CN1134128A - 窗用玻璃板边缘包胶装置与方法 - Google Patents

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马尔科姆·梅森
戴维·彭宁顿
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PEILEKINTEN COMMON CO Ltd
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Abstract

本发明涉及如汽车的窗用玻璃板(20)边缘包胶。为了用成本低的射频介质加热在低注射压力下操作的非金属压模，使包胶(22)的薄截面(23)，例如唇部凝固合格，本发明推出一种压模(36)，其模体由介质材料构成，形状可容纳窗用玻璃板(20)，模体限定细长空腔(73)，容纳液体包胶材料，在使用时，包围窗用玻璃板(20)的边缘部分，其特点在于：电极化场形成单元(75)设置在模体内。

Description

窗用玻璃板边缘包胶装置与方法
本发明涉及一种窗用玻璃板边缘包胶的装置与方法。窗用玻璃板可以是(但也不一定是)，例如汽车窗用玻璃板，准备镶在车体的窗孔上。
窗用玻璃板边缘的包胶是一项熟悉的技术，用这种方法可在现场至少对窗用玻璃板周边的全部或部分进行塑料模制包胶。模制是把板置于承受的压模里。确定包胶材料(包胶剂)的空腔，引入可凝固的液体包胶材料，使材料凝结成为固体包胶。这样形成的封口与窗用玻璃板胶结在一起，有时被称为整体板。板为平面，也可以是曲面，用玻璃和/或塑料制成。如果是玻璃板，则可使其韧化，层压或退火。这种边缘包胶技术(为简便起见，以下简称为“包胶”)例如可从WO85/01468和GB2,147,244标准中得知。
人们知道，用反应注射成型(RIM)法包胶窗用玻璃板，这种方法及材料凝结固化形成固体包胶，或用热塑模制材料，如PVC通过冷却凝固。为使这种方法操作成功，必须保证压模真正灌注包胶材料后，使材料充分凝固。因此，前面的这种方法要求使用非常高的压力，在容许的短时间内注满压模。一般说来，RIM法要求包胶材料在数个Mpa压力下注射，而PVC模制，则要求数十个Mpa压力。通常，压模为两半，靠压紧力彼此保持闭合，压紧压力要求超过注射压力。因此，压模需要用强度大的刚性材料，例如钢制造，而且压模两半的配合面彼此加工成紧配合，在受到这种高压时，包胶紧靠要包胶的窗用玻璃板。这样的压模价格非常昂贵，而且制造需要花费很长时间。所以，在包胶曲面玻璃板时，如果尺寸与形状公差稍微有点偏离，板就会因施加到刚性两半压模的压紧压力而破裂。
有时，人们承认，在很低压力下进行模制的边缘包胶技术，由于可使用稍微柔软，价格低廉压模而大大受益。在日本标准出版编号JP1-122722(代表为Asahi GlassKK公司)中曾推荐过，采用塑料溶胶作为窗用玻璃板的包胶材料，因为这种材料粘度低，不加热不会开始固化。建议在加热装置中采用高频加热电极，但有关详情没有公开。
EP333 538(代表为标致汽车与雪铁龙汽车公司)公开了一项生产窗用玻璃板包胶的方法，即用硅橡胶压模模制PVC塑料溶胶包胶，再通过电磁辐射进行加热。压模放在两块平行的铝板之间，该板连接产生3-3000MHz范围的电磁波发生器。板中设有冷却通道。
但是，经验证明，这种方法在模制的包胶横截面不均匀时，尤其是包胶有一部分，例如唇部经常是薄的横截面情况下出现问题。下面表明，在这种形状条件下，较厚部分已达到完全固化后，而薄的部分未被电磁辐射完全固化。
在制鞋业中，已试图对不同厚度的工件，用射频感应加热场进行均匀加热。在EP159 368(Clint Inc.公司)中，推荐用射频感应加热热塑材料，使能熔化，流入鞋底模制。模制设备的容量通过改变模制材料的介电常数，或改变电极间隔，或电极间夹附空气室，但压模外部与鞋底较厚部分相连，可保持均匀。
然而，在后来有关用高频电场可凝固材料包胶窗用玻璃板的文件中，没有提出较薄部分不固化的问题。例如，有关EP425011(LysFusion S.P.A.公司)设计推出一种弹性包胶结构压模，夹住窗用玻璃板。EP436438(标致汽车/雪铁龙汽车公司)使包胶夹附的镶嵌件朝向具有装饰或实效作用。
现在已经表明，板间(用作电极)形成的电场可缓解较薄部分的固化问题。通过改进压模形成电场。
本发明推出一种窗用玻璃板模制边缘包胶的压模，模体由电介质材料构成，形状可容纳窗用玻璃板，模体限定细长空腔，容纳液体包胶材料，使用时，环绕窗用玻璃板的边缘部分，其特点在于：在模体内，设置一件可极化电场形成单元。
所以，电场形成单元在使用中，至少包括电极化材料，该材料外加电场造成电荷变位(即偶极子)，但按一次近似化不产生。当然，熟练人员懂得，许多这样的材料，实际上与其说是良好的绝缘子，不如说是导电效果差。但是这种导电性通常低于被认为是金属导体材料导电性许多量级。尽管电场发生装置板间放置导体可能形成电场(通常叫做“高频发热电极”)，但由于这种导体使所占空间呈现平均电位，并将通过该空间的电位梯度有效减少到零位，所以不是一种最佳方法，因为正象下面所述的，不具有本发明的灵活性和通用性。
电极化材料可以是电介质材料，或是铁电材料，前者在材料不再受到电场作用时，失去极化，后者则极化程度固定不变。铁电材料的介电常数高于电介质材料；钛酸钡和铁酸钙是铁电材料的样板。
电场形成单元包括固体电介质材料或铁电材料，置于模体限定的空腔或电介质液体封装件里。形成单元采用不同介电性质，如介电常数的不同极化材料，使电场形成单元的电场形成效果有所改变。电场形成单元包括极化材料，其介电常数最好在2～1000范围，如果电介质材料的介电常数在50～100范围更佳。使用电介质液体时，封装件隔开，增加容纳包胶材料的模腔，因而要加热的包胶材料置于封装件外。
封装件最好最液体流过的导管。这样易于利用电介质液体的优点：用流动液体作为电介质场形成体便于将一种液体变成另一种，或改变使用中的液体介电性质(例如改变其温度或添加溶质)。
本发明还提出一种窗用玻璃板边缘包胶装置，包括符合本发明的压模，与供给系统相配合，将液体包胶材料送到压模细长空腔；还有使压模经受交流电场的电场发生器。
配置的电场发生器最好在5～500MHz频率范围操作，如果在10～100MHz范围更佳。
本发明另外提出一项窗用玻璃板边缘包胶模制方法，包括的步骤如下：
(a)备置压模，其模体由电介质材料构成，形状可容纳窗用玻璃板，模体限定细长空腔，容纳液体包胶材料，通过电介质加热，可发热。
(b)将窗用玻璃板放入压模，使板的边缘部分伸入模腔。
(c)将液体包胶材料引入空腔，使包围板的边缘部分。
(d)使压模与包胶材料经受交流电场，从而在包胶材料中产生热效应，使其凝固，其特点在于：模体中设置电极化形成单元，以此在包胶材料中产生真正的均匀热效应，从而将电场强度集中在包胶材料需要部分。
本发明还提出一种用本发明方法生产的包胶窗用玻璃板。该方法允许使用以前未能使用的聚合材料进行包胶，这种材料可为生产这一包胶窗用玻璃板提供有利性质，例如耐用性，韧性。
本发明采用的电介质加热法，其步骤包括在射频(RF)电极间造成电场空间，把产物体置于上述电场空间，进行电介质加热，上述产物体具有这样形状或介电常数分布，即产物体内射频电极产生的电场有不合需要的强度，分布在产物体，至少要有一个电场形成体布置在场空间，选择的电场形成体形状与介电常数以及在电场空间相对于产物体的位置能把产物体中电场强度分布调整的更加合乎需要，并将射频能量加到电极，以加热产物体。
现参考附图对本发明的无限制实施例加以描述。附图如下：
图1a，1b和1c为平行板RF高频发热电极模化效果，包括被加热的矩形电介质体，并分别表示用有限元分析法计算的电位，电场及功率密度分布情况；
图2a，2b和2c为压模所装楔形固化聚合物电位，电场和功率密度分布模化效果；
图3a，3b和3c与图2a，2b和2c相对置，表示冷却液管通过压模材料构成场形成单元所包括的模化效果；
图4a，4b和4c为模腔内液体包胶材料电位，电场和功率密度分布模化效果，模腔包括玻璃板部分。图4还表示图3电场形成单元的模化效果；
图5为本发明方法模制周边包胶的窗用玻璃板；
图6为包括图5包胶板周边部分的放大剖面图，该剖面图取自图5所示VI-VI剖面线。图5板的包胶横截面与板两长边相同，因而两倍于VI-VI剖面线；
图7为包括图5包胶板周边部分的相同放大剖面图，该剖面图取自图5所示VII-VII剖面线；
图8为模制装置总侧视系统图，装置包括装有压模的压力机，压模可配装本发明电场形成单元；
图9为图8压力机放大侧视图；
图10为本发明压模部分再放大剖面图；
图11为图10相同视图，但表示本发明另一实施例。
现参照图1，2和3对本发明基本原理加以描述。众所周知，电介质加热用的RF高频发热电极可视为平行板电容器，它注有多层不同电介质材料(其中有的是空气)。当施加电场的板间采用许多电介质材料时，外加电场的电介质材料分子形成电偶极子匹配，故在产生的电介质材料内，形成所谓去极化场。该去极化场与外加电场相对抗，而使电介质材料内的净电场强度降低。电介质电场强度降低大小取决于电介质材料的介电常数以及板间相对厚度。
介电常数由相对电容率εr控制，其值按下式求出：
εr＝εr′－εr″j
式中：
εr′表示介电常数
εr″表示电介质损耗因数
采用交流(通常为射频)电场加热基本非导体时，可限定电介质加热。尽管导体材料具有很高的电阻率，但由于材料电介质损耗因数的结果，通过射频(RF)场导体内的功率密度还是有明显的提高。所以，电介质加热被认为适用于基本非导体材料，但还用于描述材料的射频加热。该材料有较高电导率，但不致高到导体内交流电磁场穿透深度较之被加热体厚度要小。通常电介质加热不同于微波加热，因为微波能量在导体内被一些机物所吸收，包括导体材料分子的谐振吸收，典型是水分子。
在工业应用电介质加热中，经常有一些实际要求，导致在电场结构型式与电介质材料性能方面产生一些复杂问题。这使RF高频发热电极结构复杂化，最好能在电位与分布方面，以及电场中电介质材料产生的功率密度方面使电场模型化。通常要求二维模型，这样需要求解在有电介质情况下，电位V(x，y)修正的二维拉普拉斯方程式，
即div(εrgrad V(x，y))＝0    (a)
再用下式计算电场E
ε＝-grad V(x，y)    (b)
除最简单几何情况外，如同其他均匀电场中圆形截面材料，用分析方法不能解决这种计算，必须采用数值计算法。该类问题最理想的数值计算法是有限元分析。
有限元分析中，位置几何划分成许多小单元(通常是三角形)。这些单元中，假设电位V随位置呈线性变化，则计算单元节点(点或角)上单独电压的问题得以减少。至少还需要一边界条件，例如RF电极电位。按拉普拉斯方程式选择近似值(用分析方法可解答)，再计算出电位节点值。要修正近似方程式，直到取得最佳效果为止，最后用线性插入法计算单独单元各点上的电位。
当知道系统几何结构上的电位有变化时，可用上述方程式(b)计算电场，然后再计算功率密度的变化。
幸而这种方法被采纳，而且备有这类解题的标准方法和许多计算机软件包，以完成这些计算，为了有效使用这种软件，必须确定所关心的系统近似值，并将组成物座标输入模型。选择合适的有限单元(三角形)尺寸并使系统“结网”形成网格。因此，分析法要求系统中任何材料有相对电容率；RF电极有复电压，以及RF电压的频率，在这种数据条件下，可绘制出随位置而变的电位V，电场E以及功率密度Pv。
这一模化示例列于图1a，1b和1c。电介质材料矩形块1(εr＝5.0-0.5j)位于平行板RF电极2与3之间。电极之间其余空间为空气(εr＝1.0-0.0j)。强度5000V，频率27.12MHz的RF电压加到上电极2，下电极3保持地电位。图1a为有限元法计算的恒定电压等值线4。绘制出167v间隔的30条等值线。电介质存在明显使电压分布失真，偏离仅有空气两极间的预期分布值(平均等距等值线)。由于电介质材料方块1介电常数大于空气介电常数，势必把等压线“推出”，进入周围空气。因此，电场缩小在方块1范围，同时在周围空气中扩大。如果空气改为不同材料，例如模制材料，在该材料介电常数与空气的介电常数相同，或实际至少小于方块1的介电常数条件下，会产生相同的效果。
图1b为电场分布情况，选择点的电场用箭头5表示，其长度代表电场相对强度。箭头方向与电场方向一致。可以看出，电介质内电场大大小于上面空气中电场。在试样方块1顶角的电场最大。
图1c为功率密度分布图，用圆圈6表示。这时，功率密度与圆圈6直径成正比。只要材料为非零位εr″，在电介质方块1这样情况下，将是非零位功率密度。
这种模化法可用于固化液体聚合物，将温度升高，超过一定固化点凝固，因为这种聚合物可入模浇注，生产复杂的形状，故使用起来非常方便。硅橡胶由于操作比较容易，且价格低廉，故常常用于这种压模，遗憾地是硅橡胶还是良好的隔热体，从外部将所施热量经过压模传到产物十分困难。
RF电介质加热最理想适用于这一用途，因为发生的强大RF电场很容易通过整个压模及液体聚合物试样。
图2a，2b和2c表示楔形聚合物10压硅橡胶压模11中占据电极间其余空间的模化状态。硅橡胶相对电容率εr标准为3.0-0.0j；液体聚合物测量值εr约为5.0-0.5j。另外，用二维有限元分析法易于将该系统模化，所得结果列于图2a，2b和2c。由于聚合物10的介电常数与压模11区别不大，所以电场没有特别失真。但是，由于功率密度与电场的平方成正比，故聚合物整个截面电场上即使相当小的变化也会引起功率密度很大改变。既然这样，加热的楔块厚部分明显大于楔块薄部分。
除这一不均匀功率密度外，楔块薄端有更多的热量成比例地损耗在压模周围(由于与体积比表面积更大)，所以通过楔块的温度变化将有所扩大。这种不均匀加热导致试样脱模时，薄端没有固化(即仍为液体)。
该过程最理想的装置是产物脱模前后的冷却机构。按照同样方式，硅橡胶可避免产物从外部加热，也能降低外部冷却过程的效率。一种解决的方法是在压模本身设置通过液体，例如冷水的冷却通道，在试样固化后可以流动。这种冷却液可用作辅助电场形成电介质，以提高聚合物楔块薄端的功率密度。另外，用有限元分析法使该系统易于模化。
图3a，3b和3c为楔形聚合物10和压模11在增加电介质场形成体12时电位，电场和功率密度分布模化结果。电介质体12包括截面图示的冷却水管，布置在楔块薄端之上。通过重复模化，稍微改变水管截面形状，尺寸或位置可优化这些参数，从而将电场集中到所需程度，使增加的功率密度合乎需要。
图4a，4b和4c为含有包胶材料的聚合物15相应模化结果。聚合物15一般仍为楔形，但这时更加接近下面所述型式包胶窗用玻璃板构成的四周包胶横截面。这时，模化还应考虑到玻璃板21在电场的作用。聚合物15包括薄截面13和厚截面14。通过比较图4c与图2c和3c可以看出，厚截面14形成的功率密度现在更加均匀。这样我们就可以假定，与图2c和3c聚合物10相应部分比较，减少了厚截面14过热的危险，在下面所述实际工作中，也观察不到有过热。电场形成单元12与图3没有变化。
如上所述，当流过液体，例如水的导管，最好是管子为最佳电场形成单元时，其他电介质材料尽可能象压模内固体物一样用作电场形成单元。曾用接触式电介质探测器测量过在27.12MHz下各种电介质材料室温的相对电容率。下表列出按照介电常数(εr′)增加次序的电容率：
聚丙烯                2.2-0.0j
木材                  3.0-0.25j
硅酮玻璃            3.8-0.0j
硅橡胶              3.0～5.0-0.0j
去离子水            78-0.7j
自来水              80-20j
为进行比较，室温下PVC塑料溶塑相对电容率为4.0-0.3j。
场形成电介质可分为两类：一类介电常数值低于被加热的产物材料；另一类介电常数大于产物材料。木材与自来水的电介质损耗因数值都很大，可在RF电场变热。场形成电介质温升很高，表示损耗因数(εr″)对于应用过高。
然而，高电介质损耗因数的材料需要防止作场形成电介质使用。被电介质吸收的功率与εr″和E2的乘积成正比。如果用作电场形成电介质的材料介电常数比产物高得多，那么产物中的电场比电场形成电介质的电场也高得多。
因此，尽管εr″在电场形成电介质中可能很高，但εr″E2之积依然低得多。
总之，材料电介质性质视温度而定。介电常数与电介质损耗因数随温度变化很大。由于产物电介质性质相对于电场形成的性质有改变，故场形成电介质的效应将减弱。电场形成电介质的选择与设计必须提出一种妥善的解决办法，与产物电介质性质范围更好适应。如果温度依赖关系极大，则可能没有适用的电场形成解决办法。
总而言之，电介质材料在置于RF电场时，往往发热不均匀，通常，电介质基本使电场失真，造成功率密度分布不均。即使RF功率密度均匀遍及整个产物，但表面热损耗也会在中心造成相当高的温度。不管什么原因，任何不均匀加热都会导致质量低劣，甚到损坏产物。
经常，但不一定所用低电介质损耗因数的电场形成电介质都能明显感应电场，从而确定功率密度的分布。这些电介质的几何形状与相对电容率必须精心与规定的用途相配合。
这种电场形成电介质可用来在产物内均匀加热；将加热集中在产物一定部位，甚至避免其他部位发热。
现参照图5～11对本发明特殊实施例的窗用玻璃板包胶这一新工艺应用加以阐述。
图5为一种型式的包胶窗用玻璃板20，用本发明的方法可以制造。尽管该特殊实施例中，窗用玻璃板20包括一弯曲韧化的玻璃板21，其尺寸和形状适合作汽车的固定侧后窗使用，实际上是用窗用玻璃板材制作，例如诸如聚碳酸酯塑料，或玻璃/塑料复合材料，如用玻璃制作，可为退火玻璃层压板，或为韧化(例如热韧化或化学韧化)玻璃层压板，或是热硬化玻璃层压板，代替单层韧化玻璃板。包胶板可不用于汽车，可用于建筑，或在其他运输部门使用。板可为多层玻璃，例如双面玻璃装置。
包胶板20包括玻琉板21，外包周边包胶22。玻璃板有中心区26。包胶22的横截面部分根据玻璃板21周围模制的周边形状确定，其余部分(即较大部分)，则在玻璃制造厂商的协助下，由汽车设计师确定，以适应车体承接凸缘，达到理想的外部装饰。随着汽车空气动力性能日益重要，最理想的是包胶22要有薄的截面23，包括唇部，或为“倾斜薄边”，使板20与车体窗用玻璃齐平，或至少与其大致相等。
图6和7分别为板20在图5剖面线VI-VI和VII-VII的剖面图。上述的特别包胶窗用玻璃板，其两长边24横截面相同，所以剖面线VI-VI两倍于图5所示。包胶22的薄截面23在图6表示更清楚。已经证明，象这样的薄截面使用以前电介质加热的工艺进行固化十分困难。包胶的横截面可以改变，例如在示例中，如图7所示，板20的短边25就各不相同。另外非常可能窗用玻璃板各边要求有不同的包胶外形。
模制包胶22的材料(“包胶材料”)可以是任何材料，只要能象可凝固的低粘度液体那样制备，固化或用加热法使其固化(无论是用胶化，聚合化或其他机制)，以便凝固形成具有合适性质(例如耐久性，韧性，弹性，密度)的固体材料，作为窗用玻璃板的包胶。
最好的材料是PVC塑料溶胶，即弥散在增塑剂中的细分PVC聚合微粒悬浮体。本工艺采用的PVC塑料溶液系专利产品，由位于WA88PT柴郡，Widnes，Everite Rd的Acrol Ltd.公司销售，品名：Soltak Black SPD/346185。
PVC塑料溶液用胶化法加热凝固，当塑料溶液温度升高时，增塑剂逐渐被聚合微粒吸收。增塑剂被充分吸收后，则完全凝固，形成结构均质的PVC材料。增塑剂开始吸收的温度本文称为稳定性极限；如果材料保持在该温度以上，最终将出现胶化。增塑剂吸收率与温度有关。推荐的快速胶化温度本文称为目标温度；无论是稳定性极限，还是目标温度均取决于所用的具体塑料溶胶配方；对于Soltak Black SPD/34685制造厂商建议稳定性极限40℃，目标温度140℃。
图8为本发明的窗用玻璃板包胶装置系统图。通常该装置包括一套压力机30与包胶材料供给系统31。压力机30详图示于图9。供给系统31包括包胶材料用的绝热贮槽32。在本实施例中，材料为上面指出的PVC塑料溶胶，还有一台用电动机34驱动的泵33，环绕塑料溶胶供给管路41抽送塑料溶液。管路41包括进给管线35与回程管线37，前者将塑料溶胶送到压模36，后者使塑料溶胶自压模回到贮槽32。进给与回程管线35，37也均绝热。贮槽32装有加热盘管38，内部通过热水器39来的热水进行加热。贮槽32内的塑料溶胶温度，最好用传统的恒温控制系统(无图示)控制。贮槽32还装有带螺旋桨的搅拌器40，主要保证来自加热盘管38的热量能均匀传遍槽内塑料溶胶。泵可在大约70～900Kpa(10～130磅/英寸2)范围的压力下抽送塑料溶胶，克服管路与压模中的压力降(下面详述)。
图9为放大比例的压力机30，包括有机架50，下面有一交叉件51，支承压模36与电极板52，53。更详细的结构是上电极板52滑装在立柱55上，这样与支柱进行电气连接，从而连通机架，因此，可作为接地极使用。下电极板53为高压电极，所以安装在高压陶瓷绝缘子54上，本装置有6个(另外3个正好位于图中所示3个的后面)。
设计的压模36容纳玻璃板21的周边，不封装中心区26。所以压模平面为环状，但不一定如此，即玻璃板21中心区26为压模36所封装。压模36包括模体本身，由两块半模36a与36b组成，分别装在电极板上。半模设有凸耳及相应定位空心，共同确定模腔。
模体由电介质损耗因数相当低的硅橡胶构成，以便使模体在使用时时不受RF电场很大加热。最好的硅橡胶为Rhone-PoulencRTV1597，可固化到肖氏A硬度40，收缩量0.1％，由设在赫里福德和伍斯特郡Kidderminster的Bentley Chemicals公司供给。压模靠上板52垂直滑动开闭，该板连接气缸57的活塞杆56，气缸装在机架50的上交叉件58上。本发明采用的低注射压力另一优点是：通常使用气缸，而不是液压缸闭合压模，施加压紧力，从而降低装置成本。
通过进给管线35供给的塑料溶液可用注射器引入模腔。通过上板52，设有一进给阀59。靠小气缸60致动。同样，压模设有一出口，通过排放阀61，靠小气缸62致动，所以，有可能环绕塑料溶胶供给管路41。经过模腔与贮槽32，构成塑料溶胶连续流动。另外设置压模旁通支管(无图示)，以便在阀门59，61其中之一关闭时，能连续流动。阀门59，61装有压力传感器(无图示)，监测这些点上的压力。设置供水系统64，最好是用去离子水，包括调节水温与溶质含量的装置，用于电场形成单元(下面结合图9描述)。
电极52，53共同组成高频发热电极与RF发生源63相连。用铜带连接任何合适的RF发生器，最好是用50Ω同轴电缆连接输出阻抗为50Ω的RF发生器。对于那些熟悉RF介质的人们非常了解，连接高压电极板53最好在两点或两点以上，位置要合适，以便使板获得均匀电位。
原则上，工作频率5～500MHz适合于RF电介质加热，最好的频率范围为10～100MHz。实际上，使用这种范围的频率要有法规控制，防止使用互相干扰。RF电介质加热允许频率为13.56MHz，27.12MHz或40.68MHz。本装置曾用13.56MHz频率。
外加RF能量的电压没有特别临界值。实际上，绝缘子，尤其是空气发生击穿和电弧危险规定为上限，下限可按实际情况确定，即加热速率和后来要求的固化。这样对用本装置包胶板所花费的时间，即循环工作时间产生明显的影响。一般情况，本装置使用1000-5000V电压，可以采用更高的电压，但要缩短循环工作时间，而且采取防止发生电弧的预防性措施。
使用时，RF高频发热电极(实际上，为了便于整台压力机30)外包法拉第筒(示图示)，将电场包围，便于安全可靠。
图10为环状压模36部分放大剖面图，即视向右面部分。如果电极板连接前平视，图5板20的压模一般呈三角形环状。由于玻璃板21中心区26未被压模盖住，如果图形延长到左面，则图10表示为压模左面部分，因为剖面线在两个对置点将压模断开。
压模敞开时，压模沿剖面线A-A分开，半模36a与36b正好在部位70互相会合，并包胶。在玻璃板21通过半模36a，36b之间的地方，设置接合区71，72，紧靠玻璃板21包胶。半模36a，36b共同限定细长的敞开空腔73，该空腔容纳玻璃板21的周边，进一步限定引入PVC塑料溶胶包胶玻璃板的封闭体79。
下半模36b设有电介质场形成单元，最好呈导管形状，此处表示为水管75。要不另外将这种单元设置在上半模36a内。布置的导管最好充分靠近模体空腔，以便在使用时，热量从空腔传到导管，并借助于流过导管的电介质液体消除，如上所述，在本实施例中所用液体为水。因而，导管既可用作场形成单元，也可用作冷却通道。
空腔73靠半模36a，36b限定，由第1部分和第2部分组成，第1部分的横截面较厚，而第2部分的横截面则较薄，电介质电场形成单元布置在第2部分附近。在图10中，空腔73表示包住玻璃板21的周边，但第1较厚部分77与第2较薄部分78依然可识别。
模制的包胶横截面外形决定所需的电场形成以及后来电介质电场形成单元的布置。可设置一个或一个以上的单元，各单元根据包胶横截面可有不同的横截面形状，尺寸或在模体中的位置。此外，如此处所述，当各单元为导管时，则横截面形状，尺寸或相对于细长空腔73的导管位置可沿导管长度有所不同，通常导管延长的方向平行或局部平行于空腔延伸方向。当然，导管不一定是圆形横截面。
导管最好是有管壁76的水管75。管75的管壁76可用电介质材料制成，最好是低损耗因数的电介质材料，以便发热不显著。适用的材料有聚丙烯，PTFE，硅橡胶以及某些玻璃。管壁最佳材料是与压模36本身相同的材料(至少材料具有相同的介电性质)，因为管壁不影响电场，从而简化了电介质电场形成单元的结构。
构成空间，作为电介质液体封装件部分的另一种方法是所谓的“失蜡”法，也就是铸造法，即铸塑成形时，含有溶性或易熔物质，通过溶解或熔化除掉，留下空间。空间用作导管时产生的优点是模体本身可作导管管壁使用，从而消除管壁影响电场的可能性，但是更重要的是对过程完全控制，确保导管内取得令人满意的内部断面。不完整性，特别是不平度或突出部(不管是朝向或离开导管中心)都会导致电场形成效应达不到理想效果。
图11为本发明的另一实施例，其中，压模36中的场形成单元包括置于空间81的实心体80。实心体80由电介质材料或铁电材料构成，其介电常数与电场形成需要程度相适合，而且损耗因数很低，足使在电场使用过程中不能显著发热。材料为前面所列电介质材料。
现参照图纸，采用图10实施例对装置的操作与窗用玻璃板包胶方法加以描述，起动之前要清理压模，如果是硅橡胶压模，则不需要脱模剂，但是如果压模是用不同材料制成，就有这种必要。如果窗用玻璃板21用玻璃制造，则要预处理，增强包胶的粘着力，包括用含硅烷的粘着促进剂，如Hamatite GPI300擦拭周边，这种促进剂由日本的Yokohama Rubber公司或美国的Morton Yokohama公司制造，要按照制造厂商的说明书使用，而且玻璃板要预热到80～190℃温度范围，最好是140℃左右。另外正在开发供室温操作的代用粘着促进剂，从而排除玻璃板需要预热，便于层板包胶。当压模36处于敞开状态时，玻璃板21在下半模36b，以致落于接合区72相对于空腔73的正确位置，然后操作气缸57，引起活塞杆56与上电极板52下降，压模闭合，从而使上半模36a接触下半模36b与玻璃板21，同时施加适合的压紧力。选择的压紧力应超过注射塑料溶液(下面论述)压力适度的百分数，以便使边缘可靠，消除泄漏。
正如早已所述的，装置中已采取了措施，将贮槽32中的塑料溶液胶保持在选择的高温。由于设置了与旁通支管配套的塑料溶胶绝热供给管路41，故在连续抽送过程中，塑料溶胶在整个供给管路的温度实际上都一样。所以，进入模腔73预热，将塑料溶胶保持在高温具有若干优点：首先，降低了塑料溶胶粘度，一般是每10℃温升减半。其次，由于塑料溶胶已部分达到目标胶化温度，故不太需要电介质加热。这就缩短了加热时间，假定塑料溶胶损耗因数没有表现随温度而显著改变，这样也减少了模腔73不同点之间塑料溶胶温度温差，因为与场形成单元一致，介质加热效应未必完全均匀。第三，使用温度控制系统可缓和由于外部影响，例如工厂周围季节性温度变化造成的塑料溶胶温度变化。
选择高温时，参照如下条件：温度越高，来自上述前两项优点的效益越大；但是高温不应超过材料的稳定性极限(缓慢胶化开始)，因为这种极限大大低于推荐的快速胶化目标温度。例如，由于使用的PVC塑料溶胶材料(Soltak Black SPD/34685)目标温度在140℃左右，稳定性极限约为40℃，最好在稳定性极限稍低的高温抽送。
打开进给阀59，以便将塑料溶胶从进给管线35引入模腔73的封闭体79。同样，打开排放阀61，开始是空气，随后放出塑料溶胶(压模基本充满)进入回程管线37。塑料溶胶流过封闭体79，环行供给管路41，直到全部空气基本排出封闭体79为止。
这样所需周期最好按照模制的包胶22形状结构凭经验确定；最初周期可三倍于灌注时间。当塑料溶液到达排放阀61时，可以在该处监测压力进行探测。
正如前面所述，这种包胶方法主要优点之一是可使用非常低的注射压力。塑料溶胶流动时，模腔灌注的封闭体压力降(还可根据设计)范围从小到10Kpa(1.5磅/英寸2)到大慨700Kpa(100磅/英寸2)，最好的范围是70～550Kpa(10-80磅/英寸2)。此外，各进给管线35与回程管线37也有微小压力降，可能有10～100Kpa(1.5～15磅/英寸2)，这取决于管线长度与口径。在装置插图示例中，贮槽32不加压，即回程管线37末端基本敞开。在进给阀59模腔封闭体入口压力范围为40～400Kpa(6～60磅/英寸2)；最好是100～200Kpa(15～30磅/英寸2)；如图5所示，为模制包胶板20包胶22而设计的压模36曾测出典型入口压力100Kpa(15磅/英寸2)。设计供给管路41时，普遍希望，设法把各种压力降降到最低程度，使这种包胶方法的主要优点都充分体现。
空气从模腔73排出后，关闭阀门59与61。最好是先关闭排放阀61，以便稍微加压模腔内的包胶材料，这样提高包胶22的表面光洁度。然后接通RF电场，通电时间可由20秒到2分钟，这取决于达到的温度及模腔内取得的功率密度。凭经验，用这种时间进行电介质加热足以满足，因为已知，模腔73封闭体各部分的塑料溶胶已稍微超过目标温度。要避免超出这一温度的过量加热，否则，胶化的PVC可能发生热降解。在接入RF电场期间，当然需要供给系统64向水管75供水(因为损耗因数低，最好是去离子水)，以达到理想的场形成效应，水最好流过水管，使能控制水温。温度变化或添加溶质可改变水的介电常数。
根据使用的包胶材料，尽管已胶化，但在目标温度下，也太软弱，不能可靠脱模。使用Soltak塑料溶胶，情况也是如此。同样，水能流动，甚至不停地流动，这时起到冷却水的作用，直到达到形成合适强度的温度为止。
使用上述材料模制的新包胶22(当然与这时包胶的玻璃板21周边一起)最好冷却到100℃以下，然后开模，取出包胶板20。除了已往所述的成本低，制造周期短等优点外，采用硅橡胶压模与低注射压力一起，事实上还具有另外的优点，即整个压模起到包胶作用。已经表明，用这种方法，在模制过程中，很少泄漏包胶材料，因而包胶板较少修整(例如去飞边)或精饰。此外，由于系统有可能设计成进给和回程管线在空间外经受RF电场，所以也很少有浇口从板上修整。这两种情况及包胶材料的应用更加经济。

Claims (21)

1.将边缘包胶模制在窗用玻璃板上的压模，其模体由介质材料构成，形状可容纳窗用玻璃板，模体限定的细长空腔容纳液体包胶材料，使用时，包胶材料包围窗用玻璃板边缘部分，其特点在于：电极化场形成单元设置在模体内。
2.如权利要求1所述的压模，其中，场形成单元包括介质材料或铁电材料实心体。
3.如权利要求1所述的压模，其中，介质场形成单元包括介质液体封装件。
4.如权利要求3所述的压模，其中，封装件包括介质液体在使用时通过的导管。
5.如权利要求4所述的压模，其中，导管包括有介质材料壁的管子。
6.如权利要求4或权利要求5所述的压模，其中，模体内导管位置充分靠近空腔，以便在使用时，热量从空腔传到导管，并被介质液体消除。
7.如上面权利要求所述的压模，其中，空腔包括第1和第2部分，第1部分为较厚横截面，第2部分是较薄横截面，介质场形成单元位于第2部分附近。
8.窗用玻璃板边缘包胶装置包括：
上面权利要求的压模；
向压模细长空腔供给液体包胶材料的供给系统，以及
使压模承受交流电场的电场发生器。
9.如权利要求8所述的装置，其中，布置的电场发生器操作频率为5～500MHz，最好是10～100MHz。
10.边缘包胶在窗用玻璃板上的模制方法包括如下步骤：
(a)备置压模，其模体由介质材料构成，形状可容纳窗用玻璃板，模体限定细长空腔，容纳液体包胶材料，通过介质加热，可发热。
(b)将窗用玻璃板放入压模，使板的边缘部分伸入模腔。
(c)将液体包胶材料引入空腔，使包围板的边缘部分。
(d)使压模与包胶材料经受交流电场，从而在包胶材料中产生热效应，使其凝固，其特点在于：模体中设置电极化场形成单元，以此使包胶材料产生真正的均匀热效应，从而将电场强度集中在包胶材料需要部分。
11.如权利要求10所述的方法，其中，场形成单元的介电常数范围为2～1000，最好在50～100范围内。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中，场形成单元包括介质材料或铁电材料实心体。
13.如权利要求10或11所述的方法，其中，场形成单元包括介质液体的封装件。
14.如权利要求13所述的方法，其中，场形成单元包括至少因步骤(d)部分包胶材料加热流过导管的介质液体。
15.如权利要求14所述的方法，其中，液体的介电常数因流过导管而改变，以致改变包胶材料需要部分中电场的强度。
16.如权利要求15所述的方法，其中，液体介电常数只因步骤(d)部分而改变。
17.如权利要求13～16其中之一所述的方法，其中，介质液体为水。
18.如权利要求14～17其中之一所述的方法，其中，步骤(d)以后，该方法还包括通过介质液体，冷却压模和包胶材料。
19.如权利要求10～18其中之一所述的方法，另外包括步骤(c)以前包胶材料的预热步骤。
20.如权利要求10～19其中之一所述的方法，其中，包胶材料在供给管路内循环流动，步骤(c)包括将包胶材料通过进给阀从供给管路引入模腔，使材料流过空腔，从而将其大致填满，过量材料离开空腔，通过排放阀流回供给管路，然后，在进给阀关闭之前，关闭排放阀，以便加压空腔内的材料。
21.用权利要求10～20其中之一的所述方法生产边缘包胶窗用玻璃板。
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