JP2013544749A

JP2013544749A - 真空ガラス部材

Info

Publication number: JP2013544749A
Application number: JP2013542343A
Authority: JP
Inventors: チョウ，ヤン; リー，ヤンビン; ワン，チョウセイ
Original assignee: ルオヤンランドグラステクノロジーカンパニーリミテッド
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2013-12-19
Also published as: DE112011104307B4; US9815737B2; DE202011110776U1; CN102249559B; DE112011104307T5; WO2012075811A1; CN102249559A; WO2012075724A1; US20140050867A1

Abstract

本発明は真空ガラス部材を開示した。当該真空ガラス部材は二枚又は複数枚のガラス板により複合され、二枚又は複数枚のガラス板の周縁は封着縁によって互に気密封着し、前記封着縁はガラス板の縁との間に隙間を残し、封着縁の内側の隣接したガラス板間を真空化し、封着縁の外側の隣接したガラス板間にシール剤、樹脂又はプラスチックを充填して封着縁と外界を隔離する。本発明の真空ガラス部材は、シール剤、樹脂又はプラスチックを用いて封着縁の外側と外界を隔離した後、封着縁箇所の金属は熱的短絡路を形成することを避け、真空ガラス部材の後続の取付け使用を簡単にした。また、シール剤、樹脂又はプラスチックを設置することによって真空ガラス部材の側縁の表面を平らに整え、真空ガラス部材の美観を保持する。
【選択図】図１ｂ

Description

本発明は、真空ガラス部材に関する。

現在、真空ガラス部材の封着には主に以下の方法がある。１）低融点ガラス粉を用いて、ガラス板の周縁を封着する。２）ガラス板の縁に封着金属縁を固定し、ガラス板の縁に伸長した金属縁を互に気密溶接して、ガラス板周縁の気密封着を実現させる。一つ目の封着方法は、封着時に低融点ガラス粉が融解するまでガラス板を加熱し、この加熱は強化されたガラス板をアニールするため、強化真空ガラス部材の加工には用いることができない。二つ目の封着方法の真空ガラス部材は、公開番号ＣＮ１０１３０２０８１Ａの中国特許出願公報に典型的に開示されている。このような真空ガラス部材は、その周縁の金属封着縁がガラス板縁に伸長するため、後続の使用時に全体構造の美観を保持するよう、金属封着縁を相応の支持構造に封入し、さらに、真空ガラス部材の断熱性能を実現するよう、金属封着縁が熱的短絡路を形成することを防止している。従って、このような真空ガラス部材は後続の使用時の不便さという欠点を有する。

中国特許公開番号ＣＮ１０１３０２０８１Ａ

本発明は、上記二つ目の真空ガラス部材に存在する問題に対応した真空ガラス部材を提供することを目的とする。当該真空ガラス部材は、従来の中空ガラス部材と類似した構造を有するため、後続の取付け使用に利便性を提供した。

上記目的を達成するため、本発明の真空ガラス部材は、二枚又は複数枚のガラス板により複合され、二枚又は複数枚のガラス板の周縁は封着縁によって互いに気密封着する。前記封着縁は、ガラス板の縁との間に隙間を残し、封着縁の内側の隣接したガラス板間を真空化し、封着縁の外側の隣接したガラス間にシール剤、樹脂又はプラスチックを充填して封着縁と外界を隔離する。前記封着縁の製造方法は以下の通りである。即ち、
１）ガラス板の縁の封着しようとする位置の表面に、金属ペースト塗布層を作製し、前記金属ペーストは高温焼結タイプ金属ペーストであり、
２）ガラス板を加熱し、ガラス板本体と固着して一体となる金属化層を形成するよう金属ペースト塗布層を焼結し、
３）既存のプロセスに基づいてガラス板に強化、半強化又は熱強化処理を行い、
４）金属ろう付けプロセスを用いて、封着しようとする両ガラス板の金属化層を互に気密溶接するか、又は両ガラス板の金属層間に金属封着シートを気密溶接することによって、両ガラス板縁の気密封着を実現する。

さらに、前記ステップ２）の焼結プロセスの焼結温度はガラス板の強化温度の範囲内にあり、ガラス板は焼結プロセスにより処理した後、直接急冷することによってガラス板の強化処理を完成させる。

さらに、前記高温焼結タイプ金属ペーストの焼結温度は５６０℃〜７００℃である。

さらに、前記金属ペースト塗布層は浸漬、スプレー塗布、シルクスクリーン、手作業塗布又は機械塗布方式でガラス板表面に作製される。

さらに、前記金属ペーストに含有する金属材料は良好なろう付け溶接性能を有する。

さらに、前記金属ペーストはＡｇ金属ペースト、Ｃｕ−Ａｇ合金金属ペースト、Ｎｉ金属ペースト、Ｎｉ−Ａｇ合金金属ペースト、Ａｕ及びその合金金属ペースト、Ｚｎ及びその合金金属ペースト、又はＰｄ及びその合金金属ペーストである。

さらに、前記ステップ４）を行う場合、まず、溶接しようとする二つの金属化層の間、若しくは金属化層と前記金属封着シートの間にろう材金属箔を設置するか、又は少なくともその一つの表面にろう材金属をプレコートし、その後、金属ろう付けプロセスに基づいて後続の溶接を完成させる。

さらに、前記ろう材金属箔及びろう材金属の材料は、錫合金ろう材である。

さらに、前記金属ろう付けプロセスは、不活性ガスの保護下で行うか、Ｈ_２若しくはＮ_２ガス雰囲気で行うか、又は真空雰囲気で行う。

さらに、前記金属ろう付けプロセスは、封着領域を局部加熱し、加熱方法はレーザー加熱、火熱、電流加熱、誘導加熱又はマイクロ波加熱である。

さらに、前記金属ろう付けは、ろう付け温度≦３５０℃である。

さらに、前記真空ガラス部材の側縁の表面は平らである。

本発明に係る真空ガラス部材は、平板真空ガラス部材であってもよく、曲面真空ガラス部材であってもよい。

本発明の真空ガラス部材中の封着縁は、二枚のガラス板の表面に焼結された金属化層を互いに溶接するか、又は金属化層は金属封着シートと溶接することによって構成される。この封着構造は、封着箇所の接着が堅固、気密性が高く、耐熱衝撃性が良い等の利点を有するだけでなく、さらに、低いろう付け温度を用いることによって、強化ガラスにアニールすることを避け、強化真空ガラス製品の加工ための条件を作り出した。封着時に高温焼結タイプ金属ペーストを用いることによって、焼結した金属化層は良好な耐高温性能を有する。このように、金属化層の焼結を完成した後、冷却したガラス板を再び強化温度まで加熱し、ガラス板の強化処理を完成させる。焼結温度がガラス板強化温度範囲にある金属ペーストを用いる場合、焼結プロセスを完成した後、焼結した高温状態にある（強化温度範囲）ガラス板を直接急冷して、ガラス板の強化処理を完成させることができる。本発明の真空ガラス部材は、シール剤、樹脂又はプラスチックを用いて封着縁の外側と外界を隔離した後、封着縁箇所の金属が熱的短絡路を形成することを避け、真空ガラスの断熱性を保証し、同時に真空ガラス部材の後続の取付け使用に便利となった。また、シール剤、樹脂又はプラスチックを設置することによって真空ガラス部材の側縁の表面を平らに整え、真空ガラス部材の美観を保持する。

本発明の実施例１の構造概略図であり、その内、図１ａでは封着縁１の外側にシール剤が充填されていない。本発明の実施例１の構造概略図であり、その内、図１ｂでは封着縁１の外側にシール剤が充填されている。本発明の実施例２の構造概略図であり、その内、図２ａは封着縁１の外側にシール剤が充填されていない。本発明の実施例２の構造概略図であり、その内、図２ｂでは封着縁１の外側にシール剤が充填されている。

次に、図面を併せて本発明をさらに説明する。
図１に示す実施例１では、図１ａ、図１ｂに示すように、真空ガラス部材は下部ガラス板２と上部ガラス板３とから複合され、上下両ガラス板２、３の周縁の封着縁１はガラス板表面に固着された金属化層６と断面がＵ字形の金属封着シート７とから構成され、金属封着シート７の両側縁と上下両ガラス板上の金属化層６との間はすべて金属ろう付けプロセスによって気密溶接され、封着縁１とガラス板縁との間に隙間を残し、封着縁１の内側の上下ガラス板２、３間は真空空間５であり、封着縁１の外側の上下ガラス板２、３間にシール剤、樹脂又はプラスチック８を充填して封着縁１と外界を隔離し、真空ガラス部材の側縁の表面を平らにする。

封着縁１を用いてガラス板２、３を封着するプロセスのステップは以下の通りである。即ち、まずガラス板２とガラス板３の縁の封着しようとする部分の表面に、金属ペースト塗布層を準備する。その後、ガラス板を加熱し、ガラス板と固着して一体となる金属化層６を形成するよう金属ペースト塗布層を焼結する。その後、既存のプロセスに基づいてガラス板に強化、半強化又は熱強化処理を行う。その後、封着しようとする両ガラス板２、３を複合し、両ガラス板２、３上にある互いに対応する二つの金属化層６の間に断面がＵ字形の金属封着シート７を設置し、金属封着シート７の両側縁をそれぞれ上下両ガラス上の金属化層６と対向させ、金属封着シート７の側縁と金属化層６の間に金属ろう付けろう材を設置する。最後に、金属ろう付けプロセスを用いて、金属封着シート７上の両側縁とそれぞれ対応する金属化層６とを気密溶接し、両ガラス板２、３縁の気密封着を完成させる。

前記金属ペースト塗布層は浸漬、スプレー塗布、シルクスクリーン、手作業塗布又は機械塗布等方法でガラス板表面上に作製される。

金属ペースト塗布層の焼結は、ガラス板全体を加熱することによって完成してもよく、塗装層位置を局部加熱する方法で完成してもよい。その加熱方法はレーザー加熱、火熱、電流加熱、誘導加熱又はマイクロ波加熱等を用いることができる。

金属封着シート７の側縁とガラス板２、３上の金属化層６間に、金属ろう付けろう材が設置される場合、ろう材を金属箔に加工した後、それを金属封着シート７と金属化層６間に配置してもよく、ろう材金属を金属シート７の側縁上及び／又は金属化層６表面にプレコートしてもよく、その後、金属ろう付けプロセスに基づいて後続の溶接を完成させる。

ろう材として錫合金ろう材を用いる。その利点は、溶接時に低い溶接温度（一般的には２５０℃を超えない）で用いることができ、こうすることでろう付け温度がガラス板自身の性能に影響を及ぼすことを避けることができる。特に強化複合ガラスの加工に対して、ろう付け前にガラス板は既に強化した状態になるため、ろう付け温度≦３５０℃に制御し、強化ガラス板がろう付け工程中でアニールされることを防止することができる。同様、ろう付け前にガラス板は既に半強化又は熱強化処理したガラスに対して、ろう付け温度≦３５０℃に制御し、ガラス板がろう付け工程中でアニールされることを防止することができる。

上記ろう付溶接工程は、不活性ガスの保護下で行ってもよく、Ｈ_２ガス又はＮ_２ガス雰囲気で行ってもよく、真空雰囲気で行ってもよい。この工程はろう付け溶接の品質向上に役立つ。

金属封着シート７と金属化層６は、金属ろう付けプロセスによって互いに溶接されるので、金属封着シート７と金属化層６は全てろう付け溶接に適する金属素材からなるべきである。

金属ろう付けプロセスは誘導加熱、レーザー加熱、マイクロ波加熱等各種適宜な加熱方式を用いることができる。

言及するべきこととして、真空ガラス部材の封着箇所は、ガラス板の周縁に位置し、閉鎖的な環状である、したがって封着箇所の内側の両ガラス板間の空間は強化真空ガラスを準備するために真空化される。上下両ガラス板間に真空を形成するために、上部又は下部ガラス板上に空気抽出口を予め設置し、金属化層のろう付け溶接を完成した後に真空化を実現する。上下ガラス板の合わせ、及び金属層のろう付け溶接を真空室の中で行うことによって実現してもよい。

真空ガラス部材は、ガラス板の表面に金属化層を焼結する必要があり、両ガラス板上の金属化層と金属封着シート７とを一体に溶接して両ガラス板縁の気密封着を実現し、かつ、真空ガラス製品の安全使用のために、金属化層の焼結を完成した後、ガラス板を強化、半強化、又は熱強化処理を行い、金属化層とガラス板の間が十分な結合強度を有することを保証し、金属化層と金属封着シートとが確実に一体に溶接されるために、選択する金属ペーストは良好な耐高温特性を有し、それが含有する金属材料は、良好な可溶接性能を有しなければならない。その条件を満たす金属ペーストは焼結温度が５６０℃〜７００℃である高温焼結タイプ金属ペーストであり、Ａｇ金属ペースト、Ｃｕ−Ａｇ合金金属ペースト、Ｎｉ金属ペースト、Ｎｉ−Ａｇ合金金属ペースト、Ａｕ及びその合金金属ペースト、Ｚｎ及びその合金金属ペースト、又はＰｄ及びその合金金属ペーストである。

焼結温度がガラス板の強化温度範囲内にある高温焼結タイプの金属ペーストを選択して使用する場合、焼結プロセスを完成した後、直接急冷することによってガラス板の強化処理を完成させることができる。

勿論、焼結プロセスを完成した後、冷却したガラス板を再度強化温度まで加熱してもよく、その後、再び急冷によって、ガラス板の強化処理を完成させる。

同様に、半強化又は熱強化複合ガラスを作製する時、焼結プロセスを完成した後、直接急冷することによって、ガラス板の半強化処理又は熱強化処理を完成してもよく、焼結プロセスを完成した後、既存プロセスに基づいてガラス板を加熱し、冷却して、ガラス板の半強化又は熱強化処理を完成してもよい。

図２に示すのは本発明の実施例２であり、図２ａ、図２ｂに示すように、当該実施例では、上下両ガラス板の封着箇所に位置する金属化層６は直接金属ろう付けプロセスによって気密溶接する。

実施例１と異なるのは、実施例２の真空ガラス部材中の上部ガラス板上に真空化する空気抽出口９が設置される。

上記実施例中の真空ガラス部材は、全て平板真空ガラス部材であり、かつ全て両ガラス板から複合され、言及するべきこととして、本発明の真空ガラス部材は曲面真空ガラス部材であってもよく、さらに、二枚以上のガラス板から複合してもよい。

上記実施例は本発明を説明するためだけのものであり、本分野の技術者が本発明の要旨を理解した上で、提案した各種具体的な実施形態は全て本発明の保護範囲内にある。

１封着縁
２下部ガラス板
３上部ガラス板
４中間支持物
５真空空間
６ガラス板表面の金属化層
７Ｕ字形断面の金属封着シート
８シール剤
９空気抽出口

Claims

真空ガラス部材であって、
前記真空ガラス部材は、二枚又は複数枚のガラス板により複合され、前記二枚又は複数枚のガラス板の周縁は封着縁によって互いに気密封着されており、
前記封着縁は前記ガラス板の縁との間に隙間を残し、前記封着縁の内側の隣接した前記ガラス板間を真空化し、前記封着縁の外側の隣接した前記ガラス板間にシール剤、樹脂又はプラスチックを充填して前記封着縁と外界とを隔離し、前記封着縁の製造方法は以下の１）〜４）の通りであることを特徴とする、真空ガラス部材。
１）前記ガラス板の縁の封着しようとする部分の表面に、金属ペースト塗布層を準備し、前記金属ペーストは高温焼結タイプ金属ペーストであり、
２）前記ガラス板を加熱し、前記ガラス板と固着して一体となる金属化層を形成するよう前記金属ペースト塗布層を焼結し、
３）既存のプロセスに基づいて前記ガラス板に強化、半強化又は熱強化処理を行い、
４）金属ろう付けプロセスを用いて、前記封着しようとする両ガラス板の金属化層を互いに気密溶接するか、又は前記両ガラス板の金属化層間に金属封着シートを気密溶接することによって、前記両ガラス板縁の気密封着を実現する
前記ステップ２）の焼結プロセスの焼結温度は前記ガラス板の強化温度の範囲内にあり、前記ガラス板は焼結プロセスによって処理した後、直接急冷することによってガラス板の強化処理を完成させることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記高温焼結タイプ金属ペーストの焼結温度は５６０℃〜７００℃であることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記金属ペースト塗布層は浸漬、スプレー塗布、シルクスクリーン、手作業塗布又は機械塗布方式でガラス板表面に作製されることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記金属ペーストが含有する金属材料は、良好なろう付け溶接性能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部材。
前記金属ペーストはＡｇ金属ペースト、Ｃｕ−Ａｇ合金金属ペースト、Ｎｉ金属ペースト、Ｎｉ−Ａｇ合金金属ペースト、Ａｕ及びその合金金属ペースト、Ｚｎ及びその合金金属ペースト、又はＰｄ及びその合金金属ペーストであることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記ステップ４）を行う時、まず、溶接しようとする二つの前記金属化層の間、若しくは前記金属化層と前記金属封着シートとの間にろう材金属箔を設置するか、又は少なくともその一つの表面にろう材金属をプレコートし、その後、金属ろう付けプロセスに基づいて後続の溶接を完成させることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記ろう材金属箔及び前記ろう材金属の材料は、錫合金ろう材であることを特徴とする請求項７に記載の真空ガラス部材。
前記金属ろう付けプロセスは、不活性ガスの保護下で行うか、Ｈ_２若しくはＮ_２ガス雰囲気で行うか、又は真空雰囲気で行うことを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記金属ろう付けプロセスは、封着領域を局部加熱し、加熱方法はレーザー加熱、火熱、電流加熱、誘導加熱又はマイクロ波加熱であることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記金属ろう付けは、ろう付け温度≦３５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記真空ガラス部材の側縁の表面は、平らであることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。
前記真空ガラス部材は、平板真空ガラス部材又は曲面真空ガラス部材であることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材。