CN106915906A - 一种超薄浮法玻璃的综合强化方法 - Google Patents

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彭寿
马立云
曹欣
石丽芬
单传丽
崔介东
倪嘉
仲召进
赵凤阳
王萍萍
高强
王巍巍
操芳芳
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Abstract

本发明涉及一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，包括以下步骤：步骤一、采用离子束分别对超薄浮法玻璃的空气面和锡面进行处理，以减少玻璃表面的微裂纹，形成新的表面；步骤二、采用CO2激光器对离子束处理后的超薄浮法玻璃边缘进行处理；步骤三、对超薄浮法玻璃进行化学强化。本发明的优点：本发明采用离子束能够均匀可控的蚀刻玻璃的空气面和锡面，减弱或消除两个表面的微裂纹、以及渗锡层对化学强化超薄浮法玻璃强度及翘曲度的影响，同时利用激光能量抛光玻璃棱边，钝化或消除玻璃棱边微裂纹，以提高抗冲击性能，在稍微减少玻璃厚度的情况下，提高超薄浮法玻璃表面强度和抗冲击性能。

Description

一种超薄浮法玻璃的综合强化方法
技术领域
本发明涉及超薄浮法玻璃生产技术领域，特别涉及一种超薄浮法玻璃的综合强化方法。
背景技术
在电子信息显示领域，智能手机、平板电脑等显示装置的保护玻璃使用性能要求越来越高，如轻质、高强、耐磨等。但是，若使保护玻璃的厚度变薄，则强度降低，有时会由于使用时或携带时落下等而导致保护玻璃自身破裂，存在不能发挥保护显示装置这样本来作用的问题。通常对超薄浮法玻璃进行化学强化而在表面形成压应力层，从而提高保护玻璃的抗冲击性能。虽然超薄浮法玻璃经过化学强化后强度提高，但仍不可避免的存在掉落时破裂的现象。为此开展综合增强手段以以进一步提高超薄玻璃的机械强度。CN1369449A采用氢氟酸前处理对玻璃表面微裂纹进行钝化处理，再进行化学钢化、氢氟酸后处理、有机硅保护相结合的方法对玻璃进行综合增强，这种方法使用的氢氟酸和有机硅会对人体和环境造成严重破坏，不能满足环保要求。CN102887650采用离子束对玻璃表面进行处理，然后化学强化，再镀膜的综合增强方法来提高强度，这种方法能大幅提高玻璃的强度，但是未提出玻璃边部微裂纹的处理方法。CN105645785A将玻璃经过精雕机进行磨边、倒角、打孔处理后，再进行超声波清洗、微蚀刻处理、化学强化处理，还包括化学强化预处理步骤，化学强化预处理可以在精雕机进行磨边、倒角、打孔处理后、超声波清洗之前或者在微蚀刻处理和化学强化处理之间。采用现有技术的工艺方法得到的强化玻璃的性能就具有一定程度的提升，但使用的氢氟酸同样对环境具有危害性。同时，在上述方法中未涉及到解决超薄浮法玻璃锡面引起的化学强化后玻璃强度低和翘曲度大的方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现阶段超薄浮法玻璃表面、边部微裂纹及锡面对化学强化玻璃强度和翘曲度的影响缺点，而提出的一种超薄浮法玻璃的综合强化方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、采用离子束分别对超薄浮法玻璃的空气面和锡面进行处理，以减少玻璃表面的微裂纹，形成新的表面；
步骤二、采用CO2激光器对离子束处理后的超薄浮法玻璃边缘进行处理；
步骤三、对超薄浮法玻璃进行化学强化。
在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：
所述超薄浮法玻璃为超薄钠钙硅玻璃、中铝玻璃或高碱铝硅酸盐玻璃。
所述离子束对超薄浮法玻璃的空气面刻蚀深度1-30μm，锡面刻蚀深度为10-50μm。
所述CO2激光器的输出功率为5-50W。
步骤三中化学强化所用的熔盐为草酸钾和硝酸钾的混合熔盐，其中草酸钾与硝酸钾的重量百分比为1-4wt%，化学强化温度为380-450℃，强化时间为0.5h-6h。
本发明的优点在于：本发明采用离子束能够均匀可控的蚀刻玻璃的空气面和锡面，减弱或消除两个表面的微裂纹、以及渗锡层对化学强化超薄浮法玻璃强度及翘曲度的影响，同时利用激光能量抛光玻璃棱边，钝化或消除玻璃棱边微裂纹，以提高抗冲击性能，在稍微减少玻璃厚度的情况下，提高超薄浮法玻璃表面强度和抗冲击性能。
具体实施方式
本发明提供的一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，超薄浮法玻璃为超薄钠钙硅玻璃、中铝玻璃或高碱铝硅酸盐玻璃，所述方法包括以下步骤：
步骤一、采用离子束分别对超薄浮法玻璃的空气面和锡面进行处理，以减少玻璃表面的微裂纹，形成新的表面，离子束对超薄浮法玻璃的空气面刻蚀深度1-30μm，锡面刻蚀深度为10-50μm。
步骤二、采用CO2激光器对离子束处理后的超薄浮法玻璃边缘进行处理，所述CO2激光器的输出功率为5-50W，若输出功率＞50w，会引起表面损伤输出功率＜5w，则不能起到修复裂纹。
步骤三、对超薄浮法玻璃进行化学强化，化学强化为现有技术，在化学强化所用的熔盐为草酸钾和硝酸钾的混合熔盐，其中草酸钾与硝酸钾的重量百分比为1-4wt%，化学强化温度为380-450℃，强化时间为0.5h-6h。
为了使本发明更加清楚明白，以下结合具体实施例进行详细说明，其中实施例一到实施例三为现有技术中的加工方法，实施例四到实施例六为本申请的加工方法。
实施例一、所述超薄浮法玻璃基板为100mm×100mm×1.1mm的电子信息显示浮法钠钙硅玻璃5片，处理过程如下：采用去离子水对玻璃进行超声清洗，然后自然干燥，将上述处理后的玻璃放入含有2wt%草酸钾的硝酸钾混合熔盐中，在450℃化学强化6h。
实施例二、所述超薄浮法玻璃基板为100mm×100mm×1.1mm的中铝硅酸盐玻璃5片，处理过程如下：采用去离子水对玻璃进行超声清洗，然后自然干燥，将上述处理后的玻璃放入含有1.5wt% 草酸钾的硝酸钾混合熔盐中，在440℃化学强化4h。
实施例三、所述超薄浮法玻璃基板为100mm×100mm×1.1mm的高碱铝硅酸盐玻璃5片，处理过程如下：采用去离子水对玻璃进行超声清洗，然后自然干燥，将上述处理后的玻璃放入含有2wt%草酸钾的硝酸钾混合熔盐中，在420℃化学强化2h。
实施例四、采用同实施例一相同的玻璃基板5片，按照本发明技术方案对玻璃基板进行处理，处理过程如下：采用去离子水对玻璃进行超声清洗，然后自然干燥，采用离子束分别对清洗干燥后的玻璃的空气面和锡面进行抛光，其中空气面刻蚀深度为10μm，锡面刻蚀深度20μm，然后将CO2激光器的输出功率设置为5W，对玻璃的四个边部进行扫描，消除边部微缺陷，最后将上述处理后的玻璃放入含有2wt%草酸钾的硝酸钾混合熔盐中，在450℃化学强化6h。
实施例五、采用同实施例二相同的玻璃基板5片，按照本发明技术方案对玻璃基板进行处理，处理过程如下：采用去离子水对玻璃进行超声清洗，然后自然干燥，采用离子束分别对清洗干燥后的玻璃的空气面和锡面进行抛光，其中空气面刻蚀深度为15μm，锡面刻蚀深度35μm，然后将CO2激光器的输出功率设置为5W，对玻璃的四个边部进行扫描，消除边部微缺陷，最后将上述处理后的玻璃放入含有1.5wt%草酸钾的硝酸钾混合熔盐中，在440℃化学强化4h。
实施例六、采用同实施例三相同的玻璃基板5片，按照本发明技术方案对玻璃基板进行处理，处理过程如下：采用去离子水对玻璃进行超声清洗，然后自然干燥，采用离子束分别对清洗干燥后的玻璃的空气面和锡面进行抛光，其中空气面刻蚀深度为10μm，锡面刻蚀深度25μm，然后将CO2激光器的输出功率设置5W，对玻璃的四个边部进行扫描，消除边部微缺陷，最后将上述处理后的玻璃放入含有2wt%草酸钾的硝酸钾混合熔盐中，在420℃化学强化4h。
对实施例4-6与对比实施例1-3分别进行采用130g钢球定位高度35cm测试四角及中间共9点，每点冲击3次共27次的破裂概率以及翘曲度的比较，翘曲度的测试方法是将玻璃放在水平面上，用满足JB/T7979的塞尺测玻璃四角与平台之间的间隙，并以最大间隙值与玻璃的长边之比的百分率来表示弓形时的弯曲度。
测试结果如下表：
编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
定位高度35cm落球破裂概率（%） 29.63 25.93 18.52 14.81 11.11 7.40
翘曲度（%） 0.5 0.35 0.25 0.3 0.18 0.15
从表中可看出，实施例4-6中的落球破损概率和翘曲度都远远低于对比实施例1-3，证明采用本发明方法对超薄浮法玻璃进行处理，可改善超薄浮法玻璃强化后的落球破裂概率高和翘曲度高的问题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、采用离子束分别对超薄浮法玻璃的空气面和锡面进行处理，以减少玻璃表面的微裂纹，形成新的表面；
步骤二、采用CO2激光器对离子束处理后的超薄浮法玻璃边缘进行处理；
步骤三、对超薄浮法玻璃进行化学强化。
2.根据权利要求1所述的一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，其特征在于：所述超薄浮法玻璃为超薄钠钙硅玻璃、中铝玻璃或高碱铝硅酸盐玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，其特征在于：所述离子束对超薄浮法玻璃的空气面刻蚀深度1-30μm，锡面刻蚀深度为10-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，其特征在于：所述CO2激光器的输出功率为5-50W。
5.根据权利要求1所述的一种超薄浮法玻璃的综合强化方法，其特征在于：步骤三中化学强化所用的熔盐为草酸钾和硝酸钾的混合熔盐，其中草酸钾与硝酸钾的重量百分比为1-4wt%，化学强化温度为380-450℃，强化时间为0.5h-6h。
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