專利名稱：玻璃面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在一對(duì)玻璃板之間設(shè)有間隔保持部件并圍繞兩塊玻璃板的整個(gè)外周設(shè)有熱熔型外周密封部、將上述兩塊玻璃板之間的空隙部呈減壓狀態(tài)密封的玻璃面板。
背景技術(shù)：
眾所周知，一對(duì)玻璃板之間夾有作為隔熱層的空氣層而成為一體的多層玻璃比一塊玻璃板有更好的隔熱性能，但這種多層玻璃本身的厚度較厚，再加上窗框，使美觀性受到影響。為此，人們考慮這樣一種厚度薄而隔熱性高的玻璃面板，即在一對(duì)玻璃板之間設(shè)置多個(gè)間隔保持部件，在兩塊玻璃板各外緣部之間圍繞整個(gè)外緣部設(shè)置熱熔型外周密封部(例如低熔點(diǎn)玻璃)，并使上述空隙部處于減壓狀態(tài)，從而制成更薄且熱穿流率小的玻璃面板。
上述外周密封部這樣形成，在兩塊玻璃板外周緣部涂有低熔點(diǎn)玻璃軟膏的狀態(tài)下，升溫至上述低熔點(diǎn)玻璃的熔點(diǎn)以上，在熔化了的上述低熔點(diǎn)玻璃遍布上述兩塊玻璃板外周緣部之間后降至常溫，從而以固化了的低熔點(diǎn)玻璃形成上述外周密封部。
現(xiàn)有的這種玻璃面板，其一對(duì)玻璃板基本上是選擇相同種類的玻璃板(例如浮法玻璃板)，而作為防火區(qū)隔離使用時(shí)，某一方的玻璃板則以嵌網(wǎng)玻璃構(gòu)成。
然而，上述現(xiàn)有的玻璃面板存在著以下問題。
即，在形成上述外周密封部時(shí)，需要如上所述地進(jìn)行將玻璃面板的氛圍溫度一會(huì)兒升溫、一會(huì)兒降至常溫的操作。此時(shí)，一對(duì)玻璃板中各方的玻璃板將隨著氛圍溫度的變化一會(huì)兒膨脹一會(huì)兒收縮。玻璃板的這種膨脹收縮與各方的玻璃板的線膨脹系數(shù)有關(guān)。例如，對(duì)于一對(duì)玻璃板線膨脹系數(shù)不同的場(chǎng)合，當(dāng)氛圍溫度上升時(shí)，線膨脹系數(shù)大的一方的玻璃板的膨脹量較大。
當(dāng)氛圍溫度降回常溫時(shí)，兩塊玻璃板各自均收縮而恢復(fù)到原來的尺寸。
兩塊玻璃板外周緣部之間以上述外周密封部進(jìn)行的連結(jié)是在升溫狀態(tài)的氛圍下進(jìn)行的，因此，兩塊玻璃板將以產(chǎn)生了不同膨脹量的狀態(tài)相連結(jié)，隨著氛圍溫度降回常溫，線膨脹系數(shù)大的那一方的玻璃板較另一方的玻璃板要收縮得更多。
其結(jié)果，兩塊玻璃板的收縮量之差將表現(xiàn)為撓曲，導(dǎo)致玻璃面板翹曲，甚至如果該翹曲量較大，則在對(duì)內(nèi)部進(jìn)行減壓的過程中，玻璃面板有可能損壞。
按照上述現(xiàn)有的玻璃面板，在一對(duì)玻璃板使用種類各不相同的玻璃板時(shí)，存在著或者兩塊玻璃板發(fā)生翹曲而損壞，或者即使不損壞、兩塊玻璃板內(nèi)也將殘留很大內(nèi)應(yīng)力而不能獲得預(yù)定的強(qiáng)度等問題。
本發(fā)明的目的是為解決上述存在問題而提供一種以不同膨脹系數(shù)的玻璃板進(jìn)行組合時(shí)，易于獲得合適強(qiáng)度、即使內(nèi)部處于減壓狀態(tài)也能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的玻璃面板。
發(fā)明的公開本發(fā)明的玻璃面板的構(gòu)成特征如下。
權(quán)利要求1所涉及的玻璃面板如

圖1所示，在一對(duì)玻璃板之間設(shè)有間隔保持部件并且圍繞兩塊玻璃板的整個(gè)外緣設(shè)有熱熔型外周密封部，將上述兩塊玻璃板之間的空隙部呈減壓狀態(tài)密封而成，其特征是，上述一對(duì)玻璃板中一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(α1)與另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(α2)設(shè)定在滿足下述(1)式的范圍內(nèi)。
(α1-α2)×ΔT≤6×10-5……(1)其中α1＞α2α1一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)α2另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)ΔT(外周密封部的凝固溫度-玻璃面板的工作環(huán)境溫度)(/℃)按照本結(jié)構(gòu)，上述一對(duì)玻璃板中一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)與另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)設(shè)定在滿足式(1)的范圍內(nèi)，因此，在上述外周密封部的形成階段，即使隨著氛圍溫度的變化兩塊玻璃板產(chǎn)生翹曲，也能夠抑制兩塊玻璃板內(nèi)產(chǎn)生過大的殘留內(nèi)應(yīng)力。其結(jié)果，可以避免玻璃板在玻璃面板形成階段特別是對(duì)內(nèi)部進(jìn)行減壓時(shí)損壞、或者即使玻璃板未損壞，但兩塊玻璃板內(nèi)仍殘留較大內(nèi)應(yīng)力，故而在較小外力作用下即引起玻璃面板損壞等不良情況發(fā)生。
這樣，易于保證作為玻璃面板應(yīng)具有的合適的強(qiáng)度，并且，制造玻璃面板所使用的玻璃材料等的利用率也可提高。
另外，上述式(1)是以線膨脹系數(shù)不同的玻璃板組合而形成的多塊玻璃面板為對(duì)象進(jìn)行改變氛圍溫度的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)玻璃面板的翹曲量判斷應(yīng)力狀態(tài)的適當(dāng)性而推導(dǎo)出來的。
權(quán)利要求2所涉及的本發(fā)明為在一對(duì)玻璃板之間設(shè)有間隔保持部件，并且圍繞兩塊玻璃板的整個(gè)外緣設(shè)有熱熔型外周密封部，將上述兩塊玻璃板之間的空隙部呈減壓狀態(tài)密封而成，其特征是，上述一對(duì)玻璃板中一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(α1)與另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(α2)設(shè)定在滿足下述式(2)的范圍內(nèi)。
{(α1×L1-α2×L2)×ΔT}/L1≤6×10-5……(2)其中α1＞α2α1一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)α2另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)L1一方的玻璃板的長(zhǎng)度尺寸(m)L2另一方的玻璃板的長(zhǎng)度尺寸(m)ΔT(外周密封部的凝固溫度-玻璃面板的工作環(huán)境溫度)(/℃)按照本結(jié)構(gòu)，上述一對(duì)玻璃板中一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)與另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)設(shè)定在滿足式(2)的范圍內(nèi)，因此，即使一方的玻璃板的長(zhǎng)度尺寸(與兩個(gè)端部的各外周密封部分別接觸的玻璃板部分之間的內(nèi)部間距尺寸)與另一方的玻璃板的長(zhǎng)度尺寸(與兩個(gè)端部的各外周密封部分別接觸的玻璃板部分之間的內(nèi)部間距尺寸)不同的情況下，也能夠防止在上述外周密封部的形成階段因氛圍溫度變化所引起的兩塊玻璃板產(chǎn)生翹曲而導(dǎo)致有過大殘留內(nèi)應(yīng)力作用于兩塊玻璃板。因此，可以避免在玻璃面板形成階段導(dǎo)致玻璃板損壞、或者即使未損壞，但兩塊玻璃板內(nèi)仍殘留較大內(nèi)應(yīng)力，故而僅在較小外力作用下即可引起損壞等不良情況發(fā)生。其結(jié)果，易于保證作為玻璃面板所應(yīng)具有的合適的強(qiáng)度，并且，制造玻璃面板的玻璃板材料等的利用率也可提高。
另外，上述式(2)是以線膨脹系數(shù)不同的玻璃板組合而形成的多塊玻璃面板為對(duì)象進(jìn)行改變氛圍溫度的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)玻璃面板的翹曲量判斷應(yīng)力狀態(tài)的適當(dāng)性而推導(dǎo)出來的。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是玻璃面板的局剖立體圖。
圖2是玻璃面板的剖視圖。
圖3～圖7是大氣壓環(huán)境下形成玻璃面板的步驟說明圖。
圖8～圖11是減壓環(huán)境下形成玻璃面板的步驟說明圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
(玻璃面板的構(gòu)成)圖1和圖2示出本發(fā)明所涉及的玻璃面板的一個(gè)實(shí)施例。
該玻璃面板P具有在一對(duì)玻璃板1(浮法玻璃板)之間沿板面隔開間隔地設(shè)置多個(gè)隔墊2(相當(dāng)于間隔保持部件)而形成的玻璃面板本體P1，將上述一對(duì)玻璃板1中一方的玻璃板1A與另一方的玻璃板1B之間的空隙部V減壓密封而構(gòu)成。
例如，上述一對(duì)玻璃板1中，一方的玻璃板1A以厚度尺寸為6.8mm(實(shí)際上，考慮到厚度誤差，應(yīng)為6.2～7.4mm)的嵌網(wǎng)玻璃板構(gòu)成，另一方的玻璃板1B以厚度尺寸為3mm(實(shí)際上，考慮到厚度誤差，應(yīng)為2.5～3.5mm)的透明的浮法玻璃板構(gòu)成(即后附表1中的試品No.11)。這樣，一方的玻璃板1A為嵌網(wǎng)玻璃板的玻璃面板P例如可用來構(gòu)成防火區(qū)。
上述一方的玻璃板1A的長(zhǎng)度尺寸L1及另一方的玻璃板1B的長(zhǎng)度尺寸L2均設(shè)定為約2.1m。上述一方的玻璃板1A的線膨脹系數(shù)α1為89.1×10-7/℃，另一方的玻璃板1B的線膨脹系數(shù)α2為88.4×10-7/℃。并且，圍繞兩塊玻璃板1A、1B的整個(gè)外緣使用低熔點(diǎn)玻璃(例如焊料玻璃)形成密封部4(相當(dāng)于熱熔性外周密封部)，以實(shí)現(xiàn)上述空隙部V的密封。
上述空隙部V是通過例如在真空環(huán)境下制作玻璃面板本體P1或者在制作出玻璃面板本體P1之后將空隙部V內(nèi)的空氣抽出而成為減壓狀態(tài)(1.0×10-2托以下)的。
但是，對(duì)于制作玻璃面板之后進(jìn)行抽氣的后一種方法，需要在上述一對(duì)玻璃板1A、1B中的某一塊玻璃板1B(或1A)或者密封部4上預(yù)先設(shè)置用來對(duì)兩塊玻璃板1之間的空隙部V進(jìn)行減壓密封的抽氣部3。
另外，兩塊玻璃板1A、1B的外周緣部是以一方的玻璃板1A沿板面方向突出的狀態(tài)構(gòu)成的。通過形成該突出部5，能夠在形成上述密封部4時(shí)，以密封材料(例如上述低熔點(diǎn)玻璃)放置于該突出部5之上的狀態(tài)，高效率且可靠地將空隙部V的外周部密封。
上述隔墊2例如由不銹鋼制成圓柱形。其尺寸設(shè)定成直徑為0.30～1.00mm，高度尺寸為0.1～0.5mm。若按照本構(gòu)成將兩塊玻璃板1A、1B接觸的部分制成圓形，則與兩塊玻璃板1A、1B相接觸的部分上不會(huì)形成易引起應(yīng)力集中的拐角部，使兩塊玻璃板1A、1B不易損壞。
另一方面，上述隔墊2以10～25mm的間隔設(shè)置。
作為構(gòu)成玻璃面板P的兩塊玻璃板1A、1B的組合，不限于前面實(shí)施例所說明的、將6.8mm厚的玻璃板與3mm厚的玻璃板組合，也可以是其它厚度的玻璃板的組合。
(玻璃面板的制造方法)本發(fā)明所涉及的玻璃面板P可采用各種方法進(jìn)行制造。下面，首先就大氣壓環(huán)境下形成該玻璃面板P的方法的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。
在一方的玻璃板1A的預(yù)定位置上，如圖3所示地設(shè)置隔墊2。
在該一方的玻璃板1A上，如圖4所示，重疊另一方的玻璃板1B并在上述突出部5上放置用來形成密封部的低熔點(diǎn)玻璃8(軟化點(diǎn)為320～390℃)，或者在上述突出部5上涂敷用來形成密封部的低熔點(diǎn)玻璃8，將其充分干燥后重疊另一方的玻璃板1B。
本實(shí)施例中，在另一方的玻璃板1B上預(yù)先形成將成為上述抽氣部3的抽氣口3a。
加熱兩塊玻璃板1A、1B(氛圍溫度為500℃左右)，待用來形成上述密封部的低熔點(diǎn)玻璃8熔化后，冷卻至常溫(本實(shí)施例中為20℃)。以此使密封部形成用低熔點(diǎn)玻璃8固化而形成密封部(參照?qǐng)D5)。
自上述抽氣口3a抽出空隙部V內(nèi)的空氣后將上述抽氣部封閉，形成玻璃面板P(參照?qǐng)D6、圖7)。
此外，本發(fā)明所涉及的玻璃面板P也可以如下所述地在減壓環(huán)境下制造。
首先，在一方的玻璃板1A的預(yù)定位置上，如圖8所示地設(shè)置隔墊2。
如圖9所示，在減壓環(huán)境下(例如真空爐內(nèi))，將另一方的玻璃板1B重疊在在上述突出部5上涂敷有密封部形成用低熔點(diǎn)玻璃8(軟化點(diǎn)為320～390℃)的一方的玻璃板1A上。此時(shí)，不必在另一方的玻璃板1B上設(shè)置抽氣口3a。
進(jìn)而，如圖10所示，加熱兩塊玻璃板1A、1B(氛圍溫度為500℃左右)，使用來形成上述密封部的低熔點(diǎn)玻璃8熔化，并冷卻至常溫(本實(shí)施例中為20℃)。以此使密封部形成用低熔點(diǎn)玻璃8固化而形成密封部。經(jīng)過以上工序，形成圖11所示的具有負(fù)壓空隙部V的玻璃面板P。
(玻璃面板的評(píng)價(jià))通常，在兩塊玻璃板1A、1B的線膨脹系數(shù)不同的情況下，為形成密封部4將兩塊玻璃板自升溫狀態(tài)冷卻至常溫狀態(tài)時(shí)，兩塊玻璃板1A、1B所產(chǎn)生的收縮量之間產(chǎn)生差值。起因于該差值，玻璃面板P產(chǎn)生翹曲或損壞等不良現(xiàn)象。
而本發(fā)明所涉及的玻璃面板P，雖然是將彼此熱膨脹系數(shù)不同的玻璃板1A、1B組合而成的，但由于其構(gòu)成滿足上述式(1)或式(2)，故能夠防止內(nèi)應(yīng)力增大而避免上述不良現(xiàn)象的發(fā)生。
應(yīng)滿足上述式(1)或式(2)的關(guān)系的結(jié)論，是由對(duì)多塊玻璃面板P進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果得到的。該結(jié)果示于表1。
表1玻璃面板的評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果

其中，α1是一方的玻璃板1A的線膨脹系數(shù)，α2是另一方的玻璃板1B的線膨脹系數(shù)。L1是上述一方的玻璃板1A的長(zhǎng)度尺寸，L2是上述另一方的玻璃板1B的長(zhǎng)度尺寸。d1是一方的玻璃板1A的厚度，d2是另一方的玻璃板1B的厚度。ΔT是密封部的凝固溫度與玻璃面板P工作環(huán)境溫度之溫度差。此外，密封部的凝固溫度為320℃，玻璃面板P的工作環(huán)境溫度(相當(dāng)于常溫)設(shè)為20℃。
評(píng)價(jià)一欄中，呈撓曲狀態(tài)的兩塊玻璃板1A、1B的內(nèi)部應(yīng)力強(qiáng)度未超過長(zhǎng)期容許應(yīng)力強(qiáng)度的為“良好”，超過長(zhǎng)期容許應(yīng)力強(qiáng)度的為“不良”；在自升溫狀態(tài)冷卻至常溫狀態(tài)的過程中，或者在對(duì)空隙部V進(jìn)行減壓的過程中損壞的為“破損”。玻璃板的內(nèi)部應(yīng)力強(qiáng)度是根據(jù)玻璃面板P的翹曲量計(jì)算出來的。
從表1的結(jié)果可知，式(1)或式(2)中等號(hào)左邊的值為6×10-5以下時(shí)可獲得良好的玻璃面板P。
即，只要滿足上述式(1)或式(2)，即使假定某一方的玻璃板的內(nèi)部應(yīng)力強(qiáng)度較高，但其增大的程度也不會(huì)超出兩塊玻璃板1A、1B的長(zhǎng)期容許應(yīng)力強(qiáng)度，即便是空隙部V處于負(fù)壓狀態(tài)，也能夠長(zhǎng)期維持作為玻璃面板P所應(yīng)有的強(qiáng)度。
另外，表1記錄了雙方的玻璃板1A、1B的厚度條件。但是，在判斷玻璃面板P損壞的可能性等時(shí)，可以認(rèn)為玻璃板的厚度不是重要的因素。
例如，請(qǐng)注意試品No.28～32這一組，線膨脹系數(shù)α1·α2、玻璃板長(zhǎng)度尺寸L1·L2、以及密封部凝固溫度與玻璃面板工作環(huán)境溫度的溫度差ΔT的設(shè)定均相同，僅使玻璃板厚度d1·d2這一個(gè)條件不同。盡管如此，No.28～32的評(píng)價(jià)結(jié)果均為良好。
試品18～23一組與試品No.24～27一組也同樣，即使只改變玻璃板厚度d1·d2，各組的評(píng)價(jià)結(jié)果均各自相同。
即，即使不考慮構(gòu)成玻璃面板P的玻璃板的厚度，只要考慮上述式(1)或式(2)中左邊的值，便能夠?qū)ΣＡ姘暹M(jìn)行評(píng)價(jià)。
<1>上述實(shí)施例中，列舉了使用嵌網(wǎng)玻璃板及浮法玻璃板的例子，但是，也可以任意選用除此之外的其它種類玻璃，例如，可以是平板玻璃、磨砂玻璃(經(jīng)表面處理具有使光擴(kuò)散功能的玻璃)、強(qiáng)化玻璃和具有吸收紅外線、吸收紫外線、反射熱輻射等功能的玻璃板以及它們的組合。
關(guān)于玻璃的組成成分，也可以是硅酸鈉玻璃(堿石灰硅石玻璃)、硅酸硼玻璃、硅酸鋁玻璃、以及各種結(jié)晶化玻璃等。
<2>上述玻璃板不限于使用一方的玻璃板1A和另一方的玻璃板1B二者長(zhǎng)度或?qū)挾瘸叽绮煌牟ＡО?，也可以使用其制造尺寸相同的玻璃板。此外，兩塊玻璃板1A、1B的重疊方法也可以是以彼此的端部對(duì)齊的狀態(tài)進(jìn)行重疊。
<3>上述實(shí)施例中，列舉了密封部4使用低熔點(diǎn)玻璃8的例子，除此之外，也可以用諸如金屬焊料等各種金屬將兩塊玻璃板1A、1B的端緣部密封，或者將雙方的玻璃板1A、1B中的至少一方熔融而密封，還可以使用低熔點(diǎn)玻璃之外的其它玻璃進(jìn)行密封。
<4>上述間隔保持部件不限于前面實(shí)施例所說明的不銹鋼制隔墊，例如，也可以是以鎳鉻鐵合金718，或者除此之外的其它金屬、石英玻璃、陶瓷等制成，關(guān)鍵在于，受到外力作用時(shí)不易變形而不會(huì)導(dǎo)致兩塊玻璃板1A、1B彼此相接觸。
<5>上述玻璃板1不限于平板形狀的玻璃，例如，也可以是制成曲面形狀的曲面玻璃板。
工業(yè)上應(yīng)用的可能性本發(fā)明的玻璃面板P可用于多種用途，例如，可在建筑物、乘用工具(汽車窗玻璃、鐵路車輛窗玻璃、船舶窗玻璃)、設(shè)備要素(等離子顯示屏的表面玻璃、冰箱的門和壁部、保溫裝置的門和壁部)等中使用。
權(quán)利要求
1.一種玻璃面板，在一對(duì)玻璃板(1A、1B)之間設(shè)有間隔保持部件(2)，并且圍繞兩塊玻璃板(1A、1B)的整個(gè)外緣設(shè)有熱熔型外周密封部，將上述兩塊玻璃板(1A、1B)之間的空隙部(V)呈減壓狀態(tài)密封而成，將上述一對(duì)玻璃板(1A、1B)中一方的玻璃板(1A)的線膨脹系數(shù)(α1)與另一方的玻璃板(1B)的線膨脹系數(shù)(α2)設(shè)定在滿足下述式(1)的范圍內(nèi)。(α1-α2)×ΔT≤6×10-5……(1)其中α1＞α2α1一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)α1另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)ΔT(外周密封部的凝固溫度-玻璃面板的工作環(huán)境溫度)(/℃)
2.一種玻璃面板，在一對(duì)玻璃板(1A、1B)之間設(shè)有間隔保持部件(2)，并且圍繞兩塊玻璃板(1A、1B)的整個(gè)外緣設(shè)有熱熔型外周密封部，將上述兩塊玻璃板(1A、1B)之間的空隙部(V)呈減壓狀態(tài)密封而成，將上述一對(duì)玻璃板(1A、1B)中一方的玻璃板(1A)的線膨脹系數(shù)(α1)與另一方的玻璃板(1B)的線膨脹系數(shù)(α2)設(shè)定在滿足下述式(2)的范圍內(nèi)。{(α1×L1-α2×L2)×ΔT}/L1≤6×10-5……(2)其中α1＞α2α1一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)α2另一方的玻璃板的線膨脹系數(shù)(/℃)L1一方的玻璃板的長(zhǎng)度尺寸(m)L2另一方的玻璃板的長(zhǎng)度尺寸(m)ΔT(外周密封部的凝固溫度-玻璃面板的工作環(huán)境溫度)(/℃)
全文摘要
一種玻璃面板,在一對(duì)玻璃板(1A、1B)之間設(shè)有間隔保持部件(2),圍繞兩塊玻璃板(1A、1B)的整個(gè)外周設(shè)有熱熔型外周密封部,將上述兩塊玻璃板(1A、1B)之間的空隙部(V)呈減壓狀態(tài)密封而成,將一對(duì)玻璃板(1A、1B)中一方的玻璃板(1A)的線膨脹系數(shù)(α
文檔編號(hào)E06B3/663GK1272099SQ99800779
公開日2000年11月1日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月19日
發(fā)明者皆合哲男, 加藤道廣, 菊田雅司 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社