一種連體式真空玻璃支柱及製備方法
2023-06-08 13:28:21 1
專利名稱：一種連體式真空玻璃支柱及製備方法
技術領域：
本發明涉及真空玻璃領域，特別涉及一種連體式真空玻璃支柱的結構及製備方法。
背景技術：
真空玻璃主要是由周邊密封結合起來的上、下兩片平板玻璃和中間支柱構成。兩片玻璃之間的間隙(等於支柱高度)空間被抽成真空(氣體壓力低於O. IPa)，具有絕熱、隔聲、防結露霜等特性，因而在建築節能領域備受青睞。
真空玻璃的製造工藝通常是首先在下片玻璃板上擺放中間支柱；然後再蓋上上片玻璃板；合片後送入真空爐，經過真空室抽真空、玻璃粉封邊、高溫除氣、封閉抽氣口和冷卻出爐等一系列步驟(不同工藝方法次序有所不同)，最後製成真空玻璃成品。
出於保證支撐強度、減少熱損失和不影響透光性等方面的考慮，真空玻璃中所採用的中間支柱普遍選擇小尺寸、密擺放的結構方案。以前採用的中間支柱均是各自獨立的分立式元件，每個中間支柱的截面尺寸通常為O. 3 O. 5mm,高度尺寸為O. I O. 3mm,間隔為20 40mm。在真空玻璃生產工藝流程的擺柱工序中，每平方米真空玻璃內需要均勻擺放數百上千個微小的支柱。為了避免支柱出現漏擺、錯位、脫落等故障，還需要對每個支柱進行打膠和檢驗等作業。這致使擺柱工序作業繁複，效率低下；所需要的生產設備結構複雜，造價昂貴；且作業中很容易發生失誤，最終影響真空玻璃的質量與性能。因此，擺柱工序一直是嚴重製約真空玻璃生產效率、生產成本和產品質量的工藝環節。
此外，支柱通常採用不鏽鋼或玻璃粉等材料製作而成。無論採用上述哪種材料，支柱均為硬支撐，即支柱在受壓時的彈性變形極小，不能主動適應真空玻璃上、下片的變形。 這就對真空玻璃的上下玻璃片的平整度及所有支柱的高度尺寸要求非常苛刻。無論是上下玻璃片的平整度，還是支柱高度，誤差量稍微增大，就會在玻璃片內產生嚴重的受力不均和應力集中，大大增加真空玻璃報廢的風險。
綜上所述，伴隨著真空玻璃應用的推廣普及，大批量生產中提高效率、降低成本的需求日益突出，真空玻璃製造技術的發展迫切要求更低成本的支柱擺放方法和更安全的支柱結構。發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種新的真空玻璃支柱元件，以克服真空玻璃擺柱工序效率低下,解決傳統支柱對真空玻璃上下玻璃板平整度要求較苛刻的問題。
本發明的技術方案是這樣實現的一種連體式真空玻璃支柱，由支柱體與基膜構成，所述基膜與支柱體連成一體化結構，且所述的支柱體均勻分布於基膜一側，在各個相鄰支柱體中間的基膜上均開有透氣孔。
所述的每一個支柱體均為等截面柱狀體，該支柱體的一端粘接於基膜之上。
所述的基膜為連續延展的透明薄膜，由放氣量少的、柔性的透明材料製成。
所述的基膜和支柱體所採用的材料要耐受注塑加工支柱體過程和真空玻璃製造工藝中後續加工環節過程所涉及的高溫環境。
所述的透氣孔可以為方形或圓形或任意形狀，僅需保證剩餘的基膜能夠將所有支柱體連接成一體即可。
所述的每一個支柱體的形狀尺寸和在基膜上的分布位置尺寸，根據真空玻璃的設計確定。
一種製備連體式真空玻璃支柱的裝置，包括壓孔模具、支柱模具和注塑模具，利用輔助張緊輪使支柱模具張緊並使壓孔模具、支柱模具和注塑模具緊密接觸；所述的壓孔模具為一滾輪結構，在所述滾輪圓周表面設置有多排壓孔凸臺；所述的支柱模具為一封閉環形金屬帶，該金屬帶上均勻分布有支柱體型孔和透氣孔型孔；所述的注塑模具與支柱模具上的支柱體型孔相對應的位置處開有橢圓形注塑口，該注塑口與注塑模具內部的注塑通道連通，並與注塑機的出料口相連；所述支柱模具與壓孔模具上的壓孔凸臺相對應的位置處設置有透氣孔型孔。
一種連體式真空玻璃支柱的製備裝置，它包括多個輔助張緊輪，用於使基膜和支柱模具處於張緊狀態，並帶動基膜和支柱模具運動；一個壓孔模具，其上的壓孔凸臺與注塑模具上的透氣孔型孔相嚙合，在基膜上衝壓形成透氣孔；一個支柱模具，用於在基膜上製備支柱體；一個注塑模具，用於將注塑原料壓入支柱模具上的支柱體型孔，使注塑原料形成的支柱體與基膜粘接成一體。
一種採用製備連體式真空玻璃支柱的裝置進行製備連體式真空玻璃支柱的方法， 步驟如下首先調整輔助張緊輪使支柱模具處於張緊狀態並與注塑模具的工作表面緊密貼合，將基膜引入到壓孔模具和支柱模具之間，並使壓孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中線順序壓緊；壓孔模具勻速轉動，同時支柱模具以相同表面線速度移動，二者帶動基膜以同樣的線速度移動；在支柱模具滑過注塑模具的工作表面過程中，當支柱模具上面的支柱體型孔與注塑模具上面的橢圓形注塑口位置重合相互接通時，支柱體的注塑原料經由注塑機出料口和注塑模具的內部注塑通道，從注塑口壓出進入支柱模具的支柱體型孔將其充滿，並與基膜粘接成一體；隨著支柱模具和基膜繼續運動，支柱體型孔結束與注塑模具的橢圓形注塑口的連通， 其內的支柱體原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪斷，餘留在支柱體型孔內部的部分形成連接在基膜上的支柱體；隨著支柱模具和基膜繼續運動，二者的走向成一定角度分開，支柱體型孔內的支柱體完成脫模；在完成支柱體注塑的同時，伴隨著壓孔模具滾輪碾壓過基膜和支柱模具，壓孔模具上的壓孔凸臺與支柱模具上的透氣孔型孔一一對應配合，將基膜上對應位置處的膜材壓入透氣孔型孔中並沿周邊將其剪斷，在基膜上製成透氣孔；在基膜與支柱模具分離後，將殘留在透氣孔型孔中的基膜殘片清除，即製備完成真空玻璃支柱產品。
所述的壓孔模具，有效工作長度等於基膜的寬度。
所述的支柱模具，有效工作帶寬等於基膜的寬度。
本發明的優點本發明利用基膜將所有支柱體連接起來的一體式結構，使真空玻璃支柱擺放工藝變得簡單易行，可以大大降低作業難度，簡化工藝設備，提高生產效率。該真空玻璃支柱產品能夠嚴格保證支柱的位置準確，徹底避免支柱出現漏擺、錯位、脫落等故障，確保真空玻璃的產品質量。由於支柱體由注塑材料製成，彈性模量通常較大，受力時允許發生較大(相對於金屬和玻璃而言)的彈性變形來自動適應上下玻璃片的形狀誤差，因此可以適當放寬對真空玻璃上下玻璃片平整度的要求，並減小真空玻璃因應力不均而報廢的風險。
圖I為本發明一種實施方式連體式真空玻璃支柱的結構示意圖；圖2為本發明一種實施方式連體式真空玻璃支柱的橫斷面結構示意圖；圖3為本發明一種實施方式製備連體式真空玻璃支柱的裝置的結構示意圖；圖4為本發明一種實施方式壓孔模具的結構示意圖；圖5為本發明一種實施方式支柱模具的局部結構示意圖；圖6為本發明一種實施方式注塑模具的結構示意圖；圖中，I、支柱體；2、基膜；3、透氣孔；4、壓孔模具；5、支柱模具；6、注塑模具；7、輔助張緊輪；8、壓孔凸臺；9、支柱體型孔；10、透氣孔型孔；11、橢圓形注塑口 ；12、注塑通道。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步詳細的說明。
本實施方式中給出連體式真空玻璃支柱結構，如圖I和圖2所示，由支柱體I和基膜2所構成的一體化結構。基膜2為耐高溫聚醯亞胺透明薄膜材料製成，膜厚O. 01 O. 02 mm ;支柱體I採用注塑級聚醯亞胺材料，採用注塑工藝由注塑機通過專用模具擠出，直接壓制在基膜2上，與基膜I粘接成一體；每個支柱體I為圓柱體形狀，直徑O. 5 111111，高度0.4 mm，相鄰二支柱體I間隔25 30 mm，如圖I所示，成正方形矩陣排列；在基膜2上每一組相鄰4個支柱體的正中間，開設有均勻分布的圓形透氣孔，孔直徑20 24 mm。本實施方式中僅以圓柱形支柱體和圓形透氣孔孔為例加以說明，其形狀可由用戶自行設置，沒有限制上述連體式真空玻璃支柱產品採用連續注塑工藝方法加工製成，使支柱體I成型並與基膜2連接成一體。加工該產品的注塑模具裝置構成如圖3所示，主要包括壓孔模具4、支柱模具5、注塑模具6和多個輔助張緊輪7。壓孔模具4的結構如圖4所示，為一滾輪結構， 其有效工作長度等於基膜2的寬度，滾輪圓周表面有多排壓孔凸臺8，其形狀和位置均與基膜2上的透氣孔3相同。支柱模具5為一封閉環形金屬帶，其局部結構如圖5所示，有效工作帶寬等於基膜2的寬度，帶的厚度等於支柱體I的高度，帶上面分別開設有支柱體型孔9 和透氣孔型孔10，二種孔的形狀和位置分別與所製備的連體式真空玻璃支柱產品上的支柱體I和透氣孔3相對應。注塑模具6的結構如圖6所示，其工作面為一矩形表面，其有效工作寬度等於基膜2的寬度，在與支柱模具5上面的支柱體型孔9相對應的位置處開設有橢圓形注塑口 11，與注塑模具6內部的注塑通道12連通，並與注塑機的出料口相連。
輔助張緊輪7用於使基膜3和支柱模具5處於張緊狀態，本實施方式中採用的輔助張緊輪7為多個；其中兩個輔助張緊輪分別位於壓孔模具4兩端，用於張緊基膜2，並引導基膜2跟隨壓孔模具4同步運動；另外(不少於)三個輔助張緊輪圍繞注塑模具6排成環形結構，用於支撐和張緊支柱模具5 ;當位於壓孔模具4兩端的輔助張緊輪帶動基膜2跟隨壓孔模具4同步運動時，支撐支柱模具5的輔助張緊輪也會帶動支柱模具5跟隨注塑模具 6同步運動；當支柱模具5上的支柱體型孔9與注塑模具6上的橢圓形注塑口 11連通時， 則開始進行注塑；當支柱模具5上的透氣孔型孔10與壓控模具4上的壓孔凸臺8相對時， 則開始進行壓孔。
採用上述裝置加工連體式真空玻璃支柱產品的方法，包括如下步驟首先調整輔助張緊輪使支柱模具處於張緊狀態並與注塑模具的工作表面緊密貼合，將基膜引入到壓孔模具和支柱模具之間，並使壓孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中線順序壓緊。壓孔模具勻速轉動，同時支柱模具以相同表面線速度移動，二者帶動基膜以同樣的線速度移動。
在支柱模具移動滑過注塑模具的工作表面過程中，當支柱模具上面的支柱體型孔與注塑模具上面的橢圓形注塑口位置重合相互接通時，支柱體的注塑原料經由注塑機出料口和注塑模具的內部注塑通道，從注塑口壓出進入支柱模具的支柱體型孔將其充滿，並與基膜粘接成一體。
當支柱模具和基膜繼續向下運動時，支柱體型孔結束與注塑模具的橢圓形注塑口的連通，其內的支柱體原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪斷，餘留在支柱體型孔內部的部分形成連接在基膜上的支柱體。隨著支柱模具和基膜繼續向下運動，二者的走向成一定角度分開，支柱體型孔內的支柱體完成脫模。
在完成支柱體注塑的同時，伴隨著壓孔模具滾輪碾壓過基膜和支柱模具，壓孔模具上的壓孔凸臺與支柱模具上的透氣孔型孔一一對應配合，將基膜對應位置處的膜材壓入透氣孔型孔中並沿周邊將其剪斷，在基膜上製成透氣孔。
在基膜與支柱模具分離後，將殘留在透氣孔型孔中的基膜殘片清除，即形成真空玻璃支柱產品。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域內的熟練的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變更或者修改，而不背離本發明的原理和實質。本發明的範圍僅有所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種連體式真空玻璃支柱，其特徵在於由支柱體(I)與基膜(2)組成，所述基膜(2)與支柱體(I)連成一體化結構，且所述的支柱體(I)均勻分布於基膜(2) —側，在相鄰支柱體中間的基膜上均開有透氣孔(3)。
2.根據權利要求I所述的連體式真空玻璃支柱,其特徵在於所述的每個支柱體(I) 為等截面柱狀體，該支柱體的一端粘接於基膜之上。
3.根據權利要求I所述的連體式真空玻璃支柱，其特徵在於所述的基膜(2)為連續延展的透明薄膜。
4.一種製備連體式真空玻璃支柱的裝置，其特徵在於包括壓孔模具(4)、支柱模具(5)和注塑模具￠)，並利用輔助張緊輪(7)使支柱模具(5)張緊，使壓孔模具(4)、支柱模具(5)和注塑模具(6)彼此緊密接觸；所述的壓孔模具(4)為一滾輪結構，在所述滾輪圓周表面設置有多排壓孔凸臺(8);所述的支柱模具(5)為一封閉環形金屬帶，該金屬帶上均勻分布有支柱體型孔(9)和透氣孔型孔(10);所述的注塑模具(6)在與支柱模具(5)上的各排支柱體型孔(9)相對應的位置處開有橢圓形注塑口(11)，該注塑口(11)與注塑模具(6) 內部的注塑通道(12)連通，並與注塑機的出料口相連；所述支柱模具(5)與壓孔模具(4) 上的壓孔凸臺(8)相對應的位置處設置有透氣孔型孔(10)。
5.根據權利要求4所述的一種連體式真空玻璃支柱的製備裝置，其特徵在於多個輔助張緊輪(7)，用於使基膜和支柱模具處於張緊狀態，並帶動基膜和支柱模具運動；一個壓孔模具(4)，其上的壓孔凸臺與注塑模具上的透氣孔型孔相嚙合，在基膜上衝壓形成透氣孔；一個支柱模具(5)，用於在基膜上製備支柱體；一個注塑模具￠)，用於將注塑原料壓入支柱模具上的支柱體型孔，使注塑原料形成的支柱體與基膜粘接成一體。
6.一種製備連體式真空玻璃支柱的方法,採用權利要求4所述的製備連體式真空玻璃支柱的裝置，其特徵在於步驟如下首先調整輔助張緊輪使支柱模具處於張緊狀態並與注塑模具的工作表面緊密貼合，將基膜引入到壓孔模具和支柱模具之間，並使壓孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中線順序壓緊；壓孔模具勻速轉動，同時支柱模具以相同表面線速度移動，二者帶動基膜以同樣的線速度移動；在支柱模具滑過注塑模具的工作表面過程中，當支柱模具上面的支柱體型孔與注塑模具上面的橢圓形注塑口位置重合相互接通時，支柱體的注塑原料經由注塑機出料口和注塑模具的內部注塑通道，從注塑口壓出進入支柱模具的支柱體型孔將其充滿，並與基膜粘接成一體；隨著支柱模具和基膜繼續運動，支柱體型孔結束與注塑模具的橢圓形注塑口的連通， 其內的支柱體原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪斷，餘留在支柱體型孔內部的部分形成連接在基膜上的支柱體；隨著支柱模具和基膜繼續運動，二者的走向成一定角度分開，支柱體型孔內的支柱體完成脫模；在完成支柱體注塑的同時，伴隨著壓孔模具滾輪碾壓過基膜和支柱模具，壓孔模具上的壓孔凸臺與支柱模具上的透氣孔型孔一一對應配合，將基膜上對應位置處的膜材壓入透氣孔型孔中並沿周邊將其剪斷，在基膜上製成透氣孔；在基膜與支柱模具分離後，將殘留在透氣孔型孔中的基膜殘片清除，即製備完成真空玻璃支柱產品。
7.根據權利要求6所述的製備玻璃支柱的方法，其特徵在於所述的壓孔模具，有效工作長度等於基膜的寬度。
8.根據權利要求6所述的製備玻璃支柱的方法，其特徵在於所述的支柱模具，有效工作帶寬等於基膜的寬度。
全文摘要
一種連體式真空玻璃支柱及製備方法，涉及真空玻璃領域。由支柱體與基膜構成，所述基膜與支柱體連成一體化結構，且所述的支柱體均勻分布於基膜一側，在各個相鄰支柱體中間的基膜上均開有透氣孔。本發明利用基膜將所有支柱體連接起來的一體式結構，使真空玻璃支柱擺放工藝變得簡單易行，可以大大降低作業難度，簡化工藝設備，提高生產效率；能夠嚴格保證支柱的位置準確，徹底避免支柱出現漏擺、錯位、脫落等故障，確保真空玻璃的產品質量。由於支柱體由注塑材料製成，彈性模量通常較大，受力時允許發生較大的彈性變形來自動適應上下玻璃片的形狀誤差，因此可以適當放寬對真空玻璃上下玻璃片平整度的要求，並減小真空玻璃因應力不均而報廢的風險。
文檔編號C03B23/24GK102976596SQ201210524008
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者張志軍, 王卓, 張世偉 申請人:東北大學