CN1137495A - 彩色贴面玻璃生产工艺及其热处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种彩色贴面玻璃的生产工艺及其设备，以玻璃为基体，用玻璃质色釉将图案印刷到玻璃表面，在高温烧结时，使玻璃的两个表面分别按不同的温度曲线进行热处理，减小了玻璃变形，烧结前，在玻璃釉面上均匀撒上石英砂，石英砂事先用Na2CO3水溶液润湿，可增加与水泥的接触面和粘接力，对施釉前的玻璃进行圆弧磨边，可使玻璃贴缝完全一致，热处理设备为隧道窑炉，炉体分上、下两部分，24个测温控制段。

Description

彩色贴面玻璃生产工艺及其热处理设备
本发明是一种可粘附于建筑物内、外墙的彩色贴面玻璃生产工艺及其热处理设备。
目前，以玻璃为基体，利用有机或无机釉将彩色图案印刷于玻璃基体表面，再经高温烧结而制得的彩色玻璃制口之广泛用于建筑装饰材料，但釉面玻璃制品在高温烧结时易发生变形，成品率低。通常这种玻璃制品的粘贴面比较平滑，不能用水泥镶贴，要用玻璃胶一类胶粘剂粘结，不能贴于建筑物的高处，实用性差。中国专利922336186公开了一种具有高吸水率陶土层的玻璃壁砖，它是在玻璃上印刷覆盖一至二层釉料，再印刷覆盖一层氧化铝或氧化矽为骨材和陶土的混合物，并予以烧结，使所制得的玻璃壁砖具有高吸水率的覆盖面，以实现用水泥粘贴的目的，但并没有指出如何解决玻璃易变形的问题，中国专利91102993公开了一种彩玻复合面砖，它是采用平板玻璃印刷低熔点彩色材料(玻璃彩色料)使透明玻璃形成一面是彩色的玻璃，再在上彩面用无机、有机粘合剂粘上石子或烧上硅酸盐粒，使之成为粗糙面，在烧制时，同样存在釉面玻璃制品易变形的问题，在解决变形问题方面，人们还处于研究阶段。
本发明的目的在于提供一种工艺合理、变形量小、成品率高的彩色贴面玻璃的生产工艺及其热处理设备。
彩色贴面玻璃的生产工艺是这样实现的，以平板玻璃为基体，用玻璃质色釉将图案印刷到玻璃基体表面，再经热处理高温烧结而制得成品，玻璃釉面的热处理温度高于玻璃软化点温度，其特征在于釉面玻璃的热处理工序中，玻璃基体的两个表面分别接不同的温度曲线进行热处理，其中，玻璃基体的无釉表面的热处理温度低于玻璃的软化点温度，以对玻璃色釉面的温度热处理，可有效地减小玻璃的变形。在彩色贴面玻璃的热处理阶段，根据各类釉面玻璃制品的实际需要所选定的色釉的理论温度，如色釉的熔融显色温度T1，通常与玻璃的软化点温度T0不同，对同一类产品而言，不同颜色的色釉，温度T1又不相同，有些色釉T1＞T0，有些色釉T1＜T0，为了使色釉与玻璃结合良好，一般都确定实际的色釉面热处理温度T1都高于T1和T0，但随之产生的便是玻璃易变形，成品率低，在烧结热处理阶段，同时对玻璃的另一面进行不同温度的热处理，以对玻璃色釉面的温度相适应，可有效地减小玻璃的变形，提高成品率。
与上述的绕结热处理工序相配合，所用的热处理设备为隧道窑炉，窑炉内设有传送釉面玻璃的输送装置，输送装置上设有驱动轮驱动的锈钢输送网带，以输送装置中的不锈钢输送网带为界，炉体是由上、下两个温度不同的热处理区域所构成，以实现对玻璃的两面进行温度不同的热处理。
由于通过高温烧结的彩色釉面玻璃制品种类较多，现结合一种较实用的，利用水泥粘贴的彩色贴面玻璃，对本发明的生产工艺及其热处理设备详细描述。
图1为本发明生产工艺流程图。
图2为釉面玻璃的双面温度曲线图。
图3为热处理设备的窑炉结构示意图。
图4a为输送装置纵向结构剖视图。
图4b为输送装置横向结构剖视图。
图5为电控单元电原理框图。
平板玻璃经裁切、园弧磨边、清洗、干燥后，将选定的图案(如石材)，经照相制版，分制出多张单色胶片，对每张胶片分别制出丝网印板，同时配制出不同的色釉，采用定位套印方法，把石纹复制到平板玻璃上，釉层厚度约0.3mm，将石英砂放入Na2CO3水溶液中润湿，烤干后，把石英砂均匀地撒到玻璃釉面上，至此完成玻璃的印刷施釉工序，然后对施釉的玻璃进行高温烧结、退火热处理而制得成品，在热处理过程中，因色釉的熔融显色温度T1接近玻璃软化点T0，而不同颜色的色釉显色温度T1也不同，有些低于T0(如图2所示)，有些高于T0，对低于T0的色釉来说，如实际烧结温度T＝T1＜T0，既使色釉能熔融显色，但与玻璃面不熔接，色釉层与玻璃体粘结不牢，如实际烧结温度T高于玻璃软化点T0和色釉显色温度T1，则色釉不仅显色良好，而且熔融的色釉与软化玻璃面发生相互渗透的熔接过程，生成熔接过渡层，使色釉层牢牢地熔接于玻璃面上，但随之产生玻璃容易变形问题，为此，热处理工艺上采取双温度曲线处理方法，按图所示的T1＜T0的情况，也就是与色釉层接触的玻璃面的实际烧结温度T高于T0和T1，即T1＜T＝T0+ΔT1，其中ΔT1＝10℃-30℃。最佳为10℃-20℃，当T1＞T0时，ΔT1的最佳范围20℃-30℃。玻璃另一面的烧结温度T’低于T0，即T’＝T0-ΔT2，其中ΔT2＝5-25℃，最佳为15℃-25℃，目的是使这一面的玻璃保持一定的刚性，烧结温度低于玻璃软化点温度，用于适应色釉层玻璃面的温度，使变形减小，变形率可＜±0.3％。平板玻璃的软化点温度一般为565-580℃之间，T1560-590℃之间，当T0为570℃的情况下，色釉的不同显色温度T1烧结温度选值见下表。
软化点温度T0＝570℃
  取值T1 ΔT1 T ΔT2 T’
  575℃   20℃   590℃   15℃   555℃
  585℃   30℃   600℃   10℃   560℃
  565℃   15℃   575℃   20℃   550℃
  560℃   10℃   580℃   25℃   545℃
  590℃   30℃   600℃   5℃   565℃
为了对釉面玻璃的两个面进行温度不同的烧结热处理，采用将釉面玻璃置于窑炉内上、下部分分成的两个不同温度的测控区域进行热处理。炉体的上部和下部分别设有加热源，为使玻璃的无釉面的烧结温度低于玻璃的软化点，将玻璃基体放在不锈钢托板上，通过支承网带，由网带带动不锈钢托板在窑炉中匀速滑行，利用不锈钢板的良好导热性和散热性，使玻璃下表面温度低于软化点，也使玻璃的热交换均匀，避免了玻璃的破裂，减小了变形。
在玻璃釉层上的撒砂工序中，用筛选取50-70目，最好是60目石英砂放入浓度为5％～25％的Na2CO3水溶液中润湿，在烤箱烤干后，石英砂表面即附着一薄层Na2CO3而变成易熔石英砂，当玻璃板印上最后一层底色釉后，即把烤干的石英砂经一个简单的砂漏板均匀地撒到釉面上，进行高温烧结时，石英砂很容易与熔融色釉进行玻璃化融合反应，随着烧结过程结束，砂粒中大部分尚未来得及融化，形成被玻璃质色釉熔接的砂粒粗糙面，有利于增大与水泥的接触面，增强粘结力。Na2CO3溶液含量不同，可改变石英砂粒表面附着量，从而改变石英砂粒在高温烧结时的熔融程度，高含量可导致色釉显色变化，形成不规则的色斑，产生类似花岗岩的斑点状色感。在此种色釉上附有石英砂的玻璃烧结时，既要考虑砂粒与色釉的牢固粘接，又要兼顾图案是否需要显出色斑而相应采用不同的Na2CO3浓度，ΔT1的取值范围也在10℃-30℃为宜。
利用园弧磨边砂轮对裁切后的玻璃基体进行园弧磨边处理，在镶贴时与现有的直边相比，容易达到缝线宽窄一致的效果，也方便了镶贴，同时，玻璃的园弧边对斜射入射光的折射作用产生“光缝”，起到了加强缝线质感的作用。
本发明的热处理设备由隧道式窑炉和微电脑控制柜两部分组成，全长22米，窑炉内设有输送装置，输送装置上设有驱动轮1、2驱动的不锈钢输送网带3，以输送网带3为分界，炉体分上部21和下部5，上、下部各自设有的加热源对玻璃6的两个面分别进行热处理。纵向炉体上、下部各分12段，全炉体分24个由电脑温度控制器控制的温度测控区，施釉玻璃平卧于网带上恒速通过炉体，玻璃的上、下两平面分别按不同的温度曲线进行热处理，施釉玻璃的输送装置包括纵向支承钢架7，其上横向放置多个支承铁条8，支承铁条8上放置纵向铁丝9并由纵向铁丝9支承网带3，不锈钢网带3在主动轮1作用下，相对铁丝9作纵向水平运动；玻璃6平卧于1.5mm厚不锈钢板10上，由网带3带动钢板10运动，不锈钢板是热的良导体，它既起托板作用，又起匀恒导热体作用，在预热区，电炉通过它对玻璃起均匀加热作用，进入烧结区时，钢板的散热作用使玻璃无釉表面温度控制在软化点以下并使玻璃无釉表面不致因热交换不均匀产生的热应力而使玻璃破裂或变形。为了准确控制测温区的温度，利用微电脑对全部24段测温区进行温度控制，热电偶测温信号送入电脑温控器，依据已输入的控温范围和设立的PID控制参数，结合传输的运行状态来控制固体继电器。其中，电脑温度控制器11的控制输出端通过固体继电器GJ1-GJ4分别与加热元件R1-R4连接，电脑温度控制器11的控制输入端接有热电偶Y1-Y4和可编程序控制器12，控制器12的输入端接有运行状态传感器13，输出端通过交流接触器14与驱动轮的驱动电机D连接，用六台电脑温度控制器和一台可编程序控制器，每台电脑控制器为一个控制单元，有4个温度测控点构成一个单元电路，如图5所示。
本发明由于对釉面玻璃的两面进行热处理，并使玻璃的无釉面的烧结温度控制在玻璃的软化点温度以下，由此便减小了玻璃的变形，变形率＜±0.3％，可制成400×600mm2的较大面积的彩色贴面玻璃，同时，利用经Na2CO3溶液润湿的石英砂连同色釉一起烧结，增大了玻璃与水泥的接触面和粘结力，加之对裁切后的平板玻璃进行园弧磨边处理，玻璃成品容易粘贴，缝隙一致。热处理设备的窑炉体分上部和下部，上、下炉体的纵向各分多段温度测控区，利用不锈钢网带的匀速纵向运动带动其上的不锈钢板，玻璃的釉面朝上平卧在不锈钢板上，利用钢板的均恒导热性，使玻璃的热交换均匀，避免了玻璃的裂并减小了变形。本发明的彩色贴面玻璃性能指标达到或超过了釉面砖。

Claims (13)

1、一种彩色贴面玻璃的生产工艺，以裁切后的平板玻璃为基体，用玻璃质色釉将图案印刷到玻璃表面，再经热处理高温烧结而制得成品，玻璃釉面的热处理温度高于玻璃软化点温度，其特征  在于釉面玻璃的热处理工序中，玻璃基体的两个表面分别按不同的温度曲线进行热处理，其中，玻璃基体的无釉表面的热处理温度低于玻璃的软化点温度。
2、如权利要求1所述的彩色贴面玻璃的生产工艺，其特征在于玻璃基体无釉面的温度比玻璃软化点温度低5℃～25℃。
3、如权利要求1或2所述的彩色贴面玻璃的生产工艺，其特征在于是将釉面玻璃基体置于窑炉内上、下两部分构成的两个不同温度的测控区域进行热处理。
4、如权利要求3所述的彩色贴面玻璃的生产工艺，其特征在于将玻璃基体放在不锈钢板上，通过支承网带，由网带带动不锈钢托板在窑炉中匀速滑行，利用不锈钢板的均恒传热性，使玻璃的无釉表面的烧结温度控制在玻璃软化点温度以下。
5、如权利要求1或2所述的彩色贴面玻璃生产工艺，其特征在于在印刷色釉后的釉面玻璃烧结前，将备好的50-70目石英砂均匀撒在玻璃釉面上。
6、如权利要求5所述的彩色贴面玻璃生产工艺，其特征在于将石英砂事先放入浓度5％～25％的Na2CO3水溶液润湿，再烤干备用。
7、如权利要求1或2所述的彩色贴面玻璃生产工艺，其特征在于将裁切后的平板玻璃基体在印刷色釉前进行园弧磨边处理。
8、如权利要求6所述的彩色贴面玻璃生产工艺，其特征在于玻璃釉面的烧结温度比玻璃软化点温度高10℃～30℃。
9、一种彩色贴面玻璃热处理设备，其特征在于所述的热处理为隧道窑炉，窑炉内设有传送釉面玻璃的输送装置，输送装置上设有驱动轮驱动的不锈钢输送网带，以输送装置中的不锈钢输送网带为界，炉体是由上、下两个温度不同的热处理区域所构成。
10、如权利要求9所述的彩色贴面玻璃热处理设备，其特征在于炉体的上部和下部各设有12个由电脑温度控制器控制的测温控制段。
11、如权利要求9所述的彩色贴面玻璃热处理设备，其特征在于输送装置位于炉体下部，不锈钢输送网带上放置不锈钢托板，传输网带通过驱动轮在纵向设置的支承铁丝上匀速滑行，支承铁丝位于纵向支承钢架上设置的多个横向支承铁条上。
12、如权利要求11所述的彩色贴面玻璃热处理设备，其特征在于不锈钢托板的厚度为1.5mm。
13、如权利要求10所述的彩色贴面玻璃热处理设备，其特征在于电脑温度控制器的控制输出端通过固体继电器与加热元件连接，电脑温度控制器的控制输入端接有热电偶和可编程序控制器，可编程序控制器的输入端接有运行状态传感器，输出端通过交流接触器与驱动轮的驱动电机连接。
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