CN101479166A - 保护玻璃的方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了使用玻璃纸保护玻璃的方法。

Description

保护玻璃的方法
背景
最近几年，液晶显示(LCD)面板的玻璃基材的尺寸随着液晶显示面板的增大而增加。为了适应液晶显示器较大基材尺寸的发展趋势，需要一种合适的包装，以将大的玻璃基材(如Gen 5或更大)转移到玻璃制造商，或从玻璃制造商转移到显示器制造商(即，薄膜晶体管面板和/或滤色器面板的制造商)。
通常，在从液晶显示器制造厂将玻璃片转运到显示器制造商时，玻璃片在转运之前在玻璃片制造厂通常被置于板条箱中，用保护性粘性塑料膜粘附玻璃片任意一侧。在液晶显示面板制造厂，将玻璃片从板条箱中取出，去除其任意一侧的保护膜，并清洗，之后玻璃片被制成液晶显示面板的基材。除去粘合剂(如除去保护膜之后仍保留在玻璃片上的残留粘合剂)的清洗方法通常花很长时间。此外，在转运玻璃片时，污染物可能会粘附到玻璃片上。
包涂用Visqueen(一种低密度聚乙烯)膜并用插页纸隔开的密实充填玻璃已成为运输Gen 5或更大尺寸玻璃的标准方法，该方法将容器大小减到最小，降低运费，并简化了操作问题。但是，除去膜仍然会有一些有机物质残留在玻璃表面上，必须使用去污剂等清洗该有机物质。这增加了总的成本，并且对玻璃的最终用户是不方便的。
因此，需要玻璃片之间具有更好的表面保护的LCD玻璃片包装。具体而言，需要在单个容器中转运几片大的LCD玻璃，同时将对每片玻璃片的损伤降到最低。例如，为了使玻璃片的转运可行，需要防止玻璃上发生刮擦、沾污和有残留物/污染物。此外，对玻璃的保护必须对于玻璃制造商来说是支付得起的。本文描述的方法提供了安全、成本合算的大量玻璃片的转运，避免不利的损伤和污染。
概要
本文描述了使用玻璃纸保护玻璃的方法。本文所述的材料、方法和制品的优点将在下文描述，或可由下文各方法的实施而获悉。可通过附带权利要求所特别指出的各元素及其各种组合而认识到、获得本文下文所述的优点。应理解，前述一般描述和下文详细描述都是示例性和阐述性的，而非限制性的。
附图说明
本文包括所示附图，以更进一步理解本发明；所述附图引入本说明书中，并构成本说明书的一部分。附图并不一定成比例，为了清楚，各元素的尺寸可能不成比例。附图阐述了本发明的一个或多个实施方式，与说明书一起解释了本发明的原理和操作。
图1显示几种不同的包装材料的产率(yield)结果。
图2显示几种不同包装材料的运输/老化效果。
详细描述
在公开和描述本发明的材料、制品和/或方法之前，应理解下文所述各方面并不限于特定的化合物、合成方法或用途，这些内容当然可以变化。还应理解，本文所用的术语仅仅是用于描述特定的方法，而不意图做为限制使用。
在本说明书以及所附的权利要求书中，一些术语具有下述含义：
在整篇说明书中，除非另有说明，术语“含有”或其各种变化形式应理解为包括所指明的数值、步骤、或成组的数值或步骤，而不排除任何其它数值、步骤、或成组的数值或步骤。
必须注意的是，在本说明书和附带的权利要求书中，单数形式的“一个”、“一种”等包括其复数形式，除非文中另有清楚说明。因此，例如，“一种药学载体”包括两者或多种这类载体的混合物，等等。
“任选的”或“任选地”意指其后随描述的事件或环境可能发生，或可能不发生，本说明书包括所述事件或环境发生的例子，也包括不发生的例子。
本文所描述的是保护玻璃的方法。一方面，本文所述的是保护液晶显示器的玻璃的方法，该方法包括为该玻璃的至少一个表面施用玻璃纸，其中，不施用粘合剂将所述纸粘合到所述玻璃的表面。
术语“玻璃纸”在本文中定义为主要由化学漂白木浆制得的特别光洁的纸，所述木浆已经经过击打以确保高程度的储存水合(stock hydration)。玻璃纸通常耐油。玻璃纸是致密的，这使得它与其它的纸产品相比具有更高的抗空气通过性且相对不渗透水蒸气。它还是光滑的，且是透明或半透明的。通常，玻璃纸的无机内容物低，所述无机内容物通常存在于其它类型的纸中。由于缺少填充剂、结合剂、树脂和其它添加剂，任何有机污染物都被减到最低，并能防止在玻璃表面上形成污点。纸中存在的无机污染物通常通过加工而被锁在纸中，这防止其随后对玻璃表面的刮擦。可将玻璃纸制成半透明的、白色的或彩色的，还可通过加入填充剂而将其制成不透明的。
如上所讨论的，LCD玻璃为无颗粒片(基材)是非常重要的，因为它们是确定在所述片上形成LCD薄膜晶体管的质量的起始点。玻璃纸具备各种在该纸与玻璃基材接触时将颗粒形成减到最低的特性。一方面，采用灰份测定或用于LCP/MS的样品制备测得玻璃纸的残留物含量低于或等于0.2％。这两种技术是本领域周知的。灰份测定涉及燃烧纸，测定燃烧后留下来的燃烧产物的最终量，其中，该量是燃烧前的纸的重量百分比。一方面，采用灰份测定或用于LCP/MS的样品制备测得玻璃纸的残留物含量低于或等于0.1％。较低的残留物含量是有利的，因为这最终将降低玻璃纸刮擦或沾污LCD玻璃的可能性。
另一方面，采用设菲尔德(Sheffield)光滑度(本领域周知的一种技术)测量，玻璃纸的面/面光滑度等级为170/170，优选为115/145。在这方面，该纸的一面的光滑度根据另一面来测。纸的表面越光滑，纸表面越不可能刮擦或沾污玻璃表面。
再一方面，采用汉姆克滚筒(Helmke Drum)实验测试，玻璃纸的≥0.3微米颗粒直径的颗粒脱落数量低于4000粒/分钟。汉姆克滚筒实验涉及将给定类型的3或4张纸置入低速(ss)滚筒中。纸的总面积大约是432平方英寸，剪成三张(12英寸×12英寸)。滚筒以0.1rpm的速度旋转，然后进行激光颗粒计数，测量颗粒数量。一方面，颗粒脱落数量低于4000、低于3500、低于3000或低于2500。另一方面，颗粒脱落数量为300-4000、300-3500、600-3000、1000-3000、1500-3000、2000-3000或2500-3000。
纸的刚度也需要考虑，尤其是当堆叠多片玻璃片时。一方面，如泰式(Taber)+刚度法所测(该方法是造纸领域众所周知的技术)，玻璃纸的纵向刚度和横向刚度大于或等于0.3g/cm。一方面，如泰式刚度法所测，玻璃纸的纵向刚度为0.3-2.0、0.5-1.8、0.7-1.6或1.2-1.4g/cm。另一方面，如泰式刚度法所测，玻璃纸的横向刚度为0.3-1.5、0.5-1.3、0.6-1.1或0.6-0.8、0.7g/cm。另一方面，采用泰式刚度法进行测定，玻璃纸的纵向刚度为1.3g/cm，而横向刚度为0.7g/cm。
玻璃纸的重量和厚度可根据所限制的纸的类型和待保护的LCD玻璃的尺寸而变化。一方面，玻璃纸的单位重量为20—80lb/3000Ft2、30—70lb/3000F2、30—60lb/3000Ft2、30—50lb/3000Ft2、30—40lb/3000Ft2或37—41lb/3000Ft2。另一方面，玻璃纸的密耳厚度为1密耳—10密耳、1密耳—9密耳、1密耳—8密耳、1密耳—7密耳、1密耳—6密耳、1密耳—5密耳、1密耳—4密耳、1密耳—3密耳、2密耳—3密耳或2密耳—2.6密耳。
一方面，玻璃纸得自漂白的不含任何涂料、粘合剂、树脂或染料的纯木浆。在其它方面，玻璃纸不由重复利用的材料制备。在某些方面，玻璃纸含有抗菌剂、泡沫控制剂和/或沥青控制剂(pitch control)。在另一方面，玻璃纸不含染料或最多含有象征性数量的染料。一方面，本文可使用泰尔曼尼有限公司(Thilmany LLC)生产的玻璃纸。该玻璃纸预期可进一步加工，以除去可能会沾污或刮擦LCD玻璃的任何组分。例如，可处理泰尔曼尼有限公司生产的WR-180玻璃纸，以除去纸中存在的任何染料，该纸可用在本文所述的方法中用于保护玻璃。
保护LCD的方法涉及给玻璃的至少一个表面施用玻璃纸。将纸用到玻璃表面不需要施用粘合剂，粘合剂可能会引入需要额外处理步骤来将其从玻璃上除去的污染物。
玻璃纸保护玻璃免于发生多种不利事件。例如，玻璃纸减少或防止玻璃表面被刮擦。该纸不仅保护免受外源(如另一玻璃片)的刮擦，该纸本身也不刮擦玻璃表面，或者最多稍微刮擦该表面。一方面，当从玻璃移去玻璃纸时，如使用频闪灯光源和颗粒计数器通过暗场检查技术所测，玻璃的刮擦等级低于100颗粒/cm2、低于75颗粒/cm2、低于50颗粒/cm2、或25—40颗粒/cm2。暗场检查技术在本领域为LCD平板制造商所周知。它是一种自动的视觉检查系统，测量除去玻璃纸后玻璃表面上颗粒密度的增加。如上文所讨论的，玻璃纸通常具有低的无机内容物，所述无机内容物通常以较高浓度存在于其它类型的纸中。纸中存在的无机污染物通常被通过加工而被锁在玻璃纸中，这防止玻璃表面与玻璃纸接触后玻璃表面被刮擦。
另一方面，玻璃纸减少或防止玻璃表面受到沾污。如上文所讨论的，由于缺少填充剂、粘合剂、树脂和其它添加剂，可将任何有机污染物降到最低，并防止玻璃表面上形成污点。一方面，当从玻璃上移去玻璃纸时，如使用频闪灯光源和颗粒计数器通过暗场检查技术所测，玻璃的污点等级低于25颗粒/cm2、低于20颗粒/cm2、低于15颗粒/cm2、或低于10颗粒/cm2。
本文所述的方法可用于保护多片堆叠的液晶显示器用玻璃片。一方面，在各片玻璃片之间插入一张玻璃纸。可手动插入玻璃纸张，或可使用传送装置或机器人自动完成。一方面，当要保护多片玻璃片时，可生产一包装系统。在这方面，包装系统包括容器、多片玻璃片和多张玻璃纸片，其中所述容器容纳所述多片玻璃片，且其中所述玻璃纸片被插入各玻璃片之间。任选地，在将其装到容器中前，可使用一袋子来包裹夹杂有插入的材料的玻璃片。美国公开的申请No.20050194279公开的袋子可用于此方面，本文以引入的方式将此申请的全部内容纳入。这种包裹可进一步保护玻璃片免于暴露于湿气和颗粒物。本文所述的技术和包装系统可用于保护和储存大的玻璃片(Gen 5或以上)，所述玻璃片非常笨重，操作者难以对其操作。在移去玻璃纸后，可采用本领域已知的技术清洗玻璃片，所述技术包括使用滚筒刷洗、圆盘刷洗、液体刮洗(aqua knife)、超声波、以及它们的任意组合。有利的是，洗涤时使用高纯度的水。
本文所述的方法在保护LCD玻璃方面具有许多优点。在很多方面，使用一片玻璃纸插入材料来保护和隔开玻璃片。在目前应用中，玻璃纸插入片通常填充在膜表面之间，以防止膜相互之间粘连。采用本文所述的方法，单张玻璃纸插入页既起到保护运送中的玻璃片的作用，又无需特殊的设备即可容易地从玻璃上取走。
玻璃纸插入页不需要使用大的膜涂敷和移除设备。该纸还极大地简化了包装过程、对较大玻璃片的处理，并降低设备的投资费用和操作成本。玻璃纸还提供了表面保护作用，该作用即使不比市场上使用的其它材料更好，也跟其一样好。此外，玻璃纸可循环利用，这减少了总的加工费用。最后，玻璃纸基本上比其它用于保护玻璃片的材料更便宜。例如，用于本文的玻璃纸例子之一WR-180要比目前用于保护LCD玻璃片的Visqueen便宜2—3倍。
实施例
给出下述实施例，以给本领域普通技术人员提供一关于如何制备和评估本文所描述和要求保护的材料、制品和方法的完整的公开和描述，这些实施例仅仅是示例性的，并不限定发明者对他们的发明所认识的范围。已尽力确保各数值(如数量、温度等)的准确性，但难免有些偏差和误差。除非另有说明，份是重量份，温度是℃或环境温度，压力为大气压或靠近大气压。存在多种反应条件(如组分浓度、所需溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围和条件)的变化和组合，这些使用这些变化和组合来优化由所描述方法获得的产品的纯度和产率。仅需要合理的和常规的实验来优化这些工艺条件。
1.实验室测试
a.污点和刮擦缺陷
当评价不同的保护玻璃的材料(如纸)时，污点和刮擦缺陷的存在是重要的考虑因素。对于污点缺陷的测量，使用16小时/50℃-85％相对湿度(rh)老化测试以确定自纸至玻璃的潜在污点，做为筛选实验。
开发刮擦实验来评价在玻璃表面磨擦的材料的移动。该实验使用简单的平底容器，其中纸粘在其基底上，以重复的方式(10x)通过玻璃(5”x 5”表面)。一旦完成此实验，使用颗粒密度仪器来比较清洗后的结果。除了刮擦和污点，还测试了与刮擦和污点相关的其它纸特性，以评价插入材料，结果显示在表1中。
表1
Figure A200780024341D00091
Figure A200780024341D00101
水含量被认为会影响到纤维和纸成分通过氢键粘附到玻璃表面。pH-导电性测试是观察污染物从纸中进入到一水容器中的方法，它是潜在的导致刮擦和污点的内容物的测量值。其它测试要么与刮擦和污点问题有关，要么与使用机器人包装容器以处理大的片所需的基本的纸性质有关。
对超过80种不同类型的纸张、复合纸、聚合纸、聚合物浸渍的纸、非织造纸、和涂敷纸进行了测试。为了判断结果，如下表2设立了关键测试测量值的权重因子。
表2
Figure A200780024341D00102
评估阐述三个候选物，从实验室测试中选出这三个候选物，用于容器运输和老化测试。数值分值越低，性能越好。候选物是：
1.MeadWestvaco，聚乙烯涂敷的纸。它是一种木浆纸，涂敷有聚乙烯，被视为与目前的Visqueen膜具有最接近的表面组成。它也是最重的纸。
2.泰尔曼尼有限公司的WR-139纸，它是一种玻璃纸，是水合的和增密的木浆纸。
3.FiberMark Lahnstein Varitess 210.03，它是一种聚合物浸渍的商业纸，它是具有59％纸浆加40％与PET和丙烯酸酯内容物的合成物。
表3
Figure A200780024341D00111
表4显示具有竞争性材料的Visqueen性能：Kirari D(旭光(Asahi)公司使用)和Milla-Mat-Ace(NEG公司使用的泡沫)。表4还包括各种插入特性，以用于比较。
表4
Figure A200780024341D00112
II.容器测试
方法
表5显示了板条箱封装的方案，涉及在4个容器中随机安排6种封装类型中的多种。有三个封装容器顺序，接着对于对照和运输容器两者再重复一次顺序。老化和运输后再检查玻璃表面。
表5
Figure A200780024341D00121
表面产率
使用各种颗粒计数技术和表面缺陷鉴定技术测定玻璃表面的表面产率，结果显示在图1中。Visqueen的结果最佳，接着是Milla-Mat-Ace(MM Ace)，然后是WR-139和Kirari D。Varitess和PE包涂的纸的产率较差。观察到使用MMAce的玻璃上保留有高计数量的表面缺陷。性能最好的两种纸是Kirari D和WR-139，与Visqueen相比，它们约有3％的产率损失。
非运输和老化的产率与运输和老化条件下的产率的比较显示在图2中。该比较显示，Visqueen和MM Ace的产率差异在对照和运输样品之间没有显示出明显不同。但是，对于其它的单层插入样品，所有的材料都显示，运输和老化都有一致的下降。
表面缺陷和分布
测定了各包装材料的缺陷(如表面刮擦、颗粒和污点)的数量，结果显示在表6中。除MM Ace外，其它各材料大概测试了320片，而MM Ace仅测试了80张。此外，先前的实验室测试揭示，MM Ace的污点达到不可接受的水平。
表6
 
材料 缺陷数量
Kirari D 319
MM Ace 74
聚乙烯涂层 658
Varitess 390
Visqueen 366
WR-139 311
结果表面，WR-139的缺陷数量在其它材料尤其是Visqueen的缺陷数量的范围之内。
本申请通篇参考了各种出版物。这些出版物的内容以引用的方式全文纳入本文，以能更全面地描述本文所述的化合物、组合物和方法。
可对本文所述的材料、方法和制品做出各种修改和变动。在考虑了本文公开的材料、方法和制品的描述和实施之后，本文所述的材料、方法和制品的其它方法将是显而易见的。说明书和实施例应被认为是示例性的。

Claims (20)

1.一种保护液晶显示器用玻璃片的方法，该方法包括向所述玻璃的至少一个表面施用一玻璃纸，其中，不使用粘合剂将该纸粘附到所述玻璃的所述表面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当从所述玻璃上移走所述玻璃纸时，使用频闪灯光源和颗粒计数器通过暗场检查技术所测得的玻璃的刮擦等级低于100颗粒/cm2。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当从所述玻璃上移走所述玻璃纸时，使用频闪灯光源和颗粒计数器通过暗场检查技术所测得的玻璃的刮擦等级为25-40颗粒/cm2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃纸减少或防止所述玻璃表面被沾污。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当从所述玻璃上移走所述玻璃纸时，使用频闪灯光源和颗粒计数器通过暗场检查技术所测得的玻璃的污点等级低于25颗粒/cm2。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当从所述玻璃上移走所述玻璃纸时，使用频闪灯光源和颗粒计数器通过暗场检查技术所测得的玻璃的污点等级低于10颗粒/cm2。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用灰份测定或用于LCP/MS的样品制备测得的所述玻璃纸的残留物含量低于或等于0.2％。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用灰份测定或用于LCP/MS的样品制备测得的所述玻璃纸的残留物含量低于或等于0.1％。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用设菲尔德光滑度测定的所述玻璃纸的面/面光滑度等级为170/170。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用设菲尔德光滑度测定的所述玻璃纸的面/面光滑度等级为115/145。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃纸的单位重量是20—80lb/3000Ft2。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃纸的单位重量是37—41lb/3000Ft2。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃纸的厚度为1—10密耳。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃纸的厚度为2—2.6密耳。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用汉姆克滚筒实验测试，玻璃纸的≥0.3微米颗粒直径的颗粒的脱落数量低于4000粒/分钟。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，泰式刚度法所测得的所述玻璃纸的纵向刚度和横向刚度大于或等于0.3g/cm。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，泰式刚度法所测得的所述玻璃纸的纵向刚度为1.3g/cm，横向刚度为0.7g/cm。
18.采用权利要求1所述方法保护的玻璃。
19.一种保护多片堆叠的液晶显示器用玻璃片的方法，该方法包括在各玻璃片之间插入一个包含玻璃纸的片。
20.一种具有多片液晶显示器用玻璃片的包装系统，该系统含有容器、多片玻璃片和多张玻璃纸，其特征在于，所述容器封装所述多片玻璃片，且其中在各玻璃片之间插有玻璃纸。
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