用于组装叠层玻璃窗单元的方法和用于实施该方法的压延机与流程


1.本发明涉及制造叠层玻璃窗单元的领域,叠层玻璃窗单元包括两块玻璃板和热塑性中间层板。更特别地,其涉及在堆叠两块玻璃板和热塑性中间层板之后,并在其在加压釜中处理之前实施的除气步骤。


背景技术:



2.叠层玻璃窗单元通常用在机动车辆、航空和建筑领域。它们通常包括两块玻璃板,其间布置有热塑性板(典型地由聚乙烯醇缩丁醛(pvb)制成),热塑性板确保两块玻璃板之间的粘附。高质量的叠层玻璃窗单元必须是透明且无气泡的。
3.传统上,这种叠层玻璃窗单元的制造主要包括三个连续的步骤,即两块玻璃板和插入热塑性板的堆叠、除气以及在加压釜中处理。
4.除气步骤的目的是使两块玻璃板在加热后粘附到热塑性板上,同时消除热塑性板和每块玻璃板之间的大部分空气。其包括连续地使堆叠通过辐射炉来加热堆叠,然后使堆叠通过布置在炉的出口处的压延机的压力辊之间,在炉的出口处热塑性板依然处于足以使其粘附到玻璃板上的温度下。在此步骤的结尾,热塑性板和玻璃板之间的粘附足以在等待其在加压釜中的处理时的后续处理时期间保持它们的组合,加压釜中的处理将给予其最终的粘附。
5.更具体地,在除气步骤后,叠层玻璃窗单元被升高,并以一批若干叠层玻璃窗单元的形式以接近竖直的成角度位置离线放置在支架上。装载了叠层玻璃窗单元的支架被带入加压釜,当加压釜被装满时,叠层玻璃窗单元在加压釜中承受持续几小时的压力(大约10bar)和温度循环(大约140
°
c)。加压釜中的处理确保了热塑性板和玻璃板之间的最终粘附,并且被用于给玻璃板提供期望的透明度,以及在除气步骤的结尾消除热塑性板中保留在玻璃板和热塑性板之间的空气。
6.除气步骤期间通常使用的辐射炉技术基于红外灯,其黑体光谱对应于900和1200
°
c之间的灯丝温度。这种炉具有需要相当多的能量并且典型地依赖于在4到10m的距离上用红外灯加热的缺点。这由以下事实而得到了解释,一方面,玻璃板吸收了大部分入射流,对于在500
°
c 和1000
°
c之间的红外灯灯丝温度并且对于2mm的玻璃厚度典型地是50%到80%。因此,入射红外辐射遇到的第一玻璃板阻止叠层玻璃窗单元的热塑性中间层板(特别是pvb)直接吸收大部分入射流。另一方面,在指定的波长下,被玻璃吸收的入射红外辐射的能量的比例随着其厚度(其可以超过10mm)而指数级地增加,进一步限制了直接到达热塑性中间层板的红外辐射的能量的比例。结果是堆叠贯穿其厚度被加热,且由玻璃传导的热量对此有极大贡献,该热量流向热塑性板以加此热塑性板。且叠层玻璃窗单元包括的厚玻璃板越多,加热就必须越长和/或越大功率。此外,在后部的加热和在更向前的区域中通过压延机的挤压的组合作用下,热塑性板和相对于堆叠的移动方向在堆叠后部的玻璃板之间存在粘合的风险,这会阻止实现充分的脱气。
7.最后,在玻璃板涂覆了薄的太阳能控制或类似低发射率层的情况下,大部分红外
辐射被反射,并且加热过程变得非常低效。
8.在wo 2007/081541中提出了另一种方法,以组装叠层玻璃窗单元而不需要采用加压釜处理。为此,此文献教导了在大约1kpa和20kpa或30kpa之间将由两块玻璃板以及热塑性中间层板(优选地由pvb制成)组成的堆叠定位在密封真空室中,并且继续加热热塑性板并且挤压以便粘性地组装玻璃板和热塑性板。挤压可借助连续的辊子执行并且加热可由布置在连续的辊子之间的辐射源完成,玻璃板和热塑性板的堆叠在连续的辊子下以振荡的方式移动。辐射源选自微波或红外场,具有选择成以便增强热塑性板的加热的频率。辐射的能量密度选择成以便获得大约0.5
°
c/s到5
°
c/s之间的加热率,其指出较快的加热会具有需要使用加压釜处理的缺点。
9.但是,此方法具有需要使用真空室的缺点,其在可能为数平方米的大尺寸玻璃窗单元的情况下是不适合的。此外,加热过程保持相对较慢,其限制了生产产出。
10.根据另一个旨在改善除气步骤期间使用的加热技术同时继续使用高压釜中的后续处理的方法,申请人在wo 2020/099800中提出在压延机的上游将由玻璃板和热塑性中间层板组成的堆叠的至少一侧,优选地两侧,暴露于波长在340和400nm之间,和/或在1.6和2.9
µ
m之间的辐射,其具有最多为100nm的光谱范围,以便穿过玻璃板将热塑性中间层板重新加热到足够的温度,以在玻璃板随后进入压延机时粘附玻璃板。
11.此文献解释了像pvb的热塑性中间层板在这些波长下比玻璃吸收了多得多的辐射。其详细描述了主要的兴趣因而在于在这些波长中辐射加热的效率,这些波长对于热塑性中间层板在其与玻璃板的界面处的薄厚度是特定的,而不管被穿过的玻璃板的玻璃厚度如何,并且与现有技术的使用红外灯加热相比,此效率对于更大的玻璃板厚度依然保持。
12.其特别教导了定位在压延机前的uv源,使得可以快速升高pvb和玻璃之间的界面的温度,并使得可以用由压延机施加的压力来立即给样品除气,其指出uv能源首先被pvb吸收。此方法因而代表了能量增益并且使得可以没有红外炉的典型惰性。
13.作为实施示例,此文献提及了planiclear
®
(圣戈班玻璃)2mm
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pvb saflex
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rb41 0.76 mm (伊士曼化学公司)
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planiclear
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2 mm玻璃组件,其在单侧上暴露于uv led灯,其以365 nm的波长发射最大9 w/cm2的表面功率(至少90%的总光能量在345到385nm的光谱范围中发射)。样品在灯下且在压延机中以0.4 m/min移动。灯位于压延机前5cm距样品3mm的距离处,样品在其整个宽度上并在照射区域的长度上被照射,照射区域的长度为20mm。在除气后,样品具有与通过标准除气过程和加压釜后获得的那些样品相当的模糊级别和清晰级别,样品是完美透明的并且没有气泡。


技术实现要素:



14.本发明的目标是进一步改善现有技术。特别是,一个目标是进一步改善除气步骤期间,或者更一般地,用来组装叠层玻璃窗单元的步骤期间的能量性能和/或生产率,在此期间,玻璃板和通过加热被变成粘性的热塑性中间层板通过压延被挤压在一起,以便粘性地将玻璃板粘附在热塑性板上。
15.为此,根据第一方面,本发明提出了一种装置,以粘性地将两块玻璃板粘附到通过加热变成粘性的热塑性板上,所述板预先布置成堆叠的形态,其中热塑性板夹在两块玻璃板之间与它们直接接触。该装置包括至少第一辐射源来加热堆叠内的热塑性板,以便使它
变成粘性的,以及第一辊子和第二辊子,它们可旋转地安装以在堆叠通过它们之间时在它们之间挤压堆叠,以便使被第一辐射源变成粘性的热塑性板粘附到至少其中一块玻璃板上。第一辐射源布置在第一辊子内,而第一辊子的周向壁适于允许第一辐射源的辐射至少部分地穿过,以便在堆叠在两个辊子之间通过期间抵达堆叠。
16.至少一个辐射源(优选地是uv,但是也可以设想其他的)被放置在第一辊子中且优选地也放置在第二辊子(第一辊子和第二辊子一起形成挤压压延机)中的事实使得可以有利地加热挤压区域自身或者其紧邻区域中的热塑性板。这使得可以从用uv或其他辐射加热热塑性板所产生的趋肤效应充分受益,因为辐射很少被辐射穿过其中的玻璃板所吸收。
17.事实上,发明人发现wo 2020/099800 a1的技术方案包括在压延机还没有使得可以在实际中完全受益于通过加热的趋肤效应(即,由于热塑性中间层板在其与玻璃板的界面处的薄的厚度的事实,热塑性中间层板可以被快速地加热)之前就定位用于加热热塑性板的辐射源。这是由于以下事实,即当热塑性层的薄厚度达到足够的温度使其变成粘性时,并不立即发生压延。实际上,由玻璃板和热塑性中间层板形成的堆叠必须通过将辐射源从压延机的挤压区域分开的距离。尽管此距离非常小,但是,通过它所需的时间使得能够通过热塑性板的其余部分以及玻璃板中的热传导扩散效应而实质冷却在热塑性板薄层与玻璃板的界面处的热塑性板薄层。在此文献给出的示例中,其中辐射源位于压延机前5cm处,考虑到0.4 m/min的移动速度,对于堆叠需要7.5秒到达压延机的挤压区域的中心。因此,辐射源必须给热塑性板提供比足以使热塑性板的材料的薄表面变成粘性的热量大得多的热量,以便确保在堆叠被压延机挤压的时候热塑性板的表面温度依旧足以在表面上是粘性的。另外,此示例对应的是与工业实施非常不一样的实验室测试条件。实际上,5cm的灯到压延机的接近度只有因为压延机的挤压辊子具有非常小的直径才是可能的,即大约3cm的直径,其还没有软覆盖物。这种异常小的直径不对应于工业实际,其中挤压辊子的直径通常大10倍或者甚至更多,并且覆盖有软覆盖物用来与挤压区域成软接触,挤压区域沿堆叠的移动方向具有数厘米的长度,例如大约5cm。因此,基于led的uv辐射源尽管需要很少的空间,在现实中也不能放置成到堆叠的挤压区域如此近的接近度,并且到挤压区域的中心线甚至更少。换言之,实际的工业状况甚至比这些实验室测试的状况更加不利。
18.相反地,在本发明中,将辐射源定位在压延机辊子中的行为允许辐射至少部分地穿过,使得可以局部地将热塑性板的表面温度升高到所需水平,以便在热塑性板的此部分出现在压延机的辊子的挤压区域中时,或者至少,在距离其非常短的距离处时,使得热塑性板的表面上变成粘性的。以这种方式,通过热塑性板的剩余部分和相邻玻璃板中的热传导对热塑性板的材料的表面层的冷却效应实质上在挤压后才发生。因此,可以通过加热热塑性板完全受益于趋肤效应,这防止了需要提供过多加热能量。
19.另外,可以非常快速地实现期望的表面温度,以使得热塑性板在其与玻璃板的界面处变成粘性的。实际上,可以对其施加闪热,使得可以通过使用高加热辐射密度达到期望的温度。要达到的表面温度通常在50
°
c和80
°
c之间,取决于热塑性板的材料,特别是在pvb的情况下。如我们以下将看到的那样,可以以明显少于一秒达到该表面温度。在实践中,可以轻易以少于0.5秒达到,或者甚至以少于0.2秒达到该表面温度。要做到这一点,只是使用高辐射密度的问题,因为大部分辐射都穿过玻璃板并且抵达热塑性板。在特别是uv透明的常规玻璃板的情况下,呈一个或更多led灯带形态的特定uv源完全适合于此目的。现今,它
nm;
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该装置提供为在堆叠从其间通过时在堆叠上施加足够高的压力水平,以消除热塑性板和玻璃板之间存在的大部分空气;
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该装置提供为第一辊子和第二辊子在堆叠上施加0.1和1 mpa之间的压力。
20.根据另一个方面,本发明提出了一种用于从两块玻璃板和热塑性板制造叠层玻璃窗单元的方法,热塑性板通过加热变成粘性的,包括以下步骤:
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提供呈堆叠形态的两块玻璃板和热塑性板,其中热塑性板夹在两块玻璃板之间与它们直接接触,以及
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使堆叠在刚刚已描述的根据本发明的第一方面的装置的第一辊子和第二辊子之间通过,以便在堆叠在它们之间通过时挤压它们之间的堆叠,其中:
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该装置的第一和/或第二辐射源至少在堆叠通过第一和第二辊子之间期间被激活来加热堆叠内的热塑性板,从而使其变成粘性的,且
‑ꢀ
该装置的第一辊子和第二辊子在堆叠从它们之间通过时挤压堆叠,以便使被第一和/或第二辐射源变成粘性的热塑性板粘附到一块和/或另一块玻璃板上。
21.根据优选的实施例,本发明的方法包括一个或更多以下特征:
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第一和/或第二辐射源选择成使得:布置在第一辊子的侧面上,和/或在第二辊子的侧面上的玻璃板相对于抵达堆叠的所考虑的辐射源的辐射部分具有至少50%的透射率,更优选地为至少75%,以及甚至更优选地至少85%,而热塑性板相对于在穿过第一辊子的侧面,和/或第二辊子的侧面上的玻璃板后抵达热塑性板的所考虑的辐射源的辐射部分具有至少50%的吸收率,更优选地至少75%,且甚至更优选地至少85%;
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第一辊子和第二辊子在堆叠从其间通过时在堆叠上施加足够高的压力水平,以消除热塑性板和玻璃板之间存在的大部分空气;
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由第一辊子和第二辊子施加在堆叠上的压力包括在0.1和1 mpa之间;
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堆叠在第一和第二辊子之间的移动速度选择成使得对于少于2秒的曝光时间,优选地少于1秒,更优选地少于0.5秒且甚至更优选地少于0.25秒,或者甚至少于0.2秒,堆叠局部地遭受第一和/或第二辐射源的辐射,第一和/或第二辐射源的辐射的强度选择成对于曝光时间,在热塑性板与玻璃板的界面处局部地加热热塑性板到使得热塑性板局部地粘附在此界面处的点,并且便于由辊子挤压堆叠以使热塑性板局部地粘附到此玻璃板上,玻璃板位于对应于所考虑的辐射源的侧面上;
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该方法还包括用来在堆叠通过第一和第二辊子之间后在加压釜中处理堆叠的步骤。
附图说明
22.在阅读说明书后本发明的其他方面、特征和优点将显而易见,说明书接下来是本发明的一个优选实施例,其作为示例给出并且参考了附图。
23.图1描绘了图表,图表给出了作为波长的函数分别通过2mm厚的玻璃板和pvb板得到的透射率和吸收率。
24.图2描绘了跟图1相同的图表,但是是在4mm厚的玻璃板的情况下,pvb板是相同的。
25.图3对于相同的玻璃板和相同的pvb板,但是在更大的波长范围上描绘了和图1相同的图表。
26.图4描绘了图表,其中一个给出了对于配备与图2相同的4mm玻璃板的所谓“低放射性”层作为波长的函数的辐射的透射率,另一个图表提供了在被“低放射性”层和此玻璃层透射后通过相同pvb板作为波长的函数的辐射的吸收率。
27.图5描绘了当堆叠由uv辐射加热时穿过由两块玻璃板和夹置的pvb板形成的堆叠的温度曲线。
28.图6对于和图5相同的堆叠描绘了在由uv辐射加热期间作为时间的函数关于pvb板的温度曲线。
29.图7对于和图5中相同的堆叠描绘了相同的曲线,但是是在其中堆叠遭受ir加热的情况下。
30.图8对于和图5中相同的堆叠描绘了相同的曲线,但是是在其中堆叠遭受ir加热的情况下。
31.图9描绘了当堆叠由uv辐射加热时穿过由两块玻璃板和夹置的pvb板形成的堆叠的温度曲线,玻璃板比在图5到图8中的堆叠的情况下厚。
32.图10对于和图9相同的堆叠描绘了在由uv辐射加热期间作为时间的函数关于pvb板的温度曲线。
33.图11对于和图9相同的堆叠描绘了相同的曲线,但是是在其中堆叠遭受ir加热的情况下。
34.图12对于和图10中相同的堆叠描绘了相同的曲线,但是是在其中堆叠遭受ir加热的情况下。
35.图13示意性地描绘了根据本发明的一个优选实施例的除气站。
36.图14示意性地描绘了在图13的除气站的压延机辊子之间通过的堆叠的玻璃板上的挤压辊子的接触区域的局部放大图。
37.图15示意性地描绘了图13的除气站的一个变型。
38.图16示意性地描绘了图14的除气站的压延机辊子的俯视图。
具体实施方式
39.图1到图4示出了使用uv辐射源来加热热塑性板以便使其变成粘性的并且随后能够通过挤压将其粘附到毗连的玻璃板上的值。它们代表了有或者没有功能层的玻璃板的透射光谱,以及pvb板的吸收光谱。
40.在四个图的图表上,波长在x轴线上以微米为单位表示,而透射或吸收的光部分根据情况在y轴线上表示。
41.在图1中,点划线(a)代表由伊士曼化学公司在注册商标saflex
®ꢀ
rb41下销售的0.76 mm厚的pvb板的吸收率,而实线(b)代表由圣戈班玻璃公司在注册商标planiclear
®
下销售的2 mm厚的玻璃板的透射率。在图2中,点划线(a)和图1中相同的pvb板的吸收率,但是这次实线(b)代表由圣戈班玻璃公司在注册商标planiclear
®
下销售的4 mm厚的玻璃板的透射率。
42.对于340和450 nm之间的uv辐射,玻璃是透明的而pvb是高度吸收性的,如图1和图2两个附图中所示。此光谱窗口因而对于直接加热pvb而没有辐射被玻璃吸收是理想的。选择性加热帮助减少在玻璃-pvb界面处除pvb之外的区域中的辐射的吸收,并且因而减少使用的能量,从而使得可以减少处理成本。
43.图3对于相同的玻璃板和相同的塑性板,但是这次对于更宽的波长范围给出了和图1相同的曲线。其示出了对于1.6和2.9
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m之间,且更特别地2.2和2.7
ꢀµ
m之间的光谱窗口存在类似的意义。
44.在图4中,点划线(d)代表在4mm厚的玻璃板上,由圣戈班玻璃在商标planitherm
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one下销售的所谓“低e”/“低放射性”薄层的透射。点划线(e)代表在由薄层和玻璃透射后由pvb吸收的辐射部分。
45.对于此类包括反射红外辐射的薄层的组件,玻璃的透射窗口被保持并且过程的功效仅在340和450 nm之间的波长范围中轻微地被玻璃上添加薄层所影响,而在1.6和2.9
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m之间不受影响。在这种情况下,薄层对1.6和2.9
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m之间的波长透射不好,其反射了它的大部分,而在340和450 nm之间波长的辐射则保持很大程度上透射穿过此薄层。
46.图5到图12中的图表示出了与红外相比使用uv辐射源的值的比较研究的结果,其目的是加热堆叠的热塑性中间板以便使其变成粘性的并且能够通过挤压将其粘附到毗连的玻璃板上。对于每种类型的辐射以相同的方式选择入射强度,以便示出与ir白炽灯灯泡相比使用uv辐射的真实值。在实践中,应注意的是uv led通常更密集,可能具有2到10的比率。
47.在这种情况下,辐射源的入射密度为在2 cm宽的区域上均匀地60 w/cm2,规定此区域的宽度的方向在实践中对应于堆叠通过压延机的移动方向。另外,其覆盖了由两块玻璃板和热塑性中间层板形成的堆叠的整个宽度,规定堆叠的宽度在实践中对应于水平方向,该水平方向垂直于通过压延机的堆叠的移动方向。辐射加热从堆叠的单侧执行以便说明热塑性板中uv加热的趋肤效应。换言之,辐射源位于堆叠的两个主面的其中一个的侧面上。在实践中,辐射加热优选地从堆叠的两侧应用。在这种情况下,uv源以365nm的波长辐射,而ir灯泡具有在1200
°
c温度的黑体光谱。
48.如果在辐射源侧上的玻璃-pvb界面达到80
°
c的温度时发生通过压延的挤压,则假设获得令人满意的粘性粘附和良好的除气。换言之,一旦由pvb在此界面处达到80
°
c的温度,就停止源的辐射。在实践中,适当的温度水平实际上较低,即包括在40
°
c和60
°
c 之间。
49.图5到8提供了对于叠层玻璃窗单元由两块2mm厚的玻璃板和0.76mm厚的pvb中间层板构成的情况的结果。
50.更特别地,图5和6涉及其中使用了uv辐射源的情况。图5沿着y轴线示出了作为距离的函数堆叠内的温度水平,在x轴线上示出了从位于辐射源的侧面上的玻璃板的外表面测量的温度水平。
51.图6在x轴线上示出了作为时间的函数热塑性板中的温度水平,在此期间uv辐射应用到堆叠上。更特别地,连续曲线(a)是pvb板与位于uv辐射源的侧面上的玻璃板的界面处的温度,短划线曲线(b)是在pvb板中达到的最高温度,而点划线(c)是pvb板在与位于uv辐射源的远侧上的玻璃板的界面处的温度。
52.图7和8是与对于图5和图6相同的图表,但是是对于其中使用ir辐射源的情况。
53.图9到图12给出了与图5到图8相同的图表结果,但是是对于叠层玻璃窗单元由两块10 mm厚的玻璃板和0.76mm厚的pvb中间层板构成的情况。
54.从图4到图11的图表出现若干教导。
55.对于包括2mm厚的玻璃板的叠层玻璃窗单元,在0.135秒钟内在位于辐射源的侧面上的pvb板-玻璃板界面处达到80
°
c的温度,其在实践中对应于8.9 m/min的通过挤压压延机的堆叠的移动速度。相反地,在ir灯的情况下用0.88秒实现此效果,其在实践中对应于1.4m/min的通过挤压压延机的堆叠的移动速度。
56.uv源因此允许以相等的辐射密度比ir源快六倍加热。
57.对于包括10 mm厚的玻璃板的叠层玻璃窗单元,在0.17秒钟内在位于辐射源的侧面上的pvb板-玻璃板界面处达到80
°
c的温度,其在实践中对应于7 m/min的通过挤压压延机的堆叠的移动速度。因此与包括2mm厚的玻璃板的叠层玻璃窗单元的情况相比,除气操作仅慢20%。作为对照,在ir源的情况下用6秒达到此温度,其对应于仅0.2 m/min的通过挤压压延机的堆叠的移动速度。另外,在这种情况下,ir源在玻璃板中导致极端的温度,即至多500
°
c,其对于玻璃板可能是有害的。在实践中,建议使用较低的ir辐射密度,并且因此甚至较慢的加热,以便在玻璃的加热期间通过热传导获得贯穿玻璃均匀的温度,并且因此防止达到有害的高局部温度。
58.对于uv源的情况,图6和图10的图表也示出了在uv源已经熄灭后在位于uv源侧面上的pvb板-玻璃板界面处的温度极快地下降。事实上,在两种情况下其都在少于0.9秒中从80
°
c变成40
°
c。这示出了一旦pvb板-玻璃板界面处的温度达到了足以使pvb板变成粘性的水平就挤压堆叠的值,或者至少非常快地挤压堆叠,使得当挤压发生时pvb板在表面上依然是粘性的。与如wo 2020/099800 a1中所述辐射源位于压延辊子外时相比,这是使得可以将辐射源置于压延辊子内的原因。
59.因此可以使用高辐射密度来在玻璃板-热塑性板界面处快速实现期望的温度,以便能够增加堆叠通过挤压压延机的移动速度。但是,优选的是将到达热塑性板的辐射密度保持在一定极限内,因为如图6和图10中所示,在此情况下pvb板内达到的最高温度——即大约110
°
c——其大大高于在与玻璃板的界面处达到的温度,并且这是更重要的,因为到达热塑性板的辐射密度对于固定的加热期更高。如果没有做到这个,如果热塑性板的材料中的温度变得局部过高,就有热塑性板的材料局部劣化的风险。从这个观点看,在pvb板的情况下优选的是pvb板内达到的最大温度小于或等于140
°
c。
60.以下是根据本发明的叠层玻璃窗单元的组装线的一个示例。
61.以本身已知的方式,该组装线由提供堆叠e开始,每个堆叠都由两块玻璃板v1,v2和夹置的粘性热塑性板t形成,以便与两块玻璃板v1,v2直接接触。如图13中所示,堆叠e由传送机2运输,传送机2连续地将堆叠e带至根据本发明的除气站1,优选地通过以恒定速度连续移动。
62.热塑性板t在除气站1处被通过压延机的辊子r1,r2的周向壁的uv辐射和类似辐射加热,以使得堆叠e在被这些同样的辊子挤压期间使热塑性板t变成粘性的,以便将玻璃板v1,v2粘附到热塑性板t上。挤压水平选择成足以使堆叠e除气,换言之去除热塑性板t和每块玻璃板v之间存在的大部分空气。由压延机的辊子r1,r2对堆叠e应用的压力优选地包括在0.1和1 mpa之间。在离开除气站1之后,每个堆叠e都形成会典型地遭受加压釜处理的叠
层玻璃窗单元。在这种情况下,在站1的除气步骤的结尾,在等待叠层玻璃窗单元在加压釜中的处理期间,热塑性板t和玻璃板v之间的粘附足以在后续的操作期间保持它们的组装就足够了。在除气步骤的结尾达到的粘附水平因此可低于,或者甚至远远低于,在加压釜中处理后达到的粘附水平。加压釜处理可以进一步常规地用于给玻璃板v1,v2期望的透明度,并且在热塑性板t中消除在站1中的除气步骤结尾保留在玻璃板v1,v2和热塑性板t之间的空气。
63.将会理解的是作为一个变型,可使用所公开的除气技术而不求助加压釜处理,例如在其中除气步骤被设计用来获得期望的最终粘附水平的情况下。
64.如图13中可见的那样,除气站1包括压延机,压延机包括用来在堆叠在辊子r1和r2之间通过时挤压它们之间的每个堆叠e的两个相对的挤压辊子r1和r2。辊子传送机2优选地以连续的方式以恒定的速度将堆叠e带至辊子r1和r2之间。辊子r1和r2以反向旋转的方式以一致的周向速度被可旋转地驱动,该周向速度优选地等于辊子传送机2的移动速度。因此,辊子r1和r2又驱动堆叠e,堆叠e在辊子r1和r2之后再次到达辊子传送机2上或者直接到达加载站。辊子r1,r2的轴线典型地垂直于辊子传送机2上的堆叠e的移动方向x定向。优选地,堆叠e典型地在辊子传送机2上水平地移动,并且在其上水平地定位。
65.辐射源uv1和/或uv2布置在辊子r1和/或r2内。这并不造成任何困难,因为辊子r1和r2的外径通常是足够的,尤其是由于基于led的uv源需要很少空间。因此,uv辐射源可以布置在具有非常小尺寸的辊子r1和/或r2中,例如具有200 mm和3000 mm之间的外径,更优选地350 mm和2000 mm之间。它们优选地在对应的辊子r1,r2内安装在固定位置上。换言之,源uv1和uv2不随着辊子r1和r2旋转。源uv1和uv2优选地具有方向性的辐射,即,当沿着辊子的旋转轴线的方向查看时,它们的辐射不是全方向的,而是相反,其通常指向相同的方向。
66.它们布置成以便朝向两个辊子r1,r2之间堆叠e的挤压区域辐射。因此,源uv1帮助使在与位于辊子r1的侧面上的堆叠e的玻璃板v1的界面处的热塑性板t变成粘性的,而源uv2帮助使在与位于辊子r2的侧面上的堆叠e的玻璃板v2的界面处的热塑性板t变成粘性的。
67.每个源uv1,uv2都优选地是uv led灯带。后者平行于对应的辊子r1,r2的轴线延伸。其优选地足够长以能够在堆叠e的整个宽度上辐射,堆叠e的整个宽度对应于垂直于移动方向x的方向。作为一个变型,可以提供并排布置的若干uv led灯带,以沿移动方向x给出更大的辐射宽度。辊子r1,r2的周向壁具有一定的透明度,以允许对应源uv1,uv2的辐射至少部分地穿过。为此,它们的周向壁可由具有足够壁厚的玻璃或适当的塑料材料制成,以提供适当的机械阻力。辊子r1,r2的周向壁的构成材料吸收一部分辐射的事实在辊子r1,r2在它们的旋转期间有时间冷却的情况下是可接受的。
68.辊子r1,r2的整个周向壁可具有此透明度。但是作为一个变型,仅辊子r1,r2的周向壁的一部分可具有此透明度。例如,关于辊子r1,r2的轴向方向,仅辊子r1,r2的周向壁的周向中心带(其优选地和要处理的堆叠e一样宽)可以连续地在整个圆周上具有此透明度,而此周向带的任一侧上的周向壁的端部部分可对于源uv1,uv2的辐射是不透明的。
69.如果辊子的周向壁的材料对于与堆叠e的玻璃板v1,v2直接接触太硬,则辊子r1,r2的周向壁可以用适当的聚合物材料覆盖,以提供与玻璃板v1,v2的软接触。
70.具有大约60肖氏a硬度的聚合物材料出于此考虑是适合的。此聚合物材料也选择
成允许对应辊子的源uv1或uv2的辐射至少部分地穿过。特别是,可以使用具有大约30mm厚度的pdms(聚二甲硅氧烷),考虑到它对于此厚度具有大约75%的uv透射值。
71.当然,可使用pdms之外的材料或者其他的pdms厚度。
72.uv led灯带的使用提供了过程的更好控制的好处,因为这种类型的辐射源的启动和停止是极其快速的,并且可以在数毫秒内体提供最大功率,对于ir灯情况就不是如此。它们的加热功率可以容易地适应于要除气的叠层玻璃窗单元的类型,并且系统不需要长预热时间。
73.另外,由于它们的启动和停止几乎是瞬时的,可以选择指定堆叠e的照射区域。特别是,可以仅密封堆叠e的边缘。例如,为了加热垂直于移动方向x的堆叠e的整个前边缘,在uv led灯带的长度上启动全部uv led就足够了,且之后对于其后边缘也是同样。相反地,在前边缘和后边缘之间,对于平行于移动方向x的堆叠e的整个长度,可以仅启动朝向uv led灯带的纵向端的uv led,其将加热仅限于平行于移动方向x的堆叠e的热塑性板t的侧面边缘。
74.图14描绘了在堆叠e通过辊子r1和r2之间期间堆叠e的玻璃板v1上辊子r1的挤压区域的放大视图,观察沿如图13中辊子r1和r2的旋转轴线的方向做出。如可看到的那样,由于在辊子r1的外部上的材料的柔性,玻璃板v1上的辊子r1的接触区域zc沿移动方向x具有一定的长度lc。在实践中,长度lc通常大约若干厘米,例如5cm,并且其取决于辊子r1,r2的覆盖物的硬度,所应用的挤压力,以及它们的直径。源uv1的辐射在冲击区域zuv中抵达玻璃板v1的外表面,冲击区域zuv沿移动方向x具有长度luv。
75.优选的是冲击区域zuv完全或部分地在接触区域zc内,这使得可以优先形成挤压和热塑性板在加热的作用下变成粘性的这一事实之间的伴随。特别是,优选的是冲击区域zuv的至少10%,更优选地至少20%包括在接触区域zc中。甚至更优选的是由第一和第二辊子r1,r2的旋转轴线限定的假想平面p(见图13)与冲击区域zuv相交。甚至更有利的,如图14中所示假想平面p与冲击区域zuv在其中心上相交。应理解的是如图14中的情况那样,冲击区域zuv的长度luv可以少于接触区域zc的长度lc。作为一个变型,长度luv可以等于长度lc,或者甚至长度luv可以大于长度lc。
76.源uv1的辐射密度,冲击区域zuv的长度以及堆叠e在辊子r1,r2之间沿移动方向x的移动速度选择成使得由pvb或类似材料制成的热塑性板t在与玻璃板v1的界面处达到期望的表面温度,以便使其变成粘性的,使得由辊子r1,r2执行的挤压使热塑性板粘附到玻璃板v1上。堆叠e在辊子r1,r2之间的移动速度优选地选择成使得堆叠e对于少于2秒的曝光时间遭受第一辐射源uv1的局部辐射,优选地小于1秒,更优选地少于0.5秒且甚至更优选地少于0.25秒,或者甚至少于0.2秒。源uv1的辐射密度因此选择成在热塑性板t与玻璃板v1的界面处对于曝光时间局部加热热塑性板t至使得其在此界面处变成局部粘性的,并促进堆叠e由辊子r1,r2挤压,以使热塑性板t局部地粘附到玻璃板v1上。
77.当然,与接触区域zc相比与冲击区域zuv相关的,以及与辐射密度相关的前述考虑与玻璃板v2相比关于源uv2和辊子r2也适用。这些考虑也适用于现在将参考图15和图16公开的变型。
78.图15描绘了图13的除气站7的一个变型。仅有的不同与辊子r1(其现在标示为r1a)的结构相关。应该理解的是辊子r2也由类似于辊子r1a的辊子替代。
79.辊子r1a的周向壁的材料对于源uv1的辐射是不透明的。但是为了允许其辐射穿过,辊子r1a设有在周向壁的圆周上分布的直通开口。在这种情况下,这些是如图16的俯视图中所示的轴向延伸的槽缝12。如图所示,沿轴向方向槽缝12可以中断一次或若干次,以便对辊子r1a提供满意的机械阻力。换言之,沿轴向方向每次可以有连续的槽缝。
80.源uv1可以总是激活的。在这种情况下,辊子r1a的不透明节段将在辊子r1a旋转时周期性地阻挡辐射。为了至少部分地回收此辐射,辊子r1a的不透明节段可设有成角度的反射性表面,以便向大致与堆叠e相对定位的相邻槽缝12反射辐射。
81.备选地,源uv1可以只是在槽缝12对齐的时刻被激活,以便直接朝向经过辊子r1,r2之间的堆叠辐射。考虑到uv led是非常快速的源,并且可以在少于1 ms内实现最大功率,这是可能的。另外,由于uv led仅在电流通过它们时才老化,此闪烁操作模式使得可以增加它们的寿命并且避免热量损失。
82.在适用的地方,槽缝12穿过一起形成辊子r1a的周向壁的第一刚性材料层和第二柔性材料层。作为一个变型,槽缝12仅穿过第一不透明层而第二层覆盖第一层且槽缝12布置在第一层中。在这种情况下,第二层的材料选择成允许源uv1的辐射至少部分地穿过。
83.关于布置在辊子r1a的周向壁中的辐射直通开口的结构多种变型都是可能的。例如,槽缝12每个都可以沿辊子r1a的相应径向平面延伸,或者甚至沿轴向方向以螺旋的方式延伸。根据另一个变型,开口以圆形的方式执行,在周边壁的整个表面上分布。
84.当然,本发明不限于所公开和描绘的示例以及实施例,而是对于本领域技术人员多种可想到的变型都是可能的。
85.例如,热塑性粘性中间层板可能不同于pvb板。其尤其可涉及由聚氨酯(pu)、乙烯-醋酸乙烯酯(eva)、诸如例如由可乐丽在注册商标sentryglas
®
下销售的部分中和的聚丙烯酸单独或其若干混合物制成的板。这些聚合物材料可包括可变增塑剂成分,并且包括具有降噪/隔离特性的变体。
86.根据图13的替代实施例,可规定uv led灯带uv1由围绕所考虑的辊子r1,r2内的周向壁的整个圆周并列固定的多个此类灯带替代,每个灯带例如沿着轴向方向延伸。在这种情况下,uv led灯带随所考虑的辊子r1,r2旋转。每个灯带的适当led则优选地当其面向堆叠e时被激活,而在相反的情况下当所考虑的辊子r1,r2旋转时它们全部被关闭。
87.根据另一个变型,除气站7可包括两对连续的辊子r1,r1,且每对r1,r2的单个辊子都设有辐射源,且设有辐射源的两个辊子相对于在两对辊子r1,r2之间移动的堆叠e布置在相应侧上。因此,辊子对的每一对都专用于热塑性板t相对于相应玻璃板v1,v2的粘附和除气。
88.根据另一个变型,辐射源uv1或uv2不是由一个或若干个uv led灯带构成,而是由uv激光器构成。根据另一个变型,它们被led或激光器或者其他合适的源代替,这些源以1.6和2.9
µ
m之间的波长带发射,且更优选地在2.2和2.7
µ
m之间,并且具有至多500 nm的光谱范围,更优选地至多250 nm,且甚至更优选地至多100 nm。根据另一个变型,它们被例如910mhz和2.45ghz之间的微波发射器代替,或者甚至是例如10和40mhz之间的射频发射器,这种类型的源取决于情况也可以适于加热中间层板。当然,在适用的地方,辊子r1,r2的周向壁尤其适于在材料方面允许选定源的辐射至少部分地穿过。

技术特征:


1.一种用于粘性地将两块玻璃板(v1, v2)粘附到通过加热变成粘性的热塑性板(t)上的装置(7),所述板预先以堆叠(e)的形态布置,其中所述热塑性板夹在所述两块玻璃板之间与它们直接接触,所述装置包括:
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至少第一辐射源(uv1),用于加热所述堆叠(e)内的所述热塑性板(t),以便使其变成粘性的,以及
‑ꢀ
旋转地安装的第一辊子(r1)和第二辊子(r2),以便在所述堆叠(e)从它们之间通过时挤压它们之间的所述堆叠(e),从而使被所述第一辐射源(uv1)变成粘性的所述热塑性板(t)粘附到至少其中一块所述玻璃板(v1,v2)上,其中:
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所述第一辐射源(uv1)布置在所述第一辊子(r1)内,且
‑ꢀ
所述第一辊子(r1)的周向壁适于允许所述第一辐射源(uv1)的辐射至少部分地穿过,以便在所述堆叠(e)在所述两个辊子(r1,r2)之间通过期间抵达所述堆叠(e)。2.根据权利要求1所述的装置,包括至少第二辐射源(uv2),用于加热所述堆叠(e)内的所述热塑性板(t),以便使其变成粘性的,其中:
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所述第二辐射源(uv2)布置在所述第二辊子(r2)内,且
‑ꢀ
所述第二辊子(r2)的周边壁适于允许所述第二辐射源(uv2)的辐射至少部分地穿过,以便在所述堆叠(e)在所述两个辊子(r1,r2)之间通过期间抵达所述堆叠(e)。3.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述第一和/或所述第二辊子(r1,r2)的所述周向壁的至少一部分具有允许对应的辐射源的辐射至少部分地穿过所考虑的所述辊子的透明度,所述部分优选地在所考虑的辊子的整个圆周上连续地延伸,并且其中,优选地,对于包括在所述对应的辐射源的辐射中的指定波长或者指定波长范围,所述周向壁的所述部分的透射率为至少50%且更优选地至少70%。4.根据权利要求1或2所述的装置,其中所述第一和/或第二辊子的所述周边壁具有周向地分布的开口(12),以允许所述对应的辐射源的辐射穿过,所述周边壁优选地对于所述开口(12)之外的所述对应的辐射源的辐射是不透明的,且至少一部分所述开口(12)优选地制造成狭缝的形状。5.根据权利要求4所述的装置,其中在所述辊子的内侧的所述周向壁上在连续的所述开口(12)之间沿周向方向布置反射性表面,以将所述对应的辐射源的辐射向邻近的开口(12)反射。6.根据权利要求4或5所述的装置,其中所述周向壁中的所述开口(12)是直通式的,使得所述对应的辐射源的辐射可以沿着没有材料的路径直至所述堆叠(e)。7.根据权利要求4或5的其中一项所述的装置,其中所述周向壁包括:
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对于所述对应的辐射源的辐射不透明的第一厚度的材料,以及
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具有允许所述对应的辐射源的辐射至少部分地穿过的透明度的第二厚度的材料,其中所述开口(12)仅穿过所述第一厚度的材料并且由所述第二厚度的材料覆盖。8.根据权利要求5到7的任一项所述的装置,包括所述第一和/或第二辐射源(uv1, uv2)的控制电路,以在对应辊子的所述周向壁中的开口(12)位于所述辐射源的辐射的路径上时激活它,并且在对应辊子的所述周向壁的不透明部分位于所述辐射源的辐射的路径上时关闭它。
9.根据权利要求1到8的任一项所述的装置,其中所述第一和/或所述第二辐射源(uv1,uv2)具有方向性的辐射,并且被独立于所述辊子的旋转被布置在对应的辊子(r1,r2)内,使得在使用期间,当所述堆叠(e)在所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间通过时所述辐射源的辐射沿着固定的方向抵达所述堆叠(e)。10.根据权利要求1到9的任一项所述的装置,其中,关于所述堆叠在所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间的移动方向(x),当所述堆叠在所述第一和第二辊子(r1, r2)之间经过时,所述第一和/或第二辐射源(uv1, uv2)的辐射在所述堆叠(e)上的冲击区域(zuv)至少部分地在对应的辊子(r1; r2)与所述堆叠(e)的接触区域(zc)内,并且更优选地,关于所述堆叠(e)在所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间的移动方向(x) ,所述第一和/或第二辐射源(uv1, uv2)的辐射在所述堆叠(e)上的所述冲击区域(zuv)的至少10%,甚至更优选地至少20%在所述对应辊子(r1, r2)的所述接触区域(zc)内。11.根据权利要求1到10的任一项所述的装置,其中,关于所述堆叠在所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间的移动方向(x),当所述堆叠(e)在所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间经过时,由所述第一和第二辊子(r1, r2)的旋转轴线限定的假想平面(p)与所述第一和/或第二辐射源(uv1, uv2)的辐射在所述堆叠(e)上的所述冲击区域(zuv)相交,所述假想平面(p)优选地在所述冲击区域(zuv)的中心上与其相交。12.根据权利要求1到11的任一项所述的装置,其中所述第一和/或所述第二辐射源是:
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波长在340和450 nm之间,且更优选地在340和400 nm之间的uv源,或者甚至
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具有1.6和2.9
µ
m之间的波长的红外辐射源,且更优选地在2.2和2.7
µ
m之间,并且具有至多500 nm的光谱宽度,更优选地至多250 nm,且甚至更优地至多100 nm。13.一种用于从两块玻璃板(v1, v2)和通过加热变成粘性的热塑性板(t)制造叠层玻璃窗单元的方法,包括以下步骤:
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提供成堆叠(e)形态的所述两块玻璃板和所述热塑性板,其中所述热塑性板(t)夹在所述两块玻璃板(v1, v2)之间与它们直接接触,以及
‑ꢀ
使所述堆叠(e)在根据权利要求1到12的任一项所述的装置(7)的所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间通过,以便在所述堆叠(e)在它们之间通过时挤压它们之间的所述堆叠(e),其中:
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所述装置(7)的所述第一和/或第二辐射源(uv1, uv2)至少在所述堆叠(e)通过所述第一和第二辊子(r1, r2)之间期间被激活来加热所述堆叠(e)内的所述热塑性板(t),从而使其变成粘性的,且
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所述装置(7)的所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)在所述堆叠(e)从它们之间通过时挤压所述堆叠(e),以便使被所述第一和/或第二辐射源(uv1, uv2)变成粘性的所述热塑性板(t)粘附到一块和/或另一块所述玻璃板上。14.根据权利要求13所述的方法,其中所述第一和/或所述第二辐射源(uv1, uv2)选择成使得:
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分别布置在所述第一辊子(r1)的侧面上、所述第二辊子(r2)的侧面上的所述玻璃板(v1;v2)关于抵达所述堆叠(e)的所考虑的辐射源的辐射部分具有至少50%的透射率,更优选地为至少75%,且甚至更优选地为至少85%,且
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所述热塑性板(t)关于在已经通过分别在所述第一辊子(r1)的侧面上、所述第二辊子(r2)的侧面上的所述玻璃板(v1; v2)后抵达所述热塑性板(t)的所考虑的辐射源的辐射的部分具有至少50%的吸收率,更优选地至少75%,且甚至更优选地至少80%。15.根据权利要求13或14所述的方法,其中所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)在所述堆叠(e)从其间通过时在所述堆叠(e)上施加足够高的压力水平,以消除所述热塑性板和所述玻璃板之间存在的大部分空气。16.根据权利要求13到15的任一项所述的方法,其中由所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)应用在所述堆叠(e)上的压力包括在0.1和1 mpa之间。17.根据权利要求13到16的任一项所述的方法,其中所述堆叠(e)在所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间的移动速度选择成对于少于2秒的曝光时间,优选地少于1秒,更优选地少于0.5秒且甚至更优选地少于0.25秒,或者甚至少于0.2秒,所述堆叠(e)局部地遭受所述第一和/或所述第二辐射源(uv1, uv2)的辐射,所述第一和/或所述第二辐射源(uv1, uv2)的辐射的强度选择成对于所述曝光时间,在所述热塑性板(t)与位于对应于所考虑的所述辐射源的侧面处的所述玻璃板(v1; v2)的界面处局部地加热所述热塑性板(t)到使得所述热塑性板(t)局部地粘附在此界面处的点,并且便于由所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)挤压所述堆叠(e)以使所述热塑性板(t)局部地粘附到此玻璃板(v1; v2)上。18.根据权利要求13到17的任一项所述的方法,还包括用来在所述堆叠(e)通过所述第一辊子(r1)和所述第二辊子(r2)之间后在加压釜中处理所述堆叠(e)的步骤。

技术总结


装置(7)包括一个或更多辐射源(UV1;UV2)来加热热塑性板(T)并且使其在堆叠(E)内变成粘性的,在堆叠(E)内热塑性板(T)布置在两块玻璃板(V1,V2)之间。这些辐射源布置在两个辊子(R1,R2)的一个和/或另一个中,两个辊子(R1,R2)在堆叠(E)通过其中时挤压堆叠(E),以使得热塑性板(T)粘附到一块或另一块玻璃板(V1,V2)上。辊子(R1,R2)的周向壁适于允许对应辐射源(UV1,UV2)的辐射至少部分地穿过,以便抵达通过其间的堆叠(E)。因此可以通过选择适当的辐射完全受益于加热热塑性板(T)的趋肤效应,辐射很少被玻璃板(V1,V2)吸收。辐射很少被玻璃板(V1,V2)吸收。辐射很少被玻璃板(V1,V2)吸收。


技术研发人员:

D

受保护的技术使用者:

法国圣戈班玻璃厂

技术研发日:

2022.06.24

技术公布日:

2023/3/7

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