JP3044063B2 - 縁部分の気密シールおよびその製造方法 - Google Patents

縁部分の気密シールおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、各壁部材の少なくとも一方の側面の周囲
の縁部分に設けた金属層と、前記金属層上に配置された
ハンダ可能な材料の層と、前記層にハンダ付けされ、壁
部材の縁部分を囲むハンダ可能な箔とを有し、建築部材
および／または光学部材のガラスまたはガラス合金から
成る少なくとも二つの壁部材の間を仕切る中空空間に対
する縁部分の気密シール、およびこの気密シールを作製
する方法に関する。
国際出願WO 87/03327号明細書（特表昭63−501728号
公報）は建築部材および／または光学部材に関して上に
述べた方式により形成された縁部分の気密封止を開示し
ている。その場合、一連の全く異なったタイプの縁部分
シールの外に、プラズマ法で金属を噴射して溶融金属を
ガラスに付けることを提示している。
ドイツ特許出願公告第20 35 783号明細書の他の方法
では、圧力と温度を制御してガラス板の錫メッキした縁
部分に鉛の外部形状をハンダ付けするため、特に二つの
ガラス円板の絶縁釉薬を作製するため、Ｕ字状の断面の
中間外部形状を一定間隔で保持している。この場合、外
部形状部分の脚部は押圧力を調整してガラス板に載置さ
れ、互いに接触する表面が錫を溶融するには十分である
が、鉛の結晶特性を変える温度以下に保持されている。
これにより押圧力を加えたまま、錫が凝固するまでハン
ダを冷却する。
これ等の周知の方法は冒頭に述べた種類の建築部材お
よび／または光学部材に対して設定される絶縁および気
密性に対する高度の要請にはとても十分とは言えない。
ガス気密にされた縁部分の封止は数年以来の未解決問
題であり、特に窓作製産業の熱絶縁を改善する開発に障
害となっている。
従って、この発明の課題は、閉ざされた空間内の熱損
失を大幅に排除できるか、あるいは閉ざされた空間の昇
温を特に日光で行える、冒頭に述べた種類の縁部分の気
密シールおよびその製造方法を提示することにある。
この発明によれば、上記の課題は周囲の縁部分で付着
層として働く金属層が物理的な付着（PVD）あるいは化
学的な付着（CVD）によりガスまたは上記相から形成さ
れ、その上に阻止層として働くハンダ付け可能な材料の
他の層が付けてあることにより解決されている。
上に述べた蒸着方法、“physical vapor deposition"
を略したPVD、および“chemical vapor deposition"を
略したCVDには、蒸着、スパッタリング、イオンプレー
ティング、これ等の方法の反応性の態様、熱、プラズマ
および光子で活性化されるCVDやレーザーで誘起されるC
VDがある。
PVD処理では気相からの付着が蒸着、スパッタリング
あるいはイオンプレーティングで行われる。真空蒸着で
は被膜材料を加熱可能な源内で蒸着させ、直線状に放射
する気化原子を基板上に被膜にして付ける。スパッタリ
ングまたは陰極スパッタリングはイオンを被膜材料（タ
ーゲット材料）に当て、衝撃を与えて材料をスパッタリ
ングさせる真空処理である。真空中のイオンプレーティ
ングでは基板に達した一部の原子をイオン化して電場で
加速する。前記一部の原子が基板に当たる加速エネルギ
により付着させた被膜の特性が向上する。こうして、光
学的、光電的、磁気的な部品および超小型電子の部品用
の薄膜が作製される。
CVD処理は蒸気相からの化学付着の下で行われる。熱C
VD処理では蒸気相で化学反応が行われるので、反応物質
が基板上に被膜となって付着する。
その外、プラズマ活性化CVD,光活性化CVDおよびレー
ザー励起CVDがある。
これ等のCVD法は、主に機械や装置の構造物および電
子産業で今まで使用され、摩耗保護膜あるいは腐食防止
膜の作製に利用されている。
これ等の方法により基板の材料特性や状態特性を一定
の侵入深さで可変できる。その時、境界層の特性は基板
材料、選えらんだ方法および処理パラメータに依存す
る。
長期間排気されている建築部材および／または光学部
材は住宅や産業構造物に新しい可能性を与え、特に熱エ
ネルギの分野で、例えば排気された透明な壁により入射
光で住宅を昇温させると、非常な節約になるので、環境
汚染となる大量の化石燃料が減少する。
この発明による方法を応用することにより、被覆材料
から遊離した原子が壁部材（基板）の固体表面に衝突
し、付着原子（Adatome）となって緩く結合する。これ
等の原子は安定な核となって、あるいは既存の核の付着
して凝縮するまで、付着原子となって表面上を拡散す
る。表面での付着原子の動きは運動エネルギ、基板温度
および付着原子と基板の間の相互作用の強度に依存す
る。相互作用が強ければ、核の密度が高く、その逆では
低くなる。付着原子が付着すると核が所謂「島」に成長
し、これ等の核が合体して被膜となる。核の密度と核の
成長は移行領域の接触面を決める。核の密度が大きい場
合、付着強度は接触面積が広いため大きくなる。被膜材
料は基板表面あるいは壁部材の表面の穴の中に定着す
る。
これ等の方法により基板に接続する層は、壁部材の材
料であるガラスよりも大きい耐破壊強度を与える。更
に、界面領域とも言われる移行領域もガラス製の壁部材
自体と同じガス気密性を有する。
この方法でスパッタした原子はターゲット材料または
被覆材料に応じて10〜40電子ボルト（eV）となる高エネ
ルギで飛び出が、蒸発処理で蒸発した原子は0.2〜0.3eV
のエネルギに過ぎない。スパッタリングのより高いエネ
ルギは、蒸発処理に比べて、付着した層の付着強度を改
善する証拠である。
ガラス上にスパッターされた層の付着強度は、層を形
成する最初の瞬間に核の結合中心が発生する付着位置に
関係している。これ等の中心は表面の欠陥個所により形
成される。つまり、結晶格子の欠陥個所、自由結合ある
いは帯電の原因となる局部電位変化による。
陰極スパッタリングあるいはスパッタリングはこのよ
うな付着個所の形成を支援する。
上に述べた方法によりPVDの類からマグネトロン・ス
パッタリング系が、今まで達成できていなかったガス気
密絶縁ガラス端部の連結部を作製するのに目下のところ
最適な方法であると分かった。このスパッタリン系は、
基板の温度上昇が小さい時、比較的大きい付着速度と広
い付着面積を与える。
スパッタリングを始める前にガラス表面にターゲット
電位を加えてガラス表面のほぼ設定すべき付着層の幅に
イオン腐食を与える。こうして、ガラス表面を洗浄し、
結晶格子に付着を助ける付加的な欠陥場所を与える。
この効果は、ガラス表面の上に高周波電源を供給する
電極を配置し、ガラスを電子衝撃すると、更に強まる。
反応性の金属付着層の第一原子層が酸化し、ガラスと
合金化する。
壁部材の間に気密接続を作る場合、金属性の付着膜が
損傷しないように、ハンダまたは溶接可能な材料として
適した保護の阻止層を設けると有利である。この阻止層
はニッケル、銅等、ハンダ付けし易い、ガラスと膨張係
数が似た金属または金属合金で形成されている。
阻止層の上に付けた軟質ハンダを溶かす工程では阻止
層により軟質ハンダが付着膜と合金化することを阻止
し、この付着膜を壊すことはない。軟質ハンダはガラス
のような膨張係数を有すると有利である。
軟質ハンダの溶融温度は窓ガラスの熱保護層の許容温
度以上に高くすべきではない。
この代わりに、付着層を除いて金属性の層状構造体を
メッキないし化学付着で、あるいは熱噴霧被覆で処理で
きる。その場合、メッキ処理の場合、より良い導電度に
するため、付着層に予め銅を付けると有利である。
間隔を保った二つの壁部材が付着された縁部分で軟質
ハンダによりハンダ付けしたテープ状の箔でガス気密に
して囲まれると、建築部材および／または光学部材は特
に単純になる。
このような囲みは壁部材の端面縁部分とこの壁部材を
ガス気密状態に取り囲む箔との間に中空空間を形成する
のに適している。
上記の中空空間には壁部材の間を真空に維持するのに
望ましいゲッター剤を入れてもよい。
ゲッター剤を約350℃で活性化させる場合、壁部材が
過度に昇温することを防止するため壁部材の側面の縁部
分に通気性の絶縁層を付けると有利である。
空気がゲッター剤に向けて流れるように絶縁体とゲッ
ター剤の間に通気性の被膜あるいは網線を設けると有利
である。
この発明による方法を実行するためにある建築部材お
よび／または光学部材を、実施例としてただ一つの図面
に示し、以下に説明する。
符号１で建物の建築部材および／または光学部材の一
部を示す。二つの壁部材2,3で形成されたこの建築部材
および／または光学部材１の一方の縁部分には、気相ま
たは蒸気相から物理付着（PVD）または化学付着（CVD）
で処理された金属材料の付着層４がある。この付着層は
ガラス製で、一定間隔により排気可能な中間空間５を形
成する壁部材2,3の間をガス気密接続するためにある。
この付着層４はシールを形成するため壁部材2,3の間の
反対体側の縁部分にも付けてある。
この図面では付着層４上にこの付着層を支える阻止層
６が付けてある。この阻止層はハンダ付け可能であるた
め優れていて、メッキ、化学的あるいは熱噴霧で作製さ
れる。
ハンダ付け可能な材料から成る他の層７は阻止層６と
一緒に溶融され、二つの壁部材2,3で形成される建築部
材および／または光学部材１の縁部分を囲むハンダ付け
可能な箔８を気密接続させる働きをする。
この箔は、図示のように、この箔８が建築部材および
／または光学部材１の側面縁部分の間でこの部材１と共
に中空空間９を形成し、この中間空間がゲッター剤10の
充填に使用されるように配設されている。
ゲッター剤10を活性化する時、破損やその効力の劣化
を防止するため、壁部材2,3の側面縁部分のところに熱
保護部として通気性の絶縁体11が接続し、その前に線
材、繊維あるいは上記目的に合った類似の材料から成る
網目の形をした透過性の膜12がある。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各壁部材（2,3）の少なくとも一方の側面
    の周囲の縁部分に金属層を付着させ、前記金属層の上に
    ハンダ可能な材料の層（７）を配置し、前記層（７）に
    壁部材（2,3）の縁部分を囲むハンダ可能な箔（８）を
    ハンダ付けし、間隔を保って配置された建築部材および
    ／または光学部材のガラスまたはガラス合金から成る少
    なくとも二つの壁部材（2,3）の間を仕切る中間空間
    （５）に対する縁部分の気密シールを作製する方法にお
    いて、接着層（４）として働く前記金属層を気相または
    蒸気相から物理付着（PVD）または化学付着（CVD）によ
    り周囲の縁部分の上に形成し、阻止層（６）として働く
    ハンダ可能な材料の他の層を前記金属層に付着させるこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】阻止層（６）は電気メッキ付着あるいは化
    学付着あるいは熱噴霧で付着させることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】阻止層（６）を電気メッキ付着させる前
    に、付着層（４）は銅の層を設けていることを特徴とす
    る請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】付着層（４）はマグネトロン・スパッタリ
    ングで付けることを特徴とする請求項１〜３の何れか１
    項に記載の方法。
  5. 【請求項５】付着層（４）を付ける前に、壁部材（2,
    3）の当該表面は高周波の電界に曝されることを特徴と
    する請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】各壁部材（2,3）の少なくとも一方の側面
    の周囲の縁部分に設けた金属層と、前記金属層上に配置
    されたハンダ可能な材料の層（７）と、前記層（７）に
    ハンダ付けされ、壁部材（2,3）の縁部分を囲むハンダ
    可能な箔（８）とを有し、建築部材および／または光学
    部材のガラスまたはガラス合金から成る少なくとも二つ
    の壁部材（2,3）の間を仕切る中間空間（５）に対する
    縁部分の気密シールにおいて、気相または蒸気相から物
    理付着（PVD）または化学付着（CVD）により付着層
    （４）として働く金属層を形成し、前記付着層（４）と
    ハンダ可能な金属の層（７）の間に阻止層（６）として
    働くハンダ可能な材料の他の層を配置していることを特
    徴とする縁部分の気密シール。
  7. 【請求項７】阻止層（６）のハンダ可能な材料は、壁部
    材（2,3）の熱保護層の温度適合性よりも低い溶融温度
    を有する軟質ハンダ（７）で形成されていることを特徴
    とする請求項６に記載の縁部分の気密シール。
  8. 【請求項８】壁部材（2,3）の端面の縁部分と箔（８）
    の間には中空空間（９）が設けてあることを特徴とする
    請求項６または７に記載の縁部分の気密シール。
  9. 【請求項９】中空空間（９）にはゲッター剤（10）が設
    けてあることを特徴とする請求項８に記載の縁部分の気
    密シール。
  10. 【請求項１０】壁部材（2,3）の端面の縁部分には通気
    性の絶縁体（11）が設けてあることを特徴とする請求項
    ７〜９の何れか１項に記載の縁部分の気密シール。
  11. 【請求項１１】絶縁体（11）とゲッター剤（10）の間に
    は透過性の膜（12）が設けてあることを特徴とする請求
    項９または10に記載の縁部分の気密シール。
  12. 【請求項１２】阻止層（６）の材料はガラスまたはガラ
    ス合金とほぼ同じ膨張係数を有することを特徴とする請
    求項７〜11の何れか１項に記載の縁部分の気密シール。
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