CN116080196B - 一种制造曲面夹胶玻璃的装置、方法及曲面夹胶玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明属于曲面夹胶玻璃制造技术领域，具体涉及一种制造曲面夹胶玻璃的装置、方法及曲面夹胶玻璃。本发明的方法包括布置玻璃胶片组、预热排气、加热粘结和降温冷却，通过在玻璃胶片组中设置间隙调节层，在玻璃胶片组中构建利于夹杂的气体排出的渐开间隙，再配合适度的真空环境以及压辊定向挤压，引导气体沿渐开间隙向两侧排出并防止回流，在此基础上通过加热使夹胶层软化将玻璃胶片组粘结成无气泡夹杂的曲面夹胶玻璃。本发明的装置适于上述制备方法，可以在一炉内完成上述方法所要求全部工艺步骤，不需要多次转移玻璃胶片组。本发明制得的夹胶玻璃不仅不夹杂气泡，并且内部应力得以有效消除，因此粘结牢固可靠，并且具有优良的抗冲击性能。

Description

一种制造曲面夹胶玻璃的装置、方法及曲面夹胶玻璃

技术领域

本发明属于曲面夹胶玻璃制造技术领域，具体涉及一种制造曲面夹胶玻璃的装置、方法及曲面夹胶玻璃。

背景技术

玻璃具有优异的透光性和美观性，并且原材料来源广，在建筑、交通等行业中具有十分广泛的应用，常用于制作室外幕墙、门窗主体、浴房隔断、陈列展柜、挡风玻璃等。根据不同场景的使用需求，玻璃也呈现为平面、曲面等不同的形状变化。

为了提高安全性，夹胶玻璃在业内被广泛采用。夹胶玻璃是在多片玻璃之间夹有一层或多层高分子中间膜经高温粘合形成的复合玻璃产品。由于中间膜的存在，两侧的玻璃即使碎裂，玻璃碎片也会被粘在中间膜上，并且破碎的玻璃表面仍基本保持平整光滑，这样可以有效防止破碎的玻璃坠落砸伤或划伤他人。

目前制造夹胶玻璃的方法大体分为合片、预热预压、高温高压三个阶段。具体地，将中间膜片展开并夹设于洁净的两片玻璃之间组成玻璃胶片组，预留适当余量条件下切除边缘多余的膜材；然后对玻璃胶片组进行初步预热预压，该过程须尽量从呈三明治状的玻璃夹层内排出空气；然后转移至高压釜内，在更高温度和更高压力条件下保持较长时间，使玻璃胶片组内的空气进一步排出，同时使玻璃与胶片粘合牢固，制得所需的夹胶玻璃。

然而，上述制造方法需要将经预热预压的玻璃胶片组搬运转移至高压釜内，由于预热的胶片已初步软化，具有一定的流动性，因此转运过程中两侧的玻璃很容易发生错位，造成叠差缺陷。而且由于夹胶玻璃普遍采用钢化玻璃制成，后期无法进行二次修整。此外，由于玻璃胶片组，尤其是曲面的玻璃胶片组，叠合时各处受力分布状况复杂，夹杂的气体在预热预压阶段难以充分排出，因此在高温高压阶段需要以非常高的压力保持较长的时间，利用两侧的高压进行进一步排气并将玻璃胶片组压紧，才能使胶片与两侧的玻璃达到理想的结合强度，所需的压力通常在0.6MPa以上，有的甚至高达1.0 MPa -2.0MPa，保压所需的时间通常在30min以上，有的长达90 min-120min。由于操作压力大，常规加热炉无法满足其密闭性要求，因此需要将玻璃胶片组转移至专用的高压釜设备中才能完成高温高压阶段的操作。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种制造曲面夹胶玻璃的装置、方法及曲面夹胶玻璃，目的在于简化曲面夹胶玻璃的制造及所需设备，减少叠差错位、气泡夹杂等缺陷的发生，提高曲面夹胶玻璃的综合品质。

本发明的第一方面是提供一种制造曲面夹胶玻璃的方法，该方法制造的曲面夹胶玻璃为单个空间维度上弯曲的拱形夹胶玻璃，该方法包括以下步骤：S1布置玻璃胶片组；S2预热排气；S3加热粘结；S4降温冷却。

步骤S1：在具有拱形承载表面的承载座上布设用以制造曲面夹胶玻璃的玻璃胶片组，玻璃胶片组包括上层曲面玻璃、下层曲面玻璃以及夹设在上下两层曲面玻璃之间的至少一夹胶层和间隙调节层，间隙调节层的厚度从曲面夹胶玻璃的拱顶部向两侧递减，使上下两层曲面玻璃之间形成从拱顶部向两侧开张的渐开间隙。

步骤S2：预热玻璃胶片组，对玻璃胶片组所在空间进行抽真空，使用一对压辊从玻璃胶片组的拱顶向两侧辊压，使玻璃胶片组内夹杂的气体沿渐开间隙的开张方向向两侧排出，辊压后的压辊停留并压紧在玻璃胶片组的两侧，使上下两层曲面玻璃之间的渐开间隙闭合，防止气体回流。

步骤S3：对玻璃胶片组所在空间进行加压，升高的气压对玻璃胶片组施加均匀的上下压合力，在保压条件下对玻璃胶片组加热使夹胶层升温至可粘结的温度而粘紧上下两层曲面玻璃。

步骤S4：降温使软化的夹胶层固化，然后将玻璃胶片组所在空间的压力降为常压并撤去压辊，得到的曲面夹胶玻璃。

本发明提供的上述方法，适于制造较大曲率较大尺寸的不同厚度的曲面夹胶玻璃，通过在玻璃胶片组中设置间隙调节层，利用间隙调节层独特的结构及尺寸变化规律在玻璃胶片组中构建利于夹杂的气体排出的渐开间隙，再配合适度的真空环境以及压辊的辊压运动对玻璃胶片组进行的定向挤压，引导气体沿渐开间隙向两侧排出，压辊运动的终了位置恰好挤压闭合渐开间隙以防止气体回流，在此基础上通过加热使夹胶层软化将玻璃胶片组粘结成无气泡夹杂的曲面夹胶玻璃。

上述制造曲面夹胶玻璃的方法进一步优化的方案是：玻璃胶片组中，在间隙调节层与上层曲面玻璃之间以及在间隙调节层与下层曲面玻璃之间，均夹设有夹胶层；间隙调节层为层状骨架，包括沿曲面夹胶玻璃拱顶延伸的主支撑条以及多个从主支撑条引出并向两侧延伸的侧支撑条，侧支撑条的厚度从靠近主支撑条的一端向远离主支撑条的一端递减，相邻侧支撑条之间的间隙形成排气通道。

上述制造曲面夹胶玻璃的方法进一步优化的方案是：玻璃胶片组中，在间隙调节层与上层曲面玻璃之间以及在间隙调节层与下层曲面玻璃之间，均夹设有夹胶层；间隙调节层为若干平行排布的隔条形成的隔条阵列，每一隔条均从曲面夹胶玻璃的拱顶处向两侧延伸且厚度递减，在相邻隔条之间形成排气通道；隔条阵列在布设前，其每一隔条的远端彼此连接形成一整体格栅以便按预设间距布设隔条，布设完成后切除远端外露的条状连接部，在上下两层曲面玻璃之间保留隔条阵列。

上述制造曲面夹胶玻璃的方法进一步优化的方案是：夹胶层为PVB中间膜，步骤S2中预热玻璃胶片组的温度控制为65-70℃，步骤S3中加热玻璃胶片组的温度控制为120-130℃。夹胶层的初始厚度设置为0.20-1.20mm范围内，间隙调节层的最大厚度不超过夹胶层初始厚度的0.5倍；从曲面夹胶玻璃的拱顶到侧边，间隙调节层厚度的变化量Δh与延伸长度Δl之比控制在0.08-0.15mm/1m范围内。

上述优化方案通过对玻璃胶片组中夹胶层的材质，以及夹胶层和间隙调节层空间尺寸的进一步限定，使排气顺畅充分的同时，也确保制得的夹胶玻璃粘结牢固，内应力得到充分释放，并且具有优良的抗冲击性能。其中，Δh与Δl的比值反映的是间隙调节层厚度变化的快慢程度，将其控制在0.08-0.15mm/1m是通过大量试验获得的最佳方案。如果该比值过小，上下两层曲面玻璃之间形成的渐开间隙的张角过于微小，在上层曲面玻璃重力作用下，具有轻微弹性的PVB中间膜层发生微弱的适应性形变，同时上层曲面玻璃受自重也轻微下弯，导致上层曲面玻璃未受辊压即与PVB中间膜层闭合，这样容易在内部包裹气泡并且在后期辊压操作时可能形成少量残留。如果该比值过大，导致上下两层曲面玻璃之间形成的渐开间隙的张角过大，此情况下虽然PVB中间膜层在上层曲面玻璃作用下产生的适应性形变不足以使上层曲面玻璃与PVB中间膜层闭合，内部也不容易夹杂气泡，但是辊压后由于上层曲面玻璃的变形量较大，导致后期PVB中间膜层加热软化后产生的弱流变效应不足以使拱顶处的PVB胶向两侧充分迁移以消除PVB胶膜在拱顶处受压在两侧受拉的应力分布，对PVB胶层粘结的可靠性以及整个夹胶玻璃的抗冲击性能造成一定的负面影响。而将Δh与Δl的比值控制在0.08-0.15mm/1m范围内，既可以保证有足够的排气张角使气体充分排出，同时也能够确保加热粘结过程中拱顶处的PVB胶向两侧充分迁移以基本消除内应力，制得粘结牢固且抗冲击性能优良的曲面夹胶玻璃。

本发明的第二方面是提供一种曲面夹胶玻璃，该曲面夹胶玻璃是单个空间维度上弯曲的拱形夹胶玻璃，根据上述方法制备得到。

本发明的第三方面是提供一种制造曲面夹胶玻璃的装置，其主要结构包括加热炉、承载座、升降装置、摆动辊组。

装置中，加热炉具有炉体、与炉体配合的炉门、布置在炉内的加热单元，炉门闭合使炉体内形成密闭的炉腔，加热炉还具有连通炉腔的气流通道，气流通道用以连接气压控制单元以调节炉腔内的气压。

装置中，承载座布置于加热炉内，承载座具有拱形承载表面用以放置制造曲面夹胶玻璃的玻璃胶片组。

装置中，升降装置与承载座连接，升降装置驱动承载座竖向运动。

装置中，摆动辊组具有一对沿拱形承载表面摆动的压辊，该对压辊从拱形承载表面的顶部向两侧滚动，将玻璃胶片组中夹杂的气体向两侧挤出。

本发明提供的制造曲面夹胶玻璃的装置，其适于上述制造曲面夹胶玻璃的方法，可以根据上述方法各步骤的要求完成曲面夹胶玻璃的制造。

上述制造曲面夹胶玻璃的装置进一步优化的方案是：摆动辊组还包括若干弹性拉杆以及驱动单元。其中，每一弹性拉杆具有枢接端和摆动端，其枢接端枢接于炉体的侧壁上，其摆动端转动连接压辊，不同压辊上同向端对应的弹性拉杆的枢接端彼此靠近且位于拱形承载表面的下方，使压辊的摆动路径拟合置于承载座上的玻璃胶片组，压辊受弹性拉杆的拉力而压紧置于承载座上的玻璃胶片组。驱动单元作用于弹性拉杆，带动弹性拉杆摆动。

上述制造曲面夹胶玻璃的装置进一步优化的方案是：驱动单元包括若干同步齿轮以及至少一驱动电机。其中，同步齿轮固定在每一弹性拉杆的枢接端，不同压辊上同向端对应的弹性拉杆的枢接端处的同步齿轮彼此啮合，使弹性拉杆以竖直平面镜像对称地摆动。驱动电机的驱动轴动力连接弹性拉杆的枢接端，带动弹性拉杆摆动。

上述制造曲面夹胶玻璃的装置进一步优化的方案是：承载座表面布设有加热装置，加热装置的上表面发热，并作为放置玻璃胶片组的拱形承载表面；承载座的两侧具有凸起于拱形承载表面的挡止边缘部。

基于上述技术方案，本发明能够取得以下有益效果。

1. 本发明提供的方法，适于制造较大尺寸较大曲率的不同厚度的曲面夹胶玻璃，制得的夹胶玻璃内部无明显气体残留，不夹杂气泡。

2. 本发明提供的方法，制得的夹胶玻璃不仅不夹杂气泡，并且内部应力得以有效消除，粘结牢固可靠，并且具有优良的抗冲击性能。

3. 本发明提供的方法，粘合阶段所需的压力显著降低，不需要进行苛刻的高压操作，不需要专用的高压釜设备。

4. 本发明提供的装置，适配于上述制造方法，并且可以在一炉内完成上述方法所要求的预热、负压下辊压排气、正压下加热粘结等全部工艺步骤，不需要多次转移玻璃胶片组，操作较简便且投入也较小。

5. 本发明提供的装置，内部空间温场均匀，并且与支撑玻璃胶片组的承载座保持一致，使玻璃胶片组各个方向均匀受热，避免内应力的形成，降低后期变形和开裂风险。

6. 本发明提供的装置，摆动辊组中采用预应力的弹性拉杆，稍有拉伸即可产生较大且相对稳定的收缩弹力，在弹性拉杆转动中心到玻璃胶片组表面各处距离不完全相等的情况下，仍然可以使玻璃胶片组在辊压时表面各处受到的压力基本一致，确保辊压操作具有良好的均匀性和稳定性。

附图说明

图1和图2为制造曲面夹胶玻璃的装置的结构示意图。

图3为锁止缺口的结构示意图。

图4为锁止旋扣的结构示意图。

图5为气流通道处气路连接的结构示意图。

图6为加热单元的结构示意图。

图7为循环风机的结构示意图。

图8和图9为升降装置的结构示意图。

图10为撑杆组件的结构示意图。

图11为炉腔内部结构的正面示意图。

图12为摆动辊、承载座、升降装置的配合组示意图。

图13为弹性拉杆的内部结构示意图。

图14为弹性拉杆与同步齿轮的配合示意图。

图15为玻璃胶片组在辊压排气状态的示意图。

图16为第一种间隙调节层的结构示意图。

图17为第一种间隙调节层的局部放大示意图。

图18为第二种间隙调节层的结构示意图。

图19为第一种操作流程的示意图。

图20为第二种操作流程的示意图。

图中，2、承载座；3、升降装置；11、炉体；12、炉门；13、加热单元；14、气流通道；15、循环风机；21、加热装置；22、挡止边缘部；31、上架体；32、下架体；34、螺纹杆；41、压辊；42、弹性拉杆；43、同步齿轮；44、驱动电机；131、承载件；132、电加热管；141、三通；142、第一控制阀；143、第二控制阀；151、温度检测元件；331、螺纹套；332、横轴；333、上摆臂；334、下摆臂；421、外套管；422、滑动杆；423、压簧；91、主支撑条；92、侧支撑条；95、隔条；96、条状连接部。

具体实施方式

制造曲面夹胶玻璃的装置

参见图1至图14，制造曲面夹胶玻璃的装置，包括加热炉，以及安装于加热炉内的承载座2、升降装置3和摆动辊组。

如图1和图2所示，加热炉具有炉体11、与所述炉体11配合的炉门12。炉体11前侧开口，并在开口处的侧边缘通过铰接结构安装炉门12，炉门12的摆动端具有如图3所示的锁止缺口，炉体11上对应设置与锁止缺口配合的锁止旋扣，如图4所示。炉门12闭合后，锁止旋扣与锁止缺口彼此锁合，使炉体11内形成封闭的炉腔。此外，也可以围绕炉门12布置多个锁止缺口和多个锁止旋扣，从而提高炉门12的密闭性和承压性能。

如图1和图2所示，在炉体11的顶部设有气流通道14，该气流通道14向内连通炉腔，向外用以外接气压控制单元从而根据曲面夹胶玻璃制造工艺的需要调节炉腔内的气压。例如按图5所示的连接方式，气流通道14顶部连接三通141，三通141的两个连通方向上分别连接第一控制阀142和第二控制阀143，这样，第一控制阀142和第二控制阀143可以分别连接真空泵和增压泵，根据需要分别开启真空泵或增压泵，使炉腔内获得所需的负压或正压。

如图2和图6所示，在炉内布置有加热单元13，用以对炉腔内进行加热。加热单元13整体上呈矩形平板状，由若干耐热块材拼接形成的承载件131以及卡设于承载件131一侧的若干电加热管132组成。该承载件131一侧具有凹陷区域，凹陷区域内形成有若干卡口阵列，电加热管132等间距地卡设于卡口阵列上。该加热单元13通电工作时，从电加热管132的一侧向外辐射热量。加热单元13优选是相对地布置在炉腔内，也就是在炉门12的内侧布置加热单元13，同时在炉体11后侧壁上也布置加热单元13，这样，从炉腔的两侧向中央辐射热量，从多个不同的角度对炉腔进行加热，使炉腔内各处的温度更加均匀。

如图2和图7所示，在炉体11的右侧壁上还设置有循环风机15，该循环风机15的下部为进风口，上部为出风口，循环风机15工作时，将炉腔内靠下部的气体吸入循环风机15内，然后将气体从炉腔内靠上部排出，如此循环往复使炉腔内的气体充分混流，从而达到使炉腔内温度均一的效果。另外，在靠近循环风机15入口的部位设置温度检测元件151，例如温度传感器，用于对循环风机15的进气温度进行检测，在此部位测得的温度可以较准确地反映炉腔内气体的温度，从而为炉温的调控提供依据。

如图1和图2所示，炉腔内布置有升降装置3。升降装置3的结构如图8和图9所示，包括上架体31、下架体32、连接在上架体31与下架体32之间的三组撑杆组件、串接三组撑杆组件的螺纹杆34。每一撑杆组件如图10所示，具有一套接在螺纹杆34上的螺纹套331，该螺纹套331与螺纹杆34螺纹配合连接，通过转动螺纹杆34可以使螺纹套331移动；从螺纹套331向两端引出有横轴332，并且在两端横轴332的端部铰接有上摆臂333和下摆臂334，上摆臂333的上端与上架体31铰接，下摆臂334的下端与下架体32铰接，上摆臂333与下摆臂334之间形成一定的张角，该张角优选在40°至160°之间是较稳定的。三组撑杆组件中，其中两组撑杆组件的张角方向相同，与之配合的螺纹杆34所对应的螺纹段的螺旋方向也相同；另一组撑杆组件的张角方向与前两组相反，与之配合的螺纹杆34所对应的螺纹段的螺旋方向也与前两段相反，这样，拧动螺纹杆34时，上架体31能够始终与下架体32保持水平，并且根据拧动方向的不同而使上架体31相对于下架体32上升和下降。

如图11和图12所示，升降装置3通过一组支腿被固定在炉腔内靠下的部位，升降装置3上固定有承载座2，根据曲面夹胶玻璃制造工序的要求，升降装置3驱动承载座2上下运动，以及停止在所需的高度。该承载座2的上部大体呈拱形，并且其表面布设有加热装置21，该加热装置21的上表面发热，并作为放置用于制造曲面夹胶玻璃的玻璃胶片组的拱形承载表面。另外，在承载座2的两侧具有凸起于拱形承载表面的挡止边缘部22，在玻璃胶片组放置时起到定位作用。加热装置21可选用电加热形式，根据曲面夹胶玻璃制造不同阶段的工艺要求设置其加热温度，并且优选与加热炉的加热单元13设置为相同的温度，这样使得玻璃胶片组在受热时其下部以及四周空气的温度均保持一致，使玻璃胶片组的温度更加均匀，制造过程中不易在内部积蓄内应力，在后续使用过程中不易出现变形、开裂等问题。

如图11和图12所示，摆动辊组具有一对可摆动的压辊41，用于沿拱形承载表面对置于其上的玻璃胶片组进行辊压，具体是从拱顶部向两侧辊压。另外，摆动辊组还具有多根弹性拉杆42，每一弹性拉杆42具有枢接端和摆动端，其枢接端通过轴承铰接在炉体11的内侧壁上，其摆动端通过轴承与压辊41的端部转动连接，不同压辊41上同向端对应的弹性拉杆42的枢接端彼此靠近且位于拱形承载表面中央的正下方，使压辊41的摆动路径拟合置于承载座2上的玻璃胶片组，压辊41受弹性拉杆42的拉力而压紧置于承载座2上的玻璃胶片组。

如图13所示，弹性拉杆42具有外套管421和滑动设置在外套管421内的滑动杆422，并且在滑动杆422上套设有压簧423，压簧423的上端抵靠在外套管421的上端，压簧423的下端抵靠在滑动杆422的下端。压簧423须设置为预压缩的弹簧，这样，当作用于滑动杆422上端的部件使滑动杆422稍有拉升时，滑动杆422即可产生较大的向下的反作用力，而且在驱使压辊41挤压玻璃胶片组的过程中，即使弹性拉杆42转动中心到玻璃胶片组表面各处距离不完全相等，仍然可以使玻璃胶片组表面各处受到的压力基本一致，确保辊压排气操作过程受力稳定均匀。具体地，假设压簧423的预压缩量为Y0，此时压辊41对应的挤压力为F0，辊压过程中压簧423相较于预压缩量Y0增加的压缩量在Y1至Y2之间，那么辊压过程中压辊41的挤压力的近似范围为[F0×（Y0+Y1）/Y0，F0×（Y0+Y2）/Y0]，因此，只要对压簧423设置一个较大的预压缩量Y0，那么压辊41的挤压力将在一个很小的范围内波动，从而保证玻璃胶片组表面受到的压力是基本均匀的。另外，当滑动杆422处在图13所示的最低位置时，由于预压缩的压簧423对滑动杆422施加一个向下的弹力，使滑动杆422向下压紧外套管421，这样，当弹性拉杆42在摆动时，滑动杆422能够保持稳定而不会相对外套管421做谐振式的上下晃动。

如图11和图12所示，摆动辊组还具有驱动单元，驱动单元作用于弹性拉杆42，带动弹性拉杆42摆动。具体来讲，驱动单元具有多个同步齿轮43，同步齿轮43固定在每一弹性拉杆42的枢接端，如图14所示。而且，不同压辊41上同向端对应的弹性拉杆42的枢接端处的同步齿轮43彼此啮合，这样，弹性拉杆42可以以竖直平面镜像对称地摆动。驱动单元还包括至少一驱动电机44，驱动电机44安装在炉体11的外侧壁上，驱动电机44的驱动轴穿过炉体11侧壁与弹性拉杆42的枢接端相连，从而带动弹性拉杆42摆动。驱动电机44通常须选用减速电机，减速电机具有较大的扭矩，并且可以以较缓慢的速度驱动弹性拉杆42摆动。驱动电机44可以使用一个，从一侧带动摆动辊组镜像对称地摆动。另外，驱动电机44可以使用两个，分别安装在炉体11的两侧，从两侧同步带动摆动辊组镜像对称地摆动，以提高摆动过程的稳定性。

制造曲面夹胶玻璃的方法

以下介绍的制造曲面夹胶玻璃的方法，适用于制造单个空间维度上弯曲的拱形曲面夹胶玻璃，主要包括以下步骤：S1布置玻璃胶片组；S2预热排气；S3加热粘结；S4降温冷却。

步骤S1

采用上述制造曲面夹胶玻璃的装置，在具有拱形承载表面的承载座2上布设用以制造曲面夹胶玻璃的玻璃胶片组，具体是将玻璃胶片组布设在加热装置21的上表面，并且使玻璃胶片组的两端抵靠在挡止边缘部22以防止移位。玻璃胶片组包括上层曲面玻璃、下层曲面玻璃以及夹设在上下两层曲面玻璃之间的至少一夹胶层和间隙调节层，间隙调节层的厚度从曲面夹胶玻璃的拱顶部向两侧递减，使上下两层曲面玻璃之间形成从拱顶部向两侧开张的渐开间隙。

步骤S2

封闭炉腔，联合使用加热单元13和加热装置21对玻璃胶片组进行预热，通过第一控制阀142外接的真空泵对炉腔进行抽真空，从而在炉腔内形成负压。通过驱动电机44带动压辊41，使压辊41从玻璃胶片组的拱顶向两侧辊压，使玻璃胶片组内夹杂的气体沿渐开间隙的开张方向向两侧排出，

如图15所示，压辊41沿D1方向滚动，气体沿D2方向排出。辊压后的压辊41停留并压紧在玻璃胶片组的两侧，使上下两层曲面玻璃之间的渐开间隙闭合，防止气体回流。压辊41触及玻璃胶片组的拱顶处并开始施压是通过升降装置3使承载座2升起实现的，承载座2升起后，弹性拉杆42被拉升，从而产生使压辊41压紧玻璃胶片组的弹力，升降装置3的升起在炉腔封闭之前完成。

步骤S3

完成对玻璃胶片组的排气操作后，通过第二控制阀143外接的增压泵对炉腔进行加压，升高的气压对玻璃胶片组施加均匀的上下压合力，在保压条件下对玻璃胶片组加热使夹胶层升温至可粘结的温度而粘紧上下两层曲面玻璃。此过程中，由于压辊41仍然压紧在玻璃胶片组的两侧，使渐开间隙保持闭合状态，并且使上下两层玻璃挤压夹胶层，这样可以防止气体从上下两层玻璃间的缝隙进入玻璃胶片组中。

步骤S4

在保压状态下使炉温降至室温，在此过程中软化的夹胶层固化，玻璃胶片组粘结形成一体的曲面夹胶玻璃，然后将炉腔的压力降为常压并撤去压辊41，取出制得的曲面夹胶玻璃即可。

在步骤S1中布设的玻璃胶片组，其夹胶层可以是一层也可以是多层，软化后足以使间隙调节层嵌入其中并使上下两层曲面玻璃粘结在一起即可。较优选的方案是，玻璃胶片组中包括上层曲面玻璃、下层曲面玻璃、夹设在上下两层曲面玻璃之间的两层夹胶层、以及夹设在上下两层夹胶层之间的间隙调节层，也就是在间隙调节层与上层曲面玻璃之间以及在间隙调节层与下层曲面玻璃之间均夹设有夹胶层，这样，上下两层夹胶层软化后从两侧包裹间隙调节层，使间隙调节层充分嵌入胶料中，同时胶料也充分粘结玻璃层，达到良好的结合效果。

在上述优选方案的基础上，间隙调节层可以有多种形式，以下介绍两种排气效果好且易于实际实施的间隙调节层的结构。

优选的第一种间隙调节层结构如图16和图17所示，间隙调节层为层状骨架，包括沿曲面夹胶玻璃拱顶延伸的主支撑条91以及多个从主支撑条91引出并向两侧延伸的侧支撑条92，侧支撑条92的厚度从靠近主支撑条91的一端向远离主支撑条91的一端递减，相邻侧支撑条92之间的间隙形成排气通道。间隙调节层优选为铜、铝、不锈钢等金属材质，既具有良好的支撑性，又具有良好的柔韧性，同时还能显著提升夹胶玻璃的抗冲击性能。

优选的第二种间隙调节层结构如图18所示，间隙调节层为若干平行排布的隔条95形成的隔条阵列，每一隔条95均从曲面夹胶玻璃的拱顶处向两侧延伸且厚度递减，在相邻隔条95之间形成排气通道；隔条阵列在布设前，其每一隔条95的远端彼此连接形成一整体格栅以便按预设间距布设隔条95，布设完成后沿着图中L1和L2所示的虚线切除远端外露的条状连接部96，在上下两层曲面玻璃之间保留隔条阵列。同样地，该间隙调节层也优选为铜、铝、不锈钢等金属材质。

夹胶层的材质可选用制造夹胶玻璃常用的胶片材料，优选使用PVB中间膜。PVB中间膜，即聚乙烯醇缩丁醛材料的中间膜，对无机玻璃具有较强的粘结力，制得的夹胶玻璃具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性。无论是一层还是多层，PVB中间膜总的厚度优选是在0.20-1.20mm范围内，可以根据需要选择0.22mm、0.38mm、0.45mm、0.52mm、0.76mm、1.05mm等厚度规格中的一种或多种组合使用，也可根据需要定制特定厚度的PVB中间膜使用。

当使用厚度0.20-1.20mm的PVB中间膜作为夹胶层时，间隙调节层的最大厚度应不超过夹胶层初始厚度的0.5倍，例如选用两层0.45mm规格的PVB中间膜作为夹胶层，那么夹在两夹胶层之间的间隙调节层的最厚处不应超过0.45mm，这样能够保证PVB中间膜经加热软化后充分填充间隙调节层内镂空的部位，使间隙调节层被完全包裹在胶料中而避免形成空泡。另外，从曲面夹胶玻璃的拱顶到侧边，间隙调节层厚度的变化量Δh与延伸长度Δl之比控制在0.08-0.15mm/1m范围内。该比值反映的是间隙调节层厚度变化的快慢程度，是通过大量试验筛选得到的最佳方案。如果该比值过小，上下两层曲面玻璃之间形成的渐开间隙的张角过于微小，在上层曲面玻璃重力作用下，具有轻微弹性的PVB中间膜层发生微弱的适应性形变，同时上层曲面玻璃受自重也轻微下弯，导致上层曲面玻璃未受辊压即与PVB中间膜层闭合，这样容易在内部包裹气泡并且在后期辊压操作时可能形成少量残留。如果该比值过大，导致上下两层曲面玻璃之间形成的渐开间隙的张角过大，此情况下虽然PVB中间膜层在上层曲面玻璃作用下产生的适应性形变不足以使上层曲面玻璃与PVB中间膜层闭合，内部也不容易夹杂气泡，但是辊压后由于上层曲面玻璃的变形量较大，导致后期PVB中间膜层加热软化后产生的弱流变效应不足以使拱顶处的PVB胶向两侧充分迁移以消除PVB胶膜在拱顶处受压在两侧受拉的应力分布，对PVB胶层粘结的可靠性以及整个夹胶玻璃的抗冲击性能造成一定的负面影响。而将Δh与Δl的比值控制在0.08-0.15mm/1m范围内，既可以保证有足够的排气张角使气体充分排出，同时也能够确保加热粘结过程中拱顶处的PVB胶向两侧充分迁移以基本消除内应力，制得粘结牢固且抗冲击性能优良的曲面夹胶玻璃。

对于使用PVB中间膜的曲面夹胶玻璃，步骤S2中预热玻璃胶片组的温度控制为65-70℃，该温度下的PVB中间膜达到半软化状态，既具有一定的支撑性又具有良好的柔性，在该状态下，压辊41从玻璃胶片组的拱顶处向两侧辊压，能够较充分地将玻璃胶片组中夹杂的气体向两侧排出。另外，步骤S3中加热玻璃胶片组的温度控制为120-130℃，该温度下的PVB中间膜达到充分软化的状态，具有一定的流变性，在拱顶处压力大两侧压力小的应力分布下，PVB胶料倾向于从拱顶向两侧迁移，最终使拱顶处压力与两侧的压力基本相当。此外，该温度下PVB中间膜充分软化与上下的玻璃层以及中间的间隙调节层充分接触锚固，冷却后形成较强的粘结力。

步骤S2中通过第一控制阀142外接的真空泵对炉腔进行抽真空，使炉腔内形成负压，以减少玻璃胶片组中的气体含量。通过抽真空使炉腔内的压力为1.0×10^1Pa至5.0×10^3Pa之间均可，通常抽至2.0×10^3Pa 至5.0×10^3Pa之间即可，而不必抽至很低的压力，并且也不需要在低压下进行保压，当压力达到预设范围即可停止抽气，配合使用压辊41从中间向两侧滚动使气体沿渐开间隙排出，可以达到充分排气不夹杂气泡的良好效果。

步骤S3中，通过第二控制阀143外接的增压泵对炉腔进行加压，较佳地是将炉腔内的压力升高至0.20MPa-0.30MPa范围内，压力升高后对玻璃胶片组进行加热，在此过程中上下两层曲面玻璃均匀地受到垂直于玻璃表面的向内的挤压力，使上下两层曲面玻璃之间的胶料随着温度的上升逐渐发生适应性地流变，温度升至预设温度后经2min至3min时间的保压，PVB胶料充分迁移最终使胶料内拱顶处压力与两侧的压力基本相当。同时，上述过程也使胶料充分粘紧玻璃层。

制造曲面夹胶玻璃所使用的上层曲面玻璃和下层曲面玻璃均优选使用钢化玻璃，厚度根据需要在3mm至20mm范围内进行选择。上下两层曲面钢化玻璃可以采购获得，也可以采用现有的热弯工艺制得。所述热弯工艺是在制备钢化玻璃过程中，在钢化前将加热的玻璃经过辊道输送装置，根据所需玻璃的弧度调整辊道组所形成的支撑表面的弧度，受热软化的玻璃在自身重力作用下拟合辊道组而发生弯曲，在后续钢化阶段受风压冷却定型得到曲面钢化玻璃。

根据上述制造曲面夹胶玻璃的方法，介绍两种可循环操作的操作流程。

第一种操作流程如图19所示，图中a1状态为初始状态，此时承载座2位于低位，压辊41位于顶部。

在a1状态下将待成型的玻璃胶片组放置于承载座2上，形成a2状态。

在a2状态下升起承载座2至高位，升起过程中弹性拉杆42受拉使压辊41压紧在玻璃胶片组上，形成a3状态。

在a3状态下封闭炉腔，通过加热单元13和加热装置21对玻璃胶片组进行预热，通过气流通道14对炉腔进行抽真空，控制驱动电机44带动一对压辊41从拱顶部沿着玻璃胶片组的上表面辊压至玻璃胶片组的边缘处停止，完成排气，形成a4状态。

在a4状态下，通过气流通道14对炉腔进行加压至预设压力，在保压条件下通过加热单元13和加热装置21对玻璃胶片组加热至预设温度，维持预设时间后降低炉温使夹胶层固化，然后将炉腔压力降为常压，控制驱动电机44带动一对压辊41从两侧复位至拱顶处，形成a5状态。

在a5状态下，打开炉门12，将承载座2降至低位，下降过程中弹性拉杆42的拉力得到释放恢复初始长度，形成a6状态。

在a6状态下，取出制造得到的曲面夹胶玻璃，回到a1状态，完成一次工作循环。

第二种操作流程如图20所示，图中b1状态为初始状态，此时承载座2位于低位，压辊41位于两侧低位。

在b1状态下将待成型的玻璃胶片组放置于承载座2上，形成b2状态。

在b2状态下控制驱动电机44带动两侧的压辊41摆动至顶部，形成b3状态。

在b3状态下升起承载座2至高位，升起过程中弹性拉杆42受拉使压辊41压紧在玻璃胶片组上，形成b4状态。

在b4状态下封闭炉腔，通过加热单元13和加热装置21对玻璃胶片组进行预热，通过气流通道14对炉腔进行抽真空，控制驱动电机44带动一对压辊41从拱顶部沿着玻璃胶片组的上表面辊压至玻璃胶片组的边缘处停止，完成排气，形成b5状态。

在b5状态下，通过气流通道14对炉腔进行加压至预设压力，在保压条件下通过加热单元13和加热装置21对玻璃胶片组加热至预设温度，维持预设时间后降低炉温使夹胶层固化，然后将炉腔压力降为常压，控制驱动电机44带动一对压辊41从玻璃胶片组的边缘处继续下降至初始的低位，该过程中弹性拉杆42的拉力得到释放恢复初始长度，形成b6状态。

在b6状态下，打开炉门12，将承载座2降至低位，形成b7状态。

在b7状态下，取出制造得到的曲面夹胶玻璃，回到b1状态，完成一次工作循环。

以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制造曲面夹胶玻璃的方法，所述曲面夹胶玻璃为单个空间维度上弯曲的拱形夹胶玻璃，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在具有拱形承载表面的承载座（2）上布设用以制造曲面夹胶玻璃的玻璃胶片组，所述玻璃胶片组包括上层曲面玻璃、下层曲面玻璃以及夹设在上下两层曲面玻璃之间的至少一夹胶层和间隙调节层，所述间隙调节层的厚度从曲面夹胶玻璃的拱顶部向两侧递减，使上下两层曲面玻璃之间形成从拱顶部向两侧开张的渐开间隙；

S2：预热玻璃胶片组，对玻璃胶片组所在空间进行抽真空，使用一对压辊（41）从玻璃胶片组的拱顶向两侧辊压，使玻璃胶片组内夹杂的气体沿所述渐开间隙的开张方向向两侧排出，辊压后的压辊（41）停留并压紧在玻璃胶片组的两侧，使上下两层曲面玻璃之间的渐开间隙闭合，防止气体回流；

S3：对玻璃胶片组所在空间进行加压，升高的气压对玻璃胶片组施加均匀的上下压合力，在保压条件下对玻璃胶片组加热使夹胶层升温至可粘结的温度而粘紧上下两层曲面玻璃；

S4：降温使软化的夹胶层固化，然后将玻璃胶片组所在空间的压力降为常压并撤去压辊（41），得到所述的曲面夹胶玻璃；

从所述曲面夹胶玻璃的拱顶到侧边，间隙调节层厚度的变化量Δh与延伸长度Δl之比控制在0.08-0.15mm/1m范围内。

2.根据权利要求1所述的制造曲面夹胶玻璃的方法，其特征在于：所述玻璃胶片组中，在间隙调节层与上层曲面玻璃之间以及在间隙调节层与下层曲面玻璃之间，均夹设有夹胶层；所述间隙调节层为层状骨架，包括沿曲面夹胶玻璃拱顶延伸的主支撑条以及多个从主支撑条引出并向两侧延伸的侧支撑条，所述侧支撑条的厚度从靠近主支撑条的一端向远离主支撑条的一端递减，相邻侧支撑条之间的间隙形成排气通道。

3.根据权利要求1所述的制造曲面夹胶玻璃的方法，其特征在于：所述玻璃胶片组中，在间隙调节层与上层曲面玻璃之间以及在间隙调节层与下层曲面玻璃之间，均夹设有夹胶层；所述间隙调节层为若干平行排布的隔条形成的隔条阵列，每一隔条均从曲面夹胶玻璃的拱顶处向两侧延伸且厚度递减，在相邻隔条之间形成排气通道；所述隔条阵列在布设前，其每一隔条的远端彼此连接形成一整体格栅以便按预设间距布设隔条，布设完成后切除远端外露的条状连接部，在上下两层曲面玻璃之间保留所述隔条阵列。

4.根据权利要求1所述的制造曲面夹胶玻璃的方法，其特征在于：所述夹胶层为PVB中间膜，步骤S2中预热玻璃胶片组的温度控制为65-70℃，步骤S3中加热玻璃胶片组的温度控制为120-130℃。

5.根据权利要求1所述的制造曲面夹胶玻璃的方法，其特征在于：所述夹胶层的初始厚度设置为0.20-1.20mm范围内，所述间隙调节层的最大厚度不超过夹胶层初始厚度的0.5倍。

6.一种曲面夹胶玻璃，其特征在于：按照权利要求1至5任一项所述的方法制造得到。

7.一种制造曲面夹胶玻璃的装置，其特征在于，包括：

加热炉，所述加热炉具有炉体（11）、与所述炉体（11）配合的炉门（12）、布置在炉内的加热单元（13），所述炉门（12）闭合使炉体（11）内形成密闭的炉腔，所述加热炉还具有连通所述炉腔的气流通道（14），所述气流通道（14）用以连接气压控制单元以调节炉腔内的气压；

承载座（2），所述承载座（2）布置于所述加热炉内，所述承载座（2）具有拱形承载表面用以放置制造曲面夹胶玻璃的玻璃胶片组；

升降装置（3），所述升降装置（3）与所述承载座（2）连接，所述升降装置（3）驱动所述承载座（2）竖向运动；以及

摆动辊组，所述摆动辊组具有一对沿所述拱形承载表面摆动的压辊（41），该对压辊（41）从所述拱形承载表面的顶部向两侧滚动，将所述玻璃胶片组中夹杂的气体向两侧挤出。

8.根据权利要求7所述的制造曲面夹胶玻璃的装置，其特征在于，所述摆动辊组还包括：

若干弹性拉杆（42），每一弹性拉杆（42）具有枢接端和摆动端，其枢接端枢接于所述炉体（11）的侧壁上，其摆动端转动连接所述压辊（41），不同压辊（41）上同向端对应的弹性拉杆（42）的枢接端彼此靠近且位于拱形承载表面的下方，使压辊（41）的摆动路径拟合置于承载座（2）上的玻璃胶片组，所述压辊（41）受所述弹性拉杆（42）的拉力而压紧置于承载座（2）上的玻璃胶片组；以及

驱动单元，所述驱动单元作用于所述弹性拉杆（42），带动弹性拉杆（42）摆动。

9.根据权利要求8所述的制造曲面夹胶玻璃的装置，其特征在于，所述驱动单元包括：

若干同步齿轮（43），所述同步齿轮（43）固定在每一弹性拉杆（42）的枢接端，不同压辊（41）上同向端对应的弹性拉杆（42）的枢接端处的同步齿轮（43）彼此啮合，使弹性拉杆（42）以竖直平面镜像对称地摆动；以及

至少一驱动电机（44），所述驱动电机（44）的驱动轴动力连接所述弹性拉杆（42）的枢接端，带动所述弹性拉杆（42）摆动。

10.根据权利要求7所述的制造曲面夹胶玻璃的装置，其特征在于，所述承载座（2）表面布设有加热装置（21），所述加热装置（21）的上表面发热，并作为放置玻璃胶片组的拱形承载表面；所述承载座（2）的两侧具有凸起于所述拱形承载表面的挡止边缘部（22）。

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