CN112142344B - 真空玻璃微小颗粒物的安装方法和安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空玻璃微小颗粒物的安装方法和安装装置，其特征在于：其中安装方法是首先以磁性定位柱排列而成的阵列作为基底，置于平置的第一玻璃板的底面；接着于第一玻璃板的上面放置具有感应磁性的微小颗粒物，该些微小颗粒物与各磁性定位柱一一对应；然后将第二玻璃板盖置在第一玻璃板上方，同时使该些微小颗粒物固定在第一、第二玻璃板的内表面之间，最后将第一、第二玻璃板胶合固定形成真空玻璃，该些微小颗粒物作为第一片玻璃片与第二玻璃片之间真空腔内的微小实心支撑物。本发明通过上述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，有利于显著提高微小颗粒物在真空玻璃中的安装。

Description

真空玻璃微小颗粒物的安装方法和安装装置

技术领域：

本发明涉及一种真空玻璃微小颗粒物的安装方法和安装装置。

背景技术：

度膜真空玻璃窗可以有效阻绝热量传递，在夏季时可以防止室外高温进入室内，冬天时不让室内暖气传导至室外，对于节能减碳极具成效，同时亦可降低室外噪音经由窗户进入室内，但目前真空玻璃窗并未普遍的被一般消费者接受，主因是价格高与体积笨重；真空玻璃是由两片玻璃板将其周边胶装密封，玻璃板在封装前先经过加热烘烤以消除玻璃板表面与内部的表面吸付气体及材料结构性气体。

由于大气压力作用于玻璃板表面的压力约为104Kg/m2，玻璃板本身强度不足以对抗此一压力，所以真空腔体内需要设置一定数量的微小颗粒物，直径通常小于0.2mm，这些微小支柱用以补强支撑力度，维持真空腔的厚度；真空腔的厚度一般维持在不大于0.5mm，特别是介于0.15-0.3mm之间，此一厚度可以有效避免残留气体形成内部对流，加上真空装态下没有足够的气体分子数量进行热传导，再加上至少有一层玻璃板镀有抗反射辐射膜，三种方式的组合可以达到阻绝传递热量的三种途径：传导、对流、辐射。

真空腔内通常会放置气体吸付剂，用于以化学反应方式将真空泵未能抽除的真空腔内极微量气体，也预防组成真空腔体的各种材质本身后续排放的结构性（化学溶解）气体，尽管这类气体的含量极微小，因为这部份属于传统习知技术，此处不多做赘述。

制作真空玻璃过程中，使用低熔点封装玻璃(sealing glass)对两片玻璃板的四周边缘进行气密封接是关键技术，需要高质量的封接材料与技术；另外一项关键技术则是如何布置真空腔内的微小颗粒物，这些支撑物数量庞大，如果不妥善处理，会因为耗时费工而增加制造成本。

一般而言，对于厚度在8mm以上的玻璃板其微小颗粒物的间隔以不超过30mm为原则，若玻璃板厚度下降，对于抵抗大气压力的能力降低，则会需要更多的微小颗粒物来协助抵抗大气压力；例如，近来技术上新的发展是使用化学钢化过的高铝薄板玻璃作为真空玻璃的玻璃盖板，这种高铝玻璃板经过化学钢化后的材料强度比一般制作窗户的钠钙玻璃板要提升10倍以上，因此已经被大量作为手机、平板电脑等电子产品的屏幕保护玻璃盖板，这种薄板玻璃的强度虽然比传统玻璃板高，不易破损，但因厚度较薄，所以用来制作真空玻璃时，需要增加微小颗粒物来避免高铝薄板玻璃出现波浪现象，意即若微小颗粒物数量不够，则两个支撑物中间的玻璃薄板会被大气压力向真空腔内压迫而略微向下弯曲，就形成波浪状的玻璃板表面，但因为玻璃强韧度高所以玻璃并未破裂；根据经验，对于0.7mm厚度的高铝薄板玻璃，要维持玻璃板面平整不受大气压力影响，支柱间隔约为10mm，若如此，则微小支柱的布点数量将是传统玻璃板的9倍，若要将高铝薄板真空玻璃应用于汽车全景天窗，假设天窗尺寸长2米宽1.2米为例，扣除封边与框架所需宽度，剩下的真空区域需要超过2万多颗微小颗粒物，面对如此庞大数量的微小颗粒物，在工程制造上必须有一快速高效的应对方式。

发明内容：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种真空玻璃微小颗粒物的安装方法和安装装置，该真空玻璃微小颗粒物的安装方法和安装装置设计合理，有利于提高微小颗粒物的安装效率。

本发明真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于：首先以磁性定位柱排列而成的阵列作为基底，置于平置的第一玻璃板的底面；接着于第一玻璃板的上面放置具有感应磁性的微小颗粒物，这些微小颗粒物与各磁性定位柱一一对应；然后将第二玻璃板盖置在第一玻璃板上方，同时使这些微小颗粒物固定在第一、第二玻璃板的内表面之间，最后将第一、第二玻璃板胶合固定形成真空玻璃，这些微小颗粒物作为第一片玻璃片与第二玻璃片之间真空腔内的微小实心支撑物。

进一步的，上述微小颗粒物固定在第一、第二玻璃板的内表面之间是通过在第二玻璃板的内表面事先上胶、事后补胶或激光焊接方式。

进一步的，上述激光焊接是指将微小颗粒物、真空胶和玻璃板三者间以激光瞬间高能量引起黏结反应的激光加热方法。

进一步的，上述用于黏接微小颗粒物的真空胶是聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-乙酸乙烯共聚物、离子性共聚物、聚酰亚胺、 聚环烯烃或无机物。

进一步的，上述真空玻璃是平面或曲面形状的玻璃。

进一步的，上述磁性定位柱的形状是球状、角椎状、柱状、片状或针状；微小颗粒物是实心的微珠状、柱状、块状或丸状，微小颗粒物为铁质材料、430不锈钢、304不锈钢、磁性陶瓷、磁性玻璃或掺杂磁粉的塑料。

进一步的，上述第一玻璃板的上面放置与各磁性定位柱一一对应且具有感应磁性的微小颗粒物，其它没有被磁性定位柱锁定的微小颗粒物通过吸尘方式、吹除方式、玻璃板倾斜方式被移除。

本发明真空玻璃微小颗粒物的安装装置，其特征在于：包括底板和阵列在底板上的磁性定位柱，所述磁性定位柱上放置有第一玻璃板，在第一玻璃板上表面布置有与磁性定位柱一一对应且能感应磁性的微小颗粒物。

进一步的，上述磁性定位柱的形状是球状、角椎状、柱状、片状或针状。

进一步的，上述微小颗粒物为铁质材料、430不锈钢、304不锈钢、磁性陶瓷、磁性玻璃或掺杂磁粉的塑料；微小颗粒物是实心的微珠状、柱状、块状或丸状。

本发明通过上述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，有利于显著提高微小颗粒物在真空玻璃中的安装。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明：

图1 是本发明磁性阵列定位结构侧面构造示意图；

图2 是本发明磁性阵列定位结构俯视构造示意图。

具体实施方式：

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

针对在真空玻璃中的微小颗粒物的定位与安装，本发明提供一种可以快速将庞大数量的微小颗粒物定位与安装的方法，说明如下：

1、采用由许多磁性定位柱1排列而成的阵列作为基底，置于第一玻璃板2的底面，磁性定位柱1可以是任何可以产生磁性的材料所构成，例如但不限于永磁材料与电磁材料，磁性定位柱1的形状可以是球状、角椎状、柱状、片状、针状或任何异型构造，只要该磁性定位柱能准确的隔着第一玻璃板2以磁力吸引一个微小颗粒物3，并对此微小颗粒物产生足够的磁力以将微小颗粒物固定于位置上。

2、于第一玻璃板的另一面（上表面）放置具有感应磁性的微小颗粒物3，该微小颗粒物是作为真空玻璃的真空腔内支柱，此支柱是用来抵抗大气压力使得构成真空腔的两片玻璃板距离能保持不变与不被压缩，这些被固定的微小颗粒物可以是微珠状、柱状、块状、丸状、或任何异型结构，足以作为真空腔内微小颗粒物的任何具有感应磁性的微小构件，例如但不限于铁质材料、430不锈钢、304不锈钢、磁性陶瓷、磁性玻璃、与胶磁（掺杂磁粉的塑料）、与上述材质所组成的复合磁感应材料，微小颗粒物3可以藉由感应磁力快速被阵列的磁性定位柱快速被定位。

3、由于被磁性定位柱的磁吸力仅固定一颗微小颗粒物，其它没有被磁性定位柱锁定的微小颗粒物可以轻易的被移除；移除方式可以因工件的设计与工作辅具而异，可以使用但不限于以下方式，例如吸尘的方式、吹除的方式或玻璃板倾斜的方式。

4、微小颗粒物被定位后可以在第二玻璃板4上事先上胶（即在第二玻璃板4盖上第一玻璃板2之前即在第二玻璃板4上先上胶）、或第一玻璃板2与第二玻璃板4盖合后再补胶或者激光焊接等方式（激光焊接是指将微小颗粒物、真空胶和第一玻璃板2或第二玻璃板4三者间以激光瞬间高能量实现三者黏结），实现与真空玻璃的安装，黏装微小颗粒物的真空胶，可以是有机聚合物类，例如但不限于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)、离子性共聚物(ionomer)、聚酰亚胺(polyimide)、聚环烯烃(poly cyclo-olefin)；亦可以是无机物，例如但不限于低熔点封装玻璃、封装用玻璃陶瓷；真空胶亦可以是有机聚合物与无机封装玻璃之组合应用，激光器的种类会随着微小颗粒物、真空胶与玻璃板的种类而定。

真空玻璃不限于平面形状，也可以是各种曲面形状；磁性定位柱所组成的阵列基底是用来作为微小颗粒物的快速定位，是一种制作真空玻璃的加工辅助工具，可以依据阵列形状、间距等因素快速调整位置，可以重复使用。

磁性定位柱与微小颗粒物是以一对一配对方式使用，使用温度范围以常温但不限于常温使用为主，当温度改变时亦应对不同温度下的磁力特性进行调整，确保两者之间保持足够的磁吸引力。

实施例1：

本实施例使用彩虹特种玻璃之高铝盖板玻璃，型号Irico CG-01，厚度0.7mm；使用标准化强炉内置硝酸钾（纯度99％以上），化强温度为400oC，持温时间4小时，化学刚化后使用日本折原制作所的FSM-6000LE表面应力仪测量DOL与CS，玻璃试样大小为300mm x300mm，厚度0.7mm，经过整理后的玻璃片均先经过清洗与干燥，然后置入化强炉中进行化学刚化；在化学刚化过程中，玻璃被浸泡在400oC的融熔硝酸钾中，在此期间钾离子由玻璃表面进入玻璃并将玻璃内的钠离子交换出来，经过4小时候，钾离子在玻璃表面形成压应力，有助于玻璃表面抵抗外来应力；将经过化学刚化后的玻璃试样经过清洗与干燥后进行DOL与CS测量；本实施例中，化学刚化玻璃的离子交换深度约为25μm，测得的表面压应力平均数据为933Mpa，将此化强后的高铝薄玻璃板（第一玻璃板2）放制置于如图1（侧面图）及图2（正面图）的磁性定位柱底板5上，该底板5上已经事先固定有直径约1mm的圆柱状强磁石作为磁性定位柱1，磁性定位柱1顶端为鸭蛋型曲面，曲面逐渐收缩并使磁力线集中于顶端正中央处，每个磁性定位柱的相互间距为10mm，此时，使用夹具将高铝薄玻璃板与磁性定位柱底板四周夹紧，然后将具有感应磁性的430不锈钢丸（微小颗粒物3），直径0.25mm，均匀分布于薄玻璃板上，必要时以水平刮尺将这些微小钢丸刮平，使的第一玻璃板表面大约维持一层的钢丸；此时可以发现在磁性定位柱的正上方会有一颗钢丸被紧紧吸住，然后使用吹气方式轻微的将未被磁力固定的钢丸吹离开磁性定位柱的附近后，再以吸尘方式将多余的钢丸从玻璃表面移除并回收，以供后续生产制造使用；接下来再将另外一片同规格的高铝薄玻璃板（第二玻璃板4），事先以网印方式将低熔点封装玻璃粉与UV胶共同调制均匀的浆料印刷于玻璃板（第二玻璃板4）上，印刷的网点位置与磁性定位柱的分布位置相同，浆料透过丝网印刷出来的点宽度（或直径）约2mm，网印浆料厚度约20-30μm，将此印刷有封胶的第二玻璃板4移到固定有微小颗粒物3的第一玻璃板2上方并贴合，以移印的方式将第一玻璃板2上已经定位好的微小颗粒物3粘到第二玻璃板4上印刷有封胶的位置上，第一玻璃板2与第二玻璃板4均不做移动，再以UV灯在第二玻璃板4上方或第一玻璃板2下方照射30秒钟，将封胶中的UV胶固化，这样微小颗粒物就藉由低熔点封装玻璃胶被黏结到第二玻璃板上，后续工作就是将封装玻璃胶涂布于第一、第二玻璃板间隔的四周，然后与已经被黏结在玻璃板上的众多微小颗粒物一并送到烤炉中进行烧结，并接着完成后续真空玻璃的制作。

实施例2：

本实施例使用彩虹特种玻璃之高铝盖板玻璃，型号Irico CG-01，厚度0.7mm；使用标准化强炉内置硝酸钾（纯度99％以上），化强温度为400oC，持温时间4小时，化学刚化后使用日本折原制作所的FSM-6000LE表面应力仪测量DOL与CS，玻璃试样大小为300mm x300mm，厚度0.7mm，经过整理后的玻璃片均先经过清洗与干燥，然后置入化强炉中进行化学刚化，在化学刚化过程中，玻璃被浸泡在400oC的融熔硝酸钾中，在此期间钾离子由玻璃表面进入玻璃并将玻璃内的钠离子交换出来，经过4小时后，钾离子在玻璃表面形成压应力，有助于玻璃表面抵抗外来应力，将经过化学刚化后的玻璃试样经过清洗与干燥后进行DOL与CS测量；本实施例中，化学刚化玻璃的离子交换深度约为25μm，测得的表面压应力平均数据为933Mpa；将此强化后的高铝薄玻璃板放制置于如图1（侧面图）及图2（正面图）的磁性定位柱底板5上，该底板上已经事先固定有直径约1mm的圆柱状强磁石作为磁性定位柱1，磁性定位柱顶端为鸭蛋型曲面，曲面逐渐收缩并使磁力线集中于顶端正中央处，每个强磁石的相互间距为10mm；此时，使用夹具将高铝薄玻璃板（第一玻璃板）与磁性定位柱底板四周夹紧，然后将具有感应磁性的430不锈钢丸（微小颗粒物3），直径0.25mm，均匀分布于薄玻璃板（第一玻璃板）上，必要时以水平刮尺将这些微小钢丸刮平，使的玻璃板表面大约维持一层的钢丸，此时可以发现在磁性定位柱的正上方会有一颗钢丸被紧紧吸住，然后使用吹气方式轻微的将未被磁力固定的钢丸吹离开磁性定位柱的附近后，再以吸尘方式将多余的钢丸从玻璃表面移除并回收，以供后续生产制造使用；接下来再将另外一片同规格的高铝薄玻璃板（第二玻璃板4）盖置（放置）到固定有微小颗粒物的第一玻璃板上方，第一玻璃板2与第二玻璃板4均不做移动的情况下，以激光焊接的方式将第一片玻璃板上已经定位好的微小颗粒物焊接到第二片玻璃板上，本实施例中所使用的为Nd:YAG分秒激光，功率15W，经过瞬间高能将钢丸与高铝玻璃高温软化与表层黏结后，钢丸就被固定在第二片玻璃板上，整个过程也属于一种类似移印的方法，只是移印的工具改成激光焊接；接下来的工作就是将封装玻璃胶涂布于第一、第二玻璃板间隔的四周，然后与已经被激光焊接在玻璃板上的众多微小颗粒物一并送到烤炉中进行烧结，并接着完成后续真空玻璃的制作。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于：首先以磁性定位柱排列而成的阵列作为基底，置于平置的第一玻璃板的底面；接着于第一玻璃板的上面放置具有感应磁性的微小颗粒物，这些微小颗粒物与各磁性定位柱一一对应；

所述磁性定位柱顶端为鸭蛋型曲面，所述曲面逐渐收缩并使磁力线集中于所述磁性定位柱的顶部正中央处，所述微小颗粒物均匀分布于所述第一玻璃板上，刮平所述微小颗粒物，以使第一玻璃板的表面具有一层所述微小颗粒物，位于所述磁性定位柱的正上方有一颗所述微小颗粒物被吸住，采用吹气方式将未被吸住的所述微小颗粒物吹离所述磁性定位柱，再以吸尘方式将多余的所述微小颗粒物从所述第一玻璃板的表面移除；

然后将第二玻璃板盖置在第一玻璃板上方，同时使这些微小颗粒物固定在第一、第二玻璃板的内表面之间，最后将第一、第二玻璃板胶合固定形成真空玻璃，这些微小颗粒物作为第一片玻璃片与第二玻璃片之间真空腔内的微小实心支撑物。

2.根据权利要求1所述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于，所述微小颗粒物固定在第一、第二玻璃板的内表面之间是通过在第二玻璃板的内表面事先上胶、事后补胶或激光焊接方式。

3.根据权利要求2所述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于：所述激光焊接是指将微小颗粒物、真空胶和玻璃板三者间以激光瞬间高能量引起黏结反应的激光加热方法。

4.根据权利要求2所述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于：所述用于黏接微小颗粒物的真空胶是聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-乙酸乙烯共聚物、离子性共聚物、聚酰亚胺、聚环烯烃或无机物。

5.根据权利要求1或2所述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于：所述真空玻璃是平面或曲面形状的玻璃。

6.根据权利要求1或2所述真空玻璃微小颗粒物的安装方法，其特征在于：所述磁性定位柱的形状是球状、角椎状、柱状、片状或针状；微小颗粒物是实心的微珠状、柱状、块状或丸状，微小颗粒物为铁质材料、430不锈钢、304不锈钢、磁性陶瓷、磁性玻璃或掺杂磁粉的塑料。

7.一种真空玻璃微小颗粒物的安装装置，其特征在于：所述安装装置用于实现上述权利要求1至6中任一项所述的真空玻璃微小颗粒物的安装方法，所述安装装置包括底板和阵列在底板上的磁性定位柱，所述磁性定位柱上放置有第一玻璃板，在第一玻璃板上表面布置有与磁性定位柱一一对应且能感应磁性的微小颗粒物。

8.根据权利要求7所述真空玻璃微小颗粒物的安装装置，其特征在于：所述磁性定位柱的形状是球状、角椎状、柱状、片状或针状。

9.根据权利要求7所述真空玻璃微小颗粒物的安装装置，其特征在于：所述微小颗粒物为铁质材料、430不锈钢、304不锈钢、磁性陶瓷、磁性玻璃或掺杂磁粉的塑料；微小颗粒物是实心的微珠状、柱状、块状或丸状。