CN102976596B - 一种连体式真空玻璃支柱及制备方法 - Google Patents

一种连体式真空玻璃支柱及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种连体式真空玻璃支柱及制备方法，涉及真空玻璃领域。由支柱体与基膜构成，所述基膜与支柱体连成一体化结构，且所述的支柱体均匀分布于基膜一侧，在各个相邻支柱体中间的基膜上均开有透气孔。本发明利用基膜将所有支柱体连接起来的一体式结构，使真空玻璃支柱摆放工艺变得简单易行，可以大大降低作业难度，简化工艺设备，提高生产效率；能够严格保证支柱的位置准确，彻底避免支柱出现漏摆、错位、脱落等故障，确保真空玻璃的产品质量。由于支柱体由注塑材料制成，弹性模量通常较大，受力时允许发生较大的弹性变形来自动适应上下玻璃片的形状误差，因此可以适当放宽对真空玻璃上下玻璃片平整度的要求，并减小真空玻璃因应力不均而报废的风险。

Description

一种连体式真空玻璃支柱及制备方法
技术领域
本发明涉及真空玻璃领域，特别涉及一种连体式真空玻璃支柱的结构及制备方法。
背景技术
真空玻璃主要是由周边密封结合起来的上、下两片平板玻璃和中间支柱构成。两片玻璃之间的间隙(等于支柱高度)空间被抽成真空(气体压力低于0.1Pa)，具有绝热、隔声、防结露霜等特性，因而在建筑节能领域备受青睐。
真空玻璃的制造工艺通常是：首先在下片玻璃板上摆放中间支柱；然后再盖上上片玻璃板；合片后送入真空炉，经过真空室抽真空、玻璃粉封边、高温除气、封闭抽气口和冷却出炉等一系列步骤(不同工艺方法次序有所不同)，最后制成真空玻璃成品。
出于保证支撑强度、减少热损失和不影响透光性等方面的考虑，真空玻璃中所采用的中间支柱普遍选择小尺寸、密摆放的结构方案。以前采用的中间支柱均是各自独立的分立式元件，每个中间支柱的截面尺寸通常为0.3～0.5mm，高度尺寸为0.1～0.3mm，间隔为20～40mm。在真空玻璃生产工艺流程的摆柱工序中，每平方米真空玻璃内需要均匀摆放数百上千个微小的支柱。为了避免支柱出现漏摆、错位、脱落等故障，还需要对每个支柱进行打胶和检验等作业。这致使摆柱工序作业繁复，效率低下；所需要的生产设备结构复杂，造价昂贵；且作业中很容易发生失误，最终影响真空玻璃的质量与性能。因此，摆柱工序一直是严重制约真空玻璃生产效率、生产成本和产品质量的工艺环节。
此外，支柱通常采用不锈钢或玻璃粉等材料制作而成。无论采用上述哪种材料，支柱均为硬支撑，即支柱在受压时的弹性变形极小，不能主动适应真空玻璃上、下片的变形。这就对真空玻璃的上下玻璃片的平整度及所有支柱的高度尺寸要求非常苛刻。无论是上下玻璃片的平整度，还是支柱高度，误差量稍微增大，就会在玻璃片内产生严重的受力不均和应力集中，大大增加真空玻璃报废的风险。
综上所述，伴随着真空玻璃应用的推广普及，大批量生产中提高效率、降低成本的需求日益突出，真空玻璃制造技术的发展迫切要求更低成本的支柱摆放方法和更安全的支柱结构。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种新的真空玻璃支柱元件，以克服真空玻璃摆柱工序效率低下，解决传统支柱对真空玻璃上下玻璃板平整度要求较苛刻的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种连体式真空玻璃支柱，由支柱体与基膜构成，所述基膜与支柱体连成一体化结构，且所述的支柱体均匀分布于基膜一侧，在各个相邻支柱体中间的基膜上均开有透气孔。
所述的每一个支柱体均为等截面柱状体，该支柱体的一端粘接于基膜之上。
所述的基膜为连续延展的透明薄膜，由放气量少的、柔性的透明材料制成。
所述的基膜和支柱体所采用的材料要耐受注塑加工支柱体过程和真空玻璃制造工艺中后续加工环节过程所涉及的高温环境；
所述的透气孔可以为方形或圆形或任意形状，仅需保证剩余的基膜能够将所有支柱体连接成一体即可；
所述的每一个支柱体的形状尺寸和在基膜上的分布位置尺寸，根据真空玻璃的设计确定。
一种制备连体式真空玻璃支柱的装置，包括：压孔模具、支柱模具和注塑模具，利用辅助张紧轮使支柱模具张紧并使压孔模具、支柱模具和注塑模具紧密接触；所述的压孔模具为一滚轮结构，在所述滚轮圆周表面设置有多排压孔凸台；所述的支柱模具为一封闭环形金属带，该金属带上均匀分布有支柱体型孔和透气孔型孔；所述的注塑模具与支柱模具上的支柱体型孔相对应的位置处开有椭圆形注塑口，该注塑口与注塑模具内部的注塑通道连通，并与注塑机的出料口相连；所述支柱模具与压孔模具上的压孔凸台相对应的位置处设置有透气孔型孔。
一种连体式真空玻璃支柱的制备装置，它包括：
多个辅助张紧轮，用于使基膜和支柱模具处于张紧状态，并带动基膜和支柱模具运动；
一个压孔模具，其上的压孔凸台与注塑模具上的透气孔型孔相啮合，在基膜上冲压形成透气孔；
一个支柱模具，用于在基膜上制备支柱体；
一个注塑模具，用于将注塑原料压入支柱模具上的支柱体型孔，使注塑原料形成的支柱体与基膜粘接成一体。
一种采用制备连体式真空玻璃支柱的装置进行制备连体式真空玻璃支柱的方法，步骤如下：
首先调整辅助张紧轮使支柱模具处于张紧状态并与注塑模具的工作表面紧密贴合，将基膜引入到压孔模具和支柱模具之间，并使压孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中线顺序压紧；压孔模具匀速转动，同时支柱模具以相同表面线速度移动，二者带动基膜以同样的线速度移动；
在支柱模具滑过注塑模具的工作表面过程中，当支柱模具上面的支柱体型孔与注塑模具上面的椭圆形注塑口位置重合相互接通时，支柱体的注塑原料经由注塑机出料口和注塑模具的内部注塑通道，从注塑口压出进入支柱模具的支柱体型孔将其充满，并与基膜粘接成一体；
随着支柱模具和基膜继续运动，支柱体型孔结束与注塑模具的椭圆形注塑口的连通，其内的支柱体原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪断，余留在支柱体型孔内部的部分形成连接在基膜上的支柱体；随着支柱模具和基膜继续运动，二者的走向成一定角度分开，支柱体型孔内的支柱体完成脱模；
在完成支柱体注塑的同时，伴随着压孔模具滚轮碾压过基膜和支柱模具，压孔模具上的压孔凸台与支柱模具上的透气孔型孔一一对应配合，将基膜上对应位置处的膜材压入透气孔型孔中并沿周边将其剪断，在基膜上制成透气孔；
在基膜与支柱模具分离后，将残留在透气孔型孔中的基膜残片清除，即制备完成真空玻璃支柱产品。
所述的压孔模具，有效工作长度等于基膜的宽度。
所述的支柱模具，有效工作带宽等于基膜的宽度。
本发明的优点：本发明利用基膜将所有支柱体连接起来的一体式结构，使真空玻璃支柱摆放工艺变得简单易行，可以大大降低作业难度，简化工艺设备，提高生产效率。该真空玻璃支柱产品能够严格保证支柱的位置准确，彻底避免支柱出现漏摆、错位、脱落等故障，确保真空玻璃的产品质量。由于支柱体由注塑材料制成，弹性模量通常较大，受力时允许发生较大(相对于金属和玻璃而言)的弹性变形来自动适应上下玻璃片的形状误差，因此可以适当放宽对真空玻璃上下玻璃片平整度的要求，并减小真空玻璃因应力不均而报废的风险。
附图说明
图1为本发明一种实施方式连体式真空玻璃支柱的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式连体式真空玻璃支柱的横断面结构示意图；
图3为本发明一种实施方式制备连体式真空玻璃支柱的装置的结构示意图；
图4为本发明一种实施方式压孔模具的结构示意图；
图5为本发明一种实施方式支柱模具的局部结构示意图；
图6为本发明一种实施方式注塑模具的结构示意图；
图中，1、支柱体；2、基膜；3、透气孔；4、压孔模具；5、支柱模具；6、注塑模具；7、辅助张紧轮；8、压孔凸台；9、支柱体型孔；10、透气孔型孔；11、椭圆形注塑口；12、注塑通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的说明。
本实施方式中给出连体式真空玻璃支柱结构，如图1和图2所示，由支柱体1和基膜2所构成的一体化结构。基膜2为耐高温聚酰亚胺透明薄膜材料制成，膜厚0.01～0.02mm；支柱体1采用注塑级聚酰亚胺材料，采用注塑工艺由注塑机通过专用模具挤出，直接压制在基膜2上，与基膜2粘接成一体；每个支柱体1为圆柱体形状，直径0.5mm，高度0.4mm，相邻二支柱体1间隔25～30mm，如图1所示，成正方形矩阵排列；在基膜2上每一组相邻4个支柱体的正中间，开设有均匀分布的圆形透气孔，孔直径20～24mm。本实施方式中仅以圆柱形支柱体和圆形透气孔孔为例加以说明，其形状可由用户自行设置，没有限制。
上述连体式真空玻璃支柱产品采用连续注塑工艺方法加工制成，使支柱体1成型并与基膜2连接成一体。加工该产品的注塑模具装置构成如图3所示，主要包括压孔模具4、支柱模具5、注塑模具6和多个辅助张紧轮7。压孔模具4的结构如图4所示，为一滚轮结构，其有效工作长度等于基膜2的宽度，滚轮圆周表面有多排压孔凸台8，其形状和位置均与基膜2上的透气孔3相同。支柱模具5为一封闭环形金属带，其局部结构如图5所示，有效工作带宽等于基膜2的宽度，带的厚度等于支柱体1的高度，带上面分别开设有支柱体型孔9和透气孔型孔10，二种孔的形状和位置分别与所制备的连体式真空玻璃支柱产品上的支柱体1和透气孔3相对应。注塑模具6的结构如图6所示，其工作面为一矩形表面，其有效工作宽度等于基膜2的宽度，在与支柱模具5上面的支柱体型孔9相对应的位置处开设有椭圆形注塑口11，与注塑模具6内部的注塑通道12连通，并与注塑机的出料口相连。
辅助张紧轮7用于使基膜2和支柱模具5处于张紧状态，本实施方式中采用的辅助张紧轮7为多个；其中两个辅助张紧轮分别位于压孔模具4两端，用于张紧基膜2，并引导基膜2跟随压孔模具4同步运动；另外(不少于)三个辅助张紧轮围绕注塑模具6排成环形结构，用于支撑和张紧支柱模具5；当位于压孔模具4两端的辅助张紧轮带动基膜2跟随压孔模具4同步运动时，支撑支柱模具5的辅助张紧轮也会带动支柱模具5跟随注塑模具6同步运动；当支柱模具5上的支柱体型孔9与注塑模具6上的椭圆形注塑口11连通时，则开始进行注塑；当支柱模具5上的透气孔型孔10与压孔模具4上的压孔凸台8相对时，则开始进行压孔。
采用上述装置加工连体式真空玻璃支柱产品的方法，包括如下步骤：
首先调整辅助张紧轮使支柱模具处于张紧状态并与注塑模具的工作表面紧密贴合，将基膜引入到压孔模具和支柱模具之间，并使压孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中线顺序压紧。压孔模具匀速转动，同时支柱模具以相同表面线速度移动，二者带动基膜以同样的线速度移动。
在支柱模具移动滑过注塑模具的工作表面过程中，当支柱模具上面的支柱体型孔与注塑模具上面的椭圆形注塑口位置重合相互接通时，支柱体的注塑原料经由注塑机出料口和注塑模具的内部注塑通道，从注塑口压出进入支柱模具的支柱体型孔将其充满，并与基膜粘接成一体。
当支柱模具和基膜继续向下运动时，支柱体型孔结束与注塑模具的椭圆形注塑口的连通，其内的支柱体原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪断，余留在支柱体型孔内部的部分形成连接在基膜上的支柱体。随着支柱模具和基膜继续向下运动，二者的走向成一定角度分开，支柱体型孔内的支柱体完成脱模。
在完成支柱体注塑的同时，伴随着压孔模具滚轮碾压过基膜和支柱模具，压孔模具上的压孔凸台与支柱模具上的透气孔型孔一一对应配合，将基膜对应位置处的膜材压入透气孔型孔中并沿周边将其剪断，在基膜上制成透气孔。
在基膜与支柱模具分离后，将残留在透气孔型孔中的基膜残片清除，即形成真空玻璃支柱产品。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的熟练的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或者修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅有所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种制备连体式真空玻璃支柱的装置，所述连体式真空玻璃支柱，由支柱体(1)与基膜(2)组成，所述基膜(2)与支柱体(1)连成一体化结构，且所述的支柱体(1)均匀分布于基膜(2)一侧，在相邻支柱体中间的基膜上均开有透气孔(3)；所述的每个支柱体(1)为等截面柱状体，该支柱体的一端粘接于基膜之上；所述的基膜(2)为连续延展的透明薄膜；
其特征在于：包括：压孔模具(4)、支柱模具(5)和注塑模具(6)，并利用辅助张紧轮(7)使支柱模具(5)张紧，使压孔模具(4)、支柱模具(5)和注塑模具(6)彼此紧密接触；所述的压孔模具(4)为一滚轮结构，在所述滚轮圆周表面设置有多排压孔凸台(8)；所述的支柱模具(5)为一封闭环形金属带，该金属带上均匀分布有支柱体型孔(9)和透气孔型孔(10)；所述的注塑模具(6)在与支柱模具(5)上的各排支柱体型孔(9)相对应的位置处开有椭圆形注塑口(11)，该注塑口(11)与注塑模具(6)内部的注塑通道(12)连通，并与注塑机的出料口相连；所述支柱模具(5)与压孔模具(4)上的压孔凸台(8)相对应的位置处设置有透气孔型孔(10)。
2.根据权利要求1所述的一种制备连体式真空玻璃支柱的装置，其特征在于：
多个辅助张紧轮(7)，用于使基膜和支柱模具处于张紧状态，并带动基膜和支柱模具运动；
一个压孔模具(4)，其上的压孔凸台与注塑模具上的透气孔型孔相啮合，在基膜上冲压形成透气孔；
一个支柱模具(5)，用于在基膜上制备支柱体；
一个注塑模具(6)，用于将注塑原料压入支柱模具上的支柱体型孔，使注塑原料形成的支柱体与基膜粘接成一体。
3.一种制备连体式真空玻璃支柱的方法，采用权利要求1所述的制备连体式真空玻璃支柱的装置，其特征在于：步骤如下：
首先调整辅助张紧轮使支柱模具处于张紧状态并与注塑模具的工作表面紧密贴合，将基膜引入到压孔模具和支柱模具之间，并使压孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中线顺序压紧；压孔模具匀速转动，同时支柱模具以相同表面线速度移动，二者带动基膜以同样的线速度移动；
在支柱模具滑过注塑模具的工作表面过程中，当支柱模具上面的支柱体型孔与注塑模具上面的椭圆形注塑口位置重合相互接通时，支柱体的注塑原料经由注塑机出料口和注塑模具的内部注塑通道，从注塑口压出进入支柱模具的支柱体型孔将其充满，并与基膜粘接成一体；
随着支柱模具和基膜继续运动，支柱体型孔结束与注塑模具的椭圆形注塑口的连通，其内的支柱体原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪断，余留在支柱体型孔内部的部分形成连接在基膜上的支柱体；随着支柱模具和基膜继续运动，二者的走向成一定角度分开，支柱体型孔内的支柱体完成脱模；
在完成支柱体注塑的同时，伴随着压孔模具滚轮碾压过基膜和支柱模具，压孔模具上的压孔凸台与支柱模具上的透气孔型孔一一对应配合，将基膜上对应位置处的膜材压入透气孔型孔中并沿周边将其剪断，在基膜上制成透气孔；
在基膜与支柱模具分离后，将残留在透气孔型孔中的基膜残片清除，即制备完成真空玻璃支柱产品。
4.根据权利要求3所述的制备连体式真空玻璃支柱的方法，其特征在于：所述的压孔模具，有效工作长度等于基膜的宽度。
5.根据权利要求3所述的制备连体式真空玻璃支柱的方法，其特征在于：所述的支柱模具，有效工作带宽等于基膜的宽度。
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