一種真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置的製作方法

2023-06-29 01:58:06 1

專利名稱：一種真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製備真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置。真空玻璃是 指兩片或多片玻璃之間有間隔的相對放置，並在玻璃片與玻璃片之間設置多個微小隔離支 撐點陣列，經過排氣密封后，玻璃片與片之間形成真空氣密腔體，得到一種隔熱、隔音性能 優異的透明材料。用於建築物和運輸工具門窗、冷藏器具觀察窗等多個技術領域中。在真 空玻璃的製造過程中，當真空玻璃面板四周邊部封接完成後，需要排除玻璃片與玻璃片之 間間隙的空氣並保持真空狀態，必須進行通過排氣口排氣形成真空，然後密封排氣口，本發 明主要涉及一種真空玻璃排氣口無排氣權氣密封接方法和裝置。
背景技術：
目前，公知的技術中涉及真空玻璃的結構基本相似。圖1是典型的真空玻璃結構， 圖1中A是前基板玻璃；B是後基板玻璃；C是玻璃片與玻璃片之間的隔離支撐點；D表示封 接前基板玻璃A和後基板玻璃B的封接層；F為排氣孔。兩片玻璃間形成的腔體間隙是真空。公知的技術中涉及玻璃面板之間形成真空腔體的排氣口密封技術主要有兩種方 法一種方法如圖2所示，在面板的側面或邊角排氣孔a部位用低熔玻璃氣密連接一個直徑 I-IOmm不等的玻璃排氣管b，連接到抽真空系統c，經過排氣裝置使玻璃面板之間腔體的真 空度達到要求後，通過電熱或雷射使玻璃排氣管端頭熔融密封。另一種方法如圖3所示，在 面板邊角排氣孔a部位用低熔玻璃氣密連接一個直徑I-IOmm不等的玻璃排氣管b，用一個 帶有橡膠密封圈c的不鏽鋼鐘罩型裝置d扣在真空玻璃的抽氣孔a上，用金屬管e連接到 抽真空系統f，經過排氣裝置使玻璃面板之間腔體的真空度達到要求後，用電加熱裝置g使 排氣管熔化密封。採用這種方法製備的真空面板都使用了玻璃排氣管，圖4是使用排氣管封接完成 後排氣口形狀示意圖。c是排氣管熔融後留下的端頭。存在以下不足(1)玻璃排氣管熔融 產生的氣體使面板的真空度降低；( 保留在真空玻璃面板外部或端部的排氣管密封頭除 了影響產品外觀外，在使用過程中還容易被碰撞導致破裂損壞使真空失效；C3)排氣管越 長，直徑越細，排氣達到所需要的真空度需要的時間越長，抽氣效率比較低；(4)排氣管與 面板連接部位應力集中，力學強度低，容易漏氣。

發明內容
為了克服現有排氣管排氣密封工藝的缺陷，本發明提出一種真空玻璃製作的新方 法和裝置。本發明提出的真空玻璃排氣口氣密封接的方法包括以下幾個主要步驟1.將玻璃原板按要求的尺寸切割、磨邊、清洗。2.用機械鑽頭或雷射打孔機在一片玻璃板上製作直徑為l_5mm的排氣孔，這片玻 璃稱為前基板玻璃，相應地，另一片玻璃稱為後基板玻璃。
3.將前玻璃基板和後玻璃基板面對面疊合，用低熔玻璃完成前後玻璃基板的邊部 氣密封接。4.密封排氣口的封接片製作。用非結晶型低熔玻璃粉和有機溶液配製成一種流 變性適於絲網印刷的漿料。此低熔玻璃粉的封接溫度比封接真空玻璃面板邊部的低熔封 接玻璃的封接溫度低10-80°C，熱膨脹係數與前後玻璃基板玻璃的熱膨脹係數相近。然後 用絲網印刷方法在厚度為0. 2-2mm厚的4^6合金金屬片上印刷形成漿料溼膜，經過乾燥、 在350-450°C燒結後印刷後形成的圖案見圖5和圖6。其中，金屬片已經先加工成直徑為 4-20mm的實心圓相切的薄片，也可以加工成(5_20) X (5_20)mm方形，多餘部分已經鏤空去 除，便於印刷燒結後分離成單個封接片。圖5是印刷燒結後形成直徑3-15mm，厚15-40μπι 左右實心低熔玻璃膜層示意圖；圖中a是金屬片，b是燒結後形成的低熔玻璃膜層。圖6是 印刷燒結後形成寬度為3-10mm，厚15-40 μ m左右環狀低熔玻璃膜層示意圖。圖中a是4^6 合金片，b是燒結後形成的低熔玻璃膜層。將圖5和圖6中的合金片切割成單個直徑為圓 形或方形的封接片。單個封接片的截面圖分別見圖7和圖8。4^6合金金屬片的熱膨脹系 數與前後玻璃基板的熱膨脹係數相近。5.本發明提出不使用排氣管的排氣封口方法和實施該無排氣管封口的裝置見圖 9。其是一個三通不鏽鋼鐘罩a通過不鏽鋼管道b連接抽真空系統c，鐘罩上沿口有耐熱橡 膠密封圈d，不鏽鋼鐘罩a內有個可以上下移動的頂杆，頂杆上部的材質是中空的石英玻璃 或氧化鋁陶瓷，頂杆的下部是不鏽鋼管；在頂杆的上表面是厚為l_3mm，直徑為8-30mm的導 熱性能良好的金屬片g。在該金屬片下是電熱裝置h，電加熱裝置是熱電阻或電熱絲或雲母 加熱片或中頻或高頻電加熱裝置。用於加熱封接片上經過預燒結的低熔玻璃達到其封接 溫度。i是封接片，包括金屬和燒結固定在金屬片上的低熔玻璃。將四周封好邊的j真空 玻璃面板放在k封接工作檯上，罩上有電加熱和溫度控制系統的上蓋罩1，加熱使真空玻璃 面板達到200-430°C ；在頂杆上表面放上帶有經過預燒結的低熔玻璃的封接片i，注意排氣 孔中心、圓形鐘罩中心、頂杆中心以及封接片中心對齊。此時，頂杆最上沿位置距離排氣孔 50-300mm，通電加熱封接片，使封接片i上的低熔玻璃加熱到350-430°C軟化熔融，達到低 熔玻璃的封接溫度。在真空玻璃面板內的真空度達到要求後，通過機械裝置使頂杆上升壓 在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔，0. 5-5分鐘後降溫，當溫度低於250-300°C 後，鬆開頂杆，冷卻至室溫。排氣封口工藝結束。圖10是採用圖7所示封接片封接後排氣孔位置的剖面示意圖，圖11是採用圖8 所示封接片封接後排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔，b是封口後低熔玻璃，c是 封接片上的金屬片。圖10形成類似於鉚釘式的結構，和有排氣管的技術方法相比，提高了 封接強度，降低了漏氣機率。另外，圖10和圖11兩種封接後形成的結構克服了有排氣管突 出部位容易損壞和外觀缺陷。6.用高頻加熱使放置在面板排氣孔邊沿的消氣劑吸氣進一步提高真空玻璃面板 內的真空度。7.檢測真空玻璃的性能，符合要求後加裝塑料或塑鋼邊框，得到合格的真空玻璃 面板製品。本發明的有益效果是，與公知的真空玻璃製作技術相比，不採用排氣管。採用本 發明生產的真空玻璃面板可以克服現有真空玻璃面板製作技術以下不足(1)玻璃排氣管熔融產生的氣體使真空度降低；( 保留在真空玻璃面板外部的排氣管除了影響產品外觀 外，在使用過程中還容易破裂損壞使產品失效；C3)排氣管越長，直徑越細，排氣達到所需 要的真空度需要的時間越長，抽氣效率比較低；(4)排氣管與玻璃基板連接部位容易應力 集中，力學強度低，易損壞漏氣。因此，在其它條件相同的前提下，與公知的製作技術製備的真空玻璃面板相比，採 用本發明製作的真空玻璃面板力學性能更好，厚度更薄，真空度更高、排氣口更美觀。


圖1是典型的真空玻璃結構示意圖，圖中A是前基板玻璃，B是後基板玻璃，C是玻 璃片與玻璃片之間的隔離支撐點，D表示封接前基板玻璃A和後基板玻璃B的封接層，F為 排氣孔。圖2是公知的使用排氣管密封方法示意圖。圖中A是前基板玻璃，B是後基板玻 璃，a是位於面板的邊角的排氣孔，b是用低熔玻璃氣密連接一個直徑I-IOmm不等的玻璃排 氣管，c是抽真空系統。圖3是公知的使用排氣管和鐘罩密封方法示意圖。圖中A是前基板玻璃，B是後 基板玻璃，a是在面板邊角排氣孔，b是用低熔玻璃氣密連接一個直徑I-IOmm不等的玻璃排 氣管，c是橡膠密封圈，d是不鏽鋼鐘罩型裝置，e是金屬管，f是抽真空系統，g是電加熱裝置。圖4是使用排氣管封接完成後排氣口形狀示意圖。圖中A是前基板玻璃，B是後 基板玻璃，a是排氣孔，b是排氣管，c是排氣管熔融後留下的端頭。圖5是印刷燒結後形成直徑3-15mm，厚10-40 μ m左右實心低熔玻璃膜層示意圖； 圖中a是金屬片(4E6合金片)，b是燒結後形成的低熔玻璃膜層，陰影部分。圖6是印刷燒結後形成寬度為3-10mm，厚10_40 μ m左右環狀低熔玻璃膜層示意 圖。圖中a是金屬片(4E6合金片)，b是燒結後形成的低熔玻璃膜層，陰影部分。圖7是單個封接片的截面圖，圖中a是金屬片(4E6合金片)，b是燒結後形成的 低熔玻璃膜層。圖8是單個封接片的截面圖，圖中a是金屬片(4E6合金片)，b是燒結後形成的 低熔玻璃膜層。圖9是本發明公開的第二種真空排氣封口裝置示意圖。圖中a是一個三通不鏽 鋼鐘罩，b是不鏽鋼管道，c抽真空系統，d是位於鐘罩上沿口的耐熱橡膠密封圈，e是一個 位於不鏽鋼鐘罩內的可以上下移動的頂杆，g是在頂杆的上表面的導熱性能良好的金屬片， h是在該金屬片下的電熱裝置，i是封接片，包括金屬(4E6合金片)和燒結固定在金屬片 (4J26合金片)上的低熔玻璃，J是四周封好邊的真空玻璃面板，k是封接工作檯，f是有電 加熱和溫度控制系統的上蓋罩。圖10是採用圖7所示封接片封接後排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔， b是封口後低熔玻璃，c是封接片上的金屬片(4E6合金片)。圖11是採用圖8所示封接片封接後排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔， b是封口後低熔玻璃，c是封接片上的金屬片(4E6合金片)。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。實施例1(1)將玻璃原板按要求的尺寸切割、磨邊、清洗。玻璃原板可以是普通浮法玻璃、鋼 化玻璃、各種鍍膜玻璃，自潔玻璃、低輻射玻璃、高可見光透過率玻璃等等。(2)用機械鑽頭或雷射打孔機在一塊玻璃板上製作直徑為3mm的排氣孔，這片玻 璃稱為前基板玻璃，相應地，另一片玻璃稱為後基板玻璃。(3)將前玻璃基板和後玻璃基板面對面疊合，用低熔玻璃完成前後玻璃基板的邊 部氣密封接。(4)用非結晶型低熔玻璃粉和有機溶液配製成一種流變性適於絲網印刷的漿料。 此低熔玻璃粉的封接溫度比封接真空玻璃面板邊部的低熔封接玻璃的封接溫度低30°C，熱 膨脹係數與玻璃基板的熱膨脹係數相近。然後用絲網印刷方法在厚度為1.5mm厚的4E6 合金片上印刷形成漿料溼膜，經過乾燥、在360°C燒結後印刷後形成寬度為6mm，厚30 μ m左 右環狀低熔玻璃膜層。圖6是形成的圖案示意圖，圖中a是金屬片，b是燒結後形成的低熔 玻璃膜層。將圖6的合金片切割成單個直徑為IOX IOmm方形的封接片。單個封接片的截 面圖見圖8。(5)圖9是抽真空排氣封口裝置。將四周封好邊的j真空玻璃面板放在k封接工 作臺上，罩上有電加熱和溫度控制系統的上蓋罩f，加熱使真空玻璃面板達到250°C;在頂杆 上表面放上帶有經過預燒結的低熔玻璃的封接片i，注意排氣孔中心、圓形鐘罩中心、頂杆 中心以及封接片中心對齊。此時，頂杆最上沿位置距離排氣孔200mm，通電加熱封接片，使封 接片i上的低熔玻璃加熱到380°C軟化熔融，達到低熔玻璃的封接溫度。在真空玻璃面板 內的真空度達到要求後，通過機械裝置使頂杆上升壓在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂 住排氣孔，5分鐘後降溫，當溫度低於280°C後，鬆開頂杆，冷卻至室溫。排氣封口工藝結束。 圖11是封接後排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔，b是封口後低熔玻璃，c是似6 合金片ο(6)用高頻加熱使放置在面板排氣孔邊沿的消氣劑活化吸氣進一步提高真空玻璃 面板內的真空度。(7)檢測真空玻璃性能，符合要求後加裝塑料或塑鋼邊框。得到合格的真空玻璃面 板製品。實施例2(1)將玻璃原板按要求的尺寸切割、磨邊、清洗。玻璃原板可以是普通浮法玻璃、鋼 化玻璃、各種鍍膜玻璃，自潔玻璃、低輻射玻璃、高可見光透過率玻璃等等。(2)用機械鑽頭或雷射打孔機在一塊玻璃板上製作直徑為3. 5mm的排氣孔，這片 玻璃稱為前基板玻璃，相應地，另一片玻璃稱為後基板玻璃。(3)將前玻璃基板和後玻璃基板面對面疊合，用低熔玻璃完成前後玻璃基板的邊 部氣密封接。(4)用非結晶型低熔玻璃粉和有機溶液配製成一種流變性適於絲網印刷的漿料。 此低熔玻璃粉的封接溫度比封接真空玻璃面板邊部的低熔封接玻璃的封接溫度低20°C，熱 膨脹係數略低於面板玻璃的熱膨脹係數。然後用絲網印刷方法在厚度為2mm厚的4E6合 金片上印刷形成漿料溼膜，經過乾燥、在375°C燒結後印刷後形成直徑5mm，厚25 μ m左右實心低熔玻璃膜層。圖5是形成的圖案示意圖，圖中a是金屬片，b是燒結後形成的低熔玻璃 膜層。將圖5的合金片切割成單個直徑為8mm圓形封接片。單個封接片的截面圖見圖7。(5)圖9是抽真空排氣封口裝置。將四周封好邊的j真空玻璃面板放在k封接工 作臺上，罩上有電加熱和溫度控制系統的上蓋罩f，加熱使真空玻璃面板達到400°C ；在頂杆 上表面放上帶有經過預燒結的低熔玻璃的封接片i，注意排氣孔中心、圓形鐘罩中心、頂杆 中心以及封接片中心對齊。此時，頂杆最上沿位置距離排氣孔250mm，通電加熱封接片，使封 接片i上的低熔玻璃加熱到400°C軟化熔融，達到低熔玻璃的封接溫度。在真空玻璃面板 內的真空度達到要求後，通過機械裝置使頂杆上升壓在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂 住排氣孔，4分鐘後降溫，當溫度低於300°C後，鬆開頂杆，冷卻至室溫。排氣封口工藝結束。 圖10是封接後排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔，b是封口後低熔玻璃，c是426 合金片ο(6)用高頻加熱使放置在面板排氣孔邊沿的消氣劑活化吸氣進一步提高真空玻璃 面板內的真空度。(7)檢測真空玻璃性能，符合要求後加裝塑料或塑鋼邊框。得到合格的真空玻璃面 板製品。應說明的是，以上實施例僅用於本發明的技術方案，本領域技術人員可以理解，對 本發明的技術方案進行各種變動和等效替換，而不背離本發明技術方案的原理和範圍，均 應涵蓋在本發明權利要求的範圍之中。
權利要求
1 一種真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置，排氣封口裝置是一個三通不鏽 鋼鐘罩，通過不鏽鋼管道連接抽真空系統，鐘罩上沿口有耐熱橡膠密封圈，鐘罩內有一個頂 杆；在頂杆的上表面是厚為l-3mm，直徑為8-30mm的導熱性能良好的金屬片；在該金屬片下 是電熱裝置，電加熱裝置是中頻或高頻或熱電阻或電熱絲或雲母加熱片；用於加熱封接片 上經過預燒結的低熔玻璃達到其封接溫度；其方法特徵是將四周氣密封接完畢的真空玻 璃面板放在封接工作檯上，上面罩上有電加熱和溫度控制系統的上蓋罩，加熱使真空玻璃 達到200-300°C ；在頂杆上表面放置封接片，包括金屬和燒結固定在金屬片上的低熔玻璃； 頂杆最上沿位置距離排氣孔50-300mm，通電加熱4^6合金片，使合金片上的低熔玻璃加熱 到350-430°C軟化熔融，達到低熔玻璃的封接溫度；在真空玻璃面板內的真空度達到要求 後，通過機械裝置使頂杆上升壓在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔，0. 5-5分鐘 後降溫，當溫度低於250-300°C後，鬆開頂杆，冷卻至室溫，完成無排氣管氣密封接。
2.根據權利要求1所述的真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置，其特徵是 將低熔玻璃粉配製成印刷漿料，用絲網印刷方法在4E6合金片上印刷後，經過乾燥、燒結 等工序製作用於封接真空玻璃面板排氣孔的封接片；4E6合金片厚度為0. 2-2mm，直徑為 4-20mm的圓片或(5_20) X (5_20)mm方形片；金屬片上預燒結形成的玻璃燒結層是3_15mm， 厚10-40 μ m左右實心膜，或寬度為3-10mm，厚10-40 μ m左右的環狀膜。
3.根據權利要求1所述的真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置，其特徵是 使用的低熔玻璃粉的封接溫度比真空玻璃面板邊部封接所使用的低熔玻璃的封接溫度低 10-80 "C。
全文摘要
一種真空玻璃排氣口無排氣管氣密封接方法和裝置，將低熔玻璃粉配製成印刷漿料，用絲網印刷方法在厚度為0.2-2mm，直徑為4-20mm的圓片或(5-20)×(5-20)mm方形4J26合金片上印刷後，燒結製作用於封接排氣孔的封接片，玻璃燒結層是3-15mm，厚10-40μm左右實心膜或寬5mm，厚10-40μm環狀膜。裝置是一個三通不鏽鋼鐘罩，連接抽真空系統，鐘罩內有一個帶有電加熱的頂杆裝置；將真空玻璃放在封接工作檯上，罩上有電加熱和溫度控制系統的上蓋罩，加熱使真空玻璃達到200-300℃；在頂杆上表面放置帶有低熔玻璃燒結層的4J26合金片；頂杆最上沿位置距離排氣孔50-300mm，通電加熱4J26合金片至低熔玻璃的封接溫度350-430℃；真空度達到要求後，使頂杆上升壓在排氣孔上，0.5-5分鐘後降溫實現無排氣管氣密封接。
文檔編號C03B23/24GK102092924SQ20101051195
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月20日 優先權日2010年10月20日
發明者張新林, 羅世永, 許文才 申請人:北京印刷學院