玻璃面板及其形成方法 【技术领域】
本发明涉及与通常的玻璃板相比隔热性能得到提高的玻璃面板及其形成方法。更具体地说就是，涉及一对玻璃板之间设置有多个隔垫，并且上述两块玻璃板的整个外周部之间设有外周密封部，上述一对玻璃板中的某一方的玻璃板上设有对两块玻璃板之间的空隙部进行减压密封的抽气部这样一种玻璃面板，涉及对上述玻璃面板从上述抽气部抽出上述空隙部内的气体后将上述抽气部密封的玻璃面板形成方法。
背景技术
现有的这种玻璃面板如图23和图24所示，其抽气部3这样构成，即在上述一方的玻璃板1A上形成的抽气口1a上呈连通状态固定有玻璃管21，通过加热熔化该玻璃管21的突出端部21a可自由地进行密封。
这种玻璃面板的形成方法如图23所示，将玻璃管21呈连通状态固定在上述抽气口1a上，经该玻璃管21进行抽气而将上述空隙部V减压，并如图24所示，加热熔化上述突出端部21a将玻璃管端部的开口部密封。
但是，按照上述现有的玻璃面板以及玻璃面板形成方法，作为抽气部3，在上述一方的玻璃板1A表面上呈突出状残留有玻璃管21，故其美观性难免不受到影响。而且，其它物品容易磕碰该玻璃管21，若有较大外力作用于上述玻璃管21导致抽气部3破损，将破坏空隙部V的减压状态，作为玻璃面板其隔热性能将降低。
若为保护玻璃管21的突出部分而罩上保护帽，则将进一步影响美观性。
为此，本发明的目的在于提供一种克服了现有技术存在的上述缺点、可避免其它物品磕碰抽气部、对美观性地影响较小的玻璃面板及其形成方法。
发明的公开
本发明的玻璃面板及其形成方法的构成特征如下所述。
权利要求1所涉及的玻璃面板如图2、图16～图20所示，属于在一对玻璃板之间设置有多个隔垫，同时在上述两块玻璃板的整个外周部之间设有外周密封部，上述一对玻璃板中某一方的玻璃板上设有用来对两块玻璃板之间的空隙部进行减压密封的抽气部这样一种玻璃面板。
特别是，上述抽气部如下构成：在一方的玻璃板上设置有抽气口，将该抽气口由沿上述玻璃板的板面放置的封闭板覆盖。并且，上述玻璃板与上述封闭板通过设置在该玻璃板与封闭板之间的粘接部成为一体。
按照本结构，上述封闭板能够以向一方的玻璃板表面突出的突出量极小的状态将抽气部密封。因此，与现有技术相比，较容易避免其它物品磕碰或刮碰抽气部而损坏抽气部的情况发生。
因而，玻璃面板的操作自由度得到提高，并且，隔热性能容易得到保持。而且，自玻璃板表面突出的突出量可以做得较小，故抽气部并不醒目，作为玻璃面板较容易避免其美观性降低。
权利要求2所涉及的本发明如图2所示，上述粘接部由具有熔点低于玻璃板的软化点、且高于上述玻璃板的使用环境温度的温度范围内的粘接部件所构成，并且，上述封闭板以熔点高于上述粘接部的封闭部件构成。
按照本结构，除了具有权利要求1之发明的作用效果之外，还具有如下效果。
即，是在上述抽气口上重叠有粘接部件与封闭部件的状态下升高上述抽气部的环境温度，上述粘接部件熔化后降低上述环境温度的，因此，可利用粘接部件的凝固而将上述封闭部件与一方的玻璃板二者呈致密状态结合成一体。
因此，作为上述粘接工序，无论是在大气压环境下还是减压环境下，只要对上述抽气部的温度加以控制即可进行实施，提高了其作业环境的可选择性，能够适应在各种环境下采用各种玻璃面板制造方法。
权利要求3所涉及的玻璃面板如图16和图17所示，在上述玻璃板与上述封闭板之间设置有环状金属板，并且，上述粘接部由成一体地设置在上述抽气口周缘的玻璃板表面与上述环状金属板之间的低熔点玻璃烧结层、以及成一体地设置在上述环状金属板与上述封闭板之间的焊料层构成。
按照本结构，除了具有权利要求1之发明的效果之外，还具有如下效果。
例如，能够采取在大气压环境下形成由低熔点玻璃烧结层构成的粘接部、在减压环境下形成由焊料层构成的粘接部这样一种抽气部的密封方法。
即，虽然低熔点玻璃烧结层可以通过低熔点玻璃的烧结而形成，但对于减压环境下进行升温的场合，存在着从低熔点玻璃产生气体使得两块玻璃板之间的密闭性能变差的问题。而作为本结构的玻璃面板，低熔点玻璃烧结层构成的粘接部可在大气压环境下形成，因此，能够无弊端地使用低熔点玻璃。因而，在要将其它物体粘接在玻璃上时，能够以更为稳定的状态实现粘接。
并且，通过上述低熔点玻璃烧结层将环状金属板粘接于玻璃板上之后，可通过在减压环境下由上述焊料层构成的粘接部、在无气体自上述低熔点玻璃烧结层产生的状态下进一步牢固地与封闭板粘接。因而，不必采用高难方法即可将抽气部密封。
另外，就上述金属板的形状而言的环状，并不限于圆形环状，也可以是方形环状或不定形状的环状，将它们总称为环状。
权利要求4所涉及的玻璃面板如图18～图20所示，上述封闭板以第2焊料板构成，在上述玻璃板与上述封闭板之间设置有环状金属板，上述粘接部由成一体地设置在上述抽气口周缘的玻璃板表面与环状金属板之间的低熔点玻璃烧结层构成。
按照本结构，除了具有权利要求1之发明的效果之外，还具有如下效果。
按照本结构，例如可以做到，通过在大气压环境下以低熔点玻璃烧结层构成的粘接部将环状金属板粘接在玻璃板上之后，在该环状金属板之上载置第2焊料板并在减压环境下升温，使第2焊料板熔化而与环状金属板成为一体，从而将抽气部密封。
即，与前述场合同样，能够避免在形成低熔点玻璃烧结层时因产生气体而破坏两块玻璃板之间的密闭性能这一不良情况发生，将其它物体粘接于玻璃板上时，能够以更为稳定的状态实现粘接。并且，在通过上述低熔点玻璃烧结层将环状金属板粘接在玻璃板上之后，可以在减压环境下对上述第2焊料板构成的封闭板升温，使其与环状金属板一起将上述抽气部密封，使抽气部的密封容易进行。
权利要求5所涉及的玻璃面板如图16和图18所示，上述环状金属板的表面中与上述封闭板相对向一侧的表面上设置有贵金属层。
按照本结构，在环状金属板的表面中封闭板一侧的表面上设置贵金属层，则可提高上述封闭板附着在该表面上的附着力，可使上述空隙部的减压水平长期得以保持。
权利要求6所涉及的玻璃面板如图3～图13所示，对于在一对玻璃板之间设有多个隔垫，同时在上述两块玻璃板的整个外周部之间设有外周密封部，在上述一对玻璃板中某一方的玻璃板上设有用来对两块玻璃板之间的空隙部进行减压密封的抽气部这样一种玻璃面板本体，通过上述抽气部抽吸上述空隙部的气体之后，将上述抽气部密封的玻璃面板的形成方法，其特征是，预先在上述一方的玻璃板的抽气口周缘部表面上形成环状金属化部分，在上述金属化部分上重叠放置有焊料板与金属制封闭板的状态下进行加热，使上述焊料板熔化而使上述玻璃板与封闭板二者成为一体。
按照本方式，使焊料板在预先作成金属化之处熔化，因此，能够使坚实的金属制封闭板以致密粘接的状态与玻璃板成为一体。因此，提高了抽气部的可靠性，使空隙部的减压环境得以长期维持，能够获得隔热性高的玻璃面板。
而且，由于能够在自玻璃板表面突出的突出量极小的状态下实现抽气部的密封，因此，能够有效地防止其它物品磕碰抽气部而损坏抽气部等不良情况发生，提高了操作自由度。
上述的金属化是指例如以银软膏烧结、超声波振动作用于焊料(直接焊料法)、电镀或喷镀等方法在玻璃板表面形成金属层。另外，所使用的金属，除了银之外还可以是铜或镍等金属。
权利要求7所涉及的玻璃面板如图12～图14所示，在上述焊料板与上述金属化部分之间使用形成有使上述空隙部与外部空间彼此自如连通的缝隙的焊料板。
按照本结构，除了具有权利要求6之发明的效果之外，还具有如下效果。
即，在上述抽气口上重叠有焊料板与封闭板的状态下，对上述空隙部实施抽气减压时，利用上述缝隙可使气体的排出平滑且高效率地进行。
另外，有利于防止自空隙部被抽吸到外部空间的气体使得焊料板或封闭板的位置偏离抽气口，能够精度良好地密封抽气部。
附图的简要说明
图1是玻璃面板的局剖立体图。
图2是玻璃面板的剖视图。
图3～图5是对玻璃面板形成方法进行说明的剖视图。
图6～图8是对玻璃面板形成方法进行说明的剖视图。
图9～图11是对玻璃面板形成方法进行说明的剖视图。
图12和图13是对玻璃面板形成方法的其它实施例进行说明的剖视图。
图14是粘接部的其它实施例的剖视图。
图15是加热源的其它实施例的剖视图。
图16和图17是其它实施例的抽气部的剖视图。
图18～图20是其它实施例的抽气部的剖视图。
图21和图22是对玻璃面板形成方法的其它实施例进行说明的剖视图。
图23和图24是现有玻璃面板的剖视图。
实施发明的最佳方式
图1和图2示出本发明所涉及的玻璃面板的一个实施例。玻璃面板P主要由玻璃面板本体P1构成。该玻璃面板本体P1由沿板面隔开间隔设置在一对玻璃板1之间的多个隔垫2、两块玻璃板1A、1B的整个外周部之间设置的外周密封部4、以及为了对两块玻璃板1之间的空隙部V进行减压密封而设置在上述一对玻璃板1中一方的玻璃板1A上的抽气部3所构成。
上述玻璃面板P是通过上述抽气部3抽吸上述空隙部V内的空气后进行密封而形成。
上述一对玻璃板1中一方的玻璃板1A及另一方的玻璃板1B均以浮法玻璃板(厚度尺寸为2.65mm～3.2mm)构成。
上述隔垫2最好是抗压强度为5t/cm2以上的材料，在本实施例中，各隔垫2由不锈钢(SUS304)制成。这是因为，若强度低，在作用于玻璃板1的大气压的作用下，隔垫2有可能损坏，从而不能够形成上述空隙部V而导致隔热性能降低。
另外，隔垫2的形状为圆柱形。形状尺寸设计成直径为0.3mm～1.0mm，高度为0.15mm以上。将其制成上述圆柱形，可避免与两块玻璃板1相接触的部分形成引起应力集中的拐角部，防止玻璃板1损坏。
另一方面，沿板面在纵横方向上分别以20mm的间隔设置隔垫2。
而上述外周密封部4，则是在两块玻璃板1A、1B的整个外周缘部之间成一体地设置低熔点玻璃(例如为焊料玻璃)而成，以将上述空隙部V密封起来。
上述空隙部V是通过上述抽气部3进行抽气减压操作成为例如负压环境(1.0×10-3托以下)的状态而构成。
另外，两块玻璃板1的外周缘部呈另一方的玻璃板1B沿板面方向突出的状态形成，由于形成有该突出部5，故而在形成上述外周密封部4时，能够以密封材料放置在该突出部5上的状态，高效率且可靠地将空隙部V的外周部密封。
下面，对上述抽气部3进行说明。
如图3所示，上述抽气部3由形成于上述一方的玻璃板1A上的抽气口1a、将该抽气口1a覆盖并沿上述一方的玻璃板1A的板面可自由设置的封闭板6、以及使上述封闭板6在覆盖上述抽气口1a的状态下与上述玻璃板1A成为一体的粘接部7构成。
并且，通过抽气部3抽吸上述空隙部V内的空气后将上述抽气部3密封。进行密封时，预先在上述抽气口1a的周缘部表面形成环状金属化部分(例如印刷银软膏后烧结)。之后，如图1所示，在该银印刷部分8之上重叠有焊料板9和金属制封闭板6的状态下加热(例如局部加热或整体加热)到焊料板9熔化的程度。上述焊料板9熔化之后将温度降低，从而使上述玻璃板1A与封闭板6二者成为一体，将抽气口1a密封起来。
结合图3～图5对各部分详细说明如下。上述抽气口1a以形成于一方的玻璃板1A上的通孔构成，上述封闭板6以铜箔构成。上述粘接部7是上述焊料板9熔化凝固而构成。
另外，以上述焊料板9使一方的玻璃板1A与封闭板6二者成为一体时，最好是在焊料板9的上下表面分别涂敷有含助熔剂成分的膏状焊料的状态下进行。
此外，上述焊料板9的熔点为200～250℃左右，低于玻璃板的软化点(720～730℃)和封闭板6(铜箔)的熔点(1083℃)。因此，关于上述焊料板9的加热，是通过将密封抽气口时的环境温度设定在250～300℃左右，从而能够在不对玻璃板1或封闭板6产生影响的情况下将焊料板9熔化，使玻璃板1A与封闭板6二者成为一体的。
另外，为使经金属化而形成的银膜不易被熔蚀，上述焊料板9以使用预先添加了百分之几的银的焊料板为宜。
下面，结合图3～图5对上述抽气部3的一种密封方法进行说明。
[1-1]抽气部3上放置有焊料板9和封闭板6的玻璃面板本体P1上，以将该抽气部3覆盖的状态设置抽气用外罩10之后，放入加热炉11内。
[1-2]使炉内温度保持在230℃左右，并通过与上述抽气用外罩10连通的抽气机构12将空隙部V减压。
另外，进行该减压时，为防止上述焊料板9和上述封闭板6等在从上述抽气口1a排出的空气的作用下发生移动，最好是如图4所示，采取载置配重13等措施。当然，对上述空隙部V内空气的抽吸较缓和等不必担心上述焊料板9等发生移动的场合，不必设置上述配重13。
[1-3]如图4所示，自空隙部V抽出的气体达到既定值的状态下，将炉内温度上升至250℃，使上述焊料板9熔化。
[1-4]虽然上述抽气用外罩10内也处于与上述空隙部V程度相同的减压状态，但是，是在维持该状态的情况下降低温度而使抽气部3成为一体并密封的。如图5所示，待冷却至炉外工作环境温度之后，拆下上述抽气用外罩10。
经过以上工序，可形成空隙部V呈减压状态而具有高隔热效果的玻璃面板。
另外，结合图6～图8对密封上述抽气部3的其它方法进行说明，
[2-1]将抽气部3上放置有焊料板9和封闭板6的玻璃面板本体P1放入炉内温度保持在230℃左右的减压加热炉14内。
[2-2]如图6所示，在减压加热炉14内将空隙部V减压。
[2-3]如图7所示，自空隙部V抽出的气体使之减压达到既定值的状态下，将炉内温度上升至250℃，使上述焊料板9熔化。
[2-4]在保持焊料板9熔化而使玻璃板1A与封闭板6二者成为一体的状态下降低炉内温度，使抽气部成为一体并密封。之后，如图8所示，将玻璃面板P取出到炉外。
经过以上工序，也能够形成空隙部V呈减压状态而具有高隔热效果的玻璃面板。
此外，作为又一种方法，如图9～图11所示，在进行与上述[1-1]·[1-2]同样的工序之后，
[3-3]在保持抽气用外罩10及空隙部V的减压状态的情况下将玻璃面板P取出到炉外，通过局部加热使上述焊料板9熔化(参照图10)。
[3-4]在保持焊料板9熔化而使玻璃板1A与封闭板6二者成为一体的状态下降低炉内温度，使抽气部成为一体并密封。之后，如图11所示，拆下抽气用外罩10。
经过以上工序，也能够形成空隙部V呈减压状态而具有高隔热效果的玻璃面板。
[其它实施例]
下面，对其它实施例进行说明。
<1>上述玻璃板1不限于前实施例所说明的厚度为2.65mm～3.2mm的玻璃板，也可以是其它厚度的玻璃板。
另外，玻璃的种类也可以任意选择，例如，可以是型板玻璃、磨砂玻璃(经表面处理具有使扩散功能的玻璃)、嵌网玻璃或者强化玻璃及具有吸收红外线、吸收紫外线、反射热辐射等功能的玻璃，以及上述玻璃的组合。
此外，关于玻璃的组成成分，也可以是硅酸钠玻璃(碱石灰硅石玻璃)、硅酸硼玻璃、硅酸铝玻璃、以及各种结晶化玻璃等。
<2>上述玻璃板1不限于使用一方的玻璃板1A和另一方的玻璃板1B二者长度或宽度尺寸不同的玻璃板，也可以使用尺寸相同的玻璃板。此外，两块玻璃板1A、1B的重叠方式，也可以是以彼此端部对齐的状态进行重叠。
另外，也可以将一方的玻璃板1A与另一方的玻璃板1B二者厚度尺寸不同的玻璃板组合而构成玻璃面板。
<3>上述隔垫2不限于前实施例所说明的不锈钢制隔垫，例如，也可以是以镍铬铁718合金或者除此之外的其它金属、石英玻璃、以及陶瓷等制成，关键在于受到外力作用时不易变形而不会导致两块玻璃板1A、1B彼此相接触。
<4>上述金属化的方法不限于前实施例所说明的银软膏烧结，例如，也可以是使超声波振动作用于焊料的方法(直接焊料法)、电镀或喷镀等方法。
另外，所使用的金属，除了银之外，也可以是铜或镍等金属。
<5>上述粘接部7不限于前实施例所说明的焊料板9，例如，也可以是低熔点玻璃(例如焊料玻璃)。此时，不仅可以省略金属化工序，而且封闭板6可以使用薄玻璃板。
<6>上述焊料板9不限于前实施例所说明的平板形状，例如，也可以如图12～图14所示，与上述金属化部分之间形成有脚部9a以形成将上述空隙部V与外部空间V2自由连通的缝隙S。这样，进行抽气时，可减少被抽气体的流通阻力，顺畅地实现减压。
<7>此外，在上述<6>的实施例中，欲对上述粘接部7实施局部加热时，也可以如图12所示，将上述配重13载置于上述封闭板6上。按照本结构，上述粘接部7熔化时也可促使脚部9a熔化，进一步提高封闭板6与一方的玻璃板1A二者的一体性。
<8>另外，实施粘接部7的局部加热可如图15进行。
即，利用配置于上述抽气用外罩10内部的加热源H对上述抽气用外罩10的整个内部或上述焊料板9局部进行加热。
上述加热源H例如可使用卤素灯或带有反射板的卤素灯。这样，能够只将上述抽气部3从上述加热炉11或上述减压加热炉14的内部氛围温度的230℃进一步升温，还能够在降低上述加热炉11内部氛围温度之后对上述抽气部3加热，能够在任意的时间进行密封作业。
<9>上述抽气部3的结构不仅限于前实施例所说明的。例如，也可以如图16和图17所示，在上述玻璃板1与上述封闭板6之间设置环状金属板15，并且，上述粘接部7由成一体地设置在上述抽气口1a周缘的上述玻璃板1表面与上述环状金属板15之间的低熔点玻璃烧结层16、以及成一体地设置在上述环状金属板15与上述封闭板6之间的焊料层17构成。
下面，对该场合下密封抽气部3的步骤进行说明。
[1]首先，在大气压环境下，将低熔点玻璃16a涂敷在抽气口1a周缘的上述玻璃板1表面上。在载置有上述环状金属板15的状态下升温至500℃，使低熔点玻璃16a烧结而使玻璃板1与环状金属板15成为一体。
[2]其次，在环状金属板15上放置有环状的焊料板9以及封闭板6的状态下，使抽气部环境为减压环境，升温至300℃左右，使焊料板9熔化以密封抽气部3。
另外，作为上述环状金属板15，例如可使用铁镍合金、铁镍铬合金等材质，膨胀系数α为9.4～10.1×10-6/℃左右。
此外，作为低熔点玻璃16a的烧结温度，与如上所述的500℃相比，焊料板9熔化时仅升温至300℃左右。因此，在焊料熔化时刻(密封时刻)，上述低熔点玻璃烧结层16不会产生气体，易于保证两块玻璃板1之间减压密封空间的减压水平。
<10>下面，对上述抽气部3的其它实施例进行说明。
如图18～图20所示，上述封闭板6由第2焊料板18构成。在上述玻璃板1与上述封闭板6之间设有环状金属板15。上述粘接部7由成一体地设置在上述抽气口1a周缘的上述玻璃板1表面与上述环状金属板15之间的低熔点玻璃烧结层16构成。
下面，对该场合下封闭抽气口1a的步骤进行说明。
[1]首先，如图18所示，在大气压环境下将低熔点玻璃16a涂敷在抽气口1a周缘的上述玻璃板1表面上，在载置有上述环状金属板15的状态下升温至500℃，使低熔点玻璃16a烧结，使玻璃板1与环状金属板15成为一体。
[2]其次，如图19所示，在环状金属板15上放置有圆盘状第2焊料板18的状态下，使抽气部环境为减压环境，升温至250～300℃左右，使第2焊料板18熔化而将抽气部密封。
因而，如图20所示，上述第2焊料板18与上述环状金属板15二者将牢固接合。
另外，上述第2焊料板18的周边因与上述环状金属板15密接而壁厚变薄。
此外，在图19中，将上述第2焊料板18展示为载置在环状金属板15上的板状材料，但除此之外，还可以是熔融于上述环状金属板15上的焊料隆起而成的平板状。
<11>上述图16～图20示出将封闭板6接合在环状金属板15表面上的例子，但为使该接合可靠，也可以采用以下方法。
方法之一是，在本其它实施例中，也可以与上述图3～图5所涉及的实施例同样，将含有助熔剂的膏状焊料涂敷在上述环状金属板15的表面。
涂敷膏状焊料之后，如果上述环状金属板15表面形成有氧化膜，则具有可将该氧化膜除去的效果，而且，即使上述表面不存在氧化膜，为了使上述封闭板6接合而进行加热时也能够防止氧化膜的形成。因而，可将上述环状金属板15与上述封闭板6二者牢固地连接。
作为其它的方法，也可以不使用上述膏状焊料，而在上述环状金属板15表面中与上述封闭板6相对向一侧的表面上设置贵金属层L。
在采用上述膏状焊料的情况下，虽然可以提高环状金属板15与封闭板6之间连接部的可靠性，但是，在将上述抽气口1a加热密封时，膏状焊料含有的助熔剂成分将气化，该气化成分有时会带来问题。
例如，当上述膏状焊料所产生的气化量较多时，该气化成分将滞留在两块玻璃板1A、1B之间的空隙部V内而降低减压水平，或者上述气化成分附着在两块玻璃板1A、1B内表面上而弄脏玻璃内表面。
为避免上述不良现象的发生，可不使用膏状焊料，而在上述环状金属板15的表面上设置贵金属层L。
该贵金属例如为银、金、白金、铑、钯以及含有这些金属的合金等。
设置了该贵金属层L后，对于为了使环状金属板15熔接在上述一方的玻璃板1A上而使上述抽气口1a附近变为高温等场合，能够防止上述环状金属板15的表面被氧化。
因而，能够将上述封闭板6牢固地接合在该环状金属板15表面上，使上述抽气口1a的密封可靠，上述空隙部V的减压水平可长期得以保持。
<12>此外，图21和图22示出了上述抽气部3的其它实施例。
首先，与图3所涉及的实施例同样，将上述抽气口1a周缘部的表面金属化。具体的例子如印刷银软膏并将其烧结。之后，在该银印刷部分8上放置焊料板9，加热到该焊料板9熔化的程度。此时，若加热过度，熔融的焊料将流入上述抽气口1a内部而导致不能将上述抽气口1a密封，因此，重要的是避免加热过度。
若按照本实施例，仅以金属化部分和焊料板9进行密封，则能够大幅度减少作业工时，能够以极高的效率制造玻璃面板。
<13>下面，就上述各实施例中抽气部的各种使用材料的厚度尺寸举一个例子：铜箔为35μm、焊料为500μm(熔化前尺寸)、环状金属板15为50～300μm、金属化层为20～50μm；可做到自玻璃表面突出的尺寸小于1mm。而使用现有技术的玻璃管时，自玻璃表面突出的尺寸为3～4mm。
工业上应用的可能性
本发明的玻璃面板可用于多种用途，例如，可在建筑、乘用工具(汽车窗玻璃、铁路车辆窗玻璃、船舶窗玻璃)、设备要素(等离子显示屏的表面玻璃、冰箱的门和壁部、保温装置的门和壁部)等中使用。