TWI413624B - A method of producing bubbles in glass - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種於玻璃中產生氣泡之方法,特別是利用微波對碳粒加熱於玻璃近表面處產生氣泡之方法。
目前,習知在玻璃製作過程中,皆希望在製作過程中,能使氣泡盡可能不要出現在玻璃成品中,以免因而降低玻璃之強度或造成破裂,亦有許多方法提及到如何防止使玻璃成品起泡之方法,如在其製程中加入澄清劑,此法所製之玻璃成品大部分是應用於高科技產業或光電產業中,為求美觀或實用性能,如玻璃表面需光滑以作為面板或作為光纖需較高透光性之玻璃製品。
但亦有使廢玻璃資源化,而做成泡沫玻璃以增加防火性能,將玻璃加熱至軟化溫度,並添加入發泡劑、鋁粉或大理石,使其內部產生氣泡而具有防火、防水、耐腐蝕及耐燃性等特殊性質,以應用於各種容器或建材上。表面的氣孔有助於絕熱、降低密度和提供組織工程用生物材料,特別是多孔的生醫材料可誘導骨細胞成長,已經得到醫工研究確定,緻密主體有較高強度,表面孔洞與骨細胞結合,讓植入體與人體結合更完整,因此表面多孔玻璃有更廣的應用空間。
此外,在藝術玻璃上的應用越來越廣泛,例如表面具有裂痕或氣泡之玻璃,先在一強化玻璃上形成所希望
之形狀如氣泡或裂紋等,再在其表面貼合上一層平板玻璃、膠膜或樹酯層,或是兩強化玻璃中嵌入一預定形狀之樹酯層或薄膜,以使其外觀達到所要求之結果。然而傳統於玻璃表面產生氣泡之製程過於繁複,而增加藝術玻璃之成本及製作時間。
有鑑於習知技藝之各項問題,為了能夠兼顧解決之,本發明人基於多年研究開發與諸多實務經驗,提出一種於玻璃近表面處產生氣泡之方法,以作為改善上述缺點之實現方式與依據。
有鑑於此,本發明之目的就是在提供一種於玻璃中產生氣泡之方法,以解決傳統於玻璃表面產生氣泡之製程過於繁複之問題。
根據本發明之目的,提出一種於玻璃中產生氣泡之方法,其步驟包含如下:提供複數個碳粒;將一玻璃置於一微波環境中,並將此些碳粒分布於此玻璃上;以微波加熱,透過此碳粒吸收微波使玻璃加熱軟化,使周圍之玻璃軟化而讓碳粒陷入玻璃中;以及持續以微波加熱,碳粒與氧作用產生氣體,同時撐開周圍流體玻璃,形成孔洞,因此在玻璃近表面處產生氣泡。
茲為使 貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到
之功效有更進一步之瞭解與認識,謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。
以下將參照相關圖示,說明依本發明較佳實施例之於玻璃中產生氣泡之方法,為使便於理解,下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
請參閱第1圖,其係為本發明之於玻璃中產生氣泡之方法之步驟流程圖。圖中,此方法將以下列步驟來說明:
步驟10:提供複數個碳粒;步驟11:將一玻璃置於一微波環境中,並將此些碳粒置於此玻璃上;其中,此碳粒係為一多孔性含碳物質,其可為椰殼活性碳粉、煤質活性碳粉、木質活性碳粉、竹碳粉等。而所使用之玻璃係以矽酸鹽、鍺酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽玻璃等為主要成分。其中該玻璃基材更可為包括含鋰、鈉、鉀、鈣、鎂、鍶、鋇、鋁、鐵、矽、鍺、錫、鋅、硼、鉛和磷離子所組合的固態非晶質含氧化合物。
步驟12:以微波加熱,透過此碳粒傳遞微波熱能使玻璃加熱軟化,致使此些受熱之碳粒陷入玻璃中;以及由於玻璃在室溫下為固體型態,利用碳粒為微波吸收介質吸收微波能量而產生加熱,此能量集中之現象,使碳粒本身溫度快速提升,熱能傳給與高熱碳粒接觸之
玻璃,達到加熱碳粒周圍玻璃之目的。而所提供之微波波長範圍係介於10-3m~10m。
吸收微波能量之高溫碳粒,當其溫度達到使玻璃軟化之溫度時,碳粒周圍之玻璃會開始呈現流動狀,碳粒因重力陷入玻璃內。
步驟13:持續以微波加熱,直至碳粒與氧作用產生氣體,並於此玻璃近表面處產生氣泡;由於陷入玻璃流體中之碳粒,周遭為玻璃所部分封閉,而碳粒持續受微波加熱,氧化後產生二氧化碳氣體,碳粒周圍之玻璃因其為熔融狀態,因此藉由氣體產生之壓力而撐開玻璃形成氣泡。而在加熱過程中,更可加入一助熔劑,其至少包含鹼金和鹼土族元素的氧化物,其可為碳酸鈉、硫酸鈉、硼酸鈉、碳酸鉀、磷酸鹽或硝酸鹽類等,以降低軟化玻璃所需時間和溫度。
請參閱第2圖,係繪示為本發明之於玻璃中產生氣泡之方法之示意圖。圖中,包含四個圖示來解釋本發明之步驟。在步驟21中,係在一玻璃基材211上放置一碳粒來簡單說明本發明之方法。
在步驟22中,此碳粒經由吸收微波能量達到使碳粒周圍玻璃軟化之溫度後,碳粒陷入玻璃基材中,便形成如步驟23中,此碳粒被周圍熔融狀玻璃包覆。接著持續提供微波能量,碳粒吸收微波之能量後,氧化釋放出二氧化碳氣體於密閉之流體玻璃中,而產生如步驟24中之氣泡241。
請參閱第3圖,係繪示為本發明之於玻璃中產生氣泡後之電子顯微圖。在經由本發明之方法後玻璃表面所產生之氣泡後如圖所示,由於不同粒徑所產生不同之氣孔大小,因此可視需要控制碳粒大小以使氣孔能有較平均之孔徑,如需較大孔徑之氣泡則選擇粒徑較大之碳粒,反之亦然。
請續參閱第4圖,係繪示為本發明之於玻璃中產生氣泡後之實體示意圖。在經過本發明之方法製備出的玻璃成品,如圖所示在玻璃表面具有均勻孔徑之氣泡,而利用本發明之方法不僅簡化了氣泡玻璃之製作過程,也大幅縮短了製程時間,更減少了損耗之能源。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
10~13‧‧‧步驟流程
21~24‧‧‧步驟流程
211‧‧‧玻璃基材
212‧‧‧碳粒
241‧‧‧氣泡
第1圖 係為本發明之於玻璃中產生氣泡之方法之步驟流程圖;第2圖 係為本發明之於玻璃中產生氣泡之方法之示意圖;第3圖 係為本發明之於玻璃中產生氣泡後之電子顯微圖;以及第4圖 係為本發明之於玻璃中產生氣泡後之實體示意圖。
10~13‧‧‧步驟流程
Claims (5)
- 一種於玻璃中產生氣泡之方法,其包含下列步驟:提供複數個碳粒,其中該碳粒係為椰殼活性碳粉、煤質活性碳粉、木質活性碳粉或竹碳粉等;將一玻璃置於一微波環境中,並將該些碳粒置於該玻璃上,其中該微波波長範圍係介於10-3m~10m;以微波加熱,透過該些碳粒傳遞微波熱能使玻璃加熱軟化,致使該些受熱之碳粒陷入該玻璃中;以及持續以微波加熱,直至該些碳粒與氧作用產生氣體,並於該玻璃近表面處產生氣泡。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該玻璃係以矽酸鹽、鍺酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽玻璃等為主要成分。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該玻璃基材更可包含鋰、鈉、鉀、鈣、鎂、鍶、鋇、鋁、鐵、矽、鍺、錫、鋅、硼、鉛和磷離子等所組合的固態非晶質含氧化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中更可加入一助熔劑。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法,其中該助熔劑至少包含鹼金和鹼土族元素的氧化物,其可為碳酸鈉、硫酸鈉、硼酸鈉、碳酸鉀、磷酸鹽或硝酸鹽類等。
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TW96145484A TWI413624B (zh) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | A method of producing bubbles in glass |
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TW96145484A TWI413624B (zh) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | A method of producing bubbles in glass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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TW200922895A TW200922895A (en) | 2009-06-01 |
TWI413624B true TWI413624B (zh) | 2013-11-01 |
Family
ID=44728376
Family Applications (1)
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TW96145484A TWI413624B (zh) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | A method of producing bubbles in glass |
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Country | Link |
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TW (1) | TWI413624B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1438973A (zh) * | 2000-04-28 | 2003-08-27 | 弗拉季斯拉夫·E·斯克利亚维赫 | 使用微波射线对玻璃和玻璃类材料快速热处理的方法 |
CN1559947A (zh) * | 2004-02-23 | 2005-01-05 | 中国家用电器研究院 | 利用废显像管生产泡沫玻璃的方法 |
CN1583635A (zh) * | 2004-06-11 | 2005-02-23 | 北京工业大学 | 硬壳层泡沫玻璃及其制备方法 |
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2007
- 2007-11-29 TW TW96145484A patent/TWI413624B/zh active
Patent Citations (3)
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TW200922895A (en) | 2009-06-01 |
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