[发明专利]非平面玻璃-陶瓷产品的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造玻璃-陶瓷产品的方法。更具体地，本发明涉及制造非平面( 不平)玻璃-陶瓷产品的方法。从经济角度，所述方法特别适合于制造有限的或少量 的这种产品。

背景技术

玻璃-陶瓷，特别是含β-石英固溶体或β-锂辉石固溶体的主晶相的玻璃-陶瓷 具有优异的性质，特别是其热膨胀系数非常接近零。这些性质使所述玻璃-陶瓷完 全能够用于接触高温的情况，以及可能只有部分表面交替接触高温和低温的情况。 所述玻璃-陶瓷的制造方法主要包括三个步骤：获得熔融前体玻璃，然后将所述熔 融前体玻璃冷却并成形，再使所述熔融、成形的前体玻璃陶瓷化。将所述熔融前体 玻璃成形的步骤可采用常规方法进行，例如在两个辊之间轧制玻璃，产生恒定厚度 的玻璃板，将玻璃压制，制造如餐具的物件。

当今，大量的玻璃-陶瓷生产相当于制造红外线或感应烹饪灶台，制造能承受 极高温度的窗如炉窗。大多数情况下，需要玻璃-陶瓷平面板，证明玻璃轧制是选 择设计前体玻璃板的一种方法。然而，某些情况需要制造厚度基本恒定但是具有非 平面形状的部件。

本领域的技术人员了解如何由采用“浮法”制造的玻璃板获得非平面形状的 玻璃部件，例如：使所述再热玻璃板变形。所述方法通常用于特别是制造汽车的风 档玻璃和车窗。所述方法包括以下三个主要步骤：

a.加热玻璃至能使玻璃变形的温度；

b.使加热的玻璃板(在重力，真空，模制，压制...)变形；和

c.将所述变形的玻璃板受控冷却。

虽然本领域的技术人员精通由平面玻璃板制造变形的或非平面玻璃的方法， 但是将所述方法变换用于玻璃-陶瓷的前体玻璃还存在问题。前体玻璃可能发生变 形的温度范围一般覆盖了发生陶瓷化的温度范围，或者至少是引发所述陶瓷化的温 度。

已经开发的几种方法考虑了这些限制，特别在在专利申请FR 2 735 562中描 述的方法。所述方法提出由传送的最终玻璃-陶瓷(玻璃滴料)的熔融玻璃前体直接 形成非平面的前体玻璃，该前体玻璃陶瓷化后可转化为玻璃-陶瓷。最终方法能非 常有效地大批量生产所述非平面玻璃-陶瓷，但是需要复杂的高费用设施，对试生 产或有限量生产，使用这种设施在经济上是不利的。

在专利申请FR 2 726 350和FR 2 777 559中描述的方法根据同样原理形成可选 的方法，即通过变形制造非平面玻璃-陶瓷的方法。申请FR 2 726 350描述一种制 造具有折叠边的烹饪台面的方法，申请FR 2 777 559描述一种制造其开口具有变形 周边的烹饪台面的方法。这两种方法包括非常快速加热前体玻璃板的局部区域，然 后强制使所述加热的局部区域发生变形。这些方法的缺点是不适合于需要用燃烧器 对大表面区域加热的非局部化的变形。

专利申请DE 100 47 576和EP 1 171 391描述了另一种能够制造非平面玻璃- 陶瓷的方法，该方法基于使用红外能(很高能量过程)。红外能可以快速加热整个前 体玻璃板，然后通过不同装置使前体玻璃板变形。所述方法需要使用红外辐射设备， 该设备具有高能量密度和复杂化的加工(模具)表面。该设备的成本高，操作时需要 特殊的预防措施，特别完美的清洁度，以避免损害高度透明的表面或者在红外灯技 术中使用的高反射表面。

专利申请DE 101 02 576和FR 2 866 642揭示在陶瓷化周期形成前体玻璃板。 特别是FR 2 866 642描述前体玻璃可以在相应于粘度因结晶潜热而暂时下降期间的 短暂时间内变形。由DE 101 02 576和FR 2 866 642这些文献提出的方法能够制造 复杂形状的部件，但是这些方法必须使用复杂的设备进行前体玻璃板的陶瓷化。在 陶瓷化周期，最后1小时，甚至更长时间在在连续生产的熔炉内进行，本领域的技 术人员应理解有效生产需要大量的加工和相应的主要投资。例如，在申请FR 2 866 642中所述，具有特定特征、进行强制性变形的陶瓷化通道(gallery)需要大 量的投资。

美国专利3681043和4009064讲述了其中形成和核化/陶瓷化步骤并不明显分 开的方法。在美国专利4009064中提及的退火或进一步加热处理施加到至少部分陶 瓷化的成形制件上。