用于真空绝缘玻璃（VIG）单元的熔块和/或相关方法技术

本发明专利技术的示例性实施例涉及一种真空绝缘玻璃(VIG)单元，具有使用两个不同的基于熔块的边缘密封材料制成的高效密封，和/或其制备方法。在示例性实施例中，第一熔块材料被施加在第一和第二玻璃基片的外围边缘。在示例性实施例中第一熔块材料可基于铋，经热处理(例如热回火)过程被燃烧。在示例性实施例中第二熔块材料可基于VBZ，被施加并与燃烧的第一熔块材料至少部分地重叠。第一熔块材料作为底料，且第二熔块材料用来密封VIG单元。第二熔块材料在较低的温度下被燃烧，使玻璃保持回火或热处理所赋予的其他强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引证本申请将2012年5月25日提交的美国申请No.13/480,987的全部内容纳入此处作为参照。专利
本专利技术的示例性实施例涉及一种真空绝缘玻璃(VIG或真空IG)单元，和/或制备其的方法。特别是，本专利技术的示例性实施例涉及一种VIG单元，具有改进的密封，使用两种不同的基于熔块的边缘密封材料，和/或制备其的方法。专利技术背景和示例性实施例的内容真空绝缘玻璃(VIG或真空IG)单元在本领域中为已知技术。例如，一些示例性的VIG配置在美国专利Nos.5,657,607,5,664,395,5,657,607,5,902,652,6,506,472和6,383,580中被说明，其公开的全部内容被纳入此处作为参考。图1-2示出了常规的VIG窗单元1和形成VIG窗单元1的元件。VIG单元1可包括两个被隔开的基本平行的玻璃基片2和3，其之间具有被排空的低压空间/腔6。玻璃片或基片2、3通过由熔融的焊料玻璃等制成的外围边缘密封4被互连。鉴于基片2、3之间存在低压空间/腔6，玻璃基片2、3之间可包括一排支撑柱或隔离片5，来维持VIG单元1的基片2、3的间距。泵出管8可通过焊料玻璃9或类似等被气密密封至孔隙/孔洞10，其从玻璃基片2的内表面通向至玻璃基片2外表面的选择性凹槽11底部或选择性地至玻璃基片2的外表面。真空被连接至泵出管8使内腔6被排空至低于大气压的低压，例如，使用连续泵下操作。腔6被排空后，管8的部分(顶端)被熔化，在低压腔/空间6中来密封真空。选择性凹槽11则用来保持密封的泵出管8。可选择地，凹槽13内可包含化学吸气剂12，配置在玻璃基片中的一个的内表面，例如玻璃基片2。化学吸气剂12可被用来吸收或结住腔6被排空和密封后可能遗留的残余杂质。带有外围气密边缘的密封4(焊料玻璃)的VIG单元一般是通过在基片2的外围(或在基片3上)沉积溶液状(例如熔块浆)的玻璃熔块或其他合适的材料被制成。该玻璃熔块最终形成边缘密封4。将另一个基片(例如基片3)置于基片2上，从而将隔离片/支柱5和玻璃熔块夹在该基片2、3之间。包含玻璃基片2、3，隔离片/支柱5和密封材料(例如溶液状或浆状的玻璃熔块)的整个组件被加热到至少约440℃的温度，此时，玻璃熔块熔化，润湿玻璃基片2、3的表面，并最终形成气密的外围/边缘密封4。常规边缘密封的组成为本领域中的已知技术。例如参照美国专利Nos.3,837,866；4,256,495；4,743,302；5,051,381；5,188,990；5,336,644；5,534,469；7,425,518和美国公开2005/0233885，其公开的内容全部被纳入此处作为参考。在基片之间形成边缘密封4后，通过泵出管8真空被抽出，在基片2，3之间形成低压空间/腔6。空间/腔6中的压力可能通过疏散过程至低于大气压的水平，例如，约低于10-2Torr。保持空间/腔6中的低压，基片2、3通过边缘密封和泵出管的密封被气密地密封。较小的高强度隔离片/支柱5被配置在透明玻璃基片之间，使基本平行的玻璃基片针对大气压保持分离。如上所述，当基片2、3之间的空间6被排空，可通过使用激光或类似等使泵出管8的顶端熔融从而被密封。高温接合技术，例如，玻璃熔块材料接合，如上所述，是被广泛应用的方法，用来气密密封由硅、陶瓷、玻璃等制成的部件(例如，形成边缘密封)。高温过程中所需要的热量，通常在约440-600摄氏度范围内，且有时更高。现有的接合技术通常要求烤箱集中型块加热，其中整个装置(包括玻璃和玻璃壳体内的任何部件)与用于密封形成的烤箱几乎热平衡。结果是，需要相对较长的时间来实现理想的密封。此外，一些情况下温度最敏感的部件，决定整个系统的最大允许温度。因此，如上所述的高温密封过程(例如，玻璃熔块材料接合)不适合制备热敏部件，例如，回火的VIG单元。回火的VIG单元的情况下，在高温的环境下VIG单元的热钢化玻璃基片将迅速失去回火强度。例如，整个组件的上述高温和较长加热时间应用于制配边缘密封4是不可取的，特别是当需要在真空IG单元中使用热强化或钢化玻璃基片2，3。此外，在一些情况下，该较高的加工温度可能会影响应用于一个或两个玻璃基片的低辐射涂层。优选是回火玻璃，这是由于设计合理时，其以精细图案断裂，降低了暴露于碎片时人容易受伤的的风险。因此，碎片密度的测量通常用来确定回火玻璃是否符合安全要求。例如，欧洲标准EN 14179-1:2005要求4mm回火的安全玻璃被断裂，从而50mm×50mm范围内至少40片。对此，参照图3，示出示例性的断裂图案。加热条件和回火损失之间的相关性通过指定恒炉条件下热回火350mm x500mm的基片(4mm浮法玻璃)被建立，以超过EN14179-1:2005碎裂要求。在一些基片上不使用进一步加热测出断裂图案以确定初始碎片密度。剩余的基片则在其破碎之前以不同温度和时间被加热(以堆栈对模拟VIGs)。最终与初始的碎片密度的比率被采用来表示指定的加热过程中所引起的回火损失。结果是，如图4所示，在测试条件范围下的回火损失主要是由温度驱动，且经时间至较小程度。另外的实验表明，VIGs可通过具足够残余应力的回火玻璃被制备，至默认的30％回火损失，且仍然满足EN 14179-1:2005碎裂要求。更高水平的回火通常导致平坦性问题，从而难以生成连续的边缘密封。如图4所示，即使是很短的热暴露(＜5分钟)，被限制在约375℃的最大温度，来满足这个要求。如上所述，玻璃熔块材料接合通常在较慢的过程中被执行，因此，需要较低的峰值温度来实现安全玻璃要求。现有的解决方案，是使用环氧树脂将玻璃基片密封在一起。然而，在VIG单元的情况下，环氧树脂组合物可能不足以对真空密封。此外，环氧树脂可能会受到环境影响，当施加至VIG单元时可能会进一步降低其的有效性。一直以来，基于铅的熔块被广泛应用于各种产品来生成气密密封，包括VIGS；然而，由于人类健康问题，含铅的产品被淘汰。因此，一些国家(例如，美国和欧洲联盟的至少一些国家)对于特定产品中的含铅量施加严格的要求。事实上，一些国家(或客户)目前可能需要产品是完全无铅，且其他国家也都在向这个方向靠拢。因此，在本
中需要一种密封处理技术，不涉及将被密封的整个制品加热到高温和/或以该示例性方法制备的制品。在本专利技术的示例性实施例，提供一种包含第一和第二玻璃基片的真空绝缘玻璃VIG窗单元的制备方法，各所述基片具有第一和第二主要表面，所述方法包括以下步骤：沿所述第一和第二基片的所述第一主要表面的外围边缘施加第一熔块材料；将所述第一和第二基片及其上的所述第一熔块材料进行热处理，所述第一和第二基片达到第一峰值温度；随着所述热处理，将第二熔块材料施加在所述第一和/或第二基片上，从而各基片上施加有所述第二熔块材料，所述第二熔块材料与各所述基片上其外围边缘的所述第一熔块材料至少部分重叠，所述第一和第二熔块材料具有不同的成分；在所述第一基片的所述第一表面上配置多个隔离片；将所述第一和第二基片放置在一起，从而所述第一和第二基片的所述第一主要表面互相面对面，且由此其之间定义腔，制成VIG单元子配件；加热所述子配件，来熔融所述第二熔块材料，并润湿所述第一熔块材料，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套件，包括第一和第二熔块材料，用来形成真空绝缘玻璃(VIG)窗单元的边缘密封，其中，按重量，所述第一熔块材料包括至少65％的氧化铋，当玻璃到达550摄氏度的第一温度或更高时，所述第一熔块材料熔融至所述玻璃，且所述第二熔块材料包括氧化钒、氧化钡、和氧化锌，按重量，总共至少为65％，所述第二熔块材料的结构为与所述第一熔块材料形成接合，来制备用于所述VIG窗单元的所述边缘密封，且当所述玻璃到达不超过400摄氏度的第二温度时，所述第二熔块材料被熔化，且所述第一熔块材料在所述第二温度下被润湿。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.04 US 14/172,4321.一种套件，包括第一和第二熔块材料，用来形成真空绝缘玻璃(VIG)窗单元的边缘密封，其中，按重量，所述第一熔块材料包括至少65％的氧化铋，当玻璃到达550摄氏度的第一温度或更高时，所述第一熔块材料熔融至所述玻璃，且所述第二熔块材料包括氧化钒、氧化钡、和氧化锌，按重量，总共至少为65％，所述第二熔块材料的结构为与所述第一熔块材料形成接合，来制备用于所述VIG窗单元的所述边缘密封，且当所述玻璃到达不超过400摄氏度的第二温度时，所述第二熔块材料被熔化，且所述第一熔块材料在所述第二温度下被润湿。2.根据权利要求1所述的套件，其中，按重量，所述第一熔块材料进一步包括至少2％的氧化锌。3.根据上述权利要求中任何一项所述的套件，其中，所述第一熔块材料包括70-80wt.％的氧化铋、2-7wt.％的氧化锌、5-15wt.％的氧化硅、2-7wt.％的氧化铝、0-5％的氧化镁、0-5％的氧化铬、0-5％的氧化铁、0-5％的氧化钴、0-5％氧化钠、0-5％氧化锰、和0-5％的氧化钡。4.根据上述权利要求中任何一项所述的套件，其中，所述第二熔块材料包括45-67wt.％的氧化钒、7-25wt.％的氧化钡、和4-17wt.％的氧化锌。5.根据权利要求4所述的套件，其中，所述第二熔块材料进一步包括：0-13wt.％的氧化碲、0-13wt.％的氧化钼、0-13wt.％的氧化钽、和0-13wt.％的氧化铌，且其中，所述氧化碲、氧化钼、氧化钽、和氧化铌中的至少一个被至少提供0.25wt.％。6.根据权利要求1-3中任何一项所述的套件，其中，所述第二熔块材料包括45-67wt.％的氧化钒、7-25wt.％的氧化钡、和4-17wt.％的氧化锌。7.根据权利要求6所述的套件，其中，所述第二熔块材料进一步包括：0-13wt.％的氧化碲、0-13wt.％的氧化钼、0-13wt.％的氧化钽、和0-13wt.％的氧化铌，且其中，所述氧化碲、氧化钼、氧化钽、和氧化铌中的至少一个被至少提供0.25wt.％。8.根据上述权利要求中任何一项所述的套件，其中，所述第一和/或第二熔块材料包括热膨胀系数(CTE)填充材料，当所述CTE填充材料被引入所述第一和/或第二熔块材料中时，降低其的所述CTE。9.根据上述权利要求中任何一项所述的套件，其中，所述第一和/或第二熔块材料为无铅。10.根据权利要求1-8中任何一项所述的套件，其中，所述第一和/或第二熔块材料含有小于1ppm的铅。11.根据上述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·P·霍根，蒂莫西·A·丹尼斯，鲁道夫·H·彼得米赫尔，格雷格·凯梅纳赫，
申请(专利权)人：佳殿工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US