(57)【要約】 【課題】  低温で気密封止でき、かつ断熱性能の高い真空断熱部材を提供する。【解決手段】  第一の基材と、第一の基材と空間をもって対向するように配置された第二の基材と、第一の基材と第二の基材の間に形成される内部空間の周縁に設けられた封止部と、を備え、封止部はガラス相と金属相とを含み、金属相はガラス相よりも内部空間側に形成されていることを特徴とする真空断熱部材。【選択図】図２A
2018058709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基材と、前記第一の基材と空間をもって対向するように配置された第二の基材と、前記第一の基材と前記第二の基材の間に形成される内部空間の周縁に設けられた封止部と、を備えた真空断熱部材であって、
前記封止部がガラス相と、前記ガラス相よりも前記内部空間側に配置された金属相と、を含むことを特徴とする真空断熱部材。
【請求項２】
請求項１に記載の真空断熱部材であって、
前記ガラス相が酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスであり、
前記金属相が錫を含む低融点金属であることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項３】
請求項２に記載の真空断熱部材であって、
前記封止部のガラス相がさらに酸化銀を含む無鉛低融点ガラスであり、
前記金属相がさらに銀を含む低融点金属であることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の真空断熱部材であって、
前記封止部がさらに低熱膨張フィラー粒子を含むことを特徴とする真空断熱部材。
【請求項５】
請求項４に記載の真空断熱部材であって、
前記低熱膨張フィラー粒子がＺｒ２（ＷＯ４）（ＰＯ４）２を含むことを特徴とする真空断熱部材。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の真空断熱部材であって、
前記封止部はリボン状の金属箔を備え、
前記ガラス相は前記金属箔の両面に配置されていることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項７】
請求項６に記載の真空断熱部材であって、
前記金属箔は、鉄−ニッケル系合金、鉄−ニッケル−クロム系合金、アルミニウム金属、アルミニウム系合金、及びこれらのクラッド材のいずれかであることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項８】
請求項６に記載の真空断熱部材であって、
前記金属箔は、鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−クロム系合金からなるリボン状の箔の両面に、アルミニウム金属又はアルミニウム系合金の層が形成されているクラッド材であることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の真空断熱部材であって、
前記金属箔は、複数の貫通孔を有し、
前記貫通孔には前記ガラス相が存在することを特徴とする真空断熱部材。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の真空断熱部材であって、
前記第一の基材の前記第二の基材の少なくともどちらか一方がガラス基板であることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項１１】
請求項１０に記載の真空断熱部材であって、
前記ガラス基板がソーダライムガラスであることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の真空断熱部材であって、
前記ガラス基板が風冷強化処理或いは化学強化処理された強化ガラスであることを特徴とする真空断熱部材。
【請求項１３】
リボン状の金属箔と、
前記金属箔の両面に形成され、酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスと、金属錫を含む無鉛低融点金属と、を含む被膜と、
を有することを特徴とする封止材料。
【請求項１４】
請求項１３に記載の封止材料であって、
前記金属箔は、鉄−ニッケル系合金、鉄−ニッケル−クロム系合金、アルミニウム金属、アルミニウム系合金、及びこれらのクラッド材のいずれかであることを特徴とする封止材料。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の封止材料であって、
前記金属箔は、鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−クロム系合金からなるリボン状の箔の両面に、アルミニウム金属又はアルミニウム系合金の層が形成されているクラッド材であることを特徴とする封止材料。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか一項に記載の封止材料であって、
前記金属箔は、複数の貫通孔を有することを特徴とする封止材料。
【請求項１７】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか一項に記載の封止材料であって、
前記無鉛低融点ガラスがさらに酸化銀を含み、
前記無鉛低融点金属がさらに銀を含むことを特徴とする封止材料。
【請求項１８】
請求項１７に記載の封止材料において、
前記被膜は、さらに低熱膨張フィラー粒子を含むことを特徴とする封止材料。
【請求項１９】
請求項１８に記載の封止材料において、
前記低熱膨張フィラー粒子がＺｒ２（ＷＯ４）（ＰＯ４）２であることを特徴とする封止材料。
【請求項２０】
請求項１３乃至請求項１９のいずれか一項に記載の封止材料を、複数のスペーサを配置した第一の基材の周縁部に磁石を用いて搬送及び設置する第１工程と、
前記第１工程により設置された前記封止材料の上から、第二の基材を、前記第一の基材と空間をもって対向するように配置し、固定する第２工程と、
前記第２工程で固定された前記第一の基材及び前記第二の基材を、真空中で加熱する第３工程と、を有することを特徴とする真空断熱部材の製造方法。
【請求項２１】
請求項１３乃至請求項１９のいずれか一項に記載の封止材料を、排気穴と排気管とを備え、複数のスペーサが配置された第一の基材の周縁部に、磁石を用いて搬送及び設置する第１工程と、
前記第１工程により設置された前記封止材料の上から、第二の基材を、前記第一の基材と空間をもって対向するように配置し、固定する第２工程と、
前記第２工程で固定された前記第一の基材及び前記第二の基材により形成される内部空間を、前記排気穴と前記排気管とにより真空排気しながら加熱する第３工程と、
冷却時又は冷却後に、前記排気管を焼き切る第４工程と、を有することを特徴とする真空断熱部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱部材及びそれに用いる封止材料、並びにその真空断熱部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建材用窓ガラス等に展開されている真空断熱複層ガラスパネル等の真空断熱部材では、二枚の基材との間に空間を有し、その空間を真空状態とし、さらにその真空状態を長期間保持するために、二枚の基材の周縁が気密に封止されている。これによって、高い断熱性が発現、維持されている。真空断熱部材の周縁部の気密封止には、低融点ガラスと低熱膨張フィラー粒子とを含む封止材料が適用されている。
【０００３】
近年、ＺＥＨ（ゼロエネルギーハウス）化やＺＥＢ（ゼロエネルギービル）化が世界的に国家規模で推進されようとしている。ＺＥＨやＺＥＢでは、従来の複層ガラス窓より、断熱性が著しく高い窓ガラスが要求されるようになった。現状の複層ガラス窓では、パネル内部の空間が空気層、アルゴン層、真空層の順番で断熱性が高く、これらの熱貫流率は３．０〜１．４Ｗ／ｍ２・Ｋの範囲にある。これらに対し、ＺＥＨやＺＥＢの窓ガラスでは０．７Ｗ／ｍ２・Ｋ以下、国や場所によっては０．４Ｗ／ｍ２・Ｋ以下が要求されている。これを達成するには、複層ガラス窓内部の高真空化による高断熱化が必須である。さらに、高真空化による破損防止や安全、防犯等のため、パネルガラスには風冷強化処理等を施した、割れにくい強化ガラスの適用が要求されている。強化ガラスは、表面に圧縮強化層を形成することによって高強度化を図っている。しかし、その強化層は約３２０℃以上の加熱温度で徐々に減少し、約４００℃以上の加熱温度で消滅してしまう。このため、強化ガラスをパネルガラスに使用する場合には、封止温度が４００℃以上の鉛系低融点ガラスやビスマス系低融点ガラスは適用することが難しい。
【０００４】
また、世界的にグリーン調達・グリーン設計の流れが強まり、より安全な材料が要求されている。鉛系低融点ガラスは、ＲｏＨＳ指令の禁止物質に指定された鉛を多く含むために、環境上、真空断熱複層ガラスパネル等へ適用することは好ましくはない。
【０００５】
また、封止温度の低温化は、急熱急冷が難しい真空断熱複層ガラスパネル等にとっては、製造タクトを短縮できる。さらに、量産設備の導入投資費も削減できることから、安価に製造できるようになる。
【０００６】
以上より、真空断熱複層ガラスパネル等の真空断熱部材では、高真空化による高断熱化と封止温度の低温化が強く要求されている。
【０００７】
特許文献１（国際公開番号ＷＯ２０１４／１３６１５１）や特許文献２（国際公開番号ＷＯ２０１６／０５１７８８）には、複層ガラスパネルの高断熱化、すなわち高真空化を図るために、パネル内部から放出されるガスを吸着できるガス吸着材（ゲッター）やそのゲッターを無機材料の繊維や多孔質体に担持したガス吸着体をパネル内部に設置することが提案されている。ゲッターとしては、具体的にはゼオライト、銅イオン等でイオン交換されたゼオライト、Ｆｅ−Ｖ−Ｚｒ合金、Ｂａ−Ａｌ合金が挙げられている。
【０００８】
特許文献３（特開２０１３‐３２２５５号公報）には、Ａｇ２Ｏと、Ｖ２Ｏ５と、ＴｅＯ２とを含有し、Ａｇ２ＯとＶ２Ｏ５とＴｅＯ２との合計含有率が７５質量％以上１００質量％未満であり、残部がＰ２Ｏ５、ＢａＯ、Ｋ２Ｏ、ＷＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、及びＺｎＯのうちの１種以上を０質量％超２５質量％以下で含有する無鉛低融点ガラス組成物が開示されている。このＡｇ２Ｏ‐Ｖ２Ｏ５‐ＴｅＯ２系無鉛低融点ガラス組成物は、示差熱分析（ＤＴＡ）の第二吸熱ピーク温度から求められる軟化点が２６８〜３２０℃の温度範囲にあり、従来の鉛系或いはビスマス系低融点ガラス組成物より著しく低温で軟化流動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２０１４／１３６１５１
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１６／０５１７８８
【特許文献３】特開２０１３−３２２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１や特許文献２に開示されたガス吸着材やガス吸着体は、気密封止後にパネル内部の各材料より放出されるガス、たとえば窒素、酸素、水分等のガスによって真空度が劣化することを防止或いは抑制するものである。しかし、特許文献３で開示された無鉛低融点ガラスのように、封止温度が著しく低いと、特許文献１のガス吸着材や特許文献２のガス吸着体の活性化が不十分であり、十分なガス吸着性能が発揮できないと言った問題があった。このため、複層ガラスパネルの断熱性を向上するには、パネル内部のガス放出量を低減し、パネル内部の高真空化を図ることが非常に重要であった。
【００１１】
本発明の目的は、低温で気密封止でき、かつ断熱性能の高い真空断熱部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る真空断熱部材は、第一の基材と、第一の基材と空間をもって対向するように配置された第二の基材と、第一の基材と第二の基材の間に形成される内部空間の周縁に設けられた封止部と、を備え、封止部がガラス相と、ガラス相よりも内部空間側に配置された金属相と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低温で気密封止でき、かつ断熱性能の高い真空断熱部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】従来の真空断熱部材の概略斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの概略断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る真空断熱部材の封止部近傍の概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの概略上面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る真空断熱部材の封止部近傍の概略断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの真空断熱部材に使用したリボン状の金属箔の概略斜視図である。
【図４Ａ】リボン状の金属箔（クラッド材）の概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの概略断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る真空断熱部材の封止部近傍の概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの真空断熱部材に使用したリボン状の金属箔の概略斜視図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る封止材料の概略斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａの概略断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る封止材料の製法を示す概略図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る封止材料の概略斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの概略断面図である。
【図９Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図９Ｂ】図９Ａの周縁部の概略断面図である。
【図１０Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図１０Ｂ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図１１Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの封止部近傍の概略断面図である。
【図１２Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法（排気管方式）を説明する概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの周縁部の概略断面図である。
【図１３Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法（排気管方式）を説明する概略図である。
【図１３Ｂ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法（排気管方式）を説明する概略図である。
【図１４Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法（排気管方式）を説明する概略図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの封止部近傍の概略断面図である。
【図１５Ａ】図３Ａ及び図５Ａの真空断熱部材の製造方法（排気管方式）を説明する概略図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの封止部近傍の概略断面拡大図である。
【図１６】ガラス特有の代表的な示差熱分析（ＤＴＡ）カーブの一例である。
【図１７Ａ】実施例１に係る真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図１７Ｂ】実施例１に係る真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図１８】実施例１に係る真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図１９】実施例１に係る真空断熱部材の製造方法を説明する概略図である。
【図２０】実施例及び比較例で製作した真空断熱部材の断熱性の評価方法を示す概略断面図である。
【図２１】実施例１の真空断熱部材の片面中央部を６０℃に加熱した際のもう片面中央部の経時温度変化を示すグラフである。
【図２２Ａ】実施例２で製作した真空断熱部材の封止部断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図２２Ｂ】図２２Ａの部分的な拡大写真である。
【図２３】実施例２の真空断熱部材の片面中央部を６０℃に加熱した際のもう片面中央部の経時温度変化を示すグラフである。
【図２４】実施例３の真空断熱部材の片面中央部を６０℃に加熱した際のもう片面中央部の経時温度変化を示すグラフである。
【図２５Ａ】実施例４で製作した真空断熱部材の封止部断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図２５Ｂ】図２５Ａの部分的な拡大写真である。
【図２６】実施例４の真空断熱部材の片面中央部を６０℃に加熱した際のもう片面中央部の経時温度変化を示すグラフである。
【図２７】実施例５の真空断熱部材の片面中央部を６０℃に加熱した際のもう片面中央部の経時温度変化を示すグラフである。
【図２８】実施例６の真空断熱部材の片面中央部を６０℃に加熱した際のもう片面中央部の経時温度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。ただし、本発明はここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。
【００１６】
＜真空断熱部材＞
真空断熱部材の代表例として、建材用窓ガラス等に展開される真空断熱複層ガラスパネルの概略斜視図と概略断面図をそれぞれ図１Ａ，図１Ｂに示す。真空断熱複層ガラスパネルでは、第一の基材１と第二の基材２には、ソーダライムガラス基板が一般的に使用される。第一の基材１と第二の基材２との間の内部空間５は、多数のスペーサ３によって形成され、内部空間５の周縁が低融点ガラスを含む封止材料４によって、気密に封止されている。２枚の基材の間に形成される内部空間５は真空状態となっている。なお、本明細書において、真空状態とは、圧力が大気圧より低い空間状態であることと定義する。
【００１７】
また、建材用窓ガラスに適用される真空断熱複層ガラスパネルでは、第二の基材２の内面に熱線反射膜６が形成されることが一般的である。しかし、気密封止時に封止材料４に含まれる低融点ガラスから放出されるガス、特にＣＯ２ガスの放出によって、内部空間５の真空度をさらに向上させることを難しくしていた。その結果、真空断熱複層ガラスパネルの断熱性をさらに向上することを難しくしていた。そこで、本発明者らは、封止材料４からのガスの放出を抑制できる真空断熱部材を検討した。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る真空断熱部材の封止部近傍の概略断面図を図２Ａに、封止部の概略上面図を図２Ｂに示す。真空断熱部材は、第一の基材１と、第一の基材１と空間５をもって対向するように配置された第二の基材２と、第一の基材１と第二の基材２の間の形成される内部空間の周縁に設けられた封止部４’と、を備える。封止部４’がガラス相７と、ガラス相７よりも内部空間５側に形成された金属相８と、を含むことを特徴とする。第二の基材２には熱線反射膜６が形成されている。内部空間５は、図１と同様に多数のスペーサ３によって形成される。封止部がガラス相７よりも内部空間５側に配置された金属相８を有することによって、ガラス相７の内部空間５への露出量を低減し、低融点ガラスから放出されるＣＯ２ガスの内部空間５への放出量を減少させることができる。その結果、内部空間５の真空度を向上でき、真空断熱複層ガラスパネルの断熱性を改善できる。なお、真空断熱部材の製法上、封止部４’はガラス相７よりも外部側にも金属相８’が形成されることが多々ある。詳細に関しては、後ほど述べる。金属相は、少なくともガラス相７よりも内部空間５側に形成されていればよい。
【００１９】
（封止部）
封止部４’は、少なくともガラス相７と、ガラス相７よりも内部空間５側に形成された金属相８と、を含む。また、金属相がガラス相７の両端に形成される場合は、外部側に形成される金属相８’よりも内部空間側に形成される金属相８の量が多いことが好ましい。
【００２０】
ガラス相７は酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスであることが好ましい。酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスは軟化点が低く、低温での気密封止が可能となるためである。また、無鉛低融点ガラスは、さらに酸化銀を含むことが好ましい。酸化バナジウムと酸化テルルに加え、さらに酸化銀を含む無鉛ガラスはより軟化点が低い。そのため、より低温で気密封止することができる。なお、本明細書において、低融点ガラスとは、軟化点が４００℃以下であるガラスをいう。
【００２１】
また、低融点ガラス中のＶ２Ｏ５とＴｅＯ２の合計量は、５５モル％以上８０モル％以下であることが好ましい。さらに、Ａｇ２Ｏを含む場合は、Ｖ２Ｏ５とＴｅＯ２とＡｇ２Ｏの合計量は、８０モル％以上９８モル％以下であることが好ましい。なお、無鉛低融点ガラスには、Ｐ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＷＯ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３のいずれかを含んでもよい。これらの成分は、２モル％以上３０モル％以下で含むことが好ましい。
【００２２】
封止部４’におけるガラス相７の割合は、３０体積％以上６０体積％以下であることが好ましい。ガラス相７の割合が、この範囲にあると良好な気密性と接合強度が得られやすい。
【００２３】
また、封止部４’を形成する金属相８は無鉛低融点金属であることが好ましい。無鉛低融点金属は錫を含むことが好ましい。さらに、無鉛低融点金属は、錫の他に、銀、銅、亜鉛、アンチモンの少なくともいずれかを含むことが好ましい。本明細書において、低融点金属とは融点が３００℃以下の金属のことをいう。
【００２４】
封止部４’における金属相８、８’の割合は、２０体積％以上７０体積％以下であることが好ましい。金属相８、８’の割合が、この範囲にあると良好な断熱性と接合強度が得られやすい。
【００２５】
さらに、封止部４’は、低熱膨張フィラー粒子を含むことが好ましい。低熱膨張フィラー粒子を含むことによって、その封止部４’と基材１、２との熱膨張差を低減し、より接合強度が高い封止部を得ることができる。この低熱膨張フィラー粒子は、封止部４’の金属相８に存在するより、ガラス相７に存在することが好ましい。また、低熱膨張フィラー粒子としては、マイナスの熱膨張係数を有するものが好ましい。マイナスの熱膨張係数を有する低熱膨張フィラー粒子としては、リン酸タングステン酸ジルコニウム（Ｚｒ２（ＷＯ４）（ＰＯ４）２）が好ましい。リン酸タングステン酸ジルコニウムは、酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスとのぬれ性が良好であるためである。
【００２６】
封止部４’における低熱膨張フィラー粒子の配合割合は、１０体積％以上３５体積％以下であることが好ましい。低熱膨張フィラー粒子の配合割合が、この範囲にあると、良好な気密性と接合強度を両立しやすいと言った特徴がある。
【００２７】
また、封止部４’はリボン状の金属箔を備えることが好ましい。リボン状の金属箔を含む封止部の概略図を図３Ａに示す。封止部４’に用いる金属箔９の斜視図を、図３Ｂを示す。封止部４’は、ガラス相７、７’と、金属相８、８’と、金属箔９からなり、リボン状の金属箔９を介してガラス相７，７’により第一の基材１と第二の基材２が接合されている。すなわち、金属箔９の両面にガラス相７，７’が配置している。封止部４’が金属箔９を備えることによって、封止部４’に使用される低融点ガラス量を減少させることができる。これにより、低融点ガラスからのＣＯ２ガス放出量を著しく低減できる。このＣＯ２ガス放出量の低減と内部空間５側に配置された金属相８によって、内部空間５の真空度をさらに向上でき、真空断熱複層ガラスパネルの断熱性をより改善できるものである。さらに、酸化バナジウム、酸化テルル及び酸化銀を含む無鉛低融点ガラスは大変高価であることから、その使用量を減少させることは、低コスト化にも有利である。
【００２８】
リボン状の金属箔９は鉄−ニッケル系合金、鉄−ニッケル−クロム系合金、アルミニウム金属、アルミニウム系合金、及びこれらのクラッド材のいずれかであることが好ましい。鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−クロム系合金の金属箔９では、第一の基材１や第二の基材２にソーダライムガラス等のガラス基板を用いた場合にその熱膨張と整合をとりやすいことから、封止部４’の接合強度を向上できる。
【００２９】
また、アルミニウム金属又はアルミニウム系合金の金属箔９では、酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスやさらにそれらに酸化銀を含む無鉛低融点ガラスからなるガラス相７、７’とのぬれ性や接着性が良好であるために、封止部４’の気密性を向上することができる。
【００３０】
特に有効な金属箔９は、図４Ａと図４Ｂに示すような鉄−ニッケル系合金或いは鉄−ニッケル−クロム系合金と、アルミニウム金属或いはアルミニウム系合金とのクラッド材である。図４Ａと図４Ｂに示すクラッド材は、鉄−ニッケル系合金或いは鉄−ニッケル−クロム系合金のリボン箔２６の両面にアルミニウム金属或いはアルミニウム系合金の層２７が形成されたものであり、より信頼性の高い封止部が得られる。
【００３１】
さらに、金属箔９は、図５Ａと図５Ｂに示すように複数の貫通孔１０を有し、貫通孔１０に、ガラス相７、７’が存在することが好ましい。第一の基材１と第二の基材２には、多少のうねりが存在するために、金属箔９に貫通孔１０を設けることによって、封止材料４がその貫通孔１０を通じて行き来しやすくなり、第一の基材１や第二の基材２のうねりよる気密封止の失敗を低減し、真空断熱部材の製造歩留まりを向上することができる。
【００３２】
（第一の基材及び第二の基材）
真空断熱部材を構成する第一の基材及び第二の基材の材質は特に限定されないが、第一の基材１と第二の基材２のどちらか一方が少なくともガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は透明で気密性や化学的安定性が高く、しかも熱伝導率が低めであることから第一の基材１や第二の基材２に適用することが有効である。さらに、真空断熱部材、特に真空断熱複層ガラスパネル等の建材用窓ガラスに広く展開及び普及させるためには、ガラス基板としては安価なソーダライムガラスを使用することが好ましい。
【００３３】
また、ガラス基板には、内部空間５の高真空化による破損防止や安全、防犯等のために、風冷強化処理或いは化学強化処理された強化ガラスを使用することができる。本発明の一実施形態に係る真空断熱部材では、その強化ガラスの表面圧縮強化層が消滅しない温度範囲、すなわち約３２０℃以下の温度で気密に封止することが可能である。
【００３４】
＜封止材料＞
本発明の一実施形態に係る封止材料の概略斜視図と概略断面図を図６Ａと図６Ｂ示す。封止材料４は、リボン状の金属箔９と、金属箔９の両面に形成された被膜１３、１３’とを含む。被膜１３、１３’は、酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラス１１、１１’と、金属錫を含む無鉛低融点金属１２、１２’と、を含む。なお、無鉛低融点ガラスと無鉛低融点金属を含む皮膜は、金属箔の両面だけでなく、金属箔の側面にも設けられていてもよい。
【００３５】
図６Ａと図６Ｂで示した封止材料４の製造方法の概略図を図７に示す。図７は、封止材料４の製法の一例にすぎないが、封止材料４は連続的に製作することが可能であり、量産上、有利である。先ずは、無鉛低融点ガラス１１、１１’の粒子と、無鉛低融点金属１２、１２’の粒子と、溶剤とを含むペーストを作製する。作製したペーストを金属箔９の両面にローラー等を用い塗布する。次にペースト塗布した金属箔９を温風にて乾燥する。続いて無鉛低融点ガラス１１、１１’の軟化点以上の温度で焼成することにより、金属箔の両面に被膜１３、１３’を形成する。その後、風冷にて冷却し、レーザ等を用いカットし、図６で示した封止材料４を作製する。詳細は後で述べるが、この封止材料を用いて真空断熱部材を作製することにより、工程数を削減でき、しかも設備投資費も削減できる。その結果、図３で示した真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）を安価に提供できる。
【００３６】
(リボン状の金属箔)
封止材料４において、金属箔９は、鉄−ニッケル系合金、鉄−ニッケル−クロム系合金、アルミニウム金属、アルミニウム系合金、及びこれらのクラッド材のいずれかであることが好ましい。鉄−ニッケル系合金及び鉄−ニッケル−クロム系合金の金属箔９は、真空断熱部材の第一の基材１や第二の基材２にソーダライムガラス等のガラス基板を用いた場合にその熱膨張と整合をとりやすい。そのため、図３で示した真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）における封止部の接合強度を向上できる。
【００３７】
また、鉄−ニッケル系合金及び鉄−ニッケル−クロム系合金の金属箔９は、磁石に引き寄せられることから、磁石を用いて封止材料４を搬送したり、設置、固定することができる。そのため、図３で示した真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）の生産性や量産性を向上できる。
【００３８】
アルミニウム金属及びアルミニウム系合金の金属箔９は、酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスとのぬれ性や接着性が良好であるために、図３で示した真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）における封止部の気密性を向上することができる。
【００３９】
これらのなかでも、特に有効な金属箔９は、図４で示した鉄−ニッケル系合金或いは鉄−ニッケル−クロム系合金のリボン箔２６の両面にアルミニウム金属或いはアルミニウム系合金の層２７が形成されたクラッド材である。両者の利点を有効に活かすことができる。その結果、図３で示した真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）において、その生産性や量産性を向上でき、しかも信頼性の高い封止部が得られる。
【００４０】
さらに、金属箔９は、複数の貫通孔１０を有することが好ましい。複数の貫通孔１０が設けられたリボン状の金属箔の概略斜視図を図８Ａに、概略断面図を図８Ｂに示す。貫通孔１０には、無鉛低融点ガラス１１、１１’と、無鉛低融点金属１２、１２’とが存在している。図８Ａと図８Ｂで示した封止材料は、図７で示したような製法により作製可能である。金属箔９に貫通孔１０を設けることにより、真空断熱部材の気密封止時に無鉛低融点ガラス１１、１１’と無鉛低融点金属１２、１２’とがその貫通孔１０を通じて行き来しやすくなり、真空断熱部材に使用される基材１や基材２のうねりよる気密封止の失敗を低減し、真空断熱部材の製造歩留まりを向上できる。
【００４１】
金属箔９の厚みは、内部空間５の真空度によるが、０．１０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下の範囲が望ましい。また、スペーサ３の高さよりも２０μｍ以上小さくすることが好ましい。金属箔９の幅は、真空断熱部材のサイズや重量によるが、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が望ましい。真空断熱部材のサイズや重量が大きいほど、封止部４’の接合強度を確保するために金属箔９の幅も大きくする必要がでてくる。封止材料４中或いは封止部４’中の金属箔９の割合は６０体積％以上９０体積％以下であることが好ましい。
【００４２】
金属箔９に形成する貫通孔１０の直径は０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度、その間隔は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度、及びその位置は金属箔９の幅の中央付近が好ましい。
【００４３】
（被膜）
封止材料４を構成する被膜１３、１３’は、酸化バナジウムと酸化テルルを含む無鉛低融点ガラスと、錫を含む無鉛低融点金属を含む。無鉛低融点ガラスは、無鉛低融点ガラスはさらに、酸化銀を含むことが好ましい。酸化銀を含むことにより、ガラスの軟化点を低温化することができ、より低温で封止することが可能となる。
【００４４】
無鉛低融点ガラスの好ましい組成範囲は、次の酸化物換算でＶ２Ｏ５が２０モル％以上４５モル％以下、ＴｅＯ２が２５モル％以上４５モル％以下、Ａｇ２Ｏが０モル％以上４５モル％以下であり、Ａｇ２Ｏを含まない場合には、Ｖ２Ｏ５とＴｅＯ２の合計量が５５モル％以上８０モル％以下、Ａｇ２Ｏを含む場合は、Ｖ２Ｏ５とＴｅＯ２とＡｇ２Ｏの合計量が８０モル％以上９８モル％以下であることが好ましい。なお、無鉛低融点ガラスには、Ｐ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、ＷＯ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３のいずれかを含んでも良く、これらの成分は、合計で２モル％以上３０モル％以下であることが好ましい。
【００４５】
被膜１３、１３’におけるガラス相７の割合は、３０体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。ガラス相７の割合が、この範囲にあると良好な気密性と接合強度が得られやすい。
【００４６】
無鉛低融点金属はさらに銀、銀、銅、亜鉛、アンチモンの少なくともいずれかを含むことが好ましい。これらのなかでも特に、銀を含むことが好ましい。無鉛低融点金属に銀を含むと、錫と上記のＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスとの反応による高融点のＡｇ３Ｓｎの生成を抑制することができる。その生成量が多いと、無鉛低融点金属は、低温で融けにくくなり、良好な気密性と断熱性が得られなくなってしまう。
【００４７】
被膜１３、１３’における金属相８、８’の割合は、２５体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。金属相８、８’の割合が、この範囲にあると良好な断熱性と接合強度が得られやすい。
【００４８】
より低温で気密に封止することによって、真空断熱部材のプロセスコストを大幅に低減できる。その結果、安価な真空断熱部材を提供できるようになる。また、より低温での気密封止、具体的には３２０℃以下での気密封止により、第一の基材１や第二の基材２に風冷強化処理或いは化学強化処理された強化ガラスを適用することができるようになる。これによって、内部空間５の高真空化による破損防止や安全、防犯等にも対応可能な真空断熱部材を提供できる。
【００４９】
無鉛低融点ガラスに酸化銀、無鉛低融点金属に銀を含有させた場合は、その材料費が高額となる。しかしながら、図６及び図８で示した封止材料は、金属箔９を用いるため、無鉛低融点ガラス及び無鉛低融点金属の使用量を著しく減少でき、その材料費が高額にならないようにすることができる。
【００５０】
さらに、被膜には、さらに低熱膨張フィラー粒子を含むことが好ましい。低熱膨張フィラー粒子を含むことによって、第一の基材１や第二の基材２、具体的にはソーダライムガラスやその強化ガラス等のガラス基板との熱膨張差を低減し、より接合強度が高い封止部が得られるようになる。低熱膨張フィラー粒子としては、無鉛低融点ガラスとのぬれ性が良好で、しかもマイナスの熱膨張係数を有するリン酸タングステン酸ジルコニウムＺｒ２（ＷＯ４）（ＰＯ４）２が好ましい。
【００５１】
被膜１３、１３’における熱膨張フィラー粒子の配合割合は、１０体積％以上３０体積％以下であることが好ましい。低熱膨張フィラー粒子の配合割合が、この範囲にあると、良好な気密性と接合強度を両立しやすいと言った特徴がある。
【００５２】
＜真空断熱部材の製造方法＞
真空断熱部材の製造方法は、複数のスペーサ３を配置した第一の基材１の周縁部に図６又は図８で示した封止材料４を磁石を用い搬送及び設置する第１工程と、封止材料の上から第二の基材２を、第一の基材１と空間１６をもって対向するように配置し、固定する第２工程と、固定された第一の基材１と第二の基材２を真空中で加熱し、封止材料４によって周縁部を気密に封止する第３工程と、を備える。
【００５３】
図３及び図５で示した真空断熱部材の製造方法の概略図を図９Ａ〜図１１Ｂに示す。以下、真空断熱部材の代表例として真空断熱複層ガラスパネルを例に、真空断熱部材の製造方法を説明する。図９Ａは第１工程を説明する概略斜視図、図９Ｂは第１工程における真空断熱部材の周縁部の概略図である。多数のスペーサ３を配置した第一の基材１の周縁部に図６又は図８で示した封止材料４を、磁石１４を用い設置する。この磁石１４には、永久磁石及び電磁石のどちらでもよい。封止材料４の金属箔９は磁石１４に引き寄せられるため、磁石を用いることにより所定の周縁部に容易に設置できる。また、この磁石１４によって基材１の周縁部に設置した封止材料４のエッジ部１５においても、封止材料４間の隙間を大きく空けることなく、封止材料４同士を接触させて設置させることが可能である。
【００５４】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２工程を説明する概略断面図である。磁石１４で設置されている封止材料４の上に反射防止膜６を形成した第二の基材２を第一の基材１と空間１６をもって対向するように配置し、耐熱クリップ１７等で固定する。磁石１４は耐熱クリップ１７等で固定した後に取り外す。
【００５５】
図１１Ａは第３工程を説明する図である。図１１Ｂは第３工程における封止部近傍の概略断面図である。耐熱クリップ１７で固定された第一の基材１及び第二の基材２は、真空ポンプ１８が接続された真空加熱炉１９の内部に設置され、真空に引きながら加熱される。真空引きしながら加熱することで周縁部は封止材料４により気密封止される。真空加熱の際に、封止材料４に含まれる無鉛低融点ガラスが軟化流動し、また無鉛低融点金属も融けて、さらに耐熱クリップ１７での加圧や基材２の荷重によって、図３、図５及び図１１で示したような封止断面構造を有する真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）を得ることができる。すなわち、第一の基材１と第二の基材２との封止部は、無鉛低融点ガラス１１、１１’によるガラス相７、７’と、無鉛低融点金属１２、１２’による金属相８、８’が形成されるようになる。その金属相８、８’は、ガラス相７、７’の両端、すなわち内部空間５側とその外側に形成されることが多い。内部空間５の真空度が高い場合には、内部空間５側の金属相８が増加し、一方その外側の金属相８’が減少或いは消滅する。この逆のケースでは、内部空間５の真空度が低く、真空断熱部材としては、良好な断熱性は得られないことがある。
【００５６】
また、この真空断熱部材（真空断熱複層ガラスパネル）の製法では、基材を３枚以上として、多層化することも可能である。
【００５７】
また、基材に排気穴を有する真空断熱部材は、次の方法で作製することができる。排気穴２０と、排気管２１と、を備え、複数のスペーサ３が配置された第一の基材１の周縁部に図６又は図８で示した封止材料４を、磁石を用い搬送及び設置する第１工程と、封止材料４上に第二の基材２を第一の基材１と空間１６をもって対向するように配置し、固定する第２工程と、固定された第一の基材１と第二の基材２の内部空間１６を排気穴２０と排気管２１とにより真空排気しながら加熱し、封止材料４によって周縁部を気密に封止する第３工程と、冷却時或いは冷却後に排気管２１をヒーター或いはバーナーにより焼き切る第４工程と、を備える。
【００５８】
上記製造方法を、図１２Ａ〜図１５Ｂを用いて説明する。図１２Ａ〜図１５Ｂは真空断熱部材の代表例である真空断熱複層ガラスパネルの製造方法の各工程を説明する概略図である。
【００５９】
図１２Ａは第１工程を説明する概略図、図１２Ｂは第１工程における第一の基材の周縁部の断面図である。先ずは、排気穴２０と、排気管２１とを備え、複数のスペーサ３とを配置した第一の基材１の周縁部に図６又は図８で示した封止材料４を、磁石１４を用いて設置する。
【００６０】
図１３Ａ及び図１３Ｂは第２工程を説明する概略図である。図１３Ａに示すように封止材料４の上から、反射防止膜６を形成した第二の基材２を、第一の基材１と空間１６をもって対向するように配置する。これを、図１３Ｂに示すように耐熱クリップ１７等で固定した後、磁石１４を取り外す。
【００６１】
図１４Ａは第３工程を説明する概略図であり、図１４Ｂは第３工程における封止部近傍の拡大図である。耐熱クリップ１７で固定された第一の基材と第二の基材を、図１４Ａに示すように真空加熱炉１９の内部に設置する。また、排気管２１に電熱ヒーター２２を取り付け、排気管２１を真空ポンプ１８に接続する。排気穴２０と排気管２１から基材１と基材２との空間１６を真空に引きながら加熱する。真空に引きながら加熱することにより、周縁部を気密に封止でき、内部空間５を真空状態とすることができる。
【００６２】
図１５Ａは第４工程を説明する概略図であり、図１５Ｂは第４工程における封止部近傍の拡大図である。内部空間５を真空状態とした真空断熱部材は、図１５Ａに示すように冷却時又は冷却後に排気管２１を電熱ヒーターにより焼き切る。排気管を焼き切ることにより、内部空間５の真空状態を維持できるようにする。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいてより詳細に説明する。ただし、本発明は、ここで取り上げた実施例に限定されることはなく、そのバリエーションを含むものである。
【００６４】
実施例において、真空断熱部材の封止材料を作製するのに用いた無鉛低融点ガラス、無鉛低融点金属及び低熱膨張フィラー粒子をそれぞれ表１、表２及び表３に示す。表１で示す無鉛低融点ガラスの特性温度に関しては、示差熱分析（ＤＴＡ）により測定した。ガラス特有の代表的なＤＴＡカーブの一例を図１６に示す。図１６において、第一吸熱ピークの開始温度が転移点Ｔｇ、その吸熱ピーク温度が屈伏点Ｍｇ、及び第二吸熱ピーク温度が軟化点Ｔｓであり、これらの特性温度は接線法によって求められることが一般的である。それぞれの特性温度は、ガラスの粘度により定義され、Ｔｇが１０１３．３ポイズ、Ｍｇが１０１１．０ポイズ及びＴｓが１０７．６５ポイズに相当する温度である。表１の無鉛低融点ガラス、表２の無鉛低融点金属及び表３の低熱膨張フィラー粒子を組み合わせた封止材料によって、真空断熱複層ガラスパネルを製作し、その断熱性を評価した。なお、封止材料は、表１の無鉛低融点ガラス、表２の無鉛低融点金属及び表３の低熱膨張フィラー粒子を配合、混合したものに溶剤等を加えることによって、ペーストの形態で用いた。
【００６５】
【表１】
2018058709.tif 000003
【００６６】
【表２】
2018058709.tif 000004
【００６７】
【表３】
2018058709.tif 000005
【００６８】
［実施例１］
実施例１では、表１の無鉛低融点ガラスと表２の無鉛低融点金属とを用いた封止材料によって、図２で示した真空断部材を製作し、その断熱性を評価した。また、比較例としては、表１の無鉛低融点ガラスと表３の低熱膨張フィラー粒子とを用いた封止材料によって、図１に示した真空断熱部材を製作し、その断熱性も評価した。なお、封止材料は、実施例、比較例ともに、溶剤等を加えたペーストの形態で使用した。
【００６９】
（封止材料の作製）
表１の無鉛低融点ガラスの粉末と表２の無鉛低融点金属の粉末、溶剤等を用いて封止材料のペーストを作製した。また、比較例の真空断熱部材を製作するために、表１の無鉛低融点ガラスの粉末と表３の低熱膨張フィラー粒子、溶剤等を用いて封止材料のペーストを作製した。表１の無鉛低融点ガラスの粉末には、平均粒径が５〜１０μｍ程度の破砕粉を用いた。また、表２の無鉛低融点金属の粉末には、粒径が１５〜４５μｍの範囲にあるアトマイズ粉を用いた。さらに、表３の低熱膨張フィラー粒子には、平均粒径が１０〜２０μｍ程度の破砕粉或いは球状粉を用いた。また、ペーストを作製する際の溶剤には、無鉛低融点ガラスＡ−１〜５が含有される場合にはブチルカルビトールアセテート、Ａ−６〜１８が含有される場合には高粘度溶剤であるα‐テルピネオールを使用した。さらに、無鉛低融点ガラスＡ−１〜５が含有される場合には、極少量の樹脂も含有し、ペーストの粘度を調整した。その樹脂には、エチルセルロースを用いた。
【００７０】
実施例で使用した封止材料の種類と配合組成、すなわち無鉛低融点ガラスと無鉛低融点金属の種類と配合割合、及びその大気中焼成温度と真空中封止温度を表４に示す。また、比較例に用いた封止材料の種類と配合組成、すなわち無鉛低融点ガラスと低熱膨張フィラー粒子の種類と配合割合、及びその大気中焼成温度と真空中封止温度を表５に示す。実施例で用いた表４の無鉛低融点ガラスと無鉛低融点金属の配合割合は、体積％で３０：７０に固定した。一方、比較例で用いた表５の無鉛低融点ガラスと低熱膨張フィラー粒子の配合割合は、第一の基材１と第二の基材２に使用するソーダライムガラス基板の熱膨張に配慮し決定した。使用したソーダライムガラス基板の熱膨張係数は、３０〜３００℃の温度範囲で８８×１０−７／℃であった。これに対し、実施例で用いた封止材料では、無鉛低融点金属の含有量が多く、しかもその無鉛低融点金属が柔らかいために、残留する熱応力が緩和しやすく、ソーダライムガラス基板との熱膨張差を比較例で用いた封止材料ほど配慮する必要がなかった。また、表３で示した低熱膨張フィラー粒子Ｃ−４とＣ−５についても検討したが、表１のどの無鉛低融点ガラスも結晶化してしまい、良好な軟化流動性が得られなかったために、表５に掲載することは取りやめた。
【００７１】
（真空断熱部材の作製）
真空断熱部材の製造方法について、図１７〜１９を用いて説明する。図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように多数のスペーサ３を配置した第一の基材１の周縁部にディスペンサー２３を用いて、作製した封止材料４のペーストを塗布し、１５０℃程度で３０分間乾燥した後に大気中で焼成した。焼成条件は、昇温速度を約６℃／分とし、封止材料４に含有する無鉛低融点ガラスの軟化点Ｔｓより１０〜４０℃ほど高い温度で３０分間保持した。
【００７２】
次に図１８に示すように第二の基材２を合わせ、クリップ１７で複数箇所を固定した。これを図１９に示すように真空加熱炉１９の内部に設置し、真空ポンプ１８を用いて真空に引きながら加熱することによって周縁部を気密に封止し、図１に示した真空断熱部材を製作した。なお、真空加熱炉１９での加熱には、赤外線ランプを用いた。真空加熱炉１９での封止条件は、昇温速度を約５℃／分とし、封止材料４に含有する無鉛低融点ガラスの軟化点Ｔｓより５〜３０℃ほど高い温度で３０分間保持した。
【００７３】
本実施例では、基材１及び基材２ともに２５０ｍｍ×２００ｍｍ×３ｍｍのサイズのソーダライムガラス基板を用い、基材２には熱線反射膜６を形成しなかった。また、スペーサ３の高さを０．２ｍｍとし、真空状態の内部空間５を形成した。
【００７４】
【表４】
2018058709.tif 000006
【００７５】
【表５】
2018058709.tif 000007
【００７６】
（断熱性の評価）
作製した真空断熱部材について、断熱性を評価した。図２０に断熱性の評価方法を説明する図を示す。製作した真空断熱部材の断熱性評価は、図２０に示すように、６０℃に加熱、保持した外径２０ｍｍの円柱状ヒーター２４を基材２の表面中央部へ接触させ、反対側の基材１の表面中央部に接着させた温度計２５よって、２０分間の温度変化を計測した。その温度上昇が低いほど、内部空間５の真空度が高く、断熱性が高いと判断した。
【００７７】
製作した実施例と比較例の真空断熱部材の断熱性の評価結果、すなわち基材２の表面中央部を６０℃に加熱した際の基材１の表面中央部の経時温度変化を図２１に示す。表５の封止材料ＡＣ−１〜１８を用いて製作した比較例の真空断熱部材では、時間の経過ともに基材２の表面中央部の温度が上昇し、１４分以上でその温度変化はほぼなくなり、封止材料ＡＣ−１〜５を用いたグループ、ＡＣ−６〜１３を用いたグループ、及びＡＣ−１４〜１８を用いたグループのそれぞれで同等の温度上昇傾向が認められた。
【００７８】
最も温度上昇が少なかった比較例の真空断熱部材は、封止材料ＡＣ−１〜５を用いたグループで、次に封止材料ＡＣ−６〜１３を用いたグループであり、最も温度上昇が大きかった真空断熱部材は、封止材料ＡＣ−１４〜１８を用いたグループであった。これには、規則性があり、特性温度が高い無鉛低融点ガラスを含有した封止材料を用い、より高温で大気中焼成や真空封止をした真空断熱部材の方が、基材１の表面温度上昇が少ない傾向を示すことが分かった。
【００７９】
封止材料ＡＣ−１〜５に含有した表１の無鉛低融点ガラスＡ−１〜５は、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２系であり、表１の中では特性温度が高く、熱膨張係数が低めであった。また、封止材料ＡＣ−１〜５への無鉛低融点ガラスＡ−１〜５の含有量は、表５で示したとおり多めであった。一方、封止材料ＡＣ−６〜１３やＡＣ−１４〜１８に含有した表１の無鉛低融点ガラスＡ−６〜１８は、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系であり、Ａｇ２Ｏの含有により特性温度が低温であった。また、Ａｇ２Ｏの含有量が多いほど、特性温度が低い傾向を示すが、一方熱膨張係数が大きくなる傾向を示すことから、封止材料としては、表５に示すように無鉛低融点ガラスの配合量を減らし、低熱膨張フィラー粒子の配合量を増やさざるを得なかった。特に無鉛低融点ガラスＡ−１４〜１８は、Ａ−６〜１３がモル％でＴｅＯ２＞Ａｇ２Ｏの関係であるのに対し、Ａｇ２Ｏ含有量を増やし、ＴｅＯ２＜Ａｇ２Ｏの関係とすることによって、特性温度のさらなる低温化を図った。この関係の違いが、同じＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスであっても、図２１で示したとおり封止材料ＡＣ−６〜１３とＡＣ−１４〜１８のグループ分けの原因になったものと考えられる。
【００８０】
以上より、比較例の真空断熱部材では、その封止材料に特性温度が高い無鉛低融点ガラスを使用し、高温で大気中焼成や真空中封止する方が基材１の表面温度上昇が少なく、断熱性が高くなることが分かった。これは、より高温での真空中封止によって真空断熱部材の内部空間が脱気されやすく、高真空化されたものと考えられる。
【００８１】
以上の比較例の真空断熱部材に対し、表４の封止材料ＡＢ−１〜１８を用いて製作した実施例の真空断熱部材では、図２１に示したとおり基材１の表面中央部の温度上昇が著しく抑制され、しかも経過時間が１０分以上で温度変化がほとんど認められなくなり、比較例に比べて断熱性がかなり向上した。封止部は、表４のどの封止材料を用いた場合でも図２で示した状態となっていた。すなわち、封止部は、封止材料４に含まれる表１の無鉛低融点ガラスによるガラス相７と、表２の無鉛低融点金属による金属相８、８’とからなり、ガラス相７よりも内部空間５側に金属相８が形成されていた。金属相８や８’は、無鉛低融点金属が融けた際にクリップ１７による加圧と基板２の荷重によって、封止部の両端に溶融した無鉛低融点金属が無鉛低融点ガラス中を移動することによって形成された。また、ガラス相７も、この溶融した無鉛低融点金属が無鉛低融点ガラス中を封止部両端へ移動することによって形成された。このため、ガラス相７には、取り残された僅かな金属相が層状に見受けられることが多々あった。本実施例では、図１９で示したとおり真空加熱炉１９の内部を真空に引きながら、封止材料４にて封止を行い、真空断熱部材の内部空間５を真空状態とするが、図１２〜１５で説明したように基材１に配置した排気穴２０と排気管２１から真空断熱部材の内部空間５のみを真空に引きながら封止する方法（排気管方式）では、ガラス相７の内部空間５側の金属相８が増加し、一方その外側の金属相８’が減少或いは消滅した。これは、封止時に溶融した無鉛低融点金属が内部空間５側に引っ張られるためであり、この封止方法においても、断熱性が良好な真空断熱部材が得られた。
【００８２】
以上より、図２の封止状態で示したように、ＣＯ２等のガス発生原因になり得るガラス相７の内部空間５への露出量を金属相８の形成により著しく低減することによって、真空断熱部材の断熱性をかなり向上できたものと考えられる。
【００８３】
また、表４で示した封止材料ＡＢ〜１〜１８に配合される表１の無鉛低融点ガラスＡ−１〜１８の種類によって、封止材料ＡＢ−１〜５、ＡＢ−６〜１３、及びＡＢ−１４〜１８の３つにグループ分けができることが分かった。最も基材１の表面温度上昇が少なかった真空断熱部材は、封止材料ＡＢ−６〜１３を用いた場合であり、次に封止材料ＡＢ−１４〜１８、続いて封止材料ＡＢ−１〜５を用いた場合であった。すなわち、封止材料に含有される無鉛低融点ガラスとしては、Ａ−１〜５のＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２系よりＡ−６〜１８のＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系の方が真空断熱部材の断熱性向上には有効であった。これは、比較例の真空断熱部材の断熱性評価結果とは、逆転している。また、表４で示した封止材料ＡＢ−１〜１８には、表１の無鉛低融点ガラスの他に、表２の無鉛低融点金属Ｂ−１〜７のいずれかが配合され、これらの無鉛低融点金属は、錫を主要成分として含有することが真空断熱部材の断熱性向上に有効であった。特に有効であった封止材料ＡＢ−６〜１３を用いた場合には、その封止材料に表２の無鉛低融点金属Ｂ−２〜４が配合され、これらにはさらに銀が含有されていた。無鉛低融点金属に錫と銀が含有されると、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスでは、錫との反応が抑制され、ガラス中の銀イオンが低融点金属中の錫へ拡散しにくくなるものと考えられる。Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスから銀イオンが多数抜けてしまうと、特性温度が上昇し、真空中で気密に封止しにくくなることがあった。このため、封止材料にＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスを使用する場合には、無鉛低融点金属としては錫と銀の両方が含有されることが真空気密封止には有効であることが分かった。
【００８４】
以上より、本実施例で製作した真空断熱部材の断熱性評価結果において、封止部がガラス相と、ガラス相よりも内部空間側に配置された金属相と、を含むことによって、その断熱性が著しく向上することを見出した。その封止部のガラス相は酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と酸化テルル（ＴｅＯ２）を含む無鉛低融点ガラスであり、しかも金属相は錫（Ｓｎ）を含む無鉛低融点金属であった。封止部のガラス相はさらに酸化銀（Ａｇ２Ｏ）を含む無鉛低融点ガラスであり金属相はさらに銀（Ａｇ）を含む無鉛低融点金属であることが特に好ましいことが分かった。
【００８５】
［実施例２］
実施例２では、表１の無鉛低融点ガラスＡ−１、７及び１１と、表２の無鉛低融点金属Ｂ−１〜３と、表３の低熱膨張フィラー粒子Ｃ−１〜３とを用いた封止材料によって、実施例１と同様にして図２で示した真空断部材を製作し、その断熱性を評価した。また、封止材料４も実施例１と同様にペーストの形態で使用した。
【００８６】
本実施例で使用した封止材料の種類と配合組成、すなわち表１の無鉛低融点ガラスＡ−１、７及び１１、表２の無鉛低融点金属Ｂ−１〜３及び表４の低熱膨張フィラー粒子Ｃ−１〜３の種類と配合割合、並びにその大気中焼成温度と真空中封止温度を表６に示す。その表６で示した封止材料ＡＢＣ−１〜１１のペーストを用い、実施例１と同様に真空断熱部材を製作した。
【００８７】
第一の基材１及び第二の基材２には、実施例１と同サイズ（２５０ｍｍ×２００ｍｍ×３ｍｍ）のソーダライムガラス基板を用い、第二の基材２の片側全面には熱線反射膜６を形成した。また、スペーサ３の高さを０．１５ｍｍとし、真空状態の内部空間５を形成した。
【００８８】
作製した真空断熱部材の断熱性評価は実施例１と同様に行った。また、図２２Ａ及び図２２Ｂに封止材料ＡＢＣ−４を用いて製作した真空断熱部材の封止部断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図２２Ｂは、図２２Ａの部分的な拡大断面写真である。
【００８９】
【表６】
2018058709.tif 000008
【００９０】
図２３に実施例２の真空断熱部材の断熱性の評価結果、すなわち基材２の表面中央部を６０℃に加熱した際の基材１の表面中央部の経時温度変化を示す。表６の封止材料ＡＢＣ−１〜１１を用いて製作した真空断熱部材は、実施例１と同様に基材１の表面中央部の温度上昇が著しく抑制され、しかも経過時間が１０分以上で温度変化がほとんど認められなくなり、断熱性がかなり向上していた。温度上昇傾向は、封止材料４に含有された無鉛低融点ガラス、無鉛低融点金属及び低熱膨張フィラー粒子の種類や配合割合によって、多少異なった。Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２系の無鉛低融点ガラスＡ−１を含有した封止材料ＡＢＣ−１〜３を用いて製作した真空断熱部材では、同等の温度変化が認められたが、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２系より特性温度が著しく低いＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系の無鉛低融点ガラスＡ−７又はＡ−１１を含有した封止材料ＡＢＣ−４〜１１を用いて製作した真空断熱部材に比べると、僅かに温度上昇が大きかった。封止材料ＡＢＣ−４〜１１内でもＡＢＣ−４、５、８及び９と、ＡＢＣ−６、７、１０及び１１との間で断熱性に僅かな違いが認められ、無鉛低融点ガラスの配合量が少なく、無鉛低融点金属の配合量が多いほど、温度上昇傾向が小さく、僅かながらでも断熱性が向上した真空断熱部材が得られた。封止材料ＡＢＣ−１〜１１を用いて製作した真空断熱部材の封止部は、どの封止材料を用いた場合でも図２や図２２で示したように、ガラス相７と、金属相８とから形成され、ガラス相７よりも内部空間５側に金属相８が形成されていた。ガラス相７よりも内部空間５側に金属相８が形成されることにより、内部空間５側へのガラス相７の露出量を低減した。この金属相８により、ガラス相７から内部空間５へのガス放出量が低減されて、断熱性が良好な真空断熱部材が得られたものと考えられる。また、図１２〜１５で説明したように基材１に配置した排気穴２０と排気管２１から真空断熱部材の内部空間５のみを真空に引きながら封止する方法（排気管方式）においても本実施例の真空断熱部材を製作してみた。その封止部の状態は、ガラス相７の内部空間５側の金属相８が増加し、一方その外側の金属相８’が減少或いは消滅した。これは、封止時に溶融した無鉛低融点金属が内部空間５側に引っ張られるためであり、この封止方法においても、断熱性が良好な真空断熱部材が得られた。
【００９１】
図２３で示したとおり、封止材料ＡＢＣ−４〜１１を用いて製作した真空断熱部材において、僅かな断熱性の違いは、内部空間５へのガラス相７の露出量の違いであるものと考えられる。すなわち、封止材料ＡＢＣ−４、５、８及び９では、それらより無鉛低融点ガラスの配合量が多く、無鉛低融点金属の配合量が少ない封止材料ＡＢＣ−６、７、１０及び１１より内部空間５へのガラス相７の露出量が少ない封止部が得られ、真空断熱部材の断熱性を僅かながらでも向上できたものと考えられる。封止材料４に含まれる表３の低熱膨張フィラー粒子Ｃ−１〜３は、図２２で示したとおり、そのほとんどが、ガラス相７中に分散、存在していた。低熱膨張フィラー粒子が分散、存在したガラス相７は、ガラス相７の熱膨張係数を下げる効果があり、大きな熱膨張係数を有する表１の無鉛低融点ガラスとしては、基材１や基材２に使用したソーダライムガラス基板との熱膨張差を低減でき、熱的な残留応力を緩和するのに有効である。これは、封止部の接合強度を向上することに効果があり、封止材料４に低熱膨張フィラーを配合することは、真空断熱部材の信頼性向上に貢献できることは言うまでもない。特に低熱膨張フィラーとしては、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２系無鉛低融点ガラスやＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスとのぬれ性が良好で、マイナスの熱膨張係数を有するリン酸タングステン酸ジルコニウムＺｒ２（ＷＯ４）（ＰＯ４）２或いはそれをベースとした物質が有効であった。
【００９２】
以上より、本実施例で製作した真空断熱部材は、建材用窓ガラス等に適用される真空断熱複層ガラスパネル等へ有効に展開できるものである。
【００９３】
［実施例３］
実施例３では、真空断熱部材の基材として強化ガラスの適用性を確認した。先に述べたとおり、真空断熱部材の基材に強化ガラスを用いる場合には、その機械的強度を極力低下させない低温、特に好ましくは３２０℃以下で封止する必要がある。
【００９４】
本実施例の第一の基材１及び第二の基材２には、風冷強化したソーダライムガラス基板を用い、第二の基材２には熱線反射膜６を形成した。基材１及び基材２のサイズは、６００ｍｍ×５００ｍｍ×５ｍｍとした。封止材料４には、実施例として表６のＡＢＣ−４、６、８及び１０、比較例として表５のＡＣ−７とＡＣ−１１を用い、実施例１や実施例２と同様にペーストの形態で使用した。これらの封止材料４は、表６や表５に示すように大気中焼成温度と真空中封止温度が３２０℃以下であるので、基材として用いる風冷強化ソーダライムガラス基板の機械的強度を低下させることはないと考えられる。また、真空状態の内部空間５を形成するためのスペーサ３の高さは０．２５ｍｍとした。真空断熱部材は実施例１と同様にして製作し、実施例１と同様の方法で断熱性を比較評価した。
【００９５】
第一の基材１や第二の基材２に使用した風冷強化ソーダライムガラス基板は、風冷強化していないソーダライムガラス基板に比べると、表面のうねりやそりが大きかったが、実施例及び比較例ともに真空断熱部材を製作することができた。また、その周縁に設けた封止部は、基材のサイズや重量を大きくしたにも係らず、容易に剥離等して真空状態にある内部空間５がリークするようなことはなかった。これにより実施例及び比較例で製作した真空断熱部材の断熱性を的確に評価することができた。
【００９６】
図２４に実施例３で製作した真空断熱部材の断熱性の評価結果、すなわち基材２の表面中央部を６０℃に加熱した際の基材１の表面中央部の経時温度変化を示す。表５の封止材料ＡＣ−７と１１を用いてそれぞれ製作した比較例の真空断熱部材の断熱性は、実施例１の図２１よりは基材１の表面中央部の温度上昇が少ない結果となった。これは、基材のサイズとスペーサ３の高さを大きくし、内部空間５の体積を増加させたために、断熱性が向上したものである。また、実施例１と同様に封止材料ＡＣ−７とＡＣ−１１を用いた場合では、真空断熱部材の断熱性に大きな差は認められず、ほぼ同等であった。これらに対し、表６のＡＢＣ−４、６、８及び１０を用いてそれぞれ製作した実施例の真空断熱部材では、基材１の表面中央部の温度上昇が著しく抑制され、断熱性がかなり向上していた。また、実施例２と同様に封止材料ＡＢＣ−４、６、８及び１０を用いた場合では、ＡＢＣ−４と８を用いた場合の方が、ＡＢＣ−８と１０を用いた場合より、断熱性が僅かに良好であった。これは、封止材料４に含有された無鉛低融点ガラスと無鉛低融点金属の配合量に関係がある。無鉛低融点ガラスの配合量が少なく、無鉛低融点金属の配合量が多いほど、温度上昇傾向が小さく、僅かながらでも断熱性が向上したものと考えられる。
【００９７】
以上より、基材に強化ガラスが有効に適用できることが判明した。強化ガラスの基材への適用は、通常のガラス基材に比べると、内部空間５の高真空化による破損防止や安全、防犯等に貢献できるものである。また、実施例３に係る真空断熱部材は、建材用窓ガラス等に適用される真空断熱複層ガラスパネル等へ有効に展開できるものである。
【００９８】
［実施例４］
実施例４では、図６で示した封止材料を用い、図３で示した真空断熱部材を製作し、その断熱性を評価した。封止材料４に使用したリボン状の金属箔９の種類を表７に示す。表７に示した金属箔Ｄ−５と６は、図４で示したクラッド材であり、Ｄ−１〜４の金属材料から構成した。また、金属箔Ｄ−１〜６のサイズは、幅を５ｍｍ、厚みを０．１６ｍｍとした。
【００９９】
【表７】
2018058709.tif 000009
【０１００】
（封止材料の作製）
表４で示した封止材料ＡＢ−８と表６で示した封止材料ＡＢＣ−７のペースト、及び表７で示した金属箔Ｄ−１〜６を用い、図７で説明した封止材料の製法によって封止材料を作製した。図７の製法において、金属箔の引張速度は５０〜６０ｃｍ／分程度とし、乾燥温度は１５０〜１７０℃、焼成温度は、使用する無鉛低融点ガラスの軟化点より３０〜５０℃程度高い温度とした。また、金属箔９の両面に焼成、形成した被膜１３、１３’の厚みは、それぞれ３０〜４０μｍ程度とした。
【０１０１】
また、比較例として、表５で示した封止材料ＡＣ−８のペーストを用いて、リボン状の金属箔の両面に被膜を形成し、封止材料を作製した。表４のＡＢ−８と表６のＡＢＣ−７のペーストを用いて作製した実施例の封止材料４（図６）及び表５のＡＣ−８のペーストを用いて作製した比較例の封止材料は、表７の金属箔９がＤ−３〜６の場合には、被膜１３、１３’が密着性よく形成された。これは、被膜１３、１３’に含まれるＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系の無鉛低融点ガラス１１、１１’がアルミニウム金属やその合金とのぬれ性や接着性が大変良好なためである。しかし、金属箔９がＤ−１と２の場合には、被膜１３、１３’の密着性が良好とは言えず、Ｄ−１と２の金属箔９を用いた封止材料４では、被膜１３、１３’が剥離しないように、十分に注意して取り扱う必要があった。これは、被膜１３、１３’に含まるＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系の無鉛低融点ガラス１１、１１’が鉄‐ニッケル系合金や鉄‐ニッケル‐クロム系合金とのぬれ性や接着性が良好とは言えないためである。
【０１０２】
(真空断熱部材の作製)
作製した封止材料を用いて、図３に示した真空断熱部材を製作した。第一の基材１及び第二の基材２には、ソーダライムガラス基板を用い、第二の基材２には熱線反射膜６を形成した。第一の基材１及び第二の基材２のサイズは、６００ｍｍ×５００ｍｍ×３ｍｍとし、真空状態の内部空間５を形成するためのスペーサ３の高さを０．２ｍｍとした。
【０１０３】
金属箔として鉄−ニッケル系合金や鉄−ニッケル‐クロム系合金を用いたＤ−１、２、５及び６を用いた封止材料４では、磁石への引力があるために、図９〜１１で説明した真空断熱部材の製造方法によって、真空断熱部材を製作した。
【０１０４】
金属箔としてＤ−３（アルミニウム金属）とＤ−４（アルミニウム系合金）を用いた封止材料４では、磁石への引力がないために、封止材料４の基材１への設置、基材２の配置及びクリップ１７での固定の際に、その封止材料４が移動し易いために、エッジ部１５に大きな隙間が空かないように十分な注意を払い、真空断熱部材を製作した。
【０１０５】
真空中での封止温度は、金属箔９の両面の被膜１３と１３’をしっかりとつぶし、気密に封止するために、実施例１や実施例２よりは１０〜２０℃高温で行った。図２５Ａ及び図２５Ｂに代表例として表６のＡＢＣ−７と表７のＤ−２とからなる封止材料を用いて製作した真空断熱部材の封止部断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図２５Ｂは、図２５Ａの部分的な拡大断面写真である。
【０１０６】
（真空断熱部材の断熱性の評価）
気密に封止できた真空断熱部材の断熱性を実施例１と同様に評価した。断熱性の評価結果、すなわち基材２の表面中央部を６０℃に加熱した際の基材１の表面中央部の経時温度変化を図２６に示す。実施例の真空断熱部材は、比較例の真空断熱部材と比較すると、温度上昇が顕著に少なく、良好な断熱性を有していた。また、金属箔９の材質による断熱性の違いは、実施例及び比較例の真空断熱部材ともにほとんど認められなかった。実施例での真空断熱部材の封止部は、図３、図１１及び図２５の状態、形態を取っていた。すなわち、金属箔９の表裏面にあるガラス相７、７’の両端に金属相８、８’が形成されていた。内部空間５側に形成された金属相８によって、ガス発生原因のガラス相７、７’の内部空間５側への露出量が減少して、真空度が上がり、高断熱化が図られたものと考えられる。ＡＢ−８とＡＢＣ−７の僅かな断熱性の違いは、そのガラス相７、７’の露出量の違いで、ＡＢ−８の方がＡＢＣ−７より無鉛低融点ガラス１１、１１’の配合量が少なく、無鉛低融点金属１２、１２’の配合量が多かったことが原因であると考えられる。また、ガラス相７、７’中には、低融点金属１２、１２’が両端に移動した形跡、すなわち筋状の金属相が認められる場合があった。
【０１０７】
以上のように実施例の真空断熱部材では、気密に封止できれば、良好な断熱性が得られた。しかし、基材１と基材２で使用したソーダライムガラス基板と、金属箔９との熱膨張係数の差が大きい場合には、気密に封止できない場合もあり、内部空間５を真空状態にすることができないことがあった。本実施例においては、基材１及び基材２で使用したソーダライムガラス基板と、金属箔９に使用したアルミニウム金属のＤ−３及びアルミニウム合金のＤ−４とでは、熱膨張係数の差が非常に大きく、封止部が一部剥離することもあり、気密に封止できないことがあった。一方、金属箔９がＤ−１、２、５及び６の場合には、基材１及び基材２で使用したソーダライムガラス基板と熱膨張係数が近く、気密封止に失敗することはほとんどなかった。
【０１０８】
以上より、金属箔９として鉄−ニッケル系合金、鉄−ニッケル‐クロム系合金、アルミニウム金属、アルミニウム系合金、及びこれらのクラッド材のいずれかを使用することによって、ガス放出原因の源となっている高価なＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系の無鉛低融点ガラス１１、１１’の使用量を著しく低減できる。また、真空断熱部材の製作工数を少なくすることができる。その結果、真空断熱部材の高断熱化と低コスト化の両立を図ることができる。
【０１０９】
さらに封止材料４の金属箔９として鉄−ニッケル系合金或いは鉄−ニッケル−クロム系合金のリボン箔の両面にアルミニウム金属或いはアルミニウム系合金の層が形成したクラッド材が特に好ましい。無鉛低融点ガラス１１、１１’と金属粒子１２、１２’とを含む被膜１３、１３’が密着性よく形成でき、かつ、封止材料を磁石を用いて簡単に搬送や設置できるためである。また、熱膨張係数の整合が良好なことから、信頼性が高い封止部が得られた。
【０１１０】
［実施例５］
真空断熱部材、特に真空断熱複層ガラスパネルでは、基材に安価なソーダライムガラス基板やその強化ガラス基板が使用されることが多い。しかし、その基材には、うねりやそりが存在する。そのうねりやそりが大きい場合には、気密封止の妨げとなることがあった。実施例５では、基材のうねりやそりを対策するために、多数の貫通孔１０を有する金属箔９を用いた封止材料４を用いた真空断熱複層ガラスパネルを作製し、断熱性を評価した。
【０１１１】
（封止材料の作製）
リボン状の金属箔９に表７のクラッド材Ｄ−６（図４）を用い、０．３〜０．５ｍｍ径程度の貫通孔１０を約５ｍｍ間隔で形成したこと、表４で示した封止材料ＡＢ−１１と表６で示した封止材料ＡＢＣ−９を用いて金属箔の両面に被膜を形成されたこと以外、実施例４と同様にして封止材料を作製した。
【０１１２】
作製した封止材料４の被膜１３、１３’は、金属アルミ箔と強固に密着されていた。これは、Ｄ−６の金属箔９の両面にＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスとぬれ性や接着性が良いアルミニウム金属層が施されたクラッド材であったためである。また、Ｄ−６の金属箔９の貫通孔１０にも、被膜１３、１３’が充填されていた。
【０１１３】
(真空断熱部材の作製)
第一の基材１及び第二の基材２には、風冷強化したソーダライムガラス基板を用い、そのサイズを、０．１ｍｍ程度のうねりを有する１０００ｍｍ×９００ｍｍ×５ｍｍとし、上記封止材料を用いたこと以外、実施例４と同様に真空断熱部材を作製した。
【０１１４】
うねりの大きな基材を用いた場合であっても、金属箔９に形成した多数の貫通孔１０によって気密に封止できることが明らかになった。また、表７で示したＤ−６の金属箔９の熱膨張係数が基材１や基材２に使用した風冷強化ソーダライムガラス基板の熱膨張係数に近いために、封止部の熱的な残留応力が少なく、機械的信頼性が高い封止部が得られた。
【０１１５】
（真空断熱部材の断熱性の評価）
製作した真空断熱部材の断熱性を実施例１と同様にして評価した。真空断熱部材の断熱性の評価結果、すなわち基材２の表面中央部を６０℃に加熱した際の基材１の表面中央部の経時温度変化を図２７に示す。製作した実施例の真空断熱部材は、温度上昇が著しく少なく、大変良好な断熱性を有していた。実施例での真空断熱部材の封止部は、図５で示した状態、形態を取っていた。すなわち、金属箔９の表裏面にあるガラス相７、７’の両端に金属相８、８’が形成されていた。また、貫通孔１０にもガラス相や金属相が形成されていた。内部空間５側に形成された金属相８によって、ガス発生原因のガラス相７、７’の内部空間５側への露出量が減少して、真空度が上がり、断熱性が著しく向上したものと考えられる。ＡＢ−１１とＡＢＣ−９の僅かな断熱性の違いは、そのガラス相７、７’の露出量の違いである。ＡＢ−１１の方がＡＢＣ−９より無鉛低融点ガラス１１、１１’の配合量が少なく、無鉛低融点金属１２、１２’の配合量が多かったことが原因であると考えられる。また、ガラス相７、７’中には、低融点金属１２、１２’が両端に移動した形跡、すなわち筋状の金属相が認められる場合があった。また、金属箔９の貫通孔１０によりガラス相や金属相が表裏面で行き来して、基材のうねりを吸収している様子が見受けられた。
【０１１６】
［実施例６］
実施例６では、図１２〜１５で説明した真空断熱部材の製造方法によって、真空断熱部材を製作し、その断熱性を評価した。
【０１１７】
（封止材料の作製）
金属箔として表７に示すＤ−５を用いたこと、表６で示したＡＢＣ−５のペーストを用いて、金属箔の両面に被膜を形成させたこと以外は実施例４と同様に金属箔に貫通孔のない封止材料を作製した。
【０１１８】
また、金属箔として表７に示すＤ−５を用いたこと、表６で示したＡＢＣ−５のペーストを用いて、金属箔の両面に被膜を形成させたこと以外は実施例５と同様に、金属箔に貫通孔のある封止材料を作製した。
【０１１９】
作製した２種類の封止材料は、金属箔がＶ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系無鉛低融点ガラスとぬれ性や接着性が良いアルミニウム合金層が施されたクラッド材であったために、被膜と金属箔とが強固に密着されていた。また、貫通孔が形成されたＤ−５の金属箔では、その貫通孔１０にも、被膜が充填されていた。
【０１２０】
（真空断熱部材の製造方法）
作製した上記封止材料を用いて、図１２〜１５で説明した真空断熱部材の製法によって、図３及び図５で示した真空断熱部材を製作した。第一の基材１及び第二の基材２にはソーダライムガラス基板を用い、第二の基材２には熱線反射膜を形成した。なお、第一の基材１には、事前に排気穴２０と排気管２１を取り付けておいた。第一の基材１及び第二の基材２のサイズは、１０００ｍｍ×９００ｍｍ×３ｍｍとし、真空状態の内部空間５を形成するためのスペーサ３の高さを０．２ｍｍとした。
【０１２１】
先ずは、図１２に示すように排気穴２０と、排気管２１と、多数のスペーサ３とを配置した基材１の周縁部に上記で作製した封止材料４を磁石１４の引力によって設置した。次に図１３に示すように磁石１４によって封止材料４を設置した基材１と空間１６をもって対向するように反射防止膜６を形成した基材２を配置し、耐熱クリップ１７で固定した。磁石１４は耐熱クリップ１７で固定した後に取り外した。これを図１４に示すように真空加熱炉１９の内部に設置し、排気管２１に電熱ヒーター２２を取り付け、排気管２１を真空ポンプ１８に接続した。排気穴２０と排気管２１から基材１と基材２との空間１６を真空に引きながら加熱し、その封止材料４によって周縁部を気密に封止し、内部空間５を真空状態とした。その封止の際には、封止部に内部空間５の真空状態による大きな荷重がかかるために、図９〜１１で説明した製法よりも低温で封止が可能ある。本実施例では、封止材料４に配合される表１の無鉛低融点ガラスＡ−７の軟化点より若干高い２６５〜２７０℃で封止した。次に図１５に示すように冷却時或いは冷却後に排気管２１を電熱ヒーターにより焼き切って、内部空間５の真空状態を維持できるようにした。
【０１２２】
製作した真空断熱部材の断熱性を実施例１と同様の方法で評価した。実施例６の真空断熱部材の断熱性の評価結果を図２８に示す。本実施例で製作した２種類の真空断熱部材は、どちらも実施例５と同等に温度上昇が著しく少なく、大変良好な断熱性を有していた。また、金属箔９の貫通孔１０の有無による断熱性の差は、ほとんど認められなかった。２種類の真空断熱部材の封止部は、基本的には図３及び図５で示した状態、形態を取っていたが、金属箔９の表裏面にあるガラス相７、７’の両端に形成された金属相８、８’において、金属相８が金属相８’よりも多く形成されていた。封止箇所によっては、金属相８のみで金属相８’が認められない箇所もあった。また、貫通孔１０を形成した金属箔９を用いた場合には、その貫通孔１０にもガラス相や金属相が形成されていた。ガラス相７、７’中には、低融点金属１２、１２’が両端に移動した形跡、すなわち筋状の金属相が認められる場合があった。内部空間５側に形成された金属相８によって、ガス発生原因のガラス相７、７’の内部空間５側への露出量が減少して、真空度が上がり、断熱性が著しく向上したものと考えられる。
【０１２３】
以上より、実施例６に係る封止材料は、真空断熱部材の封止時に排気穴２０と排気管２１から内部空間５を真空状態とする製法においても適合できることが分かった。
【０１２４】
以上の実施例１〜実施例６より、本発明は、真空度の向上により高断熱化でき、しかも低温で気密封止できる真空断熱部材、具体的には特に建材用窓ガラス等へ有効に展開できる真空断熱複層ガラスパネルを提供できるものである。この真空断熱部材や真空断熱複層ガラスパネルは、車両用窓ガラス、業務用冷蔵庫や冷凍庫の扉等、断熱性が要求される個所や製品にも展開可能である。また、その真空断熱部材に有効に適用できる封止材料及びその封止材料の適用による真空断熱部材の製法を提供できるものである。
【符号の説明】
【０１２５】
１：第一の基材、２：第二の基材、３：スペーサ、４：封止材料、４'：封止部、５：内部空間、６：熱線反射膜、７，７’：ガラス相、８，８’：金属相、９：金属箔、１０：貫通穴、１１，１１’：無鉛低融点ガラス、１２，１２’：無鉛低融点金属、１３，１３’：被膜、１４：磁石、１５：エッジ部、１６：空間，１７：耐熱クリップ、１８：真空ポンプ、１９：真空加熱炉、２０：排気穴、２１：排気管、２２：電熱ヒーター、２３：ディスペンサー、２４：円柱状ヒーター、２５：温度計、２６：鉄−ニッケル系合金又は鉄−ニッケル−クロム系合金のリボン箔、２７：アルミニウム金属又はアルミニウム系合金の層
【図１Ａ】
2018058709.tif 000010
【図１Ｂ】
2018058709.tif 000011
【図２Ａ】
2018058709.tif 000012
【図２Ｂ】
2018058709.tif 000013
【図３Ａ】
2018058709.tif 000014
【図３Ｂ】
2018058709.tif 000015
【図４Ａ】
2018058709.tif 000016
【図４Ｂ】
2018058709.tif 000017
【図５Ａ】
2018058709.tif 000018
【図５Ｂ】
2018058709.tif 000019
【図６Ａ】
2018058709.tif 000020
【図６Ｂ】
2018058709.tif 000021
【図７】
2018058709.tif 000022
【図８Ａ】
2018058709.tif 000023
【図８Ｂ】
2018058709.tif 000024
【図９Ａ】
2018058709.tif 000025
【図９Ｂ】
2018058709.tif 000026
【図１０Ａ】
2018058709.tif 000027
【図１０Ｂ】
2018058709.tif 000028
【図１１Ａ】
2018058709.tif 000029
【図１１Ｂ】
2018058709.tif 000030
【図１２Ａ】
2018058709.tif 000031
【図１２Ｂ】
2018058709.tif 000032
【図１３Ａ】
2018058709.tif 000033
【図１３Ｂ】
2018058709.tif 000034
【図１４Ａ】
2018058709.tif 000035
【図１４Ｂ】
2018058709.tif 000036
【図１５Ａ】
2018058709.tif 000037
【図１５Ｂ】
2018058709.tif 000038
【図１６】
2018058709.tif 000039
【図１７Ａ】
2018058709.tif 000040
【図１７Ｂ】
2018058709.tif 000041
【図１８】
2018058709.tif 000042
【図１９】
2018058709.tif 000043
【図２０】
2018058709.tif 000044
【図２１】
2018058709.tif 000045
【図２２Ａ】
2018058709.tif 000046
【図２２Ｂ】
2018058709.tif 000047
【図２３】
2018058709.tif 000048
【図２４】
2018058709.tif 000049
【図２５Ａ】
2018058709.tif 000050
【図２５Ｂ】
2018058709.tif 000051
【図２６】
2018058709.tif 000052
【図２７】
2018058709.tif 000053
【図２８】
2018058709.tif 000054