专利名称：多层玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及把多块板玻璃分别夹入衬垫，沿厚度方向合并放置，将这些板玻璃的全部周边部分相互间加以密封，形成多层玻璃。
背景技术：
一般的上述多层玻璃，系用有机类密封材料将其周边部分相互间加以密封。然而，要完全阻止气体通过方面有问题。因此，人们考虑采用对气体有更好的密封性能的低熔点玻璃来代替有机密封材料使其密封，但是，以前用的低熔点玻璃系在450℃以上烧成后使用，并且，上述板玻璃也使用普通的板玻璃。
最近，为了将上述多层玻璃用作要求抗风压性高的高层楼房建筑的窗玻璃及车辆用玻璃，以及有防火要求的窗玻璃等时，要求其同时具有高强度玻璃的功能和隔热性能。
然而，采用原有的多层玻璃时，担心有强度不足等问题。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供同时具有高强度和隔热性的多层玻璃。
发明的公开本发明多层玻璃的特征结构如下所述。
权利要求1涉及的多层玻璃，其特征是，在多块板玻璃中至少1块使用强化的板玻璃，同时，把上述板玻璃的周边部分相互间，用密封温度低于400℃的密封材料加以密封。
因此，通过把上述多块板玻璃中至少1块使用强化玻璃，则可提高抗风压性和防火性。
在这种情况下，多层玻璃密封所用的原有的低熔点玻璃，由于必须在450℃以上烧成加以密封，所以，强化处理引起的板玻璃表面残留的表面压缩应力，在该烧成时损失掉，从而无法发挥高强度性能。
然而，在本发明中，由于用密封温度低于400℃的密封材料进行密封，所以强化处理过的板玻璃表面压缩应力不损失，可在保持强度的状态下把板玻璃之间加以粘结。
图1示出4.6mm厚的强化钠钙玻璃在不同的保持温度下，其保持时间和残留强化度的关系。也就是说，该图1示出，把强化钠钙玻璃保持在预定的温度下，应力如何随时间衰减的状况。在200～600℃之间每隔50℃设定1个保持温度。
结果发现，于450℃保持30分钟后，其残留强度降低至25％左右，而在400℃保持30分钟后，降低至65％左右为止。也就是说，为了提高残留强化度，在密封时，密封温度低好。因此，人们发现，如果密封温度低于400℃，则可在板玻璃的强度降低不明显的情况下进行密封。
还有，图2示出有关9.5mm厚的强化钠钙玻璃例子。在这种情况下，也显示与图1几乎同样的倾向，未发现板玻璃厚度所造成的差异。
权利要求2所涉及的多层板玻璃，其中作为上述密封材料系采用粘结强度20kg/cm2以上，热膨胀率为75～85×10-7/℃的低熔点玻璃。
由于采用具有上述粘结强度的低熔点玻璃，与板玻璃能紧密粘结，在长期保存时，可以保持优异的密封性能。
又，该低熔点玻璃的热膨胀率为75～85×10-7/℃，它与一般的板玻璃的热膨胀率85～90×10-7/℃相比，仅小5～15×10-7/℃。结果是，压缩力作用于热粘部位，不导致该热粘部位产生破裂而破坏密封性能，保持了粘结强度。
权利要求3中记载的多层玻璃，其中可以采用具有下列组成的玻璃粉末作为上述低熔点玻璃PbO 70.0～80.0％(重量)、B2O35.0～12.0％(重量)、ZnO 2.0～10.0％(重量)、SiO20.5～3.0％(重量)、Al2O30～2.0％(重量)、Bi2O33.0～7.0％(重量)、CuO 0.5～5.0％(重量)和F(F2)0.1～6.0％(重量)。
在采用该组成的低熔点玻璃时，即使在400℃以下的温度下，其流动性仍高，并且，可以降低其残留应力。
特别是，在该组成的情况下，低熔点玻璃中的Cu+/(Cu++Cu2+)的摩尔比为50％以上时，上述特性发挥显著。
还有，在该低熔点玻璃中适当加入陶瓷粉末，则可使该低熔点玻璃的热膨胀率达到适合于板玻璃的热膨胀率。
在上述权利要求4涉及的多层玻璃中，可以使用具有下列组成的物质作为上述低熔点玻璃PbO 70.3～92.0％(重量)、B2O31.0～10.0％(重量)、Bi2O35.2～20.0％(重量)、F20.01～8.0％(重量)、ZnO0～15.0％(重量)、V2O50～5.0％(重量)、SiO20～2.0％(重量)Al2O30～2.0％(重量)、SnO20～2.0％(重量)和BaO 0～4.0％(重量)，并且，B2O3/PbO的重量比是0.11以下。
在采用本组成的低熔点玻璃的情况下，即使在400℃以下的温度下也具有良好的流动性，可以不施加强的压力而使板玻璃相互间密封。因此，可以提高多层玻璃的生产效率。另外，通过在该低熔点玻璃中适当加入陶瓷，则可使该低熔点玻璃的热膨胀率适于板玻璃的热膨胀率。
在权利要求5涉及的多层玻璃中，可以使用具有下列组成的物质作为上述低熔点玻璃PbO 65.0～85.0％(重量)、B2O31.0～1.10～11.0％(重量)、V2O50～4.0％(重量)、SiO2+Al2O30～3.0％(重量)、SnO20～5.0％(重量)、Fe2O30～0.1％(重量)和CuO 0.2～5.0％(重量)。
在使用本组成的低熔点玻璃的情况下，可以降低密封时的残留应力。
还有，通过往该低熔点玻璃中适当加入陶瓷粉末，则可使该低熔点玻璃的热膨胀率适于板玻璃的热膨胀率。此点与上述第3、第4特征组成的场合相同。
作为权利要求6涉及的板玻璃，可以采用由SiO270.0～73.0％(重量)、Al2O31.0～1.8％(重量)、Fe2O30.08～0.14％(重量)、CaO 7.0～12.0％(重量)、MgO 1.0～4.5％(重量)和R2O 13.0～15.0％(重量)(R为碱金属)的组成所构成的浮法玻璃，而作为强化板玻璃，可以采用热强化板玻璃或化学强化板玻璃。
采用由上述成分构成的浮法玻璃作为上述板玻璃，另外，由于采用热强化板玻璃或化学强化板玻璃作为上述强化板玻璃，即使采用上述低熔点玻璃加以烧成，密封时也不会使强化板玻璃的强化度明显降低，可在板玻璃之间形成密闭空间。
权利要求7涉及的多层玻璃，其特征是，采用经过上述密封后的表面压缩应力为204kg/cm2以上至不足650kg/cm2的强化板玻璃。
本组成的强化板玻璃，与一般的浮法玻璃相比，具有高的抗风压强度。因此，在一般的高楼大厦护墙上使用时，可以使用板厚较薄的板玻璃。结果是，板玻璃变轻，从而可获得容易地在高处进行安装作业等优点。
权利要求8涉及的多层玻璃，其特征是，采用经过上述密封后的表面压缩应力为650kg/cm2以上至不足1500kg/cm2的热强化板玻璃。
本组成的强化板玻璃，具有上述那样高的抗冲击性能。因此，例如，在用作玻璃正门等场合，当通过该门的人不小心冲撞该玻璃门时也难以使其破裂，这是其优点。
反之，即使该强化板玻璃破裂，由于是碎成许多小片，所以，安全性能优异。
权利要求9涉及的多层玻璃，其特征是，采用经过上述密封后的表面压缩应力为1500～2400kg/cm2的热强化玻璃。
本组成的强化板玻璃，具有上述那样的特别高的表面压缩应力。因此，该强化板玻璃，例如可以用作防止火灾蔓延的耐热强化玻璃。
在权利要求10涉及的多层玻璃中，作为上述强化板玻璃，可以采用化学强化板玻璃，它是通过把板玻璃浸渍在加热到350～530℃浸渍液中，使玻璃中的碱离子与比其离子半径大的碱离子进行离子交换的低温离子交换法制得。
上述强化玻璃，即使是采用上述化学强化玻璃的场合，而且还是使用上述低熔点玻璃加以烧成，也可在密封时不使强化板玻璃的强化度明显降低，并在板玻璃间形成密闭空间。
在权利要求11涉及的多层玻璃中，上述多块板玻璃之间的空隙可保持在减压状态。
这样一来，由于上述多块板玻璃之间的空隙保持在减压状态，所以，上述空隙的隔热性能可长期保持。
如权利要求1～11所示那样，通过采用具有高粘结强度及密封性能的密封材料，可把多块板玻璃间的空隙保持高气密性，使其发挥优异的隔热性能。
另外，与采用原有的密封材料的场合相比，由于可在较低温度下进行密封，所以，可将板玻璃保持高强度，故可提供用作高层楼房建筑物的窗玻璃和车辆的窗玻璃，并且用作防火等用的多层玻璃。
附图的简单说明图1为厚度4.6mm的强化板玻璃，在不同的保持温度下的保持时间和残留强化度的关系图。
图2为厚度9.5mm的强化板玻璃，在不同的保持温度下的保持时间和残留强化度的关系图。
图3为多层玻璃部分切开的侧视图。
实施本发明的最佳形态按照附图，说明本发明多层玻璃的实施形态。
本发明的多层玻璃，例如，如图3所示，是把一对板玻璃1、2，夹入衬垫3沿厚度方向并列放置而构成的。该一对板玻璃1、2，例如，可采用用浮法制造的玻璃。上述衬垫3为金属构成的，它是在板玻璃1、2的平面方向拉开一定间隔排放着。合并放置的一对板玻璃1、2，其全部周边部分相互间加以粘结，密封成气密状态。在该粘结时，用低熔点玻璃4。上述两块玻璃1、2之间的气密空间5处于真空或减压状态。作为减压的程度，例如，可设定在1.0×10-3乇以下。
上述板玻璃1、2是由SiO270.0～73.0％(重量)、Al2O31.0～1.8％(重量)、Fe2O30.08～0.14％(重量)、CaO 7.0～12.0％(重量)、MgO 1.0～4.5％(重量)、R2O 13.0～15.0％(重量)(R为碱金属)的组成所构成。其线膨胀率为8.5×10-6/℃，软化温度为720～730℃。另外，其应变点为500～520℃。
该板玻璃1、2加热至600～700℃以后，在数秒～10秒之间，采用多个喷嘴吹扫空气，把表面温度骤冷至500～520℃。结果是，可以得到表面压缩应力达到300～1500kg/cm2的热强化处理过的板玻璃1、2。
另外，在板玻璃1、2骤冷时，如同图1所示那样，板玻璃的强化度伴随着骤冷有某种程度降低。因此，在确定上述组成等时，必须考虑多层玻璃制成时所必须的各种性能。
上述低熔点玻璃4，系由含有PbO 72.94％(重量)、Bi2O36.71％(重量)、B2O38.96％(重量)、ZnO 4.42％(重量)、SiO21.46％(重量)、CuO 1.58％(重量)和F 3.93％(重量)的组成所构成的玻璃60％(重量)和钛酸铅构成的填料40％(重量)加以配合而形成的玻璃料。
上述一对板玻璃1、2，分别为具有3mm厚度的透明板玻璃。该3mm为JIS标准所说的尺寸，实际上，当考虑厚度误差时，具有2.7～3.3mm的厚度。
另一方面，在一对板玻璃1、2之间配置的上述衬垫3，其直径为0.30～1.00mm，高度为0.1～0.5mm。因此，完成后的多层玻璃的总厚度约为6mm。
另外，上述衬垫3，对板玻璃的接触面形成圆形。因此，在两块板玻璃1、2和衬垫3的接触部分产生的应力集中得到缓和，可防止板玻璃1、2的破坏等。
两块板玻璃1、2的外周边部位的构成是，其中一块板玻璃2沿板面方向形成突出的状态。也就是说，在两块板玻璃1、2进行密封的场合，该突出部位6负载低熔点玻璃4。按照本构成，可容易地进行低熔点玻璃4的负载，有效地并且实实在在地于两块板玻璃1、2之间形成气密空间5。[其他的实施形态](1)使用具有下列组成的玻璃粉末作为上述低熔点玻璃4PbO70.0～80.0％(重量)、B2O35.0～12.0％(重量)、ZnO 2.0～10.0％(重量)、SiO20.5～3.0％(重量)、Al2O30～2.0％(重量)、Bi2O33.0～7.0％(重量)、CuO 0.5～5.0％(重量)、F(F2)0.1～6.0％(重量)。
这里，玻璃中Cu+/(Cu++Cu2+)的摩尔比大于50％是重要的，从而，即使在400℃以下的温度，也可得到流动性高，并且，残留应力小的密封。不言而喻，为了得到与先前二例同样的合适的板玻璃膨胀系数，也可以添加陶瓷粉末。
(2)另外，还可以使用具有下列组成的低熔点玻璃粉末作为另一种上述低熔点玻璃4PbO 70.3～92.0％(重量)、B2O31.0～10.0％(重量)、Bi2O35.2～20.0％(重量)、F20.01～8.0％(重量)、ZnO 0～15.0％(重量)、V2O50～5.0％(重量)、SiO20～2.0％(重量)、Al2O30～2.0％(重量)、SnO20～2.0％(重量)和BaO 0～4.0％(重量)，为了使热膨胀率适于板玻璃，也可通过添加陶瓷粉末来加以调整。
本低熔点玻璃4的组成特点是B2O3/PbO的重量比为0.11以下，和含有F2，因此即使在400℃以下的温度下也具有良好的流动性，并且不用施以很大的压力也可以密封。
(3)另外，可以使用具有下列组成的玻璃粉末作为另一种上述低熔点玻璃4PbO 65.0～85.0％(重量)、B2O31.0～11.0％(重量)、Bi2O37.2～20.0％(重量)、F(F2)0～6.0％(重量)、ZnO 0～11.0％(重量)、V2O50～4.0％(重量)、SiO2+Al2O30～3.0％(重量)、SnO20～5.0％(重量)、Fe2O30～0.1％(重量)和CuO 0.2～5.0％(重量)。其热膨胀率必须符合板玻璃，可通过混入陶瓷粉末来加以调整。
该低熔点玻璃4的组成特征是含有CuO，并且，Fe2O3的含量在0.1％(重量)以下，故可以提供密封残留应力小的低熔点密封用的组合物。
(4)上述板玻璃1、2，除上述热强化玻璃外，也可以换用上述化学强化玻璃，例如，把板玻璃浸在处于熔融状态的硝酸钾(温度470℃)的浸渍液中4.5小时，然后，取出后缓慢冷却的玻璃可适于使用。
另外，上述两块板玻璃1、2之间的气密空间也可处于常压。
另外，上述两块板玻璃1、2，既可以使用相同尺寸的，也可以使用不同厚度的。
(5)本发明的多层玻璃，例如，可以按下列方法构成。
首先，把加热至600℃～650℃的板玻璃骤冷，制得热强化玻璃。然后，构成至少含1块该热强化玻璃的多层玻璃。此时，配置衬垫后，用密封材料把该热强化玻璃加以密封。完成密封后的上述热强化玻璃的表面压缩应力达到204kg/cm2以上至不足650kg/cm2的范围。
还有，由于密封工序中的加热，热强化玻璃的表面压缩应力将有某种程度的下降。因此，上述骤冷终止时的表面压缩应力，考虑到降低的部分，必须设定高一些。
本发明的强化板玻璃，与通常的浮法玻璃相比，具有高的抗风压强度。因此，例如在一般的高楼大厦护墙使用时，为了使其得到与一般的护墙同等的抗风压强度，可以降低该强化板玻璃的厚度。结果是，强化板玻璃变轻，施工作业等变得容易。特别是容易在高处作业，可提高施工性能。
另外，作为上述多层玻璃，可以采用密封工序终止后的表面压缩应力为650kg/cm2以上至不足1500kg/cm2的热强化玻璃。密封前的热强化板玻璃，是将加热至600～650℃的板玻璃，使其表面温度骤冷至500～520℃形成的，与上述场合同样，密封前的热强化板玻璃的表面压缩应力，要设定在高于多层玻璃完成状态下的表面压缩应力。
本组成的强化板玻璃具有上述那样高的抗冲击性能。因此，例如，可用于正门的玻璃门等。在这种场合下，通过该玻璃门的人即使不小心冲撞该玻璃门时也难以使其破裂，反之，即使该强化板玻璃破裂，由于生成了多个小片，所以，安全性能优异。
另外，作为上述多层玻璃，可以使用密封工序完成后的表面压缩应力为1500～2400kg/cm2的热强化玻璃。密封前的热强化板玻璃，是将加热至600～700℃的热强化板玻璃，使其表面骤冷至300℃以下而形成的。与上述场合同样，密封前的热强化板玻璃的表面压缩应力要设定在高于多层玻璃完成状态下的表面压缩应力。
本组成的强化板玻璃，具有上述那样的特别高的表面压缩应力。因此，该强化板玻璃，例如，可用作防止火灾蔓延的耐热强化玻璃。
(6)上述两块板玻璃1、2，不局限于上述实施形态中所说明的厚度2.7～3.3mm的板玻璃，其他厚度的板玻璃也行。
另外，玻璃的种类可任意选定，例如，样板玻璃·乌玻璃(通过表面处理，具有扩散光功能的玻璃)·铁丝网玻璃(一侧)以及具有吸热·吸紫外线·反射热等功能的板玻璃，也可将它们加以组合。
另外，一对板玻璃1、2的厚度尺寸，并不限于两者都设定为相同的厚度，也可把不同厚度的板玻璃加以组合，构成多层玻璃。
(7)构成上述多层玻璃的两块板玻璃1、2，其尺寸形状未作限定，可以形成任意的尺寸形状。另外，两块板玻璃1、2的重叠方法可以是把端头边缘部分相互间重合成整齐的状态。另外，可把厚度尺寸不同的板玻璃1和板玻璃2加以组合，构成多层玻璃。
(8)上述两块板玻璃1、2，不限于平面形状的玻璃，例如，形成曲面形状的弯曲板玻璃也可以使用。
(9)上述衬垫3应不易变形，以便在受外力时能使两块板玻璃1、2彼此不产生接触，例如，不锈钢，此外，其他金属·石英玻璃·陶瓷·玻璃·低熔点玻璃等也可使用。
(10)用于多层玻璃进行密封的密封材料，只要是密封温度低于400℃的就行，通过实施例已对以低熔点玻璃作为主要成分的密封材料加以说明，然而，以金属焊锡作为主要材料的也可使用。
工业上利用的可能性本发明的多层玻璃，用途广泛，例如，建筑用、交通工具用(汽车的窗玻璃、铁路车辆的窗玻璃、船舶的窗玻璃)、机器设备用(等离子显示器的表面玻璃、冷藏车的开闭门扇及墙壁、保温装置的开闭门扇及墙壁)等。
权利要求
1.一种多层玻璃，该多层玻璃是把多块板玻璃(1)、(2)，分别在其间夹入衬垫(3)，并沿厚度方向合并放置，并将这些板玻璃(1)、(2)的全部周边部分相互间加以密封的多层玻璃，其中上述多块板玻璃(1)、(2)中至少一块采用强化板玻璃，同时，把上述板玻璃的周边部分相互间，用密封温度低于400℃的密封材料加以密封。
2.权利要求1中记载的多层玻璃，采用粘结强度在20kg/cm2以上、热膨胀率为75～85×10-7/℃的低熔点玻璃(4)作为上述密封材料。
3.权利要求2中记载的多层玻璃，其中，上述低熔点玻璃(4)为具有下列组成的玻璃粉末PbO 70.0～80.0％(重量)、B2O35.0～12.0％(重量)、ZnO 2.0～10.0％(重量)、SiO20.5～3.0％(重量)、Al2O30～2.0％(重量)、Bi2O33.0～7.0％(重量)、CuO 0.5～5.0％(重量)和F(F2)0.1～6.0％(重量)。
4.权利要求2中记载的多层玻璃，其中，上述低熔点玻璃(4)具有下列组成PbO 70.3～92.0％(重量)、B2O31.0～10.0％(重量)、Bi2O35.2～20.0％(重量)、F20.01～8.0％(重量)、ZnO 0～15.0％(重量)、V2O50～5.0％(重量)、SiO20～2.0％(重量)、Al2O30～2.0％(重量)、SnO20～2.0％(重量)和BaO 0～4.0％(重量)，并且，B2O3/PbO的重量比在0.11以下。
5.权利要求2中记载的多层玻璃，其中，上述低熔点玻璃(4)具有下列组成PbO 65.0～85.0％(重量)、B2O31.0～11.0％(重量)、Bi2O37.2～20.0％(重量)、F(F2)0～6.0％(重量)、ZnO 0～11.0％(重量)、V2O50～4.0％(重量)、SiO2+Al2O30～3.0％(重量)、SnO20～5.0％(重量)、Fe2O30～0.1％(重量)和CuO 0.2～5.0％(重量)。
6.权利要求1～5项中任何1项记载的多层玻璃，其中，上述板玻璃为具有下列组成构成的浮法玻璃SiO270.0～73.0％(重量)、Al2O31.0～1.8％(重量)、Fe2O30.08～0.14％(重量)、CaO 7.0～12.0％(重量)、MgO 1.0～4.5％(重量)、R2O 13.0～15.0％(重量)(R为碱金属)，并且上述强化板玻璃为热强化板玻璃或化学强化板玻璃。
7.权利要求1～6项中任何1项记载的多层玻璃，其中使用的是上述密封后的表面压缩应力为204kg/cm2以上至不足650kg/cm2的热强化板玻璃。
8.权利要求1～6项中任何1项记载的多层玻璃，其中使用的是上述密封后的表面压缩应力为650kg/cm2以上至不足1500kg/cm2的热强化板玻璃。
9.权利要求1～6项中任何1项记载的多层玻璃，其中使用的是上述密封后的表面压缩应力为1500～2400kg/cm2的热强化板玻璃。
10.权利要求1～6项中任何1项记载的多层玻璃，其中上述强化板玻璃是通过把板玻璃浸渍在加热至350～530℃的浸渍液中，使玻璃中的碱离子与比其离子半径大的碱离子进行离子交换的低温离子交换方法制得的化学强化板玻璃。
11.权利要求1～10项中任何1项记载的多层玻璃，其中，上述多块板玻璃间的空隙保持在减压状态下。
全文摘要
把多块板玻璃(1)(2),分别在其间夹入衬垫(3),沿厚度方向合并放置,把这些板玻璃(1)(2)的全部周边部分相互间加以密封,形成多层玻璃,该多块板玻璃(1)(2)中至少1块采用强化板玻璃,同时,板玻璃的周边部分相互间用密封温度低于400℃的密封材料加以密封。
文档编号C03C27/06GK1275119SQ9980138
公开日2000年11月29日 申请日期1999年3月15日 优先权日1998年3月17日
发明者浅野修 申请人:日本板硝子株式会社