JP6820928B2 - Low-E glass heat treatment method and system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、Low−Eガラスの熱処理方法及びシステムに関する。 Embodiments of the present invention relate to heat treatment methods and systems for Low-E glass.

近年、世界の各国では、高有価時代を迎えて、エネルギー問題の解決を最優先的な課題として選定し、それに備え対策の準備を急いでいる。対策の一つは、産業現場や建築物など主なエネルギー使用部門におけるエネルギーの消失を低減し、且つ、効率を高め得る技術を通じてエネルギーの使用量を節減することである。 In recent years, in the era of high value, countries around the world have selected the solution of energy problems as a top priority issue and are urgently preparing for countermeasures. One of the measures is to reduce energy consumption through technologies that can reduce energy loss and increase efficiency in major energy use sectors such as industrial sites and buildings.

建築物において、ドアや窓(windows and doors)は、壁体に比べて約8倍〜約10倍以上の低い断熱特性を有するため、ドアや窓を通しての熱の損失は全体の建物の熱損失の約25%〜約45%を占めるほど深刻である。 In a building, windows and doors have about 8 to 10 times lower heat insulation properties than walls, so heat loss through doors and windows is the heat loss of the entire building. It is so serious that it accounts for about 25% to about 45% of the total.

このため、ドアや窓における熱損失を低減するために、Low−Eガラス(LOW−Emissivity Glass)が用いられている。Low−Eガラスは、通常のガラスの片面に高い赤外線の反射率を有する金属膜をコーティングした構造を有し、単層又は複層の構造を有する。金属膜は、可視光を透過させて屋内の採光性を高め、赤外線を反射して屋内外における熱の移動を低減して屋内の温度の変化を極力抑える。 Therefore, Low-E glass (LOW-Emissivity Glass) is used in order to reduce heat loss in doors and windows. Low-E glass has a structure in which one side of ordinary glass is coated with a metal film having high infrared reflectance, and has a single-layer or multi-layer structure. The metal film transmits visible light to improve indoor daylighting, reflects infrared rays to reduce heat transfer indoors and outdoors, and suppresses changes in indoor temperature as much as possible.

Low−Eガラスは、コーティング製造方法に応じて、熱分解方法(pyrolytic process)によるハードLow−E(hard low−E)と、スパッタリング工法(sputtering process)によるソフトLow−E (soft low−E)と、に大別できる。 Low-E glass is composed of hard Low-E (hard low-E) by a pyrolysis method and soft Low-E (software low-E) by a sputtering method, depending on the coating manufacturing method. It can be roughly divided into.

ハードLow−E製造方法は、フロート板ガラスの製造工程に際して金属溶液や金属粉末を板ガラスの上に吹き付けて熱的コーティングを行う。コーティング物質は、普通、金属酸化物(例えば、SnO)の単一物質である。既存のハードLow−E製造方法のメリットは、熱的コーティングを行うことから、コーティング硬さ及び耐久性が強く、その結果、強化加工などの熱処理を施すことができるということである。しかしながら、複数の金属の使用が制限されるため色相が単純であり、コーティング膜が濁っているという欠点がある。 In the hard Low-E manufacturing method, a metal solution or metal powder is sprayed onto the flat glass during the manufacturing process of the float flat glass to perform thermal coating. The coating material is usually a single material of metal oxide (eg SnO 2 ). The merit of the existing hard Low-E manufacturing method is that since the thermal coating is performed, the coating hardness and durability are strong, and as a result, heat treatment such as strengthening can be performed. However, there is a drawback that the hue is simple and the coating film is turbid because the use of a plurality of metals is restricted.

一方、ソフトLow−E製造方法は、既に生産されているフロート板ガラスを別途の真空チャンバーの金属ターゲット板として設けて、銀(Ag)、チタン (Titanium)、ステンレス鋼(Stainless Steel)などの金属を多層薄膜コーティングして生産する。既存のソフトLow−E製造方法のメリットは、透明度が高く、複数の金属の使用を通じて様々な色相が実現可能である他、光学性能及び熱的性能に優れているということである。しかしながら、ハードLow−Eに比べてコーティング硬さ及び耐久性が弱く、複層ガラスの製作に際して別途のエッジストリッピング処理設備が必要であるという欠点がある。 On the other hand, in the soft Low-E manufacturing method, a float plate glass that has already been produced is provided as a metal target plate of a separate vacuum chamber, and a metal such as silver (Ag), titanium (Titanium), or stainless steel (Stainless Steel) is used. Produced by coating with a multi-layer thin film. The merit of the existing soft Low-E manufacturing method is that it has high transparency, various hues can be realized through the use of a plurality of metals, and it is excellent in optical performance and thermal performance. However, the coating hardness and durability are weaker than those of Hard Low-E, and there is a drawback that a separate edge stripping processing facility is required when manufacturing the double glazing.

このように、現在、ハードLow−E製造方法やソフトLow−E製造方法による欠点を補い、しかも、放射性能が向上したLow−Eガラスに対する新たな製造技術が望まれている。 As described above, at present, a new manufacturing technique for Low-E glass that compensates for the shortcomings of the hard Low-E manufacturing method and the soft Low-E manufacturing method and has improved radiation performance is desired.

本発明は、上述した従来の技術の問題を解消するために案出されたものであり、その目的は、ドアや窓システムに用いられるLow−Eガラス(low−emissivity glass)の放射性能を効率よく向上させることができ、既存の製造方法によるLow−Eガラスの欠点を補うことのできるLow−Eガラスの熱処理方法及びシステムを提供することである。 The present invention has been devised to solve the problems of the above-mentioned conventional techniques, and an object thereof is to improve the efficiency of radiation performance of Low-Emissivity glass used for doors and window systems. It is to provide a heat treatment method and system of Low-E glass which can be improved well and can make up for the shortcomings of Low-E glass by the existing manufacturing method.

上述した目的を達成するために、本発明の一側面によれば、片面に金属膜が形成されたガラスプレートを搬送装置の一方の側に搬入するステップと、前記搬送装置の一方の側から他方の側に向かう搬送方向の第1の領域において第1の温度のマイクロ波を用いて前記金属膜を選択的に熱処理するステップと、前記マイクロ波を用いて熱処理するステップ前又は後に、前記搬送方向における前記第1の領域の前端又は後端に位置する第2の領域において第2の温度のレーザービームで前記金属膜を選択的に熱処理するステップと、を含む、Low−Eガラスの熱処理方法が提供される。 In order to achieve the above-mentioned object, according to one aspect of the present invention, a step of carrying a glass plate having a metal film formed on one side onto one side of a transport device and a step of carrying the glass plate from one side of the transport device to the other Before or after the step of selectively heat-treating the metal film using the microwave of the first temperature and the step of heat-treating the metal film using the microwave in the first region of the transport direction toward the side of the transport direction. A method for heat-treating Low-E glass, which comprises a step of selectively heat-treating the metal film with a laser beam having a second temperature in a second region located at the front end or the rear end of the first region. Provided.

一実施形態において、好ましくは、前記マイクロ波を用いて熱処理するステップにおいては、前記金属膜の表面から深さ1μmまでを選択的に加熱する。 In one embodiment, preferably, in the step of heat treatment using the microwave, the metal film is selectively heated to a depth of 1 μm from the surface.

一実施形態において、好ましくは、前記マイクロ波を用いて熱処理するステップにおいては、200℃〜500℃の温度雰囲気下で前記金属膜を加熱する。 In one embodiment, preferably, in the step of heat treatment using the microwave, the metal film is heated in a temperature atmosphere of 200 ° C. to 500 ° C.

一実施形態において、好ましくは、前記マイクロ波の周波数は数GHzであり、前記マイクロ波の幅は10cm 〜15cmである。 In one embodiment, the frequency of the microwave is preferably several GHz and the width of the microwave is 10 cm to 15 cm.

一実施形態において、好ましくは、前記金属膜は、銀(Ag)を主成分として含む。 In one embodiment, the metal film preferably contains silver (Ag) as a main component.

一実施形態において、好ましくは、前記金属膜の伝導率は、前記第1の温度における銅(Cu)の伝導率よりも大きい。 In one embodiment, preferably, the conductivity of the metal film is greater than the conductivity of copper (Cu) at the first temperature.

一実施形態において、好ましくは、Low−Eガラスの熱処理方法は、前記マイクロ波を用いて熱処理するステップ前又は後に、好ましくは、前記搬送方向における前記第1の領域の前や後ろに位置する第2の領域において前記第1の温度とは異なる第2の温度のレーザービームで前記金属膜を選択的に熱処理するステップを更に含む。第2の温度は第1の温度よりも高くてもよいが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、配置関係に応じて変更可能である。 In one embodiment, preferably the Low-E glass heat treatment method is located before or after the step of heat treatment using the microwave, preferably before or after the first region in the transport direction. Further including a step of selectively heat-treating the metal film with a laser beam having a second temperature different from the first temperature in the second region. The second temperature may be higher than the first temperature, but the present invention is not limited to this, and can be changed according to the arrangement relationship.

一実施形態において、好ましくは、前記レーザービームで熱処理するステップにおいては、500℃〜650℃の温度雰囲気下で前記金属膜を加熱する。 In one embodiment, preferably, in the step of heat-treating with the laser beam, the metal film is heated in a temperature atmosphere of 500 ° C. to 650 ° C.

一実施形態において、好ましくは、前記マイクロ波を用いるか、又は前記レーザービームで熱処理するステップ前に、前記搬送方向の前記第1の領域の前方において前記第1の温度よりも低い予熱温度で前記ガラスプレート又は前記金属膜を予熱処理するステップを更に含む。 In one embodiment, preferably, the preheating temperature is lower than the first temperature in front of the first region in the transport direction before the step of using the microwave or heat treatment with the laser beam. It further comprises the step of preheating the glass plate or the metal film.

一実施形態において、好ましくは、前記レーザービームで熱処理するステップにおいては、前記搬送方向と直交するラインビームで前記金属膜の表面から深さ1μmまでを選択的に加熱する。 In one embodiment, preferably, in the step of heat treatment with the laser beam, the metal film is selectively heated from the surface to a depth of 1 μm with a line beam orthogonal to the transport direction.

一実施形態において、好ましくは、前記レーザービームで熱処理するステップにおいては、500℃〜650℃の温度雰囲気下で前記金属膜を加熱する。 In one embodiment, preferably, in the step of heat-treating with the laser beam, the metal film is heated in a temperature atmosphere of 500 ° C. to 650 ° C.

一実施形態において、好ましくは、Low−Eガラスの熱処理方法は、前記マイクロ波を用いるか、又は前記レーザービームで熱処理するステップ前に、前記搬送方向の前記第1の領域の前方において前記第1の温度よりも低い予熱温度で前記ガラスプレート又は前記金属膜を予熱処理するステップを更に含む。 In one embodiment, preferably, the Low-E glass heat treatment method is such that the first region in front of the first region in the transport direction is prior to the step of using the microwave or heat treating with the laser beam. Further includes a step of preheating the glass plate or the metal film at a preheating temperature lower than the temperature of the above.

上述した目的を達成するために、本発明の他の側面によれば、片面に金属膜が形成されたガラスプレートを一方の側から搬入する搬送装置と、前記搬送装置の前記一方の側から他方の側に向かう搬送方向の第1の領域に配設され、第1の温度のマイクロ波を放出するマイクロ波モジュールと、前記マイクロ波モジュールの前端又は後端に配置されるレーザーモジュールと、を備え、前記マイクロ波モジュールは、前記金属膜の表面を前記マイクロ波で選択的に熱処理し、前記レーザーモジュールは、前記搬送方向における前記第1の領域の前端又は後端に位置する第2の領域において第2の温度のレーザービームで前記金属膜を選択的に熱処理する、Low−Eガラスの熱処理システムが提供される。 In order to achieve the above-mentioned object, according to the other aspect of the present invention, a transport device that carries in a glass plate having a metal film formed on one side from one side and a transport device that carries in the glass plate from one side to the other. A microwave module which is arranged in a first region in a transport direction toward the side and emits a microwave of a first temperature, and a laser module which is arranged at the front end or the rear end of the microwave module. The microwave module selectively heat-treats the surface of the metal film with the microwave, and the laser module is located in a second region located at the front end or the rear end of the first region in the transport direction. A heat treatment system for Low-E glass is provided, which selectively heat-treats the metal film with a laser beam at a second temperature.

一実施形態において、好ましくは、前記マイクロ波モジュールは、前記金属膜の表面から深さ1μmまでを選択的に加熱する。また、好ましくは、前記マイクロ波モジュールは、200℃〜500℃の温度雰囲気下で前記金属膜を加熱する。更に、好ましくは、前記マイクロ波の周波数は数GHzであり、前記マイクロ波の幅は10cm〜15cmである。 In one embodiment, preferably, the microwave module selectively heats from the surface of the metal film to a depth of 1 μm. Further, preferably, the microwave module heats the metal film in a temperature atmosphere of 200 ° C. to 500 ° C. Further, preferably, the frequency of the microwave is several GHz, and the width of the microwave is 10 cm to 15 cm.

一実施形態において、好ましくは、前記金属膜は、銀(Ag)を主成分として含む。なお、好ましくは、前記金属膜と前記ガラスプレートとの間には誘電層が配備される。 In one embodiment, the metal film preferably contains silver (Ag) as a main component. It should be noted that preferably, a dielectric layer is provided between the metal film and the glass plate.

一実施形態において、好ましくは、Low−Eガラスの熱処理システムは、前記搬送方向における前記第1の領域の前や後ろに位置する第2の領域に設けられ、前記第1の温度とは異なる第2の温度のレーザービームで金属膜を選択的に熱処理するレーザーモジュールを更に備える。 In one embodiment, preferably, the Low-E glass heat treatment system is provided in a second region located in front of or behind the first region in the transport direction and is different from the first temperature. A laser module for selectively heat-treating a metal film with a laser beam having a temperature of 2 is further provided.

一実施形態において、好ましくは、前記レーザーモジュールは、前記搬送方向と直交又は交差する方向に延び、ビーム幅が1mm以下のラインビームで前記金属膜を加熱する。 In one embodiment, preferably, the laser module extends in a direction orthogonal to or intersecting the transport direction and heats the metal film with a line beam having a beam width of 1 mm or less.

一実施形態において、好ましくは、前記レーザーモジュールは、500℃〜650℃の温度雰囲気下で前記金属膜を加熱する。 In one embodiment, preferably, the laser module heats the metal film in a temperature atmosphere of 500 ° C. to 650 ° C.

一実施形態において、好ましくは、Low−Eガラスの熱処理システムは、前記搬送方向を基準として前記マイクロ波モジュール及び前記レーザーモジュールの前端において前記第1の温度よりも低い予熱温度で前記ガラスプレート又は前記金属膜を予熱処理する予熱装置を更に備える。 In one embodiment, preferably, the Low-E glass heat treatment system uses the glass plate or the glass plate or the glass plate at a preheating temperature lower than the first temperature at the front end of the microwave module and the laser module with reference to the transport direction. Further provided is a preheating device for preheating the metal film.

上述したように、本発明の実施形態によれば、Low−Eガラス(low−emissivity glass)のコーティング膜を選択的に加熱して熱処理することにより、Low−Eガラスの放射性能を向上させることができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the radiation performance of the Low-E glass is improved by selectively heating and heat-treating the coating film of the Low-E glass (low-emissivity glass). Can be done.

また、ガラスが割れない条件下で瞬時的な高温加熱を行うことから、金属膜の損傷なしに金属膜を選択的に熱処理することができる。なお、コーティング膜を選択的に加熱することから、温度が制御し易く、大面積のガラスを満遍なく熱処理することができるというメリットがある。 Further, since the glass is heated at a high temperature instantaneously under the condition that the glass is not broken, the metal film can be selectively heat-treated without damaging the metal film. Since the coating film is selectively heated, there is an advantage that the temperature can be easily controlled and a large area of glass can be evenly heat-treated.

更に、マイクロ波を用いた加熱に加えて、レーザービーム加熱、予熱又はこれらの組み合わせを更に行うことにより、マイクロ波を用いた表面選択加熱を効率よく適用してLow−Eガラスの性能を大幅に改善することができ、製造工程上の既存の問題を解消することができる。 Furthermore, by further performing laser beam heating, preheating, or a combination thereof in addition to heating using microwaves, surface selective heating using microwaves can be efficiently applied to significantly improve the performance of Low-E glass. It can be improved and the existing problems in the manufacturing process can be solved.

すなわち、既存の熱風による熱処理に際して製造されたLow−Eガラスの切断不可の問題を解消することができ、放射性能が調節し難いという問題を解消することができる。なお、既存のフラッシュランプ (flash lamp)を用いるときにかかるランプの取替えコストを節減することができ、Low−Eガラスの遅いタクトタイム(tact time)又はサイクルタイム(cycle time)を改善することができる。加えて、既存の電子ビーム(electron beam)を用いるときに発生するガラス変色の発生を防ぐことができ、相対的に高いエネルギー消耗量を低減することができる。 That is, it is possible to solve the problem that the Low-E glass manufactured during the heat treatment with the existing hot air cannot be cut, and it is possible to solve the problem that the radiation performance is difficult to adjust. In addition, it is possible to reduce the replacement cost of the lamp when using the existing flash lamp, and to improve the slow takt time or cycle time of the Low-E glass. it can. In addition, it is possible to prevent the occurrence of glass discoloration that occurs when an existing electron beam is used, and it is possible to reduce a relatively high energy consumption.

本発明の一実施形態によるLow−Eガラス(Low−Emissivity Glass)の熱処理システムに対する概略構成図である。It is a schematic block diagram for the heat treatment system of Low-Emissivity Glass by one Embodiment of this invention. 図1のLow−Eガラスの熱処理システムに用いられるマイクロ波モジュールの作動原理を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the operation principle of the microwave module used in the heat treatment system of Low-E glass of FIG. 図2のマイクロ波モジュールの熱処理性能を説明するためのLow−EガラスのHR−TEM像である。It is an HR-TEM image of the Low-E glass for demonstrating the heat treatment performance of the microwave module of FIG. 本発明の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに採用可能なLow−Eガラス用ガラスプレートを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the glass plate for Low-E glass which can be adopted in the heat treatment system of Low-E glass according to embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに対する概略構成図である。It is a schematic block diagram for the heat treatment system of Low-E glass according to another embodiment of this invention. 図5のLow−Eガラスの熱処理システムの一部の構成を説明するためのガラスコンベクションオーブンの予熱装置の部分に対する概略横断面図である。It is a schematic cross-sectional view with respect to the part of the preheating apparatus of the glass convection oven for explaining the structure of a part of the heat treatment system of Low-E glass of FIG. 本発明の更に他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに採用可能なレーザーモジュールの作動状態を示す図である。It is a figure which shows the operating state of the laser module which can be adopted in the heat treatment system of Low-E glass by still another Embodiment of this invention. 図7のLow−Eガラスの熱処理システムに採用されるレーザーモジュールの構成及び作動原理を説明するためのレーザーモジュールの部分に対する概略横断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a portion of the laser module for explaining the configuration and operating principle of the laser module used in the Low-E glass heat treatment system of FIG. 7. 本発明の更に他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに採用可能なマイクロ波モジュール及びレーザーモジュールの配置形態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement form of the microwave module and the laser module which can be adopted in the heat treatment system of Low-E glass by still another Embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the heat treatment method of Low-E glass by still another Embodiment of this invention.

本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の実施形態を有し得るが、特定の実施形態を図面に例示し、且つ詳細に説明する。しかしながら、これは、本発明を特定の実施形態に限定することを意図するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物若しくは代替物を含むものと理解されるべきである。各図面についての説明のしやすさのために、同じ構成要素には同じ参照符号を付する。 The present invention can be modified in various ways and may have various embodiments, but specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the invention to any particular embodiment and should be understood to include any modifications, equivalents or alternatives contained within the ideas and technical scope of the invention. is there. The same components are designated by the same reference numerals for ease of description of each drawing.

第1、第2、A、Bなどの用語は、様々な構成要素を説明する上で使用可能であるが、これらの構成要素は、これらの用語により限定されてはならない。これらの用語は、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない範囲内において、第1の構成要素は第2の構成要素と命名可能であり、同様に、第2の構成要素もまた第1の構成要素と命名可能である。及び/又はという用語は、複数の関連する記載項目の組み合わせ又は複数の関連する記載項目のうちのいずれか一つの項目を含む。 Terms such as first, second, A, and B can be used to describe the various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. For example, within the scope of the rights of the present invention, the first component can be named the second component, and similarly, the second component can also be named the first component. is there. The terms and / or include any one of a combination of a plurality of related entries or a plurality of related entries.

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いると言及されたときや、「接続」されていると言及されたときには、その他の構成要素に直結されていてもよく、直接的に接続されていてもよいが、これらの間に他の構成要素が介在されていてもよいと理解されるべきである。これに対し、ある構成要素が他の構成要素に「直結されて」いると言及されたときや、「直接的に接続されて」いると言及されたときには、これらの間に他の構成要素が存在しないと理解されるべきである。 When one component is mentioned to be "connected" to another, or when it is mentioned to be "connected", it may be directly connected to the other component or directly connected. It should be understood that other components may intervene between them. On the other hand, when one component is mentioned to be "directly connected" to another, or when it is mentioned to be "directly connected", the other component is between them. It should be understood that it does not exist.

本明細書において用いられた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものに過ぎず、本発明を限定する意図を有するものではない。単数の表現は、文脈からみて、別途に断りのない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」、「備える」、「有する」などと関連する用語は、明細書の上に記載されている特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指し示すためのものに過ぎず、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。 The terms used herein are merely used to describe a particular embodiment and are not intended to limit the invention. The singular expression includes multiple expressions in the context, unless otherwise noted. In the present specification, terms related to "including", "providing", "having", etc. are the features, numbers, stages, operations, components, parts, or combinations thereof described above the specification. Is merely to indicate the existence of, and does not preclude the existence or addability of one or more other features, numbers, stages, actions, components, parts or combinations thereof. Should be understood.

また、本明細書において、誤解の余地がない限り、ある文字の下付き文字又は上付き文字が他の下付き文字又は上付き文字を有するとき、表示のしやすさのために、下付き文字又は上付き文字の他の下付き文字又は上付き文字と同じ形態で表示可能である。 Also, in this specification, unless there is room for misunderstanding, when a subscript or superscript of one character has another subscript or superscript, the subscript is for ease of display. Alternatively, it can be displayed in the same form as other subscripts or superscripts of superscripts.

本明細書において、別途に断りのない限り、技術的又は科学的な用語をはじめとして、ここで用いられるあらゆる用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同じ意味を含む。一般的に用いられる、辞書に定義されているような用語は、関連する記述の文脈上の意味と一致する意味であると解釈されてはならず、本明細書において明らかに定義しない限り、理想的な意味や過度に形式的な意味であると解釈されない。 Unless otherwise noted herein, any term used herein, including technical or scientific terms, is generally understood by those with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It has the same meaning as the one. Commonly used terms such as those defined in a dictionary should not be construed as having a meaning consistent with the contextual meaning of the relevant description and are ideal unless expressly defined herein. It is not interpreted as a formal or overly formal meaning.

以下、添付図面に基づいて、本発明による好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態によるLow−Eガラス(Low−Emissivity Glass)の熱処理システムに対する概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram for a heat treatment system of Low-Emissivity Glass according to an embodiment of the present invention.

図1を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システム100は、搬送装置20及びマイクロ波モジュール30を備える。Low−Eガラスの熱処理システム100は、マイクロ波モジュール30が配設されるガラスコンベクションオーブンやこれに対応する機能を行うチャンバーを備えていてもよい。 Referring to FIG. 1, the Low-E glass heat treatment system 100 according to the present embodiment includes a transfer device 20 and a microwave module 30. The Low-E glass heat treatment system 100 may include a glass convection oven in which the microwave module 30 is arranged and a chamber that performs a corresponding function.

搬送装置20は、ガラスコンベクションオーブンやチャンバーに組み付けられてオーブンやチャンバーの外部から内部に、再び内部から外部にガラスプレート10を搬送してもよい。ガラスプレート10の片面には金属膜が予め形成されていてもよい。 The transfer device 20 may be assembled in a glass convection oven or chamber to transfer the glass plate 10 from the outside to the inside of the oven or the chamber and from the inside to the outside again. A metal film may be formed in advance on one side of the glass plate 10.

金属膜は、Low−Eコーティング層と称してもよく、金属膜の伝導率又は導電率は、マイクロ波により金属膜に形成される温度(以下、第1の温度と称する。)において銅(Cu)の伝導率よりも大きくてもよい。金属膜は、銀(Ag)であってもよく、銀(Ag)を主成分として含んでいてもよい。 The metal film may be referred to as a Low-E coating layer, and the conductivity or conductivity of the metal film is copper (Cu) at a temperature (hereinafter referred to as a first temperature) formed on the metal film by microwaves. ) May be greater than the conductivity. The metal film may be silver (Ag) or may contain silver (Ag) as a main component.

ガラスプレート10は、搬送装置20の一方の側から搬入(loading)されて搬送装置20の他方の側に、例えば、第1の方向D1に搬送されてもよい。搬送装置20は、コンベヤベルトタイプのものであってもよい。 The glass plate 10 may be loaded from one side of the transport device 20 and transported to the other side of the transport device 20, for example, in the first direction D1. The conveyor belt type 20 may be a conveyor belt type.

本実施形態のLow−Eガラスの熱処理システム100において、片面に金属膜が形成されているガラスプレート10が搬送装置20に搬入される部分は搬入ゾーン(loading zone)Z0と称してもよく、マイクロ波モジュール30が配設された部分はマイクロ波ゾーン(microwave zone)Z2と称してもよく、結晶化された金属膜が形成されているガラスプレート10を搬送装置20から搬出する部分は搬出ゾーン(unloading zone)Z6と称してもよい。 In the Low-E glass heat treatment system 100 of the present embodiment, the portion where the glass plate 10 having the metal film formed on one side is carried into the transfer device 20 may be referred to as a loading zone Z0, and may be referred to as a microwave. The portion where the wave module 30 is arranged may be referred to as a microwave zone Z2, and the portion where the glass plate 10 on which the crystallized metal film is formed is carried out from the transport device 20 is a carry-out zone (carry-out zone). It may be called unloading zone) Z6.

マイクロ波ゾーンZ2において、ガラスプレート10上の金属膜の表面は温度雰囲気(200〜500℃)を形成するマイクロ波32により選択的に加熱されてもよい。ここで、マイクロ波モジュール30は、金属膜の表面から深さ1μm以下に金属膜が加熱されるようにマイクロ波32を制御してもよい。 In the microwave zone Z2, the surface of the metal film on the glass plate 10 may be selectively heated by the microwave 32 forming a temperature atmosphere (200 to 500 ° C.). Here, the microwave module 30 may control the microwave 32 so that the metal film is heated to a depth of 1 μm or less from the surface of the metal film.

マイクロ波32の周波数は数GHzであってもよく、マイクロ波32の幅は10cm〜15cmであってもよい。マイクロ波32の長手方向は第1の方向D1と直交してもよく、マイクロ波32の幅は第1の方向D1におけるウェーブ幅(wave width)であってもよい。 The frequency of the microwave 32 may be several GHz, and the width of the microwave 32 may be 10 cm to 15 cm. The longitudinal direction of the microwave 32 may be orthogonal to the first direction D1, and the width of the microwave 32 may be the wave width in the first direction D1.

上述したマイクロ波32の周波数や幅は、金属膜の伝導率に応じて調整可能である。例えば、金属膜の伝導率が高ければ、同じ周波数及び温度において金属膜の表面における伝導率が高いため相対的に浅い深さで加熱されることがある。つまり、本実施形態においては、マイクロ波熱処理が金属膜の表面電流が急減し始まるしきい値に対応する所定の深さ以下において金属膜の表面を選択的に加熱できるようにマイクロ波の強さや周波数若しくは照射幅などを決めてもよい。 The frequency and width of the microwave 32 described above can be adjusted according to the conductivity of the metal film. For example, if the conductivity of the metal film is high, it may be heated to a relatively shallow depth because the conductivity on the surface of the metal film is high at the same frequency and temperature. That is, in the present embodiment, the intensity of the microwave is increased so that the microwave heat treatment can selectively heat the surface of the metal film below a predetermined depth corresponding to the threshold value at which the surface current of the metal film starts to decrease sharply. The frequency or irradiation width may be determined.

図2は、図1のLow−Eガラスの熱処理システムに用いられるマイクロ波モジュールの作動原理を説明するためのグラフである。 FIG. 2 is a graph for explaining the operating principle of the microwave module used in the heat treatment system for Low-E glass of FIG.

図2を参照すると、本実施形態において、マイクロ波モジュールにより加熱されるガラスプレート上の金属膜は、供給される所定の強さ(Pa)以上のマイクロ波の出力密度(power)又はエネルギーにおいて表面から所定の深さt1まで所定の表面電流(surface current)を有する。 Referring to FIG. 2, in the present embodiment, the metal film on the glass plate heated by the microwave module has a surface at a microwave output density (power) or energy of a predetermined intensity (Pa) or more supplied. It has a predetermined surface current from to a predetermined depth t1.

このような特性は、大面積のガラスプレートを均一に熱処理して金属膜を結晶化させる上で重要なファクターになり得る。つまり、ガラスプレートの内部の熱応力がガラスの破裂係数を超えないようにガラス層の損傷や破損を避けるのに十分に均一であり、且つ短時間内に急速加熱するための条件として使用可能である。本実施形態においては、マイクロ波モジュールを用いて金属膜の表面から深さ1μm以下、好ましくは、深さ1μmよりも浅い深さに金属膜の表面を選択的に加熱する。このとき、金属膜は、銀(Ag)であってもよく、銀(Ag)を主成分として含む材料であってもよい。 Such properties can be an important factor in uniformly heat-treating a large-area glass plate to crystallize a metal film. That is, it is uniform enough to avoid damage or breakage of the glass layer so that the thermal stress inside the glass plate does not exceed the burst coefficient of the glass, and it can be used as a condition for rapid heating within a short time. is there. In the present embodiment, the surface of the metal film is selectively heated to a depth of 1 μm or less, preferably shallower than 1 μm, from the surface of the metal film by using a microwave module. At this time, the metal film may be silver (Ag) or a material containing silver (Ag) as a main component.

金属膜は、銅(Copper)、金(Gold)、クロム(Chromium)、アルミニウム(aluminum)、タングステン(Tungsten)、亜鉛(zinc)、黄銅(Brass)、ニッケル(Nickel)、鉄(Iron)、青銅(Bronze)、白金(platinum)などから選ばれる少なくとも一種の物質を更に含有していてもよい。その場合、通常、金属膜の伝導率が低くなって、同じマイクロ波表面選択加熱条件下で金属膜の表面の加熱深さが深くなるため、大面積のガラスプレートを均一に熱処理するために、マイクロ波による表面選択加熱深さが1μm以下になるようにマイクロ波の周波数やウェーブ幅などのマイクロ波照射条件を調整してもよい。 The metal film is copper, gold, Chromium, aluminum, Tungsten, zinc, brass, Nickel, iron, bronze. It may further contain at least one substance selected from (Bronze), platinum (platinum) and the like. In that case, the conductivity of the metal film is usually low, and the heating depth of the surface of the metal film is deep under the same microwave surface selective heating conditions. Therefore, in order to uniformly heat-treat a large-area glass plate, Microwave irradiation conditions such as microwave frequency and wave width may be adjusted so that the surface selective heating depth by microwave is 1 μm or less.

図3は、図2のマイクロ波モジュールの熱処理性能を説明するためのLow−EガラスのHR−TEM像である。 FIG. 3 is an HR-TEM image of Low-E glass for explaining the heat treatment performance of the microwave module of FIG.

本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムは、ガラス表面吸収率が高いというマイクロ波(microwave)の特性を用いてガラスプレート上の金属膜の表面を選択的に加熱する。 The Low-E glass heat treatment system according to the present embodiment selectively heats the surface of the metal film on the glass plate by using the characteristic of microwave (microwave) that the glass surface absorption rate is high.

Low−Eガラスとして用いるためのガラスプレートは、図3の高解像度(high resolution;HR)透過電子顕微鏡(transmission electron microscopy;TEM)像で示すように、ガラス層11と、Low−E層(low−emissitivy layer)12及び金属層13を備えていてもよい。本実施形態において、ガラス層11は、ガラス基板(glass substrate)と称してもよく、金属層13は白金(Pt)層であってもよい。 The glass plate for use as Low-E glass includes a glass layer 11 and a Low-E layer (low), as shown in the high resolution (HR) transmission electron microscope (TEM) image of FIG. -Emissivity layer) 12 and a metal layer 13 may be provided. In the present embodiment, the glass layer 11 may be referred to as a glass substrate, and the metal layer 13 may be a platinum (Pt) layer.

このように、本実施形態においては、ガラス表面吸収率が高いというマイクロ波の特性を用いてLow−Eガラス用の大面積のガラスプレート上の金属膜を均一に結晶化させることができる。 As described above, in the present embodiment, the metal film on the large-area glass plate for Low-E glass can be uniformly crystallized by using the microwave characteristic that the glass surface absorption rate is high.

また、金属膜の伝導度が高くなればなるほど、表面選択加熱による浸透深さが浅くなるため、本実施形態においては、金属膜として銀(Ag)又は銀(Ag)を主成分として含む材料を用いて金属膜に対するマイクロ波の表面浸透深さが1μm以下になるように制御し、これにより熱処理性能を向上させることができる。 Further, the higher the conductivity of the metal film, the shallower the penetration depth due to surface selective heating. Therefore, in the present embodiment, a material containing silver (Ag) or silver (Ag) as a main component is used as the metal film. It can be used to control the surface penetration depth of the microwave to the metal film to be 1 μm or less, whereby the heat treatment performance can be improved.

更に、Low−Eガラスの製造に際してレーザー加工/熱処理を行う場合、マイクロ波熱処理をレーザービーム熱処理前に行ってレーザー加工/熱処理の効率を向上させることができる。 Further, when laser processing / heat treatment is performed in the production of Low-E glass, microwave heat treatment can be performed before laser beam heat treatment to improve the efficiency of laser processing / heat treatment.

図4は、本発明の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに採用可能なLow−Eガラス用ガラスプレートを説明するための断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a glass plate for Low-E glass that can be adopted in the heat treatment system for Low-E glass according to the embodiment of the present invention.

図4を参照すると、本実施形態によるガラスプレート10は、ガラス層11、ガラス層上のLow−E層12及びLow−E層上の金属膜13を備えていてもよい。金属膜13は、熱処理後に結晶化可能である。Low−E層12は、酸化亜鉛などにより形成されてもよく、金属膜13は、銀(Ag)により形成されてもよい。 Referring to FIG. 4, the glass plate 10 according to the present embodiment may include a glass layer 11, a Low-E layer 12 on the glass layer, and a metal film 13 on the Low-E layer. The metal film 13 can be crystallized after the heat treatment. The Low-E layer 12 may be formed of zinc oxide or the like, and the metal film 13 may be formed of silver (Ag).

また、ガラスプレート10は、ガラス層11とLow−E層12との間に配設される第1の誘電体14を更に備えていてもよい。第1の誘電体14は、酸化チタンなどの材料により形成されてもよく、第1の誘電体層と称してもよい。 Further, the glass plate 10 may further include a first dielectric 14 disposed between the glass layer 11 and the Low-E layer 12. The first dielectric 14 may be formed of a material such as titanium oxide, and may be referred to as a first dielectric layer.

更に、ガラスプレート10は、ガラス層11の上部側における金属層13の上に配設された他のLow−E層15を更に備えていてもよく、他のLow−E層15の上には第2の誘電体16が積層されてもよい。第2の誘電体16は、窒化シリコンなどの窒化膜により形成されてもよい。 Further, the glass plate 10 may further include another Low-E layer 15 disposed on the metal layer 13 on the upper side of the glass layer 11, and may be on the other Low-E layer 15. The second dielectric 16 may be laminated. The second dielectric 16 may be formed of a nitride film such as silicon nitride.

本実施形態によれば、金属膜13をマイクロ波モジュールを用いて効率よく結晶化させることができ、これにより、Low−Eガラスの製造効率を向上させることができ、製造されたLow−Eガラスの性能を高めることができる。Low−Eガラスの性能は、反射性能を含む。 According to this embodiment, the metal film 13 can be efficiently crystallized by using a microwave module, whereby the production efficiency of Low-E glass can be improved, and the produced Low-E glass can be improved. Performance can be improved. The performance of Low-E glass includes reflection performance.

図5は、本発明の他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに対する概略構成図である。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram for a heat treatment system for Low-E glass according to another embodiment of the present invention.

図5を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システム100Aは、搬送装置20、マイクロ波モジュール30及び予熱装置(preheater)40を備える。Low−Eガラスの熱処理システム100Aは、予熱工程を予め行うことにより、ガラスプレート10上の金属膜をマイクロ波で表面選択加熱する効果を高めることができる。 Referring to FIG. 5, the Low-E glass heat treatment system 100A according to the present embodiment includes a transfer device 20, a microwave module 30, and a preheater (preheater) 40. The Low-E glass heat treatment system 100A can enhance the effect of surface-selective heating of the metal film on the glass plate 10 by microwaves by performing the preheating step in advance.

予熱装置40は、搬送装置20の一方の側に配置されてもよい。搬送装置20上において予熱装置40が配置される部分又は予熱工程が行われる部分は予熱ゾーン(preheater zone)Z1と称されてもよい。予熱ゾーンZ1は、搬入ゾーンの次に位置してもよく、搬入ゾーンのほとんどと重なり合うように配置されてもよい。 The preheating device 40 may be arranged on one side of the transport device 20. The portion of the transport device 20 on which the preheating apparatus 40 is arranged or the portion where the preheating step is performed may be referred to as a preheating zone (preheater zone) Z1. The preheating zone Z1 may be located next to the carry-in zone or may be arranged so as to overlap most of the carry-in zone.

予熱温度は、マイクロ波熱処理の温度(第1の温度)よりも低い温度であってもよい。予熱温度は約200℃以下であってもよく、金属膜上における温度であってもよい。 The preheating temperature may be lower than the temperature of the microwave heat treatment (first temperature). The preheating temperature may be about 200 ° C. or lower, or may be the temperature on the metal film.

予熱装置40は、熱風装置、ヒーターなどとして配設されてもよい。予熱装置40を用いれば、表面に金属膜が形成されているガラスプレート10の全体を加熱することができる。予熱は、ガラスプレート10が割れない条件下で様々な方法を用いて行うことができる。但し、予熱雰囲気や条件は、マイクロ波熱処理前に金属膜を約200℃に予熱できる予熱雰囲気や条件であれば、特に限定されない。 The preheating device 40 may be arranged as a hot air device, a heater, or the like. By using the preheating device 40, the entire glass plate 10 having a metal film formed on its surface can be heated. Preheating can be performed by using various methods under the condition that the glass plate 10 is not broken. However, the preheating atmosphere and conditions are not particularly limited as long as the metal film can be preheated to about 200 ° C. before the microwave heat treatment.

予熱工程後にマイクロ波ゾーンZ2においてマイクロ波32でガラスプレート10上の金属膜の表面を選択的に加熱した後、徐冷ゾーン(slow cooling zone)Z4においてガラスプレート及び結晶化された金属膜を徐々に冷却することができる。 After the preheating step, the surface of the metal film on the glass plate 10 is selectively heated by the microwave 32 in the microwave zone Z2, and then the glass plate and the crystallized metal film are gradually heated in the slow cooling zone Z4. Can be cooled to.

図6は、図5のLow−Eガラスの熱処理システムの一部の構成を説明するためのガラスコンベクションオーブンの予熱装置の部分に対する概略横断面図である。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a portion of the preheater of the glass convection oven for explaining the configuration of a portion of the Low-E glass heat treatment system of FIG.

図6を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムは、ガラスコンベクションオーブン(glass convection oven)を備えていてもよい。ガラスコンベクションオーブンは、フレーム80及びフレーム80の上に固定されるチャンバー90を備えていてもよい。チャンバー90は、真空チャンバーを備えていてもよい。 Referring to FIG. 6, the Low-E glass heat treatment system according to the present embodiment may include a glass convection oven. The glass convection oven may include a frame 80 and a chamber 90 fixed on top of the frame 80. The chamber 90 may include a vacuum chamber.

チャンバー90の上部には、熱風装置が配設されてもよい。熱風装置は、ヒーター41と、送風機42と、ヒーター41及び送風機42をチャンバー90の内部空間と流体が疎通可能なように連結する配管43と、を備えていてもよい。 A hot air device may be arranged on the upper part of the chamber 90. The hot air device may include a heater 41, a blower 42, and a pipe 43 that connects the heater 41 and the blower 42 to the internal space of the chamber 90 so that fluid can communicate with each other.

チャンバー90には、搬送装置が組み付けられてもよい。搬送装置は、ガラスプレート10の搬送方向と直交する方向にチャンバー90を貫通する回転軸22、回転軸22に組み付けられて回転するローラー23及び回転軸22に駆動力を与えるモーター25を備えていてもよい。モーター25は、チャンバー90の外側の片面に配置されてもよい。 A transport device may be assembled in the chamber 90. The transport device includes a rotary shaft 22 that penetrates the chamber 90 in a direction orthogonal to the transport direction of the glass plate 10, a roller 23 that is assembled to the rotary shaft 22 and rotates, and a motor 25 that applies a driving force to the rotary shaft 22. May be good. The motor 25 may be arranged on one side outside the chamber 90.

上述したガラスコンベクションオーブンは、下端に配設された車輪により移動自在に構成されてもよい。 The glass convection oven described above may be configured to be movable by wheels arranged at the lower end.

図7は、本発明の更に他の実施形態によるLow−Eガラス(Low−Emissivity Glass)の熱処理システムに対する概略構成図である。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram for a heat treatment system of Low-Emissivity Glass according to still another embodiment of the present invention.

図7を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システム100Hは、搬送装置20、マイクロ波モジュール30及びレーザーモジュール50、ミラー61、62及びカメラ70を備える。Low−Eガラスの熱処理システム100Hは、ガラスプレート10上の金属膜をマイクロ波で表面選択方式を用いて熱処理した後、レーザービームで再び表面選択方式を用いて熱処理して金属膜を効率よく結晶化させ、これにより、金属膜又は金属膜付きLow−Eガラスの放射性能を大幅に向上させる。 Referring to FIG. 7, the Low-E glass heat treatment system 100H according to the present embodiment includes a transfer device 20, a microwave module 30, a laser module 50, mirrors 61, 62, and a camera 70. In the Low-E glass heat treatment system 100H, the metal film on the glass plate 10 is heat-treated with a microwave using the surface selection method, and then heat-treated again with a laser beam using the surface selection method to efficiently crystallize the metal film. As a result, the radiation performance of the metal film or the Low-E glass with the metal film is greatly improved.

レーザーモジュール50は、金属膜における熱処理温度が約500℃〜約650℃になるように作動してもよい。レーザーモジュール50は、ガラスプレート10の搬送方向とは反対の方向に斜めにレーザービーム52を照射してもよいが、本発明はこれに限定されるものではなく、搬送方向に斜めにレーザービームを照射するように配置されてもよい。いうまでもなく、実施形態によっては、搬送方向及び搬送方向とは反対の方向に斜めにレーザービームをそれぞれ放出する複数のレーザーモジュールが使用可能である。 The laser module 50 may be operated so that the heat treatment temperature in the metal film is about 500 ° C. to about 650 ° C. The laser module 50 may irradiate the laser beam 52 diagonally in the direction opposite to the transport direction of the glass plate 10, but the present invention is not limited to this, and the laser beam is obliquely irradiated in the transport direction. It may be arranged to irradiate. Needless to say, depending on the embodiment, a plurality of laser modules that emit laser beams diagonally in the transport direction and in directions opposite to the transport direction can be used.

また、レーザービーム52による熱処理効率を高めるために、レーザービーム52を再びガラスプレート10上の金属膜に反射するミラーが配設されてもよい。 Further, in order to increase the heat treatment efficiency of the laser beam 52, a mirror that reflects the laser beam 52 on the metal film on the glass plate 10 may be arranged again.

ミラーは、第1のミラー61及び第2のミラー62を備えていてもよい。第1のミラー61は、ガラスプレート10の下部に配設され、レーザーモジュール50からガラスプレート10を通過して進むレーザービーム52を反射してもよい。第2のミラー62は、第1のミラー61から反射されるレーザービームを再びガラスプレート10に反射してもよい。このような反射構造によれば、レーザービームは少なくとも1回以上の千鳥状の進行経路を有し、ガラスプレート10を複数回貫通することができる。 The mirror may include a first mirror 61 and a second mirror 62. The first mirror 61 may be arranged below the glass plate 10 and reflect the laser beam 52 traveling from the laser module 50 through the glass plate 10. The second mirror 62 may reflect the laser beam reflected from the first mirror 61 on the glass plate 10 again. According to such a reflection structure, the laser beam has at least one staggered traveling path and can penetrate the glass plate 10 a plurality of times.

レーザービーム52は、ガラスプレート10の主面又は上面と平行であり、且つ、ガラスプレート10の搬送方向D1と直交する方向に延びるラインビーム状を呈してもよい。高出力大型ラインビーム(レーザービーム)を用いれば、大面積のガラスプレートを効率よく且つ均一に熱処理することができる。 The laser beam 52 may have a line beam shape that is parallel to the main surface or the upper surface of the glass plate 10 and extends in a direction orthogonal to the transport direction D1 of the glass plate 10. By using a high-power large-scale line beam (laser beam), a large-area glass plate can be efficiently and uniformly heat-treated.

カメラ70は、徐冷ゾーンZ4を通過して出るガラスプレート10上の結晶化された金属膜をモニターリングするためのものである。カメラ70は、モニターリングシステムの一部の構成要素であって、モニターリングシステムのモニターに有線又は無線のネットワークを介して接続可能である。 The camera 70 is for monitoring the crystallized metal film on the glass plate 10 exiting through the slow cooling zone Z4. The camera 70 is a component of the monitoring system and can be connected to the monitor of the monitoring system via a wired or wireless network.

カメラ70及びモニターは、モニターリングシステムの一例であって、結晶化された金属膜の状態やガラスプレート10の熱処理の状態を確認する手段であるが、このような手段に対応する機能を行う構成要素であれば、特に限定されない。 The camera 70 and the monitor are examples of a monitoring system and are means for confirming the state of the crystallized metal film and the state of the heat treatment of the glass plate 10, and are configured to perform functions corresponding to such means. If it is an element, it is not particularly limited.

搬送装置20の他方の端側においてモニターリング工程を行う部分をモニターリングゾーン(monitoring zone)Z5と称する。モニターリングゾーンZ5の少なくとも一部は、搬出ゾーンと重なり合ってもよい。 The portion of the transport device 20 on the other end side where the monitoring process is performed is referred to as a monitoring zone Z5. At least a part of the monitoring zone Z5 may overlap with the carry-out zone.

図8は、図7のLow−Eガラスの熱処理システムに採用されるレーザーモジュールの構成及び作動原理を説明するためのレーザーモジュール部分に対する概略横断面図である。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the laser module portion for explaining the configuration and operating principle of the laser module adopted in the heat treatment system for Low-E glass of FIG.

図8を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに採用されるレーザーモジュール50は、板ガラスの生産ラインの速度を考慮して構成してもよい。 Referring to FIG. 8, the laser module 50 used in the Low-E glass heat treatment system according to the present embodiment may be configured in consideration of the speed of the flat glass production line.

レーザーモジュール50は、多数のレーザーヘッドを備えていてもよく、レーザーダイオードアレイを備えていてもよい。レーザーモジュール50は、ガラスプレート10から所定の距離L1を隔てて配置されてもよい。離隔距離は、約250mm〜約300mmであってもよい。 The laser module 50 may include a large number of laser heads or may include a laser diode array. The laser module 50 may be arranged at a predetermined distance L1 from the glass plate 10. The separation distance may be about 250 mm to about 300 mm.

レーザービーム52は、レーザーモジュール50からガラスプレート10又は第1のミラー61に進むにつれてラインビームの長手方向D2において全体的にビーム幅が広くなる形状を呈してもよい。ラインビームのビーム幅は、1mmであってもよい。 The laser beam 52 may have a shape in which the overall beam width becomes wider in the longitudinal direction D2 of the line beam as it advances from the laser module 50 to the glass plate 10 or the first mirror 61. The beam width of the line beam may be 1 mm.

上述したビーム幅のラインビームを用いれば、所定の生産速度若しくは搬送速度を有する大型ガラスプレートの搬送装置上においてレーザービームによる金属膜の表面の選択加熱を均一に行うことができるというメリットがある。搬送速度は、50mm/s〜150mm/sであってもよい。 When the line beam having the above-mentioned beam width is used, there is an advantage that the selective heating of the surface of the metal film by the laser beam can be uniformly performed on the transfer device of a large glass plate having a predetermined production speed or transfer speed. The transport speed may be 50 mm / s to 150 mm / s.

図9は、本発明の更に他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システムに採用可能なマイクロ波モジュール及びレーザーモジュールの配置形態の変形例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the arrangement form of the microwave module and the laser module that can be adopted in the heat treatment system for Low-E glass according to still another embodiment of the present invention.

図9を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理システム100Kは、搬送装置20、マイクロ波モジュール30及びレーザーモジュール50、ミラー61、62及びカメラ70を備える。Low−Eガラスの熱処理システム100Kは、ガラスプレート10上の金属膜をレーザーモジュール50を用いて表面選択方式で熱処理し、マイクロ波モジュール30を用いて表面選択方式で熱処理して金属膜を効率よく結晶化させ、これにより、金属膜又は金属膜付きLow−Eガラスの放射性能を大幅に向上させる。 Referring to FIG. 9, the Low-E glass heat treatment system 100K according to the present embodiment includes a transfer device 20, a microwave module 30, a laser module 50, mirrors 61, 62, and a camera 70. In the Low-E glass heat treatment system 100K, the metal film on the glass plate 10 is heat-treated by the surface selection method using the laser module 50, and the metal film is efficiently heat-treated by the surface selection method using the microwave module 30. It is crystallized, which greatly improves the radiation performance of the metal film or the Low-E glass with the metal film.

レーザーモジュール50は、金属膜における熱処理温度が約500℃〜約650℃になるように作動可能である。レーザーモジュール50は、ガラスプレート10の搬送方向とは反対の方向に斜めにレーザービーム52を照射してもよいが、本発明はこれに限定されるものではなく、搬送方向に斜めにレーザービームを照射するように配置されてもよい。いうまでもなく、実施形態によっては、搬送方向及び搬送方向とは反対の方向に斜めにレーザービームをそれぞれ放出する複数のレーザーモジュールが使用可能である。 The laser module 50 can be operated so that the heat treatment temperature in the metal film is about 500 ° C. to about 650 ° C. The laser module 50 may irradiate the laser beam 52 diagonally in the direction opposite to the transport direction of the glass plate 10, but the present invention is not limited to this, and the laser beam is obliquely irradiated in the transport direction. It may be arranged to irradiate. Needless to say, depending on the embodiment, a plurality of laser modules that emit laser beams diagonally in the transport direction and in directions opposite to the transport direction can be used.

このように、本実施形態によれば、少なくとも一つ以上のマイクロ波モジュール30と少なくとも一つ以上のレーザーモジュール50とを組み合わせて金属膜の熱処理温度を制御することができる。このような方法によれば、金属膜の表面を選択的に高温で熱処理することができて金属膜の効率よい結晶化を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, the heat treatment temperature of the metal film can be controlled by combining at least one or more microwave modules 30 and at least one or more laser modules 50. According to such a method, the surface of the metal film can be selectively heat-treated at a high temperature, and the metal film can be efficiently crystallized.

図10は、本発明の更に他の実施形態によるLow−Eガラスの熱処理方法を説明するためのフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart for explaining a heat treatment method for Low-E glass according to still another embodiment of the present invention.

図10を参照すると、本実施形態によるLow−Eガラスの熱処理方法は、マイクロ波モジュールを用いてガラスプレート上の金属膜の表面における所定の厚さの部分のみを選択的に加熱する主な工程に加えて、熱風装置、ヒーターなどを用いた予熱過程やレーザービームを用いた2次的な選択表面熱処理工程を更に含んでいてもよい。 Referring to FIG. 10, the heat treatment method for Low-E glass according to the present embodiment is a main step of selectively heating only a portion having a predetermined thickness on the surface of a metal film on a glass plate using a microwave module. In addition, a preheating process using a hot air device, a heater, or the like and a secondary selective surface heat treatment process using a laser beam may be further included.

本実施形態においては、熱風による予熱、マイクロ波による表面選択熱処理及びレーザービームによる表面選択熱処理を記載の順番に従って行う場合を中心に説明する。 In the present embodiment, a case where preheating with hot air, surface selective heat treatment with microwaves, and surface selective heat treatment with a laser beam are performed in the order described will be mainly described.

まず、ガラスプレートを搬送装置の一方の側に搬入してもよい(S121)。ガラスプレートの片面には金属膜が配置されてもよい。金属膜は、噴射、塗布、スパッタリングなどの方法によりガラスプレートの上に予め形成されてもよい。搬送装置は、50mm/s〜150mm/sの搬送速度でガラスプレートを搬送してもよい。 First, the glass plate may be carried into one side of the transport device (S121). A metal film may be arranged on one side of the glass plate. The metal film may be preformed on the glass plate by a method such as injection, coating, or sputtering. The transport device may transport the glass plate at a transport speed of 50 mm / s to 150 mm / s.

次いで、マイクロ波ゾーン(microwave zone)においてマイクロ波を用いてガラスプレート上の金属膜の表面を1μm未満の深さに選択的に加熱してもよい(S123)。マイクロ波により加熱された金属膜は、結晶化可能である。 The surface of the metal film on the glass plate may then be selectively heated to a depth of less than 1 μm using microwaves in the microwave zone (S123). The metal film heated by microwaves can be crystallized.

次いで、レーザーミラーゾーン(laser mirror zone)においてレーザービームを用いて金属膜の表面を2次的に選択的に加熱してもよい(S124)。レーザービームにより加熱された金属膜は、結晶化可能である。 The surface of the metal film may then be secondarily and selectively heated using a laser beam in the laser mirror zone (S124). The metal film heated by the laser beam can be crystallized.

次いで、徐冷ゾーン(slow cooling zone)において熱交換器を用いてガラスプレート又は金属膜を徐々に冷却してもよい(S125)。 Then, the glass plate or the metal film may be gradually cooled by using a heat exchanger in the slow cooling zone (S125).

次いで、結晶化された金属膜が形成されたガラスプレート(以下、Low−Eガラス又はLow−Eガラス半製品と称する。)を搬送装置から搬出してもよい(S126)。 Next, the glass plate on which the crystallized metal film is formed (hereinafter, referred to as Low-E glass or Low-E glass semi-finished product) may be carried out from the transport device (S126).

本実施形態によれば、ガラスプレート上の金属膜を熱風装置で予熱し、マイクロ波で1次的に加熱し、レーザービームで2次的に加熱して放射性能に優れたLow−Eガラスを製造することができる。つまり、ガラスプレート上の金属膜の表面に対する選択的な加熱によりLow−Eコーティング層の損傷なしにLow−Eコーティング層上の金属膜を結晶化させることができる。 According to the present embodiment, the metal film on the glass plate is preheated by a hot air device, primarily heated by a microwave, and secondarily heated by a laser beam to obtain Low-E glass having excellent radiation performance. Can be manufactured. That is, the metal film on the Low-E coating layer can be crystallized without damaging the Low-E coating layer by selectively heating the surface of the metal film on the glass plate.

一方、本実施形態において、マイクロ波を用いて金属膜の表面を選択的に熱処理するステップ(S123)は、レーザービームで金属膜の表面を選択的に熱処理するステップ(S124)前に行われることに何等限定されるものではなく、レーザービームを用いた熱処理ステップ後に行われてもよい。その場合、マイクロ波モジュール及びレーザーモジュール間の配置関係に応じて、マイクロ波による金属膜の表面の温度(第1の温度)を基準とするレーザービームによる金属膜の表面の温度(第2の温度)は、第1の温度よりも高いことが好ましい。但し、モジュールの配置や、金属膜の材料、厚さなどの工程条件に応じて、レーザーモジュールによる金属膜の表面の温度は、第1の温度よりも低くてもよい。例えば、複数のレーザーモジュールがマイクロ波モジュールの前後にそれぞれ配設されてもよく、その場合、複数のレーザーモジュールは、異なる金属膜の表面温度において動作するように制御されてもよい。 On the other hand, in the present embodiment, the step (S123) of selectively heat-treating the surface of the metal film using microwaves is performed before the step (S124) of selectively heat-treating the surface of the metal film using a laser beam. It is not limited to the above, and may be performed after the heat treatment step using a laser beam. In that case, the temperature of the surface of the metal film by the laser beam (second temperature) based on the temperature of the surface of the metal film by the microwave (first temperature) is based on the arrangement relationship between the microwave module and the laser module. ) Is preferably higher than the first temperature. However, the temperature of the surface of the metal film by the laser module may be lower than the first temperature depending on the process conditions such as the arrangement of the modules, the material of the metal film, and the thickness. For example, a plurality of laser modules may be arranged before and after the microwave module, respectively, in which case the plurality of laser modules may be controlled to operate at different metal film surface temperatures.

また、本実施形態において、マイクロ波を用いて熱処理するステップ(S123)及びレーザービームで熱処理するステップ(S124)前には、予熱ゾーン(preheating zone)において熱風装置を用いてガラスプレート、金属膜又はこれらの両方を予熱するステップ(S122)を更に含んでいてもよい。この場合、マイクロ波モジュールやレーザーモジュールにより相対的に高い温度に金属膜を急速加熱するとき、予熱処理を用いて金属膜の熱の拡散又は熱の分散を効率よく補助することができるというメリットがある。 Further, in the present embodiment, before the step (S123) of heat treatment using microwaves and the step (S124) of heat treatment using a laser beam, a glass plate, a metal film, or a glass plate, a metal film, or a glass plate, a metal film, or a metal film is used in a preheating zone using a hot air device. A step (S122) of preheating both of these may be further included. In this case, when the metal film is rapidly heated to a relatively high temperature by a microwave module or a laser module, there is an advantage that the heat diffusion or heat dispersion of the metal film can be efficiently assisted by using the preheat treatment. is there.

このように、熱風と、マイクロ波及びレーザービームの複合エネルギーを用いる急速選択型熱処理(rapid selective thermal processing;RSTP)方法及びシステムによれば、Low−Eガラスの金属膜に対する熱処理に際して600℃〜700℃の温度雰囲気を効率よく実現することができ、これにより、Low−Eガラスの熱処理工程に対する効率を高めることができ、ガラス層やLow−E層の損傷なしに超高効率の大面積のLow−Eガラスの均一な金属膜の熱処理を手軽に行うことができるというメリットがある。超高効率の大面積のLow−Eガラスは、厚さ250mm、寸法800mm×1600mm以上の断熱ガラスパネルを含んでいてもよい。 Thus, according to rapid selective thermal processing (RSTP) methods and systems that use the combined energy of hot air and microwaves and laser beams, 600 ° C. to 700 ° C. for heat treatment of metal films of Low-E glass. It is possible to efficiently realize a temperature atmosphere of ° C., which makes it possible to increase the efficiency of the Low-E glass for the heat treatment process, and the low of a large area with ultra-high efficiency without damage to the glass layer and the Low-E layer. -E There is an advantage that heat treatment of a uniform metal film of glass can be easily performed. The ultra-high efficiency, large area Low-E glass may include a heat insulating glass panel having a thickness of 250 mm and dimensions of 800 mm × 1600 mm or more.

一方、上述した実施形態において、マイクロ波を用いた熱処理は、誘導コイルや加熱体(mold insert)を用いるインダクションヒーター(induction heater)による熱処理に置換可能である。このようなインダクションヒーティング方法は、伝導率の代わりに、材料の電気抵抗率(electrical resistivity)や相対透磁率(ralative magnetic permeability)に伴う表面選択加熱を行うことができる。電気抵抗率とは、単位長さを有する物体又はある物体の単位容積の電気抵抗のことをいう。材料の相対透磁率は、純粋な材料の透磁率を真空の透磁率で割った値であって、銅の相対透磁率である1を基準として計算可能である。 On the other hand, in the above-described embodiment, the heat treatment using microwaves can be replaced with the heat treatment by an induction heater (induction heater) using an induction coil or a heating body (mold insulator). In such an induction heating method, instead of conductivity, surface selective heating can be performed according to the electrical resistivity and relative magnetic permeability of the material. The electrical resistivity refers to the electrical resistance of an object having a unit length or a unit volume of a certain object. The relative magnetic permeability of a material is a value obtained by dividing the magnetic permeability of a pure material by the magnetic permeability of a vacuum, and can be calculated with reference to 1, which is the relative magnetic permeability of copper.

すなわち、インダクションヒーティングは、金属膜の単位面積を垂直に通る磁気力線の数で表わされる磁力線密度(磁束密度)を制御して、金属膜の表面から1μm以下に選択的に加熱するように実現されてもよい。インダクションヒーティングのためのインダクションヒーターは、マイクロ波モジュールに比べて金属膜寄りに配置されてもよい。 That is, in induction heating, the magnetic field line density (magnetic flux density) represented by the number of magnetic field lines that vertically pass through a unit area of the metal film is controlled so as to selectively heat the metal film to 1 μm or less from the surface. It may be realized. The induction heater for induction heating may be arranged closer to the metal film than the microwave module.

以上、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、当該技術分野における熟練された当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正及び変更することができるということが理解できる筈である。 Although the above description has been made with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will not deviate from the ideas and areas of the present invention described in the claims below. It should be understood that the present invention can be modified and modified in various ways.

Claims (7)

片面に金属膜が形成されたガラスプレートを搬送装置の一方の側に搬入するステップと、
前記搬送装置の一方の側から他方の側に向かう搬送方向の第1の領域において第1の温度でマイクロ波を用いて前記金属膜を選択的に熱処理するステップと、
前記マイクロ波を用いて熱処理するステップ前又は後に、前記搬送方向における前記第1の領域の前端又は後端に位置する第2の領域において第2の温度でレーザービームを用いて前記金属膜を選択的に熱処理するステップと、を含み、
前記金属膜は銀を主成分とし、銅、金、クロム、アルミニウム、タングステン、亜鉛、黄銅、ニッケル、鉄、青銅、及び白金から選択される一つまたは複数の物質を含み、
前記第1の温度でマイクロ波により熱処理される金属膜の伝導率は、前記第1の温度における銅の伝導率より大きく、前記第1の温度とは200℃乃至500℃であり、前記マイクロ波の幅は10cm乃至15cmであり、前記マイクロ波の幅の方向は前記搬送方向と同一であり、前記マイクロ波を用いて熱処理するステップにおいて、前記金属膜の表面から深さ1μmまでを加熱し、
前記レーザービームによる前記金属膜を熱処理する第2の温度とは、500℃乃至650℃であり、前記レーザービームはラインビームであり、前記ラインビームの幅は1mm以下であり、前記ラインビームは前記搬送方向と直交する、
Low−Eガラスの熱処理方法。
A step of carrying a glass plate having a metal film formed on one side to one side of a transport device, and
A step of selectively heat-treating the metal film using microwaves at a first temperature in a first region in a transport direction from one side of the transport device to the other side.
Before or after the step of heat treatment using the microwave, the metal film is selected by using a laser beam at a second temperature in a second region located at the front end or the rear end of the first region in the transport direction. Including the step of heat-treating
The metal film is mainly composed of silver and contains one or more substances selected from copper, gold, chromium, aluminum, tungsten, zinc, brass, nickel, iron, bronze, and platinum.
The thermal conductivity of the metal film heat-treated by microwaves at the first temperature is larger than the thermal conductivity of copper at the first temperature, and the first temperature is 200 ° C. to 500 ° C. The width of the microwave is 10 cm to 15 cm, the width direction of the microwave is the same as the transport direction, and in the step of heat treatment using the microwave, the metal film is heated to a depth of 1 μm from the surface. And
A second temperature for heat treating the metal film by the laser beam is 500 ° C. to 650 ° C., wherein the laser beam is a line beam, the width of the line beam Ri der below 1 mm, the line beam Orthogonal to the transport direction,
A method for heat-treating Low-E glass.
前記レーザービームで熱処理するステップにおいては、前記ラインビームで前記金属膜の表面から深さ1μmまでを加熱する、請求項に記載のLow−Eガラスの熱処理方法。 Wherein in the step of heat treatment with a laser beam, it is heated to a depth 1μm from the surface of the metal film in the line beam, the heat treatment method of the Low-E glass according to claim 1. 前記マイクロ波で熱処理するステップ前に、又は前記レーザービームで熱処理するステップ前に、前記搬送方向の前記第1の領域の前方において前記第1の温度よりも低い予熱温度で前記ガラスプレート又は前記金属膜を予熱処理するステップを更に含む、請求項1に記載のLow−Eガラスの熱処理方法。 Before the step of heat treatment with the microwave or before the step of heat treatment with the laser beam, the glass plate or the metal at a preheating temperature lower than the first temperature in front of the first region in the transport direction. The method for heat-treating Low-E glass according to claim 1, further comprising a step of pre-heat-treating the film. 請求項1に記載のLow−Eガラスの熱処理方法を適用するLow−Eガラスの熱処理システムであって、
片面に金属膜が形成されたガラスプレートを一方の側から搬入する前記搬送装置と、
前記搬送装置の前記一方の側から他方の側に向かう搬送方向の前記第1の領域に配設され、前記第1の温度でマイクロ波を放出するマイクロ波モジュールと、
前記マイクロ波モジュールの前端又は後端に配置されるレーザーモジュールと、
を備え、
前記マイクロ波モジュールは、前記金属膜の表面を前記マイクロ波で選択的に熱処理し、
前記レーザーモジュールは、前記搬送方向における前記第1の領域の前端又は後端に位置する前記第2の領域において前記第2の温度でレーザービームにより前記金属膜を選択的に熱処理し、
前記金属膜は銀を主成分とし、銅、金、クロム、アルミニウム、タングステン、亜鉛、黄銅、ニッケル、鉄、青銅、及び白金から選択される一つまたは複数の物質を含み、
前記第1の温度でマイクロ波により熱処理される金属膜の熱伝導率は、前記第1の温度における銅の熱伝導率より大きく、前記第1の温度とは200℃乃至500℃であり、前記マイクロ波の幅は10cm乃至15cmであり、前記マイクロ波の幅の方向は前記搬送方向と同一であり、前記マイクロ波モジュールは、前記金属膜の表面から深さ1μmまでを加熱し、
前記レーザービームによる前記金属膜を熱処理する第2の温度とは、500℃乃至650℃であり、前記レーザービームはラインビームであり、前記ラインビームの幅は1mm以下であり、前記ラインビームは前記搬送方向と直交する、
Low−Eガラスの熱処理システム。
A Low-E glass heat treatment system to which the Low-E glass heat treatment method according to claim 1 is applied.
The transport device that carries in a glass plate with a metal film formed on one side from one side, and
A microwave module disposed in the first region in the transport direction from one side to the other of the transport device and emitting microwaves at the first temperature.
A laser module arranged at the front end or the rear end of the microwave module,
With
In the microwave module, the surface of the metal film is selectively heat-treated with the microwave.
The laser module selectively heat-treats the metal film with a laser beam at the second temperature in the second region located at the front end or the rear end of the first region in the transport direction .
The metal film is mainly composed of silver and contains one or more substances selected from copper, gold, chromium, aluminum, tungsten, zinc, brass, nickel, iron, bronze, and platinum.
The thermal conductivity of the metal film heat-treated by the microwave at the first temperature is larger than the thermal conductivity of copper at the first temperature, and the first temperature is 200 ° C. to 500 ° C. The width of the microwave is 10 cm to 15 cm, the width direction of the microwave is the same as the transport direction, and the microwave module heats from the surface of the metal film to a depth of 1 μm.
The second temperature for heat-treating the metal film by the laser beam is 500 ° C. to 650 ° C., the laser beam is a line beam, the width of the line beam is 1 mm or less, and the line beam is said. Orthogonal to the transport direction,
Low-E glass heat treatment system.
前記レーザーモジュールは、前記レーザービームで前記金属膜の表面から深さ1μmまでを加熱する、
請求項に記載のLow−Eガラスの熱処理システム。
The laser module heats the metal film from the surface to a depth of 1 μm with the laser beam.
The Low-E glass heat treatment system according to claim 4 .
前記金属膜と前記ガラスプレートとの間には誘電層が配備される、請求項に記載のLow−Eガラスの熱処理システム。 The Low-E glass heat treatment system according to claim 4 , wherein a dielectric layer is provided between the metal film and the glass plate. 前記搬送方向を基準として前記マイクロ波モジュール及び前記レーザーモジュールの前端において前記第1の温度よりも低い予熱温度で前記ガラスプレート又は前記金属膜を予熱処理する予熱装置を更に備え
前記搬送装置は前記ガラスプレートを50mm/s〜150mm/sの搬送速度で搬送し、
前記レーザーモジュールは前記ラインビームのために多数のレーザーヘッドまたはレーザーダイオードアレイを備える、請求項に記載のLow−Eガラスの熱処理システム。
A preheating device for preheating the glass plate or the metal film at a preheating temperature lower than the first temperature at the front end of the microwave module and the laser module with reference to the transport direction is further provided .
The transport device transports the glass plate at a transport speed of 50 mm / s to 150 mm / s.
The Low-E glass heat treatment system according to claim 4 , wherein the laser module comprises a large number of laser heads or laser diode arrays for the line beam.
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