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CN107771168A - 对层压玻璃结构进行边缘精整的方法 - Google Patents

对层压玻璃结构进行边缘精整的方法 Download PDF

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CN107771168A
CN107771168A CN201680036293.6A CN201680036293A CN107771168A CN 107771168 A CN107771168 A CN 107771168A CN 201680036293 A CN201680036293 A CN 201680036293A CN 107771168 A CN107771168 A CN 107771168A
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CN
China
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flexible
glass
finishing
laminated glass
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Application number
CN201680036293.6A
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D·J·弗仑兹
T·D·哈希
M·L·汉弗莱
M·W·普莱斯
E·J·绨特
P·J·韦伯斯特
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Original Assignee
Corning Inc
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Abstract

提供了一种对层压玻璃结构(102)进行精整的方法，所述层压玻璃结构(102)包含通过粘合层(135)层压至非玻璃基材(116)上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片(130)。所述方法包括使用手持式精整工具(105)的研磨表面(108)相对于挠性玻璃片(130)的切割边缘(106)施加压缩力。在切割边缘(106)处除去层压玻璃结构(102)的材料以使得挠性玻璃片(130)的玻璃边缘强度为至少约50MPa。

Description

对层压玻璃结构进行边缘精整的方法
本申请要求2015年4月22日提交的第62/151167号美国申请的优先权的权益，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本公开涉及玻璃层压物结构，更具体地，涉及对层压玻璃结构进行精整的方法。
背景技术
层压玻璃结构可以用作生产各种器具、汽车零件、建筑结构或电子装置的组件。例如，层压玻璃结构可作为防护玻璃结合到各种终端产品中，如冰箱、后防溅板、装饰性玻璃制品或电视机。然而，由于可以使用的机械加工和精整方法以及层压玻璃结构的性质的限制，可能难以使用通常在现场(in the field)使用的方法来切割或通过其他方式使层压玻璃结构成形和精整而不导致玻璃层中发生破裂。例如，许多这类精整方法不被用来抛光玻璃、塑料或粘合剂。因此，需要对层压玻璃结构进行精整的方法，该方法使用用于现场的精整方法以最大程度减少使用和安装玻璃层压物的工作量和成本。
发明内容
一种改进挠性玻璃机械可靠性的技术是将挠性玻璃与一种或多种层压材料或者具有特殊结构的基材进行层压或粘接。挠性玻璃可以为厚度为300μm或更小的玻璃，所述厚度包括但不限于300、275、250、225、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20或10μm。另外，挠性玻璃的厚度可以在100至200微米的范围内。根据层压玻璃结构所需要的机械强度和耐冲击要求，以及目标用途中的预期弯曲应力和弯曲方向，可设计层压玻璃结构以满足各种机械要求。当使用得当时，相对于非层压挠性玻璃，层压玻璃结构可提供改善的机械可靠性和耐冲击性能。
层压玻璃结构一旦形成，就可有必要对它们进行切割或以其他方式使它们成形。为了达到预定的边缘强度，一旦进行了切割，则可以使用精整工艺去除挠性玻璃层中的不期望的裂纹和破裂。为此，本文描述了对层压玻璃结构进行精整的方法，其中，精整装置用于将层压玻璃结构有效地精整到所需的边缘强度。这些层压玻璃结构可被用作例如厨房设备的后防溅板，其中，可在现场将较大的层压玻璃结构切割成预选的尺寸，然后进行边缘精整以达到预定的边缘强度。
以下的详细描述阐述了本发明的附加特征和优点，其中的部分内容对于本领域的技术人员而言，可以通过所述内容或者按文字描述以及附图中的举例实施本公开而变得显而易见。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是对本公开的示例，用来提供理解要求保护的本公开的性质和特性的总体评述或框架。
包括的附图提供了对本公开原理的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了一个或多个实施方式，并与说明书一起通过示例的方式用以解释本公开的原理和操作。应理解，在本说明书和附图中公开的本公开的各种特征可以任意组合使用。作为非限制性实例，本公开的各种特征可以按照以下各个方面相互组合。
根据第一个方面，提供了一种对层压玻璃结构进行精整的方法，所述层压玻璃结构包含通过粘合层层压至非玻璃基材上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片。所述方法包括使用手持式精整工具的研磨表面相对于挠性玻璃片的切割边缘施加压缩力。在切割边缘处去除层压玻璃结构的材料以使得挠性玻璃片的玻璃边缘强度为至少50MPa或更大。
根据第二个方面，提供第一个方面的方法，其中，研磨表面包括ISO/FEPA粒度号为至少180或更细的研磨材料。
根据第三个方面，提供了第一个方面或第二个方面的方法，所述方法还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，将液体引导到切割边缘上。
根据第四个方面，提供了第一至第三个方面中的任一个方面的方法，所述方法还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，以一定角度放置研磨表面，所述一定角度相对于与挠性玻璃片的宽表面横向的平面为约1度至约20度。
根据第五个方面，提供了第一至第四个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为打磨块，并且研磨表面由砂纸提供。
根据第六个方面，提供了第一至第四个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为轨路式打磨机，所述轨路式打磨机包括含有研磨表面的头部。
根据第七个方面，提供了第一至第四个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为带式打磨机，所述带式打磨机包括含有研磨表面的带。
根据第八个方面，提供了第一至第四个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具包括柔性打磨球，所述柔性打磨球包括研磨材料。
根据第九个方面，提供了第八个方面的方法，其中，所述柔性打磨球的硬度等级在20肖氏A(Shore A)至35肖氏A之间。
根据第十个方面，提供了第一至第四个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具包括可膨胀球管(inflatable bulb)和打磨套管，所述打磨套管由可膨胀球管承载并且包括研磨材料。
根据第十一个方面，提供了一种对层压玻璃结构进行精整的方法，所述层压玻璃结构包含通过粘合材料层压至非玻璃基材上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片。所述方法包括将预制层压玻璃结构支承在支承表面上，以使得非玻璃基材位于挠性玻璃片与支承表面之间。使用精整工具的研磨表面去除切割边缘处的层压玻璃结构的材料。在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，以一定角度放置研磨表面，所述一定角度相对于与挠性玻璃片的宽表面横向的平面为约1度至约20度。
根据第十二个方面，提供第十一个方面的方法，其中，研磨表面包括ISO/FEPA粒度号为至少180或更细的研磨材料。
根据第十三个方面，提供了第十一个方面或第十二个方面的方法，所述方法还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，将液体引导到切割边缘上。
根据第十四个方面，提供了第十一至第十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为打磨块，并且研磨表面由砂纸提供。
根据第十五个方面，提供了第十一至第十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为轨路式打磨机，所述轨路式打磨机包括含有研磨表面的头部。
根据第十六个方面，提供了第十一至第十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为带式打磨机，所述带式打磨机包括含有研磨表面的带。
根据第十七个方面，提供了第十一至第十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具包括柔性打磨球，所述柔性打磨球包括研磨材料。
根据第十八个方面，提供了第十七个方面的方法，其中，所述柔性打磨球的硬度等级在20肖氏A至35肖氏A之间。
根据第十九个方面，提供了第十一至第十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具包括可膨胀球管和打磨套管，所述打磨套管由可膨胀球管承载并且包括研磨材料。
根据第二十个方面，提供了一种对层压玻璃结构进行精整的方法，所述层压玻璃结构包含通过粘合材料层压至非玻璃基材上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片。所述方法包括将预制层压玻璃结构支承在支承表面上，以使得非玻璃基材位于挠性玻璃片与支承表面之间。使用精整工具的研磨表面去除切割边缘处的层压玻璃结构的材料。在移除层压玻璃结构材料的步骤期间，精整工具的研磨表面是柔性的并且在使用研磨表面将压缩力施加于挠性玻璃片的切割边缘时，研磨表面发生弹性偏转。
根据第二十一个方面，提供了第二十个方面的方法，其中，在切割边缘处去除层压玻璃结构材料的步骤使得挠性玻璃片的玻璃边缘强度为至少约50MPa。
根据第二十二个方面，提供第二十个方面或第二十一个方面的方法，其中，研磨表面包括ISO/FEPA粒度号为至少180或更细的研磨材料。
根据第二十三个方面，提供了第二十至第二十二个方面中任一个方面的方法，所述方法还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，将液体引导到切割边缘上。
根据第二十四个方面，提供了第二十至第二十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为打磨块，并且研磨表面由砂纸提供。
根据第二十五个方面，提供了第二十至第二十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为轨路式打磨机，所述轨路式打磨机包括含有研磨表面的头部。
根据第二十六个方面，提供了第二十至第二十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具为带式打磨机，所述带式打磨机包括含有研磨表面的带。
根据第二十七个方面，提供了第二十至第二十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具包括柔性打磨球，所述柔性打磨球包括研磨材料。
根据第二十八个方面，提供了第二十七个方面的方法，其中，所述柔性打磨球的硬度等级在20肖氏A至35肖氏A之间。
根据第二十九个方面，提供了第二十至第二十三个方面中任一个方面的方法，其中，精整工具包括可膨胀球管和打磨套管，所述打磨套管由可膨胀球管承载并且包括研磨材料。
根据第三十个方面，提供了第二十至第二十九个方面中的任一个方面的方法，所述方法还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，以一定角度放置研磨表面，所述一定角度相对于与挠性玻璃片的宽表面横向的平面为不高于约45度。
附图简要说明
参照附图阅读本公开的以下详细描述，可以更好地理解本公开的这些方面、特征和优点以及其他的方面、特征和优点，其中：
图1例示了根据本公开的各方面的层压玻璃结构的一个实施方式的截面图；
图2描述了根据本公开的各方面，在一个或多个玻璃表面上或者在基材和挠性玻璃层之间的膜上具有装饰性图案的图1的层压玻璃结构的截面图；
图3例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的方法；
图4A例示了磨粒粒度与美国金刚石粒度号的关系图；
图4B例示了平均玻璃碎屑尺寸与磨料粒度的关系图；
图4C例示了平均玻璃碎屑尺寸与ISO/FEPA粒度号的关系图；
图5例示了根据本公开的各方面的层压玻璃结构的经过精整的切割边缘；
图6例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的方法；
图7例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的另一种方法；
图8例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的另一种方法；
图9例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的另一种方法；
图9A例示了图9的区域A的详细视图；
图10例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的另一种方法；
图11例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的另一种方法；
图12例示了根据本公开的各方面，对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的另一种方法；
图13例示了根据本公开的各方面，使用用于对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的固定装置；和
图14示意性地例示了根据本公开的各方面，用于对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的旋转工具。
具体实施方式
在以下的具体实施方式中，出于解释而非限制的目的，给出了公开了具体细节的示例性实施方式，以提供对本公开的各种原理的充分理解。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在从本说明书获益后，可以按照不同于本文公开的具体细节的其他实施方式实施本公开。另外，本文可能省去对众所周知的装置、方法和材料的描述，以免干扰对本公开的各种原理的描述。最后，在任何适用的情况下，相同的附图标记表示相同的元素。
本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括自所述一个具体值始和/或至所述另一具体值止。类似地，用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解该具体值构成了另一个实施方式。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值相结合以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。
本文所用的方向术语——例如上、下、左、右、前、后、顶、底——仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来暗示绝对的取向。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，在任何方面，如果方法权利要求实际上没有陈述其步骤应遵循的顺序，或者如果在权利要求或描述中没有另外具体说明所述步骤应限于特定顺序，则不应推断出任何特定顺序。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤或操作流程的安排的逻辑问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题；说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。
如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数指代形式，除非文中另有明确说明。因此，例如，提到的一种“部件”包括具有两种或更多种这类部件的方面，除非文本中有另外的明确表示。
尽管玻璃本身是一种结实的材料，但是其强度和机械可靠性是其表面缺陷或者瑕疵尺寸密度分布以及经过一段时间所累积的暴露的应力的函数。在一个完整的产品生命周期中，层压玻璃结构可能经受不同种类的静态和动态的机械应力。本文所述的实施方式一般涉及在安装位置或机械加工环境中对层压玻璃结构进行精整的方法。具体的实例可以涉及层压玻璃结构，其中，非玻璃基材是木材、纤维板、层压物、聚合物和/或金属或者金属合金，例如不锈钢、铝、镍、镁、黄铜、青铜、钛、钨、铜、铸铁或贵金属。
参见图1，该图例示了示例性层压玻璃结构10的截面图。层压玻璃结构10包含由挠性玻璃片14形成的挠性玻璃层12和层压至该挠性玻璃层12的非玻璃基材层16。非玻璃基材层16由非玻璃基材18形成，如聚合物、木材或基于木材的制品(如碎屑板、刨花板、纤维板和纸板、硬纸板)，或者低压层压物、高压层压物或胶合板，或者金属或金属合金(如不锈钢、铜、镍、黄铜、青铜、钛、钨、铸铁、铝)，陶瓷、复合材料或另一种聚合物或刚性材料，或者这些材料的组合。
非玻璃基材18可用聚合物材料形成，例如下述聚合物材料中的任意一种或多种：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)或热聚合物聚烯烃(TPOTM–聚乙烯、聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯(BCPP)或橡胶的聚合物/填料掺混物)、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯基丁酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯和取代聚乙烯、聚羟基丁酸酯、聚羟基乙烯基丁酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚萘二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚醚、聚砜、聚乙烯基乙炔、透明热塑料、透明聚丁二烯、聚氰基丙烯酸酯、纤维素基聚合物、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、多硫化物、聚乙烯基丁缩醛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷。也可以使用先作为预聚物或者前化合物沉淀/涂覆然后加以转化的聚合物，例如环氧树脂、聚氨酯、苯酚甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。许多显示器和电学应用可以优选基于丙烯酸的聚合物、硅酮以及这样的结构辅助层，例如，可商购于杜邦公司(DuPont)的聚合物层对于一些应用来说可以是透明的，但对另一些应用来说不必透明。
粘合层20可由粘合材料22形成，可用来在其相应的宽表面24与26之间的界面处将挠性玻璃层12层压到非玻璃基材层16。粘合材料22可以是非粘性中间层、粘合剂、粘合剂片或膜、液体粘合剂、粉末粘合剂、压敏粘合剂、可紫外光固化的粘合剂、可热固化的粘合剂或其他类似的粘合剂或者它们的组合。粘合材料22可在层压过程中帮助挠性玻璃14附着于非玻璃基材18。低温粘合材料的一些实例包括UV固化的Norland 68、Flexcon V29TT、3M OCA8211、8212、8146和8172(室温或高于室温下通过压力粘合)、3M 4905、粘合剂、硅酮、丙烯酸酯、光学透明的粘合剂、包封剂材料、聚氨酯聚乙烯基丁酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、离子交联聚合物和木胶。也可使用典型的图形粘合剂(graphic adhesive)，例如Graphicmount和Facemount(例如，可购自位于美国佛罗里达州萨拉索塔(Sarasota)的雷杰(LexJet)公司)。较高温度的粘合材料的一些实例包括杜邦SentryGlas、杜邦PV 5411、日本世界公司(Japan World Corporation)的材料FAS和聚乙烯醇缩丁醛树脂。粘合层20可以是薄的，其厚度小于或等于约1000μm，包括小于或等于约500μm、约250μm、小于或等于约50μm、小于或等于40μm、小于或等于约25μm、或在约0.1mm至约5mm之间。粘合剂还可以含有其他功能性组分，例如着色、装饰、耐热或者耐UV，减反射(AR)过滤功能等。粘合材料22在固化时可以是光学透明的，或相反，可以是不透明的。在粘合材料22是粘合剂片或膜的实施方式中，粘合材料22可以具有透过挠性玻璃厚度可见的装饰图案或者设计，如图2所示。
在图2中，层压玻璃结构10包含由粘合材料22的片或膜形成的粘合层20。粘合材料22具有从挠性玻璃层12的外表面32可见的条状图案30。在一些实施方式中，非玻璃基材层可以提供装饰图案，并且/或者装饰图案可以被提供在挠性玻璃片14的任意一个表面上。在一些实施方式中，装饰图案可被提供在多个层12、16和/或20上。一些气泡可能会在层压过程中或层压之后变得夹带入层压玻璃结构中，但是直径等于或小于100μm的气泡可能不会影响层压玻璃结构的耐冲击性。可以在层压过程中使用真空层压系统或向结构的表面施加压力来减少气泡的形成。在其它实施方式中，可在不使用粘合剂的条件下对挠性玻璃层12进行层压。
挠性玻璃片14的厚度34可以为约0.3mm或更小，包括但不限于例如以下厚度：0.01-0.05mm、约0.05-0.1mm、约0.1-0.15mm、约0.15-0.3mm、约.100至约.200mm、0.3、0.275、0.25、0.225、0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01mm。挠性玻璃片14可以由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或者它们的复合材料形成。形成高品质挠性玻璃片的熔合法(例如下拉法)可用于各种装置，一种这样的应用是平板显示器。当与通过其他方法制得的玻璃片相比时，由熔合法制得的玻璃片的表面具有优异的平整度和光滑度。熔合法描述于系列号为3,338,696和3,682,609的美国专利中。其它合适的玻璃片形成方法包括浮法、上拉法和狭缝拉制方法。另外，挠性玻璃片14还可以通过采用能使该玻璃的表面银离子浓度大于0至0.047μg/cm2的化学组合物而含有抗微生物性质，这在第2012/0034435A1号美国专利申请公开中有进一步描述。挠性玻璃14也可涂覆含有银的釉层，或者以其他方式掺杂银离子，以获得所需的抗微生物性质，如在第2011/0081542A1号美国专利申请公开中进一步描述的。另外，挠性玻璃14可以具有以下摩尔组成：50％SiO2、25％CaO和25％Na2O，以获得所需的抗微生物效果。
一旦形成挠性玻璃片14，可以使用各种设备和方法将其层压到非玻璃基材18。一些实例包括片对片层压，其中，例如使用粘合材料22利用压力和/或热量将挠性玻璃片14粘合至非玻璃基材18上。作为另一个实例，可以使用辊对片或辊对辊层压方法，其中，同样利用压力将挠性玻璃片14的连续带从供给辊粘合至非玻璃基材18上，该非玻璃基材18为来自供给辊的连续基材或多个单独的基材。虽然有可能将层压玻璃结构形成为最终所需的尺寸，但可能的情况是，在层压玻璃结构形成之后，需要对层压玻璃结构进行某种成形(例如切割)。在这些情况下，层压玻璃结构可以称作预制层压玻璃结构，该预制层压玻璃结构将在现场(例如在安装场所)进行最终加工，以达到所需尺寸。
不囿于理论，在将层压玻璃结构切割成预定尺寸的过程中可能遇到的一个困难在于使挠性玻璃片14保持可接受的边缘品质。挠性玻璃片14的边缘品质关系到边缘强度，还关系到在挠性玻璃片14中引发/形成不利的或非故意的裂纹和破裂的可能性。如在本文中所使用的，“边缘强度”是指层压玻璃结构的挠性玻璃片的强度，其使用基于在ASTM C-158《通过挠曲进行的玻璃强度的标准测试方法(断裂模量的确定)》[Standard Test Methodsfor Strength of Glass by Flexure(Determination of Modulus of Rupture)]中描述的程序而改进的程序来确定。该改进的程序与在ASTM C-158中描述的程序大致相同，不同之处在于进行了额外的计算以确定玻璃强度。该改进的程序包括使用以下方法中的一种方法确定层压玻璃结构的载荷-玻璃应力校准曲线：1)在多个载荷下直接测量挠性玻璃片中的应变(例如通过应变仪)，然后使用其弹性模量计算在多个载荷下挠性玻璃片中的应力；2)直接测量在多个载荷下的挠性玻璃片中的应力(例如通过应力光学方法)；或者3)对层压玻璃结构进行束理论分析，由于粘合性能的不确定性，因此这可能是困难的。使用ASTM C-158描述的程序对层压玻璃结构进行测试以确定挠性玻璃片失效(与完整的层压玻璃结构相反)时的载荷，并且使用校准曲线将确定的失效负载转换成玻璃应力值，该玻璃应力值以玻璃强度报告。在一些实施方式中，可能希望在切割之后在挠性玻璃片14中保持预定的边缘强度，并且在对挠性玻璃片14进行边缘精整后保持更高的预定的边缘强度。例如，将挠性玻璃片14的边缘强度保持在至少约50MPa可使层压玻璃结构10的挠性玻璃片14能够经受住最终的使用条件，如搬运和安装，而不会在挠性玻璃片14中形成裂纹和破裂。然而，在制造和安装环境通常没有切割和精整挠性玻璃片14的专用工具。已发现在预定的条件下，可使用不常用于层压玻璃结构中的至少一种材料的精整方法和装置，来对层压玻璃结构10(例如挠性玻璃片14、粘合材料22和非玻璃基材18)进行精整，且在一些实施方式中，可在挠性玻璃片14中保持至少约50MPa，例如至少约70MPa的预定边缘强度。
参考图3，该图例示了利用精整工具(例如打磨块105)对预制层压玻璃结构102进行精整的多步方法100。在一些实施方式中，可以使用合适的切割工具形成预制层压玻璃结构102，所述切割工具例如研磨机的磨轮、磨轮和或使用线切割放电加工机(WEDM)的金属线电极。如在本文中所使用的，术语“切割工具”是指适于从预制层压玻璃结构中去除玻璃材料的而不会造成显著破坏的任何切割工具，以使得在进行本文描述的边缘精整之前或之后能够在挠性玻璃片中达到至少约50MPa的挠性玻璃片。在一些实施方式中，打磨块105可以由柔性材料形成，例如垫或泡沫材料。如在本文中所使用的，“柔性材料”是指在合适的加工压力(例如手动施加)下可挠曲及弹性变形的材料。
图3例示了预制层压玻璃结构102的切割边缘106。由于切割工艺的原因，可以沿着切割边缘106产生圆碎屑和/或直碎屑。在一些实施方式中，可能需要进行一次操作或多次精整操作来去除碎屑或减小碎屑的尺寸，并形成更光滑或更干净的切割边缘。将合适的砂纸108(例如AlOx、SiC；至少180号粒度或更细，例如320号粒度或更细)贴附于打磨块105上。砂纸108具有带研磨部分的研磨侧面，并且可以具有光滑的(非研磨的)侧面，其具有面向打磨块105的非研磨部分。在其它实施方式中，砂纸108的两个侧面均可以具有研磨材料。简要参考图4A-4C，图4A-4C例示了磨料粒度与挠性玻璃片厚度和玻璃碎屑尺寸的比较图。为了在切割或精整操作中最大程度减少玻璃边缘起屑，所用磨料粒度应当比挠性玻璃片厚度小得多，以使产生的任何碎屑尺寸小于预定深度(例如约20μm或更小)。在一些实施方式中，可以使用400或更细，例如600或更细，例如800或更细的磨料粒度。如图4A所示，当采用100至200微米的挠性玻璃厚度时，600号磨料粒度的磨料粒径小于50微米，即约为30微米，比挠性玻璃厚度小得多。例如，在精整过程中采用平均直径小于挠性玻璃片厚度的约1/4，如小于约1/5的磨粒时，可显著减少边缘起屑，并且得到约50MPa或更大的玻璃边缘强度。如图4B和4C所示，30微米的磨粒粒径(ISO/FEPA粒度号为600)产生的平均玻璃碎屑尺寸可忽略不计。
再次参考图3，可以沿着切割边缘106施加流体，例如打磨流体，如水。砂纸108和打磨块105可以相对于切割边缘106保持一定角度θ(例如约1至约20度)(即相对于横切挠性玻璃片宽表面的平面的角度)。简要参考图5，这种设置可使挠性玻璃片112的边缘110相对于非玻璃基材116的边缘114向内偏移，并且通过将边缘114延伸到边缘110以外，可在例如处理过程中为边缘110提供一些保护。这样的打磨装置还可在打磨操作期间对玻璃片112提供压缩力。再次参考图3，一旦例如用180号粒度或更细的砂纸(如320号粒度或更细的砂纸)完成初始打磨操作，即可用更细粒度的砂纸(例如400、600、800号粒度)以相同的角度θ进行精整操作。应注意的是，虽然切割边缘106为外部边缘，但是具有砂纸108的打磨块105可以用于精整内部边缘(例如切口边缘)。
参考图6，该图例示了利用打磨块105对预制层压玻璃结构102进行精整的方法120。在步骤122中，将液体(例如水)引导到预制层压玻璃结构102的切割边缘106上。液体可以连续提供，或者，在一些实施方式中，间歇提供，以在精整操作期间润湿切割边缘106。在步骤124中，提供打磨块105，该打磨块105带有180号粒度或更细的(例如320号粒度或更细的)SiC(或AlOx)砂纸108，调节该砂纸108的尺寸以允许手动施加手指压力。在步骤126中，在预制层压玻璃结构102放置的位置为使挠性玻璃面向上的情况下，使用打磨块105，可以使砂纸108沿着从上到下的方向横移过切割边缘106。当砂纸108被引导到切割边缘106上时，这种从上到下的设置可以保持对挠性玻璃层130(图3)的压缩力，从而去除玻璃颗粒并且还可以减少研磨介质嵌入粘合层135的可能性。在步骤132中，将砂纸108相对于与挠性玻璃层130的平整表面正交的平面保持角度θ，从而保持相对于该平面的角度θ为约1至约20度。在步骤134中，用180号粒度或更细的砂纸108继续打磨直到整个切割边缘106均被精整。在步骤136中，可以逐渐使用更细粒度的砂纸(例如400、600、800)以对整个切割边缘106进行精整，直到去除任何碎屑和裂纹并且达到令人满意的边缘光滑度。然后可以在步骤138中清洁(例如，清洗和擦拭及干燥)层压玻璃结构。作为一个实例，根据切割边缘的尺寸和条件，打磨的时间可以在约5分钟每磨料粒度至约10分钟每磨料粒度之间。
参考图7，该图例示了利用精整工具(例如轨路式打磨机144)对预制层压玻璃结构102进行精整的另一种多步方法140。轨路式打磨机可以利用头部146，该头部承载研磨材料或砂纸148并且受到旋转驱动，例如通过压缩空气驱动的发动机旋转驱动。头部146可以安装到主轴上，主轴又可以相对于发动机的垂直轴偏心地安装，以使得头部146围绕垂直轴旋转。如上所述，可以沿着切割边缘106施加流体，例如水。砂纸148和头部146可以相对于切割边缘106保持一定角度θ(例如约1至约20度)(即相对于横切挠性玻璃片宽表面的平面的角度)。再次参考图5，这样的设置可使产生的挠性玻璃片112的边缘110相对于非玻璃基材116的边缘114向内偏移。轨路式打磨机144在例如5或6英寸砂纸垫的预定的砂纸速度(例如约4,000个轨道每分钟)下能够为随机轨道。再次参考图7，一旦例如用180号粒度或更细的砂纸(如320号粒度或更细的砂纸)完成初始打磨操作，即可以用更细粒度的研磨材料(例如400、600、800号粒度)以相同的角度θ进行精整操作。应注意的是，虽然切割边缘106为外部边缘，但是具有砂纸108的打磨块105可以用于精整内部边缘(例如切口边缘)。
参考图8，该图例示了使用轨路式打磨机144对预制层压玻璃结构102进行精整的方法150。在步骤152中，将液体(例如水)引导到预制层压玻璃结构102的切割边缘106上。液体可以连续提供，或者，在一些实施方式中，间歇提供，以在精整操作期间润湿切割边缘106。在步骤154中提供具有320号粒度SiC(或AlOx)砂纸108的头部146。在步骤156中，在预制层压玻璃结构102放置的位置为使挠性玻璃面向上的情况下，可以使砂纸108以随机轨道横移通过切割边缘106。在步骤158中，将砂纸108相对于与挠性玻璃层130的平整表面正交的平面保持角度θ，从而保持相对于该平面的角度θ为约1至约20度。在步骤160中，用180号粒度或更细(例如320号粒度或更细)的砂纸108继续打磨直到整个切割边缘106均被精整。在步骤162中，可以逐渐使用更细粒度的砂纸(例如400、600、800)以对整个切割边缘106进行精整，直到去除任何碎屑和裂纹并且达到令人满意的边缘光滑度。然后可以在步骤164中清洁(例如，清洗和擦拭及干燥)层压玻璃结构。作为一个实例，根据切割边缘的尺寸和条件，打磨的时间可以在约1分钟每磨料粒度至约2分钟每磨料粒度之间。
参考图9，该图例示了利用精整工具(例如带式打磨机174)对预制层压玻璃结构102进行精整的另一种多步方法170。带式打磨机174可以使用带176，带176承载研磨材料并且在环线中以连续的方式被驱动，例如通过用于驱动一对鼓的电动机驱动(例如，以约200rpm或更大的转速，如在约500rpm至约3000rpm之间，如约1850rpm)。具有研磨材料的带176可以相对于切割边缘106保持一定角度θ(例如在约1至约20度之间，如10度)(即相对于横切挠性玻璃片宽表面的平面的角度)，如图9A所示。如图9A所示，可以设置挠性玻璃片112以在打磨操作期间使其面向带176，从而向挠性玻璃片112施加压缩力。可以提供固定装置180用于在精整操作期间支承预制层压玻璃结构102。在一些实施方式中，固定装置180可以包括传送设备182，该传送设备182相对于带176移动预制层压玻璃结构102(例如以横切带176的运行方向的方向移动)。一旦例如用180号粒度的粘合颗粒或更细的粘合颗粒(如320号粒度的粘合颗粒)完成初始打磨操作，即可用更细粒度的粘合颗粒(例如400、600、800号粒度)以相同的角度θ进行精整操作。
参考图10，该图例示了利用精整工具(例如磨料涂覆的柔性精整球打磨机192)对预制层压玻璃结构102进行精整的另一种多步方法190。精整球打磨机192可以使用柔性球196，该柔性球用研磨材料198涂覆并且被旋转驱动，例如通过电动机驱动。球196可以安装到主轴上，主轴又可以旋转地安装到发动机的轴上，以使得柔性球196围绕轴201旋转(例如以约200至约500rpm旋转)。柔性球196可以相对于切割边缘106保持一定角度θ(例如约1度至约20度，如约5度至约20度，如约10度)(即相对于横切挠性玻璃片宽表面的平面的角度)。柔性球196还可以以压缩旋转方向(与爬升方向相反)移动，以在柔性球196沿着切割边缘106的长度移动时在柔性球196的前缘获得压缩力。一旦例如用180号粒度的研磨材料或更细的研磨材料(如320号粒度的研磨材料)完成初始打磨操作，即可用更细粒度的研磨材料(例如400、600、800号粒度)以相同的角度θ进行精整操作。应注意的是，虽然切割边缘106为外部边缘，但是具有柔性球196的精整球打磨机192可以用于精整内部边缘(例如切口边缘)。然后可以清洁(例如，清洗和擦拭及干燥)层压玻璃结构。作为一个实例，根据切割边缘的尺寸和条件，打磨的时间可以在约1分钟每磨料粒度至约2分钟每磨料粒度之间。
参考图11，该图例示了使用磨料涂覆的柔性精整球打磨机192对预制层压玻璃结构102进行精整的方法200。在步骤202中，将具有预选硬度(例如在20肖氏A至35肖氏A之间，如28肖氏A)等级并用220号粒度研磨材料SiC(或AlOx)涂覆的合适的柔性球196连接到旋转工具上，例如可商购自罗伯特博世工具公司(Robert Bosch Tool Corporation)的工具。在步骤204中，在预制层压玻璃结构102放置的位置为使挠性玻璃面向上的情况下，可以使柔性球196在旋转的同时(例如以约200rpm至约500rpm旋转)移过切割边缘106。在步骤208中，将柔性球196相对于与挠性玻璃层130的平整表面正交的平面保持角度θ，从而保持相对于该平面的角度θ为约1至约20度。在步骤210中，用180号粒度研磨颗粒或更细(例如320号研磨材料)的砂纸108继续打磨直到整个切割边缘106均被精整。在步骤222中，可以逐渐使用更细粒度的研磨材料(例如400、600、800)以对整个切割边缘106进行精整，直到去除任何碎屑和裂纹并且达到令人满意的边缘光滑度。然后可以在步骤224中清洁(例如，清洗和擦拭及干燥)层压玻璃结构。作为一个实例，根据切割边缘的尺寸和条件，打磨的时间可以在约1分钟每磨料粒度至约2分钟每磨料粒度之间。
参考图12，该图例示了利用精整工具(例如可膨胀罩式打磨机(inflatable cupsander)232)对预制层压玻璃结构102进行精整的另一种多步方法230。可膨胀罩式打磨机232可以使用可膨胀球管234，在该可膨胀球管234的周围具有打磨套管236，该打磨套管236被研磨材料235涂覆并且被旋转驱动，例如通过电动机驱动。示例性的可膨胀罩式打磨机为可商购自King Arthur’s Tools(亚瑟国王的工具公司)的可以使用任意合适的球管和套管尺寸，例如用于直的边缘和内部切口精整的2英寸可膨胀球管和用于角的3/4英寸可膨胀球管。球管234可以安装到主轴上，主轴又可以旋转地安装到发动机的轴上，以使得可膨胀球管234围绕轴237旋转(例如以约200至约500rpm旋转)。可膨胀球管234可以相对于切割边缘106保持一定角度θ(例如约1至约20度，例如约10度)(即相对于横切挠性玻璃片宽表面的平面的角度)。打磨套管236和可膨胀球管234还可以以压缩旋转方向(与爬升方向相反)移动，以在打磨套管236沿着切割边缘106的长度移动时在打磨套管236的前缘获得压缩力。一旦例如用180号粒度的研磨材料或更细的研磨材料(如320号粒度的研磨材料)完成初始打磨操作，即可用更细粒度的研磨材料(例如400、600、800号粒度)以相同的角度θ进行精整操作。应注意的是，虽然切割边缘106为外部边缘，但是可膨胀罩式打磨机232可以用于精整内部边缘(例如切口边缘)。然后可以清洁(例如，清洗和擦拭及干燥)层压玻璃结构。作为一个实例，根据切割边缘的尺寸和条件，对于角的精整，打磨的时间可以在约1分钟每磨料粒度至约2分钟每磨料粒度之间，对于直的侧面的精整，打磨的时间可以在约3分钟每磨料粒度至约4分钟每磨料粒度之间。
参考图13，在上文描述的打磨操作中，可以期望以高度可控的方式使精整工具与挠性玻璃基材的切割边缘保持预先选定的角度。为此，可需要可以用于以所需角度保持精整工具并对精整工具进行定向的固定装置250。在这一实施方式中，固定装置250可以包括基底252，该基底252可以支承挠性基材258的宽表面256上的精整工具254。固定装置250可以包括在第一枢轴位置262处与基底252可旋转地连接的第一可旋转支承件260，以及在第二枢轴位置266处与第一可旋转支承件260可旋转连接的第二可旋转支承件264。在一些实施方式中，第一和第二可旋转支承件260和264可以相对于各自以及基底252抑制移动，例如，通过它们之间的摩擦或可闭锁接合来保持所需的精整角度。
现在参考图14，在一些实施方式中，可获得的旋转工具可以具有工作轴，该工作轴与旋转工具的长轴垂直。在图14中，例如，旋转工具270具有工作轴A1，其与细长的工具轴AT(可以为发动机轴)垂直。该设置可对保持所需的精整角度以及根据精整条件移动旋转工具带来困难。在这一实例中，提供了与第一旋转轴A1平行的第二旋转轴A2，并且在与轴A1提供的位置所不同的连接位置处，将柔性精整球274与工具轴AT同轴放置。这一设置可有促进柔性精整球从挠性玻璃片向下移动到非玻璃基材的从上到下的运动，以在挠性玻璃片上保持压缩力。
上文描述的精整层压玻璃结构的系统和方法允许使用基于制造的精整方法和机器，例如旋转工具和柔性精整仪器，同时将挠性玻璃基材的边缘强度保持在至少约50MPa，例如约70MPa。虽然上文主要描述了手动精整，但是可以使用其他自动工具，例如计算机数字控制(CNC)机器，该机器可利用适于与CNC机器使用的一种或多种打磨结构或其变化形式。挠性玻璃片可以在整个精整过程中保持压缩状态并且可以保持精整角度以达到可接受的边缘强度。精整系统和方法有助于修复任意损坏的挠性玻璃片并且保持挠性玻璃层压件的预计使用期限。精整操作可在可以发生挠性玻璃层压件的切割的现场或制造环境中进行。
虽然在本文中层压玻璃结构10被描述成包括层压到非玻璃基材18的单一挠性玻璃片14，但是在本公开中包括其他实施方式。在一些实施方式中，层压玻璃结构包括层压到非玻璃基材的第二挠性玻璃片。例如，第二挠性玻璃片可层压到与第一挠性玻璃片相对的非玻璃基材的第二宽表面。如本文关于第一挠性玻璃片所描述的，第二挠性玻璃片可层压到非玻璃基材，并且可使用本文关于第一挠性玻璃片所描述的方法对第二挠性玻璃片的一个或多个边缘进行精整。
应当强调，本公开的上述实施方式，包括任何的实施方式，仅仅是可能实现的实例，其仅是为了清楚理解本公开的各种原理而陈述的。可以对本公开的上述实施方式进行许多改变和调整而基本上不偏离本公开的精神和各种原理。在本文中，所有这些调整和改变都旨在包括在本公开的范围和本公开之内，并受所附权利要求的保护。

Claims (30)

1.一种对层压玻璃结构进行精整的方法，所述层压玻璃结构包含通过粘合层层压至非玻璃基材上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片，所述方法包括：
使用手持式精整工具的研磨表面相对于挠性玻璃片的切割边缘施加压缩力；和
在切割边缘处去除层压玻璃结构的材料以使得挠性玻璃片的玻璃边缘强度为至少约50MPa。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述研磨表面包括ISO/FEPA粒度号为180或更细的研磨材料。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，将液体引导到切割边缘上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，以一定角度放置研磨表面，所述一定角度相对于与挠性玻璃片的宽表面横向的平面为不高于约20度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，精整工具为打磨块，并且研磨表面由砂纸提供。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，精整工具为轨路式打磨机，所述轨路式打磨机包括含有研磨表面的头部。
7.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，精整工具为带式打磨机，所述带式打磨机包括含有研磨表面的带。
8.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，精整工具包括柔性打磨球，所述柔性打磨球包括研磨材料。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述柔性打磨球的硬度等级在20肖氏A至35肖氏A之间。
10.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，精整工具包括可膨胀球管和打磨套管，所述打磨套管由可膨胀球管承载并且包括研磨材料。
11.一种对层压玻璃结构进行精整的方法，所述层压玻璃结构包含通过粘合材料层压至非玻璃基材上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片，所述方法包括：
将层压玻璃结构支承在支承表面上，以使得非玻璃基材位于挠性玻璃片与支承表面之间；
使用精整工具的研磨表面去除切割边缘处的层压玻璃结构的材料；和
在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，以一定角度放置研磨表面，所述一定角度相对于与挠性玻璃片的宽表面横向的平面为不超过约20度。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述研磨表面包括ISO/FEPA粒度号为180或更细的研磨材料。
13.如权利要求11或权利要求12所述的方法，其还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，将液体引导到切割边缘上。
14.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，精整工具为打磨块，并且研磨表面由砂纸提供。
15.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，精整工具为轨路式打磨机，所述轨路式打磨机包括含有研磨表面的头部。
16.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，精整工具为带式打磨机，所述带式打磨机包括含有研磨表面的带。
17.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，精整工具包括柔性打磨球，所述柔性打磨球包括研磨材料。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述柔性打磨球的硬度等级为20肖氏A至35肖氏A。
19.如权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，精整工具包括可膨胀球管和打磨套管，所述打磨套管由可膨胀球管承载并且包括研磨材料。
20.一种对层压玻璃结构进行精整的方法，所述层压玻璃结构包含通过粘合材料层压至非玻璃基材上的厚度不超过约0.3mm的挠性玻璃片，所述方法包括：
将层压玻璃结构支承在支承表面上，以使得非玻璃基材位于挠性玻璃片与支承表面之间；和
使用精整工具的研磨表面去除切割边缘处的层压玻璃结构的材料；
其中，在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，精整工具的研磨表面是柔性的并且在使用研磨表面将压缩力施加于挠性玻璃片的切割边缘时，研磨表面发生弹性偏转。
21.如权利要求20所述的方法，其中，在切割边缘处去除层压玻璃结构材料的步骤使得挠性玻璃片的玻璃边缘强度为至少约50MPa。
22.如权利要求20或权利要求21所述的方法，其中，所述研磨表面包括ISO/FEPA粒度号为180或更细的研磨材料。
23.如权利要求20至22中任一项所述的方法，其还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，将液体引导到切割边缘上。
24.如权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，精整工具为打磨块，并且研磨表面由砂纸提供。
25.如权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，精整工具为轨路式打磨机，所述轨路式打磨机包括含有研磨表面的头部。
26.如权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，精整工具为带式打磨机，所述带式打磨机包括含有研磨表面的带。
27.如权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，精整工具包括柔性打磨球，所述柔性打磨球包括研磨材料。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述柔性打磨球的硬度等级为20肖氏A至35肖氏A。
29.如权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，精整工具包括可膨胀球管和打磨套管，所述打磨套管由可膨胀球管承载并且包括研磨材料。
30.如权利要求20至29中任一项所述的方法，其还包括在去除层压玻璃结构材料的步骤期间，以一定角度放置研磨表面，所述一定角度相对于与挠性玻璃片的宽表面横向的平面为不高于约20度。
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