CN107216021B - 一种真空玻璃及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空玻璃及其加工方法，该真空玻璃包括两片平行设置的平板玻璃，两片平板玻璃之间具有供抽真空的间隙；两片平板玻璃四周通过高温熔烧进行封边；每片平板玻璃内侧面均具有从平板玻璃内侧面凸起形成的若干支撑条；两片平板玻璃内侧面通过支撑条相互交错叠合，支撑条交错叠合形成若干支撑面；每片平板玻璃内侧面的支撑条之间形成抽真空间隙，两片平板玻璃之间的抽真空间隙相互连通。本发明产品不但具有节能、隔热、隔音效果，而且还具有真空度好、使用寿命长等优点；特别是通过增大真空腔的方式维持更长久的真空时效，避免支撑部与平板玻璃材质不同所造成的产品质量问题。
Description
技术领域
本发明涉及保温玻璃及其制造技术领域，特别是一种真空玻璃及其加工方法。
背景技术
真空玻璃是将两片平板玻璃四周封闭起来，将其间隙抽成真空并密封排气孔，两片平板玻璃之间的间隙为0.1-0.3mm，真空玻璃的两片平板玻璃中一般至少有一片是低辐射玻璃，这样就将通过真空玻璃的传导、对流和辐射方式散失的热降到最低，其工作原理与玻璃保温瓶的保温隔热原理相同。真空玻璃是玻璃工艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等，多种学科、多种技术、多种工艺结合的硕果。其主要技术效果是：节能、隔热、隔音。
现有的真空玻璃在加工过程中，两片平板玻璃四周通常使用焊料（如：低熔点玻璃）进行封边。在制造和使用过程中，由于平板玻璃材质与焊料的膨胀率和收缩率不一致，因此常常容易产生漏气的情况，影响了真空玻璃的使用效果和使用寿命。
现有的真空玻璃在加工过程中，需要预留抽气口以将两片平板玻璃之间的间隙抽吸真空，不但加工麻烦，而且预留的抽气口容易影响真空玻璃的外观，甚至容易成为漏气点，影响产品质量。
为了解决上述问题，本发明人设计了一种真空玻璃及其加工方法（发明专利申请公开号为：CN105776833A）。请参阅图1，该真空玻璃包括两片平行设置的平板玻璃11、12，两片平板玻璃11、12之间具有供抽真空的间隙13；两片平板玻璃11、12四周通过高温熔烧进行封边。所述的平板玻璃优选为高硼硅玻璃，也可以选用纳钙玻璃。在其中一片平板玻璃上布设支撑部2，该支撑部2可以通过布点机在其中一片平板玻璃上预先布设。所述的支撑部2采用无机材料（如：玻璃粉或石英粉或陶瓷材料）制成，这些作为优选的无机材料支撑点均具有导热系数小的优点。
该真空玻璃的制造方法，包括如下步骤：
A、选用两片平板玻璃11、12；
B、在每片平板玻璃上布设支撑部2；
C、将两片平板玻璃11、12平行设置，确保支撑部2位于两片平板玻璃11、12之间，支撑部2外的位置保持间隙13；
D、将两片平板玻璃11、12四边通过高温（通常是380℃以上）直接熔烧并连接封边，在封闭最后一条边时确保熔烧温度在380℃以上以使平板玻璃之间的间隙达到或接近真空状态。
另外，在两片平板玻璃11、12之间设置一封闭的腔体31，该腔体31内封设吸气物质32；当两片平板玻璃四边熔接封边后，将封闭的腔体31与两片平板玻璃之间的间隙13打通。所述的打通方式可以为激光打通。
由此可见，现有技术中主要采用布点机布设的支撑部2，它存在如下缺陷：
1、支撑部的生产时间较长，难度较大。在生产过程中，某些支撑点在生产过程中容易产生位移。
2、由于支撑部多采用玻璃粉或石英粉或陶瓷材料进行布点，其材料本身与平板玻璃的材料具有差异，这些差异包括硬度、熔点等等，这些差异容易影响到产品质量。比如：当进行边缘熔封时，其较高的高温往往容易影响到熔封位置附近的支撑点，造成支撑点被破坏或受损。
3、仅仅采用支撑部保持真空的间隙13，其真空腔的容积比较有限，真空时效的维持时间也比较有限。
4、上述现有结构中，吸气物质32的布置只能采用设置一封闭的腔体31的结构和方式，其吸气物质32的布置量也比较有限，对维持真空时效也不太有利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空玻璃及其加工方法，主要解决上述现有技术所存在的技术问题，本发明产品不但具有节能、隔热、隔音效果，而且还具有真空度好、使用寿命长等优点；特别是通过增大真空腔的方式维持更长久的真空时效，避免支撑部与平板玻璃材质不同所造成的产品质量问题。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种真空玻璃，它包括两片平行设置的平板玻璃，两片平板玻璃之间具有供抽真空的间隙；两片平板玻璃四周通过高温熔烧进行封边；其特征在于：每片平板玻璃内侧面均具有从平板玻璃内侧面凸起形成的若干支撑条；两片平板玻璃内侧面通过支撑条相互交错叠合，支撑条交错叠合形成若干支撑面；每片平板玻璃内侧面的支撑条之间形成抽真空间隙，两片平板玻璃之间的抽真空间隙相互连通。
所述的真空玻璃，其特征在于，所述的内侧面凸起形成的若干支撑条的平板玻璃由压延工艺形成。
所述的真空玻璃，其特征在于，所述的支撑条的高度为0.1-10mm，所述的支撑条的宽度为0.1-5mm。
所述的真空玻璃，其特征在于，所述支撑条采用如下工艺强化处理得到：
将压延形成的支撑条置于含有氢氟酸的酸性溶液中10-15min，酸性溶液质量组分为氢氟酸50%-80%、浓硫酸10%-25%、盐酸10%-25%；
然后，将支撑条置于硝酸钾溶液中一起加热至400℃至480℃，或将玻璃微粒置于400℃至480℃的硝酸钾溶液中浸泡，浸泡时间为3-5h；
取出支撑条，强化处理完毕。
所述的真空玻璃，其特征在于，所述的若干支撑条上加工有若干放置吸气物质的腔体，所述吸气物质为非蒸散型吸气物质，不需要使吸气物质蒸发就能够实现吸气特性的吸气物质。
所述的真空玻璃，其特征在于，包封物用于将吸气物质气密性地包裹在其中以防止吸气物质在空气中钝化，只有当被包封物包裹的吸气物质置于真空玻璃的抽真空间隙中，并完成对抽真空间隙的抽真空和密封之后，才从抽真空间隙之外透过玻璃体将抽真空间隙内包封物的气密性破坏，使得被包封物气密性包裹的吸气物质暴露在抽真空间隙的环境中。
所述的真空玻璃，其特征在于：所述的平板玻璃为高硼硅玻璃。
一种真空玻璃的加工方法，用于制造如上所述的真空玻璃，其特征在于：它包括如下步骤：
A、选用两片平板玻璃；
B、在其中一片平板玻璃内侧面上压延形成若干支撑条；
C、将两片平板玻璃平行设置，确保两片平板玻璃内侧面通过支撑条相互交错叠合，支撑条交错叠合形成若干支撑面；每片平板玻璃内侧面的支撑条之间形成抽真空间隙，两片平板玻璃之间的抽真空间隙相互连通；
D、将两片平板玻璃四边通过高温直接熔烧并连接封边，在封闭最后一条边时确保熔烧温度在380℃以上以使平板玻璃之间的间隙达到或接近真空状态。
所述的真空玻璃的加工方法，其特征在于，在步骤D中，高温熔烧并连接封边的具体方式如下：
将叠放后的玻璃置入真空炉中，进行以下操作：
对真空炉抽真空，使炉内真空度(绝对压力值)小于或等于1×10-5Pa；
保持炉内真空度(绝对压力值)小于或等于1×10-5Pa，并加热真空炉，升温速度为约2-4℃/min，升温至约400-420℃附近时，观察密封玻璃有无发泡情况，并在发泡初期降低升温速度或停止升温，以防止过度发泡，保温5-10min；
降低炉内的真空度和温度，经10-15min将炉内气压降至常压，经15-18h将炉温降至50℃以下，开炉。
所述的真空玻璃的加工方法，其特征在于，它还包括如下步骤：
在所述的若干支撑条上加工有若干放置吸气物质的腔体，并在腔体内存放吸气物质。
所述的真空玻璃的制造方法，其特征在于，所述的吸气物质为封闭式存放在腔体内，包封物用于将吸气物质气密性地包裹在其中以防止吸气物质在空气中钝化，只有当被包封物包裹的吸气物质置于真空玻璃的抽真空间隙中，并完成对抽真空间隙的抽真空和密封之后，才从抽真空间隙之外透过玻璃体将抽真空间隙内包封物的气密性破坏，使得被包封物气密性包裹的吸气物质暴露在抽真空间隙的环境中，包封物的打通方式为激光打通激活或高频电脉冲激活。
藉由上述技术方案，本发明具有如下技术效果：
1、本发明的真空玻璃中，两片平板玻璃四周通过高温熔烧进行封边，因此，其封边材料与平板玻璃材料为相同的材料，它们具有相同和相似的膨胀率和收缩率，无论是在加工过程，还是使用过程中，都不容易出现漏气的情况。
2、本发明真空玻璃的加工过程中，在封闭两片平板玻璃之间最后一条边时确保熔烧温度在380℃以上以使平板玻璃之间的间隙达到或接近真空状态，与现有通过预留抽气口进行抽吸真空环境的操作步骤相比，不但操作更加简单，而且避免了抽气口成为漏气点的缺陷。
3、本发明产品不但具有节能、隔热、隔音，而且还具有真空度好、使用寿命长等优点。
4、本发明采用上述结构和工艺步骤，有利于真空玻璃的大规模生产，有利于提高产品率，有利于降低生产成本。
5、本发明结构中每片平板玻璃内侧面均具有从平板玻璃内侧面凸起形成的若干支撑条；两片平板玻璃内侧面通过支撑条相互交错叠合，支撑条交错叠合形成若干支撑面；每片平板玻璃内侧面的支撑条之间形成抽真空间隙，两片平板玻璃之间的抽真空间隙相互连通。也就是说，上片平板玻璃的支撑条之间的真空间隙与下片平板玻璃的支撑条之间的真空间隙之间是相互连通的，特别是上片平板玻璃和下片真空玻璃的真空间隙的叠加部分，这种叠加不但是空间上的连通，还有空间高度上的提升，也就进一步意味着真空腔空间的增大，这有助于延长真空度的时效。
6、本发明采用平板玻璃材质一致的支撑条结构，因此避免了由于支撑结构材质（硬度、熔点等）不同影响加工和产品质量的问题。本发明的支撑条还经过强化处理，导热系数小，与玻璃基板的膨胀系数更为接近，在受到外部冷热冲击时，玻璃基板上的应力更小，有效保证了真空玻璃的使用寿命。而且支撑结构的加工与原先布点设置的结构和加工方法相比，生产时间短，有助于降低生产成本。
7、由于本发明结构中支撑条数量较多，因此可以加工放置吸气物质的腔体的位置也比较多，有助于设置更多吸气物质来维持真空度的时效。
附图说明
图1是一种现有真空玻璃的结构示意图。
图2是本发明真空玻璃的结构示意图。
图3是本发明中上片平板玻璃内侧面的结构示意图。
图4是本发明中下片平板玻璃内侧面的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步介绍本发明。
实施例1
请参阅图2-4，它是实施例一种真空玻璃的结构示意图。如图所示：它包括两片平行设置的平板玻璃11、12，两片平板玻璃11、12之间具有供抽真空的间隙；两片平板玻璃11、12四周通过高温熔烧进行封边。本实施例1中，所述的平板玻璃优选为高硼硅玻璃，也可以选用纳钙玻璃。每片平板玻璃11、12内侧面均具有从平板玻璃内侧面凸起形成的若干支撑条111、121；两片平板玻璃11、12内侧面通过支撑条111、121相互交错叠合，支撑条111、121交错叠合形成若干支撑面100；每片平板玻璃内侧面的支撑条111、121之间形成抽真空间隙13，两片平板玻璃之间的抽真空间隙13相互连通。也就是说，上片平板玻璃11的支撑条111之间的真空间隙13与下片平板玻璃12的支撑条121之间的真空间隙13之间是相互连通的，特别是上片平板玻璃11和下片真空玻璃12的真空间隙的叠加部分，这种叠加不但是空间上的连通，还有空间高度上的提升，也就进一步意味着真空腔空间的增大，这有助于延长真空度的时效。
所述支撑条111、121采用如下方法制得：所述支撑条采用如下工艺强化处理得到：将采用与平板玻璃11、12相同材质压延形成的支撑条置于含有氢氟酸的酸性溶液中10-15min，酸性溶液质量组分为氢氟酸50%-80%、浓硫酸10%-25%、盐酸10%-25%；然后，将支撑条置于硝酸钾溶液中一起加热至400℃至480℃，或将玻璃微粒置于400℃至480℃的硝酸钾溶液中浸泡，浸泡时间为3-5h；取出支撑条，强化处理完毕。
实施例1的真空玻璃的制造工艺，包括如下步骤：
A、选用两片平板玻璃11、12；
B、在每片平板玻璃11、12内侧面上压延形成若干支撑条111、121；作为优选方式，具有若干支撑条111、121的平板玻璃由压延工艺形成。所述的支撑条111、121的高度为0.1-10mm（优选为0.3mm），所述的支撑条121的宽度为0.1-5mm（优选为0.3mm）。由图3、4可见，所述的支撑条111、121优选采用等距间隔若干直条形状。
C、将两片平板玻璃11、12平行设置，确保两片平板玻璃11、12内侧面通过支撑条111、121相互交错叠合，支撑条111、121交错叠合形成若干支撑面100；每片平板玻璃内侧面的支撑条111、121之间形成抽真空间隙12，两片平板玻璃11、12之间的抽真空间隙相互连通；
D、将两片平板玻璃11、12四边通过高温直接熔烧并连接封边，在封闭最后一条边时确保熔烧温度在380℃以上以使平板玻璃之间的间隙达到或接近真空状态。两片平板玻璃四周通过高温熔烧进行封边，因此，其封边材料与平板玻璃材料为相同的材料，它们具有相同和相似的膨胀率和收缩率，无论是在加工过程，还是使用过程中，都不容易出现漏气的情况。本发明真空玻璃的加工过程中，在封闭两片平板玻璃之间最后一条边时确保熔烧温度在380℃以上以使平板玻璃之间的间隙达到或接近真空状态，与现有通过预留抽气口进行抽吸真空环境的操作步骤相比，不但操作更加简单，而且避免了抽气口成为漏气点的缺陷。
在步骤D中，高温熔烧并连接封边的具体方式如下：
将叠放后的玻璃置入真空炉中，进行以下操作：
对真空炉抽真空，使炉内真空度(绝对压力值)小于或等于1×10-5Pa；
保持炉内真空度(绝对压力值)小于或等于1×10-5Pa，并加热真空炉，升温速度为约2-4℃/min，升温至约400-420℃附近时，观察密封玻璃有无发泡情况，并在发泡初期降低升温速度或停止升温，以防止过度发泡，保温5-10min；
降低炉内的真空度和温度，经10-15min将炉内气压降至常压，经15-18h将炉温降至50℃以下，开炉。
本发明产品不但具有节能、隔热、隔音，而且还具有真空度好、使用寿命长等优点。本发明采用上述结构和工艺步骤，有利于真空玻璃的大规模生产，有利于提高产品率，有利于降低生产成本。
另外，在本发明结构和加工方法中，在所述的若干支撑条111、121上加工有若干放置吸气物质的腔体，并在腔体内存放吸气物质。所述吸气物质为非蒸散型吸气物质，不需要使吸气物质蒸发就能够实现吸气特性的吸气物质。所述的真空玻璃，其特征在于，包封物用于将吸气物质气密性地包裹在其中以防止吸气物质在空气中钝化，只有当被包封物包裹的吸气物质置于真空玻璃的抽真空间隙中，并完成对抽真空间隙的抽真空和密封之后，才从抽真空间隙之外透过玻璃体将抽真空间隙内包封物的气密性破坏，使得被包封物气密性包裹的吸气物质暴露在抽真空间隙的环境中。
与现有技术相比，由于本发明结构中支撑条数量较多，因此可以加工放置吸气物质的腔体的位置也比较多，有助于设置更多吸气物质来维持真空度的时效。
实施例2
其结构与实施例1基本相似，不同之处在于，所述的支撑条111、121优选采用等距或不等距间隔设置的弧形形状。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种真空玻璃，它包括两片平行设置的平板玻璃，两片平板玻璃之间具有供抽真空的间隙；两片平板玻璃四周通过高温熔烧进行封边；其特征在于：每片平板玻璃内侧面均具有从平板玻璃内侧面凸起形成的若干支撑条；两片平板玻璃内侧面通过支撑条相互交错叠合，支撑条交错叠合形成若干支撑面；每片平板玻璃内侧面的支撑条之间形成抽真空间隙，两片平板玻璃之间的抽真空间隙相互连通；即上片平板玻璃的相邻支撑条之间的真空间隙与下片平板玻璃的相邻支撑条之间的真空间隙的叠加部分之间是相互连通的;所述支撑条与平板玻璃材质一致;
所述的内侧面凸起形成的若干支撑条的平板玻璃由压延工艺形成;
所述支撑条采用如下工艺强化处理得到：
将压延形成的支撑条置于含有氢氟酸的酸性溶液中10-15min，酸性溶液质量组分为氢氟酸50%-80%、浓硫酸10%-25%、盐酸10%-25%；
然后，将支撑条置于硝酸钾溶液中一起加热至400℃至480℃，或将玻璃微粒置于400℃至480℃的硝酸钾溶液中浸泡，浸泡时间为3-5h； 取出支撑条，强化处理完毕;
所述的若干支撑条上加工有若干放置吸气物质的腔体，所述吸气物质为非蒸散型吸气物质，不需要使吸气物质蒸发就能够实现吸气特性的吸气物质。
2.根据权利要求1所述的真空玻璃，其特征在于：所述的支撑条的高度为0.1-10mm，所述的支撑条的宽度为0.1-5mm。
3.根据权利要求1-2任一所述的真空玻璃，其特征在于：所述的平板玻璃为高硼硅玻璃。
4.一种真空玻璃的加工方法，用于制造如权利要求1或2所述的真空玻璃，其特征在于：它包括如下步骤：
A、选用两片平板玻璃；
B、在每片平板玻璃内侧面上压延形成若干支撑条；
C、将两片平板玻璃平行设置，确保两片平板玻璃内侧面通过支撑条相互交错叠合，支撑条交错叠合形成若干支撑面；每片平板玻璃内侧面的支撑条之间形成抽真空间隙，两片平板玻璃之间的抽真空间隙相互连通；
D、将两片平板玻璃四边通过高温直接熔烧并连接封边，在封闭最后一条边时确保熔烧温度在380℃以上以使平板玻璃之间的间隙达到真空状态。
5.如权利要求4所述的真空玻璃的加工方法，其特征在于，在步骤D中，高温熔烧并连接封边的具体方式如下：
将叠放后的玻璃置入真空炉中，进行以下操作：
对真空炉抽真空，使炉内真空度下绝对压力值小于或等于1×10-5Pa；
保持炉内真空度下绝对压力值小于或等于1×10-5Pa，并加热真空炉，升温速度为2-4℃/min，升温至400-420℃附近时，观察密封玻璃有无发泡情况，并在发泡初期降低升温速度或停止升温，以防止过度发泡，保温5-10min；
降低炉内的真空度和温度，经10-15min将炉内气压降至常压，经15-18h将炉温降至50℃以下，开炉。
6.根据权利要求4所述的真空玻璃的加工方法，其特征在于：它包如下步骤：
在所述的若干支撑条上加工有若干放置吸气物质的腔体，并在腔体内存放吸气物质。
7.根据权利要求6所述的真空玻璃的加工方法，其特征在于：所述的吸气物质为封闭式存放在腔体内，包封物用于将吸气物质气密性地包裹在其中以防止吸气物质在空气中钝化，只有当被包封物包裹的吸气物质置于真空玻璃的抽真空间隙中，并完成对抽真空间隙的抽真空和密封之后，才从抽真空间隙之外透过玻璃体将抽真空间隙内包封物的气密性破坏，使得被包封物气密性包裹的吸气物质暴露在抽真空间隙的环境中，包封物的打通方式为激光打通激活或高频电脉冲激活。
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