CN104230155B - 钢化、半钢化真空玻璃的封边方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢化、半钢化真空玻璃的封边方法，其特征在于，包括以下步骤，1)选择两片平板钢化玻璃，布设支撑体；2)将合片后的平板钢化玻璃放置在托架上；3)加热使之逐步上升至290‑310℃；4)使平板钢化玻璃进入高温高压仓内，5)加压后迅速降温，并持续保压至温度降至封边玻璃粉的固化温度，停止保压；6)抽真空封口完成钢化真空玻璃的制备。本发明在封边玻璃粉中混入支撑体，同时在高温加热阶段、降低温度、缩短加热时间并加压，封边玻璃内的支撑体能防止加压时边缘玻璃在没有支撑的约束下而发生边部弯曲，加压还能使两片玻璃顺利压合挤出多余的封边玻璃粉，同时加压能有效去除钢化玻璃的挠度使其平整。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃深加工技术领域，特别是涉及一种能有效避免钢化强度受影响的钢化、半钢化真空玻璃的封边方法。
背景技术
近十几年来，建筑物保温节能、隔声的需求推动了真空玻璃生产技术的发展。现有大多数真空玻璃的制造方法，是将两层平板钢化玻璃进行支撑隔离、周圈密封形成空腔，经过烧结、抽真空、封口处理等步骤得到真空的腔体。由于消除了气体传导和对流作用，所以真空玻璃具有优良的隔热、隔音性能，在广泛应用的同时也成为人们竞相研究的课题，目前国内已公开了几十个真空玻璃的新型实用和发明专利。长期以来，真空玻璃都是采用普通平板钢化玻璃制作，用于建筑、日常生活领域，不符合国家安全玻璃的规范要求，尤其是高层建筑应用时潜在的风压破坏和热冲击破坏对真空玻璃提出了更为严格的强度和安全要求。在提高玻璃自身强度、提高抗力冲击和热冲击性能的同时，能够产生安全破碎的效果，钢化真空玻璃的概念应运而生。
现有技术中，通常采用低熔点封接材料进行封接时，常以火焰或电热等传导加热或对流加热方式，这些加热方式首先将钢化玻璃进行加热，然后将热量传导给低熔点玻璃粉，从而使低熔点玻璃料熔化而将两片玻璃板气密连接。利用低熔点封接材料经高温熔融封接的方法得到的制品在气体渗透率、透湿度、粘合强度等理化性能最佳。但是目前，根据封接工艺的要求，需在最高温度保温一定时间，以使封料充分熔化流动，获得较高的封接强度和气密性，那么在所述低熔点玻璃粉进行熔化的过程中，钢化玻璃的长时间的高温会造成钢化玻璃的严重退火，引起应力衰退，甚至衰退至50％以下，从而失去钢化玻璃的安全特性。同时，现有的钢化玻璃一般都存在一定的应力弯曲，这种弯曲直接影响制造真空玻璃的封边质量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能有效避免钢化强度受影响的钢化、半钢化真空玻璃的封边方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种钢化、半钢化真空玻璃的封边方法，包括以下步骤，
1)选择两片平板钢化玻璃，布设支撑体并在两平板钢化玻璃边部填放封边玻璃粉后合片，其中所述的封边玻璃粉内混有支撑体，所述的封边玻璃粉的熔化温度在300-450℃；其中，因为平板钢化玻璃自身具有3‰左右的挠度，将两片平板钢化玻璃合片时，需要将两平板钢化玻璃的外鼓面均在外侧，即在两平板钢化玻璃中间的间距要稍大于周边的间距，
2)所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有返热板，所述的返热板与平板钢化玻璃接触且不将封边玻璃粉填放区域遮蔽，将平板玻璃放置在隧道窑或传送机构炉的传送机构上，并开始加热，使平板钢化玻璃自室温升至290-310℃，温度逐步上升能避免玻璃发生爆裂，同时也使得封边玻璃粉中的有机物在300℃左右得到充分挥发；
3)开启固定设置在隧道窑或传送机构炉高温区顶端的近、中红外照射加热管灯，照射温度在400-800℃，照射时间2-3分钟使封边玻璃粉快速融化；采用封边区域高温快速加入且防护中间区域不受影响，能有效保证整体钢化强度不受影响；
4)采用加压方式，在平板钢化玻璃上施加压力在0.05—1mpa，保压时间为0.5—50分钟，同时降温至封边粉固化，减压至常压；突然施加的压力可以上下同时挤压两平板钢化玻璃，将多余的封边玻璃粉挤出完善封边的同时，两个平板钢化玻璃都受到向内的压力，能有效消除应力弯曲，使两平板钢化玻璃趋于平整，待固化后封边连接已经完成，即可释放压力，
5)自然降温至室温，完成封边。
采用上述方法制备的真空玻璃，减少加工对其性能的影响，最大程度保留钢化玻璃的特性，最终能得到符合国家安全标准的钢化真空玻璃，或者性能稍低于国家钢化玻璃的安全标准但高于普通玻璃标准的半钢化真空玻璃。
所述的返热板为复合返热板，所述的复合返热板包括呈两层状设置的金属板层和与所述的金属板层固定连接的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层，所述的复合返热板的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层与平板钢化玻璃接触。其中，金属板层为金属材料，如铝、不锈钢板等，在金属板层上设置一层玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层，金属板层用来反射热辐射能，尤其是近、中红外光线以避免高温加热对大部分区域的影响，毛毡层用来阻隔热能导入。把平板钢化玻璃的边部露出是为了不影响玻璃粉被加热，因金属及毛毡均有吸热、返热、隔热作用。其中，金属板层和毛毡层的总体厚度在1-20mm，金属板层的厚度在0.1-1mm，视不同的情况而选择不同的厚度。
所述的步骤2)中传送机构上的平板玻璃及复合板为多片上下堆叠设置，其中，各片大小不同且从小到大由上至下排列，层与层之间有隔条隔开,所述隔条为空心管或良导热耐高温的无机条或绳或者角状，隔条高度在10-50mm，宽度10-40mm,为减小因重力对下层玻璃及支撑点的重力挤压而出现的加热局部变形，最下层隔条两侧的焊柱支点或条越多，压力分解能力越强,摆放方式优选等号摆放形式。每一层上的隔条必须重合重心一致，为提高隔条支撑强度在隔条两侧固定设置的支柱及辅助条不得高出隔条高度且与玻璃表面保持平行，装置角度为同玻璃平面形成30°-45°夹角。
所述的平板玻璃呈2-5层上下居中堆叠，上下居中堆叠设置能有效提高效率，而且上下居中能保证近、中红外照射加热管灯照射角度和强度。
所述的步骤4)中机械加压采用的加压装置包括设置在传送机构下部的支撑板或支撑辊，固定设置在隧道窑或传送机构炉外侧顶部的气缸，与所述的气缸联动且可相对于支撑板或支承辊上下垂直运动并向上平板玻璃施加预定压力的压板。
优选地，所述的隧道窑或传送机构炉的高温区前部的炉体内设置电阻丝或远红外灯加热以保证其内温度在290℃-310℃。
所述的封边玻璃粉内支撑体为球状或三棱锥，密度为2—50个/cm3，在封边玻璃粉中加入支撑体，能有效保证加压时封边玻璃粉不被过份挤出，同时采用球形或三棱锥形不易上下叠加的结构，能有效保证封边玻璃粉的保留厚度，保证封边厚度均匀，提高产品质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在封边玻璃粉中混入支撑体，同时在高温加热阶段区域针对性高温快速短时间加热时间然后加压，封边玻璃内的支撑体能防止加压时边缘玻璃在没有支撑的约束下而发生边部弯曲，加压还能使两片玻璃顺利压合挤出多余的封边玻璃粉，封边高度同支撑点高度保持一致，同时加压能有效去除钢化玻璃的挠度使其平整。
2、在上下片玻璃上设置复合返热板，结合金属反射层和毛毡隔热层，复合返热板的隔热及反射效果，都能保证玻璃本身受热可钢化应力减退小，确保钢化性质。
3、在传送机构上的堆叠放置，叠放是增加产能数倍以上而能耗只增加10％左右。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一实施例
钢化真空玻璃的封边方法，包括以下步骤，
1)选择两片钢化平板钢化玻璃，采用涂布或者喷洒等常用手段在下方的平板钢化玻璃(底片玻璃)上布设支撑体，同时以上片玻璃四周边长为中心线，将其中含有20个/cm3的支撑体的低熔点封边玻璃粉打在底片玻璃上，所述的封边玻璃粉的熔化温度在380℃；所述的支撑体可为金属微珠，三棱锥等形状，然后将上片玻璃合片，上片的平板钢化玻璃四周边缘压在底片四周的封边玻璃粉的中心线上，其中，上片和下片(底片)形成的边差为6mm，封边玻璃粉的布放宽度为5mm，高0.8mm，合片时保证两钢化玻璃的外凸面在外侧。
2)将上片和下片合片后用人工或机械托起下片平板钢化玻璃的底部，平行移动放置在传送机构，如网带上，且所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有复合返热板,且复合返热板四边小于玻璃四边20mm；开始加热，使平板钢化玻璃自室温升至290-310℃，温度逐步上升能避免玻璃发生爆裂，同时也使得封边玻璃粉中的有机物在300℃左右得到充分挥发；
3)开启固定设置在隧道窑或传送机构炉高温区顶端的近、中红外照射加热管灯，近、中红外照射加热管灯功率在2000—5000W/支，照射温度在500℃，照射时间2-3分钟使封边玻璃粉快速融化；中间区域的复合返热板能防护平板钢化玻璃表面温度在300—450℃，短时间内的高温能避免钢化强度受影响，保持钢化玻璃的特征；
4)采用机械加压，加压装置包括设置在传送机构下部的支撑板或支撑辊，固定设置在隧道窑或传送机构炉外侧顶部的气缸，与所述的气缸联动且可相对于支撑板或支承辊上下垂直运动并向上平板玻璃施加预定压力的压板，在平板钢化玻璃上施加1mpa，保压时间为30分钟，同时降温至封边粉固化，减压至常压；突然施加的压力可以上下同时挤压两平板钢化玻璃，将多余的封边玻璃粉挤出完善封边的同时，两个平板钢化玻璃都受到向内的压力，能有效消除应力弯曲，使两平板钢化玻璃趋于平整，避免因为挠度产生的局部接触不良或者密封不佳；
5)自然降温至室温，完成封边。
本实施例中，平板钢化玻璃从温度从290℃左右迅速进入高温边缘区域高温段时间加热，使封边玻璃粉在2-3min内快速软化，然后进行机械加压，能减少钢化玻璃在360℃以上时的应力退变。3分钟内迅速使玻璃粉熔化并完成加压封边后仍能保持钢化玻璃的应力在90-97之间，仍属于安全玻璃。可以省去梯度加热，直接进入高温局部加热阶段可节省玻璃封边时间，减少能耗，因玻璃均匀受热即是300℃→500℃也不会导致玻璃出现质量问题。
第二实施例
1)选择两片钢化平板钢化玻璃，采用涂布或者喷洒等常用手段在下方的平板钢化玻璃(底片玻璃)上布设支撑体，同时以上片玻璃四周边长为中心线，将其中含有50个/cm3的支撑体的低熔点封边玻璃粉打在底片玻璃上，所述的封边玻璃粉的熔化温度在450℃；所述的支撑体可为金属微珠，三棱锥等形状，然后将上片玻璃合片，上片的平板钢化玻璃和底片大小相同，封边玻璃粉的布放宽度为5mm，高0.8mm，合片时保证两钢化玻璃的外凸面在外侧。
2)将上片和下片合片后用人工或机械托起下片平板钢化玻璃的底部，平行移动放置在传送机构，如网带上，且所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有复合返热板,且复合返热板四边小于玻璃四边20mm；其中传送机构上的平板玻璃及复合板为多片上下堆叠设置，其中，各片大小不同且从小到大由上至下排列，层与层之间有隔条隔开。如所述的平板玻璃呈3层上下居中堆叠。然后开始加热，使平板钢化玻璃自室温升至300℃，温度逐步上升能避免玻璃发生爆裂，同时也使得封边玻璃粉中的有机物在300℃左右得到充分挥发；
3)开启固定设置在隧道窑或传送机构炉高温区顶端的近、中红外照射加热管灯，近、中红外照射加热管灯功率在2000—5000W/支，照射温度在600℃，照射时间2-3分钟使封边玻璃粉快速融化；中间区域的复合返热板能防护平板钢化玻璃表面温度在300—450℃，短时间内的高温能避免钢化强度受影响，保持钢化玻璃的特征；
4)采用充气加压，即，将高温腔封闭，向内鼓入高压气体，气体在平板钢化玻璃上施加0.05mpa，保压时间为2分钟，同时降温至封边粉固化，减压至常压；突然施加的压力可以上下同时挤压两平板钢化玻璃，将多余的封边玻璃粉挤出完善封边的同时，两个平板钢化玻璃都受到向内的压力，能有效消除应力弯曲，使两平板钢化玻璃趋于平整，避免因为挠度产生的局部接触不良或者密封不佳；
5)自然降温至室温，完成封边。
该实施例制备的真空玻璃应力稍低于钢化玻璃的标准，为半钢化真空玻璃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种钢化、半钢化真空玻璃的封边方法，其特征在于，包括以下步骤，
1）选择两片平板钢化玻璃，布设支撑体并在两平板钢化玻璃边部填放封边玻璃粉后合片，其中所述的封边玻璃粉内混有支撑体，所述的封边玻璃粉的熔化温度在300-450℃；
2）所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有返热板，所述的返热板与平板钢化玻璃接触且不将封边玻璃粉填放区域遮蔽，将平板钢化玻璃放置在隧道窑或传送机构炉的传送机构上，并开始加热，使平板钢化玻璃自室温升至290-310℃，所述的返热板为复合返热板，所述的复合返热板包括呈两层状设置的金属板层和与所述的金属板层固定连接的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层，所述的复合返热板的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层与平板钢化玻璃接触；
3）开启固定设置在隧道窑或传送机构炉高温区顶端的近、中红外照射加热管灯，照射温度在400-800℃，照射时间1-15分钟使封边玻璃粉快速融化；
4）采用加压方式，在平板钢化玻璃上施加压力在0.05—1MPa，保压时间为0.5—50分钟，同时降温至封边玻璃粉固化，减压至常压；
5）自然降温至室温，完成封边。
2.如权利要求1所述的封边方法，其特征在于，金属板层和毛毡层的总体厚度在1-20mm，金属板层的厚度在0.1-1mm。
3.如权利要求1所述的封边方法，其特征在于，所述的步骤2）中传送机构上的平板钢化玻璃及复合返热板为多片上下堆叠设置，其中，各片大小不同且从小到大由上至下排列，层与层之间有隔条隔开。
4.如权利要求3所述的封边方法，其特征在于，所述的平板钢化玻璃呈2-5层上下居中堆叠。
5.如权利要求3所述的封边方法，其特征在于，所述隔条为空心管或良导热耐高温的无机条或绳或者角状，隔条高度在10-50mm，宽度10-40mm。
6.如权利要求1所述的封边方法，其特征在于，所述的步骤4）中加压采用的加压装置包括设置在传送机构下部的支撑板或支撑辊，固定设置在隧道窑或传送机构炉外侧顶部的气缸，与所述的气缸联动且可相对于支撑板或支承辊上下垂直运动并向上平板钢化玻璃施加预定压力的压板。
7.如权利要求1所述的封边方法，其特征在于，所述的步骤4）中加压采用采用高温区密封内充空气增压的方式。
8.如权利要求1所述的封边方法，其特征在于，所述的隧道窑或传送机构炉的高温区前部的炉体内设置电阻丝或远红外灯加热以保证其内温度在290℃-310℃。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的封边玻璃粉内支撑体为球状或三棱锥，密度为2-50个/cm³。
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- 2014-09-22 CN CN201410487677.2A patent/CN104230155B/zh active Active
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