KR20200075878A

KR20200075878A - 글라스 패널

Info

Publication number: KR20200075878A
Application number: KR1020207016133A
Authority: KR
Inventors: 가즈야 후지노; 데츠오 미나아이; 다츠히로 나카자와
Original assignee: 니혼 이타가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-06-26
Also published as: EP3708550A1; JPWO2019093321A1; EP3708550A4; US10988972B2; CN111315703A; US20200332588A1; CN111315703B; KR102391705B1; WO2019093321A1

Abstract

흡인 구멍 봉지용 금속 재료 및 감압에 의한 내부 응력에 기인하는 간극부 측에 있어서 흡인 구멍 주위의 강도 문제를 해소하고, 보다 안전성이 뛰어난 글라스 패널을 제공하는 것이다.
한 쌍의 글라스 판(1A, 1B) 중 하나의 글라스 판(1A)은, 그 글라스 판(1A)에 있어서 표리를 관통하는 흡인 구멍(4)을 가지며, 간극부(V) 내의 공기를 흡인하여 감압하는 동시에 흡인 구멍(4)을 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)로 봉지하고 있다. 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 흡인 구멍(4) 상에서 고체화하여 기밀 상태를 유지하고, 흡인 구멍(4)과 평면으로 보았을 때에 동심원 형상으로 형성되어 있고, 다음 식 (1)을 만족한다.
Dw <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dg} … (1)
다만, Fc : 글라스 에지의 장기 허용 응력, Tg : 글라스 판 두께(mm), Dw : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 직경(mm), Dg : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 두께(mm), Pd : 스페이서 피치 (mm)

Description

글라스 패널

본 발명은 한 쌍의 글라스 판과, 상기 한 쌍의 글라스 판을 이들 글라스 판 사이에 스페이서를 개재시켜서 배향 배치하는 것으로써 형성되는 간극부와, 상기 한 쌍의 글라스 판의 주연부를 접합하는 것으로써 상기 간극부를 기밀하게 구성하는 주변 봉지(封止)용 금속 재료를 구비하고, 상기 한 쌍의 글라스 판 중 하나의 글라스 판은 그 글라스 판에 있어서 표리(表裏)를 관통하는 흡인 구멍을 가지며, 상기 간극부 내의 공기를 흡인하여 감압하는 동시에 상기 흡인 구멍을 상기 한 쌍의 글라스 판과 열팽창 계수가 다른 흡인 구멍 봉지용 금속 재료로 봉지하고 있는 글라스 패널에 관한 것이다.

종래, 상기 글라스 패널에서 필러의 배치 등에 대해서는 배려가 있기는 하지만, 상기 흡인 구멍 주위의 강도 계산에 대해서는 특단의 배려는 없었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 한편, 흡인 구멍 주위의 봉지에 대해서는 다양한 방식이 존재하지만, 상기 흡인 구멍 주위의 강도 계산에 대해서는 특단의 배려는 없었다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

그런데, 발명자들은 상기 흡인 구멍의 봉지에 대하여, 예를 들면, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료를 상기 흡인 구멍 위로부터 적하하는 것으로써 고체화하여 기밀 상태를 유지하는 방식을 채용하였다. 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 열팽창 계수가 글라스 판 보다도 크기 때문에, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 열 수축에 기인하는 반력으로 간극부 측에 있어서 흡인 구멍 주위에 인장 응력이 내부 응력으로서 발생하는 것이 판명되었다. 또한, 판 글라스의 간극을 감압하는 것에 의한 대기압도 간극부 측의 흡인 구멍 주위에 인장 응력이 내부 응력으로서 발생한다.

일본 공개특허 평9-268035호 공보 일본 공개특허 제2002-137940호 공보

따라서, 본 발명의 목적은 흡인 구멍 봉지용 금속 재료 및 감압에 의한 내부 응력에 기인하는 간극부 측에 있어서 흡인 구멍 주위의 강도 문제를 해소하고, 보다 안전성이 뛰어난 글라스 패널을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 글라스 패널의 특징 구성은, 한 쌍의 글라스 판과, 상기 한 쌍의 글라스 판을 이들 글라스 판 사이에 스페이서를 개재시켜서 배향 배치하는 것으로써 형성되는 간극부와, 상기 한 쌍의 글라스 판의 주연부를 접합하는 것으로써 상기 간극부를 기밀하게 구성하는 주변 봉지용 금속 재료를 구비하고, 상기 한 쌍의 글라스 판 중 하나의 글라스 판은 그 글라스 판에 있어서 표리를 관통하는 흡인 구멍을 가지고, 상기 간극부 내의 공기를 흡인하여 감압하는 동시에 상기 흡인 구멍을 한 쌍의 글라스 판과 열팽창 계수가 다른 흡인 구멍 봉지용 금속 재료로 봉지하고 있는 구성에 있어서, 상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료는 상기 흡인 구멍 상에서 기밀 상태를 유지하는 것이며, 상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료는 상기 흡인 구멍과 평면으로 보았을 때에 동심원 형상으로 형성되어 있고, 다음 식 (1)을 만족 것에 있다.

Dw <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dg} … (1)

다만, Fc : 글라스 에지의 장기 허용 응력, Tg : 글라스 판 두께(mm), Dw : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 직경(mm), Dg : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 두께(mm), Pd : 스페이서 피치(mm)

여기에서, 발명자들의 실험에 따르면, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료에 의해 발생하는 제1인장 응력(Fa), 감압에 따라 상기 흡인 구멍 주위의 간극부 측에 있어서 발생하는 제2인장 응력(Fb)은 각각 다음 식 (1a)(1b)로 된다.

Fa = (- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw * Dg (1a)

Fb = 0.0361 Pd² / Tg^2.2 (1b)

이러한 제1인장 응력(Fa), 제2인장 응력(Fb)의 합산이 글라스 에지의 장기 허용 응력 보다 작아져야 하고, 식 (1a)(1b)를 이용하여 식 (1)이 구해진다.

상기 식 (1)에 따르면, 돌출부 직경(Dw)을 적절히 조정하는 것으로, 제1인장 응력(Fa), 제2인장 응력(Fb)의 합산을 글라스 에지의 장기 허용 응력(Fc) 보다 작게 유지하고, 응력 집중에 의한 글라스의 파괴를 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 특징에 있어서, 상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 직경(Dw)이 고정이며, 다음 식 (2)를 만족하도록 설정되어 있으면 좋다.

Dg <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw} … (2)

이에 따라, 돌출부 두께(Dg)를 적절히 조정하는 것으로, 상기와 마찬가지로 응력 집중에 의한 글라스의 파괴를 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 제1인장 응력(Fa)이 다음 식 (3)을 만족하도록 설정되어 있으면 좋다.

Fa = (- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw * Dg <= 5 MPa (3)

글라스 에지의 장기 허용 응력(Fc)은, 판 유리 협회 권장 기준(2003년 8월 발행)의 P. 16에 따르면, 플로트 글라스에서는 7 MPa(6.9 MPa을 반올림)이다. 또한, 제2인장 응력(Fb)은 실시예에 있어서 발명자들의 계산에 따르면, 2 MPa이다. 따라서, 7 MPa - 2 MPa = 5 MPa로 되고, 상기 식 (3)이 성립한다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 제1인장 응력(Fa)이 다음 식 (4)를 만족하도록 설정되어 있으면 좋다.

Fa = (- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw * Dg <= 3 MPa (4)

안전율을 2 미만으로 설정하고, 응력의 편차를 고려한 결과에 의한다.

또한, 상기 특징에 있어서, 상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 상기 흡인 구멍 위로부터 적하하는 것으로써 고체화하여 기밀 상태를 유지하는 것이어도 좋다.

이 구성에 의해, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 글라스 면에 밀착하고, 추가로 흡인 구멍(4)에 침입하는 경우도 있다.

상기 관계에 의해, 글라스 판의 두께(Tg), 필러 간격(Pd), 돌출부(16)의 직경(Dw)이나 두께(Dg)의 설정에 의해 흡인 구멍(4) 주위의 내부 응력에 의한 손상의 리스크를 저감하는 것이 가능하다.

추가로, 상기 각 특징에 있어서, 상기 스페이서는 상기 한 쌍의 글라스 판 사이에 소정의 간격을 계속 유지할 수 있도록 소정의 피치(Pd)로 매트릭스 형태로 협지(挾持)된 복수의 필러로 이루어지며, 상기 필러는 상기 흡인 구멍의 근방에 있어서 다른 부분의 피치 보다도 좁은 피치로 배치하여도 좋다.

이 구성에 따르면, 필러 간격이 좁아지는 것으로써, 상기 감압에 따라 상기 흡인 구멍 주위의 간극부 측에 있어서 발생하는 제2인장 응력(Fb)이 감소하기 때문이다.

같은 이유에 의해, 상기 스페이서는 상기 한 쌍의 글라스 판 사이에 소정의 간격을 계속 유지할 수 있도록 소정의 피치로 매트릭스 형태로 협지된 복수의 필러로 이루어지며, 상기 복수의 필러와 다른 적어도 하나의 다른 필러를 상기 복수의 필러 보다도 상기 흡인 구멍에 근접시켜서 마련하여도 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 글라스 패널의 평면에 대하여 두께 방향으로 보았을 때에 있어서 상기 주변 봉지용 금속 재료의 폭이 1~10 mm이면 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 한 쌍의 글라스 판의 적어도 하나의 두께가 0.3~15 mm이면 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 돌출부의 폭이 2~30 mm이면 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 돌출부의 두께가 0.1~20 mm이면 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 스페이서의 피치가 5~100 mm이면 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 흡인 구멍의 직경이 2~10 mm이면 좋다.

또한, 상기 각 특징에 더하여, 상기 흡인 구멍의 적어도 간극부의 테두리부는 곡면 형상으로 형성되거나 또는 모따기 되어 있으면 좋다.

이와 같이, 상기 본 발명에 따른 글라스 패널의 특징에 따르면, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료 및 감압에 의한 내부 응력에 기인하는 간극부 측에 있어서 흡인 구멍 주위의 강도 문제를 해소하고, 보다 안전성이 뛰어난 글라스 패널을 제공할 수 있게 되었다.

본 발명의 다른 목적, 구성 및 효과에 대해서는 이하의 발명의 실시 형태의 항으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 글라스 패널의 일부 절결 사시도이다.
도 2는 글라스 패널의 흡인 구멍 주변 종단면도이다.
도 3은 글라스 패널의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 주변 봉지 단계를 나타내는 요부 종단면도이다.
도 5는 도입판의 작용 설명도이다.
도 6은 흡인 구멍 봉지 전의 흡인 구멍 주변부 확대도이다.
도 7은 글라스 패널의 흡인 구멍 주위의 확대 종단면도이다.
도 8a는 제1인장 응력(Fa)에 관한 실험에 있어서, 돌출부 두께(Dg)와 제1인장 응력(Fa)의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8b는 제1인장 응력(Fa)에 관한 실험에 있어서, 돌출부 직경(Dw)과 제1비례계수(A)의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8c는 제1인장 응력(Fa)에 관한 실험에 있어서, 글라스 판 두께(Tg)와 제2비례계수(B)의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9a는 제2인장 응력(Fb)에 관한 시뮬레이션에 있어서, 스페이서 피치(Pd)와 제2인장 응력(Fb)의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9b는 제2인장 응력(Fb)에 관한 시뮬레이션에 있어서, 글라스 판 두께(Tg)와 제3비례계수(C)의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 글라스 패널의 다른 실시 형태를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 7에 있어서 부분 확대 단면도이다.

이하에서 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에 있어서, 글라스 패널(P)은, 대향하는 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)과, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B) 사이에 매트릭스 형태로 일정한 스페이서 피치(Pd)로 복수의 기둥 형상 스페이서(2)를 개재시키는 것으로써 형성되는 간극부(V)와, 간극부(V)의 주연부(V1)를 씰링하는 주변 봉지용 금속 재료(3)와, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B) 중 하나의 글라스 판(1A)을 관통하는 흡인 구멍(4)을 가진다. 흡인 구멍(4)은 그 흡인 구멍(4)의 둘레까지 완전히 덮는 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)로 봉지되어 있다.

글라스 패널(P)에 있어서 2장의 글라스 판(1A, 1B)은 투명한 플로트 글라스이며, 간극부(V)가 1.33 Pa(1.0×10^-2Torr) 이하로 감압되어 있다. 이러한 간극부(V)는 그 내부의 공기가 흡인 구멍(4)을 매개로 하여 배출되는 것으로써 감압되고, 간극부(V)의 감압 상태를 유지하기 위하여 주변 봉지용 금속 재료(3) 및 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)에 의해 봉지되어 있다.

스페이서(2)는 원기둥 형상이며, 그 직경이 0.3~1.0 mm 정도, 높이가 30 μm~1.0 mm 정도이다. 이 스페이서(2)는 글라스 판(1A, 1B)에 작용하는 대기압에 기인한 압축 응력이 가해져도 좌굴하지 않는 재료, 예를 들면, 압축 강도가 4.9×10⁸Pa(5×10³kgf/cm²) 이상의 재료, 바람직하게는 스테인리스강(STS304) 등에 의해 형성되어 있다.

도 3은, 도 1의 글라스 패널(P)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

우선, 플로트 글라스로 이루어진 소정 두께의 2장의 글라스 소판(素板)(미도시)을 소정의 치수, 예를 들면, 1200 mm×900 mm로 각각 절단하여, 동일 형상이면서 동일 사이즈인 글라스 판(1A, 1B)을 준비하고(S31 단계), 글라스 판(1A)에 그 네 모서리 중 어느 하나의 근방에 흡인 구멍(4)을 드릴 등으로 천공한다(S32 단계)(천공 단계).

다음으로, 클린룸이나 화학적 클린룸 등 공기의 오염 상태를 화학적 또는 물리적으로 제어 가능한 공간 내에서, 순수(純水) 브러쉬 세정, 액체 세정법, 광 세정 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)을 세정한다(S33 단계)(세정 단계). 이 액체 세정법에서는 순수, 탈 이온수 등이 이용된다. 또한, 세정액은 예를 들면, 알칼리 세제 또는 오존수를 함유한다. 또한, 상기 세정액에는 연마재가 함유되어 있어도 좋다. 연마재로는 예를 들면, 산화 세륨을 주성분으로 하는 미립자가 이용된다.

그리고, 흡인 구멍(4)이 천공되어 있지 않은 세정된 글라스 판(1B)에, 복수의 스페이서(2)를 매트릭스 형태로 일정한 스페이서 피치(Pd)로 배치하고, 세정된 글라스 판(1A)을 포개어 놓는 것으로 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 페어링을 행한다(S34 단계).

추가로, 페어링 된 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)을 대략 수평하게 유지하고, 용해 온도가 250 ℃ 이하인 주변 봉지용 금속 재료(3)를 이용하여, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)를 봉지한다(S35 단계)(주변 봉지).

도 4는 도 3의 S35 단계에서의 주변 봉지를 설명하는 데 이용되는 도이다.

도 4에 있어서, 금속 도입 장치(5)는, 고부(高部)(6a)와, 고부(6a)보다 낮은 저부(低部)(6b)를 가지며 단차 형상으로 형성된 정반(6)을 가지고, 고부(6a)에서 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)을 계속 유지하는 동시에, 저부(6b)에서 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)에 땜납을 공급하는 공급탑(7)을 지지한다. 단차 형상 정반(6)의 저부(6b)에는, 상기 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)을 따라서 2개의 레일 부재(12)가 배치되고, 상기 공급탑(7)은 레일 부재(12) 위를 주행하는 이동기구(13) 상에 놓여 있다.

공급탑(7)은 액체 상태 또는 고체 상태의 땜납을 저류하는 직사각형 횡단면의 도가니부(9)와, 도가니부(9)의 측벽부에 내장되는 동시에 도가니부(9) 내에 저류된 땜납을 가열하는 전열 히터(10)와, 도가니부(9)의 저부에 연통하는 동시에 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)의 외측을 향하여 개구하는 긴 형상 단면의 도입로(導入路)(11)와, 도입로(11)의 중간 위치에 수평하게 배치된 도입판(8)을 구비한다. 도입판(8)은 도입로(11)로부터 연장되어 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)에 끼워 넣어져 있으며, 이에 따라, 땜납은 그 표면 장력과 더불어 간극부(V)로 침입한다. 게다가, 도가니부(9) 내에서 액위 ΔH인 땜납의 중력이 도입판(8)의 부위에서 땜납에 인가되고, 이에 따라 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)로 땜납의 침입을 촉진한다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 도입판(8)은 그 이동 방향으로 상하로 복수 회 물결치는 형태의 굴곡부(8A)가 간격을 두고 2곳에 형성된 형상의 것이어도 좋다(주름진 형상(蛇腹形狀)).

즉, 굴곡부(8A)를 가진 도입판(8)의 이동에 따라, 스프링 작용을 가진 굴곡부(8A)가 글라스 판의 표면을 가볍게 문지르게 되어, 땜납의 글라스 면으로의 부착성을 보다 향상시키고, 간극부(V)의 기밀성이 확실화 되는 효과를 발휘 가능하도록 한다.

또한, 도입판(8)은 스프링 작용을 가진 활 모양의 형상이나, 굴곡부를 가지지 않은 평판 형상이어도 좋다. 다만, 상술한 이유에 따라, 굴곡부(8A)를 가진 도입판(8)인 것이 유리하다.

한편, 이동기구(13)는 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)를 따라서 레일 부재(12) 위를 일정 속도로 이동하기 때문에, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 앞트임 부분(開先部分)(14)으로부터 도입판(8)을 간극부(V)에 삽입하면, 주변 봉지용 금속 재료(3)가 도입판(8)을 매개로 하여 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1) 전체에 걸쳐 침입한다. 이에 따라, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B) 사이에 형성된 간극부(V)의 주연부(V1)를 주변 봉지용 금속 재료(3)로 기밀하게 봉지한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 앞트임 부분(14)이란 글라스 패널(P)의 각부(角部)에 마련되어 있고, 도입판(8)을 간극부(V)에 삽입 할 때에 용이하게 실시 가능하도록, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 간극부(V) 측의 각부를 모따기 해 놓은 곳이다.

이어지는 S36 단계에 있어서, 흡인 구멍(4)의 부근에 있어서 배기 컵으로 흡인 구멍(4)을 덮도록 글라스 판(1A)의 대기 측의 메인 면에 취부되고, 이 배기 컵에 접속된 미도시한 로타리 펌프나 터보 분자 펌프에 의한 흡인에 의해, 간극부(V)의 압력을 1.33 Pa 이하까지 감압 할 수 있도록 간극부(V)의 기체 분자를 외부로 배출하는 진공 흡인을 행한다(S36 단계).

다만, 본 단계에서 이용하는 펌프는 상술한 로터리 펌프나 터보 분자 펌프로 한정되지 않으며, 배기 컵에 접속 가능하고 흡인 가능한 것이라면 좋다.

다음으로, 흡인 구멍(4)을 덮도록 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)를 적하시켜, 흡인 구멍(4) 근방의 글라스 표면과 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)를 접착시켜 봉지한다(S37 단계).

이에 따라, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B) 사이에 형성된 간극부(V)가 밀폐된다.

또한, 상술한 각 공정 중, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 메인 면을 세정하기 (S33 단계)부터 흡인 구멍(4) 근방의 글라스 표면과 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)를 접착시켜 봉지하기(S37 단계)까지의 각 공정은, 각각 공기의 오염 상태를 화학적 또는 물리적으로 제어 가능한 공간 내에서 실시된다.

본 실시 형태에서는, 액체 세정법을 이용하여 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)을 세정하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 순수 브러쉬 세정법, 초음파 세정법, 알칼리수 세정법, 가열 세정법, 진공(동결) 세정법, UV 세정법, 오존 세정법 및 플라즈마 세정법 중 적어도 하나를 이용하여 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)을 세정하여도 좋다. 이에 따라, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 메인 면으로부터 분해 또는 비산 할 수 있는 기체 분자의 발생을 억제하는 것이 가능하고, 이로써 글라스 패널(P)의 초기 성능을 장시간에 걸쳐 발휘하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 주변 봉지용 금속 재료(3)로서 용해 온도가 250 ℃ 이하인 땜납, 예를 들면 91.2 Sn-8.8 Zn(공정점 온도 : 198 ℃)의 조성을 가진 땜납에 Ti을 가한 땜납을 이용하여 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)를 봉지한다. 그러나, 주변 봉지용 금속 재료(3)(땜납)는 이에 한정되는 것은 아니며, Sn, Cu, In, Bi, Zn, Pb, Sb, Ga 및 Ag으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 금속 재료로서 용해 온도가 250 ℃ 이하로 되는 봉착재(封着材)를 이용하여 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 주연부(V1)를 봉지하여도 좋다.

또한, 상기 주변 봉지용 금속 재료(3)는 Ti을 대신하여, 또는 Ti에 더하여 Al, Cr 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고 있어도 좋다. 이에 따라, 주변 봉지용 금속 재료(3)와 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 글라스 성분과의 접착성을 향상시키는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)로서 용해 온도가 250 ℃ 이하인 땜납, 예를 들면 91.2 Sn-8.8 Zn(공정점 온도 : 198 ℃)의 조성을 가진 땜납에 Ti을 가한 땜납을 이용하여 흡인 구멍(4)을 봉지한다. 그러나, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)(땜납)는 이에 한정되는 것은 아니며, Sn, Cu, In, Bi, Zn, Pb, Sb, Ga 및 Ag으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 금속 재료로서 용해 온도가 250 ℃ 이하로 되는 봉착재를 이용하여 흡인 구멍(4) 봉지하여도 좋다.

추가로, Sn을 선택하는 경우, 90 % 이상이면 좋고, 또한 Cu를 첨가한 Sn의 경우, Cu의 양은 0.1 % 이하로 할 필요가 있다.

또한, 상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 Ti을 대신하여, 또는 Ti에 더하여 Al, Cr 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고 있어도 좋다.

게다가, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 주변 봉지용 금속 재료(3)와 다른 성분의 땜납을 이용하여도 좋다.

또한, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15) 또는 주변 봉지용 금속 재료(3)에 Ti(티타늄)을 함유시키는 것으로써 글라스의 밀착성이 향상된다.

본 실시 형태에서는, 간극부(V)의 압력을 1.33 Pa 이하까지 감압하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 대략 진공으로 되기까지 간극부(V)의 압력을 감압하여도 좋다. 이에 따라, 글라스 패널(P)의 단열 성능을 보다 높이는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 한 쌍의 글라스 판 두께(Tg)의 하한은 0.3 mm 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.5 mm 이상이다. 보다 바람직하게는 1 mm 이상이다. 한 쌍의 글라스 판 두께(Tg)가 얇으면 글라스 자체의 축열량이 작아지게 되므로 주변 봉지의 경우에, 단위 시간당 공기 중으로의 방열량이 상승하고, 주변 봉지용 금속 재료(3)가 냉각되기 쉽다. 따라서, 용융된 주변 봉지용 금속 재료(3)의 응고를 촉진시키는 것이 가능해진다. 다만, 글라스 판이 얇아지면 글라스 판의 강성이 저하하기 때문에, 같은 크기의 외력에 의한 글라스 판의 변형량이 커지게 된다. 따라서, 글라스 패널(P)에 있어서 흡인 구멍(4)의 간극부 측 표면 부근에 발생하는 인장 응력이 커지게 된다.

한 쌍의 글라스 판 두께(Tg)의 상한은 15 mm 이하이다. 바람직하게는 12 mm 이하이다. 보다 바람직하게는 10 mm 이하이다. 두꺼운 글라스 판을 이용하면 글라스 판의 강성은 증가하기 때문에, 같은 크기의 외력에 의한 글라스 판의 변형량이 작아지게 된다. 따라서, 글라스 패널(P)에 있어서 흡인 구멍(4)의 간극부 측 표면 부근에 발생하는 인장 응력이 작아지기 때문에 장기 내구성이 향상된다. 한편으로, 글라스 판 두께(Tg)가 두꺼워지면, 흡인 구멍 봉지 시에, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 흡인 구멍(4)으로의 유입량이 감소한다. 그 때문에, 간극부 측의 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 밀려 나옴이 작아지게 되고, 흡인 구멍(4)의 간극부 측 표면 부근에 발생하는 인장 응력을 완화시키는 것이 곤란하게 된다.

한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)은 플로트 글라스 판이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)으로는 상기와 같은 용도에 따라서, 예를 들면, 형판 글라스, 표면 처리에 의해 광 확산 기능을 구비한 불투명 글라스, 망입(網入) 글라스, 선입(線入) 글라스 판, 강화 글라스, 배강화 글라스, 저반사 글라스, 고투과 글라스 판, 세라믹 글라스 판, 열선이나 자외선 흡수 기능을 구비한 특수 글라스, 또는 이들의 조합 등, 각종 글라스를 적절히 선택하여 사용하는 것이 가능하다.

추가로, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)의 조성에 대해서도, 소다 규산 글라스, 소다 석회 글라스, 붕규산 글라스, 알루미노 규산 글라스, 각종 결정화 글라스 등을 사용하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 앞트임 부분(14)은 글라스 판(1A, 1B)의 간극부(V) 측의 각부를 평면 형상으로 모따기 하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 곡면 형상으로 모따기를 하는 등, 도입판(8)을 용이하게 삽입 가능하게 하는 형태라면 적절히 선택하여 글라스 판(1A, 1B)에 마련하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 스페이서 피치(Pd)는 5~100 mm이며, 바람직하게는 5~80 mm, 보다 바람직하게는 5~60 mm이다.

또한, 스페이서(2)는 스테인리스강에 의해 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 스페이서(2)는 예를 들면, 인코넬, 철, 알루미늄, 텅스텐, 니켈, 크롬, 티타늄 등의 금속, 탄소강, 크롬강, 니켈강, 니켈 크롬강, 망간강, 크롬 망간강, 크롬 몰리브덴강, 규소강, 놋쇠(眞鍮), 땜납, 듀랄루민 등의 합금, 또는 세라믹이나 글라스 등 고강성을 지닌 것으로 형성되어도 좋다. 또한, 스페이서(2)도, 원기둥 형상으로 한정되지 않고, 각진 형상이나 구 형상 등의 각종 형상이어도 좋다.

본 실시 형태에서는, 간극부 높이(Vh)는 30 μm~1 mm이다. 다만, 스페이서(2)의 높이와 대략 동일하다.

또한, 간극부(V)에는, 간극부(V) 내의 기체 분자를 흡착 할 수 있도록 증발형 게터를 이용하거나, 가열되어 활성화 하는 것으로써 기체 분자를 흡착하여 제거하는 비증발형 게터를 이용하여도 좋고, 또한, 비증발형 게터와 증발형 게터를 병용하여도 좋다. 또한, 간극부(V)에 있어서 게터재(흡착제) 및 흡착제 수용공은 두 곳 이상이어도 좋다.

본 실시 형태에서는, 주변 봉지용 금속 재료(3)는 금속 도입 장치(5)를 이용하여 형성 되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 주변 봉지용 금속 재료(3)는 양극 접합법, 초음파 접합법, 다단 접합법, 레이저 접합법 및 압착 접합법 중 어느 하나의 접합 방법을 이용하여 형성되어도 좋다. 이에 따라, 주변 봉지용 금속 재료(3)의 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B)으로의 부착성을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 글라스 패널(P)의 평면에 대하여 두께 방향으로 보았을 때에 있어서 주변 봉지용 금속 재료(3)의 폭(Rw)은 1 mm 이상 10 mm 이하이다. 폭(Rw)이 1mm 보다 작으면, 글라스 패널(P)의 간극부(V)의 봉지를 계속 유지하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 10 mm를 초과하면, 주변 봉지용 금속 재료(3)를 통해 발생하는 열교환량이 과대하게 된다. 보다 바람직하게는, 폭(Rw)은 1 mm 이상 5 mm 이하이다. 이 경우, 글라스 패널(P)의 간극부(V)의 봉지를 계속 유지하는 것에 더하여, 추가로 열교환량을 저감시키는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 봉지 후의 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)가 글라스 판(1A)의 대기 측 표면 보다 돌출되어 있는 부분을 돌출부(16)라 한다. 돌출부(16)의 돌출부 직경(Dw)(도 1의 글라스 판(1A)과 접촉하는 접촉부(33)의 폭과 동일)은 2~30 mm이다. 보다 바람직하게는 2~15 mm이다. 다만, 돌출부 직경(Dw)은 어떠한 경우에도 흡인 구멍 직경(Sw) 보다는 크다.

또한, 돌출부(16)의 돌출부 두께(Dg)는 0.1~20 mm이다. 바람직하게는 0.1~10 mm이다.

게다가, 돌출부(16)와 글라스 판(1A)의 접촉면이 넓을수록, 발생하는 수축 응력이 커지게 된다. 또한, 돌출부 직경(Dw)이 작을수록, 흡인 구멍(4)을 정확하게 봉지하는 난이도가 높아진다.

본 실시 형태에서는, 흡인 구멍 직경(Sw)은 2~10 mm이다. 바람직하게는 2~5 mm이다. 강화 글라스의 경우는, 흡인 구멍 직경(Sw)은 글라스 두께 보다 크고 10 mm 이하가 바람직하다. 이는 풍냉 강화 시에, 흡인 구멍(4)을 통해 바람을 통과하기 때문이다.

또한, 흡인 구멍(4)의 적어도 하부의 테두리부는 곡면 형상으로 형성되어 있어도 좋고, 또는 모따기 되어 있어도 좋다(테두리부에 작은 면을 마련하여도 좋다).

이하, 도 7, 도 11을 참조하면서 흡인 구멍의 봉지와 응력의 관계에 대하여 설명한다. 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 공급구의 상부에 마련된 땜납 덩어리와, 이를 가열 용융하는 히터와, 용융된 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)를 적하시키는 적하 장치에 의해, 자중으로 가이드 통(20) 내를 적하한다. 용융된 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)는 글라스 판(1A)의 대기 측 표면으로 퍼져 가이드 통(20)의 내경에 따라서 돌출부(16)를 형성한다.

흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)에 있어서 돌출부(16)는 냉각에 따라 땜납 수축 응력(Fa1)을 발생한다. 그러나, 글라스 판(1A)의 열팽창 계수(예를 들면 : 플로트 글라스에서는 일반적으로 8~9×10^-6 /℃(상온~350 ℃))는 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 열팽창 계수(예를 들면, 본 실시 형태에서는 24×10^-6 /℃, 통상의 땜납은 대개 15×10^-6/℃~30×10^-6 /℃) 보다도 작고, 따라서, 상부 압축 응력(Fa2)을 발생한다. 이 상부 압축 응력(Fa2)의 반력이 간극부 측에 있어서 흡인 구멍(4)의 에지(4e) 근방에 제1인장 응력(Fa)(전단력)으로 발생한다.

덧붙여서, 프리트(frit)로 봉지하는 진공 글라스에서는, 글라스와 프리트의 사이에 열팽창 차이가 없기 때문에, 봉지 온도가 높아(500 ℃)도 응력의 영향은 작았기 때문에, 대기압을 고려한 강도 설계(글라스 두께(Tg)와 필러 간격(Pd))를 하면 좋았다.

그러나, 프리트에 비해 땜납은 글라스와의 젖음성이 나쁘기 때문에, 봉지에 많은 체적이 필요하게 된다. 이 체적(Dg와 Dw)에 의해 응력이 발생하기 때문에, 강도 설계에 고려해야만 한다는 것을 새롭게 발견하고, 제1인장 응력(Fa)의 도입에 이르렀다.

즉, 땜납을 고온에서 봉지하기에는 열팽창 차이가 커 봉지는 불가능하고, 250 ℃ 이하라는 온도 범위에서 실시 가능하게 된다는 것을 발견하였다.

예를 들면, 주석(Sn) 땜납 전반의 용융 온도인 180 ℃~250 ℃의 온도 범위, 혹은, 열팽창 계수 15~30×10^-6 /℃이다.

스페이서(2)는 한 쌍의 글라스와 판(1A, 1B)의 평면을 따라서 매트릭스 형태로 일정한 간격(Pd)(스페이서 피치)을 두고 배치되어 있다. 이 스페이서(2)가 간극부(V)를 형성하고, 한 쌍의 글라스 판(1A, 1B) 사이의 열전달을 저해한다. 대기압(Fb1)은 스페이서(2)에 지지되고 있는 글라스 판(1A, 1B)에 작용하고, 글라스 판(1A)의 간극부(V) 측에는 제2인장 응력(Fb)이 발생한다.

이러한 인장 응력은 내부 응력으로서 가산되며, 간극부 측에 있어서 흡인 구멍(4)의 에지(4e)에 응력 집중할 우려가 있어, 이 부분의 가산이 글라스 에지의 장기 허용 응력(Fc라 한다) 이하 이어야만 한다.

도 8a~c는 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 돌출부 직경(Dw)이 각각 8, 10, 12 mm의 것을 이용하여 행한 실험의 결과와, 그 결과로부터 도출된 수치를 이용하여 작성된 도면이다.

도 8a는 돌출부 두께(Dg)의 수치와 그에 대응하는 제1인장 응력(Fa)의 수치를 플롯한 것이다. 추가로, 각 플롯 포인트를 돌출부 직경(Dw)에 기초하여 그룹으로 나누고, 각 그룹의 근사 직선을 추가하였다. 이 도로부터, 상기 제1인장 응력(Fa)은 돌출부 두께(Dg)에 비례하고 있고, 그 관계는 이하의 식으로 나타내는 것이 가능하다.

Fa = A * Dg (1a-1)

Fa : 제1인장 응력(MPa), Dg : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 돌출부 두께(mm)

여기에서, A는 식 (1a-1)에 있어서 비례 계수(제1비례계수)이다.

도 8a로부터, 제1비례계수(A)는 돌출부 직경(Dw)에 의해 정해지는 것을 알 수 있다.

도 8b는 돌출부 직경(Dw)의 수치와 그에 대응하는 제1비례계수(A)의 수치를 플롯한 것이다. 추가로, 각 플롯 포인트를 글라스 판 두께(Tg)에 기초하여 그룹으로 나누고, 각 그룹의 근사 직선을 추가하였다. 이 도로부터, 제1비례계수(A)는 돌출부 직경(Dw)에 비례하고 있고, 그 관계는 이하의 식으로 나타내는 것이 가능하다.

A = B * Dw (1a-2)

A : 제1비례계수, Dw : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 돌출부 직경(mm)

여기에서, B는 식 (1a-2)에 있어서 비례계수(제2비례계수)이다.

도 8b로부터, 제2비례계수(B)는 글라스 판 두께(Tg)에 의해 정해지는 것을 알 수 있다.

도 8c는 글라스 판 두께(Tg)와 그에 대응하는 제2비례계수(B)의 수치를 플롯하고, 근사 직선을 추가한 것이다. 이 도로부터, 제2비례계수(B)는 글라스 판 두께(Tg)에 비례하고 있고, 그 관계는 이하의 식으로 나타내는 것이 가능하다.

B = (- 0.0157 Tg + 0.1945) (1a-3)

B : 제2비례계수, Tg : 글라스 판 두께(mm)

이상, 도 8a~c 및 식 (1a-1)~(1a-3)으로부터, 상기 제1인장 응력(Fa)은 다음 식 (1a)과 같다.

Fa = (- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw * Dg (1a)

Tg : 글라스 판 두께(mm), Dw : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 돌출부 직경(mm), Dg : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(15)의 돌출부 두께(mm)

한편, 상기 제2인장 응력(Fb)에 대하여, 글라스 판 두께(Tg)를 변경하여 3계열로 행한 발명자들의 시뮬레이션(유한요소법 해석 소프트웨어(Abaqus Ver 6.11)를 이용한 비선형 해석)의 결과를 도 9a, b에 나타낸다. 다만, 글라스 판 두께(Tg)(mm)는 각각 3.1, 4, 5의 것을 이용하여 행하였다.

도 9a는 스페이서 피치(Pd)의 수치와 그에 대응하는 제2인장 응력(Fb)의 수치를 플롯한 것이다. 추가로, 각 플롯 포인트를 글라스 판 두께(Tg)에 기초하여 그룹으로 나누고, 각 그룹의 근사곡선을 추가하였다. 이 도로부터, 제2인장 응력(Fb)은 스페이서 피치(Pd)의 수치에 의해 정해지고, 그 관계는 이하의 식으로 나타내는 것이 가능하다. 또한, 근사에 의해 스페이서 피치(Pd)의 승수는 2로 하고 있다.

Fb = C * Pd² (1b-1)

Fb : 제2인장 응력(MPa), Pd : 스페이서 피치(간격)(mm)

여기에서, C는 식 (1b-1)에 있어서 비례 계수(제3비례계수)이다.

도 9a로부터, 제3비례계수(C)는 글라스 판 두께(Tg)에 의해 정해지는 것을 알 수 있다.

도 9b는 글라스 판 두께(Tg)의 수치와 그에 대응하는 제3비례계수(C)의 수치를 플롯하고, 근사곡선을 추가한 것이다. 이 도로부터, 제3비례계수(C)와 글라스 판 두께(Tg)의 관계는 이하의 식으로 나타내는 것이 가능하다. 또한, 근사에 의해 글라스 판의 두께(Tg) 승수는 -2.2로 하고 있다.

C = 0.0361 * Tg^-2.2 (1b-2)

C : 제3비례계수, Tg : 글라스 판 두께(mm)

이상, 도 9a, b 및 식 (1b-1), (1b-2)로부터, 제2인장 응력(Fb)은 다음 식 (1b)과 같다.

Fb = 0.0361 Pd² / Tg^2.2 (1b)

Fb : 제2인장 응력, Pd : 스페이서 피치(간격 mm), Tg : 글라스 판 두께(mm)

이러한 결과를 이용하여 아래 식 (1)(2)가 도출되고 있다.

Dw <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dg} … (1)

Dg <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw} … (2)

이에 따라, 돌출부 직경(Dw) 및 두께(Dg)를 적절히 조정하는 것으로, 응력 집중에 의한 글라스 판의 파괴를 방지하는 것이 가능하다.

안전성의 지표에 대하여 추가로 검토를 더하면, 상술한 바와 같이 글라스 판의 에지부에서의 장기 허용 응력(Fc) = 7 MPa이다. 또한, 유한요소법 해석 소프트웨어(Abaqus Ver 6.11)를 이용하고, 비선형 해석에 의해 대기압에 의해 간극부 측에 발생하는 응력 수치를 계산에 의해 구하면, 제2인장 응력(Fb) = 약 2 MPa로 되었다. 그러므로, 제1인장 응력(Fa) <= 5 MPa이 되도록 설정하면 좋다. 또한, 안전율을 2 이내로 하고, 추가로 응력의 변동을 고려하여 제1인장 응력(Fa) <= 3 MPa이 되도록 설정하여도 좋다.

상기 식에 있어서, Fc는 재료에 따라 일의적으로 정해지고, Tg는 사양에 따라 결정된다. Pd는 단열성 때문에 긴 편이 바람직하며, 글라스 패널의 단열 사양으로부터 결정된다. 따라서, 이러한 요소는 컨트롤 하기 어렵다. 그 때문에, 돌출부 두께(Dg) 및 직경(Dw)을 컨트롤 하는 것으로, 글라스 파손을 미연에 방지하는 것이 가능하다.

본 실시 형태에서는, 플로트 글라스를 이용하고 있으며, 글라스 판의 에지부에서의 장기 허용 응력(Fc) = 7 MPa 이었지만, 강화 글라스를 이용할 경우, Fc는 최대로 69 MPa까지 설정하는 것이 가능하다. 강화의 사양에 따라 Fc는 7~69 MPa의 사이로 조정하는 것이 가능하다. 다만, 이러한 Fc 수치를 포함한 수치 범위(플로트 글라스에서는 Fc 5~15 MPa, 강화 글라스에서는 50~80 MPa)이어도 본원 발명의 효과를 발휘하는 것은 가능하다.

[다른 실시 형태]

이하에 다른 실시 형태를 설명한다.

또한, 이하의 다른 실시 형태에 있어서, 상기 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여한다.

(1) 상기 식 (1b, Fb의 식)에 따르면, 제2인장 응력(Fb)은 필러의 간격(Pd)의 2승에 비례하고 있다. 따라서, 필러의 간격을 작게하는 것으로, 에지(4e)에서의 응력 집중을 감소시키는 것이 가능하다. 이 원리에 의해, 도 10의 실시 형태에서는, 중간의 필러(2')를 통상의 필러(2)의 절반의 간격 위치에 마련하는 것으로, 제2인장 응력(Fb)을 감소시키고 있다. 따라서, 보다 큰 제1인장 응력(Fa)을 허용 가능하기 위하여, 돌출부 직경(Dw)을 확대시켜서 보다 확실한 봉지를 행하는 것도 가능해진다.

(2) 상기한 다른 실시 형태 (1)에서는, 배치 간격이 짧은 중간 필러(2')를 스페이서로서 이용하는 것으로, 감압에 따라 상기 흡인 구멍 주위의 간극부 측에 있어서 발생하는 제2인장 응력(Fb)을 감소시켰다. 그 외에, 스페이서로서 필러 간격이 흡인 구멍(4) 둘레에서 통상의 필러 간격 보다 짧아지는 것이라면, 다양한 구성의 것을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 10에 있어서, 중간 필러(2')를 마련하지 않고, 다른 보강 필러(2'')를 마련하여도 좋다. 또한, 중간 필러(2')나 보강 필러(2'')는 통상의 필러와 동일하여도, 다른 형상의 것이어도 좋다.

(3) 상기 각 실시 형태에서는, 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(땜납)(15)를 적하시켜서 고체화 시켰지만, 적하 이외의 방법으로 공급하여 고체화 시켜도 좋다.

(4) 상기 각 실시 형태에 있어서 각 식의 계수는, 보다 정확한 계산의 실현을 위해 유효 숫자 3자리로 표현하였다(예를 들면, 식 (1)의 Pd²의 계수는 0.0361). 그러나, 계산의 편의를 위하여 각 식의 계수는 유효 숫자 2자리 또는 1자리로 하여도 좋다(예를 들면, 식 (1)의 Pd² 계수를 0.036 또는 0.04로 한다). 특허 청구의 범위는 편의상 유효 숫자 3자리로 표현한 것으로, 각 식의 계수는 유효 숫자 2자리 또는 1자리를 포함하는 것이다.

또한, 상술한 바와 같이, 도면과의 대조를 편리하게 하기 위하여 부호를 기재하였지만, 해당 기입에 의해 본 발명은 첨부 도면의 구성으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 단열 성능이 높은 글라스 패널로서 이용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 건축용·탑승용(자동차·철도 차량·선박 등의 창 글라스) 또는 냉장고나 보온 장치 등의 각종 장치의 문이나 벽부 등에 있어서, 장기 내구성을 요하는 단열성 글라스 패널로서 이용하는 것이 가능하다.

1A, 1B : 글라스 판
2 : 스페이서(필러)
2' : 중간 필러
2'' : 보강 필러
3 : 주변 봉지용 금속 재료(땜납)
4 : 흡인 구멍
4e : 에지
5 : 금속 도입 장치
6 : 정반
6a : 고부
6b : 저부
7 : 공급탑
8 : 도입판
8A : 굴곡부
9 : 도가니부
10 : 전열 히터
11 : 도입로
12 : 레일 부재
13 : 이동기구
14 : 앞트임 부분
15 : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료(땜납)
16 : 돌출부
20 : 가이드 통
V : 간극부
V1 : 주연부
P : 글라스 패널
Fa : 제1인장 응력
Fa1 : 땜납 수축 응력
Fa2 : 상부 압축 응력
Fb : 제2인장 응력
Fb1 : 대기압
Fc : 글라스 에지의 장기 허용 응력
Dw : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 직경
Dg : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 두께
Tg : 글라스 판 두께
Pd : 스페이서 피치(간격)
Rw : 주변 봉지용 금속 폭
Sw : 흡인 구멍 직경

Claims

한 쌍의 글라스 판과, 상기 한 쌍의 글라스 판을 이들 글라스 판 사이에 스페이서를 개재시켜서 배향 배치하는 것으로써 형성되는 간극부와, 상기 한 쌍의 글라스 판의 주연부을 접합하는 것으로써 상기 간극부를 기밀하게 구성하는 주변 봉지용 금속 재료를 구비하고, 상기 한 쌍의 글라스 판 중 하나의 글라스 판은 그 글라스 판에 있어서 표리를 관통하는 흡인 구멍을 가지며, 상기 간극부 내의 공기를 흡인하여 감압하는 동시에 상기 흡인 구멍을 상기 한 쌍의 글라스 판과 열팽창 계수가 다른 흡인 구멍 봉지용 금속 재료로 봉지하고 있는 글라스 패널에 있어서,
상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료는 상기 흡인 구멍 상에서 기밀 상태를 유지하는 것이며,
상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료는 상기 흡인 구멍과 평면으로 보았을 때에 동심원 형상으로 형성되어 있고,
다음 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
Dw <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dg} … (1)
다만, Tg : 글라스 판 두께(mm), Dw : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 직경(mm), Dg : 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 두께(mm), Pd : 스페이서 피치(mm), Fc : 글라스 에지의 장기 허용 응력
제1항에 있어서,
상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료의 돌출부 직경(Dw)이 고정되고, 다음 식 (2)를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
Dg <= (Fc - 0.0361 Pd² / Tg^2.2) / {(- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw} … (2)
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1인장 응력(Fa)이 다음 식 (3)을 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
Fa = (- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw * Dg <= 5MPa (3)
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1인장 응력(Fa)이 다음 식 (4)를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
Fa = (- 0.0157 Tg + 0.1945) * Dw * Dg <= 3 MPa (4)
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡인 구멍 봉지용 금속 재료는 상기 흡인 구멍 위로부터 적하하는 것으로써 고체화하여 기밀 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이서는 상기 한 쌍의 글라스 판 사이에 소정의 간격을 계속 유지할 수 있도록 소정의 피치로 매트릭스 형태로 협지된 복수의 필러로 이루어지며,
상기 필러는 상기 흡인 구멍의 근방에 있어서 다른 부분의 피치 보다도 좁은 피치로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이서는 상기 한 쌍의 글라스 판 사이에 소정의 간격을 계속 유지할 수 있도록 소정의 피치로 매트릭스 형태로 협지된 복수의 필러로 이루어지며,
상기 복수의 필러와 다른 적어도 하나의 다른 필러를 상기 복수의 필러 보다도 상기 흡인 구멍에 근접시켜서 마련하고 있는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 글라스 패널의 평면에 대하여 두께 방향으로 보았을 때에 있어서 상기 주변 봉지용 금속 재료의 폭이 1~10 mm인 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 글라스 판의 적어도 하나의 두께가 0.3~15 mm인 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부의 폭이 2~30mm인 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부의 두께가 0.1~20mm인 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이서의 피치가 5~100mm인 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡인 구멍의 직경이 2~10 mm인 것을 특징으로 하는 글라스 패널.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡인 구멍의 적어도 하부의 테두리부는 곡면 형상으로 형성되거나 또는 모따기 되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 패널.