泡沫玻璃板材的制造方法
【专利摘要】本发明关于一种泡沫玻璃板材的制造方法，其包括有下列步骤：A.于一玻璃平板上结合一导线；B.将该玻璃平板置入于一微波环境中；C.对于该玻璃平板施予一微波功率，使该导线感应起电；D.利用该导线微波感应起电而升温，该导线则对于该玻璃平板进行加热，使该玻璃平板沿着该导线受热而产生复数气泡；以使该玻璃平板形成一多孔性的材料，而得以用作为隔音、隔热或隔离电磁波的材料使用。
【专利说明】
泡沬玻璃板材的制造方法
技术领域
[0001]本发明有关于一种泡沫玻璃板材的制造方法，特别是指一种制造简单，并可大幅缩短工时，以及具有环保概念的泡沫玻璃制造方法。【背景技术】
[0002]目前一般所常见的泡沫玻璃，主要以玻璃为主要原料，掺入适量发泡剂，通过窑炉高温发泡和退火冷却后所制成，具有防火、防水，无毒、耐腐蚀、防蛀，不老化，无放射性、 绝缘，隔音、防磁波、防静电，机械强度高等特性，因此所能运用的领域相当广，例如建筑、化工、包装、医学或军事等方面。
[0003]而到近期，该泡沫玻璃的制造方式，例如有中国公元2012年6月27日所公告的发明第CN102516934A号「一种添加金属粉末的泡沫玻璃基微波吸收材料」专利案，其系揭露: 其原料组分及其质量百分比含量为58?62%的二氧化硅，3?6%的三氧化二铝，3?6% 的氢氧化钾，13?16%的氢氧化钠，14?20%的硼酸，0.5?3%的石墨；在此基础上外加 5?35%的金属粉末，所述金属粉末为钴、镍、铜的任何一种或者多种金属粉末的混合物。 该方法所制成的泡沫玻璃主要应用于建筑材料的防辐射保护，微波加热器件、电子仪器、设备的电磁屏蔽等，降低电磁波辐射污染，还可以应用在军事上的隐身技术，信息与通讯技术保密、微波暗室等领域。
[0004]该专利前案的制造程序较为复杂，尤其制造时间过久，需要耗费过多的能源，实用性不佳，而且无法使用一般的废弃玻璃或液晶面板的玻璃基板，而必须另外制造特殊规格之玻璃，故对于环保回收废玻璃毫无任何的帮助，而且使用过后抛弃，又会有造成环境污染。
[0005]又本案的
【申请人】另申请核准有中国台湾2013年11月1日所公告的发明第 1413624号「于玻璃中产生气泡之方法」专利案，其揭露:包含下列步骤:提供复数个碳粒， 其中该碳粒为椰壳活性碳粉、煤质活性碳粉、木质活性碳粉或竹碳粉等；将一玻璃置于一微波环境中，并将该些碳粒置于该玻璃上，其中该微波波长范围介于10 3m?10m ;以微波加热，透过该些碳粒传递微波热能使玻璃加热软化，致使该些受热的碳粒陷入该玻璃中；以及持续以微波加热，直至该些碳粒与氧作用产生气体，并于该玻璃近表面处产生气泡；以解决传统于玻璃表面产生气泡的制程过于繁复，而能简化了气泡玻璃之制作过程，也大幅缩短了制程时间，更减少了损耗之能源。
[0006]上述该专利前案需要另外再外加碳粒，用以形成气泡，但由于碳粒由重力陷入玻璃中，但该碳粒的重量难以控制，而相对其重力值则不易控制，故于使用上难以达致完美。
【发明内容】
[0007]有鉴于目前所使用的泡沫玻璃的制造方法，具有上述种种的缺失，故本发明提供一种泡沫玻璃板材的制造方法，包括有下列步骤:A.于一玻璃平板上结合一导线；B.将该玻璃平板置入于一微波环境中；C.对于该玻璃平板施予一微波功率，使该导线感应起电；D.利用该导线微波感应起电而升温，该导线则对于该玻璃平板进行加热，使该玻璃平板沿着该导线受热而产生复数气泡。
[0008]上述导线于该玻璃平板上呈纵向排列、横向排列或纵横交错排列。
[0009]上述玻璃平板为一废弃液晶面板的玻璃基板。
[0010]上述导线为该玻璃基板上的一电路布线。
[0011]上述微波环境为一微波炉。
[0012]上述微波的功率为900W，该微波处理的时间3分钟。
[0013]上述气泡的大小范围为0.127mm至0.6165mm。
[0014]上述导线电镀于该玻璃平板表面。
[0015]上述导线为一铟锡氧导电薄膜结合于该玻璃平板表面。
[0016]上述导线宽度为2至500微米。
[0017]上述微波功率为300W至2000W的微波，该微波处理时间为0.5分钟至10分钟。
[0018]上述导线材质为铜、铝、金、银或镍其中之一或其组合。
[0019]本发明具有下列的优点:
[0020]1.本发明泡沫玻璃的制造方法相当简单，并且可以缩短工时，并大量制造，尤其不需耗费过多的能源，故可大幅节省制造成本。
[0021]2.本发明系可利用现有的废弃液晶面板的玻璃基板即可生产制造，不需额外另外制造特殊规格的玻璃，故使用性相当普及，并且符合环保相关的节能减碳要求。
[0022]3.本发明可制成一多孔性的玻璃材料，又因其密度低而可隔热、隔音，因此可以用于作为具隔热及隔音效果的轻建材。
[0023]4.本发明泡沫玻璃更进一步可作为电子仪器的包装材料使用，且以阻隔电磁波的干扰。【附图说明】
[0024]图1是本发明的步骤操作流程图；
[0025]图2是本发明于玻璃平板上结合有导线的示意图；
[0026]图3是本发明将玻璃平板置入于微波环境中的示意图；
[0027]图4是本发明玻璃平板于导线周缘形成有气泡的示意图；
[0028]图5是本发明以废弃玻璃基板作实验的示意图；
[0029]图6是本发明具RGB电路的玻璃的光学显微镜影像示意图；
[0030]图7是本发明具控制线路板面的玻璃的光学显微镜影像示意图；
[0031]图8是本发明玻璃基板去除偏光膜后示意图；
[0032]图9是本发明玻璃基板经放大的光学影像示意图；
[0033]图10是本发明玻璃基板具有电路布线的玻璃面呈粗糙现象的示意图；
[0034]图11是本发明玻璃基板具有电路布线的玻璃面产生气泡的光学显微镜影像示意图；
[0035]图12是本发明玻璃基板具有电路布线的另一玻璃面呈光滑现象的示意图；
[0036]图13是本发明玻璃基板内气泡的尺寸示意图；
[0037]图14是本发明从具有电路布线的玻璃面观察气泡的光学影像示意图；
[0038]图15是本发明从具有电路布线的另一玻璃面观察气泡的光学影像示意图；
[0039]图16是本发明气泡沿着电路布线周围产生的示意图。
[0040]上述说明书附图中标记说明如下:
[0041]1玻璃平板
[0042]2导线
[0043]3微波环境
[0044]4气泡【具体实施方式】
[0045]首先，请参阅图1所示，本发明实施例包括有下列步骤:
[0046]A.于一玻璃平板上结合一导线:其可于一玻璃平板1的表面上利用电镀方式，予以结合有一导线2,该导线2的材质为铜、铝、金、银或镍其中之一或其组合，该导线的宽度为2至500微米，又该导线2也可为一铟锡氧导电薄膜电镀于该玻璃平板表面，该导线2的排列方式可呈纵向排列、横向排列、纵横交错排列〔如图2所示〕，或者是根据组隔电磁波、 或隔音、隔热等不同需求作任意的排列组合，又本发明为能达到资源回收及环保的目的，也可采用一般的废弃液晶面板的玻璃基板，作为本实施例中的玻璃平板1使用，而该玻璃基板内所残留控制电路的电路布线，即等同于本实施例中的导线2,并将该玻璃基板裁切成适当大小，以利于后续制造使用。
[0047] B.将该玻璃平板置入于一微波环境中:然后将该玻璃平板1置入于一微波环境3 中〔如图3所示〕，该微波环境3可为一微波炉。
[0048]C.对于该玻璃平板施予一微波功率，使该导线感应起电:将置入该微波环境3中的玻璃平板1进行微波处理，该微波的功率为300W至2000W，其中以900W为最佳，又该微波处理的时间为0.5分钟至10分钟之间，其中以3分钟为最佳，当该导线2越细，所需感应起电的微波功率愈低，其对应的微波功率范围50至2000kW。
[0049]D.利用该导线微波感应起电而升温，该导线则对于该玻璃平板进行加热，使该玻璃平板沿着该导线受热而产生复数气泡:当对于该玻璃平板1施予微波处理时，由于微波具有不能穿透金属，而会该被金属反射的特性，而本发明实施例中所使用的导线2直径是相当细小，因此微波会在该导线2上造成电流，使该导线2的温度升高，又由于该导线2很细，因此电阻较大，在微波处理的短暂时间内，就会使热量很快累积，甚至于加热到出现火花，但此仍属于安全范围内，并没有危险性，因此在高温的作用之下，即该导线2会因高温产生变化，并于其周缘会有若干连串的气泡4产生〔如图4所示〕，且该等气泡并位于该玻璃平板1的表面位置，而会使该玻璃平板1形成一多孔性的材料，而得以用作为隔音、隔热或隔离电磁板波的材料使用。
[0050]根据一般玻璃的物理特性，1450°C为玻璃的融熔点，玻璃呈现液态如水般柔软流动，并随着温度降低则逐渐转为浓稠；450°C为徐冷点，此时玻璃成为固态无法流动，由于一般玻璃原料或机械压模的量产制品在1400 °C至1300°C高温烧制，玻璃在液体状态下，内含的空气已浮出表面，所以较无气泡产生，但多数铸造的玻璃艺术品多以850 °C低温烧制，热玻璃膏流动缓慢，玻璃块之间的空气，因无法浮出表面而自然形成气泡，而本发明所施予的微波处理时的工作温度，则将其控制其在850°C至1300°C之间，藉以使所产生的气泡4不会脱离该玻璃平板1而逸出于空气中。
[0051]本发明为证明上述实施例的可行性，兹一废弃液晶面板之玻璃基板作实验，如图5 所示，该玻璃基板的表面具有二层偏光膜，第一层偏光膜做为保护用，第二层偏光膜紧黏玻璃基板面板，该液晶面板呈三明治结构，液晶被两片薄玻璃基板夹持，面向液晶的玻璃基板内表面的电路布线的结构不同，可区分为具RGB电路的基板玻璃〔如图6所示〕，与具控制线路板面的基板玻璃〔如图7所示〕，但该等电路布线均都含有导线。
[0052]先取50mm*50mm的玻璃基板进行实验，分别微波30秒与1分钟，重量损失分别为 5.79%与12.36%，玻璃微波加热时只会产生形状变化，不会产生重量损失，损失为偏光膜燃烧的重量损失，微波30秒偏光膜有一半燃烧一半裂化，微波一分钟的偏光膜已接近全炭化。
[0053]微波加热时，微波会先作用于玻璃基板电路布线的导线上，造成温度瞬间上升高于偏光膜燃烧温度，并造成偏光膜燃烧，燃烧过程中，偏光膜与玻璃间的黏着剂会因热而失去黏性，使玻璃与偏光膜分离，若加热时间足够，会使的偏光膜完全燃烧成为灰烬，玻璃与偏光膜完全分离；而少许的玻璃表面有弧化的现象，推断为偏光膜在燃烧时，会产生高于玻璃软化点的温度。
[0054]另取一块板状玻璃基板，去除偏光膜后如图8所示，玻璃基板每一个区格为 0.3867mm*0.1497mm〔如图9所示〕，经施予900W微波加热3分钟的玻璃基板，具有电路布线的该玻璃面，于该电路布线变化后其表面会呈现粗糙现象〔如图10所示〕，其因为集成电路线受热扭曲所产生，玻璃液晶的每一个区格变化为〇.3693mm*0.1385mm至 0.3809mm*0.1385mm〔如图11所示〕，而该玻璃基板具有电路布线的另一玻璃面仍呈现玻璃的光滑现象，且具透光性可看到位于具有电路布线的玻璃面的气泡〔如图12所示〕，该图式中的比例尺每一格为1mm ;该玻璃基板内的气泡大小范围为0.127mm至0.6165mm〔如图13 所示〕；在经由微波加热过后的玻璃基板基材，没有电路布线的光滑面，因微波感应是沿着导体表面产生集肤效应(skin effect)，在其背面的电路布线的导体表面形成的感应电压， 沿电路布线传导，因电路具有一定的电阻，而有加热效果，电路布线受热使其温度升高，加热周围玻璃软化，使气泡得以产生于玻璃表面。
[0055]经由光学显微镜，观察具有电路布线的玻璃面〔如图14所示〕，可以发现气泡被包覆在玻璃基板内，再透过另一玻璃面观察其气泡沿着电路布线产生〔如图15所示〕，得知该气泡产生的位置具有一定的规律性，皆是在以电路布线部位为中心的方式，沿着电路形成一串串的气泡〔如图16所示〕，可以发现到，在电路布线附近具有许多的微小气泡，推論该气泡的产生方式如下:因受到微波加热，首先在电路布线的旁边发泡形成小的气泡，外加微波能量促使气体增加而长大，当两个气泡或多个气泡相抵时，为降低其表面张力，会自发互相融合成一个较大气泡，经观察气泡群中有一个长径的长度为140um的椭圆气泡，推论其为两个正在合并的小气泡，因为随机取样气泡的直径平均为68.6um，140um几乎是68.6um 的两倍，随微波加热不断提供能量，多个气泡相抵融合形成更大的气泡，并逐渐布满整片的玻璃；其中，经随机取样13个气泡，其尺寸分别为140.22um、71.05um、51.52um、87.17um、 77.3um、44.48um、55.43um、73.71um、66.2um、56.03um、66.51um、43.75um、58.31um，平均值为 68.6um。
[0056] 因此，经由上述实验清楚可知，本发明以微波加热玻璃基板面板，微波会先作用于玻璃基板上电路布线的导线上，导线材质为不锈钢、铝或片状薄铜，造成温度瞬间上升高于偏光膜燃烧温度，并造成偏光膜燃烧燃烧过程中，偏光膜与玻璃间的黏着剂会因热而失去黏性，使玻璃与偏光膜分离，并进行于该导线周围产生气泡，该玻璃基板表面的气泡产生的位置具有一定的规律性，皆是在以电路布线部位为中心，并沿着电路布线形成一连串的气泡，且当两个气泡或多个气泡相抵时，为降低其表面张力，会自发互相融合成一个较大气泡，藉以形成一多孔性的玻璃，又因其密度低且可隔热、隔音，因此可以用于制造具隔热及隔音效果的轻建材，更进一步利用其具有极佳阻隔电磁波的特性，而可供作为电子仪器的包装材料使用。
[0057] 以上所述仅为本发明其中之一实施例，当不能以此限定本发明的申请专利保护范围，举凡依本发明的申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与替换，皆应仍属于本发明申请专利范围所涵盖保护的范围内。
【主权项】
1.一种泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:包括有下列步骤:A.于一玻璃平板上结合一导线；B.将该玻璃平板置入于一微波环境中；C.对于该玻璃平板施予一微波功率，使该导线感应起电；D.利用该导线微波感应起电而升温，该导线则对于该玻璃平板进行加热，使该玻璃平 板沿着该导线受热而产生复数气泡。2.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该导线于该玻璃平 板上呈纵向排列、横向排列或纵横交错排列。3.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该玻璃平板系为一 废弃液晶面板的玻璃基板。4.根据权利要求3所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该导线为该玻璃基 板上的一电路布线。5.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该微波环境为一微波炉。6.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该微波的功率为 900W，该微波处理的时间3分钟。7.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该气泡的大小范围 为 0? 127mm 至 0? 6165mm〇8.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该导线电镀于该玻 璃平板表面。9.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该导线为一铟锡氧 导电薄膜结合于该玻璃平板表面。10.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该导线宽度为2至 500微米。11.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该微波功率为300W 至2000W的微波，该微波处理时间为0.5分钟至10分钟。12.根据权利要求1所述的泡沫玻璃板材的制造方法，其特征在于:该导线材质为铜、 铝、金、银或镍其中之一或其组合。
【文档编号】C03B19/08GK106032306SQ201510107624
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月12日
【发明人】王振兴, 李欣佳
【申请人】远东科技大学