專利名稱：一種連體式真空玻璃支柱及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空玻璃領(lǐng)域，特別涉及一種連體式真空玻璃支柱的結(jié)構(gòu)及制備方法。
背景技術(shù)：
真空玻璃主要是由周邊密封結(jié)合起來的上、下兩片平板玻璃和中間支柱構(gòu)成。兩片玻璃之間的間隙(等于支柱高度)空間被抽成真空(氣體壓力低于O. IPa)，具有絕熱、隔聲、防結(jié)露霜等特性，因而在建筑節(jié)能領(lǐng)域備受青睞。
真空玻璃的制造工藝通常是首先在下片玻璃板上擺放中間支柱；然后再蓋上上片玻璃板；合片后送入真空爐，經(jīng)過真空室抽真空、玻璃粉封邊、高溫除氣、封閉抽氣口和冷卻出爐等一系列步驟(不同工藝方法次序有所不同)，最后制成真空玻璃成品。
出于保證支撐強度、減少熱損失和不影響透光性等方面的考慮，真空玻璃中所采用的中間支柱普遍選擇小尺寸、密擺放的結(jié)構(gòu)方案。以前采用的中間支柱均是各自獨立的分立式元件，每個中間支柱的截面尺寸通常為O. 3 O. 5mm,高度尺寸為O. I O. 3mm,間隔為20 40mm。在真空玻璃生產(chǎn)工藝流程的擺柱工序中，每平方米真空玻璃內(nèi)需要均勻擺放數(shù)百上千個微小的支柱。為了避免支柱出現(xiàn)漏擺、錯位、脫落等故障，還需要對每個支柱進行打膠和檢驗等作業(yè)。這致使擺柱工序作業(yè)繁復(fù)，效率低下；所需要的生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴；且作業(yè)中很容易發(fā)生失誤，最終影響真空玻璃的質(zhì)量與性能。因此，擺柱工序一直是嚴(yán)重制約真空玻璃生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量的工藝環(huán)節(jié)。
此外，支柱通常采用不銹鋼或玻璃粉等材料制作而成。無論采用上述哪種材料，支柱均為硬支撐，即支柱在受壓時的彈性變形極小，不能主動適應(yīng)真空玻璃上、下片的變形。 這就對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。無論是上下玻璃片的平整度，還是支柱高度，誤差量稍微增大，就會在玻璃片內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的受力不均和應(yīng)力集中，大大增加真空玻璃報廢的風(fēng)險。
綜上所述，伴隨著真空玻璃應(yīng)用的推廣普及，大批量生產(chǎn)中提高效率、降低成本的需求日益突出，真空玻璃制造技術(shù)的發(fā)展迫切要求更低成本的支柱擺放方法和更安全的支柱結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種新的真空玻璃支柱元件，以克服真空玻璃擺柱工序效率低下,解決傳統(tǒng)支柱對真空玻璃上下玻璃板平整度要求較苛刻的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種連體式真空玻璃支柱，由支柱體與基膜構(gòu)成，所述基膜與支柱體連成一體化結(jié)構(gòu)，且所述的支柱體均勻分布于基膜一側(cè)，在各個相鄰支柱體中間的基膜上均開有透氣孔。
所述的每一個支柱體均為等截面柱狀體，該支柱體的一端粘接于基膜之上。
所述的基膜為連續(xù)延展的透明薄膜，由放氣量少的、柔性的透明材料制成。
所述的基膜和支柱體所采用的材料要耐受注塑加工支柱體過程和真空玻璃制造工藝中后續(xù)加工環(huán)節(jié)過程所涉及的高溫環(huán)境。
所述的透氣孔可以為方形或圓形或任意形狀，僅需保證剩余的基膜能夠?qū)⑺兄еw連接成一體即可。
所述的每一個支柱體的形狀尺寸和在基膜上的分布位置尺寸，根據(jù)真空玻璃的設(shè)計確定。
一種制備連體式真空玻璃支柱的裝置，包括壓孔模具、支柱模具和注塑模具，利用輔助張緊輪使支柱模具張緊并使壓孔模具、支柱模具和注塑模具緊密接觸；所述的壓孔模具為一滾輪結(jié)構(gòu)，在所述滾輪圓周表面設(shè)置有多排壓孔凸臺；所述的支柱模具為一封閉環(huán)形金屬帶，該金屬帶上均勻分布有支柱體型孔和透氣孔型孔；所述的注塑模具與支柱模具上的支柱體型孔相對應(yīng)的位置處開有橢圓形注塑口，該注塑口與注塑模具內(nèi)部的注塑通道連通，并與注塑機的出料口相連；所述支柱模具與壓孔模具上的壓孔凸臺相對應(yīng)的位置處設(shè)置有透氣孔型孔。
一種連體式真空玻璃支柱的制備裝置，它包括多個輔助張緊輪，用于使基膜和支柱模具處于張緊狀態(tài)，并帶動基膜和支柱模具運動；一個壓孔模具，其上的壓孔凸臺與注塑模具上的透氣孔型孔相嚙合，在基膜上沖壓形成透氣孔；一個支柱模具，用于在基膜上制備支柱體；一個注塑模具，用于將注塑原料壓入支柱模具上的支柱體型孔，使注塑原料形成的支柱體與基膜粘接成一體。
一種采用制備連體式真空玻璃支柱的裝置進行制備連體式真空玻璃支柱的方法， 步驟如下首先調(diào)整輔助張緊輪使支柱模具處于張緊狀態(tài)并與注塑模具的工作表面緊密貼合，將基膜引入到壓孔模具和支柱模具之間，并使壓孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中線順序壓緊；壓孔模具勻速轉(zhuǎn)動，同時支柱模具以相同表面線速度移動，二者帶動基膜以同樣的線速度移動；在支柱模具滑過注塑模具的工作表面過程中，當(dāng)支柱模具上面的支柱體型孔與注塑模具上面的橢圓形注塑口位置重合相互接通時，支柱體的注塑原料經(jīng)由注塑機出料口和注塑模具的內(nèi)部注塑通道，從注塑口壓出進入支柱模具的支柱體型孔將其充滿，并與基膜粘接成一體；隨著支柱模具和基膜繼續(xù)運動，支柱體型孔結(jié)束與注塑模具的橢圓形注塑口的連通， 其內(nèi)的支柱體原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪斷，余留在支柱體型孔內(nèi)部的部分形成連接在基膜上的支柱體；隨著支柱模具和基膜繼續(xù)運動，二者的走向成一定角度分開，支柱體型孔內(nèi)的支柱體完成脫模；在完成支柱體注塑的同時，伴隨著壓孔模具滾輪碾壓過基膜和支柱模具，壓孔模具上的壓孔凸臺與支柱模具上的透氣孔型孔一一對應(yīng)配合，將基膜上對應(yīng)位置處的膜材壓入透氣孔型孔中并沿周邊將其剪斷，在基膜上制成透氣孔；在基膜與支柱模具分離后，將殘留在透氣孔型孔中的基膜殘片清除，即制備完成真空玻璃支柱產(chǎn)品。
所述的壓孔模具，有效工作長度等于基膜的寬度。
所述的支柱模具，有效工作帶寬等于基膜的寬度。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明利用基膜將所有支柱體連接起來的一體式結(jié)構(gòu)，使真空玻璃支柱擺放工藝變得簡單易行，可以大大降低作業(yè)難度，簡化工藝設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。該真空玻璃支柱產(chǎn)品能夠嚴(yán)格保證支柱的位置準(zhǔn)確，徹底避免支柱出現(xiàn)漏擺、錯位、脫落等故障，確保真空玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量。由于支柱體由注塑材料制成，彈性模量通常較大，受力時允許發(fā)生較大(相對于金屬和玻璃而言)的彈性變形來自動適應(yīng)上下玻璃片的形狀誤差，因此可以適當(dāng)放寬對真空玻璃上下玻璃片平整度的要求，并減小真空玻璃因應(yīng)力不均而報廢的風(fēng)險。


圖I為本發(fā)明一種實施方式連體式真空玻璃支柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種實施方式連體式真空玻璃支柱的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一種實施方式制備連體式真空玻璃支柱的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種實施方式壓孔模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種實施方式支柱模具的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明一種實施方式注塑模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I、支柱體；2、基膜；3、透氣孔；4、壓孔模具；5、支柱模具；6、注塑模具；7、輔助張緊輪；8、壓孔凸臺；9、支柱體型孔；10、透氣孔型孔；11、橢圓形注塑口 ；12、注塑通道。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細(xì)的說明。
本實施方式中給出連體式真空玻璃支柱結(jié)構(gòu)，如圖I和圖2所示，由支柱體I和基膜2所構(gòu)成的一體化結(jié)構(gòu)?；?為耐高溫聚酰亞胺透明薄膜材料制成，膜厚O. 01 O. 02 mm ;支柱體I采用注塑級聚酰亞胺材料，采用注塑工藝由注塑機通過專用模具擠出，直接壓制在基膜2上，與基膜I粘接成一體；每個支柱體I為圓柱體形狀，直徑O. 5 111111，高度0.4 mm，相鄰二支柱體I間隔25 30 mm，如圖I所示，成正方形矩陣排列；在基膜2上每一組相鄰4個支柱體的正中間，開設(shè)有均勻分布的圓形透氣孔，孔直徑20 24 mm。本實施方式中僅以圓柱形支柱體和圓形透氣孔孔為例加以說明，其形狀可由用戶自行設(shè)置，沒有限制上述連體式真空玻璃支柱產(chǎn)品采用連續(xù)注塑工藝方法加工制成，使支柱體I成型并與基膜2連接成一體。加工該產(chǎn)品的注塑模具裝置構(gòu)成如圖3所示，主要包括壓孔模具4、支柱模具5、注塑模具6和多個輔助張緊輪7。壓孔模具4的結(jié)構(gòu)如圖4所示，為一滾輪結(jié)構(gòu)， 其有效工作長度等于基膜2的寬度，滾輪圓周表面有多排壓孔凸臺8，其形狀和位置均與基膜2上的透氣孔3相同。支柱模具5為一封閉環(huán)形金屬帶，其局部結(jié)構(gòu)如圖5所示，有效工作帶寬等于基膜2的寬度，帶的厚度等于支柱體I的高度，帶上面分別開設(shè)有支柱體型孔9 和透氣孔型孔10，二種孔的形狀和位置分別與所制備的連體式真空玻璃支柱產(chǎn)品上的支柱體I和透氣孔3相對應(yīng)。注塑模具6的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其工作面為一矩形表面，其有效工作寬度等于基膜2的寬度，在與支柱模具5上面的支柱體型孔9相對應(yīng)的位置處開設(shè)有橢圓形注塑口 11，與注塑模具6內(nèi)部的注塑通道12連通，并與注塑機的出料口相連。
輔助張緊輪7用于使基膜3和支柱模具5處于張緊狀態(tài)，本實施方式中采用的輔助張緊輪7為多個；其中兩個輔助張緊輪分別位于壓孔模具4兩端，用于張緊基膜2，并引導(dǎo)基膜2跟隨壓孔模具4同步運動；另外(不少于)三個輔助張緊輪圍繞注塑模具6排成環(huán)形結(jié)構(gòu)，用于支撐和張緊支柱模具5 ;當(dāng)位于壓孔模具4兩端的輔助張緊輪帶動基膜2跟隨壓孔模具4同步運動時，支撐支柱模具5的輔助張緊輪也會帶動支柱模具5跟隨注塑模具 6同步運動；當(dāng)支柱模具5上的支柱體型孔9與注塑模具6上的橢圓形注塑口 11連通時， 則開始進行注塑；當(dāng)支柱模具5上的透氣孔型孔10與壓控模具4上的壓孔凸臺8相對時， 則開始進行壓孔。
采用上述裝置加工連體式真空玻璃支柱產(chǎn)品的方法，包括如下步驟首先調(diào)整輔助張緊輪使支柱模具處于張緊狀態(tài)并與注塑模具的工作表面緊密貼合，將基膜引入到壓孔模具和支柱模具之間，并使壓孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中線順序壓緊。壓孔模具勻速轉(zhuǎn)動，同時支柱模具以相同表面線速度移動，二者帶動基膜以同樣的線速度移動。
在支柱模具移動滑過注塑模具的工作表面過程中，當(dāng)支柱模具上面的支柱體型孔與注塑模具上面的橢圓形注塑口位置重合相互接通時，支柱體的注塑原料經(jīng)由注塑機出料口和注塑模具的內(nèi)部注塑通道，從注塑口壓出進入支柱模具的支柱體型孔將其充滿，并與基膜粘接成一體。
當(dāng)支柱模具和基膜繼續(xù)向下運動時，支柱體型孔結(jié)束與注塑模具的橢圓形注塑口的連通，其內(nèi)的支柱體原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪斷，余留在支柱體型孔內(nèi)部的部分形成連接在基膜上的支柱體。隨著支柱模具和基膜繼續(xù)向下運動，二者的走向成一定角度分開，支柱體型孔內(nèi)的支柱體完成脫模。
在完成支柱體注塑的同時，伴隨著壓孔模具滾輪碾壓過基膜和支柱模具，壓孔模具上的壓孔凸臺與支柱模具上的透氣孔型孔一一對應(yīng)配合，將基膜對應(yīng)位置處的膜材壓入透氣孔型孔中并沿周邊將其剪斷，在基膜上制成透氣孔。
在基膜與支柱模具分離后，將殘留在透氣孔型孔中的基膜殘片清除，即形成真空玻璃支柱產(chǎn)品。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域內(nèi)的熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變更或者修改，而不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅有所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種連體式真空玻璃支柱，其特征在于由支柱體(I)與基膜(2)組成，所述基膜(2)與支柱體(I)連成一體化結(jié)構(gòu)，且所述的支柱體(I)均勻分布于基膜(2) —側(cè)，在相鄰支柱體中間的基膜上均開有透氣孔(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連體式真空玻璃支柱,其特征在于所述的每個支柱體(I) 為等截面柱狀體，該支柱體的一端粘接于基膜之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連體式真空玻璃支柱，其特征在于所述的基膜(2)為連續(xù)延展的透明薄膜。
4.一種制備連體式真空玻璃支柱的裝置，其特征在于包括壓孔模具(4)、支柱模具(5)和注塑模具￠)，并利用輔助張緊輪(7)使支柱模具(5)張緊，使壓孔模具(4)、支柱模具(5)和注塑模具(6)彼此緊密接觸；所述的壓孔模具(4)為一滾輪結(jié)構(gòu)，在所述滾輪圓周表面設(shè)置有多排壓孔凸臺(8);所述的支柱模具(5)為一封閉環(huán)形金屬帶，該金屬帶上均勻分布有支柱體型孔(9)和透氣孔型孔(10);所述的注塑模具(6)在與支柱模具(5)上的各排支柱體型孔(9)相對應(yīng)的位置處開有橢圓形注塑口(11)，該注塑口(11)與注塑模具(6) 內(nèi)部的注塑通道(12)連通，并與注塑機的出料口相連；所述支柱模具(5)與壓孔模具(4) 上的壓孔凸臺(8)相對應(yīng)的位置處設(shè)置有透氣孔型孔(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種連體式真空玻璃支柱的制備裝置，其特征在于多個輔助張緊輪(7)，用于使基膜和支柱模具處于張緊狀態(tài)，并帶動基膜和支柱模具運動；一個壓孔模具(4)，其上的壓孔凸臺與注塑模具上的透氣孔型孔相嚙合，在基膜上沖壓形成透氣孔；一個支柱模具(5)，用于在基膜上制備支柱體；一個注塑模具￠)，用于將注塑原料壓入支柱模具上的支柱體型孔，使注塑原料形成的支柱體與基膜粘接成一體。
6.一種制備連體式真空玻璃支柱的方法,采用權(quán)利要求4所述的制備連體式真空玻璃支柱的裝置，其特征在于步驟如下首先調(diào)整輔助張緊輪使支柱模具處于張緊狀態(tài)并與注塑模具的工作表面緊密貼合，將基膜引入到壓孔模具和支柱模具之間，并使壓孔模具、基膜、支柱模具和注塑模具沿中線順序壓緊；壓孔模具勻速轉(zhuǎn)動，同時支柱模具以相同表面線速度移動，二者帶動基膜以同樣的線速度移動；在支柱模具滑過注塑模具的工作表面過程中，當(dāng)支柱模具上面的支柱體型孔與注塑模具上面的橢圓形注塑口位置重合相互接通時，支柱體的注塑原料經(jīng)由注塑機出料口和注塑模具的內(nèi)部注塑通道，從注塑口壓出進入支柱模具的支柱體型孔將其充滿，并與基膜粘接成一體；隨著支柱模具和基膜繼續(xù)運動，支柱體型孔結(jié)束與注塑模具的橢圓形注塑口的連通， 其內(nèi)的支柱體原料也被注塑模具沿支柱模具的表面剪斷，余留在支柱體型孔內(nèi)部的部分形成連接在基膜上的支柱體；隨著支柱模具和基膜繼續(xù)運動，二者的走向成一定角度分開，支柱體型孔內(nèi)的支柱體完成脫模；在完成支柱體注塑的同時，伴隨著壓孔模具滾輪碾壓過基膜和支柱模具，壓孔模具上的壓孔凸臺與支柱模具上的透氣孔型孔一一對應(yīng)配合，將基膜上對應(yīng)位置處的膜材壓入透氣孔型孔中并沿周邊將其剪斷，在基膜上制成透氣孔；在基膜與支柱模具分離后，將殘留在透氣孔型孔中的基膜殘片清除，即制備完成真空玻璃支柱產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備玻璃支柱的方法，其特征在于所述的壓孔模具，有效工作長度等于基膜的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備玻璃支柱的方法，其特征在于所述的支柱模具，有效工作帶寬等于基膜的寬度。
全文摘要
一種連體式真空玻璃支柱及制備方法，涉及真空玻璃領(lǐng)域。由支柱體與基膜構(gòu)成，所述基膜與支柱體連成一體化結(jié)構(gòu)，且所述的支柱體均勻分布于基膜一側(cè)，在各個相鄰支柱體中間的基膜上均開有透氣孔。本發(fā)明利用基膜將所有支柱體連接起來的一體式結(jié)構(gòu)，使真空玻璃支柱擺放工藝變得簡單易行，可以大大降低作業(yè)難度，簡化工藝設(shè)備，提高生產(chǎn)效率；能夠嚴(yán)格保證支柱的位置準(zhǔn)確，徹底避免支柱出現(xiàn)漏擺、錯位、脫落等故障，確保真空玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量。由于支柱體由注塑材料制成，彈性模量通常較大，受力時允許發(fā)生較大的彈性變形來自動適應(yīng)上下玻璃片的形狀誤差，因此可以適當(dāng)放寬對真空玻璃上下玻璃片平整度的要求，并減小真空玻璃因應(yīng)力不均而報廢的風(fēng)險。
文檔編號C03B23/24GK102976596SQ201210524008
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者張志軍, 王卓, 張世偉 申請人:東北大學(xué)