專利名稱：平板玻璃鋼化過程中壓制微凸微小圓柱點陣列的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在平板玻璃鋼化過程中在玻璃表面熱壓制備微凸微小圓柱點陣 列的方法和裝置，用作真空玻璃基板之一或其它光伏、光電領(lǐng)域用基板。真空玻璃，是指兩 片或多片玻璃之間有間隔的相對放置，并在玻璃片與玻璃片之間設(shè)置多個微小隔離支撐點 陣列，用于抵抗抽真空后外部大氣壓力，經(jīng)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(yōu)異的透明建筑材料。用于建筑物和運輸工具門窗、冷藏器具 觀察窗等多個技術(shù)領(lǐng)域中。本發(fā)明主要涉及一種在平板玻璃鋼化過程中，在玻璃表面熱壓 制備微凸微小圓柱點陣列的方法和裝置，其重要應(yīng)用領(lǐng)域之一是用作制造真空玻璃的原料 基板之一。
背景技術(shù)：
目前，公知技術(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；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。公知的真空玻璃制作技術(shù)中存在隔離支撐點制作工藝缺陷在兩片或多片玻璃之間設(shè)置金屬或高分子的隔離支撐點C，一般每隔20_40mm需 要放置一個直徑0. 5mm，高0. 2mm左右的圓柱型或其它形狀的隔離支撐點。玻璃片與玻璃片 邊部用低熔點玻璃或有機膠粘劑密封，經(jīng)過排氣后密封使玻璃片與玻璃片之間的間隙處于 真空狀態(tài)，制成真空玻璃。玻璃片與玻璃片之間用低熔點玻璃密封的真空玻璃，一般用金屬圓柱體作為真空 玻璃的隔離支撐點，由于玻璃表面不平整以及隔離支撐點金屬圓柱上下表面不平行和不平 整，常常導(dǎo)致隔離支撐的圓柱體傾斜，從而使隔離點錯位或與玻璃片之間只是點接觸或線 接觸，而不是按設(shè)計需要的面接觸。隔離支撐的圓柱體錯位、點接觸或線接觸都將導(dǎo)致真 空玻璃在制造過程中應(yīng)力集中而直接破裂或降低真空玻璃的力學(xué)強度和使用壽命。用高分子材料作為真空玻璃的隔離支撐物，由于一般高分子材料的最高耐熱溫度 低于250°C，因此，用高分子材料制作隔離支撐物的真空玻璃用的封接邊部的密封材料一般 只能是有機膠粘劑。用這種方法制造的真空玻璃在使用過程中由于有機膠粘劑在寒冷冬季 易于脆化或有機膠粘劑固有的老化缺陷等原因產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致漏氣而失去真空玻璃的功 效。另外，無論是金屬或高分子材料的隔離支撐物，由于隔離支撐物又細又多，碼放費 時，固定困難，制作工藝復(fù)雜，制作成本十分高昂。其它在玻璃表面制作凸圓柱點陣列的方法有半導(dǎo)體工業(yè)常用的各種物理刻蝕和 化學(xué)刻蝕方法。但其制作能耗和環(huán)境污染大，制作成本同樣十分高昂。本發(fā)明提出的一種在平板玻璃鋼化過程中在玻璃表面壓制制備微凸微小圓柱點 陣列的方法和裝置，使隔離支撐物與后基板玻璃成為一體，可以大大提高真空玻璃的綜合性能，并且大幅度降低真空玻璃的制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服真空玻璃隔離支撐點的前述不足，本發(fā)明提出一種在平板玻璃鋼化過程 中在玻璃表面壓制制備微凸微小圓柱點陣列的方法和裝置，制備單面帶有微凸微小圓柱點 陣列的平板玻璃，用作圖1所示真空玻璃的后基板B。相關(guān)技術(shù)和方法還可以用于其它涉及 在平板玻璃表面制作圖案的光電、光伏技術(shù)領(lǐng)域。玻璃鋼化是對玻璃進行強化的一種玻璃深加工技術(shù)，將玻璃在鋼化爐中加熱到接 近玻璃的熔融軟化溫度，普通鈉鈣硅玻璃約550-680°C，溫度均勻后，迅速從爐中移出，經(jīng)過 高速吹風(fēng)急冷，在玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生張應(yīng)力，從而使抗壓而不抗彎的脆性普通 平板玻璃的力學(xué)強度增加4-6倍，不容易破碎，熱穩(wěn)定性也得到提高。鋼化玻璃破碎時碎塊 小，在邊部不會形成普通玻璃破碎時形成的尖銳角，而形成圓鈍角，不易傷人，也稱為安全 玻璃。本發(fā)明結(jié)合平板玻璃的鋼化工藝，在鋼化過程前增加本發(fā)明提出的壓制工藝和裝 置，在平板玻璃表面熱壓制備微凸微小圓柱點陣列。將玻璃加熱至合適溫度后，玻璃具有適 當?shù)恼硰椥?，用本發(fā)明的裝置熱壓，在平板玻璃的單面形成微凸微小圓柱陣列，然后移出通 過鋼化爐經(jīng)過加熱、均溫、均勻急冷等工藝過程實現(xiàn)鋼化。本發(fā)明裝置的示意圖見圖2，主要由用耐熱模具鋼制作的后模具1、前模具2、液壓 裝置4組成。模具1表面為平面，機械加工表面光潔度10級或以上。在模具2表面加工形 成與所需要的微小圓柱凸點陣列相反的陰圖凹坑陣列，要求機械加工精度5級以上。點陣 列中圓柱點與圓柱點的距離為10-200mm中的任一值。點陣列中單個點為直徑0. 3-1. Omm 的圓柱，當然也可以是其它凹形圖案，比如正方形。凹坑底部表面平整，機械加工底部表面 光潔度6級或以上。凹坑的深度，也就是微小圓柱點陣列中的點凸出玻璃表面的高度為 1-50 μ m，優(yōu)選高度為5-30 μ m中的任一值，凹坑的深度一致性高。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提出的在平板玻璃鋼化過程中表面熱壓制備微凸微 小圓柱點陣列的方法和裝置，與公知的真空玻璃在后基板上制作隔離支撐點技術(shù)相比具有 以下優(yōu)點(1)在平板玻璃鋼化過程中加入本發(fā)明的熱壓裝置可直接生產(chǎn)表面帶有微凸微 小圓柱點陣列的玻璃基片，成本將大大降低。由于凸點高度很小，不影響其后續(xù)的鋼化深加 工。(2)由于采用本發(fā)明生產(chǎn)的微凸微小圓柱點與基板玻璃成為一體，而且上表面平整度 高，點與點之間高度一致性好，能與前基板玻璃形成面接觸。與現(xiàn)有公知的真空玻璃相比， 可以進一步提高真空玻璃中的真空度，從而進一步提高真空玻璃的隔熱、隔音性能和力學(xué) 強度。(3)由于點陣列中微凸微小圓柱點的高度可以為5-30μπι，與公知的真空玻璃相比， 降低了玻璃基片與基片之間的間隙尺寸，使后續(xù)抽真空排氣工序時間縮短，提高生產(chǎn)效率， 同時降低了真空玻璃面板的厚度，進一步提高真空玻璃的力學(xué)性能和美觀效果。(4)金屬隔 離支撐點不透明，而本發(fā)明制作的隔離支撐點為半透明的燒結(jié)體，提高了真空玻璃的美觀 度。(5)金屬支撐點的導(dǎo)熱系數(shù)遠大于無機材料的導(dǎo)熱系數(shù)，本發(fā)明制作的無機低熔玻璃 燒結(jié)體支撐點本身的導(dǎo)熱遠低于原有技術(shù)的導(dǎo)熱系數(shù)，從而可以降低真空玻璃產(chǎn)品的導(dǎo)熱 系數(shù)。(6)金屬支撐點本身的材料成本很高，本發(fā)明可以降低真空玻璃的綜合成本。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
4用本發(fā)明制作的真空玻璃基板力學(xué)性能、隔熱、隔音性能更好，厚度更薄，真空度更高、成本 將大大降低。


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，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是本發(fā)明的熱壓裝置示意圖。圖中1是后模具，2是帶有與微小圓柱點凹坑 陣列陰圖的前模具，3是玻璃帶，4是液壓裝置，5是夾玻璃的夾具，6是前模具的微小圓柱坑
點ο圖3是獲得的單面帶有圓柱點陣列的平板玻璃原片示意圖。圖中1是玻璃原片，2 是所制作的點陣列中單個微小圓柱點。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
本發(fā)明進一步說明。實施例1 將平板玻璃原片清洗干凈后，加熱至620°C使玻璃具有合適的粘彈性。通過軌道牽 引裝置進入本發(fā)明的模壓裝置進行熱壓，壓制后進入鋼化爐中鋼化，注意鋼化時加熱溫度 不宜過高，避免熱壓形成的凸點邊角在表面張力作用下變圓，經(jīng)過鋼化急冷后獲得產(chǎn)品。 在圖2中前模具表面加工形成與所需要的微小圓柱凸點陣列相反的陰圖凹坑陣列，要求機 械加工精度5級以上。點陣列中圓柱點與圓柱點的縱向和橫向間距為50mm。點陣列中單個 圓柱點凹坑直徑為0. 5mm。凹坑底部表面平整，凹坑底部表面光潔度6級或以上。凹坑的 深度為5 μ m，各個凹坑的深度一致性高。得到的如圖3所示的在平板玻璃表面帶有間距為 50mm微小凸圓柱點陣列。點陣中的單個圓柱點直徑為0. 5mm，高度為5 μ m，高度一致性好， 圓柱點的上表面光潔平整。實施例2將平板玻璃原片清洗干凈后，加熱至650°C使玻璃具有合適的粘彈性。通過軌道牽 引裝置進入本發(fā)明的模壓裝置進行熱壓，壓制后進入鋼化爐中鋼化，注意鋼化時加熱溫度 不宜過高，避免熱壓形成的凸點邊角在表面張力的作用下變圓，經(jīng)過鋼化急冷后獲得產(chǎn)品。 在圖2中前模具表面加工形成與所需要的微小圓柱凸點陣列相反的陰圖凹坑陣列，要求機 械加工精度5級以上。點陣列中圓柱點與圓柱點的縱向和橫向間距為85mm。點陣列中單個 圓柱點凹坑直徑為0. 9mm。凹坑底部表面平整，機械加工凹坑底部表面光潔度6級或以上。 凹坑的深度為25 μ m，各個凹坑的深度一致性高。得到的如圖3所示的在平板玻璃表面帶有 間距為85mm微小凸圓柱點陣列。點陣中的單個圓柱點直徑為0. 9mm，高度為25 μ m，高度一 致性好，圓柱點的上表面光潔平整。實施例3將平板玻璃原片清洗干凈后，加熱至640°C使玻璃具有合適的粘彈性。通過軌道 牽引裝置進入本發(fā)明的模壓裝置進行熱壓，壓制后進入鋼化爐中鋼化，注意鋼化時加熱溫 度不宜過高，避免熱壓形成的凸點邊角在表面張力的作用下變圓。經(jīng)過鋼化急冷后獲得產(chǎn)品。在圖2中前模具表面加工形成與所需要的微小正方形凸點陣列相反的陰圖凹坑陣列， 要求機械加工精度5級以上。點陣列中正方形點與正方形點的縱向和橫向間距為60mm。點 陣列中單個正方形凹坑邊長為0.6mm。凹坑底部表面平整，機械加工凹坑底部表面光潔度6 級或以上。凹坑的深度為15 μ m，各個凹坑的深度一致性高。得到的如圖3所示的在平板玻 璃表面帶有間距為60mm微小凸正方形點陣列。點陣中的單個正方形點邊長為0. 6mm，高度 為15 μ m，高度一致性好，正方形點的上表面光潔平整。 應(yīng)說明的是，以上實施例僅用于本發(fā)明的技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對 本發(fā)明的技術(shù)方案進行各種變動和等效替換，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
一種在平板玻璃鋼化過程中在玻璃表面壓制制備微凸微小圓柱點陣列的方法和裝置，將玻璃加熱至合適溫度使玻璃具有合適的粘彈性，用本發(fā)明的模具裝置熱壓，在平板玻璃的單面形成微凸微小圓柱陣列，然后移出進入鋼化爐經(jīng)過加熱、均溫、均勻急冷等工藝過程實現(xiàn)鋼化，用于真空玻璃制作的基板之一或其它需要在平板玻璃表面制作圖案的光伏、光電面板基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼化過程中在平板玻璃表面壓制微凸微小圓柱點陣列的 裝置，其特征是由用耐熱模具鋼制作的后模具、前模具和液壓裝置組成，后模具表面為平 面，機械加工表面光潔度10級或以上；在前模具表面加工形成與所需要的微小圓柱凸點陣 列相反的陰圖凹坑陣列，要求機械加工精度5級以上；點陣列中圓柱點與圓柱點的距離為 10-200mm中的任一值；點陣列中單個點為直徑0. 3-1. Omm中任一值的圓柱或正方形凹形圖 案；凹坑底部表面平整，機械加工凹坑底部表面光潔度6級或以上，其余部分表面光潔度為 10級或以上；凹坑的深度，也就是微小圓柱點陣列中的點凸出玻璃表面的高度為1_50μπι， 優(yōu)選高度為5-30 μ m中的任一值，凹坑深度一致性高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼化過程中在平板玻璃表面壓制微凸微小圓柱點陣列的裝 置，其特征是在玻璃鋼化前熱壓形成圖案，再經(jīng)過鋼化過程實現(xiàn)鋼化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼化過程中在平板玻璃表面壓制微凸微小圓柱點陣列的裝 置，其特征是在平板玻璃的單面表面形成間距為10-200mm中任一值的凸點陣列，點陣中 的單個點為直徑0. 3-1. Omm的圓柱或小于1 X Imm的正方形，高度為1_50 μ m中任一值，高 度一致性好，圓柱或正方形點的上表面光潔平整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼化過程中在平板玻璃表面壓制微凸微小圓柱點陣列的裝 置，其特征是所制備的單面帶有微凸微小圓柱點陣列的平板玻璃用于真空玻璃制造的基 板之一。
全文摘要
一種在平板玻璃鋼化過程中在玻璃表面熱壓制備微凸微小圓柱點陣列的方法和裝置。將玻璃加熱至合適溫度使玻璃具有合適的粘彈性，用本發(fā)明的裝置熱壓，在平板玻璃的單面形成微凸微小圓柱陣列，然后移出通過鋼化爐經(jīng)過加熱、均溫、均勻急冷等工藝過程實現(xiàn)鋼化。在前模具表面有與要求凸點陣列相反的陰模凹坑圓柱坑點陣列圖案，在平板玻璃表面單面壓制形成間距為10-200mm中任一值的凸圓柱點陣列，點陣列中的單個圓柱點直徑為0.3-1.0mm中任一值，高度為1-50μm中任一值，高度一致性好，圓柱凸點的上表面光潔平整。用于真空玻璃制作的基板之一或其它需要在平板玻璃表面制作圖案的光伏、光電面板基片。
文檔編號C03C27/10GK101973694SQ20101051196
公開日2011年2月16日 申請日期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 申請人:北京印刷學(xué)院