JP6695427B2 - 強化真空ガラスの製造方法及びその生産ライン - Google Patents
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Description
ガラス基板の封着対象領域に金属化層を製造して、前記ガラス基板についてテンパリング又は熱強化処理を行うステップ(1)と、
金属半田を前記金属化層に置くステップ(2)と、
二枚のガラス基板をそれぞれ60℃〜230℃に加熱して、次に二枚のガラス基板の封着対象領域にある金属化層を対向させるように、ガラス基板を積層し、前記金属半田を封着対象領域の金属化層の間に介在させる方法a.と、
二枚のガラス基板の封着対象領域にある金属化層を対向させるように、ガラス基板を積層し、前記金属半田を封着対象領域の金属化層の間に介在させ、次に積層後の二枚のガラス基板全体を60℃〜230℃に加熱する方法b.とのうちのいずれかの方法により前記ガラス基板を予熱して積層するステップ(3)と、
真空室において強化ガラスユニットを加熱し続けて、ステップ(3)の加熱温度範囲に保温し、真空室を所定真空度になるまで吸引するステップ(4)と、
真空室において金属半田付けプロセスにより金属化層を気密条件下で封着して、強化真空ガラスの製造過程を完了するステップ(5)とを含む強化真空ガラスの製造方法を提供する。
図1及び図9に、本発明に係る強化真空ガラスの生産ラインの第一実施形態が示されており、本実施例において、具体的には、たとえば輸送ローラで構成される第一輸送装置9、第一輸送装置9により順次に接続される、金属化層製造装置1、半田配置装置2、ガラス基板結合装置3、第一予熱装置5及び真空吸引システム6を含み、真空吸引システム6はガラス輸送方向に沿って順次に接続される空気抜き装置6−2を有する複数の真空室を含み、真空室内に第二予熱装置11とエッジ熔接封止装置4が設置され、第一予熱装置5と第二予熱装置11は強化ガラスユニットを60℃〜230℃に加熱する。真空室は、ガラス輸送方向に沿って順次に接続される、フロント補助真空室6−11、主真空室6−12及びリア補助真空室6−13を含み、第二予熱装置11とエッジ熔接封止装置4は主真空室6−12に位置する。フロント補助真空室6−11、主真空室6−12及びリア補助真空室6−13の入口側と出口側のいずれにも真空バルブが設置され、主真空室6−12内にさらに吸気剤活性化装置が設置される。
ステップ(1)
ガラス基板の表面周辺をテープ状の封着対象領域にして、金属化層製造装置1を用いて、封着対象領域に金属化層を製造して、ガラス基板についてテンパリング又は熱強化処理を行う。金属化層を製造するための具体的なステップについて、本出願人の先願に開示されているため、ここで詳細な説明を省略する。
ステップ(2)
半田配置装置2を用いて、金属半田を金属化層に置く。
ステップ(3)
以下方法のいずれかを用いて、前記ガラス基板を予熱して積層する。
a.まず、第一予熱装置5を用いて、二枚のガラス基板をそれぞれ60℃〜230℃に加熱して、次に、ガラス基板結合装置3を用いて、二枚のガラス基板の金属化層を対向させるように、ガラス基板を積層し、金属半田を金属化層間に介在させる。ガラス基板結合装置3は、具体的には、特許番号201420110435.7の中国発明特許に示されるように、輸送装置の一側に設置された昇降機構、たとえばスプロケット昇降機構、サーボピストンシリンダー昇降機構等を主に含み、昇降機構にローラの隙間を通して上層ガラス基板の下方に挿入されたリフトアームが設置され、リフトアームに真空チャックを有する反転機構が取り付けられ、作動時、真空チャックは通過する上層ガラス基板を把持し、昇降機構は、上層ガラス基板を所定高さまで持ち上げて反転させ、反転後、通過する下層ガラス基板に載置し、ガラス基板結合を完了する。
b.まず、ガラス基板結合装置3を用いて、二枚のガラス基板の金属化層を対向させるように、ガラス基板を積層し、金属半田を金属化層間に介在させ、次に、第一予熱装置11を用いて、積層後の二枚のガラス基板全体を60℃〜230℃に加熱する。
ステップ(4)
真空室において強化ガラスユニットを加熱し続けて、ステップ(3)の加熱温度範囲に保温し、真空室を所定真空度、たとえば10−2〜10−4Paまで真空吸引し、真空吸引中、紫外線洗浄装置又はプラズマ衝撃装置を強化ガラスユニットに作用して、キャビティにおける残留不純物を分解し、分解後に生じた揮発性気体をキャビティから排気する。
ステップ(5)
主真空室6−12において、エッジ熔接封止装置4を用いて、金属半田付けプロセスにより金属半田を加熱して熔融し、硬化させて、二枚のガラス基板の金属化層を気密条件下で封着して、強化真空ガラスの製造過程を完了する。金属半田付けプロセスにより封着対象領域について局所加熱を行うとき、加熱方式はレーザ加熱、炎加熱、電流加熱、誘導加熱、マイクロ波加熱、放射加熱又は対流加熱である。エッジ熔接封止装置4は、レーザ加熱装置、マイクロ波加熱装置、炎加熱装置、誘導加熱装置又は対流加熱装置である。
温度曲線
表1−1
真空度曲線
表1−2
温度曲線
表2−1
真空度曲線
表2−2
温度曲線
表3−1
真空度曲線
表3−2
温度曲線
表4−1
真空度曲線
表4−2
温度曲線
表5−1
真空度曲線
表5−2
生産ラインにおいて、複数の真空室が同時に配置され、真空室は第一輸送装置9に設置されたフロント補助真空室6−11と第一輸送装置9の一側に位置する主真空室6−12とを含み、フロント補助真空室6−11と主真空室6−12の間に真空バルブが設置され、第二予熱装置11とエッジ熔接封止装置4は主真空室6−12に位置し、最後のフロント補助真空室6−11を通過する下流側にリア補助真空室6−13が接続される以外、実施例1の構造と略同様な強化ガラスの生産ライン的第二実施形態が図2に示されている。
半田配置装置2とガラス基板結合装置3の間にあるワークステーションに、予め製造された中間支持物をガラス基板に配置する支持物配置装置7が設置される以外、実施例1の構造と略同様な強化ガラスの生産ラインの第三実施形態が図3に示されている。勿論、支持物配置装置7は金属化層製造装置1と半田配置装置2の間にあるワークステーションに設置されてもよい。
金属化層製造装置1と半田配置装置2の間に支持物製造装置8が設置され、支持物製造装置8はスクリーン印刷装置8−1、乾燥装置8−2及び焼結装置8−3を含み、乾燥装置8−2と焼結装置8−3は一体型装置、焼結装置8−3はガラステンパリング装置である以外、実施例1の構造と略同様な強化ガラスの生産ラインの第四実施形態が図4及び図10に示されている。支持物製造装置8を用いて中間支持物を製造するステップとしては、まずスクリーン印刷装置8−1で、ペースト状ガラス釉薬を一方のガラス基板における所定位置に印刷して点状突起配列を形成し、次に、乾燥装置8−2と焼結装置8−3で、高温焼結プロセスにより、ガラス釉薬を焼結してガラス基板に固着された支持物を形成する。
第一輸送装置9の側面に第二輸送装置10、たとえば輸送ローラが設置され、第一輸送装置9は第一ガラス基板100を搬送し、第二輸送装置10は第二ガラス基板200を搬送し、ガラス基板結合装置3は第一、第二輸送装置9、10の間に設置された回転軸3−1を含み、回転軸3−1に第二輸送装置10の隙間を通して第二ガラス基板200の下方に挿入される振りアーム3−2が接続され、振りアーム3−2に真空チャック3−3又は挟持装置が取り付けられ、作動時、真空チャック3−3又は挟持装置は第二ガラス基板200を把持して、回転軸3−1を巡って振りアーム3−2を反転させ、第二ガラス基板200を第一輸送装置9における第一ガラス基板100に載置し、ガラス基板結合を完了する以外、実施例1の構造と略同様な強化ガラスの生産ラインの第五実施形態が図5及び図6に示されている。
ガラス基板結合装置3は第一輸送装置9の上方に設置された吊り輸送装置を含み、吊り輸送装置は上流へ延びて半田配置装置2の所在するワークステーションに接続され、第一輸送装置9は第一ガラス基板100を搬送し、吊り輸送装置は第二ガラス基板200を搬送し、吊り輸送装置は輸送機構3−4を含み、輸送機構3−4に真空チャック3−5又は挟持機構を有するリフト装置3−6、たとえばスクリュ昇降機構又はシリンダー等が設置され、作動時、リフト装置3−6は、降下して真空チャック3−5又は挟持機構により半田配置装置2の所在するワークステーションにおける第一輸送装置9での第二ガラス基板200を把持して固定し、リフト装置3−6は、上昇して、第二ガラス基板200を積層すべき第一ガラス基板100の上方に輸送し、第二ガラス基板200を第一ガラス基板100に載置し、ガラス基板結合を完了する以外、実施例1の構造と略同様な強化ガラスの生産ラインの第六実施形態が図7及び図8に示されている。
Claims (26)
- 強化真空ガラスの製造方法であって、
封着対象領域に予め金属化層が形成されたガラス基板についてテンパリング又は熱強化処理を行うステップ(1)と、
金属半田を前記金属化層に置くステップ(2)と、
二枚のガラス基板をそれぞれ60℃〜230℃に加熱して、次に二枚のガラス基板の封着対象領域にある金属化層を対向させるように、ガラス基板を積層し、前記金属半田を封着対象領域の金属化層の間に介在させる方法a.と、
二枚のガラス基板の封着対象領域にある金属化層を対向させるように、ガラス基板を積層し、前記金属半田を封着対象領域の金属化層の間に介在させ、次に積層後の二枚のガラス基板全体を60℃〜230℃に加熱する方法b.と、
のうちのいずれかの方法により前記ガラス基板を予熱して積層するステップ(3)と、
真空室において積層された前記ガラス基板から構成される強化ガラスユニットを加熱し続けて、ステップ(3)の加熱温度範囲に保温し、真空室を所定真空度になるまで吸引するステップ(4)と、
真空室において金属半田付けプロセスにより金属化層を気密条件下で封着して、強化真空ガラスの製造過程を完了するステップ(5)と、
を含むことを特徴とする強化真空ガラスの製造方法。 - 前記ステップ(3)までに、積層後の二枚のガラス基板全体の温度を80℃〜180℃に維持することを特徴とする請求項1に記載の強化真空ガラスの製造方法。
- 前記ガラス基板がコーティングガラス基板である場合、金属化層を予め形成する前に、コーティングガラス基板の封着対象領域について被膜除去を行うことを特徴とする請求項1に記載の強化真空ガラスの製造方法。
- 前記ステップ(1)において、キャビティを支持する支持物を製造するステップをさらに含み、具体的には、まず、ペースト状ガラス釉薬を一方のガラス基板の所定位置に印刷して点状突起配列を形成し、次に、高温焼結プロセスにより、ガラス釉薬を焼結してガラス基板に固着された支持物を形成することを特徴とする請求項1に記載の強化真空ガラスの製造方法。
- 二枚のガラス基板を積層する前に支持物を配置するステップをさらに含み、具体的には、固体状支持物を一方のガラス基板の所定位置に配置することを特徴とする請求項1の強化真空ガラス製造方法。
- 前記ステップ(5)において、前記金属半田付けプロセスにより封着対象領域について局所加熱をレーザ加熱、炎加熱、電流加熱、誘導加熱、マイクロ波加熱、放射加熱又は対流加熱で行うことを特徴とする請求項1に記載の強化真空ガラスの製造方法。
- 前記ステップ(3)において、二枚のガラス基板の間にセパレータを設置して、積層後のガラス基板の間に排気用の隙間を残し、真空室が所定真空度になると、前記セパレータを取り外すことを特徴とする請求項1に記載の強化真空ガラスの製造方法。
- 前記ステップ(3)において、二枚のガラス基板を積層する前、少なくとも1枚の前記ガラス基板に吸気剤を配置して、前記ステップ(4)終了後、前記吸気剤を活性化させることを特徴とする請求項1に記載の強化真空ガラスの製造方法。
- 請求項1−8のいずれか一項に記載の強化真空ガラスの生産ラインであって、
第一輸送装置により順次に接続される、金属化層製造装置、半田配置装置、ガラス基板結合装置、第一予熱装置、真空吸引システム及びエッジ熔接封止装置を含み、
その内で、前記真空吸引システムは、ガラス輸送方向に沿って順次に接続される、空気抜き装置を有する複数の真空室を含み、前記真空室内に第二予熱装置と前記エッジ熔接封止装置が設置され、前記第一予熱装置と前記第二予熱装置は強化ガラスユニットを60℃〜230℃に加熱する、
ことを特徴とする生産ライン。 - 前記真空室は、前記第一輸送装置に設置されたフロント補助真空室と第一輸送装置の一側に位置する主真空室とを含み、前記フロント補助真空室と前記主真空室の間に真空バルブが設置され、前記第二予熱装置と前記エッジ熔接封止装置は前記主真空室に位置することを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 一つの真空室が配置される場合、前記フロント補助真空室の下流側にリア補助真空室が接続され、複数の真空室が配置される場合、最後の前記フロント補助真空室を通過する下流側にリア補助真空室が接続されることを特徴とする請求項10に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記ガラス基板結合装置は、前記第一輸送装置の一側に設置された昇降機構を含み、前記昇降機構にリフトアームが設置され、前記リフトアームに真空チャック又は挟持装置を有する反転機構が取り付けられ、ガラス基板結合装置が作動するときに、前記真空チャック又は挟持装置は第二ガラス基板を把持し、昇降機構は第二ガラス基板を所定高さに持ち上げて反転させ、反転後、第一ガラス基板に載置し、ガラス基板結合を完了することを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記第一輸送装置の側面に第二輸送装置が設置され、前記第一輸送装置は第一ガラス基板を搬送し、前記第二輸送装置は第二ガラス基板を搬送することを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記ガラス基板結合装置は第一、第二輸送装置の間に設置された回転軸を含み、前記回転軸に第二輸送装置の隙間を通して第二ガラス基板の下方に挿入された振りアームが接続され、前記振りアームに真空チャック又は挟持装置取り付けられ、
作動時、前記真空チャック又は挟持装置は第二ガラス基板を把持して、回転軸を巡って振りアームを反転させて、第二ガラス基板を第一輸送装置における第一ガラス基板に載置し、ガラス基板結合を完了することを特徴とする請求項13に記載の強化真空ガラスの生産ライン。 - 前記ガラス基板結合装置は、第一輸送装置の上方に設置された吊り輸送装置を含み、前記吊り輸送装置は、第二ガラス基板を搬送するものであり、輸送機構を含み、前記輸送機構に真空チャック又は挟持機構を有するリフト装置が設置され、
作動時、前記リフト装置は、降下して真空チャック又は挟持機構により第一輸送装置における第二ガラス基板を把持して固定し、リフト装置は、上昇して、第二ガラス基板を積層すべき第一ガラス基板の上方に輸送し、第二ガラス基板を第一ガラス基板に載置し、ガラス基板結合を完了することを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。 - 前記ガラス基板結合装置は、前記第一輸送装置の一側に設置された多自由度マニピュレータを含み、前記マニピュレータは真空チャック又は挟持装置を有し、
ガラス基板結合装置の作動時、前記真空チャック又は挟持装置は第二ガラス基板を把持して、第二ガラス基を反転させた後、第一ガラス基板に載置し、ガラス基板結合を完了することを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。 - さらに、前記金属化層製造装置と前記エッジ熔接封止装置の間にあるワークステーションに設置された支持物配置装置が設置されることを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- さらに、前記半田配置装置と前記ガラス基板結合装置の間にあるワークステーションに設置される支持物配置装置が設置されることを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- さらに、金属化層製造装置と半田配置装置の間に設置された支持物製造装置を含み、前記支持物製造装置はスクリーン印刷装置、乾燥装置及び焼結装置を含むことを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記ガラス基板がコーティングガラス基板である場合、該コーティングガラス基板の封着対象領域について被膜除去を行う被膜除去装置をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記エッジ熔接封止装置は、レーザ加熱装置、マイクロ波加熱装置、炎加熱装置、誘導加熱装置又は対流加熱装置であることを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- さらに、前記金属化層製造装置と前記半田配置装置の間にあるワークステーションに設置されたガラステンパリング装置を備えることを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記金属化層製造装置は、スクリーン印刷装置、乾燥装置及び焼結装置を含むことを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- さらに、前記真空室内に設置された吸気剤活性化装置を備えることを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 複数の前記真空室が配置される場合、真空室は、ガラス輸送方向に順次に接続されておることを特徴とする請求項9に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
- 前記真空室は、ガラス輸送方向に沿って順次に接続される、フロント補助真空室、主真空室及びリア補助真空室を含み、前記第二予熱装置と前記エッジ熔接封止装置は前記主真空室に位置することを特徴とする請求項25に記載の強化真空ガラスの生産ライン。
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