(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空断熱ガラスユニットの製造方法であって、
前記真空断熱用ガラスユニット用の第１及び第２ガラス基板に、前記ガラス基板の間に位置するシール及びキャビティを提供するステップと、
前記キャビティにオゾンを含むクリーニングガス混合物をポンプ注入するステップと、
前記クリーニングガス混合物との反応で生成した化合物と残留クリーニングガスとを前記キャビティから除去するステップと、
を含み、
一定時間の間、前記キャビティ内に、オゾンを含む前記クリーニングガス混合物の少なくとも一部を保持するステップを更に含み、
少なくとも前記ポンプ注入するステップ、前記保持するステップ、及び前記除去するステップは、大気温度で実行され、
前記シールは、バナジウム、バリウム、及び亜鉛を含む、
真空断熱ガラスユニットの製造方法。
【請求項２】
前記一定時間は、１０秒から１５秒である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｉ）前記基板と、前記基板の間にある前記キャビティとを加熱するステップと、（ｉｉ）前記キャビティに近接する位置で高周波（ＲＦ）プラズマを発生させるステップと、（ｉｉｉ）前記キャビティに近接する位置でコロナ放電を発生させるステップと、（ｉｖ）前記基板と前記キャビティとを少なくとも紫外線で照射するステップと、の少なくとも１つによって、前記保持及び前記除去するステップの後に、追加のエネルギーを供給するステップを更に含む、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
大気圧未満の圧力にするために、前記基板の間の前記キャビティを真空引きするステップを更に含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ポンプ注入するステップは、前記真空引きするステップの前に実行する、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ポンプ注入するステップは、前記真空引きするステップ中に実行する、
請求項４に記載を方法。
【請求項７】
前記真空引き後に、排気管を封止するステップを更に含む、
請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ポンプ注入するステップ及び前記除去するステップを少なくとも２回繰り返すことを更に含む、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ポンプ注入するステップ及び前記除去するステップを２回から６回繰り返す、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
窒素を含むガスで前記キャビティをパージするステップを更に含む、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記パージするステップは、オゾンを含む前記クリーニングガス混合物の少なくとも大部分を前記キャビティから除去した後に実行する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記キャビティの高真空パージを実行するステップを更に含む、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記クリーニングガス混合物は、１〜１５重量％のオゾンを含む、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記クリーニングガス混合物は、５〜１０重量％のオゾンを含む、
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記クリーニングガス混合物は、酸素を更に含む、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記クリーニングガス混合物のオゾンは、前記キャビティ内にある残留炭化水素及び／又はポリマーと反応し、
前記除去するステップは、前記クリーニングガス混合物のオゾンと残留炭化水素及び／又はポリマーとの間での反応により生成された化合物を除去することを含む、
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記シールがバナジウムを含むものとなるように前記シールを形成することを更に含む、
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記シールは、端部シールである、
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ガラス基板のうちの1つは、前記キャビティに対面するその内部の表面上に低Eコーティングを含む、
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
オゾン発生装置と、
前記オゾン発生装置に動作可能に連結され、バナジウム、バリウム、及び亜鉛を含むシールで封止された第１基板と第２基板との間のキャビティへのアクセスを提供する排気管に動作可能に連結された双方向ポンプと、
酸素を含むガスを前記オゾン発生装置に供給するガス源と、
を含み、
前記双方向ポンプは、大気温度で、前記オゾン発生装置で発生させたオゾンを含むクリーニングガス混合物を前記キャビティにポンプ注入し、オゾンを含む前記クリーニングガス混合物を予め決められたドウェル時間の間、前記キャビティ内に保持し、前記クリーニングガス混合物の反応で生成した化合物と残留クリーニングガスとを前記キャビティから除去する、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の開示は、全体として真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓ユニットの製造方法及び製造装置に関し、その方法にはＶＩＧユニットの第１ガラス基板と第２ガラス基板との間のキャビティクリーニングが含まれる。本開示は、より詳しくは、例えば、製造工程の結果として残る残留炭化水素及び／又はポリマーバインダ及び／又は溶媒のような残留不純物をキャビティから除去するための、ＶＩＧユニットのキャビティクリーニング方法に関する。本開示は、更には炭素を主成分とする残留化合物の酸化及び／又は分解のため、クリーニング工程用ガスに少なくともオゾンを使用し、例えば、これらの残留化合物をより揮発性の高い化合物にすることにより、ＶＩＧユニット製造に用いられる後続工程中での除去に、より適切な（又はより容易な）状態にすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空断熱ガラス（ＶＩＧ）ユニットには、典型的には、その間に真空引きした又は低圧の空間／キャビティを囲い込む、間隔をおいて離した少なくとも２枚のガラス基板が含まれる。基板は、周辺端部シールで相互に連結されるが、ガラス基板間の間隔を維持し、また基板間に存在する低圧環境のために生じる可能性のあるガラス基板の圧壊を回避するために、ガラス基板間にスペーサーが設けられるのが典型的である。いくつかの例示的ＶＩＧ構成は、例えば、米国特許第５，６６４，３９５号や第５，６５７，６０７号、第５，９０２，６５２号で開示されており、これら特許の開示内容は全て本明細書に援用し本明細書の一部とする。
【０００３】
図１と図２に典型的なＶＩＧユニット１とＶＩＧユニット１を形成する構成要素を例示する。例えば、ＶＩＧユニット１には、その間に真空引きした低圧空間／キャビティ６を囲い込む、間隔をおいて離した２枚のガラス基板２と３を含んでもよい。ガラスシート又は基板２と３は、例えば、溶融はんだガラスから作ることができる周辺端部シール４により相互に連結されている。ＶＩＧユニット１のガラス基板２と３の間隔を維持するため、基板２と３の間に存在する低圧空間／間隙を考慮し、基板２と３の間に支持柱／スペーサー５を配列したものを含んでもよい。
【０００４】
排気管８は、ガラス基板２の１枚の内表面からガラス基板２の外表面にある凹部１１の底面に通じる開口部／穴１０に、例えば、はんだガラス９によって気密封止してもよい。キャビティ６の内部を、例えば、逐次的ポンプダウン作業により、真空引きし低圧状態とするため、吸引装置を排気管８に接続する。キャビティ６の真空引き後、真空空間を封止するため排気管８を溶接する。凹部１１には封止済み排気管８は取り付けられたままとなる。例えば、ガラス基板２のような、ガラス基板の１枚の内表面に配置される凹部１３内には任意で化学ゲッター１２を付けてもよい。化学ゲッター１２は、キャビティ６の真空引きと封止後でも残る可能性のある、ある残留不純物を吸着又は固着させるために使用してもよい。
【０００５】
溶融はんだガラス周辺端部シール４を備えたＶＩＧユニットは、典型的には、基板２の周辺部に溶体状ガラスフリット（例えば、フリットペースト）を置くことによって製造する。このガラスフリットペーストは、最終的にはガラスはんだ端部シール４を形成する。スペーサー／柱５とガラスフリット溶体を２枚の基板２と３の間に挟みこむように、基板２の上に第２基板３を置く。その後、ガラス基板２と３、スペーサー又は柱５とシール材料（例えば、溶体状又はペースト状のガラスフリット）を含む組立品全体を、少なくとも約５００℃に加熱する。その温度でガラスフリットは溶け、ガラス基板２と３の表面を濡らし、最終的に気密な周辺部又は端部シール４を形成する。
【０００６】
端部シール４の形成後、基板２と３の間に低圧空間／キャビティ６を作るため、排気管８を通して真空引きを行う。空間６の気圧は、真空引き工程を経て、例えば、約１０−２Ｔｏｒｒ未満のような大気圧未満の水準となるようにしてもよい。空間／キャビティ６における低圧を維持するために、基板２と３を気密封止する。大気圧に抗して、おおよそ平行な基板の間隔を維持するため、小型の高強度スペーサー／柱５を基板間に設ける。上で特に述べたように、基板２と３の間の空間６を一旦真空引きすれば、排気管８を、例えば、レーザーやその他同様のものを使用し溶融することで封止してもよい。
【０００７】
上述のシール４形成に利用される工程を含むＶＩＧ製造に利用される工程の結果として、例えば、ＶＩＧユニットの透明ガラス基板間に最終的にシールを形成するフリットペーストを作るために使用される溶媒やバインダのような、残留炭化水素及び／又はポリマーが真空キャビティ内に残る可能性がある。これらの残留物は、時間経過に伴いＶＩＧユニットに対して潜在的に有害な影響を与える可能性があるため、これらを除去することが望ましい。例えば、残留炭化水素及び／又はポリマーは、ＶＩＧが封止された後に（例えば、真空水準を劣化させる揮発性ＣＯＸ（炭素酸化物）ガスを生成することで）真空キャビティを汚染し、それによってＶＩＧユニットの断熱値（例えば、Ｒ値（熱抵抗値））を継続的に劣化させる可能性がある。残留炭化水素はまた、例えば、真空キャビティを形成するガラス基板の１枚の内表面に施される場合がある低Eコーティングのような、コーティングとも反応し、更にＶＩＧユニットの性能を毀損する可能性がある。
【０００８】
上述のように、溶融はんだガラス端部シール４を備えたＶＩＧユニットは、典型的には、基板２の周辺部に溶体状ガラスフリット（例えば、フリットペースト）を置くことによって製造する。このガラスフリットは最終的には、ガラスはんだシール４を形成する。スペーサー／柱５とガラスフリット溶体を２枚の基板２と３の間に挟みこむように、基板２の上に第２基板３を置く。その後、ガラス基板２と３、スペーサー／柱５とシール材料（例えば、溶体状ガラスフリット）を含む組立品全体を、少なくとも約５００℃に加熱する。その温度でガラスフリットは溶け、ガラス基板２と３の表面を濡らし、最終的に気密シール４を形成する。高温処理を設けることの利点は、例えば、はんだガラスシール４用のフリットペーストを作るために使用されるバインダや溶媒のような、残留炭化水素及び／又はポリマー化合物の多くを、この工程で酸化又は燃焼し尽くし、封止前に真空キャビティから除去できる点にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＶＩＧユニット向け端部気密シール形成に利用できる新しい種類の材料が開発されつつある。例えば、２０１２年１月２０日に出願された『Coefficient of Thermal Expansion Filler for Vanadium-Based Frit Materials and/or Methods of Making and/or Using the Same』という表題の米国特許出願番号第１３／３５４，９６３号にて、バナジウム含有シール組成物が開示されており、この特許の開示内容は全て本明細書に援用し本明細書の一部とする。これらの新しいシール組成物は、時にはＶＢＺ（例えば、バナジウム、バリウム、亜鉛）を主成分とする組成物と呼称され得る。これらバナジウム含有及び／又はＶＢＺタイプシール組成物は、他の既知のシール組成物に比較してある利点を備えている。しかしながら、ＶＢＺタイプシール組成物を使用する場合、ＶＢＺ組成物の焼成温度がＶＩＧユニットのシール形成に使用される他のある従来型ガラスフリット組成物に比較してより低い（例えば、２５０℃未満）ものとなっているため、ＶＩＧユニットのガラスに望ましい強度を保持させるために、より低温の封止温度プロファイルを利用する。例えば、ＶＢＺシールを使用してＶＩＧユニットを作る際に、低温焼成温度を利用する１つの例示的理由は、ＶＢＺシール組成物は高温（例えば、３００℃〜３５０℃）では軟化し始める可能性がある。この軟化の結果、残留炭素化合物の燃焼中に発生するガスがＶＢＺ材料の中に閉じ込められてしまう。このことは軟化したＶＢＺ材料の膨張を引き起こし、ガラスを強度が不十分で真空に持ち堪えることができない穴のあるガラスとしてしまう。ＶＢＺタイプシール形成に利用されるより低温の温度プロファイルでは、残留炭化水素やポリマーを酸化し燃焼し尽くすために利用される溶融はんだガラスシール４に関する上述の通常の高温の燃焼方法を用いることはできない、ということになる。端部シールの硬化／形成に利用される、より低いシール硬化温度は、シールがバナジウム含有及び／又はＶＢＺ材料で作られている場合、残留炭化水素やポリマーを許容可能な水準まで燃焼し尽くすには不十分である。
【００１０】
したがって、必要とされるものは、例えば、これらに限定されるものではないが、バナジウムを主成分とする及び／又はＶＢＺタイプのシール組成物のような、低温度プロファイルの端部シール組成物をとにかく使用する状況で、ＶＩＧユニットキャビティ内の残留炭化水素及び／又はポリマーを速やかに分解することができる低温方法である。上述のごとく、例えば、これらに限定されるものではないが、バナジウムを主成分とする及び／又はＶＢＺタイプのシール組成物のような、より新しいシール組成物の開発に伴い、ＶＩＧユニットのガラス基板の強度を望ましい状態で維持し、及び／又は、最終的なシールの特性を保持したまま構造的な安定性と真空を維持するため、新しいより低温の封止温度プロファイルを利用することが一般的になっている。更に上で特に述べたように、例えば、これらに限定されるものではないが、端部シールペーストを作るために使用される溶媒やバインダ材料から、十分な量の残留炭化水素やポリマーを十分に除去及び／又は燃焼し尽くすには、低温サイクルは典型的には十分なものではない。ＶＩＧ真空キャビティ内部の炭化水素及び／又はポリマー残留物は、一旦ＶＩＧユニットが封止されると、真空を汚染する可能性があり、更にはＶＩＧユニットで使用されているガラス基板の内表面に施される場合がある様々なコーティングを劣化させる可能性がある。例えば、ある事例では、ガラス基板の内表面を覆う残留炭素が、例えば、炭化水素やバインダポリマーの薄い単分子膜と共に残る可能性がある。この炭素残留物は時間の経過に伴いガラス内表面から剥がれ、太陽の紫外線放射の下で分解し、揮発性の、例えば、真空水準を劣化させるＣＯＸガスを発生させ、ＶＩＧユニットの断熱値（例えば、R値）を逆に引き下げてしまう可能性がある。更には時間経過に伴い、残留炭素は、例えば、低Eコーティングのような、ガラス基板内表面のコーティングと反応し、更にＶＩＧユニットの性能を劣化させる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの及び／又は他の欠点を解消すべく、残留炭化水素化合物を除去する新しいクリーニング工程を、発明のある例示的実施形態を参照し、本明細書で開示説明する。例えば、発明のある例示的実施形態によると、オゾン（Ｏ３）を最初のポンプダウン中に使用するパージガスの成分として含有させることにより、炭素化合物を酸化し、逐次的ポンプダウン作業により容易に除去可能で、更には任意で行う逐次的Ｎ２パージングと最終的な高真空プルダウンにより一層の希釈化が可能な、より揮発性の高いＣＯ及び／又はＣＯ２へ変換することができることがわかっている。これらの残留炭素化合物の除去により、例えば、これらに限定されるものではないが、全体の断熱値（例えばＲ値）を向上させ、ＶＩＧユニットの耐用年数を改善させ、及び／又は、ＶＩＧユニットのガラス基板内表面に使用することができる任意コーティングの劣化を減少させることで、ＶＩＧユニット全体の性能を向上させることができる。
【００１２】
発明のある例示的実施形態により、ＶＩＧ窓ユニットの真空キャビティから除去するために残留炭素を分解する例示的方法を提供するが、その方法では真空ポンプダウン工程の初期段階中及び／又はそれ以前にＶＩＧ真空キャビティにオゾン（Ｏ３）と酸素（Ｏ２）の少なくとも１種類の混合ガスを導入する。発明のある例示的実施形態により、例えば、これらに限定されるものではないが、約５〜１０重量％の範囲のオゾンのような僅かな割合のＯ３を、例えば、オゾン発生装置を使用し空気及び／又は純酸素を使用し発生させる。その後、最終的なＯ３／Ｏ２混合ガスを、減圧下のＶＩＧの真空キャビティへ導入し、残留炭化水素及び／又はポリマーと反応させ、その後、例えば、真空ポンプによりキャビティから除去する。Ｏ３／Ｏ２パージのサイクルは、汚染物質を適切又は許容可能な水準までに下げるため、必要に応じて繰り返すことができる。汚染物質の例示的許容可能水準は、例えば、約１０Ｅ−１２以下からであるが、これに限定されるものではない。許容可能汚染物質水準については、製造者が決定又は選択することができるということは理解されよう。
【００１３】
尚、上述のＶＩＧユニットの真空キャビティのオゾン処理を、実質的に大気温度で実行し、それにより、例えば、バナジウム含有及び／又はＶＢＺタイプのシール組成物のような、特に例えば新しいシール組成物を使用する場合、高温処理に伴う不利な点や問題を回避することができることにも留意のこと。上述のオゾン処理工程によって達成する炭素除去を容易にするため及び／又は改善するために、追加でエネルギーを利用することができる場合も時にはあろう。したがって、残留炭化水素及び／又はポリマーとオゾンとの間で反応速度を上げるために、例えば、これらに限定されるものではないが、高温状態（シール組成物に有害な影響を与える可能性のある水準未満に、例えば約２５０℃未満に維持した状態で）、高周波（ＲＦ）プラズマ、コロナ放電（電場）、紫外線ランプ、及び／又はその他同様のものの形態で、追加エネルギーを利用することができるということが熟慮される。
【００１４】
発明の更なる例示的実施形態により、例えば、上述したようなオゾン処理工程の後でも残留する可能性のある最終的な微量の揮発性炭素を、更に逐次的Ｎ２パージング及び／又は最終的な高真空プルダウンによって希釈化してもよい。上で例として説明した方針に沿ったオゾン処理工程を用いることで、残留炭素化合物の除去を容易にし、ＶＩＧ窓ユニットの寿命全体を改善し、より安定的で予想可能なＲ値を提供し、真空キャビティのガラス基板表面に施される場合があるコーティングの維持に役立てることができる。
【００１５】
これら及び他の利点は、以下を含むＶＩＧ窓ユニットの真空キャビティのクリーニング方法によって提供される：真空キャビティを含む真空断熱ガラス窓ユニットを提供すること、オゾンを含むクリーニングガス混合物を発生させること、オゾンを含むクリーニングガス混合物を真空断熱ガラスユニットの真空キャビティ内へポンプ注入すること、オゾンを含むクリーニングガス混合物を真空断熱ガラスユニットの真空キャビティ内にドウェル時間（ｄｗｅｌｌ  ｔｉｍｅ）の間保持しておくこと、及び、クリーニングガス混合物との反応で生成した化合物と残留クリーニングガスを真空キャビティから除去すること。
【００１６】
発明のある例示的実施形態により、オゾン発生装置、前記オゾン発生装置と動作可能に連結し且つ排気管と動作可能に連結した双方向ポンプ、第１基板と第２基板との間のキャビティへのアクセスを提供する前記排気管、及び、オゾン発生装置に酸素を含むガスを供給するガス源を含む装置で、前記双方向ポンプがオゾン発生装置で発生させたオゾンを含むクリーニングガス混合物をキャビティ内にポンプ注入し、オゾンを含むクリーニングガス混合物をキャビティ内に予め決められたドウェル時間の間保持し、クリーニングガス混合物との反応で生成した化合物と残留クリーニングガスを真空キャビティから除去する装置を提供する。
【００１７】
これら及び他の発明の実施形態と利点を、発明のある実施形態に関して以下図面を参照し本明細書では説明する。図面においては同じ参照番号は同じ構成要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来型ＶＩＧユニットの断面概略図を示す。
【図２】従来型ＶＩＧユニットの平面図を示す。
【図３】発明の例示的実施形態によるクリーニング方法の提供の際に使用される部品を例示する部分的断面概略図を示す。
【図４】発明のある例示的実施形態によるＶＩＧユニットの真空キャビティのクリーニング方法を説明するフローチャートを示す。
【図５】バナジウムを主成分とする又はＶＢＺタイプの端部シールを含む、ＶＩＧユニットの断面概略図を示す。
【図６】バナジウムを主成分とする又はＶＢＺタイプの端部シールを含む、ＶＩＧユニットの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明のある例示的実施形態を、前述の図面を参照し本明細書で詳細に説明する。図面では同じ参照番号は同じ構成要素を指す。本明細書に記載の発明の実施形態は、例示的であることを意図し、限定的ではないこと、また、添付の請求項の真の趣旨及び範囲全体から逸脱することなく、様々な変更が実施可能であることは当分野技術者には理解できることが分かる。
【００２０】
本明細書で開示し詳細に説明する発明のある例示的実施形態により、真空ＩＧ窓ユニット製造において、ＶＩＧ窓ユニットの真空キャビティに残留する可能性のある残留炭化水素化合物の除去のため、低温（例えば、２５０℃未満の）クリーニング工程を提供する。例えば、発明のある例示的実施形態により、最初のポンプダウン中に使用されるパージガスの成分としてオゾン（Ｏ３）を提供することにより、炭素化合物を酸化し、例えば、これらに限定されるものではないが、逐次的ポンプダウンにより容易に除去可能であり、更に逐次的Ｎ２パージングと最終的な高真空プルダウンにより、より一層の希釈化が可能であるＣＯやＣＯ２のような、より揮発性の高い化合物へ変換してもよい。これらの残留炭素化合物の除去は、例えば、これらに限定されるものではないが、断熱値（例えば、Ｒ値）全体の維持や、ＶＩＧ窓ユニットの耐用年数の改善、ＶＩＧユニットのガラス基板内表面に使用することができるコーティングの劣化の減少等により、ＶＩＧ窓ユニットの性能全体を向上させる。ＶＩＧ窓ユニットは、住宅、事務所建物、アパート建物、ドア、及び／又はその他同様のものにおいて窓として使用してもよい。
【００２１】
発明のある例示的実施形態による、ＶＩＧ窓ユニットのキャビティからの除去のために残留炭素を分解する例示的方法で、キャビティを真空引きするための真空ポンプダウン工程の初期段階前又は初期段階中に、例えば、オゾン（Ｏ３）と酸素（Ｏ２）の混合ガスを、ＶＩＧ窓ユニットのキャビティに導入する方法を開示する。例示的Ｏ３／Ｏ２混合ガスは、ＶＩＧ真空キャビティの微量のガスを希釈するために実行され事前に使用された窒素（Ｎ２）パージの少なくとも一部を置換する。発明のある例示的実施形態により、例えば、これらに限定されるものではないが、好ましくは約１〜１５重量％のオゾン、より好ましくは約５〜１０重量％のオゾン、更により好ましくは７．５〜８．０重量％のオゾンといったような、僅かな割合のＯ３を残量は基本的に酸素という構成で、例えば、オゾン発生装置を使用し、空気又は純酸素を使用し発生させる。発明のある例示的実施形態によるオゾン処理に使用されるオゾン混合ガスには、オゾン混合ガスの望ましい特性には影響を与えないが、少量の他元素が入り込む可能性がある。高い割合のオゾンを使用することは、オゾンと、例えば、ＶＩＧユニットの透明ガラス基板の少なくとも１枚の内表面に施すことができる低Eコーティングのような、コーティングとの間に不利益な反応を結果的に引き起こす可能性がある。その後最終的なＯ３／Ｏ２混合ガスを減圧下にあるＶＩＧキャビティに導入し、残留炭化水素及び／又はポリマーと反応させ、その後キャビティから、例えば、真空ポンプによって除去する。Ｏ３／Ｏ２パージのサイクルは、汚染物質を適切又は許容可能な水準へ下げるために必要なだけ繰り返してもよい。例えば、これらに限定されるものではないが、発明のある例示的実施形態による、好ましいＯ３／Ｏ２パージサイクル数は、約１〜１５サイクルの範囲であり、より好ましくは約２〜１０サイクルの範囲、更により好ましくは約２〜６サイクルの範囲となろう。更には、オゾンと、例えば、ＶＩＧ窓ユニットの少なくとも１枚のガラス基板の内表面に施すことができるコーティングとの、望ましくない反応の可能性を小さくするため、Ｏ３／Ｏ２パージサイクルのドウェル時間を制限してもよい。例えば、これらに限定されるものではないが、発明のある例示的実施形態による、好ましいドウェル時間は、約５〜２５秒の範囲、又はより好ましくは約１０〜２０秒の範囲、そしてより好ましくは約１０〜１５秒の範囲で、いずれにしても３０〜４５秒未満の範囲にできることが好ましい。ドウェル時間は、オゾンを含むクリーニングガス混合物をキャビティ内に保持しておく時間である。例示的許容可能汚染物質水準は、例えば、これらに限定されるものではないが、約１０Ｅ−１２以下であってもよい。許容可能汚染物質水準は製造者が決定又は選択することができることは理解されよう。
【００２２】
尚、上述のＶＩＧユニットの真空キャビティのオゾン処理を、実質的に大気温度で実行し、それにより、例えば、バナジウムを主成分とする及び／又はＶＢＺタイプの端部シール組成物のような、特に新しい端部シール組成物を使用する場合、高温処理に伴う不利な点や問題を回避し得ることに留意されたい。いずれにしても、発明のある例示的実施形態により、オゾン処理は、好ましくは低温環境で、好ましくは約２５０℃以下で、より好ましくはおよそ大気温度となる温度で行う。発明の更なる例示的実施形態によれば、上述のオゾン処理工程により達成する炭素除去を容易にするため又は改善するため、追加でエネルギーが必要とされる場合もあろう。したがって、残留炭化水素及び／又はポリマーとオゾンとの間で反応速度を上げるために、例えば、これらに限定されるものではないが、高温状態（端部シール組成物に有害な影響を与える可能性のある水準未満に維持した状態で）、高周波（ＲＦ）プラズマ、コロナ放電（電場）、紫外線ランプ、及び／又はその他同様のものの形態で、追加エネルギーを使用し得ることが熟慮される。
【００２３】
発明の更なるある例示的実施形態によれば、例えば、上述したようなオゾン処理工程の後であっても、最終的に残留する可能性のある微量の揮発性炭素は、逐次的Ｎ２パージング及び／又は最終的な高真空プルダウンによって更に希釈化してもよい。上で例として説明した方針に沿ったオゾン処理工程を利用することは、残留炭素化合物の除去を容易にし、ＶＩＧユニットの寿命全体を改善し、より安定的なＲ値をもたらし、真空キャビティのガラス基板表面に施される場合があるコーティングの維持に役立つ。
【００２４】
図５と図６において、例示的ＶＩＧ窓ユニット１の断面概略図を例示する。ＶＩＧ窓ユニット１には、端部シール１５で互いに連結することができる間隔を空けて離した透明な第１及び第２ガラス基板２と３が含まれる。端部シールは、例えば、バナジウムを主成分とする又はＶＢＺタイプのシール１５からなるか、それらを含んでもよい。例示的なバナジウムを主成分とする又はＶＢＺタイプのシール組成物は、２０１２年１月２０日に出願された米国特許出願番号第１３／３５４，９６３号で開示されており、この特許の開示内容は全て本明細書に援用し本明細書の一部とする。本明細書で開示の実施形態は、適切なものであればどのようなシール材料を使用したＶＩＧ構成にも等しく適用可能である、ということは理解されよう。発明のある実施形態では、透明ガラス基板２と３はおおよそ同じ大きさであってもよい。しかしながら、発明の他のある例示的実施形態では、例えば、ＶＩＧユニットの端部に近接する位置でおおよそＬ字型の段となるように、１枚のガラス基板は別のガラス基板より大きくなってもよい。ガラス基板２と３の片方又は両方に、任意で、例えば、これらに限定されるものではないが、低Eコーティングのような、コーティング材料（本明細書では非表示）が少なくとも１つ施されてもよい。ガラス基板２と３の少なくとも１枚の内表面には様々なコーティングを施される場合があり、それらのコーティングはＶＩＧユニット１に特有の様々な有益な性能をもたらしているこということは理解されよう。発明のある例示的実施形態では、ＶＩＧ窓ユニットは、少なくとも約３０％の可視光透過率を、より好ましくは少なくとも約４０％の、更により好ましくは少なくとも約５０％の、更にもっとより好ましくは少なくとも約６０％又は７０％の可視光透過率を備える。
【００２５】
基板２と３の間のキャビティ６に最終的に設定される大気圧未満の気圧を考慮し、基板間の間隔を維持するために配列した支持柱／スペーサー５もガラス基板２と３の間に設置してもよい。発明のある例示的実施形態では、スペーサーの高さを、例えば、約０．１から１．０ｍｍに、より好ましくは約０．２から０．４ｍｍにしてもよい。スペーサーの高さによって真空キャビティ６の高さが規定され得る。上で特に述べたように、スペーサー５の大きさは、視覚的に目立つことがないように、十分に小さいものであることが好ましい。発明のある例示的実施形態により、スペーサーは、はんだガラス、ガラス、陶磁器、金属、ポリマー、又はその他適切な材料からなるか、又はそれらを含有してもよい。更には、スペーサー５は、例えば、全体的に、円柱状、円状、球状、１０セント硬貨形状、文字Ｃ形状、枕形状、又はその他の適切な形状であってもよい。
【００２６】
排気管８は、例えば、はんだガラス９を使用して気密封止してもよいが、ガラス基板の１枚、例えば、基板３の内表面からガラス基板３を通り抜けその外表面を超えて延びる穴１０を通して、排気管８を設置する。排気管８は、例えば、真空ポンプを排気管８につなぎ、キャビティを真空引きし、例えば、大気圧より低い低圧状態にするというような、基板２と３の間のキャビティを真空引きする工程で使用する。好ましい例では、キャビティ６の気圧を、例えば、好ましくは約１０−２Ｔｏｒｒ未満に、より好ましくは約１０−３Ｔｏｒｒ未満に、更により好ましくは約５×１０−４Ｔｏｒｒ未満にする。発明のある例示的実施形態では、排気管８の直径又は距離は、例えば、約０．１から１．０ｍｍ、より好ましくは約０．３から０．７ｍｍ、更により好ましくは約０．５ｍｍとしてもよい。キャビティ６を真空引き後、例えば、排気管８の先端を、例えば、レーザーのような適切な手段で溶融させることで、排気管８を封止してもよい。
【００２７】
図３には、例えば、ある例示的実施形態による、図５〜図６に例示するような、例示的ＶＩＧ窓ユニット１のオゾン処理提供用の例示的配置の概略図を示す。発明のある例示的実施形態により、例えば、オゾン（Ｏ３）と酸素（Ｏ２）混合ガスを、真空ポンプダウン工程の初期段階中にＶＩＧユニット１の真空キャビティ６に導入する。この例示的であるが非限定的な例によれば、周辺端部シール１５は、例えば、これらに限定されるものではないが、米国特許出願番号第１３／３５４，９６３号に開示の端部シール化合物のような、バナジウムを主成分とする化合物又はＶＢＺからなるか、これらを含むことが好ましい。この特許の開示内容は全てを本明細書に援用しその一部とする。しかしながら、本明細書に開示の例示的実施形態により、ＶＩＧ窓ユニットではどのシール材料をも使用することができることが理解されよう。例示的Ｏ３／Ｏ２混合ガスは、ＶＩＧ真空キャビティの微量のガスを希釈化するために実行され事前に使用された窒素（Ｎ２）パージの少なくとも一部を置換する。発明のある例示的実施形態により、例えば、これらに限定されるものではないが、好ましくは約１〜１５重量％の範囲のオゾン、より好ましくは約５〜１０重量％の範囲のオゾン、更により好ましくは約７．５〜８．０重量％の範囲のオゾンといったような、僅かな割合のＯ３を残量は基本的に酸素という構成で、例えば、オゾン発生装置２５を使用し、例えば、これらに限定されるものではないが、圧縮酸素タンクのような酸素供給装置２０からの純酸素を使用して発生させる。オゾン発生装置２５は、空気を処理することによりＯ３／Ｏ２混合ガスを発生させることも可能で、混合ガスの有益な特性にとって有害となる影響をもたらすことが無い状態で少量の他元素が混合ガスに入り込む可能性がある、ということは理解されよう。高い割合のオゾンを使用することは、オゾンと、例えば、ＶＩＧユニット１のガラス基板２と３の少なくとも１枚の内表面に施すことができる、低Eコーティング（本明細書では非表示）のようなコーティングとの間に不利益な反応を結果的に引き起こす可能性がある。その後、最終的なＯ３／Ｏ２混合ガスを、ポンプ３０経由、減圧下にあるＶＩＧ１の真空キャビティ６に導入する。真空ポンプ３０は、排気管８経由、ＶＩＧユニット１の真空キャビティ６に接続できることが好ましい。その後、Ｏ３／Ｏ２混合ガスを、残留炭化水素及び／又はポリマーと反応させ、例えば、これらに限定されるものではないが、炭化水素及び／又はポリマーのような残留炭素化合物を酸化し、それらを、後続の逐次的ポンプダウンを通じて容易に除去することができる、より揮発性の高いＣＯやＣＯ２に変換する。上で特に述べたように、発明のある例示的実施形態による、キャビティ６内でのＯ３／Ｏ２混合ガスの好ましいドウェル時間は、約５〜２５秒の範囲、より好ましくは約１０〜２０秒の範囲、更により好ましくは約１０〜１５秒の範囲で、いずれにしても３０〜４５秒未満にできることが好ましい。その後、残留Ｏ３／Ｏ２混合ガスを、反応済み残留炭化水素及び／又はポリマーと共に、例えば、真空ポンプ３０により、キャビティ６から除去する。Ｏ３／Ｏ２パージのサイクルは、汚染物質を適切又��許容可能な水準まで下げるために必要に応じて繰り返すことができる。例えば、これらに限定されるものではないが、発明のある例示的実施形態による、Ｏ３／Ｏ２パージサイクルの好ましい数は、約１〜１５サイクルの範囲、より好ましくは約２〜１０サイクルの範囲、更により好ましくは約２〜６サイクルの範囲となろう。
【００２８】
図４では、上述の方針に沿ったオゾン処理サイクルを利用した、ＶＩＧ窓ユニットの真空キャビティのクリーニング方法を例示するフローチャートを提供する。例えば、これらに限定されるものではないが、バナジウムを主成分とする又はＶＢＺ化合物からなる、又はそれらを含む、封止完了したシールによる封止済み真空キャビティと、未封止排気管を備えたＶＩＧ窓ユニットを提供する（Ｓ１）。ポンプに、好ましくは、ガス及び／又は混合ガスを真空キャビティ内に注入するだけでなく、ガス及び／又は混合ガス及び他の揮発性化合物を真空キャビティから排出もする、双方向ポンプに排気管を接続する。真空ポンプダウン工程の初期段階中に、例えば、オゾン（Ｏ３）と酸素（Ｏ２）の混合ガスをＶＩＧ窓ユニットの真空キャビティ内に提供するために、ポンプをＶＩＧユニットの真空キャビティに接続してもよい。この例では、上で特に述べたように、シールはバナジウムを主成分とする化合物又はＶＢＺからなるか、又はこれらを含むことが好ましい。発明のある例示的実施形態により、例えば、これらに限定されるものではないが、好ましくは約１〜１５重量％の範囲のオゾン、より好ましくは約５〜１０重量％の範囲のオゾン、更により好ましくは約７．５〜８．０重量％の範囲のオゾンといったような、僅かな割合のＯ３を残量は基本的に酸素という構成で、例えば、オゾン発生装置を使用し、例えば、これらに限定されるものではないが、圧縮酸素タンクのような酸素供給装置からの純酸素を使用して上述のように発生させる（Ｓ３）。オゾン発生装置は、空気を処理することによってＯ３／Ｏ２混合ガスを発生させることも可能で、混合ガスの有益な特性にとって有害となる影響をもたらすことが無い状態で少量の他元素が混合ガスに入り込む可能性がある、ということは理解されよう。高い割合のオゾンを使用することは、オゾンと、例えば、ＶＩＧ窓ユニットのガラス基板の少なくとも１枚の内表面に施すことができる低Eコーティング（本明細書では非表示）のようなコーティングとの間に不利益な反応を結果的に引き起こす可能性がある。その後、最終的なＯ３／Ｏ２混合ガスを、例えば、減圧下にあるＶＩＧの真空キャビティへポンプを経由し導入する（Ｓ５）。真空ポンプは、ＶＩＧユニットの真空キャビティに排気管経由で接続できることが好ましい。その後、Ｏ３／Ｏ２混合ガスを、残留炭化水素及び／又はポリマーと反応させ（Ｓ７）、例えば、これらに限定されるものではないが、炭化水素及び／又はポリマーのような残留炭素化合物を酸化し、それらを後続の逐次的ポンプダウンを通して容易に除去し得るより揮発性の高いＣＯやＣＯ２へ変換する。上で特に述べたように、発明のある例示的実施形態による、キャビティ内のＯ３／Ｏ２混合ガスの好ましいドウェル時間（Ｓ７）は、約５〜２５秒の範囲で、より好ましくは約１０〜２０秒の範囲で、更により好ましくは約１０〜１５秒の範囲で、いずれにしても、３０〜４５秒未満にできることが好ましい。その後、残留Ｏ３／Ｏ２混合ガスを、反応済み残留炭化水素及び／又はポリマーと共に、例えば、真空ポンプでキャビティから除去する（Ｓ９）。汚染物質を適切又は許容可能な水準まで下げるために、必要に応じてＯ３／Ｏ２��ージのサイクル（Ｓ１０及びＳ５、Ｓ７、Ｓ９）を繰り返してもよい。例えば、これらに限定されるものではないが、発明のある例示的実施形態による、好ましいＯ３／Ｏ２パージサイクル数は、約１〜１５サイクルの範囲、より好ましくは約２〜１０サイクルの範囲、更により好ましくは約２〜６サイクルの範囲となろう。
【００２９】
発明のある例示的実施形態により、上述のオゾン処理工程により達成される炭素除去を容易にするため又は改善するために、追加のエネルギーが必要となる場合もあろう。したがって、残留炭化水素及び／又はポリマーとオゾンとの間で反応速度を上げるために、例えば、これらに限定されるものではないが、高温状態（端部シール組成物に有害な影響を与える可能性のある水準未満に維持した状態で）、高周波（ＲＦ）プラズマ、コロナ放電（電場）、紫外線ランプ、及び／又はその他同様のものの形態で（Ｓ１１）、追加エネルギーを使用し得ることが熟慮される。
【００３０】
発明の更なるある例示的実施形態によれば、例えば、上述したようなオゾン処理工程の後であっても、最終的に残留する可能性のある微量の揮発性炭素は、逐次的Ｎ２パージング（Ｓ１３）及び最終的な高真空プルダウンによって更に希釈化してもよい。上で例として説明したオゾン処理工程を利用することで、残留炭素化合物の除去を容易にし、ＶＩＧ窓ユニットの寿命全体を改善し、より安定的なＲ値を提供し、真空キャビティのガラス基板表面に施される場合のあるコーティングの維持に役立てることができる。
【００３１】
本発明のある例示的実施形態では、真空断熱用ガラスユニット用の第１及び第２基板に、前記ガラス基板の間に位置するシール及びキャビティを提供するステップと、前記キャビティにオゾンを含むクリーニングガス混合物をポンプ注入するステップと、前記クリーニングガス混合物との反応で生成した化合物と残留クリーニングガスとを前記キャビティから除去するステップと、を含む、真空断熱ガラス窓ユニットの製造方法を提供する。
【００３２】
直前の段落に記載の方法には、一定時間の間、前記キャビティ内に、オゾンを含むクリーニングガス混合物の少なくとも一部を保持するステップを更に含んでもよい。前記一定時間は、約１０〜１５秒にできる。更に、方法には、（ｉ）前記基板と、前記基板の間にあるキャビティを加熱するステップ、（ｉｉ）前記キャビティに近接する位置で高周波（ＲＦ）プラズマを発生させるステップ、（ｉｉｉ）前記キャビティに近接する位置でコロナ放電を発生させるステップ、及び／又は（ｉｖ）前記基板とキャビティとを少なくとも紫外線で照射するステップの少なくとも１つの方法によって、前記保持するステップ中に、追加のエネルギーを供給するステップ、を更に含んでもよい。任意で、前記ポンプ注入するステップ、前記保持するステップ、及び前記除去するステップは、２５０℃以下の温度で、より好ましくは実質的に大気温度で実行されてもよい。
【００３３】
前２段落に記載のいずれの方法にも、大気圧未満の圧力にするために、前記基板間のキャビティを真空引きするステップを更に含んでもよい。前記ポンプ注入するステップは、前記真空引きするステップの前及び／又はステップ中に実行してもよい。方法には、前記真空引き後、排気管を封止するステップを更に含んでもよい。
【００３４】
前３段落に記載のいずれの方法にも、前記ポンプ注入するステップ及び前記除去するステップを少なくとも２回、より好ましくは２回から６回、繰り返すことを含んでもよい。
【００３５】
前４段落に記載のいずれの方法にも、窒素を含むガスで前記キャビティをパージするステップを更に含んでもよい。前記パージするステップは、オゾンを含む前記クリーニングガス混合物の少なくとも大部分を前記キャビティから除去した後に実行してもよい。
【００３６】
前５段落に記載の方法には、前記キャビティの高真空パージを実行するステップを更に含んでもよい。
【００３７】
前６段落に記載のいずれの方法においても、前記クリーニングガス混合物は、約１〜１５重量％のオゾン、より好ましくは約５〜１０重量％のオゾンを含む。
【００３８】
前７段落に記載のいずれの方法においても、前記クリーニングガス混合物は、酸素を更に含んでもよい。
【００３９】
前８段落に記載のいずれの方法においても、前記クリーニングガス混合物のオゾンは、前記キャビティ内にある残留炭化水素及び／又はポリマーと反応することができ、前記除去するステップは、前記クリーニングガス混合物のオゾンと残留炭化水素及び／又はポリマーとの間での反応により生成された化合物を除去することを含んでもよい。
【００４０】
前９段落に記載のいずれの方法にも、前記シールがバナジウムを含むものとなるようにシールを形成することを更に含んでもよい。
【００４１】
前１０段落に記載のいずれの方法においても、前記シールは、端部シールであってもよい。
【００４２】
前１１段落に記載のいずれの方法においても、前記シールは、バナジウム、バリウム、及び亜鉛を含んでもよい。
【００４３】
本明細書において、いくつかの例示的な実施形態が説明及び開示されてきたが、本明細書に記載の実施形態は、例示することを意図し、限定するものではないこと、また、添付する特許請求の全範囲は、真の趣旨から逸脱することなく、様々な変更が実施可能であることは当分野の技術者には理解できるであろう。
【図１】
0006452603.tif 000002
【図２】
0006452603.tif 000003
【図３】
0006452603.tif 000004
【図４】
0006452603.tif 000005
【図５】
0006452603.tif 000006
【図６】
0006452603.tif 000007