CN109399949B - 一种玻璃蚀刻液及其制备方法和一种采用所述玻璃蚀刻液的蚀刻工艺及制得的玻璃制品 - Google Patents

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Abstract

本发明属于玻璃制品加工技术领域，具体涉及一种玻璃蚀刻液及其制备方法和一种采用所述玻璃蚀刻液的蚀刻工艺及制得的玻璃制品。一种玻璃蚀刻液，包括如下重量份的原料：氟化氢铵25‑35份、水40‑60份、山梨醇2‑8份和硫酸2‑10份。采用该玻璃蚀刻液对玻璃进行处理所得到的玻璃的性能好，无需进行抛光处理。且经本发明的玻璃蚀刻工艺处理得到的玻璃制品的良率高，便于批量化生产。

Description

一种玻璃蚀刻液及其制备方法和一种采用所述玻璃蚀刻液的 蚀刻工艺及制得的玻璃制品
技术领域
本发明属于玻璃制品加工技术领域，具体涉及一种玻璃蚀刻液及其制备方法和一种采用所述玻璃蚀刻液的蚀刻工艺及制得的玻璃制品。
背景技术
随着国家城市化进程的持续推进发展，而在土地资源日益受限的影响下，建筑只能向空中要空间，高层及超高层建筑越来越多，在新的建筑结构中，将有工作联系的几个部门云集在一个大房间内，间隔多个隔断，既利于部门间工作联络，又便于管理，方便员工办事，如此敞开式集约办公方式已成为政府机关甚至大小公司的首选和趋势。以往的实体墙实心门等阻隔视线和通透性的空间划分材料已基本被视野开阔，采光性好的玻璃材料所取代。
常规的玻璃透明度高，为更好的满足实际需要往往需要对玻璃进行处理。简单的方法就是直接在玻璃表面贴合一张渐变PET膜或者进行渐续喷砂制作，产品品质不高，适合普通场所应用；晶砂玻璃是新型深加工玻璃产品，能同时满足视线通透性和局部隐蔽性要求，市场应用前景广阔。晶砂玻璃产品是通过对玻璃表面上进行蚀刻处理，实现玻璃表面由光滑转变为布满大颗粒的凸凹面，在灯光等光源的直射下闪闪发光，多应用于大型高端商场，星级写字楼内装饰。
目前常用的玻璃蚀刻技术，在蒙砂蚀刻的基础上还需要再进行抛光以改善产品的透光率、光泽度等性能，工序复杂且产品的颗粒大小全靠蒙砂实现，抛光只能有效的减小颗粒的粒径。时间、人工成本高，难以实现大颗粒闪亮的效果。此外，玻璃表面的颗粒的密集度的调节也不易控制，难于满足客户的个性化定制的要求，玻璃制品的良品率低。
发明内容
本发明提供一种玻璃蚀刻液 ，以解决现有技术中经蚀刻处理后的玻璃的透光率和光泽度差需要进一步抛光以及颗粒的密集度不易控制的问题。
本发明的另一目的在于提供所述玻璃蚀刻液的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种采用本发明的玻璃蚀刻液进行玻璃蚀刻的工艺及制得的玻璃制品，以使所得到的玻璃产品在无需抛光处理的情况下即具备良好的透光率和光泽度，同时实现玻璃表面有较大的颗粒且均匀密集。
本发明的玻璃蚀刻液采用如下技术方案：一种玻璃蚀刻液，包括如下重量份的原料：氟化氢铵25-35份、水40-60份、山梨醇2-8份和硫酸2-10份。
优选的，所述玻璃蚀刻液，包括下述重量份的原料：氟化氢铵30份、水50份、山梨醇5份和硫酸5份 。
如上所述的玻璃蚀刻液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）先将水加入药液池内；（2）将所述氟化氢铵、山梨醇加入药液池，搅拌；（3）搅拌的情况下加入所述硫酸，搅拌，即得所述玻璃蚀刻液。
优选的，加入所述硫酸后，持续搅拌2h以上。加入硫酸后2h内为所述玻璃蚀刻液的稳定时间，也称玻璃蚀刻液的熟化（在室温下进行即可，无需控制温度），以使所述玻璃蚀刻液的性能更稳定。
一种采用如上所述的玻璃蚀刻液的蚀刻工艺，包括如下步骤：（1）清洗玻璃，并对玻璃进行背保护；（2）用酸洗液对玻璃进行酸洗；（3）将经步骤（2）处理得到的玻璃置于玻璃蚀刻液中进行蚀刻；（4）将经步骤（3）处理得到的玻璃从所述玻璃蚀刻液中取出，并用水冲洗玻璃表面，即得玻璃蚀刻产品。
优选的，调整所述步骤（3）中的玻璃在所述玻璃蚀刻液中进行蚀刻的时间，并分别重复所述步骤（3）和（4）至少一次。根据所要达到的蚀刻效果，将玻璃的蚀刻分两次或多次进行，并适当调整每次将玻璃置于所述玻璃蚀刻液中进行处理的时间，以使玻璃的蚀刻更加均匀。例如，若玻璃需要在玻璃蚀刻液中蚀刻30min才能达到预期的效果，可以考虑现将玻璃在玻璃蚀刻液中蚀刻15min,将玻璃取出并用水冲洗干净，再将玻璃置于玻璃蚀刻液中蚀刻15min，将玻璃取出并冲洗干净即得到所需的玻璃产品。
优选的，所述酸洗液的包括质量分数为10%的氢氟酸（终浓度）和5%的硫酸（终浓度）。
优选的，所述玻璃上方间隔设置有盖板，所述盖板为塑料盖板或双面覆膜玻璃盖板。所述盖板可起到保护上层玻璃的作用，防止蚀刻药液中的反应物（硫酸、氟氢化铵等）落到上层玻璃表面，影响蚀刻效果。
优选的，还包括如下步骤：按照顺序将经步骤（1）处理后得到的多块玻璃设置在塑料吊架（具体结构参见CN 2813559Y）上，相邻玻璃之间的间距大于10cm。塑料吊架的采用使得可同时对多块玻璃进行处理，提高玻璃蚀刻的效率。相邻的玻璃之间的距离大于10cm（通过所述盖板与玻璃之间以及相邻的玻璃之间设置的垫片实现），以便于玻璃与蚀刻药液充分接触，保证产品的一致性。
一种采用如上所述蚀刻工艺制得的玻璃制品。
本发明的有益效果是：采用本发明的蚀刻药液对玻璃进行处理，所得到的晶砂玻璃无需抛光，光泽度和透明度好；本发明所采用的蚀刻药液有助于在玻璃表面形成均匀的蚀刻，防止由于玻璃的不同位置处浸入蚀刻液的先后不同而造成的蚀刻不均匀，每块玻璃整体进入或从所述玻璃蚀刻液中取出的时间控制在1min左右即可；本发明的蚀刻药液中氟化物的浓度低，使用过程中对环境和操作人员的损害更小，安全性更好。
本发明的蚀刻药液中的山梨醇不仅起到了控制氢氟酸与玻璃的反应速度和表面反应的均匀性的作用，还可起到调节蚀刻玻璃表面密集度(密集度是指在平整的玻璃表面蚀刻出来的球形的颗粒状，密集度越高，所得到的玻璃制品在光源的照射下的观赏效果越好)的作用，便于根据需要制作个性化定制玻璃制品。
本发明通过分段对玻璃进行蚀刻的工艺使得蚀刻均匀、颗粒度大、密集度高，且透光率和光泽度好，无需进行抛光，进而使得晶砂玻璃的制备工艺工序更加简单；本发明的玻璃蚀刻工艺便于根据需求调整蚀刻的颗粒的大小、密集度和蚀刻深度等参数，满足个性化定制需求；采用本发明的玻璃蚀刻工艺所得到的产品的良率高，可满足批量化生产需求，生产效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的蚀刻工艺中用到的塑料吊架的结构示意图；
图中：1、塑料吊架，2.垫片，3.玻璃，4.盖板，5.玻璃蚀刻液池 。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：配制玻璃蚀刻液，先将水40重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵25重量份和山梨醇2重量份，搅拌均匀，再加入硫酸2重量份，保持搅拌至少2小时后才能用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗（酸清洗液的终浓度为质量分数10%氢氟酸和5%硫酸）预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物，得晶砂玻璃。
该晶砂玻璃的蚀刻效果较浅，颗粒比较小，密集度比较稀疏。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率可达80%，光泽度达65%，粗糙度Ra为0.7μm，表面光滑，无需进行抛光。
实施例二：配制蚀刻液，先将水60重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵35重量份和山梨醇8重量份，搅拌均匀，再加入硫酸10重量份，保持搅拌至少2小时后才能用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应40min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物。颗粒变大，密集度比较密集，但有个别地方蚀刻不均匀。
该晶砂玻璃的蚀刻效果较深，颗粒较大，密集度比较密集，但玻璃的部分部位蚀刻不均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率为60%，光泽度达55%，粗糙度Ra为1.2μm，无需要进行抛光。
实施例三：配制蚀刻液，先将水50重量份加入药液池内，然后依次投入氟
化氢铵30重量份和山梨醇5重量份，搅拌均匀，再加入硫酸5重量份，保持搅拌至少2小时后才能用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物；然后再把玻璃按之前的方法放置在吊装架内，放入药液中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物。
该晶砂玻璃的颗粒变大，密集度比较密集，整版玻璃蚀刻均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率可达60%，光泽度达50%，粗糙度Ra为1.3μm，表面光滑，无需进行抛光。
实施例四：配制蚀刻液，先将水40重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵25重量份和山梨醇2重量份，搅拌均匀，再加入硫酸2重量份，保持搅拌至少2小时后才能用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗（酸清洗液的终浓度为质量分数10%氢氟酸和5%硫酸）预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物；然后再把玻璃按之前的方法放置在吊装架内，放入药液中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物,得晶砂玻璃。
该晶砂玻璃的颗粒变大，密集度比较密集，整版玻璃蚀刻均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率可达55%，光泽度达40%，粗糙度Ra为1.5μm，表面光滑，无需进行抛光。
实施例五：配制蚀刻液，先将水60重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵35重量份和山梨醇8重量份，搅拌均匀，再加入硫酸10重量份，保持搅拌至少2小时后才能用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物；然后再把玻璃按之前的方法放置在吊装架内，放入药液中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物。 得晶砂玻璃。
该晶砂玻璃的蚀刻效果较深，颗粒较大，密集度比较密集，整版玻璃蚀刻均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率为65%，光泽度达60%，粗糙度Ra为1.3μm，无需要进行抛光。
对比例一
配制蚀刻液，先将水50重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵50重量份和山梨醇5重量份，搅拌均匀，再加入硫酸10重量份，保持搅拌2小时后用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出。
该晶砂玻璃的颗粒变大，密集度比较密集，整版玻璃蚀刻有多处不均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率可达35%，光泽度达18%，粗糙度Ra为2.0μm，表面粗糙，需要进行抛光。
对比例二
配制蚀刻液，先将水50重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵30重量份，搅拌均匀，再加入硫酸5重量份，保持搅拌2小时后用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物；然后再把玻璃按之前的方法放置在吊装架内，放入药液中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物。 得晶砂玻璃。
该晶砂玻璃的颗粒大，蚀刻效果深，密集度比较密集，整版玻璃蚀刻不均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率可达40%，光泽度达25%，粗糙度Ra为1.8μm，表面粗糙，需要进行抛光处理。
对比例三
配制蚀刻液，先将水50重量份加入药液池内，然后依次投入氟化氢铵30重量份和山梨醇10重量份，搅拌均匀，再加入硫酸5重量份，保持搅拌2小时后用于蚀刻玻璃。同时，如图1所示，在用于放置待蚀刻的玻璃3的塑料吊架1的四周合适的位置分别放置垫片2，将玻璃清洗并进行背保护后放在塑料吊架1内使玻璃3的四边在垫片2上，然后酸清洗预处理，然后以同样的方法放置第二块玻璃3，最后放置盖板4。将塑料吊架1置于玻璃蚀刻液池5中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物；然后再把玻璃按之前的方法放置在吊装架内，放入药液中，反应20min后吊出，迅速用水冲洗掉玻璃表面的反应物。
该晶砂玻璃的颗粒小，密集度比较稀疏，整版玻璃蚀刻均匀。进一步检测表明该晶砂玻璃的透光率可达65%，光泽度达45%，粗糙度Ra为1.3μm，表面光滑，无需进行抛光处理。
备注：实施例一至五及对比例一至三所用到的用于蚀刻的玻璃相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玻璃蚀刻液，其特征在于，由如下重量份的原料组成：氟化氢铵25-35份、水40-60份、山梨醇2-8份和硫酸2-10份。
2. 根据权利要求1所述的玻璃蚀刻液，其特征在于，由如下述重量份的原料组成：氟化氢铵30份、水50份、山梨醇5份和硫酸5份 。
3. 根据权利要求1或2所述的玻璃蚀刻液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）先将水加入药液池内； （2）将所述氟化氢铵、山梨醇加入药液池，搅拌； （3）搅拌的情况下加入所述硫酸，搅拌，即得所述玻璃蚀刻液。
4.根据权利要求3所述的玻璃蚀刻液的制备方法，其特征在于，加入所述硫酸后，持续搅拌2h以上。
5. 一种采用如权利要求1或2所述的玻璃蚀刻液的蚀刻工艺，其特征在于，包括如下步骤： （1）清洗玻璃，并对玻璃进行背保护； （2）用酸洗液对玻璃进行酸洗； （3）将经步骤（2）处理得到的玻璃置于玻璃蚀刻液中进行蚀刻； （4）将经步骤（3）处理得到的玻璃从所述玻璃蚀刻液中取出，并用水冲洗玻璃表面，即得玻璃蚀刻产品。
6.根据权利要求5所述的蚀刻工艺，其特征在于，调整所述步骤（3）中玻璃在所述玻璃蚀刻液中进行蚀刻的时间，并分别重复所述步骤（3）和（4）至少一次。
7.根据权利要求5或6所述的蚀刻工艺，其特征在于，所述酸洗液包括质量分数10%的氢氟酸和5%的硫酸。
8.根据权利要求5或6所述的蚀刻工艺，其特征在于，所述玻璃上方间隔设置有盖板。
9.根据权利要求8所述的蚀刻工艺，其特征在于，还包括如下步骤：按照顺序将经步骤（1）处理后得到的玻璃设置在塑料吊架上，相邻玻璃之间的间距大于10cm。
10.一种采用如权利要求5-9任意一项所述蚀刻工艺制得的玻璃制品。
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