CN1339355A - 层压玻璃及其制造方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供带有粘置于诸玻璃板之间并藉由压力而与这些玻璃板一体化的塑性中间材料的层压玻璃及其制造方法和设备。该层压玻璃包括诸玻璃板以及由形成在其两侧上的粘合剂涂层压粘于玻璃板之间的塑性中间材料。根据本发明,由于其制造工艺是在室温下进行的,因而可显著地缩短制造工期。另外,本发明能更好地与环境相容且更为廉价。此外,本发明层压玻璃的硬度－重量比要大于传统防弹玻璃好几倍。

Description

层压玻璃及其制造方法和设备

本发明涉及层压玻璃及其制造方法和设备，尤其涉及带有粘置于两块或多块玻璃板之间并籍由压力而与这些玻璃板一体化的塑性中间材料的层压玻璃及其制造方法和设备。

用于将破裂时给人体造成的伤害降至最小的玻璃统称为安全玻璃，此类安全玻璃在国际市场上所占的市场份额日益增长。尤其，发达国家用法律规定所有的建筑物上都要采用安全玻璃。安全玻璃包括加固玻璃、树脂玻璃和层压玻璃。加固玻璃是指通过将其加热至高温(600℃或更高)后再迅速冷却所制成的玻璃，它在破裂时可碎成只有半个小指的指甲那样极小的尺寸，从而降低了对人体所造成的伤害。加固玻璃作为建筑材料，用于诸如大众频繁通过的门，以及用作可保护汽车乘客的安全的汽车玻璃。

然而，由于加固玻璃需要定制，因而难以进行大批量生产和回收利用。其原因在于在将加固玻璃切割成预定尺寸时，它会发生破裂。因此，加固玻璃的尺寸是不能改变的，因而加固玻璃就只能以原有的生产尺寸来使用。

树脂玻璃是指注入于玻璃板之间的液态树脂在暴露于紫外线时发生固化而粘接的玻璃。该树脂玻璃是通过将预定厚度的双面胶带粘附到玻璃板的边缘以防液态树脂泄漏、然后将该液态树脂注入到玻璃板之间的空间内制造而成的。与加固玻璃相类似的是，树脂玻璃也同样难以大批量生产。

另一方面，传统的层压玻璃是通过在两块玻璃板之间插入一聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜、接着通过对该薄膜施加3小时的高温高压而使其软化、然后再将该软化后的PVB薄膜粘接到玻璃板上制造而成的。通常采用具有下表中所列出的三种厚度的PVB薄膜，而通过向玻璃板之间插入更厚的薄膜制造而成的层压玻璃被用作为防弹玻璃。

表1

PVB薄膜厚度	结构	总厚度
			0.38mm	3mm的玻璃板＋0.38mm的PVB薄膜＋3mm的玻璃板	6.38mm的层压玻璃
0.76mm	3mm的玻璃板＋0.76mm的PVB薄膜＋3mm的玻璃板	6.76mm的层压玻璃
			1.52mm	3mm的玻璃板＋1.52mm的PVB薄膜＋3mm的玻璃板	7.52mm的层压玻璃

在表1中，厚度为0.38mm的PVB薄膜主要被用作为普通建筑物用的层压玻璃，而厚度为1.52mm的PVB薄膜主要被用作为防弹玻璃。

然而，PVB是一种对环境有害的物质，而且PVB的原材料的国际价位也相当高(3200～3500$/吨)。此外，由于在层压玻璃的生产过程中采用了热粘接，因热粘接而延长了所需的工期，从而降低了产量。也就是说，必须要在高温高压下方可加工中间材料，而这就需要较长的工期。因此就出现了这样一个问题：即每一天24小时的运作中的生产时间却通常不超过8小时。

本发明即能解决已有技术中所存在的上述问题。本发明的一个目的在于提供一种可以所需尺寸大小进行大批量生产、与环境相容、可回收使用且廉价的层压玻璃。

本发明另一个目的在于提供一种相对于重量其硬度较高的层压玻璃。

本发明还有一个目的在于提供一种用于制造层压玻璃的方法和设备，它可相对缩短所需的工期。

为实现上述目的，本发明的层压玻璃包括第一玻璃板、第二玻璃板、以及置于第一和第二玻璃板之间的塑性中间材料，该中间材料经由形成在其两侧上的粘合剂涂层压粘于第一和第二玻璃板。

另外，一种用于制造本发明层压玻璃的方法包括下列步骤：将第一玻璃板和第二玻璃板相继地装到传送带上；对第一和第二玻璃板进行清洁和干燥；在一预定位置上用固定装置提升第一玻璃板；将在其两侧上涂有粘合剂的塑性中间材料粘接到由传送带运送的第二玻璃板上，并将其运送到固定装置的正下方；使固定装置下降，并将第一玻璃板粘接到与第二玻璃板相粘接的中间材料的顶表面上；以及通过压制经由中间材料所粘接的第一和第二玻璃板来使中间材料与第一和第二玻璃板一体化。

此外，一种用于制造本发明层压玻璃的设备包括：用于对由传送带所运送的一玻璃板进行清洁和干燥的装置；由设置在清洁及干燥装置下游的多个轧辊所组成的、用于将在其两侧上形成有粘合剂涂层的塑性中间材料粘接到该玻璃板上的分配器；设置在分配器的下游、用于沿垂直于传送带的移动方向上下移动的固定装置，其中另一玻璃板垂挂在固定装置上，该装置将该另一玻璃板粘接到其上粘有中间材料的玻璃板上；以及设置在固定装置的下游、用于使籍由固定装置相粘接的两块玻璃板通过并向其施加压力的压制装置。

图1是本发明层压玻璃的一部分的局部立体图；

图2是本发明层压玻璃的分解立体图；以及

图3是用于制造本发明层压玻璃的设备的构造示意图。

下面将结合附图来详细说明本发明层压玻璃及其制造方法和设备的较佳实施例。

图1是本发明层压玻璃的一部分的局部视图，图2则是本发明层压玻璃的分解立体图。如图所示，本发明的层压玻璃10由第一玻璃板12、第二玻璃板14和置于第一与第二玻璃板12、14之间的塑性中间材料16。用于本发明的玻璃板的厚度约为2mm或更厚，且第一和第二玻璃板12、14各有一个侧面分别与中间材料16的两侧上的粘合剂18粘接在一起。即，本发明层压玻璃10的结构依次由第一玻璃板12、粘合剂18、中间材料16、粘合剂18和第二玻璃板14所构成。

另一方面，用于本发明的中间材料16的厚度为0.025mm或更厚，并可采用一种聚合物作为中间材料。该聚合物可包括：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氯乙烯(PVC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)、离聚物(IO)、聚甲基戊烯(PMP)、聚苯乙烯(PS)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、聚丙烯腈(PAN)、对聚苯硫(PPS)、聚苯醚(PPE)、聚酯砜(polyestersulfone)(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰胺(PEI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚合物合金、赛璐玢、聚酰胺(PA)、尼龙、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等。本发明的塑性中间材料16是由一单板构成的。

在塑性中间材料16的两侧上涂有粘合剂涂层18。该粘合剂涂层18用于将第一和第二玻璃板12、14与塑性中间材料16连接在一起。尽管作为合适的粘合剂可有将丙烯酸作为主要成分的粘合剂以及将聚氨基甲酸乙酯(polyurethane)作为主要成分的粘合剂，但也可采用其它的粘合剂。用于本发明的粘合剂涂层18的厚度至少为10μm。

虽然在图1和2所示实施例中的中间材料16是以单板的形式来进行描述的，但该中间材料16也可采用由粘合剂粘接而成的两块或多块板的形式。另外，虽然图1和2示出了层压玻璃的结构，其中在第一和第二玻璃板12、14之间只有一块塑性中间材料16，但该层压玻璃也可具有彼此粘接在一起的多块中间材料和玻璃板。即，包含有三叠式玻璃的层压玻璃具有依次由“玻璃、粘合剂、中间材料、粘合剂、玻璃、粘合剂、中间材料、粘合剂、玻璃”所构成的截面，还可根据使用目的随意地构造具有按此类顺序所形成的相似截面的四、五或多叠式玻璃。

图3是用于制造本发明层压玻璃的设备的构造示意图。下面将结合图3来描述本发明的设备50。将根据第一玻璃板12和第二玻璃板14沿着设备50的传送带52粘接在一起的顺序来描述该设备50的诸部件。

本发明的设备50包括传送带52、起始工位54、清洁及干燥工位58、粘接工位60、干燥工位80、切割工位84和终结工位56。其中，粘接工位60包括用于分配塑性中间材料的分配器64、66、68和用于向玻璃板和中间材料施加压力的压制装置76、78。

传送带52将第一和第二玻璃板12、14从起始工位54运送至终结工位56。清洁及干燥工位58紧随在起始工位54之后。在该清洁及干燥工位58中，先清除第一和第二玻璃板12、14的表面上的杂质，然后再进行干燥，用以去除清洁工序后所残留的水分。

粘接工位60紧随在清洁及干燥工位58之后。该粘接工位60设置在一清洁室62内。该清洁室62有利于防止杂质粘附在已清洁的第一和第二玻璃板12、14的表面上。

在粘接工位60的入口处设有用于供给塑性中间材料16的轧辊64。向该塑性中间材料16的各个表面覆设粘合剂涂层，该粘合剂涂层的各个表面覆设有分离纸。该分离纸由剥离器剥离，剥离器则由轧辊72、74所构成，这在下文中将作描述。剥离器由第一剥离器和第二剥离器组成。靠近轧辊72设置的第一剥离器将附着在塑性中间材料16的第一表面上的分离纸剥离，而第二剥离器则将附着在塑性中间材料16的第二表面上的分离纸剥离。第一剥离器包括轧辊72，第二剥离器则包括轧辊74。

带有粘合剂18和附着于其上的分离纸的塑性中间材料16缠绕在轧辊64上。该带有粘合剂18和附着于其上的分离纸的塑性中间材料16沿着导辊66、68进行传递。

在粘接工位60中还设有用于提升第一玻璃板12的固定装置70。在导辊68的下游设有轧辊72，该轧辊将覆盖在塑性中间材料16的一侧表面上的分离纸剥离。在轧辊76、78、即粘接工位60的最后部分的上游设有用于将覆盖在塑性中间材料16的另一侧表面上的分离纸剥离的另一个轧辊74。在导辊68的下方设有轧辊73，它用于根据工序来移动第一和第二玻璃板12、14。

轧辊76、78构成了压制装置，虽然是轧辊78来调节压力，但实际上轧辊76也可调节压力。此时所施加的压力可根据所要制造的玻璃的尺寸大小和厚度、中间材料的尺寸大小和厚度、粘合剂等的种类而进行变化，通常为1巴，但在使用更硬的玻璃的情况下可增至3巴。轧辊76、78设于粘接工位60的最后部分。

干燥工位80设置在轧辊76、78的下游、清洁室62的外侧。在该干燥工位80内设有干燥用灯列82。将一种紫外线放电灯用作为干燥用灯。

切割工位84设置在干燥工位80的下游，它用于切割塑性中间材料16。终结工位56设置在切割工位84的下游。在该终结工位56中，一卸离装置86将层压玻璃自设备50卸离。通常，采用一种抽吸装置来作为卸离装置86。

下面将结合图3来描述采用具有上述构造的设备来制造本发明层压玻璃的方法。

用于制造本发明层压玻璃的方法包括：装载工序、清洁及干燥工序、粘接工序、干燥工序、切割工序及最终的卸离工序，这在下文中将详细描述。

在装载工序中，在设备的起始工位54上，将第一和第二玻璃板12、14装到传送带52上。在清洁及干燥工序中，在清洁及干燥工位58上，在去除了第一和第二玻璃板12、14的表面上的杂质后再对它们进行干燥。对表面进行清洁和干燥是为了预防在将中间材料16与玻璃板相粘接时由于杂质存在而出现次品，如下所述。

在清洁及干燥工序之后，第一和第二玻璃板12、14进入位于粘接工位60之中的清洁室62，并相互粘接在一起。第一玻璃板12从轧辊68、73之间通过，一旦它到达位于粘接工位60中的传送带52上的粘接位置75即停止，然后由固定装置70提升。该粘接位置75位于轧辊68、73与轧辊76、78之间，更准确地讲，位于固定装置70的正下方。通常，采用一种抽吸装置来作为固定装置70。第一玻璃板12在粘接位置75上由固定装置70提升。

接着，第二玻璃板14从轧辊68、73之间通过，与此同时，塑性中间材料16自进给辊64展开并沿着导辊66、68移动。当覆设有分离纸的塑性中间材料16通过导辊68时，位于中间材料16下侧面上的分离纸由轧辊72剥离，这样就露出了位于中间材料16下侧面上的粘合剂涂层18。也就是说，轧辊72起到将位于中间材料16下侧面上的分离纸剥离的作用。

当位于中间材料16下侧面上的粘合剂涂层18露出时，将第二玻璃板14以可使其顶表面附着到中间材料16的下侧面上的方式进行运送。当第二玻璃板14从轧辊68、73之间通过并到达粘接位置75时，该第二玻璃板14的顶表面附着到了中间材料16的下侧面上。也就是说，中间材料16的分离纸由轧辊72剥离后，中间材料16的下侧面与第二玻璃板14的顶表面附着在了一起，接着，又到达粘接位置75。在这种情况下，其上附着有中间材料16的第二玻璃板的截面系由自其顶部依次为分离纸(未图示)、粘合剂18、中间材料16、粘合剂18及第二玻璃板所构成。

一旦第二玻璃板14到达粘接位置75，轧辊74就将仍留在塑性中间材料16的顶表面上的另一分离纸剥离。轧辊74沿着箭头A所指的方向移动，并将分离纸剥离以露出位于塑性中间材料16的顶表面上的粘合剂涂层18。一旦露出位于塑性中间材料16的顶表面上的粘合剂涂层18，第一玻璃板12就由固定装置下降而覆盖到位于塑性中间材料16的顶表面上的粘合剂涂层18上。

其间夹置有中间材料16的第一和第二玻璃板12、14从轧辊78、76之间通过。轧辊78、76将第一和第二玻璃板12、14连同塑性中间材料16一起压制，并将它们向前传送，从而形成了层压玻璃10。施加到层压玻璃上的压力可由轧辊78、76来调节，通常为1巴。不过，也可采用任何适当的压力，只要第一和第二玻璃板12、14可附着到中间材料16上去而不会破裂即可。也就是说，倘若使用更硬的玻璃，所施加的压力可增至3巴。可采用螺钉、螺旋千斤顶或齿轮调节压力的机械方法和采用液压或气压调节压力的方法来作为轧辊驱动方法。此外，也可采用一种通过利用玻璃表面上的表面活性媒剂来拉动或推动静止轧辊并使其滑动而无须使轧辊滚动来压制层压玻璃的方法。

一旦层压玻璃10从轧辊76、78之间通过，它就离开清洁室62而被载至干燥工位80。在该干燥工位80中，干燥灯82使层压玻璃10得以干燥。此项工序可使粘合剂18更加完全地附着到第一和第二玻璃板12、14上。

层压玻璃10通过干燥工位80后被送到切割工位84。在该切割工位84中，塑性中间材料16被切割。在切割工位84上制成层压玻璃10的成品。

层压玻璃10通过切割工位84后被送到终结工位56。在该终结工位56中，卸离装置86将层压玻璃10自设备50卸离。可采用诸如抽吸装置之类的传统机构来作为卸离装置86。

在由一系列工序制造而成的层压玻璃10中，通过中间材料16和粘合剂18即可简单地调节层压玻璃成品的透明度和颜色。

虽然上述实施例采用了一种轧辊压制法来用作为层压玻璃的粘接方法，但也可采用压板压制法、真空压制法、直接施加粘合剂压制法等，这在下文中将详细描述。

压板压制法是这样一种方法，即玻璃板和中间材料设置在预定的粘接位置上，然后用压板进行压制。压板的尺寸大小与相应的玻璃板一致或大于该玻璃板，并可根据玻璃板的厚度和尺寸大小以及薄膜厚度来调节由压板所施加的压力。可采用液压、气压、螺钉、齿轮等来作为驱动方法。

真空压制法是这样一种方法，即在一真空腔内进行轧辊压制法、压板压制法等，用以提高压制效果。

直接施加粘合剂压制法是这样一种方法，即通过采用喷雾器将粘合剂直接施加到玻璃薄膜上，由于粘合剂是直接进行施加的，因而不需要水。

根据本发明的层压玻璃及其制造方法和设备，由于其制造工艺是在室温下进行的，因而可克服在高温高压下制造层压玻璃的传统方法的缺点。即，传统方法需要几个小时的时间来进行加热加压处理，而本发明可显著地缩短制造工期，并大大地提高层压玻璃的产量。此外，由于本发明可采用与环境更相容的较廉价的中间材料，因而可用本发明的层压玻璃来取代传统的建筑材料以及汽车安全玻璃。另外，由于本发明层压玻璃的硬度一重量比要大于传统防弹玻璃好几倍，可显著减小对于传统汽车防弹玻璃的最最关键的汽车防弹玻璃的重量问题。

本发明一实施例的层压玻璃与传统层压玻璃的区别特征在于：本发明的层压玻璃是采用PET作为中间材料，而传统的层压玻璃则是将PVB用作为中间材料，两者的区别如下表2所示。

表2

	PVB	PET
			环境	对环境有害	与环境相容
粘接方法	热粘接	粘合剂粘接
			硬度-重量比(假设PVB为1)	1	3或3以上
国际价位($/吨)	3200～3500	750～850
			着色能力	只能着色	着色＋印刷
用作为防弹玻璃时的厚度	46mm或46mm以上	26mm

虽然已参照上述较佳实施例对本发明进行了描述，但应理解的是，在不脱离本发明范围和精神实质的情况下，还可对本发明作任何变化或变形，它们将落在由附加权项所限定的本发明的范围之中。

Claims (4)

1.一种层压玻璃，包括：

第一玻璃板；

第二玻璃板；以及

置于所述第一和第二玻璃板之间的塑性中间材料，所述中间材料经由形成在其两侧上的粘合剂涂层压粘于所述第一和第二玻璃板。

2.如权利要求1所述的层压玻璃，其特征在于，所述塑性中间材料系一种PET材料。

3.一种用于制造层压玻璃的方法，包括下列步骤：

将第一玻璃板和第二玻璃板相继地装到传送带上；

对所述第一和第二玻璃板进行清洁和干燥；

在一预定位置上用固定装置提升所述第一玻璃板；

将在其两侧上涂有粘合剂的塑性中间材料粘接到由所述传送带运送的所述第二玻璃板上，并将其直接运送到所述固定装置的正下方；

使所述固定装置下降，并将所述第一玻璃板粘接到与所述第二玻璃板相粘接的所述中间材料的顶表面上；以及

通过压制经由所述中间材料所粘接的所述第一和第二玻璃板来使中间材料与第一和第二玻璃板一体化。

4.一种用于制造层压玻璃的设备，包括：

用于对由传送带所运送的第一和第二玻璃板进行清洁和干燥的装置；

由设置在所述清洁及干燥装置下游的多个轧辊所组成的、用于将在其两侧上形成有粘合剂涂层的塑性中间材料粘接到所述第二玻璃板上的分配器；

设置在所述分配器的下游、用于沿垂直于所述传送带的移动方向上下移动的固定装置，其中所述第一玻璃板垂挂在所述固定装置上，该装置将第一玻璃板粘接到其上粘有中间材料的第二玻璃板上；以及

设置在所述固定装置的下游、用于使籍由所述固定装置相粘接的所述第一和第二玻璃板通过并向其施加压力的压制装置。

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