專利名稱：玻璃基體支承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及支承結(jié)構(gòu)，特別涉及桿型或柱型的玻璃基體的并具有其應(yīng)用所需力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及由該結(jié)構(gòu)制成的建筑構(gòu)件。
特別是出于美觀考慮，在柱、桿、梁和類似形狀的長方型支承結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，用(無機(jī))玻璃取代更傳統(tǒng)的材料，如金屬、混凝土、木材等本身是已知的。在這類結(jié)構(gòu)中使用的玻璃可采取各種形式，特別是長纖維、條、板，或管的形式。由此生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)具有人們所希望的透明特性，同時必要的是它們應(yīng)該提供相關(guān)安全的所有保證，并且特別是它們應(yīng)該具有其應(yīng)用所要求的足夠力學(xué)強(qiáng)度的特征。
例如，在WO93/01372專利申請中描述了滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的支承結(jié)構(gòu)。該申請?zhí)岢鲇扇N部件桿、管、板、條等形狀的玻璃部件、如玻璃纖維的透明纖維和透明樹脂結(jié)合形成的結(jié)構(gòu)件。這些結(jié)構(gòu)使得有可能良好地兼顧透明特性和后來所要求的力學(xué)特性。然而，它們的生產(chǎn)要求許多不同程度的長工序并使用許多種成本往往較高的玻璃或有機(jī)制品(由玻璃織物制備的玻璃管、板，高價樹脂等)，并且這樣的結(jié)構(gòu)著起來較復(fù)雜并且昂貴。
以玻璃板和/或透明有機(jī)材料為基礎(chǔ)的中空支承結(jié)構(gòu)也是已知的，但這些結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜并且不容易生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種基本透明的支承結(jié)構(gòu)，其與現(xiàn)有玻璃支承結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和制作被簡化，并且其仍然具有應(yīng)用所需的力學(xué)性能。
本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)大部分為固體并包括至少一個由至少二塊玻璃板形成的支承構(gòu)件，玻璃板由至少一個有機(jī)材料板隔開，該結(jié)構(gòu)在支承單元表面還包括至少一個保護(hù)部件，該保護(hù)部件由至少一個無機(jī)材料板或?qū)雍?或至少一個有機(jī)材料板或?qū)咏M成。
“大部分為固體”意思是指支承結(jié)構(gòu)的組件限制了由該材料占據(jù)至少50％，優(yōu)選至少75％的體積。
在其最簡單的形式中，本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)是由支承構(gòu)件和保護(hù)部件構(gòu)成的多層玻璃。
支承單元必須具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度以便支承結(jié)構(gòu)能夠適合其所需的應(yīng)用。該支承構(gòu)件特別是必須抵抗大的剪切力并且必須抵抗沖擊力。它必須滿足所需應(yīng)用的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，(地面以上高度、安全性、絕緣性、絕緣性等)，在構(gòu)成支承構(gòu)件的多層結(jié)構(gòu)中，玻璃板優(yōu)先選自己進(jìn)行處理以便使其具有增加的力學(xué)強(qiáng)度的玻璃板。該處理優(yōu)選特別是在玻璃板長度不超過2-3米情況下的化學(xué)增韌或淬火處理。然而，根據(jù)最終應(yīng)用、支承構(gòu)件的尺寸、所用玻璃等等，玻璃板還可用熱增韌(而不是化學(xué)增韌)來強(qiáng)化，或簡單地進(jìn)行退火。
保護(hù)部件主要用作支承構(gòu)件的保護(hù)體。該保護(hù)體可以是抗沖擊、破壞、腐蝕等保護(hù)。在支承構(gòu)件的玻璃板是化學(xué)增韌的情況下，例如，保護(hù)部件可防止可能造成玻璃力學(xué)強(qiáng)度降低的表面龜裂。
可向支承構(gòu)件的每個表面提供保護(hù)部件。每個保護(hù)部件可簡單地由通過至少一個有機(jī)材料板固定在支承構(gòu)件上的一塊玻璃板組成?？蓪⒃摬ＡО搴唵蔚赝嘶?，但優(yōu)選化學(xué)增韌或盡可能地?zé)嵩鲰g。該保護(hù)部件也可由通常通過粘接劑粘接在支承構(gòu)件上的一個透明(或半透明)有機(jī)材料板組成，該粘接可通過粘接劑直接形成，或選擇地通過另一個有機(jī)材料板形成。該保護(hù)部件還可由特別是表現(xiàn)出抗腐蝕性能，并且盡可能不粘灰塵和/或無霧性能等的薄保護(hù)層組成，或可在處于支承結(jié)構(gòu)之外的表面上涂敷這種層。
用于制備支承構(gòu)件和可選擇地保護(hù)部件的玻璃板一般是通常用于生產(chǎn)多層玻璃的硅-鈣玻璃板。用作為雜質(zhì)存在或被小心地加入到玻璃組成中的著色劑可使組成玻璃板的玻璃發(fā)生或多或少的著色，或相反，其可包括有限含量的著色劑(例如，少于200ppm(重量)氧化鐵和少于100ppm的可使玻璃著色的其它氧化物)。所用玻璃板的厚度一般在3-20mm之間。
用于將玻璃板彼此連接的有機(jī)材料板可選自通常用于生產(chǎn)多層玻璃的有機(jī)材料板。它們可特別地由聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚氨基甲酸乙酯(PU)等板組成。當(dāng)保護(hù)部件由透明有機(jī)材料板組成時，例如該板可以是聚碳酸酯、PU、丙烯酸或甲基丙烯酸材料等的板。
支承結(jié)構(gòu)的玻璃板可具有相同或不同的組成，所使用的有機(jī)材料板亦如此。
除了支承構(gòu)件和保護(hù)部件外，支承結(jié)構(gòu)在其至少一個邊緣上包括一個于邊緣整個或部分長度之上的周邊保護(hù)體，該保護(hù)體可由一個板或幾何形狀或其它截面形狀的長方形部件構(gòu)成，并且例如直接地或通過粘接劑或有機(jī)中間層將該保護(hù)體粘合到邊緣上。例如，該保護(hù)體可由下列材料之一形成聚碳酸酯、PU、丙烯酸或甲基丙烯酸材料、玻璃、金屬(不銹鋼，鋁等)、木材等等。在支承結(jié)構(gòu)是桿型的情況下，向所說結(jié)構(gòu)的下部(安裝以后)的側(cè)邊緣優(yōu)選地提供周邊保護(hù)體。
支承結(jié)構(gòu)也可包括一個或多個導(dǎo)電部件，例如電線、金屬帶、金屬片、電纜、連接體等等，特別是當(dāng)所說結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備用于信號傳送或照明目的時。例如，這些導(dǎo)電部件可埋在支承結(jié)構(gòu)，特別是支承構(gòu)件的一個有機(jī)材料板中，和/或用于至少一個支承結(jié)構(gòu)組件的至少一個邊緣處。該組件尺寸可選擇地小于其它組件，以便使它收縮在支承結(jié)構(gòu)邊緣之內(nèi)，并使導(dǎo)電部件的通路位于支承結(jié)構(gòu)內(nèi)。
支承結(jié)構(gòu)在一個玻璃板的至少一個表面上也可包括一層或多層一種或多種釉，這些釉可能是導(dǎo)電的釉(特別是以銀為基的)或者被主要用于裝飾目的。
支承結(jié)構(gòu)的玻璃板也可容納例如是半導(dǎo)體金屬氧化物的其它沉積物以便賦予支承結(jié)構(gòu)一定的發(fā)光或能量特性。
當(dāng)支承結(jié)構(gòu)用于信息的發(fā)光顯示器時，支承結(jié)構(gòu)的透明材料板(優(yōu)選為玻璃板)的至少一個板可具有至少一個對相關(guān)光線可局部散射的表面，即與該板要顯示的信息有關(guān)并可通過例如控制退光，如用酸砂化或蝕刻制成的散身區(qū)域；在此情況下，上述板也可在其至少一個邊緣處配有照明裝置。
在其一個端部處(特別是在支承結(jié)構(gòu)為桿型的情況下，在其直立位置的底部)，支承結(jié)構(gòu)也可包括支撐部件，或套管，或支座部件，例如它們由金屬制成，該支撐件的邊緣優(yōu)選地在一定高度上夾住支承構(gòu)件和保護(hù)部件，該支撐件就特別地確保了支承結(jié)構(gòu)處于特定位置。例如在是桿型的情況下，該支撐件可部分地插入地面，并且由支承構(gòu)件和保護(hù)部件形成的組件的底部可插入該支撐件露出地面的中空部分中。在該支撐件和由支承構(gòu)件和保護(hù)部件形成的組件之間可任意地插入有機(jī)材料制成的密封物或中間層。
在用于說明本發(fā)明而不是意味著對本發(fā)明進(jìn)行任何限定的本發(fā)明的一個技術(shù)方案中，支承結(jié)構(gòu)是一個用于廣告牌的支撐件，并且是一次安裝，其采取高2.8m、寬50cm、厚53mm的層壓體形式，該層壓體由用PVB板粘合的五塊化學(xué)增韌玻璃板組成，中間三塊的每一塊厚度為12mm并用厚2.5mm的PVB板將它們彼此連接，由此制成的構(gòu)件用作支承結(jié)構(gòu)的支承構(gòu)件，支承結(jié)構(gòu)外面的每塊玻璃板(它們的每一塊形成支承結(jié)構(gòu)的保護(hù)部件，厚4mm并用2mm厚的PVB板將之連接在支承構(gòu)件的一個表面上。七個寬7mm、厚0.35mm的金屬條分布在至少一個或可選擇地任意二個2.5mm厚的PvB中間層的板中，一些這樣的金屬條或另外的金屬條也可以被置于中間板的一側(cè)或兩側(cè)的邊緣上。用于制備玻璃板的玻璃是含有少于200ppm氧化鐵和少于100ppm能使玻璃著色的其它氧化物的“超白”玻璃。除了用作電源外，埋在PVB中的金屬條增加了外露支承結(jié)構(gòu)的厚度。例如用不銹鋼板保護(hù)從露出地面的結(jié)構(gòu)底部開始向上1m高度的支承結(jié)構(gòu)兩個側(cè)邊的每一個。層壓體進(jìn)一步插進(jìn)，并被夾持在由不銹鋼形成的支座部件中，支座部件的側(cè)壁凸出地面20cm(在玻璃和金屬之間插入吸震材料和最終的密封物)。通過栓釘將整體固定在地面上。
這樣的支承結(jié)構(gòu)特別能夠抵抗位于負(fù)載100kg的梯子中間高度的壓力，并能支撐至少500kg的載荷。
本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)特別用于形成座、墩、桿或柱、塔、梁等等，并能在高度上達(dá)到幾米。這些結(jié)構(gòu)通常是直立的，但也能彎曲，所用的玻璃板則優(yōu)選地是化學(xué)增韌的。
組成本發(fā)明支承結(jié)構(gòu)的層壓結(jié)構(gòu)一般通過在加熱和加壓條件下將玻璃板和有機(jī)材料板組合在一起來進(jìn)行生產(chǎn)，玻璃板預(yù)先根據(jù)其長度和/或厚度進(jìn)行化學(xué)增韌或熱增韌，或選擇地退火。
用本發(fā)明支承結(jié)構(gòu)可生產(chǎn)建筑構(gòu)件，這些構(gòu)件包括一個或多個本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)。在構(gòu)件包括多個支撐結(jié)構(gòu)的情況下，例如支承結(jié)構(gòu)被彼此粘接或焊接在一起時，所獲得的構(gòu)件可能具有較大的長度和/或可以是各種形式，特別是具有T、V(至少二個支承結(jié)構(gòu)的構(gòu)件)。H、X或U(至少三個支承結(jié)構(gòu)的構(gòu)件)等形式的截面。特別是當(dāng)在所說結(jié)構(gòu)的至少一個邊緣加工時，支承結(jié)構(gòu)彼此的粘接優(yōu)選地借助于與生產(chǎn)該結(jié)構(gòu)所用的有機(jī)材料相容的粘接劑來進(jìn)行，優(yōu)選粘接劑與所用材料一樣。
本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)可用于支撐各種載荷(標(biāo)牌、高架線、支線、沉箱、建筑物等)，這些載荷可能被安置在所用結(jié)構(gòu)的端部或被安置在與所說結(jié)構(gòu)有關(guān)的懸梁或懸空構(gòu)造上。通常通過組件如夾圈或支承腳架(托架等)將載荷固定在支承結(jié)構(gòu)上。在上述廣告牌的實例中，例如支承結(jié)構(gòu)支持著質(zhì)量約為500kg、寬3m的橢圓形沉箱，該沉箱特別支撐在被固定在支承結(jié)構(gòu)自由端上的托架上。在適當(dāng)?shù)那闆r下，建筑構(gòu)件包括上述載荷和用于將載荷固定在支承結(jié)構(gòu)上的其它組件。本發(fā)明的建筑構(gòu)件也可僅由一個或多個本發(fā)明支承結(jié)構(gòu)組成，例如在簡單的顯示板的情況下。
本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件可用在各式各樣的用途中，特別是可用作高架電線(在此情況下本發(fā)明的結(jié)構(gòu)優(yōu)先形成其本身絕緣的支承體)或高架電話線的支撐體、照明器、標(biāo)牌和顯示臺、交通燈等等。
權(quán)利要求
1.一種支承結(jié)構(gòu)，大部分為固體，包括至少一個由至少二塊玻璃板形成的支承構(gòu)件，玻璃之間被至少一塊有機(jī)材料板隔開，該結(jié)構(gòu)在支承構(gòu)件的表面上還包括至少一個保護(hù)部件，該保護(hù)部件由至少一個無機(jī)材料板或?qū)雍?或至少一個有機(jī)材料板或?qū)咏M成。
2.權(quán)利要求1的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于所說結(jié)構(gòu)的玻璃板被化學(xué)增韌。
3.權(quán)利要求1或2之一的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于它在其至少一個邊緣的至少一部分的位置上包括至少一個周邊保護(hù)體。
4.權(quán)利要求1-3之一的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括至少一個導(dǎo)電部件。
5.權(quán)利要求1-4之一的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括至少一個支座部件。
6.權(quán)利要求1-5之一的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于組成玻璃板的玻璃含有少于200ppm的氧化鐵和少于100ppm的能使玻璃著色的其它氧化物。
7.權(quán)利要求1-6之一的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于支承構(gòu)件和保護(hù)部件形成多層玻璃。
8.一種建筑構(gòu)件，其特征在于它包括一個或多個權(quán)利要求1-7之一的支承結(jié)構(gòu)。
9.權(quán)利要求8的構(gòu)件，其特征在于它另外包括至少一個載荷。
10.權(quán)利要求8或9的構(gòu)件，其特征在于它包括至少一個用于將載荷固定在支承結(jié)構(gòu)上的其它組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及玻璃基體的簡化的支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)大部分為固體，并包括至少一個由至少二塊玻璃板形成的支承構(gòu)件，玻璃板之間被至少一塊有機(jī)材料板隔開。該結(jié)構(gòu)在支撐構(gòu)件表面上還包括至少一個保護(hù)部件，該保護(hù)部件由至少一個無機(jī)材料板或?qū)雍?或至少一個有機(jī)材料板或?qū)有纬伞?br> 文檔編號E04H12/02GK1160634SQ96123488
公開日1997年10月1日 申請日期1996年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月6日
發(fā)明者P·里翁, M·H·德布呂 申請人:圣戈班玻璃制造公司