專利名稱：保護玻璃表面的方法和材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說涉及用于將玻璃板分隔開從而保護玻璃板使之在儲運過程中，尤其當(dāng)用傳統(tǒng)方法碼放時免被劃痕的方法和材料。具體地說，本發(fā)明涉及碼放前將一種機械襯墊材料涂在熱解涂層玻璃板，例如表面上熱解沉積金屬氧化物和/或含硅涂層的玻璃板上的應(yīng)用。本公開所指的“碼放玻璃板”應(yīng)理解成玻璃板的一種集合，其中板的主要表面處于相鄰面靠面的關(guān)系。
背景技術(shù)：
成摞的玻璃板在儲運期間常發(fā)生的問題是玻璃板表面質(zhì)量的惡化。具體地說，相鄰板間的相對移動容易造成相鄰玻璃表面的劃痕。當(dāng)把表面有熱解沉積涂層的玻璃板碼起來時，劃痕是個特殊的問題。
一種為本領(lǐng)域普遍知道的將相鄰玻璃表面隔開的方法是，在玻璃板之間插入紙板以保護玻璃表面。但是，利用紙襯墊的技術(shù)既費時又費錢。建議用來隔開玻璃板的較經(jīng)濟的方法包括使用顆粒襯墊材料，這些材料可以包括天然產(chǎn)品，例如木粉及磨碎的玉米穗軸，也可以包括合成產(chǎn)品，例如聚乙烯，聚苯乙烯或聚丙烯酸酯的小球，這僅是少數(shù)幾個例子而已。聚甲基丙烯酸甲酯是目前玻璃工業(yè)用作襯墊材料的主要材料。
雖然合成顆粒襯墊材料提供了較廉價的防劃保護措施，但它們在防止特殊玻璃產(chǎn)品劃痕，尤其是熱解涂層玻璃劃痕方面有時是不充分的。氧化錫熱解涂層，尤其是較厚的，由于其表面粗糙非常容易被劃痕。例如，這種熱解涂層普遍應(yīng)用在多層板或保溫玻璃產(chǎn)品上，進一步描述可參見Gordon的U.S.專利號4,146,657和4,187,336。因此，如能提供一種方法和材料以便用這種材料涂布碼放的玻璃板從而將它們隔開，而且這種材料能防止劃痕并與玻璃工業(yè)中的一般生產(chǎn)操作相匹配，則是人們希望的。
正如上面提到的，聚乙烯已被建議作為可能的襯墊材料。例如，Simpkin等人在U.S.專利號4,011,359中曾公開一種用于將玻璃板隔開從而保護它們免受劃痕或弄臟的襯墊材料。這種材料包括一種分得很細的多孔支承材料，浸漬上一種弱酸性材料，以及一種化學(xué)惰性塑性材料的細顆粒。這種惰性的塑性分隔材料可以是聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯或甲基丙烯酸酯型聚酯，而且其粒徑優(yōu)選地大于浸酸支承材料?？梢杂脗鹘y(tǒng)的粉末涂膜器把此種襯墊材料涂覆到玻璃上去。
Franz等人在U.S.專利號4,447,496中公開一種方法，通過在涂覆粒狀襯墊材料之前用一種有機錫化合物來處理玻璃表面將玻璃表面保護起來。雖然提出了各種襯墊材料，例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯和聚丙烯酸酯，但Franz等指出，諸如木粉的多孔纖維素材料是優(yōu)選的。
Parmer等人在U.S.專利號2,995,533中公開一種用于在搬運或輸送期間受到與其他玻璃制品磨損性接觸的玻璃制品的保護涂層。將一種聚乙烯的水乳液涂布在玻璃制品上。公開中提到，聚乙烯的分子量可高達2,000。
盡管上述材料的確給一般透明玻璃提供一種保護措施，但它們未能給熱解氧化錫涂層提供保護，尤其指較厚的涂層，例如所謂的Low-E涂層。因此，如能提供一種既適用于未涂覆也適用于熱解涂層的玻璃板襯墊方法和材料則是很理想的，這種材料要能在玻璃板儲運期間提供優(yōu)異的耐劃痕性能。另外，還希望這種方法和材料能防止碼放的玻璃板之間造成低壓，甚至真空，這會妨礙碼放玻璃板的卸貨。
必須指出，本發(fā)明收集和研究了上面提到的先有技術(shù)，只是把它們當(dāng)作參考。不應(yīng)當(dāng)?shù)贸鲞@樣的結(jié)論，如果沒有本發(fā)明的推動，如此多樣化的技術(shù)會以另一種方式匯總。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種方法和材料，用以保護玻璃表面免受成摞玻璃板儲運期間的劃痕。把數(shù)均分子量至少為100,000的高分子量聚合物或這類聚合物的混合物組成的襯墊材料，涂覆到玻璃板一個或二個主表面上。作為這類聚合物的例子可以舉出超高分子量聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。然后把玻璃板面對面地碼放以待運輸或存放。
按本發(fā)明的襯墊材料提供了比先有技術(shù)的粒狀襯墊材料優(yōu)越的耐劃痕性，同時還具有尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊性這些為防止碼放玻璃板間產(chǎn)生真空所要求的性能。
優(yōu)選實施方案的詳述根據(jù)本發(fā)明，玻璃板在面對面碼摞之前被加上一種高分子量聚合物襯墊材料，例如超高分子量聚乙烯。但是已經(jīng)查明，數(shù)均分子量小于100,000的聚乙烯仍會造成熱解涂布的，具體說是氧化錫涂布的玻璃板被明顯劃痕。另外，這種分子量較低的聚乙烯，據(jù)發(fā)現(xiàn)在碼放玻璃板典型布置中，在襯墊材料遇到高載荷條件下會向涂層玻璃表面轉(zhuǎn)移物質(zhì)。
因此，本發(fā)明的襯墊材料是由數(shù)均分子量至少100,000的高分子量聚合物組成。優(yōu)選地，襯墊材料的數(shù)均分子量至少為1,000,000。在最優(yōu)選的實施方案中，襯墊材料的數(shù)均分子量為約3,000,000～6,000,000。本發(fā)明的襯墊材料顯示出優(yōu)異的韌性、耐磨性、抗應(yīng)力開裂性和低吸濕性，而同時又保持了所有聚乙烯典型的低摩擦系數(shù)。
這些性能據(jù)發(fā)現(xiàn)對襯墊材料而言是關(guān)鍵的，尤其當(dāng)被用在熱解涂層玻璃板上時。這是因為由例如分子量低于所要求的高分子量的聚甲基丙烯酸甲酯襯墊材料在氧化錫涂層玻璃板上造成的劃痕，據(jù)信是由于一薄層聚甲基丙烯酸酯沉積在氧化錫涂層表面引起的，劃出的痕跡已由次級離子質(zhì)譜法鑒定為聚甲基丙烯酸甲酯。另外，事先被聚甲基丙烯酸甲酯襯墊材料劃出痕跡的氧化錫涂層表面的電子顯微鏡觀察未能揭示有任何表面的劃痕。
根據(jù)本發(fā)明的襯墊材料可以是連續(xù)膜或片，但優(yōu)選地是由顆粒制成，顆粒的平均尺寸為約20～300微米，優(yōu)選約100～300微米，而且顆?？梢允侨魏芜m當(dāng)形狀的。襯墊材料可以由研磨到要求尺寸的粉末制成。從尺寸穩(wěn)定性的角度出發(fā)，優(yōu)選地將襯墊材料作成大體為球形的珠，雖然把分子量在這個范圍的聚乙烯制成大體球形珠存在一定的困難。顆粒尺寸應(yīng)足夠大以便在碼放玻璃板之間提供充分的隔離作用以保持玻璃板之間有一定間隔距離，同時防止相鄰板之間出現(xiàn)真空，但又要足夠小，以便盡量減少沉入垂直布置的一摞玻璃板底部的傾向。20～300微米的粒子尺寸范圍能滿足上述要求。
再有，聚乙烯，即使數(shù)均分子量在1,000,000以上的聚乙烯，在靜荷重下隨時間的推移也會發(fā)生塑性變形。在碼放的玻璃板要維持這種碼放布置較長時間的場合，聚乙烯顆粒上的負重可能會引起一定變形，使相鄰板間的分隔作用會減少到會產(chǎn)生真空的程度。所以，在最優(yōu)選的實施方案中，平均粒度為大約150微米～300微米以襯償長期存放和運輸期間的一定變形。
本發(fā)明使用的高分子量襯墊材料，雖然提供了改進的防劃痕性能，但不能防止熱解涂層碼放玻璃板上可能產(chǎn)生的污斑。因此，仍用傳統(tǒng)的防污劑來處理玻璃板，防污劑優(yōu)選地是酸性物質(zhì)。一種優(yōu)選的酸是己二酸。酸的用量僅以為玻璃表面提供足夠的防污為度。
施用酸物質(zhì)的優(yōu)選方法是將一種水溶液噴到浮法玻璃制造過程中的玻璃帶材表面上。對于熱解涂層玻璃，防污劑較好是施加在涂層表面上。
粒狀高分子量襯墊材料可以在施防污劑之前或之后，用任何適當(dāng)?shù)姆绞奖皇┯诓ＡО宓娜魏我粋€主要表面上。優(yōu)選的是，將襯墊材料帶上靜電并分散到浮法玻璃生產(chǎn)工藝中玻璃帶材表面上，其施涂點位于玻璃帶材接近或到達室溫的地方。對熱解涂層玻璃，襯墊材料最好也是涂到涂層的表面上。
通過參照本發(fā)明有代表性的具體實施方案可以更容易地理解本發(fā)明。但是必須理解，這些具體實施方案的提供僅僅為說明的目的，而本發(fā)明可以按與所舉實例不同的其他方式實施，而不偏離本發(fā)明的原則和范圍。
實例I制成退火鈉鈣玻璃板，在其表面上沉積了氧化錫涂層，并切成4″×8″的板。在玻璃板的氧化錫涂層表面上以大約140mg/ft2的量撒上各種待試驗襯墊材料的磨細粉末。在臺子上一次安放2塊玻璃，再在試樣上放一塊未涂覆的玻璃板。在未涂覆玻璃板上放125磅荷重，然后讓未涂板相對于樣品往復(fù)移動250次，每次動程長3/16″。隨后把每個試樣放在傳統(tǒng)工業(yè)用玻璃洗滌機里洗滌，一次用水加洗滌劑洗，繼而一次水清洗。
每種襯墊材料測8個試樣，記錄下出現(xiàn)劃痕的試樣數(shù)目。另外，還記錄了每種襯墊材料劃痕點的總數(shù)目。結(jié)果載于下表。
1.超高分子量聚乙烯，3,000,000～6,000,000，由HIMONT公司提供。
2.超高分子量聚乙烯，3,000,000～6,000,000由Hoechst-Celanese供應(yīng)。
3.高密度聚乙烯，數(shù)均分子量150,000～350,000，由DowPlastics供應(yīng)。
4.低密度聚乙烯，數(shù)均分子量70,000～90,000，由QuantumChemicals供應(yīng)。
為了進行比較，制作了相同的玻璃試樣，并涂敷了數(shù)均分子量小于100,000的聚甲基丙烯酸甲酯粉末，并按與上面相同的方法進行試驗。8個試樣中全都顯示出大部分板面嚴重變花。
實例II制作了兩塊退火鈉鈣玻璃，在表面上沉積氧化錫涂層并切成10″×12″的板。把這2塊玻璃板面對面地安放，上板的涂層面與下板的未涂面之間分布著粉末形式的襯墊材料。在上板上放20kg荷重，隨后讓2板彼此相對擺動30分鐘。然后，把每塊板放到洗滌機里用脫離子水洗滌，對它們目測評價并按10級分等。據(jù)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，第4等恰在合格線上。結(jié)果示于下表
1.HB 320高分子量聚乙烯，3～6百萬，由HIMONT公司提供。
2.TS 1192/1高分子量聚甲基丙烯酸甲酯，數(shù)均分子量667,415，Bonar Polymers(County Durham，England)提供。
3.TS 1647高分子量聚甲基丙烯酸甲酯，數(shù)均分子量492,524，由Bonar Polymers(County Durham，England)提供。
4.TS 1692高分子量聚甲基丙烯酸甲酯，數(shù)均分子量大于200,000，由Bonar Polymers(County Durham，England)提供。
5.標(biāo)準PMMA高分子量聚甲基丙烯酸甲酯，198,000，由BonarPolymers(County Durham，England)提供。
權(quán)利要求
1.一種保護碼放玻璃板的方法，該方法包括下列步驟a)在第一塊玻璃板的一個主要表面上涂布襯墊材料，所說襯墊材料由數(shù)均分子量至少為100,000的高分子量聚合物或其混合物組成；以及b)使第二塊玻璃板的一個主要表面與第一塊玻璃板的所說主要表面成面對面關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該襯墊材料是數(shù)均分子量至少為1,000,000的超高分子量聚乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中聚乙烯襯墊材料的數(shù)均分子量為約3,000,000～6,000,000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該襯墊材料是數(shù)均分子量為至少1,000,000的聚甲基丙烯酸甲酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項的方法，其中該襯墊材料是顆粒狀的，其平均粒度足以使第一塊玻璃板與第二塊玻璃板保持一定的間隔距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中該襯墊材料的平均粒度至少為20微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該襯墊材料的平均粒度為約100～300微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該襯墊材料是磨碎粉末狀的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該襯墊材料大體上是球形珠狀的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進一步包括，在使第二塊玻璃板與第一塊玻璃板的主要表面成面對面關(guān)系之前在第一塊玻璃板上涂布防污劑涂層的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中該防污劑是一種酸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中該酸是己二酸。
13.一種保護碼放玻璃板的方法，其中所述每塊玻璃板具有氧化錫涂布的玻璃表面，該方法包括下列步驟a)在第一塊玻璃板的一個主要表面上涂布襯墊材料，所說襯墊材料由數(shù)均分子量至少為100,000的高分子量聚合物組成；以及b)使第二塊玻璃板的一個主要表面與第一塊玻璃板的所說主要表面成面對面關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述襯墊材料涂布在所述第一塊玻璃板的氧化錫涂層表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其中該襯墊材料是數(shù)均分子量至少為1,000,000的超高分子量聚乙烯。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其中該襯墊材料是數(shù)均分子量至少為1,000,000的聚甲基丙烯酸甲酯。
17.根據(jù)權(quán)利要求13～16中任何一項的方法，其中該襯墊材料的數(shù)均分子量為約3,000,000～6,000,000。
18.根據(jù)權(quán)利要求13～17中任何一項的方法，其中該襯墊材料是顆粒狀的，其平均粒度足以使第一塊玻璃板與第二塊玻璃板保持一定的間隔距離。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中該襯墊材料的平均粒度為至少20微米。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中該襯墊材料的平均粒度為約100～300微米。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，進一步包括，在使第二塊玻璃板與第一塊玻璃板的主要表面成面對面關(guān)系之前在第一塊玻璃板上涂布防污劑涂層的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中該防污劑涂布在第一塊玻璃板的氧化錫涂層表面上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方法，其中該防污劑是一種酸。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中該酸是己二酸。
25.一種制造的制品，包括a)許多塊玻璃板；以及b)夾在所述玻璃板之間的襯墊材料，所述襯墊材料是由數(shù)均分子量至少為100,000的高分子量聚合物組成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的制品，其中該襯墊材料是數(shù)均分子量至少為1,000,000的超高分子量聚乙烯。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的制品，其中該襯墊材料是數(shù)均分子量至少為1,000,000的聚甲基丙烯酸甲酯。
28.根據(jù)權(quán)利要求25～27中任何一項的制品，其中該襯墊材料的數(shù)均分子量為約3,000,000～6,000,000。
29.根據(jù)權(quán)利要求25～28中任何一項的制品，其中該襯墊材料是顆粒狀的，其平均粒度足以使第一塊玻璃板與第二塊玻璃板保持一定的間隔距離。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的制品，其中該襯墊材料的平均粒度至少為20微米。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的制品，其中該襯墊材料的平均粒度為約100～300微米。
32.根據(jù)權(quán)利要求25～31中任何一項的制品，進一步包括夾在所述玻璃板之間的防污劑涂層。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的制品，其中該防污劑是一種酸。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的制品，其中該酸是己二酸。
全文摘要
公開了一種利用襯墊材料來保護成摞玻璃板中玻璃表面的方法及材料，該方法是在玻璃板的一個或二個主要表面涂上一種由數(shù)均分子量為至少100,000的高分子量聚合物組成的襯墊材料。然后玻璃板便可以面靠面地碼放以便儲運。
文檔編號B65D57/00GK1142789SQ94195017
公開日1997年2月12日 申請日期1994年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月20日
發(fā)明者R·J·麥柯蒂, K·J·希特, A·B·帕森斯, J·D·羅賓斯 申請人:利比-歐文斯-福特公司