專利名稱：制造異形層合玻璃板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造異型層合玻璃板的方法，所說的異型層合玻璃板包括被層合在兩塊異型玻璃片之間的例如熱塑性塑料簿膜的中間層。更具體地說，至少一塊玻璃片在其與中間層相貼的表面上涂有水基硅酸鹽涂料。
汽車的層合玻璃窗，例如，防風(fēng)罩，通常包括圍繞窗邊緣表面的不透明的邊界。這個障礙帶使從外面看不到處在防風(fēng)罩邊緣后面的粘合劑或其它固定裝置。這些邊界通常是由在合適的有機溶劑中的金屬或金屬氧化物與玻璃粉的混合物形成的陶瓷釉質(zhì)組合物。
在某些情況下，當(dāng)防風(fēng)罩被裝在汽車上時，這些邊界被設(shè)置在暴露于汽車內(nèi)部的玻璃表面上。當(dāng)作為成對的玻璃片之一的玻璃穿過下垂彎曲爐(the sagbending furnace)時，已被涂在該未彎曲玻璃上的涂料被燒熔到其表面上，所述的成對的玻璃片在層合前被下垂彎曲在一起。
從耐用性考慮，現(xiàn)在更希望的是，在層合產(chǎn)品中將這些邊界設(shè)置在貼靠中間層的玻璃片表面上。在Harrison等人的美國專利US 4644139中，公開了一種設(shè)置這樣的邊界的方法。它包括將二塊玻璃片下垂彎曲在一起而在彎曲時使攜帶不透明帶的外層玻璃片的最終的內(nèi)表面在最上面。在使玻璃片冷卻后，將塑料中間層放置在內(nèi)層玻璃片上，然后將外層玻璃片放在中間層上使不透明帶與中間層接觸。最后，將二層玻璃片粘結(jié)到中間層上。該發(fā)明的一個缺點在于，由于異形玻璃的曲率增加，二層玻璃片相合之后不大可能相配形成合適的復(fù)合防風(fēng)罩。另一種常用的制造帶有陶瓷涂料邊界的層合防風(fēng)罩方法，如Nikodem等人的美國專利US 4786784中所述，包括二個焙燒步驟，第一步是熔化涂料并將其熔合到玻璃表面，第二步是成形玻璃模板。這些方法由于要求二次焙燒玻璃，增加了玻璃產(chǎn)生光學(xué)畸變的可能性。一般來說，在這樣的方法中，陶瓷涂料被敷施到防風(fēng)罩二模板之一上然后進(jìn)行干燥以除去有機組分，焙燒使涂料熔化到模板上，而模板處于“平板”狀態(tài)。在涂料上施加隔離劑之后，將此模板與防風(fēng)罩的另一模板配對，將被涂敷的表面安排在模板對內(nèi)側(cè)并將此模板對焙燒并彎曲到希望的最終形狀。待此二模板冷卻后將它們分開，然后洗去隔離劑，最后將中間層如聚乙烯醇縮丁醛層合在該模板對之間。在這種方法中，在玻璃彎曲期間存在因涂料熔化而將二塊玻璃片粘在一起的增大的危險性。應(yīng)該意識到，涂料的加熱與將玻璃彎曲到其最終形狀不在同一個步驟中進(jìn)行，因為涂料含有在烘烤溫度時會形成氣體反應(yīng)產(chǎn)物的有機組分。在玻璃彎曲期間所說的氣體不能從二層玻璃片之間的間隙中逸出。
Gillner等人的美國專利US 5324373公開了一種制造這樣的防風(fēng)罩的改進(jìn)方法。它包括涂敷一塊防風(fēng)罩模板，然后，在涂料干燥后，將此模板以涂敷面向外方式配對。隨后，將此模板對焙燒進(jìn)行預(yù)彎曲到部分成型并加熱涂料。然后用隔離劑涂覆涂料并以涂敷面在內(nèi)的形式再組合模板對。將再組合的模板對裝在彎曲夾具上并再焙燒以完成成型過程。然后洗去冷卻模板對的隔離劑并與處于其間的中間層一起層合。此方法是復(fù)雜的并且需要二次焙燒玻璃從而增加了光學(xué)畸變的可能性。
本發(fā)明是一種制造層合玻璃的異形玻璃板的方法，該層合玻璃包括一內(nèi)層玻璃片、一中間層、和一外層玻璃片。所說的方法包括以下步驟在一塊玻璃片的至少一部分的貼靠中間層的表面上配置一層硅酸鹽水基涂料；在低于玻璃軟化點的溫度下干燥此涂料以基本上去掉涂料中的水分并固化涂料；將外層與內(nèi)層玻璃片疊放在一起以使貼靠中間層的二玻璃片表面彼此接近并平行；在至少為約550℃的溫度下將外層和內(nèi)層玻璃片同時彎曲成最終形狀；冷卻外層和內(nèi)層玻璃片。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其優(yōu)點在于能簡單地生產(chǎn)出帶有印涂涂料，例如，帶有不透明涂料邊界的內(nèi)表面的層合異形玻璃窗諸如汽車防風(fēng)罩。本發(fā)明的方法能以比現(xiàn)有技術(shù)方法更簡單和更有效的方式制造畸變小的玻璃窗。
下面將參照附圖以實施例的形式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，其中，

圖1是在其上具有不透明涂料的玻璃模板的示意圖。
圖2是在玻璃彎曲操作前，一塊組裝在另一塊上的二塊玻璃模板的端視圖。
圖3是圖2的二塊玻璃模板在完成彎曲操作后的示意圖。
如以上公開的，本發(fā)明的制造方法被用來提供例如汽車防風(fēng)罩或后窗(backlite)的層合玻璃的異形玻璃板。此層合玻璃包括一內(nèi)層玻璃片、一中間層例如塑料如聚乙烯醇縮丁醛、和一外層玻璃片。此層合玻璃在一塊玻璃片的貼靠中間層的至少一部分表面上帶有一層水基硅酸鹽涂料。優(yōu)選的是，此涂料是不透明涂料并且以圍繞玻璃片的整個周邊的邊界形式被提供。所說的不透明區(qū)的作用是防止從汽車外部看到諸如儀表板以下或頭部(headline)以上的部分，否則由于防風(fēng)罩在汽車內(nèi)的位置和安裝方式這些部位是可見的。最現(xiàn)代化的汽車其上有不透明區(qū)。這些區(qū)域可各別地處于不同位置，例如在防風(fēng)罩頂部和底部或在其兩側(cè)。
在此方法中所使用的涂料是水基硅酸鹽涂料。此方法的優(yōu)選的水基涂料包括作為主要成分的硅酸鹽，例如，硅酸鉀或硅酸鈉，作為染色劑的金屬氧化物如氧化銅，在該情況下為涂料提供黑色，以及水。此類的許多水基硅酸鹽涂料是市場上可購買到的，其中之一是CERAM-VUETM(Industrial ControlDevelopment Inc，Vancouver，WA)，它是這一類的黑色硅酸鹽涂料。按照此公開的內(nèi)容，在本發(fā)明方法中另外一些有用的水基涂料對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。在本發(fā)明方法中更優(yōu)選的水基硅酸鹽涂料被公開在Boaz的申請?zhí)枮?15951，申請日為1995年3月24日的題目為“玻璃片用水基涂料”的美國專利申請中，這一專利與本發(fā)明一起被轉(zhuǎn)讓給本申請人。它包括硅酸鈉、水、細(xì)的金屬氧化物顏料、和作為粘合促進(jìn)劑的氧化鋅。
根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容，下面提供作為制造如防風(fēng)罩那樣的具有二塊玻璃片與在其間的中間層并在貼靠中間層的部分玻璃片上涂敷涂料的異形層合玻璃板的方法的優(yōu)選的實施方案的說明。盡管涂料可以被涂敷在一塊玻璃片的一部分上，但是如果需要的話，它可以被涂在二塊玻璃的貼靠中間層的表面上。此說明不是為了對本發(fā)明方法更寬的原理作限制，并且雖然使用優(yōu)選的材料來說明本發(fā)明的方法，但是這并不意味在所說的方法中不能使用其他材料。
被示于圖1中的、由玻璃片制成的玻璃模板10在周邊部分上帶有一層水基硅酸鹽涂料。此玻璃模板(或玻璃片)10當(dāng)它被安裝在汽車中時是面朝向外的。一般說，當(dāng)內(nèi)外二塊玻璃模板通過層合的中間層被層合在一起時，外層玻璃模板的尺寸大于面朝汽車內(nèi)的玻璃模板(內(nèi)層玻璃模板)的尺寸。根據(jù)一個實施方案，涂料12被涂敷在第一塊玻璃模板10的表面，該表面在模板10被層合到第二塊玻璃模板上而形成層合防風(fēng)罩時與中間層相接觸。在本技術(shù)領(lǐng)域中，模板10的兩個表面通常被稱為表面#1和表面#2。表面#1是在防風(fēng)罩被安裝在汽車內(nèi)時的處在最外邊的表面而表面#2是與中間層相接觸的表面。雖然如上所說涂料可被設(shè)置在外層玻璃模板的表面#2上，但是也可以或同時還設(shè)置在內(nèi)層玻璃模板的在組合好的防風(fēng)罩中與中間層相接觸的表面(#3)上。優(yōu)選是將涂料設(shè)置在#3表面上。涂料可以用任何方式涂敷，例如，輥涂、刷涂、或網(wǎng)板印刷，優(yōu)選為網(wǎng)板印刷。
為了最佳地涂敷涂料，最好在涂料周圍保持潮濕的環(huán)境。可以通過例如申請?zhí)枮閁S 08/295574，申請日為1994年8月25日，題目為“向玻璃上涂敷涂料的設(shè)備與方法”的美國專利申請中所公開的發(fā)明方法來保持所述的潮濕環(huán)境，該發(fā)明與本發(fā)明共同轉(zhuǎn)讓給本申請人。在本發(fā)明方法的幾個例子中，其中所用的硅酸鹽水基涂料處于作為共同轉(zhuǎn)讓的以上公開的發(fā)明的范圍內(nèi)，涂料被涂敷時其周圍的濕度最好保持在80±5％RH。為了實施本發(fā)明的方法并不是必須要保持濕潤環(huán)境。按照本公開，最優(yōu)環(huán)境條件的選擇屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)范圍之內(nèi)。
然后使涂料經(jīng)受高溫，如通過紅外(infra red)爐或微波爐，以除掉涂料中幾乎所有的水份并固化涂料。此步驟在溫度低于玻璃的軟化點以下進(jìn)行，具體的溫度并不是關(guān)鍵。優(yōu)選使用適中的溫度，例如，低于400℃的溫度，更優(yōu)選為在100～200℃之間。由于水是被除掉的唯一的揮發(fā)性組分，因此在驅(qū)逐水份之后，可以使用低于玻璃軟化點的適中溫度使涂料固化。這與使用傳統(tǒng)的有機溶劑基玻璃涂料的一些方法相反，為了固化它們要求高得多的溫度，即，高于玻璃軟化點的溫度。在一個實施方案中，當(dāng)以上公開的涂料以15微米厚度被涂敷到模板上時，在紅外爐中在約200°F溫度下完成涂料干燥需時為約1分鐘，而在微波爐中相應(yīng)時間為少于1分鐘。對于干燥和固化涂料層所需的時間而言，涂料層的厚度并不是關(guān)鍵性的。根據(jù)本公開，干燥和固化涂料層的最佳參數(shù)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
在干燥步驟后，涂料被結(jié)合到玻璃模板的選定表面以使該涂料如果用工具或其他擦刮器也不會從玻璃上被刮掉。結(jié)合很結(jié)實足以使玻璃模板在經(jīng)受處理時和從一個操作轉(zhuǎn)入到另一操作時不會損壞涂敷的不透明區(qū)。
現(xiàn)參見附圖2。根據(jù)本發(fā)明的方法，接著，將第二玻璃模板14(具有表面#3和#4)和第一玻璃模板10放置在一起(在圖2和3中僅顯示端視圖)，以使貼靠中間層的玻璃模板表面(#2和#3)相互接近并平行。第二玻璃模板14一般比第一玻璃模板10短。當(dāng)防風(fēng)罩被安裝在汽車內(nèi)時第二玻璃模板14面向汽車內(nèi)部。更具體地說，被安裝的防風(fēng)罩的內(nèi)層模板的表面#4是朝向汽車內(nèi)部的最內(nèi)面。隨后在至少約為550℃的高溫下，通過例如彎曲玻璃的任何可用的方法，將外層和內(nèi)層模板同時彎曲成最終形狀。彎曲玻璃的溫度優(yōu)選為在約550℃和650℃之間。一種常用的方法包括圖2和3中所示的夾具。在這種方法中，玻璃模板對的彎曲可以通過將模板對10、14放在如圖2和3所示的彎曲夾具16上來進(jìn)行。然后將裝有模板對的夾具放入到通常用數(shù)字18表示的玻璃彎曲室中。如現(xiàn)有技術(shù)所熟知的那樣，此彎曲室是一個狹長的小室，玻璃彎曲裝置緩慢地穿過其中。當(dāng)彎曲裝置穿過小室時，玻璃模板10、14被加熱到高溫而引起它們彎曲或下垂成為與成型表面或與圖3所示的玻璃彎曲裝置相一致的形狀。由此玻璃片被彎曲成適當(dāng)?shù)男螤疃纬蓪雍戏里L(fēng)罩。它們在圖2和3中的彼此相對位置是與其在制成的防風(fēng)罩中的彼此相對位置相同的。
在如圖3中所示將第一和第二玻璃模板彎曲之后，將它們冷卻并使其彼此分離。在彎曲操作期間，不透明區(qū)12被焙燒結(jié)合到玻璃表面而成為玻璃表面的更永久性的一部分。如果所說的窗是用作電熱防風(fēng)罩或用作后窗(backlite)的加熱柵板的話，那么玻璃模板還可以帶有導(dǎo)電涂層和接線夾等等。更具體地說，這樣的窗可包含印上和烘烤上的加熱導(dǎo)體和施加在外層玻璃片的貼靠中間層的表面上的導(dǎo)電多層裝置。在這種情況下，在冷卻步驟之后，將二層玻璃片分開，然后將導(dǎo)電的多層裝置施加到外玻璃片的貼靠中間層的表面上。
為了形成層合防風(fēng)罩，應(yīng)將中間層(在圖中未示出)插入到彎曲玻璃模板10、14之間。通常所用的中間層是本技術(shù)領(lǐng)域中熟知的聚乙烯醇縮丁醛。此后，以公知的標(biāo)準(zhǔn)層合操作將二塊玻璃模板層合而形成層合玻璃防風(fēng)罩。
下面的實施例用于描述本發(fā)明的方法，并介紹發(fā)明人所認(rèn)為的最佳實施方案，但是它并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
實施例此例是根據(jù)本發(fā)明方法的一種實施方案的實施例。如以上所披露的那樣，在制造防風(fēng)罩的工藝中，將制造防風(fēng)罩所用的二塊模板的表面標(biāo)示為#1～#4，即依次為從汽車外面的#1到汽車內(nèi)部的#4。從平板玻璃片中切出長和短的模板。將黑色硅酸鹽涂料(硅酸鈉、氧化銅顏料、水和氧化鋅)網(wǎng)板印刷在短模板的表面#3的周邊上。使用微波爐在約100℃干燥此涂料。微波爐不加熱玻璃。將長和短模板配套并組合在一起以使涂料處于該模板對的內(nèi)部。將該模板對裝在彎曲夾具上并穿過玻璃退火爐并加熱到約575℃而將該模板對彎曲到所需要的形狀。在該模板對冷卻后，將二塊模板分離、洗滌、干燥。
將一層聚乙烯醇縮丁醛置于二模板(#2和#3)之間并將此帶有中間層的模板對在約為150℃的高溫和壓力約為275lbs/in2下熱壓而將乙烯基鍵合到二表面而形成層合的防風(fēng)罩。
權(quán)利要求
1.一種制造層合玻璃的異形玻璃板的方法，所說的層合玻璃包括一內(nèi)層玻璃片(14)、一中間層(12)、和一外層玻璃片(10)，所說的方法包括以下步驟在一塊玻璃片的至少一部分的貼靠中間層的表面上提供一層硅酸鹽水基涂料；在低于所說的玻璃的軟化點的溫度下干燥所說的涂料以基本上去掉涂料中的水分并固化所說的涂料；將所說的外層與內(nèi)層玻璃片(10，14)疊放在一起使貼靠所說的中間層(12)的所說的二玻璃片的表面彼此相接近并平行；在至少為約550℃的高溫下將所說的外層和內(nèi)層玻璃片(10，14)同時彎曲成最終形狀；以及冷卻所說的外層和內(nèi)層玻璃片。
2.一種制造具有一內(nèi)層玻璃片和一外層玻璃片以及一熱塑性塑料簿膜中間層的層合玻璃的異形汽車玻璃板的方法，包括以下步驟在一塊玻璃片的至少一部分的貼靠中間層的表面上提供一層水基硅酸鹽涂料；在低于約400℃的溫度下干燥所說的涂料以基本上去掉存在于涂料中的水分并固化所說的涂料；將所說的外層與內(nèi)層玻璃片疊放在一起使貼靠所說的中間層的所說的二玻璃片的表面彼此相接近并平行；在至少為約550℃的高溫下將所說的外層和內(nèi)層玻璃片同時彎曲成最終形狀；以及冷卻所說的外層和內(nèi)層玻璃片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所說的彎曲步驟是使用玻璃彎曲夾具進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所說的玻璃彎曲夾具具有與外層玻璃片表面的最終形狀相應(yīng)的彎曲表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所說的玻璃板是汽車窗，并且中間層是熱塑性塑料簿膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的熱塑性塑料簿膜是聚乙烯醇縮丁醛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還包括在內(nèi)層和外層玻璃片之間層合中間層的步驟以形成所說的板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說窗是汽車防風(fēng)罩和/或汽車后窗。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所說的干燥步驟包括使所說的涂料在紅外爐或微波爐中進(jìn)行干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造包括一內(nèi)層玻璃片、一諸如熱塑性塑料的中間層、和一外層玻璃片的異形層合玻璃板的方法。該方法包括以下步驟:在一塊玻璃片的至少一部分的貼靠中間層的表面上提供一層硅酸鹽水基涂料;在適中的溫度下干燥此涂料以去掉涂料中的水分并固化涂料;將外層與內(nèi)層玻璃片疊放在一起使貼靠中間層的二玻璃片的表面彼此相接近并平行;在高溫下將外層和內(nèi)層玻璃片同時彎曲成最終形狀;以及冷卻外層和內(nèi)層玻璃片。
文檔編號B32B17/10GK1179130SQ96192649
公開日1998年4月15日 申請日期1996年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月19日
發(fā)明者普雷馬卡蘭·塔克·博阿茲 申請人:福特汽車公司