专利名称：夹层玻璃工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备防火窗玻璃产品的方法，该方法包括向由窗玻璃制品上彼此具有间隔距离的玻璃板围成的空隙中注入预定量的液体树脂材料，从而至少使其中的一块玻璃向外弯曲，使玻璃板彼此相向移动到基本平行又彼此具有小间隔距离的位置，从而使注入的液体树脂材料填满该空隙，以及使处于基本平行又彼此具有小间隔距离的玻璃板中的树脂材料固化。
WO88/06096中描述了这种已知方法，在其说明书中谈及用甲基丙烯酸树脂作为优选的树脂材料并且通过向树脂中间层中引入一种丝网并在受到剧热开始熔化时以粘着形式夹持中间层来获得防火性。在优选的制备方法中，该窗玻璃构件与水平方向呈一定角度倾斜，预定量的甲基丙烯酸树脂被倒入由隔开的倾斜玻璃板上沿围成的空隙中。然后将注入甲基丙烯酸树脂的倾斜的窗玻璃构件降到一个基本平行的位置，上层玻璃板的重量挤压位于玻璃板之间的树脂材料，从而使之完全填满玻璃板间的空间。GB-B-2155856中也描述了一种类似的方法，但它没有提到要引入一种丝网，在其说明书中，没有要求保护用于制备具有高防火性能的窗玻璃产品的工艺。
现在已经发现与甲基丙烯酸树脂材料中间层相比，将环氧基树脂材料作为中间层引入隔开的玻璃板之间可以获得更好的防火性。然而环氧基液体树脂材料在一般的低于25℃的操作温度下通常粘度太高，以致于不能自然地在大面积的玻璃板之间扩展(例如通常每块的尺寸在3000毫米×1630毫米以下)，这些玻璃板在制成的窗玻璃产品中要隔开一个较小的距离例如一般小于2毫米的距离。然而如果需要高强度的耐火性，可以将该中间层的厚度增加到大约12毫米或者用于不夹丝的窗玻璃产品。
当然，人们也知道向环氧基液体树脂材料中加入稀释剂可以降低它们的粘度。但是，加入太多的稀释剂将会降低该树脂材料的耐火性，而且，如果该液体树脂材料的粘度太小或太大，则会在玻璃板之间带入气泡，当在位于隔开的玻璃板之间的树脂中间层中又嵌入丝网时这种现象将会特别明显。
本发明的目的在于通过向隔开的玻璃板之间注入一种其有合适粘度的环氧基液体树脂材料使之能在玻璃板之间流动并扩展，从而提供一种制备防火夹层玻璃的方法。
根据本发明，所述的制备防火夹层窗玻璃产品的方法，其特征在于所述的液体树脂材料是环氧基的，而且是在一个较高的温度下将它注入空隙中，以及当玻璃板一起移动到基本平行、具有小间隔距离的关系时，向其施加一个力，从而促使注入的液体树脂材料在空隙中扩展。
在将环氧基树脂材料注入位于玻璃板之间的空隙中之前，将它加热到一个较高温度的作用在于降低其粘度，同时又不会对在制成的窗玻璃产品中固化的树脂材料的耐火性产生不良影响。
该施加的力最好是将玻璃板从它们的弯曲状态压向它们相互基本平行、具有小间隔距离关系的一种压力，从而促使该液体树脂材料在玻璃板之间扩展。此外，该施加的力有助于该树脂材料粘连到相对的玻璃板上，这一点对于耐火夹层玻璃产品来说是重要的，因为人们皆知道当这种产品受到剧热时会发生剥离，在施加压力之前或作为施加压力的替换，可以向该空隙施加一种抽吸力，以促进注入的液体树脂材料在该空隙中扩展。
优选地，当将该环氧基液体树脂材料注入到位于玻璃板之间的空隙时将它加入到这样一个温度，在该温度下其粘度低于1000cSt，例如从200cSt到500cSt。该环氧基树脂材料的加热温度将取决于该树脂材料的组成，而一般在50℃以上(如60℃)但低于90℃，这是因为温度太高将会降低树脂材料的寿命且增加能源成本。
优选地，在注入该液体树脂材料之前将该窗玻璃构件预先加热。理想地将该窗玻璃构件加热到这样一个温度，即使其玻璃板处于与注入空隙时的液体树脂的升高温度相同的温度。
优选地，通过加热的施压装置将玻璃板一起施压。例如该施压装置可以适当地由基本平整的上、下板构成，两块板中至少有一块可以移向和离开另一块，从而施加和释放压力，这些板可以用电或热空气、水或类似物加热。在向玻璃板施加压力期间，可以将窗玻璃构件和注入的树脂材料支承在位于底板上的中间板上。该中间板是为在向空隙中注入液体树脂材料期间底板不能倾斜，但倾斜放置该窗玻璃构件的情况而设置的。该中间板本身可以斜向一个倾斜位置。另一方面，该夹层可以用其它装置例如滚压装置或类似装置来压制。
优选地，在形成窗玻璃构件之前将玻璃板清洗并干燥。通过将两面带粘胶的胶带粘到一块洗净并干燥的玻璃板的一面的周边处，然后将另一块洗净并干燥的玻璃板与第一块玻璃板面对面地放置在一起，并将它沿该窗玻璃构件的侧边(除了用来注入该液体树脂材料的一侧以外)与该粘接胶带的另一面粘连。
相应地，为了实施该制备方法的各个步骤可以配备一条生产线，在向各个工作站以及离开和在这些工作站中运动期间，可以将玻璃板和/或窗玻璃构件支承在辊装置上。适当地，将两块玻璃板依次垂直地移动通过清洗干燥站，随后输送到装配站。在装配站中，可以如前面所述的那样形成窗玻璃构件。尽管在该装配站中玻璃板可以相对倾斜的支承体稍稍倾斜，例如7°左右以增加其稳定性，但通常它们应以垂直竖立的形式处于装配站中。在该装配站中，可以将一层增强丝网装入玻璃板之间，在此情况下，可以简单地先将该丝网层放在第一块玻璃板上，然后再将第二块玻璃板以与第一块玻璃板具有小间隔距离面面相对的放在丝网层上。此时，可以简单地将该丝网磁性吸附保持在第一块玻璃板上，同时在第一块玻璃板上放上第二块玻璃板。在该装配站中形成窗玻璃构件后，将该窗玻璃一般移送到预热站中，从而将该窗玻璃构件加热到一个较高温度，例如80℃左右。然后在将该加热过的窗玻璃构件移送到树脂注入站之前将它从通常的直立位置变成通常的水平位置。
在树脂引入站将加热了的环氧基液体树脂材料注入且将玻璃板压向一起之后，将该已注入树脂材料的窗玻璃构件加热固化。方便地可以在两个加热步骤中进行加热固化，同时在这两个加热步骤中将构件冷却。一般地，例如首先将构件在炉中加热到第一温度如80℃，保持第一段时间，如1小时，然后冷却，然后在炉中将其加热到第二温度，如150℃，保持第二段时间，如3小时。如果该第二段时间增加例如到8小时，则可以将该第二温度降低到例如80℃。
该制备过程的最后一个步骤是修整产品的边缘。
尽管一般采用平板玻璃作为玻璃板，但本方法也可用于将弯曲的玻璃板层叠在一起从而制成弯曲的窗玻璃产品，如建筑弯玻璃产品或类似产品，用于防火及安全，在上述产品的中间层中可以装入或不装入丝网层。
重复上述工艺一次或多次并用上述重复工艺每次制得的窗玻璃产品代替其中一块或两块“玻璃板”，就可以制成多层窗玻璃产品。
现在借助于附图
来描述本发明的一个实施例，该附图表示了用于制备中间层中装入或未装入丝网层的夹层防火和/或安全窗玻璃产品的生产流水线。
该附图示意性地表示了用本发明的方法制备防火窗玻璃产品的工艺中所包含的各个阶段。首先，将两块尺寸相同如3000毫米×1630毫米的浮法玻璃板1(附图中仅示出其中一块)以直立形式持续通过清洗及干燥装置2。在装置2的后面有一个停留站3和一个装配站4。第一块玻璃板在经过装置2后移动通过站3并进入站4。第二块玻璃板停留在停留站3中，一直到它做好在装配站4中进行处理的准备为止。
在装配站4中，第一块玻璃板1以与垂直方向稍稍倾斜的方式，例如7°左右，稳定地支撑住。然后将两面带粘接剂的胶带粘到第一块玻璃板外表面上靠近其四周的地方，此时，不要将盖在该胶带外粘结表面上的遮盖材料去掉，现在将第二块玻璃板由停留站3中移入装配站4，在该装配站中将它与第一块玻璃板面面相对小心地放好。在准确定位后，将粘到第一块玻璃板上端及两侧的粘接胶带上的遮盖材料除去，并将两块玻璃板压向一起，由此形成具有两块四边中有三边粘在一起的玻璃板的窗玻璃构件而且在这两块玻璃板之间有一个空隙。这两块玻璃板至少在其四周边彼此隔开，隔开距离为夹在玻璃板1之间的粘结胶带的厚度。对于夹丝玻璃产品，一般玻璃板在其四周边要隔开2-3毫米以下的距离，如1.2毫米，(如果需要清晰或非夹丝的窗玻璃产品时，也可以隔开更大的距离，一般可以在大约12毫米以下)。粘结胶带一般是不透水、不透气的，因此在该窗玻璃产品的四周将是气密的和液密的。合适的粘结胶带的例子可以参见英国专利GB-B-2155856。
如果想制备夹丝窗玻璃产品时，可以在粘结胶带粘在第一块玻璃板上之后，将来自辊6的切割成所需尺寸并展平在台7上的丝网放置在第一块玻璃板上。优选地，在装配站4中备有磁铁(用数字8代表)，用来保持该丝网层，直到将第二块玻璃板面面相对地放置在第一块玻璃板上并通过如前所述的沿四周边放置的粘结胶带将它们粘在一起。如果是如此地将丝网层放入空隙中，则四周空隙厚度最好不超过2毫米。所用的丝网5可以是适当经过一般化学处理的钢丝网，网上有较宽的孔眼，例如12.5毫米×12.5毫米，或者是其它种类的网孔，例如菱形状的，这些丝网均可以参见WO88/06096。另外，也可以使用如WO90/03268所述的彩色丝网。
在站4中形成窗玻璃构件之后，将其移送到加热站9中。加热站9中有一个加热箱10，热空气在该箱中循环通过。这些空气循环通过管11、泵12，并在加热箱10入口处被红外加热装置13加热。它们被加热到一个较高的温度，通常为130℃左右，将该窗玻璃构件在该加热箱10中保持一段足够长的时间，一般为3分钟，以将玻璃板加热到80℃左右。
窗玻璃构件由加热站9进入一个由液压驱动旋转的支撑件14中，支撑件14可以将该窗玻璃构件旋转成基本水平的位置，随后移动到台15中，台15备有辊子(未示出)，从而使该窗玻璃构件很容易地移动通过其中，由台15，窗玻璃构件移动进入树脂引入站16。
站16包括一种施压装置，该装置备有上、下两块热压模板，下压模板可以垂直地向上压模板移动或离开上压模板。在下压模板上放有一块支板，例如胶合板，窗玻璃构件移动到它上面，从而支撑在其上。随着上下两块压模板的分离，该支板被升高到一个倾斜位置或以倾斜位置支撑住，同时该窗玻璃构件亦同样地以倾斜位置支撑在其上。此时，第二块玻璃板1上没有与粘结胶带粘连的一侧(即原来在站4中沿该窗玻璃构件底边的一侧)变成了该玻璃构件的上边缘，并且该玻璃板可以沿该上边缘被撬开，从而可以将一个漏斗或其类似物插入玻璃板间并延伸到其中的空隙中。很显然，也可以采用其它手段将该夹层物升高到倾斜位置。例如，该施压装置的下部热压模板可以是液压或其它方式可调的，但这样会增加该施压装置的成本。
当漏斗插入空隙中后，可以将预定量的事先混好并加热的环氧基液体树脂材料倒入该漏斗中并使之进入该空隙的底部。一旦所有的液体树脂材料均倒入了空隙，就拿走漏斗，并沿上边沿从粘结胶带上去掉遮盖材料，将两块玻璃板压向一起，从而除了留在上边沿相对端的两个空气孔以外沿该上边沿密封玻璃板。在下压模板上的支板以及支撑在其上的窗玻璃构件移回到水平位置。此时，由于导入的液体树脂材料，上面的玻璃板将会向外弯曲。
现在开始施加压力以提高下压模板，从而将窗玻璃构件压向上压模板。适当地，该压力至少应以两个阶段施加。例如，在第一压制阶段，压力较低，通常在0.6KPa左右，目的在于首先使弯曲的上层玻璃板变平，从而在玻璃板之间挤压该液体树脂材料并使之在空隙中扩展。在中间压制阶段，施加的压力为3.0KPa左右。最后施加的压力，至少为10KPa，例如12.0KPa左右，从而将上层玻璃板压到基本上与下层玻璃板相平行的位置并且挤压该液体树脂材料，使之以基本均匀的厚度扩展到整个空隙中。如果一开始就施加最后压力或既使是中间压力，则该窗玻璃构件的玻璃有可能会破裂。在压制开始时，玻璃板将从它们先前加热的温度降到较低的温度，例如60℃。理想地，它应该大约等于液体树脂材料导入空隙时的温度。通过经空气或电加热的上、下压模板将液体树脂材料在整个压制过程中保持在其较高温度下。保持住该温度是重要的，这是因为该液体树脂材料的粘度将随温度的降低而增加，而且为了保证该树脂材料在玻璃板之间进行适当的扩展或流动，也应该将该树脂材料的温度保持在温度较高温度下。当该树脂材料扩展到空气孔时，这就说明空隙已被完全填满且气泡已被除去，此时即封闭该气孔。
另一种可以促使空隙中液体树脂材料进行扩展的方法是在玻璃处于水平位置时确保空隙气密。然后向空隙施加抽吸力(例如将一种真空探头插入空隙中)，从而将空气吸出空隙。当空气被稳定地从空隙中抽出时，可以流动的液体树脂材料被拉或抽吸到水平隔层空隙中。这种方法还可以抽吸出任何偶而包裹在该树脂材料中的气泡。如果需要的话，在空气抽出后还可以用加热的压模板压夹层。但优选地方法是应采用如前所述的施压装置上的热压模板，从而使玻璃板更好地相互平行。
然后，将带有未固化树脂夹层的窗玻璃构件移出站16，回到台15上，随后将它移送到举起和下降装置20。装置20调节水平放置的窗玻璃构件的垂直高度，从而使该构件可以被移送到配有轮子的传送装置21预先选定的台架上，传送装置21在不同高度上具有多层台架。当构件装在台架上后，传送装置21移入炉22中，从而热固化该树脂材料。一般该树脂固化过程分两步完成。例如首先将该窗玻璃构件适当加热到80℃，并保持1小时，然后移出，冷却。最后一步固化是在炉22中将窗玻璃构件加热至150℃，并保持3小时。结果发现，这种两步固化过程可以有效地使制成的窗玻璃产品具有良好的耐热或防火性。
固化后，传送装置21从炉22中移出，固化好窗玻璃产品移动到修整站30中，对该窗玻璃产品进行边缘修整，以除去其在玻璃板之间夹有粘结胶带的边缘区域。
如前所述，注入玻璃板间空隙中的液体树脂材料是环氧基的，以产生良好的防火性能。有多种不同的环氧基材料可供使用，尽管实际使用时其中有许多种的粘度在25℃时太高。但适当地，该液体树脂材料由线性酚醛环氧化物组成，这种物质在25℃时其粘度也太高以致不能倾注入空隙中。为了降低其粘度，可以将该线性酚醛环氧化物加热到例如85℃。附图中，参考数字40即示意性地代表一桶线性酚醛环氧化物。一种电恒温探针41插入桶40中并且恒温地控制一个桶加热装置(未示出)，从而将该线性酚醛环氧化物保持在所需的较高温度下。然后可以向被加热的线性酚醛环氧化物中加入一些添加剂或改性剂，特别地，将向其中加入一种固化剂，举例来说例如多硫化物，聚酰亚胺，芳香胺，催化酐或二假酰胺。其它的添加剂可以包括一种增稠剂如硅烷，一种反应活性稀释剂，一种防火或耐热添加剂如亚磷酸盐，一种在加热时可以增加碳密度的添加剂，一种紫外吸收剂，如二苯酮或三唑，以及用于降低树脂固化速度的添加剂。当所有的添加剂均加入该热环氧树脂中后，将该树脂材料脱气，以除去任何气泡。尽管树脂材料的工作温度将取决于该树脂材料的具体组成，但一般准备倒入空隙的树脂材料的温度应在60℃左右。理想地，倾倒粘度应低于1000cSt，最好低于500cSt，例如435cSt，这是因为在上述数量以上的任何一个粘度下，倾倒都将会有困难。优选的粘度在200cSt-500cSt左右，通常这类环氧基树脂材料的粘度随温度而变化，如下所示50℃时，粘度为1150cSt，60℃时，粘度为445cSt，70℃时，粘度为205cSt。
典型的混合好的树脂材料具有下列组成(体积百分比)环氧树脂，如线性酚醛环氧树脂 30-40%亚磷酸盐或磷酸盐，如亚磷酸二苯酯 1-40%硅烷 0.1-4%“Grilonit RV 1812”(反应稀释剂) 1-20%胺 5-12%二苯酮 1-4%(“Grilonit RV 1812”是EMS-GRILON(英国)有限公司的商标名称)。
已经发现，采用环氧基树脂材料可以使制成的窗玻璃产品具有更高的防火或耐热性能。通过加热使环氧基树脂材料的粘度降低，但不会使该树脂材料产生不良的稀释，故该环氧树脂的耐火性不会受到不良影响，而由此制成的窗玻璃产品能通过英国标准BS476Part20/22规定的30分钟火焰试验。确实，该产品能将其耐火性增加到1小时或1小时以上。此外，该夹层能满足英国标准BS6206所述的冲击试验的安全要求。
当将一层丝网层夹在该树脂中间层中时，理想地该空隙间隔距离应低于2毫米。此时，液体树脂材料将丝网层挤压到中心位置，树脂材料的表面张力将会阻止该丝网层与玻璃板面真正接触。只要该空隙的厚度不是太小，例如小于1毫米。当空隙厚度超过2毫米时，就很难以经济合理或工业上可接受的方式获得如世界专利WO88/06096中所述的丝网层在制成的产品中平整放置的结果。
通过下列实施例来描述本发明。
实施例参照附图，按照前面所述的那样制备夹丝玻璃。特别地，每块浮法玻璃板1尺寸为3000毫米×1630毫米(厚度2.6毫米)，在站4中使用的两面带胶的粘结胶带其厚度为1.2毫米左右，丝网5是普通的经过化学处理的Georgian丝网，其尺寸稍小于3000毫米×1630毫米，它是皮尔金顿兄弟有限公司(Pilkington Bro-thers PLC)制造的那种丝网，其网孔为12.5毫米×12.5毫米方形孔，丝直径为0.46毫米左右。
在加热站9中将由站4制成的窗玻璃构件预热到80℃，然后移送到树脂引入站16，在这里，窗玻璃构件以倾斜位置支撑在带有压模板的热施压装置上，压模板温度为60℃左右。
然后混合下列组份，制备环氧基液体树脂材料(体积百分比)线性酚醛环氧树脂 57%亚磷酸二苯酯 20%
硅烷 1%“Grilonit RV 1812” 10%胺 10%二苯酮 2%特别地，在其它成份加入之前，先将酚醛清漆树脂加热到85℃左右的高温，以降低树脂粘度。混合持续数分钟，在这段时间里，树脂的温度将下降，粘度将增大，然后将混合好的树脂材料除去气体。
在站16中，将定量的经过加热、混合的树脂材料倒入玻璃板之间。该树脂材料的倾倒温度为60℃左右，相应的倾倒粘度为445cSt左右。不能允许使该温度降低到远低于60℃(最好不低于50℃)，因为否则其粘度将太大，以致不能进行有效的无泡倾倒。
然后起动热压装置，分三步连续地对弯曲的经过预热的窗玻璃构件进行压制，三步的压力分别为0.6KPa、3.0KPa和12.0KPa。在密封该窗玻璃构件上的气孔并除去树脂材料中的所有气泡之后，将该窗玻璃构件在高温下分两步进行固化。在第一步固化步骤中，将构件加热到80℃，保持1小时，随后使之冷却;在第二步固化步骤中，将构件加热到150℃，保持3小时，然后从固化炉中取出。
最后，在冷却之后，对固化好的窗玻璃产品进行边缘修整，以除去夹在玻璃板四周之间的两面带胶的粘结胶带。
权利要求
1.一种制备防火窗玻璃产品的方法，它包括向由彼此具有间隔距离的窗玻璃构件的玻璃板围成的空隙中注入预定量的液体树脂材料，从而使至少一块玻璃板向外弯曲，使玻璃板彼此相向移动到基本平行且彼此具有小间隔距离的位置，从而使注入的液体树脂材料填满空隙，以及将位于所述的基本平行且彼此具有小间隔距离的玻璃板之间的树脂材料固化，其特征在于所述的液体树脂材料是环氧基的且它是一个较高温度下被注入空隙的，以及特征在于当玻璃板相向移动到基本平行且彼此具有小间隔距离的位置时，施加一种力以促使注入的液体树脂材料在空隙中扩展。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环氧基液体树脂材料在引入所述空隙时的粘度低于1000cSt。
3.权利要求2所述的方法，其特征在于所述的环氧基液体树脂材料在引入所述空隙时的粘度为200-500cSt。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的较高温度至少为50℃。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环氧基树脂材料在引入空隙之后其温度一直保持在50℃以上，至少直到玻璃板移动到所述的基本平行且彼此具有小间隙距离的位置为止。
6.权利要求1所述的方法，其特征在于所述施加的力是通过将玻璃板彼此压向一起而施加的。
7.权利要求6所述的方法，其特征在于所述的压力至少是分两步并以递增方式施加的，最后一步所施加的压力至少为10KPa。
8.权利要求6所述的方法，其特征在于所述的压力是用加热的施压装置提供的。
9.权利要求8所述的方法，其特征在于所述的窗玻璃构件在液体树脂材料引入空隙之前先被预热。
10.权利要求9所述的方法，其特征在于所述的窗玻璃构件被预热到这样一个温度，即使玻璃板在液体树脂材料引入空隙时大致处于所述的较高温度下。
11.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的玻璃板间隔距离在3毫米以下并在该玻璃板之间插入一丝网层。
12.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的树脂材料至少分两步加热固化步骤加热固化。
13.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环氧基液体树脂材料由线性酚醛环氧化物组成。
14.权利要求1所述的方法，其特征在于所述的液体树脂材料含有下列组分(体积含量)环氧树脂 30-80%亚磷酸盐或磷酸盐 1-40%增稠剂(硅烷) 0.1-4%Grilonit(反应稀释剂) 1-20%固化剂(胺) 5-12%紫外线吸收物(二苯酮) 1-4%。
全文摘要
制备防火窗玻璃产品的方法，它包括向由彼此具有间隔距离的玻璃板围成的空隙中引入预定量的处于较高温度的环氧基液体树脂材料，从而让至少一块玻璃板向外弯曲，将玻璃板移回到基本平行且彼此具有小间隔距离的位置，以使引入的树脂材料填满该空隙，以及将该树脂材料固化。
文档编号B32B17/10GK1056478SQ91103350
公开日1991年11月27日 申请日期1991年4月23日 优先权日1990年4月23日
发明者詹姆斯·阿瑟·艾伯特·希克曼 申请人:詹姆斯·阿瑟·艾伯特·希克曼