ES2834899T3 - Método de fabricación de vidrio templado al vacío y línea de producción para el mismo - Google Patents

Método de fabricación de vidrio templado al vacío y línea de producción para el mismo Download PDF

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Abstract

Un método para fabricar vidrio templado al vacío, donde se proporciona una abertura de extracción de aire, por adelantado, sobre al menos un sustrato de vidrio para constituir el vidrio templado al vacío, y el método de fabricación comprende las siguientes etapas: (1) preparar una capa metalizada en una región que se va a sellar sobre el sustrato de vidrio, y templar o reforzar térmicamente los sustratos de vidrio; (2) colocar una soldadura de metal sobre la capa metalizada; (3) precalentar y superponer los sustratos de vidrio, mediante uno de los siguientes métodos: a. calentar respectivamente los dos sustratos de vidrio de 60 °C a 150 °C, disponer las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar de los dos sustratos de vidrio opuestas entre sí, y superponer los sustratos de vidrio de forma que la soldadura de metal se ubique entre las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar; y b. disponer las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar de los dos sustratos de vidrio opuestas entre sí, superponer los sustratos de vidrio de forma que la soldadura de metal se ubique entre las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar, y calentar integralmente los dos sustratos de vidrio superpuestos de 60 °C a 150 °C; (4) sellar herméticamente las regiones que se van a sellar mediante un proceso de soldadura fuerte de metal para formar un conjunto de vidrio templado, donde se adopta el proceso de soldadura fuerte de metal para realizar un calentamiento local en la región que se va a sellar, donde el modo de calentamiento es calentamiento por láser, calentamiento por llama, calentamiento por corriente, calentamiento por inducción, calentamiento por microondas, calentamiento por radiación o calentamiento por convección; (5) calentar el conjunto de vidrio templado de 100 °C a 230 °C; (6) crear un vacío en una cavidad interior del conjunto de vidrio templado hasta un grado de vacío predeterminado; y (7) cerrar la abertura de extracción de aire y completar el proceso de fabricación del vidrio de vacío.

Description

DESCRIPCIÓN
Método de fabricación de vidrio templado al vacío y línea de producción para el mismo
Antecedentes
Campo técnico
La presente invención pertenece al campo de la fabricación de vidrio al vacío y, en particular, se refiere a un método para fabricar vidrio templado al vacío y a una línea de producción de vidrio templado al vacío basada en el método de fabricación.
Técnica relacionada
Debido a los excelentes efectos de aislamiento térmico, aislamiento acústico y ahorro de energía, el vidrio al vacío representa la dirección de desarrollo de la próxima generación de vidrio arquitectónico de ahorro de energía y ha sido ampliamente promovido y aplicado. La primera investigación sobre el vidrio al vacío se originó en la década de 1990. Por ejemplo, la solicitud de patente australiana n.° AU94192667.2 desvela un método para fabricar vidrio al vacío, que fue pionera en la investigación del vidrio al vacío. Después, se realizaron algunas investigaciones a nivel nacional y en el extranjero sobre esta tecnología. Sin embargo, por razones tecnológicas, el vidrio al vacío fabricado es vidrio no templado al vacío y no cumple con los estándares del vidrio de seguridad arquitectónico, lo que dificulta enormemente la aplicación del vidrio al vacío en edificios de gran altura y en algunas ocasiones especiales. La forma de fabricar vidrio templado al vacío se ha convertido en el foco de investigación de competencia en el país y en el extranjero. En respuesta a esto, el solicitante propuso un método de sellado compuesto de placas de vidrio en la patente china n.° 201010508421.7. El método utiliza un metal de bajo punto de fusión para sellar la periferia del vidrio al vacío y resuelve con éxito el problema mundial de que otros procesos de sellado pueden causar fácilmente el destemplado del sustrato de vidrio templado, consiguiendo así la fabricación del vidrio templado al vacío y promoviendo el desarrollo progresivo y la amplia aplicación del vidrio al vacío.
El documento DE 202010 007079 U1 desvela un método en el que las placas de vidrio se sellan con la ayuda de tiras de sellado de metal que se extienden más allá del borde de las placas de vidrio utilizando láser/ultrasonidos dentro de una cámara de vacío y un dispositivo para las mismas. Adicionalmente, desvela un dispositivo para calentar una placa de vidrio con un primer grupo de calentadores ubicados debajo de los rodillos de un dispositivo de transporte y un segundo calentador de borde para crear diferentes temperaturas en diferentes regiones en una placa de vidrio, antes de que las placas de vidrio se conecten con tiras de metal.
El documento CN104743842 A desvela un método para fabricar vidrio al vacío de doble o triple capa con ranuras de sellado en cada lado superior de las placas de vidrio, excepto en la placa de vidrio más superior. Se desvelan intervalos de temperatura más amplios, como 150 °C - 450 °C para el precalentamiento, en relación con la soldadura de vidrio, pero no para soldadura de metal. El uso de un material de soldadura de metal se menciona generalmente sin ajuste de temperatura específico, y específicamente en realizaciones a temperaturas superiores a 300 °C. La soldadura por fusión se solidifica lentamente en la cámara de enfriamiento con una temperatura de 100 °C a 200 °C más baja que su punto de fusión.
El documento US 7.204.102 B1 desvela un método para fabricar vidrio templado al vacío, donde indio o aleación de indio se utilizan como material de soldadura con una temperatura de fusión de, por ejemplo, 157 °C. Las placas de vidrio combinadas se calientan uniformemente a una temperatura igual o inferior a 220 °C para formar un sello. El documento US 2.938.494 A se refiere a una línea de producción de ensamblaje de vidrio que comprende múltiples láminas de vidrio, donde las láminas están provistas de una capa metalizada y están unidas con una tira de metal intermedia entre las mismas mediante soldaduras.
Al fabricar el vidrio templado al vacío, la resistencia de sellado básica de dos placas de vidrio es un parámetro de rendimiento importante del vidrio templado al vacío. Romper continuamente las barreras de la técnica anterior, proporcionar soluciones más completas y promover el desarrollo de la industria del vidrio templado al vacío son los objetivos perseguidos por los expertos en la materia. Por lo tanto, cómo mejorar la resistencia del sellado se ha convertido en un objetivo de búsqueda constante por parte de los expertos en la materia.
Sumario
En aplicación práctica, el solicitante ha encontrado que la tensión se genera después del enfriamiento y la solidificación debido a la diferencia en los coeficientes de expansión de la soldadura y la capa metalizada al momento del sellado. En vista de los problemas de la técnica anterior, el primer objeto de la presente invención es proporcionar un método para fabricar un vidrio templado al vacío, que puede reducir en gran medida la tensión generada al sellar entre dos sustratos de vidrio y aumentar la resistencia de la conexión, implementando así la producción continua de alta eficacia del vidrio templado al vacío y reduciendo el coste de producción; y el segundo objeto de la presente invención es proporcionar una línea de producción automática continua de vidrio templado al vacío, que proporciona garantía de equipos para la producción en masa.
Para lograr los objetos anteriores, la presente invención desvela un método para fabricar vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 1 y una línea de producción para fabricar vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 7. De acuerdo con esto, se proporciona una abertura de extracción de aire, por adelantado, en al menos un sustrato de vidrio para constituir el vidrio templado al vacío. El método de fabricación comprende las siguientes etapas:
(1) preparar una capa metalizada en una región que se va a sellar sobre el sustrato de vidrio, y templar o reforzar térmicamente los sustratos de vidrio;
(2) colocar una soldadura de metal sobre la capa metalizada;
(3) precalentar y superponer los sustratos de vidrio, mediante uno de los siguientes métodos:
a. calentar respectivamente los dos sustratos de vidrio de 60 °C a 150 °C, disponer las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar de los dos sustratos de vidrio opuestas entre sí, y superponer los sustratos de vidrio de forma que la soldadura de metal se ubique entre las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar; y
b. disponer las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar de los dos sustratos de vidrio opuestas entre sí, superponer los sustratos de vidrio de forma que la soldadura de metal se ubique entre las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar, y calentar integralmente los dos sustratos de vidrio superpuestos de 60 °C a 150 °C;
(4) sellar herméticamente las regiones que se van a sellar mediante un proceso de soldadura fuerte de metal para formar un conjunto de vidrio templado, , en el que se adopta el proceso de soldadura fuerte de metal para realizar un calentamiento local en la región que se va a sellar; donde el modo de calentamiento es calentamiento por láser, calentamiento por llama, calentamiento por corriente, calentamiento por inducción, calentamiento por microondas, calentamiento por radiación o calentamiento por convección;
(5) calentar el conjunto de vidrio templado de 100 °C a 230 °C;
(6) crear un vacío en una cavidad interior del conjunto de vidrio templado hasta un grado de vacío predeterminado; y
(7) cerrar la abertura de extracción de aire y completar el proceso de fabricación del vidrio de vacío.
Adicionalmente, antes de la etapa (4), la temperatura total de los dos sustratos de vidrio superpuestos se mantiene entre 60 °C y 150 °C.
Adicionalmente, la temperatura de calentamiento en la etapa (3) es de 80 °C a 120 °C.
Adicionalmente, cuando el sustrato de vidrio es un sustrato de vidrio revestido, se elimina una película en la región que se va a sellar del sustrato de vidrio revestido antes de que se preconforme la capa metalizada.
Adicionalmente, en la etapa (1), se incluye además una tapa de preparación de un soporte para soportar la cavidad interior: en primer lugar, un esmalte de vidrio en forma de pasta se imprime en posiciones predeterminadas en uno de los sustratos de vidrio para formar una matriz de abultamiento en forma de puntos; y a continuación, el esmalte de vidrio se sinteriza, mediante un proceso de sinterización a alta temperatura, en el soporte que se consolida con el sustrato de vidrio.
Adicionalmente, se incluye además una etapa de colocar el soporte antes de que se superpongan los dos sustratos de vidrio: el soporte sólido se coloca en una posición predeterminada sobre uno de los sustratos de vidrio.
Adicionalmente, en la etapa (4), el proceso de soldadura fuerte se adopta para realizar un calentamiento local en la región que se va a sellar, donde el modo de calentamiento es calentamiento por láser, calentamiento por llama, calentamiento por corriente, calentamiento por inducción, calentamiento por microondas, calentamiento por radiación o calentamiento por convección.
Adicionalmente, en la etapa (7), el conjunto de vidrio templado se aspira en una cámara de vacío, en el que el conjunto de vidrio templado se calienta de 100 °C a 230 °C durante el formado de vacío.
Adicionalmente, antes de que los dos sustratos de vidrio se superpongan en la etapa (3), se coloca un captador sobre al menos uno de los sustratos de vidrio, y el captador se activa después de completar la etapa (6).
Adicionalmente, en la etapa (1), una capa metalizada se preconforma además en la periferia de la abertura de extracción de aire, y antes de la etapa (7), una lámina de cierre sobre la que se coloca previamente una soldadura de metal se cubre en la abertura de extracción de aire, y la abertura de extracción de aire se cierra fundiendo la soldadura de metal previamente colocada en la lámina de cierre.
Una línea de producción de vidrio templado al vacío basada en el método de fabricación anterior, comprendiendo la línea de producción un dispositivo de preparación de la capa metalizada, un dispositivo de colocación de soldadura, un primer precalentador, un dispositivo de superposición, un dispositivo de sellado del borde de soldadura, un segundo precalentador, un sistema de formación de vacío y un dispositivo de cierre que están conectados secuencialmente a través de un primer transportador; donde, los sustratos de vidrio se calientan con el primer precalentador a 60 °C a 150 °C y se someten a un tratamiento de sellado de bordes mediante el dispositivo de sellado del borde de soldadura, existiendo uno o múltiples dispositivos de sellado de bordes de soldadura, y el sistema de formación de vacío comprende una o múltiples cámaras de vacío y un extractor de aire que se comunica con la cámara de vacío.
Una línea de producción de vidrio templado al vacío basada en el método de fabricación anterior, comprendiendo la línea de producción un dispositivo de preparación de la capa metalizada, un dispositivo de colocación de soldadura, un dispositivo de superposición, un primer precalentador, un dispositivo de sellado del borde de soldadura, un segundo precalentador, un sistema de formación de vacío y un dispositivo de cierre que están conectados secuencialmente a través de un primer transportador; donde, los sustratos de vidrio se calientan con el primer precalentador a 60 °C a 150 °C y se someten a un tratamiento de sellado de bordes mediante el dispositivo de sellado del borde de soldadura, existiendo uno o múltiples dispositivos de sellado de bordes de soldadura, y el sistema de vacío comprende una o múltiples cámaras de vacío y un extractor de aire que se comunica con la cámara de vacío.
Adicionalmente, el primer precalentador y/o el segundo precalentador son un horno de calentamiento de placas de vidrio de tipo radiación o un horno de calentamiento de placas de vidrio de tipo convección.
Adicionalmente, el dispositivo de superposición comprende un mecanismo de elevación dispuesto en un lado del primer transportador, estando el mecanismo de elevación provisto de un brazo de elevación, estando el brazo de elevación provisto de un mecanismo de volteo, y una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción está dispuesto en el mecanismo de volteo; y cuando el dispositivo de superposición está en funcionamiento, la ventosa de vacío o el dispositivo de sujeción captura el segundo sustrato de vidrio, y el mecanismo de elevación eleva un segundo sustrato de vidrio a una altura predeterminada, lo voltea y lo coloca sobre un primer sustrato de vidrio después del volteo para completar la superposición.
Adicionalmente, una superficie lateral del primer transportador está provista de un segundo transportador, usándose el primer transportador para transportar el primer sustrato de vidrio, y usándose el segundo transportador para transportar el segundo sustrato de vidrio.
Adicionalmente, el dispositivo de superposición comprende un eje giratorio dispuesto entre el primer y el segundo transportador, y un brazo oscilante conectado con el eje giratorio e insertado debajo del segundo sustrato de vidrio a lo largo de un espacio del segundo transportador, estando el brazo oscilante provisto de una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción; y durante su funcionamiento, la ventosa de vacío o dispositivo de sujeción captura el segundo sustrato de vidrio, voltea el brazo oscilante alrededor del eje giratorio y coloca el segundo sustrato de vidrio sobre el primer sustrato de vidrio en el primer transportador para completar la superposición.
Adicionalmente, el dispositivo de superposición comprende un dispositivo de transmisión suspendido dispuesto sobre el primer transportador, usándose el dispositivo de transmisión suspendido para transportar el segundo sustrato de vidrio, comprendiendo el dispositivo de transmisión suspendido un mecanismo de transporte, y estando el mecanismo de transporte provisto de un dispositivo de elevación con una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción; y durante su funcionamiento, el dispositivo de elevación desciende, la ventosa de vacío o dispositivo de sujeción captura y fija el segundo sustrato de vidrio en el primer transportador, el dispositivo de elevación asciende, el segundo sustrato de vidrio se transporta por encima del primer sustrato de vidrio que se va a superponer, y el segundo sustrato de vidrio se coloca sobre el primer sustrato de vidrio para completar la superposición.
Adicionalmente, el dispositivo de superposición comprende un brazo mecánico de varios grados de libertad dispuesto en un lado del primer transportador, estando el brazo mecánico provisto de una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción; y cuando el dispositivo de superposición está en funcionamiento, la ventosa de vacío o dispositivo de sujeción captura el segundo sustrato de vidrio, y el segundo sustrato de vidrio se voltea y se coloca sobre el primer sustrato de vidrio para completar la superposición.
Adicionalmente, la línea de producción está además provista de un dispositivo de colocación de soporte, estando el dispositivo de colocación de soporte dispuesto en una estación entre el dispositivo de preparación de la capa metalizada y el dispositivo de sellado del borde de soldadura.
Adicionalmente, la línea de producción está además provista de un dispositivo de colocación de soporte, estando el dispositivo de colocación de soporte dispuesto en una estación entre el dispositivo de colocación de soldadura y el dispositivo de superposición.
Adicionalmente, la línea de producción comprende además un dispositivo de preparación del soporte dispuesto entre el dispositivo de preparación de capa metalizada y el dispositivo de colocación de soldadura, el dispositivo de preparación del soporte que comprende un dispositivo de serigrafía, un dispositivo de secado y un dispositivo de sinterización.
El dispositivo de sellado del borde de soldadura es un dispositivo de calentamiento por láser, dispositivo de calentamiento por microondas, dispositivo de calentamiento por llama, dispositivo de calentamiento por inducción o dispositivo de calentamiento por convección.
Adicionalmente, cuando hay un dispositivo de sellado del borde de soldadura, el dispositivo de sellado del borde de soldadura está dispuesto en un lado del primer transportador, siendo la dirección de transporte del dispositivo de sellado del borde de soldadura perpendicular a la dirección de transporte del primer transportador.
Adicionalmente, cuando hay un dispositivo de sellado del borde de soldadura, el dispositivo de sellado del borde de soldadura está dispuesto en el primer transportador, siendo la dirección de transporte del dispositivo de sellado del borde de soldadura la misma que la dirección de transporte del primer transportador.
Adicionalmente, cuando hay varios dispositivos de sellado de bordes de soldadura, los dispositivos de sellado del borde de soldadura están dispuestos en uno o ambos lados del primer transportador, siendo la dirección de transporte de los dispositivos de sellado del borde de soldadura perpendicular a la dirección de transporte del primer transportador.
Adicionalmente, la línea de producción comprende además un dispositivo de templado de vidrio, estando el dispositivo de templado de vidrio dispuesto en una estación entre el dispositivo de preparación de la capa metalizada y el dispositivo de colocación de soldadura.
Adicionalmente, el dispositivo de preparación de la capa metalizada comprende un dispositivo de serigrafía, un dispositivo de secado y un dispositivo de sinterización.
Adicionalmente, la línea de producción comprende además un dispositivo de activación del captador dispuesto en secuencialmente conectado a lo largo de la dirección de transporte del vidrio; y el dispositivo de cierre está dispuesto dentro de la cámara de vacío.
De acuerdo con un método para fabricar vidrio templado al vacío de acuerdo con la presente invención, los sustratos de vidrio se calientan de 60 °C a 150 °C antes de sellarse y después se sueldan para sellar los bordes, reduciendo así en gran medida la tensión al sellar los dos sustratos de vidrio, mejorando la resistencia de la soldadura y extendiendo la vida útil del vidrio templado al vacío. Además, la presente invención desvela además una línea de producción de vidrio templado al vacío basada en el método de fabricación.
Breve descripción de los dibujos
la Figura 1 es un diagrama esquemático de la Realización 1 de la presente invención;
la Figura 2 es un diagrama esquemático de la Realización 2 de la presente invención;
la Figura 3 es un diagrama esquemático de la Realización 3 de la presente invención;
la Figura 4 es un diagrama esquemático de la Realización 4 de la presente invención;
la Figura 5 es un diagrama esquemático de la Realización 5 de la presente invención;
la Figura 6 es un diagrama esquemático de la Realización 6 de la presente invención;
la Figura 7 es un diagrama esquemático de superposición de un dispositivo de superposición 3 en la Figura 6; la Figura 8 es un diagrama esquemático de la Realización 7 de la presente invención;
la Figura 9 es un diagrama esquemático de superposición de un dispositivo de superposición 3 en la Figura 8; la Figura 10 es un diagrama esquemático de un dispositivo de preparación 1 de la capa metalizada; y la Figura 11 es un diagrama esquemático de un dispositivo de preparación 8 del soporte.
Descripción detallada
Las realizaciones específicas de la presente invención se describirán en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.
Realización 1
La Figura 1 y la Figura 10 muestran una primera realización de una línea de producción de vidrio templado al vacío de la presente invención. En la presente realización, la línea de producción comprende específicamente un primer transportador 9, como un lecho de rodillos transportadores y un dispositivo de preparación 1 de la capa metalizada, un dispositivo de colocación de soldadura 2, un primer precalentador 11, un dispositivo de superposición 3, un dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura, un segundo precalentador 5, un sistema de formación de vacío 6 y un dispositivo de cierre 12 que están conectados secuencialmente a través del primer transportador 9; donde el primer precalentador 11 se usa para calentar respectivamente los sustratos de vidrio de 60 °C a 150 °C antes de que se superpongan los sustratos de vidrio, y después el dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura realiza el tratamiento de sellado del borde. Por supuesto, el primer precalentador 11 puede también estar dispuesto en la siguiente estación del dispositivo de superposición 3 para calentar integralmente los sustratos de vidrio superpuestos entre 60 °C y 150 °C. El dispositivo de cierre 12 está dispuesto en el sistema de formación de vacío, el sistema de vacío 6 comprende una cámara de vacío 6-1, un extremo de entrada y un extremo de salida de la cámara de vacío 6-1 están provistos respectivamente de una válvula de vacío, un extractor de aire 6-2 está conectado con la cámara de vacío 6-1, y un dispositivo de activación del captador está dispuesto en la cámara de vacío 6-1.
El dispositivo de preparación 1 de la capa metalizada comprende un dispositivo de serigrafía 1-1, un dispositivo de secado 1-2 y un dispositivo de sinterización 1-3, El dispositivo de secado 1-2 y el dispositivo de sinterización 1-3 son un dispositivo integrado. El dispositivo de sinterización 1-3 es un dispositivo de templado de vidrio.
El primer precalentador 11 y/o el segundo precalentador 5 son un horno de calentamiento de placas de vidrio de tipo radiación o un horno de calentamiento de placas de vidrio de tipo convección.
El vidrio templado al vacío consiste en dos sustratos de vidrio, se proporciona una abertura de extracción de aire, por adelantado, en uno de los sustratos de vidrio, o se proporciona una abertura de extracción de aire, por adelantado, en cada uno de los dos sustratos de vidrio. El método para fabricar vidrio templado al vacío en la línea de producción en la Realización 1 comprende específicamente las siguientes etapas:
(1) La periferia del sustrato de vidrio es una región que se va a sellar en forma de banda, el dispositivo de preparación 1 de la capa metalizada se utiliza para preparar una capa metalizada en la región que se va a sellar, y el sustrato de vidrio se templa o refuerza térmicamente; y las etapas detalladas para preparar la capa metalizada se han descrito en la solicitud de patente anterior del solicitante y no se describirán en el presente documento.
(2) Se coloca una soldadura de metal sobre la capa metalizada utilizando el dispositivo de colocación de soldadura 2.
(3) Los sustratos de vidrio están precalentados y superpuestos, mediante uno de los siguientes métodos:
a. en primer lugar, los dos sustratos de vidrio se calientan respectivamente entre 60 °C y 150 °C mediante el primer precalentador 11; después, las capas metalizadas de los dos sustratos de vidrio se colocan una frente a la otra mediante el dispositivo de superposición 3, y los sustratos de vidrio se superponen de forma que la soldadura metálica se encuentre entre las capas metalizadas; para el dispositivo de superposición 3, se hacen referencias a la patente china n.° 201420110435.7, el dispositivo de superposición comprende principalmente un mecanismo de elevación, como un mecanismo de elevación de rueda dentada, un servo mecanismo de elevación de cilindro de pistón o similar, dispuesto en un lado del transportador, el mecanismo de elevación está provisto de un brazo de elevación insertado debajo del sustrato de vidrio superior a lo largo del espacio de rodillos, el brazo de elevación está provisto de un mecanismo de volteo, y una ventosa de vacío está dispuesta en el mecanismo de volteo; durante su funcionamiento, la ventosa de vacío captura el sustrato de vidrio superior pasante, y el mecanismo de elevación eleva el sustrato de vidrio superior a una altura predeterminada, lo voltea y lo coloca sobre el sustrato de vidrio inferior pasante para completar la superposición; y
b. en primer lugar, las capas metalizadas de los dos sustratos de vidrio se colocan una frente a la otra mediante el dispositivo de superposición 3, y los sustratos de vidrio se superponen de forma que la soldadura metálica se encuentre entre las capas metalizadas; en segundo lugar, los dos sustratos de vidrio superpuestos se curan integralmente a 60 °C a 150 °C mediante el primer precalentador 11; preferentemente, la temperatura de calentamiento antes mencionada es de 80 °C a 120 °C.
(5) Dentro del intervalo de temperatura de calentamiento en la etapa (4), la soldadura de metal se calienta utilizando un dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura mediante un proceso de soldadura fuerte de metal de forma que se derrita y solidifique, y las capas metalizadas de los dos sustratos de vidrio se sellan herméticamente para formar un conjunto de vidrio templado, reduciendo así en gran medida la tensión entre los dos sustratos de vidrio durante el sellado. El proceso de soldadura fuerte se adopta para realizar un calentamiento local en la región que se va a sellar, el modo de calentamiento es calentamiento por láser, calentamiento por llama, calentamiento por corriente, calentamiento por inducción, calentamiento por microondas, calentamiento por radiación o calentamiento por convección. El dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura es un dispositivo de curado por láser, dispositivo de curado por microondas, dispositivo de curado por llama, dispositivo de calentamiento por inducción o dispositivo de calentamiento por convección. En la presente realización, hay un dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura, el dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura está dispuesto en el primer transportador 9, y la dirección de transporte del dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura es la misma que la dirección de transporte del primer transportador 9.
(6) El conjunto de vidrio templado se calienta de 100 °C a 230 °C mediante el segundo precalentador 5 antes del vacío para mejorar la eficacia de agotamiento y el efecto de agotamiento.
(7) Se crea un vacío en una cavidad interior del conjunto de vidrio hasta un grado de vacío predeterminado, como 102 a 104 Pa, utilizando el sistema de formación de vacío 6, donde durante la formación de vacío, se utiliza un limpiador de luz ultravioleta o un dispositivo de bombardeo de plasma para actuar sobre el conjunto de vidrio templado para descomponer las impurezas residuales en la cavidad interior, y el gas volátil generado después de la descomposición se extrae de la cavidad interior.
(8) La abertura de extracción de aire se cierra mediante el dispositivo de cierre 12 para completar la fabricación del vidrio templado al vacío.
De acuerdo con el método de fabricación de la presente invención, los sustratos de vidrio se calientan de 60 °C a 150 °C antes de que la región que se va a sellar se cierre herméticamente, lo que es un parámetro de proceso importante obtenido por el solicitante en combinación con una gran cantidad de datos experimentales en el proceso de mejora continua del proceso de fabricación de vidrio templado al vacío. Si los sustratos de vidrio se sueldan directamente sin calentar o a una temperatura de calentamiento baja, puesto que la duración de la temperatura máxima después de la fusión de la soldadura de metal es corta, la capa metalizada no está suficientemente empapada por la soldadura y la resistencia de la soldadura no es suficiente; y en el proceso de enfriamiento después de detener el calentamiento, puesto que los sustratos de vidrio tienen baja temperatura y absorben el calor rápidamente, la tensión de contracción producida por el rápido enfriamiento de la soldadura es grande, generando así una tensión de soldadura muy grande. Sin embargo, si la temperatura de calentamiento de los sustratos de vidrio es demasiado alta, por ejemplo, superior a 150 °C, no solo es desfavorable mejorar la resistencia de la soldadura, sino también la alta temperatura tiene un efecto muy adverso sobre la capa metalizada. La siguiente tabla mide y compara la resistencia de soldadura del vidrio templado al vacío fabricado a las diferentes temperaturas de calentamiento anteriores con la "anti-frecuencia de choque de diferencia de temperatura de 100 °C".
(Nota: Las tres muestras de vidrio son vidrio al vacío hecho de vidrio templado de 5 mm y el tamaño del vidrio es de 300 mm x 300 mm)
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De acuerdo con los datos experimentales anteriores, se puede ver que después de que el sustrato de vidrio se calienta de 60 °C a 150 °C, la anti-frecuencia de choque de diferencia de temperatura de 100 °C del vidrio templado al vacío sellado es obviamente mejorada, y preferentemente, los sustratos de vidrio se calientan de 80 °C a 120 °C antes del sellado del borde de soldadura, de modo que se pueda obtener una resistencia de soldadura firme y confiable después del sellado del borde de soldadura, extendiendo así la vida útil del vidrio templado al vacío.
Preferentemente, en la etapa (1), una capa metalizada se preconforma además en la periferia de la abertura de extracción de aire, y antes de la etapa (7), una lámina de cierre sobre la que se coloca previamente una soldadura de metal se cubre en la abertura de extracción de aire, y la abertura de extracción de aire se cierra fundiendo la soldadura de metal previamente colocada en la lámina de cierre.
Cuando el sustrato de vidrio es un sustrato de vidrio revestido, la película en la región que se va a sellar del sustrato de vidrio revestido se elimina antes de que se preconforme la capa metalizada. Durante la eliminación de la película, la línea de producción comprende además un dispositivo de eliminación de película, y el dispositivo de eliminación de película puede también separarse de la línea de producción y usarse como un proceso de pretratamiento antes de ingresar a la línea de producción.
Antes de la etapa (3), se coloca un captador sobre al menos uno de los sustratos de vidrio, y el captador se activa después de completar la etapa (7).
Realización 2
la Figura 2 muestra una segunda realización de la línea de producción de vidrio templado. En la presente realización, la estructura es básicamente la misma que la de la Realización 1, excepto que el dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura está dispuesto en un lado del primer transportador 9, los sustratos de vidrio son empujados hacia el dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura mediante un mecanismo de empuje dispuesto en el transportador 9, y la dirección de transporte del dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura es perpendicular a la dirección de transporte del transportador 9.
Realización 3
la Figura 3 muestra una tercera realización de la línea de producción de vidrio templado. En la presente realización, la estructura es básicamente la misma que la de la Realización 2, excepto que se proporcionan tres dispositivos de sellado 4 del borde de soldadura. Por supuesto, el número de dispositivos de sellado 4 del borde de soldadura puede aumentarse o disminuirse de acuerdo con la eficacia de trabajo de cada estación en la línea de producción. Por tanto, los múltiples dispositivos de sellado 4 del borde de soldadura se proporcionan en el proceso de sellado del borde de soldadura que consume más tiempo en toda la línea de producción para mejorar la eficacia de producción, y una disposición en la que la dirección de transporte de los dispositivos de sellado 4 del borde de soldadura es perpendicular a la dirección de transporte del primer transportador 9 se adopta, de modo que el sustrato de vidrio pueda entrar opcionalmente en cualquier dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura vacío. La cámara de vacío 6-1 (con referencia a la Figura 2 o la Figura 1) comprende una cámara de vacío auxiliar de extremo frontal 6-11, una cámara de vacío principal 6-12 y una cámara de vacío auxiliar de extremo posterior 6-13 que están conectadas secuencialmente a lo largo de la dirección de transporte del vidrio. El grado de vacío de la cámara de vacío auxiliar de extremo frontal 6-11 y la cámara de vacío auxiliar de extremo posterior 6-13 será menor que el de la cámara de vacío principal 6-12, y la eficacia de formado de vacío se puede mejorar mediante esta forma de formado de vacío escalonada. Las válvulas de vacío están dispuestas entre (la cámara de vacío auxiliar de extremo frontal 6-11, la cámara de vacío principal 6-12 y la cámara de vacío auxiliar de extremo posterior 6-13, y en un extremo de entrada de la cámara de vacío auxiliar de extremo frontal 6-11 y un extremo de salida de la cámara de vacío auxiliar de extremo posterior 6-13.
Realización 4
La Figura 4 muestra una cuarta realización de la línea de producción de vidrio templado. En la presente realización, la estructura es básicamente la misma que la de la Realización 3, excepto que un dispositivo de colocación de soporte 7 está dispuesto en la estación entre el dispositivo de colocación de soldadura 2 y el primer precalentador 11 y se usa para colocar el soporte intermedio sólido preformado sobre el sustrato de vidrio. Por supuesto, el dispositivo de colocación de soporte 7 puede estar también dispuesto en la estación entre el dispositivo de preparación 1 de la capa metalizada y el dispositivo de colocación de soldadura 2, o entre el primer precalentador 11 y el dispositivo de superposición 3.
Realización 5
La Figura 5 y la Figura 11 muestran una quinta realización de la línea de producción de vidrio templado. En la presente realización, la estructura es básicamente la misma que la de la Realización 3, excepto que se dispone un dispositivo de preparación 8 del soporte entre el dispositivo de preparación 1 de la capa metalizada y el dispositivo de colocación de soldadura 2. El dispositivo de preparación 8 del soporte comprende un dispositivo de serigrafía 8-1, un dispositivo de secado 8-2 y un dispositivo de sinterización 8-3, en el que el dispositivo de secado 8-2 y el dispositivo de sinterización 8-3 son un dispositivo integrado, y el dispositivo de sinterización 8-3 es un dispositivo de templado de vidrio. Las etapas para preparar el soporte intermedio mediante el dispositivo de preparación 8 del soporte incluyen; en primer lugar, se imprime un esmalte de vidrio en forma de pasta en posiciones predeterminadas en uno de los sustratos de vidrio para formar una matriz de abultamiento en forma de puntos utilizando el dispositivo de serigrafía 8-1; y a continuación, el esmalte de vidrio se sinteriza, utilizando el dispositivo de secado 8-2 y el dispositivo de sinterización 8-3 mediante un proceso de sinterización a alta temperatura, en el soporte que se consolida con el sustrato de vidrio.
Realización 6
La Figura 6 y la Figura 7 muestran una sexta realización de la línea de producción de vidrio templado. En la presente realización, la estructura es básicamente la misma que la de la Realización 1, excepto que la superficie lateral del primer transportador 9 está provista de un segundo transportador 10, como un lecho de rodillos transportadores, el primer transportador 9 se usa para transportar un primer sustrato de vidrio 100, y el segundo transportador 10 se usa para transportar un segundo sustrato de vidrio 200. El dispositivo de superposición 3 comprende un eje giratorio 3-1 dispuesto entre el primer y segundo transportadores 9 y 10, y un brazo oscilante 3-2 conectado con el eje giratorio 3­ 1 e insertado debajo del segundo sustrato de vidrio 200 a lo largo de un espacio del segundo transportador 10, y el brazo oscilante 3-2 está provisto de una ventosa de vacío 3-3 o dispositivo de sujeción; y durante su funcionamiento, la ventosa de vacío 3-3 o el dispositivo de sujeción captura el segundo sustrato de vidrio 200, voltea el brazo oscilante 3-2 alrededor del eje giratorio 3-1, y coloca el segundo sustrato de vidrio 200 sobre el primer sustrato de vidrio 100 sobre el primer transportador 9 para completar la superposición.
Realización 7
La Figura 8 y la Figura 9 muestran una séptima realización de la línea de producción de vidrio templado. En la presente realización, la estructura es básicamente la misma que la de la Realización 1, se espera que el dispositivo de superposición 3 comprenda un dispositivo de transmisión suspendido dispuesto sobre el primer transportador 9. El dispositivo de transmisión suspendido se extiende aguas arriba y está conectado con la estación donde se encuentra el primer precalentador 11, el primer transportador 9 se usa para transportar un primer sustrato de vidrio 100, el dispositivo de transmisión suspendido se utiliza para transportar un segundo sustrato de vidrio 200, el dispositivo de transmisión suspendido comprende un mecanismo de transporte 3-4, el mecanismo de transporte 3-4 está provisto de un dispositivo de elevación 3-6 con una ventosa de vacío 3-5 o dispositivo de sujeción, y el dispositivo de elevación 3-6 es, por ejemplo, un mecanismo de elevación de tornillo o cilindro; y durante su funcionamiento, el dispositivo de elevación 3-6 desciende, la ventosa de vacío 3-5 o el dispositivo de sujeción captura y fija el segundo sustrato de vidrio 200 en el primer transportador 9 en la estación donde se encuentra el dispositivo de colocación de soldadura 2, el dispositivo de elevación 3-6 asciende, el segundo sustrato de vidrio 200 se transporta por encima del primer sustrato de vidrio 100 a superponer, y el segundo sustrato de vidrio 200 se coloca sobre el primer sustrato de vidrio 100 para completar la superposición.
Por supuesto, el dispositivo de superposición 3 puede también ser un brazo mecánico de varios grados de libertad dispuesto en un lado del primer transportador 9, y la superposición se completa con el brazo mecánico.
Para las siete realizaciones mencionadas anteriormente, el primer precalentador 11 puede también estar dispuesto en la estación entre el dispositivo de superposición 3 y el dispositivo de sellado 4 del borde de soldadura para cambiar la secuencia de procesamiento en la línea de producción, y los dos sustratos de vidrio superpuestos se calientan integralmente.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método para fabricar vidrio templado al vacío, donde se proporciona una abertura de extracción de aire, por adelantado, sobre al menos un sustrato de vidrio para constituir el vidrio templado al vacío, y el método de fabricación comprende las siguientes etapas:
(1) preparar una capa metalizada en una región que se va a sellar sobre el sustrato de vidrio, y templar o reforzar térmicamente los sustratos de vidrio;
(2) colocar una soldadura de metal sobre la capa metalizada;
(3) precalentar y superponer los sustratos de vidrio, mediante uno de los siguientes métodos:
a. calentar respectivamente los dos sustratos de vidrio de 60 °C a 150 °C, disponer las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar de los dos sustratos de vidrio opuestas entre sí, y superponer los sustratos de vidrio de forma que la soldadura de metal se ubique entre las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar; y
b. disponer las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar de los dos sustratos de vidrio opuestas entre sí, superponer los sustratos de vidrio de forma que la soldadura de metal se ubique entre las capas metalizadas de las regiones que se van a sellar, y calentar integralmente los dos sustratos de vidrio superpuestos de 60 °C a 150 °C;
(4) sellar herméticamente las regiones que se van a sellar mediante un proceso de soldadura fuerte de metal para formar un conjunto de vidrio templado, donde se adopta el proceso de soldadura fuerte de metal para realizar un calentamiento local en la región que se va a sellar, donde el modo de calentamiento es calentamiento por láser, calentamiento por llama, calentamiento por corriente, calentamiento por inducción, calentamiento por microondas, calentamiento por radiación o calentamiento por convección;
(5) calentar el conjunto de vidrio templado de 100 °C a 230 °C;
(6) crear un vacío en una cavidad interior del conjunto de vidrio templado hasta un grado de vacío predeterminado; y
(7) cerrar la abertura de extracción de aire y completar el proceso de fabricación del vidrio de vacío.
2. El método de fabricación de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que cuando el sustrato de vidrio es un sustrato de vidrio revestido, se elimina una película en la región que se va a sellar del sustrato de vidrio revestido antes de que se preconforme la capa metalizada.
3. El método de fabricación de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en la etapa (1), se incluye además una etapa de preparación de un soporte para soportar la cavidad interior: en primer lugar, un esmalte de vidrio en forma de pasta se imprime en posiciones predeterminadas en uno de los sustratos de vidrio para formar una matriz de abultamiento en forma de puntos; y a continuación, el esmalte de vidrio se sinteriza, mediante un proceso de sinterización a alta temperatura, en el soporte que se consolida con el sustrato de vidrio. 4. El método de fabricación de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en la etapa (7), el conjunto de vidrio templado se aspira al vacío en una cámara de vacío, en el que el conjunto de vidrio templado se calienta de 100 °C a 230 °C durante la formación de vacío.
5. El método de fabricación de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que antes de que se superpongan los dos sustratos de vidrio en la etapa (3), se coloca un captador sobre al menos uno de los sustratos de vidrio, y el captador se activa después de completar la etapa (6).
6. El método de fabricación de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en la etapa (1), la capa metalizada se preconforma además en la periferia de la abertura de extracción de aire, y antes de la etapa (7), una lámina de cierre sobre la que se coloca previamente una soldadura de metal se cubre en la abertura de extracción de aire, y la abertura de extracción de aire se cierra fundiendo la soldadura de metal previamente colocada en la lámina de cierre.
7. Una línea de producción para la fabricación de vidrio templado al vacío de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde la línea de producción comprende
un dispositivo de preparación (1) de la capa metalizada, un dispositivo de colocación de soldadura (2), un primer precalentador (11), un dispositivo de superposición (3), un dispositivo de sellado (4) del borde de soldadura, un segundo precalentador (5), un sistema de vacío (6) y un dispositivo de cierre (12) que están conectados secuencialmente a través de un primer transportador (9), o como alternativa,
un dispositivo de preparación (1) de la capa metalizada, un dispositivo de colocación de soldadura (2), un dispositivo de superposición (3), un primer precalentador (11), un dispositivo de sellado (4) del borde de soldadura, un segundo precalentador (5), un sistema de vacío (6) y un dispositivo de cierre (12) que están conectados secuencialmente a través de un primer transportador (9);
en el que el primer precalentador (11) está configurado para calentar los sustratos de vidrio a una temperatura entre 60 °C y 150 °C, y el dispositivo de sellado (4) del borde de soldadura está configurado para el tratamiento de sellado del borde de los sustratos de vidrio, existiendo uno o múltiples dispositivos de sellado (4) del borde de soldadura, y comprendiendo el sistema de vacío (6) una o múltiples cámaras de vacío y un extractor de aire que se comunica con la cámara de vacío.
8. La línea de producción de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que el dispositivo de superposición (3) comprende un mecanismo de elevación (3-6) dispuesto en un lado del primer transportador (9), estando el mecanismo de elevación (3-6) provisto de un brazo de elevación, estando el brazo de elevación provisto de un mecanismo de volteo, y una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción está dispuesto en el mecanismo de volteo; y cuando el dispositivo de superposición está en funcionamiento, la ventosa de vacío o dispositivo de sujeción captura un segundo sustrato de vidrio (200), y el mecanismo de elevación (3-6) eleva el segundo sustrato de vidrio (200) a una altura predeterminada, lo voltea y lo coloca sobre un primer sustrato de vidrio (100) después del volteo para completar la superposición.
9. La línea de producción de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que la superficie lateral del primer transportador (9) está provista de un segundo transportador (10), usándose el primer transportador (9) para transportar el primer sustrato de vidrio (100), y usándose el segundo transportador (10) para transportar el segundo sustrato de vidrio (200).
10. La línea de producción de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada por que el dispositivo de superposición (3) comprende un eje giratorio dispuesto entre el primer y el segundo transportadores (9, 10), y un brazo oscilante conectado con el eje giratorio e insertado debajo del segundo sustrato de vidrio (200) a lo largo de un espacio del segundo transportador (10), estando el brazo oscilante provisto de una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción; y durante su funcionamiento, la ventosa de vacío o dispositivo de sujeción captura el segundo sustrato de vidrio (200), voltea el brazo oscilante alrededor del eje giratorio y coloca el segundo sustrato de vidrio (200) sobre el primer sustrato de vidrio (100) en el primer transportador (9) para completar la superposición.
11. La línea de producción de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que el dispositivo de superposición (3) comprende un dispositivo de transmisión suspendido dispuesto sobre el primer transportador (9), usándose el dispositivo de transmisión suspendido para transportar el segundo sustrato de vidrio (200), comprendiendo el dispositivo de transmisión suspendido un mecanismo de transporte (3-4), y estando el mecanismo de transporte (3-4) provisto de un dispositivo de elevación con una ventosa de vacío o dispositivo de sujeción; y durante su funcionamiento, el dispositivo de elevación desciende, la ventosa de vacío o dispositivo de sujeción captura y fija el segundo sustrato de vidrio (200) en el primer transportador (9), el dispositivo de elevación asciende, el segundo sustrato de vidrio (200) se transporta por encima del primer sustrato de vidrio (100) que se va a superponer, y el segundo sustrato de vidrio (200) se coloca sobre el primer sustrato de vidrio (100) para completar la superposición.
12. La línea de producción de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que cuando hay varios dispositivos de sellado (4) del borde de soldadura, los dispositivos de sellado (4) del borde de soldadura están dispuestos en uno o ambos lados del primer transportador (9), siendo la dirección de transporte de los dispositivos de sellado (4) del borde de soldadura perpendicular a la dirección de transporte del primer transportador (9).
13. La línea de producción de vidrio templado al vacío de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que la línea de producción comprende además un dispositivo de templado de vidrio, estando dispuesto el dispositivo de templado de vidrio en una estación entre el dispositivo de preparación (1) de la capa metalizada y el dispositivo de colocación de soldadura (2).
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