CN104220394A - 真空复层玻璃和密封构件以及真空复层玻璃的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃，其特征在于，所述间隙部通过密封构件密闭，所述密封构件具有金属构件、接合该金属构件和所述玻璃基板的玻璃固化层，所述金属构件选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。

Description

真空复层玻璃和密封构件以及真空复层玻璃的制造方法
技术领域
本发明涉及一种真空复层玻璃和在这样的真空复层玻璃中使用的密封构件以及真空复层玻璃的制造方法。
背景技术
介由间隙部来层叠一对玻璃基板、并将该间隙部保持低压或真空状态而构成的所谓“真空复层玻璃”，由于具有优良的隔热效果，被广泛用于例如大楼和住宅等建筑物用的窗玻璃用途。
在真空复层玻璃中，为了将间隙部保持为真空状态而设置于该间隙部周围的密封构件的密封性能对真空复层玻璃整体的隔热性有较大影响。其原因在于，在密封构件的密封性不良的情况下，大气中的空气和/或水蒸气等成分容易介由密封构件侵入间隙部，由此导致间隙部的真空度下降。为此，正在开展密封性更优良的密封构件的研究。
尤其，最近，正在开发由金属构件和非金属构件构成的密封构件，即“混合密封构件”。例如，专利文献1揭示了在真空复层玻璃中使用将金属构件和低融点陶瓷料进行组合的“混合密封构件”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：欧洲专利第2099997号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，专利文献1揭示了将金属构件和低融点陶瓷料进行组合的“混合密封构件”。
但是，在将如专利文献1这样的密封构件实际用于真空复层玻璃的时，需要金属构件和低融点陶瓷料之间有良好的结合力。在两者之间的结合力低的情况下，“混合密封构件”不能发挥良好的密封性。
专利文献1的“混合密封构件”完全没有考虑到这样的结合力，为此，根据金属构件和低融点陶瓷料的组合方式，有可能产生不能得到适当的结合力的情况。此外，在选定这样的组合的情况下，有不能构成具有良好密封性的“混合密封构件”的问题。
本发明是鉴于这样的背景产生的，本发明的目的在于提供具备“混合密封构件”的真空复层玻璃，所述“混合密封构件”在金属构件和玻璃固化层之间具有良好的结合力。此外，目的还在于，提供这样的“混合密封构件”。此外，目的还在于，提供具备这样的“混合密封构件”的真空复层玻璃的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明是一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃，其特征在于，
所述间隙部通过密封构件密闭，
所述密封构件具有金属构件、接合该金属构件和所述玻璃基板的玻璃固化层，
所述金属构件选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。
此处，本发明的真空复层玻璃中，上述金属构件的厚度可在0.03mm～0.5mm的范围内。
此外，本发明的真空复层玻璃中，所述金属构件可选自在大气中490℃下保持40分钟前的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系不满足Y≥0.10X的材料。
此外，本发明的真空复层玻璃中，所述金属构件可含有选自纯铝、铝合金、纯钛和钛合金的至少一种。
此外，本发明的真空复层玻璃中，所述玻璃固化层所含的玻璃成分可具有70×10-7/K以上120×10-7/K以下范围的热膨胀系数。
另外，本申请中，热膨胀系数为50℃～250℃的温度范围内的值。
此外，本发明的真空复层玻璃中，所述玻璃固化层所含的玻璃成分可为ZnO-Bi2O3-B2O3系的玻璃。
在该情况下，所述玻璃固化层所含的玻璃成分在氧化物换算的情况下，以质量百分比计可具有以下组成：Bi2O3为70％～90％，ZnO为5％～15％，B2O3为2％～8％，Al2O3为0.1％～5％，SiO2为0.1％～2％，CeO2为0.1％～5％，Fe2O3为0.01％～0.2％，以及CuO为0.01％～5％。
或者，本发明的真空复层玻璃中，所述玻璃固化层所含的玻璃成分也可为ZnO-SnO-P2O5系的玻璃。
在该情况下，所述玻璃固化层所含的玻璃成分在氧化物换算的情况下，以质量百分比计可具有以下组成：P2O5为27％～35％，SnO为25％～35％，ZnO为25％～45％，B2O3为0％～5％，Ga2O3为0％～3％，CaO为0％～10％，SrO为0％～10％，Al2O3为0％～3％，In2O3为0％～3％，La2O3为0％～3％，以及Al2O3+In2O3+La2O3为0％～7％。
此外，本发明的真空复层玻璃中，
所述金属构件具有第1部分和第2部分，
所述金属构件的第1部分与形成于所述第1玻璃基板上的第1玻璃固化层结合，
所述金属构件的第2部分与形成于所述第2玻璃基板上的第2玻璃固化层结合，
可藉此形成所述密封构件。
进一步，本发明提供一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃用的密封构件，其特征在于，
所述间隙部通过该密封构件密闭，
该密封构件具有金属构件、接合该金属构件和所述玻璃基板的玻璃固化层，
所述金属构件选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。
进一步，本发明提供一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃的制造方法，其特征在于，具有
在所述第1玻璃基板上形成第1玻璃固化层，在所述第2玻璃基板上形成第2玻璃固化层的步骤，
以使金属构件与所述第1以及所述第2玻璃固化层接触的方式将所述第1以及第2玻璃基板与该金属构件组合而构成形成有所述间隙部的组装物的步骤，其中所述金属构件为选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料，
至少加热所述组装物的第1以及第2玻璃固化层，使所述第1以及第2玻璃固化层与所述金属构件结合的步骤，
对所述间隙部进行减压处理的步骤。
此外，在本发明的真空复层玻璃的制造方法中，至少加热所述组装物的所述第1以及第2玻璃固化层的步骤可以为：在470℃～530℃的温度下保持1分钟～1小时后冷却至室温。
发明的效果
本发明可提供具备在金属构件和玻璃固化层之间具有良好结合力的“混合密封构件”的真空复层玻璃。此外，能够提供这样的“混合密封构件”。此外，能够提供具备这样的“混合密封构件”的真空复层玻璃的制造方法。
附图说明
图1是概略地表示本发明的真空复层玻璃的结构的一例的图。
图2是示意地表示通过加热处理使金属构件和玻璃固化层结合，在玻璃基板上形成混合密封构件时可能会发生的问题的图。
图3是示意地表示本发明的真空复层玻璃的制造方法的一例的流程图的图。
图4是将在实施例1中的样品1～17的各个金属材料的拉伸试验中得到的拉伸强度与断裂伸长率的关系进行绘图而得的图。
图5是概略地表示在实施例2中使用的评价用试验片的俯视图的图。
图6是概略地表示在结合力评价试验中使用的试验装置的结构的图。
图7是表示在1号评价用试验片中结合力评价试验时的位移(mm)与荷重(N)的关系的图。
图8是表示在4号评价用试验片中结合力评价试验时的位移(mm)与荷重(N)的关系的图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的结构进行说明。
图1中概略地表示了本发明的真空复层玻璃的结构的一例。
如图1所示，本发明的真空复层玻璃100具有第1玻璃基板110、第2玻璃基板120、在两者之间构成的间隙部130、和将间隙部保持为密闭状态的密封构件150。
第1玻璃基板110具有第1表面112和第2表面114。在真空复层玻璃100中，第1玻璃基板110将第1表面112一侧配置为外侧。同样地，第2玻璃基板120具有第1表面122和第2表面124。在真空复层玻璃100中，第2玻璃基板120将第1表面122一侧配置为外侧。因此，间隙部130形成于第1玻璃基板110的第2表面114和第2玻璃基板120的第2表面124之间。
通常情况下，间隙部130内维持真空状态。此处，对间隙部130的真空度没有特别限定，可以是任何低于大气压的压力。一般而言，间隙部130的压力为0.001Pa～0.2Pa左右。
另外，可在间隙部130内以低于大气压的压力填充氩等惰性气体。即，在本发明中，“真空复层玻璃”间隙部内的压力不需要必须为真空状态，术语“真空复层玻璃”指间隙部内的压力低于大气压的所有的复层玻璃。
在有需要的情况下，真空复层玻璃100的间隙部130内，可以有1个或2个以上的间隔物190。间隔物190具有将间隙部130保持为所希望的形状的作用。但是，在即使没有间隔物190也能够将间隙部130维持在所希望的形状的情况下，例如，在间隙部130的真空度低的情况下，或在间隙部130中以一定程度的压力填充了惰性气体等的情况下，也可以省略间隔物190。
密封构件150是用于将间隙部130保持为密闭状态的构件，在图1的例子中，密封构件150设置为遍布间隙部130的周围整体。
密封构件150是包括金属构件155、第1和第2玻璃固化层160、165的所谓“混合密封构件”。如后详细说明的，玻璃固化层160、165是通过对含有玻璃料的糊料或玻璃块体(例如玻璃纤维或玻璃带等)进行热处理而形成的层，含有玻璃成分。
此处，前述的专利文献1中，作为真空复层玻璃用的密封构件，揭示了将金属构件和低融点陶瓷料进行组合的“混合密封构件”。但专利文献1中完全没有考虑到金属构件与低融点陶瓷料之间的结合力。
但是，实际上，在对将“混合密封构件”用于真空复层玻璃进行研究的时候，金属构件与低融点陶瓷料之间的结合力是极其重要的因素。尤其，根据金属构件与低融点陶瓷料的组合方式，有可能不能得到两者之间的适当的结合力，不能将“混合密封构件”作为真空复层玻璃的密封构件使用。
例如，专利文献1中，作为“混合密封构件”用的金属，例示了金属铬和不锈钢。但是，一般而言，金属铬几乎不被用作结构构件的一部分。此外，在本发明人的研究中，如之后所详细说明的，在使用不锈钢作为“混合密封构件”用的金属的情况下，发现金属构件和低融点陶瓷料几乎不结合。
这样，在考虑“混合密封构件”在真空复层玻璃中的使用时，金属构件和低融点陶瓷料之间的结合力极其重要。
对此，本发明中的“混合密封构件”的金属构件的特征在于，选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。
另外，金属构件的上述热处理条件如后详细所示，与形成“混合密封构件”时的典型热处理条件相对应。
接着，参照图2，对这样的本发明的特征的效果进行说明。
图2是示意地表示通过热处理使金属构件和玻璃固化层结合，在玻璃基板上形成混合密封构件时的各个工序的图。
在形成混合密封构件时，首先如图2(a)所示，准备金属构件210和玻璃基板250。此外，将金属构件210以与玻璃基板250的至少一部分重合的方式，配置于玻璃基板250的上部。藉此来构成组装物260。
另外，虽然难以由图2(a)目视确认，但在玻璃基板250的表面的一部分上，预先设置了玻璃固化层270。该玻璃固化层270被配置在玻璃基板250的上部的金属构件210覆盖。
接着，如图2(b)所示，为了进行加热处理，使组装物260保持高温。为了使金属构件210介由玻璃固化层270结合在玻璃基板250上，实施加热处理。在通常情况下，加热处理的温度为430℃～530℃的范围(例如490℃)。
通过该加热，使玻璃固化层270具有流动性。此外，金属构件210介由流动性的玻璃固化层270与玻璃基板250暂时结合。
此处，通常而言，金属和玻璃的热膨胀系数差异较大。为此，特别地，在以图的Y方向进行观察的情况下，如果对组装物260进行加热，则金属构件210延展而表现出较大的变形，而玻璃基板250没有显示出大的延展。
其后，如图2(c)所示，组装物260的温度从加热处理温度开始下降。与此同时，玻璃固化层270的流动性开始下降，玻璃固化层270固化。藉此，金属构件210介由玻璃固化层270与玻璃基板250结合，形成混合密封构件。
之后，组装物260的温度进一步下降。此时，如图2(c)所示，由于金属构件210已经与玻璃固化层270结合，因而即使继续降温，在Y方向上也不能自由收缩。即，金属构件210的与玻璃固化层270结合的部位被玻璃固化层270所约束，即使继续降温，也只能够发生与玻璃基板250的收缩量相同程度的变形。
这里，在金属构件210具有足够的变形容许性的情况下，即，金属构件210具有比较良好的延展特性(弹性)的情况下，这样的金属构件210即使就这样被玻璃固化层270所约束，也可以追随玻璃基板250的收缩行为。为此，在将组装物260冷却至室温时，如图2(d)的上图所示，能够在金属构件210和玻璃固化层270之间得到良好的结合。其结果是形成了密封性良好的混合密封构件。
另一方面，在金属构件210不具有足够变形容许性，即，金属构件210不太有良好的延展特性(弹性)的情况下，这样的金属构件210，尤其在被玻璃固化层270所约束的部位，不能追随玻璃基板250的微小收缩行为。为此，在将组装物260冷却至室温时，如图2(d)的下图所示，金属构件210从玻璃固化层270上分离，金属构件210和玻璃固化层270之间不能得到良好的结合。其结果是，不能得到混合密封构件。
如此，金属构件210的延展特性是能左右金属构件210和玻璃固化层270的结合性的重要因素。
本发明人基于这样的考量，对金属构件和玻璃固化层的最佳组合进行了认真研究和开发。其结果是，在金属构件满足选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料的情况下，金属构件可得到充分的变形容许性，发现在加热处理后，金属构件和玻璃固化层之间可得到如前述的图2(d)的上侧的图的这样的结合(以下，将这样的材料选择条件简称为“条件A”)。
即，本发明中，作为“混合密封构件”的金属构件，选择满足前述的条件A的材料，可藉此在金属构件和玻璃固化层之间得到良好的结合性。
因此，本发明中，即使在实施加热处理后，在金属构件155和玻璃固化层250之间也能够得到良好的结合力，可得到能够适用于真空复层玻璃的“混合密封构件”。
(密封构件的结构)
接着，对密封构件150的结构进行进一步详细的说明。
密封构件150具有金属构件155、第1和第2玻璃固化层160、165。
如前所述，金属构件155选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验中，满足条件A的材料。
玻璃固化层160、165是通过对含有玻璃料的糊料或玻璃块体(例如玻璃纤维或玻璃带等)进行烧成而形成的。玻璃固化层160、165虽然含有玻璃成分，但也可进一步含有陶瓷颗粒。
另外，第1玻璃固化层160和第2玻璃固化层165的结构可以相同或不同。
玻璃固化层160、165在50℃～250℃下的热膨胀系数例如可在70×10-7/K～120×10-7/K的范围内。由于将热膨胀系数设为该范围，玻璃固化层和玻璃基板的热膨胀系数的差变小，玻璃固化层和玻璃基板界面的剥离难以发生。本发明中，由于可以提供即使金属构件和玻璃固化层的热膨胀系数的差大、玻璃固化层和金属构件的结合力也强的密封构件，因而优选使玻璃固化层和玻璃基板的热膨胀系数的差变小。
对玻璃固化层160、165中所含玻璃成分的组成没有特别的限定。玻璃固化层160、165中所含玻璃成分例如可以是ZnO-Bi2O3-B2O3系或者ZnO-SnO-P2O5系的玻璃。
表1中，示出可用作玻璃固化层160、165中所含玻璃成分的ZnO-Bi2O3-B2O3系的玻璃的组成的一例。此外，表2中，示出可用作玻璃固化层160、165中所含玻璃成分的ZnO-SnO-P2O5系的玻璃的组成的一例。
[表1]
组成 含量(质量％)
Bi2O3 70～90
ZnO 5～15
B2O3 2～8
Al2O3 0.1～5
SiO2 0.1～2
CeO2 0.1～5
Fe2O3 0.01～0.2
CuO 0.01～5
[表2]
组成 含量(质量％)
P2O5 27～35
SnO 25～35
ZnO 25～45
B2O3 0～5
Ga2O3 0～3
CaO 0～10
SrO 0～10
Al2O3 0～3
In2O3 0～3
La2O3 0～3
Al2O3+In2O3+La2O3 0～7
另外，在图1的例子中，密封构件150具有金属构件155、第1玻璃固化层160以及第2玻璃固化层165。此外，金属构件155具有近似“Z字”状的形态。即，金属构件155近似“Z字”状的一端与形成于第1玻璃基板110的第1玻璃固化层160结合，近似“Z字”状的另一端与形成于第2玻璃基板120的第2玻璃固化层165结合。
但是，这是一个例子，密封构件150也可以具有其他结构。例如，也可以将第1玻璃固化层160形成在第1玻璃基板110的第2表面114的一侧上，以使其与第2玻璃固化层165相对，金属构件具有U字型的截面形状，并配置于两者之间。
此外，金属构件也可以截面形状不为U字型而是板状或箔状。例如，也可以将金属板沿真空复层玻璃的周缘冲压为画框状来形成金属构件。在该情况下，在第1玻璃基板110的第2表面114一侧上设置第1玻璃固化层160，在第2玻璃基板120的第2表面124一侧上的以俯视看与第1玻璃固化层160不相互重叠的位置上设置第2玻璃固化层165。将金属构件配置于第1和第2玻璃固化层160、165之间，通过与玻璃固化层一起加热，使金属构件与第1玻璃基板110的第2表面114一侧结合，与第2玻璃基板120的第2表面124结合。
此外，金属构件为箔或板状，可以具有0.03mm～0.5mm范围的厚度。如果金属构件的厚度在0.03mm以上，则在制造时断裂、发生针孔的可能性变低。此外，如果金属构件的厚度在0.5mm以下，则由于金属构件的变形容许性充分，金属构件可以追随玻璃基板的收缩行为，可以得到与玻璃固化层的良好的结合力。金属构件的厚度更优选0.04mm～0.3mm，进一步优选0.05～0.2mm。
本领域技术人员应当知道，作为密封构件的形态，还有其他各种能够使用的形态。
(本发明的真空复层玻璃的制造方法)
接着，参考图3对本发明的真空复层玻璃的制造方法的一例进行说明。另外，在以下的记载中，以如图1所示的结构的真空复层玻璃100为例，对真空复层玻璃的制造方法进行说明。
图3中概略地表示了本发明的真空复层玻璃的制造方法的一例的流程图。
如图3所示，本发明中真空复层玻璃的制造方法具有
(a)在第1玻璃基板上形成第1玻璃固化层，在第2玻璃基板上形成第2玻璃固化层的步骤(步骤S110)，
(b)构成将第1和第2玻璃基板与金属构件进行组合而成的组装物的步骤(步骤S120)，
(c)至少加热组装物的第1和第2玻璃固化层，构成真空复层玻璃(步骤S130)。
以下对各步骤进行详细说明。
(步骤S110)
首先，准备第1和第2玻璃基板110、120。
此外，在第1玻璃基板110上形成第1玻璃固化层160，在第2玻璃基板120上形成第2玻璃固化层165。以下，作为一例，对在第1玻璃基板110的第1表面112的周围形成第1玻璃固化层160的情况进行说明。
首先，制备第1玻璃固化层160用的糊料。通常，糊料含有玻璃料、陶瓷颗粒、以及载体(有机粘合剂和有机溶剂)。但是，也可以省略陶瓷颗粒。玻璃料最终成为构成第1玻璃固化层160的玻璃成分。
将制备的糊料涂布在第1玻璃基板110的第1表面112的周围。
接着，对含有糊料的第1玻璃基板110进行干燥处理。干燥处理的条件为在去除糊料中的有机溶剂的条件的范围内，没有特别的限定。干燥处理可以例如通过将第1玻璃基板110在100℃～200℃的温度下保持1分钟～1小时左右来进行实施。
接着，为了对糊料进行预烧成，将第1玻璃基板110在高温下进行热处理。热处理的条件为在去除糊料中所含的有机粘合剂的条件的范围内，没有特别的限定。热处理可以例如通过将第1玻璃基板110在430℃～470℃的温度范围中保持1分钟～1小时左右来进行实施。藉此，对糊料进行预烧成，形成第1玻璃固化层160。
同样地在第2玻璃基板120的第2表面124的周围形成第2玻璃固化层165。
(步骤S120)
接着，组合第1和第2玻璃基板110、120与金属构件155，构成组装物。此时，根据需要，可以在第1玻璃基板110和第2玻璃基板120之间，配置1个或2个以上的间隔物190。
将金属构件155例如形成为板状或箔状。此外，金属构件155也可以具有近似“Z字”状的形态。例如，金属构件155可以具有第1和第2端部，两个端部向相反方向弯折。在该情况下，金属构件155可以例如以金属构件155的第1端部与第1玻璃固化层160接触、第2端部与第2玻璃固化层165接触的方式，配置于第1和第2玻璃基板110、120。
另外，如前所述，需要注意的是，金属构件155选自满足“条件A”，即在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。
作为这样的满足“条件A”的金属材料，例如可例举纯铝、铝合金、纯钛、和钛合金等。这里所说的纯铝，是指99％以上的铝纯度的材料，低于99％的铝纯度的材料称为铝合金。在其他金属材料中，也将纯度为99％以上材料称为“纯”，低于99％的材料称为“合金”。
但是，金属构件155在该组装阶段(即步骤S120的阶段)中，有时反而优选选自不满足“条件A”的材料。
这是因为通常而言，满足条件A的材料大多是比较柔软的材料。即，在将这样的柔软的金属构件155在例如箔等形态下使用的情况下，金属构件155的操作性变差。换而言之，在使用金属构件155构成组装物时，金属构件155不满足“条件A”，具有一定程度的刚性，则有时操作性提高。
即，金属构件155只要在加热处理(步骤S130)之后满足条件A即可，该加热处理是使其与玻璃固化层之间形成结合，使其作为密封构件发挥功能的步骤。
作为这样的材料的一例，可例举纯铝和铝合金。这是因为在纯铝和铝合金中，有退火温度为约490℃左右的金属材料。这样的金属材料在进行构成组装物的操作时，可在具有一定程度的刚性(即不满足条件A)的状态下使用。之后，这样的金属材料在加热处理的中途阶段发生退火，加热处理后的状态满足条件A，与玻璃固化层160、165之间表现出良好的结合。
(步骤S130)
接着，至少对组装物的玻璃固化层160、165进行加热。加热的条件根据金属构件155和玻璃固化层160、165的组合等进行变化，例如可以将组装物在约470℃～约530℃(例如490℃)的温度下保持1分钟～1小时左右(例如40分)后，冷却至室温。在组装物的加热中，重要的是抑制在玻璃固化层中使结合力下降的结晶相的生成，而高温、长时间的保持将导致结晶相析出。为此，更优选的温度范围为470℃～520℃，进一步优选470℃～500℃，更优选的保持时间为1分钟～45分钟，进一步优选1分钟～30分钟。
如前所述，金属构件155选自满足“条件A”的材料。为此，显著抑制了在组装物的加热处理和冷却时，金属构件155不能应对玻璃固化层160、165的变形行为而从玻璃固化层160、165分离的现象。因此，通过组装物的加热处理，可在金属构件155和玻璃固化层160、165之间得到良好的结合。在组装物的加热处理后，在第1和第2玻璃基板110、120之间形成以密封构件150进行了遮蔽的间隙部130。
之后，利用预先设置在第1和/或第2玻璃基板上的开口，对间隙部130内进行减压处理。例如，用惰性气体置换间隙部130内的气体，或者对间隙部130进行减压处理。然后，密封减压处理所使用的开口。藉此，制造真空复层玻璃100。
对组装物进行加热时，也可以在真空气氛中进行。如果在不设置开口的情况下进行加热，则该间隙部130内将保持真空，可省去加热后的减压处理。此外，作为加热组装物的方法，除了加热整体的方法以外可使用对玻璃固化层进行烧成的局部加热方法(红外线加热、电磁感应加热、激光照射等)来进行实施。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)
(结合性评价试验)
对于各种金属构件与玻璃固化层的组合，其两者的结合性通过以下的方法进行评价。
首先，准备由纯铝、铝合金、纯镍、不锈钢、纯钛、铁镍钴合金(科伐合金，Kovar)、和铜镍合金(白铜，cupronickel)构成的各种金属板。将准备的金属板(样品1～17)的材质、厚度以及维氏硬度汇总示于表3。另外，各种金属构件的标注根据Mill Sheet(钢材检查证明书)的记载。
[表3]
接着，用以下方法制作具有玻璃固化层的玻璃基板。
准备长50mm×宽230mm×厚度2.8mm的玻璃基板(旭硝子制钠钙玻璃)。在该玻璃基板表面的一个端部上，通过以下方法形成玻璃固化层。
首选，制备含有玻璃料、陶瓷粉末、以及载体(有机粘合剂和有机溶剂)的糊料。玻璃料使用表4所示的ZnO-Bi2O3B2O3系组成成分的玻璃料。另外，该玻璃料的热膨胀系数为约105×10-7/K。此外，使用堇青石作为陶瓷粉末，使用乙基纤维素、丙二醇二乙酸酯(1，2-二乙酰氧基丙烷)、萜品醇的混合物。
[表4]
组成 含量(质量％)
Bi2O3 81.4
ZnO 10.5
B2O3 6.0
Al2O3 0.9
SiO2 0.7
CeO2 0.2
Fe2O3 0.1
CuO 0.2
接着，将该糊料涂布在玻璃基板一个表面的一个端部(约230mm×约15mm的区域)上。糊料干燥后，对玻璃基板以380℃进行30分钟热处理，对糊料进行预烧成。藉此，在玻璃基板的涂布了糊料的位置上形成玻璃固化层。
接着，在玻璃基板上，配置前述样品1～17的任一种金属板，得到组装物。金属板以完全覆盖玻璃固化层部分的方式配置在玻璃基板上。
接着，将得到的组装物以490℃保持40分钟后，冷却至室温。之后，对金属板和玻璃固化层是否结合进行评价。以金属板和玻璃固化层是接合状态还是剥离状态来实施评价。
各个样品1～17所得到的结果汇总示于前述的表3的“结合性评价”一栏。另外，在结合性评价结果中，“○”表示该金属材料与玻璃固化层结合，“×”表示该金属材料没有与玻璃固化层结合。
由结合性评价试验的结果可知，纯镍、不锈钢、科伐合金、以及白铜没有与玻璃固化层之间形成良好的结合。
与此相对，可知纯铝、纯铝以外的铝合金以及纯钛，大致上有与玻璃固化层结合的倾向。但是，可知在铝合金中，A5052-O(2.5％Mg)也没有与玻璃固化层之间形成良好的结合。此外，可知在纯钛中，TR270C-H(硬质钛)也没有与玻璃固化层之间形成良好的结合。
如此，由结合性评价试验的结果确认，由于金属构件与玻璃固化层的组合方式，有时在两者之间不能得到合适的结合力。
(室温拉伸试验)
接着，只用前述表1所示的各个金属材料的板材，在室温下进行拉伸试验。
拉伸试验中，将各个金属材料的板材切割为长方形(长50mm×宽10mm)作为试验片，将试验片的长边方向的两端固定在拉伸试验机上实施试验。将试验片的两端卡盘间距离设为20mm，拉伸速度设为1mm/分钟，测定各个金属材料的拉伸强度和断裂伸长率。各个试验片的板厚如表3所示。此外，试验时的气氛温度为常温。
另外，在提供给拉伸试验前，对样品1～17的各个金属材料以以下条件进行热处理：以升温速度10℃/分钟加热至490℃后，保持40分钟，之后以10℃/分钟冷却至室温。这是为了模拟将金属构件实际用作密封构件的一部分时的热史。
通过拉伸试验而得的样品1～17的各个金属材料的拉伸强度和断裂伸长率的值汇总示于前述表3的“拉伸试验结果”一栏。拉伸强度以试验片断裂时的荷重(N)除以试验片的截面积(mm2)来求出。将试验片的任意2点间的距离的拉伸试验前后的伸长率(％)设为断裂伸长率。由该拉伸试验结果可知，在前述的结合性评价试验中，与玻璃固化层结合了的金属材料，相对于拉伸强度的值，有断裂伸长率较大的倾向，即这些金属材料是较为有延展性的材料。
图4中示出了对样品1～17的各个金属材料的拉伸试验中得到的拉伸强度与断裂伸长率的关系进行绘图而得的图。另外，绘图的标记为“○”则表示在前述的结合性评价试验中，与玻璃固化层结合的样品的值，绘图的标记为“×”则表示在结合性评价试验中，没有与玻璃固化层结合的样品的值。
由图4可知，“○”的绘图与“×”的绘图，能够明确地进行区分。即，将金属材料的拉伸强度设为X(N/mm2)、断裂伸长率设为Y(％)时，“○”的绘图与“×”的绘图的边界可以以Y＝0.10X来表示。
这样，通过使用图4这样的制图，可以评价该金属材料与玻璃固化层结合的倾向如何。即，将在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系进行绘图，通过判断该绘图是否满足Y≥0.10X(前述的“条件A”)，可以评价该金属材料与玻璃固化层结合的倾向如何。
这里，某些纯铝和铝合金在约490℃左右的温度域中具有退火温度。这样的纯铝和铝合金通过在大气中进行490℃下保持40分钟的热处理，才开始满足如前所述的“条件A”。换而言之，到实施这样的热处理为止，其并不满足“条件A”。
这样的纯铝和铝合金，作为密封构件用的金属构件是特别优选的。这是由于在使用这样的纯铝和铝合金的情况下，在加热金属构件和玻璃基板制造具有“混合密封构件”的真空复层玻璃之前的阶段、即组装组装物的阶段中，金属构件的操作性显著提高。
如前所述，通常，满足“条件A”的材料具有较为柔软的特征。在使用这样的柔软的金属构件的情况下，金属构件的操作性变差。但是，在使用在约490℃左右的温度域中具有退火温度的铝合金的情况下，可以在进行构成组装物的操作时，在具有一定程度的刚性的状态下使用，而在加热处理后，满足“条件A”。
作为加热处理前不满足“条件A”而加热处理后满足“条件A”的纯铝和铝合金的一例，有表3的样品1的A3003-H18、样品3的A1050-H24、以及样品6和样品8的A1N30-H18。
表5中，汇总示出这些纯铝以及铝合金的热处理前后的拉伸试验结果。拉伸试验的条件与前述条件相同。
[表5]
由该表5可知，样品1、样品3、样品6、以及样品8的铝合金，通过490℃、40分钟的热处理，才开始满足“条件A”。
(实施例2)
接着，使用在前述的结合性评价试验中得到“○”的结果的金属材料样品，即与玻璃固化层结合了的金属材料样品，通过以下方法，对与玻璃固化层之间的结合力进行定量评价。
(试验片的制作)
用以下方法，制作评价用试验片。
首先，通过与前述实施例1相同的方法，制作具有玻璃固化层的玻璃基板。其中，玻璃基板的尺寸为长9mm×宽50mm×厚度2.8mm。玻璃固化层520的大致尺寸为长5mm×宽5mm。
接着，准备3种金属构件。第1个金属构件为纯铝A1050-H24，厚度为0.2mm。第2个金属构件为纯铝A1N30-H18，厚度为0.1mm。第3个金属构件为纯铝A1N30-H18，厚度为0.15mm。金属构件的尺寸为长50mm×宽10mm。
接着，将玻璃基板与金属构件以在玻璃固化层的部分处重叠的方式进行热处理。藉此，使金属构件介由玻璃固化层与玻璃基板结合，制作评价用试验片(1号～3号)。热处理条件设为大气下，490℃40分钟。
图5示出了得到的评价用试验片的俯视图。如图5所示，评价用试验片500具有玻璃基板510和金属构件530，以金属构件530的一端与在玻璃基板510上形成的玻璃固化层520重叠的方式进行配置而制成。
1号～3号的各个评价用试验片的规格汇总示于表6。
[表6]
(结合力评价试验)
接着，使用1号～3号的各个评价用试验片，实施结合力评价试验。
结合力评价试验通过在室温下将各个评价用试验片拉伸至断裂来进行。
图6中示出了试验装置的概要。
试验装置600具备保持评价用试验片500的夹具610，和用于将评价用试验片500向上方拉伸的支架630。
试验时，使用双面粘胶带，将评价用试验片500的玻璃基板510的一侧贴在夹具610的侧面615上。此外，将评价用试验片500的金属构件530的前端(没有与玻璃固化层520结合的一侧的端部)安装在支架630上。并且，在评价用试验片500的金属构件530的规定位置上安装应变仪(并未图示)。
在该状态下，固定夹具610，通过支架630向箭头F的方向(上方)拉伸评价用试验片500。将拉伸速度设为1mm/分钟。试验持续到评价用试验片500断裂为止，测定评价用试验片500断裂时的荷重(N)和位移(mm)。
图7中，示出了1号的评价用试验片测定时的位移(mm)和荷重(N)的关系。
在试验后，对评价用试验片500的状态进行观察时，得知评价用试验片500在金属构件530的与玻璃固化层520的结合部以外的位置断裂。
由于图7中测定时的位移(mm)和荷重(N)的关系与铝材单独拉伸试验时得到的表现类似，因此预计本结合力评价试验中，评价用试验片500中金属构件530和玻璃固化层520之间得到了良好的结合。即，金属构件530与玻璃固化层520之间得到良好的结合，其结果是，认为在结合力评价试验中，测定时的位移(mm)和荷重(N)的关系与仅使用金属构件530时得到的表现是一致的。
在2号和3号的评价用试验片中也观察到相同的表现。
前述表6中，汇总示出了1号～3号的各个评价用试验片中结合力评价试验的测定结果。结合力评价试验中的断裂模式表示评价用试验片的断裂是金属构件的断裂，还是金属构件与玻璃固化层的界面的剥离。断裂时的荷重为评价用试验片断裂时的荷重。
如表6所示，试验的结果显示，1号～3号的各个评价用试验片中断裂时的荷重分别为134N、70N、以及104N，是足够大的值。此外，由于在任一情况下断裂模式都为金属构件的断裂，可知玻璃固化层和金属构件的结合充分。
(实施例3)
实施例3中，除了使用厚度0.1mm的纯钛(TR270C-O)作为评价用试验片的金属构件以外，以与实施例2相同的方法制作评价用试验片，使用该评价用试验片，进行结合力评价试验。
评价用试验片(4号)的规格示于以下表7。
[表7]
4号评价用试验片中结合力评价试验的结果示于图8。4号评价用试验片的断裂是金属构件与玻璃固化层的界面的剥离。
图8是表示4号评价用试验片的金属构件和玻璃固化层的界面剥离为止的位移(mm)和荷重(N)的关系的图。
由图8的结果可知，在4号评价用试验片中，金属构件和玻璃固化层的界面剥离为止的位移(mm)和荷重(N)的关系，与图7所示的1号～3号的评价用试验片中金属构件断裂的结果的位移(mm)和荷重(N)的关系有很大差异。
在前述表7中，示出了4号评价用试验片中结合力评价试验的拉伸强度的值。如表7所示，试验的结果是，4号评价用试验片的金属构件和玻璃固化层的界面剥离，但剥离时的荷重为171N。该值是比表6中纯铝的情况下更大的值。
这样，4号评价用试验片与1号～3号的评价用试验片的断裂模式(金属构件的断裂)不同，表现出金属构件和玻璃固化层的界面剥离的断裂模式，但确认即使在4号评价用试验片中，金属构件和玻璃固化层之间也得到了良好的结合。
如上，确认通过将在大气中490℃下保持40分钟后的金属材料是否满足“条件A”作为判断的尺度，能够判断该金属材料与玻璃固化层结合的倾向如何。
(实施例4)
准备在长10mm×宽20mm×厚度2.8mm的玻璃基板(旭硝子制钠钙玻璃)上，介由长5mm×宽15mm×厚度0.1mm的ZnO-SnO-P2O5系组成的玻璃带层叠了长10mm×宽20mm×厚度0.1mm的由纯铝(A1N30-H18)构成的金属板的试验片，进行热处理。热处理的条件设为450℃下保持10分钟。另外，ZnO-SnO-P2O5系玻璃带的组成为30％的P2O5、32％的SnO、36％的ZnO、1％的B2O3、0.5％的CaO、0.5％的Al2O3。
试验片中，玻璃带通过热处理而软化，玻璃基板和金属板接合，与实施例1相同的结合性评价试验的结果为“○”。
如上，确认即使玻璃固化层为ZnO-SnO-P2O5系组成的材料，也能够进行结合。
产业上利用的可能性
本发明可用于建筑物的窗玻璃等所使用的真空复层玻璃等。
本申请要求基于2012年4月13日提出的日本专利申请2012-092368号的优先权，并援引该日本申请的全部内容作为本申请的参考。
符号说明
100 本发明的真空复层玻璃
110 第1玻璃基板
112 第1表面
114 第2表面
120 第2玻璃基板
122 第1表面
124 第2表面
130 间隙部
150 密封构件
155 金属构件
160 第1玻璃固化层
165 第2玻璃固化层
190 间隔物
210 金属构件
250 玻璃基板
260 组装物
270 玻璃固化层
500 评价用试验片
510 玻璃基板
520 玻璃固化层
530 金属构件
600 试验装置
610 夹具
615 侧面
630 支架

Claims (13)

1.一种真空复层玻璃，它是一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃，其特征在于，
所述间隙部通过密封构件密闭，
所述密封构件具有金属构件、接合该金属构件和所述玻璃基板的玻璃固化层，
所述金属构件选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。
2.如权利要求1所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述金属构件的厚度为0.03mm～0.5mm的范围。
3.如权利要求1或2所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述金属构件选自在大气中490℃下保持40分钟前的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系不满足Y≥0.10X的材料。
4.如权利要求1～3中任一项所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述金属构件含有选自纯铝、铝合金、纯钛和钛合金的至少一种。
5.如权利要求1～4中任一项所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述玻璃固化层所含的玻璃成分在50℃～250℃下的热膨胀系数在70×10-7/K以上120×10-7/K以下。
6.如权利要求1～5中任一项所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述玻璃固化层所含的玻璃成分为ZnO-Bi2O3-B2O3系的玻璃。
7.如权利要求6所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述玻璃固化层所含的玻璃成分在氧化物换算的情况下，以质量百分比计具有以下组成：
Bi2O3为70％～90％，ZnO为5％～15％，B2O3为2％～8％，Al2O3为0.1％～5％，SiO2为0.1％～2％，CeO2为0.1％～5％，Fe2O3为0.01％～0.2％，以及CuO为0.01％～5％。
8.如权利要求1～5中任一项所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述玻璃固化层所含的玻璃成分为ZnO-SnO-P2O5系的玻璃。
9.如权利要求6所述的真空复层玻璃，其特征在于，所述玻璃固化层所含的玻璃成分在氧化物换算的情况下，以质量百分比计具有以下组成：
P2O5为27％～35％，SnO为25％～35％，ZnO为25％～45％，B2O3为0％～5％，Ga2O3为0％～3％，CaO为0％～10％，SrO为0％～10％，Al2O3为0％～3％，In2O3为0％～3％，La2O3为0％～3％，以及Al2O3+In2O3+La2O3为0％～7％。
10.如权利要求1～9中任一项所述的真空复层玻璃，其特征在于，
所述金属构件具有第1部分和第2部分，
所述金属构件的第1部分与形成于所述第1玻璃基板上的第1玻璃固化层结合，
所述金属构件的第2部分与形成于所述第2玻璃基板上的第2玻璃固化层结合，
藉此形成所述密封构件。
11.一种密封构件，它是一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃用的密封构件，其特征在于，
所述间隙部通过该密封构件密闭，
该密封构件具有金属构件、接合该金属构件和所述玻璃基板的玻璃固化层，
所述金属构件选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料。
12.一种真空复层玻璃的制造方法，它是一种通过介由间隙部来层叠第1和第2玻璃基板，并将该间隙部设为不足大气压的压力状态而构成的真空复层玻璃的制造方法，其特征在于，具有以下步骤：
在所述第1玻璃基板上形成第1玻璃固化层，在所述第2玻璃基板上形成第2玻璃固化层的步骤，
以使金属构件与所述第1以及所述第2玻璃固化层接触的方式将所述第1以及第2玻璃基板与该金属构件组合而构成形成有所述间隙部的组装物的步骤，其中所述金属构件为选自在大气中490℃下保持40分钟后的室温拉伸试验(拉伸速度：1mm/分钟)中，拉伸强度X(N/mm2)和断裂伸长率Y(％)之间的关系满足Y≥0.10X的材料，
至少加热所述组装物的所述第1以及第2玻璃固化层，使所述第1以及第2玻璃固化层与所述金属构件结合的步骤，
对所述间隙部进行减压处理的步骤。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，至少加热所述组装物的所述第1以及第2玻璃固化层的步骤为：在470℃～530℃的温度下保持1分钟～1小时后冷却至室温。
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