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CN104211292A - 一种超薄玻璃的强化方法 - Google Patents

一种超薄玻璃的强化方法 Download PDF

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CN104211292A CN201310382177.8A CN201310382177A CN104211292A CN 104211292 A CN104211292 A CN 104211292A CN 201310382177 A CN201310382177 A CN 201310382177A CN 104211292 A CN104211292 A CN 104211292A
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田鹏
闫冬成
李俊锋
张广涛
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Hengshui Hengyin Enterprise Management Co ltd
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Tunghsu Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种超薄玻璃的强化方法，包括以下步骤：（1）将退火后的基板玻璃按照设计要求进行切割、磨边、清洗和烘干，放入试样架上待用；（2）将步骤（1）中试样架上的基板玻璃放入已经升温至700～750℃的电炉中，保温3～30min；（3）将步骤（2）中保温后的基板玻璃迅速落入150～350℃的强化液（80~99wt%甲基硅油和1~20wt%石英砂）中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；（4）四氯化碳溶液清洗基板玻璃表面的甲基硅油，烘干，即得强化的超薄玻璃。

Description

一种超薄玻璃的强化方法
技术领域
本发明属于玻璃强化加工技术领域，具体涉及一种超薄玻璃（厚度小于0.7mm）的物理强化方法。
背景技术
超薄玻璃是相对普通平板玻璃厚度而言的，一般厚度在3mm以下为薄玻璃，厚度在1.5 mm以下称之为超薄玻璃。然而超薄化也带来了显而易见的弊端，即是力学强度的降低；在降低重量、减小体积的同时，杂质、缺陷以及任何降低玻璃强度的负面因素都会被放大。这直接造成了超薄玻璃在抗折强度、表面硬度等力学性能指标上明显落后于普通的平板玻璃。
随着科技的发展，要求使用超薄玻璃的便携性电子产品具有良好的抗冲击性，以防止人们使用不慎摔坏显示屏，这就需要对这些电子显示产品的玻璃基板作钢化（也称强化）增强处理。目前，玻璃的钢化主要有物理钢化和化学钢化两类。玻璃的钢化主要有物理钢化和化学钢化两类，化学钢化主要为硝酸盐类的离子交换法，物理钢化主要有空气风冷、微粒钢化、雾钢化法等。但与物理钢化玻璃相比，化学钢化玻璃生产周期长(交换时间长达数十小时)，效率低而且生产成本高(熔盐不能循环利用，且纯度要求高)，碎片与普通玻璃相仿，安全性差，且其性能不稳定(化学稳定性不好)，机械强度和抗冲击强度等物理性能易于消退，强度随时间衰减很快。而风冷钢化的优点是成本较低，产量较大，具有较高的机械强度、耐热冲击性，而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外，在破碎时能形成小碎片，可减轻对人体的伤害；但是对玻璃的厚度和形状有一定的要求(国产设备所钢化的玻璃最小厚度一般在3 mm左右)，而且冷却速度较慢，能耗高，对于薄玻璃，钢化过程中还存在玻璃变形的问题，无法在光学质量要求较高的领域内应用。微粒钢化新工艺与传统的风钢化工艺相比，冷却介质的冷却能大，适于钢化超薄玻璃；但微粒钢化工艺的冷却介质成本较高，对基板玻璃表面会有严重损伤。雾钢化法冷却介质易得，成本低、不污染环境，还可钢化一般气体、液体及微粒钢化所不能钢化的薄玻璃，但冷却均匀性较难控制。
综上，玻璃现有的物理强化方法中，常规风冷强化由于易使玻璃变形而不适用于超薄玻璃（尤其是厚度小于0.7mm的玻璃）；微粒强化对超薄玻璃表面会有严重损伤；雾化强化，冷却均匀性较难控制。
公开号为CN101348327A的专利申请公开了一种液体钢化玻璃的工艺，
该专利是以甲基硅油作为冷却液，对5~12mm厚的平板玻璃和异形玻璃产品有很好的钢化效果，但对无碱的铝硅酸盐超薄玻璃基板的强化却没有提及。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超薄玻璃的强化方法，其综合了液化钢化玻璃与微粒钢化玻璃的优点，克服了各自的缺点，适用于对厚度小于0.7mm的超薄玻璃进行强化，制备工艺简单、玻璃应力分布均匀、抗冲击强度高、玻璃表面状态良好。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种超薄玻璃的强化方法，包括以下步骤：
（1）将退火后的基板玻璃按照设计要求进行切割、磨边、清洗和烘干，放入试样架上待用；
（2）将步骤（1）中试样架上的基板玻璃放入已经升温至700～750℃的电炉中，保温3～30min；
（3）将步骤（2）中保温后的基板玻璃迅速落入150～350℃的甲基硅油中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；
（4）清洗基板玻璃表面的甲基硅油，烘干，即得强化的超薄玻璃。
优选的，步骤（3）中的甲基硅油中还加入了0.1~20wt.%的微粒，所述微粒的粒度大于300目。
所述甲基硅油放入烘箱中加热，并采用磁力搅拌器搅拌。
上述技术方案，适用于处理厚度小于0.7mm的超薄平板玻璃，工艺简单。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：本发明综合了液化钢化玻璃与微粒钢化玻璃的优点，克服了各自的缺点，在甲基硅油的冷却液中，加入0.1~20wt.微粒，微粒的粒度大于300目，可用于厚度小于0.7mm的无碱铝硅酸盐超薄玻璃基板的强化增强，制备工艺简单，增强后玻璃基板强度高、成本低、表面质量性能良好，应力分布均匀，抗冲击强度高；并且配套的设备简单，投资较少。
附图说明
   图1是本发明实施例1制备的基板玻璃强化后的透光率曲线图，其中横坐标为入射光波长，纵坐标为透光率；
图2是本发明实施例2制备的基板玻璃强化后的透光率曲线图，其中横坐标为入射光波长，纵坐标为透光率。
具体实施方式
本发明在实施时，所述强化液的配方实施例（以重量百分比计量）参见表1。
表1 各实施例中强化液的配比
实施例1：首先，将退火后的0.5mm无碱铝硅酸盐玻璃基板按照设计要求切割、磨边、清洗、烘干，放入试样架上待用；然后，将清洗烘干的基板玻璃试样架推入已经升温至720℃的电炉中，保温10分钟；然后，将基板玻璃迅速落入150℃的的强化液（以表1中的实例1配方比例调配的）中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；最后，用四氯化碳彻底清洗掉试样表面的甲基硅油，烘干即得到强化玻璃。
采用GB9963-88抗冲击实验测定试样的抗冲击性，落球重量为5.6克，测得试样的抗冲击性能为0.8m，冲击三次不破碎。通过分光光度计测试试样的透光率曲线如图1所示。由图1可以看出，所制备的基板玻璃经强化后，在380-780nm波长范围内，透光率大于90.5%，与未强化的玻璃基板的透过率几乎一样，强化试验对玻璃基板的透光率没有影响。
实施例2：首先，将退火后的0.7mm无碱铝硅酸盐玻璃基板按照要求，切割磨边后清洗烘干后，放入试样架上待用；然后，将清洗烘干的基板玻璃试样架推入已经升温至730℃的电炉中，保温15分钟；然后，将基板玻璃迅速落入160℃的的强化液（以表1中的实例2配方比例调配的）中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；最后，彻底清洗掉试样表面的甲基硅油，烘干即得到强化玻璃。
采用GB9963-88抗冲击实验测定试样的抗冲击性，落球重量为5.6克，测得试样的抗冲击性能为0.82m，冲击三次不破碎。通过分光光度计测试试样的透光率曲线如图2所示。由图2可以看出，所制备的基板玻璃强化后，在380-780nm波长范围内，试样透光率大于90.3%，与未强化的玻璃基板的透过率几乎一样，强化试验对玻璃基板的透光率没有影响。
实施例3，首先，将退火后的0.7mm无碱铝硅酸盐玻璃基板按照要求，切割磨边后清洗烘干后，放入试样架上待用；然后，将清洗烘干的基板玻璃试样架推入已经升温至730℃的电炉中，保30分钟；然后，将基板玻璃迅速落入300℃的强化液（以表1中的实例3配方比例调配的）中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；最后，彻底清洗掉试样表面的硅油，烘干即得到强化玻璃。
采用GB9963-88抗冲击实验测定试样的抗冲击性，落球重量为5.6克，测得试样的抗冲击性能为0.9m，冲击三次不破碎。
实施例4，首先，将退火后的0.5mm无碱铝硅酸盐玻璃基板按照要求，切割磨边后清洗烘干后，放入试样架上待用；然后，将清洗烘干的基板玻璃试样架推入已经升温至750℃的电炉中，保温20分钟；然后，将基板玻璃迅速落入250℃的的强化液（以表1中的实例4配方比例调配的）中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；最后，彻底清洗掉试样表面的甲基硅油，烘干即得到强化玻璃。
采用GB9963-88抗冲击实验测定试样的抗冲击性，落球重量为5.6克，测得试样的抗冲击性能为0.95m，冲击三次不破碎。
实施例5，首先，将退火后的0.5mm无碱铝硅酸盐玻璃基板按照要求，切割磨边后清洗烘干后，放入试样架上待用；然后，将清洗烘干的基板玻璃试样架推入已经升温至730℃的电炉中，保温10分钟；然后，将基板玻璃迅速落入150℃的的强化液（以表1中的实例5配方比例调配的）中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；最后，彻底清洗掉试样表面的硅油，烘干即得到强化玻璃。
采用GB9963-88抗冲击实验测定试样的抗冲击性，落球重量为5.6克，测得试样的抗冲击性能为0.92m，冲击三次不破碎。
本发明以甲基硅油作为冷却液，加入0.1~20wt.%粒度大于300目的石英砂微粒，制备工艺简单，按照本发明制备方法制得的无碱铝硅酸盐强化玻璃基板应力分布均匀，抗冲击强度高，玻璃表面状态良好，钢化效果优良。因此，用该方法制备的高强度超薄无碱铝硼硅酸盐基板玻璃具有可观的经济和社会效益，应用前景十分广阔。

Claims (6)

1.一种超薄玻璃的强化方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将退火后的基板玻璃按照设计要求进行切割、磨边、清洗和烘干，放入试样架上待用；
（2）将步骤（1）中试样架上的基板玻璃放入已经升温至700～750℃的电炉中，保温3～30min；
（3）将步骤（2）中保温后的基板玻璃迅速落入150～350℃的甲基硅油中，待基板玻璃冷却至50℃以下时，取出；
（4）清洗基板玻璃表面的甲基硅油，烘干，即得强化的超薄玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种超薄玻璃的强化方法，其特征在于步骤（3）中的甲基硅油中还加入了0.1~20wt.%的微粒，所述微粒的粒度大于300目。
3.根据权利要求2所述的一种超薄玻璃的强化方法，其特征在于所述微粒为石英砂。
4.根据权利要求2所述的一种超薄玻璃的强化方法，其特征在于所述微粒占甲基硅油的重量百分比为8~15wt.%。
5.根据权利要求1所述的一种超薄玻璃的强化方法，其特征在于所述甲基硅油放入烘箱中加热，并采用磁力搅拌器搅拌。
6.根据权利要求1所述的一种超薄玻璃的强化方法，其特征在于步骤（4）中采用四氯化碳溶剂清洗玻璃表面的四甲基硅油。
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