JP7064498B2 - 真空ガラスおよびその作製方法 - Google Patents

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Description

本出願は、2017年1月26日に中国特許庁に提出された中国特許出願第201710056845.6号に基づいており、その優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本発明は、ガラスの分野に属し、特に真空ガラスおよびその作製方法に関する。
発明の背景
エネルギーおよび環境の問題は、現在の世界における2つの主要な問題であり、結果として生じる気候問題は、21世紀に人類が直面している最大の課題の1つである。石炭および石油などの化石燃料を主なエネルギー源とする国では、エネルギー不足および環境汚染の問題はより明白である。エネルギーの節約およびエネルギーの効率的な使用は、上記の問題を解決する効果的な方法である。
建造物エネルギー消費は、総エネルギー消費の相当の割合を占めている。建造物エネルギー消費量は、建造物エネルギー消費全体の50%以上を占める暖房および空調エネルギー消費によって占められている。建造物のドアおよび窓の保温性能を改善するなど、建造物の保温性能を改善することにより、建造物のエネルギー消費を効果的に削減することができ、生活の快適性も改善することができる。
本発明者が知るところの真空ガラスは、保温、断熱および/または遮音の機能を有し、建造物、エネルギー節約、太陽エネルギーなどの分野で使用することができ、例えば、断熱および/もしくは遮音を必要とする場所もしくはデバイス内で使用することができ、または、建造物のドアおよび窓、冷凍装置のドアおよび窓、ソーラーコレクタなどのような断熱および/または遮音を必要とするデバイスとして使用することができる。真空ガラスは、断熱と断熱の達成、エネルギーの節約、消費の削減、結露の防止を達成し、ならびに/または、遮音および騒音低減などを達成する役割を果たすことができる。
図1は、本発明者が知るところの真空ガラスの斜視図であり、図2は、図1の真空ガラスの断面図である。図1および図2を参照すると、真空ガラスは、2枚のガラス板101および102、2枚のガラス板およびシーラント4によって包囲された空洞5、塞がれた排気口6、排気口6を保護するためのシールキャップ8、ならびに2枚のガラス板の間に配置された支持体2を備える。空洞5の内部は真空であり、支持体2は2枚のガラス板の間の間隙を支持するためのものである。
本発明者が知るところの真空ガラスを作製する方法は、主に以下の工程を含む。
(1)2枚のガラス板101および102を用意し、ガラス板101に排気口6を配置する。
(2)ガラス板102をほぼ水平に配置し、ガラス板102の周縁領域に沿ってスラリシーラント4を塗布し、支持体2を適切な位置に配置する。
(3)ガラス板102上に他のガラス板101を積層して、ガラス板101および102ならびにシーラント4によって画定される板状の空洞を形成する。
(4)積層されたガラス板を大気圧で加熱して、第1のガラス板101および第2のガラス板102の周縁に沿った間隙をシーラント4によってシールする。
(5)排気口6を通してシールされたガラス板の内部を真空引きし、真空引きが完了した後に排気口6を塞ぎ、塞がれた排気口6をシールキャップ8で覆う。
中国特許出願公開第1621653号は、排気口を備えた真空ガラスを開示しており、この真空ガラスは、赤外線吸収材料シェルによって封止されたゲッタをさらに備えている。図3を参照すると、真空ガラスは、互いに対向する2枚のガラス板101および102と、それらの間に配置された支持体2とを備え、そのため、空洞5がガラス板101と102との間で囲まれている。ガラス板101には排気口6が設けられており、排気口6はシールキャップ8により塞がれている。閉鎖された赤外線吸収材料シェル31とその中に配置されたゲッタ3とからなる封止ゲッタは、排気口6によって封止された溝の中に配置される。閉鎖された赤外線吸収材料シェルを有する封止ゲッタを穿孔するためのレーザ発生器91が、真空ガラスの外側のゲッタに位置整合した位置に配置され、レーザ発生器91から放出される赤外線レーザビーム92が、ガラス板102を貫通して、赤外線吸収材料シェル31を穿孔してシェルのシールを解く。
発明の概要
中国特許出願公開第1621653号に開示されている「封止ゲッタ」は、封止層(閉鎖された赤外線吸収材料シェル)と閉鎖された赤外線吸収材料シェル内に配置されたゲッタとから構成されている。本発明者は、封止ゲッタを備える真空ガラスには、ゲッタが構造的に複雑であること、コストが高いこと、ガラス板に排気口を確保する必要があること、配置されるゲッタの量が確保される溝/穴サイズによって制限されること、および、最初にシールしてから真空引きすることによって、プレートの周縁が中心よりも高くなることに起因して応力分布が不均一であることなどの欠点があることを発見した。
本発明は、ゲッタを封止するためのエンクロージャを含まない真空ガラスを創造的に提供し、上記エンクロージャは気密材料から作成される。
本発明の1つの目的は、真空ガラスを提供することである。本発明の別の目的は、真空ガラスを作製する方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、ドアまたは窓を提供することである。本発明のさらなる目的は、器具または計器を提供することであり、本発明のさらに別の目的は、ソーラーコレクタを提供することである。
本発明の第1の態様は、真空ガラスであって、
ガラス本体と、上記ガラス本体およびシーラントによって包囲されている空洞と、上記空洞内に配置されたゲッタとを備え、
上記空洞は気密であり、
上記ゲッタは非蒸発性ゲッタであり、上記真空ガラスはゲッタを封止するためのエンクロージャを備えず、上記エンクロージャは気密材料から作成され、
空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスの熱伝導率値Kは4W/(m・K)以下である、真空ガラスを提供する。
本発明の第2の態様は、本発明による真空ガラスのいずれか1つを含むドアまたは窓を提供する。
本発明の別の態様は、温室であって、温室の外壁が本発明による真空ガラスのいずれか1つを含む、温室を提供する。
本発明の第3の態様は、本発明による真空ガラスのいずれか1つを備える器具または計器を提供する。
本発明の第4の態様は、本発明による真空ガラスのいずれか1つを備えるソーラーコレクタを提供する。
本発明の別の態様は、光電変換構成要素と、本発明による真空ガラスのいずれか1つとを備える太陽電池であって、上記真空ガラスが光電変換構成要素を覆う、太陽電池を提供する。
本発明の第5の態様は、以下のステップを含む、真空ガラスを作製する方法であって、
i)ガラス本体およびシーラントによって空洞を包囲し、空洞内にゲッタを配置するステップと、
ii)ステップi)の生成物を真空環境で加熱し、結果、空洞内に真空を生成し、シーラントおよびガラス本体を溶接し、ゲッタを活性化するステップと、
iii)ステップii)の生成物を冷却し、結果、真空ガラスを得るステップとを含む、方法を提供する。
開示されている実施形態の有益な効果は、
1つまたは複数の開示されている実施形態が、以下の有益な効果のうちの1つまたは複数を有することである。
1)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスが密にシールされ、そのため、空洞内の高度の真空が達成される。
2)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスが、より優れた断熱性能を有し、熱伝導率Kがより低い。
3)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスが、より良好な遮音性能を有し、遮音値R+Ctrがより高い。
4)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスは、より優れた耐放射線性能を有する。
5)1つまたは複数の実施形態による真空ガラス内のゲッタの量は、ガラス面積と正の相関関係にあり得、結果、使用中に真空空洞に侵入または放出される空気が確実に吸収され、そのため、ガラスのより良好な耐久性が達成される。
6)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスは、塞がれている排気口が一切なく、そのため、その構造がより完全である。
7)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスは、塞がれている排気口が一切なく、そのため、排気口に起因する応力弱点および脆弱点を回避することができる。
8)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスの表面は、不浸透性の溝または穴(隠し溝、止まり穴)を有さず、したがって、溝または止まり穴によって引き起こされる応力弱点および脆弱点を回避することができる。
9)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスは真空でシールされており、そのため、ガラスのシールされた周縁と中心との間の応力分布は均一であり、製品はより安全で安定している。
10)弾性支持体が、1つまたは複数の実施形態による真空ガラスに適用され、したがって、支持体の高さのずれまたは空洞内の高さのずれによって引き起こされる、支持体とガラス板との間で応力分布が不均一になる状況が回避され、いくつかの支持体の変位の状況も回避することができ、そのため、製品はより安全で安定している。
11)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスは、塞がれている排気口を有さず、そのため、外観がより優れている。
12)1つまたは複数の実施形態による真空ガラスは、支持体としてガラスなどの透明な無機物質を使用し、そのため、製品はより美しい視覚効果を有する。
13)1つまたは複数の実施形態に従って真空ガラスを作製する方法は、ステップがより単純であり、コストがより低い。
図面の簡単な説明
本明細書に示される図面は、本発明のさらなる理解を提供するように意図されており、本出願の一部を構成するものであり、本発明の例示的な実施形態およびその説明は、本発明を限定するのではなく、本発明を説明するためのものである。
本発明者が知るところの真空ガラスの斜視図である。 図1の真空ガラスの断面図である。 中国特許出願公開第1621653号の真空ガラスの概略図である。 実施例1の真空ガラスの斜視図である。 図4の真空ガラスのA-A断面図である。 実施例2の真空ガラスの斜視図である。 図6の真空ガラスのA-A断面図である。 実施例3の真空ガラスの斜視図である。 図8の真空ガラスのA-A断面図である。 実施例4の真空ガラスの斜視図である。 図10の真空ガラスのA-A断面図である。 実施例5の真空ガラスの斜視図である。 図12の真空ガラスのA-A断面図である。 弾性ガスケットの正面図および側面図である。
実施形態の詳細な説明
以下、本発明の特定の実施形態について詳細に説明する。特定の実施形態の例が図面に示されている。本発明を特定の実施形態と組み合わせて説明するが、本発明はこれらの特定の実施形態に限定されるように意図されるものではないことを認識すべきである。逆に、これらの実施形態は、特許請求の範囲によって限定される本発明の精神および範囲内で、置換、代替、または同等の実施形態を包含することを意図している。以下の説明では、本発明の包括的な理解を提供するために、多数の特定の詳細が述べられている。本発明は、これらの特定の詳細の一部またはすべてがなくても実践することができる。他の事例では、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス動作は詳細には説明されない。
本明細書および添付の特許請求の範囲において「含む(include)」または同様の単語とともに使用される場合、文脈において特に明記しない限り、単数形「その(the)」は複数の参照を含む。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
本発明の第1の態様は、真空ガラスであって、
ガラス本体(1)と、上記ガラス本体(1)およびシーラント(4)によって包囲されている空洞(5)と、空洞(5)内に配置されたゲッタ(3)とを備え、
空洞(5)は気密であり、
ゲッタ(3)は非蒸発性ゲッタであり、真空ガラスはゲッタ(3)を封止するためのエンクロージャを備えず、エンクロージャは気密材料から作成され、
空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスの熱伝導率値Kは4W/(m・K)以下、例えば、3.9W/(m・K)以下である、真空ガラスを提供する。
一実施形態では、エンクロージャは、ゲッタをその中に気密封止して、空気中のゲッタの不動態化を防ぐためのものである。エンクロージャによって封止されたゲッタが真空ガラスの空洞(5)に配置され、空洞(5)が真空引きされ、シールされるまで、空洞(5)内のエンクロージャの気密シールは、ガラス本体を通じて空洞(5)の外側から破られず、結果、エンクロージャによって気密封止されたゲッタは空洞(5)内の環境にさらされる。本出願により開示される実施形態の真空ガラスは、上述のエンクロージャを含まない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは、シールされた排気口を含まない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は、シールされた排気口をその上に有しない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、シーラント(4)は、シールされた排気口をその上に有しない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは、その上に排気口を有さず、その上に排気口をシールするためのシールデバイスも有しない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは少なくとも2つのガラス本体(1)を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは少なくとも3つのガラス本体(1)を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、隣接するガラス本体(1)はシーラント(4)によって接合される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は板状ガラス本体を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は少なくとも2つの板状ガラス本体を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、板状ガラス本体は互いに対向する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、板状ガラス本体は互いに平行である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)はガラス管を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)はガラス板を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス板は、平面ガラス板または湾曲ガラス板である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つのガラス本体(1)上に、めっきフィルムまたは貼り付けフィルムが設けられる。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は平坦な表面を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)はその上に溝を有しない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は、その上に盲溝または止まり穴を有しない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)はケイ酸塩ガラスから形成される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は550℃より高い軟化点を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は650℃より高い軟化点を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は750℃より高い軟化点を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は板状空洞である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは少なくとも1つの空洞(5)を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは少なくとも2つの空洞(5)を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、シーラント(4)とガラス本体(1)とはともに溶接される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、シーラント(4)は封着ガラスを含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、封着ガラスは、PbO-ZnO-B系、Bi-B-SiO系、Bi-B-ZnO系、NaO-Al-B系、SnO-ZnO-P系、V-P-Sb系、ZnO-B-SiO系およびZnO-B-BaO系からなる群から選択される1つまたは複数のタイプのガラスを含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、封着ガラスは500℃未満の封着温度を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、封着ガラスは300~450℃の封着温度を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、封着ガラスは400~450℃の封着温度を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は活性化ゲッタである。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は、O、N、CO、COおよびHからなる群から選択される1つまたは複数の気体を吸収することが可能である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は、ゲッタリング能力を有する元素物質、ゲッタリング能力を有する合金、ゲッタリング能力を有する化合物、またはゲッタリング能力を有する混合物を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)はジルコニウム元素またはチタン元素を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は1つまたは複数の遷移金属元素を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は1つまたは複数の希土類金属元素を含む。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は、Zr-Al型ゲッタまたはZr-V-Fe型ゲッタである。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は0.1g/cm以上の密度で空洞(5)内にある。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は0.5g/cm以上の密度で空洞(5)内にある。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は1g/cm以上の密度で空洞(5)内にある。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は、シーラント(4)のシーリング温度以下の活性化温度を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタ(3)は300~450℃において活性化することができる。
一実施形態では、本発明に係る真空ガラスのいずれか1つに関して、
ゲッタ(3)は、300℃以上で1時間以上の真空熱処理によって活性化することができ、または
ゲッタ(3)は、350℃以上の真空中で0.5時間超にわたって熱処理することによって活性化することができ、または
ゲッタ(3)は、400℃以上の真空中で10分間以上熱処理することで活性化することができることを特徴とする。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは空洞(5)の形状を維持するためにガラス本体(1)を支持する支持体(2)をさらに備える。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体(2)は空洞(5)内に配置される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体(2)は、金属材料または非金属材料から作成される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体(2)は透明な無機材料である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体(2)はガラスから作成される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体(2)はガラスシートである。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体(2)は、円形ガラスシート、楕円形ガラスシートまたは多角形ガラスシートである。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは透明である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、真空ガラスの全面積の85%超が透明である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、真空ガラスの全面積の90%超が透明である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、真空ガラスの全面積の95%超が透明である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは、たとえば、2.9W/(m・K)以下など、3W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは2.5W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは、たとえば、1.9W/(m・K)以下など、2W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは1.8W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは、たとえば、1.5W/(m・K)以下など、1.6W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは1.4W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは1.2W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは、たとえば、0.9W/(m・K)以下など、1W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは0.8W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは0.6W/(m・K)以下の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは0.5~1W/(m・K)の熱伝導率値Kを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは10dB以上の遮音値R+Ctrを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは20dB以上の遮音値R+Ctrを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは30dB以上の遮音値R+Ctrを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)を通過する方向において、真空ガラスは30~35dBの遮音値R+Ctrを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスの厚さ方向は、空洞(5)を通過する方向である。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、ガラス本体(1)は0.01m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、ガラス本体(1)は0.05m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、ガラス本体(1)は0.1m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、ガラス本体(1)は0.3m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、ガラス本体(1)は0.5m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、ガラス本体(1)は1m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、互いに垂直な2つの方向において、ガラス本体(1)は0.01m×0.01m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、互いに垂直な2つの方向において、ガラス本体(1)は0.1m×0.1m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、互いに垂直な2つの方向において、ガラス本体(1)は0.3m×0.3m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、互いに垂直な2つの方向において、ガラス本体(1)は0.5m×0.5m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、互いに垂直な2つの方向において、ガラス本体(1)は1m×1m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは1~50mmの厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、真空ガラスは5~25mmの厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は1~20mmの厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ガラス本体(1)は5~10mmの厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は3mm未満の厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は1mm未満の厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は0.5mm未満の厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は0.1mm未満の厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は0.05mm未満の厚さを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、空洞(5)は0.1m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、空洞(5)は0.5m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、少なくとも1つの方向において、空洞(5)は1m以上のサイズを有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は1×10-4Pa以下の絶対圧力を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は1×10-3Pa以下の絶対圧力を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は1×10-2Pa以下の絶対圧力を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は1×10-1Pa以下の絶対圧力を有する。
本発明の第2の態様は、本発明による真空ガラスのいずれか1つを含むドアまたは窓を提供する。
一実施形態において、本発明のいずれか1つのドアまたは窓によれば、ドアまたは窓は、建造物のドアもしくは窓、構造物のドアもしくは窓、車両のドアもしくは窓、冷蔵設備のドアもしくは窓、断熱設備のドアもしくは窓、または、遮音設備のドアもしくは窓である。
本発明のまた別の態様は、温室(例えば、温室小屋)であって、温室の外壁が本発明による真空ガラスのいずれか1つを含む、温室を提供する。
本発明の第3の態様は、本発明による真空ガラスのいずれか1つを備える器具または計器を提供する。
本発明の第4の態様は、本発明による真空ガラスのいずれか1つを備えるソーラーコレクタを提供する。
本発明の第5の態様は、以下のステップを含む、真空ガラスを作製する方法であって、
i)ガラス本体およびシーラントによって空洞を包囲し、空洞内にゲッタを配置するステップと、
ii)ステップi)の生成物を真空環境で加熱し、結果、空洞内に真空を生成し、シーラントおよびガラス本体を溶接し、ゲッタを活性化するステップと、
iii)ステップii)の生成物を冷却し、結果、真空ガラスを得るステップとを含む、方法を提供する。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップi)において、ゲッタは不動態化ゲッタである。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップi)において、ゲッタの表面は、密閉材料から作成されているエンクロージャを含まない。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップi)は、空洞内でガラス本体を支持するための支持体を配置することをさらに含む。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップi)は、型内でシーラントを所望の形状に成形することをさらに含む。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップi)において、シーラントは封着ガラスである。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、加熱は、シーラントのシーリング温度以上の温度で実行される。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、加熱は、ゲッタの活性化温度以上の温度で実行される。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、加熱は、ゲッタの活性化時間以上の期間にわたって実行される。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、シーラント内に気泡が形成され始めると、温度上昇速度が低減されるか、温度上昇が停止される。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、加熱は300~600℃の温度で実行される。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、加熱は400~500℃の温度で実行される。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、真空環境は、1×10-1Pa以下の絶対圧力値を有する。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、真空環境は、1×10-2Pa以下の絶対圧力値を有する。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、真空環境は、1×10-3Pa以下の絶対圧力値を有する。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、ステップii)において、真空環境は、1×10-4Pa以下の絶対圧力値を有する。
一実施形態では、本発明による方法のいずれか1つに関して、真空ガラスは、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関する。
一実施形態では、シーラントは封着ガラスである。
封着ガラスおよびガラス本体は同様の表面特性を有し、結果、それらは堅固に接合され、加えて、それらは同様の膨張係数を有し、結果、それらが温度衝撃下で分離する可能性は低い。
一実施形態では、ガラスは、凝固中に実質的に結晶化しない無機溶融物である。
一実施形態では、ガラスは、粘度が増加した過冷却溶融物から生じる、機械的固体特性を有するアモルファス固体である。
一実施形態では、ガラスは、the Manual of Glass Materials(Wang Chengyu, Tao Ying.Manual of Glass Materials [M].Chemical Industry Press, 2008.)に開示されている任意のガラス、たとえば、この書籍の第1章1.3節「Variety of Glass」に開示されている任意のガラスである。
一実施形態では、ガラスは、元素ガラス、酸化物ガラス、フッ化物ガラス、塩化物ガラス、臭化物ガラス、ヨウ化物ガラス、カルコゲナイドガラス、ハロゲンカルコゲナイドガラス、硝酸塩ガラス、硫酸塩ガラスおよび酢酸塩ガラスから選択される1つまたは複数を含む。
一実施形態において、酸化物ガラスは、一成分酸化物ガラス、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、ホウ酸アルミニウムガラス、リン酸塩ガラス、ホウリン酸塩ガラス、リン酸アルミニウムガラス、チタン酸塩ガラス、ケイ酸チタンガラス、テルライトガラス、ゲルマン酸塩ガラス、アンチモン酸塩ガラス、ヒ酸塩ガラスおよびガリウム酸塩ガラスから選択される1つまたは複数を含む。
一実施形態では、ガラス本体は、シリカ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸第二スズガラス、バナジウム酸塩ガラスおよびホウケイ酸塩ガラスからなる群から選択される1つまたは複数の化合物を含む。
一実施形態では、ガラス本体は第1のガラスから作成され、シーラントは第2のガラスから作成される。
一実施形態では、ガラス本体は、封着ガラスの軟化点温度よりも高い軟化点温度を有する。
一実施形態では、軟化点温度は、ガラスの粘度がガラスをもはや支持することができず、変形をもたらす温度を指す。
一実施形態では、軟化点温度は、GB T 28195-2011「ガラス軟化点試験方法(Glass Softening Point Test Method)」に従って測定される。
一実施形態では、シーリング温度は、封着ガラスが真空状態で溶融されてガラス本体と溶接される温度を指す。
一実施形態では、シール温度とも呼ばれるシーリング温度は、ガラス粘度が10Pa・sに達する温度を指す。
一実施形態では、ガラス本体は、封着ガラスのシーリング温度よりも50℃以上、例えば100℃以上、例えば150℃以上、別の実施例として、200℃以上、別の実施例として、250℃以上、別の実施例として、300℃、別の実施例として、350℃以上、別の実施例として、400℃以上、別の実施例として、500℃以上、および、別の実施例として、600℃以上高い軟化点温度を有する。
一実施形態では、ガラス本体は、300℃以上、例えば、350℃以上、別の実施例として、400℃以上、別の実施例として、450℃以上、別の実施例として、500℃以上、別の実施例として、550℃以上、別の実施例として、600℃以上、別の実施例として、650℃以上、別の実施例として、700℃以上、および、別の実施例として、750℃以上の軟化点温度を有する。
一実施形態では、封着ガラスは、溶接ガラス、溶接フラックスガラス、はんだガラス、封着ガラス、低融点ガラス粉末、低融点ガラスまたはエナメルフリットなどとしても参照され得る。
一実施形態では、封着ガラスは低温ガラスまたは低融点ガラスである。
一実施形態では、封着ガラスは、600℃以下、別の実施例として、550℃以下、別の実施例として、500℃以下、別の実施例として、490℃以下、別の実施例として、480℃以下、別の実施例として、470℃以下、別の実施例として、460℃以下、別の実施例として、450℃以下、別の実施例として、440℃以下、別の実施例として、430℃以下、別の実施例として、420℃以下、別の実施例として、410℃以下、別の実施例として、400℃以下、別の実施例として、380℃以下、別の実施例として、360℃以下、および別の実施例として、340℃以下のシーリング温度を有する。
一実施形態では、封着ガラスは、the Manual of Glass Materials(Wang Chengyu, Tao Ying.Manual of Glass Materials [M].Chemical Industry Press, 2008.)に開示されている任意の低融点ガラス、たとえば、この書籍の第12章12.4節「Welding Flux Glass」に開示されている任意の溶接フラックスガラスである。
一実施形態では、封着ガラスは、非酸化物ガラス(例えば、カルコゲナイドガラスまたはフッ化物ガラス)、酸化物ガラス、またはハイブリッドガラス(例えば、オキシ硫酸ガラス)を含む。
一実施形態では、封着ガラスは、鉛含有ホウ酸塩ガラス、鉛含有ホウケイ酸塩ガラス、または鉛含有ケイ酸塩ガラスを含む。
一実施形態では、封着ガラスは、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジウム酸塩ガラスおよびホウケイ酸塩ガラスから選択される1つまたは複数の化合物を含む。
一実施形態では、封着ガラスは、PbO-ZnO-B系、Bi-B-SiO系、Bi-B-ZnO系、NaO-Al-B系、SnO-ZnO-P系、V-P-Sb系、ZnO-B-SiO系およびZnO-B-BaO系から選択される1つまたは複数のタイプのガラスを含む。
一実施形態では、真空ガラスのいずれか1つにおいて、シーラントは金属を含まない。
一実施形態では、真空ガラスのいずれか1つにおいて、シーラントは金属単体または合金を含まない。
一実施形態では、真空ガラスのいずれか1つにおいて、シーラントは、樹脂などの有機物を含まず、別の実施例として、有機ゴムを含まない。
一実施形態では、ゲッタを封止するためのエンクロージャは、金属シェル、ガラスシェル、または赤外線吸収材料シェルを指す。
一実施形態では、非蒸発性ゲッタは、ゲッタを蒸発させることなくゲッタリング特性を達成することが可能なゲッタを指す。
一実施形態では、ゲッタの活性化とは、真空熱処理法を介して、ゲッタがゲッタリング特性を示すようにすることを指す。
一実施形態では、ゲッタは非蒸発性ゲッタ、例えば、文献「Jiang Dikui, Chen Liping.Performance characteristics and practical application problems of non-evaporable getter(NEG) [J].Vacuum, 2004, 41(4):88-93」に開示されている非蒸発性ゲッタである。
一実施形態では、ゲッタはZr元素を含む。
一実施形態では、ゲッタはTi元素を含む。
一実施形態では、ゲッタは遷移金属元素のうちの1つまたは複数を含む。遷移金属元素には、例えば、Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, PtおよびAcを含む。
一実施形態では、ゲッタは希土類金属元素のうちの1つまたは複数を含む。希土類金属元素は、例えば、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、スカンジウム(Sc)およびイットリウム(Y)を含む。
一実施形態では、ゲッタは、Zr-Al型、Zr-Ni型、Zr-C型、Zr-Co-RE型(REは希土類元素を指す)またはZr-V-Fe型ゲッタなどのZr型ゲッタである。
一実施形態では、ゲッタは、Ti-Mo型またはTi-Zr-V型ゲッタなどのTi型ゲッタである。
一実施形態における真空ガラスは、排気口を有さず、排気口のないこの真空ガラスは、比較的完全な全体構造、比較的優れた外観を有し、より良好な安全性および安定性を有する。さらに、排気口のない真空ガラスは完全な表面を備えており、これはさらに加工するのに適している。また、真空ガラスは、さまざまな用途のニーズを満たすために、合わせガラス、フィルム取り付けガラスなどの特別なガラスにさらに加工することができる。
一実施形態では、排気口は、排出孔、排気口、または排出通気孔などとも呼ばれる。
一実施形態では、真空ガラスのいずれか1つに関して、排気口は、ガラス本体がシーラント(封着ガラスなど)によって気密シールされた後にガラス本体または封着ガラスに残る開口を指す。真空ガラスの空洞は、排気口を介して真空引きする必要があり、その後、排気口は塞栓物によって塞がれる。
一実施形態では、シーラントによってシールされるガラス本体間の間隙は、塞がれた排気口ではない。
JC/T 1709-2008「真空ガラス(Vacuum Glass)」は真空ガラスを開示しており、当該真空ガラスに関して、2枚以上のガラス板が支持体によって離間されており、その周縁がシールされて、ガラス間に真空層を有するガラス製品が形成される。真空ガラスは、塞がれた排気口と、真空ガラスの排気口に取り付けられた保護デバイス(保護キャップ)とを備えている。
中国実用新案第203923018号は、周縁に排気口を備えた真空ガラスを開示しており、真空ガラスは2枚以上のガラス板を含み、金属化層が、ガラス上のシールされることになる部分に配置される。2つの隣接するガラス間の気密接続は、金属エッジシールを介して達成され、排気口がシールされることになる位置に確保され、シール部材は排気口内に配置され、シール部材は金属化層と組み合わされて、排気口の気密シールを実現する。真空ガラスは、真空ガラスの周縁に形成された排気口を有し、特に、排気口はシールテープ上に確保されており、排気が完了した後、ガラス表面上に排気口を形成する従来の方法とは異なり、シール部材によってシールされる。
中国特許出願公開第104291632号は、真空ガラスの排気口を開示しており、排気口が、真空ガラスの上側ガラス板を穿孔することによって形成され、排気口の周囲で上側ガラス板の下面上にシールリングが製造され、下側ガラスの上面上の排気口に対応する位置にシールボックスが配置され、シールリングはシールボックスに挿入することができ、上側ガラスおよび下側ガラスがシールされた後、金属溶接フラックスが排気口内に配置され、排気口が真空にされて加熱され、結果、金属溶接フラックスが溶融して液体になり、当該液体がシールボックスに残り、シーリングリングはまた液体に浸漬され、排気口の気密シールを達成するように、液体が冷却後に固化する液体シーリングの原理に従って、排気口が自己シールされる。
一実施形態において、真空ガラスのいずれか1つは、JC/T 1079-2008に記載された排気口を含まない。
一実施形態では、真空ガラスのいずれか1つは、中国実用新案第203923018号、中国特許出願公開第104291632号または中国特許出願公開第104108862号に記載されている排気口を含まない。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞の真空引き、ゲッタの活性化、およびガラス本体および封着ガラスの溶接を完了するために、真空中で熱処理に全体的にさらされる。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、支持体が金属材料または非金属材料から作成される。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、金属材料は、鋼、アルミニウム合金、ニッケル、モリブデン、およびニオブから選択される1つまたは複数である。
一実施形態では、金属材料はクロムまたは銅であってもよい。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、非金属材料は、ガラス、セラミック、および金属酸化物から選択される1つまたは複数である。
一実施形態では、非金属材料は、ナイロン、グラファイト、石英ガラス、またはサファイアガラスであってもよい。
一実施形態では、真空ガラスの熱伝導率および遮音性能を検出する方法は、「真空ガラス(vacuum glass)」(JC/T1079-2008)による。
本発明において、真空度は絶対圧力値によって測定され、高い真空度または大きい真空度は低い絶対圧力値を示し、低い真空度または小さい真空度は、高い絶対圧力値を示す。
本発明者は、真空中で加熱されると、封着ガラス(低融点ガラス)が溶融して軟化し、大量のガスを生成し、軟化した封着ガラス内に気泡が形成されることを発見した。このとき、封着ガラスは、ガスを真空ガラスの空洞の外側に放出するだけでなく、真空ガラスの真空空洞内にもガスを放出する。封着ガラスから空洞の外側に放出されたガスは、真空ポンプによって排出され、シールされた空洞は溶融ガラス粉末ならびに上側ガラス板および下側ガラス板によって包囲されているため、封着ガラスから空洞に放出されたガスは排出され得ず、結果として真空ガラスのシールされた空洞の圧力が増大し、真空度が低くなり、中空ガラスとは異なる真空ガラスの高い断熱性および遮音性の優れた特性が失われる。
一実施形態では、本発明の真空ガラスを作製する方法は、加熱中に封着ガラスに気泡があるか否かを観察し、初期気泡形成段階において温度上昇速度を低下させるか、温度上昇を停止するステップを含む。このステップは、ガスを放出する封着ガラスの過剰な気泡形成を回避することができ、結果、高い真空度を有する真空ガラスを得ることを促進する。そうでなく、過剰な気泡形成が発生する場合、たとえ十分な量のゲッタが追加されても、中空ガラスとは異なる断熱および遮音効果を有する真空ガラスを得ることはできない。
一実施形態では、ステップii)において、シーラント(例えば、封着ガラス)の初期気泡形成段階において加熱が停止される。
本発明者は、真空ガラスのエッジシール段階においてより多くのゲッタが空洞に追加されると、より高い真空度を有する真空ガラスを得ることができることをさらに発見した。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は、0.1g/cm以上、例えば0.5g/cm以上、別の実施例として1g/cm以上、および別の実施例としては1.5g/cm以上の含有量の上記ゲッタ(3)を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は、約300~350cm(例えば330cm)の容積を有し、ゲッタは600~700g(例えば、640g)の重量を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、空洞(5)は約300~350cm(例えば330cm)の容積を有し、ゲッタは10~15cm(例えば、12cm)の体積を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタは、300~350cm(例えば、330cm)の空洞容積当たり600~700g(例えば、640g)の重量を有する。
一実施形態では、本発明による真空ガラスのいずれか1つに関して、ゲッタは、300~350cm(例えば、330cm)の空洞容積当たり10~15cm(例えば、12cm)の体積を有する。
一実施形態では、本発明の真空ガラスまたは真空ガラス作製方法によれば、ゲッタは、真空ガラスの総面積と正の相関がある質量を有する。
一実施形態では、本発明の真空ガラスまたは真空ガラスを作製する方法によれば、ゲッタは、シーラントによってシールされた真空ガラスの辺の長さと正の相関がある質量を有する。
本発明者はまた、ゲッタがシーラントに近い位置に配置され、結果、より高い真空度を有する真空ガラスを得ることが促進されることを発見した。
一実施形態では、本発明の真空ガラスまたは真空ガラスの作製方法によれば、ゲッタはシーラントの内側に近い位置に配置される。
一実施形態では、本発明の真空ガラスまたは真空ガラス作製方法によれば、ゲッタからシーラントまでの距離は10cm以下、例えば5cm以下である。
本発明者は、弾性ガスケットが支持体として機能する真空ガラスが、より小さい厚さ偏差を有することを発見した。
一実施形態では、支持体は、ステンレス鋼弾性ガスケットなどの弾性ガスケットである。
一実施形態では、弾性ガスケットは、C型弾性ワッシャ、鞍型弾性ワッシャまたは波型弾性ワッシャまたはディスク型スプリングワッシャなどの弾性ワッシャである。
一実施形態では、弾性ガスケット(例えば、弾性ワッシャ)は、炭素繊維、グラファイトナイロン(aps)、鋼(例えば、中炭素鋼、65Mn、SK5、SK7、SUS304ステンレス鋼などのステンレス鋼)、アルミニウム、銅(例えば、赤銅、ベリリウム銅、青銅)またはクロムから作成されている。
図14は、C型弾性ワッシャの正面図(左)および側面図(右)である。
一実施形態において、弾性ガスケットの高さは、0.7mmなどの0.1~1.0mmである。
本発明者は、真空ガラスを作製するときに、封着ガラスの凝固段階で、炉内の圧力が最初に大気圧まで低下し、その後、炉内の温度が50℃以下に低下すると、例えば10mmなどの広い有効エッジシール幅を得ることができることを発見した。
一実施形態では、真空ガラスを作製する方法のステップiii)は、最初に炉内の圧力を大気圧まで低下させ、続いて炉内の温度を50℃以下に低下させることによって真空度および炉内温度を低下させること、および、その後、炉を開いて製品を得ることを含む。
一実施形態では、真空ガラスを作製する方法のステップiii)は、シーラントが依然として半固体状態にあるときに炉内の圧力を大気圧まで低下させ、続いて炉内の温度をシーラントの凝固温度に低下させることによって真空度および炉内温度を低下させること、および、その後、炉を開いて製品を得ることを含む。
一実施形態では、真空ガラスを作製する方法のステップiii)は、5~10分以内に炉内の圧力を大気圧まで低下させ、10~12時間以内に炉内の温度を50℃以下に低下させることによって真空度および炉内温度を低下させること、および、その後、炉を開いて製品を得ることを含む。
本発明の実施例が、特定の実施形態と組み合わせて以下にさらに説明される。
実施例1
図4は実施例1の真空ガラスの斜視図であり、図5は図4の真空ガラスのA-A断面図である。図を参照すると、
実施例1の真空ガラス製品は、2つのガラス本体1を含み、これらは互いに平行に配置された2つの低Eガラス板101および102である、2つのガラス本体1と、低Eガラス板101および102ならびにシーラント4(すなわち、封着ガラス)によってともに包囲された空洞5と、空洞5内に配置されている支持体2およびゲッタ3とを備え、空洞5は内部が気密であり、ゲッタ3は非蒸発性ゲッタであり、真空ガラスはゲッタ3を封止するためのエンクロージャを含まず、エンクロージャは気密材料から作成される。真空ガラスは、塞がれている排気口を有しない。
前述の真空ガラスの作製ステップは以下のとおりである。
1.ガラス板を提供するステップ:1m×1m×5mmのサイズの2つの低Eガラス(低放射率ガラス)板101および102を提供する。
ガラス板と封着ガラスの接合強度を向上させるために、低Eガラス板の表面上にはコーティングフィルムがあり、封着ガラスと接続する領域上のコーティングフィルムは、低Eガラス板の表面から削り落とされている。本実施例では、低Eガラス板101および102のコーティングフィルム面の周縁に沿った10mm幅のフィルムが削り落とされる。
2.シーラントを配置するステップ:シーラント4は封着ガラスである。410-430℃のシーリング温度を有するBeijing Beixu Electronic Glass Co.,LtdのJN-48タイプガラス粉末が使用される。フィルムコーティング面を上に向けて低Eガラス板102を実質的に水平に配置し、表面の周縁に近い領域にガラス粉末スラリをコーティングし、その後、ガラス粉末スラリが乾燥し、ある形状に形成されるように、ガラス粉末スラリを乾燥させる。
3.支持体を配置するステップ:支持体2は、φ1mm×0.33mmのサイズの円形の薄いガラスシートである。低Eガラス板102のフィルムコーティング面に30mm×30mmの間隔をおいて複数の支持体2を配置する。
4.ゲッタを配置するステップ:ゲッタ3は、帯状のゲッタストリップ(Liaoning Kehua Gettering Material Co.,Ltd.、型番ZV8J60Q、成分:ジルコニウム、バナジウムおよび鉄、活性化条件は400℃/5分)であり、サイズは約0.3mm×10mm×970mm、重量は約160g/ストリップである。低Eガラス板102のフィルムコーティング面に4つのゲッタストリップを配置する。4つのゲッタストリップはそれぞれガラス板の4辺に平行であり、シーラント4の内側に近い位置に配置される。
5.積層するステップ:低Eガラス板101、102およびシーラント4(封着ガラス)がともにプレート状空洞を包囲するように、低Eガラス板102上に低Eガラス板101を積層する。低Eガラス板101のフィルムコーティング面は、プレート状空洞に面する。
6.真空における加熱およびパッケージステップ:積層されたガラス板を真空炉に配置し、以下の操作を実行する。
(1)炉内の真空度(絶対圧力値)が1×10-4Pa以下になるように、真空炉を排気する。
(2)炉内の真空度(絶対圧力値)を1×10-4Pa以下に維持し、約1~5℃/分の温度上昇速度で真空炉を加熱し、温度が約410~430℃に達したときに、封着ガラス内に気泡が形成されているか否かを観察し、過度の気泡形成を防止するように、初期気泡形成段階において温度上昇速度を下げるかまたは温度上昇を停止し、5~10分にわたって熱を持続する。ゲッタはステップ2)において活性化される。
(3)炉内の真空度および温度を下げる。炉内の圧力を5~10分以内に大気圧まで下げ、炉内の温度を10~12時間内で50℃以下に下げ、その後、炉を開けて真空ガラスを得る。
実施例2
図6は実施例2の真空ガラスの斜視図であり、図7は図6の真空ガラスのA-A断面図である。図を参照すると、
実施例2の真空ガラスは、互いに平行に配置された低Eガラス板101および102および非コーティングガラス板103である3つのガラス本体1であって、非コーティングガラス板103は低Eガラス板101と102との間に配置されている、3つのガラス本体1と、ともに低Eガラス板102、非コーティングガラス板103およびシーラント4(封着ガラス)によって包囲された空洞5、ならびに、ともに非コーティングガラス板103、低Eガラス板101およびシーラント4(封着ガラス)によって包囲されている別の空洞5と、両方とも空洞5内に配置されている支持体2およびゲッタ3とを備える。空洞5は内部が気密であり、ゲッタ3は非蒸発性ゲッタであり、真空ガラスはゲッタ3を封止するためのエンクロージャを備えない。エンクロージャは気密材料から作成される。真空ガラスは、塞がれている排気口を有しない。
前述の真空ガラスを作製するステップは以下のとおりである。
1.ガラス本体1(ガラス板)を作製するステップ:1m×1m×5mmのサイズの2つの強化低Eガラス(低放射率ガラス)板101および102、ならびに990mm×990mm×5mmのサイズの非コーティング強化ガラス板103を作製する。
2つの低Eガラス板101および102の周縁に沿った10mm幅のコーティングフィルムが削り落とされる。
2.支持体を配置し、ガラス板を積層するステップ
低Eガラス板102を実質的に水平に配置する。
ガラス板のフィルムコーティング面上に支持体を配置する。支持体は、直径0.35mmの304Lステンレス鋼線を曲げて作られたばねリングであり、ばねリングのサイズは、内径0.35mm、外径1.05mm、高さ0.35mmである。支持体の配置間隔は40mm×40mmである。
非コーティングガラス板103を、支持体が配置された低Eガラス板102上に、中心を揃えて配置する。40mm×40mmの配置間隔をおいて、ガラス板103上に支持体を配置する。
コーティング低Eガラス板101を、支持体が配置されたガラス103上に配置する。ガラス101は、そのフィルムコーティング面がガラス103に面するように配置される。これにより、後に使用されるガラス板101、102、および103の周縁に沿った高さ5.70mm、幅5mmの空間が形成される。
3.ゲッタを配置するステップ:ゲッタ3は、Italian Seth Companyの帯状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタであり、型番はST2002/CTS/NI/8Dストリップであり、活性化条件は400℃/5分である。帯状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタの仕様は0.3mm×8mm×970mmであり、重量は150g/ストリップである。後で使用するために、8個の帯状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタが提供されている。ガラス102と103の間で4辺にそれぞれ4枚の帯状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタを配置し、ガラス101と103の間で4辺にそれぞれ4枚の帯状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタを配置する。ガラス板103の周縁から5mm離れて8枚の帯状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタが配置される。
4.シーラントを配置するステップ:シーラント4は封着ガラスである。シーリング温度が430℃である、Beijing Beixu Electronic Material Co.,LtdのBDH-0118タイプガラス粉末が使用されている。上記ガラス粉末をガラス粉末ストリップにした。ガラス粉末ストリップの仕様は6mm×8mm×1mであり、後で使用するために4つのガラス粉末ストリップが作製された。ガラス101と102との間に高さ8mmのガラス粉末ストリップを配置する。
5.真空における加熱およびパッケージステップ:積層されたガラス板を真空炉に配置し、以下の操作を実行する。
(1)炉内の真空度(絶対圧力値)が1×10-4Pa以下になるように、真空炉を排気する。
(2)炉内の真空度(絶対圧力値)を1×10-4Pa以下に維持し、約1~5℃/分の温度上昇速度で真空炉を加熱し、温度が約430℃に達したときに、封着ガラス内に気泡が形成されているか否かを観察し、過度の気泡形成を防止するように、初期気泡形成段階において温度上昇速度を下げるかまたは温度上昇を停止し、5~10分にわたって熱を持続する。ゲッタはステップ2)において活性化された。
(3)炉内の真空度および温度を下げ、炉内の圧力を5~10分以内に大気圧に下げ、炉内の温度を10~12時間内で50℃以下に下げ、その後、炉を開いて真空ガラスを得る。
実施例3(固定貫通孔を有する真空ガラス)
図8は、実施例3の真空ガラスの斜視図である。図9は、図8の真空ガラスのA-A断面図である。図面を参照すると、
実施例3の真空ガラス製品は、1m×1m×5mmのサイズを有する、2つの低Eガラス板101および102である、2つのガラス本体1であって、互いに平行に配置されており、当該ガラス本体の間に0.35mmの間隙を有する、2つのガラス本体1と、低Eガラス板101および102ならびにシーラント4(封着ガラス)によって包囲された空洞5と、空洞5内に配置された支持体2およびゲッタ3とを備える。実施例3の真空ガラスには、真空ガラス全体を貫通する貫通孔7が設けられている。空洞5は内部が気密であり、ゲッタ3は非蒸発性ゲッタであり、真空ガラスはゲッタ3を封止するためのエンクロージャを備えず、エンクロージャは気密材料から作成される。真空ガラスは、塞がれている排気口を有しない。
作製ステップは以下のとおりである。
1.ガラス本体1(ガラス板)を作製するステップ:1m×1m×5mmのサイズの強化低E(低放射率ガラス)ガラス101および102を2枚作製する。2つの低Eガラス板の四隅の各々に、1.8cmの孔径を有する4つの貫通孔7がそれぞれ形成される(必要であれば、任意の孔径を作成することができる)。2枚の低Eガラス板の周縁に近い領域のフィルム、および4つの貫通孔7を取り囲む領域上のフィルムが、削り落とされる。
2.シーラントを配置するステップ:フィルムコーティング面を上に向けて、低Eガラス板102を実質的に水平に配置し、当該面の周縁領域および貫通孔7の近くの領域上に、ガラス粉末スラリ(Zhuhai Caizhu Industrial Co.,Ltd.、711タイプガラス粉末、シーリング温度400℃)をコーティングし、その後、ガラス粉末スラリを加熱して乾燥させ、固定形状を形成する。
3.支持体およびゲッタを低Eガラス板102のフィルムコーティング面上に配置するステップ。このステップのパラメータは実施例1のステップ3および4のものと同じである。
4.積層するステップ:低Eガラス板101、102および封着ガラスがともにプレート状空洞を包囲するように、低Eガラス板102上に低Eガラス板101を積層する。低Eガラス板101のフィルムコーティング面は、プレート状空洞に面する。
5.真空における加熱およびパッケージステップ:積層されたガラス板を真空炉に配置し、以下の操作を実行する。
(1)炉内の真空度(絶対圧力値)が1×10-4Pa以下になるように、真空炉を排気する。
(2)炉内の真空度(絶対圧力値)を1×10-4Pa以下に維持し、約1~5℃/分の温度上昇速度で真空炉を加熱し、温度が約400℃に達したときに、封着ガラス内に気泡が形成されているか否かを観察し、過度の気泡形成を防止するように、初期気泡形成段階において温度上昇速度を下げるかまたは温度上昇を停止し、5~10分にわたって熱を持続する。ゲッタはステップ2)において活性化される。
(3)炉内の真空度および温度を下げ、炉内の圧力を5~10分以内に大気圧に下げ、炉内の温度を10~12時間内で50℃以下に下げ、その後、炉を開いて製品を得る。
実施例4(曲面真空ガラス)
図10は実施例4の真空ガラスの斜視図であり、図11は図10の真空ガラスのA-A断面図である。図を参照すると、
実施例4の真空ガラス製品は、互いに平行に配置された、弓形曲率100mm/1mの2つの低E湾曲ガラス板101および102であるガラス本体1と、2つの低E曲面ガラス板およびシーラント4(封着ガラス)によって包囲された空洞5と、空洞5内に配置された支持体およびゲッタとを備える。空洞5は気密であり、真空ガラスの弓形曲率は100mm/1mであり、ゲッタ3は非蒸発性ゲッタであり、真空ガラスはゲッタ3を封止するためのエンクロージャを備えず、エンクロージャは気密材料から作成される。真空ガラスは、塞がれている排気口を有しない。
作製ステップは以下のとおりである。
1.ガラス板を提供するステップ:サイズが1m×1m×5mmで、100mm/1mのある方向に沿った弓形曲率を有する2つの強化低E(低放射率ガラス)湾曲ガラス板101および102を提供する。ガラスの周縁領域付近の10mmのフィルムが、実施例1の方法を参照して削り落とされる。
2.実施例1の方法を参照して、シーラントを配置し、支持体を配置し(高温耐性UV無機接着剤を使用してガラス板上に支持体を固定する)、ゲッタを配置し(実施例2のものと同じ4枚の帯状ゲッタ)、ガラス板を積層するステップ。
3.真空加熱およびパッケージステップのパラメータは実施例2のものと同じであり、実施例4の曲面真空ガラスが得られる。
実施例5(真空ガラス管)
図12は実施例5の真空ガラスの斜視図であり、図13は図12の真空ガラスのA-A断面図である。図を参照すると、
実施例5の真空ガラス製品は、2つのスリーブ付きガラス管104および105であるガラスボード1であって、ガラス管105はガラス管104を封入している、ガラス本体1と、ガラス管104、105およびシーラント4(封着ガラス)によって包囲されている空洞5とを備える。空洞5は気密であり、ゲッタ3は非蒸発性ゲッタであり、真空ガラスはゲッタ3を封止するためのエンクロージャを備えず、エンクロージャは気密材料から作成される。真空ガラスは、塞がれている排気口を有しない。
1.ガラス本体(ガラス管)を作製するステップ:以下のようなサイズの2つのガラス管104および105を作成する、すなわち、ガラス管104は、48mmの外径、44mmの内径、2mmの厚さ、1790mmの長さを有し、ガラス管105は、58mmの外径、54mmの内径、2mmの厚さ、および1800mmの長さを有する。ガラス管104と105の両方は、1つの開口端を有する。
2.シーラントを配置するステップ:ガラス管104を外側からガラス管105によって、ガラス管104を中央に配置して封入し、環状ジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタ(Zr-V-Feゲッタ、Nanjing Shangong Electronic Materials Co., Ltd.)のシートを、ガラス管104および105の上端の間の間隙内に配置する。
3.シーラントを配置するステップ:シーラント4は封着ガラスである。Beijing Beixu Electronic Materials Co., Ltdの728Hガラス粉末が使用されている。シーリング温度は約400℃であった。このガラス粉末を、型を用いて、内径44mm、外径58mm、および厚さ5mmのサイズのリング状封着ガラスにした。ガラス管104および105は、垂直に配置され、それらの位置は支持フレームによって固定され、ガラス管104および105の開口は両方ともリング状封着ガラスと接触しており、したがって空洞はともにガラス管104、105および封着ガラスによって包囲されている。
4.真空における加熱およびパッケージ、ガラス管104および105を型によって固定し、その後、それらを真空炉内に置くステップ、また、以下の動作が実施されている。
(1)炉内の真空度(絶対圧力値)が1×10-4Pa以下になるように、真空炉を排気する。
(2)炉内の真空度(絶対圧力値)を1×10-4Pa以下に維持し、約1~5℃/分の温度上昇速度で真空炉を加熱し、温度が約400℃に達したときに、封着ガラスから気泡が現れているか否かを観察し、過度の気泡形成を防止するように、初期気泡形成段階において温度上昇速度を下げるかまたは温度上昇を停止し、5~10分にわたって熱を持続する。
(3)炉内の真空度が低減し、同時に、炉内の温度が低減し、炉内の圧力が5~10分以内に大気圧に低減し、炉内の温度が10~12時間内で50℃以下に低減し、その後、炉を開いて製品を得る。
実施例6
実施例1の方法に従うが、使用される支持体は実施例2の支持体とは異なる。
実施例6で使用される支持体は弾性ガスケットである。弾性ガスケットは、直径0.35mmの304Lステンレス鋼線を曲げることにより形成され、弾性ガスケットのサイズは、内径0.35mm、外径1.05mm、高さ0.70mm、支持体の配置間隔40mm×40mmである。
比較例1
実施例1の方法に従うが、ゲッタは真空ガラスの空洞に配置されず、比較例1の真空ガラスが作製される。
比較例2
実施例1を参照すると、ゲッタを配置するステップに差がある。
4.ゲッタを配置するステップ:ガラス板の1つの角に直径12mm、深さ3mmの止まり穴をそれぞれ穿孔し、φ12mm×3mmのサイズのジルコニウム-バナジウム-鉄ゲッタのシート(約0.34cmの容積、および約3gの質量)を止まり穴内に配置する。これは、空洞1cmあたり約0.0091gのゲッタを配置することに相当する。
分析および試験
上記の実施例の真空ガラスの次のインデックスは、「真空ガラス(vacuum glass)」(JC/T1079-2008)を参照して検出され、結果は以下のとおりである。
1.厚さ偏差:
実施例1~5の真空ガラス製品の厚さ偏差は±0.4mm未満であった。
2.サイズ偏差:
実施例1~5の真空ガラス製品のサイズ偏差は±3.0mm未満であった。
3.対角差:
実施例1~3の真空ガラス製品の対角差は、その平均対角線長さの2%未満であった。
4.周縁の処理品質:
実施例1~5の真空ガラス製品には、周縁部にクラックなどの欠陥がなかった。
5.シーリングキャップ:
実施例1~5の製品の真空ガラスは、排気口またはシールキャップを塞いでいない。
6.支持体:
実施例1の真空ガラスに関して、支持体は30mm×30mmのアレイに、重なり合うことなく、欠落することなく配列され、整然と配列される。
実施例2~4、および6の真空ガラスに関して、支持体は40mm×40mmのアレイに、重なり合うことなく、欠落することなく配列され、整然と配列される。
実施例5の真空ガラスは支持体を有しない。
7.外観の品質:
実施例1~5の真空ガラスの外観には、擦過傷、ブラスト、内部の汚れまたは亀裂はなかった。
8.エッジシールの品質:
実施例1~5の真空ガラス製品は、完全で平坦な溶接接合部を有しており、エッジシールの有効幅は5mmよりも大きい。
9.曲率:
実施例1~3の真空ガラス製品は、その厚さの0.3%未満の曲率を有する。実施例4および5の真空ガラス製品は、サイズ要件を満たす曲率を有する。
10.表1を参照した透明領域の割合。
Figure 0007064498000001
透明領域の割合は、透明領域の面積/全体の面積×100%に等しい
実施例1~4に関して、真空ガラスの厚さ方向に垂直な方向で透明度測定を行い、実施例5の透明度測定は、ガラス管の壁に垂直な方向において行った。
11.表2を参照したゲッタ含有量
Figure 0007064498000002
12.表3を参照した断熱性能試験
Figure 0007064498000003
12b.加えて、実施例1および比較例2の真空ガラス製品について、耐結露性試験を実施した。特に、実施例1および比較例2の真空ガラス製品を冷蔵庫の2つのガラス扉にし、冷蔵庫の温度を-25℃に設定し、冷蔵庫の外部の温度を25℃にした。冷蔵庫内の温度が-2℃に達すると、比較例2の真空ガラスには露が現れたが、実施例1の真空ガラスには露は現れなかった。冷蔵庫の温度が低下し続けると、冷蔵庫内の温度は-25℃に達し、48時間維持されたが、それでも、実施例1の真空ガラスには露は現れなかった。
12c.真空ガラス製品の耐結露性をさまざまな量の組み込みゲッタで比較するために、実施例1によって教示されるように作成された真空ガラスのゲッタ含有量を調整した。具体的には、実施例1の4枚の真空ガラスにおいて使用されるゲッタの長さを調整した。4枚の真空ガラスを作製するために、全長が485mm、970mm、2910mm、および3880mmのゲッタがそれぞれ4枚の真空ガラスに追加された。4枚の真空ガラスを同じ冷蔵庫の4つのガラスドアにし、冷蔵庫内の温度を-22℃に設定し、冷蔵庫の外側の温度を25℃にする。冷蔵庫内の温度が-12℃に達すると、485mmのゲッタストリップが入った真空ガラスに露が現れ始めた。冷蔵庫の温度が連続的に低下することによって、冷蔵庫内の温度が-22℃に達すると、970mm、2910mm、および3880mmのゲッタストリップを備えた真空ガラスに露は現れず、外向きの真空ガラスの表面はそれぞれ23.4℃、24℃、および24℃であった。
13.表4を参照した遮音性能
Figure 0007064498000004
実施例1~3の真空ガラス製品の遮音性能は30dBを超える。
14.耐照射性:表5を参照。
Figure 0007064498000005
200時間のUV照射後、試験前後の真空ガラス製品の値Kの変動は3%以下である。
15.表6を参照した、気候サイクル耐久性:
Figure 0007064498000006
気候耐久性試験後、実施例1~3の真空ガラス製品は破裂せず、試験前後の値Kの変化率は3%以下である。
16.表7を参照した高温および高湿度耐久性:
Figure 0007064498000007
高温高湿耐久試験後、真空ガラス製品は割れず、試験前後の値Kの変動は3%以下である。
本発明者が知るところでは、断熱性能または遮音性能は真空ガラスの真空度を直接反映する。国家規格「真空ガラス」(JC/T1079-2008)によれば、断熱性能または遮音性能は、真空ガラスの品質を反映する重要な指標である。断熱性能試験(表3、耐結露性試験)または遮音性能試験(表4)に示すように、実施例1~5の真空ガラス製品は、より優れた断熱性能および遮音性能を備えており、実施例1~5の真空ガラス製品が、比較例1および比較例2よりも高い真空度を有する空洞5を有することを示している。
耐照射性試験(表5)、気候サイクル耐久性試験(表6)および高温高湿耐久性試験(表7)を参照すると、実施例1~5の真空ガラス製品は、耐照射性および耐久性が優れている。
前述の開示されている実施形態の有利な効果の1つは、真空ガラスがゲッタを封止するためのエンクロージャを含まず、これによってゲッタの構造が大幅に簡素化し、ゲッタのコストが削減し、それによって真空ガラスの構造がさらに単純化し、真空ガラスのコストが低減することである。
前述の開示されている実施形態のさらなる有利な効果は、ゲッタが非常に薄く、結果、空洞が非常に薄くなり、ガラス本体の完全性が維持されるようにガラス本体にゲッタを保持するための溝/開口を確保する必要がなくなることである。
前述の開示された実施形態のまたさらなる有利な効果は、真空ガラスが排気口を有しないことである。排気口のない真空ガラスは、優れた外観、完全な表面、およびさらに加工するためのより良好な条件を備えている。上記の実施例の真空ガラスは、さまざまな用途のニーズを満たすために、合わせガラスまたはフィルムコーティングガラスなどの特別なガラスにさらに加工することができる。
本発明者の知るところでは、空気中でゲッタは不動態化され、ゲッタの活性化とは、真空熱処理法によってゲッタがゲッタ特性を呈するようにすることを指す。前述の開示されている実施形態では、真空加熱の重要な機能は、ゲッタを活性化することである。
本発明者の知るところでは、真空ガラスがシールされて炉から排出された後、真空ガラスの大面積および/または長時間の加熱により真空ガラスの真空度が損なわれ、真空ガラスは、不均一な加熱に起因するガラス自体の中の過度の内部応力に起因して、割れることさえあり得る。上記の開示されている実施形態における真空ガラスに関して、ゲッタ3は真空において加熱するステップにおいて活性化され、そのため、ゲッタの蒸発散、活性化または非閉塞化のプロセスを回避することができ、特に、高周波加熱、赤外線加熱、および他の方法を使用することによるゲッタの蒸発散、活性化または非閉塞化のプロセスを回避することができ、結果、プロセスステップが簡素化され、コストが削減される。さらに、上記実施形態では、より高い真空度を有する真空ガラス、特に、より優れた断熱性能および/または遮音性能を有する真空ガラスを得ることができる。
本発明者の知るところでは、ガラス本体および/またはシーラント(例えば、封着ガラス)が、加熱されるとガスを放出し得る。実施例1~5において、ゲッタ3の1つの機能は、真空ガラスの作製中、特に真空中の真空ガラスの加熱およびパッケージのプロセス中に、空洞(5)内の真空度を標準までに維持し、それにより真空ガラスの断熱性能および/または遮音性能を改善するために、空洞(5)に入る可能性のあるガスを吸収することである。
本発明者の知るところでは、真空ガラスの作製中、特に真空中での真空ガラスの加熱およびパッケージのプロセス中に、空洞容積1cmあたり0.1gを超える、例えば0.5gを超える、別の実施例として1gを超えるゲッタが追加される場合、空洞(5)に入る可能性のあるガスを効果的に吸収することができ、空洞(5)内の真空度を標準までに維持することができ、結果、真空ガラスの良好な断熱性能および/または遮音性能が得られる。
本発明者の知るところでは、ガラス本体および/またはシーラント(例えば、封着ガラス)が、長い使用期間(例えば、1年~50年)の間に一定量のガスを放出する可能性がある。ゲッタ3のもう1つの機能は、空洞(5)の真空度を標準まで確保し、真空ガラスの耐久性をさらに改善するように、真空ガラスの使用中に空洞(5)に入る可能性のあるガスを継続的に吸収することである。
上記で開示されている実施形態の真空ガラスによれば、ゲッタは排気口を通じて真空ガラス内に配置されておらず、ゲッタの大きさは排気口によって制限されない。真空ガラスの空洞の大きさに応じて、所望の量のゲッタを配置することができ、例えば、1g/cm以上のゲッタがその中に配置される。
前述の開示されている実施形態における真空ガラス内のゲッタは、非蒸発性ゲッタである。非蒸発性ゲッタは、それ自体を蒸発させるために高周波加熱を必要とせずに使用することができ、そのため、ガラス本体の表面に金属膜が形成されず、そのため、真空ガラスの透明性への影響はほとんどない。得られる真空ガラスの透明領域の割合は比較的高い。
製造精度の問題に起因して、真空ガラスを作製するためのガラス板の厚さは完全に均一ではない場合があり、いくらかの起伏がある場合があり、さらに、支持体の高さが完全に均一ではない場合があり、いくらかの起伏がある場合がある。支持体が剛性である場合、真空ガラスを組み立てた後、一部の支持体は高さが不十分なために両側でガラスを支持することができない可能性があり、そのため、これらの支持体は、その両側においてガラスからの押し出し力が失われることに起因してその位置に固定することができず、そのため変位が発生する可能性があり、真空ガラスに不均一な応力が生じ、真空ガラスの美観および安全性にさらに影響する。
上記の問題は、本発明による弾性支持体を使用することにより解決することができ、弾性支持体は、各支持体が真空ガラスを良好に支持するように、弾性変形により異なるサイズの空間高さに適応することができる。さらに、金属材料(例えば、銅、アルミニウム、鋼またはクロム)から作成されている支持体は、耐熱性に優れており、真空ガラスの作製中の加熱によって弾性が失われることはない。
最後に、上記の実施例は、本発明を限定するのではなく、本発明の技術的解決策を例示するものに過ぎないことに留意されたい。好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明が属する分野の当業者は、依然として本発明の特定の実施例に修正を加えることができること、または、技術的特徴の一部に対して同等の置換を依然として行うことができることを理解すべきであり、すべてのこれらの修正および同等の置換は、本発明によって請求される技術的解決策の範囲内にあるものとする。

Claims (29)

  1. 真空ガラスを作製する方法であって、
    i)ガラス本体およびシーラントによって空洞を包囲し、前記空洞内にゲッタを配置するステップと、
    ii)ステップi)の生成物を真空環境で加熱し、結果、前記空洞内に真空を生成し、前記シーラントおよび前記ガラス本体をともに溶接し、前記ゲッタを活性化するステップと、
    iii)ステップii)の生成物を冷却し、結果、真空ガラスを得るステップとを含み、
    ステップii)は、初期気泡形成段階において、前記シーラント内に気泡が形成され始めると、温度上昇速度を低下させ、もしくは温度上昇を停止し、
    前記真空ガラスは、
    ガラス本体(1)と、前記ガラス本体(1)およびシーラント(4)によって包囲されている空洞(5)と、前記空洞(5)内に配置されたゲッタ(3)とを備え、
    前記空洞(5)は気密であり、
    前記ゲッタ(3)は非蒸発性ゲッタであり、前記真空ガラスは前記ゲッタ(3)を封止するためのエンクロージャを備えず、前記エンクロージャは気密材料から作成され、
    前記空洞(5)を通過する方向において、前記真空ガラスの熱貫流率値Kは4W/(m・K)以下である、方法。
  2. 前記真空ガラスは、シールされた排気口を含まないこと、
    前記ガラス本体(1)は、シールされた排気口をその上に有しないこと、
    前記シーラント(4)は、シールされた排気口をその上に有しないこと、
    前記真空ガラスは、前記排気口をシールするためのシールデバイスを有しないこと、
    前記真空ガラスは少なくとも2つのガラス本体(1)を含むこと、および
    隣接するガラス本体(1)は前記シーラント(4)によって接合されること、
    のうちの1つまたは複数を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ガラス本体(1)は板状ガラス本体を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記ガラス本体(1)はガラス管を含むこと、および
    前記ガラス本体(1)はガラス板を含むこと、
    のうちのいずれか1つを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  5. 少なくとも1つのガラス本体(1)上に、めっきフィルムまたは貼り付けフィルムが設けられること、
    前記ガラス本体(1)は平坦な表面を有すること、
    前記ガラス本体(1)はその上に溝を有しないこと、
    前記ガラス本体(1)はケイ酸塩ガラスから形成されること、
    前記ガラス本体(1)は550℃より高い軟化点を有すること、
    前記空洞(5)は板状空洞であること、
    前記真空ガラスは少なくとも1つの空洞(5)を含むこと、および
    前記シーラント(4)と前記ガラス本体(1)とはともに溶接されること、
    のうちの1つまたは複数を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  6. 前記シーラント(4)は封着ガラスを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ゲッタ(3)は活性化ゲッタであること、
    前記ゲッタ(3)は、O、N、CO、COおよびHから選択される1つまたは複数の気体を吸収することが可能であること、
    前記ゲッタ(3)は、ゲッタリング能力を有する元素物質、ゲッタリング能力を有する合金、ゲッタリング能力を有する化合物、またはゲッタリング能力を有する混合物を含むこと、
    前記ゲッタ(3)は0.1g/cm以上の密度で前記空洞(5)内にあること、
    前記ゲッタ(3)は、前記シーラント(4)のシーリング温度以下の活性化温度を有すること、および
    前記ゲッタ(3)は300~450℃において活性化されることが可能であること、
    のうちの1つまたは複数を特徴とする、請求項1に記載の方法。
  8. 前記真空ガラスは、前記空洞(5)の形状を維持するために前記ガラス本体(1)を支持する支持体(2)をさらに備える、請求項1に記載の方法。
  9. 前記真空ガラスは透明である、請求項1に記載の方法。
  10. 前記空洞(5)を通過する方向において、前記真空ガラスは、3W/(m・K)以下の熱貫流率値Kを有する、請求項1に記載の方法。
  11. 前記空洞(5)を通過する方向において、前記真空ガラスは10dB以上の遮音値R+Ctrを有する、請求項1に記載の方法。
  12. 前記空洞(5)を通過する前記方向が前記真空ガラスの厚さ方向である、請求項1に記載の方法。
  13. 少なくとも1つの方向において、前記ガラス本体(1)は0.01m以上のサイズを有する、請求項1に記載の方法。
  14. 互いに垂直な2つの方向において、前記ガラス本体(1)は0.01m×0.01m以上のサイズを有する、請求項1に記載の方法。
  15. 前記真空ガラスは1~50mmの厚さを有する、請求項1に記載の方法。
  16. 前記ガラス本体(1)は1~20mmの厚さを有する、請求項1に記載の方法。
  17. 前記空洞(5)は3mm未満の厚さを有する、請求項1に記載の方法。
  18. 少なくとも1つの方向において、前記空洞(5)は0.1m以上のサイズを有する、請求項1に記載の方法。
  19. 前記空洞(5)は1×10-4Pa以下の真空度を有する、請求項1に記載の方法。
  20. 真空ガラスを作製する方法であって、
    i)ガラス本体およびシーラントによって空洞を包囲し、前記空洞内にゲッタを配置するステップと、
    ii)ステップi)の生成物を真空環境で加熱し、結果、前記空洞内に真空を生成し、前記シーラントおよび前記ガラス本体をともに溶接し、前記ゲッタを活性化するステップと、
    iii)ステップii)の生成物を冷却し、結果、真空ガラスを得るステップとを含み、
    ステップii)において、前記シーラント内に気泡が形成され始めると、温度上昇速度を低下させる、または温度上昇を停止する、方法。
  21. ステップi)において前記シーラントは封着ガラスである、請求項20に記載の方法。
  22. ステップi)において、前記ゲッタは不動態化ゲッタであること、
    ステップi)において、前記ゲッタの表面は、エンクロージャを含まず、前記エンクロージャは密閉材料から作成されること、
    ステップi)は、前記空洞内で前記ガラス本体を支持するための支持体を配置することをさらに含むこと、
    ステップi)は、型内でシーラントを所望の形状に成形することをさらに含むこと、
    のうちの1つまたは複数を特徴とする、請求項20または21に記載の方法。
  23. ステップii)において、前記加熱は300~600℃の温度で実行されること、
    ステップii)において、前記加熱は、前記シーラントのシーリング温度以上の温度で実行されること、
    ステップii)において、前記加熱は、前記ゲッタの活性化温度以上の温度で実行されること、および
    ステップii)において、前記加熱は、前記ゲッタの活性化時間以上の期間にわたって実行されること、
    のうちの1つまたは複数を特徴とする、請求項20または21に記載の方法。
  24. ステップii)において、前記真空環境は、1×10-1Pa以下の絶対圧力値を有する、請求項20または21に記載の方法。
  25. 前記支持体が弾性ガスケットである、請求項22に記載の方法。
  26. 前記弾性ガスケットが金属材料から作成される、請求項25に記載の方法。
  27. 前記ゲッタは、前記シーラントの内側に近い位置に配置されている、請求項20または21に記載の方法。
  28. ステップiii)は、前記シーラントが依然として半固体状態にあるときに炉内の圧力を大気圧まで上昇させ、続いて真空環境を提供するための炉内の温度を前記シーラントの凝固温度に低下させることによって真空度および炉内温度を低下させること、および、次いで、前記炉を開いて製品を得ることを含む、請求項20または21に記載の方法。
  29. ステップiii)は、5~10分以内に前記炉内の圧力を大気圧まで上昇させ、10~12時間以内に真空環境を提供するための炉内の温度を50℃以下に低下させることによって真空度および炉内温度を低下させること、および、前記炉を開いて製品を得ることを含む、請求項20または21に記載の方法。
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