專利名稱：隔熱玻璃門窗的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔熱玻璃門窗例如真空玻璃門窗的制造方法。本發(fā)明也涉及如此獲得的玻璃門窗。
背景技術(shù)：
—般來說,一個(gè)真空玻璃門窗最少由兩塊玻璃板組成，所述玻璃板由一個(gè)厚度在ΙΟΟμπι至800μπι之間的真空空間隔開。用一個(gè)周沿密封墊圈獲得密封性。為了獲得超隔熱性能(表面?zhèn)鲗?dǎo)系數(shù)U〈0. 6w/m2K)，玻璃板之間的真空度應(yīng)約為10_3毫巴或以下，一般來說，至少兩塊玻璃板之一應(yīng)覆蓋以一低放射率層，其放射率理想地小于O. 05。存在不同的密封技術(shù)，每種密封技術(shù)都具有一些缺陷。第一種密封(最普及)是基、于待焊接玻璃的密封，待焊接玻璃的熔融溫度低于玻璃門窗的玻璃板的玻璃的熔融溫度。這種密封的實(shí)施使低放射率層的選擇限于不受實(shí)施待焊接玻璃所需的熱循環(huán)改變的層，即其耐受溫度可達(dá)350° C。此外，這種基于待焊接玻璃的密封僅非常不易變形，當(dāng)玻璃門窗的內(nèi)側(cè)玻璃板和玻璃門窗的外側(cè)玻璃板經(jīng)受大的溫差時(shí)(例如40 ° C)，不能吸收其間的不同膨脹的效應(yīng)。因此，在玻璃門窗周邊產(chǎn)生十分大的應(yīng)力，可引起玻璃門窗的玻璃板損壞。第二種密封具有一個(gè)金屬密封墊圈,例如一個(gè)金屬帶,其厚度薄(〈500 μ m),通過附接亞層(sous-couche)焊接于玻璃門窗的周邊，所述附接亞層至少部分地覆蓋以一錫合金軟焊接類型可釬焊材料層。該第二種密封相對(duì)于第一種密封所具有的一大優(yōu)點(diǎn)在于，其可變形，以吸收兩塊玻璃板之間產(chǎn)生的不同膨脹。玻璃板上有不同類型的附接亞層。專利申請(qǐng)(W02006/121954)提出用于真空玻璃門窗的第二種密封的第一實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，附著層用不同的方法(物理汽相淀積、化學(xué)汽相淀積和冷噴射)淀積在第一玻璃板上?；瘜W(xué)汽相淀積或物理汽相淀積的主要缺陷在于成本比較高，實(shí)施比較復(fù)雜。冷噴射淀積實(shí)施起來成本也高，也比較復(fù)雜，還可能損壞其玻璃襯底。實(shí)際上，這種淀積可能在玻璃襯底上造成裂縫，導(dǎo)致泄漏和玻璃門窗內(nèi)部真空度降低，這在真空玻璃門窗的使用壽命期間(一般至少10年)，不能保持足夠低的真空度Γιο_3毫巴)。專利申請(qǐng)(US No. 5227206，見第I欄第60-65行)提出用于真空玻璃門窗的第二種密封的第二實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，附著層是用低速火焰噴涂法淀積的銅層。該亞層的主要缺陷是其多孔性(US5227206;見第I和2欄之間的段落)。這種淀積不能在真空玻璃門窗的使用壽命期間(一般至少10年)，獲得保持足夠低的真空度Γ10_3毫巴)的足夠密封性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面提出，對(duì)于隔熱玻璃門窗(即對(duì)于雙層玻璃門窗或三層玻璃門窗，例如真空玻璃門窗)來說，在金屬密封墊圈，例如金屬帶中，借助于高速氧-燃料熱噴射法淀積一附著層。實(shí)際上，出人意外地發(fā)現(xiàn)，這種淀積技術(shù)允許獲得一附著層，該附著層具有在真空玻璃門窗通常的使用壽命期間(10年)足以確保足夠密封性以保持足夠真空度(<10_3毫巴)的材料密度。本發(fā)明的一些實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是良好地附著到玻璃板。本發(fā)明的一些實(shí)施方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，淀積不會(huì)損壞玻璃板。本發(fā)明的一些實(shí)施方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，操作簡單、成本合理(例如，化學(xué)汽相淀積和物理汽相淀積成本低，且不復(fù)雜)。本發(fā)明的一些實(shí)施方式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其所獲得的密度大于用標(biāo)準(zhǔn)的火焰噴涂方法所獲得的密度。所述密度類似于噴射的金屬的密度。盡管由于燃燒和高速噴射(超音速)結(jié)合而提供給金屬顆粒的能量很大，出人意外地發(fā)現(xiàn)，襯底未被淀積損壞(在光學(xué)顯微鏡分析時(shí)，未發(fā)現(xiàn)裂紋)。 優(yōu)選地，真空玻璃門窗內(nèi)部的壓力低于10_3毫巴，使之在有效時(shí)間期間保留其能量超隔熱特性。因此，優(yōu)選地，在制品的使用壽命期間，允許的壓力上升最多為同一數(shù)量級(jí)。本發(fā)明的一些實(shí)施方式可在10年期間在玻璃門窗內(nèi)部保持低于10_4至10_3毫巴的真空度。首先，本發(fā)明涉及用于制造密封墊圈的至少一部分的方法，所述密封墊圈的至少一部分確保玻璃門窗中至少一個(gè)第一玻璃板和第二玻璃板之間的氣密性，所述方法包括以下步驟在第一玻璃板的第一周邊區(qū)域上淀積第一附著層，而在第二玻璃板的第二周邊區(qū)域上淀積第二附著層；將第一金屬密封件焊接于第一附著層；以及將第二金屬密封件或所述第一金屬密封件焊接于所述第二附著層；其中，所述第一附著層和第二附著層的淀積采用高速氧-燃料熱噴射(高速氧-燃料火焰噴射)法進(jìn)行。在真空玻璃門窗的情況下，可例如用與密封腔連接的適當(dāng)?shù)某槲到y(tǒng)，在由密封墊圈限定的密封腔中抽真空。在本發(fā)明的制造方法的實(shí)施方式中，所述方法還可包括在附著層中的至少一層的至少一部分上淀積金屬焊接層的淀積步驟。在本發(fā)明的制造方法的實(shí)施方式中，密封件焊接中的至少一個(gè)是所述金屬焊接層的熔融焊接。金屬焊接層的存在便于焊接。在本發(fā)明的制造方法的實(shí)施方式中，所述焊接步驟中至少一個(gè)步驟可以是超聲波焊接或感應(yīng)焊接。超聲波焊接具有不一定需要金屬焊接層的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的所述制造方法的實(shí)施方式中，所述玻璃板之一可配有一隔熱層。這樣可使玻璃門窗更為隔熱。在本發(fā)明的所述制造方法的實(shí)施方式中，所述玻璃門窗可以是真空玻璃門窗。這樣可使玻璃門窗超隔熱(u〈0. 6w/m2K)。在本發(fā)明的所述制造方法的實(shí)施方式中，可使第一金屬密封件焊接于第一附著層，使第二金屬密封件焊接于第二附著層，所述制造方法包括第一密封件與第二密封件的焊接。這樣可在常壓氣氛中執(zhí)行第一密封件和第二密封件的焊接步驟。因此，唯有將密封件彼此焊接的最后步驟應(yīng)抽真空，以獲得真空玻璃門窗。在本發(fā)明的所述制造方法的實(shí)施方式中，所述周邊區(qū)域可加熱至150° C或更高的溫度，優(yōu)選地，200° C或更高的溫度，更優(yōu)選地，250° C或更高的溫度，再進(jìn)行所述附著層的淀積。這樣可提高附著層附著于玻璃板的附著力。在本發(fā)明的所述制造方法的實(shí)施方式中，所述附著層的厚度可為I至ΙΟΟμπι，優(yōu)選地，為I至30 μ m，更優(yōu)選地，為5至15 μ m。這樣的厚度防止附著層脫落，同時(shí)允許足夠的厚度以使附著層實(shí)現(xiàn)其功能。
有利地，所述附著層可具有不平整度Ra，其為I至5μπι，優(yōu)選地，為2至3μπι。這
樣可使金屬焊接層良好地附著在附著層上。有利地，附著層中的至少一層可暴露于還原火焰，再經(jīng)受所述焊接。這樣可減少氧化物的產(chǎn)生，從而在以后的操作中提高淀積的濕潤性。
有利地，所述附著層可由一種附著材料形成，所述附著材料選自由以下材料組成的組銅及其合金、鋁及其合金、鐵及其合金、白金及其合金、鎳及其合金、金及其合金、銀及其合金、鈦及其合金、和錫及其合金。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述附著層可由一種附著材料形成，所述附著材料的熱膨脹系數(shù)為3Χ ΙΟΙ1至23X10^,優(yōu)選地，為4X10^至ΙδΧΙΟ^Γ1,更優(yōu)選地，為5Χ KT6IT1至16Χ ICT6K'這樣可避免玻璃板和附著材料之間的不同膨脹的問題。有利地，所述制造方法還可包括在所述焊接和/或金屬焊接層的所述淀積之前使所述附著層中的至少一層暴露于焊劑的暴露步驟。這樣可融化表面所存在的氧化物。例如，在用銅制成的附著層的情況下，所用的焊劑可以是Castolin公司銷售的商標(biāo)名稱為157NC的焊劑。有利地，所述制造方法還可包括在所述焊接之后和/或在金屬焊接層的所述淀積之后清理剩余焊劑的一個(gè)清理步驟。這避免損壞密封墊圈損壞，限制在實(shí)施成真空之后脫氣。有利地，所述金屬密封件中的至少一個(gè)可具有一金屬焊接層，所述金屬焊接層先于焊接于所述附著層中的一層而存在。這便于釬焊。在本發(fā)明的制造方法的實(shí)施方式中，可實(shí)施以下步驟在常壓氣氛中在第一玻璃板的第一周邊區(qū)域上淀積第一附著層，在第二玻璃板的第二周邊區(qū)域上淀積第二附著層；在常壓氣氛中將第一金屬密封件焊接于第一附著層；在常壓氣氛中將與第一金屬密封件不同的第二金屬密封件焊接于第二附著層；以及在減壓氣氛中且優(yōu)選地在真空下，使第一金屬密封件與第二金屬密封件進(jìn)行焊接。同完全在真空下實(shí)施的方法相比，這在經(jīng)濟(jì)上是有利的。有利地，所述金屬密封件可具有至少一種材料，所述至少一種材料選自銅及其合金、鋁及其合金、鐵及其合金。在所述制造方法的實(shí)施方式中，所述金屬密封件和/或附著材料可用鐵合金制成，其具有以下金屬鐵(53-55%wt，例如53. 5%wt)，鎳(28_30%wt，例如29%wt)以及鈷(16-I8%wt,例如I7%wt),例如Kovar 。這是有利的，因?yàn)檫@種合金的熱膨脹系數(shù)接近玻
ο在所述制造方法的其它實(shí)施方式中，所述金屬密封件和/或附著材料可用鐵合金制成，其包括以下金屬鐵(50-55%wt，例如52%wt)，鎳(45-50%wt，例如48%wt)例如合金48。這是有利的，因?yàn)檫@種合金的熱膨脹系數(shù)接近玻璃。有利地，密封件的厚度在50 μ m至1000 μ m之間；優(yōu)選地，在100 μ m至500 μ m之間；優(yōu)選地，在150μπι至300μπι之間。例如，可使用200μπι的厚度。
有利地，所述高速氧-燃料火焰噴射法可包括以下步驟·在具有第一入口、第二入口和第三入口以及出口的噴射設(shè)備中，經(jīng)所述第一入口加壓注射燃料(例如煤油或丙烯)和氧，每個(gè)入口通向一個(gè)燃燒室；·將附著材料注射到所述第二入口中；·所述燃料和所述氧燃燒(燃燒的點(diǎn)燃可用火花或火焰自動(dòng)進(jìn)行或手動(dòng)進(jìn)行)，以使附著材料在燃燒室中熔融；·經(jīng)所述第三入口注射一種加壓氣體(例如壓縮空氣、氬等)，以便通過所述出口以 超音速噴射熔融的所述附著材料到所述設(shè)備之外；以及·向所述周邊區(qū)域之一定向所述設(shè)備的出口，從而可形成所述附著層之一。有利地，所述出口的軸線與所述玻璃板之間的角度可為45°至90°，優(yōu)選地，為70°至90°，更優(yōu)選地，為75°至90°，更優(yōu)選地，為80°至90°。例如，90°的角度可獲得更密集的淀積，而采用45°的角度，淀積將比較凹凸不平(而且覆蓋效果也將更為有效)。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在所述出口和玻璃板之間在所述出口的軸線的延伸段測得的距離可為10至30cm，優(yōu)選地，為15至25cm，更優(yōu)選地，為17至23cm。因此，有利的是設(shè)置足夠的距離以避免給玻璃提供非常大的能量(這有導(dǎo)致其損壞的危險(xiǎn))，以獲得一個(gè)足夠大的金屬化區(qū)域。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述設(shè)備和玻璃板可在形成所述附著層期間，以5至30m/min的移動(dòng)速度一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)移動(dòng)，優(yōu)選地，移動(dòng)速度為5至20m/min，更優(yōu)選地，為5至15m/min,更優(yōu)選地,為7至13m/min。因此，這樣的速度與玻璃輸送一致，可保持附著層的良好厚度。有利地，氧的壓力可為4至10巴，優(yōu)選地，為5至9巴，更優(yōu)選地，為6至8巴。因此，這樣的壓力可正確實(shí)施燃燒混合物，達(dá)到超音速。有利地，所述燃料可選自由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然氣、丙烯、氫、煤油或乙炔所形成的組。有利地，所述燃料可以是丙烯。有利地，所述燃料的壓力可為2至10巴，優(yōu)選地，為3至8巴，更優(yōu)選地，為4至6巴。有利地，所述壓縮空氣可以為2至10巴的壓力被注射，優(yōu)選地，為3至9巴，更優(yōu)選地，為4至8巴，最優(yōu)選地，為5至7巴。有利地，附著材料可注射到一種載氣中，所述載氣的壓力為2至8巴，優(yōu)選地，為2至6巴，更優(yōu)選地，為3至5巴。本發(fā)明另一方面涉及一種玻璃門窗，其可用本發(fā)明的制造方法的任一實(shí)施方式獲得。本發(fā)明另一方面還涉及一種玻璃板，其可通過在周邊區(qū)域上淀積一附著層獲得，其中，所述淀積采用高速氧-燃料火焰噴射法實(shí)施，所述淀積例如是在本發(fā)明的制造方法的任意實(shí)施方式中所述的淀積。


圖I是示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的高速氧-燃料火焰噴射步驟；圖2是示意圖，示出通過本發(fā)明的方法的實(shí)施方式獲得的三層玻璃門窗；圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式獲得的雙層玻璃門窗的立體示意圖；圖4是示意圖，示出通過本發(fā)明的方法的實(shí)施方式獲得的雙層玻璃門窗；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的密封墊圈的制造方法；圖6是根據(jù)本發(fā)明的密封墊圈的制造方法的實(shí)施方式獲得的玻璃門窗的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的密封墊圈的制造方法的兩種不同的實(shí)施方式獲得的兩種玻璃門窗的示意圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的密封墊圈的制造方法的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明參照特定的實(shí)施方式并參照附圖予以說明，但是，本發(fā)明不受此限制，而僅受權(quán)利要求書的限制。在附圖中，為圖示起見，某些構(gòu)件的相對(duì)大小和相對(duì)尺寸可以被放大，而不是按比例尺制圖。此外，說明書和權(quán)利要求書中的“第一”、“第二”、“第三”之類的用語用于在類似構(gòu)件之間進(jìn)行區(qū)別，而不一定為分類等目的用于說明時(shí)間、空間上的順序。顯然，如此使用的用語在適當(dāng)?shù)膱龊峡苫Q，這里所述的本發(fā)明的實(shí)施方式能夠?qū)嵤┻@里所述和所示的順序以外的其它順序。此外，說明書和權(quán)利要求書中的“上部”、“下部”、“之上”、“之下”之類的用語用于說明目的，而不一定用于說明相對(duì)位置。顯然，如此使用的用語在適當(dāng)?shù)膱龊峡苫Q，這里所述的本發(fā)明的實(shí)施方式能夠?qū)嵤┻@里所述和所示的順序以外的其它順序。要指出，權(quán)利要求書中使用的用語“包括”不應(yīng)理解為對(duì)下文所列出的構(gòu)件或方法的限制；不排除其它構(gòu)件或步驟。因此，應(yīng)理解為限定特定構(gòu)件、整體件、所要求的步驟或部件的存在，但不排除構(gòu)件、整體件、步驟或部件或其組的存在或增加。因此，表述“包括部件A和B的設(shè)備”的范圍不應(yīng)限于只包括組件A和B的設(shè)備。這意味著就本發(fā)明而言，唯有屬于設(shè)備的組件是A和B。當(dāng)然，除非另有說明，例如這里使用的“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個(gè)密封件，那么，所述方法產(chǎn)生一個(gè)夾層，即僅在所述密封墊圈的所述第一密封件和第二密封件焊接在一起之后確保其密封功能的一個(gè)密封部分。當(dāng)然，除非另有說明，例如這里使用的“氣密性”是指對(duì)可用于雙層玻璃門窗中以提高隔熱作用的任何氣體(例如氬)的密封性，或者對(duì)大氣中存在的空氣或任何其它氣體的密封性(在真空玻璃門窗的情況下)。當(dāng)然，除非另有說明，例如這里使用的“隔熱層”是指金屬氧化層，其放射率低于
O.2，優(yōu)選地低于O. 1，更優(yōu)選地低于O. 05。附著層之一可淀積在一隔熱層上(所述隔熱層預(yù)先淀積在玻璃板之一上)，所述隔熱層例如可為以下的層之一 AGC公司銷售的planibel G、planibel top N和 top NT。除非另有說明，例如這里使用的用語“還原火焰”涉及在沒有足夠的氧用以燃燒(即分裂所有分子和氧化其所有的氫和碳)全部燃料(例如丙烯或任何其它燃料)時(shí)所獲得的火焰。
除非另有說明，例如這里使用的用語“襯墊”涉及一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件，其確保在兩個(gè)相鄰的玻璃板之間保持比較恒定的距離。高速氧-燃料熱噴射方法是一種熱噴射技術(shù)，其中，用噴射設(shè)備使噴射的材料(這里是一種附著材料)覆蓋在基體上。這種噴射方式的特征之一是噴射的顆粒速度比較高。噴射設(shè)備一般稱為“噴槍”。熔融所需的能量以及所述附著材料的顆粒的加速部分(因?yàn)榧訅鹤⑸錃怏w也參與加速)所需的能量，在燃料被氧燃燒時(shí)獲得。適當(dāng)?shù)娜剂系睦邮羌淄?、乙烷、丙烷、丁烷、天然氣、丙烯、氫、煤油或乙炔等。?yōu)選地，使用丙烯。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，燃料和氧兩者都注射到高壓注射設(shè)備中。另外，火焰通過供給壓縮氣體(氬、空氣等)來加速，且引向組成噴射設(shè)備的噴嘴中，以便在噴嘴的出口達(dá)到超音速。待噴射的附著材料的粉末軸向注射到噴射設(shè)備中。這種方法產(chǎn)生的層密度和強(qiáng)度非常大。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，淀積有附著層的玻璃板的周邊區(qū)域首先可預(yù)熱到高于150° C的溫度，優(yōu)選地，高于200° C，更優(yōu)選地，高于250° C。預(yù)熱的采用提高玻璃板的附著力。預(yù)熱可通過現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)人員公知的任意方法進(jìn)行，例如借助于火焰或紅外燈進(jìn)行。附著層在一軌區(qū)(piste)上淀積在每個(gè)玻璃板的周邊上，軌區(qū)的寬度為數(shù)毫米，例如在Imm至15mm之間。為了淀積附著層，例如或者玻璃板在噴射設(shè)備之下一邊接著一邊地輸送，或者噴射設(shè)備移動(dòng)，而玻璃板固定，或者玻璃板在本身移動(dòng)的噴射設(shè)備之下輸送。所用的噴射設(shè)備可以是高速氧-燃料粉末熱噴射設(shè)備(例如GMA公司銷售的商標(biāo)名稱為“Micro jet ”的噴射設(shè)備)。其可配有AIRCAP微型噴射器-金屬化設(shè)備責(zé)任有限公司銷售的以下噴嘴之一-標(biāo)準(zhǔn)噴嘴HP-3-A(鋁制，直徑為8. 4mm)；-標(biāo)準(zhǔn)噴嘴HP-3-B(鋁制，直徑為9. 4mm)；
-標(biāo)準(zhǔn)噴嘴HP-3-C(銅制，直徑為9. 5mm)。例如，使用HP-3-C噴嘴，其為用于噴射低熔點(diǎn)金屬的理想的開式短噴嘴。圖I示出噴射設(shè)備6，其噴射含有附著材料的射流7。噴射在玻璃板5的周邊區(qū)域上進(jìn)行，從而形成一附著層3。射流7和玻璃板5形成一個(gè)角度a。在所述出口和玻璃板之間在噴射設(shè)備6的輸出軸線的延伸段中測得的距離標(biāo)以字母d。為了獲得隔熱玻璃門窗密封件(例如真空玻璃門窗密封件)的功能性附著層，優(yōu)選地，使用以下的淀積參數(shù)就幾何參數(shù)(見圖I)而言，噴射設(shè)備6的輸出軸線和玻璃板5之間的角度α可為45°至90°，優(yōu)選地為70°至90°，更優(yōu)選地為75°至90°，理想地為80°至90°。在噴射設(shè)備6的所述出口(噴嘴排列(buselure))與玻璃板5的表面之間在所述出口的軸線的延伸段中測得的距離d，可為10至30cm，優(yōu)選地為15至25cm，更優(yōu)選地為17至23cm,理想地約為20cm。玻璃板5與噴射設(shè)備6之間的相對(duì)速度可為5至30m/min,優(yōu)選地為5至20m/min,更優(yōu)選地為5至15m/min,更優(yōu)選地為7至13m/min,理想地約為IOm/
mirio 對(duì)于火焰參數(shù)，氧壓力可為4至10巴，優(yōu)選地為5至9巴，更優(yōu)選地為6至8巴，理想地約為7巴。優(yōu)選的燃料是丙烯。燃料壓力最好為2至10巴，優(yōu)選地為3至8巴，更優(yōu)選地為4至6巴，理想地約為5巴。壓縮空氣注射的壓力可在2至10巴之間，優(yōu)選地在3至9巴之間，更優(yōu)選地在4至8巴之間，最優(yōu)選地在5至7巴之間，理想地約為6巴。粉末與載氣(例如氬)一起注射；其壓力例如可在2至8巴之間，優(yōu)選地在2至6巴之間，更優(yōu)選地在3至5巴之間，理想地約為4巴。淀積的附著層3的平均厚度最好為I至 100 μ m,優(yōu)選地為I至30 μ m,更優(yōu)選地為5 至 15 μ m。理想地，平均厚度在5至15 μ m(通過Veeco公司銷售的商標(biāo)名稱為“DekTak 6M”輪廓測定儀實(shí)施的測量)。如果淀積物3太厚，則附著層3在淀積時(shí)可能脫落。淀積的附著層3的另一個(gè)參數(shù)是其不平整度。優(yōu)選地，其不平整度是這樣的，允許可選的鍍錫層9具有良好的附著力(見圖5)。通過Talysurf 型不平整度測定儀測得的不平整度(Ra)優(yōu)選地在I至5 μ m之間，理想地約為2至3 μ m之間。不平整度Ra這里限定為表面的連續(xù)的峰谷之間距離的平均偏差或算術(shù)平均值。直接在附著層淀積之后在還原火焰之下的可選通過，可避免產(chǎn)生過多的氧化物，從而提高用于以后操作的淀積的濕潤性。不同的金屬可噴射到玻璃板上。例如，附著材料可選自由以下材料組成的組銅及其合金(例如含有鈦和/或鉻)、鋁及其合金、鐵及其合金(例如鐵-鎳合金例如鐵(50-55%wt，例如52%wt)、鎳(45-50%wt、例如48%wt )、例如合金48 )，鐵合金包括以下的金屬鐵(53-55%wt、例如 53. 5%wt)、鎳(28_30%wt、例如 29%wt)以及鈷(16_18%wt、例如I7%wt)、和JCovar )、白金及其合金、鎳及其合金、金及其合金、銀及其合金、砷化鎵和錫或其合金。該表不是窮舉的。優(yōu)選地，該附著層對(duì)玻璃板具有良好的附接作用。理想地，該附著層是足夠延展的，以吸收相對(duì)于基體(玻璃板)的不同膨脹。為避免這種限制條件，可使用其熱膨脹系數(shù)(CET)基本上類似于玻璃板的熱膨脹系數(shù)的材料(約為9 X KT6IT1X例如，3 X KT6IT1至23 X KT6IT1的熱膨脹系數(shù)是有利的，優(yōu)選地為4 X KT6IT1至18 X KT6IT1，更優(yōu)選地為
5XIO-6K-1至16 XICT6K' Kovar⑧鑒于其約為5X ιο —1的熱膨脹系數(shù)，是一種特別有利的材料。也可使用的銅具有Iexio-6K-1的熱膨脹系數(shù)。ICovar 是一種合金，其包括鐵(53. 5%wt)、鎳(29%wt)、鈷(17%wt)、猛(O. 3%wt)和硅(O. 2%wt)。有利的材料是鐵合金，其包括以下金屬鐵(53-55%wt，例如53. 5%wt)，鎳(28-30%wt，例如 29%wt)以及鈷(16-18%wt，例如 17%wt)。為使金屬密封件焊接于用高速氧-燃料熱噴射法淀積的附著層，可使用不同的方法。一種可能性是使用一金屬焊接層(也稱為釬料，例如用于低溫釬焊)。附著層覆蓋以一金屬焊接層。該步驟稱為鍍錫。金屬焊接層可用簾淀積法、用火焰噴涂法、用高速氧-燃料熱噴射法、用烙鐵或用電解淀積法進(jìn)行淀積，該表不是限制性的。為濕潤附著層，有時(shí)有利地應(yīng)用一種用于融化所述層的表面上存在的氧化物的焊劑(用噴霧或其它方法)。焊劑是化學(xué)產(chǎn)品混合物，其可確保良好的濕潤作用，去除層的氧化物，保護(hù)附著層不被氧化，降低層的表面張力。焊劑可為液態(tài)、糊狀、氣態(tài)或固態(tài)焊劑。優(yōu)選地，使用的焊劑是液態(tài)焊劑。優(yōu)選地，其適合于淀積在玻璃上的附著材料的性質(zhì)。現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)人員知道什么焊劑適合于什么附著材料。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，金屬焊接層可具有從數(shù)微米至數(shù)百微米的厚度。用于低溫釬焊(〈300° C)的標(biāo)準(zhǔn)合金是錫合金(錫-銀合金、錫-銅合金、錫-銀-銅合金、錫-鉛合金、錫-鋁合金等)。優(yōu)選地，多余的焊劑鍍錫之后被洗凈(例如水洗)，以避免密封墊圈損壞，且限制在實(shí)施成真空之后脫氣。然后，金屬密封件釬焊于附著層。釬焊可用給料或不給料的烙鐵通過局部加熱進(jìn)行。亞層經(jīng)受的熱荷載(溫度和接觸時(shí)間)最好加以限制，以避免損壞(剝落)。另一種可能性是采用感應(yīng)焊接，其優(yōu)點(diǎn)是不接觸熱部件，且焊接均勻。這會(huì)減少損壞附著層的危險(xiǎn)。釬焊也可使用其它局部加熱方法紅外線局部加熱、熱空氣加熱、激光焊接和微波焊接等。也可使用超聲波釬焊。在這種情況下，第一焊接層和第二焊接層可不存在。密封件可分別與第一附著層和第二附著層直接接觸。高頻振動(dòng)通過一種稱為超聲波振動(dòng)儀或焊接頭的振動(dòng)工具傳送到密封件和附著層。焊接借助于在兩個(gè)部件的界面處產(chǎn)生的熱量進(jìn)行。 對(duì)于不同的焊接方法，優(yōu)選地，鍍錫與金屬密封件緊密接觸。這可通過足夠的壓力進(jìn)行，由此確保密封墊圈的連續(xù)性。為便于釬焊，密封件可預(yù)先覆蓋以一金屬焊接層，其厚度可從數(shù)微米至一百微米乃至更厚(材料與淀積在附著層上的金屬焊料相同或不同)。在超聲波焊接的情況下，附著層和金屬密封件之間接合也可無鍍錫層地實(shí)施。金屬密封件的焊接方法可以以一個(gè)或多個(gè)步驟進(jìn)行。在一個(gè)步驟的焊接選擇中，具有真空密封性的密封件成一整體件，焊釬焊于不同玻璃板的各自的不同附著層(例如釬焊于兩個(gè)玻璃板的各自的兩個(gè)附著層)。圖3和4示出具有兩個(gè)玻璃板5的一個(gè)真空玻璃門窗，每個(gè)玻璃板5都在周邊區(qū)域上覆蓋以一附著層3。兩個(gè)板通過一個(gè)密封墊圈氣密地裝配在一起(這里確保真空度4)，所述密封墊圈由通過焊料2焊接于附著層的單個(gè)金屬帶I組成。圖3也示出襯墊8，其確保兩個(gè)玻璃板5之間保持恒定的距離。在多個(gè)步驟的焊接選擇中(見圖8)，金屬帶系統(tǒng)由多個(gè)金屬帶I組成。第一金屬帶I通過焊料2焊接于第一玻璃板5。第二金屬帶I通過另一焊料2焊接于第二玻璃板5。然后，這兩個(gè)不同的金屬帶I通過一焊料10彼此焊接，以通過標(biāo)準(zhǔn)焊接技術(shù)例如激光焊接獲得密封性。具有兩個(gè)步驟的該方法可具有如下優(yōu)點(diǎn)在減壓氣氛中實(shí)施真空玻璃門窗包封，而每個(gè)金屬帶的釬焊預(yù)先在常壓下進(jìn)行。密封件最好是金屬帶。可用非金屬構(gòu)件(例如塑料材料)實(shí)施，其覆蓋以金屬(這會(huì)減少密封墊圈的熱傳導(dǎo))。例如，其可用以下金屬制成銅或銅合金、鋁或鋁合金、鋼或鋼合金、鐵或鐵合金(例如包括以下金屬的鐵合金鐵(53-55%wt、例如53. 5%wt)、鎳(28-30%wt，例如29%wt)以及鈷(16-I8%wt，例如I7%wt),例如Kovar ,或者包括以下金屬的鐵合金鐵(50-55%wt、例如52%wt)、鎳(45-50%wt、例如48%wt)，例如合金48)。其也可以是這些不同材料的復(fù)合材料。在三層真空玻璃門窗的情況下(見圖2)，第一玻璃板5由真空空間4與第二玻璃板5分開，該第二玻璃板5由第二真空空間4與第三玻璃板5分開。第一附著層3淀積在第一玻璃板5的第一周邊區(qū)域上，第二附著層3淀積在第二玻璃板5的第二周邊區(qū)域上，第三附著層3淀積在第三玻璃板5的第三周邊區(qū)域上。第一種選擇是使用唯一的金屬帶I，其通過焊料2焊接于每個(gè)附著亞層。第二種選擇(圖2中未示出)是將第一金屬帶焊接于第一玻璃板的第一附著層，將第二金屬帶焊接于第二玻璃板的第二附著層，將第三金屬帶焊接于第三玻璃板的第三附著層。在減壓氣氛中(例如在真空度為10_3巴的真空或真空度更高的真空中)，第一金屬帶然后焊接于第二金屬帶，以在第一和第二玻璃板之間產(chǎn)生真空空間。第二金屬帶焊接于第三金屬帶，以在第二和第三玻璃板之間產(chǎn)生真空度。一般來說，有多種實(shí)施方式用以制造本發(fā)明的密封墊圈。在上述任一實(shí)施方式中，所有玻璃板可配有一附著層，其位于具有玻璃板端部的一個(gè)邊緣上(圖2-6和8所示的情況)，位于玻璃板的側(cè)邊上(圖7左部所示的情況)，或者位于不具有玻璃板端部但覆蓋所述玻璃板的周邊區(qū)域的邊緣附近，所述區(qū)域與所述端部相距O至IOcm的距離(圖7右部所示的情況)。在雙層玻璃門窗的情況下，每個(gè)附著層可淀積在其玻璃板上，以便朝向玻璃門窗內(nèi)部(見圖4 :下部玻璃板，見圖6 :兩個(gè)玻璃板，見圖7 :形成右面玻璃門窗的兩個(gè)玻璃板)，朝向玻璃門窗外(見圖4 :上部玻璃板，見圖5 :兩個(gè)玻璃板，見圖8 :兩個(gè)玻璃板)，或者淀積在玻璃板的側(cè)邊上。在三層玻璃門窗的一個(gè)外部玻璃板的情況下，每個(gè)附著層可淀積在其玻璃板上，以便朝向玻璃門窗內(nèi)部(見圖2 :下部玻璃板)，朝向玻璃門窗外(見圖2:上部玻璃板)，或者淀積在玻璃板的側(cè)邊上(在圖2上未示出，但類似于圖7所示的情況)。 在三層玻璃門窗的一個(gè)內(nèi)部玻璃板的情況下，附著層可以或者淀積在玻璃板的側(cè)邊上(未示出但類似于圖7所示的情況)，或者淀積在玻璃板的主表面上。如果其淀積在玻璃板的主表面之一上，那么，附著層可布置在所述表面的一個(gè)或另一個(gè)上。在所有情況下，以下的構(gòu)型是可行的兩個(gè)相鄰玻璃板的附著層可彼此面對(duì)(圖6和圖7右部所示的情況)，或者彼此不面對(duì)(圖2、4、5、7左部或圖8所示的情況)。如果其彼此不面對(duì)，那么，兩附著層可定向成位于彼此相對(duì)的表面上(圖5和圖8所示的情況)，或者其中一個(gè)可朝向兩個(gè)玻璃板的組裝件的外部，另一個(gè)可朝向兩個(gè)玻璃板的組裝件的內(nèi)部(圖2和4所示的情況)。玻璃板可以尺寸相同，或者尺寸不同。所有玻璃板的邊緣可具有與相鄰的玻璃板的邊緣相同的高度(圖5、6和7所示的情況)。所有玻璃板的邊緣也可具有與相鄰的玻璃板的邊緣不同的高度，即相對(duì)于相鄰的玻璃板的邊緣的位置錯(cuò)開(圖2和4所示的情況)。金屬帶系統(tǒng)可由唯一的金屬帶組成(圖2、4、5、6和7所示的情況)，或者由多個(gè)金屬帶組成，所述多個(gè)金屬帶在所述方法執(zhí)行期間，通過焊料彼此連接(圖8所示的情況)。金屬帶系統(tǒng)(或單個(gè)金屬帶)可具有階梯的形狀(圖2和4所示的情況)，或呈U形(見圖5、6和7右部)，或可為平面(圖7左部所示)。在存在一隔熱層的情況下，附著層的淀積可在隔熱層上進(jìn)行，或在與隔熱層相對(duì)的玻璃的一邊上進(jìn)行，或在玻璃板的側(cè)邊上進(jìn)行。實(shí)施例作為例子，示出以下計(jì)算采用10_4毫巴的初始?jí)毫Γ瑸榇_保在10年期間在玻璃門窗內(nèi)部的壓力低于10_3毫巴所允許的最大泄漏量可計(jì)算如下玻璃門窗內(nèi)部的初始?jí)毫?10_4毫巴。為了在10年之后具有低于10_3毫巴的壓力，最大壓力(Λ P)的上升計(jì)算為10_3毫巴-初始?jí)毫?0.9 Xicr3毫巴。對(duì)于兩個(gè)玻璃板之間的間距為O. 2毫米的一個(gè)Im2的玻璃門窗來說，真空玻璃門窗的體積(V)為 ImXlmXO. 2X10_3m=0. 2X 10_3m3，這相當(dāng)于 O. 2 升。
相當(dāng)于10年的使用壽命(D)等于3600秒X24小時(shí)X365日X 10年，這等于315360000 秒。因此，最大泄漏率=(ΛΡ) XV/D=5. 7X10_13毫巴·升/秒。壓力上升的兩個(gè)根源可以是通過密封墊圈的泄漏(實(shí)際泄漏)，或者內(nèi)表面或玻璃門窗的密封墊圈的漏氣(潛在泄漏)。發(fā)明人已經(jīng)用標(biāo)準(zhǔn)氦氣泄漏檢驗(yàn)器(例如“Pfeiffer”公司銷售的商標(biāo)名稱為“Smart Test HLT560”的檢驗(yàn)器)進(jìn)行密封性檢驗(yàn)，以對(duì)通過密封墊圈的“實(shí)際”泄漏進(jìn)行定量分析。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13185對(duì)具有用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法淀積的亞層的玻璃門窗測得的泄漏率，低于用這種儀器可測得的極限值(<5X ICTki毫巴.升/秒)。根據(jù)本發(fā)明的方法制有密封墊圈的一個(gè)樣品的由密封墊圈所限定的密封腔，用適當(dāng)?shù)某槲到y(tǒng)連接于泄漏檢驗(yàn)器。所述樣品伸入到具有氦氣氛的密閉體中(氣氛包括99%以上的氦氣)。密封腔由氦檢驗(yàn)器的泵抽成真空Γ5Χ10_3毫巴)。檢驗(yàn)器檢測到的氦通量為儀器的本底噪聲(bruit de fond)的數(shù)量級(jí)(〈5X10,毫巴.升/秒)。這證實(shí)沒有氦氣通過根據(jù)所述方法制成的密封墊圈進(jìn)入密封腔中。即使這個(gè)泄漏率程度不足以確保玻璃門窗的若干年的使用壽命，但是公知的是，當(dāng)未檢測到這個(gè)程度的任何泄漏時(shí)，密封墊圈在絕大多數(shù)情況下是完全密封的。具有用標(biāo)準(zhǔn)的火焰噴涂方法淀積的亞層的密封墊圈已經(jīng)證明由于淀積的多孔性而存在許多泄漏情況。用氦檢驗(yàn)器測得的數(shù)值約為10_6-10_7毫巴.升/秒。這完全不足以在玻璃門窗內(nèi)部保持功能性真空度。對(duì)于面積為Irn2和玻璃板之間的間距為O. 2mm的玻璃門窗來說，以這個(gè)泄漏率，以10_4毫巴的初始?jí)毫?，在僅僅180秒之后就達(dá)到10_3毫巴的壓力。本發(fā)明另一方面涉及一種玻璃門窗，其可用本發(fā)明的制造方法的任一實(shí)施方式獲得。本發(fā)明另一方面還涉及一種玻璃板，其可通過在周邊區(qū)域上淀積一附著層獲得， 其中，所述淀積采用高速氧-燃料火焰噴射法實(shí)施，所述淀積例如是在本發(fā)明的制造方法的任意實(shí)施方式中所述的淀積。
權(quán)利要求
1.用于制造密封墊圈的至少一部分的方法，所述密封墊圈的至少一部分確保玻璃門窗中的至少一個(gè)第一玻璃板和第二玻璃板之間的氣密性，所述方法包括以下步驟 -在第一玻璃板的第一周邊區(qū)域上淀積第一附著層，而在第二玻璃板的第二周邊區(qū)域上淀積第二附著層； -將第一金屬密封件焊接于所述第一附著層； -將第二金屬密封件或所述第一金屬密封件焊接于所述第二附著層； 其特征在于，所述第一附著層和第二附著層的淀積采用高速氧-燃料火焰噴射法進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在附著層中的至少一層的至少一部分上淀積金屬焊接層的淀積步驟；并且，金屬密封件焊接中的至少一個(gè)是所述金屬焊接層的熔融焊接。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，焊接步驟中的至少一個(gè)是超聲波焊接或感應(yīng)焊接。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述玻璃門窗是真空玻璃門窗。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封墊圈的制造方法，其特征在于，使第一金屬密封件焊接于所述第一附著層，使第二金屬密封件焊接于所述第二附著層，所述方法還包括所述第一金屬密封件與第二金屬密封件的焊接。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，附著層中的至少一層暴露于還原火焰，再經(jīng)受所述焊接。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述附著層由一種附著材料形成，所述附著材料選自由以下材料組成的組銅及其合金、鋁及其合金、鐵及其合金、白金及其合金、鎳及其合金、金及其合金、銀及其合金、和錫或其合金。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述附著層由附著材料形成，所述附著材料的熱膨脹系數(shù)為3X IO-6IT1至23X IO-6IT1,優(yōu)選地為4X IO-6IT1至18X Ι ^Γ1，更優(yōu)選地為5 X KT6IT1至16 X ICT6K'
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述焊接和/或金屬焊接層的所述淀積之前使所述附著層中的至少一層暴露于焊劑的暴露步驟。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述金屬密封件中的至少一個(gè)具有一金屬焊接層，所述金屬焊接層先于焊接于所述附著層中的一層而存在。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 -在常壓氣氛中在所述第一玻璃板的第一周邊區(qū)域上淀積第一附著層，在所述第二玻璃板的第二周邊區(qū)域上淀積第二附著層； -在常壓氣氛中將第一金屬密封件焊接于所述第一附著層； -在常壓氣氛中將與所述第一金屬密封件不同的第二金屬密封件焊接于所述第二附著層；以及 -在減壓氣氛中且優(yōu)選地在真空下，使所述第一金屬密封件與所述第二金屬密封件進(jìn)行焊接。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述金屬密封件包括至少一種材料，所述至少一種材料選自銅及其合金、鋁及其合金、鐵及其合金。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述金屬密封件和/或附著材料用鐵合金制成，所述鐵合金包括以下金屬鐵(53-55%wt，例如53. 5%wt)、鎳(28-30%wt，例如 29%wt)以及鈷(16-18%wt，例如 17%wt)，例如Kovar 。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述高速氧-燃料火焰噴射法包括以下步驟 在具有第一入口、第二入口和第三入口以及出口的噴射設(shè)備中，經(jīng)所述第一入口加壓注射燃料和氧，每個(gè)入口通向一個(gè)燃燒室； 將附著材料注射到所述第二入口中； 所述燃料和所述氧燃燒，以使所述附著材料在所述燃燒室中熔融； 經(jīng)所述第三入口注射加壓氣體，以便能夠通過所述出口以超音速噴射熔融的所述附著材料到所述設(shè)備之外；以及 使所述設(shè)備的出口向所述周邊區(qū)域中的一個(gè)定向，從而允許形成所述附著層中的一層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述出口的軸線與所述玻璃板之間的角度為45°至90°，優(yōu)選地為70°至90°，更優(yōu)選地為75°至90°，更優(yōu)選地為80°至90。。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述設(shè)備和玻璃板在形成所述附著層期間，以5至30m/min的移動(dòng)速度一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)移動(dòng)，優(yōu)選地，移動(dòng)速度為5至20m/min,更優(yōu)選地,為5至15m/min,更優(yōu)選地,為7至13m/min。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一玻璃板的第一周邊區(qū)域和所述第二玻璃板的第二周邊區(qū)域位于所述第一玻璃板和第二玻璃板的各自的側(cè)邊上。
18.玻璃門窗，其特征在于，其具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的步驟的特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造密封墊圈的至少一部分的方法，所述密封墊圈的至少一部分確保玻璃門窗中的至少一個(gè)第一玻璃板和第二玻璃板之間的氣密性，所述方法包括以下步驟在第一玻璃板的第一周邊區(qū)域上淀積第一附著層，在第二玻璃板的第二周邊區(qū)域上淀積第二附著層；將第一金屬密封件焊接于所述第一附著層；將第二金屬密封件或所述第一金屬密封件焊接于所述第二附著層；根據(jù)本發(fā)明，所述第一附著層和第二附著層的淀積采用高速氧-燃料火焰噴射法進(jìn)行。
文檔編號(hào)E06B3/673GK102667044SQ201080052188
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者F·克洛塞, O·布埃斯納德 申請(qǐng)人:旭硝子歐洲玻璃公司