專(zhuān)利名稱(chēng)：一種真空玻璃排氣口無(wú)排氣管氣密封接方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備真空玻璃排氣口無(wú)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(duì)放置，并在玻璃片與玻璃片之間設(shè)置多個(gè)微小隔離支 撐點(diǎn)陣列，經(jīng)過(guò)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(yōu)異的透明材料。用于建筑物和運(yùn)輸工具門(mén)窗、冷藏器具觀察窗等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中。在真 空玻璃的制造過(guò)程中，當(dāng)真空玻璃面板四周邊部封接完成后，需要排除玻璃片與玻璃片之 間間隙的空氣并保持真空狀態(tài)，必須進(jìn)行通過(guò)排氣口排氣形成真空，然后密封排氣口，本發(fā) 明主要涉及一種真空玻璃排氣口無(wú)排氣權(quán)氣密封接方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的技術(shù)中涉及真空玻璃的結(jié)構(gòu)基本相似。圖1是典型的真空玻璃結(jié)構(gòu)， 圖1中A是前基板玻璃；B是后基板玻璃；C是玻璃片與玻璃片之間的隔離支撐點(diǎn)；D表示封 接前基板玻璃A和后基板玻璃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(shù)中涉及玻璃面板之間形成真空腔體的排氣口密封技術(shù)主要有兩種方 法一種方法如圖2所示，在面板的側(cè)面或邊角排氣孔a部位用低熔玻璃氣密連接一個(gè)直徑 I-IOmm不等的玻璃排氣管b，連接到抽真空系統(tǒng)c，經(jīng)過(guò)排氣裝置使玻璃面板之間腔體的真 空度達(dá)到要求后，通過(guò)電熱或激光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(gè)直徑I-IOmm不等的玻璃排氣管b，用一個(gè) 帶有橡膠密封圈c的不銹鋼鐘罩型裝置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(tǒng)f，經(jīng)過(guò)排氣裝置使玻璃面板之間腔體的真空度達(dá)到要求后，用電加熱裝置g使 排氣管熔化密封。采用這種方法制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 后排氣口形狀示意圖。c是排氣管熔融后留下的端頭。存在以下不足(1)玻璃排氣管熔融 產(chǎn)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(chǎn)品外觀外，在使用過(guò)程中還容易被碰撞導(dǎo)致破裂損壞使真空失效；C3)排氣管越 長(zhǎng)，直徑越細(xì)，排氣達(dá)到所需要的真空度需要的時(shí)間越長(zhǎng)，抽氣效率比較低；(4)排氣管與 面板連接部位應(yīng)力集中，力學(xué)強(qiáng)度低，容易漏氣。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有排氣管排氣密封工藝的缺陷，本發(fā)明提出一種真空玻璃制作的新方 法和裝置。本發(fā)明提出的真空玻璃排氣口氣密封接的方法包括以下幾個(gè)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(jī)械鉆頭或激光打孔機(jī)在一片玻璃板上制作直徑為l_5mm的排氣孔，這片玻 璃稱(chēng)為前基板玻璃，相應(yīng)地，另一片玻璃稱(chēng)為后基板玻璃。
3.將前玻璃基板和后玻璃基板面對(duì)面疊合，用低熔玻璃完成前后玻璃基板的邊部 氣密封接。4.密封排氣口的封接片制作。用非結(jié)晶型低熔玻璃粉和有機(jī)溶液配制成一種流 變性適于絲網(wǎng)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，熱膨脹系數(shù)與前后玻璃基板玻璃的熱膨脹系數(shù)相近。然后 用絲網(wǎng)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濕膜，經(jīng)過(guò)干燥、 在350-450°C燒結(jié)后印刷后形成的圖案見(jiàn)圖5和圖6。其中，金屬片已經(jīng)先加工成直徑為 4-20mm的實(shí)心圓相切的薄片，也可以加工成(5_20) X (5_20)mm方形，多余部分已經(jīng)鏤空去 除，便于印刷燒結(jié)后分離成單個(gè)封接片。圖5是印刷燒結(jié)后形成直徑3-15mm，厚15-40μπι 左右實(shí)心低熔玻璃膜層示意圖；圖中a是金屬片，b是燒結(jié)后形成的低熔玻璃膜層。圖6是 印刷燒結(jié)后形成寬度為3-10mm，厚15-40 μ m左右環(huán)狀低熔玻璃膜層示意圖。圖中a是4^6 合金片，b是燒結(jié)后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(gè)直徑為圓 形或方形的封接片。單個(gè)封接片的截面圖分別見(jiàn)圖7和圖8。4^6合金金屬片的熱膨脹系 數(shù)與前后玻璃基板的熱膨脹系數(shù)相近。5.本發(fā)明提出不使用排氣管的排氣封口方法和實(shí)施該無(wú)排氣管封口的裝置見(jiàn)圖 9。其是一個(gè)三通不銹鋼鐘罩a通過(guò)不銹鋼管道b連接抽真空系統(tǒng)c，鐘罩上沿口有耐熱橡 膠密封圈d，不銹鋼鐘罩a內(nèi)有個(gè)可以上下移動(dòng)的頂桿，頂桿上部的材質(zhì)是中空的石英玻璃 或氧化鋁陶瓷，頂桿的下部是不銹鋼管；在頂桿的上表面是厚為l_3mm，直徑為8-30mm的導(dǎo) 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云母 加熱片或中頻或高頻電加熱裝置。用于加熱封接片上經(jīng)過(guò)預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃達(dá)到其封接 溫度。i是封接片，包括金屬和燒結(jié)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封接工作臺(tái)上，罩上有電加熱和溫度控制系統(tǒng)的上蓋罩1，加熱使真空玻璃 面板達(dá)到200-430°C ；在頂桿上表面放上帶有經(jīng)過(guò)預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃的封接片i，注意排氣 孔中心、圓形鐘罩中心、頂桿中心以及封接片中心對(duì)齊。此時(shí)，頂桿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(dá)到低 熔玻璃的封接溫度。在真空玻璃面板內(nèi)的真空度達(dá)到要求后，通過(guò)機(jī)械裝置使頂桿上升壓 在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔，0. 5-5分鐘后降溫，當(dāng)溫度低于250-300°C 后，松開(kāi)頂桿，冷卻至室溫。排氣封口工藝結(jié)束。圖10是采用圖7所示封接片封接后排氣孔位置的剖面示意圖，圖11是采用圖8 所示封接片封接后排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔，b是封口后低熔玻璃，c是 封接片上的金屬片。圖10形成類(lèi)似于鉚釘式的結(jié)構(gòu)，和有排氣管的技術(shù)方法相比，提高了 封接強(qiáng)度，降低了漏氣幾率。另外，圖10和圖11兩種封接后形成的結(jié)構(gòu)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(jìn)一步提高真空玻璃面板 內(nèi)的真空度。7.檢測(cè)真空玻璃的性能，符合要求后加裝塑料或塑鋼邊框，得到合格的真空玻璃 面板制品。本發(fā)明的有益效果是，與公知的真空玻璃制作技術(shù)相比，不采用排氣管。采用本 發(fā)明生產(chǎn)的真空玻璃面板可以克服現(xiàn)有真空玻璃面板制作技術(shù)以下不足(1)玻璃排氣管熔融產(chǎn)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(chǎn)品外觀 外，在使用過(guò)程中還容易破裂損壞使產(chǎn)品失效；C3)排氣管越長(zhǎng)，直徑越細(xì)，排氣達(dá)到所需 要的真空度需要的時(shí)間越長(zhǎng)，抽氣效率比較低；(4)排氣管與玻璃基板連接部位容易應(yīng)力 集中，力學(xué)強(qiáng)度低，易損壞漏氣。因此，在其它條件相同的前提下，與公知的制作技術(shù)制備的真空玻璃面板相比，采 用本發(fā)明制作的真空玻璃面板力學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖，圖中A是前基板玻璃，B是后基板玻璃，C是玻 璃片與玻璃片之間的隔離支撐點(diǎn)，D表示封接前基板玻璃A和后基板玻璃B的封接層，F(xiàn)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是后基板玻 璃，a是位于面板的邊角的排氣孔，b是用低熔玻璃氣密連接一個(gè)直徑I-IOmm不等的玻璃排 氣管，c是抽真空系統(tǒng)。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是后 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(gè)直徑I-IOmm不等的玻璃排 氣管，c是橡膠密封圈，d是不銹鋼鐘罩型裝置，e是金屬管，f是抽真空系統(tǒng)，g是電加熱裝置。圖4是使用排氣管封接完成后排氣口形狀示意圖。圖中A是前基板玻璃，B是后 基板玻璃，a是排氣孔，b是排氣管，c是排氣管熔融后留下的端頭。圖5是印刷燒結(jié)后形成直徑3-15mm，厚10-40 μ m左右實(shí)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(jié)后形成的低熔玻璃膜層，陰影部分。圖6是印刷燒結(jié)后形成寬度為3-10mm，厚10_40 μ m左右環(huán)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(jié)后形成的低熔玻璃膜層，陰影部分。圖7是單個(gè)封接片的截面圖，圖中a是金屬片(4E6合金片)，b是燒結(jié)后形成的 低熔玻璃膜層。圖8是單個(gè)封接片的截面圖，圖中a是金屬片(4E6合金片)，b是燒結(jié)后形成的 低熔玻璃膜層。圖9是本發(fā)明公開(kāi)的第二種真空排氣封口裝置示意圖。圖中a是一個(gè)三通不銹 鋼鐘罩，b是不銹鋼管道，c抽真空系統(tǒng)，d是位于鐘罩上沿口的耐熱橡膠密封圈，e是一個(gè) 位于不銹鋼鐘罩內(nèi)的可以上下移動(dòng)的頂桿，g是在頂桿的上表面的導(dǎo)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(jié)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是封接工作臺(tái)，f是有電 加熱和溫度控制系統(tǒng)的上蓋罩。圖10是采用圖7所示封接片封接后排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔， b是封口后低熔玻璃，c是封接片上的金屬片(4E6合金片)。圖11是采用圖8所示封接片封接后排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔， b是封口后低熔玻璃，c是封接片上的金屬片(4E6合金片)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)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(jiàn)光透過(guò)率玻璃等等。(2)用機(jī)械鉆頭或激光打孔機(jī)在一塊玻璃板上制作直徑為3mm的排氣孔，這片玻 璃稱(chēng)為前基板玻璃，相應(yīng)地，另一片玻璃稱(chēng)為后基板玻璃。(3)將前玻璃基板和后玻璃基板面對(duì)面疊合，用低熔玻璃完成前后玻璃基板的邊 部氣密封接。(4)用非結(jié)晶型低熔玻璃粉和有機(jī)溶液配制成一種流變性適于絲網(wǎng)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 膨脹系數(shù)與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)相近。然后用絲網(wǎng)印刷方法在厚度為1.5mm厚的4E6 合金片上印刷形成漿料濕膜，經(jīng)過(guò)干燥、在360°C燒結(jié)后印刷后形成寬度為6mm，厚30 μ m左 右環(huán)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(jié)后形成的低熔 玻璃膜層。將圖6的合金片切割成單個(gè)直徑為IOX IOmm方形的封接片。單個(gè)封接片的截 面圖見(jiàn)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(tái)上，罩上有電加熱和溫度控制系統(tǒng)的上蓋罩f，加熱使真空玻璃面板達(dá)到250°C;在頂桿 上表面放上帶有經(jīng)過(guò)預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃的封接片i，注意排氣孔中心、圓形鐘罩中心、頂桿 中心以及封接片中心對(duì)齊。此時(shí)，頂桿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(dá)到低熔玻璃的封接溫度。在真空玻璃面板 內(nèi)的真空度達(dá)到要求后，通過(guò)機(jī)械裝置使頂桿上升壓在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂 住排氣孔，5分鐘后降溫，當(dāng)溫度低于280°C后，松開(kāi)頂桿，冷卻至室溫。排氣封口工藝結(jié)束。 圖11是封接后排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔，b是封口后低熔玻璃，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(jìn)一步提高真空玻璃 面板內(nèi)的真空度。(7)檢測(cè)真空玻璃性能，符合要求后加裝塑料或塑鋼邊框。得到合格的真空玻璃面 板制品。實(shí)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(jiàn)光透過(guò)率玻璃等等。(2)用機(jī)械鉆頭或激光打孔機(jī)在一塊玻璃板上制作直徑為3. 5mm的排氣孔，這片 玻璃稱(chēng)為前基板玻璃，相應(yīng)地，另一片玻璃稱(chēng)為后基板玻璃。(3)將前玻璃基板和后玻璃基板面對(duì)面疊合，用低熔玻璃完成前后玻璃基板的邊 部氣密封接。(4)用非結(jié)晶型低熔玻璃粉和有機(jī)溶液配制成一種流變性適于絲網(wǎng)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 膨脹系數(shù)略低于面板玻璃的熱膨脹系數(shù)。然后用絲網(wǎng)印刷方法在厚度為2mm厚的4E6合 金片上印刷形成漿料濕膜，經(jīng)過(guò)干燥、在375°C燒結(jié)后印刷后形成直徑5mm，厚25 μ m左右實(shí)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(jié)后形成的低熔玻璃 膜層。將圖5的合金片切割成單個(gè)直徑為8mm圓形封接片。單個(gè)封接片的截面圖見(jiàn)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(tái)上，罩上有電加熱和溫度控制系統(tǒng)的上蓋罩f，加熱使真空玻璃面板達(dá)到400°C ；在頂桿 上表面放上帶有經(jīng)過(guò)預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃的封接片i，注意排氣孔中心、圓形鐘罩中心、頂桿 中心以及封接片中心對(duì)齊。此時(shí)，頂桿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(dá)到低熔玻璃的封接溫度。在真空玻璃面板 內(nèi)的真空度達(dá)到要求后，通過(guò)機(jī)械裝置使頂桿上升壓在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂 住排氣孔，4分鐘后降溫，當(dāng)溫度低于300°C后，松開(kāi)頂桿，冷卻至室溫。排氣封口工藝結(jié)束。 圖10是封接后排氣孔位置的剖面示意圖。圖中a是排氣孔，b是封口后低熔玻璃，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(jìn)一步提高真空玻璃 面板內(nèi)的真空度。(7)檢測(cè)真空玻璃性能，符合要求后加裝塑料或塑鋼邊框。得到合格的真空玻璃面 板制品。應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于本發(fā)明的技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對(duì) 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種變動(dòng)和等效替換，而不背離本發(fā)明技術(shù)方案的原理和范圍，均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍之中。
權(quán)利要求
1 一種真空玻璃排氣口無(wú)排氣管氣密封接方法和裝置，排氣封口裝置是一個(gè)三通不銹 鋼鐘罩，通過(guò)不銹鋼管道連接抽真空系統(tǒng)，鐘罩上沿口有耐熱橡膠密封圈，鐘罩內(nèi)有一個(gè)頂 桿；在頂桿的上表面是厚為l-3mm，直徑為8-30mm的導(dǎo)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云母加熱片；用于加熱封接片 上經(jīng)過(guò)預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃達(dá)到其封接溫度；其方法特征是將四周氣密封接完畢的真空玻 璃面板放在封接工作臺(tái)上，上面罩上有電加熱和溫度控制系統(tǒng)的上蓋罩，加熱使真空玻璃 達(dá)到200-300°C ；在頂桿上表面放置封接片，包括金屬和燒結(jié)固定在金屬片上的低熔玻璃； 頂桿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(dá)到低熔玻璃的封接溫度；在真空玻璃面板內(nèi)的真空度達(dá)到要求 后，通過(guò)機(jī)械裝置使頂桿上升壓在排氣孔上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔，0. 5-5分鐘 后降溫，當(dāng)溫度低于250-300°C后，松開(kāi)頂桿，冷卻至室溫，完成無(wú)排氣管氣密封接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃排氣口無(wú)排氣管氣密封接方法和裝置，其特征是 將低熔玻璃粉配制成印刷漿料，用絲網(wǎng)印刷方法在4E6合金片上印刷后，經(jīng)過(guò)干燥、燒結(jié) 等工序制作用于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(yù)燒結(jié)形成的玻璃燒結(jié)層是3_15mm， 厚10-40 μ m左右實(shí)心膜，或?qū)挾葹?-10mm，厚10-40 μ m左右的環(huán)狀膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃排氣口無(wú)排氣管氣密封接方法和裝置，其特征是 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(wú)排氣管氣密封接方法和裝置，將低熔玻璃粉配制成印刷漿料，用絲網(wǎng)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合金片上印刷后，燒結(jié)制作用于封接排氣孔的封接片，玻璃燒結(jié)層是3-15mm，厚10-40μm左右實(shí)心膜或?qū)?mm，厚10-40μm環(huán)狀膜。裝置是一個(gè)三通不銹鋼鐘罩，連接抽真空系統(tǒng)，鐘罩內(nèi)有一個(gè)帶有電加熱的頂桿裝置；將真空玻璃放在封接工作臺(tái)上，罩上有電加熱和溫度控制系統(tǒng)的上蓋罩，加熱使真空玻璃達(dá)到200-300℃；在頂桿上表面放置帶有低熔玻璃燒結(jié)層的4J26合金片；頂桿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(dá)到要求后，使頂桿上升壓在排氣孔上，0.5-5分鐘后降溫實(shí)現(xiàn)無(wú)排氣管氣密封接。
文檔編號(hào)C03B23/24GK102092924SQ20101051195
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者張新林, 羅世永, 許文才 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院