真空玻璃壓力擠出生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及特種玻璃加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及真空玻璃生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有真空玻璃的生產(chǎn)方法是:兩片或多片平板玻璃疊加，其中至少一片開啟抽氣孔，中間放置密集支撐，形成平板玻璃間隙，并防止每平米10頓的大氣壓力壓碎平板玻璃，四周放置低熔點(diǎn)玻璃粉熔融密封，通過抽氣孔抽真空，熔封抽氣孔，制成真空玻璃。
[0003]這種真空玻璃生產(chǎn)方法問世已經(jīng)101年了，100多年來，雖經(jīng)各種改進(jìn)，依然還有許多弊病，導(dǎo)致其成本和價(jià)格居高不下。例如2013年底正式投入使用的鄭州圖書館新館，一萬多平米的真空玻璃幕墻，每平米單價(jià)仍在2000元以上。如此高的價(jià)格，一般的單位和個(gè)人買不起，用不起，使得真空玻璃這種世界上最好的隔音隔熱材料至今只能用于少數(shù)示范性建筑工程，處在“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”，“皇帝女兒也愁嫁”，不能“走進(jìn)尋常百姓家”的尷尬境地。
[0004]宄其原因，首先是低熔點(diǎn)玻璃粉熔融密封導(dǎo)致真空玻璃無法鋼化，不能成為安全玻璃，按規(guī)定不能單獨(dú)用于高層建筑和玻璃幕墻，大大限制了其應(yīng)用范圍。不能鋼化的原因是:如果選用鋼化玻璃原片制作真空玻璃，420?500°C的低熔點(diǎn)玻璃粉熔融溫度，將使鋼化玻璃的鋼化效果損失殆盡。如果在低熔點(diǎn)玻璃粉熔融密封之后鋼化，620?640°C的鈉鈣玻璃鋼化溫度將使低熔點(diǎn)玻璃再次熔融，真空泄露。
[0005]其次是在極其平整的浮法玻璃之間，每平米均勻布放1000?2500個(gè)支撐物，一個(gè)不少，一個(gè)不倒，要求及其嚴(yán)格精準(zhǔn)，支撐物的長(zhǎng)度和位置公差一般很難達(dá)到使平板玻璃均衡受力的合格標(biāo)準(zhǔn)，致使部分半成品在抽真空時(shí)就會(huì)碎裂，甚至還規(guī)定了出廠后碎裂免費(fèi)更換率，這是現(xiàn)有真空玻璃不是安全玻璃，不能單獨(dú)用于高層建筑和玻璃幕墻的重要原因。低熔點(diǎn)玻璃粉熔融密封不漏氣的成品率也處在較低水平。
[0006]現(xiàn)有真空玻璃生產(chǎn)工藝繁雜落后，幾乎是作坊式人工操作，無法采用工業(yè)化、自動(dòng)化、流水線、大規(guī)模生產(chǎn)，必然導(dǎo)致成本和價(jià)格居高不下。
[0007]下面引用我國(guó)真空玻璃行業(yè)的開山鼻祖、真空玻璃權(quán)威專家、北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)唐健正教授刊登在《玻璃》期刊2008年第8期總第203期上的“真空玻璃產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及發(fā)展前景”一文對(duì)此進(jìn)行佐證:
[0008]唐健正教授在此文中用《“藏在深閨人未識(shí)”的真空玻璃…》來描述真空玻璃的尷尬處境。(注:應(yīng)為“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”，見白居易長(zhǎng)恨歌。)
[0009]唐健正教授在此文中指出了現(xiàn)有真空玻璃的兩大瓶頸:
[0010]①“高層建筑窗戶和玻璃幕墻必須使用安全玻璃，從結(jié)構(gòu)上分，安全玻璃主要有鋼化和半鋼化玻璃及夾層玻璃兩類，目前，研制這兩類安全真空玻璃都遇到技術(shù)上的難題?！?br>[0011]②“主要體現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度低，人工操作多，因而產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，成品率低，加之生產(chǎn)線連續(xù)化程度也低，使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)規(guī)模也上不去。產(chǎn)量小，成本高，無法形成良性循環(huán)?！?注:原文第33、34頁)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0012]“真空玻璃壓力擠出生產(chǎn)方法”完全擯棄了兩片或多片平板玻璃疊加，中間密集支撐，四周低熔點(diǎn)玻璃粉熔融密封，這種現(xiàn)有的真空玻璃生產(chǎn)方法。消除了現(xiàn)有真空玻璃不能鋼化、合格率、成品率低、人工操作多、效率低下等所有弊病，可以使真空玻璃的成本和價(jià)格大幅度降下來。
[0013]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:“真空玻璃壓力擠出生產(chǎn)方法”:仿照鋁型材生產(chǎn)壓力擠出機(jī)，制作一種真空玻璃生產(chǎn)壓力擠出機(jī)。選用壓力擠出機(jī)的理由是壓力擠出機(jī)可以連續(xù)不斷地、將加熱軟化材料、通過特定模具出口、擠出具有模具出口形狀橫截面的條狀或板狀材料，之后降溫定型使材料除熱脹冷縮外不再形變。
[0014]使用什么尺寸和形狀的模具出口，就可以擠出什么尺寸和形狀橫截面的條狀或板狀材料。我們選用具有真空玻璃橫截面的模具出口的模具，就可以擠出具有真空玻璃橫截面形狀的玻璃板材。
[0015]將這樣的玻璃板材降溫定型，定長(zhǎng)切斷，熔融密封一端，在玻璃板材空腔內(nèi)放置少量吸氣劑，抽真空，熔融密封另一端，制成真空玻璃。
[0016]更換不同規(guī)格的模具，就可以擠出不同規(guī)格的玻璃板材，從而生產(chǎn)出不同規(guī)格的真空玻璃。
[0017]具體實(shí)施:真空玻璃壓力擠出機(jī)生產(chǎn)真空玻璃的過程是:將液態(tài)玻璃引入真空玻璃壓力擠出機(jī)，經(jīng)螺旋壓力機(jī)構(gòu)加壓后送至模具出口處，模具出口方向朝下，模具外套用流動(dòng)冷水降溫，使液態(tài)玻璃降溫至不再流變但仍可以擠壓變形的軟化玻璃程度，此后就由模具出口形狀決定軟化玻璃被擠出時(shí)的形狀了。
[0018]出口后的軟化玻璃在螺旋壓力機(jī)構(gòu)壓力和重力雙重作用下垂直引下，隨著溫度的下降逐漸賦型和定型，制成具有真空玻璃橫截面的玻璃板材。
[0019]之后將玻璃板材定長(zhǎng)切斷，熔融密封一端，在玻璃板材空腔內(nèi)放置少量吸氣劑，抽真空，熔融密封另一端，制成真空玻璃并且鍍膜。這些均為玻璃加工成熟技術(shù)，且與本發(fā)明無關(guān)，不再贅述。
[0020]需要說明的是:選用壓力擠出機(jī)的理由是壓力擠出機(jī)可以連續(xù)不斷地?cái)D出條狀或板狀材料，使用什么尺寸和形狀的模具出口，就可以擠出什么尺寸和形狀橫截面的條狀或板狀材料。例如許多塑料管材和許多鋁型材都是壓力擠出機(jī)生產(chǎn)的。本發(fā)明就是利用壓力擠出機(jī)這一功能，擠出具有真空玻璃橫截面的玻璃板材，從而生產(chǎn)真空玻璃的。
[0021]真空玻璃壓力擠出機(jī)模具出口，應(yīng)當(dāng)?shù)韧陬A(yù)先設(shè)定的真空玻璃橫截面。為便于描述預(yù)先設(shè)定的真空玻璃的橫截面形狀，我們以尺寸為8.5mmX 100mmX 1500mm真空玻璃板材為例進(jìn)行描述:其橫截面尺寸為8.5mmX 1000mm,縱橫向均居中排放33個(gè)29.5mmX 0.5mm 長(zhǎng)方孔，孔間距 0.5mm。
[0022]這樣生產(chǎn)出的真空玻璃，兩個(gè)100mmX 1500mm板面厚度4mm，并且由32條0.5mmX 0.5mmX 1500mm的玻璃條狀支撐物牢固均勻地支撐著，因?yàn)樗鼈冊(cè)缫驯恢瞥闪艘粋€(gè)整體。另外兩個(gè)8.5mmX 1 500mm側(cè)邊橫截面為8.5mmX 5.25mm。
[0023]真空玻璃壓力擠出機(jī)模具出口形狀，是由真空玻璃橫截面的特定形狀和結(jié)構(gòu)決定的:我們需要的是透光率要高些、采景盡量不變形的真空玻璃，為此選用長(zhǎng)方孔，而不是選用受力更好的圓孔。因?yàn)閳A孔的弧型曲線面對(duì)反射光的散射、對(duì)透射光的折射將導(dǎo)致減小透光率和采景變形，長(zhǎng)方形方孔的側(cè)面相互平行，可以保證有較高的透光率和采景不怎么變形。
[0024]長(zhǎng)方孔橫斷面選擇30mmX0.5mm，縱橫向均居中排放可以保證長(zhǎng)邊平行于真空玻璃主采光面，長(zhǎng)方孔側(cè)面距玻璃外表面多4mm，保證真空玻璃外表面厚度均多4mm。這是因?yàn)檎婵詹Ａ獗砻嬉惺苊科矫?0頓的大氣壓力，外表面玻璃需要厚一點(diǎn)，真空玻璃內(nèi)部作為支撐的玻璃就需要薄一點(diǎn)，矮一點(diǎn)，長(zhǎng)方孔的孔間距0.5mm可以保證擠出的玻璃板材中作為支撐的玻璃長(zhǎng)條橫截面為0.5mmX0.5mm，以減少對(duì)斜射光的反射和折射。
[0025]當(dāng)然，29.5mmX 0.5mm長(zhǎng)方孔和0.5mm孔間距(即模具中間隔板厚度)只是設(shè)定尺寸，并非唯一選項(xiàng)，這要通過試驗(yàn)最終確定。
[0026]綜合考慮模具強(qiáng)度和理想真空玻璃橫截面，長(zhǎng)方孔的長(zhǎng)邊和短邊也許可以更長(zhǎng)一點(diǎn)，因?yàn)榭v向條狀支撐比點(diǎn)狀支撐好了許多。長(zhǎng)方孔四個(gè)內(nèi)角可以略帶圓弧，這樣對(duì)透光、采景、軟化玻璃的賦型和定型、真空玻璃耐壓強(qiáng)度和模具壽命均有好處。
[0027]這樣的真空玻璃特定形狀和結(jié)構(gòu)必須由壓力擠出機(jī)通過特定模具將軟化玻璃擠壓出來賦型和定型，而不能選用液化流體玻璃吹拉垂直引下法賦型和定型，(注:液化流體玻璃吹拉垂直引下法是玻璃圓管的一種生產(chǎn)方法。)因?yàn)橐夯黧w玻璃表面張力的作用，會(huì)使從模具擠出后的流體玻璃外表面圓化變形，無法嚴(yán)格按模具出口形狀賦型、定型。從而無法保證預(yù)先設(shè)定的、真空玻璃橫截面的特定型狀和結(jié)構(gòu)。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]通過以上步驟制成同種材質(zhì)的真空玻璃，可以鋼化而成為安全玻璃，整個(gè)過程不要人工干預(yù)，可以工業(yè)化、自動(dòng)化、流水線、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，合格率、成品率高，從而大幅度降低了真空玻璃的生產(chǎn)成本和成品價(jià)格。
[0030]鍍膜真空玻璃是變身平板的杜瓦瓶，杜瓦瓶可耐極端低溫和500°C以下中高溫。用來盛裝熱水就是眾所周知的暖水瓶。杜瓦瓶還常用于盛裝低溫及超低溫材料，例如保存生物器官的液氮罐，火箭液態(tài)推進(jìn)劑液氫(沸點(diǎn)-252.70C )、液氧(沸點(diǎn)_183°C )容器等。假如用作隔音隔熱材料，當(dāng)然是最好的隔音隔熱材料。
[0031]真空玻璃可以用在車船舟楫、房屋建筑的門窗、幕墻、隔斷、墻體等處。也可以用在冰箱、冰柜、冷庫、鍋爐、窯爐、火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等冷源或熱源處隔音隔熱?？傊?，所有有溫差，需要隔熱，有噪音，需要隔音的場(chǎng)合和處所都可以獲得廣泛地、性能良好地應(yīng)用。當(dāng)然前提是價(jià)格低廉。
[0032]本發(fā)明大幅度降低了真空玻璃的生產(chǎn)成本和成品價(jià)格，有可能改變真空玻璃“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”，“皇帝女兒也愁嫁”，不能“走進(jìn)尋常百姓家”的尷尬處境，讓人們買得起，用得起，使真空玻璃獲得廣泛的應(yīng)用，為真空玻璃開創(chuàng)一個(gè)光明的發(fā)展前景，節(jié)能環(huán)保，造福萬民，有利社會(huì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.真空玻璃壓力擠出生產(chǎn)方法，其特征在于仿照鋁型材生產(chǎn)壓力擠出機(jī)，制作一種真空玻璃生產(chǎn)壓力擠出機(jī)，壓力擠出機(jī)可以連續(xù)不斷地、將加熱軟化材料、通過特定模具出口、擠出具有模具出口形狀橫截面的條狀或板狀材料，選用具有真空玻璃橫截面的模具出口的模具，就可以擠出具有真空玻璃橫截面形狀的玻璃板材，將這樣的玻璃板材降溫定型，定長(zhǎng)切斷，熔融密封一端，在玻璃板材空腔內(nèi)放置少量吸氣劑，抽真空，熔融密封另一端，制成真空玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的生產(chǎn)方法，其特征在于更換不同規(guī)格的模具，就可以擠出不同規(guī)格的、具有真空玻璃橫截面形狀的玻璃板材，從而生產(chǎn)出不同規(guī)格的真空玻璃。
【專利摘要】真空玻璃壓力擠出生產(chǎn)方法涉及特種玻璃加工技術(shù)領(lǐng)域，仿照鋁型材生產(chǎn)壓力擠出機(jī)，制作一種真空玻璃生產(chǎn)壓力擠出機(jī)，壓力擠出機(jī)可以連續(xù)不斷地、將加熱軟化材料、通過特定模具出口、擠出具有模具出口形狀橫截面的條狀或板狀材料，通過具有真空玻璃橫截面的模具出口，擠出具有真空玻璃橫截面形狀的玻璃板材，降溫定型，定長(zhǎng)切斷，熔融密封一端，在玻璃板材空腔內(nèi)放置少量吸氣劑，抽真空，熔融密封另一端，制成真空玻璃，更換不同規(guī)格的模具，就可以擠出不同規(guī)格的玻璃板材，從而生產(chǎn)出不同規(guī)格的真空玻璃。消除了現(xiàn)有真空玻璃不能鋼化、合格率、成品率低、人工操作多、效率低下等所有弊病，可以使真空玻璃的成本和價(jià)格大幅度降下來。
【IPC分類】C03B19-00
【公開號(hào)】CN104529138
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410750999
【發(fā)明人】張建亞
【申請(qǐng)人】張建亞
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日