CN104822634A - 制造薄玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制造平板玻璃的方法,所述方法连续地包括:(a)将玻璃织物浸没到熔融玻璃浴中以获得浸渍有熔融玻璃的玻璃织物,构成该玻璃织物的纤维的玻璃具有高于该熔融玻璃浴的软化温度,(b)从熔融玻璃浴中取出浸渍的织物,和(c)冷却从熔融玻璃浴中取出的浸渍玻璃织物以获得玻璃片材本发明还涉及使用此类方法制得的玻璃板。
Description
本发明涉及制造平板玻璃的新方法,特别是包含混入玻璃基质中的玻璃织物的薄玻璃板。
许多玻璃制造商近年来生产英语中称为超薄玻璃(法语中称为“verre pelliculaire”或“verre ultramince”)的产品,其厚度为几十微米至大约200微米。通过浮法或熔合拉制法制造的这种玻璃可以以大的片材或以连续带的形式获得。最薄的超薄玻璃是柔性的,并可以卷起来。这种柔性使得能够用于通常仅限于塑料制成的膜或片材的工业过程,特别是卷对卷加工。
熔合拉制法获得薄的、透明玻璃,其特征在于其非凡的表面平滑度,在诸如LCD屏幕的高技术应用中特别重要。但是,熔合拉制法是复杂的、非生产性的且难以控制,并且该玻璃的高成本使其无法用于许多应用。
本发明提供了对已知的薄和超薄玻璃的替代产品,以及与熔合拉制法相比明显更简单的制造方法。
大部分本发明的薄玻璃具有低于已知薄玻璃的光学品质(透明度)。但是它们的表面品质令人满意,甚至相当于已知的超薄玻璃。它们由廉价原材料制造,这些原材料可以以大的数量和不同品质获得。
支持本发明的基本思想是利用玻璃织物与超薄玻璃之间的相似性。具体而言,这两种类型的产品具有类似的化学组成、几何形状和机械特性,其主要区别在于它们对流体的渗透性和它们的透明度。
本发明的方法降低或甚至消除了玻璃织物对流体的渗透性,提高了它们对光的透明度,由此令它们更接近于薄或超薄玻璃。
为了实现这一目的,将玻璃织物浸没到熔融玻璃浴中,由此将其混入玻璃基质中,以填充玻璃织物的孔隙、减少其散射界面的数量和令其表面光滑。在所述浸没浸渍过程中,玻璃织物并未完全熔融,由此保证该组装件在冷却步骤过程中保持足够的机械强度,由此能够施加均匀的拉伸力和获得良好的平面度。
本发明的方法的特征在于非常高的工艺灵活性。具体而言,玻璃织物和玻璃基质可以独立地选自极大数量的市售产品,唯一的限制是基质材料必须具有低于玻璃织物的软化温度。可以采用需要相对较少的大规模投资的工具实施本发明的方法,这体现了超越浮法或熔合拉制法的显著优点。
由此,本发明的一个主题是制造平板玻璃的方法,所述方法依次地包括:
(a)将玻璃织物浸没到熔融玻璃浴中以获得浸渍有熔融玻璃的玻璃织物,构成该玻璃织物的纤维的玻璃具有高于该熔融玻璃浴的软化温度,
(b)从熔融玻璃浴中取出浸渍的织物,和
(c)冷却从熔融玻璃浴中取出的浸渍玻璃织物以获得玻璃片材。
在本申请中,术语“软化温度”表示被称为利特尔顿温度的温度,也称为利特尔顿点,根据标准ASTM C338测定。该温度是根据该方法测得的玻璃纤维粘度等于1×106.6 Pa.s时的温度。
术语“熔融玻璃组合物”或“熔融玻璃浴”在本申请中理解为是指加热至高于其利特尔顿软化点的温度的流体玻璃组合物。
在将玻璃织物浸没在熔融玻璃组合物中之前或之时,优选将后者加热至高于其利特尔顿软化点至少100℃、优选至少200℃的温度。
在本发明的方法的步骤(a)之前,将该玻璃加热至显著高于其软化温度的温度,以便以具有足够低的粘度、优选10至1×106 Pa.s、优选1×102至1×105 Pa.s且特别为1×103至1×104 Pa.s的粘度的玻璃浴形式获得。
步骤(a)包括将该玻璃织物浸没到所述熔融玻璃浴中,或甚至通过另一装置将熔融玻璃组合物的膜施加到该玻璃织物上。优选地,所有这些玻璃织物以这种方式用液体玻璃涂覆。当熔融玻璃组合物足够粘稠并且施加到该玻璃织物的单侧上时,获得的产品具有不对称的结构,其中在一侧上,该载体的织物纹理完全平坦化并被玻璃膜覆盖,而在另一侧上,纹理仍清晰可见并暴露在外。将玻璃织物送入玻璃浴当然会导致对称结构,其中该产品的两侧均被玻璃层平坦化。
用熔融玻璃浸渍的玻璃织物随后以除去过量玻璃并限制最终玻璃片材的整体厚度的方式从该玻璃浴中取出。过量玻璃可以从浸渍的玻璃织物上自由流走,或甚至浸渍的玻璃织物可以穿过狭缝或刮刀系统。优选地,该熔融玻璃具有足够的流动性以便自发地从浸渍的玻璃织物上流走。
尽管通过本发明的方法获得的产品在它们整体上保持织物几何形状的意义上来说是“平板”产品,其特征在于两个彼此平行伸展的主表面,本发明的方法绝不限于完全平坦的产品。具体而言,申请人进行的初步试验获得了从审美观点看非常令人满意的材料,并且完全可以预期的是使用它们来制造各种形状的装饰物,如灯罩、管、波纹墙壁等等。
但是对于更多技术应用,通过本发明的方法获得的产品优选具有平坦和平面的形状。为了获得具有令人满意的平面度的最终产品,必须至少在冷却步骤过程中,并且优选在整个工艺过程中拉伸该玻璃织物。
在一个优选实施方案中,由此在步骤(a)和(b)的整个过程中,在该玻璃织物的平面内在至少一个方向上对该玻璃织物施以拉伸力,并且优选在步骤(c)的过程中保持该拉伸力,至少直到获得的产品已经硬化。
在浸没和取出该玻璃织物的步骤和该冷却步骤的过程中将该玻璃织物置于张力下对于实施连续法(这是本发明的优选方案)而言是完全兼容且甚至是必要的。
在此类连续法中,玻璃织物是连续的带,并且步骤(a)、(b)和(c)是在生产线中在上游和下游实施的连续步骤,拉伸力的方向平行于该玻璃织物连续带的运行方向。
该玻璃织物可以是无纺的或甚至是机织的。当其为机织织物时,经纱的数量和/或纬纱的数量通常包括每厘米3至100根,优选每厘米10至80根。
本发明的目的在于填充玻璃织物中的所有孔洞。为了实现这一目的,必须确保该起始织物的孔隙不会过大。因此优选选择孔隙的平均等效直径小于1毫米、优选小于0.1毫米的玻璃机织或非织织物。
所用的玻璃织物的每单位面积重量通常为50至500 g/m2、优选80至400 g/m2,特别是100至200 g/m2。
以熔融玻璃组合物形式施加的玻璃的量包括在100至2000 g/m2、优选200至1500 g/m2的区间内。
在施加所需量的熔融玻璃后,将浸渍有熔融玻璃的玻璃织物冷却(步骤(c))。该冷却可以被动进行,或以受控方式进行,例如可以将该浸渍织物保持在热环境中。为了确保在整个冷却步骤过程中良好的温度均匀性,同样可用的是加热与其它区域相比易于更快冷却的特定区域。
步骤(b)中获得的热玻璃织物在冷却至低于构成熔融玻璃组合物的玻璃的软化温度至少50℃且优选至少100℃的温度之前优选不与任何固体或液体接触。
由申请人制备的一些样品已经证实是高度漫射的。这种高漫射性在一方面来自于构成该织物的玻璃的折射率与构成该基质的玻璃的折射率之间的大的差异。当需要获得高漫射性时,例如在OLED基板领域,要小心确保构成该基质的玻璃的折射率比该玻璃织物的折射率高至少0.01、优选高至少0.05。
相反,当需要尽可能提高最终产品的透明度时,构成玻璃浴的玻璃的折射率必须基本上与构成该玻璃织物的玻璃的折射率相等。
解释以下面实施例中所述方式制备的产品的高漫射性的另一影响是存在大量气泡。用精制熔融玻璃组合物浸渍该玻璃无疑会降低这些散射气泡的数量。
该产品的横截面的显微照片显示,高漫射性还至少部分是由于液体玻璃未充分浸润该玻璃纤维,防止该基质令人满意地渗透到多丝纤维的中心。申请人认为,通过将液体玻璃的粘度限制为低于1×104 Pa.s、或甚至低于1×103 Pa.s的值和/或提高玻璃织物停留在熔融玻璃浴中的时间,有可能减轻甚至克服这一问题。
就申请人所知,目前尚不存在通过结合玻璃织物和熔融玻璃组合物的平板产品的描述。国际专利申请WO 88/05031诚然公开了用织物构件特别是玻璃织物加强的玻璃板,但是这些板的厚度显然大于本发明的薄玻璃板的厚度。
能够通过上述方法制造的此类平板产品,或玻璃板,因此是本发明的另一主题。
该玻璃板优选具有50 μm至1000 μm、特别是100 μm至800 μm的厚度。
在该玻璃板中,玻璃织物的结构因其透明度可以被肉眼看到。该结构也可以被高度漫射的玻璃膜遮蔽,或者该结构可以因织物材料之间界面的消失以及釉料涂覆后者而不再可见。
实施例
图1显示了具有165克/平方米的单位面积重量的玻璃织物。该织物被浸没在熔融玻璃浴中、取出和冷却。图2显示了形成的玻璃基质几乎完全透明,织物结构清晰可见。
Claims (14)
1.制造平板玻璃的方法,依次地包括:
(a)将玻璃织物浸没到熔融玻璃浴中以获得浸渍有熔融玻璃的玻璃织物,构成所述玻璃织物的纤维的玻璃具有高于所述熔融玻璃浴的软化温度,
(b)从熔融玻璃浴中取出浸渍的织物,和
(c)冷却从熔融玻璃浴中取出的浸渍玻璃织物以获得玻璃片材。
2.如前述权利要求所述的方法,其特征在于构成所述玻璃织物的纤维的玻璃的软化温度高于构成所述熔融玻璃浴的玻璃的软化温度至少100℃且优选至少200℃。
3.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于在步骤(a)和(b)的整个过程中,在所述玻璃织物的平面内在至少一个方向上对所述玻璃织物施以拉伸力,并且其特征在于在步骤(c)的过程中保持所述拉伸力,至少直到获得的产品已经硬化。
4.如前述权利要求之一所述的方法,其特征在于所述玻璃织物具有50至500 g/m2、优选80至400 g/m2,特别是100至200 g/m2的每单位面积重量。
5.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于以熔融玻璃组合物形式施加的玻璃的量包括在100至2000 g/m2、优选200至1500 g/m2的区间内。
6.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于所述玻璃织物的孔隙的平均等效直径小于1毫米、优选小于0.1毫米。
7.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于所述玻璃织物是具有每厘米3至100根,优选每厘米10至80根的经纱数量和/或纬纱数量的机织织物。
8.如权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于所述玻璃织物是无纺织物。
9.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于步骤(b)中获得的热玻璃织物在冷却至低于构成熔融玻璃组合物的玻璃的软化温度至少50℃且优选至少100℃的温度之前不与任何固体或液体接触。
10.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于构成玻璃浴的玻璃的折射率与构成玻璃织物的玻璃的折射率基本相等。
11.如权利要求1至9任一项所述的方法,其特征在于构成所述玻璃浴的玻璃的折射率比所述玻璃织物的折射率高至少0.01、优选高至少0.05。
12.能够通过前述权利要求任一项所述的方法制得的玻璃板。
13.如权利要求12所述的玻璃板,其特征在于其具有50微米至1000微米、优选100微米至800微米的厚度。
14.如权利要求12或13所述的玻璃板,其特征在于所述玻璃织物的结构因其透明度对于肉眼是可见的。
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