CN117800613A - 一种玻璃赋能加工熔烧工艺及熔烧设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃赋能加工熔烧工艺,包括如下步骤:S1:玻璃本体等离子清洗;S2:精密喷涂无机功能油性涂料;S3:涂覆后的玻璃进行加热熔烧;S4:玻璃降温退火去除应力。本发明熔烧工艺在玻璃表面高温烧结形成烧结层,退火去应力形成二次原片,提高了玻璃赋能加工能力。一种玻璃赋能加工熔烧设备,包括:机架、玻璃基片,加热熔烧炉、退火冷却区,若干段传送组件、智能控制系统;若干所述传送组件分别依次对接在所述加热熔烧炉、退火冷却区之间,用于传送玻璃。本发明解决玻璃熔烧工艺赋能加工的设备匹配问题,设备匹配于无机功能油性涂料的赋能加工的大型生产线,减少生产线投资成本,投资回报周期从10年极大缩短到1‑2年。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃加工工艺及设备技术领域,主要涉及一种玻璃赋能加工熔烧工艺及熔烧设备。
背景技术
玻璃在建筑、汽车、电子、光伏等领域应用非常广泛。当前应用最广的玻璃原材料制造方法叫浮法玻璃工艺,浮法玻璃的成品一般叫原片。浮法玻璃生产线投资高达亿元级别。
玻璃除了具有透光性功能外,在原片玻璃上附加各种功能(隔热、清洁、增透、紫外屏蔽等)材料的生产加工过程称之为玻璃赋能加工,这种玻璃赋能之后统称为赋能玻璃原片,也叫二次原片。
玻璃加工厂的玻璃产品生产就是基于原片或二次原片进行切割、夹胶、中空、热弯、钢化等的加工工艺过程。
当前玻璃赋能加工(二次原片生产)工艺主要分为两类:
第一类赋能加工为“先附后钢”类型(先附加功能后钢化),比如离线Low-E玻璃镀膜工艺,附加的主要功能是隔热。镀膜玻璃是通过真空法或化学镀膜法等工艺方法在玻璃表面附加一层或多层金属银离子、合金、氧化物薄膜、非金属氧化物薄膜,或采用等离子交换方法,向玻璃表面渗入金属离子以置换玻璃表面层原有的离子而形成反射膜,制造出镀膜玻璃。镀膜工艺因为真空获得技术难度高而适配了一种高成本的产线设备。
第二类赋能加工为“先钢后附”类型(先钢化后附加功能),比如玻璃涂覆工艺,工艺的原理是在钢化玻璃表面涂覆一层薄膜,以增加功能、耐久性和美观度。涂覆工艺因为涂料须适配喷涂(或淋涂或辊涂)以及高温固化而配置不同的设备。
这两类玻璃工艺流程、技术各不相同,但工艺处理的结果都是在表面形成一层或多层膜结构,玻璃的附加功能也依赖这种膜结构,统称为成膜玻璃工艺。
成膜玻璃工艺带来玻璃附加功能(如隔热、增透、紫外屏蔽等)的同时,必须考虑膜结构带来的物理性能问题(如色差、起雾、硬度等)、耐候性问题(老化、脱落、氧化等)和光学性能问题(如透光性变差、隔热差等)。
耐候性是指赋能材料应用于室外经受气候的考验,如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏时其耐受能力。耐候性表现为老化、脱落、氧化等现象。
现有技术缺点:1.现有镀膜工艺的玻璃赋能加工,利用了真空方法、磁控溅射方法等,玻璃工艺复杂、技术要求高、生产设备成本高、玻璃制造难度大。2.现有成膜玻璃工艺加工出来的赋能玻璃、表面形成功能膜结构,玻璃功能存在老化、脱落、氧化等耐候性不足的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种玻璃赋能加工熔烧工艺及熔烧设备,区别于镀膜工艺、涂覆工艺依赖成膜物质固化功能的制造方法,本发明这种创新工艺是先涂覆后碳化(CO2),在玻璃原片上精密喷涂涂料后,高温熔烧碳化涂料中的有机物、无机功能纳米材料(熔点高于加热最高温度)不被熔烧,无机纳米颗粒内嵌在软化层固结在玻璃表面上、高温烧结在玻璃表面上形成烧结层,然后降温退火去除应力、形成功能玻璃原片。此工艺大大降低生产设备投资,玻璃功能的耐侯性几乎与玻璃原片同寿命,是一种适用于无机功能油性涂料赋能玻璃、加工简便的玻璃赋能加工熔烧工艺及配套用的熔烧设备。
本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现:
一种玻璃赋能加工熔烧工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1:玻璃本体等离子清洗;
S2:精密喷涂无机功能油性涂料;
S3:涂覆后的玻璃进行加热熔烧;
S4:玻璃降温退火去除应力。
在本发明的一个优选实施例中,所述玻璃赋能加工熔烧工艺的步骤S1和步骤S2包括:
S101:将玻璃原片表面清洗干净,在等离子清洗机进行大气等离子清洗;
S102:玻璃原片大气等离子清洗后,温度上升,需要将玻璃风冷装置进行降温,直到降为常温;
S201:准备无机功能油性涂料,即涂料中的无机物提供玻璃赋能;有机物是成膜物质;
S202:精密喷涂机对玻璃原片进行精密均匀喷涂,常温状态下,在玻璃的上表面喷涂涂层,涂层涂覆的是无机功能油性涂料;涂料经过自动控制均匀喷涂,涂层的厚度为3um-5um。
在本发明的一个优选实施例中,所述玻璃赋能加工熔烧工艺的步骤S3和步骤S4包括:
S301:通过分段往复传送组件将玻璃传送到加热熔烧炉内,进行有机物碳化(CO2)处理;
玻璃高温加热软化而不融化,温度达到650-700度,持续时间为100s-500s,有机物熔点低于玻璃软化点被碳化;
S302:玻璃表面形成烧结层;
将玻璃高温加热到玻璃软化点以上,赋能性的无机纳米材料(熔点高于加热最高温度)不被熔烧,无机纳米颗粒内嵌在软化层固结在玻璃表面上,形成玻璃烧结层;
S401:玻璃连续进入玻璃降温退火隧道炉去除应力;
根据不同的玻璃厚度、赋能材料,设置不同的保温退火阶梯;配置3段保温退火段,每段呈梯度式降温200℃;第三段配置风机,在200℃以下快速降温。
一种玻璃赋能加工熔烧设备,其特征在于,包括:机架、玻璃基片,加热熔烧炉、退火冷却区,若干段传送组件、智能控制系统;
所述加热熔烧炉、退火冷却区依次设置在所述机架上;若干所述传送组件分别依次对接在所述加热熔烧炉、退火冷却区之间,用于传送玻璃;所述智能控制系统分别与所述加热熔烧炉、退火冷却区、传送组件之间采用电连接。
在本发明的一个优选实施例中,所述加热熔烧炉包括熔烧炉体、传动辊组、若干个测温元件、若干个加热元件、若干个热辐射元件;所述传动辊组横向并列设置在所述熔烧炉体的内中部,将所述熔烧炉体分隔成上炉腔和下炉腔;在所述上炉腔和下炉腔内分别均匀间隔设置有若干所述测温元件、加热元件、热辐射元件,玻璃基片经过所述传送组件传送至若干所述传动辊组上。
在本发明的一个优选实施例中,所述退火冷却区包括慢冷退火单元、快冷退火单元、强冷退火单元,所述慢冷退火单元的降温幅度为650℃-450℃,所述快冷退火单元的降温幅度为450℃-200℃,所述强冷退火单元的降温幅度为200℃-30℃。
在本发明的一个优选实施例中,所述慢冷退火单元和快冷退火单元均包括均温箱体、保温箱体、第一传送辊、一对离心风机、轴流风机、热风出口,所述均温箱体设置在所述保温箱体的内部,所述保温箱体与均温箱体之间形成一回字形的保温冷却腔体;玻璃水平放置在传送件上,且位于所述均温箱体内;
一对所述离心风机分别设置在所述保温冷却腔体的对角线上,所述轴流风机设置在所述保温冷却腔体的顶端中部;所述热风出口设置在所述保温箱体的上角落,并向外贯通。
在本发明的一个优选实施例中,所述强冷退火单元包括强冷箱体、第二传送辊、变频电机、上风栅、下风栅、强冷风机;所述第二传送辊横向并列设置在所述强冷腔体的内中部,玻璃水平放置在第二传送辊上,所述变频电机控制所述第二传送辊的辊动速度和方向;
所述上风栅和下风栅分别横向对称设置在所述第二传送辊的上、下方,所述下风栅的一端依次连通所述上风栅的一端、所述强冷风机的吹风口。
在本发明的一个优选实施例中,所述传送组件包括传送支架、传送电机、一对转动轴、若干个陶瓷转动辊、若干条传送皮带;所述传送电机的输出轴与所述转动轴之间进行传动连接;每一个所述陶瓷转动辊的两端分别套设一对所述传送皮带,若干对所述传送皮带的另一端分别套设在所述转动轴的外环面上;
一对转动轴沿所述传送支架的长度方向设置,若干所述陶瓷转动辊沿所述传送支架的宽度方向设置,玻璃放置在若干所述陶瓷转动辊上;所述传送电机正转和反转交替运行,依次驱动一对所述转动轴、若干个所述陶瓷转动辊进行顺时针或逆时针转动,所述陶瓷转动辊上面承载的玻璃向前或后传送。
本工艺发明的有益效果是:一种玻璃赋能加工熔烧工艺,将无机功能油性涂料中的有机物碳化(CO2)去除,无机物纳米材料不被熔烧、且高温烧结在玻璃表面上形成烧结层;实现无机膜化,退火去应力形成二次原片,可用于裁剪、夹胶、中空、热弯、钢化等加工,提高了玻璃对红外线和紫外线的吸收能力。相比成膜工艺导致的膜结构,玻璃附加功能(如隔热、防紫外线)耐侯性与玻璃原片寿命几乎相同。
一种玻璃赋能加工熔烧设备,解决玻璃熔烧工艺赋能加工的设备匹配问题,设备匹配于无机功能油性涂料的赋能加工的大型生产线,减少生产线投资成本。
加热熔烧炉的功能是将无机功能油性涂料中的有机物碳化去除,无机物不被熔烧、直接高温烧结在玻璃表面上,玻璃退火去应力形成“二次原片”,可用于裁剪、夹胶、中空、热弯、钢化等加工。退火冷却区实现分段冷却,退火冷却效果好;慢冷退火单元和快冷退火单元的核心功能是均匀降温;强冷退火单元玻璃进入到强冷箱体内温度小于200度,离开时温度降低到30-40度。传送组件通过调节传送电机的转速,进而控制陶瓷转动辊的传送速度;玻璃正反向传送均由传送电机的转向控制;玻璃水平向前或向后往复移动,加快成型。
附图说明
图1是本发明一种玻璃赋能加工熔烧设备的结构示意图。
图2是本发明加热熔烧炉的结构示意图。
图3是本发明退火冷却区的结构示意图。
图4是本发明慢冷退火单元和快冷退火单元的结构示意图。
图5是本发明强冷退火单元的结构示意图。
图6是本发明传送组件的结构示意图。
图7是本发明一种玻璃赋能加工熔烧工艺的流程示意图。
附图标号:
机架11,玻璃基片12,玻璃13;等离子清洗机61、精密喷涂机62。
加热熔烧炉20:熔烧炉体21,上炉腔22,下炉腔23;传动辊组13;电热偶24,炉丝25,辐射管26;辐射板27。
退火冷却区;慢冷退火单元301,快冷退火单元302;均温箱体31、保温箱体32、第一传送辊14、离心风机33、轴流风机34、热风出口35;保温冷却腔体36,保温纤维321,风流导向板37。
强冷退火单元40;强冷箱体41、第二传送辊15、变频电机42、上风栅43、下风栅44、强冷风机45;微出风口46。
传送组件50;传送支架51、传送电机52、转动轴53;陶瓷转动辊54、传送皮带55。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
参见图1至图3,图中给出的是一种玻璃赋能加工熔烧工艺及设备,适用于无机功能油性涂料的玻璃赋能加工。
本发明玻璃赋能加工熔烧工艺包括如下步骤:
S1:玻璃本体等离子清洗;
S101:玻璃原片规格可以是3660*2134mm、3300*2134mm、440*1830mm、2440*1220mm、3660*2440mm中的任意一种,将玻璃原片表面清洗干净,在等离子清洗机61进行大气等离子清洗;作用是去除表面油污,增加喷涂均匀度、流平性和附着力;对比水洗与等离子清洗之后喷涂效果,喷涂均匀度提升30%以上。
S102:玻璃原片大气等离子清洗后,温度上升到40-50度,需要将玻璃风冷装置进行降温,直到达到常温30度以下。
S2:精密喷涂无机功能油性涂料;
S201:准备无机功能油性涂料,即涂料中的无机物提供玻璃功能(类似红外屏蔽、紫外屏蔽、自洁功能、高透可见光、杀菌抗菌等);有机物是成膜物质,但仅仅只是为赋能涂料涂覆均匀而过渡。
S202:精密喷涂机62对玻璃原片进行精密喷涂(均匀涂覆),常温状态下,在玻璃的上表面喷涂涂层,涂层涂覆的是无机功能油性涂料;涂料经过自动控制喷涂均匀度为99%,涂层的厚度大约3um-5um,喷涂速率为3平米/分钟。
S3:涂覆后的玻璃进行加热熔烧;
S301:通过分段往复传送组件15将玻璃传送到加热熔烧炉13内,进行有机物碳化(CO2)处理,有机物的碳化温度选择在300-400度之间;
玻璃高温加热软化而不融化,温度达到650-700度,不同玻璃厚度加热熔烧持续时间不同,一般持续时间为100s-500s,有机物(熔点低于玻璃软件化点)被碳化(CO2);
S302:玻璃表面形成烧结层;
将玻璃高温加热到玻璃软化点以上,功能性的无机纳米材料(熔点高于加热最高温度)不被熔烧,无机纳米颗粒内嵌在软化层固结在玻璃表面上,其液-固相扩散互溶、高温烧结在玻璃表面上,形成2um-10㎜不同厚度的烧结层,实现玻璃无机化、无膜化。
其中有机物的碳化温度点在400度以下,而赋能无机物的熔点大于1000度,因而高温600-700度熔烧不影响无机物的赋能存在。
高温条件下,玻璃表面颗粒的原子或离子与玻璃颗粒、表面的涂层无机物颗粒之间,高温表面的扩散效应使得颗粒之间的间隙逐渐减小,这种结合方式与致密化过程,形成赋能玻璃的“烧结层”,赋能玻璃的耐侯性与浮法玻璃原片寿命几乎一致。
S4:玻璃降温退火去除应力。
玻璃连续进入玻璃降温退火隧道炉14去除应力;
根据不同的玻璃厚度、赋能材料,设置不同的保温退火阶梯;一般至少配置3段保温退火段,退火炉慢冷段(650-450℃)、退火炉快冷段(450-200℃)、退火炉强冷段(200-30℃),每段依次降温200℃左右;退火炉强冷段配置风机,在200℃以下快速降温。5mm的玻璃,每段退火时间3分钟,每段长度4米。
玻璃高温熔烧之后,需要适当的退火方法得以去除玻璃应力,一般可分段实现逐步退火降温;类似隧道保温炉,控制每一段降温幅度、时间和工艺参数,实现应力消除。
退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间、以消除或减少玻璃中热应力,达到允许值(预设的低值)。退火是将玻璃加热至软化温度以上,然后缓慢冷却;使玻璃制品外层和内部的温度同时降低到软化温度以下,直至常规温度,实现应力消除,避免玻璃爆裂或强化。
以上本工艺发明是一种玻璃赋能加工熔烧工艺,将无机功能油性涂料中的有机物碳化(CO2)去除,无机物纳米材料不被熔烧、且高温烧结在玻璃表面上形成烧结层;实现无机膜化,退火去应力形成二次原片,可用于裁剪、夹胶、中空、热弯、钢化等加工,提高了玻璃对红外线和紫外线的吸收能力。相比成膜工艺导致的膜结构,玻璃附加功能(如隔热防紫外线)耐侯性与玻璃原片寿命几乎相同;玻璃二次原片的判定方法是:玻璃可方便切割、钢化不影响玻璃的物理性能。
参见图1,本发明一种玻璃赋能加工熔烧工艺配套的熔烧设备,适用于无机功能油性涂料的玻璃赋能加工生产,减少生产线投资成本。
一种玻璃赋能加工熔烧设备,包括:机架11、玻璃基片12,加热熔烧炉20、退火冷却区、冷却区,若干段传送组件50、智能控制系统;
所述加热熔烧炉20、退火冷却区、冷却区依次设置在所述机架11上;若干所述传送组件50分别依次对接在所述加热熔烧炉20、退火冷却区、冷却区之间,用于传送玻璃基片12;所述智能控制系统分别与所述加热熔烧炉20、退火冷却区、冷却区、传送组件50之间采用电连接。
本发明解决玻璃熔烧工艺赋能加工的设备匹配问题,设备匹配于无机功能油性涂料的赋能加工的大型生产线,减少生产线投资成本。
参见图2,所述加热熔烧炉20包括熔烧炉体21、传动辊组13、若干个测温元件、若干个加热元件、若干个热辐射元件;所述传动辊组13横向并列设置在所述熔烧炉体21的内中部,将所述熔烧炉体21分隔成上炉腔22和下炉腔23;在所述上炉腔22和下炉腔23内分别均匀间隔设置有若干所述测温元件、加热元件、热辐射元件,玻璃基片12经过所述传送组件50传送至若干所述传动辊组13上。
具体的,若干个测温元件为电热偶24(温度传感器),若干个加热元件为炉丝25,若干个热辐射元件为辐射板27或辐射管26;
若干根上炉丝25和若干个上电热偶24交替吊装在上炉腔22内,若干根辐射管26并列吊装在上炉腔22内、形成辐射管26组,整个辐射管26组位于若干上炉丝25和上电热偶24的正下方;若干根下炉丝25吊装在下炉腔23内,若干块辐射板27、若干个下电热偶24分别依次设置在下炉丝25的正上方。
若干互相平行的辐射管26并排相接而成辐射管26组,采用耐热不锈钢辐射管26,辐射面的表面积扩大到1.6倍左右,热传递的速度快;辐射管26组对上炉腔22均匀加热,匹配下炉腔23,通过上下腔体热辐射匹配玻璃吸收量不同,有效控制玻璃的变形。
加热熔烧炉20的优点:结构简洁,对于吸收光谱或光谱反射的玻璃涂层加热,均可以精准控制上下炉腔23的不同加热温度,确保玻璃加热均匀与匹配;现有的加热炉结构复杂,不适合光谱吸收涂层玻璃加热。
参见图3,所述退火冷却区包括慢冷退火单元301、快冷退火单元302、强冷退火单元40,所述慢冷退火单元301的降温幅度为650℃-450℃,所述快冷退火单元302的降温幅度为450℃-200℃,所述强冷退火单元40的降温幅度为200℃-30℃。根据产能要求,可以增加快冷退火单元302的数量,从而分摊冷却时间,确保产线节拍不受影响。退火冷却区的作用效果是让玻璃均匀散热退火,优点是均匀散热退火,通过风机热交换可以控制退火时间。
参见图4,所述慢冷退火单元301和快冷退火单元302均包括均温箱体31、保温箱体32、第一传送辊14、一对离心风机33、轴流风机34、热风出口35,所述均温箱体31设置在所述保温箱体32的内部,所述保温箱体32与均温箱体31之间形成一回字形的保温冷却腔体36;玻璃13水平放置在传送件上,且位于所述均温箱体31内;
一对所述离心风机33分别设置在所述保温冷却腔体36的对角线上,所述轴流风机34设置在所述保温冷却腔体36的顶端中部;所述热风出口35设置在所述保温箱体32的上角落,并向外贯通。
优选的,均温箱体31的内壁采用耐高温材料,均温箱体31是一种耐热不锈钢辐射板27组成的箱体,辐射温度可达990℃,其中辐射热占总散热量的78%;作用是将高温玻璃13的热能通过热辐射吸收到均温箱体31,便于箱体的热能与外部隔热箱体的冷风进行热交换,确保均温箱体31内部始终均温、不受风力均匀度的影响。保温箱体32的顶部结构类似于汽车前盖、散热;保温箱体32的内壁设置有一层保温纤维321,保温纤维321的厚度为5mm;在保温冷却腔体36的上部水平设置有一风流导向板37,在风流导向板37上均匀间隔设置有若干导向孔。
慢冷退火单元301和快冷退火单元302的区别在于风机的风量与风速,风量与风速越大,热交换量越大,冷却时间最少,从而冷却越快。两者的核心功能是均匀降温;均温箱体31采用的是封闭式,玻璃13进入后将密闭窗关紧。玻璃13上的余热通过热辐射传递到均温箱体31的内壁上,聚热后的均匀箱体向箱体内外进行辐射;并反馈保温箱体32内部的空气,形成均匀的热空气,在保温冷却腔体36中充满热空气,通过一对离心风机33、轴流风机34和风道实现空气的均温。
参见图5,所述强冷退火单元40包括强冷箱体41、第二传送辊15、变频电机42、上风栅43、下风栅44、强冷风机45;所述第二传送辊15横向并列设置在所述强冷腔体的内中部,玻璃13水平放置在第二传送辊15上,所述变频电机42控制所述第二传送辊15的辊动速度和方向;
所述上风栅43和下风栅44分别横向对称设置在所述第二传送辊15的上、下方,所述下风栅44的一端依次连通所述上风栅43的一端、所述强冷风机45的吹风口。
在上风栅43的下端面、下风栅44的上端面分别均匀间隔设置有若干个微出风口46。启动强冷风机45,依次经过上风栅43、下风栅44,由若干个微出风口46进入强冷箱体41内;强冷腔体内的温度制冷到预设温度,一段时间玻璃13冷却后,第二传送辊15传送玻璃13离开强冷箱体41。
参见图6,所述传送组件均采用往复传送组件,所述传送组件包括传送支架51、传送电机52、一对转动轴53、若干个陶瓷转动辊54、若干条传送皮带55;所述传送电机52的输出轴与所述转动轴53之间进行传动连接;每一个所述陶瓷转动辊54的两端分别套设一对所述传送皮带55,若干对所述传送皮带55的另一端分别套设在所述转动轴53的外环面上。传送支架51的纵截面呈冂字型;一对转动轴53沿所述传送支架51的长度方向设置,若干所述陶瓷转动辊54沿所述传送支架51的宽度方向设置,玻璃13放置在若干所述陶瓷转动辊54上;所述传送电机52正转和反转交替运行,依次驱动一对所述转动轴53、若干个所述陶瓷转动辊54进行顺时针或逆时针转动,所述陶瓷转动辊54上面承载的玻璃13向前或后传送。
生产线的进料段、出料段、高温熔烧段、慢冷段、快冷段、强冷段等均分别设置有分段往复传送组件;传送组件通过调节传送电机52的转速,进而控制陶瓷转动辊54的传送速度;玻璃13正反向传送均由传送电机52的转向控制;玻璃13水平向前或向后往复移动,加快成型。传送组件的优点:每个工段的传送电机52各设置一个,进行独立控制;陶瓷转动辊54可前进后退进行工件的摆动,工件待在工段的时间可控。
玻璃赋能熔烧工艺及设备的实施例:
5mm信义玻璃采用本熔烧工艺,采用天津包钢稀土研究院有限责任公司的专利申请公开号CN114213033A一种用于节能房的稀土基红外阻隔型镀膜玻璃,玻璃熔烧工艺后具有红外线屏蔽效果83%以上;玻璃采用不同的熔烧温度后,熔烧时间曲线工艺库如下表:
5mm信义玻璃采用本熔烧工艺,采用中稀产业发展(天津)集团有限公司的专利公开号CN114230194A一种稀土基的紫外线屏蔽型镀膜玻璃,玻璃熔烧工艺后,具有紫外屏蔽功能94%以上;玻璃采用不同的熔烧温度后,熔烧时间曲线工艺库如下表:
8mm信义玻璃采用本熔烧工艺,采用天津包钢稀土研究院有限责任公司的专利申请公开号CN114249545A一种具有紫外线屏蔽功能的镀膜玻璃,玻璃熔烧工艺后,具有紫外线屏蔽效果93%以上;玻璃采用不同的熔烧温度后,熔烧时间曲线工艺库;
6mm信义单银Low-E玻璃采用本熔烧工艺,采用上海沪正AMS-99V红外吸收剂,玻璃熔烧工艺后,具有红外线屏蔽效果65%以上;玻璃采用不同的熔烧温度后,熔烧时间曲线工艺库;
本发明玻璃赋能加工熔烧设备的有益效果如下:
这种玻璃加工熔烧设备,解决玻璃熔烧工艺赋能加工工艺的设备匹配问题,设备适用于无机功能油性涂料的赋能加工的大型生产线。极大减少生产设备投资,相比真空条件的镀膜工艺,投资回报周期从10年极大缩短到1-2年,为玻璃赋能加工(如赋予玻璃隔热防紫外线能力)提供低门槛、加工简便的生产线。
本设备不同于玻璃钢化炉。玻璃钢化炉是利用物理或化学方法,在玻璃表面形成压应力层、内部形成拉应力层;当玻璃受到外力作用时,压应力层可将部分拉应力抵消,避免玻璃破碎,从而达到提高玻璃强度的目的。钢化炉是将玻璃加热到软化温度点(650℃),使玻璃种粒子有一定的迁移能力,进行结构的调整,然后在将玻璃进行吹风骤冷,使玻璃产生了一种均匀而有规律分布的内应力,提高玻璃的强度。
本设备不同于常规退火炉。退火炉高温加热段从预热、高温段逐步升温、然后在退火隧道炉分段保温降温,设备长,占地面积大,用电量大或热能多,不利于常规的玻璃加工厂应用。
本发明的有益效果概括如下:
1.创新发明一种玻璃赋能加工熔烧工艺及设备,适用于无机功能油性涂料的玻璃赋能加工涂覆玻璃熔烧过程。这种方法将无机功能油性涂料中的有机物碳化(CO2)去除,无机物纳米材料不被熔烧、无机物高温烧结在玻璃表面上形成烧结层;退火去应力形成二次原片,可用于裁剪、夹胶、中空、热弯、钢化等加工。
2.解决当前玻璃赋能加工的镀膜、涂覆工艺膜结构的耐侯性问题。这种玻璃赋能加工的玻璃熔烧工艺和设备,通过玻璃功能“烧结层”,实现无机化、无膜化,玻璃附加功能(如隔热、防紫外线)的耐侯性与浮法玻璃原片寿命几乎相同。
3.创新解决当前镀膜工艺的大型生产线设备投资成本高的难题。基于无机物功能的涂料与熔烧工艺技术组合,减少占地面积、减少热能消耗、极大减少生产设备投资,相对镀膜产线,投资回报周期从10年极大缩短到1-2年,为玻璃赋能加工提供低门槛以及加工方便性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。
Claims (10)
1.一种玻璃赋能加工熔烧工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1:玻璃本体等离子清洗;
S2:精密喷涂无机功能油性涂料;
S3:涂覆后的玻璃进行加热熔烧;
S4:玻璃降温退火去除应力。
2.如权利要求1所述的一种玻璃赋能加工熔烧工艺,其特征在于,所述玻璃赋能加工熔烧工艺的步骤S1包括:
S101:将玻璃原片表面清洗干净,在等离子清洗机进行大气等离子清洗;
S102:玻璃原片大气等离子清洗后,温度上升,需要将玻璃风冷装置进行降温,直到降为常温。
3.如权利要求1所述的一种玻璃赋能加工熔烧工艺,其特征在于,所述玻璃赋能加工熔烧工艺的步骤S2包括:
S201:准备无机功能油性涂料,即涂料中的无机物提供玻璃赋能;有机物是成膜物质;
S202:精密喷涂机对玻璃原片进行精密均匀喷涂,常温状态下,在玻璃的上表面喷涂涂层,涂层涂覆的是无机功能油性涂料;涂料经过自动控制均匀喷涂,涂层的厚度为3um-5um。
4.如权利要求1所述的一种玻璃赋能加工熔烧工艺,其特征在于,所述玻璃赋能加工熔烧工艺的步骤S3包括:
S301:通过分段往复传送组件将玻璃传送到加热熔烧炉内,进行有机物碳化(CO2)处理;
玻璃高温加热软化而不融化,温度达到650-700度,持续时间为100s-500s,有机物熔点低于玻璃软化点被碳化;
S302:玻璃表面形成烧结层;
将玻璃高温加热到玻璃软化点以上,赋能性的无机纳米材料(熔点高于加热最高温度)不被熔烧,无机纳米颗粒内嵌在软化层固结在玻璃表面上,形成玻璃烧结层。
5.如权利要求1所述的一种玻璃赋能加工熔烧工艺,其特征在于,所述玻璃赋能加工熔烧工艺的步骤S4包括:
S401:玻璃连续进入玻璃降温退火隧道炉去除应力;
根据不同的玻璃厚度、赋能材料,设置不同的保温退火阶梯;配置3段保温退火段,每段呈梯度式降温200℃;第三段配置风机,在200℃以下快速降温。
6.一种玻璃赋能加工熔烧设备,其特征在于,所述熔烧设备用于加工如权利要求1所述的玻璃赋能加工熔烧工艺,所述熔烧设备包括:机架、玻璃基片,加热熔烧炉、退火冷却区,若干段传送组件、智能控制系统;
所述加热熔烧炉、退火冷却区依次设置在所述机架上;若干所述传送组件分别依次对接在所述加热熔烧炉、退火冷却区之间,用于传送玻璃;所述智能控制系统分别与所述加热熔烧炉、退火冷却区、传送组件之间采用电连接。
7.如权利要求6所述的一种玻璃赋能加工熔烧设备,其特征在于,所述加热熔烧炉包括熔烧炉体、传动辊组、若干个测温元件、若干个加热元件、若干个热辐射元件;所述传动辊组横向并列设置在所述熔烧炉体的内中部,将所述熔烧炉体分隔成上炉腔和下炉腔;在所述上炉腔和下炉腔内分别均匀间隔设置有若干所述测温元件、加热元件、热辐射元件,玻璃基片经过所述传送组件传送至若干所述传动辊组上。
8.如权利要求6所述的一种玻璃赋能加工熔烧设备,其特征在于,所述退火冷却区包括慢冷退火单元、快冷退火单元、强冷退火单元,所述慢冷退火单元的降温幅度为650℃-450℃,所述快冷退火单元的降温幅度为450℃-200℃,所述强冷退火单元的降温幅度为200℃-30℃;
所述慢冷退火单元和快冷退火单元均包括均温箱体、保温箱体、第一传送辊、一对离心风机、轴流风机、热风出口,所述均温箱体设置在所述保温箱体的内部,所述保温箱体与均温箱体之间形成一回字形的保温冷却腔体;玻璃水平放置在传送件上,且位于所述均温箱体内;
一对所述离心风机分别设置在所述保温冷却腔体的对角线上,所述轴流风机设置在所述保温冷却腔体的顶端中部;所述热风出口设置在所述保温箱体的上角落,并向外贯通。
9.如权利要求8所述的一种玻璃赋能加工熔烧设备,其特征在于,所述强冷退火单元包括强冷箱体、第二传送辊、变频电机、上风栅、下风栅、强冷风机;所述第二传送辊横向并列设置在所述强冷腔体的内中部,玻璃水平放置在第二传送辊上,所述变频电机控制所述第二传送辊的辊动速度和方向;
所述上风栅和下风栅分别横向对称设置在所述第二传送辊的上、下方,所述下风栅的一端依次连通所述上风栅的一端、所述强冷风机的吹风口。
10.如权利要求6所述的一种玻璃赋能加工熔烧设备,其特征在于,所述传送组件包括传送支架、传送电机、一对转动轴、若干个陶瓷转动辊、若干条传送皮带;所述传送电机的输出轴与所述转动轴之间进行传动连接;每一个所述陶瓷转动辊的两端分别套设一对所述传送皮带,若干对所述传送皮带的另一端分别套设在所述转动轴的外环面上;
一对转动轴沿所述传送支架的长度方向设置,若干所述陶瓷转动辊沿所述传送支架的宽度方向设置,玻璃放置在若干所述陶瓷转动辊上;所述传送电机正转和反转交替运行,依次驱动一对所述转动轴、若干个所述陶瓷转动辊进行顺时针或逆时针转动,所述陶瓷转动辊上面承载的玻璃向前或后传送。
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