CN105985008A - 真空辅助玻璃成型及其使用方法 - Google Patents

Abstract

在弯曲成型制程中藉由施加吸力而提升一种玻璃弯曲成型的方法，以及一种被设计为该方法使用的真空模具。该方法与装置可用以制造用于触控显示器、太阳能电池保护玻璃以及安全玻璃的曲面玻璃。

Description

真空辅助玻璃成型及其使用方法

技术领域

本发明是关于一种使用真空成型装置的玻璃弯曲成型方法，以及关于一种被设计成使用于弯曲成型的真空成型装置。所述真空成型装置可应用于制造曲面玻璃与具有弯曲部分的平面玻璃。

背景技术

触控玻璃、大型屏幕以及它们的应用已经达到了广大市场涵盖率。因此，对于曲面形成玻璃存在有逐渐增加的需求。曲面玻璃的形成是由所谈论中玻璃的玻璃转换温度(T_g)与软化温度(T_s)所大幅控制。一般而言，T_g低于545℃，而T_s低于765℃。

用来形成曲面玻璃的最普遍技术中的一种是弯曲成型。一般在弯曲成型期间，藉由加热使玻璃对象的待弯曲部分软化，然后施力以改变玻璃对象的形状。当玻璃冷却时，即形成弯曲成型物件。

然而，与弯曲成型有关的其中一个问题是难以形成具有精确角度与厚度的曲面玻璃部分。这个问题常导致低质量的曲面玻璃，能将玻璃弯曲成型为高质量曲面玻璃有其必要。

发明内容

根据数个例示具体实施例，本发明提供了一种玻璃对象弯曲成型方法。根据数个例示具体实施例，该玻璃对象弯曲成型方法包含：加热一玻璃对象至一操作温度，以提供一被加热玻璃对象；使被加热玻璃对象与一真空成型装置的一成形表面接触，其中所述成形表面包含至少一个吸引孔；藉由通过所述至少一个吸引孔施加吸力，使被加热玻璃对象成型，以提供一成型玻璃对象；以及冷却成型玻璃对象至低 于操作温度的一温度，同时维持成型玻璃对象与真空成型装置的成形表面之间的接触。

根据数个例示具体实施例，该方法进一步包含：自该真空成型装置移除该成型玻璃对象。根据数个例示具体实施例，该方法进一步包含：在成型期间，从位于该成形表面上的至少一个热源对被加热玻璃物件施加热量。根据数个例示具体实施例，该方法进一步包含：在成型期间，从一外部热源对被加热玻璃对象施加热量。根据数个例示具体实施例，至少一个压纹图案是位于真空成型装置的成形表面上。根据数个例示具体实施例，吸力是通过连接至一真空泵的吸引孔而施加。如根据数个例示具体实施例，成型玻璃对象具有至少一个2.5D或3D成型表面。根据数个例示具体实施例，玻璃对象包含至少一个2D表面。根据数个例示具体实施例，所述方法进一步包含：在使被加热玻璃对象与该真空成型装置的该成形表面接触之前，弯曲被加热玻璃对象以配合该真空成型装置。

在数个例示具体实施例中，本发明提供了一种真空成型装置。在数个例示具体实施例中，模具包含至少一个成形表面以及在该至少一个成形表面上的至少一个吸引孔，其中该至少一个吸引孔是连接至一真空泵，以从该真空泵对该至少一个吸引孔施加吸力。在数个例示具体实施例中，该模具进一步包含位于该至少一个成形表面上的至少一个热源。在数个例示具体实施例中，该真空成型装置是连接至一外部热源。在数个例示具体实施例中，该模具进一步包含位于该至少一个成形表面上的至少一个压纹图案。

附图说明

图1包含在成型步骤的一具体实施例中真空成型装置的一具体实施例之示意绘图。

图2包含对成型步骤的一具体实施例施加重力与真空之一真空成型装置的示意绘图。

具体实施方式

用语「操作温度」是指被加热玻璃对象可安全地弯曲与成型的温度。除非另外指明，操作温度是介于被成型玻璃的玻璃转换温度(T_g)与软化温度(T_s)之间。

用语「成形表面」是指至少部分为曲面或非平面的真空成型装置的表面区域。用语「在成形表面上」是指在成形表面所定义的区域内以及在成形表面的表面上的位置，使得该真空成型装置的部件可与被弯曲成型的玻璃互相作用。

用语「2D」涉及平面的表面。

用语「2.5D」涉及主要是平面的表面。、但含有至少一个曲面部分的表面。

用语「3D」涉及主要为曲面的表面。

用语「2D」、「2.5D」与「3D」可应用至玻璃片材，其中这些用语分别是指平面玻璃、主要为平面的玻璃以及主要为曲面的玻璃。

现参阅图式，图1绘示了一种真空成型装置101。如图1所示，真空成型装置101包含模具，模具具有成形表面107与设置于成形表面107中的吸引孔104。吸引孔104是通过吸引线路102连接至真空泵103。同时，如图1所示，真空成型装置101包含位于成形表面107上的热源105。此外，如图1所示，真空成型装置101包含位于成形表面107上的压纹图案106。

根据玻璃对象弯曲成型方法的数个例示具体实施例，玻璃对象(例如平板玻璃)可被加热至操作温度，以形成被加热玻璃对象100。如图1所示，对被加热玻璃对象100施力来弯曲玻璃对象，以配合真空成型装置101的成形表面107。被加热玻璃对象100是置于与真空成型装置101的成形表面107接触，使得该被加热玻璃对象100部分地配合真空成型装置101。在将该被加热玻璃对象100放置于真空成型装置的成形表面107上之前，被加热玻璃对象100在关于精确性上还没有达到最终产品规格。

接着启动真空泵103，以经由吸引线路102通过吸引孔104而于被加热玻璃对象100上产生吸力。通过吸引孔104而作用于被加热玻璃对象100上的吸力会迫使该被加热玻璃物件100与真空成型装置101的成形表面107的轮廓相符。藉由对该被加热玻璃对象100施加吸力，即可产生比未施加吸力者具有更精确角度与厚度的成型玻璃对象。

另外，根据数个例示具体实施例，真空成型装置101包括对该被加热玻璃对象100施加热量的热源105，以维持该被加热玻璃对象100的操作温度，并使加热与冷却差异达最小。

在被加热玻璃对象100达到最终产品规格之后，被加热玻璃对象100被冷却。在冷却之后，即形成具有曲面(2.5D或3D)的成型玻璃物件。为使附着力减至最低，可在稍微低于操作温度的温度下将成型玻璃对象移出真空成型装置101。可通过一般冷却程序形成曲面玻璃。此外，真空成型装置101可被设计为具有压纹图案106，可于成型期间将图案压入被加热玻璃对象100。

参照图2，该图说明了包含模具的一种真空成型装置201，其中模具具有成形表面207，成形表面207带有设置于成形表面207中的吸引孔204。吸引孔204是通过吸引线路202而连接至真空泵203。同时，如图2所示，真空成型装置201包含位于成形表面207上的热源205。此外，如图2所示，真空成型装置201包含位于成形表面207上的压纹图案206。

根据数个例示具体实施例，弯曲玻璃的方法可定向真空成型装置，使得重力会施加一个可辅助使该被加热玻璃对象弯曲以配合真空成型装置的成形表面的力。如图2所示，真空成型装置201包含成形表面207，成形表面207是相对于地球的重力拉力而向上定向。根据该方法的具体实施例，玻璃对象(例如平板玻璃)可被加热至操作温度以形成被加热玻璃对象200。然后，可使该被加热玻璃对象200接触真空成型装置201的成形表面207，使得重力可辅助弯曲该被加热玻璃对象200，以使被加热玻璃对象200配合成形表面207。在将被加热玻璃 对象200放置在真空成型装置的成形表面207上之前，该被加热玻璃对象200在精确性上还没有达到最终产品规格。

真空泵203可通过吸引线路202将吸力传至吸引孔204。由真空泵203通过吸引孔204而作用于被加热玻璃对象200上的吸力会迫使被加热玻璃物件200与真空成型装置201的成形表面207的轮廓相符。藉由对被加热玻璃对象200施加吸力，可产生比未施加真空者具有更精确角度与厚度的成型玻璃对象。

根据数个例示具体实施例，真空成型装置包含对被加热玻璃对象200施加热量的热源205，以使被加热玻璃对象200维持在操作温度，并使加热与冷却差异达最小。

在被加热玻璃对象200达到最终产品规格之后，被加热玻璃对象200被冷却。在冷却之后，即形成具有曲面表面(2.5D或3D)的成型玻璃物件。为使附着力降至最低，可在稍微低于操作温度的温度下，自真空成型装置201移除成型玻璃对象。弯曲玻璃可通过一般冷却程序而形成。此外，真空成型装置201是被设计为具有压纹图案206。可在成型期间将图案压入被加热玻璃对象200。

根据数个例示具体实施例，本发明提供了一种玻璃对象的弯曲成型方法。根据数个例示具体实施例，所述玻璃对象的弯曲成型方法包括加热一玻璃对象至一操作温度，以提供一被加热玻璃对象。根据数个例示具体实施例，玻璃对象可为一玻璃片或具有可弯曲成型比例的任何玻璃材料。根据数个例示具体实施例，玻璃对象的材料可为任何玻璃。合适的玻璃实例包括：铝硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、氟磷酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、石英，磷酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、硅酸钠及其类似者。根据数个例示具体实施例，玻璃对象的操作温度是根据所谈论的玻璃而定。根据数个例示具体实施例，操作温度的合适温度范围包括从约550℃至约750℃的范围，包括从约600℃至约700℃、从约650℃至约700℃、以及从约600℃至约650℃的范围。根据数个例示具体实施例，操作温度可介于约为玻璃对象的T_g至约为玻璃对象的T_s之间的范围。

根据数个例示具体实施例，一种玻璃对象的弯曲成型方法包含弯曲被加热玻璃对象，使得它具有配合于或可与真空成型装置的成形表面接触的形状或曲面。根据数个例示具体实施例，是在玻璃对象被加热至操作温度之后、以及在被加热玻璃对象与真空成型装置的成形表面接触之前，弯曲被加热玻璃对象。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包含使被加热玻璃对象与一真空成型装置的成形表面接触。被加热玻璃对象可藉由使被加热玻璃对象接触真空玻璃装置的任何方法而与成形表面接触。根据数个例示具体实施例，被加热玻璃物件是被压而与该真空成型装置接触，因此压力增进了被加热玻璃对象与真空成型装置之间的直接接触。根据数个例示具体实施例，被加热玻璃物件被带至与真空成型装置的成形表面接触，使得重力施力以弯曲玻璃并且增进与真空成型装置的成形表面的接触。

根据数个例示具体实施例，该玻璃对象弯曲成型方法包含了具有位于成形表面上的至少一个吸引孔的真空成型装置。根据数个例示具体实施例，所述至少一个吸引孔可为位于真空成型装置的表面上的复数个吸引孔。根据数个例示具体实施例，该至少一个吸引孔以增进被加热玻璃对象与真空成型装置的成形表面之间接触的方式，能够对被加热玻璃对象施加吸力。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包括具有在成形表面上的至少一个吸引孔之真空成型装置，使得被加热玻璃对象可藉由从该至少一个吸引孔施加吸力而成型，以提供成型玻璃对象。根据数个例示具体实施例，在成型步骤期间，吸力的强度需要足以增进并维持被加热玻璃对象的接触。真空成型装置的好处是吸力可增进被加热玻璃对象与真空成型装置的成形表面之间的接触，这可提供成型玻璃对象精确的形状与厚度。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包括使成型玻璃对象冷却至低于操作温度的温度，同时维持成型玻璃对象与真空成型装置的成形表面之间的接触。根据数个例示具体实施例，「冷却」 是被动的，因此成型玻璃对象可被允许冷却至室温。根据数个例示具体实施例，藉由传导或对流冷却，「冷却」可以是主动的。

根据数个例示具体实施例，吸引孔适合直接连接至真空泵、或是连接至将吸引孔连接至真空泵的吸引线路。根据数个例示具体实施例，吸引孔连接至真空泵，以对被加热玻璃对象提供吸力。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包含自真空成型装置中移除成型玻璃对象。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包含：在成型步骤期间，从位于真空成型装置的表面上的至少一个热源施加热量。在成型步骤期间对被加热玻璃对象施加热量的好处是，被加热玻璃对象的温度可在成型区域被局部加热，以使不均匀的加热或冷却达最低。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包括从外部热源施加热量，该外部热源是在玻璃对象与真空成型装置外部的来源。从外部来源施加热量的好处一般是较低的成本、以及对于玻璃对象不直接接触真空成型装置的部分加热之能力。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象的弯曲成型方法包括对玻璃对象施加至少一个压纹图案。根据数个例示具体实施例，该至少一个压纹图案是真空成型装置的成形表面的一部分，它是以图案的形式而形成高起的及/或低下的表面。对玻璃对象施用该至少一个压纹图案好处是，可在弯曲成型方法中将这些图案压纹至玻璃对象上，不会产生额外压纹程序的成本。

根据数个例示具体实施例，玻璃对象包括至少一个是2D的表面。成型用玻璃对象的实例包括触控屏幕与平板玻璃。根据数个例示具体实施例，本发明方法可用以使至少一个2D表面成型为具有至少一个2.5D或3D表面的成型玻璃对象。举例而言，本发明方法可产生曲面显示器用的曲面玻璃。

在本文中揭露了一种真空成型装置。根据数个例示具体实施例，真空成型装置包括模具，模具具有至少一个成形表面、以及在该至少一个成形表面上的至少一个吸引孔。根据数个例示具体实施例，该至 少一个成形表面是真空成型装置的表面。真空成型装置与该至少一个成形表面一般是由固态的、且可抵挡高达800℃而装置不劣化或玻璃不污染的任何材料或材料组合所制成。合适的材料可包括钢、铝、钛及它们的合金、以及陶瓷。根据数个例示具体实施例，真空成型装置的该至少一个成形表面可包括涂层，以使成形表面与成型玻璃对象之间的附着力减至最低。根据数个例示具体实施例，真空成型装置的该至少一个成形表面将成形表面的材料置于与玻璃对象直接接触。

根据数个例示具体实施例，吸引孔是配置以连接至真空泵，并从真空泵对吸引孔施加吸力。根据数个例示具体实施例，吸引孔是通过设置在真空成型装置中的一个或多个通道中的吸引线路而连接至真空泵。吸引孔的好处是吸引孔可直接连接、或通过吸引线路而连接至真空泵。

根据数个例示具体实施例，真空成型装置包括位于该至少一个成形表面上的至少一个热源。根据数个例示具体实施例，热源可为任何可对玻璃施加热量的机构。合适的热源可包括加热灯丝。

根据数个例示具体实施例，真空成型装置可连接至外部加热源。合适的外部加热源包括雷射、加热炉与开放的火焰。

根据数个例示具体实施例，真空成型装置的至少一个成形表面包含至少一个压纹图案。

本发明提供了一种方法与装置以形成具有高质量表面的曲面玻璃，这可用于汽车系统、或可携式行动装置。可与黏着的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)复合物薄膜使用作为可调整光与显示效果的曲面玻璃。因此所形成的曲面玻璃是高质量的3D或2.5D玻璃。

虽然已经针对某些具体实施例来说明本发明，但具有发明所属技术领域通常技艺者将可理解，亦可在如附权利要求书的精神与范围内进行修改而实施本发明。

任何空间上的表示，举例而言，例如「上」、「下」、「在上方」、「在下方」、「在之间」、「底部」、「垂直」、「水平」、「倾斜」、「向上」、「向下」、「并排」、「由左至右」、「左」、「右」、 「由右至左」、「由上至下」、「由下至上」、「顶部」、「底部」、「由下而上」、「由上而下」等，都仅为说明目的，并不限制上述结构的特定方向或位置。

本发明已经相对于某些具体实施例而进行说明。具有发明所属技术领域通常技艺者在研读本发明说明书之后即可显然理解的改良或修饰也是被视为在本发明的精神与范畴内。应理解，一些修饰、变化与替代皆是于前述揭露内容之预期中，且在某些实例中，将可在无其他特征的对应使用下应用本发明的某些特征。因此，如附权利要求书请求项被广义地及以与本发明的范围一致的方式建构是适当的。

组件符号

100、200 被加热玻璃物件

101、201 真空成型装置

102 吸引线路

103、203 真空泵

104、204 吸引孔

105、205 热源

106、206 压纹图案

107、207 成形表面 。

Claims (13)

1.一种玻璃对象弯曲成型的方法，包含：

加热一玻璃对象至一操作温度，以提供一被加热玻璃对象；

使被该加热玻璃对象与一真空成型装置的一成形表面接触，其中该成形表面包含至少一个吸引孔；

藉由通过该至少一个吸引孔施加吸力，使该被加热玻璃对象成型，以提供一成型玻璃对象；以及

冷却该成型玻璃对象至低于该操作温度的一温度，同时维持该成型玻璃对象与该真空成型装置的该成形表面之间的接触。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包含：自该真空成型装置移除该成型玻璃对象。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包含：在成型期间，从位于该成形表面上的至少一个热源对该被加热玻璃物件施加热量。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包含：在成型期间，从一外部热源对该被加热玻璃对象施加热量。

5.如权利要求1所述的方法，其中至少一个压纹图案是位于该真空成型装置的该成形表面上。

6.如权利要求1所述的方法，其中吸力是通过连接至一真空泵的吸引孔而施加。

7.如权利要求1所述的方法，其中该成型玻璃对象具有至少一个2.5D或3D成型表面。

8.如权利要求1所述的方法，其中该玻璃对象包含至少一个2D表面。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包含：在使该被加热玻璃对象与该真空成型装置的该成形表面接触之前，弯曲该被加热玻璃对象以配合该真空成型装置。

10.一种真空成型装置，包含：

一模具，包含至少一个成形表面以及在该至少一个成形表面上的至少一个吸引孔，

其中该至少一个吸引孔是连接至一真空泵，以从该真空泵对该至少一个吸引孔施加吸力。

11.如权利要求10所述的真空成型装置，进一步包含位于该至少一个成形表面上的至少一个热源。

12.如权利要求10所述的真空成型装置，其中该真空成型装置是连接至一外部热源。

13.如权利要求10所述的真空成型装置，进一步包含位于该至少一个成形表面上的至少一个压纹图案。