JP6709964B2 - ガラスパネルユニットの製造方法、およびガラス窓の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、断熱性を有するガラスパネルユニットの製造方法、および断熱性を有するガラス窓の製造方法に関する。

特許文献１には、第一基板と第二基板をシールで接合させ、断熱性を有するガラスパネルユニットを製造する方法が記載されている。この方法では、第一基板または第二基板が有する排気孔を通じて、第一基板と第二基板の間に形成された内部空間を減圧させた後に、減圧状態の内部空間に設けられた仕切りを、加熱により変形させる。ここで変形した仕切りによって、内部空間のうち排気孔が開口する部分と、他の部分が、互いに通気不能に区分けされる。その後、切除工程を経て、排気孔が開口する部分を除くことで、ガラスパネルユニットが得られる。

上記した従来のガラスパネルユニットの製造方法では、ガラスパネルユニットを得るために、上記の切除工程を経る必要がある。そのため、材料の利用効率が低下するという問題があった。また、第一基板と第二基板の少なくとも一方が強化ガラスを用いて形成されている場合には、切除が容易でないという問題があった。

日本国特許出願公開番号２０１６−６９２３２

本発明は、上記の切除工程を経ることなく、断熱性を有するガラスパネルユニットおよびガラス窓を効率的に製造することを目的とする。

本発明の一様態に係るガラスパネルユニットの製造方法は、少なくともガラス板からなる第一基板がその厚み方向の一方に有する第一面と、少なくともガラス板からなる第二基板がその厚み方向の一方に有する第二面が、枠状のシールを介して気密に接合される接合工程と、前記第一面と前記第二面と前記シールで囲まれる内部空間が、前記第一基板または前記第二基板に設けられた排気孔を通じて減圧される減圧工程と、前記内部空間が減圧状態で保持されたまま前記排気孔が封止される封止工程を備える。

前記封止工程では、溶融された封止材が前記排気孔に向けて吐出され、前記封止材によって前記排気孔が封止される。

本発明の一様態に係るガラス窓の製造方法は、本発明の一態様に係るガラスパネルユニットの製造方法で製造されたガラスパネルユニットに、窓枠を嵌め込む嵌め込み工程を備える。

図１は、第一実施形態のガラスパネルユニットの製造方法の一過程を示す概略斜視図である。 図２は、同上の製造方法の一過程を示す概略平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。 図４は、同上の製造方法の一過程の要部を概略的に示す一部破断側面図である。 図５は、同上の製造方法で形成されたガラスパネルユニットを示す概略平面図である。 図６は、同上の製造方法を示すフロー図である。 図７は、第二実施形態のガラスパネルユニットの製造方法で形成されたガラスパネルユニットを示す概略平面図である。 図８は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。 図９は、同上の製造方法を示すフロー図である。 図１０は、第一実施形態のガラスパネルユニットを備えるガラス窓を示す概略平面図である。 図１１は、同上のガラス窓の製造方法を示すフロー図である。

［ガラスパネルユニット］
（第一実施形態）
第一実施形態のガラスパネルユニット９およびこれの製造方法について、図１から図６に基づいて説明する。

図５等に示すように、第一実施形態のガラスパネルユニット９は、第一基板１、第二基板２、シール４、および複数（多数）のピラー７を備える。

第一基板１は、平板状のガラス板１５と、ガラス板１５の厚み方向の第一の側を覆うコーティング１６を備える（図３参照）。コーティング１６は、たとえば熱線反射膜であるが、他の物理特性を有する膜でもよい。第一基板１において、ガラス板１５の厚み方向の第一の側ではなく第二の側（第一の側と反対側）に適宜のコーティングが施されてもよいし、ガラス板１５の厚み方向の第一の側と第二の側のそれぞれに適宜のコーティングが施されてもよい。

第一実施形態のガラスパネルユニット９において、第一基板１の厚み方向の一方の面（以下「第一面１ａ」という。）は、コーティング１６の表面で構成されている。ガラス板１５にコーティング１６が施されてない場合には、第一基板１の第一面１ａは、ガラス板１５の厚み方向の一方の面で構成される。第一基板１は、少なくともガラス板１５で構成されていればよい。第一基板１は、全体として透明であるが、半透明または非透明でもよい。

第二基板２は、平板状のガラス板２５で構成されている。第二基板２の厚み方向の一方の面（以下「第二面２ａ」という。）は、ガラス板２５の厚み方向の一方の面で構成されている。第二基板２は、少なくともガラス板２５で構成されていればよく、ガラス板２５の厚み方向の両側または片側に、適宜のコーティングが施されることも有り得る。第二基板２は、全体として透明であるが、半透明または非透明でもよい。

シール４は、第二基板２の第二面２ａ上に枠状の形態で塗布され、いったん溶融後に固化したことで接合機能を発揮している。シール４は、互いに対向して位置する第一基板１と第二基板２の間に挟み込まれた状態で位置する。シール４は、第一基板１が有する第一面１ａの周縁部に対して全周に亘って気密に接合され、かつ、第二基板２が有する第二面２ａの周縁部に対して全周に亘って気密に接合されている。

第一実施形態のガラスパネルユニット９では、第一基板１に設けられた排気孔８が、硬化した状態の封止材５３によって、気密に塞がれている。これにより、第一基板１と第二基板２とシール４に囲まれた内部空間６が、減圧状態で気密に封止されている。第一基板１の第一面１ａが内部空間６に面し、第二基板２の第二面２ａが内部空間６に面している。

複数のピラー７は、互いに対向して位置する第一基板１と第二基板２の間に挟み込まれた状態で位置する。複数のピラー７は、シール４に全周を囲まれて位置する。すなわち、複数のピラー７は内部空間６に配置されている。各ピラー７が、第一基板１の第一面１ａと第二基板２の第二面２ａに接触することで、第一基板１と第二基板２の間隔が所定間隔に維持される。

なお、図１から図５では、各構成を概略的に示している。たとえば、各ピラー７の寸法形状、隣接するピラー７の間隔、第一基板１と第二基板２の厚み、内部空間６の容積等は、実際のものとは異なる。ピラー７の個数についても、図示の個数に限定されない。第一基板１と第二基板２の間にピラー７が配置されないことも有り得る。

次に、第一実施形態のガラスパネルユニットの製造方法（以下、単に「第一製造方法」という。）について説明する。

第一製造方法は、シール塗布工程Ｓ１、ピラー実装工程Ｓ２、接合工程Ｓ３、減圧工程Ｓ４、および封止工程Ｓ５を備える（図６参照）。

シール塗布工程Ｓ１とピラー実装工程Ｓ２は、どちらの工程が先に行われてもよいし、両工程が同時に行われてもよい。

シール塗布工程Ｓ１では、図１に示すように、第二基板２が有する第二面２ａの周縁部に、ガラスフリットを含むシール４が、矩形枠状の形態で塗布される。

第一基板１には、その厚み方向に貫通するように排気孔８が形成されている。排気孔８は、平面視矩形状の第一基板１のコーナー部分に設けられている。

ピラー実装工程Ｓ２では、第二基板２の第二面２ａに、複数のピラー７が所定のパターンで実装される。シール塗布工程Ｓ１とピラー実装工程Ｓ２が完了した段階で、複数のピラー７はシール４に囲まれて位置する。

シール塗布工程Ｓ１とピラー実装工程Ｓ２が完了した後に、接合工程Ｓ３が行われる。接合工程Ｓ３では、第一基板１と第二基板２が、シール４を挟み込んだ状態でセットされ、炉内において全体が加熱される。

接合工程Ｓ３では、炉内でシール４がいったん溶融された後に、温度低下に伴い固化することで、第一基板１と第二基板２がシール４を介して気密に接合される。互いに接合された第一基板１と第二基板２の間には、シール４によって気密に囲まれた内部空間６が形成される。内部空間６は、排気孔８を通じて外部空間に連通可能である（図３参照）。

なお、この段階において、第一基板１と第二基板２の間にシール４と複数のピラー７が上記のように位置するのであれば、シール塗布工程Ｓ１において第一面１ａと第二面２ａのいずれにシール４が塗布されてもよいし、ピラー実装工程Ｓ２において第一面１ａと第二面２ａのいずれに複数のピラー７が実装されてもよい。排気孔８についても、第一基板１と第二基板２のいずれに形成されてもよい。

接合工程Ｓ３の後に、減圧工程Ｓ４が行われる。減圧工程Ｓ４では、内部空間６の空気が、排気孔８を介して外部に排出され、内部空間６の全体が所定の真空度（例えば０．１Ｐａ以下の真空度）に至るまで減圧される。

減圧工程Ｓ４での排気作業は、排気孔８と連通するように第一基板１に対して着脱自在に接続された排気装置５（図４参照）を用いて、行われる。

排気装置５は、排気ヘッド５１と吐出部５２を一体に備える。排気ヘッド５１は、排気空間５１５が形成された中空のヘッド本体５１０と、ヘッド本体５１０の排気空間５１５を図示略の真空ポンプに接続させる接続部５１１と、ヘッド本体５１０の排気空間５１５を外部に開放する開口５１２と、外部から視て開口５１２を囲む位置に配置されたＯリング５１３を備える。接続部５１１は、ヘッド本体５１０が開口５１２を下方に向けた姿勢において、ヘッド本体５１０から側方に延長されている。

減圧工程Ｓ４では、第一基板１と第二基板２のうち上側に位置する基板（第一基板１）の上面に対して、排気ヘッド５１が、開口５１２を下方に向けた姿勢で気密に押し当てられる。このとき、排気ヘッド５１が備えるＯリング５１３は、第一基板１の上面のうち排気孔８を全周に亘って囲む部分に、気密に押し当てられる。

なお、第一基板１と第二基板２のうち下側に位置する基板（第二基板２）に排気孔８が設けられている場合には、下側の基板（第二基板２）の下面に対して、排気ヘッド５１が開口５１２を上方に向けた姿勢で気密に押し当られる。

減圧工程Ｓ４では、排気ヘッド５１が第一基板１（または第二基板２）に押し当てられた状態で、排気ヘッド５１の排気空間５１５の空気が、接続部５１１を通じて吸引される。これにより、第一基板１と第二基板２の間の内部空間６の空気が、排気孔８を通じて吸引（真空引き）される。

次いで、封止工程Ｓ５が行われる。封止工程Ｓ５は、排気ヘッド５１が第一基板１（または第二基板２）に押し当たり、内部空間６が真空引きされた状態のままで、吐出部５２を用いて行われる。

吐出部５２は、封止材５３を貯留することのできるタンク５２０と、タンク５２０を加熱するヒーター５２１と、排気ヘッド５１内で開口する吐出口５２２を備える。

吐出口５２２からは、ヒーター５２１による加熱で溶融状態とされた封止材５３が、排気空間５１５と開口５１２を通じて排気ヘッド５１外に吐出される（滴下される）。封止材５３は、加熱により溶融されるものであればよく、ガラス、樹脂、金属等の適宜の材料を用いることができる。ヘッド本体５１０が開口５１２を下方に向けた姿勢にあるとき、ヘッド本体５１０の上部に吐出部５２が位置し、ヘッド本体５１０の排気空間５１５において、開口５１２の上方に吐出口５２２が位置する。

減圧された環境下で排気孔８に滴下された封止材５３は、粘性を有するため排気孔８を塞ぐ位置で塊となって留まる。その後、封止材５３が温度低下により硬化すると、硬化した封止材５３によって排気孔８が気密に塞がれる。これにより、図５に示すような断熱性を有するガラスパネルユニット９が得られる。

なお、封止材４３が排気孔８を塞ぐ位置で留まりやすくするために、内部空間６に、排気孔８に滴下された封止材４３の内部空間６内での拡がりを抑えるための堰を設けることも好ましい。堰は、たとえば第二基板２の第二面２ａ上（または第一基板１の第一面１ａ上）において、通気用の切欠きを有する環状の形状（Ｃ字状等）で設けることが可能である。

以上のように、第一製造方法が備える各工程を経ることで、減圧された内部空間６を備える高断熱性のガラスパネルユニット９が、従来技術のような切除工程を得ることなく効率的に得られる。

（第二実施形態）
第二実施形態のガラスパネルユニット９Ａおよびにこれの製造方法ついて、図７から図９に基づいて説明する。但し、上記した第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。

第二実施形態のガラスパネルユニット９Ａは、第一実施形態のガラスパネルユニット９の構成に加えて、第一基板１に対向して位置する第三基板３と、第一基板１と第三基板３の互いの周縁部を全周に亘って気密に接合する枠体５５を備える。

第三基板３は、第一基板１および第二基板２と同様に、少なくともガラス板で構成されていればよく、適宜のパネルを用いることが可能である。第三基板３は、全体として透明であるが、半透明または非透明でもよい。

第一基板１と第三基板３の互いの対向面１ｂ，３ｂの間には、密閉された空間６２が形成されている。

第三基板３は、第一基板１と第二基板２のうち一方の基板に対向して位置すればよい。図示は省略するが、第三基板３が第二基板２に対向して位置する場合、枠体５５は、第二基板２と第三基板３の互いの周縁部に接合され、第二基板２と第三基板３の間に、密閉された空間６２が形成される。

図８に示すように、枠体５５の内側には、中空を有する枠状のスペーサー５６がさらに配置されている。スペーサー５６の中空部分には、乾燥剤５７が充填されている。

スペーサー５６はアルミニウム等の金属で形成され、貫通孔５６１をその内周側に有する。スペーサー５６の中空部分は、貫通孔５６１を介して空間６２に連通する。乾燥剤５７は、たとえばシリカゲルである。枠体５５は、たとえばシリコン樹脂、ブチルゴム等の高気密性の樹脂で形成されることが好ましい。

空間６２は、第一基板１（または第二基板２）と第三基板３と枠体５５とで密閉された空間である。空間６２には、乾燥ガスが充填される。乾燥ガスは、たとえばアルゴン等の乾燥した希ガス、乾燥空気等である。乾燥空気には、空間６２に封入された後に乾燥剤５７の作用で乾燥した空気も含まれる。

第二実施形態のガラスパネルユニット９Ａにおいては、その厚み方向の両端に位置する第三基板３と第二基板２（または第一基板１）の間に、所定の真空度に至るまで減圧された内部空間６と、乾燥ガスが充填された空間６２が介在する。これにより、第二実施形態のガラスパネルユニット９Ａは、さらに高い断熱性を発揮する。

図９に示すように、第二実施形態のガラスパネルユニットの製造方法は、第一製造方法の各工程に加えて、第二接合工程Ｓ６を備えている。第二接合工程Ｓ６は、第一基板１と第二基板２のうち一方の基板に対して、枠体５５とスペーサー５６を間に挟み込むように第三基板３が配置され、この一方の基板と第三基板３が、枠体５５を介して接合される工程である。

［ガラス窓］
図１０は、第一実施形態のガラスパネルユニット９に対して窓枠９１を嵌め込んだガラス窓９００を示している。ガラス窓９００は、平面視矩形状であるガラスパネルユニット９の周縁部に、矩形枠状の窓枠９１が嵌め込まれた構造であり、高い断熱性を有する。ガラス窓９００においては、正面から視たときに、ガラスパネルユニット９のシール４が窓枠９１に隠れることが好ましい。また、ガラスパネルユニット９の排気孔８とこれを塞ぐ封止材５３が窓枠９１に隠れることも好ましい。

図１１に示すように、ガラス窓９００を製造する方法は、第一製造方法の各工程に加えて、ガラスパネルユニット９に窓枠９１を嵌め込む嵌め込み工程Ｓ７を備える。

窓枠９１を嵌め込む対象は、第一実施形態のガラスパネルユニット９に限定されず、第二実施形態のガラスパネルユニット９Ａに窓枠９１を嵌め込むことも可能である。この場合も、高い断熱性を有するガラス窓９００が得られる。

［効果］
上述した各実施形態から明らかなように、第１の形態のガラスパネルユニットの製造方法は、接合工程Ｓ３と減圧工程Ｓ４と封止工程Ｓ５を備える。

接合工程Ｓ３は、第一基板１がその厚み方向の一方に有する第一面１ａと、第二基板２がその厚み方向の一方に有する第二面２ａが、枠状のシール４を介して気密に接合される工程である。第一基板１は、少なくともガラス板１５からなる。第二基板２は、少なくともガラス板２５からなる。

減圧工程Ｓ４は、第一面１ａと第二面２ａとシール４で囲まれる内部空間６が、第一基板１または第二基板２に設けられた排気孔８を通じて減圧される工程である。封止工程Ｓ５は、内部空間６が減圧状態で保持されたまま排気孔８が封止される工程である。

封止工程Ｓ５では、溶融された封止材５３が排気孔８に向けて吐出され、封止材５３によって排気孔８が封止される。

したがって、第１の形態のガラスパネルユニットの製造方法によれば、従来技術のような切除工程を経ることなく、断熱性を有するガラスパネルユニットを効率的に製造することができる。そのため、第一基板１と第二基板２の少なくとも一方が強化ガラスを用いて形成されている場合でも、ガラスパネルユニットが効率的に製造されるという利点と、材料の利用効率が高められるという利点がある。

第２の形態のガラスパネルユニットの製造方法では、第１の形態において、減圧工程Ｓ４で、排気装置５を用いて内部空間６が減圧される。排気装置５は、排気孔８を通じて内部空間６と連通するように第一基板１または第二基板２に対して着脱自在に装着される。封止工程Ｓ５では、排気装置５を用いて内部空間６が減圧された状態で、排気装置５内から、溶融された封止材５３が排気孔８に向けて吐出される。

したがって、第２の形態のガラスパネルユニットの製造方法によれば、減圧工程Ｓ４と封止工程Ｓ５を、排気装置５を用いて効率的に行うことができる。

第３形態のガラスパネルユニットの製造方法では、第２の形態において、排気孔８が、第一基板１と第二基板２のうち上方に位置する側の基板に設けられる。排気装置５は、上方に位置する側の基板に対して着脱自在に装着される。封止工程Ｓ５では、溶融された封止材５３が排気孔８に向けて滴下される。

したがって、第３の形態のガラスパネルユニットの製造方法によれば、狙いの箇所である排気孔８に向けて、封止材５３を効率的に供給することができる。

第４の形態のガラスパネルユニットの製造方法では、第２または第３の形態において、排気装置５は、内部空間５１５を有する排気ヘッド５１と、吐出口５２２を有する吐出部５２を含む。封止工程Ｓ５では、第一基板１または第二基板２に対して排気ヘッド５１が押し当てられた状態で、溶融された封止材５３が吐出口５２２から吐出され、内部空間５１５を通じて排気孔８に供給される。

したがって、第４の形態のガラスパネルユニットの製造方法によれば、排気装置５に含まれる排気ヘッド５１と吐出部５２を用いて、減圧工程Ｓ４と封止工程Ｓ５を効率的に行うことができる。

第５の形態のガラスパネルユニットの製造方法では、第４の形態において、吐出部５２は、封止材５３を貯留するタンク５２０と、封止材５３を加熱して溶融状態とするヒーター５２１を、さらに有する。

したがって、第５の形態のガラスパネルユニットの製造方法によれば、吐出部５２が有するタンク５２０とヒーター５２１を用いて、封止工程Ｓ５を効率的に行うことができる。

第６の形態のガラスパネルユニットの製造方法では、第１から第５のいずれか一つの形態において、第二接合工程Ｓ６をさらに含む。第二接合工程Ｓ６は、第一基板１と第二基板２の一方に対して、枠体５５を介して第三基板３が接合される工程である。

したがって、第６の形態のガラスパネルユニットの製造方法によれば、さらに断熱性の高いガラスパネルユニットを製造することができる。

第１の形態のガラス窓の製造方法は、第１から第６のいずれか一つの形態のガラスパネルユニットの製造方法で製造されたガラスパネルユニット９，９Ａに、窓枠９１を嵌め込む嵌め込み工程Ｓ７を備える。

したがって、第１の形態のガラス窓の製造方法によれば、断熱性の高いガラス窓を効率的に製造することができる。

１ 第一基板
１ａ 第一面
１５ ガラス板
２ 第二基板
２ａ 第二面
２５ ガラス板
３ 第三基板
４ シール
５ 排気装置
５１ 排気ヘッド
５１２ 開口
５１５ 排気空間
５２ 吐出部
５２０ タンク
５２１ ヒーター
５２２ 吐出口
５３ 封止材
５５ 枠体
６ 内部空間
８ 排気孔
９ ガラスパネルユニット
９Ａ ガラスパネルユニット
９１ 窓枠
９００ ガラス窓
Ｓ３ 接合工程
Ｓ４ 減圧工程
Ｓ５ 封止工程
Ｓ６ 第二接合工程
Ｓ７ 嵌め込み工程

Claims (7)

1. 少なくともガラス板からなる第一基板がその厚み方向の一方に有する第一面と、少なくともガラス板からなる第二基板がその厚み方向の一方に有する第二面が、枠状のシールを介して気密に接合される接合工程と、
   前記第一面と前記第二面と前記シールで囲まれる内部空間が、前記第一基板または前記第二基板に設けられた排気孔を通じて減圧される減圧工程と、
   前記内部空間が減圧状態で保持されたまま前記排気孔が封止される封止工程を備え、
   前記封止工程では、溶融された封止材の液滴が前記排気孔に向けて吐出され、前記封止材によって前記排気孔が封止される
   ことを特徴とするガラスパネルユニットの製造方法。
2. 前記減圧工程では、前記排気孔を通じて前記内部空間と連通するように前記第一基板または前記第二基板に対して着脱自在に装着される排気装置を用いて、前記内部空間が減圧され、
   前記封止工程では、前記排気装置を用いて前記内部空間が減圧された状態で、前記排気装置内から、溶融された前記封止材の液滴が前記排気孔に向けて吐出される
   ことを特徴とする請求項１に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
3. 前記排気孔は、前記第一基板と前記第二基板のうち上方に位置する側の基板に設けられ、
   前記排気装置は、前記上方に位置する側の基板に対して着脱自在に装着され、
   前記封止工程では、溶融状態で貯留された前記封止材の液滴が前記排気孔に向けて滴下される
   ことを特徴とする請求項２に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
4. 前記排気装置は、排気空間を有する排気ヘッドと、吐出口を有する吐出部を含み、
   前記封止工程では、前記第一基板または第二基板に対して前記排気ヘッドが押し当てられた状態で、溶融された前記封止材の液滴が前記吐出口から吐出され、前記排気空間を通じて前記排気孔に供給される
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
5. 前記吐出部は、前記封止材を貯留するタンクと、前記封止材を加熱して溶融状態とするヒーターを、さらに有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
6. 前記第一基板と前記第二基板の一方に対して、枠体を介して第三基板が接合される第二接合工程を、さらに含む
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のガラスパネルユニットの製造方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項にガラスパネルユニットの製造方法で製造されたガラスパネルユニットに、窓枠を嵌め込む嵌め込み工程を備える
   ことを特徴とするガラス窓の製造方法。

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