隔热玻璃门窗的制造方法

专利名称：隔热玻璃门窗的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种隔热玻璃门窗例如真空玻璃门窗的制造方法。本发明也涉及如此获得的玻璃门窗。
背景技术：
—般来说,一个真空玻璃门窗最少由两块玻璃板组成，所述玻璃板由一个厚度在ΙΟΟμπι至800μπι之间的真空空间隔开。用一个周沿密封垫圈获得密封性。为了获得超隔热性能(表面传导系数U〈0. 6w/m2K)，玻璃板之间的真空度应约为10_3毫巴或以下，一般来说，至少两块玻璃板之一应覆盖以一低放射率层，其放射率理想地小于O. 05。存在不同的密封技术，每种密封技术都具有一些缺陷。第一种密封(最普及)是基、于待焊接玻璃的密封，待焊接玻璃的熔融温度低于玻璃门窗的玻璃板的玻璃的熔融温度。这种密封的实施使低放射率层的选择限于不受实施待焊接玻璃所需的热循环改变的层，即其耐受温度可达350° C。此外，这种基于待焊接玻璃的密封仅非常不易变形，当玻璃门窗的内侧玻璃板和玻璃门窗的外侧玻璃板经受大的温差时(例如40 ° C)，不能吸收其间的不同膨胀的效应。因此，在玻璃门窗周边产生十分大的应力，可引起玻璃门窗的玻璃板损坏。第二种密封具有一个金属密封垫圈,例如一个金属带,其厚度薄(〈500 μ m),通过附接亚层(sous-couche)焊接于玻璃门窗的周边，所述附接亚层至少部分地覆盖以一锡合金软焊接类型可钎焊材料层。该第二种密封相对于第一种密封所具有的一大优点在于，其可变形，以吸收两块玻璃板之间产生的不同膨胀。玻璃板上有不同类型的附接亚层。专利申请(W02006/121954)提出用于真空玻璃门窗的第二种密封的第一实施例。根据该实施例，附着层用不同的方法(物理汽相淀积、化学汽相淀积和冷喷射)淀积在第一玻璃板上。化学汽相淀积或物理汽相淀积的主要缺陷在于成本比较高，实施比较复杂。冷喷射淀积实施起来成本也高，也比较复杂，还可能损坏其玻璃衬底。实际上，这种淀积可能在玻璃衬底上造成裂缝，导致泄漏和玻璃门窗内部真空度降低，这在真空玻璃门窗的使用寿命期间(一般至少10年)，不能保持足够低的真空度Γιο_3毫巴)。专利申请(US No. 5227206，见第I栏第60-65行)提出用于真空玻璃门窗的第二种密封的第二实施例。根据该实施例，附着层是用低速火焰喷涂法淀积的铜层。该亚层的主要缺陷是其多孔性(US5227206;见第I和2栏之间的段落)。这种淀积不能在真空玻璃门窗的使用寿命期间(一般至少10年)，获得保持足够低的真空度Γ10_3毫巴)的足够密封性。

发明内容
本发明一方面提出，对于隔热玻璃门窗(即对于双层玻璃门窗或三层玻璃门窗，例如真空玻璃门窗)来说，在金属密封垫圈，例如金属带中，借助于高速氧-燃料热喷射法淀积一附着层。实际上，出人意外地发现，这种淀积技术允许获得一附着层，该附着层具有在真空玻璃门窗通常的使用寿命期间(10年)足以确保足够密封性以保持足够真空度(<10_3毫巴)的材料密度。本发明的一些实施方式的优点是良好地附着到玻璃板。本发明的一些实施方式的另一个优点是，淀积不会损坏玻璃板。本发明的一些实施方式的另一个优点是，操作简单、成本合理(例如，化学汽相淀积和物理汽相淀积成本低，且不复杂)。本发明的一些实施方式的另一个优点是，其所获得的密度大于用标准的火焰喷涂方法所获得的密度。所述密度类似于喷射的金属的密度。尽管由于燃烧和高速喷射(超音速)结合而提供给金属颗粒的能量很大，出人意外地发现，衬底未被淀积损坏(在光学显微镜分析时，未发现裂纹)。 优选地，真空玻璃门窗内部的压力低于10_3毫巴，使之在有效时间期间保留其能量超隔热特性。因此，优选地，在制品的使用寿命期间，允许的压力上升最多为同一数量级。本发明的一些实施方式可在10年期间在玻璃门窗内部保持低于10_4至10_3毫巴的真空度。首先，本发明涉及用于制造密封垫圈的至少一部分的方法，所述密封垫圈的至少一部分确保玻璃门窗中至少一个第一玻璃板和第二玻璃板之间的气密性，所述方法包括以下步骤在第一玻璃板的第一周边区域上淀积第一附着层，而在第二玻璃板的第二周边区域上淀积第二附着层；将第一金属密封件焊接于第一附着层；以及将第二金属密封件或所述第一金属密封件焊接于所述第二附着层；其中，所述第一附着层和第二附着层的淀积采用高速氧-燃料热喷射(高速氧-燃料火焰喷射)法进行。在真空玻璃门窗的情况下，可例如用与密封腔连接的适当的抽吸系统，在由密封垫圈限定的密封腔中抽真空。在本发明的制造方法的实施方式中，所述方法还可包括在附着层中的至少一层的至少一部分上淀积金属焊接层的淀积步骤。在本发明的制造方法的实施方式中，密封件焊接中的至少一个是所述金属焊接层的熔融焊接。金属焊接层的存在便于焊接。在本发明的制造方法的实施方式中，所述焊接步骤中至少一个步骤可以是超声波焊接或感应焊接。超声波焊接具有不一定需要金属焊接层的优点。在本发明的所述制造方法的实施方式中，所述玻璃板之一可配有一隔热层。这样可使玻璃门窗更为隔热。在本发明的所述制造方法的实施方式中，所述玻璃门窗可以是真空玻璃门窗。这样可使玻璃门窗超隔热(u〈0. 6w/m2K)。在本发明的所述制造方法的实施方式中，可使第一金属密封件焊接于第一附着层，使第二金属密封件焊接于第二附着层，所述制造方法包括第一密封件与第二密封件的焊接。这样可在常压气氛中执行第一密封件和第二密封件的焊接步骤。因此，唯有将密封件彼此焊接的最后步骤应抽真空，以获得真空玻璃门窗。在本发明的所述制造方法的实施方式中，所述周边区域可加热至150° C或更高的温度，优选地，200° C或更高的温度，更优选地，250° C或更高的温度，再进行所述附着层的淀积。这样可提高附着层附着于玻璃板的附着力。在本发明的所述制造方法的实施方式中，所述附着层的厚度可为I至ΙΟΟμπι，优选地，为I至30 μ m，更优选地，为5至15 μ m。这样的厚度防止附着层脱落，同时允许足够的厚度以使附着层实现其功能。
有利地，所述附着层可具有不平整度Ra，其为I至5μπι，优选地，为2至3μπι。这
样可使金属焊接层良好地附着在附着层上。有利地，附着层中的至少一层可暴露于还原火焰，再经受所述焊接。这样可减少氧化物的产生，从而在以后的操作中提高淀积的湿润性。
有利地，所述附着层可由一种附着材料形成，所述附着材料选自由以下材料组成的组铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金、白金及其合金、镍及其合金、金及其合金、银及其合金、钛及其合金、和锡及其合金。在本发明的一实施例中，所述附着层可由一种附着材料形成，所述附着材料的热膨胀系数为3Χ ΙΟΙ1至23X10^,优选地，为4X10^至ΙδΧΙΟ^Γ1,更优选地，为5Χ KT6IT1至16Χ ICT6K'这样可避免玻璃板和附着材料之间的不同膨胀的问题。有利地，所述制造方法还可包括在所述焊接和/或金属焊接层的所述淀积之前使所述附着层中的至少一层暴露于焊剂的暴露步骤。这样可融化表面所存在的氧化物。例如，在用铜制成的附着层的情况下，所用的焊剂可以是Castolin公司销售的商标名称为157NC的焊剂。有利地，所述制造方法还可包括在所述焊接之后和/或在金属焊接层的所述淀积之后清理剩余焊剂的一个清理步骤。这避免损坏密封垫圈损坏，限制在实施成真空之后脱气。有利地，所述金属密封件中的至少一个可具有一金属焊接层，所述金属焊接层先于焊接于所述附着层中的一层而存在。这便于钎焊。在本发明的制造方法的实施方式中，可实施以下步骤在常压气氛中在第一玻璃板的第一周边区域上淀积第一附着层，在第二玻璃板的第二周边区域上淀积第二附着层；在常压气氛中将第一金属密封件焊接于第一附着层；在常压气氛中将与第一金属密封件不同的第二金属密封件焊接于第二附着层；以及在减压气氛中且优选地在真空下，使第一金属密封件与第二金属密封件进行焊接。同完全在真空下实施的方法相比，这在经济上是有利的。有利地，所述金属密封件可具有至少一种材料，所述至少一种材料选自铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金。在所述制造方法的实施方式中，所述金属密封件和/或附着材料可用铁合金制成，其具有以下金属铁(53-55%wt，例如53. 5%wt)，镍(28_30%wt，例如29%wt)以及钴(16-I8%wt,例如I7%wt),例如Kovar 。这是有利的，因为这种合金的热膨胀系数接近玻
ο在所述制造方法的其它实施方式中，所述金属密封件和/或附着材料可用铁合金制成，其包括以下金属铁(50-55%wt，例如52%wt)，镍(45-50%wt，例如48%wt)例如合金48。这是有利的，因为这种合金的热膨胀系数接近玻璃。有利地，密封件的厚度在50 μ m至1000 μ m之间；优选地，在100 μ m至500 μ m之间；优选地，在150μπι至300μπι之间。例如，可使用200μπι的厚度。
有利地，所述高速氧-燃料火焰喷射法可包括以下步骤·在具有第一入口、第二入口和第三入口以及出口的喷射设备中，经所述第一入口加压注射燃料(例如煤油或丙烯)和氧，每个入口通向一个燃烧室；·将附着材料注射到所述第二入口中；·所述燃料和所述氧燃烧(燃烧的点燃可用火花或火焰自动进行或手动进行)，以使附着材料在燃烧室中熔融；·经所述第三入口注射一种加压气体(例如压缩空气、氩等)，以便通过所述出口以 超音速喷射熔融的所述附着材料到所述设备之外；以及·向所述周边区域之一定向所述设备的出口，从而可形成所述附着层之一。有利地，所述出口的轴线与所述玻璃板之间的角度可为45°至90°，优选地，为70°至90°，更优选地，为75°至90°，更优选地，为80°至90°。例如，90°的角度可获得更密集的淀积，而采用45°的角度，淀积将比较凹凸不平(而且覆盖效果也将更为有效)。在本发明的实施方式中，在所述出口和玻璃板之间在所述出口的轴线的延伸段测得的距离可为10至30cm，优选地，为15至25cm，更优选地，为17至23cm。因此，有利的是设置足够的距离以避免给玻璃提供非常大的能量(这有导致其损坏的危险)，以获得一个足够大的金属化区域。在本发明的实施方式中，所述设备和玻璃板可在形成所述附着层期间，以5至30m/min的移动速度一个相对于另一个移动，优选地，移动速度为5至20m/min，更优选地，为5至15m/min,更优选地,为7至13m/min。因此，这样的速度与玻璃输送一致，可保持附着层的良好厚度。有利地，氧的压力可为4至10巴，优选地，为5至9巴，更优选地，为6至8巴。因此，这样的压力可正确实施燃烧混合物，达到超音速。有利地，所述燃料可选自由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然气、丙烯、氢、煤油或乙炔所形成的组。有利地，所述燃料可以是丙烯。有利地，所述燃料的压力可为2至10巴，优选地，为3至8巴，更优选地，为4至6巴。有利地，所述压缩空气可以为2至10巴的压力被注射，优选地，为3至9巴，更优选地，为4至8巴，最优选地，为5至7巴。有利地，附着材料可注射到一种载气中，所述载气的压力为2至8巴，优选地，为2至6巴，更优选地，为3至5巴。本发明另一方面涉及一种玻璃门窗，其可用本发明的制造方法的任一实施方式获得。本发明另一方面还涉及一种玻璃板，其可通过在周边区域上淀积一附着层获得，其中，所述淀积采用高速氧-燃料火焰喷射法实施，所述淀积例如是在本发明的制造方法的任意实施方式中所述的淀积。


图I是示意图，示出根据本发明的实施方式的高速氧-燃料火焰喷射步骤；图2是示意图，示出通过本发明的方法的实施方式获得的三层玻璃门窗；图3是根据本发明的方法的实施方式获得的双层玻璃门窗的立体示意图；图4是示意图，示出通过本发明的方法的实施方式获得的双层玻璃门窗；图5示出根据本发明的实施方式的密封垫圈的制造方法；图6是根据本发明的密封垫圈的制造方法的实施方式获得的玻璃门窗的示意图；图7是根据本发明的密封垫圈的制造方法的两种不同的实施方式获得的两种玻璃门窗的示意图；图8示出根据本发明的密封垫圈的制造方法的实施方式。
具体实施例方式本发明参照特定的实施方式并参照附图予以说明，但是，本发明不受此限制，而仅受权利要求书的限制。在附图中，为图示起见，某些构件的相对大小和相对尺寸可以被放大，而不是按比例尺制图。此外，说明书和权利要求书中的“第一”、“第二”、“第三”之类的用语用于在类似构件之间进行区别，而不一定为分类等目的用于说明时间、空间上的顺序。显然，如此使用的用语在适当的场合可互换，这里所述的本发明的实施方式能够实施这里所述和所示的顺序以外的其它顺序。此外，说明书和权利要求书中的“上部”、“下部”、“之上”、“之下”之类的用语用于说明目的，而不一定用于说明相对位置。显然，如此使用的用语在适当的场合可互换，这里所述的本发明的实施方式能够实施这里所述和所示的顺序以外的其它顺序。要指出，权利要求书中使用的用语“包括”不应理解为对下文所列出的构件或方法的限制；不排除其它构件或步骤。因此，应理解为限定特定构件、整体件、所要求的步骤或部件的存在，但不排除构件、整体件、步骤或部件或其组的存在或增加。因此，表述“包括部件A和B的设备”的范围不应限于只包括组件A和B的设备。这意味着就本发明而言，唯有属于设备的组件是A和B。当然，除非另有说明，例如这里使用的“至少一部分”是指，如果第一和第二密封件不是唯一的和同一个密封件，那么，所述方法产生一个夹层，即仅在所述密封垫圈的所述第一密封件和第二密封件焊接在一起之后确保其密封功能的一个密封部分。当然，除非另有说明，例如这里使用的“气密性”是指对可用于双层玻璃门窗中以提高隔热作用的任何气体(例如氩)的密封性，或者对大气中存在的空气或任何其它气体的密封性(在真空玻璃门窗的情况下)。当然，除非另有说明，例如这里使用的“隔热层”是指金属氧化层，其放射率低于
O.2，优选地低于O. 1，更优选地低于O. 05。附着层之一可淀积在一隔热层上(所述隔热层预先淀积在玻璃板之一上)，所述隔热层例如可为以下的层之一 AGC公司销售的planibel G、planibel top N和 top NT。除非另有说明，例如这里使用的用语“还原火焰”涉及在没有足够的氧用以燃烧(即分裂所有分子和氧化其所有的氢和碳)全部燃料(例如丙烯或任何其它燃料)时所获得的火焰。
除非另有说明，例如这里使用的用语“衬垫”涉及一个或多个构件，其确保在两个相邻的玻璃板之间保持比较恒定的距离。高速氧-燃料热喷射方法是一种热喷射技术，其中，用喷射设备使喷射的材料(这里是一种附着材料)覆盖在基体上。这种喷射方式的特征之一是喷射的颗粒速度比较高。喷射设备一般称为“喷枪”。熔融所需的能量以及所述附着材料的颗粒的加速部分(因为加压注射气体也参与加速)所需的能量，在燃料被氧燃烧时获得。适当的燃料的例子是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然气、丙烯、氢、煤油或乙炔等。优选地，使用丙烯。在本发明的一实施方式中，燃料和氧两者都注射到高压注射设备中。另外，火焰通过供给压缩气体(氩、空气等)来加速，且引向组成喷射设备的喷嘴中，以便在喷嘴的出口达到超音速。待喷射的附着材料的粉末轴向注射到喷射设备中。这种方法产生的层密度和强度非常大。在本发明的一实施方式中，淀积有附着层的玻璃板的周边区域首先可预热到高于150° C的温度，优选地，高于200° C，更优选地，高于250° C。预热的采用提高玻璃板的附着力。预热可通过现有技术中的技术人员公知的任意方法进行，例如借助于火焰或红外灯进行。附着层在一轨区(piste)上淀积在每个玻璃板的周边上，轨区的宽度为数毫米，例如在Imm至15mm之间。为了淀积附着层，例如或者玻璃板在喷射设备之下一边接着一边地输送，或者喷射设备移动，而玻璃板固定，或者玻璃板在本身移动的喷射设备之下输送。所用的喷射设备可以是高速氧-燃料粉末热喷射设备(例如GMA公司销售的商标名称为“Micro jet ”的喷射设备)。其可配有AIRCAP微型喷射器-金属化设备责任有限公司销售的以下喷嘴之一-标准喷嘴HP-3-A(铝制，直径为8. 4mm)；-标准喷嘴HP-3-B(铝制，直径为9. 4mm)；
-标准喷嘴HP-3-C(铜制，直径为9. 5mm)。例如，使用HP-3-C喷嘴，其为用于喷射低熔点金属的理想的开式短喷嘴。图I示出喷射设备6，其喷射含有附着材料的射流7。喷射在玻璃板5的周边区域上进行，从而形成一附着层3。射流7和玻璃板5形成一个角度a。在所述出口和玻璃板之间在喷射设备6的输出轴线的延伸段中测得的距离标以字母d。为了获得隔热玻璃门窗密封件(例如真空玻璃门窗密封件)的功能性附着层，优选地，使用以下的淀积参数就几何参数(见图I)而言，喷射设备6的输出轴线和玻璃板5之间的角度α可为45°至90°，优选地为70°至90°，更优选地为75°至90°，理想地为80°至90°。在喷射设备6的所述出口(喷嘴排列(buselure))与玻璃板5的表面之间在所述出口的轴线的延伸段中测得的距离d，可为10至30cm，优选地为15至25cm，更优选地为17至23cm,理想地约为20cm。玻璃板5与喷射设备6之间的相对速度可为5至30m/min,优选地为5至20m/min,更优选地为5至15m/min,更优选地为7至13m/min,理想地约为IOm/
mirio 对于火焰参数，氧压力可为4至10巴，优选地为5至9巴，更优选地为6至8巴，理想地约为7巴。优选的燃料是丙烯。燃料压力最好为2至10巴，优选地为3至8巴，更优选地为4至6巴，理想地约为5巴。压缩空气注射的压力可在2至10巴之间，优选地在3至9巴之间，更优选地在4至8巴之间，最优选地在5至7巴之间，理想地约为6巴。粉末与载气(例如氩)一起注射；其压力例如可在2至8巴之间，优选地在2至6巴之间，更优选地在3至5巴之间，理想地约为4巴。淀积的附着层3的平均厚度最好为I至 100 μ m,优选地为I至30 μ m,更优选地为5 至 15 μ m。理想地，平均厚度在5至15 μ m(通过Veeco公司销售的商标名称为“DekTak 6M”轮廓测定仪实施的测量)。如果淀积物3太厚，则附着层3在淀积时可能脱落。淀积的附着层3的另一个参数是其不平整度。优选地，其不平整度是这样的，允许可选的镀锡层9具有良好的附着力(见图5)。通过Talysurf 型不平整度测定仪测得的不平整度(Ra)优选地在I至5 μ m之间，理想地约为2至3 μ m之间。不平整度Ra这里限定为表面的连续的峰谷之间距离的平均偏差或算术平均值。直接在附着层淀积之后在还原火焰之下的可选通过，可避免产生过多的氧化物，从而提高用于以后操作的淀积的湿润性。不同的金属可喷射到玻璃板上。例如，附着材料可选自由以下材料组成的组铜及其合金(例如含有钛和/或铬)、铝及其合金、铁及其合金(例如铁-镍合金例如铁(50-55%wt，例如52%wt)、镍(45-50%wt、例如48%wt )、例如合金48 )，铁合金包括以下的金属铁(53-55%wt、例如 53. 5%wt)、镍(28_30%wt、例如 29%wt)以及钴(16_18%wt、例如I7%wt)、和JCovar )、白金及其合金、镍及其合金、金及其合金、银及其合金、砷化镓和锡或其合金。该表不是穷举的。优选地，该附着层对玻璃板具有良好的附接作用。理想地，该附着层是足够延展的，以吸收相对于基体(玻璃板)的不同膨胀。为避免这种限制条件，可使用其热膨胀系数(CET)基本上类似于玻璃板的热膨胀系数的材料(约为9 X KT6IT1X例如，3 X KT6IT1至23 X KT6IT1的热膨胀系数是有利的，优选地为4 X KT6IT1至18 X KT6IT1，更优选地为
5XIO-6K-1至16 XICT6K' Kovar⑧鉴于其约为5X ιο —1的热膨胀系数，是一种特别有利的材料。也可使用的铜具有Iexio-6K-1的热膨胀系数。ICovar 是一种合金，其包括铁(53. 5%wt)、镍(29%wt)、钴(17%wt)、猛(O. 3%wt)和硅(O. 2%wt)。有利的材料是铁合金，其包括以下金属铁(53-55%wt，例如53. 5%wt)，镍(28-30%wt，例如 29%wt)以及钴(16-18%wt，例如 17%wt)。为使金属密封件焊接于用高速氧-燃料热喷射法淀积的附着层，可使用不同的方法。一种可能性是使用一金属焊接层(也称为钎料，例如用于低温钎焊)。附着层覆盖以一金属焊接层。该步骤称为镀锡。金属焊接层可用帘淀积法、用火焰喷涂法、用高速氧-燃料热喷射法、用烙铁或用电解淀积法进行淀积，该表不是限制性的。为湿润附着层，有时有利地应用一种用于融化所述层的表面上存在的氧化物的焊剂(用喷雾或其它方法)。焊剂是化学产品混合物，其可确保良好的湿润作用，去除层的氧化物，保护附着层不被氧化，降低层的表面张力。焊剂可为液态、糊状、气态或固态焊剂。优选地，使用的焊剂是液态焊剂。优选地，其适合于淀积在玻璃上的附着材料的性质。现有技术中的技术人员知道什么焊剂适合于什么附着材料。
在本发明的一些实施方式中，金属焊接层可具有从数微米至数百微米的厚度。用于低温钎焊(〈300° C)的标准合金是锡合金(锡-银合金、锡-铜合金、锡-银-铜合金、锡-铅合金、锡-铝合金等)。优选地，多余的焊剂镀锡之后被洗净(例如水洗)，以避免密封垫圈损坏，且限制在实施成真空之后脱气。然后，金属密封件钎焊于附着层。钎焊可用给料或不给料的烙铁通过局部加热进行。亚层经受的热荷载(温度和接触时间)最好加以限制，以避免损坏(剥落)。另一种可能性是采用感应焊接，其优点是不接触热部件，且焊接均匀。这会减少损坏附着层的危险。钎焊也可使用其它局部加热方法红外线局部加热、热空气加热、激光焊接和微波焊接等。也可使用超声波钎焊。在这种情况下，第一焊接层和第二焊接层可不存在。密封件可分别与第一附着层和第二附着层直接接触。高频振动通过一种称为超声波振动仪或焊接头的振动工具传送到密封件和附着层。焊接借助于在两个部件的界面处产生的热量进行。 对于不同的焊接方法，优选地，镀锡与金属密封件紧密接触。这可通过足够的压力进行，由此确保密封垫圈的连续性。为便于钎焊，密封件可预先覆盖以一金属焊接层，其厚度可从数微米至一百微米乃至更厚(材料与淀积在附着层上的金属焊料相同或不同)。在超声波焊接的情况下，附着层和金属密封件之间接合也可无镀锡层地实施。金属密封件的焊接方法可以以一个或多个步骤进行。在一个步骤的焊接选择中，具有真空密封性的密封件成一整体件，焊钎焊于不同玻璃板的各自的不同附着层(例如钎焊于两个玻璃板的各自的两个附着层)。图3和4示出具有两个玻璃板5的一个真空玻璃门窗，每个玻璃板5都在周边区域上覆盖以一附着层3。两个板通过一个密封垫圈气密地装配在一起(这里确保真空度4)，所述密封垫圈由通过焊料2焊接于附着层的单个金属带I组成。图3也示出衬垫8，其确保两个玻璃板5之间保持恒定的距离。在多个步骤的焊接选择中(见图8)，金属带系统由多个金属带I组成。第一金属带I通过焊料2焊接于第一玻璃板5。第二金属带I通过另一焊料2焊接于第二玻璃板5。然后，这两个不同的金属带I通过一焊料10彼此焊接，以通过标准焊接技术例如激光焊接获得密封性。具有两个步骤的该方法可具有如下优点在减压气氛中实施真空玻璃门窗包封，而每个金属带的钎焊预先在常压下进行。密封件最好是金属带。可用非金属构件(例如塑料材料)实施，其覆盖以金属(这会减少密封垫圈的热传导)。例如，其可用以下金属制成铜或铜合金、铝或铝合金、钢或钢合金、铁或铁合金(例如包括以下金属的铁合金铁(53-55%wt、例如53. 5%wt)、镍(28-30%wt，例如29%wt)以及钴(16-I8%wt，例如I7%wt),例如Kovar ,或者包括以下金属的铁合金铁(50-55%wt、例如52%wt)、镍(45-50%wt、例如48%wt)，例如合金48)。其也可以是这些不同材料的复合材料。在三层真空玻璃门窗的情况下(见图2)，第一玻璃板5由真空空间4与第二玻璃板5分开，该第二玻璃板5由第二真空空间4与第三玻璃板5分开。第一附着层3淀积在第一玻璃板5的第一周边区域上，第二附着层3淀积在第二玻璃板5的第二周边区域上，第三附着层3淀积在第三玻璃板5的第三周边区域上。第一种选择是使用唯一的金属带I，其通过焊料2焊接于每个附着亚层。第二种选择(图2中未示出)是将第一金属带焊接于第一玻璃板的第一附着层，将第二金属带焊接于第二玻璃板的第二附着层，将第三金属带焊接于第三玻璃板的第三附着层。在减压气氛中(例如在真空度为10_3巴的真空或真空度更高的真空中)，第一金属带然后焊接于第二金属带，以在第一和第二玻璃板之间产生真空空间。第二金属带焊接于第三金属带，以在第二和第三玻璃板之间产生真空度。一般来说，有多种实施方式用以制造本发明的密封垫圈。在上述任一实施方式中，所有玻璃板可配有一附着层，其位于具有玻璃板端部的一个边缘上(图2-6和8所示的情况)，位于玻璃板的侧边上(图7左部所示的情况)，或者位于不具有玻璃板端部但覆盖所述玻璃板的周边区域的边缘附近，所述区域与所述端部相距O至IOcm的距离(图7右部所示的情况)。在双层玻璃门窗的情况下，每个附着层可淀积在其玻璃板上，以便朝向玻璃门窗内部(见图4 :下部玻璃板，见图6 :两个玻璃板，见图7 :形成右面玻璃门窗的两个玻璃板)，朝向玻璃门窗外(见图4 :上部玻璃板，见图5 :两个玻璃板，见图8 :两个玻璃板)，或者淀积在玻璃板的侧边上。在三层玻璃门窗的一个外部玻璃板的情况下，每个附着层可淀积在其玻璃板上，以便朝向玻璃门窗内部(见图2 :下部玻璃板)，朝向玻璃门窗外(见图2:上部玻璃板)，或者淀积在玻璃板的侧边上(在图2上未示出，但类似于图7所示的情况)。 在三层玻璃门窗的一个内部玻璃板的情况下，附着层可以或者淀积在玻璃板的侧边上(未示出但类似于图7所示的情况)，或者淀积在玻璃板的主表面上。如果其淀积在玻璃板的主表面之一上，那么，附着层可布置在所述表面的一个或另一个上。在所有情况下，以下的构型是可行的两个相邻玻璃板的附着层可彼此面对(图6和图7右部所示的情况)，或者彼此不面对(图2、4、5、7左部或图8所示的情况)。如果其彼此不面对，那么，两附着层可定向成位于彼此相对的表面上(图5和图8所示的情况)，或者其中一个可朝向两个玻璃板的组装件的外部，另一个可朝向两个玻璃板的组装件的内部(图2和4所示的情况)。玻璃板可以尺寸相同，或者尺寸不同。所有玻璃板的边缘可具有与相邻的玻璃板的边缘相同的高度(图5、6和7所示的情况)。所有玻璃板的边缘也可具有与相邻的玻璃板的边缘不同的高度，即相对于相邻的玻璃板的边缘的位置错开(图2和4所示的情况)。金属带系统可由唯一的金属带组成(图2、4、5、6和7所示的情况)，或者由多个金属带组成，所述多个金属带在所述方法执行期间，通过焊料彼此连接(图8所示的情况)。金属带系统(或单个金属带)可具有阶梯的形状(图2和4所示的情况)，或呈U形(见图5、6和7右部)，或可为平面(图7左部所示)。在存在一隔热层的情况下，附着层的淀积可在隔热层上进行，或在与隔热层相对的玻璃的一边上进行，或在玻璃板的侧边上进行。实施例作为例子，示出以下计算采用10_4毫巴的初始压力，为确保在10年期间在玻璃门窗内部的压力低于10_3毫巴所允许的最大泄漏量可计算如下玻璃门窗内部的初始压力=10_4毫巴。为了在10年之后具有低于10_3毫巴的压力，最大压力(Λ P)的上升计算为10_3毫巴-初始压力=0.9 Xicr3毫巴。对于两个玻璃板之间的间距为O. 2毫米的一个Im2的玻璃门窗来说，真空玻璃门窗的体积(V)为 ImXlmXO. 2X10_3m=0. 2X 10_3m3，这相当于 O. 2 升。
相当于10年的使用寿命(D)等于3600秒X24小时X365日X 10年，这等于315360000 秒。因此，最大泄漏率=(ΛΡ) XV/D=5. 7X10_13毫巴·升/秒。压力上升的两个根源可以是通过密封垫圈的泄漏(实际泄漏)，或者内表面或玻璃门窗的密封垫圈的漏气(潜在泄漏)。发明人已经用标准氦气泄漏检验器(例如“Pfeiffer”公司销售的商标名称为“Smart Test HLT560”的检验器)进行密封性检验，以对通过密封垫圈的“实际”泄漏进行定量分析。根据欧洲标准EN13185对具有用本发明的一个实施方式的方法淀积的亚层的玻璃门窗测得的泄漏率，低于用这种仪器可测得的极限值(<5X ICTki毫巴.升/秒)。根据本发明的方法制有密封垫圈的一个样品的由密封垫圈所限定的密封腔，用适当的抽吸系统连接于泄漏检验器。所述样品伸入到具有氦气氛的密闭体中(气氛包括99%以上的氦气)。密封腔由氦检验器的泵抽成真空Γ5Χ10_3毫巴)。检验器检测到的氦通量为仪器的本底噪声(bruit de fond)的数量级(〈5X10,毫巴.升/秒)。这证实没有氦气通过根据所述方法制成的密封垫圈进入密封腔中。即使这个泄漏率程度不足以确保玻璃门窗的若干年的使用寿命，但是公知的是，当未检测到这个程度的任何泄漏时，密封垫圈在绝大多数情况下是完全密封的。具有用标准的火焰喷涂方法淀积的亚层的密封垫圈已经证明由于淀积的多孔性而存在许多泄漏情况。用氦检验器测得的数值约为10_6-10_7毫巴.升/秒。这完全不足以在玻璃门窗内部保持功能性真空度。对于面积为Irn2和玻璃板之间的间距为O. 2mm的玻璃门窗来说，以这个泄漏率，以10_4毫巴的初始压力，在仅仅180秒之后就达到10_3毫巴的压力。本发明另一方面涉及一种玻璃门窗，其可用本发明的制造方法的任一实施方式获得。本发明另一方面还涉及一种玻璃板，其可通过在周边区域上淀积一附着层获得， 其中，所述淀积采用高速氧-燃料火焰喷射法实施，所述淀积例如是在本发明的制造方法的任意实施方式中所述的淀积。
权利要求
1.用于制造密封垫圈的至少一部分的方法，所述密封垫圈的至少一部分确保玻璃门窗中的至少一个第一玻璃板和第二玻璃板之间的气密性，所述方法包括以下步骤 -在第一玻璃板的第一周边区域上淀积第一附着层，而在第二玻璃板的第二周边区域上淀积第二附着层； -将第一金属密封件焊接于所述第一附着层； -将第二金属密封件或所述第一金属密封件焊接于所述第二附着层； 其特征在于，所述第一附着层和第二附着层的淀积采用高速氧-燃料火焰喷射法进行。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在附着层中的至少一层的至少一部分上淀积金属焊接层的淀积步骤；并且，金属密封件焊接中的至少一个是所述金属焊接层的熔融焊接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，焊接步骤中的至少一个是超声波焊接或感应焊接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃门窗是真空玻璃门窗。
5.根据前述权利要求中任一项所述的密封垫圈的制造方法，其特征在于，使第一金属密封件焊接于所述第一附着层，使第二金属密封件焊接于所述第二附着层，所述方法还包括所述第一金属密封件与第二金属密封件的焊接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附着层中的至少一层暴露于还原火焰，再经受所述焊接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述附着层由一种附着材料形成，所述附着材料选自由以下材料组成的组铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金、白金及其合金、镍及其合金、金及其合金、银及其合金、和锡或其合金。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述附着层由附着材料形成，所述附着材料的热膨胀系数为3X IO-6IT1至23X IO-6IT1,优选地为4X IO-6IT1至18X Ι ^Γ1，更优选地为5 X KT6IT1至16 X ICT6K'
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述焊接和/或金属焊接层的所述淀积之前使所述附着层中的至少一层暴露于焊剂的暴露步骤。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属密封件中的至少一个具有一金属焊接层，所述金属焊接层先于焊接于所述附着层中的一层而存在。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 -在常压气氛中在所述第一玻璃板的第一周边区域上淀积第一附着层，在所述第二玻璃板的第二周边区域上淀积第二附着层； -在常压气氛中将第一金属密封件焊接于所述第一附着层； -在常压气氛中将与所述第一金属密封件不同的第二金属密封件焊接于所述第二附着层；以及 -在减压气氛中且优选地在真空下，使所述第一金属密封件与所述第二金属密封件进行焊接。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属密封件包括至少一种材料，所述至少一种材料选自铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属密封件和/或附着材料用铁合金制成，所述铁合金包括以下金属铁(53-55%wt，例如53. 5%wt)、镍(28-30%wt，例如 29%wt)以及钴(16-18%wt，例如 17%wt)，例如Kovar 。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述高速氧-燃料火焰喷射法包括以下步骤 在具有第一入口、第二入口和第三入口以及出口的喷射设备中，经所述第一入口加压注射燃料和氧，每个入口通向一个燃烧室； 将附着材料注射到所述第二入口中； 所述燃料和所述氧燃烧，以使所述附着材料在所述燃烧室中熔融； 经所述第三入口注射加压气体，以便能够通过所述出口以超音速喷射熔融的所述附着材料到所述设备之外；以及 使所述设备的出口向所述周边区域中的一个定向，从而允许形成所述附着层中的一层。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述出口的轴线与所述玻璃板之间的角度为45°至90°，优选地为70°至90°，更优选地为75°至90°，更优选地为80°至90。。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述设备和玻璃板在形成所述附着层期间，以5至30m/min的移动速度一个相对于另一个移动，优选地，移动速度为5至20m/min,更优选地,为5至15m/min,更优选地,为7至13m/min。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一玻璃板的第一周边区域和所述第二玻璃板的第二周边区域位于所述第一玻璃板和第二玻璃板的各自的侧边上。
18.玻璃门窗，其特征在于，其具有根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤的特性。
全文摘要
本发明涉及用于制造密封垫圈的至少一部分的方法，所述密封垫圈的至少一部分确保玻璃门窗中的至少一个第一玻璃板和第二玻璃板之间的气密性，所述方法包括以下步骤在第一玻璃板的第一周边区域上淀积第一附着层，在第二玻璃板的第二周边区域上淀积第二附着层；将第一金属密封件焊接于所述第一附着层；将第二金属密封件或所述第一金属密封件焊接于所述第二附着层；根据本发明，所述第一附着层和第二附着层的淀积采用高速氧-燃料火焰喷射法进行。
文档编号E06B3/673GK102667044SQ201080052188
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月18日
发明者F·克洛塞, O·布埃斯纳德 申请人:旭硝子欧洲玻璃公司