JPH11199279A - 真空複層ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空複層ガラスにおいて、長期的に内在する引
っ張り応力による破壊を低減する。 【解決手段】真空複層ガラスを構成する２枚のフロート
ガラス板１、２の非ボトム面６、７を、スぺーサ８との
非接触面側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロート法で成形
したガラス板を用いた真空複層ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】周縁を密封した２枚のガラス板の間隙部
を減圧し、高い真空（１０^-1ｔｏｒｒ以下が望ましい）
にする真空複層ガラスは、主に断熱性能と遮音性能の向
上を目的として従来から知られており、近年特に省エネ
ルギー施策の一環として複層ガラスの需要の増大ととも
に、この真空複層ガラス（真空複層ガラス）の重要性も
増している。

【０００３】この真空複層ガラスを構成するガラス板
は、間隙部の減圧により外部から圧力を受けるために、
周縁を隔置して融着または接着しただけでは、ガラス板
面は変形して内側に湾曲する。そこで、これらガラス板
の間隙部に、通常例えば特開平６−１７５７９に開示さ
れているように球状や円柱状をした複数個の部材を点在
配置し、ガラス板の内面を保持することによりガラス板
の湾曲を防ぎ、ガラス板を所定の平行間隔に保持するこ
とが知られている。以後ガラス板を所定の間隔に保持す
るために、真空複層ガラスのガラス板の間隙部に配置す
る部材をスぺーサとする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】２枚のガラス板の間隙
部にスぺーサを介在させた前記真空複層ガラスは、その
構造からスぺーサを必要としない通常の複層ガラスに比
べて、ガラス板に破壊を誘発する引っ張り応力を常に内
在している。この引っ張り応力は、真空複層ガラスを構
成するガラス板のスぺーサが接触する内面を接触面側、
スぺーサが接触しない外面を非接触面側とした場合（以
後同じ）、接触面側ではスぺーサ接触箇所の近傍に、ま
た非接触側ではスぺーサ接触箇所の外面部分に発生す
る。

【０００５】これはスぺーサを介在させた状態で間隙部
を減圧するため、スぺーサが接触している部分のガラス
板はスぺーサにより支持されるが、その周りのガラス板
は減圧作用で内側に吸引される結果、ガラス板が変形し
てスぺーサが接触する箇所のガラス板内面には圧縮応力
が発生し、このスぺーサ接触箇所の内面近傍と外面に
は、前記圧縮応力に見合った引っ張り応力が発生するこ
とによる。

【０００６】この引っ張り応力は、上記スぺーサの一部
が動いてスぺーサによる支持の均一性が損なわれたり、
使用中にガラス板が外面から押圧外力を受けると局部的
に大きくなり、ときにはガラス板を破壊させる。特に、
スペーサのガラス板との接触断面が小さい場合およびス
ペーサの個数が適当でない場合には、著しい傾向があ
る。

【０００７】上記引っ張り応力の局部的な増大を防止す
る方法として、スぺーサの接触面積を大きくしたりスぺ
ーサの個数を増やすことが提案されているが、これらは
いずれもガラス板の透明性が損なわれ、商品としての美
観が損なわれる。真空複層ガラスの美観を維持し、前記
引っ張り応力をできるだけ低減して、ガラス板が破壊す
る確率を低くするのに最適なスペーサの間隔およびスペ
ーサの直径などの検討も行われているが、いまだ満足な
結果は得られていない。

【０００８】さらに、このようなスペーサ間隔およびス
ペーサ直径の調整により、前記引っ張り応力の局部的な
増大を防止しようとしても、使用中のスぺーサの移動を
完全になくすことは困難であるので、スぺーサが動くこ
とにより生じる局部的な引っ張り応力の増大は防げな
い。実際に、スペーサのうちの一つまたは複数個が脱落
した場合、直ちにその他のスペーサに想定していない圧
縮力がかかるため、このスぺーサ接触部のガラス板の特
に非接触面に予期しない引っ張り応力が発生し、ガラス
板を破壊させることがある。

【０００９】したがって、真空複層ガラスでは、ガラス
板に内在し破壊を誘発する、この引っ張り応力をできる
限り低減することが、安全上望まれており、真空複層ガ
ラスにおける最大の技術課題である。ちなみに、一般の
複層ガラスにおいてはこのような引っ張り応力はゼロで
ある。

【００１０】本発明者は、真空複層ガラスについて種々
検討した結果、フロートガラス板（フロート法で成形し
たガラス板）を用いて真空複層ガラスを製造する場合、
該ガラス板の製造時に溶融スズに接触する板面（以下ボ
トム面とする）と溶融スズと接触しない板面（以下非ボ
トム面とする）では、後述するように火作り面である非
ボトム面の方がボトム面より強度が大きいことに着目
し、フロートガラス板で真空複層ガラスを製造するとき
該ボトム面を相対向させて前記接触面側に配置すると、
該ボトム面を非接触側に配置した場合に比べて、前記の
局部的な引っ張り応力の発生によるガラス板の破損が軽
減されることを見出し、本発明を完成したものである。

【００１１】なお、フロートガラス板を用いて複層ガラ
スを製造する場合に、そのボトム面を相対向させて接触
面側に配置することが、実公昭６３−４８６７５により
知られている。しかし、この複層ガラスは、スぺーサの
介在を必要としない通常の複層ガラスであって真空複層
ガラスではない。また、ガラス板の前記ボトム面を接触
面側に配置する目的は、複層ガラスの周縁に配置する間
隔部材とガラス板をブチルゴム系シール層で接着する際
の接着強度を向上させることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記知見に基
づき真空複層ガラスにおける上記問題を解決しようとす
るものであり、隔置した２枚のガラス板間に、これら板
の間隙部を所定の距離に保持する多数のスペーサを配置
し、ガラス板の端部をシールするとともに前記間隙部を
減圧状態にした真空複層ガラスにおいて、前記２枚のガ
ラス板の少なくとも１枚をフロートガラス板で構成し、
かつ当該フロートガラス板の少なくとも１枚のスぺーサ
との非接触面側に、フロート法における非ボトム面側を
配置することを特徴とする真空複層ガラスを提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において、真空複層ガラス
を構成する２枚のガラス板の少なくとも１枚はフロート
ガラス板を用いる。通常は２枚ともフロートガラス板で
あるが、その一方をフロートガラス板（ロートガラス
板）以外のガラス板で構成してもよい。この結果、ガラ
ス板としては２枚ともフロートガラス板を用いる場合
と、フロートガラス板とフロートガラス板以外のガラス
板を組み合わせて用いる場合とがある。

【００１４】本発明は、これら２枚のガラス板の間隙部
にスぺーサを点在させて配置し、ガラス板を所定の間隔
に保持した状態でガラス板周縁をシールした後、前記間
隙部を減圧して真空複層ガラスを製造する場合に、真空
複層ガラスを構成する前記フロートガラス板の少なくと
も１枚の非スズ面を非接触面側に配置することを特徴と
する。

【００１５】本発明の好ましい実施形態では、２枚のガ
ラス板ともフロートガラス板が使用されるので、これら
フロートガラス板のスズ面を相対向させて接触面側に、
非スズ面を非接触面側にそれぞれ配置する。止むを得
ず、１枚のガラス板のみフロートガラス板を使用する場
合および２枚ともフロートガラス板を使用するが、１枚
のみの非スズ面を非接触面側に配置する場合には、該非
スズ面を非接触面側に配置したガラス板を真空複層ガラ
スの外側にするのが好ましい。外側のガラス板が使用中
に外部から圧力を受け、より大きい局部的な引っ張り応
力が外側のガラス板表面に発生するからである。

【００１６】本発明において、上記スぺーサとしては一
般に知られている球状、柱状または枠体状のものから適
宜選択し使用することができる。これらのスぺーサをガ
ラス板の間隙部に配置する際の間隔または密度は、ガラ
ス板の大きさやスぺーサの径またはサイズなどを考慮し
て適当に決めればよい。また、スぺーサ材質は特に限定
されなで、通常は金属または合成樹脂などを使用する
が、強度的な面から金属が好ましい。

【００１７】２枚のガラス板の間隙部に球状または柱状
の複数個のスぺーサを配設する場合、これらのスぺーサ
が真空複層ガラスの製造作業中あるいは使用中に移動す
るのを防ぐため、該スぺーサを少なくとも一方のガラス
板面に接着し固定することが推奨される。また、スぺー
サのサイズまたは径はガラス板の全域を一様に支持する
ため、間隙部の厚さ方向においてできるだけ均一である
ことが望ましい。

【００１８】また、本発明の真空複層ガラスは例えば熱
線反射機能を得るためガラス板面に金属または金属酸化
物等からなる膜を形成することができ、この膜は通常２
枚のガラス板の相対向する接触面側の板面に行う。

【００１９】本発明における真空複層ガラスは、通常は
２枚のガラス板で構成されるが、３枚以上のガラス板を
用いる多層の複層ガラスにも適用できる。このような多
層の真空複層ガラスの場合には、任意の相隣る少なくと
も２枚のガラス板が、本発明の構成を採っていればよ
い。

【００２０】

【作用】本発明は、フロートガラス板の製造方法に起因
するガラス表裏面の物性に関する知見から、真空複層ガ
ラスの構成におけるガラス板面の配置を特定したことで
ある。以下のその作用について述べる。

【００２１】フロート製法に基づくガラス板は、その製
法から必然的にボトム面の強度が相対的に低くなる。通
常の建築用ガラスにおいては、建築物に取り付けた後、
室外側ガラス面と室内側ガラス面の両側に正負圧力がか
かり、両面に引っ張り応力および圧縮応力が発生する。
このことから、建築用ガラスの設計においては、一般に
ボトム面の強度に基づいて設計を行う。

【００２２】一方、真空複層ガラスを構成する２枚のガ
ラス板に対応するガラス４面のうち２面は、真空度が高
い間隙部と触れる接触面側になる。この真空中の２面の
強度は、大気中の強度の数倍に達することは一般的に知
られている。

【００２３】さらに、真空複層ガラスにおいて間隙部の
真空によりスぺーサとガラス板との接触箇所には、前記
したように長期引っ張り応力が発生し、この応力値は接
触面側と非接触面側とでほぼ同じオーダーであることが
分かっている。

【００２４】以上から、通常の単板ガラスや通常の複層
ガラスと異なり、真空複層ガラスの接触面側の板面は、
前記したように相対的に非接触面側の板面よりもガラス
強度が高いことから、フロートガラス板を用いて真空複
層ガラスを製造する場合に接触面側の２面または１面、
すなわち少なくとも１面を強度が低いボトム面にして、
その非接触面側に強度が大きい非ボトム面を配置するこ
とによって、破壊の確率を低減できると考えられる。

【００２５】以下にフロートガラス板のボトム面の強度
と非ボトム面の強度について検討した例を示す。ここで
行った実験は、同心円曲げと呼ばれる実験であり、治具
である２つのリングのうち大きい方のリングでガラスサ
ンプルを支持し、もう１つの小さい方のリングを通じて
ガラスに圧縮荷重を載荷する面強度を評価する方法であ
る。

【００２６】今回の実験は、温度２５℃、相対湿度５０
〜６０％の環境条件下で、ガラス板のサイズが１５．２
４ｃｍ角、平均板厚が２．７５ｍｍの各２５枚のサンプ
ルで、大きい方のリングの直径を１２．０ｃｍに、小さ
い方のリングの直径を４．０ｃｍにし、圧縮応力の載荷
重速度を２５０ｋｇｆ／ｃｍ² ／ｍｉｎで行った。実験
結果を表１に示す。

【００２７】表中にある対数正規分布での破壊確率１／
１００の破壊応力値を示したのは、ガラスが脆性材料で
あるため、鋼材とは異なり破壊応力の評価には平均破壊
応力のみでは不十分であること、およびガラスは対数正
規分布が最適であると考えられることから、比較的低い
破壊確率に対しても検討しておく必要があるためであ
る。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から非ボトム面の破壊応力値が、平均
値および破壊確率が低い領域において、ボトム面に比べ
て明らかに大きいことが分かる。真空複層ガラスの設計
に当たって、特に非接触面側に発生する引っ張り応力は
長期的に発生するため、短期的な引っ張り応力に比べて
ガラス強度が低くなることを考慮すると、５０ｋｇｆ／
ｃｍ² 程度以下に抑える必要がある。この応力値は、発
生する引っ張り応力の絶対値からすると非常に小さく、
表１に示した非ボトム面でのボトム面に対する破壊応力
増加分で、十分に効果を発揮できる。言い換えると、非
ボトム面の破壊応力が大きくなる分、許容される発生応
力が増加することになる。これによって、真空複層ガラ
スとしての破壊する確率が低減できることになる。

【００３０】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図１は、本発明の実施形態のうち真空複層ガラスを
２枚のフロートガラス板１、２を用いて構成した場合の
実施例を示す。これらフロートガラス板は間隙部３を設
けて隔置され、その端部が例えばはんだ３により封着さ
れている。そして、前記間隙部３にはスぺーサ８が所定
の間隔で均一に点在して設けられており、かつ該間隙部
は減圧されて高い真空状態となっている。

【００３１】本例は２枚のフロートガラス板のボトム面
４、５を相対向させてスぺーサ８との接触面側に、非ボ
トム面６、７を非接触面側にそれぞれ配置しており、強
度的に最も好ましい形態を示す。間隙部３の減圧により
引っ張り応力が発生するフロートガラス板１、２の非接
触面に、スズ面より強度の大きい非スズ面側を配置して
いるからである。

【００３２】図２は本発明の他の実施例を示す。２枚の
フロートガラス１、２のうち、１方のフロートガラス板
２は非接触面側に非ボトム面７を配置しているが、他の
フロートガラス板１はボトム面４を非接触面側に、非ボ
トム面６を接触面側に配置し、該非ボトム面６の上に熱
線反射膜１０を形成した真空複層ガラスである。

【００３３】前記熱線反射膜または低放射膜は、フロー
ト法のオンラインで製造する場合には、どうしても上記
したように非ボトム面に形成されるが、オフラインで形
成する場合には、ボトム面または非ボトム面のいずれに
も適用可能である。ボトム面に形成すれば、図１と同様
に非ボトム面を非接触面側に配置することができる。も
ちろん、オンラインで形成した熱線反射膜を有するフロ
ートガラス板でも、この熱線反射膜を外側にすれば、非
ボトム面を非接触面側にできる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、長期的な引っ張り応力
を内在し、通常の複層ガラスに比べて、破壊の可能性が
相対的に高い真空複層ガラスに対して、フロートガラス
板の火作り面で強度の大きい非ボトム面を、前記応力の
ためより強度が要求される非接触面側に配置するので、
その破壊の確率を低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すフロートガラス板の部分
断面図。

【図２】本発明の他の実施例を示すフロートガラス板の
部分断面図。

【符号の説明】

１：フロートガラス板 ２：フロートガラス板 ３：間隙部 ４、５：フロートガラス板のボトム面 ６、７：フロートガラス板の非ボトム面 ８：スぺーサ ９：はんだ １０：熱線反射膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隔置した２枚のガラス板間に、これら板の
   間隙部を所定の距離に保持する多数のスペーサを配置
   し、ガラス板の端部をシールするとともに前記間隙部を
   減圧状態にした真空複層ガラスにおいて、前記２枚のガ
   ラス板の少なくとも１枚をフロートガラス板で構成し、
   かつ当該フロートガラス板の少なくとも１枚のスぺーサ
   との非接触面側に、フロート法における非ボトム面側を
   配置することを特徴とする真空複層ガラス。