强化玻璃路钮的制造方法技术

本发明专利技术为强化玻璃路钮的制造方法，所谓路钮即一种为使用于道路路面上做为区分车道或是警告标本所使用的标体；依本发明专利技术所提供的特殊制造方法，可以制造黄色强化玻璃路钮，更可以制造高折射率的黄色或无色的强化玻璃路钮。该方法包括在玻璃主成分中添加氧化铈及氧化钛再经热熔成型及强化处理而得黄色强化玻璃路钮，通过控制玻璃成分中的氧化钡及或氧化铅的比例，而可提供产品折射率。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术为路钮的制造方法，特别是关于一种强化玻璃路钮的制造方法。路钮系使用于道路路面之上，做为区分车道或警告标示的标体。关于路钮的发展时期大致如下：1.无路钮时代即平面涂漆式时代，仅在道路上画白线或黄线做为标示线以区分车道或警示之用，此种方法简单便宜，至今仍普遍使用，惟因无凸起，警示效果及视觉效果均差，此种标示方法对于驾驶人的目视效果并不显著，尤其在危险弯道、夜间、雨天及浓雾的场合下，无法提供适当的安全警示效果，且该等涂布的油漆在一段时间后将因车辆的辗压而逐渐磨损失去应有的标示作用。2.塑胶路钮及铝合金路钮时代此等路钮在台湾的调整公路及一些特殊路面上被采用，其系以塑胶或铝合金结构体制作的凸出路面适应高度的路标，依据其前后斜面贴设的反光片，对于车辆灯光具有反射作用，如此以增加路标的警示效果，虽然此种方法较前述标示油漆方法的反光性能优越，但其仍存有下列实用上的缺点：（A）上述铝合金或塑胶结构体的抗压降伏强度均在1吨以下，断裂强度约3吨，因而容易受压变形及断裂，须经常性的更换补充，更有刺破轮胎的顾虑。（B）上述反光路标，由于其反光片系外露，容易积集灰尘及被扯落压破而失去反光功能。-->3.绿色猫眼型路钮时代此种路钮系首先尝试以强化玻璃为材料的路钮。数年前报载南非皮尔金顿公司（Pilkington）的猫眼型反光路标，如图1所示，其为具有圆盘形埋入部B及半球状的凸出部A所构成，其中埋入部的外围表面镀有铝或锌等金属薄膜作为反射面C，而凸出部的作用在于聚集投射的光线，并将该光线经由反射面再行反射出去，如此形成能聚光及反光的路钮，用于警示驾驶人道路分隔线的位置;再者，为提高该路标的抗压强度，以承受车辆行驶的荷重及摩擦，该玻璃路标均加以强化处理，以得高强度及表面硬度，平均而言，其抗压强度系设定在20吨以上，而未强化的玻璃则约在5吨左右。但由于其玻璃原料组成的影响而呈浅绿色的颜色，其无论用于黄色或白色标示线皆产生绿色光的反射，此等颜色显然与原来分隔线的颜色不符合，尤指是黄色标示线很容易造成驾驶人的困惑而影响交通秩序，此外该路标的折射率不高，其对光线的反射亮度不够理想，因此上述猫眼型反光路钮在试用一段时日后即难获得更进一步广泛应用。事实上绿色猫眼型路钮，为一失败型路钮，市场上并未接受此种路钮，而其后的改进在技术上又均无法突破，例如无法提高其折射率，无法改善其颜色;产业界放弃对绿色猫眼路钮的发展，强化玻璃被用来当路钮材料，从此绝迹。有鉴与此，本专利技术研究开发一种可获致高折射率黄色透明（呈黄色反光）或无色透明（呈白色反光）的强化玻璃路钮，以适合做为黄色或白色标示线使用的反光路标。在做为黄色玻璃的场合，工业上常用的方法系采用胶体发色法，其中又可分为金属胶体发色法及化合物胶体发色法两种;前者金属胶体发色法系在玻璃原料中添加银化合物，如氯化银（AgCl），并添加还原剂，如氧化锡（SnO2），其于取出后缓慢冷却过程中，锡-->离子将银离子还原并结晶析出而得黄色的色彩，其基本反应式为：2Ag++Sn+2→2Ag+Sn+4至于后者化合物胶体发色法则是添加硫化镉（CdS）于玻璃原料中，于熔融后冷却阶段，因过饱合结晶析出而呈黄色色彩。然而上述两种发色法并不适用于急冷强化玻璃的制作，因为前述胶体发色法的结晶成核及成长须由化学反应及扩散过程加以完成，亦即须以较慢的冷却才能获得理想的结晶发色，此在急冷强化的冷却过程中，其玻璃成品在成型后数分钟内即冷却至软化点以下，无法使胶体颗粒充份形成，只能获得无色或十分浅色的效果。倘若于强化后再加热于软化点以上一段时间使之重新发色，则此举显然使强化效果因加热软化而消失;尤有甚者，倘若使玻璃先在高温下令其析出发色，则由于该胶体颗粒的散布，使基材的强度降低，于急速冷却后，该成型玻璃无法承受内部的拉应力极易发生自爆现象。因此，利用上述胶体发色法几乎不能施行强化处理，无法获得高强度。鉴于上述问题，本专利技术研究开发一种非以胶体发色法发色，可作为厚玻璃急冷强化且呈黄色色彩的玻璃组成添加物。其于组成中系添加氧化铈（CeO2）及氧化钛（TiO2）等成份，利用其离子的共同作用而得黄色色彩，由于此种发色不与急冷强化的操作产生互相矛盾的现象，故能施以急冷强化的处理。本专利技术的一种黄色透明强化玻璃路钮的制造方法，其包括：（a）于玻璃主成份中添加以重量计1-5%氧化铈（CeO2）及1-5%的氧化钛（TiO2），加热熔成玻璃膏;（b）取出上述玻璃膏在模型中成型为路钮;及（c）将成型的路钮以急冷强化法施以强化处理。本专利技术的一种高折射率无色透明强化玻璃路钮的制造方法，其包括：-->（a）于玻璃主成份中含以重量计1-8%的氧化钡（BaO）及/或氧化铅（PbO），加热熔成玻璃膏;（b）取出上述玻璃膏在模型中成型为路钮;及（c）将成型的路钮以急冷强化法施以强化处理。此外本专利技术鉴于强化玻璃路钮，其折射率对聚光反光的重要性，乃利用氧化钡（BaO）或氧化铅（PbO）以添加以提高折射率并施以急冷强化处理，其实验结果证明确实能于强化过程后获得折射率及反光度的改善效果。本专利技术利用对玻璃成份中氧化钡（BaO）及或氧化铅（PbO）的添加量的控制，不但可以生产出高折射率无色透明强化玻璃路钮，更可以使用于黄色强化玻璃的制造中，而生产出高折射率黄色透明强化玻璃路钮。本专利技术的路钮在依模具成型后，皆须施以强化处理，而为提高其强度及耐冲击性的方法有许多种，其中在工业上常用的方法可分为化学强化法及急冷强化法两类;化学强化法通常是将含钠（Na+）的玻璃浸入含钾（K+）的盐浴中，如硝酸钾或钾化合物，在400-500℃间处理1小时或数小时后，再缓慢冷却，由于盐浴时钾离子与钠离子通过扩散在表面离子交换，其表面将具有高浓度的钾离子，其浓度由外而内逐渐递减，由于钾离子的半径大于钠离子，使表面层因而发生压缩应力状态而构成强化作用，随钾离子浓度的减少，此压缩应力亦由表面向内部递减，但此种化学强化法的扩散强化层不大（约数十微米范围），不适合作为厚玻璃的强化处理，通常被采用于1mm以下薄玻璃的强化处理。第二种强化法为急冷强化法，该方法将玻璃加热至软化点以上，再利用盐浴冷却或油浴冷却或强风冷却或蒸气冷却使之快速冷却，由于表面层与内部收缩量的差异，使表面层获致压缩应力状态，而内部获得拉应力状态，因而玻璃的抗张、压缩或弯曲等强度-->增加，由于压缩应力层远较化学强化法厚（约数毫米），故适用于厚玻璃的强化处理。由于常用的玻璃反光路标的厚度在20mm-40mm间，显然采用急冷强化的处理方法最能达到提高强度及耐冲击的目的;然而愈厚玻璃的强化在实施上必然愈加困难，除需降低急冷温度外，应选择适当的玻璃成份以降低线膨胀系数、软化点及提高玻璃基材的原始强度，兹分述其原理如下：（1）当减少线膨胀系数时，可减少表面层与内部收缩量的差异，可使内部的拉应力不致太高;在操作急冷强化过程时，玻璃的自爆通常起源于内部，因而降低内部拉应力可使内部的破裂可能性大为降低。（2）降低软化点有助于操作温度的降低，可使内部拉应力降低而减少破裂可能性。（3）提高玻璃基材的强度可提高破裂应力，进而减少破裂现象。实施例1以SiO2∶69.9%，Na2O∶15%，CaO∶15%，As2O3∶0.1%的组成在坩埚中配置玻璃膏，经澄清后，取出在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄色透明强化玻璃路钮的制造方法，其包括：（ａ）于玻璃主成份中添加以重量计１－５％氧化铈（ＣｅＯ↓［２］）及１－５％的氧化钛（ＴｉＯ↓［２］），加热熔成玻璃膏；（ｂ）取出上述玻璃膏在模型中成型为路钮；及（ｃ）将成型的路钮以急冷强化法施以强化处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种黄色透明强化玻璃路钮的制造方法，其包括：(a)于玻璃主成份中添加以重量计1-5%氧化铈(CeO2)及1-5%的氧化钛(TiO2)，加热熔成玻璃膏；(b)取出上述玻璃膏在模型中成型为路钮；及(c)将成型的路钮以急冷强化法施以强化处理。2、如权利要求1的制造方法，其中（a）中的玻璃主成份系含有以重量计...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶均蔚，
申请(专利权)人：叶均蔚，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]