JPWO2017056416A1 - ガラスパネルユニットの製造方法、及びガラス窓の製造方法 - Google Patents

ガラスパネルユニットの製造方法、及びガラス窓の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明の課題は、基板の接着強度が高く、減圧空間を安定して形成できるガラスパネルユニットの製造方法を提供することである。ガラスパネルユニットの製造方法は、第1基板(T100)にガラス接着剤(300)を配置する工程と、第1基板(T100)に第2基板(T200)を対向配置する工程と、第1基板(T100)に第2基板(T200)との間に内部空間(500)を形成する工程と、内部空間(500)を減圧する工程と、内部空間(500)から減圧空間(50)を形成する工程とを含む。ガラス接着剤(300)は、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末を含む。

Description

本発明は、ガラスパネルユニットの製造方法、及びガラス窓の製造方法に関し、詳しくは、一対のパネルの間に減圧空間が形成されたガラスパネルユニットの製造方法、及びガラスパネルユニットを備えたガラス窓の製造方法に関する。
従来、一対のパネル(ガラス板)の間に減圧空間を有するガラスパネルユニット(以下「ガラスパネルユニット」という)が知られている。ガラスパネルユニットは複層ガラスとも呼ばれる。ガラスパネルユニットは、減圧空間が熱伝導を抑制するため、断熱性に優れている。ガラスパネルユニットの製造では、一対のパネルが隙間をあけて接着され、一対のパネルの間に形成された空間の気体が排出され、この空間が密閉されることで減圧空間が形成される。
ガラスパネルユニットの製造方法として、ガラス接着剤により減圧空間の周囲を囲む封止材を形成する方法が知られている。たとえば、特許文献1には、複層ガラスの封止材として、ガラス粉末が例示されている。ガラス接着剤を用いて封止材を形成する場合、ガラス接着剤がパネルと一体化するため、一体性のあるガラスパネルユニットを得ることができる。
ガラスパネルユニットの製造に用いるガラス接着剤は、ガラス粉末とバインダとを含む材料である場合がある。バインダの使用により、ガラス接着剤を容易にパネルに塗布することが可能となる。ガラス接着剤は、加熱によって、バインダを除去しながら、ガラス粉末を溶融一体化することができる。しかしながら、ガラスパネルユニットの製造プロセスにおいて、バインダを十分に除去することは容易ではない。ガラスパネルユニットでは、バインダの除去が不十分となり残存すると、一対のパネルの接着強度が弱くなったり、減圧空間に悪影響を及ぼしたりするおそれがある。また、バインダが残存すると、着色や変色の原因にもなり得る。
日本国特許出願公開番号H11−278877
本発明は、ガラス接着剤のバインダを効果的に除去することが可能で、パネルの接着強度が高く、減圧空間を安定して形成することができるガラスパネルユニットの製造方法及びガラス窓の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る一態様のガラスパネルユニットの製造方法は、接着剤配置工程、対向配置工程、内部空間形成工程、減圧工程、及び減圧空間形成工程を含む。前記接着剤配置工程は、少なくとも第1ガラス板からなる第1基板の厚み方向の両側の面のうちの一方の面である一の面に、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末と、バインダとを含むガラス接着剤を、少なくとも枠状の部分が形成されるように配置する工程である。前記対向配置工程は、前記一の面に対向させて、少なくとも第2ガラス板からなる第2基板を配置する工程である。この対向配置工程では、前記第1基板と前記第2基板と前記ガラス接着剤とを含むガラス複合物が形成される。前記内部空間形成工程は、前記ガラス複合物を加熱して、前記バインダを除去し、前記ガラス接着剤を溶融させ、前記第1基板と前記第2基板との間に、前記ガラス接着剤の溶融物で囲まれた内部空間を形成する工程である。前記減圧工程は、前記内部空間の気体を排出して前記内部空間を減圧する工程である。前記減圧空間形成工程は、前記内部空間を減圧した状態を維持したまま封止して、前記内部空間から密閉された減圧空間を形成する工程である。
また、本発明に係る一態様のガラス窓の製造方法は、ガラスパネルユニットの製造方法により製造されるガラスパネルユニットに、窓枠を嵌め込んでガラス窓を製造する工程を備える。
図1A〜図1Eは、本発明に係る第1実施形態のガラスパネルユニットの製造方法を示す。より詳細には、図1A〜図1Eは、ガラスパネルユニットを形成する途中の状態の断面図である。 図2A〜図2Cは、同上のガラスパネルユニットの製造方法を示す。より詳細には、図2A〜図2Cは、ガラスパネルユニットを形成する途中の状態の平面図である。 図3A〜図3Cは、ガラス接着剤の模式図である。図3Aは、バインダが除去される前のガラス接着剤を示している。図3Aに示す状態の後、図3Bは、バインダが除去された状態のガラス接着剤を示している。図3Cは、図3Bに示す状態の後、ガラス粉末が溶融して一体化した状態のガラス接着剤を示している。 図4A及び図4Bは、本発明に係る第2実施形態のガラスパネルユニットの製造方法を示す。より詳細には、図4A及び図4Bは、第2実施形態のガラスパネルユニットを形成する途中の状態の平面図である。 図5Aは本発明に係る第3実施形態のガラスパネルユニットの製造方法で製造されたガラスパネルユニットの平面図であり、図5Bは図5AのA−A線断面図である。 図6は本発明に係る第4実施形態のガラス窓の製造方法によって製造されたガラス窓の正面図である。
以下、第1〜第4実施形態について説明する。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。図1A〜図1E及び図2A〜図2Cは、本実施形態のガラスパネルユニット1の製造方法の一例(製造例)を示している。図1A〜図1Eは、ガラスパネルユニット1を形成する途中の状態を示した断面図である。図2A〜図2Cは、ガラスパネルユニット1を形成する途中の状態を示した平面図である。
図1A〜図1E及び図2A〜図2Cでは、ガラスパネルユニット1を製造する途中の状態を模式的に示している。ガラスパネルユニット1の各部の実際の寸法は、図1A〜図1E及び図2A〜図2Cとは異なってもよい。特に、図1A〜図1Eでは、理解しやすいよう、ガラスパネルユニット1の厚みや、ガラスパネルユニット1の製造途中における各部材の厚みが、実際よりも大きく描かれている。また、理解しやすいよう、図2A〜図2Cでは、ガラスパネルユニット1の内部の部材(封止材30及びスペーサ40)を破線で示さず、細線で示している。
(ガラスパネルユニット)
図1E及び図2Cは、本実施形態の製造方法によって製造(形成)されるガラスパネルユニット1を示している。図2Cに示すように、本実施形態の製造方法では、6つのガラスパネルユニット1が得られる。
ガラスパネルユニット1は、基本的に透明である。このため、ガラスパネルユニット1の内部の部材(たとえば、封止材30、スペーサ40)が視認され得る。図2B及び図2Cでは、視認された内部の部材を描画している。図2Cは、ガラスパネルユニット1を第2パネルT20側から見たときの図である。
ガラスパネルユニット1は、互いに対向する一対のパネルT10,T20と、一対のパネルT10,T20に接着した状態で枠状に形成される封止材30と、を備えている。以下、一対のパネルT10,T20のうちの一方を第1パネルT10といい、第1パネルT10に対向する他方のパネルT20を第2パネルT20という(図1E及び図2C参照)。
第1パネルT10は、少なくとも第1ガラス10からなる。本実施形態の第1パネルT10は、第1ガラス10のみで構成されている。
第2パネルT20は、少なくとも第2ガラス20からなる。本実施形態の第2パネルT10は、第2ガラス20のみで構成されている。
ガラスパネルユニット1は、スペーサ40を備えている。スペーサ40は、第1パネルT10と第2パネルT20との間に設けられている。ガラスパネルユニット1は、減圧空間50を備えている。減圧空間50は、第1パネルT10と第2パネルT20との間に設けられている。本実施形態のガラスパネルユニット1は、減圧空間50として、真空空間を備えている。すなわち、本実施形態のガラスパネルユニット1は、真空ガラスパネルユニット(真空ガラスパネル)である。なお、減圧空間50は真空空間である必要はなく、大気圧よりも低い圧力の空間であればよい。
ガラスパネルユニット1を形成する材料は、一対の基板T100,T200と、ガラス接着剤300と、スペーサ40とを少なくとも含む。以下、一対の基板T100,T200のうちの一方を第1基板T100といい、他方を第2基板T200という。
ガラスパネルユニット1の第1パネルT10は、第1基板T100から形成される。ガラスパネルユニット1の第2パネルT20は、第2基板T200から形成される。ガラスパネルユニット1の封止材30は、ガラス接着剤300から形成される。すなわち、封止材30は、ガラス接着剤300の硬化物である。
(ガラスパネルユニットの製造)
本実施形態では、製造開始時の第1基板T100として、最終のガラスパネルユニット1(製造後のガラスパネルユニット1)の第1パネルT10よりもサイズが大きい基板が用いられる。また、本実施形態の製造方法では、製造開始時の第2基板T200として、最終のガラスパネルユニット1(製造後のガラスパネルユニット1)の第2パネルT20よりもサイズが大きい基板が用いられる。
より詳細には、本実施形態の製造方法では、第1基板T100として、複数枚(具体的には6枚)の第1パネルT10を含むサイズの基板が用いられる。また、第2基板T200として、複数枚(具体的には6枚)の第2パネルT20を含むサイズの基板が用いられる。
本実施形態のように、大型の基板T100,T200を用いて複数枚のガラスパネルユニット1を同時に作製する方法は、多面取りと呼ばれる。多面取りは、ガラスパネルユニット1を効率よく製造することができる。
本実施形態のガラスパネルユニット1の製造方法では、途中段階で、第1基板T100と、第2基板T200と、ガラス接着剤300と、スペーサ40とを含むガラス複合物2が形成される。
図1C及び図2Aは、ガラス複合物2を示している。また、ガラスパネルユニット1の製造では、途中段階で、第1基板T100と第2基板T200とガラス接着剤300とが一体化した一体化パネル3が形成される。図1D及び図2Bは、一体化パネル3を示している。
本実施形態のガラスパネルユニット1の製造方法は、基板準備工程、接着剤配置工程、対向配置工程、内部空間形成工程、減圧工程、減圧空間形成工程、冷却工程、及び切断工程を含む。基板準備工程、接着剤配置工程、対向配置工程、内部空間形成工程、減圧工程、減圧空間形成工程、冷却工程、及び切断工程は、この順序で開始される。
(基板準備工程)
ガラスパネルユニット1の製造にあたって、まず、基板準備工程(ガラス板準備工程)が行われる。基板準備工程は、第1基板T100と第2基板T200とを準備する工程である。
第1基板T100及び第2基板T200は、透明である。ここで、透明とは、半透明も含み、透光性を有することを意味する。
図1Aには、準備された第1基板T100が示されている。第1基板T100は少なくとも第1ガラス板100からなる。本実施形態の第1基板T100は、第1ガラス板100(ガラスの板)のみで構成される。
本実施形態の第1基板T100の表面(後述する第1面T100a、及び第2面T100b)は平坦である。本実施形態の第1基板T100は、少なくとも一つの第1パネルT10を備えている。基板準備工程では、第1基板T100を適宜の大きさにすることや、所定の装置に第1基板T100を置くことを含んでいてもよい。
図1Aでは、第1基板T100のみが描画されているが、本実施形態の基板準備工程では、第2基板T200も別途準備される。第2基板T200の準備は、第1基板T100に対となる所定の大きさの第2基板T200を用意することを含む。なお、第2基板T200は、接着剤配置工程後に準備されてもよい。
第2基板T200は、少なくとも第2ガラス板200からなる。本実施形態の第2基板T200は、第2ガラス板200(ガラスの板)のみで構成される。
本実施形態の第2基板T200の表面(後述する第1面T200a及び第2面T200b)は平坦である。本実施形態の第2基板T200は、少なくとも一つの第2パネルT20を備えている。
図1Cでは、第2基板T200(ただし第1基板T100に重ねられた後の状態)が示されている。第2基板T200は排気孔201を有している。
本実施形態の第2基板T200には、第2基板T200を貫通する孔201aが形成されている。また、第2基板T200の表面(後述する第2面T200b)には、第2基板T200に一体に取り付けられた排気管202が設けられている。排気管202の内側に形成された孔202aは、孔201aに通じており、孔202aと孔201aとで排気孔201が構成されている。
第2基板T200の準備は、排気孔201(孔201a及び孔202a)を第2基板T200に設けることを含んでもよい。また、排気孔201は、第2基板T200ではなく、第1基板T100に設けられていてもよい。
第1基板T100の厚み方向の両側の面のうちの一方の面である一の面は、第1面T100aと定義され、他方の面は第2面T100bと定義される。第1面T100aは、第1基板T100において、第2基板T200に対向する面であり、ガラスパネルユニット1の内面となる。第2面T100bは、第1基板T100において第1面T100aとは反対の面であり、ガラスパネルユニット1の外面となる。
第2基板T200の厚み方向の両側の面のうちの一方の面である一の面は、第1面T200aと定義され、他方の面は第2面T200bと定義される。第1面T200aは、第2基板T200において、第1基板T100に対向する面であり、ガラスパネルユニット1の内面となる。第2面T200bは、第2基板T200において第1面T200aとは反対の面であり、ガラスパネルユニット1の外面となる。第1基板T100の第1面T100aと第2基板T200の第1面T200aとは対向する。
第1ガラス板100の第2基板T200に対向する面には、熱反射膜が設けられてもよい。この場合、第1基板T100は、第1ガラス板100と熱反射膜とで構成される。
第2ガラス板200の第1基板T100に対向する面には、熱反射膜が設けられてもよい。この場合、第2基板T200は第2ガラス板200と熱反射膜とで構成される。
ガラスパネルユニット1において、熱反射膜は、第1基板T100の第1面T100a及び第2基板T200の第1面T200aに備えることができる。すなわち、熱反射膜は、第1ガラス板100の内面(第2基板T200に対向する面)及び第2ガラス板200の内面(第1基板T100に対向する面)の少なくとも一方に設けることができる。熱反射膜は熱を反射することができるため、ガラスパネルユニット1の断熱性が向上する。
熱反射膜は、たとえば、赤外線反射膜で構成される。赤外線反射膜により、赤外線を遮断することができる。熱反射膜は、Low−E膜であってよい。熱反射膜は、遮熱性を有し得る。熱反射膜は、たとえば、赤外線遮断性を有する金属の薄膜で形成される。なお、金属の薄膜は、厚みが薄く、光を透過させるため、ガラスパネルユニット1の透明性にほとんど影響を及ぼさない。
第1基板T100の厚み(すなわち第1パネルT10の厚み)及び第2基板T200の厚み(すなわち第2パネルT20の厚み)の各々は、たとえば、1mm以上10mm以内である。本実施形態では、第1基板T100の厚みは、第2基板T200の厚みと同じである。第1基板T100の厚みと第2基板T200の厚みとが同じであると、同じ基板を使用できるため、製造が容易になる。図2Aに示すように、第1基板T100は矩形状であり、同様に、第2基板T200も矩形状である。
第1基板T100(すなわち第1パネルT10)及び第2基板T200(すなわち第2パネルT20)の材料は、たとえば、ソーダライムガラス、高歪点ガラス、化学強化ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、ネオセラム、物理強化ガラスである。
(接着剤配置工程)
第1基板T100の準備の後(基板準備工程の後)、接着剤配置工程が行われる。接着剤配置工程は、図1Bに示すように、第1基板T100の第1面T100aに、ガラス接着剤300を少なくとも枠状の部分(後述する第1ガラス接着剤301からなる部分)が形成されるように配置する工程である。ガラス接着剤300を第1基板T100に配置する際には、第1基板T100は第1面T100aを上方に向けた状態で配置される。
スペーサ40は、ガラス接着剤300の配置の際に、一緒に配置することができる。ガラス接着剤300及びスペーサ40は、第1基板T100の第1面T100aに配置される。ガラス接着剤300は、熱溶融性ガラスを含む。ガラス接着剤300は、第1基板T100の厚み方向から見て少なくとも枠状の部分を有する。ガラス接着剤300は、溶融した後に硬化することで、最終的に封止材30を形成する。すなわち、封止材30はガラス接着剤300から形成され、ガラス接着剤300の硬化物である。
ガラス接着剤300の溶融温度は、たとえば、300℃を超える。ガラス接着剤300の溶融温度は、400℃を超えてもよい。ただし、ガラス接着剤300の溶融温度が低い方がプロセスとして有利である。このため、ガラス接着剤300の溶融温度は、400℃以下が好ましく、360℃以下がより好ましい。
図2Aから理解できるように、ガラス接着剤300及びスペーサ40は、第1基板T100の上に配置される。このガラス接着剤300の配置は、塗布で行うことができる。塗布には、たとえば、ディスペンサを用いることができる。
本実施形態のガラス接着剤300は、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302との少なくとも2種類のガラス接着剤を含む。本実施形態のガラス接着剤300は、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302とで構成されている。
第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302は、それぞれ、第1基板T100の第1面T100aにおいて、所定の場所に設けられる。図1Bでは、第2ガラス接着剤302が破線で示されている。これは、第2ガラス接着剤302が、第1基板T100の短辺に沿った方向の全部に設けられていないことを意味する。
図2Aにより、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302の配置が理解される。第1ガラス接着剤301の配置は、第1接着剤配置工程と定義され、第2ガラス接着剤302の配置は、第2接着剤配置工程と定義される。接着剤配置工程は、第1接着剤配置工程と、第2ガラス接着剤配置工程とを含む。第1接着剤配置工程と第2接着剤配置工程とは、どちらが先に行われてもよい。たとえば、第1接着剤配置工程を行った後に、第2接着剤配置工程を行うことができる。
図3Aに示すように、ガラス接着剤300は、ガラス粉末310と、バインダ320とを含む。本実施形態では、第1ガラス接着剤301はガラス粉末310とバインダ320とを含み、第2ガラス接着剤302もガラス粉末310とバインダ320とを含む。バインダ320により、ガラス粉末310の分散性が高まる。また、バインダ320により、ガラス接着剤300を容易に基板(第1基板T100又は第2基板T200)に塗布することが可能となる。第1ガラス接着剤301に含まれるバインダ320と、第2ガラス接着剤302に含まれるバインダ320とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第1ガラス接着剤301に含まれるガラス粉末310と、第2ガラス接着剤302に含まれるガラス粉末310とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ガラス粉末310は、熱溶融性ガラスで構成される。熱溶融性ガラスは、低融点ガラスとも呼ばれる。ガラス粉末310は、ガラスフリット(詳しくは低融点ガラスフリット)であってよい。低融点ガラスフリットとして、たとえば、ビスマス系ガラスフリット(ビスマスを含むガラスフリット)、鉛系ガラスフリット(鉛を含むガラスフリット)、バナジウム系ガラスフリット(バナジウムを含むガラスフリット)が挙げられる。ガラス粉末310として低融点ガラスフリットを用いた場合、ガラス粉末310を低い加熱温度で溶融させることができるので、ガラスパネルユニット1の製造が容易になる。
バインダ320は、樹脂で構成され得る。バインダ320の材料は、特に限定されないが、エチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂などを用いることができる。これらは、ガラス接着剤300の塗布性を高めることができる。バインダ320を構成する樹脂は、低分子量で分解しやすい樹脂であることが好ましい。アクリル樹脂は、脱バインダ性(分解性)がよいため、バインダ320を構成する樹脂としてアクリル樹脂を用いることが好ましい。
ガラス接着剤300は、溶剤を含んでいてもよい。溶剤は、有機溶媒であってもよい。溶剤は、ガラスパネルユニット1の製造の際の加熱により取り除かれる。バインダ320は、溶剤に溶解していてもよいし、分散していてもよい。
図2Aから理解できるように、第1ガラス接着剤301は、第1基板T100の第1面T100aの周縁部に配置される。すなわち、第1ガラス接着剤301は、第1基板T100の外縁に沿って設けられる。
第1ガラス接着剤301は、第1基板T100の上で1周し、枠を形成している。すなわち、第1ガラス接着剤301は、第1面T100aの周方向に亘っており、枠状に形成されている。
第2ガラス接着剤302の配置場所は、第1ガラス接着剤301で囲まれた範囲内にあり、第1基板T100の第1面T100aにおいて、第1ガラス接着剤301で囲まれる領域を仕切るように配置される。
第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302は、目的とするガラスパネルユニット1の端部になる部分に対応して設けられている。すなわち、第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302は、第1基板T100の第1面T100aにおいて、各ガラスパネルユニット1の端部に対応する部分に配置されている。
図2Aから理解できるように、ガラス接着剤300の配置において、第2ガラス接着剤302は、第1ガラス接着剤301から離れている。すなわち、第2ガラス接着剤302は、第1ガラス接着剤301から離した状態で、第1基板T100の第1面T100aに配置される。この場合、ガラス複合物2において、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302との間に隙間(通気路55)が形成される。この隙間を通して、空気が除去されやすくなる。
図2Aでは、第2ガラス接着剤302は、第1基板T100を6つの区画に分けるように配置されている。図2Aは、第2ガラス接着剤302の配置の一例であり、第2ガラス接着剤302の数や配置パターンは、特に限定されない。第2ガラス接着剤302は、壁状に設けられる。
図1C及び図2Aから理解できるように、第1基板T100の上に第2基板T200が重ねられると、第1基板T100と第2基板T200の間に内部空間500が形成される。第2ガラス接着剤302は、内部空間500を6つに仕切っている。
ただし、第2ガラス接着剤302の仕切りは、完全ではなく、内部空間500内の2種の空間が繋がるように行われている。内部空間500内の2種の空間としては、排気孔201と直接繋がらない第1空間501(排気孔201が設けられない空間)と、排気孔201と直接繋がる第2空間502(排気孔201が設けられた空間)とがある。
第1空間501と第2空間502とは、第2ガラス接着剤302で仕切られている。第2空間502は、第2基板T200に設けられた排気孔201に直接通じている(図1C参照)。第1空間501は、排気孔201に第2空間502を介して通じており、排気孔201には直接通じていない。
本実施形態では、第2ガラス接着剤302(図2Aでは全ての第2ガラス接着剤302)が第1ガラス接着剤301(図2Aでは単一の第1ガラス接着剤301)から離れ、かつ、2つの第2ガラス接着剤302(図2Aでは各隣り合う第2ガラス接着剤302)が離れることで、第1空間501(図2Aでは5つの第1空間501)と第2空間502(図2Aでは1つの第2空間502)とを含む複数の空間(図2Aでは6つの空間)が繋がっている。
第1ガラス接着剤301と、それに近接する各第2ガラス接着剤302との間に形成された隙間、及び、各隣り合う2つの第2ガラス接着剤302の間に形成された隙間は、後述する減圧工程において、ガラス複合物2の内部空間500の排気を行うときの通気路55として機能する。減圧工程(排気工程)では、第1空間501の空気が通気路55を通って第2空間502から排気孔201を介して排出される。
なお、第1ガラス接着剤301と、それに近接する各第2ガラス接着剤302との間に形成された隙間、及び、各隣り合う2つの第2ガラス接着剤302の間に形成された隙間のうち、一方は省略可能である。すなわち、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302との間の隙間だけが形成されてもよいし、隣り合う2つの第2ガラス接着剤302の間の隙間だけが形成されてもよい。
スペーサ40は、ガラス接着剤300を配置した後に配置することができる。その場合、スペーサ40の配置が容易になる。スペーサ40は、等間隔に配置されてよい。あるいは、スペーサ40は、不規則に配置されてもよい。スペーサ40の配置は、チップマウンタなどを利用して行うことができる。なお、スペーサ40は、薄膜形成技術を利用して形成されてもよい。
スペーサ40は、第1基板T100と第2基板T200とが近づこうとする力を支えることができる。本実施形態のガラスパネルユニット1は、複数のスペーサ40を備えている。複数のスペーサ40により、第1パネルT10と第2パネルT20との間の距離が確保され、第1パネルT10と第2パネルT20との間に空間(減圧空間)50が容易に形成される。
複数のスペーサ40は、仮想的な矩形状の格子の交差点に配置されている。本実施形態のスペーサ40は円柱状である。スペーサ40は、たとえば、10mm以上100mm以下のピッチで配置される。スペーサ40の形状、大きさ、数、ピッチ、配置パターンは、特に限定されず、適宜選択することができる。
スペーサ40は、角柱状や球状であってもよい。スペーサ40は、樹脂、金属などから形成される。スペーサ40は、耐熱性の高いポリイミドから形成されることが好ましい。スペーサ40は、樹脂フィルムで形成されてもよい。
ここで、第1基板T100の第1面T100aと第2基板T200の第1面T200aのうちの一方又は両方には、ガス吸着体が配置されてもよい。このガス吸着体は、製造後のガラスパネルユニット1における減圧空間50に配置される。
ガス吸着体は、固体であってもよいし、流動性のある材料であってもよい。ガス吸着体が固体の場合、ガス吸着体は、例えば接着されることで、第1面T100aと第1面T200aのうちの少なくとも一方に固定される。ガス吸着体が流動性のある材料である場合、ガス吸着体は、例えば第1面T100aと第1面T200aのうちの少なくとも一方に塗布され、この後、乾燥されることで、第1面T100aと第1面T200aのうちの少なくとも一方に固定される。
ガス吸着体は、ゲッタを含み得る。ガス吸着体はゲッタのみから構成されてもよい。ガス吸着体により、減圧空間50のガスが吸着されるため、減圧空間50の真空度が維持され、断熱性が向上する。ガス吸着体が吸着するガスは、バインダ320由来のものであってよい。
(対向配置工程)
上述の接着剤配置工程の後、対向配置工程が行われる。対向配置工程は、図1C及び図2Aに示すように、第2基板T200を、第1基板T100の第1面T100aに対向させて、ガラス接着剤300の上に配置する工程である。
このように第2基板T200を、第1基板T100の第1面T100aに対向させて、ガラス接着剤300の上に配置することで、第1基板T100、第2基板T200、ガラス接着剤300及びスペーサ40を含むガラス複合物2が形成される。
ガラス複合物2は、第1基板T100と第2基板T200との間に形成された内部空間500を有する。第1基板T100と第2基板T200との間に形成された内部空間500が仕切られていることは、図2Aを用いて説明した通りである。図1Cでは、第2ガラス接着剤302が破線で示されている。第2ガラス接着剤302は、内部空間500を完全に分けていない。
(内部空間形成工程)
上述の対向配置工程の後、内部空間形成工程が行われる。内部空間形成工程は、ガラス複合物2を加熱することで、ガラス接着剤300に含まれるバインダ320を除去すると同時に、第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302のうち、第1ガラス接着剤301のみ(第1ガラス接着剤301に含まれるガラス粉末310のみ)を溶融させ、これにより、第1基板T100と第2基板T200との間に、第1ガラス接着剤301の溶融物で囲まれた内部空間500を形成する工程である。
ここで、ガラス接着剤300の溶融とは、ガラス粉末310(熱溶融性ガラス)が熱により軟化し、変形や接着が可能な程度になることであってよい。ガラス接着剤300が流れ出るほどの溶融性は発揮されなくてよい。
ガラス複合物2は、例えば加熱炉内で加熱される。本実施形態の第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302とは異なっており、第1ガラス接着剤301の熱溶融温度は、第2ガラス接着剤302の熱溶融温度よりも低い。すなわち、第1ガラス接着剤301は、第2ガラス接着剤302よりも低い温度で溶融する。
本実施形態では、ガラス接着剤300を、第1ガラス接着剤301の熱溶融温度よりも高く、かつ第2ガラス接着剤302の熱溶融温度よりも低い温度まで加熱することで、第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302のうちの第1ガラス接着剤301のみを溶融する。
上述のように第1ガラス接着剤301が溶融すると、第1ガラス接着剤301が第1基板T100と第2基板T200とを接着し、内部空間500が排気孔201に対応する領域を除いて密封される。
内部空間500は、第1基板T100と、第2基板T200と、第1ガラス接着剤301の溶融物とで囲まれた空間である。このように、内部空間500は、第1基板T100と第2基板T200との間において、ガラス接着剤300の溶融物で囲まれて形成される。第1ガラス接着剤301が溶融し、第2ガラス接着剤302が溶融しない温度は、第1溶融温度と定義される。第1溶融温度では、第2ガラス接着剤302は溶融しないため、第2ガラス接着剤302は形状を維持する。
上述のようにガラス複合物2が加熱されることで、ガラス複合物2の温度が上昇する。これにより、ガラス接着剤300(第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302)中のバインダ320が、熱分解し、ガスになり、除去される。そして、第1ガラス接着剤301は、熱溶融温度に達することでガラス粉末310が溶融し、接着性を発現する。
なお、第1ガラス接着剤301の熱溶融温度は、第2ガラス接着剤302の熱溶融温度と同じであってもよい。この場合、内部空間500は、例えばガラス接着剤300の加熱時に減圧される。
ここで、ガラス接着剤300(第1ガラス接着剤301及び第2ガラス接着剤302)に含まれるバインダ320は、ガラス接着剤300を塗布しやすいように用いるものであり、理想的にはガラスパネルユニット1の製造の際に完全に除去されることが好ましい。すなわち、ガラス接着剤300では、加熱によって、バインダ320を除去しながら、ガラス粉末310を溶融一体化することができる。加熱により、バインダ320は、熱分解し、ガスになって除去される。
しかしながら、ガラスパネルユニット1の製造プロセスにおいて、バインダ320を完全に除去することは容易ではない。ガラスパネルユニット1では、バインダ320の除去が不十分となり残存すると、一対の基板T100,T200(第1基板T100及び第2基板T200)の接着強度が弱くなったり、減圧空間50に悪影響を及ぼしたりするおそれがある。また、バインダ320が残存すると封止材30が着色したり変色したりするおそれがある。そして、一対の基板T100,T200の接着強度が弱くなると、これら基板T100,T200の剥離が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、次のようにガラス粉末310の粒径の好適化を図り、バインダ320の除去効果を高めている。
本実施形態のガラス接着剤300は、少なくともその一部に、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310と、バインダ320とを含んでいる。より詳細には、ガラス接着剤300は、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302とを含んでおり、少なくとも第2ガラス接着剤302が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310とバインダ320とを含んでいる。この場合、前記少なくともその1部とは、第2ガラス接着剤302のことである。
第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302との両方が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310とバインダ320とを含んでいてもよい。この場合、同じ平均粒径のガラス粉末310を第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302との両方に使用できるため、製造が容易になり得る。
あるいは、第2ガラス接着剤302が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310とバインダ320とを含み、第1ガラス接着剤301が、平均粒径25μm以上30μm以下でないガラス粉末310(たとえば平均粒径10μm以上15μm以下)とバインダ320とを含んでいてもよい。この場合、より使用しやすい平均粒径10μm以上15μm以下のガラス粉末310をガラス接着剤300の一部に使用できるため、製造が容易になり得る。
このように、ガラス接着剤300の一部が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310を含んでもよいし、ガラス接着剤300の全部が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310を含んでもよい。
第1ガラス接着剤301は、第1基板T100の周縁部(周縁を含む)に配置される。第2ガラス接着剤302は、第1ガラス接着剤301で囲まれる領域を仕切るように配置される。
このように、第1ガラス接着剤301は、第1基板T100の周縁部(すなわち端部)にあり、外部環境と繋がっているため、バインダ320が抜けやすい状態である。一方、第2ガラス接着剤302は、第1基板T100の周縁部ではなく、第1ガラス接着剤301で囲まれた内部にあり、バインダ320が抜けにくい状態となっている。加熱プロセスの際には、第2ガラス接着剤302は、2枚の基板T100,T200に挟まれており、外部環境と繋がらないため、バインダ320が除去されにくい。このため、第2ガラス接着剤302に含まれるガラス粉末310の平均粒径を25μm以上30μm以下にすることで、効果的にバインダ320を除去することが可能になる。
ガラス粉末310の粒径は、粒度分布計により測定される。粒度分布計は、レーザ回折式が好ましい。この場合、ガラス粉末310の平均粒径は、メジアン径(D50)の値である。
ここで、ガラス接着剤300の配置後に、ガラス接着剤300内のバインダ320を除去する加熱(仮焼成)を行うことも考えられる。仮焼成は、一対の基板T100,T200を対向させる前に行われる。しかしながら、仮焼成を行うと、製造プロセスが多くなり、またコストが上がり、ガラスパネルユニット1の製造が容易でなくなるおそれがある。また、一対の基板T100,T200の対向配置後に、バインダ320除去のために、ガラス接着剤300の溶融とは別に加熱する時間を設けて加熱時間を長くすることも考えられる。しかしながら、加熱時間を長くすると、製造プロセスの長時間化を招き、コストが上がるおそれがある。
本実施形態では、上記のガラス接着剤300を用いることにより、バインダ320除去のための仮焼成や追加加熱を行わなくてもバインダ320が除去されやすくなる。このため、仮焼成や追加加熱を省くことができ、製造効率を向上することができる。
図3A〜図3Cにより、ガラス接着剤300の加熱及び溶融について説明する。
図3A〜図3Cは、ガラス接着剤300の模式図を示している。図3Aは、第1基板T100又は第2基板T200に配置されたガラス接着剤300を示している。このガラス接着剤300は、バインダ320が除去される前の状態にある。図3Bは、ガラス接着剤300が加熱されて、バインダ320が除去された状態にあるガラス接着剤300を示している。図3Cは、ガラス粉末310が溶融して一体化したガラス接着剤300を示している。
図3Aに示すように、ガラス接着剤300は、ガラス粉末(ガラス粒子)310とバインダ(バインダ成分)320とを含んでいる。図3Aに示すガラス粉末310は、ガラス接着剤300に含まれるガラス粉末の粒である。図3Aに示すバインダ32は、ガラス接着剤300に含まれるバインダ成分である。バインダ320は、溶剤に分散されていてもよい。
ガラス接着剤300は、第1基板T100又は第2基板T200の上に塗布されると、図3Aに示すようにガラス粉末310が積み重なり、そのガラス粉末310の隙間に、バインダ320が存在する配置となる。
そして、ガラス接着剤300が加熱されると、図3Bに示すように、バインダ320は除去されて、ガラス粉末310の堆積物が残る。ガラス接着剤300の加熱は、第1基板T100と第2基板T200との接着の際に行われる。
ここで、バインダ320は、隣り合うガラス粒子310同士の隙間を通って、外に出るため、ガラスパネルユニット1の製造では、バインダ320を十分に除去することが難しい場合がある。バインダ320が残存すると、一対の基板T100,T200の接着強度が低下するおそれがある。特に、上述のように、第2ガラス接着剤302は、外部に露出していないため、バインダ320が除去されにくい。ガラス複合物2の周縁にある第1ガラス接着剤301は、加熱時に、ガラス複合物2の外部から送風を受けることでバインダ320を除去することが可能であるが、第2ガラス接着剤302は、ガラス複合物2の内部にあるため、送風が届かないからである。
本実施形態では、少なくとも第2ガラス接着剤302は、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310と、バインダ320とを含んでいる。このため、図3Aで示すガラス粉末310同士の間に形成される隙間が比較的大きくなり、バインダ320が抜けやすくなる。汎用されている平均粒径10μm以上15μm以下のガラス粉末では、ガラス粉末310同士の間に形成される隙間が小さくなりすぎるため、バインダ(バインダ成分)320が十分に抜けない。本実施形態では、ガラス粉末310の粒径が大きくなって、隣り合うガラス粉末310間の空隙が広がり、分解ガスが第2ガラス接着剤302から外へ放出されやすくなるのである。
ガラス粉末310(すなわちガラス粒子)の平均粒径が、25μmより小さくなると、バインダ320の除去が十分でなくなる可能性がある。一方、ガラス粉末310の平均粒径が、30μmより大きくなると、ガラスの溶融一体化(ガラス粉末310同士の一体化、ガラス粉末310と第1基板T100との一体化、及びガラス粉末310と第2基板T200との一体化)が十分でなくなる可能性がある。
バインダ320が除去されたガラス粉末310は、さらなる加熱によって溶融し、図3Cに示すように一体化する。すなわち、ガラスの焼成が進行する。このように一体化したガラス接着剤300(ガラス接着剤一体化物330)によって、第1基板T100と第2基板T200とが強く接合される。
上記のようなガラス接着剤300の加熱によって、バインダ320の除去及びガラス粉末310の溶融が進行し得る。
(減圧工程)
上述した内部空間形成工程の後に、減圧工程が行われる。本実施形態の減圧工程は、第1ガラス接着剤301のガラス粉末310が第1溶融温度に達した後において、ガラス複合物2の内部空間500の排気を行う工程である。
すなわち、本実施形態の減圧工程では、第1ガラス接着剤301のガラス粉末310が第1溶融温度に達した後に排気を開始し、内部空間500の気体を排出して、内部空間500を減圧する。内部空間500の排気は、ガラス接着剤300の温度を第1溶融温度よりも低い温度(排気開始温度)に低下させた後に行われてもよい。なお、ガラス複合物2の形状が乱れないのであれば、第1溶融温度に達する前から内部空間500の排気を開始してもよい。
内部空間500の排気は、例えば排気孔201に通じる真空ポンプで行われ、排気孔201を通じて行れる。この場合、例えば排気管202に真空ポンプから延びる管が接続されることで、真空ポンプは排気孔201に通じる。真空ポンプによって内部空間500が排気されることにより、内部空間500は、減圧され、真空状態に移行する。
なお、上述した内部空間500の排気方法は一例であり、別の排気方法が採用されてもよい。たとえば、ガラス複合物2全体が減圧チャンバに入れられて、ガラス複合物2全体で排気が行われてもよい。
図1Cでは、内部空間500から気体が排出される方向が上向きの矢印で示されている。また、第1空間501及び第2空間502を含む複数の空間を移る空気の流れる方向が、右向きの矢印で示されている。
上述のように、第2ガラス接着剤302は、通気路55を設けるように配置されているため、空気は通気路55を通って排気孔201から排出される。これにより、第1空間501及び第2空間502を含む内部空間500が減圧された状態(真空状態)になる。
内部空間500の排気では、空気とともに、バインダ320が除去され得る。内部空間500の排気が行われるとき、バインダ320は、ガラス接着剤300内に存在する、あるいは、熱分解されて内部空間500内に存在する。真空ポンプによる排気では、バインダ320が効果的に除去される。特に、ガラス複合物2の内部に配置される第2ガラス接着剤302は、バインダ320が除去されにくいが、減圧によって、バインダ320が十分に除去され得る。
(減圧空間形成工程)
上述の減圧工程において内部空間500の真空度が所定の値になった後、減圧空間形成工程が行われる。減圧空間形成工程は、減圧工程において減圧された内部空間500を減圧した状態を維持したまま封止して、内部空間500から密閉された減圧空間50を形成する工程である。
減圧空間形成工程では、前述した減圧工程において内部空間500の真空度が所定の値になった後、ガラス複合物2への加熱温度をさらに上げる。この加熱温度の上昇は、内部空間500の排気を継続しながら行われる。この加熱温度の上昇により、第2ガラス接着剤302のガラス粉末310の温度は、第1溶融温度よりも高い第2溶融温度に到達し、第2ガラス接着剤302は溶融する。第2溶融温度は、たとえば、第1溶融温度よりも10℃以上100℃以下高い。
上述したように、ガラス複合物2が加熱されて第2ガラス接着剤302が溶融されることで、第1基板T100と第2基板T200とは、第2ガラス接着剤302が配置された箇所において、溶融した第2ガラス接着剤302により接着される。すなわち、溶融した第2ガラス接着剤302は、第2ガラス接着剤302の場所で、第1基板T100と第2基板T200とを接着する。
さらに、第2ガラス接着剤302は、その溶融性によって軟化する。軟化した第2ガラス接着剤302は変形し、通気路55を塞ぐ。本実施形態では、第1ガラス接着剤301と、それに近接する各第2ガラス接着剤302との間に設けられた隙間(通気路55)が塞がれる。また、隣り合う2つの第2ガラス接着剤302の間に設けられた隙間(通気路55)が塞がれる。
このように、第1ガラス接着剤301の溶融物と第2ガラス接着剤302の溶融物とが接触し、かつ隣り合う2つの第2ガラス接着剤302が接触することで、内部空間500から密閉された減圧空間50が形成される。すなわち、第2ガラス接着剤302の変形によって、減圧した状態を維持ししたまま、内部空間500が封止され、複数の減圧空間50が生じる。
本実施形態のガラスパネルユニット1の製造方法では、上述したように、ガラス複合物2を2段階加熱することにより、バインダ320の除去及びガラス粉末310の溶融が進行する。すなわち、本実施形態では、ガラス複合物2を加熱することにより、第1ガラス接着剤301が溶融する温度までガラス接着剤300の温度を上昇させてこの温度で維持し、この後、ガラス複合物2を加熱することにより、ガラス接着剤300の温度をさらに上昇させて第2ガラス接着剤302が溶融する温度まで到達させる。なお、ガラス接着剤300の加熱は、3段階以上の段階で行われてもよい。
ここで、ガラス接着剤300の温度を第1ガラス接着剤301を溶融する温度まで上昇させる第1段階の加熱は、第1加熱工程と定義される。また、第1加熱工程の後、ガラス接着剤300の温度をさらに上昇させて第2ガラス接着剤302が溶融する温度まで到達させる第2段階の加熱は、第2加熱工程と定義される。
第1加熱工程では、第1ガラス接着剤301が溶融し、第2ガラス接着剤302は溶融しない。すなわち、第1ガラス接着剤301は、第2ガラス接着剤302よりも先に溶融する。バインダ320の除去は主に第1加熱工程で行われる。すなわち、バインダ320のほとんどは第1加熱工程で除去され得る。ただし、第1加熱工程を経てもバインダ320が残る場合がある。この場合、バインダ320は第2加熱工程でさらに除去され得る。
図1D及び図2Bは、通気路55が塞がれた後のガラス複合物2を示している。ガラス複合物2は、ガラス接着剤300の接着作用により、一体化する。一体となったガラス複合物2は、一体化パネル3になる。一体化パネル3では、第1基板T100と、第2基板T200と、ガラス接着剤300とが複合一体化している。一体化パネル3は、ガラスパネルユニット1となる部分101を複数(本実施形態では6個)有している。
一体化パネル3では、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302とが一体化し、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302とからなる封止材30が形成される。封止材30は、減圧空間50を取り囲む。第1ガラス接着剤301が封止材30の一部になり、第2ガラス接着剤302が封止材30の他の一部になっている。
本実施形態では、一体化パネル3に6つの減圧空間50が形成される。これら6つの減圧空間50は、第1ガラス接着剤301で囲まれた内部空間500が、第2ガラス接着剤302によって複数に分割されることで形成される。
第1ガラス接着剤301で囲まれた内部空間500を第2ガラス接着剤302によって複数に分割することによって形成された複数の空間は、互いに繋がっていない。これら空間としては、第1空間501から形成される空間と、第2空間502から形成される空間とが存在する。
第1空間501から形成され、排気孔201がなく完全に密閉された空間は、そのままガラスパネルユニット1の減圧空間50として機能する。一方、第2空間502から形成され、排気孔201を有する空間(排気孔201に通じる空間)は、排気孔201が封止されることで、減圧空間50となる。すなわち、減圧空間形成工程では、上述のように、第2ガラス接着剤302を溶融した後、排気孔201を封止する。
排気孔201は、たとえば封止部203により、閉鎖される。これにより、減圧空間50の減圧状態(真空状態)を維持することができる。封止部203は、排気管202から形成することができる。封止部203は、たとえば排気管202を構成するガラスの熱溶着で形成され得る。
前述した真空ポンプによる内部空間500の排気は、例えば減圧空間50が形成され、排気孔201が閉鎖された後に、終了させる。減圧空間50は、密閉されているため、内部空間500の排気がなくなっても、減圧状態(真空状態)が維持される。なお、安全のために、内部空間500の排気は、後述する冷却工程の後に止められる。
ところで、封止部203の外側には、封止部203を覆うキャップ204が配置されることが好ましい。キャップ204が封止部203を覆うことで、排気孔201の閉鎖性が向上する。また、キャップ204により、排気孔201の周囲部分での破損が抑制され、また、封止部203での破損も抑制される。
(冷却工程)
減圧空間形成工程の後、冷却工程が行われる。冷却工程は、減圧空間50の形成後に一体化パネル3を冷却する工程である。
(切断工程)
冷却工程の後に、切断工程が行われる。切断工程は、一体化パネル3を切断する工程である。一体化パネル3は、複数のガラスパネルユニット1を含んでいる。ガラスパネルユニット1は減圧空間50を含んでいる。図1D及び図2Bでは、一体化パネル3の切断箇所が一点鎖線(切断線)CLで示されている。一体化パネル3は、たとえば、ガラスパネルユニット1となる部分101の外縁に沿って切断される。減圧空間50が破壊されない箇所(すなわち、封止材30が存在する箇所)で、一体化パネル3は切断される。
図1E及び図2Cに示すように、一体化パネル3を切断すると、ガラスパネルユニット1が個別化される。一体化パネル3の切断により、ガラスパネルユニット1を得る(取り出す)ことができる。第1基板T100及び第2基板T200が切断されると、ガラスパネルユニット1の各パネルT10,T20には、切断面が形成される。
このように、ガラスパネルユニット1の製造では、第1基板T100及び第2基板T200を切断する切断工程をさらに含むことが好ましい。一対の基板T100,T200を切断することにより、複数枚のガラスパネルユニット1を同時に製造することが可能になる。また、このように基板T100,T200を切断してガラスパネルユニット1を製造することで、排気孔201のないガラスパネルユニット1を容易に得ることができる。本実施形態では、排気孔201のないガラスパネルユニット1と、排気孔201が残存する(ただし封止されている)ガラスパネルユニット1Aが得られる。排気孔201がないとは、真空を形成するための排気の孔がないことを意味する。
ガラスパネルユニット1は、矩形状である。第1パネルT10と第2パネルT20とは、平面視における外縁が揃っている。平面視とは、ガラスパネルユニット1を厚み方向に沿って見ることを意味する。
減圧空間50は、第1パネルT10、第2パネルT20及び封止材30で密封されている。封止材30は、シーラーとして機能する。減圧空間50は、真空度が所定値以下である。真空度の所定値は、たとえば、0.01Paである。減圧空間50の厚みは、たとえば、10μm以上1000μm以下である。
ガラスパネルユニット1は、たとえば建物に適用することができる。ガラスパネルユニット1は、たとえば、窓、パーティション、サイネージ、ショーケースガラス(冷蔵ショーケース、保温ショーケースを含む)に利用され得る。
本実施形態では、上述のように、ガラス接着剤300は、少なくともその一部が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310と、バインダ320とを含んでいる。このため、バインダ320が効果的に除去され、ガラスの接着性が高くなり、断熱性に優れる。
バインダ320の除去効果は、たとえば、次の実験によって確かめられている。2つの基板として、2350mm×1360mmのサイズの基板(ガラス板)を用意する。また、ガラス接着剤として、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末とバインダとを含む好適例(いわば実施例)と、平均粒径10μm以上15μm未満のガラス粉末とバインダとを含む不適例(いわば比較例)との2種を用意する。これら2種のガラス接着剤を、一方の基板の上に、縦3つ、横3つの合計9個の同じ大きさのガラスパネルユニットを製造するように枠状に塗布し、他方の基板を重ねて、加熱する。このとき、加熱条件は、300℃、10分に設定する。そして、上述したのと同様の方法で、ガラスパネルユニットの製造を行う。ガラスパネルユニットの製造後、ガラス接着剤(特にガラス複合物において内部に配置されていた部分)の状態を確かめる。このような実験を行ったところ、好適例(実施例)では、バインダが十分に除去されていた。一方、不適例(比較例)では、バインダが残存しており、バインダの残存に伴う封止材の着色(変色)が見られた。上記実験から、本実施形態のガラス接着剤では、バインダ除去の効果が高いことが分かる。
本実施形態のガラスパネルユニット1の製造方法は、一例であり、ガラスパネルユニット1の製造方法は、本実施形態のガラスパネルユニット1の製造方法に限定されない。たとえば、ガラスパネルユニット1の製造は、一対の基板から1個のガラスパネルユニット1が製造されるものであってもよい。また、第1ガラス接着剤301と第2ガラス接着剤302が接触して配置されてもよい。
(第2実施形態)
次に第2実施形態について説明する。なお、以下の第2実施形態の説明では、第1実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図4A及び図4Bは、本実施形態のガラスパネルユニット1を形成する途中の状態を示す平面図である。図4Aは、図2Aに対応する図であり、第1基板T100と第2基板T200との間にガラス接着剤300が配置された状態を示している。図4Bは、図2Cに対応する図であり、一体化パネル3を切断した後の状態を示している。
本実施形態では、2つの基板T100,T200(第1基板T100、第2基板T200)から1個のガラスパネルユニット1を製造する。1個のガラス複合物2が、1個の一体化パネル3になり、最終的に、1個のガラスパネルユニット1になる。本実施形態の製造方法は、多面取りではない。ただし、本実施形態では、第2空間502が閉塞されない。このため、一体化パネル3は、ガラスパネルユニット1となる部分101と、最終的に除去される、第2空間502が形成された部分102とを含んでいる。
本実施形態の接着剤配置工程では、図4Aに示すように、第2ガラス接着剤302が第1ガラス接着剤301に接触した状態で配置されるが、第2ガラス接着剤302は第1ガラス接着剤301と離れた状態で配置されてもよい。要するに、第2ガラス接着剤302は、通気路55を通して空気やバインダ320が除去される配置であればよい。
本実施形態の具体的な製造方法は、上述した第1実施形態と同様である。本実施形態においても、ガラス接着剤300(特に第2ガラス接着剤302)が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末310を含むことで、バインダ320が十分に除去されやすくなる。このため、一対のパネルT10,T20の接着強度が高く、破壊の生じにくいガラスパネルユニット1を製造することができる。
(第3実施形態)
次に、図5に基づいて第3実施形態について説明する。なお、第3実施形態のガラスパネルユニット1は、第1実施形態又は第2実施形態において追加の構成を有する。このため、以下の説明では、第1実施形態及び第2実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のガラスパネルユニット1は、第2パネルT20と対向するように配置される第3パネルT60を備えている。なお、第三実施形態においては、第3パネルT60は、第2パネルT20(詳しくは第2パネルT20の第1パネルT10とは反対側の面)と対向しているが、第1パネルT10(詳しくは第1パネルT10の第2パネルT20とは反対側の面)と対向してもよい。
第3パネルT60は、少なくとも第3ガラス60からなる。本実施形態の第3パネルT60は、第3ガラス60のみにより構成されている。
なお、第3パネルT60は、いずれかの表面に熱反射膜を備えていてもよい。すなわち、熱反射膜は、第3ガラス60の厚み方向の両側の面のうちいずれかの面に設けられてもよい。この場合、第3パネルT60は、第3ガラス60と熱反射膜により構成されることとなる。
具体的に熱反射膜は、第3ガラス60の厚み方向の両側の面のうち、第2パネルT20側の面又は第2パネルT20とは反対側の面のいずれに設けられてもよい。また、熱反射膜は、第3ガラス60の厚み方向の両側の面に設けられてもよい。
さらに、ガラスパネルユニット1は、第2パネルT20と第3パネルT60との間に配置されて第2パネルT20と第3パネルT60とを気密に接合する封止材70を備える。すなわち、本実施形態のガラスパネルユニット1は、封止材30で構成される第1封止材30と、封止材70で構成される第2封止材70とを備えている。
第2封止材70は、第2パネルT20の周縁部と第3パネルT60の周縁部との間に枠状に形成及び配置されている。第2封止材70は、ガラス接着剤から形成されている。すなわち、第2封止材70は、ガラス接着剤の硬化物である。第2封止材70は、第1封止材30と同じガラス接着剤から形成されてもよいし、第1封止材30と異なるガラス接着剤から形成されてもよい。
ガラスパネルユニット1は、第2パネルT20と第3パネルT60と第2封止材70とで密閉され、乾燥ガスが封入された気密空間80を備える。乾燥ガスとしては、アルゴン等の乾燥した希ガス、乾燥空気等が用いられるが、特に限定されない。
第2パネルT20の周縁部と第3パネルT60の周縁部との間の第2封止材70の内側には、中空の枠部材61が枠状に形成及び配置されている。本実施形態の枠部材61は第2封止材70に沿った枠状である。
枠部材61には、気密空間80に通じる貫通孔62が形成されており、枠部材61の内部には、たとえばシリカゲル等の乾燥剤63が収容されている。
第2パネルT20と第3パネルT60との接合は、第1パネルT10と第2パネルT20との接合とほぼ同じ要領で行うことが可能であり、以下に説明する。
まず、後に第3パネルT60となる第3基板T600と、第1パネルT10および第2パネルT20を有する組立品(第1実施形態又は第2実施形態におけるガラスパネルユニット1)とを準備する。
第3基板T600は、少なくとも第3ガラス板600からなる。本実施形態では、第3ガラス板600のみにより第3基板T600が構成されている。
第3基板T600は、表面(厚み方向の両側の面)が平坦であり、第3基板T600は、所定の厚みを有する。
第3基板T600は、いずれかの表面に熱反射膜を備えていてもよい。すなわち、熱反射膜は、第3ガラス板600の厚み方向の両側の面のうちのいずれかに設けられてもよい。この場合、第3基板T600は、第3ガラス板600と熱反射膜により構成されることとなる。
具体的に熱反射膜は、第3ガラス板600の厚み方向の両側の面のうち、第2パネルT20側の面又は第2パネルT20とは反対側の面のいずれに設けられてもよい。また、熱反射膜は、第3ガラス板600の厚み方向の両側の面に設けられてもよい。
後に第2封止材70となるガラス接着剤(第3ガラス接着剤700)が、第3基板T600の表面(第2パネルT20側の面)の周縁部又は第2パネルT20(第2基板T200)の表面(第3基板T600側の面)の周縁部に枠状に形成及び配置される(第3ガラス接着剤配置工程)。
次に、第3基板T600と、第2パネルT20(第2基板T200)とを対向配置させる(第3基板対向配置工程)。
次に、第3ガラス接着剤700が溶融する温度まで第3ガラス接着剤700の温度を上昇させてその温度を維持する(第3ガラス接着剤加熱工程)。本実施形態においては、第3ガラス接着剤配置工程、第3基板対向配置工程および第3ガラス接着剤加熱工程により、気密空間形成工程が構成される。
次に気密空間80に乾燥ガスを封入する(乾燥ガス封入工程)。この乾燥ガスの封入は、例えば第3基板T600又は第3接着剤700に形成された排気孔を通じて行われる。この乾燥ガス封入工程では、気密空間80内を乾燥ガスのみで満たしてもよいし、空気が残ってもよい。
次に、前記排気孔が塞がれて気密空間80が封止される(第2空間封止工程)。
以上のようにして、ガラスパネルユニット1が形成される。本実施形態のガラスパネルユニット1は、気密空間80を有するので、より一層の断熱性が得られる。
(第4実施形態)
次に、図6に基づいて第4実施形態について説明する。なお、第4実施形態のガラスパネルユニット1は、第1〜第3実施形態のうちのいずれかの実施形態のガラスパネルユニット1を用いてガラス窓90を構成する。このため、以下の説明では、第1〜第3実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のガラスパネルユニット1の周縁部の外側には、断面U字状をした窓枠91が嵌め込まれてガラス窓90が構成される。第四実施形態のガラス窓90によれば、より一層の断熱性が得られる。
(補足)
ガラスパネルユニット1の製造方法は、第1〜第4実施形態以外の方法であってもよい。たとえば、ガラス接着剤300として1種の接着剤のみを使用し、ガラス接着剤300を第1基板T100の周縁部(周縁を含む)にのみ配置してもよい。この場合、減圧空間50は、排気管202の溶着により封止される。なお、この場合、ガラス複合物2の内部空間500は、ガラス接着剤300で複数個に仕切られなくてもよい。ただし、上記第1〜第4実施形態のように、2種のガラス接着剤300を用いる方が、より効果的に本製造方法が適用され得る。
(効果)
以上説明した第1〜第4実施形態のガラスパネルユニット(1)の製造方法は、以下に示す特徴を有している。ガラスパネルユニット(1)の製造方法は、接着剤配置工程と、対向配置工程と、内部空間形成工程と、減圧工程と、減圧空間形成工程と、を含む。接着剤配置工程は、少なくとも第1ガラス板(100)からなる第1基板(T100)の厚み方向の両側の面のうちの一方の面である一の面(第1面(T100a)に、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末(310)と、バインダ(320)とを含むガラス接着剤(300)を、少なくとも枠状の部分(第1接着剤(301))が形成されるように配置する工程である。すなわち、接着剤配置工程は、第1基板(T100)の上に枠状に、ガラス接着剤(300)を配置する工程であり、ガラス接着剤(300)の少なくとも一部が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末(310)と、バインダ(320)とを含む。対向配置工程は、少なくとも第2ガラス板(200)からなる第2基板(T200)を、前記一の面(T100a)に対向させて配置する工程である。この対向配置工程でガラス複合物(2)が得られる。ガラス複合物(2)は、第1基板(T100)と第2基板(T200)とガラス接着剤(300)とを含む。内部空間形成工程は、ガラス複合物(2)を加熱して、バインダ(320)を除去し、ガラス接着剤(300)を溶融させ、第1基板(T100)と第2基板(T200)との間に、ガラス接着剤(300)の溶融物で囲まれた内部空間(500)を形成する工程である。減圧工程は、内部空間(500)の気体を排出して内部空間(500)を減圧する工程である。減圧空間形成工程は、内部空間(500)を減圧した状態を維持したまま封止して、内部空間500から密閉された減圧空間(50)を形成する工程である。以下、このガラスパネルユニット(1)の製造方法を、第1の態様の製造方法という。
第1の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法では、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末(310)と、バインダ(320)とを含むガラス接着剤(300)を用いることにより、バインダ(320)を効果的に除去することが可能になる。このため、減圧空間(50)を安定して形成することができ、一対の基板(T100,T200)の接着強度が高く、破壊の生じにくいガラスパネルユニット(1)を製造することができる。
また、第1〜第4実施形態のガラスパネルユニット(1)の製造方法は、第1の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法の特徴に加えて、以下に示す付加的な特徴を有する。ガラス接着剤(300)は、第1ガラス接着剤(301)と第2ガラス接着剤(302)とを含む。第1ガラス接着剤(301)と第2ガラス接着剤(302)とのうち、少なくとも第2ガラス接着剤(302)が、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末(310)とバインダ(320)とを含む。接着剤配置工程は、第1基板(T100)の前記一の面(T100a)の周縁部に第1ガラス接着剤(301)を配置する第1接着剤配置工程と、第2ガラス接着剤(302)を、第1ガラス接着剤(301)で囲まれる領域を仕切るように、前記一の面(T100a)に配置する第2接着剤配置工程とを含む。第1接着剤配置工程は、前記一の面(T100a)の周縁部に第1ガラス接着剤(301)を配置する工程である。第2接着剤配置工程は、第1ガラス接着剤(301)で囲まれた基板領域を仕切るように、前記一の面(T100a)に第2ガラス接着剤(302)を配置する工程である。内部空間形成工程は、第1ガラス接着剤(301)を溶融させ、第1基板(T100)と第2基板(T200)との間に、第1ガラス接着剤(301)の溶融物で囲まれた内部空間(500)を形成することを含む。以下、このガラスパネルユニット(1)の製造方法を第2の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法という。
第2の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法にあっては、第1ガラス接着剤(301)で囲まれる領域に配置されて、バインダ(320)が抜けにくい第2ガラス接着剤(302)からバインダ(320)を除去しやすくなり、一対の基板(T100,T200)の接着強度をより向上することができる。また、複数枚同時にガラスパネルユニット(1)を製造しやすくなる。また、排気孔(201)のないガラスパネルユニット(1)を製造しやすくなる。
また、第1〜第4実施形態のガラスパネルユニット(1)の製造方法は、第2の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法の特徴に加えて、以下に示す付加的な特徴を有する。第2接着剤配置工程では、第2ガラス接着剤(302)を第1ガラス接着剤(301)から離して配置する。減圧空間形成工程は、第2ガラス接着剤(302)を溶融させ、第1ガラス接着剤(301)の溶融物と第2ガラス接着剤(302)の溶融物とを接触させて減圧空間(50)を形成することを含む。以下、このガラスパネルユニット(1)の製造方法を第3の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法という。
第3の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法では、第1ガラス接着剤(301)と第2ガラス接着剤(302)とが離れた部分を通気路(55)として機能させてバインダ(320)を除去することができ、一対の基板(T100,T200)の接着強度を高めることができる。また、複数枚同時にガラスパネルユニット(1)を製造しやすくなる。また、排気孔(201)のないガラスパネルユニット(1)を製造しやすくなる。
また、第1〜第3実施形態のガラスパネルユニット(1)の製造方法は、第1〜第3の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法の特徴に加えて、以下に示す付加的な特徴を有する。ガラスパネルユニット(1)の製造方法は、第1基板(T100)と第2基板(T200)とガラス接着剤(300)とが複合一体化した一体化パネル(3)を切断し、減圧空間(50)を有するガラスパネルユニット(1)を得る切断工程をさらに含む。以下、このガラスパネルユニット(1)の製造方法を第4の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法という。
第4の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法では、ガラスパネルユニット(1)を同時に複数枚製造することが可能になり、ガラスパネルユニット(1)を効率よく製造することができる。また、排気孔(201)のないガラスパネルユニット(1)を製造することが容易になり、外観の優れたガラスパネルユニット(1)を得ることができる。
また、第3実施形態のガラスパネルユニット(1)の製造方法は、第1〜第4の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法の特徴に加えて、以下に示す付加的な特徴を有する。ガラスパネルユニット(1)の製造方法は、気密空間形成工程をさらに備える。気密空間形成工程は、少なくとも第3ガラス板(600)からなる第3基板(T600)と、第1基板(T100)又は第2基板(T200)との間にガラス接着剤(第3ガラス接着剤(700))が配置された状態として、このガラス接着剤と第3基板(T600)と第1基板(T100)又は第2基板(T200)とで囲まれる気密空間(80)を形成する工程である。以下、このガラスパネルユニット(1)の製造方法を、第5の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法という。
第5の態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法にあっては、気密空間(80)を備えた断熱性の優れたガラスパネルユニット(1)を製造できる。
また、第4実施形態のガラス窓(90)の製造方法は、以下に示す特徴を有する。ガラス窓(90)の製造方法は、第1〜第5の態様のいずれか1つの態様のガラスパネルユニット(1)の製造方法により製造されるガラスパネルユニット(1)に、窓枠(91)を嵌め込んでガラス窓(90)を製造する工程を備える。以下、このガラス窓(90)の製造方法を、第6の態様のガラス窓(90)の製造方法という。
第6の態様のガラス窓(90)の製造方法にあっては、ガラスパネルユニット(1)に窓枠(91)が嵌め込まれたガラス窓(90)を製造できる。
1 ガラスパネルユニット
50 減圧空間
T100 第1基板
T100a 第1面
100 第1ガラス板
T200 第2基板
200 第2ガラス板
300 ガラス接着剤
301 第1ガラス接着剤
302 第2ガラス接着剤
310 ガラス粉末
320 バインダ
500 内部空間
T600 第3基板
600 第3ガラス板
700 ガラス接着剤(第3ガラス接着剤)

Claims (6)

  1. 少なくとも第1ガラス板からなる第1基板の厚み方向の両側の面のうちの一の面に、平均粒径25μm以上30μm以下のガラス粉末と、バインダとを含むガラス接着剤を、少なくとも枠状の部分が形成されるように配置する接着剤配置工程と、
    少なくとも第2ガラス板からなる第2基板を、前記一の面に対向させて配置する対向配置工程と、
    前記第1基板と前記第2基板と前記ガラス接着剤とを含むガラス複合物を加熱して、前記バインダを除去し、前記ガラス接着剤を溶融させ、前記第1基板と前記第2基板との間に、前記ガラス接着剤の溶融物で囲まれた内部空間を形成する内部空間形成工程と、
    前記内部空間の気体を排出して前記内部空間を減圧する減圧工程と、
    前記内部空間を減圧した状態を維持したまま封止して、前記内部空間から密閉された減圧空間を形成する減圧空間形成工程と、を含む、
    ガラスパネルユニットの製造方法。
  2. 前記ガラス接着剤は、
    第1ガラス接着剤と、
    第2ガラス接着剤とを含み、
    前記第1ガラス接着剤と前記第2ガラス接着剤とのうち、少なくとも前記第2ガラス接着剤が、平均粒径25μm以上30μm以下の前記ガラス粉末と前記バインダとを含み、
    前記接着剤配置工程は、
    前記第1基板の前記一の面の周縁部に前記第1ガラス接着剤を配置する第1接着剤配置工程と、
    前記第2ガラス接着剤を、前記第1ガラス接着剤で囲まれる領域を仕切るように、前記一の面に配置する第2接着剤配置工程とを含み、
    前記内部空間形成工程は、前記第1ガラス接着剤を溶融させ、前記第1基板と前記第2基板との間に、前記第1ガラス接着剤の溶融物で囲まれた前記内部空間を形成することを含む、請求項1に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
  3. 前記第2接着剤配置工程では、前記第2ガラス接着剤を前記第1ガラス接着剤から離して配置し、
    前記減圧空間形成工程は、前記第2ガラス接着剤を溶融させ、前記第1ガラス接着剤の溶融物と前記第2ガラス接着剤の溶融物とを接触させて前記減圧空間を形成することを含む、
    請求項2に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
  4. 前記第1基板と前記第2基板と前記ガラス接着剤とが複合一体化した一体化パネルを切断し、前記減圧空間を有するガラスパネルユニットを得る切断工程をさらに含む、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
  5. 少なくとも第3ガラス板からなる第3基板と、前記第1基板又は前記第2基板との間にガラス接着剤が配置された状態として、このガラス接着剤と前記第3基板と前記第1基板又は前記第2基板とで囲まれる気密空間を形成する気密空間形成工程をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラスパネルユニットの製造方法により製造されるガラスパネルユニットに、窓枠を嵌め込んでガラス窓を製造する工程を備える、ガラス窓の製造方法。
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