CN1217876C - 玻璃面板 - Google Patents

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Abstract

一种玻璃面板，在一对玻璃板(1A、1B)之间设有间隔保持部件(2)，围绕两块玻璃板(1A、1B)的整个外周设有热熔型外周密封部，将上述两块玻璃板(1A、1B)之间的空隙部(V)呈减压状态密封而成，将一对玻璃板(1A、1B)中一方的玻璃板(1A)的线膨胀系数(α1)与另一方的玻璃板(1B)的线膨胀系数(α2)设定在满足指定的关系式的范围内。

Description

玻璃面板
技术领域
本发明涉及一种在一对玻璃板之间设有间隔保持部件并围绕两块玻璃板的整个外周设有热熔型外周密封部、将上述两块玻璃板之间的空隙部呈减压状态密封的玻璃面板。
背景技术
众所周知，一对玻璃板之间夹有作为隔热层的空气层而成为一体的多层玻璃比一块玻璃板有更好的隔热性能，但这种多层玻璃本身的厚度较厚，再加上窗框，使美观性受到影响。为此，人们考虑这样一种厚度薄而隔热性高的玻璃面板，即在一对玻璃板之间设置多个间隔保持部件，在两块玻璃板各外缘部之间围绕整个外缘部设置热熔型外周密封部(例如低熔点玻璃)，并使上述空隙部处于减压状态，从而制成更薄且热穿流率小的玻璃面板。
上述外周密封部这样形成，在两块玻璃板外周缘部涂有低熔点玻璃软膏的状态下，升温至上述低熔点玻璃的熔点以上，在熔化了的上述低熔点玻璃遍布上述两块玻璃板外周缘部之间后降至常温，从而以固化了的低熔点玻璃形成上述外周密封部。
现有的这种玻璃面板，其一对玻璃板基本上是选择相同种类的玻璃板(例如浮法玻璃板)，而作为防火区隔离使用时，某一方的玻璃板则以嵌网玻璃构成。
然而，上述现有的玻璃面板存在着以下问题。
即，在形成上述外周密封部时，需要如上所述地进行将玻璃面板的氛围温度一会儿升温、一会儿降至常温的操作。此时，一对玻璃板中各方的玻璃板将随着氛围温度的变化一会儿膨胀一会儿收缩。玻璃板的这种膨胀收缩与各方的玻璃板的线膨胀系数有关。例如，对于一对玻璃板线膨胀系数不同的场合，当氛围温度上升时，线膨胀系数大的一方的玻璃板的膨胀量较大。
当氛围温度降回常温时，两块玻璃板各自均收缩而恢复到原来的尺寸。
两块玻璃板外周缘部之间以上述外周密封部进行的连结是在升温状态的氛围下进行的，因此，两块玻璃板将以产生了不同膨胀量的状态相连结，随着氛围温度降回常温，线膨胀系数大的那一方的玻璃板较另一方的玻璃板要收缩得更多。
其结果，两块玻璃板的收缩量之差将表现为挠曲，导致玻璃面板翘曲，甚至如果该翘曲量较大，则在对内部进行减压的过程中，玻璃面板有可能损坏。
按照上述现有的玻璃面板，在一对玻璃板使用种类各不相同的玻璃板时，存在着或者两块玻璃板发生翘曲而损坏，或者即使不损坏、两块玻璃板内也将残留很大内应力而不能获得预定的强度等问题。
本发明的目的是为解决上述存在问题而提供一种以不同膨胀系数的玻璃板进行组合时，易于获得合适强度、即使内部处于减压状态也能够长期保持稳定的玻璃面板。
发明的公开
本发明的玻璃面板的构成特征如下。
权利要求1所涉及的玻璃面板如图1所示，在一对玻璃板之间设有间隔保持部件并且围绕两块玻璃板的整个外缘设有热熔型外周密封部，将上述两块玻璃板之间的空隙部呈减压状态密封而成，其特征是，上述一对玻璃板中一方的玻璃板的线膨胀系数(α1)与另一方的玻璃板的线膨胀系数(α2)设定在满足下述(1)式的范围内。
(α1-α2)×ΔT≤6×10-5                     ……(1)
其中：α1＞α2
α1：一方的玻璃板的线膨胀系数(/℃)
α2：另一方的玻璃板的线膨胀系数(/℃)
ΔT：(外周密封部的凝固温度-玻璃面板的工作环境温度)(/℃)
按照本结构，上述一对玻璃板中一方的玻璃板的线膨胀系数与另一方的玻璃板的线膨胀系数设定在满足式(1)的范围内，因此，在上述外周密封部的形成阶段，即使随着氛围温度的变化两块玻璃板产生翘曲，也能够抑制两块玻璃板内产生过大的残留内应力。其结果，可以避免玻璃板在玻璃面板形成阶段特别是对内部进行减压时损坏、或者即使玻璃板未损坏，但两块玻璃板内仍残留较大内应力，故而在较小外力作用下即引起玻璃面板损坏等不良情况发生。
这样，易于保证作为玻璃面板应具有的合适的强度，并且，制造玻璃面板所使用的玻璃材料等的利用率也可提高。
另外，上述式(1)是以线膨胀系数不同的玻璃板组合而形成的多块玻璃面板为对象进行改变氛围温度的实验，并根据实验时玻璃面板的翘曲量判断应力状态的适当性而推导出来的。
权利要求2所涉及的本发明为在一对玻璃板之间设有间隔保持部件，并且围绕两块玻璃板的整个外缘设有热熔型外周密封部，将上述两块玻璃板之间的空隙部呈减压状态密封而成，其特征是，上述一对玻璃板中一方的玻璃板的线膨胀系数(α1)与另一方的玻璃板的线膨胀系数(α2)设定在满足下述式(2)的范围内。
{(α1×L1-α2×L2)×ΔT}/L1≤6×10-5             ……(2)
其中：α1＞α2
α1：一方的玻璃板的线膨胀系数(/℃)
α2：另一方的玻璃板的线膨胀系数(/℃)
L1：一方的玻璃板的长度尺寸(m)
L2：另一方的玻璃板的长度尺寸(m)
ΔT：(外周密封部的凝固温度-玻璃面板的工作环境温度)(/℃)
按照本结构，上述一对玻璃板中一方的玻璃板的线膨胀系数与另一方的玻璃板的线膨胀系数设定在满足式(2)的范围内，因此，即使一方的玻璃板的长度尺寸(与两个端部的各外周密封部分别接触的玻璃板部分之间的内部间距尺寸)与另一方的玻璃板的长度尺寸(与两个端部的各外周密封部分别接触的玻璃板部分之间的内部间距尺寸)不同的情况下，也能够防止在上述外周密封部的形成阶段因氛围温度变化所引起的两块玻璃板产生翘曲而导致有过大残留内应力作用于两块玻璃板。因此，可以避免在玻璃面板形成阶段导致玻璃板损坏、或者即使未损坏，但两块玻璃板内仍残留较大内应力，故而仅在较小外力作用下即可引起损坏等不良情况发生。其结果，易于保证作为玻璃面板所应具有的合适的强度，并且，制造玻璃面板的玻璃板材料等的利用率也可提高。
另外，上述式(2)是以线膨胀系数不同的玻璃板组合而形成的多块玻璃面板为对象进行改变氛围温度的实验，并根据实验时玻璃面板的翘曲量判断应力状态的适当性而推导出来的。
附图的简要说明
图1是玻璃面板的局剖立体图。
图2是玻璃面板的剖视图。
图3～图7是大气压环境下形成玻璃面板的步骤说明图。
图8～图11是减压环境下形成玻璃面板的步骤说明图。
实施发明的最佳方式
下面，结合附图对本发明的实施例进行说明。
(玻璃面板的构成)
图1和图2示出本发明所涉及的玻璃面板的一个实施例。
该玻璃面板P具有在一对玻璃板1(浮法玻璃板)之间沿板面隔开间隔地设置多个隔垫2(相当于间隔保持部件)而形成的玻璃面板本体P1，将上述一对玻璃板1中一方的玻璃板1A与另一方的玻璃板1B之间的空隙部V减压密封而构成。
例如，上述一对玻璃板1中，一方的玻璃板1A以厚度尺寸为6.8mm(实际上，考虑到厚度误差，应为6.2～7.4mm)的嵌网玻璃板构成，另一方的玻璃板1B以厚度尺寸为3mm(实际上，考虑到厚度误差，应为2.5～3.5mm)的透明的浮法玻璃板构成(即后附表1中的试品No.11)。这样，一方的玻璃板1A为嵌网玻璃板的玻璃面板P例如可用来构成防火区。
上述一方的玻璃板1A的长度尺寸L1及另一方的玻璃板1B的长度尺寸L2均设定为约2.1m。上述一方的玻璃板1A的线膨胀系数α1为89.1×10-7/℃，另一方的玻璃板1B的线膨胀系数α2为88.4×10-7/℃。并且，围绕两块玻璃板1A、1B的整个外缘使用低熔点玻璃(例如焊料玻璃)形成密封部4(相当于热熔性外周密封部)，以实现上述空隙部V的密封。
上述空隙部V是通过例如在真空环境下制作玻璃面板本体P1或者在制作出玻璃面板本体P1之后将空隙部V内的空气抽出而成为减压状态(1.0×10-2托以下)的。
但是，对于制作玻璃面板之后进行抽气的后一种方法，需要在上述一对玻璃板1A、1B中的某一块玻璃板1B(或1A)或者密封部4上预先设置用来对两块玻璃板1之间的空隙部V进行减压密封的抽气部3。
另外，两块玻璃板1A、1B的外周缘部是以一方的玻璃板1A沿板面方向突出的状态构成的。通过形成该突出部5，能够在形成上述密封部4时，以密封材料(例如上述低熔点玻璃)放置于该突出部5之上的状态，高效率且可靠地将空隙部V的外周部密封。
上述隔垫2例如由不锈钢制成圆柱形。其尺寸设定成直径为0.30～1.00mm，高度尺寸为0.1～0.5mm。若按照本构成将两块玻璃板1A、1B接触的部分制成圆形，则与两块玻璃板1A、1B相接触的部分上不会形成易引起应力集中的拐角部，使两块玻璃板1A、1B不易损坏。
另一方面，上述隔垫2以10～25mm的间隔设置。
作为构成玻璃面板P的两块玻璃板1A、1B的组合，不限于前面实施例所说明的、将6.8mm厚的玻璃板与3mm厚的玻璃板组合，也可以是其它厚度的玻璃板的组合。
(玻璃面板的制造方法)
本发明所涉及的玻璃面板P可采用各种方法进行制造。下面，首先就大气压环境下形成该玻璃面板P的方法的一个实施例进行说明。
[1]在一方的玻璃板1A的预定位置上，如图3所示地设置隔垫2。
[2]在该一方的玻璃板1A上，如图4所示，重叠另一方的玻璃板1B并在上述突出部5上放置用来形成密封部的低熔点玻璃8(软化点为320～390℃)，或者在上述突出部5上涂敷用来形成密封部的低熔点玻璃8，将其充分干燥后重叠另一方的玻璃板1B。
本实施例中，在另一方的玻璃板1B上预先形成将成为上述抽气部3的抽气口3a。
[3]加热两块玻璃板1A、1B(氛围温度为500℃左右)，待用来形成上述密封部的低熔点玻璃8熔化后，冷却至常温(本实施例中为20℃)。以此使密封部形成用低熔点玻璃8固化而形成密封部(参照图5)。
[4]自上述抽气口3a抽出空隙部V内的空气后将上述抽气部封闭，形成玻璃面板P(参照图6、图7)。
此外，本发明所涉及的玻璃面板P也可以如下所述地在减压环境下制造。
[1]首先，在一方的玻璃板1A的预定位置上，如图8所示地设置隔垫2。
[2]如图9所示，在减压环境下(例如真空炉内)，将另一方的玻璃板1B重叠在在上述突出部5上涂敷有密封部形成用低熔点玻璃8(软化点为320～390℃)的一方的玻璃板1A上。此时，不必在另一方的玻璃板1B上设置抽气口3a。
[3]进而，如图10所示，加热两块玻璃板1A、1B(氛围温度为500℃左右)，使用来形成上述密封部的低熔点玻璃8熔化，并冷却至常温(本实施例中为20℃)。以此使密封部形成用低熔点玻璃8固化而形成密封部。经过以上工序，形成图11所示的具有负压空隙部V的玻璃面板P。
(玻璃面板的评价)
通常，在两块玻璃板1A、1B的线膨胀系数不同的情况下，为形成密封部4将两块玻璃板自升温状态冷却至常温状态时，两块玻璃板1A、1B所产生的收缩量之间产生差值。起因于该差值，玻璃面板P产生翘曲或损坏等不良现象。
而本发明所涉及的玻璃面板P，虽然是将彼此热膨胀系数不同的玻璃板1A、1B组合而成的，但由于其构成满足上述式(1)或式(2)，故能够防止内应力增大而避免上述不良现象的发生。
应满足上述式(1)或式(2)的关系的结论，是由对多块玻璃面板P进行评价试验的结果得到的。该结果示于表1。
                       表1  玻璃面板的评价试验结果
试品 线膨胀系数×10-7/℃       玻璃板长度m       玻璃板厚度mm   温度差℃ 式1、式2中等号左边的值×10-5 评价
 一方  他方  一方   他方   一方   他方
 α1  α2  L1   L2   d1   d2     ΔT
 1  93.0  88.4  2.1   2.1   3.0   3.0     300     13.8 破損
 2  93.0  88.4  1.0   1.0   3.0   3.0     300     13.8 破損
 3  90.7  88.4  2.1   2.1   6.8   3.0     300     6.9 破損
 4  90.7  88.4  1.0   1.0   6.8   3.0     300     6.9 破損
 5  93.0  88.4  2.1   2.1   3.0   3.0     200     9.2 破損
 6  93.0  88.4  1.0   1.0   3.0   3.0     200     9.2 破損
 7  88.4  86.4  2.1   2.1   6.8   3.0     300     6.0 良好
 8  88.4  86.4  1.0   1.0   6.8   3.0     300     6.0 良好
 9  88.4  87.8  2.1   2.1   6.8   3.0     300     1.8 良好
 10  88.4  87.8  1.0   1.0   6.8   3.0     300     1.8 良好
 11  89.1  88.4  2.1   2.1   6.8   3.0     300     2.1 良好
 12  89.1  88.4  1.0   1.0   6.8   3.0     300     2.1 良好
 13  90.7  88.4  2.1   2.1   6.8   3.0     200     4.6 良好
 14  90.7  88.4  1.0   1.0   6.8   3.0     200     4.6 良好
 15  90.7  88.4  2.1   2.1   6.8   4.0     300     6.9 不良
 16  90.7  88.4  2.1   2.1   6.8   5.0     300     6.9 不良
 17  90.7  88.4  2.1   2.1   6.8   6.0     300     6.9 不良
 18  93.0  88.4  2.1   2.1   3.0   3.0     300     13.8 破損
 19  93.0  88.4  2.1   2.1   3.0   4.0     300     13.8 破損
 20  93.0  88.4  2.1   2.1   3.0   5.0     300     13.8 破損
 21  93.0  88.4  2.1   2.1   3.0   6.0     300     13.8 破損
 22  93.0  88.4  2.1   2.1   5.0   5.0     300     13.8 破損
 23  93.0  88.4  2.1   2.1   4.0   6.0     300     13.8 破損
 24  90.5  88.4  2.1   2.1   3.0   3.0     300     6.3 不良
 25  90.5  88.4  2.1   2.1   4.0   4.0     300     6.3 不良
 26  90.5  88.4  2.1   2.1   5.0   5.0     300     6.3 不良
 27  90.5  88.4  2.1   2.1   6.0   6.0     300     6.3 不良
 28  89.6  88.4  2.1   2.1   3.0   3.0     300     3.6 良好
 29  89.6  88.4  2.1   2.1   3.0   4.0     300     3.6 良好
 30  89.6  88.4  2.1   2.1   3.0   5.0     300     3.6 良好
 31  89.6  88.4  2.1   2.1   5.0   3.0     300     3.6 良好
 32  89.6  88.4  2.1   2.1   5.0   5.0     300     3.6 良好
其中，α1是一方的玻璃板1A的线膨胀系数，α2是另一方的玻璃板1B的线膨胀系数。L1是上述一方的玻璃板1A的长度尺寸，L2是上述另一方的玻璃板1B的长度尺寸。d1是一方的玻璃板1A的厚度，d2是另一方的玻璃板1B的厚度。ΔT是密封部的凝固温度与玻璃面板P工作环境温度之温度差。此外，密封部的凝固温度为320℃，玻璃面板P的工作环境温度(相当于常温)设为20℃。
评价一栏中，呈挠曲状态的两块玻璃板1A、1B的内部应力强度未超过长期容许应力强度的为“良好”，超过长期容许应力强度的为“不良”；在自升温状态冷却至常温状态的过程中，或者在对空隙部V进行减压的过程中损坏的为“破损”。玻璃板的内部应力强度是根据玻璃面板P的翘曲量计算出来的。
从表1的结果可知，式(1)或式(2)中等号左边的值为6×10-5以下时可获得良好的玻璃面板P。
即，只要满足上述式(1)或式(2)，即使假定某一方的玻璃板的内部应力强度较高，但其增大的程度也不会超出两块玻璃板1A、1B的长期容许应力强度，即便是空隙部V处于负压状态，也能够长期维持作为玻璃面板P所应有的强度。
另外，表1记录了双方的玻璃板1A、1B的厚度条件。但是，在判断玻璃面板P损坏的可能性等时，可以认为玻璃板的厚度不是重要的因素。
例如，请注意试品No.28～32这一组，线膨胀系数α1·α2、玻璃板长度尺寸L1·L2、以及密封部凝固温度与玻璃面板工作环境温度的温度差ΔT的设定均相同，仅使玻璃板厚度d1·d2这一个条件不同。尽管如此，No.28～32的评价结果均为良好。
试品18～23一组与试品No.24～27一组也同样，即使只改变玻璃板厚度d1·d2，各组的评价结果均各自相同。
即，即使不考虑构成玻璃面板P的玻璃板的厚度，只要考虑上述式(1)或式(2)中左边的值，便能够对玻璃面板进行评价。
[其它实施例]
<1>上述实施例中，列举了使用嵌网玻璃板及浮法玻璃板的例子，但是，也可以任意选用除此之外的其它种类玻璃，例如，可以是平板玻璃、磨砂玻璃(经表面处理具有使光扩散功能的玻璃)、强化玻璃和具有吸收红外线、吸收紫外线、反射热辐射等功能的玻璃板以及它们的组合。
关于玻璃的组成成分，也可以是硅酸钠玻璃(碱石灰硅石玻璃)、硅酸硼玻璃、硅酸铝玻璃、以及各种结晶化玻璃等。
<2>上述玻璃板不限于使用一方的玻璃板1A和另一方的玻璃板1B二者长度或宽度尺寸不同的玻璃板，也可以使用其制造尺寸相同的玻璃板。此外，两块玻璃板1A、1B的重叠方法也可以是以彼此的端部对齐的状态进行重叠。
<3>上述实施例中，列举了密封部4使用低熔点玻璃8的例子，除此之外，也可以用诸如金属焊料等各种金属将两块玻璃板1A、1B的端缘部密封，或者将双方的玻璃板1A、1B中的至少一方熔融而密封，还可以使用低熔点玻璃之外的其它玻璃进行密封。
<4>上述间隔保持部件不限于前面实施例所说明的不锈钢制隔垫，例如，也可以是以镍铬铁合金718，或者除此之外的其它金属、石英玻璃、陶瓷等制成，关键在于，受到外力作用时不易变形而不会导致两块玻璃板1A、1B彼此相接触。
<5>上述玻璃板1不限于平板形状的玻璃，例如，也可以是制成曲面形状的曲面玻璃板。
工业上应用的可能性
本发明的玻璃面板P可用于多种用途，例如，可在建筑物、乘用工具(汽车窗玻璃、铁路车辆窗玻璃、船舶窗玻璃)、设备要素(等离子显示屏的表面玻璃、冰箱的门和壁部、保温装置的门和壁部)等中使用。

Claims (2)

1.一种玻璃面板，在一对玻璃板(1A、1B)之间设有间隔保持部件(2)，并且围绕两块玻璃板(1A、1B)的整个外缘设有热熔型外周密封部，将上述两块玻璃板(1A、1B)之间的空隙部(V)呈减压状态密封而成，
将上述一对玻璃板(1A、1B)中一方的玻璃板(1A)的线膨胀系数(α1)与另一方的玻璃板(1B)的线膨胀系数(α2)设定在满足下述式(1)的范围内，
1.8×10-5≤(α1-α2)×ΔT≤6×10-5  ……(1)
其中：α1＞α2
α1：一方的玻璃板的线性膨胀系数(/℃)
α2：另一方的玻璃板的线性膨胀系数(/℃)
ΔT：(外周密封部的凝固温度-玻璃面板的工作环境温度)(/℃)。
2.一种玻璃面板，在一对玻璃板(1A、1B)之间设有间隔保持部件(2)，并且围绕两块玻璃板(1A、1B)的整个外缘设有热熔型外周密封部，将上述两块玻璃板(1A、1B)之间的空隙部(V)呈减压状态密封而成，
将上述一对玻璃板(1A、1B)中一方的玻璃板(1A)的线膨胀系数(α1)与另一方的玻璃板(1B)的线膨胀系数(α2)设定在满足下述式(2)的范围内，
1.8×10-5≤(α1×L1-α2×L2)×ΔT/L1≤6×10-5 ……(2)
其中：α1＞α2
α1：一方的玻璃板的线性膨胀系数(/℃)
α2：另一方的玻璃板的线性膨胀系数(/℃)
L1：一方玻璃板的长度尺寸(m)
L2：另一方玻璃板的长度尺寸(m)
ΔT：(外周密封部的凝固温度-玻璃面板的工作环境温度)(/℃)。
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