(57)【要約】【課題】断熱性能の劣化を防止できるガラスパネルを、その厚みを特に厚くすることもなく、高い歩留まりで能率良く製造できるようにする。【解決手段】間隔を隔てて板面を互いに対向させた一対の板ガラス１Ａ，１Ｂの周縁部どうしをシール材で接合して、両板ガラスの対向板面４Ａ，４Ｂ間に周部が密閉された空隙部を形成し、周縁部どうしを接合した一対の板ガラスを加熱しながら空隙部内を排気するベーキング処理を施した後、空隙部を減圧状態に保持するガラスパネルの製造方法であって、一対の板ガラスの夫々を、互いに対向させる前に、加熱処理した後、一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して空隙部を形成する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を隔てて板面を互いに対向させた一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して、両板ガラスの対向板面間に周部が密閉された空隙部を形成し、
前記周縁部どうしを接合した一対の板ガラスを加熱しながら前記空隙部内を排気するベーキング処理を施した後、前記空隙部を減圧状態に保持するガラスパネルの製造方法であって、
前記一対の板ガラスの夫々を、互いに対向させる前に、加熱処理した後、前記一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して前記空隙部を形成するガラスパネルの製造方法。
【請求項２】
前記板ガラスとしてソーダ石灰ガラス製の板ガラスを使用して、前記加熱処理時に、その板ガラスを５３０℃以上で６８０℃以下の温度に加熱する請求項１記載のガラスパネルの製造方法。
【請求項３】
前記一対の板ガラスのうちの少なくとも一方の板ガラスの互いに対向させる板面に低放射率材料層を設けてあり、
少なくとも前記低放射率材料層を設けた前記板面を前記加熱処理する請求項１又は２記載のガラスパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、間隔を隔てて板面を互いに対向させた一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して、両板ガラスの対向板面間に周部が密閉された空隙部を形成し、前記周縁部どうしを接合した一対の板ガラスを加熱しながら前記空隙部内を排気するベーキング処理を施した後、前記空隙部を減圧状態に保持するガラスパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記ガラスパネルの製造方法は、間隔を隔てて板面を互いに対向させた一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して、両板ガラスの対向板面間に形成した周部が密閉された空隙部を減圧状態に保持するので、高い断熱性を備えたガラスパネルを製造することができる。
また、周縁部どうしを接合した一対の板ガラスを加熱しながら空隙部内を排気するベーキング処理を施した後、空隙部を減圧状態に保持するので、両板ガラスの対向板面に吸着している気体分子種やシール材の気体分子種、つまり、時間の経過に伴って熱や紫外線などの外部エネルギーによって励起されてガス化し、空隙部に脱離して断熱性能を損なうおそれがある気体分子種のガス化を加熱により予め促進して、その離脱ガスを排出してから空隙部を減圧状態に保持することができ、空隙部の断熱性能が劣化しにくいガラスパネルを製造することができる。
そして、上記ベーキング処理では、高い温度で加熱するほど、短い加熱時間でも気体分子種を効率良くガス化して排出できるが、従来、板ガラスやシール材の耐熱温度を考慮して、板ガラスの軟化温度（板面の平坦性を確保できる温度）やシール材の融点よりも低い温度で加熱している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、ベーキング処理において、板ガラスやシール材の耐熱温度を考慮した低い温度で加熱しても、断熱性能の劣化を確実に防止できるように、ベーキング処理における加熱時間を長くする必要があり、ガラスパネルの製造能率が低下する欠点がある。
この欠点を解決するために、気体分子種が時間の経過に伴ってガス化して空隙部に脱離しても、その脱離ガスを吸着して断熱性能の劣化を防止できるように、例えば、脱離ガスを吸着するゲッター剤を空隙部に封入しておいて、ガラスパネルの製造能率の向上を図りながら、断熱性能の劣化を防止することが考えられるが、この場合は、脱離ガスを確実に吸着できるように、両対向板面の間隔を大きくして、多量のゲッター剤を空隙部に封入できるようにすると、ガラスパネルの厚みが厚くなる欠点があり、ガラスパネルの厚みが薄くなるように、両対向板面の間隔を小さくすると、空隙部に封入できるゲッター剤が不足して脱離ガスを充分に吸着できなくなるおそれがある。
また、空隙部を減圧して封止するために空隙部に連通するように設けた吸引ガラス管内にゲッター剤を収容することも考えられるが、この場合は、吸引ガラス管のサイズが大きくなって、外観が悪くなるおそれがある。
その上、上記ベーキング処理では、周縁部どうしを接合して互いに拘束してある一対の板ガラスを高温に曝すことになるので、昇温中のわずかな温度不均一性のために、周縁部に歪みが発生して割れを誘起し易く、製品の歩留まりが低下するおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、断熱性能の劣化を防止できるガラスパネルを、その厚みを特に厚くすることもなく、高い歩留まりで能率良く製造できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、間隔を隔てて板面を互いに対向させた一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して、両板ガラスの対向板面間に周部が密閉された空隙部を形成し、前記周縁部どうしを接合した一対の板ガラスを加熱しながら前記空隙部内を排気するベーキング処理を施した後、前記空隙部を減圧状態に保持するガラスパネルの製造方法であって、前記一対の板ガラスの夫々を、互いに対向させる前に、加熱処理した後、前記一対の板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して前記空隙部を形成する点にある。
【０００５】
〔作用及び効果〕
一対の板ガラスを互いに対向させて周縁部どうしをシール材で接合する前の各板ガラスの加熱処理により、対向板面に吸着している気体分子種を予めガス化して対向板面から脱離させておくことができ、その加熱処理後に、それらの板ガラスの周縁部どうしをシール材で接合して空隙部を形成するので、ベーキング処理において加熱によってガス化させるべき気体分子種を少なくしておくことができる。
従って、ベーキング処理における加熱時間を短縮しても、気体分子種を充分加熱してガス化できるようになって、ゲッター剤を特に使用することなく断熱性能の劣化を防止でき、また、ベーキング処理における加熱時間の短縮によって、周縁部の歪みに起因する割れを防止することもできるようになり、断熱性能の劣化を防止できるガラスパネルを、その厚みを特に厚くすることもなく、高い歩留まりで能率良く製造できる。
【０００６】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記板ガラスとしてソーダ石灰ガラス製の板ガラスを使用して、前記加熱処理時に、その板ガラスを５３０℃以上で６８０℃以下の温度に加熱する点にある。
【０００７】
〔作用及び効果〕
ソーダ石灰ガラス製の板ガラスは、６８０℃を超えて加熱処理すると軟化するおそれがあり、５３０℃未満で加熱処理すると、対向板面に吸着している気体分子種のガス化が不充分で、ベーキング処理における加熱時間を短縮すると気体分子種を充分ガス化できず、５３０℃以上で６８０℃以下の温度に加熱処理することにより、対向板面に吸着している気体分子種のガス化を促進して、ベーキング処理における加熱時間を短縮しても断熱性能の劣化を効果的に防止できる。
【０００８】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記一対の板ガラスのうちの少なくとも一方の板ガラスの互いに対向させる板面に低放射率材料層を設けてあり、少なくとも前記低放射率材料層を設けた前記板面を前記加熱処理する点にある。
【０００９】
〔作用及び効果〕
一対の板ガラスのうちの少なくとも一方の板ガラスの互いに対向させる板面に低放射率材料層を設けてあると、その低放射率材料層の気体分子種がガス化して空隙部に脱離し、断熱性能を劣化させ易いが、一対の板ガラスを互いに対向させる前に、少なくともその低放射率材料層を設けてある板面を加熱処理するので、低放射率材料層の気体分子種を予めガス化して脱離させておくことができ、対向板面に低放射率材料層を設けてあるガラスパネルの製造において、ベーキング処理における加熱時間を短縮しても断熱性能の劣化を充分防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、一対の矩形板ガラス１Ａ，１Ｂの板面を、両板ガラス１Ａ，１Ｂ間に介在させた複数のスペーサ２で一定間隔を保持して互いに平行に対向させ、両板ガラス１Ａ，１Ｂの周縁部どうしをシール材３で接合して、両板ガラス１Ａ，１Ｂの対向板面４Ａ，４Ｂ間に周部が密閉された空隙部Ｖを形成し、その空隙部Ｖを減圧状態に密封保持してある断熱ガラスパネルＰを示している。
【００１１】
前記一対の板ガラス１Ａ，１Ｂは、それぞれＪＩＳ規格でいう３ｍｍの透明なフロート法で製造したソーダ石灰板ガラス（厚み誤差を考慮すると、実質的に、２．７〜３．３ｍｍの板ガラス）で構成してあり、一方の板ガラス１Ａの対向板面４Ａに、透明でかつ赤外線を反射して放射率を低下させる低放射率材料層５を設けて、断熱性能を高めてある。
【００１２】
そして、一方の板ガラス１Ａを、他方の板ガラス１Ｂに比べて寸法が若干小さい形状に形成して、他方の板ガラス１Ｂの全周縁部を一方の板ガラス１Ａの全周縁部から突出する状態で配置し、他方の板ガラス１Ｂの突出部と一方の板ガラス１Ａの全周縁部とを、例えば、はんだガラスのような板ガラス１Ａ，１Ｂよりも低融点で、かつ、気体透過度の低い低融点ガラスからなるシール材３で接合して、両板ガラス１Ａ，１Ｂ間の空隙部Ｖを１．３３Ｐａ（１．０×１０−２Ｔｏｒｒ）程度に減圧した状態で密封してある。
【００１３】
前記スペーサー２は、圧縮強度が約４．９×１０８Ｐａ（５×１０３ｋｇｆ／ｃｍ２）以上の材料、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を使用して、直径が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度で、高さが０．１５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の円柱形が好ましく、また、各スペーサー２間の間隔は、２０ｍｍ程度が好ましい。
【００１４】
上記ガラスパネルＰの製造方法を説明する。
空隙部Ｖ側に臨ませる対向板面４ＡにＣＶＤ法によって低放射率材料層５を設けてある一方の板ガラス１Ａと、いずれの板面にも低放射率材料層５を設けていない他方の板ガラス１Ｂとの一対の板ガラス１Ａ，１Ｂを洗浄して乾燥させた後、図２に示すように、一方の板ガラス１Ａは空隙部Ｖ側に臨ませる低放射率材料層５を上向きにして、他方の板ガラス１Ｂは空隙部Ｖ側に臨ませる対向板面４Ｂを上向きにして、両板ガラス１Ａ，１Ｂを単板の状態で加熱炉Ａ内に支持する。
【００１５】
そして、加熱炉Ａ内で大気圧下で５３０℃〜５９０℃の最高加熱温度で１分〜３０分間に亘って両板ガラス１Ａ，１Ｂを加熱処理し、各板ガラス１Ａ，１Ｂの板面４Ａ，４Ｂに吸着している気体分子種や低放射率材料層５の気体分子種をガス化して脱離させる。
【００１６】
次に、両板ガラス１Ａ，１Ｂを室温程度まで徐冷して、図３に示すように、一方の板ガラス１Ａに貫通孔６を形成し、その貫通孔６に連通する吸引ガラス管７をパネル外面を形成する板面側に立設して、貫通孔６と吸引ガラス管７との間を低融点ガラス８で閉塞しておく。
【００１７】
次に、図４に示すように、他方の板ガラス１Ｂを対向板面４Ｂを上向きにして略水平に支持し、その対向板面４Ｂに複数のスペーサ２を略一定間隔で前後左右に配置して、一方の板ガラス１Ａを低放射率材料層５側を下向きにしてスペーサ２上に載置し、両板ガラス１Ａ，１Ｂの対向板面４Ａ，４Ｂを複数のスペーサ２で一定間隔を保持して互いに対向させて、両板ガラス１Ａ，１Ｂの外周部どうしを、全周に亘って、シール材３で封止し、両板ガラス１Ａ，１Ｂの対向板面４Ａ，４Ｂ間に周部が密閉された空隙部Ｖを形成してあるガラスパネル半製品Ｐ１を製作する。
【００１８】
次に、図５に示すように、ガラスパネル半製品Ｐ１を吸引ガラス管７を上側にして加熱炉Ａ内に支持し、吸引封止装置Ｂの有底円筒状の吸引カップＢ１を吸引ガラス管７を覆うように被せる。
前記吸引封止装置Ｂは、吸引カップＢ１の横側部に、空隙部Ｖ内の気体を吸引排出するフレキシブルパイプＢ２を連通接続し、吸引カップＢ１の先端には板ガラス１Ａの板面との間を密閉する弾性ＯリングＢ３を備え、吸引カップＢ１の底部内側には吸引ガラス管７の先端部７ａを加熱溶融させる電気ヒータＢ４を設けてある。
【００１９】
そして、吸引カップＢ１の先端をＯリングＢ３を介して板ガラス１Ａの板面に密着させ、ガラスパネル半製品Ｐ１を１８０℃程度に加熱して空隙部Ｖ内を活性化しながら、フレキシブルパイプＢ２を介して０．１３３Ｐａ（１．０×１０−３Ｔｏｒｒ）程度の圧力で空隙部Ｖ内を吸引して、空隙部Ｖ内の気体を排出するベーキング処理を１５分程度の時間に亘って施す。
【００２０】
次に、電気ヒーターＢ４により、吸引ガラス管７の先端部７ａを局部加熱（約１０００℃）することにより溶融させて、図６に示すように、貫通６を封止し、この状態で冷却して空隙部Ｖを１．３３Ｐａ（１．０×１０−２Ｔｏｒｒ）程度の減圧状態に保持して、溶融した吸引ガラス管７を覆う保護キャップ９を板ガラス１Ａに接着してある断熱ガラスパネルＰを製造する。
【００２１】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるガラスパネルの製造方法に使用する板ガラスは、先の実施形態で説明したフロートガラスに限るものではなく、その種別は任意に選定することが可能であり、例えば型板ガラス、すりガラス（表面処理により光を拡散させる機能を付与したガラス）、網入りガラス又は強化ガラスや熱線吸収、紫外線吸収、熱線反射、低放射等の機能を付与した板ガラスや、それらとの組み合わせであっても良い。
また、ガラスの組成については、ソーダ珪酸ガラス（ソーダ石灰シリカガラス）や、ホウ珪酸ガラスや、アルミノ珪酸ガラスや、各種結晶化ガラスであっても良い。
尚、本発明のガラスパネルに使用する板ガラスは、一方の板ガラスと他方の板ガラスとが、長さや巾寸法が異なるものに限定されるものではなく、同寸法に形成してあるものを使用するものであっても良い。
２．本発明によるガラスパネルの製造方法に使用する板ガラスは、一対の板ガラスの双方を、その対向板面に低放射率材料層を設けていない板ガラスであっても良い。
３．本発明によるガラスパネルの製造方法に使用する板ガラスは、低放射率材料をスパッタリング法で対向板面にコーティングして、低放射率材料層を設けてある板ガラスであっても良い。
４．本発明によるガラスパネルの製造方法は、一対の板ガラスの夫々を、互いに対向させる前に、減圧下で加熱処理すれば更に良くなる。
５．本発明によるガラスパネルの製造方法に使用するスペーサーの材料としてステンレス鋼について説明したが、そのようなものに限るものではなく、例えば、インコネル７１８や他の金属材料、石英ガラス、セラミックなどの各種の材料でスペーサーを形成することができ、また、その形状についても、円柱形に限らず、角柱形などにすることができ、各スペーサー間の間隔についても、適宜変更が可能である。
６．本発明によるガラスパネルの製造方法は、一対の板ガラスの外周部間を封止するシール材としては、低融点ガラス、又は、インジウム・鉛・錫・亜鉛などを主成分とする金属はんだを使用しても良い。
７．本発明によるガラスパネルの製造方法は、断熱性能の劣化を防止するために、ゲッター剤を併用しても良い。
８．本発明によるガラスパネルの製造方法は、例えば、建築用・乗物用（自動車の窓ガラス、鉄道車両の窓ガラス、船舶の窓ガラス）・機器要素用（プラズマディスプレイの表面ガラスや、冷蔵庫の開閉扉や壁部、保温装置の開閉扉や壁部）等のガラスパネルの製造に使用しても良い。
【００２２】
【実施例】
本発明による製造方法で製造したガラスパネル（以下、実施品ガラスパネル１〜１４という）の断熱性能の劣化速度と、従来の製造方法で製造したガラスパネル（以下、従来品ガラスパネルという）の断熱性能の劣化速度とを比較するために、種々の最高加熱温度と最高加熱温度維持時間により加熱処理した後の一対の板ガラス１Ａ，１Ｂを使用して製造した実施品ガラスパネル１〜１４の熱貫流率の経時変化と、加熱処理をしていない一対の板ガラス１Ａ，１Ｂを使用して製造した従来品ガラスパネルの熱貫流率の経時変化とを比較した。
【００２３】
実施品ガラスパネル１〜１４は、フロート法によって製造したソーダ石灰ガラス製板ガラス１Ｂと、同様に製造した板ガラス１Ａの片面に、酸化錫にフッ素をドーピングした低放射膜材料（低放射率材料）をＣＶＤ法によってコーティングして低放射膜（低放射率材料層）５を設けてある低放射板ガラス１Ａとの組み合わせを複数組用意して、各組み合わせ毎に、実施形態で示した製造方法に従って、表面を洗浄して乾燥させ、特定の最高加熱温度と最高加熱温度維持時間で加熱処理した後、一方の板ガラス１Ａの低放射膜（低放射率材料層）５側と他方の板ガラス１Ｂとの間に粒状スペーサ（直径０．５ｍｍ，高さ０．２ｍｍ）２を２０ｍｍピッチで介在させて一定間隔を隔てた両板ガラス１Ａ，１Ｂの周縁部どうしを、全周に亘って低融点ガラス３を用いて約４７０℃の処理温度でシールしてガラスパネル半製品Ｐ１を製造し、そのガラスパネル半製品Ｐ１を１８０℃に加熱しながら、空隙部Ｖ内を０．１３３Ｐａ（１．０×１０−３Ｔｏｒｒ）の圧力で１５分間排気するベーキング処理を行い、最後に、貫通孔６を封止したものである。
【００２４】
従来品ガラスパネルは、実施品ガラスパネル１〜１４に使用したものと同じソーダ石灰ガラス製板ガラス１Ｂと低放射板ガラス１Ａとを使用して、互いに対向させる前の加熱処理を行わない点を除いて、実施品ガラスパネル１〜１４と同様の製造方法で製造した。
【００２５】
完成した実施品ガラスパネル１〜１４と従来品ガラスパネルとを１００℃の恒温室に保管し、一定時間経過後の熱貫流率を計測した結果を［表１］に示す。
［表１］から、製造直後から１０５２日経過後の熱貫流率の変化量を比較すると、実施品ガラスパネル１〜１４では変化量が０．００１〜０．１３６ｋｃａｌ／ｍ２ｈｒ℃であるのに対して、従来品ガラスパネルでは０．２０４ｋｃａｌ／ｍ２ｈｒ℃と大きく、実施品ガラスパネル１〜１４のいずれも、低い加熱温度のベーキング処理を短い加熱時間で行っても、断熱性能の劣化を効果的に防止できることが分かる。
【００２６】
また、従来、板ガラス表面の吸着物は、洗浄などにより取り除いても、その直後に大気中の浮遊物などによて再汚染されると考えられているが、加熱処理した後の板ガラス１Ａ，１Ｂは、クリーンルームなどの設備は特に使用せずに、結露しないように乾燥した空間で保持し、加熱処理から両板ガラス１Ａ，１Ｂの周縁部どうしを全周に亘ってシールするまでの時間は３１〜３７時間であり、実施品ガラスパネル１〜１４の熱貫流率の変化量が少ないことから、加熱処理からある程度の時間が経過しても、劣化防止効果が持続することが分かる。
【００２７】
これは、板ガラス１Ａ，１Ｂの表面が一旦清浄化されると、表面が不活性となり、汚染されにくいか、たとえ汚染されても加熱温度が低くて加熱時間も短い軽度のベーキング処理によって容易に清浄表面を作り出せるためではないかと想定されるが、洗浄のみでは表面の清浄化は不充分であり、高温度で加熱処理を行うのが最も効果的であることが分かる。
【００２８】
とりわけ、最高加熱温度が５３０℃〜６８０℃で最高加熱温度維持時間が１分〜３０分の実施品ガラスパネル６〜１４では変化量が０．００１〜０．０２８ｋｃａｌ／ｍ２ｈｒ℃と非常に少なく、５３０℃以上で６８０℃以下の温度に加熱処理することにより、気体分子種のガス化を促進して、加熱温度が低くて加熱時間も短い軽度のベーキング処理を施すだけで、断熱性能の劣化を効果的に防止できることが分かる。
つまり、一般的に建築・車両用などに使用されるソーダ石灰ガラス製板ガラスでは、表面の平坦性を保てる加熱処理温度は６８０℃が現実的な上限である。よって、５３０℃〜６８０℃の範囲で加熱処理を行うのが良い。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】ガラスパネルの斜視図
【図２】ガラスパネルの製造方法の説明図
【図３】ガラスパネルの要部断面図
【図４】ガラスパネルの製造方法の説明図
【図５】ガラスパネルの製造方法の説明図
【図６】ガラスパネルの製造方法の説明図
【符号の説明】
１Ａ　板ガラス
１Ｂ　板ガラス
３　　シール材
４Ａ　対向板面
４Ｂ　対向板面
５　　低放射率材料層
Ｐ　　ガラスパネル
Ｖ　　空隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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