專利名稱：一種真空玻璃排氣口氣密封接方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空玻璃排氣口氣密封接新方法和裝置。真空玻璃面板是指兩片 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，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。在真空玻璃 的制造過程中，當真空玻璃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)，排氣達到真空度后，必須對排氣口進行氣密封口以保持真空腔體中的 真空度，本發(fā)明主要涉及一種制備真空玻璃排氣口氣密封接新方法和裝置。
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；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)過排氣裝置使玻璃面板之間腔體的真 空度達到要求后，通過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)過排氣裝置使玻璃面板之間腔體的真空度達到要求后，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，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(yīng)力集中，力學強度低，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.用機械鉆頭或激光打孔機在一片玻璃板上制作直徑為l_5mm的排氣孔，這片玻 璃稱為前基板玻璃，相應(yīng)地，另一片玻璃稱為后基板玻璃。
3.將前玻璃基板和后玻璃基板面對面疊合，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)過干燥、 在350-450°C燒結(jié)后印刷后形成的圖案見圖5和圖6。其中，金屬片已經(jīng)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，多余部分已經(jīng)鏤空去 除，便于印刷燒結(jié)后分離成單個封接片。圖5是印刷燒結(jié)后形成直徑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(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(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施該無排氣管封口的裝置。圖9是本發(fā)明公開的真空玻璃排氣口氣密封接裝置，在密閉的真空室a內(nèi)，b是連 接真空室和抽氣系統(tǒng)c的不銹鋼管道，將四周封邊完畢的真空玻璃面板d整體固定在位于 真空室內(nèi)的封接工作臺e上，有排氣孔f的面向下。在排氣孔f下方50-300mm是一個可以 上下移動的頂桿g，頂桿上部的材質(zhì)可以是中空的石英玻璃或氧化鋁陶瓷；在頂桿的上表 面是厚為l_3mm，直徑為8-30mm的導(dǎo)熱性能良好的合金片h。在該金屬片下是電熱裝置i， 電加熱裝置可以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4E6 封接片上經(jīng)過預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃達到其封接溫度。j是封接片，包括4E6合金片和燒結(jié)固 定在金屬上片上的低熔玻璃。注意排氣孔f中心、頂桿g和封接片j的中心對齊。在密閉的真空室a內(nèi)，利用a中所帶的電加熱裝置將真空玻璃面板和真空室一起 加熱，同時抽真空。一種方式是將整個真空室和真空面板加熱到封接片j上低熔玻璃的封 接溫度，不使用圖9中頂桿g內(nèi)電加熱裝置i，當達到要求的真空度后，封接片j上的低熔 玻璃達到封接溫度，一般為380-450°C，通過機械裝置使頂桿g上升壓在排氣孔f上，在一 定的壓力下保持頂住排氣孔，0. 5-5分鐘后降溫，當溫度低于250-300°C后，松開頂桿，冷卻 至室溫。排氣封口工藝結(jié)束。另一種方式是將整個真空室和真空面板加熱到300-35(TC， 該溫度低于封接片上低熔玻璃的封接溫度，接通圖9中頂桿g內(nèi)電加熱裝置i，加熱位于頂 桿上端的封接片j。當達到要求的真空度后，封接片j上的低熔玻璃達到封接溫度，一般為 380-4500C，通過機械裝置使頂桿g上升壓在排氣孔f上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔， 0. 5-5分鐘后降溫，當溫度低于250-30(TC后，松開頂桿，冷卻至室溫。排氣封口工藝結(jié)束。 兩種方式的不同點是是否使用圖9中的電加熱裝置i。圖10是采用圖5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6 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一步提高真空玻璃面板 內(nèi)的真空度。7.檢測真空玻璃的性能，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，在使用過程中還容易破裂損壞使產(chǎn)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(yīng)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，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是真空排氣封口裝置示意圖。圖中a是密閉的真空室，b是連接真空室和抽 氣系統(tǒng)的不銹鋼管道，c是抽氣系統(tǒng)，d是四周封邊完畢的真空玻璃面板，e是位于真空室內(nèi) 的封接工作臺，f是排氣孔，g是位于排氣孔下方的一個可以上下移動的頂桿，h是位于頂桿 的上表面的厚為l_3mm，直徑為8-30mm的導(dǎo)熱性能良好的金屬片，i是位于金屬片h下的電 熱裝置，j是封接片，包括金屬G26合金片)和燒結(jié)固定在金屬片(4E6合金片)上的低熔玻璃。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)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)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)用機械鉆頭或激光打孔機在一塊玻璃板上制作直徑為2mm的排氣孔，這片玻 璃稱為前基板玻璃，相應(yīng)地，另一片玻璃稱為后基板玻璃。(3)將前玻璃基板和后玻璃基板面對面疊合，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)過干燥、在370°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直徑為IOX IOmm方形的封接片。單個封接片的截 面圖見圖8。(5)真空排氣封口步驟參見圖9所示的裝置，將四周封邊完畢的真空玻璃面板d整 體固定在位于真空室內(nèi)的封接工作臺e上，有排氣孔f的面向下。在排氣孔f下方IOOmm 是一個可以上下移動的頂桿g，在頂桿的上表面是厚為1. 5mm，直徑為20mm的導(dǎo)熱性能良好 的金屬片h。在該金屬片下是電熱裝置i。在密閉的真空室內(nèi)，將真空面板和真空室一起加 熱抽真空，溫度達到320°C。當達到要求的真空度后，接通圖9中頂桿g內(nèi)電加熱裝置i，加 熱位于頂桿上端的的封接片j，封接片j上的低熔玻璃達到封接溫度，本實施例390°C，通過 機械裝置使頂桿g上升使封接片壓在排氣孔f上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔，3分鐘 后降溫，當溫度低于250°C后，松開頂桿，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4E6合金片。(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(nèi)的真空度。(7)檢測真空玻璃性能，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)用機械鉆頭或激光打孔機在一塊玻璃板上制作直徑為Imm的排氣孔，這片玻 璃稱為前基板玻璃，相應(yīng)地，另一片玻璃稱為后基板玻璃。
(3)將前玻璃基板和后玻璃基板面對面疊合，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)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4^6合 金片上印刷形成漿料濕膜，經(jīng)過干燥、在390°C燒結(jié)后印刷后形成直徑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(jié)后形成的低熔玻璃 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)真空排氣封口步驟參見圖9所示的裝置，將四周封邊完畢的真空玻璃面板d整 體固定在位于真空室內(nèi)的封接工作臺e上，有排氣孔f的面向下。在排氣孔f下方IOOmm是 一個可以上下移動的頂桿g，在頂桿的上表面是厚為1.5mm，直徑為20mm的導(dǎo)熱性能良好的 金屬片h。在密閉的真空室內(nèi)，將真空面板和真空室一起加熱抽真空，溫度達到390°C。當 達到要求的真空度后，封接片j上的低熔玻璃達到封接溫度，390°C，通過機械裝置使頂桿g 上升使封接片j壓在排氣孔f上，在一定的壓力下保持頂住排氣孔，5分鐘后降溫，當溫度低 于300°C后，松開頂桿，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是封接片上的金屬片。(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(nèi)的真空度。(7)檢測真空玻璃性能，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
1.一種真空玻璃排氣口氣密封接方法和裝置，一個密閉的真空室，將封邊完畢的真空 玻璃排氣孔的面向下固定在封接工作臺上；在排氣孔下方有一個帶有電熱裝置的可移動的 頂桿；將預(yù)先燒結(jié)有低熔玻璃的金屬片加熱至低熔玻璃的封接溫度頂壓在排氣孔上保溫一 定時間后冷卻實現(xiàn)排氣口氣密封接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃排氣口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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃排氣口氣密封接方法和裝置，其特征是在密閉的 真空室內(nèi)，將四周封邊完畢的真空玻璃面板整體固定在位于真空室內(nèi)的封接工作臺上，有 排氣孔的面向下；在排氣孔下方50-300mm是一個可以上下移動的頂桿，在頂桿的上表面是 厚為l_3mm，直徑為8-30mm的導(dǎo)熱性能良好的合金金屬片；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4E6合金封接片上經(jīng)過 預(yù)燒結(jié)的低熔玻璃達到其封接溫度；在該金屬片上放置權(quán)利要求2中所述的4^6合金封接 片，包括4E6合金片和燒結(jié)固定在其上的低熔玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃排氣口氣密封接方法和裝置，其方法特征是在密 閉的真空室內(nèi)，將真空玻璃和真空室一起加熱抽真空；真空室和真空玻璃整體加熱到4E6 合金封接片上低熔玻璃的封接溫度，為380-450°C，通過機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，保持0. 5-5分鐘后降溫，當溫度低于250-300°C后， 松開頂桿，冷卻至室溫；另一種方式是將真空室和玻璃面板整體加熱到低于封接片上低 熔玻璃的封接溫度，為200-360°C，然后用頂桿內(nèi)的電加熱裝置加熱位于頂桿上端的4E6 合金封接片；當達到要求的真空度后，4^6合金封接片上的低熔玻璃達到封接溫度，為 380-450°C，通過機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，保 持0. 5-5分鐘后降溫，當溫度低于250-300°C后，松開頂桿，冷卻至室溫。
全文摘要
一種真空玻璃排氣口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)制作用于封接真空玻璃排氣孔的封接片，預(yù)燒結(jié)形成的玻璃燒結(jié)層是3-15mm，厚10-40μm左右實心膜或或?qū)?mm，厚10-40μm環(huán)狀膜。在一個密閉的真空室，將封邊完畢的真空玻璃排氣孔的面向下固定在封接工作臺上；加熱至金屬片上低熔玻璃燒結(jié)體的封接溫度，在排氣孔下方有一個帶有電熱裝置的可移動的頂桿；可移動的頂桿將預(yù)先燒結(jié)有低熔玻璃的金屬片加熱至低熔玻璃的封接溫度頂壓在排氣孔上保溫一定時間后冷卻實現(xiàn)排氣口氣密封接。
文檔編號C03C27/10GK102092923SQ20101051191
公開日2011年6月15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:北京印刷學院