WO2020255974A1 - ガラスパネルユニット、ガラスパネルユニットの製造方法、複合ゲッタ材、及びゲッタペースト - Google Patents
ガラスパネルユニット、ガラスパネルユニットの製造方法、複合ゲッタ材、及びゲッタペースト Download PDFInfo
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Definitions
- the present disclosure relates to a glass panel unit, a method for manufacturing a glass panel unit, a composite getter material, and a getter paste. More specifically, the present invention relates to a heat insulating glass panel unit, a method for manufacturing a heat insulating glass panel unit, a composite getter material, and a getter paste.
- Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a glass panel unit.
- the binder is removed by heating a glass composite containing a first substrate, a second substrate, a gas adsorbent, and a glass adhesive containing glass powder and a binder. And resin is used as a binder.
- An object of the present disclosure is to provide a glass panel unit, a method for manufacturing a glass panel unit, a composite getter material, and a getter paste, which can prevent gas from remaining in a vacuum space.
- the glass panel unit includes a first glass plate, a second glass plate, a frame body, a vacuum space, and a gas adsorbent.
- the second glass plate faces the first glass plate.
- the frame body airtightly joins the first glass plate and the second glass plate.
- the vacuum space is surrounded by the first glass plate, the second glass plate, and the frame body.
- the gas adsorbent is arranged in the vacuum space.
- the gas adsorbent has at least particles made of zeolite and particles made of a cerium compound.
- the composite getter material according to one aspect of the present disclosure contains a first getter material containing particles made of zeolite and a second getter material containing particles made of a cerium compound.
- the getter paste according to one aspect of the present disclosure is a mixture of the composite getter material and a solvent.
- the method for manufacturing a glass panel unit includes a processing step, an assembly step, a joining step, and an exhaust step.
- the processing step includes a composite getter material manufacturing step.
- a composite getter material manufacturing step a composite getter material containing particles made of zeolite and particles made of a cerium compound is obtained.
- the assembly process is a process of preparing an assembled product.
- the assembled product includes a first glass plate, a second glass plate, a frame-shaped peripheral wall, an internal space, a gas adsorbent, and an exhaust port.
- the second glass plate faces the first glass plate.
- the frame-shaped peripheral wall is between the first glass plate and the second glass plate.
- the internal space is surrounded by the first glass plate, the second glass plate, and the peripheral wall.
- the gas adsorbent is arranged in the internal space and contains the composite getter material.
- the exhaust port connects the internal space and the external space.
- the joining step is a step of melting the peripheral wall to airtightly join the first glass plate and the second glass plate.
- the exhaust step is a step of exhausting the internal space through the exhaust port to form a vacuum space.
- the method for manufacturing a glass panel unit includes a processing step, an assembly step, a joining step, and an exhaust step.
- the processing step includes a getter paste preparation step.
- a first getter paste containing particles made of zeolite and a second getter paste containing particles made of a cerium compound are obtained, respectively.
- the assembly process is a process of preparing an assembled product.
- the assembled product includes a first glass plate, a second glass plate, a frame-shaped peripheral wall, an internal space, a first gas adsorbent, a second gas adsorbent, and an exhaust port.
- the second glass plate faces the first glass plate.
- the frame-shaped peripheral wall is between the first glass plate and the second glass plate.
- the internal space is surrounded by the first glass plate, the second glass plate, and the peripheral wall.
- the first gas adsorbent is arranged in the internal space and is formed from the first getter paste.
- the second gas adsorbent is arranged in the internal space and is formed from the second getter paste.
- the exhaust port connects the internal space and the external space.
- the joining step is a step of melting the peripheral wall to airtightly join the first glass plate and the second glass plate.
- the exhaust step is a step of exhausting the internal space through the exhaust port to form a vacuum space.
- FIG. 1A is a plan view showing an assembled product which is an intermediate body of the glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A.
- FIG. 2 is a plan view showing the same glass panel unit.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 1A is a plan view showing an assembled product which is an intermediate body of the glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A.
- FIG. 2 is a plan view showing the same
- FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the first embodiment.
- FIG. 9A is a plan view showing the glass panel unit according to the second embodiment.
- 9B is a sectional view taken along line BB of FIG. 9A.
- FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to a second embodiment.
- FIG. 11 is a plan view showing an assembled product which is an intermediate body of the glass panel unit according to the second embodiment.
- FIG. 12 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to a second embodiment.
- FIG. 13 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to the second embodiment.
- FIG. 14 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to a second embodiment.
- FIG. 15A is an explanatory view showing an assembled product which is an intermediate body of the glass panel unit according to the third embodiment.
- FIG. 15B is an explanatory view showing an assembled product which is an intermediate body of the glass panel unit according to the third embodiment.
- FIG. 16 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a glass panel unit according to a fourth embodiment.
- FIG. 17 is a graph showing the relationship between the intensity (detection intensity) corresponding to the amount of oxygen desorbed from the cerium (IV) oxide powder and the temperature when the cerium (IV) oxide powder is heated.
- FIG. 18A is a plot diagram showing the relationship between the amount of cerium (IV) added in the composite getter material using the copper ion exchange zeolite powder and the thermal conductance of the glass panel unit.
- FIG. 18B is a plot diagram showing the relationship between the amount of cerium (IV) added in the composite getter material using the hydrogen ion exchange zeolite powder and the thermal conductance of the glass panel unit.
- FIG. 19 is a plot diagram showing the relationship between the concentration of cerium (IV) oxide in the composite getter material and the thermal conductance of the glass panel unit.
- FIG. 20 is a graph showing the relationship between the amount of oxygen released from cerium (IV) oxide and the temperature when the cerium (IV) oxide powder is heated.
- FIG. 21 is a plot diagram showing the relationship between the amount of cerium (IV) oxide in the getter material and the thermal conductance of the glass panel unit.
- the glass panel unit has heat insulating properties by forming a vacuum space between two glass plates. It is considered that the heat insulating property of such a glass panel unit is deteriorated by the gas remaining in the vacuum space even if there is a vacuum space between the two glass plates. Therefore, in order to reduce the amount of gas remaining in the vacuum space, a gas adsorbent is provided in the vacuum space (see Patent Document 1).
- the gas adsorbent often contains only one type of gas adsorbent component (gas adsorbent component).
- gas adsorbent component When such a gas adsorbent is used, the gas not adsorbed by the gas adsorbing component may exist in the vacuum space as residual gas.
- a gas adsorbent such as zeolite
- the gas already adsorbed at the adsorption site must be desorbed in advance.
- a gas adsorbent capable of adsorbing even a gas that is difficult to be adsorbed, such as nitrogen or methane has a strong gas adsorbing power, and the activation energy for gas desorption becomes high. That is, for example, when a gas adsorbent is left in the atmosphere, it has already strongly adsorbed gases other than nitrogen and methane, so a large amount of energy is required to desorb these gases. .. In particular, this tendency becomes remarkable when the gas is desorbed at 350 ° C.
- the manufacturing process of the glass panel unit in which the vacuum space is formed is cooled down, it becomes difficult to sufficiently desorb the gas from the gas adsorbent during the manufacturing process of the glass panel unit. Therefore, the adsorption site of the gas adsorbent cannot be sufficiently opened, and it becomes difficult to sufficiently adsorb nitrogen, methane, and the like. That is, it has been difficult in principle to realize a state in which a sufficient amount of nitrogen or methane can be adsorbed by the gas adsorbent by a low temperature process of 350 ° C. or lower.
- particles made of zeolite may be referred to as "zeolite particles”.
- particles made of a cerium compound may be referred to as "cerium compound particles”.
- Most of the constituents of the zeolite particles are zeolite, but impurities that are inevitably contained may be contained as a component.
- most of the constituents of the cerium compound particles are cerium compounds, but impurities that are inevitably contained may be contained as constituents.
- the manufacturing method of the glass panel unit 10 includes a processing step, an assembly step (see FIGS. 3 to 5), a joining step (first melting step, see FIG. 6), and an exhaust step (see FIG. 6).
- the processing step includes at least a step of producing a composite getter material for obtaining a composite getter material containing particles made of zeolite and particles made of a cerium compound.
- the assembly process is a process of preparing the assembled product 100.
- the assembled product 100 includes a first glass plate 200, a second glass plate 300, a frame-shaped peripheral wall 410, an internal space 500, a gas adsorbent 60, and an exhaust port 700 (see FIGS. 1A and 1B). ).
- the second glass plate 300 faces the first glass plate 200.
- the peripheral wall 410 is between the first glass plate 200 and the second glass plate 300.
- the internal space 500 is surrounded by a first glass plate 200, a second glass plate 300, and a peripheral wall 410.
- the gas adsorbent 60 is arranged in the internal space 500 and contains the above-mentioned composite getter material.
- the exhaust port 700 connects the internal space 500 and the external space.
- the joining step is a step of melting the peripheral wall 410 and airtightly joining the first glass plate 200 and the second glass plate 300.
- the exhaust step is a step of exhausting the internal space 500 through the exhaust port 700 to form a vacuum space 50.
- the gas adsorbent 60 contains at least particles made of zeolite (zeolite particles) and particles made of a cerium compound (cerium compound particles) in the vacuum space 50. Adsorbs gases such as CO 2 that cerium compound particles tend to adsorb. Therefore, it is possible to prevent the adsorption sites of zeolite from being filled with CO 2 , and to secure sufficient adsorption sites for adsorbing nitrogen, methane, etc., which can only be adsorbed by zeolite. Therefore, nitrogen and methane gas, which are difficult to be adsorbed by only one of the zeolite and the cerium compound, can be sufficiently adsorbed, and these gases are less likely to remain in the vacuum space 50. That is, the residual gas in the vacuum space 50 is reduced.
- gases such as CO 2 that cerium compound particles tend to adsorb. Therefore, it is possible to prevent the adsorption sites of zeolite from being filled with CO 2 , and to secure sufficient adsorption sites for adsorb
- the "getter material” means a material having the property of adsorbing molecules smaller than a predetermined size.
- the zeolite particles and the aggregate (powder) of the plurality of zeolite particles are getter materials.
- An aggregate (powder) of cerium compound particles and a plurality of cerium compound particles is also a getter material.
- the "composite getter material” is a getter material containing a plurality of types of getter materials.
- the composite getter material contains both zeolite particles and cerium compound particles. Further, the composite getter material may contain a getter material other than the zeolite particles and the cerium compound particles.
- the manufacturing method of the glass panel unit 10 according to the present embodiment (hereinafter, may be referred to as a manufacturing method) will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.
- This manufacturing method is a method of manufacturing the glass panel unit 10 as shown in FIG.
- the direction D1 is a direction parallel to the thickness direction of the first glass plate 200
- the direction D2 is a direction orthogonal to the direction D1
- the direction D3 is a direction orthogonal to the direction D1 and the direction D2.
- the direction D1 may be the first direction
- the direction D2 may be the second direction
- the direction D3 may be the third direction.
- the manufacturing method includes a preparation process and a removal process.
- the preparation process is a process of preparing the work-in-process 110 shown in FIG.
- the work-in-process 110 is formed from the assembly 100 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, the work-in-process 110 is an intermediate product for manufacturing the glass panel unit 10 (see FIG. 2), and the assembly product 100 is an intermediate product for manufacturing the work-in-process 110.
- the preparatory steps are a processing step, an assembly step (see FIGS. 3 to 5), a joining step (first melting step, see FIG. 6), an exhaust step (see FIG. 6), and a sealing step (second melting). Steps, see FIGS. 6 and 7).
- the processing process is a process of preparing a composite getter paste.
- This composite getter paste contains at least particles made of zeolite, particles made of a cerium compound, and a solvent (for example, water).
- the gas adsorbent 60 is a dried product of the composite getter paste.
- the cerium compound releases a small amount of oxygen after the second melting step, the zeolite adsorbs this oxygen. Therefore, the amount of oxygen contained in the decompression space (vacuum space 50 described later) that exhausts the internal space 500 can be reduced. Since the cerium compound has high adsorptivity to carbon dioxide in the reduced pressure space, the amount of carbon dioxide contained in the reduced pressure space can be reduced.
- the amount of carbon dioxide contained in the decompression space can be reduced in this way, it is possible to prevent the adsorption sites capable of adsorbing nitrogen, methane, etc. of zeolite from being filled with carbon dioxide.
- zeolite can sufficiently adsorb nitrogen and methane, which are difficult to adsorb with cerium compounds. Therefore, the presence of zeolite and the cerium compound in the decompression space can reduce not only carbon dioxide but also the amount of hydrocarbons such as nitrogen and methane as compared with the case of either of them alone, and the residual gas in the decompression space can be reduced. Is reduced.
- the melting point of the thermal adhesive (first thermal adhesive and second thermal adhesive) described later is not particularly limited, but the effect of mixing the cerium oxide particles and the copper ion exchange zeolite particles is the thermal adhesion. It becomes remarkable when the melting point of the agent is 400 ° C. or lower, and further becomes remarkable when the melting point of the agent is 350 ° C. or lower. Alternatively, it becomes particularly remarkable when the temperature of the exhaust process is 350 ° C. or lower. This is because when the temperature exceeds 350 ° C., the gas adsorbed by the copper ion-exchanged zeolite can be relatively easily desorbed during heat treatment such as an exhaust step. That is, even if the melting point of the thermal adhesive is 350 ° C. or lower or the temperature in the exhaust step is 350 ° C. or lower, the residual gas in the reduced pressure space can be reduced.
- the cerium oxide particles are particles containing cerium oxide as a cerium compound
- the copper ion exchange zeolite particles are particles containing copper ion exchange zeolite as a zeolite.
- the processing step includes a heating step, a composite getter material manufacturing step, and a mixing step. Even if the heating step in this processing step is omitted, the effect of mixing the cerium compound particles with the zeolite particles can be obtained. Therefore, it is not always necessary to carry out the heating step on the zeolite particles or the cerium compound particles.
- the heating step is a step of heating one or both of the zeolite particles and the cerium compound particles.
- the zeolite particles and the cerium compound particles may be heated separately, or a mixture of the zeolite particles and the cerium compound particles may be heated.
- it is not necessary to heat the remaining components it is not necessary to heat only the zeolite particles to heat the cerium compound particles, or it is not necessary to heat only the cerium compound particles to heat the zeolite particles.
- the temperature of the heating step is preferably higher than the temperature of the exhaust step (exhaust temperature Te described later), more preferably higher than the temperature of the first melting step (first melting temperature Tm1 described later), and the second melting. It is particularly preferable that the temperature is higher than the temperature of the process (second melting temperature Tm2 described later).
- the gas component adsorbed by one or both of the zeolite particles and the cerium compound particles can be desorbed before the assembly 100 is produced.
- oxygen can be desorbed from the cerium compound particles.
- the amount of oxygen released by the cerium compound into the internal space 500 can be suppressed, and the gas adsorptivity of the cerium compound particles may be improved.
- the oxygen adsorbed on each of the zeolite particles and the cerium compound particles can be desorbed by the heating step.
- the amount of oxygen desorbed after the joining step can be reduced, so that the temperature of the exhaust step can be lowered, and as a result, the temperature of the first melting step and the second melting step can be lowered. Therefore, the manufacturing cost of the glass panel unit 10 can be reduced.
- Zeolites are porous components that have a plurality of zeolite structures. Therefore, the zeolite particles have a plurality of pores. Then, the gas is adsorbed in the pores. Examples of the gas adsorbed by zeolite include hydrocarbons such as water vapor, carbon dioxide, oxygen, nitrogen, and methane. Above all, zeolite can adsorb gases (particularly nitrogen) such as nitrogen and hydrocarbons, which are difficult for cerium compounds to adsorb, in a reduced pressure space.
- the zeolite structure has the composition of the following general formula (1). Me 2 / X O ⁇ Al 2 O 3 ⁇ mSiO 2 ⁇ nH 2 O,... (1) Here, Me is an x-valent cation existing in the pores.
- n is a silica / alumina ratio, which is an integer of 2 or more.
- n is an integer greater than or equal to 0.
- a monovalent negative charge is generated in each Al. Therefore, when Me is a divalent or higher cation, a positive charge is generated in the pores of the zeolite particles. When Me is a monovalent cation, the inside of the pores becomes electrically neutral.
- Me may be a monovalent cation.
- Me may be a divalent or higher cation.
- Me may be a combination of a monovalent cation and a divalent or higher cation.
- monovalent cations include alkali metal ions such as Li + , Na + , and K + ; protons; and ammonium ions (NH 4+ ), Ag +, and the like.
- divalent or higher cations include alkaline earth metal ions such as Ca 2+ , Mg 2+ , and Ba 2+ ; and transition metal ions such as Cu 2+ , Au 2+ , Fe 2+ , Zn 2+, and Ni 2+ .
- the zeolite structure examples include an A-type zeolite structure, an X-type zeolite structure, a Y-type zeolite structure, and a ZSM-5 structure.
- the zeolite may contain any zeolite structure other than the above structure.
- the water (H 2 O) in the general formula (1) is contained in the zeolite as water of crystallization. Such water is contained, for example, in the pores of the zeolite particles.
- gas components such as oxygen adsorbed before heating can be desorbed from the zeolite. This makes it possible to improve the gas adsorptivity of zeolite.
- n in the general formula (1) becomes 0.
- the zeolite obtained in the heating step is desorbed of oxygen and adsorbs at least one component (hereinafter, may be referred to as an adsorbed component) among nitrogen, carbon monoxide, water and the like. That is, it is preferable that the adsorption capacity of the zeolite particles obtained in the heating step is saturated with the adsorption component. In this case, the gas adsorptivity of the zeolite can be restored by desorbing the adsorbed component from the zeolite during heating in the exhaust step or the like.
- the zeolite particles after the heating step are mixed with water, even if nitrogen or carbon monoxide is adsorbed on the zeolite, it is considered that a part of the zeolite particles is replaced with water.
- Zeolites preferably contain copper ion exchange zeolite.
- This copper ion exchange zeolite is a component in which Me in the general formula (1) is a copper ion.
- the copper ion exchange zeolite is a component in which copper ions are retained in the zeolite structure. Therefore, the "copper ion exchange zeolite” is not limited to the components before the copper ions are retained in the zeolite structure.
- the crystal structure of zeolite is more preferably MFI type such as ZSM-5, Y type, USY type, mordenite type, ferrierite type, L type and the like.
- copper ion-exchanged ZSM-5 type zeolite (Cu-ZSM5) is more desirable because it can strongly adsorb nitrogen, methane and the like under low pressure even at room temperature.
- the molar ratio of silica / alumina of zeolite is preferably 5 or more, the molar ratio of ZSM-5 type silica / alumina is preferably 10 or more and 45 or less, and more preferably 20 or more and 40 or less. It is not limited to.
- the cerium compound is a compound containing cerium and has a property of adsorbing at least carbon dioxide in a reduced pressure space. Therefore, even if the carbon dioxide adsorption capacity of the zeolite particles in the reduced pressure space is not sufficient, the cerium compound particles can adsorb the carbon dioxide.
- the cerium compound is, for example, at least one selected from the group consisting of cerium oxides such as cerium (IV) oxide (CeO 2 ) and cerium (III) oxide (Ce 2 O 3 ), cerium hydroxide, and cerium carbonate. Contains compounds. Above all, the cerium compound particles preferably contain cerium (IV) oxide. Further, the cerium compound particles may contain metals such as Cu and Fe, and rare earths such as Sc and Y.
- it may be a cerium compound particle containing rare earths such as La, Nd and Gd, or a cerium compound particle carrying a noble metal such as Au, Pt and Pd. Further, it is desirable that the pore distribution of the cerium compound (particularly in the case of cerium oxide) particles has a peak of 1 nm or more and 10 nm or less.
- the cerium oxide particles show an oxygen release curve having a temperature at which the oxygen release amount becomes the maximum point in the temperature desorption gas analysis when the temperature is raised at 30 ° C./min. ..
- the maximum point of the oxygen release curve is preferably 200 ° C. or lower.
- the maximum point of the oxygen release curve is 250 ° C. or higher and the oxygen release start temperature of the oxygen release curve is 250 ° C. or higher.
- the cerium oxide particles show an oxygen release curve having a temperature at which the oxygen release amount becomes the maximum point in the temperature rise desorption gas analysis when the temperature is raised at 30 ° C./min.
- the maximum point of the oxygen release curve is preferably 200 ° C. or lower.
- the oxygen release curve preferably has a maximum point of the oxygen release curve of 250 ° C. or higher and an oxygen release start temperature of the maximum point of 250 ° C. or higher.
- oxygen is less likely to be desorbed from the cerium compound particles, and deterioration of the gas adsorption performance of the zeolite particles is suppressed. That is, when the cerium compound particles have an oxygen release curve having a peak at 250 ° C. or higher, it is preferable to use cerium oxide particles in which oxygen release starts from 250 ° C. or higher.
- the temperature at which O 2 begins to desorb from the cerium compound is equal to or higher than the process temperature.
- the process temperature is an exhaust temperature Te used in the exhaust stroke described later, and is, for example, 250 ° C. Further, it is more preferable that the temperature at which O 2 starts to be desorbed from the cerium compound is equal to or higher than the melting temperature of the seal.
- the melting temperature of the seal is the second softening point of the second sealing material described later, for example, 265 ° C.
- the cerium compound preferably has a temperature at which O 2 begins to desorb at 300 ° C. or higher, more preferably 500 ° C. or higher, and particularly preferably 550 ° C. or higher.
- the temperature at which O 2 starts to be desorbed from the cerium compound varies depending on the pore size distribution of the cerium compound particles, the metal supporting the cerium compound, the concentration of additives, and the like. Further, depending on the supporting substance, oxygen may be released from the supporting substance itself, so it is necessary to consider the type of the cerium compound including these.
- the temperature desorption gas analysis is a mass spectrometry method using a device that can monitor the gas generated by vacuum heating / temperature rise for each temperature, and is called TDS (Thermal Desorption Spectrometry).
- the composite getter material manufacturing step is a step of obtaining a composite getter material after the heating step or by using unheated zeolite particles and cerium compound particles. During the process of producing the composite getter material, the zeolite particles and the cerium compound particles are mixed.
- the composite getter material contains a first getter material containing zeolite particles and a second getter material containing cerium compound particles.
- the composite getter material may contain a getter material other than the first getter material and the second getter material.
- the composite getter material also includes a sintered body of a composite powder (powder) of the first getter material and the second getter material. In addition, a single getter material may be combined to form a sintered body.
- the average particle size of the zeolite particles and the average particle size of the cerium compound particles are preferably in the range of 0.001 ⁇ m to 30 ⁇ m, respectively, but are not particularly limited to this range.
- the average particle size of the zeolite particles and the average particle size of the cerium compound particles are within the above ranges, it is easy to mix and the gas adsorption performance is excellent.
- the average particle size of the zeolite particles and the average particle size of the cerium compound particles are preferably in the range of 0.3 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less, respectively.
- the ratio of the cerium compound contained in the composite getter material is preferably 50% by mass or less with respect to the mass of the composite getter material. In this case, since the amount of oxygen desorbed from the cerium compound can be reduced, this oxygen is less likely to remain in the internal space 500 (vacuum space 50) after the second melting step.
- the proportion of cerium compound particles in the composite getter material is preferably smaller than the proportion of zeolite particles. That is, the proportion of zeolite particles is preferably larger than the proportion of cerium compound particles. As the proportion of zeolite particles increases, nitrogen and hydrocarbons, which are difficult for cerium compound particles to be adsorbed, are adsorbed by the zeolite particles and are less likely to remain in the reduced pressure space.
- the proportion of the cerium compound particles is more preferably 40% by mass or less, further preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less.
- the lower limit of the ratio of the cerium compound particles is not particularly limited, but the ratio of the cerium compound particles is, for example, larger than 0% by mass, preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, and 2% by mass or more. Is particularly preferable.
- the getter material manufacturing step is performed at the same time as the heating step. After the getter material manufacturing step, a mixing step is performed.
- the zeolite particles and the cerium oxide particles do not need to be supported on each other. Therefore, it is desirable that the average particle size of the zeolite particles and the cerium oxide particles is at least 10 nm or more. This is to prevent the particles from diffusing into the pores of the zeolite particles or the cerium oxide particles and deteriorating the performance of the zeolite particles and the cerium oxide particles. Further, more preferably, the average particle diameter of the zeolite particles and the cerium oxide particles is preferably 20 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
- the cerium oxide fine particles from adhering to the zeolite particles or the zeolite fine particles from adhering to the cerium oxide, and to maintain a large surface area.
- a Cu-ZSM5 powder having an average particle diameter of 50 nm or more and a cerium oxide powder having an average particle diameter of 20 nm or more are mixed.
- the average particle size may be considered as a sphere-equivalent diameter observed by a microscope using a TEM, SEM, or the like.
- the mixing step is a step of mixing a composite getter material and a solvent to obtain a getter paste.
- water is used as the solvent, in this getter paste, water exists so as to cover the composite getter material. This makes it difficult for the composite getter material to come into contact with air in the state of getter paste. That is, the composite getter material is less likely to adsorb air (particularly oxygen in the air). Therefore, the getter paste can be easily stored, and the complexity of manufacturing the glass panel unit 10 can be reduced.
- the water content in the getter paste can be arbitrarily selected. Water can be used as the solvent. Further, as the solvent, a solution containing water as a main component can be used.
- the solvent may be water mixed with organic substances as impurities or components such as calcium and sodium. Further, the solvent may be water mixed with an organic solvent such as ethanol of 50% by mass or less. Further, the solvent may be an organic solvent such as ethanol or butyl carbitol acetate or tarpineol, or a mixture thereof. Further, a general organic binder such as polycarbonate or polyisobutyl methacrylate may be added. For example, by using a highly viscous organic solvent or an organic binder, effects such as suppressing sedimentation of solid content and improving coating performance can be obtained.
- the assembly process is a process of preparing the assembled product 100.
- the assembled product 100 includes a first glass plate 200, a second glass plate 300, a peripheral wall 410, and a partition 420. Further, the assembled product 100 has an internal space 500 surrounded by the first and second glass plates 200 and 300 and the peripheral wall 410. Further, the assembled product 100 includes a gas adsorbent 60 and a plurality of pillars (spacers) 70 in the internal space 500. Further, the assembly 100 includes an exhaust port 700.
- the first glass plate (first glass substrate) 200 is a member that is the basis of the first glass plate 20 described later, and is made of the same material as the first glass plate 20.
- the second glass plate (second glass substrate) 300 is a member that is the basis of the second glass plate 30 described later, and is made of the same material as the second glass plate 30.
- the first and second glass plates 200 and 300 have the same planar shape.
- the first glass plate 200 has a size capable of forming at least one first glass plate 20 described later
- the second glass plate 300 has at least one second glass plate 30 described later. It has a size that can be formed.
- the first and second glass plates 200 and 300 are both polygonal (rectangular in this embodiment) flat plate.
- the first glass plate 200 includes a main body 210 and a low emissivity film 220.
- the low emissivity film 220 is in the internal space 500 and covers the main body 210.
- the low emissivity film 220 is in contact with the main body 210.
- the low emissivity film 220 also called an infrared reflective film, has translucency but reflects infrared rays. Therefore, the low emissivity film 220 can improve the heat insulating property of the glass panel unit 10.
- the low emissivity film 220 is, for example, a thin film made of metal.
- the low emissivity film 220 contains, for example, silver.
- An example of the low radiation film 220 is a Low-E film.
- the first glass plate 200 includes the main body 210.
- the main body 210 has a first surface 211 and a second surface 212.
- the first surface 211 is a flat surface and is covered with the low emissivity film 220.
- the second surface 212 is a surface parallel to the first surface 211 and flat, and is on the opposite side of the internal space 500 in the direction D1.
- the main body 210 has a rectangular flat plate shape because it constitutes the main shape of the first glass plate 200.
- the material of the main body 210 is, for example, soda lime glass, high strain point glass, chemically tempered glass, non-alkali glass, quartz glass, neoceram, and physically tempered glass.
- the second glass plate 300 includes the main body 310.
- the main body 310 has a first surface 311 and a second surface 312.
- the first surface 311 is a flat surface and faces the low emissivity film 220.
- the second surface 312 is parallel to the first surface 311 and is a flat surface, and is on the opposite side of the internal space 500 in the direction D1.
- the main body 310 has a rectangular flat plate shape because it constitutes the main shape of the second glass plate 300.
- the main body 310 has the same shape as the main body 210.
- the second glass plate 300 is composed of only the main body 310, but may include a low radiation film similar to the low radiation film 220 in addition to the main body 310.
- the low emissivity film covers the main body 310 and is in contact with the main body 310 in the internal space 500.
- the material of the main body 310 is, for example, soda lime glass, high strain point glass, chemically tempered glass, non-alkali glass, quartz glass, neoserum, and physically tempered glass.
- the peripheral wall 410 contains a first sealing material (first thermal adhesive).
- the peripheral wall 410 is arranged between the first glass plate 200 and the second glass plate 300.
- the peripheral wall 410 has a frame shape as shown in FIG. 1A.
- the peripheral wall 410 has a rectangular frame shape.
- the peripheral wall 410 is formed along the outer periphery of the first and second glass plates 200 and 300. As a result, in the assembled product 100, an internal space 500 surrounded by the peripheral wall 410, the first glass plate 200, and the second glass plate 300 is formed.
- the first thermal adhesive contains, for example, glass frit.
- a glass frit is a low melting point glass frit.
- low melting point glass frit include bismuth-based glass frit, lead-based glass frit, and vanadium-based glass frit.
- the first thermal adhesive is not limited to the glass frit, and may include, for example, a low melting point metal or a hot melt adhesive.
- the first thermal adhesive may further contain one or both of the organic binder and the organic solvent. In this case, even if a gas derived from one or both of the organic binder and the organic solvent is released into the vacuum space 50 after the sealing step (second melting step), the gas adsorbent 60 adsorbs this gas. , Gas is less likely to remain in the vacuum space 50.
- the organic binder contains, for example, a resin.
- this resin include polyisobutyl methacrylate, ethyl cellulose, aliphatic polycarbonate, acrylic resin, and butyral resin.
- the organic binder is not limited to the above resin, and may contain any component.
- the resin constituting the organic binder is preferably a resin having a low molecular weight and easily decomposed.
- the organic solvent examples include esters such as butyl carbitol acetate and ethyl carbitol acetate.
- the organic solvent is not limited to the above-mentioned components, and may contain at least one of a solvent used for general screen printing such as a terpene solvent and a solvent used for dispense coating.
- the peripheral wall 410 further contains resin, even if the gas derived from this resin is released into the internal space 500 after the assembly step, the gas derived from the resin is exhausted by the exhaust step. Even if the gas derived from the resin exists in the vacuum space 50 as a residual gas after the exhaust step, the gas adsorbent 60 can adsorb this residual gas.
- the partition 420 is arranged in the internal space 500.
- the partition 420 divides the internal space 500 into a first space 510 and a second space (ventilation space) 520. Therefore, the first space 510 is a space exhausted in the exhaust process, and the second space 520 is a space used for exhausting the first space 510.
- the partition 420 is provided on the first end side in the length direction (left-right direction in FIG. 1A) of the second glass plate 300 with respect to the center of the second glass plate 300 so that the first space 510 is larger than the second space 520. It is formed (on the right end side in FIG. 1A).
- the partition 420 is arranged in the internal space 500 along the width direction (vertical direction in FIG. 1A) of the second glass plate 300. However, both ends of the partition 420 in the length direction are not in contact with the peripheral wall 410.
- the width direction of the second glass plate 300 is parallel to the direction D2, and the length direction of the second glass plate 300 is parallel to the direction D3.
- the partition 420 includes a main body portion (partition main body portion) 421 and a blocking portion 422 that constitute the main body thereof.
- the blocking unit 422 includes a first blocking unit 4221 and a second blocking unit 4222.
- the main body portion 421 has a linear shape along the direction D2. This direction D2 is, for example, the width direction of the second glass plate 300. Further, in the direction D2, both ends of the main body portion 421 are not in contact with the peripheral wall 410. Of both ends of the main body 421, the first blocking portion 4221 is formed so as to extend from one end toward the second space 520, and the second blocking portion 4222 extends from the other end toward the second space 520. It is formed.
- One end of the main body 421 may be the first end (upper end side in FIG. 1A), and the other end (lower end side in FIG. 1A) may be the second end.
- the partition 420 contains a second sealing material (second thermal adhesive).
- the second thermal adhesive is, for example, glass frit.
- An example of a glass frit is a low melting point glass frit. Examples of low melting point glass frit include bismuth-based glass frit, lead-based glass frit, and vanadium-based glass frit.
- the second thermal adhesive is not limited to the glass frit, and may be, for example, a low melting point metal or a hot melt adhesive. In this embodiment, the same first heat adhesive and second heat adhesive are used. That is, the first sealing material and the second sealing material are the same material.
- the ventilation path 600 connects the first space 510 and the second space 520 within the internal space 500.
- the vent 600 includes a first vent 610 and a second vent 620.
- the first air passage 610 is a gap interposed between the first end (upper end of FIG. 1A) of the partition 420 and the peripheral wall 410.
- the second ventilation passage 620 is a gap interposed between the second end (lower end of FIG. 1A) of the partition 420 and the peripheral wall 410.
- the exhaust port 700 is a hole connecting the second space 520 and the external space.
- the exhaust port 700 is used to exhaust the first space 510 through the second space 520 and the air passage 600 (the first air passage 610 and the second air passage 620). Therefore, the ventilation path 600, the second space 520, and the exhaust port 700 form an exhaust path for exhausting the first space 510.
- the exhaust port 700 is formed in the second glass plate 300 so as to connect the second space 520 and the external space. Specifically, the exhaust port 700 is located at a corner of the second glass plate 300.
- the gas adsorbent 60 and the plurality of spacers 70 are arranged in the first space 510.
- the gas adsorbent 60 is formed on the second end side (left end side in FIG. 1A) of the second glass plate 300 in the length direction along the width direction of the second glass plate 300. That is, the gas adsorbent 60 is arranged at the end of the first space 510 (vacuum space 50). By doing so, the gas adsorbent 60 can be made inconspicuous. Further, the gas adsorbent 60 is located at a position away from the partition 420 and the ventilation path 600. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the gas adsorbent 60 interferes with the exhaust when the first space 510 is exhausted.
- the assembly process in order to obtain the assembled product 100, the first glass plate 200, the second glass plate 300, the peripheral wall 410, the partition 420, the internal space 500, the ventilation path 600, the exhaust port 700, the gas adsorbent 60, and a plurality of pieces. This is a step of forming the spacer 70.
- the assembly process includes first to sixth steps. The order of the second to fifth steps may be changed as appropriate.
- the first step is a step of forming the first glass plate 200 and the second glass plate 300 (substrate forming step). For example, in the first step, the first glass plate 200 and the second glass plate 300 are manufactured, and the first glass plate 200 and the second glass plate 300 are washed as needed.
- the second step is a step of forming the exhaust port 700.
- the exhaust port 700 is formed on the second glass plate 300. Further, in the second step, the second glass plate 300 is washed if necessary.
- the third step is a step of forming the spacer 70 (spacer forming step) (see FIG. 3).
- a plurality of spacers 70 are formed in advance, and the plurality of spacers 70 are arranged at predetermined positions on the second glass plate 300 by using a chip mounter or the like.
- the plurality of spacers 70 are used to maintain the interval between the first and second glass plates 200 and 300 at a predetermined interval in a state where the assembled product 100 becomes a work-in-process 110.
- Examples of the material constituting such a spacer 70 include metal, glass, and resin.
- the spacer 70 may contain one or more of these materials.
- the spacer 70 is formed in advance and arranged on the second glass plate 300, but a plurality of spacers 70 are formed on the second glass plate 300 by using a well-known thin film forming technique. It may be formed to 300.
- the spacer 70 contains a resin
- the plurality of spacers 70 may be formed by using a photolithography technique and an etching technique as a method different from the above-mentioned forming method.
- the plurality of spacers 70 can be formed by using a photocurable material or the like.
- Each spacer 70 is a columnar shape having a height substantially equal to the predetermined interval.
- the spacer 70 has a diameter of 1 mm and a height of 100 ⁇ m.
- Each spacer 70 may have a desired shape such as a prismatic shape or a spherical shape.
- the fourth step is a step of forming the gas adsorbent 60 (gas adsorbent forming step) (see FIG. 3).
- the getter paste of the processing step is applied onto the second glass plate 300 by using a dispenser or the like.
- the gas adsorbent 60 is formed by drying the getter paste after coating. That is, the fifth step includes a drying step of drying the getter paste.
- the getter paste By drying the getter paste, the gas adsorptivity of the composite getter material can be restored. Further, the gas adsorbent 60 can be made smaller by applying the getter paste. Therefore, the gas adsorbent 60 can be arranged even if the first space 510 is narrow.
- the fifth step is a step of arranging the peripheral wall 410 and the partition 420 (sealing material arranging step) (see FIG. 3).
- the first sealing material is applied onto the second glass plate 300 using a dispenser or the like, and then the first sealing material is dried to form the peripheral wall 410.
- the second sealing material is applied onto the second glass plate 300 using a dispenser or the like, and then the second sealing material is dried to form the partition 420.
- the second glass plate 300 as shown in FIG. 3 can be obtained.
- a peripheral wall 410, a partition 420, a ventilation path 600, an exhaust port 700, a gas adsorbent 60, and a plurality of spacers 70 are formed on the second glass plate 300.
- the sixth step is a step (placement step) of arranging the first glass plate 200 and the second glass plate 300.
- the first glass plate 200 and the second glass plate 300 are arranged so as to be parallel to each other and face each other.
- the assembled product 100 shown in FIG. 5 can be obtained. Then, after the assembly step, a first melting step (joining step), an exhaust step, and a second melting step (sealing step) are executed as shown in FIG.
- the first melting step is a step of melting the peripheral wall 410 once and airtightly joining the first glass plate 200 and the second glass plate 300 at the peripheral wall 410.
- the first glass plate 200 and the second glass plate 300 are arranged in the melting furnace and heated at the first melting temperature Tm1 for a predetermined time (first melting time) tm1 (see FIG. 6).
- first melting time first melting time
- the softening point (first softening point) of the first sealing material is the second sealing material. It is the same as the softening point (second softening point) of. Therefore, the first melting temperature Tm1 is set to be equal to or higher than the first and second softening points.
- the exhaust step is started after the first melting step (see FIG. 6). Therefore, in the first melting step, the partition 420 blocks the ventilation path 600. There is no. That is, the ventilation path 600 is secured in the first melting step.
- the first melting temperature Tm1 is set to 285 ° C.
- the first melting time tm1 is, for example, 15 minutes.
- the embodiment in which the first softening point is the same as the second softening point is not only the embodiment in which the first softening point is exactly the same as the second softening point, but also the first softening point is the second softening point. Also includes aspects that are substantially the same as.
- the peripheral wall 410 By heating the peripheral wall 410 at the first melting temperature Tm1, the peripheral wall 410 can be softened while suppressing the deformation of the partition 420. As a result, the peripheral wall 410 makes it easy to airtightly join the first glass plate 200 and the second glass plate 300.
- the exhaust process is a process of exhausting the first space 510 through the ventilation passage 600, the second space 520, and the exhaust port 700 to make the first space 510 a vacuum space 50.
- Exhaust is performed using, for example, a vacuum pump.
- the vacuum pump is connected to the assembly 100 by an exhaust pipe 810 and a seal head 820, as shown in FIG.
- the exhaust pipe 810 is joined to the second glass plate 300 so that the inside of the exhaust pipe 810 and the exhaust port 700 communicate with each other, for example.
- a seal head 820 is attached to the exhaust pipe 810, whereby the intake port of the vacuum pump is connected to the exhaust port 700.
- the first melting step, the exhaust step, and the second melting step are performed with the assembled product 100 placed in the melting furnace. Therefore, the exhaust pipe 810 is joined to the second glass plate 300 at least before the first melting step.
- the first space 510 is exhausted through the ventilation passage 600, the second space 520, and the exhaust port 700 for a predetermined time (exhaust time) te or more at an exhaust temperature Te or higher.
- the exhaust temperature Te is set lower than the second softening point (for example, 265 ° C.) of the second sealing material.
- the exhaust temperature Te is 250 ° C.
- the partition 420 is not deformed even in the exhaust process.
- at least the water content in the gas adsorbent 60 is vaporized and released into the first space 510, and the first space 510 is discharged through the ventilation passage 600, the second space 520, and the exhaust port 700.
- the exhaust time te is set so that a vacuum space 50 having a desired vacuum degree (for example, a vacuum degree of 0.1 Pa or less) can be obtained.
- the exhaust time te is set to 120 minutes.
- the second melting step is a step of forming the partition wall 42 by deforming the partition 420 and closing at least the ventilation passage 600 to obtain the work-in-process 110. That is, in the second melting step, the partition 420 is deformed to close the ventilation passage 600. In other words, the first space 510 is closed by the deformed partition 420, and the first space 510 and the second space 520 are separated. As a result, the frame 40 surrounding the vacuum space 50 is formed (see FIG. 7). In the present embodiment, the partition 420 is deformed so that both ends (first and second blocking portions 4221 and 4222) of the partition 420 in the length direction are in contact with the peripheral wall 410 and become one. As a result, as shown in FIG.
- a partition wall 42 that airtightly separates the internal space 500 into the first space 510 (vacuum space 50) and the second space 520 is formed. More specifically, the partition 420 is deformed by temporarily melting the partition 420 at a predetermined temperature (second melting temperature) Tm2 equal to or higher than the second softening point of the second sealing material. Specifically, the first glass plate 200 and the second glass plate 300 are heated in the melting furnace at the second melting temperature Tm2 for a predetermined time (second melting time) tm2 (see FIG. 6). The second melting temperature Tm2 and the second melting time tm2 are set so that the partition 420 is softened and the ventilation path 600 is closed.
- second melting temperature Tm2 and the second melting time tm2 are set so that the partition 420 is softened and the ventilation path 600 is closed.
- the lower limit of the second melting temperature Tm2 is the second softening point (for example, 265 ° C.).
- the second melting temperature Tm2 is set to, for example, 290 ° C.
- the second melting time tm2 is, for example, 30 minutes.
- the sealing step of the present embodiment is the second melting step, but the sealing step is, in short, a step of spatially separating the vacuum space 50 from the space other than the vacuum space 50.
- the space other than the vacuum space 50 corresponds to the second space 520 in this embodiment.
- the exhaust step is started after the first melting step and ends when the second melting step is completed. Therefore, during the second melting step, the first space 510 is exhausted through the ventilation passage 600, the second space 520, and the exhaust port 700. Therefore, a pressure difference between the inside and outside of the assembly 100 is generated, and the pressure difference causes the first and second glass plates 200 and 300 to move so as to approach each other. As a result, in the second melting step, the partition 420 is deformed while exhausting the first space 510 through the ventilation passage 600, the second space 520, and the exhaust port 700 at the second melting temperature Tm2, and the ventilation passage 600 A partition wall 42 is formed to close the space.
- the temperature in the melting furnace is cooled to room temperature at a constant speed. Then, by removing the seal head 820, the second melting step and the exhaust step are completed.
- the work-in-process 110 shown in FIG. 7 is obtained by the above-mentioned preparation process.
- the work-in-process 110 includes a first glass plate 200, a second glass plate 300, a peripheral wall 41, and a partition wall 42. Further, the work-in-process 110 has a vacuum space 50 and a second space 520. Further, the work-in-process 110 includes a gas adsorbent 60 and a plurality of pillars (spacers) 70 in the vacuum space 50. Further, the work-in-process 110 includes an exhaust port 700.
- the first and second glass plates 200 and 300 are both rectangular flat plates.
- the first and second glass plates 200 and 300 have the same planar shape.
- the partition wall 42 separates the vacuum space 50 (spatial) from the second space 520.
- the partition wall 42 separates the vacuum space 50 and the external space.
- the partition wall 42 and the peripheral wall 410 are integrated to form a frame 40 surrounding the vacuum space 50.
- the frame body 40 completely surrounds the vacuum space 50 and airtightly joins the first glass plate 200 and the second glass plate 300.
- the gas adsorbent 60 is arranged in the vacuum space 50. Specifically, the gas adsorbent 60 has a long flat plate shape and is arranged on the second glass plate 300.
- the gas adsorbent 60 is used to adsorb unnecessary gas (residual gas or the like).
- the unnecessary gas is, for example, a gas released from the heat adhesive when the heat adhesive (first heat adhesive and second heat adhesive) to be the frame 40 is heated.
- the plurality of spacers 70 are arranged in the vacuum space 50.
- the plurality of spacers 70 are used to maintain the distance between the first and second glass plates 200, 300 at a desired value.
- the vacuum space 50 is formed by exhausting the first space 510 through the second space 520 and the exhaust port 700.
- the vacuum space 50 is the first space 510 whose degree of vacuum is equal to or less than a predetermined value.
- the predetermined value is, for example, 0.1 Pa. Since the vacuum space 50 is completely sealed by the first glass plate 200, the second glass plate 300, and the frame body 40, it is separated from the second space 520 and the exhaust port 700.
- the removal process is performed after the preparatory process. As shown in FIG. 8, the removing step is a step of obtaining the glass panel unit 10 which is a portion having the vacuum space 50 by removing the portion 11 having the second space 520 from the work-in-process 110.
- the glass panel unit 10 includes a first glass plate 20 and a second glass plate 30.
- the first glass plate 20 is a portion of the first glass plate 200 corresponding to the first space 510 (vacuum space 50)
- the second glass plate 30 is the first space 510 (vacuum) of the second glass plate 300. It is a part corresponding to the space 50).
- the unnecessary portion 11 includes a portion 230 of the first glass plate 200 corresponding to the second space 520 and a portion 320 of the second glass plate 300 corresponding to the second space 520. Considering the manufacturing cost of the glass panel unit 10, it is preferable that the unnecessary portion 11 is small.
- the work-in-process 110 taken out from the melting furnace is cut along the partition wall 42, and has a portion (glass panel unit) 10 having a vacuum space 50 and a portion having a second space 520. It is divided into (unnecessary part) 11 and 11.
- the shape of the portion (cutting line) for cutting the work-in-process 110 is determined by the shape of the glass panel unit 10. Since the glass panel unit 10 has a rectangular shape, the cutting line is a straight line along the length direction of the partition wall 42.
- the glass panel unit 10 shown in FIG. 2 is obtained through the above-mentioned preparation step and removal step.
- FIG. 2 shows the glass panel unit (finished product of the glass panel unit) 10 of the present embodiment.
- the glass panel unit 10 includes a first glass plate 20, a second glass plate 30, and a frame body 40. Further, the glass panel unit 10 has a vacuum space 50 surrounded by the first and second glass plates 20 and 30 and the frame body 40. Further, the glass panel unit 10 includes a gas adsorbent 60 and a plurality of pillars (spacers) 70 in the vacuum space 50. The glass panel unit 10 does not have an exhaust port 700 on the first and second glass plates 20 and 30.
- the first and second glass plates 20 and 30 are both rectangular flat plates.
- the first and second glass plates 20 and 30 have the same planar shape.
- the first glass plate 20 of the present embodiment has the unnecessary portion 230 of the first glass plate 200 removed by the removing step. Therefore, the first glass plate 20 has the same configuration as the first glass plate 200. That is, the first glass plate 20 includes a main body constituting its main shape and a low emissivity film 220. The main body is covered with the low emissivity film 220 in the vacuum space 50. The first glass plate 20 has a rectangular flat plate shape.
- the second glass plate 30 of the present embodiment is obtained by removing an unnecessary portion 320 of the second glass plate 300 by a removing step. Therefore, the second glass plate 30 has the same configuration as the second glass plate 300. That is, the second glass plate 30 includes a main body that constitutes its main shape. In the present embodiment, the second glass plate 30 is composed of only the main body thereof, but the second glass plate 30 may be provided with a low radiation film similar to the low radiation film 220 in addition to the main body. When the second glass plate 30 includes a low emissivity film, the low emissivity film covers and contacts the main body of the second glass plate 30 in the vacuum space 50.
- the frame body 40 is located between the first glass plate 20 and the second glass plate 30, and airtightly joins the first glass plate 20 and the second glass plate 30. As a result, the vacuum space 50 is surrounded by the first glass plate 20, the second glass plate 30, and the frame body 40.
- the frame body 40 has a polygonal (square in this embodiment) frame shape similar to the first and second glass plates 20 and 30.
- the frame body 40 is formed along the outer circumferences of the first and second glass plates 20 and 30.
- the plurality of spacers 70 are arranged in the vacuum space 50.
- the plurality of spacers 70 are used to maintain the distance between the first and second glass plates 20 and 30 at a desired value.
- the gas adsorbent 60 contains a composite getter material. That is, the gas adsorbent 60 has both zeolite particles which are the first getter material and cerium compound particles which are the second getter material. In this case, the gas adsorbent 60 is composed of a mixture (powder) of particles containing zeolite particles and cerium compound particles.
- the direction D1 is a direction parallel to the thickness direction of the first glass plate 20
- the direction D2 is a direction orthogonal to the direction D1
- the direction D3 is a direction orthogonal to the direction D1 and the direction D2. Is.
- the manufacturing method of this embodiment is a method of manufacturing the glass panel unit 10A as shown in FIGS. 9A and 9B.
- the glass panel unit 10A includes a first glass plate 20, a second glass plate 30, a frame body 40, a hole sealing material 43, and a gas adsorbent 60. Further, the glass panel unit 10A has a vacuum space 50 surrounded by the first and second glass plates 20 and 30 and the frame body 40. Further, the glass panel unit 10A includes a plurality of pillars (spacers) 70 and a weir member 47 in the vacuum space 52.
- the first and second glass plates 20 and 30 are both rectangular flat plates.
- the first and second glass plates 20 and 30 have the same planar shape.
- the first glass plate 20 includes a main body 21, a low emissivity film 220, and an exhaust port 700.
- the low emissivity film 220 is in the vacuum space 50 and covers the main body 21.
- the exhaust port 700 is sealed with a hole sealing material 43.
- the low emissivity film 220 is in contact with the main body 21.
- the main body 21 has a rectangular flat plate shape because it constitutes the main shape of the first glass plate 20. Examples of the material of the main body 21 include soda lime glass, high strain point glass, chemically tempered glass, non-alkali glass, quartz glass, neoserum, and physically tempered glass.
- the main body 21 has the same shape as the second glass plate 30.
- the second glass plate 30 includes a main body 31.
- the main body 31 has a rectangular flat plate shape because it constitutes the main shape of the second glass plate 30.
- the second glass plate 30 is composed of only the main body 31, but may be provided with a low radiation film similar to the low radiation film 220 in addition to the main body 31.
- the second glass plate 30 includes a low emissivity film
- the low emissivity film covers the main body 31 and is in contact with the main body 31 in the vacuum space 50.
- the material of the main body 31 include soda lime glass, high strain point glass, chemically tempered glass, non-alkali glass, quartz glass, neoserum, and physically tempered glass.
- the weir member 47 has an annular (for example, C-shaped) shape in which a part is cut out.
- the weir member 47 is arranged along the peripheral edge of the exhaust port 700 in a plan view. As a result, the weir member 47 can fasten the hole sealing material 43 in the space on the inner peripheral side thereof. Therefore, the hole sealing material 43 can seal the exhaust port 700.
- a processing process an assembly process (see FIGS. 10 to 11), a joining process (melting process, see FIG. 12), an exhaust process (see FIGS. 12 to 13), and a sealing process (see FIGS. 12 and FIG. 14) are carried out to obtain the above-mentioned glass panel unit 10A.
- the manufacturing method of the present embodiment does not include the removal step of the first embodiment.
- the processing step is a step of preparing a getter paste as in the first embodiment.
- the processing step includes a heating step, a composite getter material manufacturing step, and a mixing step.
- the temperature of the heating step is preferably higher than the temperature of the sealing step (sealing temperature Ts described later), and more preferably higher than the temperature of the melting step (melting temperature Tm described later).
- the heating step can be omitted.
- the assembly process is a process of preparing the assembled product 101 as shown in FIG.
- Assembled product 101 includes first and second glass plates 20, 30 and a peripheral wall 410, as shown in FIGS. 10 and 11. Further, the assembled product 101 has an internal space 500 surrounded by the first and second glass plates 20 and 30 and the peripheral wall 410. Further, the assembled product 101 includes a gas adsorbent 60, a plurality of pillars (spacers) 70, and a weir member 47 in the internal space 500. Further, the assembled product 101 includes an exhaust port 700. In the assembled product 101, the internal space 500 is not exhausted, the peripheral wall 410 and the weir member 47 are not melt-hardened, and the exhaust port 700 is not sealed.
- the weir member 47 contains a sealing material (heat adhesive).
- the weir member 47 is formed on the second glass plate 30 and in the internal space 500.
- the weir member 47 has an annular (for example, C-shaped) shape in which a part is cut out along the outer circumference of the exhaust port 700. Although the weir member 47 is separated from the peripheral wall 410, it is formed close to the peripheral wall 410. That is, the weir member 47 is formed at the end of the internal space 500.
- the weir member 47 includes the same sealing material as the peripheral wall 410. The formation of the weir member 47 has the effect of stabilizing the shape of the hole sealing material 43 after being pushed in in the sealing step, but the weir member 47 may not be present.
- a first glass plate 20, a second glass plate 30, a gas adsorbent 60, a peripheral wall 410, a weir member 47, an internal space 500, an exhaust port 700, and a plurality of spacers 70 are used. This is the process of forming.
- the assembly process includes first to sixth steps. The order of the 4th to 5th steps may be changed as appropriate.
- the first step is a step of forming the first glass plate 20 and the second glass plate 30 (glass plate forming step).
- the first glass plate 20 and the second glass plate 30 are produced in a plate shape. Further, in the first step, the first glass plate 20 and the second glass plate 30 are washed as needed.
- the second step is a step of forming the exhaust port 700.
- the exhaust port 700 is formed on the first glass plate 20. Further, in the second step, the first glass plate 20 is washed if necessary.
- the third step is a step of forming the spacer 70 (spacer forming step).
- a plurality of spacers 70 are formed in advance, and the plurality of spacers 70 are arranged at predetermined positions on the second glass plate 30 by using a chip mounter or the like.
- the plurality of spacers 70 may be formed by using a photolithography technique and an etching technique. In this case, the plurality of spacers 70 are formed by using a photocurable material or the like. Alternatively, the plurality of spacers 70 may be formed by using a well-known thin film forming technique. Further, the plurality of spacers 70 may be formed by punching or laser processing a resin film.
- the fourth step is a step of arranging the peripheral wall 410 and the weir member 47 (sealing material arranging step).
- a sealing material is applied onto the second glass plate 30 along the outer circumference of the second glass plate 30 by using a dispenser or the like to form a frame-shaped sealing material, and then the frame-shaped sealing material is formed.
- the sealing material is dried to form the peripheral wall 410 (see FIG. 10).
- the sealing material is applied onto the second glass plate 30 while being separated from the peripheral wall 410 at a position close to the peripheral wall 410 to form an annular sealing material in which a part is cut out. After that, the annular sealing material is dried to form the weir member 47 (see FIG. 10).
- the frame-shaped sealing material and the annular sealing material may be dried and temporarily fired.
- the second glass plate 30 on which the frame-shaped sealing material and the annular sealing material are formed is heated at 480 ° C. for 20 minutes.
- the first glass plate 20 may be heated together with the second glass plate 30. That is, the first glass plate 20 may be heated under the same conditions as the second glass plate 30 (at 480 ° C. for 20 minutes). As a result, the difference in warpage between the first glass plate 20 and the second glass plate 30 can be reduced.
- the fifth step is a step of forming the gas adsorbent 60 (gas adsorbent forming step).
- the getter paste of the processing step is applied onto the second glass plate 30 by using a dispenser or the like.
- the gas adsorbent 60 is formed by drying the getter paste after coating. That is, the fifth step includes a drying step of drying the getter paste.
- a second glass plate 30 on which the peripheral wall 410, the weir member 47, the gas adsorbent 60, and the plurality of spacers 70 are formed can be obtained.
- the sixth step is performed after the first to fifth steps are completed.
- the sixth step is a step (placement step) of arranging the first glass plate 20 and the second glass plate 30.
- the first glass plate 20 and the second glass plate 30 are arranged so as to be parallel to each other and face each other.
- the assembled product 101 shown in FIG. 11 can be obtained. Then, after the assembly step, a melting step (joining step), an exhaust step, and a sealing step as shown in FIG. 12 are executed.
- the melting step is a step of melting the peripheral wall 410 at the first predetermined temperature (melting temperature) Tm and airtightly joining the first glass plate 20 and the second glass plate 30 at the molten peripheral wall 410.
- the assembly 101 is arranged in the firing furnace. After that, the assembled product 101 is heated at the melting temperature Tm for the first predetermined time (melting time) tm (see FIG. 12). Further, in the melting step, the weir member 47 is also melted, and the weir member 47 after melting airtightly joins the first glass plate 20 and the second glass plate 30.
- the melting temperature Tm is selected above the softening point of the sealing material.
- the melting temperature Tm is preferably 500 ° C. or lower, more preferably 350 ° C.
- the melting temperature Tm is preferably selected to be 300 ° C. or lower.
- the softening point of the sealing material is, for example, 256 ° C.
- the melting time tm is arbitrarily selected according to, for example, the sizes of the first and second glass plates 20 and 30 and the size of the peripheral wall 410.
- the temperature in the firing furnace is lowered in order to execute the sealing step.
- the peripheral wall 410 is hardened to become the frame body 40, and the weir member 47 is hardened.
- work-in-process 111 is obtained.
- the exhaust process is a process of exhausting the internal space 500 through the exhaust port 700 to form a vacuum space 50. Exhaust is performed using, for example, a vacuum pump.
- the vacuum pump is connected to the work-in-process 111 by the depressurizing mechanism 71 as shown in FIG.
- the decompression mechanism 71 includes an exhaust head 75, a connecting portion 753, and a pressing mechanism 73.
- the connection portion 753 connects the exhaust head 75 and the vacuum pump.
- the exhaust head 75 is pressed against the work-in-process 111 so as to connect the inside thereof and the internal space 500 via the exhaust port 700. Specifically, the exhaust head 75 is airtightly pressed against a portion of the first glass plate 20 that surrounds the opening of the exhaust port 700.
- the pressing mechanism 73 is provided inside the exhaust head 75.
- the pressing mechanism 73 is configured to push the hole sealing material 43 inserted into the exhaust port 700 toward the second glass plate 30 while the vacuum space 50 is maintained by the decompression mechanism 71.
- a hole sealing material 43 and a plate 46 having a diameter smaller than the inner diameter of the exhaust port 700 are inserted into the exhaust port 700 (see FIG. 13).
- the plate 46 is interposed between the hole sealing material 43 and the pressing mechanism 73. In this state, the hole sealing material 43 and the plate 46 are elastically pushed toward the second glass plate 30 by the pressing mechanism 73.
- the hole encapsulant 43 is, for example, a solid encapsulant formed by using a glass frit.
- the hole sealing material 43 has a block-like shape, but it is also preferable that the hole-sealing material 43 has a tubular shape that penetrates vertically. Further, the hole sealing material 43 may further contain an organic binder similar to that of the peripheral wall 410, in addition to the glass frit. In this case, even if the gas is released into the vacuum space 50 from the hole sealing material 43 or the like after the sealing step, the gas adsorbent 60 adsorbs the gas, so that the gas is less likely to remain in the vacuum space 50.
- the exhaust process is started from the middle of the melting process as shown in FIG. Therefore, even in the melting step, the internal space 500 is exhausted through the exhaust port 700. Therefore, a pressure difference between the inside and outside of the assembled product 101 is generated in the melting step, and the pressure difference causes the first and second glass plates 20 and 30 to move so as to approach each other. As a result, even if the first and second glass plates 20 and 30 are warped, the peripheral wall 410 makes it easy to airtightly join the first glass plate 20 and the second glass plate 30. Further, since the exhaust process is started from the middle of the melting process, unnecessary gas and the like released from the peripheral wall 410 and the weir member 47 during the melting process are exhausted. Therefore, it is possible to prevent unnecessary gas derived from the peripheral wall 410 and the weir member 47 from remaining in the vacuum space 50 as shown in FIG. 9B.
- the sealing step is a step of locally heating and melting the hole sealing material 43 inserted in the exhaust port 700, and sealing the exhaust port 700 with the hole sealing material 43 after melting.
- the temperature of the sealing step is maintained at a second predetermined temperature (sealing temperature) Ts which is equal to or less than the temperature of the melting step (melting temperature) Tm.
- the temperature of the sealing step is maintained at a sealing temperature Ts lower than the melting temperature Tm.
- the sealing temperature Ts is, for example, 250 ° C.
- the hole sealing material 43 is locally heated for a second predetermined time (sealing time) ts.
- the sealing time ts is arbitrarily selected according to the size of the hole sealing material 43.
- the sealing step of the present embodiment is, in short, a step of spatially separating the vacuum space 50 from a space other than the vacuum space 50.
- the space other than the vacuum space 50 corresponds to the external space of the work-in-process 111 in the present embodiment.
- the sealing step is performed using the heating mechanism 72 as shown in FIG.
- the heating mechanism 72 is arranged on the side opposite to the exhaust head 75 with respect to the work-in-process 111.
- the heating mechanism 72 is configured to heat the hole sealing material 43 inserted into the exhaust port 700 in a non-contact manner. In this case, since the hole sealing material 43 is locally heated by the heating mechanism 72, the temperature of the work-in-process 111 is maintained at the sealing temperature Ts.
- the heating mechanism 72 includes an irradiator 720.
- the irradiator 720 is configured to irradiate the hole sealing material 43 with infrared rays (near infrared rays) via the second glass plate 30 to heat the hole sealing material 43.
- the exhaust port 700 is sealed by the hole sealing material 43 while the vacuum space 50 is maintained.
- the hole sealing material 43 is melted, and the melted hole sealing material 43 is fastened in the space on the inner peripheral side of the weir member 47. After that, the molten hole sealing material 43 is cured, so that the exhaust port 700 is sealed.
- the hole sealing material 43 is heated and melted by the heating mechanism 72, and the hole sealing material 43 is directed toward the second glass plate 30 by the urging force exerted by the pressing mechanism 73 via the plate 46. Is pressed.
- the hole sealing material 43 is deformed in the vacuum space 50 until it hits the inner peripheral surface of the weir member 47.
- the notch portion provided in the weir member 47 is sealed by the deformed hole sealing material 43.
- the vacuum space 50 can be maintained even if the exhaust head 75 is removed.
- the molten hole sealing material 43 is cured by removing heat. After sealing the exhaust port 700 with the hole sealing material 43, the exhaust process is stopped. As a result, the glass panel unit 10A as shown in FIGS. 9A and 9B is obtained.
- the composite getter material is used for each of the glass panel units 10 and 10A of the first and second embodiments, but the composite getter material of the present disclosure is an electronic device such as a MEMS device or a display. Can also be used for.
- a getter paste containing a composite getter material can also be used in electronic devices such as MEMS devices and displays.
- the method for manufacturing the glass panel unit 10 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the getter paste manufacturing step of the processing step and the configuration of the gas adsorbent.
- the same reference numerals may be given to the drawings and the description thereof may be omitted.
- the zeolite particles which are the first getter material and the cerium compound which is the second getter material are obtained separately without being mixed. That is, in the first embodiment, the composite getter material manufacturing step is to prepare a composite getter containing both zeolite particles and cerium compound particles, but in the present embodiment, the first embodiment containing zeolite particles.
- a getter paste producing step of separately forming a getter paste and a second getter paste containing a cerium compound is provided. That is, the first getter paste does not contain the second getter material (cerium compound particles). The second getter paste does not contain the first getter material (zeolite particles).
- a first gas adsorbent 61 and a second gas adsorbent 62 are provided instead of the gas adsorbent 60 in the first embodiment, as shown in FIGS. 15A and 15B.
- the first gas adsorbent 61 contains a first getter material. That is, the first gas adsorbent 61 contains zeolite particles.
- the second gas adsorbent 62 contains a second getter material. That is, the second gas adsorbent 62 contains cerium compound particles.
- the second gas adsorbent 62 is located on the second end side (left end side in FIG. 15A) of the second glass plate 300 in the length direction along the width direction (direction D2) of the second glass plate 300. Is formed.
- the first gas adsorbent 61 is formed on one end side of the second glass plate 300 in the width direction along the length direction (direction D3) of the second glass plate 300.
- the first and second glass plates 200 and 300 are rectangular in which the direction D3 is longer than the direction D2
- the first gas adsorbent 61 is formed longer than the second gas adsorbent 62.
- more zeolites are arranged in the internal space 500 than in the cerium compound.
- both the first gas adsorbent 61 and the second gas adsorbent 62 are on the second end side (left end side in FIG. 15A) of the second glass plate 300 in the length direction. It is formed along the width direction (direction D2) of the plate 300. That is, the first gas adsorbent 61 and the second gas adsorbent 62 are arranged in parallel. As a result, the design of the glass panel unit 10 may be improved.
- the first gas adsorbent 61 and the second gas adsorbent 62 are not limited to the cases shown in FIGS. 15A and 15B, and may be formed in any shape and position.
- the glass panel unit 10 is manufactured in the same manner as in the first embodiment except for the fourth step in the mixing step and the assembling step.
- the getter material and the solvent are mixed to obtain a getter paste by the mixing step.
- a first getter paste in which the first getter material and the solvent are mixed and a second getter paste in which the second getter material and the solvent are mixed are obtained.
- the solvent of the first getter paste and the solvent of the second getter paste may be of the same type or different types.
- the first gas adsorbent 61 and the second gas adsorbent 62 are formed by the fourth step in the assembly step.
- the first getter paste and the second getter paste are each applied onto the second glass plate 300 using a dispenser or the like. Then, by drying the getter paste after coating, the first gas adsorbent 61 and the second gas adsorbent 62 are formed, respectively.
- Zeolite particularly Cu-ZSM5
- CeO 2 cerium compound
- the method for manufacturing the glass panel unit 10 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the getter material manufacturing step in the processing step and the configuration of the gas adsorbent.
- the same reference numerals may be given to the drawings and the description thereof may be omitted.
- a first getter paste containing particles made of copper ion-exchanged zeolite, which is a first getter material, and particles made of a cerium compound, which is a second getter material are contained.
- the composite getter material contains both zeolite particles and cerium compound particles, but in the present embodiment, the first getter paste containing copper ion exchange zeolite particles and A second getter paste containing cerium compound particles is formed separately. That is, the first getter paste does not contain the second getter material (cerium compound particles). The second getter paste does not contain the first getter material (copper ion exchange zeolite particles).
- a first gas adsorbent 601 and a second gas adsorbent 602 are provided as the gas adsorbent 60 in the first embodiment.
- the first gas adsorbent 601 contains a first getter material. That is, the first gas adsorbent 601 contains copper ion-exchanged zeolite particles.
- the second gas adsorbent 602 contains a second getter material. That is, the second gas adsorbent 602 contains cerium compound particles.
- the gas adsorbent 60 has at least two types of getter materials (first getter material and second getter material).
- the two types of getter materials each contain copper ion-exchanged zeolite particles and cerium compound particles. That is, the first getter material contains copper ion-exchanged zeolite particles.
- the second getter material contains cerium compound particles.
- the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are separately arranged in the vacuum space 50. As a result, the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are arranged at different positions.
- the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are on the surfaces of each other. Including the case of contact. In this case, the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 may be in contact with each other over the entire surface, or some surfaces may be in contact with each other. For example, when the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are arranged in an overlapping state, the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are the first.
- the positions in the vertical direction (direction D1) with respect to the glass plate 200 and the second glass plate 300 are different. Therefore, the copper ion-exchanged zeolite powder and the cerium compound particles are included in the arrangement separately because they are in contact only at the boundary between the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602.
- first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 may be arranged apart from each other.
- the state in which the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are arranged apart from each other means that the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are arranged in a state where they are not in contact with each other. It is in a state of being.
- one of the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 is arranged on the first glass plate 200, and the other is arranged on the second glass plate 300, and the first glass plate 200 or Even when the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 appear to overlap when viewed from a direction perpendicular to the second glass plate 300 (direction D1 in FIG. 16), the first glass plate 200 And because the positions in the vertical direction (direction D1) with respect to the second glass plate 300 are different, they are included in the arrangement apart.
- the first gas adsorbent 601 is located along the width direction (direction D2) of the second glass plate 300 on the second end side (left end side in FIG. 16) of the second glass plate 300 in the length direction. Is formed.
- a plurality of the second gas adsorbents 602 are formed in dots. That is, a plurality of point-shaped second gas adsorbents 602 are formed over the entire surface of the second glass plate 300 (the surface facing the first space 510).
- Each second gas adsorbent 602 is formed smaller than the spacer 70.
- the plurality of second gas adsorbents 602 are arranged apart from the spacer 70 and the first gas adsorbent 601. That is, the plurality of second gas adsorbents 602 are arranged between adjacent spacers 70, or between the spacer 70 and the first gas adsorbent 601.
- the glass panel unit 10 is manufactured in the same manner as in the first embodiment except for the fourth step in the mixing step and the assembling step.
- the first gas adsorbent 601 is formed by the first getter paste.
- the first getter paste is obtained by mixing the getter material and the solvent in a mixing step to obtain a getter paste.
- the first getter material and the solvent are mixed.
- the second gas adsorbent 602 is composed of a powder containing a getter material. That is, the second gas adsorbent 602 is composed of a powder containing a plurality of cerium compound particles.
- the second gas adsorbent 602 can be formed of, for example, cerium oxide powder. Examples of the cerium oxide powder include cerium oxide nanopowder manufactured by Strem Chemicals, Inc.
- This cerium oxide powder is an aggregate of nanoparticles (particle size 1 to 100 nm) as cerium oxide compound particles.
- nanopowder of cerium oxide particles as the second gas adsorbent 602 in this way, it is possible to make it difficult to see when the second gas adsorbent 602 is sprayed, and the transparency of the glass panel unit 10 Is not easily damaged.
- the second gas adsorbent 602 made of nanopowder can gain (larger) the surface area as compared with the second gas adsorbent 602 made of a large bulk. Therefore, even if there is no supporting substance for the nanopowder, the adsorption capacity of the second gas adsorbent 602 can be increased.
- the first gas adsorbent 601 and the second gas adsorbent 602 are formed by the fourth step in the assembly step.
- the second gas adsorbent 602 is formed by spraying nanopowder of cerium oxide particles over the entire second glass plate 300.
- the first gas adsorbent 601 is formed by applying the first getter paste on the second glass plate 300 using a dispenser or the like and drying the first getter paste after the application.
- the gas adsorbent 60 since the gas adsorbent 60 is formed near the outer periphery on the second glass plate 300, the amount to which the getter paste can be applied is limited, and therefore the gas. It may be difficult to form the adsorbent 60 large.
- the second gas adsorbent 602 when the second gas adsorbent 602 is formed only by the nanopowder of the cerium oxide particles, the nanopowder of the cerium oxide particles is sprayed over the entire second glass plate 300 to be narrow.
- the second gas adsorbent 602 can also be formed in space. Therefore, the space can be used efficiently.
- the zeolite particles change their color by adsorbing the gas, the degree of vacuum inside the glass panel unit 10 (vacuum space 50) can be easily confirmed by the discoloration of the first gas adsorbent 601 containing the zeolite particles.
- the gas adsorbent 60 is formed by mixing the zeolite particles and the cerium oxide particles, it becomes difficult to confirm the color change of the gas adsorbent 60.
- the copper ion-exchanged zeolite particles and the cerium compound particles are arranged separately, the change in color of the copper ion-exchanged zeolite particles can be confirmed, and the degree of vacuum in the vacuum space 50 can be easily confirmed.
- the zeolite (particularly Cu-ZSM5) particles Is less susceptible to oxygen desorption from cerium compound (particularly CeO 2 ) particles. Therefore, a high adsorption capacity by the first gas adsorbent 61 may be obtained.
- a composite getter material was prepared by mixing cerium (IV) oxide powder (2 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (98 parts by mass). Then, 100 parts by mass of the composite getter material and 400 parts by mass of water were uniformly mixed to prepare a getter paste. Next, the getter paste was applied to one surface of the second glass plate having the exhaust port with a spatula so that the amount of the composite getter material was 50 mg. After this coating, the getter paste on the second glass plate was dried to prepare a gas adsorbent.
- a peripheral wall made of a sealing material, a partition made of the sealing material, a ventilation path, and a plurality of spacers were further formed on one surface of the second glass plate.
- a sealing material 88 parts by mass of glass frit, 2 parts by mass of an organic binder, and 10 parts by mass of an organic solvent are mixed to prepare a sealing material, and this sealing material is used as a second. After applying to a glass plate, it was dried.
- an aliphatic polycarbonate was used as an organic binder, and ethyl carbitol acetate was used as an organic solvent.
- a plurality of spacers were arranged on the second glass plate by a chip mounter so that the distance between the adjacent spacers was 20 mm.
- the first glass plate was placed so as to face the second glass plate.
- an assembled product in which an internal space was formed between the first glass plate and the second glass plate was obtained.
- the assembly was placed in the melting furnace. After this arrangement, the peripheral wall was once melted by heating the assembly at 285 ° C. (first melting temperature) for 15 minutes. The air passage was not blocked at the time of this melting.
- the temperature inside the melting furnace was lowered to the exhaust temperature of 250 ° C. Then, by operating the vacuum pump, the internal space was exhausted at 250 ° C. for 120 minutes.
- the temperature inside the melting furnace was raised to 290 ° C., which is the second melting temperature, while the vacuum pump was still operating, and the assembled product was heated at this temperature for 15 minutes.
- the partition was deformed to form a partition wall blocking the air passage.
- the temperature inside the melting furnace was lowered to room temperature. After this temperature decrease, the vacuum pump was stopped and the seal head was attached and detached. After attaching and detaching the seal head, a glass panel unit was manufactured by removing unnecessary parts by cutting.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 1 except that cerium (IV) oxide powder (10 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (90 parts by mass) were used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 1 except that cerium (IV) oxide powder (20 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (80 parts by mass) were used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of cerium (IV) oxide powder was 100 parts by mass and the copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder was not used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder was 100 parts by mass and cerium (IV) oxide powder was not used.
- Cu-ZSM5 powder copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder was 100 parts by mass and cerium (IV) oxide powder was not used.
- the thermal conductance of the glass panel unit of each production example was evaluated by the following procedure. With the high temperature part and the low temperature part of the measuring device separated by the glass panel unit, the first thermometer is placed on the outer surface of the first glass plate, and the second thermometer and the sensor are placed on the outer surface of the second glass plate. Placed. After this arrangement, the sensor detects the heat flux transmitted from the heating unit to the cooling unit via the glass panel unit, measures the surface temperature of the first glass plate with the first thermometer, and the second thermometer. The surface temperature of the second glass plate was measured with.
- the heat conductance of the glass panel unit was calculated by introducing the heat flux, the surface temperature of the first glass plate, and the surface temperature of the second glass plate into the following equation (1).
- Q C (T1-T2) ... (1)
- Q indicates the heat flux (W / m 2 )
- T1 indicates the surface temperature (K) of the first glass plate
- T2 indicates the surface temperature (K) of the second glass plate
- C Indicates thermal conductance (W / m 2 K).
- FIG. 18A shows the relationship between the thermal conductance of each production example and the amount of cerium (IV) oxide (CeO 2 ) added. From the results of FIG. 18A, it was found that the thermal conductance of Production Examples 1 to 4 tended to be lower than the thermal conductance of Production Examples 5 to 6. From this tendency, it was considered that CeO 2 adsorbs carbon dioxide in the vacuum space, and the copper ion exchange zeolite adsorbs not only oxygen desorbed from CeO 2 but also gases such as nitrogen and methane. As a result, it was considered that the gas in the vacuum space is unlikely to remain by using the copper ion exchange zeolite and CeO 2 in combination.
- the hydrogen ion exchange zeolite is a ZSM-5 type zeolite that has undergone hydrogen ion exchange. Therefore, the hydrogen ion exchange zeolite is a component in which hydrogen ions are retained in the zeolite structure.
- FIG. 18B is a graph showing the relationship between the amount of CeO 2 added to the composite getter material and the thermal conductance of the glass panel unit, as in FIG. 18A.
- the composite getter material is manufactured by using hydrogen ion exchange zeolite instead of copper ion exchange zeolite.
- Comparative Production Example 2 is the same as Production Example 1 except that cerium (IV) oxide powder (10 parts by mass) and hydrogen ion exchange zeolite (HZSM-5) powder (90 parts by mass) were used in Production Example 2.
- the glass panel unit was manufactured.
- Comparative Production Example 4 is the same as Production Example 1 except that cerium (IV) oxide powder (50 parts by mass) and hydrogen ion exchange zeolite (HZSM-5) powder (50 parts by mass) were used in Production Example 4.
- the glass panel unit was manufactured.
- Production Example 5 is the same as Production Example 1 except that the amount of cerium (IV) oxide powder is 100 parts by mass and hydrogen ion exchange zeolite (HZSM-5) powder is not used as in Production Example 5. A glass panel unit was manufactured.
- Production Example 6 was the same as Production Example 1 except that the amount of hydrogen ion exchange zeolite (HZSM-5) powder was 100 parts by mass and cerium (IV) oxide powder was not used in Production Example 6. A glass panel unit was manufactured.
- HZSM-5 powder hydrogen ion exchange zeolite (HZSM-5) powder was 100 parts by mass and cerium (IV) oxide powder was not used in Production Example 6.
- HZSM-5 powder was 100 parts by mass and cerium (IV) oxide powder was not used in Production Example 6.
- a glass panel unit was manufactured.
- FIG. 18A a minimum value of thermal conductance appears in the vicinity of the amount of CeO 2 added in the plots of Production Examples 1 to 4.
- FIG. 18B the minimum value of thermal conductance does not appear near the addition amount of CeO 2 in the plots of Comparative Production Examples 2 and 4.
- the getter material in which the copper ion exchange zeolite and CeO 2 are mixed and used in combination has a specific effect as compared with the getter material in which the hydrogen ion exchange zeolite and CeO 2 are mixed and used in combination. That is, a getter material containing copper ion-exchanged zeolite and CeO 2 can obtain a glass panel unit having lower thermal conductance than a getter material containing hydrogen ion-exchanged zeolite and CeO 2 even if the amount of CeO 2 added is small. Be done.
- ⁇ Manufacturing example B> The procedure is the same as that of Production Example A except that the treatments of Adjustment Example 1 and Adjustment Example 2 below are performed before mixing the cerium (IV) oxide powder and the copper ion exchange zeolite powder.
- cerium (IV) oxide powder 0.1 g was placed in the chamber. After this arrangement, the cerium (IV) oxide powder was heated at 500 ° C. for 2 hours while exhausting the inside of the chamber to create a vacuum space. As a result, oxygen was desorbed from the cerium (IV) oxide powder. Then, the inside of the chamber was cooled to room temperature. After this cooling, carbon dioxide gas was poured into the chamber to bring the pressure inside the chamber to atmospheric pressure. As a result, a heat-treated product of cerium (IV) oxide powder was obtained.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 7 except that cerium (IV) oxide powder (15 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (85 parts by mass) were used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 7 except that cerium (IV) oxide powder (25 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (75 parts by mass) were used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 10 except that cerium (IV) oxide powder (15 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (85 parts by mass) were used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 10 except that cerium (IV) oxide powder (25 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (75 parts by mass) were used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 10 except that cerium (IV) oxide powder (50 parts by mass) and copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5) powder (50 parts by mass) were used.
- the thermal conductance value is about 20 W / m 2 K. Therefore, it can be seen that the effect of CeO 2 mixing can be greatly obtained even in the case of mixed coating.
- the preferred one of mixed coating and separate coating may be selected in consideration of the manufacturing process and product characteristics.
- ⁇ Manufacturing example D> The same as in Production Example 8 except that cerium (IV) oxide powder having a different reduction temperature is used and the amount of the cerium oxide powder mixed is different.
- metal-supported cerium (IV) oxide powder is used.
- Production Examples 16 and 17 use cerium (IV) oxide powder having a lower concentration of the metal-supporting substance than Production Examples 14 and 15.
- Production Examples 18 and 19 use cerium (IV) oxide powder without metal support.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 15 except that cerium (IV) oxide powder (50 parts by mass) having a reduction temperature of 550 ° C. was used.
- a glass panel unit was produced in the same manner as in Production Example 15 except that cerium (IV) oxide powder (50 parts by mass) having a reduction temperature exceeding 650 ° C. was used.
- ⁇ Evaluation ⁇ ⁇ Reduction temperature> The reduction temperature was determined by examining the rise of oxygen release by thermal desorption gas analysis. Under ultra-high vacuum, the temperature rising rate was set to 30 ° C./min, and measurement was performed until the sample temperature reached 650 ° C. The sample temperature was measured by sandwiching the sample between carbon sheets having a diameter of 1 cm, heating the sample with infrared rays from below, and applying a thermocouple from above the carbon sheet. The measurement result is shown in FIG. 20 as an oxygen release curve. As a device for measuring the amount of O 2 released, a temperature-temperature desorption analyzer TDS1200II manufactured by Denshi Kagaku Co., Ltd. was used. The vertical axis of the graph of FIG. 20 shows the ion current value of O 2 at each temperature as the amount of O 2 released per unit time. The maximum value on the vertical axis is 8E- 10 [A].
- FIG. 21 shows the ratio of thermal conductance, where 1 is the thermal conductance when 15 parts by mass of cerium oxide powder is used.
- the thermal conductance is increased by increasing the amount of cerium oxide. Further, in the case of the cerium oxide powder having a reduction temperature of 550 ° C., the thermal conductance is slightly increased although there is almost no change by increasing the amount of cerium oxide. On the other hand, in the case of cerium oxide powder having a reduction temperature of more than 650 ° C., the thermal conductance value is lowered. This is related to the fact that the temperature at which the copper oxide of Cu-ZSM5 begins to release oxygen is about 250 ° C., and a poorly adsorbable gas such as nitrogen or methane is adsorbed on the reduced copper ion site.
- the reduction temperature is preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 550 ° C. or higher.
- the oxygen release start temperature (temperature at which reduction starts) is the temperature at the rising position (inclination becomes positive) of the oxygen release curve. Further, the peak (maximum point) of 200 ° C. or lower is considered to be a trace amount of oxygen released by physical adsorption. Further, the slope of the oxygen release curve at 250 ° C. (or 300 ° C., 500 ° C., 550 ° C.) is negative. Therefore, the oxygen release start temperature is more preferably 300 ° C. or higher, 500 ° C. or higher, and 550 ° C. or higher.
- cerium oxide which does not adversely affect Cu-ZSM5, is useful.
- the first is that the total adsorption capacity tends to be high because the adsorption capacity of Cu-ZSM5 is not deteriorated.
- the thermal conductance of Production Example 15 using cerium oxide powder having a reduction temperature of 200 ° C. is 3.8 W / m 2 K.
- the thermal conductance of Production Example 17 using the cerium oxide powder having a reduction temperature of 550 ° C. is 1.3 W / m 2 K.
- the thermal conductance of Production Example 19 using the cerium oxide powder having a reduction temperature of 650 ° C. or higher is 1.0 W / m 2 K.
- the second point is that the accuracy condition of the cerium oxide concentration is relaxed. If the thermal conductance deteriorates significantly due to a slightly higher concentration of cerium oxide, precision adjustment is required.
- the third is that the CO 2 adsorption capacity can be freely designed. For example, when the vacuum insulating glass is irradiated with ultraviolet rays, a large amount of CO 2 may be emitted. In anticipation of this, if only the amount of cerium oxide powder can be increased, the total amount of the gas adsorbent does not have to be increased so much. On the other hand, when cerium oxide has an adverse effect on Cu-ZSM5, the concentration cannot be increased, so both cerium oxide and Cu-ZSM5 need to be increased at the same ratio, and the total amount of the gas adsorbent increases excessively. There is.
- the adjustment of the reduction temperature of cerium oxide powder is affected by the type and amount of additives, pore distribution, particle size, etc.
- the carbon dioxide adsorption capacity of cerium oxide powder increases due to the addition of metals and rare earths, the miniaturization of pore size distribution, etc., but on the contrary, the reduction temperature tends to decrease. Therefore, it is desirable to appropriately adjust the carbon dioxide adsorption capacity so that the reduction temperature is 250 ° C. or higher.
- cerium oxide powder having a reduction temperature of 250 ° C. or lower or 550 ° C. or lower is mixed, for example, 10% or less, more preferably 5% or less, and another cerium oxide powder having a higher reduction temperature is added.
- the carbon dioxide adsorption capacity can be designed with a higher degree of freedom while suppressing the adverse effect on Cu-ZSM5.
- the proportion of the cerium oxide powder having a low reduction temperature is smaller than that of the cerium oxide powder having a high reduction temperature among the two types of cerium oxide powder having different reduction temperatures.
- the embodiments of the present disclosure are not limited to the first to fourth embodiments.
- the first to fourth embodiments can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
- the modified examples of the first to fourth embodiments are listed below. In the following description, the first to fourth embodiments will be used as basic examples.
- both the first and second glass plates 200 and 300 may be provided with a low emissivity film. Therefore, both the first and second glass plates 20 and 30 may be provided with a low emissivity film.
- the first glass plate 200 has a low radiation film 220
- the second glass plate 300 does not have a low radiation film.
- the second glass plate 300 does not have to have the low emissivity film 220
- the first glass plate 200 does not have to have the low emissivity film 220. Therefore, even in the modified glass panel unit 10, the second glass plate 30 does not have to have the low emissivity film 220 and the first glass plate 20 does not have to have the low emissivity film 220.
- the exhaust step is started after the first melting step, but in the modified example, if the temperature in the melting furnace is lower than the first softening point after the first melting time tm1 has elapsed, the exhaust is exhausted.
- the process may be started in the middle of the first melting process.
- the exhaust process ends at the end of the second melting step, but in the modified example, the exhaust process may start after the first melting step and end before the second melting step.
- the glass panel unit 10 has a rectangular shape, but in the modified example, the glass panel unit 10 may have a desired shape such as a circular shape or a polygonal shape. That is, the first glass plate 20 and the second glass plate 30 may have a desired shape such as a circular shape or a polygonal shape instead of a rectangular shape.
- the first and second glass plates 20 and 30 do not have to have the same plane shape and plane size. Further, the first glass plate 20 does not have to have the same thickness as the second glass plate 30. These points are the same for the first and second glass plates 200 and 300.
- the peripheral wall 410 does not have to have the same planar shape as the first and second glass plates 200 and 300.
- the peripheral wall 410 may further include other elements such as a core material.
- the peripheral wall 410 is only between the first and second glass plates 200 and 300, and these are not joined. However, at the stage of the assembled product 100, the peripheral wall 410 may join the first and second glass plates 200 and 300 to each other. In short, in the assembly 100, the peripheral wall 410 may be between the first and second glass plates 200 and 300, and it is not essential that these are joined.
- the partition 420 is not in contact with the peripheral wall 410.
- the gaps between both ends of the partition 420 and the peripheral wall 410 form the ventilation passages 610 and 620.
- only one of both ends of the partition 420 may be connected to the peripheral wall 410, and in this case, one ventilation path 600 may be formed between the partition 420 and the peripheral wall 410.
- both ends of the partition 420 may be connected to the peripheral wall 410.
- the ventilation path 600 may be a through hole formed in the partition 420.
- the ventilation path 600 may be a gap between the partition 420 and the first glass plate 200.
- the partition 420 may be formed of two or more partitions arranged at intervals. In this case, the ventilation path 600 may be a gap interposed between two or more partitions.
- the air passage 600 includes two air passages 610 and 620, but the air passage 600 may be composed of only one air passage, or may be composed of three or more air passages. May be good. Further, the shape of the ventilation path 600 is not particularly limited.
- the internal space 500 is divided into one first space 510 and one second space 520.
- the internal space 500 may be divided into one or more first spaces 510 and one or more second spaces 520 by a partition 420.
- two or more glass panel units 10 can be obtained from one work in process 110.
- the first space 510 is the vacuum space 50, but instead of the vacuum space 50, a decompression space may be used.
- the decompression space is the first space 510 in the decompression state.
- the decompressed state may be a state in which the pressure is lower than the atmospheric pressure.
- the shape of the weir member 47 is C-shaped, but it may be a polygonal ring with a part cut out. Moreover, the weir member may be omitted.
- the vacuum space 50 is spatially separated from the external space by the partition wall 42 or the hole sealing material 43.
- the vacuum space 50 may be spatially separated from the external space by a sealing portion formed by melting and cutting the middle of the exhaust pipe connected to the exhaust port 700. That is, the partition wall 42 or the hole sealing material 43 is not indispensable as a member that spatially separates the vacuum space 50 from the external space.
- the exhaust port 700 is not limited to the case where it is formed on the first glass plate or the second glass plate, and is formed on, for example, the peripheral wall 410 between the first glass plate 200 and the second glass plate 300. Is also good. Further, when the gas is exhausted from the exhaust port 700, it is not always necessary to connect the exhaust pipe. For example, the assembled product 100 of the glass panel unit 10 before sealing is put in the vacuum chamber, and the entire vacuum chamber is evacuated. By exhausting, the inside of the glass panel unit 10 may be exhausted from the gap of the peripheral wall 410 to form a vacuum space 50, and then the peripheral wall 410 may be heated to seal it.
- the first aspect is a glass panel unit (10; 10A), which includes a first glass plate (20), a second glass plate (30), a frame body (40), a vacuum space (50), and a gas. It is provided with an adsorbent (60).
- the second glass plate (30) faces the first glass plate (20).
- the frame body (40) airtightly joins the first glass plate (20) and the second glass plate (30).
- the vacuum space (50) is surrounded by a first glass plate (20), a second glass plate (30), and a frame body (40).
- the gas adsorbent (60) is arranged in the vacuum space (50).
- the gas adsorbent (60) has at least particles made of zeolite and particles made of a cerium compound.
- the gas adsorbent (60) contains particles made of zeolite and particles made of a cerium compound, it is possible to prevent gas from remaining in the vacuum space (50).
- the second aspect is the glass panel unit (10; 10A) of the first aspect, and the ratio of the cerium compound is 50% by mass or less with respect to the total mass of the getter material contained in the gas adsorbent (60). is there.
- this oxygen is less likely to remain in the vacuum space (50) after the sealing step.
- the third aspect is the glass panel unit (10; 10A) of the first or second aspect, and the gas adsorbent (60) contains the zeolite in a larger amount than the cerium compound.
- the amount of oxygen desorbed from the cerium compound can be reduced, this oxygen is less likely to remain in the vacuum space (50) after the sealing step.
- the fourth aspect is the glass panel unit (10; 10A) of any one of the first to third aspects, and the zeolite contains a copper ion exchange zeolite.
- the fifth aspect is the glass panel unit (10; 10A) of any one of the first to fourth aspects, wherein the cerium compound is cerium oxide, and the particles made of the cerium compound are at 30 ° C./min.
- the oxygen release curve having the temperature at which the oxygen release amount becomes the maximum point in the temperature rise desorption gas analysis when the temperature is raised is shown.
- the maximum point of the oxygen release curve is 200 ° C. or lower, or the maximum point of the oxygen release curve is 250 ° C. or higher, and the oxygen release start temperature is 250 ° C. or higher. ..
- the gas adsorbent (60) containing the zeolite and the cerium compound is unlikely to affect the gas adsorption performance of each of the zeolite and the cerium compound.
- the sixth aspect is the glass panel unit (10; 10A) of any one of the first to fifth aspects, and the gas adsorbent (60) includes particles made of the zeolite and particles made of the cerium compound. Has a mixture of ,.
- a seventh aspect is a glass panel unit (10; 10A) according to any one of the first to fifth aspects, wherein the gas adsorbent (60) is a first gas adsorbent containing particles made of the zeolite. It has (61,601) and a second gas adsorbent (62,602) containing particles made of the cerium compound. The first gas adsorbent (61,601) and the second gas adsorbent (62,602) are separately arranged in the vacuum space (50), respectively.
- the first gas adsorbent (61,601) contains zeolite
- the second gas adsorbent (62,602) contains a cerium compound, whereby the inside of the vacuum space (50). It is possible to prevent gas from remaining on the surface. Further, by separately forming the first gas adsorbent (61,601) containing zeolite and the second gas adsorbent (62,602) containing a cerium compound, each of the zeolite and the cerium compound can be formed. It is less likely to affect each other's gas adsorption performance. Moreover, the degree of freedom in the arrangement position of the first gas adsorbent (61, 601) and the second gas adsorbent (62, 602) is increased, and the design is excellent.
- the eighth aspect is the glass panel unit (10; 10A) of the seventh aspect, in which the first gas adsorbent (61,601) and the second gas adsorbent (62,602) are arranged apart from each other. Has been done.
- each of the zeolite and the cerium compound is less likely to affect each other's gas adsorption performance.
- the ninth aspect is the glass panel unit (10; 10A) of the seventh or eighth aspect, which is either the first gas adsorbent (61,601) or the second gas adsorbent (62,602). One of them is arranged on the entire surface of at least one of the first glass plate (20) and the second glass plate (30). Either one of the first gas adsorbent (61,601) and the second gas adsorbent (62,602) is on the outer circumference of at least one of the first glass plate (20) and the second glass plate (30). It is arranged along.
- the degree of freedom in the arrangement position of the first gas adsorbent (61,601) and the second gas adsorbent (62,602) is increased, and the design is excellent.
- the tenth aspect is the glass panel unit (10) of the first to ninth aspects, and the first glass plate (20) and the second glass plate (30) are not provided with an exhaust port (700).
- the gas adsorbent (60) contains zeolite and a cerium compound, it is possible to prevent gas from remaining in the vacuum space (50). Further, it is possible to reduce the deterioration of the appearance due to the exhaust port (700).
- the eleventh aspect is a composite getter material, which contains particles made of zeolite and particles made of a cerium compound.
- the composite getter material when the composite getter material is arranged in the vacuum space (50), it is possible to prevent gas from remaining in the vacuum space (50).
- the twelfth aspect is the composite getter material of the eleventh aspect, and the ratio of the cerium compound is 50% by mass or less with respect to the mass of the composite getter material.
- the amount of oxygen desorbed from the cerium compound can be reduced, so that the oxygen is less likely to remain in the vacuum space (50). Become.
- the thirteenth aspect is a getter paste, which is a mixture of the composite getter material of the eleventh or twelfth aspect and a solvent.
- the solvent exists so as to cover the particles made of the zeolite and the particles made of the cerium compound, so that the particles made of zeolite and the particles made of the cerium compound come into contact with air. It becomes difficult. As a result, the particles made of zeolite and the particles made of cerium compound are less likely to adsorb air. Therefore, the getter paste can be easily stored.
- the solvent is water
- the organic component which is difficult to be desorbed does not remain in the zeolite, particularly the copper ion exchange zeolite (Cu-ZSM5), as compared with the case where an organic solvent such as alcohol or terpineol is used. Therefore, even if the temperature in the exhaust process is low, the gas can be sufficiently desorbed from the zeolite, and high adsorption performance can be obtained.
- the 14th aspect is a method for manufacturing a glass panel unit (10; 10A), which includes a processing step, an assembly step, a joining step, and an exhaust step.
- the processing step includes a step of producing a composite getter material for obtaining a composite getter material containing particles made of zeolite and particles made of a cerium compound.
- the assembly step is a step of preparing an assembled product (100; 101).
- the assembled product (100; 101) includes a first glass plate (200; 20), a second glass plate (300; 30), a frame-shaped peripheral wall (410), an internal space (500), and gas adsorption. It includes a body (60) and an exhaust port (700).
- the second glass plate (300; 30) faces the first glass plate (200; 20).
- the peripheral wall (410) is between the first glass plate (200; 20) and the second glass plate (300; 30).
- the internal space (500) is surrounded by a first glass plate (200; 20), a second glass plate (300; 30), and a peripheral wall (410).
- the gas adsorbent (60) is arranged in the internal space (500) and contains the composite getter material.
- the exhaust port (700) connects the internal space (500) and the external space.
- the joining step is a step of melting the peripheral wall (410) and airtightly joining the first glass plate (200; 20) and the second glass plate (300; 30).
- the exhaust step is a step of exhausting the internal space (500) through the exhaust port (700) to form a vacuum space (50).
- the gas adsorbent (60) contains zeolite and a cerium compound, it is possible to prevent gas from remaining in the vacuum space (50).
- the fifteenth aspect is the method for manufacturing the glass panel unit (10; 10A) of the fourteenth aspect, and the processing step further includes a mixing step of mixing the composite getter material and a solvent to obtain a getter paste.
- the particles made of the zeolite and the particles made of the cerium compound are less likely to come into contact with air. This makes it difficult for the getter material to adsorb air. Therefore, the getter paste can be easily stored, and the complexity of manufacturing the glass panel unit (10, 10A) can be reduced.
- the 16th aspect is a method for manufacturing a glass panel unit (10; 10A), which includes a processing step, an assembly step, a joining step, and an exhaust step.
- the processing step includes a getter paste producing step of obtaining a first getter paste containing particles made of zeolite and a second getter paste containing particles made of a cerium compound, respectively.
- the assembly step is a step of preparing an assembled product (100; 101).
- the assembled product (100; 101) includes a first glass plate (200; 20), a second glass plate (300; 30), a frame-shaped peripheral wall (410), an internal space (500), and gas adsorption. It includes a body (60) and an exhaust port (700).
- the second glass plate (300; 30) faces the first glass plate (200; 20).
- the peripheral wall (410) is located between the first glass plate (200; 20) and the second glass plate (300; 30).
- the internal space (500) is surrounded by a first glass plate (200; 20), a second glass plate (300; 30), and a peripheral wall (410).
- the first gas adsorbent (61; 601) is arranged in the internal space (500) and is formed from the first getter paste.
- the second gas adsorbent (62; 602) is arranged in the internal space (500) and is formed from the second getter paste.
- the exhaust port (700) connects the internal space (500) and the external space.
- the joining step is a step of melting the peripheral wall (410) and airtightly joining the first glass plate (200; 20) and the second glass plate (300; 30).
- the exhaust step is a step of exhausting the internal space (500) through the exhaust port (700) to form a vacuum space (50).
- the first gas adsorbent (61; 601) contains zeolite and the second gas adsorbent (62; 602) contains a cerium compound, so that the inside of the vacuum space (50) is formed. It is possible to prevent gas from remaining on the surface. Further, by separately forming the first gas adsorbent (61; 601) containing zeolite and the second gas adsorbent (62; 602) containing a cerium compound, each of the zeolite and the cerium compound can be formed. It is less likely to affect each other's gas adsorption performance. Moreover, the degree of freedom in the arrangement position of the first gas adsorbent (61; 601) and the second gas adsorbent (62; 602) is increased, and the design is excellent.
- the 17th aspect is the method for manufacturing the glass panel unit (10; 10A) of the 15th or 16th aspect, and in the assembly step, each getter paste is dried and each gas adsorbent (60; 61; 601) is dried. A drying step of obtaining 62; 602) is included.
- the gas adsorbability of each gas adsorbent (60; 61; 601; 62; 602) can be restored by drying each of the getter pastes.
- the eighteenth aspect is the glass panel unit (10; 10A) of any one of the fourteenth to seventeenth aspects, and the peripheral wall (410) contains one or both of an organic binder and an organic solvent.
- the gas adsorbent (60) adsorbs this gas in the vacuum space (50). It becomes difficult for gas to remain.
- the getter paste is applied to the vicinity of the outer periphery inside the glass panel with a dispenser, or is sprayed with a device such as a spray coating machine.
- the getter material is inconspicuous and the appearance is excellent.
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Abstract
本開示の課題は、真空空間内にガスが残りにくくすることができる、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(10;10A)の製造方法は、加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含む。前記加工工程は、ゼオライトとセリウム化合物とを含有するゲッタ材を得るゲッタ材作製工程を含む。前記組立工程は、組立て品(100;101)を用意する工程である。前記接合工程は、周壁(410)を溶融させて第1ガラス板(200;20)と第2ガラス板(300;30)とを気密に接合させる工程である。前記排気工程は、排気口(700)を介して内部空間(500)を排気して真空空間(50)とする工程である。
Description
本開示は、ガラスパネルユニット、ガラスパネルユニットの製造方法、複合ゲッタ材、及びゲッタペーストに関する。詳細には、断熱用ガラスパネルユニット、断熱用ガラスパネルユニットを製造する方法、複合ゲッタ材、及びゲッタペーストに関する。
特許文献1には、ガラスパネルユニットの製造方法が開示されている。この方法では、第1基板と、第2基板と、ガス吸着体と、ガラス粉末及びバインダを含むガラス接着剤と、を含むガラス複合物を加熱することにより前記バインダを除去している。そして、バインダとして樹脂が用いられている。
しかし、特許文献1のように加熱によりバインダを除去しても、第1基板と第2基板とガラス接着剤の溶融物とで囲まれた内部空間を排気してなる減圧空間(真空空間)に、バインダや有機溶剤に由来するガス、ガラス接着剤に含まれる気泡から放出されるガスが残ってしまう可能性がある。また、第1基板及び第2基板に付着した有機汚染物質からもガスが放出される可能性がある。しかも、このガスをガス吸着体が十分に吸着できない可能性もある。
本開示の課題は、真空空間内にガスが残りにくくすることができる、ガラスパネルユニット、ガラスパネルユニットの製造方法、複合ゲッタ材、及びゲッタペーストを提供することである。
本開示の一態様に係るガラスパネルユニットは、第1ガラス板と、第2ガラス板と、枠体と、真空空間と、ガス吸着体と、を備える。前記第2ガラス板は、前記第1ガラス板に対向する。前記枠体は、前記第1ガラス板と前記第2ガラス板とを気密に接合する。前記真空空間は、前記第1ガラス板と、前記第2ガラス板と、前記枠体とで囲まれている。前記ガス吸着体は、前記真空空間内に配置されている。前記ガス吸着体は、少なくとも、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を有している。
本開示の一態様に係る複合ゲッタ材は、ゼオライトからなる粒子を含む第1のゲッタ材と、セリウム化合物からなる粒子を含む第2のゲッタ材と、を含有する。
本開示の一態様に係るゲッタペーストは、前記複合ゲッタ材と溶媒との混合物である。
本開示の他の一態様に係るガラスパネルユニットの製造方法は、加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含む。前記加工工程は、複合ゲッタ材作製工程を含む。前記複合ゲッタ材作製工程は、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を含有する複合ゲッタ材を得る。前記組立工程は、組立て品を用意する工程である。前記組立て品は、第1ガラス板と、第2ガラス板と、枠状の周壁と、内部空間と、ガス吸着体と、排気口とを備える。前記第2ガラス板は、前記第1ガラス板に対向する。前記枠状の周壁は、前記第1ガラス板と前記第2ガラス板との間にある。前記内部空間は、前記第1ガラス板と、前記第2ガラス板と、前記周壁とで囲まれている。前記ガス吸着体は、前記内部空間内に配置され、かつ前記複合ゲッタ材を含有する。前記排気口は、前記内部空間と外部空間とをつなぐ。前記接合工程は、前記周壁を溶融させて前記第1ガラス板と前記第2ガラス板とを気密に接合させる工程である。前記排気工程は、前記排気口を介して前記内部空間を排気して真空空間とする工程である。
本開示の他の一態様に係るガラスパネルユニットの製造方法は、加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含む。前記加工工程は、ゲッタペースト作製工程を含む。前記ゲッタペースト作製工程は、ゼオライトからなる粒子を含有する第1のゲッタペーストと、セリウム化合物からなる粒子を含有する第2のゲッタペーストと、をそれぞれ得る。前記組立工程は、組立て品を用意する工程である。前記組立て品は、第1ガラス板と、第2ガラス板と、枠状の周壁と、内部空間と、第1のガス吸着体と、第2のガス吸着体と、排気口と、を備える。前記第2ガラス板は、前記第1ガラス板に対向する。前記枠状の周壁は、前記第1ガラス板と前記第2ガラス板との間にある。前記内部空間は、前記第1ガラス板と、前記第2ガラス板と、前記周壁とで囲まれている。前記第1のガス吸着体は、前記内部空間内に配置され、かつ前記第1のゲッタペーストから形成される。前記第2のガス吸着体は、前記内部空間内に配置され、かつ前記第2のゲッタペーストから形成されている。前記排気口は、前記内部空間と外部空間とをつなぐ。前記接合工程は、前記周壁を溶融させて前記第1ガラス板と前記第2ガラス板とを気密に接合させる工程である。前記排気工程は、前記排気口を介して前記内部空間を排気して真空空間とする工程である。
まず、本開示に至った経緯を説明する。
ガラスパネルユニットは、2つのガラス板の間に真空空間を形成することで、断熱性を有する。このようなガラスパネルユニットの断熱性は、2つのガラス板の間に真空空間があっても、この真空空間にガスが残ることで低下してしまうと考えられる。このため、真空空間内にガスが残る量を減らすため、ガス吸着体が真空空間内に設けられている(特許文献1参照)。
しかし、ガス吸着体はガス吸着性を有する成分(ガス吸着成分)を1種類だけ含有していることが多い。このようなガス吸着体を用いた場合、ガス吸着成分に吸着されなかったガスは残留ガスとして真空空間内に存在してしまう可能性がある。
また、単純に2種以上のガス吸着成分を組み合わせただけでは、真空空間という低圧の環境下でガスの残留を抑えることは困難と考えられた。言い換えると、真空空間内のガス吸着に適したガス吸着成分を2種以上選択することは容易でないと考えられた。
そこで、発明者らは、鋭意研究の結果、真空空間内に、水蒸気、二酸化炭素、酸素、窒素、及びメタン等の各種ガス成分が存在し、中でも水蒸気及び二酸化炭素が占める割合が高いことを見出した。その一方で、窒素やメタンはガス吸着体に吸着されにくく、ガス吸着体の量を増やしても残留してしまっていることを突き止めた。このため、窒素やメタン等も含めて十分に吸着できるガス吸着体を用いることが必須である。しかし、窒素やメタンは吸着されにくい種類のガスであり、一般的なガス吸着体で十分に吸着させることは難しく、特にガス吸着体を10Pa以下の真空空間で用いる場合にはさらに十分な吸着をさせることが難しくなる。
また、一般に、例えばゼオライトのようなガス吸着体がガスを吸着できるようにするためには、吸着サイトにすでに吸着されているガスを事前に脱離させておかなければならない。しかし、窒素やメタンのような吸着されにくいガスですら吸着することが可能なガス吸着体は、強力なガス吸着力を持つということであり、ガス脱離の活性化エネルギーが高くなる。すなわち、例えば大気中にガス吸着材が放置されていた場合、すでに窒素やメタン以外のガスを強く吸着してしまっているため、これらのガスを脱離させるためには多大なエネルギーが必要になる。特に、350℃以下でガスを脱離させるときにこの傾向は顕著になる。また、ガス吸着体を用いた結果、窒素やメタンの分圧合計を10Pa以下にする必要がある場合など、低い平衡圧を保つためにはさらに強力な吸着力が必要になり、この傾向はさらに顕著となる。
このため、例えば真空空間が形成されたガラスパネルユニットの製造プロセスを低温化させると、ガラスパネルユニットの製造プロセス中でガス吸着体からガスを十分に脱離させることが困難になる。よって、ガス吸着体の吸着サイトを十分に空けることができず、窒素やメタン等を十分吸着させることが困難になる。すなわち、ガス吸着体によって十分な量の窒素やメタンが吸着されることができる状態を、350℃以下の低温プロセスで実現することは、これまでは原理的に困難であった。
これらの課題を解決するため、本開示に至った。
なお、以下では、ゼオライトからなる粒子を「ゼオライト粒子」という場合がある。またセリウム化合物からなる粒子を「セリウム化合物粒子」という場合がある。ゼオライト粒子は、ほとんどの構成成分がゼオライトであるが、不可避的に含まれる不純物を成分として含んでいてもよい。同様に、セリウム化合物粒子は、ほとんどの構成成分がセリウム化合物であるが、不可避的に含まれる不純物を構成成分として含んでいてもよい。
<第1実施形態>
次に、本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法の概要を説明する。
次に、本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法の概要を説明する。
ガラスパネルユニット10の製造方法は、加工工程と、組立工程(図3~図5参照)と、接合工程(第1溶融工程、図6参照)と、排気工程(図6参照)とを含む。加工工程は、少なくとも、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を含有する複合ゲッタ材を得る複合ゲッタ材作製工程を含む。組立工程は、組立て品100を用意する工程である。組立て品100は、第1ガラス板200と、第2ガラス板300と、枠状の周壁410と、内部空間500と、ガス吸着体60と、排気口700とを備える(図1A及び図1B参照)。第2ガラス板300は、第1ガラス板200に対向する。周壁410は、第1ガラス板200と第2ガラス板300との間にある。内部空間500は、第1ガラス板200と、第2ガラス板300と、周壁410とで囲まれる。ガス吸着体60は、内部空間500内に配置され、かつ上記の複合ゲッタ材を含有する。排気口700は、内部空間500と外部空間とをつなぐ。接合工程は、周壁410を溶融させて第1ガラス板200と第2ガラス板300とを気密に接合させる工程である。排気工程は、排気口700を介して内部空間500を排気して真空空間50とする工程である。
上記の製造方法によれば、ガス吸着体60が、少なくとも、ゼオライトからなる粒子(ゼオライト粒子)と、セリウム化合物からなる粒子(セリウム化合物粒子)と、を含有することで、真空空間50内において、セリウム化合物粒子が吸着しやすいCO2などのガスを吸着する。よって、ゼオライトの吸着サイトがCO2で埋まってしまうことを防ぎ、ゼオライトでしか吸着できない窒素やメタン等を吸着するに十分な吸着サイトを確保することができる。このため、ゼオライト及びセリウム化合物のうち、一方だけでは吸着されにくい窒素やメタンガスを十分に吸着できるようになり、これらのガスが真空空間50内に残りにくくなる。すなわち、真空空間50内の残留ガスが少なくなる。
なお、「ゲッタ材」とは、所定の大きさより小さい分子を吸着する性質を有する材料を意味する。本実施形態においては、ゼオライト粒子及び複数のゼオライト粒子の集合体(粉末)はゲッタ材である。またセリウム化合物粒子及び複数のセリウム化合物粒子の集合体(粉末)もゲッタ材である。「複合ゲッタ材」とは、複数種のゲッタ材を含有するゲッタ材である。本実施形態において、複合ゲッタ材は、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子の両方を含んでいる。また複合ゲッタ材は、ゼオライト粒子及びセリウム化合物粒子以外の他のゲッタ材を含んでいてもよい。
次に、本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法(以下、製造方法という場合がある)を、図1~図8を参照して詳細に説明する。この製造方法は、図2のようなガラスパネルユニット10を製造する方法である。なお、本実施形態では、方向D1は第1ガラス板200の厚み方向と平行な方向であり、方向D2は、方向D1と直交する方向であり、方向D3は方向D1及び方向D2と直交する方向である。また方向D1は第1方向であってもよく、方向D2は第2方向であってもよく、方向D3は第3方向であってもよい。
製造方法は、準備工程と、除去工程とを含む。
準備工程は、図7に示す仕掛り品110を用意する工程である。仕掛り品110は、図1A及び図1Bに示す組立て品100から形成される。すなわち、仕掛り品110はガラスパネルユニット10(図2参照)を作製するための中間生成物であり、組立て品100は仕掛り品110を作製するための中間生成物である。
準備工程は、加工工程と、組立工程(図3~図5参照)と、接合工程(第1溶融工程、図6参照)と、排気工程(図6参照)と、封止工程(第2溶融工程、図6及び図7参照)とを含む。
加工工程は、複合ゲッタペーストを用意する工程である。この複合ゲッタペーストは、少なくとも、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、溶媒(例えば、水)とを含有する。そして、ガス吸着体60は複合ゲッタペーストの乾燥物である。これにより、第2溶融工程後にセリウム化合物が酸素を僅かに放出しても、この酸素をゼオライトが吸着する。このため、内部空間500を排気した減圧空間(後述の真空空間50)中に含まれる酸素の量を低減できる。セリウム化合物は減圧空間中の二酸化炭素に対して高い吸着性を有するため、減圧空間に含まれる二酸化炭素の量を低減できる。また、このように減圧空間に含まれる二酸化炭素の量を低減できると、ゼオライトの窒素やメタン等を吸着可能な吸着サイトが二酸化炭素で埋まってしまうことを防ぐことができる。その結果、セリウム化合物では吸着が難しい窒素及びメタンをゼオライトが十分に吸着することができる。したがって、減圧空間内にゼオライトとセリウム化合物とが存在することで、いずれか単体の場合よりも二酸化炭素だけでなく、窒素及びメタン等の炭化水素量も減らすことができ、減圧空間内の残留ガスが少なくなる。
なお、本実施形態では後述する熱接着剤(第1熱接着剤及び第2熱接着剤)の融点等を特に限定しないが、酸化セリウム粒子と銅イオン交換ゼオライト粒子を混合する効果は、熱接着剤の融点が400℃以下のときに顕著になり、350℃以下のときにさらに顕著になる。または、排気工程の温度が350℃以下のときに特に顕著になる。これは、350℃を超えると、排気工程などの熱処理時に銅イオン交換ゼオライトが吸着しているガスを比較的脱離させやすくすることができるからである。すなわち、熱接着剤の融点が350℃以下の条件又は排気工程での温度が350℃以下の条件であっても、減圧空間内の残留ガスを少なくすることができる。
なお、酸化セリウム粒子とは、セリウム化合物として酸化セリウムを含む粒子であり、銅イオン交換ゼオライト粒子とは、ゼオライトとして銅イオン交換ゼオライトを含む粒子である。
加工工程は、加熱工程と、複合ゲッタ材作製工程と、混合工程とを含む。なお、この加工工程における加熱工程を省略しても、ゼオライト粒子にセリウム化合物粒子を混合する効果は得られる。このため、必ずしもゼオライト粒子またはセリウム化合物粒子に対して加熱工程を実施しなくてもよい。
加熱工程は、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とのうちの一方又は両方を加熱する工程である。ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子との両方を加熱する場合、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とを分けて加熱してもよく、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子との混合物を加熱してもよい。また、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とのうち一方を加熱する場合、残りの成分を加熱しなくてもよい。具体的には、ゼオライト粒子だけ加熱してセリウム化合物粒子を加熱しなくてもよく、あるいはセリウム化合物粒子だけ加熱してゼオライト粒子を加熱しなくてもよい。加熱工程の温度は、排気工程の温度(後述の排気温度Te)よりも高いことが好ましく、第1溶融工程の温度(後述の第1溶融温度Tm1)よりも高いことがより好ましく、第2溶融工程の温度(後述の第2溶融温度Tm2)よりも高いことが特に好ましい。この場合、組立て品100を作製する前に、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とのうち一方又は両方が吸着していたガス成分を脱離させることができる。特にセリウム化合物粒子を加熱すると、セリウム化合物粒子から酸素を脱離させることができる。これにより、内部空間500にセリウム化合物が酸素を放出する量を抑えることができ、しかもセリウム化合物粒子が有するガス吸着性を向上させることができる場合がある。
また、加熱工程において、ゼオライト粒子のみ、またはゼオライト粒子とセリウム化合物粒子との両方を加熱すると、ゼオライト粒子及びセリウム化合物粒子の各々に吸着されていた酸素を加熱工程によって脱離させることができる。これにより、接合工程以降で酸素を脱離させる量を減らすことができるため、排気工程を低温化でき、その結果、第1溶融工程、及び第2溶融工程を低温化させることができる。したがって、ガラスパネルユニット10の製造コストを削減することができる。
ゼオライトは、複数のゼオライト構造を有する多孔質の成分である。このため、ゼオライト粒子は複数の細孔を有する。そして、この細孔内に、ガスが吸着される。ゼオライトが吸着するガスとして、例えば、水蒸気、二酸化炭素、酸素、窒素、及びメタン等の炭化水素等が挙げられる。中でも、ゼオライトは、セリウム化合物が吸着しにくい窒素及び炭化水素等のガス(特に窒素)を減圧空間内で吸着することができる。ゼオライト構造は、下記一般式(1)の組成を有する。
Me2/XO・Al2O3・mSiO2・nH2O, …(1)
ここで、Meは細孔内に存在するx価のカチオンである。mはシリカ/アルミナ比であり、2以上の整数である。nは0以上の整数である。式(1)の組成中、各Alで1価の負電荷が生じている。このため、Meが2価以上のカチオンである場合、ゼオライト粒子の細孔内で正電荷が生じる。また、Meが1価のカチオンである場合、細孔内は電気的に中性となる。
Me2/XO・Al2O3・mSiO2・nH2O, …(1)
ここで、Meは細孔内に存在するx価のカチオンである。mはシリカ/アルミナ比であり、2以上の整数である。nは0以上の整数である。式(1)の組成中、各Alで1価の負電荷が生じている。このため、Meが2価以上のカチオンである場合、ゼオライト粒子の細孔内で正電荷が生じる。また、Meが1価のカチオンである場合、細孔内は電気的に中性となる。
ゼオライト構造では、Meは1価のカチオンであってもよい。Meは2価以上のカチオンであってもよい。Meは1価のカチオンと、2価以上のカチオンを組み合わせていてもよい。1価のカチオンとして、例えば、Li+、Na+、及びK+等のアルカリ金属イオン;プロトン;並びにアンモニウムイオン(NH4+)、Ag+等が挙げられる。2価以上のカチオンとして、Ca2+、Mg2+、及びBa2+等のアルカリ土類金属イオン;並びにCu2+、Au2+、Fe2+、Zn2+及びNi2+等の遷移金属イオンが挙げられる。
ゼオライト構造として、例えば、A型ゼオライト構造、X型ゼオライト構造、Y型ゼオライト構造、及びZSM-5構造等が挙げられる。ゼオライトは、上記の構造以外の任意のゼオライト構造を含有してもよい。
一般式(1)中の水(H2O)は、結晶水としてゼオライトに含まれている。このような水は、例えば、ゼオライト粒子の細孔内に含まれている。ゼオライトを加熱すると、この結晶水だけでなく、加熱前に吸着していた酸素等のガス成分をゼオライトから脱離させることができる。これにより、ゼオライトが有するガス吸着性を向上させることができる。なお、結晶水が完全に脱離すると、一般式(1)中のnは0になる。
加熱工程で得られるゼオライトは、酸素が脱離し、かつ窒素、一酸化炭素及び水分等のうち少なくとも1種の成分(以下、吸着成分という場合がある)を吸着していることが好ましい。すなわち、加熱工程で得られるゼオライト粒子の吸着容量は吸着成分で飽和していることが好ましい。この場合、吸着成分が排気工程等の加熱時にゼオライトから脱離することにより、ゼオライトのガス吸着性を回復させることができる。なお、加熱工程後のゼオライト粒子が水と混合されると、このゼオライトに、窒素又は一酸化炭素が吸着されていても、その一部は水分に置換されると考えられる。
ゼオライトは、銅イオン交換ゼオライトを含有することが好ましい。この銅イオン交換ゼオライトは、一般式(1)中のMeが銅イオンである成分である。ここで、銅イオン交換ゼオライトは、ゼオライト構造に銅イオンを保持させた成分である。このため、「銅イオン交換ゼオライト」は、ゼオライト構造に銅イオンを保持させる前の成分まで限定しない。また、ゼオライトの結晶構造はZSM-5等のMFI型、Y型、USY型、モルデナイト型、フェリエライト型、L型等であることがより好ましい。特に、銅イオン交換されたZSM-5型ゼオライト(Cu-ZSM5)は、室温においても低圧下で窒素やメタン等を強く吸着することができるためより望ましい。なお、ゼオライトのシリカ/アルミナ比のモル比は5以上であることが望ましく、ZSM-5型のシリカ/アルミナのモル比は10以上45以下が望ましく、20以上40以下がさらに望ましいが、特にこれに限るものではない。
セリウム化合物は、セリウムを含有する化合物であって、減圧空間内の二酸化炭素を少なくとも吸着する性質を有する。このため、減圧空間でのゼオライト粒子による二酸化炭素吸着能力が十分ではなくても、この二酸化炭素をセリウム化合物粒子が吸着できる。セリウム化合物は、例えば、酸化セリウム(IV)(CeO2)や酸化セリウム(III)(Ce2O3)等のセリウム酸化物、水酸化セリウム、炭酸セリウムからなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含有する。中でも、セリウム化合物粒子は酸化セリウム(IV)を含有することが好ましい。また、セリウム化合物粒子は、Cu、Feなどの金属、ScやYなどの希土類を含んでいてもよい。また、LaやNd、Gdなどの希土類を含むセリウム化合物粒子や、AuやPt、Pdなどの貴金属が担持されたセリウム化合物粒子であってもよい。また、セリウム化合物(特に、酸化セリウムの場合)粒子の細孔分布はピークが1nm以上10nm以下であることが望ましい。
セリウム化合物が酸化セリウムの場合、酸化セリウム粒子は、30℃/minで昇温したときの昇温脱離ガス分析において、酸素放出量が最大点となる温度を持つ酸素放出カーブを示すことが好ましい。この酸素放出カーブは、酸素放出カーブの最大点が200℃以下であることが好ましい。または、酸素放出カーブは、酸素放出カーブの最大点が250℃以上であり、かつ酸素放出カーブの酸素放出開始温度が250℃以上であることが好ましい。
セリウム化合物粒子が加熱により還元されて酸素が放出されると、この酸素がゼオライトの吸着サイトに吸着し、ゼオライトのガス吸着性能が低下しやすい。特にCu-ZSM5は酸化銅が還元されることで強いガス吸着力を持つようになるため、周囲から酸素を与えられる環境下では吸着能力を得られにくい。また、酸化セリウムが還元されやすい状態であると、セリウムがゼオライト中のシリカと反応することでゼオライトの構造が変化し、ゼオライトの吸着能力が低下する可能性もある。セリウム化合物は、酸素の放出開始温度が高いほど、酸素の脱離エネルギーが高くて、酸素の脱離が起こりにくく、ゼオライトのガス吸着性能の低下が抑制される。
そこで、本実施形態では、酸化セリウム粒子は、30℃/minで昇温したときの昇温脱離ガス分析において、酸素放出量が最大点となる温度を持つ酸素放出カーブを示すことが好ましい。この酸素放出カーブは、酸素放出カーブの最大点が200℃以下であることが好ましい。または、酸素放出カーブは、酸素放出カーブの最大点が250℃以上であり、かつ最大点の酸素放出開始温度が250℃以上であることが好ましい。これにより、セリウム化合物粒子からの酸素の脱離が起こりにくく、ゼオライト粒子のガス吸着性能の低下が抑制される。すなわち、セリウム化合物粒子としては、250℃以上にピークがある酸素放出カーブを持つ場合、250℃以上から酸素放出が始まる酸化セリウム粒子を使用することが好ましい。
本実施形態では、セリウム化合物は、O2が脱離し始める温度がプロセス温度以上であることが好ましい。プロセス温度とは、後述の排気行程で使用される排気温度Teであり、例えば、250℃である。またセリウム化合物は、O2が脱離し始める温度がシールの融解温度以上であることがさらに好ましい。シールの融解温度は後述の第2封着材の第2軟化点であり、例えば、265℃である。さらに、セリウム化合物は、O2が脱離し始める温度が300℃以上、より好ましくは500℃以上、特に550℃以上が好ましい。
なお、セリウム化合物からのO2が脱離し始める温度は、セリウム化合物粒子の細孔径分布及びセリウム化合物の担持金属、添加物濃度などにより変わる。また、担持物質によっては、担持物質自体から酸素を放出する場合もあるため、これらも含めてセリウム化合物の種類を考える必要がある。
また昇温脱離ガス分析は、真空加熱/昇温により発生したガスを温度毎にモニターできる装置を用いた質量分析法であり、TDS(Thermal Desorption Spectrometry)と呼ばれる。
複合ゲッタ材作製工程は、加熱工程後または未加熱のゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とを用いて複合ゲッタ材を得る工程である。複合ゲッタ材作製工程の際、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とを混合する。本実施の形態において、複合ゲッタ材は、ゼオライト粒子を含む第1のゲッタ材と、セリウム化合物粒子を含む第2のゲッタ材と、を含有している。複合ゲッタ材は、第1のゲッタ材と第2のゲッタ材以外のゲッタ材を含有していてもよい。複合ゲッタ材は、第1のゲッタ材と第2のゲッタ材の複合した粉体(粉末)の焼結体も含む。その他単一のゲッタ材を合わせて焼結体に形成したものでもよい。
ゼオライト粒子の平均粒子径及びセリウム化合物粒子の平均粒子径は、それぞれ、0.001μm~30μmの範囲が好ましいが、特に、この範囲に限定されない。ゼオライト粒子の平均粒子径及びセリウム化合物粒子の平均粒子径が上記範囲であれば、混合しやすく、またガス吸着性能に優れる。特に、ゼオライト粒子の平均粒子径及びセリウム化合物粒子の平均粒子径は、それぞれ、0.3μm以上2μm以下の範囲とするのが好ましい。
複合ゲッタ材に含まれるセリウム化合物の割合は、複合ゲッタ材の質量に対して、50質量%以下であることが好ましい。この場合、セリウム化合物から酸素が脱離する量を少なくできるため、この酸素が第2溶融工程後の内部空間500(真空空間50)内に残りにくくなる。複合ゲッタ材を占めるセリウム化合物粒子の割合は、ゼオライト粒子の割合よりも小さいことが好ましい。すなわち、ゼオライト粒子の割合は、セリウム化合物粒子の割合よりも大きいことが好ましい。ゼオライト粒子の割合が大きくなるほど、セリウム化合物粒子が吸着しにくい窒素及び炭化水素は、ゼオライト粒子で吸着されて減圧空間に残りにくくなる。しかも、第2溶融工程以降でセリウム化合物粒子から脱離した酸素により、ゼオライト粒子の吸着容量を飽和させにくくできる。セリウム化合物粒子の割合は、40質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましく、15質量%以下であることが特に好ましい。セリウム化合物粒子の割合の下限は特に限定されないが、セリウム化合物粒子の割合は、例えば、0質量%よりも大きく、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上が更に好ましく、2質量%以上が特に好ましい。
なお、加熱工程を行う場合であって、加熱工程中にゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とが混合されている場合、ゲッタ材作製工程は加熱工程と同時に行われる。ゲッタ材作製工程の後、混合工程が行われる。
本実施形態において、複合ゲッタ材は、その目的から、ゼオライト粒子および酸化セリウム粒子は、互いに担持されている必要はない。このため、ゼオライト粒子および酸化セリウム粒子の平均粒子径が少なくとも10nm以上であることが望ましい。これは、ゼオライト粒子または酸化セリウム粒子の細孔の内部に粒子が拡散し、ゼオライト粒子および酸化セリウム粒子の性能を悪化させないようにするためである。また、より望ましくは、ゼオライト粒子および酸化セリウム粒子の平均粒子径は20nm以上であることが望ましく、さらに望ましくは50nm以上であることが望ましい。このことによって、ゼオライト粒子に酸化セリウム微粒子が付着すること、または酸化セリウムにゼオライト微粒子が付着することを抑制し、表面積を大きく保つことができる。例えば、平均粒子径が50nm以上のCu-ZSM5粉末と、平均粒子径が20nm以上の酸化セリウム粉末とを混合したものであることが望ましい。なお、本開示において、平均粒子径は、TEMまたはSEM等を用いて顕微鏡法で観察した球相当径で考えればよい。
混合工程は、複合ゲッタ材と溶媒とを混合してゲッタペーストを得る工程である。溶媒として水を用いる場合、このゲッタペーストでは水が複合ゲッタ材を覆うようにして存在する。これにより、ゲッタペーストの状態で、複合ゲッタ材は空気と接しにくくなる。すなわち、複合ゲッタ材は空気(特に空気中の酸素)等を吸着しにくくなる。したがって、ゲッタペーストの保存が容易となり、ガラスパネルユニット10を製造する際の煩雑性を軽減できる。ゲッタペーストにおける水の含有量は、任意に選択できる。溶媒は水を使用できる。また溶媒は水を主成分とする溶液を使用できる。例えば、溶媒は、不純物としての有機物やカルシウム、ナトリウムなどの成分が混合された水であってもよい。また溶媒は、50質量%以下のエタノール等の有機溶媒が混合された水であってもよい。また溶媒は、エタノール又はブチルカルビトールアセテート、ターピネオールなどの有機溶媒及びこれらの混合物であってもよい。また、ポリカーボネート、ポリイソブチルメタアクリレートなどの一般的な有機バインダを加えてもよい。例えば粘性の高い有機溶媒や有機バインダを用いることで、固形分の沈降を抑制し、塗布性能が向上するなどの効果が得られる。さらに、銅イオン交換型ゼオライト粒子と酸化セリウム粒子を水で混合したペーストの場合、長期間にわたってペーストとして保存したときに性能がわずかに劣化することが確認された。これは、水溶媒中では酸化セリウムと銅イオン交換ゼオライトの間でわずかに反応が起こるためであると考えられる。このため、長期間の保存が必要な場合など、条件によっては有機溶媒の方が有利な面もある。また、セリウム化合物粒子は、有機溶媒や有機バインダが分解することで放出される二酸化炭素も吸着するため、セリウム化合物粒子とゼオライト粒子と溶媒との混合の効果はより大きく得られる。ただし、ある程度早めに塗布することを前提に、可能な限り純水、超純水、イオン交換水、蒸留水等を用いることが、溶媒によるゼオライト粒子の吸着能力への悪影響を抑制するために、より望ましい。混合工程の後、組立工程が行われる。
組立工程は、組立て品100を用意する工程である。
組立て品100は、図1A及び図1Bに示すように、第1ガラス板200と、第2ガラス板300と、周壁410と、仕切り420と、を備える。また、組立て品100は、第1及び第2ガラス板200,300と周壁410とで囲まれた内部空間500を有する。さらに、組立て品100は、内部空間500内に、ガス吸着体60と、複数のピラー(スペーサ)70と、を備える。さらに、組立て品100は、排気口700を備える。
第1ガラス板(第1ガラス基板)200は、後述の第1ガラス板20の基礎となる部材であり、第1ガラス板20と同じ材料で形成されている。第2ガラス板(第2ガラス基板)300は、後述の第2ガラス板30の基礎となる部材であり、第2ガラス板30と同じ材料で形成されている。第1及び第2ガラス板200,300は同じ平面形状である。本実施形態では、第1ガラス板200は、後述の第1ガラス板20を少なくとも1つ形成可能な大きさを有し、第2ガラス板300は、後述の第2ガラス板30を少なくとも1つ形成可能な大きさを有する。
第1及び第2ガラス板200,300はいずれも多角形(本実施形態では長方形)の平板状である。
第1ガラス板200は、本体210と、低放射膜220とを含む。
低放射膜220は、内部空間500内にあり、本体210を覆う。低放射膜220は、本体210に接している。低放射膜220は、赤外線反射膜とも呼ばれ、透光性を有するものの、赤外線を反射する。このため、低放射膜220は、ガラスパネルユニット10の断熱性を向上させることができる。低放射膜220は、例えば、金属製の薄膜である。低放射膜220は、例えば、銀を含有する。低放射膜220の一例は、Low-E膜である。
第1ガラス板200は、上記の通り、本体210を含む。本体210は、第1面211と第2面212とを有する。第1面211は、平坦な面であって、低放射膜220に覆われる。第2面212は、第1面211と平行で、かつ平坦な面であって、方向D1において内部空間500と反対側にある。本体210は、第1ガラス板200の主な形状を構成するため、矩形の平板状である。本体210の材料は、例えば、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。
第2ガラス板300は、本体310を含む。本体310は、第1面311と第2面312とを有する。第1面311は、平坦な面であって、低放射膜220と対向する。第2面312は、第1面311と平行で、かつ平坦な面であって、方向D1において内部空間500と反対側にある。本体310は、第2ガラス板300の主な形状を構成するため、矩形の平板状である。本体310は、本体210と同形状である。第2ガラス板300は、本実施形態では、本体310のみからなるが、本体310に加えて低放射膜220と同様の低放射膜を備えてもよい。第2ガラス板300が低放射膜を備える場合、この低放射膜は、内部空間500内で、本体310を覆い、かつ本体310に接する。本体310の材料は、例えば、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。
周壁410は、第1封着材(第1熱接着剤)を含む。周壁410は、第1ガラス板200と第2ガラス板300との間に配置される。周壁410は、図1Aに示すように、枠状である。特に、周壁410は、矩形の枠状である。周壁410は、第1及び第2ガラス板200,300の外周に沿って形成されている。これにより、組立て品100では、周壁410と第1ガラス板200と第2ガラス板300とで囲まれた内部空間500が形成される。
第1熱接着剤は、例えば、ガラスフリットを含む。ガラスフリットの例としては、低融点ガラスフリットが挙げられる。低融点ガラスフリットの例としては、ビスマス系ガラスフリット、鉛系ガラスフリット、バナジウム系ガラスフリットが挙げられる。また、第1熱接着剤は、ガラスフリットに限定されず、例えば、低融点金属、又はホットメルト接着材を含むことができる。第1熱接着剤は、有機バインダ及び有機溶剤のうちの一方または両方をさらに含んでもよい。この場合、封止工程(第2溶融工程)後に有機バインダ及び有機溶剤のうちの一方または両方に由来するガスが真空空間50に放出されても、このガスをガス吸着体60が吸着することにより、真空空間50内にガスが残りにくくなる。
有機バインダは、例えば樹脂を含む。この樹脂として、例えば、ポリイソブチルメタアクリレート、エチルセルロース、脂肪族ポリカーボネート、アクリル樹脂、及びブチラール樹脂が挙げられる。有機バインダは、上記の樹脂に限らず、任意の成分を含むことができる。有機バインダを構成する樹脂は、低分子量で分解しやすい樹脂であることが好ましい。
有機溶剤として、例えば、酢酸ブチルカルビトール、及び酢酸エチルカルビトール等のエステル類が挙げられる。しかし、有機溶剤は、上記の成分に限らず、テルペン系溶剤などの一般的なスクリーン印刷に用いられる溶剤、及びディスペンス塗布に用いられる溶剤のうち少なくとも1種を含んでもよい。
周壁410が樹脂をさらに含有する場合、組立工程の後、この樹脂に由来するガスが内部空間500内に放出されても、樹脂に由来するガスは、排気工程によって排気される。排気工程後、樹脂に由来するガスが残留ガスとして真空空間50内に存在しても、この残留ガスをガス吸着体60が吸着することができる。
仕切り420は、内部空間500内に配置される。仕切り420は、内部空間500を、第1空間510と、第2空間(通気空間)520とに仕切る。このため、第1空間510は排気工程で排気される空間であり、第2空間520は第1空間510の排気に使用される空間である。仕切り420は、第1空間510が第2空間520よりも大きくなるように、第2ガラス板300の中央よりも第2ガラス板300の長さ方向(図1Aにおける左右方向)の第1端側(図1Aにおける右端側)に形成される。仕切り420は、第2ガラス板300の幅方向(図1Aにおける上下方向)に沿うようにして内部空間500内に配置される。ただし、仕切り420の長さ方向の両端は、周壁410と接していない。本実施形態では、第2ガラス板300の幅方向は方向D2と平行であり、第2ガラス板300の長さ方向は方向D3と平行である。
仕切り420は、その本体を構成する本体部(仕切り本体部)421と、遮断部422とを備える。遮断部422は、第1遮断部4221と、第2遮断部4222とを備える。本体部421は、方向D2に沿う直線状である。この方向D2は、例えば、第2ガラス板300の幅方向である。また、方向D2において、本体部421の両端は、周壁410と接触していない。本体部421の両端のうち、一端から第2空間520に向かって延びるようにして第1遮断部4221が形成され、他端から第2空間520に向かって延びるようにして第2遮断部4222が形成されている。本体部421の一端は第1端(図1Aにおける上端側)であってもよく、他端(図1Aにおける下端側)は第2端であってもよい。
仕切り420は、第2封着材(第2熱接着剤)を含む。第2熱接着剤は、例えば、ガラスフリットである。ガラスフリットの例としては、低融点ガラスフリットが挙げられる。低融点ガラスフリットの例としては、ビスマス系ガラスフリット、鉛系ガラスフリット、バナジウム系ガラスフリットが挙げられる。また、第2熱接着剤は、ガラスフリットに限定されず、例えば、低融点金属、またはホットメルト接着材であってもよい。なお、本実施形態では、第1熱接着剤と第2熱接着剤とは同じものを使用している。つまり、第1封着材と第2封着材とは、同じ材料である。
通気路600は、図1Aに示すように、内部空間500内で第1空間510と第2空間520とをつなぐ。通気路600は、第1通気路610と、第2通気路620と、を含む。第1通気路610は、仕切り420の第1端(図1Aの上端)と周壁410との間に介在する隙間である。第2通気路620は、仕切り420の第2端(図1Aの下端)と周壁410との間に介在する隙間である。
排気口700は、第2空間520と外部空間とをつなぐ孔である。排気口700は、第2空間520および通気路600(第1通気路610及び第2通気路620)を介して第1空間510を排気するために用いられる。したがって、通気路600と第2空間520と排気口700とは、第1空間510を排気するための排気路を構成する。排気口700は、第2空間520と外部空間とをつなぐように第2ガラス板300に形成されている。具体的には、排気口700は、第2ガラス板300の角部分にある。
ガス吸着体60及び複数のスペーサ70は第1空間510内に配置されている。特に、ガス吸着体60は、第2ガラス板300の長さ方向の第2端側(図1Aにおける左端側)に、第2ガラス板300の幅方向に沿って形成されている。つまり、ガス吸着体60は、第1空間510(真空空間50)の端に配置される。このようにすれば、ガス吸着体60を目立たなくすることができる。また、ガス吸着体60は、仕切り420および通気路600から離れた位置にある。そのため、第1空間510の排気時に、ガス吸着体60が排気を妨げる可能性を低くできる。
組立工程は、組立て品100を得るために、第1ガラス板200、第2ガラス板300、周壁410、仕切り420、内部空間500、通気路600、排気口700、ガス吸着体60、及び複数のスペーサ70を形成する工程である。組立工程は、第1~第6工程を有する。なお、第2~第5工程の順番は、適宜変更してもよい。
第1工程は、第1ガラス板200及び第2ガラス板300を形成する工程(基板形成工程)である。例えば、第1工程では、第1ガラス板200及び第2ガラス板300を作製し、必要に応じて、第1ガラス板200及び第2ガラス板300を洗浄する。
第2工程は、排気口700を形成する工程である。第2工程では、第2ガラス板300に、排気口700を形成する。また、第2工程では、必要に応じて、第2ガラス板300を洗浄する。
第3工程は、スペーサ70を形成する工程(スペーサ形成工程)である(図3参照)。第3工程では、複数のスペーサ70を予め形成しておき、チップマウンタなどを利用して、複数のスペーサ70を、第2ガラス板300の所定位置に配置する。複数のスペーサ70は、組立て品100が仕掛り品110となった状態で、第1及び第2ガラス板200,300間の間隔を所定間隔に維持するために用いられる。このようなスペーサ70を構成する材料として、例えば、金属、ガラス、及び樹脂が挙げられる。スペーサ70は、これらの材料のうち、1種又は複数種含むことができる。
本実施形態の第3工程では、上記の通り、スペーサ70を予め形成して第2ガラス板300に配置しているが、周知の薄膜形成技術を利用して複数のスペーサ70を第2ガラス板300に形成してもよい。また、スペーサ70が樹脂を含む場合、複数のスペーサ70は、上記の形成方法と異なる方法として、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して形成されていてもよい。この場合、複数のスペーサ70は、光硬化性材料などを用いて形成することができる。
なお、スペーサ70の大きさ、スペーサ70の数、スペーサ70の間隔、スペーサ70の配置パターンは、適宜選択することができる。各スペーサ70は、上記所定間隔とほぼ等しい高さを有する円柱状である。例えば、スペーサ70は、直径が1mm、高さが100μmである。なお、各スペーサ70は、角柱状や球状などの所望の形状であってもよい。
第4工程は、ガス吸着体60を形成する工程(ガス吸着体形成工程)である(図3参照)。第4工程では、ディスペンサなどを利用して、加工工程のゲッタペーストを第2ガラス板300上に塗布する。そして、塗布後のゲッタペーストを乾燥することにより、ガス吸着体60が形成される。すなわち、第5工程は、ゲッタペーストを乾燥する乾燥工程を含む。ゲッタペーストを乾燥することにより、複合ゲッタ材のガス吸着性を回復させることができる。また、ゲッタペーストを塗布することにより、ガス吸着体60を小さくできる。したがって、第1空間510が狭くてもガス吸着体60を配置できる。
第5工程は、周壁410、及び仕切り420を配置する工程(封着材配置工程)である(図3参照)。第5工程では、ディスペンサなどを利用して、第1封着材を第2ガラス板300上に塗布し、その後第1封着材を乾燥させて周壁410を形成する。また、ディスペンサなどを利用して、第2封着材を第2ガラス板300上に塗布し、その後第2封着材を乾燥させて仕切り420を形成する。
第1工程から第5工程が終了することで、図3に示されるような、第2ガラス板300が得られる。この第2ガラス板300には、周壁410、仕切り420、通気路600、排気口700、ガス吸着体60及び複数のスペーサ70が形成されている。
第6工程は、第1ガラス板200と第2ガラス板300とを配置する工程(配置工程)である。第6工程では、図4に示すように、第1ガラス板200と第2ガラス板300とは、互いに平行かつ対向するように配置される。
上述した組立工程によって、図5に示す組立て品100が得られる。そして、組立工程の後には、図6に示すような、第1溶融工程(接合工程)と、排気工程と、第2溶融工程(封止工程)とが実行される。
第1溶融工程は、周壁410を一旦溶融させて周壁410で第1ガラス板200と、第2ガラス板300とを気密に接合する工程である。具体的には、第1ガラス板200及び第2ガラス板300は、溶融炉内に配置され、第1溶融温度Tm1で所定時間(第1溶融時間)tm1だけ加熱される(図6参照)。本実施形態では、第1封着材と第2封着材とが、上記の通り、同じ材料であるため、第1封着材の軟化点(第1軟化点)は、第2封着材の軟化点(第2軟化点)と同じである。このため、第1溶融温度Tm1は、第1及び第2軟化点以上に設定される。第1溶融温度Tm1が第1及び第2軟化点以上であっても、排気工程は第1溶融工程後に開始されるため(図6参照)、第1溶融工程では仕切り420は通気路600を塞がない。すなわち、第1溶融工程では通気路600を確保している。第1溶融工程において、例えば、第1及び第2軟化点が265℃である場合、第1溶融温度Tm1は、285℃に設定される。また、第1溶融時間tm1は、例えば、15分である。
本実施形態において、第1軟化点が第2軟化点と同じである態様は、第1軟化点が第2軟化点と厳密に同じである態様だけでなく、第1軟化点が第2軟化点と略同じである態様も含む。
第1溶融温度Tm1で周壁410を加熱することにより、仕切り420の変形を抑制しながらも、周壁410を軟化させることができる。これにより、周壁410によって第1ガラス板200と第2ガラス板300とを気密に接合しやすくなる。
排気工程は、通気路600と第2空間520と排気口700とを介して第1空間510を排気して第1空間510を真空空間50とする工程である。排気は、例えば、真空ポンプを用いて行われる。真空ポンプは、図5に示されるように、排気管810と、シールヘッド820と、により組立て品100に接続される。排気管810は、例えば、排気管810の内部と排気口700とが連通するように第2ガラス板300に接合される。そして、排気管810にシールヘッド820が取り付けられ、これによって、真空ポンプの吸気口が排気口700に接続される。第1溶融工程と排気工程と第2溶融工程とは、組立て品100を溶融炉内に配置したまま行われる。そのため、排気管810は、少なくとも第1溶融工程の前に、第2ガラス板300に接合される。
排気工程では、第2溶融工程の開始前までに、排気温度Te以上で所定時間(排気時間)te以上、通気路600と第2空間520と排気口700とを介して第1空間510を排気する(図6参照)。排気温度Teは、第2封着材の第2軟化点(例えば265℃)より低く設定される。例えば、排気温度Teは、250℃である。このようにすれば、排気工程でも仕切り420は変形しない。排気工程の際、ガス吸着体60中の少なくとも水分が気化して第1空間510内に放出され、第1空間510は、通気路600、第2空間520、及び、排気口700を通じて排出される。ガス吸着体60から放出された水分が排気されることで、複合ゲッタ材のガス吸着性をさらに回復させることができる。排気時間teは、所望の真空度(例えば、0.1Pa以下の真空度)の真空空間50が得られるように設定される。例えば、排気時間teは、120分に設定される。
第2溶融工程は、仕切り420を変形させて少なくとも通気路600を塞ぐことで隔壁42を形成して仕掛り品110を得る工程である。つまり、第2溶融工程では、仕切り420を変形させて、通気路600を塞ぐ。言い換えると、変形した仕切り420により第1空間510が塞がれて、第1空間510と第2空間520とが分離される。これにより、真空空間50を囲む枠体40が形成される(図7参照)。本実施形態では、仕切り420の長さ方向の両端(第1及び第2遮断部4221、4222)が周壁410に接して一体となるように、仕切り420を変形させている。これによって、図7に示すように、内部空間500を第1空間510(真空空間50)と第2空間520とに気密に分離する隔壁42が形成される。より詳細には、第2封着材の第2軟化点以上の所定温度(第2溶融温度)Tm2で仕切り420を一旦溶融させることで、仕切り420を変形させる。具体的には、第1ガラス板200及び第2ガラス板300は、溶融炉内で、第2溶融温度Tm2で所定時間(第2溶融時間)tm2だけ加熱される(図6参照)。第2溶融温度Tm2及び第2溶融時間tm2は、仕切り420が軟化し、通気路600が塞がれるように設定される。第2溶融温度Tm2の下限は、第2軟化点(例えば265℃)である。第2溶融温度Tm2は、例えば、290℃に設定される。また、第2溶融時間tm2は、例えば、30分である。本実施形態の封止工程は第2溶融工程であるが、封止工程は、要するに、真空空間50を、真空空間50以外の空間から空間的に分離する工程である。真空空間50以外の空間は、本実施形態では、第2空間520に相当する。
本実施形態では、図6に示すように、排気工程は、第1溶融工程の後に開始され、第2溶融工程の終了とともに終了している。このため、第2溶融工程の際に、通気路600と第2空間520と排気口700とを介して第1空間510が排気されている。そのため、組立て品100の内外の圧力差が生じ、この圧力差によって、第1及び第2ガラス板200,300が互いに接近するように移動させられる。これにより、第2溶融工程では、第2溶融温度Tm2で、通気路600と第2空間520と排気口700とを介して第1空間510を排気しながら、仕切り420を変形させて通気路600を塞ぐ隔壁42を形成する。
また、図6に示す第2溶融工程では、第2溶融時間tm2が経過した後、溶融炉内の温度を室温まで等速で冷却する。そして、シールヘッド820を取り外すことで、第2溶融工程及び排気工程を終了する。
上述の準備工程によって、図7示す仕掛り品110が得られる。仕掛り品110は、図7に示すように、第1ガラス板200と、第2ガラス板300と、周壁41と、隔壁42と、を備える。また、仕掛り品110は、真空空間50と、第2空間520とを有する。さらに、仕掛り品110は、真空空間50内に、ガス吸着体60と、複数のピラー(スペーサ)70と、を備える。さらに、仕掛り品110は、排気口700を備える。
第1及び第2ガラス板200,300はいずれも矩形の平板状である。第1及び第2ガラス板200,300は同じ平面形状である。
隔壁42は、真空空間50を第2空間520から(空間的に)分離する。言い換えれば、仕掛り品110の第2空間520は排気口700を介して外部空間と(空間的に)繋がっているため、隔壁42は、真空空間50と外部空間とを分離する。そして、隔壁42と周壁410とが一体となって、真空空間50を囲む枠体40を構成する。枠体40は、真空空間50を完全に囲むとともに、第1ガラス板200と第2ガラス板300とを気密に接合する。
ガス吸着体60は、真空空間50内に配置される。具体的には、ガス吸着体60は、長尺の平板状であり、第2ガラス板300に配置されている。ガス吸着体60は、不要なガス(残留ガス等)を吸着するために用いられる。不要なガスは、例えば、枠体40となる熱接着剤(第1熱接着剤、及び第2熱接着剤)が加熱される際に、熱接着剤から放出されるガスである。
複数のスペーサ70は、真空空間50内に配置されている。複数のスペーサ70は、第1及び第2ガラス板200,300間の距離を所望の値に維持するために使用される。
真空空間50は、上記の通り、第2空間520及び排気口700を介して第1空間510を排気することで形成される。換言すれば、真空空間50は、真空度が所定値以下の第1空間510である。所定値は、たとえば、0.1Paである。真空空間50は、第1ガラス板200と第2ガラス板300と枠体40とで完全に密閉されているから、第2空間520及び排気口700から分離されている。
除去工程は、準備工程の後に実行される。除去工程は、図8に示すように、仕掛り品110から第2空間520を有する部分11を除去することで、真空空間50を有する部分であるガラスパネルユニット10を得る工程である。
ガラスパネルユニット10は、第1ガラス板20と、第2ガラス板30と、を備える。第1ガラス板20は、第1ガラス板200のうち第1空間510(真空空間50)に対応する部分であり、第2ガラス板30は、第2ガラス板300のうち第1空間510(真空空間50)に対応する部分である。
一方、不要な部分11は、第1ガラス板200のうち第2空間520に対応する部分230と、第2ガラス板300のうち第2空間520に対応する部分320と、を含む。なお、ガラスパネルユニット10の製造コストを考慮すれば、不要な部分11は小さいほうが好ましい。
除去工程では、具体的には、溶融炉から取り出された仕掛り品110は、隔壁42に沿って切断され、真空空間50を有する部分(ガラスパネルユニット)10と、第2空間520を有する部分(不要な部分)11と、に分割される。なお、仕掛り品110を切断する部分(切断線)の形状は、ガラスパネルユニット10の形状によって定まる。ガラスパネルユニット10は矩形状であるから、切断線は隔壁42の長さ方向に沿った直線となっている。
上述の、準備工程及び除去工程を経て、図2に示すガラスパネルユニット10が得られる。
図2は、本実施形態のガラスパネルユニット(ガラスパネルユニットの完成品)10を示す。ガラスパネルユニット10は、第1ガラス板20と、第2ガラス板30と、枠体40と、を備える。また、ガラスパネルユニット10は、第1及び第2ガラス板20,30と枠体40とで囲まれた真空空間50を有する。さらに、ガラスパネルユニット10は、真空空間50内に、ガス吸着体60と、複数のピラー(スペーサ)70と、を備える。ガラスパネルユニット10は、第1及び第2ガラス板20、30に排気口700を備えない。
第1及び第2ガラス板20,30はいずれも矩形の平板状である。第1及び第2ガラス板20,30は同じ平面形状である。
本実施形態の第1ガラス板20は、除去工程により第1ガラス板200の不要な部分230が除去されたものである。このため、第1ガラス板20は、第1ガラス板200と同様の構成を有する。すなわち、第1ガラス板20は、その主な形状を構成する本体と、低放射膜220とを含む。この本体は、真空空間50内で低放射膜220により覆われる。第1ガラス板20は、矩形の平板状である。
本実施形態の第2ガラス板30は、除去工程により第2ガラス板300の不要な部分320が除去されたものである。このため、第2ガラス板30は、第2ガラス板300と同様の構成を有する。すなわち、第2ガラス板30は、その主な形状を構成する本体を備える。第2ガラス板30は、本実施形態では、その本体のみからなるが、この本体に加えて低放射膜220と同様の低放射膜を備えてもよい。第2ガラス板30が低放射膜を備える場合、この低放射膜は、真空空間50内で、第2ガラス板30の本体を覆い、かつこの本体に接する。
枠体40は、第1ガラス板20と、第2ガラス板30との間にあり、第1ガラス板20と第2ガラス板30とを気密に接合する。これによって、真空空間50は、第1ガラス板20と、第2ガラス板30と、枠体40とで囲まれている。枠体40は、第1及び第2ガラス板20,30と同様の多角形(本実施形態では四角形)の枠状である。枠体40は、第1及び第2ガラス板20,30の外周に沿って形成されている。
複数のスペーサ70は、真空空間50内に配置されている。複数のスペーサ70は、第1及び第2ガラス板20,30間の距離を所望の値に維持するために使用される。
ガス吸着体60は、複合ゲッタ材を含んでいる。すなわち、ガス吸着体60は、第1のゲッタ材であるゼオライト粒子と、第2のゲッタ材であるセリウム化合物粒子との両方を有している。この場合、ガス吸着体60は、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とを含む粒子の混合物(粉末)で構成されている。
<第2実施形態>
次に本実施形態に係るガラスパネルユニット10Aの製造方法(以下、単に製造方法という場合がある)を、図9A~図14を参照して説明する。下記において、第1実施形態と重複する構成は、図面に同じ符号を付して説明を省略することがある。なお、本実施形態では、方向D1は第1ガラス板20の厚み方向と平行な方向であり、方向D2は、方向D1と直交する方向であり、方向D3は方向D1及び方向D2と直交する方向である。
次に本実施形態に係るガラスパネルユニット10Aの製造方法(以下、単に製造方法という場合がある)を、図9A~図14を参照して説明する。下記において、第1実施形態と重複する構成は、図面に同じ符号を付して説明を省略することがある。なお、本実施形態では、方向D1は第1ガラス板20の厚み方向と平行な方向であり、方向D2は、方向D1と直交する方向であり、方向D3は方向D1及び方向D2と直交する方向である。
本実施形態の製造方法は、図9A及び図9Bのようなガラスパネルユニット10Aを製造する方法である。
ガラスパネルユニット10Aは、第1ガラス板20と、第2ガラス板30と、枠体40と、孔封止材43と、ガス吸着体60と、を備える。また、ガラスパネルユニット10Aは、第1及び第2ガラス板20,30と枠体40とで囲まれた真空空間50を有する。さらに、ガラスパネルユニット10Aは、真空空間52内に、複数のピラー(スペーサ)70と、堰部材47と、を備える。
第1及び第2ガラス板20,30はいずれも矩形の平板状である。第1及び第2ガラス板20,30は同じ平面形状である。
第1ガラス板20は、本体21と、低放射膜220と、排気口700と、を含む。低放射膜220は、真空空間50内にあり、本体21を覆う。排気口700は、孔封止材43により封止されている。低放射膜220は、本体21と接触している。本体21は、第1ガラス板20の主な形状を構成するため、矩形の平板状である。本体21の材料として、例えば、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、及び物理強化ガラスが挙げられる。本体21は、第2ガラス板30と同形状である。
第2ガラス板30は、本体31を備える。本体31は、第2ガラス板30の主な形状を構成するため、矩形の平板状である。第2ガラス板30は、本実施形態では、本体31のみからなるが、この本体31に加えて低放射膜220と同様の低放射膜を備えてもよい。第2ガラス板30が低放射膜を備える場合、この低放射膜は、真空空間50内で、本体31を覆い、かつ本体31に接する。本体31の材料として、例えば、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、及び物理強化ガラスが挙げられる。
堰部材47は、図9Aに示すように、一部が切り欠かれた環状(例えば、C字状)の形状を有する。堰部材47は、平面視において、排気口700の周縁に沿うようにして配置されている。これにより、堰部材47は、その内周側にある空間内に孔封止材43を留めることができる。このため、孔封止材43は排気口700を封止できる。
本実施形態では、加工工程と、組立工程(図10~図11参照)と、接合工程(溶融工程、図12参照)と、排気工程(図12~図13参照)と、封止工程(図12、及び図14参照)を実行することで、上述のガラスパネルユニット10Aが得られる。但し、本実施形態の製造方法は、第1実施形態の除去工程を含まない。
加工工程は、第1実施形態と同様、ゲッタペーストを用意する工程である。加工工程は、加熱工程と、複合ゲッタ材作製工程と、混合工程とを含む。加熱工程の温度は、封止工程の温度(後述の封止温度Ts)よりも高いことが好ましく、溶融工程の温度(後述の溶融温度Tm)よりも高いことがより好ましい。ただし、加熱工程は省略することもできる。
組立工程は、図11のような組立て品101を用意する工程である。組立て品101は、図10及び図11のように、第1及び第2ガラス板20,30と、周壁410と、を備える。また、組立て品101は、第1及び第2ガラス板20,30と周壁410とで囲まれた内部空間500を有する。更に、組立て品101は、内部空間500内に、ガス吸着体60と、複数のピラー(スペーサ)70と、堰部材47と、を備える。さらに組立て品101は、排気口700を備える。組立て品101では、内部空間500が排気されていなく、周壁410と堰部材47とが溶融硬化されていなく、排気口700が封止されていない。
堰部材47は、封着材(熱接着剤)を含む。堰部材47は、第2ガラス板30上で、かつ内部空間500内に形成されている。堰部材47は、排気口700の外周に沿うようにして、一部が切り欠かれた環状(たとえばC字状)の形状を有する。堰部材47は、周壁410から離間されているものの、周壁410に近づけて形成されている。すなわち、堰部材47は、内部空間500の端に形成されている。堰部材47は、周壁410と同じ封着材を含む。この堰部材47を形成することにより、封止工程で孔封止材43の押し込み後の形状を安定化させる効果があるが、堰部材47はなくてもよい。
組立工程は、組立て品101を得るために、第1ガラス板20、第2ガラス板30、ガス吸着体60、周壁410、堰部材47、内部空間500、排気口700、及び複数のスペーサ70を形成する工程である。組立工程は、第1~第6工程を有する。なお、第4~第5工程の順番は、適宜変更してもよい。
第1工程は、第1ガラス板20及び第2ガラス板30を形成する工程(ガラス板形成工程)である。例えば、第1工程では、第1ガラス板20及び第2ガラス板30を板状に作製する。また、第1工程では、必要に応じて、第1ガラス板20及び第2ガラス板30を洗浄する。
第2工程は、排気口700を形成する工程である。第2工程では、例えば、第1ガラス板20に、排気口700を形成する。また、第2工程では、必要に応じて、第1ガラス板20を洗浄する。
第3工程は、スペーサ70を形成する工程(スペーサ形成工程)である。第3工程では、複数のスペーサ70を予め形成しておき、チップマウンタなどを利用して、複数のスペーサ70を、第2ガラス板30の所定位置に配置する。なお、複数のスペーサ70は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して形成されていてもよい。この場合、複数のスペーサ70は、光硬化性材料などを用いて形成される。あるいは、複数のスペーサ70は、周知の薄膜形成技術を利用して形成されていてもよい。また、複数のスペーサ70は、樹脂フィルムをパンチングまたはレーザー加工して形成されていてもよい。
第4工程は、周壁410、及び堰部材47を配置する工程(封着材配置工程)である。第5工程では、ディスペンサなどを利用して、第2ガラス板30の外周に沿って封着材を第2ガラス板30上に塗布して枠状の封着材を形成し、その後枠状の封着材を乾燥させて周壁410を形成する(図10参照)。また、ディスペンサなどを利用して、周壁410に近い位置で周壁410から離間させながら封着材を第2ガラス板30上に塗布して一部が切り欠かれた環状の封着材を形成し、その後環状の封着材を乾燥させて堰部材47を形成する(図10参照)。なお、第5工程では、枠状の封着材と環状の封着材とを乾燥させるとともに、仮焼成してもよい。例えば、枠状の封着材と環状の封着材とが形成された第2ガラス板30を480℃で20分間加熱する。この場合、第1ガラス板20を第2ガラス板30と一緒に加熱してもよい。つまり、第1ガラス板20を第2ガラス板30と同じ条件(480℃で20分間)で加熱してもよい。これにより、第1ガラス板20と第2ガラス板30との反りの差を低減できる。
第5工程は、ガス吸着体60を形成する工程(ガス吸着体形成工程)である。第5工程では、ディスペンサなどを利用して、加工工程のゲッタペーストを第2ガラス板30上に塗布する。そして、塗布後のゲッタペーストを乾燥することにより、ガス吸着体60が形成される。すなわち、第5工程は、ゲッタペーストを乾燥する乾燥工程を含む。
第1工程から第5工程が終了することで、周壁410、堰部材47、ガス吸着体60及び複数のスペーサ70が形成された第2ガラス板30が得られる。本実施形態では、第1工程~第5工程が終了してから第6工程が行われる。
第6工程は、第1ガラス板20と第2ガラス板30とを配置する工程(配置工程)である。第6工程では、図10に示すように、第1ガラス板20と第2ガラス板30とは、互いに平行かつ対向するように配置される。
上述した組立工程によって、図11に示す組立て品101が得られる。そして、組立工程の後には、図12に示すような、溶融工程(接合工程)と、排気工程と、封止工程とが実行される。
溶融工程は、第1所定温度(溶融温度)Tmで、周壁410を溶融させ、溶融後の周壁410で第1ガラス板20と、第2ガラス板30とを気密に接合する工程である。具体的には、組立て品101は、焼成炉内に配置される。その後組立て品101は、溶融温度Tmで第1所定時間(溶融時間)tmだけ加熱される(図12参照)。また、溶融工程では、堰部材47も溶融され、溶融後の堰部材47は第1ガラス板20と、第2ガラス板30とを気密に接合する。溶融温度Tmは、封着材の軟化点以上に選択される。溶融温度Tmは、好ましくは、500℃以下であり、より好ましくは、350℃以下であり、さらにより好ましくは、300℃以下である。また、第1ガラス板20と、第2ガラス板30とのうち少なくとも一方のガラス板が強化ガラスを含む場合、溶融温度Tmは、好ましくは、300℃以下に選択される。封着材の軟化点は、例えば、265℃である。なお、溶融時間tmは、例えば、第1及び第2ガラス板20,30の大きさ、及び周壁410の大きさに応じて任意に選択される。
また、本実施形態では、溶融工程後、封止工程を実行するために焼成炉内の温度が下げられる。これにより、周壁410は硬化して枠体40となり、堰部材47は硬化する。これにより、仕掛り品111が得られる。
排気工程は、排気口700を介して内部空間500を排気して真空空間50とする工程である。排気は、例えば、真空ポンプを用いて行われる。真空ポンプは、図13に示されるように、減圧機構71により仕掛り品111に接続される。減圧機構71は、排気ヘッド75と、接続部753と、押圧機構73と、を備える。接続部753は、排気ヘッド75と、真空ポンプとをつなぐ。排気ヘッド75は、その内部と、内部空間500とを排気口700を介してつなぐようして仕掛り品111に押し当てられる。具体的には、排気ヘッド75は、第1ガラス板20のうち排気口700の開口を囲む部分に、気密に押し当てられる。そして、排気ヘッド75内の空気が、接続部753を通じて吸引(図13中の白抜き矢印参照)されると、排気口700を通じて、内部空間500が排気される。押圧機構73は、排気ヘッド75の内部に設けられている。押圧機構73は、減圧機構71によって真空空間50を維持した状態で、排気口700に挿入された孔封止材43を、第2ガラス板30に向けて押し込むように構成されている。排気工程中、排気口700に、排気口700の内径よりも小さい径の孔封止材43とプレート46が挿入される(図13参照)。プレート46は、孔封止材43と押圧機構73との間に介在している。この状態で、孔封止材43とプレート46は、押圧機構73により、第2ガラス板30に向けて弾性的に押し込まれる。
孔封止材43は、例えばガラスフリットを用いて形成された固形の封止材である。孔封止材43は、ブロック状の形状を有するが、上下に貫通した筒状の形状を有することも好ましい。また、孔封止材43は、ガラスフリット以外に、周壁410と同様の有機バインダをさらに含有してもよい。この場合、封止工程後、孔封止材43等からガスが真空空間50に放出されても、このガスをガス吸着体60が吸着することにより、真空空間50内にガスが残りにくくなる。
本実施形態では、排気工程は、図12に示すように、溶融工程の途中から開始される。したがって、溶融工程においても、排気口700を介して内部空間500が排気される。そのため、溶融工程において組立て品101の内外の圧力差が生じ、この圧力差によって、第1及び第2ガラス板20,30が互いに接近するように移動させられる。これによって、第1及び第2ガラス板20,30に反りがある場合でも、周壁410によって第1ガラス板20と第2ガラス板30とを気密に接合しやすくなる。また、排気工程が溶融工程の途中から開始されることで、溶融工程中に周壁410及び堰部材47から放出された不要なガス等が排気される。このため、図9Bのような真空空間50内に周壁410及び堰部材47に由来する不要なガスを残留させにくくできる。
封止工程は、排気口700内に挿入された孔封止材43を局所加熱して溶融させ、溶融後の孔封止材43で排気口700を封止する工程である。封止工程中、図12に示すように、排気工程は継続して実行される。また封止工程の温度は、溶融工程の温度(溶融温度)Tm以下の第2所定温度(封止温度)Tsに保持される。具体的には、封止工程の温度は、溶融温度Tmよりも低い封止温度Tsに保持される。封止工程では、封止温度Tsよりも高い温度で孔封止材43だけが局所加熱されて溶融する。封止温度Tsは、例えば、250℃である。また、封止工程では第2所定時間(封止時間)tsだけ孔封止材43が局所加熱される。封止時間tsは、孔封止材43の大きさに応じて任意に選択される。本実施形態の封止工程は、要するに、真空空間50を、真空空間50以外の空間から空間的に分離する工程である。真空空間50以外の空間は、本実施形態では、仕掛り品111の外部空間に相当する。
本実施形態では、封止工程は、図14に示すように、加熱機構72を用いて実行される。加熱機構72は、仕掛り品111に対して排気ヘッド75とは反対側に配置される。加熱機構72は、排気口700に挿入された孔封止材43を、非接触で加熱するように構成されている。この場合、孔封止材43は加熱機構72により局所加熱されているため、仕掛り品111の温度は封止温度Tsに保持されている。
加熱機構72は、照射器720を含む。照射器720は、第2ガラス板30を介して、孔封止材43に赤外線(近赤外線)を照射し、孔封止材43を加熱するように構成されている。
封止工程中、加熱機構72と押圧機構73の両方を実行させることで、真空空間50が維持されたまま、排気口700が孔封止材43により封止される。この場合、孔封止材43を溶融させ、溶融した孔封止材43が堰部材47の内周側にある空間内に留められる。その後、溶融した孔封止材43が硬化することで、排気口700は封止される。
つまり、封止工程では、加熱機構72によって孔封止材43が加熱溶融され、かつ、押圧機構73がプレート46を介して及ぼす付勢力によって、孔封止材43が第2ガラス板30に向けて押し付けられる。孔封止材43は、真空空間50内において堰部材47の内周面に当たるまで変形する。堰部材47に設けられた切欠き部分は、変形した孔封止材43によって封止される。
排気口700を封止することで、排気ヘッド75を取り外しても、真空空間50を維持させることができる。排気ヘッド75を取り外すにあたって、溶融した孔封止材43を、除熱によって硬化させる。排気口700を孔封止材43で封止させた後、排気工程を停止させる。これにより、図9A及び図9Bのようなガラスパネルユニット10Aが得られる。
<複合ゲッタ材の用途>
上記説明では、複合ゲッタ材が第1及び第2実施形態のガラスパネルユニット10、10Aの各々に用いられた例を挙げたが、本開示の複合ゲッタ材は、MEMS機器やディスプレイ等の電子機器にも使用することができる。もちろん、複合ゲッタ材を含有するゲッタペーストもMEMS機器やディスプレイ等の電子機器に使用することができる。
上記説明では、複合ゲッタ材が第1及び第2実施形態のガラスパネルユニット10、10Aの各々に用いられた例を挙げたが、本開示の複合ゲッタ材は、MEMS機器やディスプレイ等の電子機器にも使用することができる。もちろん、複合ゲッタ材を含有するゲッタペーストもMEMS機器やディスプレイ等の電子機器に使用することができる。
<第3実施形態>
本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法は、第1実施形態に対して、加工工程のゲッタペースト作製工程と、ガス吸着体の構成と、が異なる。下記において、第1実施形態と重複する構成は、図面に同じ符号を付して説明を省略することがある。
本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法は、第1実施形態に対して、加工工程のゲッタペースト作製工程と、ガス吸着体の構成と、が異なる。下記において、第1実施形態と重複する構成は、図面に同じ符号を付して説明を省略することがある。
本実施形態では、ゲッタペースト作製工程において、第1のゲッタ材であるゼオライト粒子と、第2のゲッタ材であるセリウム化合物とを混合せずに、別々に得る。すなわち、第1実施形態では、複合ゲッタ材作製工程は、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子との両方を含有する複合ゲッタを作製するものであるが、本実施形態では、ゼオライト粒子を含有する第1のゲッタペーストと、セリウム化合物を含有する第2のゲッタペーストと、を別々に形成するゲッタペースト作製工程を備える。すなわち、第1のゲッタペーストには、第2のゲッタ材(セリウム化合物粒子)を含有しない。第2のゲッタペーストには第1のゲッタ材(ゼオライト粒子)を含有しない。
また本実施形態では、第1実施形態におけるガス吸着体60の代わりに、図15A及び図15Bに示すように、第1のガス吸着体61と、第2のガス吸着体62、とを備える。第1のガス吸着体61は、第1のゲッタ材を含有している。すなわち、第1のガス吸着体61は、ゼオライト粒子を含有している。第2のガス吸着体62は、第2のゲッタ材を含有している。すなわち、第2のガス吸着体62は、セリウム化合物粒子を含有している。
図15Aでは、第2のガス吸着体62は、第2ガラス板300の長さ方向の第2端側(図15Aにおける左端側)に、第2ガラス板300の幅方向(方向D2)に沿って形成されている。第1のガス吸着体61は、第2ガラス板300の幅方向の一端側に、第2ガラス板300の長さ方向(方向D3)に沿って形成されている。第1及び第2ガラス板200,300が、方向D2よりも方向D3の方が長い長方形の場合、第1のガス吸着体61は、第2のガス吸着体62よりも長く形成される。これにより、内部空間500内には、ゼオライトがセリウム化合物よりも多く配置される。
図15Bでは、第1のガス吸着体61及び第2のガス吸着体62は、両方とも、第2ガラス板300の長さ方向の第2端側(図15Aにおける左端側)に、第2ガラス板300の幅方向(方向D2)に沿って形成されている。すなわち、第1のガス吸着体61及び第2のガス吸着体62は、平行に配置されている。これにより、ガラスパネルユニット10のデザイン性がよくなる場合がある。第1のガス吸着体61及び第2のガス吸着体62は、図15A及び図15Bに示す場合に限られず、どのように形状や位置に形成してもよい。
本実施形態では、混合工程及び組立工程における第4工程以外は、第1実施形態と同様にしてガラスパネルユニット10を製造する。
本実施形態では、混合工程により、ゲッタ材と溶媒とを混合してゲッタペーストを得る。この場合、第1のゲッタ材と溶媒とを混合した第1のゲッタペーストと、第2のゲッタ材と溶媒とを混合した第2のゲッタペーストと、を得る。第1のゲッタペーストの溶媒と、第2のゲッタペーストの溶媒とは、同じ種類であってもよいし、異なる種類であってもよい。
本実施形態では、第1実施形態と同様に、組立工程における第4工程により、第1のガス吸着体61及び第2のガス吸着体62を形成する。この場合、ディスペンサなどを利用して、第1のゲッタペーストと、第2のゲッタペーストとを、各々、第2ガラス板300上に塗布する。そして、塗布後のゲッタペーストを乾燥することにより、第1のガス吸着体61と、第2のガス吸着体62とが、各々、形成される。
第1実施形態のように、ゼオライトとセリウム化合物とを含有するガス吸着体60よりも、本実施形態のように、ゼオライトを含有する第1のガス吸着体61と、セリウム化合物を含有する第2のガス吸着体62とを別々に形成するほうが、ゼオライト(特に、Cu-ZSM5)がセリウム化合物(特に、CeO2)からの酸素脱離の影響を受けにくい。したがって、第1のガス吸着体61による高い吸着能力が得られる場合がある。
<第4実施形態>
本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法は、第1実施形態に対して、加工工程のゲッタ材作製工程と、ガス吸着体の構成と、が異なる。下記において、第1実施形態と重複する構成は、図面に同じ符号を付して説明を省略することがある。
本実施形態に係るガラスパネルユニット10の製造方法は、第1実施形態に対して、加工工程のゲッタ材作製工程と、ガス吸着体の構成と、が異なる。下記において、第1実施形態と重複する構成は、図面に同じ符号を付して説明を省略することがある。
本実施形態では、ゲッタペースト作製工程において、第1のゲッタ材である銅イオン交換ゼオライトからなる粒子を含有する第1のゲッタペーストと、第2のゲッタ材であるセリウム化合物かなる粒子を含有する第2のゲッタペーストと、を得る。すなわち、第1実施形態では、複合ゲッタ材は、ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子との両方を含有するものであるが、本実施形態では、銅イオン交換ゼオライト粒子を含有する第1のゲッタペーストと、セリウム化合物粒子を含有する第2のゲッタペーストと、を別々に形成する。すなわち、第1のゲッタペーストには、第2のゲッタ材(セリウム化合物粒子)を含有しない。第2のゲッタペーストには第1のゲッタ材(銅イオン交換ゼオライト粒子)を含有しない。
また本実施形態では、第1実施形態におけるガス吸着体60として、図16に示すように、第1のガス吸着体601と、第2のガス吸着体602、とを備える。第1のガス吸着体601は、第1のゲッタ材を含有している。すなわち、第1のガス吸着体601は、銅イオン交換ゼオライト粒子を含有している。第2のガス吸着体602は、第2のゲッタ材を含有している。すなわち、第2のガス吸着体602は、セリウム化合物粒子を含有している。
このように本実施形態においては、ガス吸着体60は、少なくとも2種類のゲッタ材(第1のゲッタ材と第2のゲッタ材)を有している。前記2種類のゲッタ材は、各々、銅イオン交換ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とを含有する。すなわち、第1のゲッタ材は銅イオン交換ゼオライト粒子を含有している。また第2のゲッタ材はセリウム化合物粒子を含有している。第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とは、真空空間50内において、別々に配置されている。これにより、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とは、異なる位置に配置されている。
ここで、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが別々に配置されている状態には、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが表面同士で接触している場合を含む。この場合、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが全面にわたって接触していてもよいし、一部の表面同士が接触していてもよい。例えば、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが重なった状態で配置されている場合は、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とは、第1ガラス板200及び第2ガラス板300に対する垂直方向(方向D1)の位置が異なる。したがって、銅イオン交換ゼオライト粉体とセリウム化合物粒子が、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602の境界のみでの接触となるため、別々に配置に含まれる。
また第1のガス吸着体601と、第2のガス吸着体602とは、離れて配置されていてもよい。第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが、離れて配置された状態とは、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが、接触しない状態で配置されている状態である。例えば、第1ガラス板200に第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602のいずれか一方が配置され、他方が第2ガラス板300に配置されており、第1ガラス板200または第2ガラス板300に垂直な方向(図16の方向D1)から見たときに、第1のガス吸着体601と第2のガス吸着体602とが重なって見える場合も、第1ガラス板200及び第2ガラス板300に対する垂直方向(方向D1)の位置が異なるため、離れて配置に含まれる。
ただし、可能な限り銅イオン交換ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子の接触部が少なくなるように配置される方が、セリウム化合物粒子からの酸素脱離の影響を小さくできるため、より望ましい。
図16では、第1のガス吸着体601は、第2ガラス板300の長さ方向の第2端側(図16における左端側)に、第2ガラス板300の幅方向(方向D2)に沿って形成されている。第2のガス吸着体602は点状に複数形成されている。すなわち、複数の点状の第2のガス吸着体602が、第2ガラス板300の表面(第1空間510に向く面)の全面にわたって形成されている。各第2のガス吸着体602は、スペーサ70よりも小さく形成されている。また複数の第2のガス吸着体602は、スペーサ70及び第1のガス吸着体601とは、離れて配置されている。すなわち、複数の第2のガス吸着体602は、隣り合うスペーサ70の間、又はスペーサ70と第1のガス吸着体601との間に配置されている。
本実施形態では、混合工程及び組立工程における第4工程以外は、第1実施形態と同様にしてガラスパネルユニット10を製造する。
本実施形態では、第1のガス吸着体601は第1のゲッタペーストにより形成される。第1のゲッタペーストは、第1実施形態と同様に、混合工程により、ゲッタ材と溶媒とを混合してゲッタペーストを得る。この場合、第1のゲッタ材と溶媒とを混合する。一方、第2のガス吸着体602は、ゲッタ材を含むパウダーで構成されている。すなわち、第2のガス吸着体602は、複数のセリウム化合物粒子を含むパウダーで構成される。第2のガス吸着体602は、例えば、酸化セリウムパウダーで形成することができる。酸化セリウムパウダーとしては、例えば、Strem Chemicals, Inc.製の酸化セリウムナノパウダー(後述の製造例18、19で使用したものと同様、市販品、型式50-1400)が挙げられる。この酸化セリウムパウダーは、酸化セリウム化合物粒子としてのナノ粒子(粒径1~100nm)の集合体である。このように第2のガス吸着体602として、酸化セリウム粒子のナノパウダーを用いることで、第2のガス吸着体602を散布した際に目視されにくくすることができ、ガラスパネルユニット10の透明性が損なわれにくい。またナノパウダーで構成される第2のガス吸着体602は、大きな塊(バルク)で構成される第2のガス吸着体602に比べて、表面積を稼ぐ(大きくする)ことができる。したがって、仮に、ナノパウダーの担持物質がなくても、第2のガス吸着体602の吸着能力を高くすることができる。
そして、本実施形態では、第1実施形態と同様に、組立工程における第4工程により、第1のガス吸着体601及び第2のガス吸着体602を形成する。この場合、第2のガス吸着体602は、酸化セリウム粒子のナノパウダーを第2ガラス板300上の全体に散布して形成される。また第1のガス吸着体601は、ディスペンサなどを利用して、第1のゲッタペーストを第2ガラス板300上に塗布し、塗布後の第1のゲッタペーストを乾燥することにより形成される。
第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態では、第2ガラス板300上の外周付近にガス吸着体60を形成しているため、ゲッタペーストを塗布できる量は限られ、よって、ガス吸着体60を大きく形成することが難しい場合がある。一方、本実施形態においては、酸化セリウム粒子のナノパウダーのみで第2のガス吸着体602を形成した場合、酸化セリウム粒子のナノパウダーを第2ガラス板300上の全体に散布することにより、狭い空間でも第2のガス吸着体602を形成することができる。したがって、スペースを効率的に活用できる。
またゼオライト粒子はガスを吸着することで色が変わるため、ゼオライト粒子を含む第1のガス吸着体601の変色により、ガラスパネルユニット10の内部(真空空間50)の真空度を確認しやすくなる。一方、ゼオライト粒子と酸化セリウム粒子とを混合してガス吸着体60が形成されると、ガス吸着体60の色の変化を確認することが難しくなる。本実施形態では、銅イオン交換ゼオライト粒子とセリウム化合物粒子とが別々に配置されるため、銅イオン交換ゼオライト粒子の色の変化が確認可能となり、真空空間50の真空度を確認しやすくなる。
また本実施形態では、ゼオライト粒子を含有する第1のガス吸着体601と、セリウム化合物粒子を含有する第2のガス吸着体602とを別々に形成するので、ゼオライト(特に、Cu-ZSM5)粒子がセリウム化合物(特に、CeO2)粒子からの酸素脱離の影響を受けにくくなる。したがって、第1のガス吸着体61による高い吸着能力が得られる場合がある。
以下、本開示を実施例によって具体的に説明する。
<酸化セリウム(IV)の分析>
チャンバ内に未加熱の酸化セリウム(IV)粉末を配置させた。この配置後、チャンバ内を排気させて真空空間にさせた。その後、チャンバ内の温度を30℃/minの昇温速度で昇温させながら、各温度で、酸化セリウム(IV)粉末から脱離する酸素の量を昇温脱離ガス分析法にて定量した。その結果を酸素放出カーブとして図17に示す。なお、図17の縦軸に示す「強度」は、酸素の検出強度(酸素イオン電流値)の常用対数を示す。図17の結果から、200℃以上の温度で、酸化セリウム(IV)粉末から多くの酸素が脱離することが分かった。
チャンバ内に未加熱の酸化セリウム(IV)粉末を配置させた。この配置後、チャンバ内を排気させて真空空間にさせた。その後、チャンバ内の温度を30℃/minの昇温速度で昇温させながら、各温度で、酸化セリウム(IV)粉末から脱離する酸素の量を昇温脱離ガス分析法にて定量した。その結果を酸素放出カーブとして図17に示す。なお、図17の縦軸に示す「強度」は、酸素の検出強度(酸素イオン電流値)の常用対数を示す。図17の結果から、200℃以上の温度で、酸化セリウム(IV)粉末から多くの酸素が脱離することが分かった。
<製造例A>
本開示の製造例Aを、下記の製造例1~製造例6にて説明する。
本開示の製造例Aを、下記の製造例1~製造例6にて説明する。
<<製造例1~製造例6>>
各製造例は、下記に示す部材を用いて行われた。
・第1ガラス板(ガラス板のサイズ;幅×長さ×厚さ=300mm×300mm×3mm、Low-Eガラス放射率=0.04)、
・第2ガラス板(ガラス板のサイズ;幅×長さ×厚さ=300mm×300mm×3mm)、
・スペーサ(サイズ;直径×高さ=0.5mm×0.1mm、樹脂製)、
・ガラスフリット;バナジウム系ガラスフリット(軟化点;265℃)。
各製造例は、下記に示す部材を用いて行われた。
・第1ガラス板(ガラス板のサイズ;幅×長さ×厚さ=300mm×300mm×3mm、Low-Eガラス放射率=0.04)、
・第2ガラス板(ガラス板のサイズ;幅×長さ×厚さ=300mm×300mm×3mm)、
・スペーサ(サイズ;直径×高さ=0.5mm×0.1mm、樹脂製)、
・ガラスフリット;バナジウム系ガラスフリット(軟化点;265℃)。
[製造例1]
まず、酸化セリウム(IV)粉末(2質量部)と銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(98質量部)とを混合して複合ゲッタ材を作製した。そして、100質量部の複合ゲッタ材と、400質量部の水とを均一に混合してゲッタペーストを作製した。次に、排気口を有する第2ガラス板の一表面に、複合ゲッタ材の量が50mgとなるようにして、スパチュラーでゲッタペーストを塗布した。この塗布後、第2ガラス板上のゲッタペーストを乾燥させてガス吸着体を作製した。ガス吸着体の作製後、第2ガラス板の一表面に、封着材からなる周壁と、封着材からなる仕切りと、通気路と、複数のスペーサとをさらに形成した。周壁と仕切りとを形成する際、88質量部のガラスフリットと、2質量部の有機バインダと、10質量部の有機溶剤を混合することで封着材を作製し、この封着材を第2ガラス板に塗布した後、乾燥させた。封着材を作製する際、有機バインダとして脂肪族ポリカーボネートを、有機溶剤として酢酸エチルカルビトールとを用いた。また、スペーサを形成する際、隣り合うスペーサ同士の間隔が20mmとなるようにして複数のスペーサをチップマウンタで第2ガラス板に配置した。
まず、酸化セリウム(IV)粉末(2質量部)と銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(98質量部)とを混合して複合ゲッタ材を作製した。そして、100質量部の複合ゲッタ材と、400質量部の水とを均一に混合してゲッタペーストを作製した。次に、排気口を有する第2ガラス板の一表面に、複合ゲッタ材の量が50mgとなるようにして、スパチュラーでゲッタペーストを塗布した。この塗布後、第2ガラス板上のゲッタペーストを乾燥させてガス吸着体を作製した。ガス吸着体の作製後、第2ガラス板の一表面に、封着材からなる周壁と、封着材からなる仕切りと、通気路と、複数のスペーサとをさらに形成した。周壁と仕切りとを形成する際、88質量部のガラスフリットと、2質量部の有機バインダと、10質量部の有機溶剤を混合することで封着材を作製し、この封着材を第2ガラス板に塗布した後、乾燥させた。封着材を作製する際、有機バインダとして脂肪族ポリカーボネートを、有機溶剤として酢酸エチルカルビトールとを用いた。また、スペーサを形成する際、隣り合うスペーサ同士の間隔が20mmとなるようにして複数のスペーサをチップマウンタで第2ガラス板に配置した。
次に、第2ガラス板と対向するようにして第1ガラス板を配置させた。これにより、第1ガラス板と第2ガラス板との間に内部空間が形成された組み立て品が得られた。
続いて、真空ポンプと排気口とを排気管及びシールヘッドにより接続してから、組み立て品を溶融炉内に配置した。この配置後、組み立て品を285℃(第1溶融温度)で15分間加熱することで、周壁を一旦溶融させた。この溶融時に通気路は塞がれていなかった。
周壁の溶融後、溶融炉内の温度を排気温度である250℃まで降温させた。そして、真空ポンプを作動させることにより、内部空間を250℃で120分間排気させた。
その後、真空ポンプを作動させたまま、溶融炉内の温度を第2溶融温度である290℃まで昇温させ、この温度で15分間組み立て品を加熱した。この加熱により仕切りを変形させて通気路を塞ぐ隔壁を形成した。
隔壁の形成後、溶融炉内の温度を室温まで降温させた。この降温後、真空ポンプを停止してシールヘッドを脱着させた。シールヘッドの脱着後、切断により不要な部分を取り除くことで、ガラスパネルユニットを作製した。
[製造例2]
酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(90質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(90質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例3]
酸化セリウム(IV)粉末(20質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(80質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(20質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(80質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例4]
酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末調整例2の熱処理物(50質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末調整例2の熱処理物(50質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例5]
酸化セリウム(IV)粉末の量を100質量部にして、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末を用いなかった以外は、製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末の量を100質量部にして、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末を用いなかった以外は、製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例6]
銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末の量を100質量部にして、酸化セリウム(IV)粉末を用いなかった以外は、製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末の量を100質量部にして、酸化セリウム(IV)粉末を用いなかった以外は、製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
{評価}
<熱コンダクタンス>
各製造例のガラスパネルユニットの熱コンダクタンスを下記の手順で評価した。測定装置の高温部と低温部とがガラスパネルユニットにより仕切られた状態で、第1ガラス板の外面に第1温度計を配置し、第2ガラス板の外面に第2温度計及びセンサとを配置した。この配置後、ガラスパネルユニットを介して加温部から冷却部に伝えられた熱の流束をセンサで検出し、第1温度計で第1ガラス板の表面温度を測定し、第2温度計で第2ガラス板の表面温度を測定した。
<熱コンダクタンス>
各製造例のガラスパネルユニットの熱コンダクタンスを下記の手順で評価した。測定装置の高温部と低温部とがガラスパネルユニットにより仕切られた状態で、第1ガラス板の外面に第1温度計を配置し、第2ガラス板の外面に第2温度計及びセンサとを配置した。この配置後、ガラスパネルユニットを介して加温部から冷却部に伝えられた熱の流束をセンサで検出し、第1温度計で第1ガラス板の表面温度を測定し、第2温度計で第2ガラス板の表面温度を測定した。
そして、熱流束と、第1ガラス板の表面温度と、第2ガラス板の表面温度と、を下記式(1)に導入することで、ガラスパネルユニットの熱コンダクタンスを算出した。
Q=C(T1-T2) ・・・(1)
式(1)中、Qは熱流束(W/m2)を示し、T1は第1ガラス板の表面温度(K)を示し、T2は第2ガラス板の表面温度(K)を示し、Cは熱コンダクタンス(W/m2K)を示す。
Q=C(T1-T2) ・・・(1)
式(1)中、Qは熱流束(W/m2)を示し、T1は第1ガラス板の表面温度(K)を示し、T2は第2ガラス板の表面温度(K)を示し、Cは熱コンダクタンス(W/m2K)を示す。
図18Aに各製造例の熱コンダクタンスと、酸化セリウム(IV)(CeO2)の添加量との関係を示す。図18Aの結果から、製造例1~4の熱コンダクタンスは、製造例5~6の熱コンダクタンスよりも低くなる傾向が得られた。この傾向から、真空空間において、CeO2が二酸化炭素を吸着すると共に、銅イオン交換ゼオライトはCeO2から脱離した酸素だけでなく窒素及びメタン等のガスも吸着していると考えられた。これにより、銅イオン交換ゼオライトとCeO2とを併用することで、真空空間中のガスが残りにくいと考えられた。
また、図18Aの結果から、CeO2を添加することで熱コンダクタンスが低くなる傾向と、CeO2の添加量が小さくなるほど熱コンダクタンスが低くなる傾向とが得られた。これらの傾向から、CeO2から脱離する酸素の量を少なくでき、真空空間中のガスがさらに残りにくいと考えられた。
ここで、銅イオン交換ゼオライトの代わりに、水素イオン交換ゼオライト(HZSM-5)を使用した場合について説明する。水素イオン交換ゼオライトとは、水素イオン交換されたZSM-5型ゼオライトである。したがって、水素イオン交換ゼオライトは、ゼオライト構造に水素イオンを保持させた成分である。
図18Bは、図18Aと同様に、複合ゲッタ材におけるCeO2の添加量と、ガラスパネルユニットの熱コンダクタンスとの関係を示すグラフである。図18Bの結果が得られるガラスパネルユニットは、複合ゲッタ材が、銅イオン交換ゼオライトの代わりに、水素イオン交換ゼオライトを使用して作製されている。
対比製造例2は、製造例2において、酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、水素イオン交換ゼオライト(HZSM-5)粉末(90質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
対比製造例4は、製造例4において、酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、水素イオン交換ゼオライト(HZSM-5)粉末(50質量部)とを用いた以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
対比製造例5は、製造例5と同様に酸化セリウム(IV)粉末の量を100質量部にして、水素イオン交換ゼオライト(HZSM-5)粉末を用いなかった以外は、製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
対比製造例6は、製造例6において、水素イオン交換ゼオライト(HZSM-5)粉末の量を100質量部にして、酸化セリウム(IV)粉末を用いなかった以外は、製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
図18Aと図18Bとを対比すると、図18Aでは、製造例1~4のプロットにおけるCeO2の添加量付近で、熱コンダクタンスの極小値が現れている。一方、図18Bでは、比較製造例2及び4のプロットにおけるCeO2の添加量付近で、熱コンダクタンスの極小値が現れていない。
すなわち、銅イオン交換ゼオライトとCeO2とを混合して併用したゲッタ材は、水素イオン交換ゼオライトとCeO2とを混合して併用したゲッタ材と比較して、特異的な効果がある。すなわち、銅イオン交換ゼオライトとCeO2とを含むゲッタ材は、水素イオン交換ゼオライトとCeO2とを含むゲッタ材よりも、CeO2の添加量が少なくても、熱コンダクタンスが低いガラスパネルユニットが得られる。
<製造例B>
酸化セリウム(IV)粉末と銅イオン交換ゼオライト粉末の混合前に、下記の調整例1および調整例2のような処理をした以外は製造例Aと同様である。
酸化セリウム(IV)粉末と銅イオン交換ゼオライト粉末の混合前に、下記の調整例1および調整例2のような処理をした以外は製造例Aと同様である。
[調整例1]
チャンバ内に0.2gの銅イオン交換ゼオライト粉末(未加熱)を配置させた。この配置後、チャンバ内を排気させて真空空間にさせながら、銅イオン交換ゼオライト粉末を500℃で4時間加熱した。これにより、未加熱の銅イオン交換ゼオライト粉末が吸着していた成分を脱離させた。その後、チャンバ内を室温まで冷却させた。この冷却後、チャンバ内に窒素ガスを流し込んで、チャンバ内の気圧を大気圧にした。これにより、銅イオン交換ゼオライト粉末の熱処理物を得た。
チャンバ内に0.2gの銅イオン交換ゼオライト粉末(未加熱)を配置させた。この配置後、チャンバ内を排気させて真空空間にさせながら、銅イオン交換ゼオライト粉末を500℃で4時間加熱した。これにより、未加熱の銅イオン交換ゼオライト粉末が吸着していた成分を脱離させた。その後、チャンバ内を室温まで冷却させた。この冷却後、チャンバ内に窒素ガスを流し込んで、チャンバ内の気圧を大気圧にした。これにより、銅イオン交換ゼオライト粉末の熱処理物を得た。
[調整例2]
チャンバ内に0.1gの酸化セリウム(IV)粉末(未加熱)を配置させた。この配置後、チャンバ内を排気させて真空空間にさせながら、酸化セリウム(IV)粉末を500℃で2時間加熱した。これにより、酸化セリウム(IV)粉末から酸素を脱離させた。その後、チャンバ内を室温まで冷却させた。この冷却後、チャンバ内に二酸化炭素ガスを流し込んで、チャンバ内の気圧を大気圧にした。これにより、酸化セリウム(IV)粉末の熱処理物を得た。
チャンバ内に0.1gの酸化セリウム(IV)粉末(未加熱)を配置させた。この配置後、チャンバ内を排気させて真空空間にさせながら、酸化セリウム(IV)粉末を500℃で2時間加熱した。これにより、酸化セリウム(IV)粉末から酸素を脱離させた。その後、チャンバ内を室温まで冷却させた。この冷却後、チャンバ内に二酸化炭素ガスを流し込んで、チャンバ内の気圧を大気圧にした。これにより、酸化セリウム(IV)粉末の熱処理物を得た。
このようにゼオライト粉末または酸化セリウム(IV)粉末を事前に熱処理することで、複合ゲッタ材の吸着能力の改善および酸化セリウム粉末からの酸素脱離量低減がなされ、より吸着性能の高い複合ゲッタ材が得られた。
<製造例C>
製造例7~13は、酸化セリウム(IV)粉末と銅イオン交換ゼオライト粉末の合計量(製造例Aにおける「ゲッタ材の量」)を20mgへ変更した。また製造例10~13は、さらに、酸化セリウム(IV)および銅イオン交換ゼオライト粉末を塗布前に混合せず、同じ真空空間中の別々の離れた位置に配置されるようにした。これら以外は、製造例Aと同様である。
製造例7~13は、酸化セリウム(IV)粉末と銅イオン交換ゼオライト粉末の合計量(製造例Aにおける「ゲッタ材の量」)を20mgへ変更した。また製造例10~13は、さらに、酸化セリウム(IV)および銅イオン交換ゼオライト粉末を塗布前に混合せず、同じ真空空間中の別々の離れた位置に配置されるようにした。これら以外は、製造例Aと同様である。
[製造例7]
酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(90質量部)とを用い、合計量を20mgとした以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(90質量部)とを用い、合計量を20mgとした以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例8]
酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(85質量部)とを用いた以外は製造例7と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(85質量部)とを用いた以外は製造例7と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例9]
酸化セリウム(IV)粉末(25質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(75質量部)とを用いた以外は製造例7と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(25質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(75質量部)とを用いた以外は製造例7と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例10]
酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(90質量部)とを用い、これらの合計量を20mgとし、酸化セリウム(IV)粉末と水(40質量部)とを混合し、銅イオン交換ゼオライト粉末と水(360質量部)とを混合して2種類のゲッタペーストを作成した。各ゲッタペーストを同一真空空間内にそれぞれ異なる位置に塗布した以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(10質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(90質量部)とを用い、これらの合計量を20mgとし、酸化セリウム(IV)粉末と水(40質量部)とを混合し、銅イオン交換ゼオライト粉末と水(360質量部)とを混合して2種類のゲッタペーストを作成した。各ゲッタペーストを同一真空空間内にそれぞれ異なる位置に塗布した以外は製造例1と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例11]
酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(85質量部)とを用いた以外は製造例10と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(85質量部)とを用いた以外は製造例10と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例12]
酸化セリウム(IV)粉末(25質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(75質量部)とを用いた以外は製造例10と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(25質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(75質量部)とを用いた以外は製造例10と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例13]
酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(50質量部)とを用いた以外は製造例10と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(50質量部)とを用いた以外は製造例10と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
{評価}
<熱コンダクタンス>
製造例Aと同様の方法で熱コンダクタンスを測定した。図19に結果を示す。
<熱コンダクタンス>
製造例Aと同様の方法で熱コンダクタンスを測定した。図19に結果を示す。
製造例7、8、9を見ると、酸化セリウムの濃度が10wt%以上25wt%以下において、濃度が上がるとともに熱コンダクタンスが上昇している。一方、製造例10、11、12を見ると、酸化セリウムの濃度10wt%以上25wt%以下において熱コンダクタンスは濃度上昇とともに低下している。これは、CeO2からの脱離酸素がCu-ZSM5に影響することを抑制したためであると考えられる。
また、製造例13のように、酸化セリウムの濃度50wt%になると別塗布の場合でも熱コンダクタンスが上昇している。これは、酸化セリウムと銅イオン交換ゼオライトとを別々に塗布しているとはいえ、酸化セリウムと銅イオン交換ゼオライトとが同じ真空空間内にあるので、Cu-ZSM5がCeO2からの酸素脱離の影響を受けてしまうためであると考えられる。またこれに加え、CeO2濃度を上げることで、結果として、通常では吸着が難しい窒素やメタンを吸着できるCu-ZSM5の量が減ってしまったためであると考えられる。
なお、20mgのCu-ZSM5単体の場合、熱コンダクタンス値は20W/m2K程度になる。このため、混合塗布の場合でもCeO2混合の効果は大きく得られることが分かる。別塗布の場合、CeO2からの脱離酸素の影響を受けにくいという大きなメリットがある反面、塗布工程の時間が長くなってしまう、ガス吸着体が外観上目立ちやすい、といったデメリットもある。このため、製造工程や製品特性を考慮した上で、混合塗布、別塗布のうち望ましい方を選択すればよい。
<製造例D>
酸化セリウム(IV)粉末に異なる還元温度のものを用いることと、酸化セリウム粉末の混合量が異なること以外は、製造例8と同様である。なお、製造例14及び15は、金属担持の酸化セリウム(IV)粉末を使用している。製造例16及び17は、製造例14及び15より金属担持物質の濃度を小さくした酸化セリウム(IV)粉末を使用している。製造例18及び19は、金属担持なしの酸化セリウム(IV)粉末を使用している。
酸化セリウム(IV)粉末に異なる還元温度のものを用いることと、酸化セリウム粉末の混合量が異なること以外は、製造例8と同様である。なお、製造例14及び15は、金属担持の酸化セリウム(IV)粉末を使用している。製造例16及び17は、製造例14及び15より金属担持物質の濃度を小さくした酸化セリウム(IV)粉末を使用している。製造例18及び19は、金属担持なしの酸化セリウム(IV)粉末を使用している。
[製造例14]
還元温度が200℃の酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)を用いた以外は製造例7と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
還元温度が200℃の酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)を用いた以外は製造例7と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例15]
還元温度が200℃の酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(85質量部)とを用い、合計27mgとした以外は製造例14と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
還元温度が200℃の酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)と、銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)粉末(85質量部)とを用い、合計27mgとした以外は製造例14と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例16]
還元温度が550℃の酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)を用いた以外は製造例14と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
還元温度が550℃の酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)を用いた以外は製造例14と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例17]
還元温度が550℃の酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)を用いた以外は製造例15と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
還元温度が550℃の酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)を用いた以外は製造例15と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例18]
還元温度が650℃を超える酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)を用いた以外は製造例14と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
還元温度が650℃を超える酸化セリウム(IV)粉末(15質量部)を用いた以外は製造例14と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
[製造例19]
還元温度が650℃を超える酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)を用いた以外は製造例15と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
還元温度が650℃を超える酸化セリウム(IV)粉末(50質量部)を用いた以外は製造例15と同様にしてガラスパネルユニットを作製した。
{評価}
<還元温度>
還元温度は昇温脱離ガス分析にて酸素放出の立ち上がりを調べることで決定した。超高真空下において、昇温速度を30℃/minとし、サンプル温度が650℃となるまで測定した。サンプル温度は、サンプルを直径1cmのカーボンシートに挟んだ上で、下から赤外線で加熱し、カーボンシートの上から熱電対を当てることで測定した。測定結果を酸素放出カーブとして図20に示す。なお、O2の放出量の測定装置は、電子科学社製の昇温脱離分析装置TDS1200IIを用いた。図20のグラフの縦軸は、各温度の時点でのO2のイオン電流値を、単位時間当たりのO2放出量として記した。なお、縦軸の最大値は8E-10[A]である。
<還元温度>
還元温度は昇温脱離ガス分析にて酸素放出の立ち上がりを調べることで決定した。超高真空下において、昇温速度を30℃/minとし、サンプル温度が650℃となるまで測定した。サンプル温度は、サンプルを直径1cmのカーボンシートに挟んだ上で、下から赤外線で加熱し、カーボンシートの上から熱電対を当てることで測定した。測定結果を酸素放出カーブとして図20に示す。なお、O2の放出量の測定装置は、電子科学社製の昇温脱離分析装置TDS1200IIを用いた。図20のグラフの縦軸は、各温度の時点でのO2のイオン電流値を、単位時間当たりのO2放出量として記した。なお、縦軸の最大値は8E-10[A]である。
<酸化セリウム増量テスト>
それぞれの製造例について、製造例Aと同様の方法で熱コンダクタンスを測定した。図21に、15質量部の酸化セリウム粉末を用いた場合の熱コンダクタンスを1として、熱コンダクタンスの比を示した。
それぞれの製造例について、製造例Aと同様の方法で熱コンダクタンスを測定した。図21に、15質量部の酸化セリウム粉末を用いた場合の熱コンダクタンスを1として、熱コンダクタンスの比を示した。
還元温度が200℃の酸化セリウム粉末の場合、酸化セリウム量を増やすことで熱コンダクタンスが上昇している。また、還元温度が550℃の酸化セリウム粉末の場合、酸化セリウム量を増やすことで熱コンダクタンスはほぼ変化がないものの微増している。一方、還元温度が650℃を超える酸化セリウム粉末の場合、熱コンダクタンス値は低下している。これは、Cu-ZSM5の酸化銅が酸素を放出し始める温度が250℃程度からであり、還元された銅イオンサイトに窒素やメタン等の難吸着性ガスを吸着することと関係している。
200℃から還元が始まる製造例14、15の酸化セリウム粉末では、200℃から酸素が放出されてしまうため、Cu-ZSM5の酸化銅の還元を大きく阻害してしまう。550℃で還元される酸化セリウム粉末の場合、単体では250℃で放出される酸素はほとんどないが、Cu-ZSM5の還元作用でわずかに酸素を放出し、やはりCu-ZSM5の酸化銅の還元をわずかに阻害する。650℃より高い温度でも還元されない酸化セリウムの場合、酸素を脱離させるエネルギーが高いため、Cu-ZSM5と混合しても還元されず、Cu-ZSM5に悪影響を与えない。その結果、酸化セリウムを増やすことで純粋にCO2吸着量を増やすことができ、Cu-ZSM5の吸着サイトがCO2で埋まってしまうことを防ぎ、その分だけ窒素やメタンの吸着量を高く保つことができる。このため、Cu-ZSM5に悪影響を与えないためには、還元温度は250℃以上が望ましく、さらには550℃以上であることが特に望ましい。
なお、図20において、酸素放出開始温度(還元が始まる温度)は酸素放出カーブの立ち上がり(傾きが正になる)位置での温度である。また、200℃以下のピーク(最大点)は物理吸着による微量の酸素放出と考えられる。また250℃(または300℃、500℃、550℃)での酸素放出カーブの傾きが負になっている。したがって、酸素放出開始温度は、300℃以上、500℃以上、550℃以上がより望ましい。
Cu-ZSM5に悪影響を与えない酸化セリウムが有用な理由は主に3つある。
1つ目は、Cu-ZSM5の吸着能力を悪化させないので、トータルの吸着能力が高くなりやすいことである。例えば、還元温度200℃の酸化セリウム粉末を用いた製造例15の熱コンダクタンスは3.8W/m2Kである。還元温度550℃の酸化セリウム粉末を用いた製造例17の熱コンダクタンスは1.3W/m2Kである。還元温度650℃以上の酸化セリウム粉末を用いた製造例19の熱コンダクタンスは1.0W/m2Kである。
2つ目は、酸化セリウム濃度の精度条件が緩和される点である。酸化セリウム濃度が少し高くなってしまったために熱コンダクタンスが大幅に悪化するような場合は、濃度調整に精密さが求められる。
3つ目は、CO2吸着能力を自由に設計できることである。例えば、真空断熱ガラスに紫外線が照射されると、CO2が多く放出される場合がある。これを見越して酸化セリウム粉末の量のみ多くできれば、ガス吸着体の全体量はそれほど増やさなくてもよい。一方、酸化セリウムがCu-ZSM5に悪影響を与えている場合、濃度を増やせないので、酸化セリウムとCu-ZSM5の両方を同じ比率で増やす必要があり、ガス吸着体の全体量が余計に増えることがある。
酸化セリウム粉末の還元温度の調整は、添加物の種類と量、細孔分布、粒子径などに影響を受ける。一般に金属や希土類等の添加、細孔径分布の微細化等で酸化セリウム粉末の二酸化炭素吸着能力は高まるが、反対に還元温度は低下する傾向にある。このため、還元温度が250℃以上となるように、二酸化炭素吸着能力を適切に調整することが望ましい。
また、還元温度250℃以下または550℃以下の酸化セリウム粉末を微量のみ、例えば10%以下、さらに望ましくは5%以下のみ混合し、それに加えてさらに還元温度の高い別の酸化セリウム粉末を加える。このことで、よりCu-ZSM5への悪影響を抑制した上で、より自由度高く二酸化炭素吸着能力を設計できる。この場合、還元温度の異なる2種類の酸化セリウム粉末のうち、還元温度の低い酸化セリウム粉末の割合が還元温度の高い酸化セリウム粉末より小さくなっていることが望ましい。
(変形例)
本開示の実施形態は、第1~4実施形態に限定されない。第1~4実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、第1~4実施形態の変形例を列挙する。なお、以下の説明において、第1~4実施形態を基本例とする。
本開示の実施形態は、第1~4実施形態に限定されない。第1~4実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、第1~4実施形態の変形例を列挙する。なお、以下の説明において、第1~4実施形態を基本例とする。
基本例では、第1及び第2ガラス板200、300のうち、第1ガラス板200だけが低放射膜220を備えているが、変形例では第2ガラス板300も低放射膜を備えてもよい。すなわち、第1及び第2ガラス板200、300の両方が低放射膜を備えてもよい。このため、第1及び第2ガラス板20、30の両方も低放射膜を備えてもよい。
基本例では、第1及び第2ガラス板200、300のうち、第1ガラス板200は低放射膜220を備え、第2ガラス板300は低放射膜を備えていない。しかし、変形例では第2ガラス板300が低放射膜を備え、第1ガラス板200が低放射膜220を備えなくてもよい。このため、変形例のガラスパネルユニット10でも、第2ガラス板30が低放射膜を備え、第1ガラス板20が低放射膜220を備えなくてもよい。
基本例では、排気工程は第1溶融工程後に開始しているが、変形例では、第1溶融時間tm1が経過した後で、かつ溶融炉内の温度が第1軟化点よりも低ければ、排気工程は第1溶融工程の途中で開始してもよい。
基本例では、排気工程は第2溶融工程の終了とともに終了しているが、変形例では、排気工程は、第1溶融工程の後に開始し、第2溶融工程の前に終了してもよい。
基本例では、ガラスパネルユニット10は矩形状であるが、変形例では、ガラスパネルユニット10は、円形状や多角形状など所望の形状であってもよい。つまり、第1ガラス板20、及び第2ガラス板30は、矩形状ではなく、円形状や多角形状など所望の形状であってもよい。
第1及び第2ガラス板20,30は同じ平面形状および平面サイズを有していなくてもよい。また、第1ガラス板20は、第2ガラス板30と同じ厚みを有していなくてもよい。これらの点は、第1及び第2ガラス板200,300についても同様である。
周壁410は、第1及び第2ガラス板200,300と同じ平面形状を有していなくてもよい。
周壁410は、芯材等の他の要素をさらに備えていてもよい。
また、組立て品100では、周壁410は第1及び第2ガラス板200,300の間にあるだけでこれらを接合していない。しかしながら、組立て品100の段階で、周壁410が第1及び第2ガラス板200,300同士を接合していてもよい。要するに、組立て品100では、周壁410は第1及び第2ガラス板200,300の間にあればよく、これらを接合していることは必須ではない。
また、基本例では、仕切り420は、周壁410に接していない。これによって、仕切り420の両端と周壁410との隙間が、通気路610,620を形成している。ただし、仕切り420は、その両端の一方のみが周壁410に連結されていてもよく、この場合、仕切り420と周壁410との間に一つの通気路600が形成されうる。あるいは、仕切り420は、その両端が周壁410に連結されていてもよい。この場合、通気路600は、仕切り420に形成された貫通孔であってもよい。あるいは、通気路600は、仕切り420と第1ガラス板200と間の隙間であってもよい。あるいは、仕切り420は、間隔をあけて配置された2以上の仕切りで形成されていてもよい。この場合、通気路600は、2以上の仕切りの間に介在する隙間であってもよい。
基本例では、通気路600は2つの通気路610,620を備えているが、通気路600は、一つの通気路だけで構成されていてもよいし、3以上の通気路で構成されていてもよい。また、通気路600の形状は、特に限定されない。
また、基本例では、内部空間500は、一つの第1空間510と一つの第2空間520とに仕切られている。ただし、内部空間500は、仕切り420によって、1以上の第1空間510と1以上の第2空間520とに仕切られていてもよい。内部空間500が2以上の第1空間510を有する場合、1つの仕掛り品110から2以上のガラスパネルユニット10を得ることができる。
基本例では、第1空間510を真空空間50としているが、真空空間50の代わりに、減圧空間としてもよい。減圧空間は、減圧状態となった第1空間510である。減圧状態とは、圧力が大気圧より低い状態であればよい。
基本例では、堰部材47の形状は、C字状であるが、一部が切り欠かれた多角形の環状であってもよい。また、堰部材はなくてもよい。
基本例では、隔壁42又は孔封止材43で真空空間50を外部空間から空間的に分離している。しかし変形例では、排気口700に接続された排気管の途中を溶融切断することで形成される封止部により真空空間50を外部空間から空間的に分離してもよい。すなわち、真空空間50を外部空間から空間的に分離する部材として、隔壁42又は孔封止材43は必須ではない。
また、排気口700は第1ガラス板または第2ガラス板に形成されている場合に限定されず、例えば、第1ガラス板200と第2ガラス板300の間にある周壁410に形成されていても良い。また、排気口700からガスを排気する際には、必ずしも排気管を接続する必要はなく、例えば、真空チャンバ内に封止前のガラスパネルユニット10の組立て品100を入れ、真空チャンバ全体を真空排気することで、周壁410の隙間からガラスパネルユニット10内部を排気して真空空間50を形成し、その後、周壁410を加熱することで封止してもよい。
(まとめ)
上記基本例及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
上記基本例及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
第1態様は、ガラスパネルユニット(10;10A)であって、第1ガラス板(20)と、第2ガラス板(30)と、枠体(40)と、真空空間(50)と、ガス吸着体(60)とを備える。第2ガラス板(30)は、第1ガラス板(20)に対向する。枠体(40)は、第1ガラス板(20)と第2ガラス板(30)とを気密に接合する。真空空間(50)は、第1ガラス板(20)と、第2ガラス板(30)と、枠体(40)とで囲まれる。ガス吸着体(60)は、真空空間(50)内に配置される。ガス吸着体(60)は、少なくとも、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、有している。
第1態様によれば、ガス吸着体(60)がゼオライトからなる粒子とセリウム化合物からなる粒子とを含有することで、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。
第2態様は、第1態様のガラスパネルユニット(10;10A)であって、前記セリウム化合物の割合は、ガス吸着体(60)が有するゲッタ材の全質量に対して、50質量%以下である。
第2態様によれば、セリウム化合物から酸素が脱離する量を少なくできるため、この酸素が封止工程後の真空空間(50)内に残りにくくなる。
第3態様は、第1又は第2態様のガラスパネルユニット(10;10A)であって、前記ガス吸着体(60)は、前記ゼオライトを前記セリウム化合物よりも多く含有する。
第3態様によれば、セリウム化合物から酸素が脱離する量を少なくできるため、この酸素が封止工程後の真空空間(50)内に残りにくくなる。
第4態様は、第1~第3態様のいずれか1つのガラスパネルユニット(10;10A)であって、前記ゼオライトは、銅イオン交換ゼオライトを含む。
第4態様によれば、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。
第5態様は、第1~第4態様のいずれか1つのガラスパネルユニット(10;10A)であって、前記セリウム化合物が酸化セリウムであり、前記セリウム化合物からなる粒子は、30℃/minで昇温したときの昇温脱離ガス分析において、酸素放出量が最大点となる温度を持つ酸素放出カーブを示す。前記酸素放出カーブは、前記酸素放出カーブの前記最大点が200℃以下であるか、または、前記酸素放出カーブの前記最大点が250℃以上であり、かつ酸素放出開始温度が250℃以上である。
第5態様によれば、前記ゼオライトと前記セリウム化合物とを含有するガス吸着体(60)であっても、前記ゼオライトと前記セリウム化合物の各々のガス吸着性能に影響が生じにくい。
第6態様は、第1~第5態様のいずれか1つのガラスパネルユニット(10;10A)であって、ガス吸着体(60)は、前記ゼオライトからなる粒子と、前記セリウム化合物からなる粒子と、の混合物を有している。
第6態様によれば、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。
第7態様は、第1~第5態様のいずれか1つのガラスパネルユニット(10;10A)であって、ガス吸着体(60)は、前記ゼオライトからなる粒子を含有する第1のガス吸着体(61、601)と、前記セリウム化合物からなる粒子を含有する第2のガス吸着体(62、602)と、を有している。第1のガス吸着体(61,601)と第2のガス吸着体(62、602)とは、それぞれ、真空空間(50)内に別々に配置されている。
第7態様によれば、第1のガス吸着体(61、601)がゼオライトを含有し、第2のガス吸着体(62、602)がセリウム化合物を含有することで、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。またゼオライトを含有する第1のガス吸着体(61、601)と、セリウム化合物を含有する第2のガス吸着体(62、602)とを別々に形成することで、ゼオライト及びセリウム化合物の各々が互いのガス吸着性能に影響を与えにくくなる。しかも第1のガス吸着体(61、601)と第2のガス吸着体(62、602)との配置位置の自由度が増し、デザイン性に優れる。
第8態様は、第7態様のガラスパネルユニット(10;10A)であって、第1のガス吸着体(61、601)と第2のガス吸着体(62、602)とは、離れて配置されている。
第8態様によれば、ゼオライト及びセリウム化合物の各々が互いのガス吸着性能に影響を与えにくくなる。
第9態様は、第7又は第8の態様のガラスパネルユニット(10;10A)であって、第1のガス吸着体(61,601)及び第2のガス吸着体(62,602)のいずれか一方が、第1ガラス板(20)及び第2ガラス板(30)の少なくとも一方の全面に配置されている。第1のガス吸着体(61,601)及び第2のガス吸着体(62,602)のいずれか他方が、第1ガラス板(20)及び第2ガラス板(30)の少なくとも一方の外周に沿って配置されている。
第9態様によれば、第1のガス吸着体(61、601)と第2のガス吸着体(62、602)との配置位置の自由度が増し、デザイン性に優れる。
第10態様は、第1~第9態様のガラスパネルユニット(10)であって、第1ガラス板(20)及び第2ガラス板(30)に排気口(700)を備えない。
第10態様によれば、ガス吸着体(60)がゼオライトとセリウム化合物とを含有することで、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。また排気口(700)による外観の低下を低減することができる。
第11態様は、複合ゲッタ材であって、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を含有する。
第11態様によれば、複合ゲッタ材が真空空間(50)内に配置された場合、この真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。
第12態様は、第11態様の複合ゲッタ材であって、前記セリウム化合物の割合は、前記複合ゲッタ材の質量に対して、50質量%以下である。
第12態様によれば、複合ゲッタ材が真空空間(50)内に配置された場合に、セリウム化合物から酸素が脱離する量を少なくできるため、この酸素が真空空間(50)内に残りにくくなる。
第13態様は、ゲッタペーストであって、第11又は第12態様の複合ゲッタ材と溶媒との混合物である。
第13態様によれば、ゲッタペーストでは溶媒が、前記ゼオライトからなる粒子及び前記セリウム化合物からなる粒子を覆うようにして存在するため、前記ゼオライトからなる粒子及び前記セリウム化合物からなる粒子は空気と接しにくくなる。これにより、前記ゼオライトからなる粒子及び前記セリウム化合物からなる粒子は空気を吸着しにくくなる。したがって、ゲッタペーストの保存が容易になる。また、溶媒が水の場合、アルコールやテルピネオールなどの有機溶媒を用いる場合と比べて、ゼオライト、特に銅イオン交換ゼオライト(Cu-ZSM5)に脱離しにくい有機成分が残留しない。このため、排気工程での温度が低くてもゼオライトから十分にガスを脱離させることができ、高い吸着性能を得られる。
第14態様は、ガラスパネルユニット(10;10A)の製造方法であって、加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含む。前記加工工程は、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を含有する複合ゲッタ材を得る複合ゲッタ材作製工程を含む。前記組立工程は、組立て品(100;101)を用意する工程である。前記組立て品(100;101)は、第1ガラス板(200;20)と、第2ガラス板(300;30)と、枠状の周壁(410)と、内部空間(500)と、ガス吸着体(60)と、排気口(700)とを備える。第2ガラス板(300;30)は、第1ガラス板(200;20)に対向する。周壁(410)は、第1ガラス板(200;20)と第2ガラス板(300;30)との間にある。内部空間(500)は、第1ガラス板(200;20)と、第2ガラス板(300;30)と、周壁(410)とで囲まれる。ガス吸着体(60)は、内部空間(500)内に配置され、かつ前記複合ゲッタ材を含有する。排気口(700)は、前記内部空間(500)と外部空間とをつなぐ。前記接合工程は、周壁(410)を溶融させて第1ガラス板(200;20)と第2ガラス板(300;30)とを気密に接合させる工程である。前記排気工程は、排気口(700)を介して内部空間(500)を排気して真空空間(50)とする工程である。
第14態様によれば、ガス吸着体(60)がゼオライトとセリウム化合物とを含有することで、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。
第15態様は、第14態様のガラスパネルユニット(10;10A)の製造方法であって、前記加工工程は、前記複合ゲッタ材と溶媒とを混合してゲッタペーストを得る混合工程をさらに含む。
第15態様によれば、溶媒が前記ゼオライトからなる粒子及び前記セリウム化合物からなる粒子を覆うようにして存在するため、前記ゼオライトからなる粒子及び前記セリウム化合物からなる粒子は空気と接しにくくなる。これにより、ゲッタ材は空気を吸着しにくくなる。したがって、ゲッタペーストの保存が容易となり、ガラスパネルユニット(10、10A)を製造する際の煩雑性を軽減できる。
第16態様は、ガラスパネルユニット(10;10A)の製造方法であって、加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含む。前記加工工程は、ゼオライトからなる粒子を含有する第1のゲッタペーストと、セリウム化合物からなる粒子を含有する第2のゲッタペーストと、をそれぞれ得るゲッタペースト作製工程を含む。前記組立工程は、組立て品(100;101)を用意する工程である。前記組立て品(100;101)は、第1ガラス板(200;20)と、第2ガラス板(300;30)と、枠状の周壁(410)と、内部空間(500)と、ガス吸着体(60)と、排気口(700)とを備える。第2ガラス板(300;30)は、第1ガラス板(200;20)に対向する。周壁(410)は、第1ガラス板(200;20)と第2ガラス板(300;30)との間にある。内部空間(500)は、第1ガラス板(200;20)と、第2ガラス板(300;30)と、周壁(410)とで囲まれる。第1のガス吸着体(61;601)は、内部空間(500)内に配置され、かつ前記第1のゲッタペーストから形成される。第2のガス吸着体(62;602)は、内部空間(500)内に配置され、かつ前記第2のゲッタペーストから形成される。排気口(700)は、前記内部空間(500)と外部空間とをつなぐ。前記接合工程は、周壁(410)を溶融させて第1ガラス板(200;20)と第2ガラス板(300;30)とを気密に接合させる工程である。前記排気工程は、排気口(700)を介して内部空間(500)を排気して真空空間(50)とする工程である。
第16態様によれば、第1のガス吸着体(61;601)がゼオライトを含有し、第2のガス吸着体(62;602)がセリウム化合物を含有することで、真空空間(50)内にガスが残りにくくすることができる。またゼオライトを含有する第1のガス吸着体(61;601)と、セリウム化合物を含有する第2のガス吸着体(62;602)とを別々に形成することで、ゼオライト及びセリウム化合物の各々が互いのガス吸着性能に影響を与えにくくなる。しかも第1のガス吸着体(61;601)と第2のガス吸着体(62;602)との配置位置の自由度が増し、デザイン性に優れる。
第17態様は、第15又は第16態様のガラスパネルユニット(10;10A)の製造方法であって、前記組立工程は、前記各ゲッタペーストを乾燥させて各ガス吸着体(60;61;601;62;602)を得る乾燥工程を含む。
第17態様によれば、前記各ゲッタペーストを乾燥させることで各ガス吸着体(60;61;601;62;602)のガス吸着性を回復させることができる。
第18態様は、第14~第17態様のいずれか1つのガラスパネルユニット(10;10A)であって、周壁(410)は、有機バインダ及び有機溶剤のうちの一方または両方を含有する。
第18態様によれば、封止工程後に有機バインダに由来するガスが真空空間(50)に放出されても、このガスをガス吸着体(60)が吸着することにより、真空空間(50)内にガスが残りにくくなる。
第19態様は、ゲッタペーストをディスペンサでガラスパネル内側の外周付近に塗布するか、あるいはスプレー塗布機等の装置で散布する。
第19態様によれば、ゲッタ材が目立たず外観に優れるガラスパネルを実現できる。
10 ガラスパネルユニット
10A ガラスパネルユニット
100 組立て品
101 組立て品
20 第1ガラス板
200 第1ガラス板(第1ガラス基板)
30 第2ガラス板
300 第2ガラス板(第2ガラス基板)
40 枠体
50 真空空間
60 ガス吸着体
61 第1のガス吸着体
62 第2のガス吸着体
410 周壁
500 内部空間
700 排気口
10A ガラスパネルユニット
100 組立て品
101 組立て品
20 第1ガラス板
200 第1ガラス板(第1ガラス基板)
30 第2ガラス板
300 第2ガラス板(第2ガラス基板)
40 枠体
50 真空空間
60 ガス吸着体
61 第1のガス吸着体
62 第2のガス吸着体
410 周壁
500 内部空間
700 排気口
Claims (18)
- 第1ガラス板と、
前記第1ガラス板に対向する第2ガラス板と、
前記第1ガラス板と前記第2ガラス板とを気密に接合する枠体と、
前記第1ガラス板と、前記第2ガラス板と、前記枠体とで囲まれた真空空間と、
前記真空空間内に配置されたガス吸着体と、
を備え、
前記ガス吸着体は、少なくとも、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、有している、
ガラスパネルユニット。 - 前記セリウム化合物の割合は、前記ガス吸着体が有するゲッタ材の全質量に対して、50質量%以下である、
請求項1に記載のガラスパネルユニット。 - 前記ガス吸着体は、前記ゼオライトを前記セリウム化合物よりも多く有する、
請求項1又は2に記載のガラスパネルユニット。 - 前記ゼオライトは、銅イオン交換ゼオライトを含む、
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。 - 前記セリウム化合物が酸化セリウムであり、
前記セリウム化合物からなる粒子は、30℃/minで昇温したときの昇温脱離ガス分析において、酸素放出量が最大点となる温度を持つ酸素放出カーブを示し、
前記酸素放出カーブは、
前記酸素放出カーブの前記最大点が200℃以下であるか、または、
前記酸素放出カーブの前記最大点が250℃以上であり、かつ酸素放出開始温度が250℃以上である、
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。 - 前記ガス吸着体は、前記ゼオライトからなる粒子と、前記セリウム化合物からなる粒子と、の混合物を有している、
請求項1~5のいずれか1項に記載のガラスパネルユニット。 - 前記ガス吸着体は、前記ゼオライトからなる粒子を含有する第1のガス吸着体と、前記セリウム化合物からなる粒子を含有する第2のガス吸着体と、を有し、
前記第1のガス吸着体と前記第2のガス吸着体とは、それぞれ、前記真空空間内に別々に配置されている、
請求項1~5のいずれか1項に記載のガラスパネルユニット。 - 前記第1のガス吸着体と前記第2のガス吸着体とは、離れて配置されている、
請求項7に記載のガラスパネルユニット。 - 前記第1のガス吸着体及び前記第2のガス吸着体のいずれか一方が、前記第1のガラス板及び第2のガラス板の少なくとも一方の全面に配置されており、
前記第1のガス吸着体及び前記第2のガス吸着体のいずれか他方が、前記第1のガラス板及び第2のガラス板の少なくとも一方の外周に沿って配置されている、
請求項7又は8に記載のガラスパネルユニット。 - 前記第1ガラス板及び前記第2ガラス板に排気口を備えない、
請求項1~9のいずれか1項に記載のガラスパネルユニット。 - 少なくとも、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を含有する、
複合ゲッタ材。 - 前記セリウム化合物の割合は、前記複合ゲッタ材の質量に対して、50質量%以下である、
請求項11に記載の複合ゲッタ材。 - 請求項11又は12に記載の複合ゲッタ材と溶媒との混合物である、
ゲッタペースト。 - 加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含み、
前記加工工程は、ゼオライトからなる粒子と、セリウム化合物からなる粒子と、を含有する複合ゲッタ材を得る複合ゲッタ材作製工程を含み、
前記組立工程は、組立て品を用意する工程であり、
前記組立て品は、
第1ガラス板と、
前記第1ガラス板に対向する第2ガラス板と、
前記第1ガラス板と前記第2ガラス板との間にある枠状の周壁と、
前記第1ガラス板と、前記第2ガラス板と、前記周壁とで囲まれた内部空間と、
前記内部空間内に配置され、かつ前記複合ゲッタ材を含有するガス吸着体と、
前記内部空間と外部空間とをつなぐ排気口とを備え、
前記接合工程は、前記周壁を溶融させて前記第1ガラス板と前記第2ガラス板とを気密に接合させる工程であり、
前記排気工程は、前記排気口を介して前記内部空間を排気して真空空間とする工程である、
ガラスパネルユニットの製造方法。 - 前記加工工程は、前記複合ゲッタ材と溶媒とを混合してゲッタペーストを得る混合工程をさらに含む、
請求項14に記載のガラスパネルユニットの製造方法。 - 加工工程と、組立工程と、接合工程と、排気工程とを含み、
前記加工工程は、ゼオライトからなる粒子を含有する第1のゲッタペーストと、セリウム化合物からなる粒子を含有する第2のゲッタペーストと、をそれぞれ得るゲッタペースト作製工程を含み、
前記組立工程は、組立て品を用意する工程であり、
前記組立て品は、
第1ガラス板と、
前記第1ガラス板に対向する第2ガラス板と、
前記第1ガラス板と前記第2ガラス板との間にある枠状の周壁と、
前記第1ガラス板と、前記第2ガラス板と、前記周壁とで囲まれた内部空間と、
前記内部空間内に配置され、かつ前記第1のゲッタペーストから形成される第1のガス吸着体と、
前記内部空間内に配置され、かつ前記第2のゲッタペーストから形成される第2のガス吸着体と、
前記内部空間と外部空間とをつなぐ排気口とを備え、
前記接合工程は、前記周壁を溶融させて前記第1ガラス板と前記第2ガラス板とを気密に接合させる工程であり、
前記排気工程は、前記排気口を介して前記内部空間を排気して真空空間とする工程である、
ガラスパネルユニットの製造方法。 - 前記組立工程は、前記各ゲッタペーストを乾燥させて前記各ガス吸着体を得る乾燥工程を含む、
請求項15又は16に記載のガラスパネルユニットの製造方法。 - 前記周壁は、有機バインダ及び有機溶剤のうちの一方または両方を含有する、
請求項14~17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。
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