CN111479790A - 曲面接合玻璃板的制造方法和由其制造的曲面接合玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过调节曲面厚玻璃板的曲率半径和曲面薄玻璃板的曲率半径制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板的方法。

Description

曲面接合玻璃板的制造方法和由其制造的曲面接合玻璃板
技术领域
本申请要求于2018年5月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0057867的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本说明书中。
本发明涉及一种具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板的制造方法和通过该方法制造的曲面接合玻璃板。
背景技术
由于其独特的透明性，玻璃是一种应用于各种生活空间的材料。特别地，根据预期用途，使用将两片玻璃板接合而成的接合玻璃板，以及使用弯曲成具有曲面的曲面接合玻璃板。此外，通过使用厚玻璃板和薄玻璃板制造曲面接合玻璃板，以减小曲面接合玻璃板的体积和重量。
通常，使用自重成型、模压成型或冷成型制造曲面接合玻璃板。自重成型使用成型框架来固定玻璃板的边缘。具体地，自重成型是将待成型的玻璃板的温度升高至在玻璃的软化点附近的温度，利用玻璃板自身重量引起的下垂来使玻璃成型，然后将成型后的玻璃板接合的方法。此外，模压成型是在充分加热玻璃板的状态下，通过将玻璃板与具有预定形状的框架模压来使待成型的玻璃板成型，然后将成型后的玻璃板接合的方法。此外，冷成型是将一片玻璃板设置在另一弯曲成型的玻璃板的凹面上，利用真空技术使该片玻璃板弹性变形并弯曲变形，然后将成型后的玻璃板接合的方法。
在利用冷成型弯曲成型薄玻璃板的情况下，存在由于薄玻璃板的厚度小于薄玻璃板的面积，在使薄玻璃板弹性变形的过程中薄玻璃板屈曲或起皱的问题。特别地，薄玻璃板的厚度与宽度的比例越小，弯曲成型的薄玻璃板越经常翘曲或起皱。此外，在利用冷成型弯曲成型薄玻璃板的情况下，会出现应力保留在弯曲成型的薄玻璃板中，使得曲面接合玻璃板在预定温度或以上的温度下损坏的问题。
另外，需要一种通过提高构成曲面接合玻璃板的曲面薄玻璃板与曲面厚玻璃板的曲面之间的紧密接触程度来制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板的技术。
因此，需要一种制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板，同时解决当通过冷成型来成型薄玻璃板时出现的问题的技术。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种能够容易地制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板的方法。
然而，本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本领域技术人员从下面的描述中可以清楚地理解上面没有提及的其它技术问题。
技术方案
本发明的一个示例性实施方案提供一种曲面接合玻璃板的制造方法，该制造方法包括：制备具有第一曲率半径的曲面厚玻璃板；通过加热并使板状薄玻璃板成型来制造具有第二曲率半径的曲面薄玻璃板；在所述曲面厚玻璃板的凹面与所述曲面薄玻璃板的凸面之间设置接合膜或粘合剂；和使所述曲面薄玻璃板弹性变形，以使弹性变形后的曲面薄玻璃板与所述曲面厚玻璃板的凹面匹配并接合，其中，所述第一曲率半径和所述第二曲率半径满足下面的表达式1。
[表达式1]
5≥(第二曲率半径/第一曲率半径)>1
另外，本发明的另一示例性实施方案提供一种通过所述曲面接合玻璃板的制造方法制造的曲面接合玻璃板。
有益效果
根据本发明的示例性实施方案的曲面接合玻璃板的制造方法可以容易地制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案的曲面接合玻璃板可以具有优异的光学性能。
根据本发明的示例性实施方案，可以提供具有小的曲率半径并且重量轻且厚度薄的曲面接合玻璃板。
本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员根据本说明书和附图可以清楚地理解上面未提及的其它效果。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的曲面接合玻璃板的制造方法的图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方案的按照曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的厚度比确保刚性的结果的图。
具体实施方式
根据本发明的一个示例性实施方案的曲面接合玻璃板的制造方法可以容易地制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板。具体地，如果曲面厚玻璃板的曲率半径和曲面薄玻璃板的曲率半径满足上述表达式1，则可以制造具有优异的曲面之间的紧密接触程度的曲面接合玻璃板。
图1是示意性地示出根据本发明的一个示例性实施方案的曲面接合玻璃板的制造方法的图。具体地，图1是示意性地示出通过将接合膜30设置在加热并成型的曲面薄玻璃板20的凸面与曲面厚玻璃板10的凹面之间并且使曲面薄玻璃板20弹性变形来制造曲面接合玻璃板100，使得钱接合玻璃板100包括弹性变形的曲面薄玻璃板20'、接合膜30和曲面厚玻璃板10的过程的图。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板的制备可以通过采用本领域中公知的成型曲面玻璃板的方法制造具有第一曲率半径的曲面厚玻璃板。作为一个实例，可以利用自重成型或模压成型由板状厚玻璃板制造具有第一曲率半径的曲面厚玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，可以使用钠钙玻璃用作厚玻璃板。具体地，可以采用和使用通常用于车辆的玻璃窗的玻璃板用作厚玻璃板，而没有特别地限制。作为一个实例，所述厚玻璃板可以由钠钙玻璃制成，基于100重量％的组成，所述钠钙玻璃由包含65重量％以上且75重量％以下的SiO2、0重量％以上且10重量％以下的Al2O3、10重量％以上且15重量％以下的Na2O、0重量％以上且5重量％以下的K2O、1重量％以上且12重量％以下的CaO和0重量％以上且8重量％以下的MgO的组合物形成。此外，可以使用通过采用浮槽的浮法制造的钠钙玻璃或通过下拉法或熔融法制造的钠钙玻璃用作厚玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，可以采用和使用通常用于车辆的玻璃窗的玻璃板用作比厚玻璃板薄的板状薄玻璃板，而没有特别地限制。
具体地，所述板状薄玻璃板可以由无碱玻璃制成。作为一个实例，所述薄玻璃板可以由无碱玻璃制成，基于100重量％的组成，所述无碱玻璃由包含46重量％以上且62重量％以下的SiO2、15重量％以上且29重量％以下的Al2O3、3重量％以上且14重量％以下的MgO、5重量％以上且16重量％以下的CaO和0.01重量％以上且5重量％以下的SrO的组合物形成，并且基本上不包含碱金属氧化物。
在本说明书中，基本上不包含碱金属氧化物可以指玻璃中完全不包含碱金属氧化物，或者即使玻璃中部分地包含碱金属氧化物，该碱金属氧化物的含量与其它组分的含量相比也非常少，使得作为玻璃组分的碱金属氧化物的含量忽略不计。此外，基本上不包含碱金属氧化物可以指在制造玻璃的工艺中，来自与熔融玻璃接触的耐火材料或玻璃原料中的杂质的少量的碱金属元素不可避免地包含在玻璃中。
根据本发明的示例性实施方案，可以用作薄玻璃板的无碱玻璃可以包含以氧化物计小于1质量％的碱金属(Li、Na、K等)氧化物。此外，可以使用无碱硼硅酸盐玻璃或无碱铝硼硅酸盐玻璃用作薄玻璃板。此外，可以使用通过浮法制造的玻璃或通过下拉法或熔融法制造的玻璃用作薄玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，曲面薄玻璃板的制造可以利用本领域中公知的加热并成型曲面玻璃板的方法由板状薄玻璃板制造具有第二曲率半径的曲面薄玻璃板。作为一个实例，可以利用自重成型或模压成型制造曲面薄玻璃板，其具有的第二曲率半径大于曲面厚玻璃板的第一曲率半径。在这种情况下，由于通过利用加热并成型的方法制造曲面薄玻璃板，因此，可以使制造曲面薄玻璃板中产生的应力最小化，并且可以更容易地制造曲面接合玻璃板。具体地，当存在于加热并成型的曲面薄玻璃板上的应力被最小化时，曲面薄玻璃板可以更容易地弹性变形并且与曲面厚玻璃板的凹面接合。
根据本发明的示例性实施方案，所述曲面厚玻璃板和所述曲面薄玻璃板各自可以具有单个曲面或多个曲面。具体地，所述曲面厚玻璃板和加热并成型的所述曲面薄玻璃板各自可以是基于单一轴线形成的曲面玻璃板，并且具有仅在单一方向上具有曲率的单个曲面。此外，所述曲面厚玻璃板和加热并成型的所述曲面薄玻璃板各自可以是基于两个轴线形成的曲面玻璃板，并且具有在多个方向上具有曲率的多个曲面。作为一个实例，玻璃板可以具有多种曲面，为抛物线表面、球形表面或自由弯曲表面。
当通过现有技术中的方法使板状薄玻璃板弹性变形来成型具有多个曲面的曲面玻璃板时，存在成型的曲面玻璃板的翘曲和/或起皱程度变严重的问题。然而，根据本发明的示例性实施方案的曲面接合玻璃板的制造方法可以通过首先加热并成型板状薄玻璃板，其次使玻璃板弹性变形来成型具有多个曲面的玻璃板。因此，可以有效地防止具有多个曲面的弹性变形的薄玻璃板翘曲和/或起皱。此外，如果具有多个曲面的厚玻璃板的曲率半径与具有多个曲面的薄玻璃板的曲率半径之间的关系满足如下面描述的表达式1，则可以制造具有多个曲面和进一步改善的光学性能的接合玻璃板。
因此，所述曲面接合玻璃板的制造方法可以容易地制造具有单个曲面或多个曲面的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，可以在曲面厚玻璃板的凹面与曲面薄玻璃板的凸面之间设置接合膜或粘合剂。具体地，接合膜或粘合剂可以设置在加热并成型的曲面薄玻璃板的凸面上，或者接合膜或粘合剂可以设置在曲面厚玻璃板的凹面上。因此，在使加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形的过程中，曲面薄玻璃板的凸面可以与曲面厚玻璃板的凹面接合。
根据本发明的示例性实施方案，所述接合膜可以具有单层或多层。具体地，在使用多层接合膜的情况下，各层的组成可以相同或不同，并且各层的厚度可以相同或不同。可以采用和使用现有技术中用于与接合接合玻璃板的(共)聚合物膜，如聚乙烯醇膜和聚乙烯醇缩丁醛共聚物膜用于所述接合膜，而没有特别地限制。作为一个实例，所述接合膜可以包括聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙酸纤维素、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯树脂、离聚物、聚甲基戊烯、偏二氯乙烯、聚砜、聚偏二氟乙烯、甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂、聚芳酯、聚烯丙基砜、聚丁二烯、聚醚砜和聚醚醚酮中的至少一种。
根据本发明的示例性实施方案，所述接合膜的厚度可以为，但是不限于，0.5mm以上且1mm以下。然而，通过将接合膜的厚度调节至上述范围，可以防止曲面厚玻璃板与弹性变形的曲面薄玻璃板分离。此外，通过将接合膜的厚度调整至上述范围，可以制造厚度小的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，所述粘合剂可以包括光学透明粘合剂(OCA)、液体光学透明粘合剂(LOCA)或光学透明树脂(OCR)。可以以0.5mm以上且为1.5mm以下的厚度将粘合剂涂布至曲面厚玻璃板的凹面或加热并成型的曲面薄玻璃板的凸面上。
根据本发明的示例性实施方案，首先可以通过加热并使板状薄玻璃板成型来制造具有大于第一曲率半径的第二曲率半径的曲面薄玻璃板。此外，其次可以通过使加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形来制造曲率半径与曲面厚玻璃板的曲率半径相等的曲面薄玻璃板。因此，可以容易地制造具有优异的光学性能和玻璃板之间的紧密接触程度提高的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，可以使用本领域中通常使用的方法作为使加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形的方法，而没有特别地限制。作为一个实例，可以使用高温辊或真空环/真空袋工艺通过压缩工艺在约20℃以上且80℃以下的温度条件下使加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形。
根据本发明的示例性实施方案，加热并成型的曲面薄玻璃板的第二曲率半径R2，具体地，R2/R1的值可以为1.1以上且1.4以下、1.1以上且1.5以下、1.1以上且2以下、1.1以上且2.1以下、1.1以上且3以下、1.4以上且1.5以下、1.4以上且2以下、1.4以上且2.1以下、1.4以上且3以下、1.5以上且2以下、1.5以上且2.1以下、1.5以上且3以下、2以上且2.1以下、2以上且3以下、2.1以上且3以下、1.1以上且4.5以下、1.3以上且4以下或2以上且3.5以下。通过将R2/R1的值调节至上述范围，可以制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板，并且可以提高曲面厚玻璃板与加热并成型的曲面薄玻璃板的接合效率。具体地，在R2/R1的值在上述范围内的情况下，可以有效地抑制弹性变形的曲面薄玻璃板翘曲或起皱。此外，可以通过加热并成型板状薄玻璃板使得R2/R1的值满足上述范围来减少在弹性变形的曲面薄玻璃板中产生的残余应力。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板的第一曲率半径和曲面薄玻璃板的第二曲率半径可以满足下面的表达式2。
[表达式2]
6,000mm≥(第二曲率半径-第一曲率半径)≥100mm
具体地，通过从加热并成型后的曲面薄玻璃板的第二曲率半径R2中减去曲面厚玻璃板的第一曲率半径R1而得到的“R2-R1”的值可以为100mm以上且4,000mm以下、500mm以上且4,000mm以下、600mm以上且4,000mm以下、1,600mm以上且4,000mm以下、2,000nm以上且4,000nm以下、100mm以上且2,000mm以下、500mm以上且2,000mm以下、600mm以上且2,000mm以下、1,600mm以上且2,000mm以下、100mm以上且1,600mm以下、500mm以上且1,600mm以下、600mm以上且1,600mm以下、100mm以上且600mm以下、500mm以上且600mm以下、100mm以上且500mm以下、200mm以上且5,500mm以下、350mm以上且4,700mm以下、750mm以上且3,000mm以下、100mm以上且1,000mm以下、1,200mm以上且2,500mm以下、3,000mm以上且4,500mm以下或5,000mm以上且5,500mm以下。
根据本发明的示例性实施方案，通过将R2-R1的值调节至上述范围，可以制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板，并且可以使加热并成型的曲面薄玻璃板更容易地弹性变形。具体地，通过将R2-R1的值调节至上述范围，可以防止在使加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形的过程中对加热并成型的曲面薄玻璃板的损坏，并且可以将弹性变形后的曲面薄玻璃板的凸面更紧密地与曲面厚玻璃板的凹面接合。
根据本发明的示例性实施方案，加热并成型的曲面薄玻璃板可以弹性变形以与曲面厚玻璃板的凹面匹配并接合。因此，加热并成型的曲面薄玻璃板可以弹性变形以具有与曲面厚玻璃板的曲率半径基本相等的曲率半径。玻璃板具有基本相同的曲率半径的结构可以指玻璃板的曲率彼此完全相等，并且还可以指在制造过程中玻璃板的曲率之间存在细微差异，但是该差异不影响质量以及光学和物理性能。
根据本发明的示例性实施方案，曲面薄玻璃板可以弹性变形以具有500mm以上且8,000mm以下的曲率半径。具体地，弹性变形后的曲面薄玻璃板的曲率半径可以为1,500mm以上且2,000mm以下、1,500mm以上且3,000mm以下、1,500mm以上且8,000mm以下、2,000mm以上且3,000mm以下、2,000mm以上且8,000mm以下、3,000mm以上且8,000mm以下、700mm以上且7,000mm以下、1,000mm以上且5,500mm以下、1,200mm以上且4,500mm以下、750mm以上且1,500mm以下、1,700mm以上且3,500mm以下或4,000mm以上且7,500mm以下。现有技术中通过冷成型成型而成的曲面薄玻璃板的最小曲率半径为约2,000mm的水平，并且存在当通过冷成型来板状薄玻璃板成型以具有2,000mm的水平的曲率半径时，在制造的曲面薄玻璃板的表面中形成细裂纹或褶皱的问题。然而，与现有技术中的冷成型方法相比，根据本发明的示例性实施方案的曲面接合玻璃板的制造方法可以容易地制造包括具有小曲率半径的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板，并且可以抑制制造的曲面接合玻璃板的光学性能劣化。
另外，当具有多个曲面的加热并成型的薄玻璃板由板状薄玻璃板弹性变形时，可以形成具有多个曲面并且曲率半径为500mm以上且8,000mm以下的薄玻璃板。具有多个曲面的薄玻璃板的曲率半径可以是在与具有多个曲面的薄玻璃板的中心距离相等距离的多个点处测得的曲率半径的最小值。
根据本发明的示例性实施方案，所述曲面接合玻璃板的制造方法还可以包括在80℃以上且140℃以下的温度下热处理通过将曲面厚玻璃板与弹性变形的曲面薄玻璃板接合而制成的曲面接合玻璃板。具体地，可以在上述温度范围内对在加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形并与曲面厚玻璃板接合之后制成的曲面接合玻璃板进行热处理。由于曲面接合玻璃板在上述温度范围内进行热处理，因此，可以提高曲面薄玻璃板与曲面厚玻璃板之间的接合力，并且可以防止接合膜或粘合剂退化。
另外，所述曲面接合玻璃板的制造方法可以包括将曲面接合玻璃板热处理两次或更多次。作为一个实例，所述曲面接合玻璃板的制造方法可以通过在约90℃的温度下热处理曲面接合玻璃板，然后在约120℃的温度下再次热处理曲面接合玻璃板最终来制造弯曲接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的厚度比可以为1:0.1至1:0.5。具体地，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的厚度比可以为1:0.15至1:0.45、1:0.25至1:0.3、1:0.15至1:0.25或1:0.3至1:0.45。通过将曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的厚度比调节至上述范围，可以有效地降低包括曲面厚玻璃板和曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板由于刚性降低而损坏的可能性。此外，可以提供具有更小的厚度的曲面接合玻璃板。
图2是示出根据本发明的示例性实施方案的根据曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的厚度比确保刚性的结果的图。具体地，图2是示出在根据本发明的示例性实施方案的曲面接合玻璃板的四个边缘被固定的状态下通过向中心部分施加预定负载而分析的中心部分的挠度的图。在图2中，x轴表示玻璃板的整体厚度，y轴表示玻璃板的挠度，即，玻璃板凹陷的程度。
根据本发明的示例性实施方案，不对称比(AR)，即，[曲面薄玻璃板的厚度]/[曲面厚玻璃板的厚度]可以满足0.1至0.5的范围。AR减小表示曲面薄玻璃板变得更薄且曲面厚玻璃板变得更厚。参照图2，通过将曲面薄玻璃板与曲面厚玻璃板之间的厚度比调节至上述范围，可以通过减小曲面接合玻璃板凹陷的程度来确保刚性。
因此，根据本发明的示例性实施方案，通过将曲面薄玻璃板与曲面厚玻璃板之间的厚度比调节至上述范围，可以进一步提高改善曲面接合玻璃板的刚性的效果、减小曲面接合玻璃板的重量的效果和减小弯曲接合玻璃板的厚度的效果。
根据本发明的示例性实施方案，所述板状薄玻璃板的厚度可以为0.3mm以上且1.0mm以下，具体地，为0.3mm以上且0.8mm以下、0.4mm以上且0.6mm以下、0.3mm以上且0.7mm以下或0.5mm以上且0.8mm以下。包括厚度在上述范围内的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板可以具有优异的抗冲击性，并且可以有效地减小厚度并减轻重量。此外，具有在上述范围内的厚度的加热并成型的曲面薄玻璃板可以容易地弹性变形。
根据本发明的示例性实施方案，通过如上所述调节弯曲厚玻璃板的曲率半径和加热并成型的弯曲薄玻璃板的曲率半径，可以制造具有优异的光学和物理性能，并且包括即使使用厚度为0.3mm以上且1.0mm以下的板状薄玻璃板也能抑制翘曲或起皱的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，所述曲面厚玻璃板的厚度可以为2mm以上且3mm以下。具体地，所述曲面厚玻璃板的厚度可以为2.5mm以上且3mm以下。通过将曲面厚玻璃板的厚度调节至上述范围，可以有效地减少曲面接合玻璃板的重量和厚度，并且可以抑制曲面接合玻璃板的抗冲击性劣化。
本发明的另一示例性实施方案提供一种通过所述曲面接合玻璃板的制造方法制造的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，可以提供具有小的曲率半径并且重量轻且厚度薄的曲面接合玻璃板。此外，由于所述曲面接合玻璃板包括翘曲或起皱被抑制的曲面薄玻璃板，因此，所述曲面接合玻璃板可以具有优异的光学性能。
根据本发明的示例性实施方案，所述曲面接合玻璃板中包括的曲面厚玻璃板、曲面薄玻璃板、接合膜和粘合剂可以分别与根据所述曲面接合玻璃板的制造方法的曲面厚玻璃板、曲面薄玻璃板、接合膜和粘合剂相同。
根据本发明的示例性实施方案，所述曲面接合玻璃板的曲率半径可以为500mm以上且8,000mm以下。即，曲面接合玻璃板中包括的曲面薄玻璃板和曲面厚玻璃板的曲率半径可以彼此基本相等，并且曲率半径可以为500mm以上且8,000mm以下。此外，曲面接合玻璃板的曲率半径可以为700mm以上且7,000mm以下、1,000mm以上且5,500mm以下、1,200mm以上且4,500mm以下、1,500mm以上且3,000mm以下、750mm以上且1,500mm以下、1,700mm以上且3,500mm以下或4,000mm以上且7,500mm以下。此外，所述曲面接合玻璃板可以具有多个曲面，并且具有多个曲面的接合玻璃板的曲率半径可以为500mm以上且8,000mm以下。具有多个曲面的接合玻璃板的曲率半径可以是在与具有多个曲面的接合玻璃板的中心距离相等距离的多个点处测得的曲率半径的最小值。
另外，参照图1，曲面薄玻璃板20'是弹性变形的玻璃板，并且可以在弯曲薄玻璃板20'的一个凹面中形成压应力，使得曲面接合玻璃板100可以具有优异的机械和物理性能如抗冲击性和耐久性。
根据本发明的示例性实施方案，曲面接合玻璃板中包括的曲面薄玻璃板的残余应力可以为350Mpa以下。具体地，曲面薄玻璃板的残余应力可以为20Mpa以上且300Mpa以下、20Mpa以上且200Mpa以下或20Mpa以上且100Mpa以下。包括在弹性变形之后残余应力满足上述范围的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板可以具有优异的对热的耐久性和抗冲击性。
根据本发明的示例性实施方案，术语“应力”可以指包括拉应力和压应力的应力。此外，在本发明中，存在于玻璃板上的应力可以通过本领域中使用的常规方法计算，并且可以使用Edge-master设备(Stress Photonics,Inc.)通过光学方法计算应力。具体地，通过使用Edge-master设备，可以取得表现出与存在于玻璃板的表面的应力对应而区别的颜色的图像，并且可以利用该图像计算存在于玻璃板上的应力值。此外，可以利用SolidworksSimulation计算存在于玻璃板的表面上的应力。例如，可以在Solidworks Simulation中设定根据本发明的曲面接合玻璃板的制造工艺和工艺条件，然后可以计算在使曲面薄玻璃板弹性变形的工艺的过程中在各个玻璃板上产生的应力和在最终曲面接合玻璃板中包括的各个玻璃板上存在的残余应力。
根据本发明的示例性实施方案，曲面接合玻璃板中包括的曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的厚度比可以为1:0.1至1:0.5。此外，曲面薄玻璃板的厚度可以为0.3mm以上且1.0mm以下，曲面厚玻璃板的厚度可以为2mm以上且3mm以下。曲面接合玻璃板中包括的曲面薄玻璃板和曲面厚玻璃板的厚度的上限值和下限值可以考虑施加至曲面接合玻璃板的外力和弹性吸收机械冲击的能力来确定。
根据本发明的示例性实施方案，与现有技术中通过将两个厚度为约2.1mm的钠钙玻璃板接合而制成的现有技术中的曲面接合玻璃板相比，厚度在上述范围内的曲面薄玻璃板和包括该曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板可以具有50％以上且80％以下的厚度和50％以上且80％以下的重量。因此，根据本发明的示例性实施方案，可以容易地实现比现有技术的曲面接合玻璃板的重量更轻且厚度更薄的曲面接合玻璃板。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的维氏硬度比可以为1:1.1至1:1.3。具体地，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的维氏硬度比可以为1:1.12至1:1.27、1:1.15至1:1.25或1:1.2至1:1.23。包括具有比曲面厚玻璃板更高的硬度的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板的耐磨性、耐擦伤性和耐久性优异。
根据本发明的示例性实施方案，曲面薄玻璃板的维氏硬度可以为5.5GPa以上且7GPa以下。具体地，曲面薄玻璃板的维氏硬度可以为5.8GPa以上且6.9GPa以下、6.0GPa以上且6.7GPa以下或6.2GPa以上且6.5GPa以下。包括具有在上述范围内的维氏硬度值的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板的抗冲击性、耐磨性和耐久性优异。此外，可以降低曲面接合玻璃板的制造成本。此外，曲面厚玻璃板的维氏硬度可以为5.2GPa以上且5.8GPa以下。
曲面薄玻璃板的维氏硬度和曲面厚玻璃板的维氏硬度可以通过用维氏压头按压玻璃板然后测量痕迹的尺寸来计算。具体地，曲面薄玻璃板的维氏硬度和曲面厚玻璃板的维氏硬度可以基于ASTM C1327-08标准在温度为24℃、相对湿度为35RH％、压痕载荷为200gf并且压痕保持时间为20秒的条件下测量。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的断裂韧性比可以为1:1.3至1:1.5。具体地，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的断裂韧性比可以为1:1.35至1:1.49、1:1.37至1:1.45或1:1.39至1:1.45。当曲面薄玻璃板相对于曲面厚玻璃板具有在上述范围内的断裂韧性时，可以提高曲面接合玻璃板对外部冲击的抗断裂性，并且可以有效地防止曲面接合玻璃板的断裂强度劣化。
根据本发明的示例性实施方案，所述曲面薄玻璃板的断裂韧性值可以为1.0MPa·m1/2以上且1.3MPa·m1/2以下。具体地，所述曲面薄玻璃板的断裂韧性值可以为1.1MPa·m1/2以上且1.25MPa·m1/2以下、1.15MPa·m1/2以上且1.25MPa·m1/2或1.18MPa·m1/2以上且1.21MPa·m1/2以下。包括具有在上述范围内的断裂韧性值的曲面薄玻璃板的曲面接合玻璃板可以具有优异的抗冲击性。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板的断裂韧性值可以为0.7MPa·m1/2以上且0.85MPa·m1/2以下。具体地，曲面厚玻璃板的断裂韧性值可以为0.75MPa·m1/2以上且0.83MPa·m1/2以下，或0.77MPa·m1/2以上且0.8MPa·m1/2以下。
曲面薄玻璃板和曲面厚玻璃板的断裂韧性值可以利用压痕断裂韧性测量方法来测量，该方法是用维氏压头按压玻璃板直至在玻璃板中形成裂纹，然后利用裂纹的长度、由压头形成的痕迹、载荷等测量断裂韧性值的方法。具体地，曲面薄玻璃板和曲面厚玻璃板的断裂韧性值可以基于KSL1600:2010标准在温度为24℃、相对湿度为35RH％且压痕载荷为2Kgf的条件下测量。
根据本发明的示例性实施方案，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的弹性模量比可以为1:1.01至1:1.2。具体地，曲面厚玻璃板与曲面薄玻璃板之间的弹性模量比可以为1:1.04至1:1.17、1:1.06至1:1.15、1:1.08至1:1.12或1:1.08至1:1.15。当曲面薄玻璃板相对于曲面厚玻璃板具有在上述范围内的弹性模量时，即使曲面接合玻璃板包括与曲面厚玻璃板相比重量更轻且厚度更小的曲面薄玻璃板，曲面接合玻璃板也可以具有坚固的结构。
根据本发明的示例性实施方案，曲面薄玻璃板的弹性模量可以为70GPa以上且90GPa以下。具体地，曲面薄玻璃板的弹性模量可以为73GPa以上且87GPa以下、75GPa以上且85GPa以下、78GPa以上且80GPa以下、75GPa以上且80GPa以下或80GPa以上且90GPa以下。此外，曲面厚玻璃板的弹性模量可以为65GPa以上且75GPa以下。
曲面薄玻璃板的弹性模量和曲面厚玻璃板的弹性模量可以通过三点弯曲试验来测量。具体地，曲面薄玻璃板的弹性模量和曲面厚玻璃板的弹性模量可以使用万能试验机(UTM)在温度为24℃且相对湿度为35RH％的条件下通过三点弯曲试验来测量。更具体地，可以基于通过将样品的宽度设定为20mm、将支撑跨距设定为50mm、将通过UTM测量的位移和负载转换为应变和应力以得到应变-应力(S-S)曲线、然后线性拟合S-S曲线而计算的梯度来得到弹性模量。
下文中，将详细描述实施例以具体描述本发明。然而，根据本发明的实施例可以以各种不同的形式修改，并且不应理解为本发明的范围局限于下面的实施例。提供本说明书的实施例以向本领域技术人员进一步全面地说明本发明。
实施例1
制备基于100重量％的玻璃，包含61重量％的SiO2、16重量％的Al2O3、3重量％的MgO、8重量％以下的CaO和0.05重量％的SrO并且厚度为0.5mm的无碱玻璃作为薄玻璃板，并且制备基于100重量％的玻璃，包含72重量％的SiO2、0.15重量％的Al2O3、14重量％的Na2O、0.03重量％的K2O、9重量％的CaO和4重量％的MgO并且厚度为2.0mm的钠钙玻璃作为厚玻璃板。此外，制备厚度为0.5mm的聚乙烯醇缩丁醛膜作为接合膜。所述无碱玻璃的弹性模量为78GPa，维氏硬度为6.3GPa，断裂韧性为1.20MPa·m1/2，所述钠钙玻璃的弹性模量为72GPa，维氏硬度为5.6GPa，断裂韧性为0.85MPa·m1/2。
首先，将厚玻璃板在600℃下加热60秒，并且利用其自身重量制造曲面厚玻璃板。弯曲成型的曲面厚玻璃板的曲率半径R1为约1,400mm。此外，将薄玻璃板在900℃下加热60秒，并且利用其自身重量制造曲率半径R2为约3,000mm的曲面薄玻璃板。
之后，将接合膜设置在曲面薄玻璃板的凸面上，将曲面厚玻璃板的凹面设置为与接合膜相邻，将曲面薄玻璃板和曲面厚玻璃板放入真空袋中，密封真空袋，然后在真空袋中形成真空气氛。在这种情况下，将真空袋内部在约80℃和约-0.8巴的条件下保持30分钟。之后，将通过将曲面薄玻璃板的凸面与曲面厚玻璃板的凹面接合而制造的曲面接合玻璃板从真空袋中取出，并且在约130℃和13巴的条件下热处理曲面接合玻璃板，从而最终制造曲面接合玻璃板。制造的曲面接合玻璃板的曲率半径为约1,400mm。此外，制造的曲面接合玻璃板中包括的曲面薄玻璃板的最大残余应力利用Solidworks Simulation计算。
实施例2至实施例6
除了将厚玻璃板成型为具有表1中所示的曲率半径R1的曲面厚玻璃板并且将薄玻璃板成型为具有表1中所示的曲率半径R2的曲面薄玻璃板之外，以与实施例1中相同的方法制造曲面接合玻璃板。制造的曲面接合玻璃板的曲率半径与曲面厚玻璃板的曲率半径几乎相同。
比较例1至比较例3
将厚玻璃板成型为具有表1中所示的曲率半径R1的曲面厚玻璃板，将接合膜和曲面厚玻璃板设置在板状薄玻璃板上，然后以与实施例1中相同的方法使板状薄玻璃板弹性变形。
比较例4至比较例7
除了将厚玻璃板成型为具有表1中所示的曲率半径R1的曲面厚玻璃板并且将薄玻璃板成型为具有表1中所示的曲率半径R2的曲面薄玻璃板之外，以与实施例1中相同的方法使弯曲薄玻璃板弹性变形。
本发明的实施例1至实施例6和比较例1至比较例7的制造结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0002540303570000151
参照表1，可以确定，在曲面厚玻璃板的曲率半径R1和加热并成型的曲面薄玻璃板的曲率半径R2满足表达式1的实施例1至实施例6的情况下，在使曲面薄玻璃板弹性变形的过程中，曲面薄玻璃板没有损坏并且曲面薄玻璃板的表面没有翘曲或起皱。此外，可以确定，在实施例1至实施例6中制造的各个曲面接合玻璃板中包括的曲面薄玻璃板与曲面厚玻璃板的表面之间的紧密接触程度是恒定的，使得制造的曲面接合玻璃板的光学性能优异。此外，可以确定，根据本发明的实施例1至实施例6制造的曲面接合玻璃板各自具有小的曲率半径并且光学性能优异。此外，参照本发明的实施例1至实施例3，可以确定，可以通过调节“R2-R1”的值和“R2/R1”的值来控制曲面接合玻璃板中包括的曲面薄玻璃板的残余应力。相反，在以与现有技术中的冷成型方法相同的方式使板状薄玻璃板弹性变形的比较例1和比较例2的情况下，由于在使板状薄玻璃板弹性变形的过程中板状薄玻璃板被损坏，因此无法制造弯曲接合玻璃板。此外，在曲面厚玻璃板的曲率半径R1为约4,000的比较例3的情况下，可以通过使板状薄玻璃板弹性变形来制造曲面接合玻璃板，但是可以确定，曲面薄玻璃板的表面翘曲或起皱。此外，在曲面厚玻璃板的曲率半径R1和加热并成型的曲面薄玻璃板的曲率半径R2不满足表达式1的比较例4至比较例7的情况下，可以确定，在使加热并成型的曲面薄玻璃板弹性变形的过程中，加热并成型的曲面薄玻璃板损坏。
因此，根据本发明的示例性实施方案，可以看出，将曲面厚玻璃板的曲率半径R1和加热并成型的曲面薄玻璃板的曲率半径R2调节至满足表达式1，使得可以制造具有优异的光学性能的曲面接合玻璃板。
[附图标记]
10：曲面厚玻璃板
20、20'：曲面薄玻璃板
30：接合膜
100：曲面接合玻璃板

Claims (10)

1.一种曲面接合玻璃板的制造方法，该制造方法包括：
制备具有第一曲率半径的曲面厚玻璃板；
通过加热并成型板状薄玻璃板来制造具有第二曲率半径的曲面薄玻璃板；
在所述曲面厚玻璃板的凹面与所述曲面薄玻璃板的凸面之间设置接合膜或粘合剂；和
使所述曲面薄玻璃板弹性变形，以使弹性变形的曲面薄玻璃板与所述曲面厚玻璃板的凹面匹配并接合，
其中，所述第一曲率半径和所述第二曲率半径满足下面的表达式1：
[表达式1]
5≥第二曲率半径/第一曲率半径>1。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一曲率半径和所述第二曲率半径满足下面的表达式2：
[表达式2]
6,000mm≥第二曲率半径-第一曲率半径≥100mm。
3.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：
在80℃以上且140℃以下的温度下热处理通过将所述曲面厚玻璃板与所述曲面薄玻璃板接合而制成的曲面接合玻璃板。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，使所述曲面薄玻璃板弹性变形以具有500mm以上且8,000mm以下的曲率半径。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述曲面厚玻璃板与所述曲面薄玻璃板之间的厚度比为1:0.1至1:0.5。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述板状薄玻璃板的厚度为0.3mm以上且1.0mm以下。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述曲面厚玻璃板和所述曲面薄玻璃板各自具有单个曲面或多个曲面。
8.一种通过根据权利要求1所述的制造方法制造的曲面接合玻璃板。
9.根据权利要求8所述的曲面接合玻璃板，其中，曲率半径为500mm以上且8,000mm以下。
10.根据权利要求8所述的曲面接合玻璃板，其中，所述曲面接合玻璃板中包括的所述曲面薄玻璃板的残余应力为350MPa以下。
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