个板状玻璃11和12彼此结合以使得它们形成中空部H。为了方便说明，板状玻璃11可以称为第一板状玻璃并且板状玻璃12可以称为第二板状玻璃。
支柱玻璃14定位在由板状玻璃11、12和框架玻璃13所形成的中空部H中。支柱玻璃14从板状玻璃11、12中的一者向板状玻璃11、12中的另一者突出。支柱玻璃14可以与两个板状玻璃11、12中的一者一体地成形。在此情况下，两个板状玻璃11和12中的另一者可以结合至支柱玻璃14或者可以不结合至支柱玻璃14。注意，支柱玻璃14可以形成为在中空玻璃1俯视图中观看时的点状，或者可以形成为在预定方向(例如，水平方向)上连续的直线状。
两个板状玻璃11和12、框架玻璃13和支柱玻璃14都由相同材料形成。因此，框架玻璃13的材料不是如熔块玻璃这样的熔点低于两个板状玻璃11和12的熔点的所谓低熔点玻璃。
中空玻璃1的中空部H中的压强设定为低于大气的压强的值。换言之，中空部H保持接近真空的状态。因此，中空玻璃1在中空部H中设置有支柱玻璃14以使得板状玻璃11、12能够抵抗外部压强。即使支柱玻璃14不与板状玻璃11、12一体地形成或者不结合至板状玻璃11、12，支柱玻璃14也通过外部压强而保持于板状玻璃11、12之间。然而，从防止支柱玻璃14掉落的角度，优选的是支柱玻璃14与两个板状玻璃11和12中的至少一者一体地形成或者结合至两个板状玻璃11和12中的至少一者。当中空部H由诸如氩气的气体填充时，中空玻璃1可以不包括支柱玻璃14。
图2是根据本实施例的中空玻璃的制造方法的流程图，其中(a)示出第一步骤，(b)示出第二步骤，(c)示出第三步骤，(d)示出第四步骤，并且(e)示出第五步骤。
如图2(a)所示，将玻璃11至14叠置在下模(模具)LD中(第一步骤)。更具体地，将板状玻璃11、12和框架玻璃13叠置，使得在由相同材料形成的两个板状玻璃11、12之间形成中空部H(见图1)。即，框架玻璃13定位于板状玻璃11、12之间以形成中空部H。此外，本实施例假定真空玻璃作为中空玻璃1。因此，支柱玻璃14定位在中空部H中。各个支柱玻璃14的形状为例如具有正方形截面(例如，3mm2)的柱。
接着，如图2(b)所示，将通过第一步骤叠置的玻璃11至14加热(第二步骤)。在第二步骤中，将玻璃11至14加热至如下温度，该温度在构成该玻璃11至14的材料的软化点以下且在能够以预定压力(例如，取决于温度约0.1MPa)以上使构成该玻璃11至14的材料扩散结合的温度以上。
其后，如图2(c)所示，使用上模(模具)UD以预定压力以上按压在第二步骤中被加热的玻璃11至14(第三步骤)。在第三步骤中，叠置的玻璃11至14扩散结合并一体化。
玻璃11至14通过在第二步骤中被加热而软化。因此，在第三步骤中，中空部H趋向于通过按压而被压扁。因此，气体(例如，诸如氩气的惰性气体)密封(填充)在中空部H中(见图1)。气体的密封可以与玻璃11至14的按压一起进行或者可以在玻璃11至14被按压之后再(连续地)进行。中空部H不是必须完全地空间封闭。在此情况下，通过连续地将气体填充到中空部H中，中空部H能够保持压力比外部更高的状态。即，通过向中空部H连续地供应气体，可以向中空部H施加气压。
接着，如图2(d)所示，在第四步骤中，使叠置的玻璃11至14在被模具(模子)D保持的同时冷却至应变点。这里的冷却是通过自然冷却而退火。
其后，将中空玻璃1从模具D移除并在模具D外部进一步冷却。在第四步骤中，可以进行下列的处理。使叠置的玻璃11至14退火，以去除内应力，其后再次将叠置的玻璃11至14快速加热至退火点以上，并且在通过向中空部H供应冷空气以从内部对叠置的玻璃11至14淬火的同时通过水冷模具D而从外部对叠置的玻璃11至14淬火。因此，能够获得物理增强的中空玻璃。
在中空玻璃1冷却之后，如图2(e)所示，中空玻璃1的中空部H被抽真空(第五步骤)。该第五步骤的抽真空利用中空玻璃1的充气孔(未示出)而进行。充气孔形成在中空玻璃1中以用于例如在第三步骤中封入空气。充气孔(抽真空孔)在抽真空之后通过煤气燃烧器等而熔化并被密封。
当不对中空部H抽真空时，则可以不进行第五步骤。在此情况下，第三步骤中使用的空气或者惰性气体可以保持填充在中空部H中。氩气和氪气分别具有空气的约2/3和约1/3的导热性。因此，当在氩气密封在中空部H中的同时密封充气孔时，能够获得具有比中空部H中填充空气的情况下更高的隔热性的中空玻璃1。当在氪气封闭在中空部H中的同时密封充气孔时，能够获得具有更高隔热性的中空玻璃1。
在根据本实施例的制造方法中，板状玻璃11、12互相叠置以形成中空部H，它们的材料被加热至在软化点以下的且能够以预定压力以上进行扩散结合的温度以上的这种温度，并且用模具D将叠置的板状玻璃11、12按压至预定压力以上。因此，能够在不使用低熔点的玻璃或者金属的情况下通过扩散结合而形成由相同材料围绕的中空部H。此外，中空玻璃1在由模具D保持的同时被冷却至应变点。因此，中空玻璃1保持成型的形状。此外，在按压板状玻璃11、12时气体密封在中空部H中。因此，能够防止加热的板状玻璃11和12之间的中空部H被压塌。即，根据本实施例的制造方法，能够抑制成本增加并改善中空玻璃的密封性。
此外，能够通过排出中空部H中密封的气体并将中空部H抽真空而制造隔热真空玻璃，所述气体用于维持板状玻璃11和12之间的中空部H的形状。
支柱玻璃14由与板状玻璃11、12相同的材料所形成。支柱玻璃14能够通过布置在中空部H中并且进行玻璃部件与支柱玻璃14的扩散结合而与板状玻璃11一体化。在此情况下，能够防止支柱玻璃14从中空玻璃1掉落。
中空玻璃1包括两个板状玻璃11、12和框架玻璃13。框架玻璃13具有与两个板状玻璃11、12结合以在两个板状玻璃11、12之间形成中空部H的结合部。两个板状玻璃11和12和框架玻璃13由相同材料形成。因此，能够通过在不使用低熔点的玻璃或者金属的情况下通过结合而形成由相同材料围绕的中空部H。由此，提供了一种中空玻璃1，其能够抑制成本的增加并改善密封性。
其由与板状玻璃11和12相同的材料所形成。支柱玻璃14结合(接合)至板状玻璃11、12中的一者并从板状玻璃11、12中的一者向另一者突出。支柱玻璃14结合(接合)或者不结合(接合)至板状玻璃11、12中的另一者。即，支柱玻璃14与板状玻璃21和22中的至少一者一体化。因此，能够防止支柱玻璃14从中空玻璃1掉落。
接着，将描述本发明的第二实施例。根据第二实施例的中空玻璃和中空玻璃的制造方法与第一实施例中的一部分结构和方法不同。换言之，除了与第一实施例的差异之外，根据第二实施例的构造和步骤与第一实施例的那些相同。下文将描述与第一实施例的差异。
图3是示出根据第二实施例的中空玻璃2的实例的截面图。与第一实施例相同，如图3所示，根据第二实施例的中空玻璃2包括两个板状玻璃21和22、框架玻璃23和支柱玻璃(未示出)。所有的玻璃21至23(包括支柱玻璃)由相同材料制成。
与第一实施例相同，中空玻璃2也包括支柱玻璃。然而，由于根据第二实施例的支柱玻璃非常微小，故省略其图示。在第二实施例中，框架玻璃23预先与两个板状玻璃21、22中的每一个一体地成形(即，在扩散结合之前一体化)。例如，框架玻璃23的一部分预先与板状玻璃21一体地成形，并且框架玻璃23的其余部分预先与板状玻璃22一体地成形。此外，中空玻璃2的支柱玻璃预先与板状玻璃21一体地成形。例如，中空玻璃2由具有支柱玻璃且含框架玻璃23的板状玻璃21和不具有支柱玻璃且含框架玻璃23的板状玻璃22通过扩散结合而形成。
支柱玻璃可以与板状玻璃22一体化，或者如果中空部H将不被抽真空则可以不设置支柱玻璃。此外，框架玻璃23不限于分别与两个板状玻璃21、22一体化的情形，而可以仅与它们中的一者一体化。
根据第二实施例的中空部H具有形成为锯齿状的空间。即，两个板状玻璃21和22的面对中空部H的部分具有用作三棱柱TP的倾斜表面。依据玻璃的用途，构成三棱柱TP的倾斜表面通过陶瓷涂层等进行镜面处理。
图4是示出制造用于形成图3所示的中空玻璃2的两个板状玻璃21、22的步骤的流程图，其中(a)是准备步骤，(b)是加热步骤，(c)按压步骤，并且(d)是退火处理。
首先，如图4(a)所示，准备作为未处理的玻璃的平坦板状玻璃100(准备步骤)。平坦板状玻璃100具有与中空玻璃2大致相同的面积。然而，三棱柱TP(见图3)、框架玻璃23(见图4D)和支柱玻璃尚未形成于平坦板状玻璃100的表面。在准备步骤中，除了平坦板状玻璃100，还准备具有些许凹凸的非平坦板状玻璃。即，在准备步骤中，未处理的玻璃具有尽可能接近最终形状的形状。在准备步骤中，可以选择在下述的加热步骤中不要求尽可能高的加热温度并且不具有相对大的热膨胀系数的玻璃作为所述未处理的玻璃。然而，可以选择诸如所谓的由钙钠玻璃(soda lime glass)制成的蓝板或者白板的玻璃，该钙钠玻璃要求相对高的加热温度并具有相对大的热膨胀系数。
接着，如图4(b)所示，使平坦板状玻璃100在安装于下模(模具)LD1的状态下被加热(加热步骤)。在加热步骤中，平坦板状玻璃100被加热至高于平坦板状玻璃100的材料的应变点(例如，500℃)并且低于平坦板状玻璃100的材料的软化点(例如，720℃)的温度(例如，约690℃)，并且在该温度下，平坦板状玻璃100能够通过以预定压力(例如，取决于温度为约2.5MPa)以上按压而变形。平坦板状玻璃100被加热为使得温度大致均匀地升高。
其后，如图4(c)所示，在平坦板状玻璃100已经被加热的状态下，上模(模具)UD1以预定压力以上按压平坦板状玻璃100以进行按压(按压步骤)。上模UD1具有对应于三棱柱TP(见图3)和框架玻璃23(见图4(d))的模具结构。通过对平坦板状玻璃100进行按压成型，制造具有三棱柱TP和框架玻璃23的板状玻璃21和22。
在第二实施例中，假定的微小的支柱玻璃形成于板状玻璃21和22中的一者。除了三棱柱TP和框架玻璃23的模具结构之外，形成这些支柱玻璃的上模UD1还具有对应于支柱玻璃的模具结构。上模UD1具有高平滑度的表面，以使得三棱柱TP(见图3)的各个表面的平滑度高。这点对于下模LD1相同。
接着，如图4(d)所示，板状玻璃21在由上模UD1和下模LD1保持的同时被冷却至应变点(例如，500℃)(第四步骤)。类似地，板状玻璃22也在由上模UD1和下模LD1保持的同时被冷却至应变点。这里的冷却是通过自然冷却而退火。
其后，当板状玻璃21(22)退火至应变点时，将板状玻璃21(22)从模具(模子)D1移除并在模具D1外部冷却。
通过上述步骤，制造具有图3所示的三棱柱TP和框架玻璃23(和支柱玻璃)的板状玻璃21和22。在上述制造方法中，上模UD1和下模LD1保持板状玻璃21和22，直至它们冷却为止。因此，能够容易地形成精确的形状并且能够进行改善平滑度的镜面处理。由此，能够对板状玻璃21和22进行镜面处理并且形成具有高精度的形状。
当制造相对大的板状玻璃21和22时，板状玻璃21和22可能在从加热步骤中的加热温度冷却至应变点时破碎。例如，假定制造1m×2m的大的板状玻璃21(22)。在此情况下，如果在长度2m的模具D1与板状玻璃21(22)的膨胀系数之间存在2.0×10-6/K的差，则冷却约200℃(即，从约690℃冷却至500℃)可能导致0.8mm的长度差。当产生超过该值的长度差时，板状玻璃21(22)可能破裂。特别地，当待成型的形状具有多个凹部或者凸部并且板状玻璃21(22)的热膨胀系数大于模具D1的热膨胀系数时，由于模具D1和板状玻璃21(22)互相夹持且在板状玻璃21(22)中产生拉伸应力，所以板状玻璃可能破裂。
因此，在根据第二实施例的按压步骤中，用具有预定的热膨胀系数的模具D1进行按压。模具D1的预定的热膨胀系数是以下热膨胀系数：其中，在成型温度与板状玻璃的应变点之间的温度范围内，模具D1的热膨胀系数与板状玻璃21(22)在该板状玻璃21(22)的应变点处的热膨胀系数的差为2.0×10-6/K以下。由此，能够防止板状玻璃21(22)破裂。在成型温度与板状玻璃21(22)的应变点之间的温度范围内，模具D1的预定的热膨胀系数优选为比板状玻璃21(22)的在该板状玻璃21(22)的应变点处的热膨胀系数大了0至2.0×10-6/K的范围。在此情况下，退火时的模具D1的收缩量稍大于板状玻璃21(22)的收缩量。因此，适当范围的压缩力施加于板状玻璃21(22)。换言之，能够防止(避免)导致破裂的拉伸力施加于抗拉伸力弱的玻璃。
一般地，玻璃的应变点与软化点之间的温度被称为转变点。热膨胀系数在转变点上下剧烈地变化。在室温至低于转变点的应变点的温度范围内热膨胀系数几乎恒定。然而，转变点由于热处理等而容易波动，并且难以确定转变点。因此，转变点的具体温度无法举例，但本实施例的成型温度接近软化点。因此，在成型之后退火期间，玻璃的温度通过该转变点。由于玻璃在高于转变点的温度下具有流动性，所以不会发生在退火期间由于热膨胀的差而引起的破裂。另一方面，由于破裂倾向于在低于转变点的温度下发生，所以将应变点处的玻璃的热膨胀系数与模具的热膨胀系数相比较。
在第二实施例中，假定浮法玻璃作为平坦板状玻璃100。浮法玻璃相对便宜并且经过镜面处理的加工。作为浮法玻璃，存在所谓的由钙钠玻璃制成蓝板(蓝色板状玻璃)和所谓的铁含量低的白板(白色板状玻璃)。从室温至应变点，蓝板和白板的热膨胀系数为8.5×10-6/K至10.0×10-6/K，更典型地为9.0×10-6至9.5×10-6/K。应变点为约450℃至520℃，并且软化点为约690℃至730℃。
另一方面，能够通过铸造而成型的模具的一般金属材料在约500℃时的热膨胀系数大于浮法玻璃的热膨胀系数。例如，作为一般模具材料的马氏体不锈钢的热膨胀系数在约500℃时为13×10-6/K以上。相反，当模具材料为高熔点材料、具有低混溶性(兼容性)材料的组合材料等时，在约500℃时的热膨胀系数小于浮法玻璃的热膨胀系数。例如，超硬合金的热膨胀系数为7×10-6/K以下，并且碳化硅的热膨胀系数为3.9×10-6/K。已知的是，能够铸造诸如组合铁和镍的因瓦(Invar)合金和组合铁、镍和钴的超因瓦(Super Invar)合金这样的铁镍系合金，然而由于原子间距的扩大与原子半径的收缩的抵消，能够特别地抑制热膨胀系数。然而，由于热膨胀系数小于待形成的玻璃的热膨胀系数，所以因瓦合金等不能在500℃至700℃的温度范围内使用。
诸如氧化铝和氧化锆这样的金属氧化物系的陶瓷相似地具有接近作为金属氧化物的玻璃的热膨胀系数。然而，陶瓷的加工困难。此外，由于陶瓷在其表面上具有羟基，所以其容易在金属氧化物之间结合，但具有不良的脱模性。因此，特殊的模具材料用于根据本实施例的模具D1。由金属陶瓷或者其他陶器材料制成的模具也称为模具。
根据本实施例的模具D1的材料包括下列材料。然而，材料不限于这些：
·通过增加粘合剂而获得的具有大热膨胀系数的硬质合金，或具有大热膨胀系数的金属陶瓷(JP 2016-125073A和JP 2017-206403A)；
·陶瓷，如金属氧化物、氮化物、硼化物、硅化物等；
·具有通过将氟金云母晶体分散到玻璃基质中而受到调整的热膨胀系数的材料；
·单体的热膨胀系数与钙钠玻璃接近的铂族或铂族合金，以及铬或含铬合金
·将热膨胀系数大的铁与热膨胀系数小的金属组合而成的含钼合金、具有这种组合的含钨合金等。
它们的具体实例如下：富士模具株式会社(Fuji Die Co.,Ltd.)制造的WC-40％CO硬质合金；富士模具株式会社制造的碳化铬基合金；富士模具株式会社制造的KF合金；Incoloy 909；日立金属(Hitachi Metals)制造的HRA 929；硅化铬；Krosaki Harima公司制造的浸解石(macellite)等。
另外，在根据本实施例的按压步骤中，优选使用在模具D1与板状玻璃21、22的接触面上具有高脱模性的模具D1或者经过了用于提高脱模性的表面处理的模具D1进行按压。
已知在传统的再热成型(再加热按压法)中，随着按压压力的增加和模具与玻璃材料之间的接触时间的增加，脱模性劣化。因此，在传统的再热成型中，当制造小玻璃部件时，确保模具与玻璃材料之间的热膨胀系数的足够差异，以防止模具与玻璃材料的粘附。另一方面，在根据本实施例的大的板状玻璃21和22的制造方法中，热膨胀系数的差异小。因此，存在板状玻璃21、22容易粘在模具D1上的担忧。特别是，在制造大的板状玻璃21和22的情况下，与制造小的板状玻璃的情况相比，加热和冷却进行得更慢，从而担心进一步促进了粘附。
因此，在本实施例中，熔融的玻璃与模具D1的表面之间的接触角优选为70度以上，并且更优选为90度以上。在对模具D1的基材进行表面处理时，表面处理的热膨胀系数优选与板状玻璃21、22和模具D1的基材的热膨胀系数相差2.0×10-6/K以下。以这样的方式，通过使用具有高脱模性或进行了表面处理以提高脱模性的模具D1进行按压，解决了粘附问题，并且能够容易地从模具D1中移除板状玻璃21和22。
具体地，表面处理例如如下：
·铂族系镀层或金合金镀层，其对熔融的玻璃的润湿性特别差并且粘附的可能性很小(参见JP 2001-278631A)
·镀硬金或镀铬等电镀处理
·铬基合金的沉积处理
·形成诸如金属氮化物、硼化物、碳化物和硅化物等超硬膜
已知铂族金属对熔融的玻璃的润湿性较差。例如，单独的铂和铑具有(导致)超过70度的接触角。可以将少量金添加到这些铂族金属中。添加金可以进一步增大接触角。已知金单独具有约160度的接触角。因此，可以使用以金为主要成分并具有改善的硬度等的金合金镀层。优选这些金属的粒度尽可能小。通过减小粒度，能够提高镀层的硬度并能够减小摩擦系数。
非晶镀层可以进一步提高硬度和减小摩擦系数。
当模具D1的材料为铬或铬基合金时，镀铬的电镀处理或铬基合金的气相沉积处理是优选的。
氮化物的实例是CrAlSiN。CrAlSiN的接触角约为80度。氮化物的其他实例是氮化铬和硅化铬。它们具有约120度以上的接触角(参见JP 2007-84411A)。或者，它可以是含有氟金云母晶体的玻璃陶瓷或通过将铬化合物与氟金云母晶体混合而获得的成型制品。已知它们具有低的玻璃润湿性(参见JP H06-64937A)。金属铬、铬合金、铂、铂合金、硅化铬、含有氟金云母晶体的玻璃陶瓷，以及在上述玻璃陶瓷中混合铬化合物而形成的玻璃陶瓷都是特别优选的，这是因为它们的热膨胀系数接近于玻璃陶瓷的热膨胀系数。这些可以用作模具基材，或者可以用作通过对由热膨胀系数合适但脱模性差的模具基材所制成的模具进行覆盖或进行表面处理而形成在模具表面上的薄膜。
图5是根据第二实施例的中空玻璃2的制造方法的流程图，其中(a)示出第一步骤，(b)示出第二步骤，(c)示出第三步骤，并且(d)示出第四步骤。
首先，如图5(a)所示，在下模LD中叠置分别具有三棱柱TP(参照图3)和框架玻璃23的板状玻璃21和22(第一步骤)。两个板状玻璃21和22中的一者还包括支柱玻璃。通过该叠置，在板状玻璃21和22之间形成中空部H。接着，如图5(b)所示，加热第一步骤中叠置的板状玻璃21和22(第二步骤)。在第二步骤中，将板状玻璃21、22加热至如下温度，该温度在其软化点以下并且在能够以预定压力以上使板状玻璃21、22扩散结合的温度以上。
此后，如图5(c)所示，使用上模(模具)UD以预定压力以上按压在第二步骤中加热的板状玻璃21和22(第三步骤)。叠置的板状玻璃21、22(尤其是框架玻璃23处的部分)扩散结合并一体化。
这里，假设支柱玻璃一体地形成于板状玻璃21并且支柱玻璃未形成于板状玻璃22。当一体地形成于板状玻璃21的支柱玻璃无需扩散结合到板状玻璃22时，可以仅加热框架玻璃23的一部分，而不均匀加热整个板状玻璃21、22。
此外，与第一实施例相同，在第二实施例的第三步骤中，由于板状玻璃21和22是软的，所以中空部H趋向于被压塌。因此，在本实施例的第三步骤中，也可以在中空部H中封入(填充)气体(例如，诸如氩气等的惰性气体)。气体的封入可以与板状玻璃21和22的按压一起进行或者可以在板状玻璃21和22被按压之后再(连续地)进行。
接着，如图5(d)所示，在第四步骤中，使叠置的板状玻璃21和22在由模具(模子)D保持的同时冷却至应变点。这里的冷却是通过自然冷却而退火。此后，通过第五步骤制造中空玻璃2(见图2(e))。与根据第一实施例的制造方法相同，可以通过退火去除应力，然后再加热和淬火，从而形成物理增强的玻璃。
根据第二实施例，与第一实施例相同，能够提供一种中空玻璃及中空玻璃的制造方法，其能够抑制成本增加并提高中空玻璃的密封性。此外，能够通过排出中空部H中密封的气体并将中空部H抽真空而制造隔热真空玻璃，所述气体用于维持的中空部H的形状。
根据第二实施例，位于中空部H中的支柱玻璃与板状玻璃21、22中的一者一体地形成并且朝向板状玻璃21、22中的另一者突出。即，支柱玻璃与板状玻璃21和22中的至少一者一体化。因此，可以防止支柱玻璃从中空玻璃2中脱落。设置有支柱玻璃的板状玻璃和未设置有支柱玻璃的板状玻璃互相叠置。因此，不需要在板状玻璃21和22之间规则地布置支柱玻璃。
接着，将描述根据本发明的第三实施例。根据第三实施例的中空玻璃及其制造方法在结构和方法上与第一实施例中的部分不同。换言之，除了与第一实施例的差异，根据第三实施例的构造和步骤与第一实施例的相同。下文将描述与第一实施例的差异。
图6是示出根据第三实施例的中空玻璃3的实例的截面图。如图6所示，中空玻璃3包括四块板状玻璃31至34。通过将四块板状玻璃31至34一体化，中空玻璃3具有3列中空部H1至H3。
第一玻璃31是在一个表面侧具有平面(平坦表面)并且在另一表面侧具有三棱柱TP的板状玻璃。第二玻璃32、第三玻璃33和第四玻璃34均是在一个表面侧和另一表面侧具有平面的板状玻璃。第二玻璃32、第三玻璃33和第四玻璃34在其另一表面侧的周端处通过框架玻璃35一体化。类似于第一实施例和第二实施例，框架玻璃35以及框架玻璃35两侧的板状玻璃一起形成了中间部。一个以上支柱玻璃36与第二玻璃32、第三玻璃33以及第四玻璃34中的每一个一体化。支柱玻璃36位于被框架玻璃35包围的内部区域中。
在根据第三实施例的中空玻璃3中，第二列的中空部H2被抽真空。即，第二列的中空部H2形成真空隔热部。
第一列和第三列的中空部H1和H3通过连接管(未示出)相互连接(连通)以形成制冷剂的循环通道。例如，当中空玻璃3的一个表面侧的温度高于另一表面侧的温度时，一个表面侧的热量通过制冷剂的循环而释放到另一表面侧。
将描述上述实例。循环通道填充有制冷剂，并且中空部H3用作制冷剂的蒸发器。当第四玻璃34的一个表面侧受热时，中空部H3中的液态制冷剂蒸发。通过该蒸发，从第四玻璃34的一个表面侧传递的热量被制冷剂带走。制冷剂的蒸气通过连接管(未示出)移动到中空部H1。
另一方面，中空部H1已经通过在第一玻璃31的另一表面侧的外部空气冷却。因此，中空部H1用作制冷剂冷凝器。即，来自中空部H3的制冷剂的蒸气在中空部H1中冷凝。该冷凝的热从第一玻璃31的另一侧放出(释放)(所谓的热辐射)。
如上所述，在中空玻璃3中，当一个表面侧的温度高于另一表面侧的温度时，能够通过制冷剂的循环将一个表面侧的热量释放到另一表面侧。在此，当中空玻璃3的另一表面侧的温度比一个表面侧的温度高时，通过中空部H2进行隔热，并且能够抑制从另一表面侧向一个表面侧的热传递。
此外，中空玻璃3包括形成在第一玻璃31的另一表面侧上的三棱柱TP。类似于根据第二实施例的三棱柱TP，三棱柱TP根据应用适当地涂覆有陶瓷涂料，并取决于安装状态、太阳的高度等条件吸收或反射阳光。
第一玻璃至第四玻璃31至34可以通过参考图4描述的方法以高精度形成。
图7是根据第三实施例的中空玻璃3的制造方法的流程图，其中(a)示出第一步骤，(b)示出第二步骤，(c)示出第三步骤，并且(d)示出第四步骤。
首先，如图7(a)所示，将分别具有框架玻璃35(见图6)和支柱玻璃36(见图6)的第二玻璃32至第四玻璃34叠置在下模LD中。此外，叠置具有三棱柱TP(见图6)的第一玻璃31(第一步骤)。通过该叠置，在玻璃31至34中的相邻的两块玻璃之间形成中空部H1至H3。接着，如图7(b)所示，加热叠置的第一玻璃31至第四玻璃34(第二步骤)。在第二步骤中，将第一玻璃31至第四玻璃34加热至如下温度，该温度在其软化点以下并且在能够以预定压力以上使第一玻璃31至第四玻璃34扩散结合的温度以上。
其后，如图7(c)所示，使用上模(模具)UD以预定压力以上按压在第二步骤中被加热的第一玻璃31至第四玻璃34(第三步骤)。在第三步骤中，叠置的第一玻璃31至第四玻璃34(特别是框架玻璃35和支柱玻璃36)扩散结合并一体化。同时，通过在第二步骤中仅加热框架玻璃35，在第三步骤中不必结合支柱玻璃36。
在第三步骤中，用气体(例如，诸如氩气的惰性气体)密封(填充)中空部H1至H3。气体的密封可以与第一玻璃31至第四玻璃34的按压一起进行或者可以在第一玻璃31至第四玻璃34被按压之后再(连续地)进行。
在第三实施例中，通过叠置第一玻璃31至第四玻璃34，垂直地形成三列中空部H1至H3。由此，在第三步骤的按压的同时，由于第一玻璃31至第四玻璃34的重量，例如，第二列的中空部H2比第一列的中空部H1更可能被压塌，并且第三列的中空部H3比第二列的中空部H2更可能被压塌。因此，在中空部H1至H3之中，叠置方向上的位置越低，密封时设定的气压越高。即，在第三实施例中，气压被设定为使得第三列的中空部H3的压强高于第二列的中空部H2的压强并且中空部H2的压强高于第一列的中空部H1的压强。具体地，中空部H1的压强被设定为能够支撑第一玻璃31的重量的值以上。中空部H2的压强被设定为中空部H1中的压强与能够支撑第二玻璃32的重量的压强之和的值以上。中空部H3的压强设定为中空部H2中的压强与能够支撑第三玻璃33的重量之和的压强以上。
接着，如图7(d)所示，在第四步骤中，使叠置的第一玻璃31至第四玻璃34在由模具(模子)D保持的同时冷却至应变点。这里的冷却是通过自然冷却而退火。此后，通过第五步骤制造中空玻璃3(见图7(e))。与根据第一实施例和第二实施例的制造方法相同，可以通过退火去除应力，然后再加热和淬火，从而形成物理增强的玻璃。
关于第一玻璃31，三棱柱TP可以是通过图7所示的第一至第四步骤而形成，而不进行图4所示的三棱柱的形成步骤。在图7所示的实例中，上模UD具有与三棱柱TP对应的模具结构。因此，可以通过在图7所示的步骤(具体地，第三步骤)中包括图4所示的三棱柱TP的形成步骤(具体地，按压步骤)，从而在第一玻璃31的表面上形成三棱柱TP。在这种情况下，在图7(c)所示的按压步骤中施加于中空部H1的压强(内部压强)可以以与图4(c)所示的按压步骤相同的方式设定为例如约2.5MPa，并且扩散结合所需的压强可以通过将按压压力加上例如0.1MPa而设定为约2.6MPa。如上所述，中空部H2中的压强设定为稍高于中空部H1中的压强，并且中空部H3中的压强设定为高于中空部H2中的压强。
根据第三实施例，与第一和第二实施例相同，能够提供一种中空玻璃及中空玻璃的制造方法，其能够抑制成本增加并提高中空玻璃的密封性。此外，能够通过排出中空部H1至H3中密封的气体并将中空部H1至H3抽真空而制造隔热真空玻璃，所述气体用于维持的中空部H1至H3的形状。
在第三实施例中，四个板状玻璃31至34叠置以形成沿竖直方向布置的三列中空部H1至H3。三个中空部H1至H3中，位置越低，设定的密封气体的压强越高。因此，在将板状玻璃31至34叠置为四层时，能够根据重量适当地维持容易被压塌的下侧的中空部H1至H3的形状。
根据第三实施例，与第一和第二实施例相同，能够防止支柱玻璃36从中空玻璃3脱落。
尽管已经基于上述实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行修改，或者可以在可能的范围内与已知的或公知的技术适当地组合。
例如，在图4所示的实例中，模具D1经过表面处理以提高脱模性。然而，可以采用其他方式，诸如在没有表面处理的情况下通过吹气使板状玻璃21和22更容易从模具D1移除。
此外，考虑到热膨胀系数的差异，根据第二实施例的模具D1经过表面处理以提高脱模性。然而，这些可以应用于(考虑)图2、5和7所示的模具D。
此外，在第三实施例中叠置第一玻璃至第四玻璃31至34。然而，本发明不限于此，并且可以叠置三个、五个以上的板状玻璃。
日本专利申请No.2019-101029(2019年5月30日提交)的全部内容作为参考并入本文。
虽然上文已经描述了本发明的一些实施例，但是这些实施例是作为实例而公开的并且不意在限制发明的范围。这些新的实施例可以以各种其他形式实施，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出各种省略、替代和修改。这些实施例和其修改例包括在本发明的范围和主旨内并且包括在本发明权利要求及其等同物的范围内。

Claims (7)

1.一种在内部包括中空部的中空玻璃的制造方法，包括：
第一步骤，将相同材料的板状玻璃互相叠置，以在所述板状玻璃之间形成所述中空部；
第二步骤，将在所述第一步骤中叠置的叠置状态的所述板状玻璃加热至如下温度，该温度在所述板状玻璃的软化点以下且在能够以预定压力以上使所述材料扩散结合的温度以上；
第三步骤，使用模具将在所述第二步骤中被加热和叠置的所述板状玻璃按压至预定压力以上，同时地或者随后地通过将维持所述中空部的形状的气体供应到所述中空部中而将气压施加于所述中空部；以及
第四步骤，在所述第三步骤中将气压施加于所述中空部中并且叠置的所述板状玻璃由所述模具保持的状态下，将叠置的所述板状玻璃冷却至应变点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述第四步骤包括第五步骤：对已经冷却至所述应变点的所述板状玻璃之间的所述中空部抽真空。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述第一步骤包括叠置这样的板状玻璃，这些板状玻璃中的一个板状玻璃具有支柱玻璃，并且，所述支柱玻璃定位在所述中空部中、与叠置的所述一个板状玻璃一体地形成并且向叠置的另一个板状玻璃突出。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述第一步骤包括在所述中空部中叠置具有与所述板状玻璃相同的材料的支柱玻璃，并且
所述第三步骤包括所述板状玻璃与所述支柱玻璃的扩散结合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，
所述第一步骤包括叠置三个以上的所述板状玻璃，以形成在上下方向上布置的两列以上的所述中空部，并且
所述第三步骤包括设定所述中空部中的气压，使得两列以上的所述中空部之中的下侧的中空部的气压更高。
6.一种根据权利要求1至4中任一项所述的方法制成的中空玻璃，包含：
至少两个板状玻璃；以及
框架玻璃，该框架玻璃具有结合部，所述结合部与所述至少两个板状玻璃结合，以在所述至少两个板状玻璃之间形成中空部，其中
所述至少两个板状玻璃和所述框架玻璃由相同材料形成。
7.根据权利要求6所述的中空玻璃，其中，
形成所述中空部的两个板状玻璃中的至少一者包括向所述两个板状玻璃中的另一者突出的支柱玻璃，所述支柱玻璃与所述两个板状玻璃中的另一者结合或不结合，并且
所述支柱玻璃由与所述至少两个板状玻璃和所述框架玻璃相同的材料形成。
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