JP2019089679A - 大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
対向する板状ガラス間の空気を吸引するために板状ガラスに穴をあけたり、取付部品の加工や取付け、また開けた穴を封止する必要をなくし、しかもガラス面に穴跡が残ることもなく、複層ガラス間のスペース内の熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に一度にかつ大量に真空低圧加工をすることができる大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】
大気を２枚以上のガラス板間に残したままスペーサーを介在させ、前記ガラス板の周縁部には摺動性を有しているため、温度差によるガラスの膨張・収縮にも対応することが可能なシリコンゴム気密パッキングリングを取り付けるとともに、該シリコンゴム気密パッキングリング部分に逆止弁構造を形成することにより、大気が密封されたままで複数の複層ガラスが真空チャンバ内で真空減圧するようにしたことを特徴とする大量生産型真空低圧複層ガラス。
【選択図】 図１
対向する板状ガラス間の空気を吸引するために板状ガラスに穴をあけたり、取付部品の加工や取付け、また開けた穴を封止する必要をなくし、しかもガラス面に穴跡が残ることもなく、複層ガラス間のスペース内の熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に一度にかつ大量に真空低圧加工をすることができる大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】
大気を２枚以上のガラス板間に残したままスペーサーを介在させ、前記ガラス板の周縁部には摺動性を有しているため、温度差によるガラスの膨張・収縮にも対応することが可能なシリコンゴム気密パッキングリングを取り付けるとともに、該シリコンゴム気密パッキングリング部分に逆止弁構造を形成することにより、大気が密封されたままで複数の複層ガラスが真空チャンバ内で真空減圧するようにしたことを特徴とする大量生産型真空低圧複層ガラス。
【選択図】 図１
Description
本発明は大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法に係るものである。
従来より、単なる複層ガラスは内部において熱の対流が発生して熱伝導による断熱性や遮熱性を損なっているという事実があった。そこで、
１）クリア（透明）フロートガラス、強化ガラス、熱線吸収板ガラス、熱線反射ガラス、摺りガラスなどに、ジルコニウム、ビスマス、チタン、インジウム、スズ、亜鉛等からなる反射防止剤のコーティング処理をして複層ガラス資材とする。
２）また複層ガラスの空間にはクロム、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、ステンレス、ニッケルクロム鋼等をスペーサーに用いて複層ガラスを形成する。
３）そのガラス板周縁部に半田硝子、低融点ガラス、ロー材等を充填封止する。
４）その上で真空引き作業を行う。
という作業手順が採用されていた。
１）クリア（透明）フロートガラス、強化ガラス、熱線吸収板ガラス、熱線反射ガラス、摺りガラスなどに、ジルコニウム、ビスマス、チタン、インジウム、スズ、亜鉛等からなる反射防止剤のコーティング処理をして複層ガラス資材とする。
２）また複層ガラスの空間にはクロム、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、ステンレス、ニッケルクロム鋼等をスペーサーに用いて複層ガラスを形成する。
３）そのガラス板周縁部に半田硝子、低融点ガラス、ロー材等を充填封止する。
４）その上で真空引き作業を行う。
という作業手順が採用されていた。
そのため、パイプやチューブ、針等を複層ガラスの２枚のガラス板間のスペースに装着した上で、高温（２００℃〜３００℃）に加熱しながら、複層ガラス間をスペースを確保しつつ保持する工程、複層ガラス間を封止する工程によって複層ガラスを１枚づつ製造したのち、複層ガラス間の真空引きを行っており、品質が不安定で歩留まり率も悪く、安価でかつ安定した品質で大量生産するというには不向きな製造方法であった。
また、真空低圧複層ガラスはガラスとしての特徴・特質である透明で気流や対流等による熱移動を防止できる長所を備えているが、対向する板状ガラス間の空気を吸引するために板状ガラスに穴をあけたり、取付部品の加工や取付け、また開けた穴を封止することはガラスが元来破損しやすいものであるため容易ではなく、また透明性を阻害することにもなっていた。しかもガラス面に穴跡が残っていたり、小さな弁を内蔵させるという困難さを伴うことがあった。
さらに、断熱性を備えた複層ガラスの還流率を下げるには複層ガラスを厚くしなければならず、大幅なコスト上昇を招きかねないという問題があった
したがって、１ｍｍ以下とした複層ガラス間のスペースの確保、また前記スペース内を熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に真空低圧加工をして真空封止をするか、その加工を一度に大量に行うことができるかということが大きな課題である。
さらに、断熱性を備えた複層ガラスの還流率を下げるには複層ガラスを厚くしなければならず、大幅なコスト上昇を招きかねないという問題があった
したがって、１ｍｍ以下とした複層ガラス間のスペースの確保、また前記スペース内を熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に真空低圧加工をして真空封止をするか、その加工を一度に大量に行うことができるかということが大きな課題である。
例えば、厚さ４ｍｍで１ｍ×２ｍの長方形のフロートガラスを用い、複層ガラスの外側（外気側）ガラスが−３０°で室内側ガラスが＋２５°の場合、５５℃の温度差の環境に真空低圧複層ガラスが曝されることになる。この場合、２枚のガラス間の周縁部を密閉する素材として低融点ハンダガラスや低温溶融ガラス、ロー材等の硬くて強固な封止材を使用すると、前記温度差で内外両方のガラスに掛かる応力（ストレス）で、約２ｍｍの膨張および収縮差が２枚のガラス間に発生することになる。そして、１０回程度の膨張および収縮の繰り返しでガラス膨張応力がガラス周縁表面にまず浅くヒビを発生させる。やがて数回の膨張および収縮を繰り返すとひびがさらに増加して深部に達し、破損してしまうという大変不都合な課題があり、従来の真空低圧複層ガラスではおよそ４０℃位の内外室温差の環境条件で使用制限されるものであった。
そのため、真空低圧複層ガラスは省エネ社会の実現のため企業、産業界、一般家庭等において大きな市場や需要があるにもかかわらず、その普及が遅れていたのである。
そのため、真空低圧複層ガラスは省エネ社会の実現のため企業、産業界、一般家庭等において大きな市場や需要があるにもかかわらず、その普及が遅れていたのである。
そこで本発明は、対向する板状ガラス間の空気を吸引するために板状ガラスに穴をあけたり、取付部品の加工や取付け、また開けた穴を封止する必要をなくし、しかもガラス面に穴跡が残ることもなく、複層ガラス間のスペース内の熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に一度にかつ大量に真空低圧加工をすることができる大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
すなわちこの発明の大量生産型真空低圧複層ガラスは、大気を２枚以上のガラス板間に残したままスペーサーを介在させ、前記ガラス板の周縁部には摺動性を有しているため、温度差によるガラスの膨張・収縮にも対応することが可能なシリコンゴム気密パッキングリングを取り付けるとともに、該シリコンゴム気密パッキングリング部分に逆止弁構造を形成することにより、大気が密封されたままで複数の複層ガラスが真空チャンバ内で一括して真空減圧するようにしたことを特徴とするものである。
この発明の大量生産型真空低圧複層ガラスにおいて、前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成した逆止弁構造は、複層ガラス内空間の真空吸引時にはエア通路を開放し、真空吸引の終了時にはエア通路を自動的に閉鎖する弁体を備えていることをも特徴とするものである。
この発明の大量生産型真空低圧複層ガラスにおいて、前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成した逆止弁構造は、真空吸引時には複層ガラス内空間を真空チャンバ内の真空減圧状態と同じに減圧することができるようにしてなることをも特徴とするものである。
この発明の大量生産型真空低圧複層ガラスにおいて、前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成した逆止弁構造は、前記エア通路の片方の側に取り付けたマイクロ板バネを備えていることをも特徴とするものである。
この発明の大量生産型真空低圧複層ガラスの製造方法は、大気を２枚以上のガラス板間に残したままスペーサーを介在させ、前記ガラス板の周縁部には摺動性を有しているため、温度差によるガラスの膨張・収縮にも対応することが可能なシリコンゴム気密パッキングリングを取り付け、前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成したエア通路の片方の側にマイクロ板バネを取り付けたまま、複層ガラスを真空チャンバ内で真空減圧密閉し、その後前記複層ガラスの周縁部にブチルゴムテープを巻き付けたことを特徴とするものである。
この発明によれば、対向する板状ガラス間の空気を吸引するために板状ガラスに穴をあけたり、取付部品の加工や取付け、また開けた穴を封止する必要をなくし、しかもガラス面に穴跡が残ることもなく、複層ガラス間のスペース内を熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に一度にかつ大量に真空低圧加工をすることができる大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法を提供することが可能となった。
以下、図面に基いて本発明の大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２は本発明の大量生産型真空低圧複層ガラスの１実施例を示すものである。
本発明の大量生産型真空低圧複層ガラスを示す図１および図２において、前記真空低圧複層ガラス１１は２枚のガラス板１１ａ，１１ｂを備え、大気を前記２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ間に残したままスペーサー１２を介在させて２枚のガラス板１１ａ，１１ｂを接合させる。
その上で前記２枚のガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部の間にはシリコンゴム気密パッキングリング１３を取り付けて密閉してある。前記スペーサー１２による前記２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ間の間隔は０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲が望ましく、またシリコンゴム気密パッキングリング１３の幅は施工や取り付けるサッシ枠、寸法規格等を考慮すると約１５ｍｍの幅が望ましい。
前記スペーサー１２の素材としては、従来使用されてきたクロム、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、ステンレス、ニッケルクロム鋼等では２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ間に加わる膨張や収縮時の応力には対応できない場合、石英やクリスタル等の素材を使用することが望ましい。
図１および図２は本発明の大量生産型真空低圧複層ガラスの１実施例を示すものである。
本発明の大量生産型真空低圧複層ガラスを示す図１および図２において、前記真空低圧複層ガラス１１は２枚のガラス板１１ａ，１１ｂを備え、大気を前記２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ間に残したままスペーサー１２を介在させて２枚のガラス板１１ａ，１１ｂを接合させる。
その上で前記２枚のガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部の間にはシリコンゴム気密パッキングリング１３を取り付けて密閉してある。前記スペーサー１２による前記２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ間の間隔は０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲が望ましく、またシリコンゴム気密パッキングリング１３の幅は施工や取り付けるサッシ枠、寸法規格等を考慮すると約１５ｍｍの幅が望ましい。
前記スペーサー１２の素材としては、従来使用されてきたクロム、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、ステンレス、ニッケルクロム鋼等では２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ間に加わる膨張や収縮時の応力には対応できない場合、石英やクリスタル等の素材を使用することが望ましい。
前記シリコンゴム気密パッキングリング１３は摺動性を有しているため、温度差による２枚のガラス板１１ａ，１１ｂの膨張・収縮にも対応することが可能である。またそれとともに、該シリコンゴム気密パッキングリング１３部分に逆止弁構造１４が形成してある。そのため、大気が密封されたままで複数の真空低圧複層ガラス１１を真空チャンバ（図示せず）内で真空減圧することができる。
前記シリコンゴム気密パッキングリング１３は、１枚のシート状素材から矩形に切出し、切れ目のないリング状で使用すること望ましい。
その上で前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にはブチルゴムテープ１７が巻き付けてある。もちろんこのブチルゴムテープ１７も、温度差による２枚のガラス板１１ａ，１１ｂの膨張・収縮にも対応することが可能である。
前記シリコンゴム気密パッキングリング１３は、１枚のシート状素材から矩形に切出し、切れ目のないリング状で使用すること望ましい。
その上で前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にはブチルゴムテープ１７が巻き付けてある。もちろんこのブチルゴムテープ１７も、温度差による２枚のガラス板１１ａ，１１ｂの膨張・収縮にも対応することが可能である。
ちなみに、前記シリコンゴム気密パッキングリング１３部分に形成した逆止弁構造１４は、２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ内の空間を真空吸引する時にはエア通路１４ａが自動開閉弁を開放（開弁）し、真空吸引の終了時にはエア通路１４ａが外部の大気圧で完全かつ自動的に閉鎖（閉弁）する２枚の弁体１５を備えている。
そのため、前記シリコンゴム気密パッキングリング１３部分に形成した逆止弁構造１４は、真空吸引時には２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ内の空間を真空チャンバ内の真空減圧状態と同じに減圧することができる。
そのため、前記シリコンゴム気密パッキングリング１３部分に形成した逆止弁構造１４は、真空吸引時には２枚のガラス板１１ａ，１１ｂ内の空間を真空チャンバ内の真空減圧状態と同じに減圧することができる。
より詳しくは、前記シリコンゴム気密パッキングリング１３部分に形成した逆止弁構造１４は、前記エア通路１４ａの片方の側に取り付けた前記シリコンゴム気密パッキングリング１３と同じ素材からなる２枚の弁体１５内にマイクロ板バネ１６を備えている。
もちろんこのマイクロ板バネ１６は、常態では前記弁体１５が前記エア通路１４ａを閉じる方向に付勢するようになっている。
もちろんこのマイクロ板バネ１６は、常態では前記弁体１５が前記エア通路１４ａを閉じる方向に付勢するようになっている。
次に、図３ないし図５を用いてこの発明の大量生産型真空低圧複層ガラスの製造方法を説明する。
まず、図１および図２に示したように、大気を２枚（あるいはそれ以上）のガラス板１１ａ，１１ｂ間に残したままスペーサー１２を介在させ、前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にシリコンゴム気密パッキングリング１３を取り付けている。
このシリコンゴム気密パッキングリング１３部分に形成したエア通路１４ａの片方の側にマイクロ板バネ１６を取り付けたまま、前記ガラス板１１ａ，１１ｂ間を真空チャンバ内で真空減圧する。その上で、図２に示すように前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にはブチルゴムテープ１７が巻き付けてある。
まず、図１および図２に示したように、大気を２枚（あるいはそれ以上）のガラス板１１ａ，１１ｂ間に残したままスペーサー１２を介在させ、前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にシリコンゴム気密パッキングリング１３を取り付けている。
このシリコンゴム気密パッキングリング１３部分に形成したエア通路１４ａの片方の側にマイクロ板バネ１６を取り付けたまま、前記ガラス板１１ａ，１１ｂ間を真空チャンバ内で真空減圧する。その上で、図２に示すように前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にはブチルゴムテープ１７が巻き付けてある。
図３は、前記ガラス板１１ａ，１１ｂ間を真空チャンバ内で真空減圧する段階を示し、前記逆止弁構造１４を構成する２枚の弁体１５内のマイクロ板バネ１６は、その付勢力に抗して真空チャンバ内での真空吸引作用によりエア通路１４ａを開放している。
図４は、前記ガラス板１１ａ，１１ｂ間の真空減圧が終了した段階を示し、真空吸引作用の働かない状態において前記逆止弁構造１４を構成する２枚の弁体１５内のマイクロ板バネ１６は、その付勢力と大気圧とで押し付けてエア通路１４ａに沿って密着し、エア通路１４ａを閉鎖している。図５はその全体を示すものである。
次いで、前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にはブチルゴムテープ１７を巻き付け、前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部をエア通路１４ａ部分を含めて確実に密閉する。
図４は、前記ガラス板１１ａ，１１ｂ間の真空減圧が終了した段階を示し、真空吸引作用の働かない状態において前記逆止弁構造１４を構成する２枚の弁体１５内のマイクロ板バネ１６は、その付勢力と大気圧とで押し付けてエア通路１４ａに沿って密着し、エア通路１４ａを閉鎖している。図５はその全体を示すものである。
次いで、前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部にはブチルゴムテープ１７を巻き付け、前記ガラス板１１ａ，１１ｂの周縁部をエア通路１４ａ部分を含めて確実に密閉する。
この発明によれば、対向するガラス板１１ａ，１１ｂ間の空気を吸引するためにガラス板１１ａ，１１ｂに穴をあけたり、取付部品の加工や取付け、また開けた穴を封止する必要をなくし、しかもガラス面に穴跡が残ることはない。
さらに、ガラス板１１ａ，１１ｂ間のスペース内を熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に一度にかつ大量に真空低圧加工をすることができるようになった。
さらに、ガラス板１１ａ，１１ｂ間のスペース内を熱対流伝導防止のために１０パスカル以下に一度にかつ大量に真空低圧加工をすることができるようになった。
本発明は以上の通りの構成を有するものであり、住宅の窓や天窓等の開口部のみならず、ソーラー発電やソーラー給湯等の各種の装置、自動車、船舶、温冷室、冷蔵温蔵庫、農業用ハウス、畜舎等に好適に使用することができる。
なお、前記真空低圧複層ガラス１１の形状としては、正方形や長方形はもとより、丸形、三角形、六角形、五角形等とすることができ、ガラスの素材もシリコンゴム気密パッキングリング１３で密閉できれば、５０〜１００枚程度の複層ガラスを短時間かつ少工程で一時に大量に生産することができる。
なお、前記真空低圧複層ガラス１１の形状としては、正方形や長方形はもとより、丸形、三角形、六角形、五角形等とすることができ、ガラスの素材もシリコンゴム気密パッキングリング１３で密閉できれば、５０〜１００枚程度の複層ガラスを短時間かつ少工程で一時に大量に生産することができる。
１１ 真空低圧複層ガラス
１１ａ，１１ｂ ガラス板
１２ スペーサー
１３ シリコンゴム気密パッキングリング
１４ 逆止弁構造
１４ａ エア通路
１５ 弁体
１６ マイクロ板バネ
１７ ブチルゴムテープ
１１ａ，１１ｂ ガラス板
１２ スペーサー
１３ シリコンゴム気密パッキングリング
１４ 逆止弁構造
１４ａ エア通路
１５ 弁体
１６ マイクロ板バネ
１７ ブチルゴムテープ
Claims (5)
- 大気を２枚以上のガラス板間に残したままスペーサーを介在させ、前記ガラス板の周縁部には摺動性を有しているため、温度差によるガラスの膨張・収縮にも対応することが可能なシリコンゴム気密パッキングリングを取り付けるとともに、該シリコンゴム気密パッキングリング部分に逆止弁構造を形成することにより、大気が密封されたままで複数の複層ガラスが真空チャンバ内で同時かつ大量に真空減圧するようにしたことを特徴とする大量生産型真空低圧複層ガラス。
- 前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成した逆止弁構造は、複層ガラス内空間の真空吸引時にはエア通路を開放し、真空吸引の終了時にはエア通路を自動的に閉鎖する弁体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の大量生産型真空低圧複層ガラス。
- 前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成した逆止弁構造は、真空吸引時には複層ガラス内空間を真空チャンバ内の真空減圧状態と同じに減圧することができるようにしてなることを特徴とする請求項１または２に記載の大量生産型真空低圧複層ガラス。
- 前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成した逆止弁構造は、前記エア通路の片方の側に取り付けたマイクロ板バネを備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の大量生産型真空低圧複層ガラスおよびその製造方法。
- 大気を２枚以上のガラス板間に残したままスペーサーを介在させ、前記ガラス板の周縁部には摺動性を有しているため、温度差によるガラスの膨張・収縮にも対応することが可能なシリコンゴム気密パッキングリングを取り付け、前記シリコンゴム気密パッキングリング部分に形成したエア通路の片方の側にマイクロ板バネを取り付けたまま、複層ガラスを真空チャンバ内で真空減圧密閉し、その後前記複層ガラスの周縁部にブチルゴムテープを巻き付けたことを特徴とする大量生産型真空低圧複層ガラスの製造方法。
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