TW201620668A

TW201620668A - 倒角玻璃的方法

Info

Publication number: TW201620668A
Application number: TW104132756A
Authority: TW
Inventors: 孫同鎭; 金桐煥; 金鐘敏
Original assignee: 東友精細化工有限公司
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2016-06-16
Also published as: WO2016060386A1; KR102219327B1; KR20160045419A

Abstract

本發明揭露的是一種倒角玻璃的方法，其係藉由使玻璃側邊邊緣接觸具有1,200°C至1,700°C的溫度之熱源並倒角該邊緣而執行，其中熱源具有滿足方程式1之條件的硬度，便可能防止熱源磨損及提供高強度。

Description

倒角玻璃的方法

本發明係關於一種倒角玻璃的方法，尤其是，能夠藉由防止熱源磨損而改善倒角程序之倒角玻璃的方法。

在影像及光學設備像是螢幕、照相機、錄影機、行動電話等、運輸設備像是汽車、各種盤碟、建築設施等的廣泛技術及產業範圍之內，玻璃製品被視為一個不可或缺的構成要素。因此，現今玻璃具有根據各個產業領域及用途之特性而被製造的各種性質。

在這些當中，作為影像設備之關鍵元件的觸控螢幕最能吸引大眾注意力。觸控螢幕係為作為終端提供在顯示器之顯示與輸入裝置之組合，其中，當使用者藉由其手指或輔助輸入裝置像是碰觸或觸控筆，以書寫或畫圖等通過簡單碰觸來輸入各種數據，觸控螢幕辨識接觸點的座標值以執行配置有觸控螢幕之電子裝置的控制。此種觸控螢幕為各種數位裝置的關鍵元件，其透過單向或雙向通訊，像是行動通訊裝置例如智慧型手機、電腦、照相機、發證機器、工業設備等，來傳送或交換訊息，其重要性隨著其使用範圍迅速擴展至各種領域而逐漸增加。

在包含於觸控螢幕的元件之中，直接與使用者手指接觸的上方透明保護薄膜主要是由有機塑膠材料製成，像是聚酯、壓克力(acryl)等。因為這種有機塑膠材料具有低耐熱性及低機械強度，故由這些材料製成的觸控螢幕可能會由於持續且重複地使用及接觸而變形、刮傷、破損等，所以這些觸控螢幕有其耐用限制。因此，用在觸控螢幕之上方透明保護薄膜的現有透明塑膠逐漸被具有優秀耐熱性、機械強度及硬度的薄型強化玻璃取代。進一步而言，由於薄型強化玻璃在液晶顯示器或有機液晶顯示器螢幕的透明保護視窗中發揮作用，因此除了觸控螢幕之外，其應用領域逐漸地擴展。

當切割強化玻璃時，由於巨大的壓縮應力存在於其表面，損壞可能以不可控制的碎裂形式發生而切不出想要的形狀，即使將強化玻璃切出了想要的形狀，對應於切線附近左右兩側約20毫米之寬度範圍的壓縮應力會使強化玻璃劣化，因而可能降低其強度。因此，不論玻璃的成分，一但強化玻璃回火，不論玻璃的成分，皆難以將其切割至想要的大小或形狀。

就此點而言，比起切割玻璃的傳統方法，在切割強化玻璃的方法中需要更精確且嚴格的條件。切割強化玻璃的方法將如下述所介紹之方法。

首先，一種機械切割方法，其包含：藉由移動鑽石或電石雕刻輪(carbide engraving wheel)橫越強化玻璃的表面以在玻璃板上機械地刻出校對線，並藉由沿著刻出的校對線彎曲玻璃板切割以形成其切割邊緣。通常，在上述的機械切割方法中，可能會在玻璃板中形成具有約100至150微米深度的橫向裂紋，其中，裂紋係由雕刻輪的切割線產生。由於橫向裂紋會減少視窗基板的強度，故視窗基板的切割部分必須藉由拋光去除。

然而，上述的機械切割方法有著經過一段時間後需要更換昂貴切割輪的缺點，其導致了花費的增加，且不易完成精密的切割。

接著，存在有一種使用雷射光線的非接觸切割方法，其包含：藉由沿著通過刻於視窗基板邊緣上的校對線之玻璃表面上之預定路徑移動雷射光線來擴展的強化玻璃表面；緊隨在雷射光線之後藉由冷卻器擴展玻璃表面；以及熱傳導沿著雷射光線之擴展路徑而產生的裂紋以切割視窗基板。

同時，因為強化玻璃的切割面具有易因外界衝擊而損壞之銳利且不平整的切割面，所以必須在其上執行倒角程序。

倒角程序通常係藉由轉動研磨用的拋光輪來研磨切割面來執行，即為倒角切割部分。執行倒角程序時，改善切割部分的平滑度以將強度增加至某種程度。然而，憑藉傳統的倒角程序難以提供具有優秀強度的視窗基板。

國際專利號WO 2005-044512揭露一種藉由研磨及/或拋光切割玻璃基板之邊緣來移除玻璃基板的銳利邊緣之方法。此方法係藉由在抓取並輸送時倒角玻璃基板而執行，但具有如下述的各種缺點。首先，在研磨及/或拋光邊緣過程中產生的顆粒可能成為導致玻璃基板表面汙染的因素，使得在倒角程序後另外需要昂貴的清洗及乾燥程序。因此，可能增加製造費用。此外，玻璃基板的表面可能會因為在皮帶與玻璃基板之間擷取到的顆粒及切屑而受到嚴重的損壞。此種損壞可能會經常導致連續製程步驟的中斷，並從而降低製程速率。

此外，韓國專利公開出版號2012-002573揭露一種利用高溫熱源倒角玻璃的方法。然而，此方法有著用於倒角熱源時可能容易磨損，導致難以連續執行倒角程序的問題。

技術問題

本發明之目的在於提供一種倒角玻璃的方法，其能夠藉由防止熱源磨損而以改良的製程速率經濟地倒角玻璃。

此外，本發明之另一目的在於提供一種倒角玻璃的方法，其能夠藉由防止在玻璃側邊上之細微裂紋部分之發生而提供高強度。技術手段

(1)一種倒角玻璃的方法，其係藉由使玻璃側邊邊緣接觸具有1,200°C至1,700°C之溫度的熱源並倒角該邊緣而執行，其中熱源具有滿足下述方程式1之條件的硬度：方程式1 Pa ≤ 2.00 Pw (其中，Pa表示熱源之硬度且Pw表示玻璃之硬度)。

(2)根據上述(1)之方法，其中熱源具有滿足下述方程式2之條件的硬度：方程式2 Pa ≤ 1.09 Pw (其中，Pa表示熱源之硬度且Pw表示玻璃之硬度)。

(3)根據上述(1)之方法，其中藉由熱源供應給玻璃的總熱量滿足下述方程式3之條件：方程式3 10 Kcal ≤ Q ≤ 200 Kcal (其中，Q表示藉由熱源供應給玻璃的總熱量)。

(4)根據上述(1)之方法，其中熱源在倒角過程中以每分鐘0.5至5公尺的移動速度移動。

(5)根據上述(1)之方法，其中熱源包含選自由矽化鉬(molybdenum silicide)、銥(iridium)、銠(rhodium)及鉑銠合金(platinum-rhodium alloys)組成之群中的任一。

(6)根據上述(1)之方法，其中玻璃具有200至1,200 kgf/mm² 的維氏硬度。

(7)根據上述(1)之方法，其中玻璃係為強化玻璃。

(8)根據上述(7)之方法，其中強化玻璃具有深度為10至200微米的強化層。技術效果

根據本發明，藉由使用具有在特定範圍內的維氏硬度之熱源，能夠憑藉防止熱源磨損而經濟地執行具有改良製程速率的倒角程序。

此外，根據本發明，可能有效地移除形成在玻璃側邊的細微裂紋部分並提供高強度於其中。

本發明揭露一種倒角玻璃的方法，其通過藉由使玻璃側邊邊緣接觸具有1,200°C至1,700°C之溫度的熱源並接著倒角該邊緣而執行，其中熱源具有滿足方程式1之條件的硬度，因此，能夠憑藉防止熱源磨損而經濟地執行具有改良製程速率的倒角程序，並提供均勻的倒角面及優秀的強度。

在下文中，本發明的例示性實施例將會參照附圖而詳細地描述。

根據本發明的實施例之倒角法係為一種倒角玻璃基板11的方法，如第1圖所示，其中熱源10接觸玻璃基板11的邊緣並移動以利用熱應力來移除玻璃基板11的邊緣部分。當熱源10接觸至玻璃基板11的邊緣時，通過具有低熱傳率之玻璃特性，在接觸熱源10與玻璃基板11的邊緣時，熱應力產生於與熱源10接觸之邊緣部分，並因此切除與熱源10接觸之部分距預定深度的部分。因此，當熱源10於與玻璃基板11的邊緣接觸之同時移動(以第1圖中箭頭所示的方向)時，可倒角玻璃基板11的邊緣。

在根據本發明的倒角法中，熱源具有滿足下述方程式1之條件的硬度：方程式1 Pa ≤ 2.00 Pw (其中，Pa表示熱源之硬度且Pw表示玻璃之硬度)。

如果熱源所具有的硬度在滿足上述方程式1的條件範圍之外，熱源的磨損程度會顯著地增加，導致難以持續執行倒角程序，並可能因此降低倒角速率。當熱源所具有的硬度滿足上述方程式1之條件，便可能防止熱源的磨損，並因此改善倒角速率。

在根據本發明的倒角法中，熱源所具有的硬度滿足上述方程式1之條件。第2圖描繪根據熱源之維氏硬度相對於玻璃之維氏硬度比例(Pa/Pw)的磨損係數之圖表。

如第2圖所示，可以得知，如果熱源之維氏硬度相對於玻璃之維氏硬度的比例(Pa/Pw)超過2.00，表示熱源的磨損程度之Y軸的磨損係數便迅速地改變。因此，可以得知，當滿足方程式1的條件之熱源的維氏硬度為玻璃的維氏硬度之2倍或更少時，倒角製程速率可藉由防止熱源的磨損而改善。

就此方面而言，熱源具有滿足下述方程式2之條件的硬度為更合適的。方程式2 Pa ≤ 1.09 Pw (其中，Pa表示熱源之硬度且Pw表示玻璃之硬度)。

如第2圖所示，可以得知，當熱源之維氏硬度相對於玻璃之維氏硬度的比例(Pa/Pw)為1.09或更少時，表示熱源的磨損程度之Y軸的磨損係數保持在大約為1。因此，當滿足方程式2的條件之熱源的維氏硬度為玻璃的維氏硬度之1.09倍或更少時，熱源的磨損程度便顯著地減少，使倒角製程可連續地執行以增加倒角製程速率。

此外，根據本發明的倒角法可藉由使玻璃側邊邊緣接觸具有1,200°C至1,700°C之溫度的熱源並倒角該邊緣而完成，同時熱源具有的硬度滿足方程式1之條件。當玻璃側邊邊緣接觸具有上述範圍內之溫度的熱源時，熱應力產生在玻璃的邊緣部分，使得與熱源接觸之部分相距預定深度的部分以條狀被切除。

按照根據本發明的倒角法，便可能有效地移除形成在玻璃側邊的細微裂紋部分並改進玻璃強度。此外，便可能獲得比在先前技術中所述的專利更加均勻的表面，並顯著地減少倒角時間。

在根據本發明的倒角法中，如果熱源的溫度低於1,200°C，便可能無法進行倒角，同時若熱源的溫度高於1,700°C，強化玻璃可能會成為熔融態。

在根據本發明的倒角法中，只要能產生切割玻璃基板的邊緣部分所需的熱應力，熱源供應給玻璃的總熱量並無特別限制，舉例而言，尤其是其滿足下述方程式3之條件。方程式3 10 Kcal ≤ Q ≤ 200 Kcal (其中，Q表示熱源供應給玻璃的總熱量)。

熱源供應給玻璃的總熱量可藉由使用玻璃的熱導性、熱源溫度、玻璃溫度、熱源的移動速度、熱源在玻璃方向中移動的距離等來控制。如果所供應的總熱量為10 Kcal或更少，那麼切割玻璃基板邊緣部分所需的熱應力便會不足，使得倒角可能無法執行，同時如果所供應的總熱量為200Kcal或更多，變形可能會由於過量的熱應力而發生於玻璃基板，且玻璃可能發生斷裂。

進一步而言，在根據本發明的倒角法中，接觸玻璃側邊邊緣的熱源可以每分鐘0.5至5公尺的移動速度沿著欲倒角之部分移動。如果移動速度小於每分鐘0.5公尺，將會有保護層的損壞、切割量的增加及玻璃的融化等問題，同時如果移動速度大於每分鐘5公尺，倒角面可能會粗糙，且倒角形狀可能會不平整。

在根據本發明的倒角法中，只要能夠將熱源的熱轉移至玻璃而不扭曲變形，且具有的硬度滿足方程式1之條件，熱源的材料並無特別限制。舉例而言，尤其是熱源可包含矽化鉬(molybdenum silicide)、銥(iridium, rhodium)、銠(rhodium)及鉑銠合金(platinum-rhodium alloy)等，其可被單獨或以其中之兩或多個的任意組合使用。

此外，可適用於本發明的倒角法的玻璃種類並無特別限制。舉例而言，可使用傳統玻璃、強化玻璃等。可使用具有200至1,200 kgf/mm² 之維氏硬度的強化玻璃，較佳者為600至700 kgf/mm² 之維氏硬度的強化玻璃。

進一步而言，只要是強化玻璃，玻璃基板的種類並無特別限制，但在一較佳實施例中，強化玻璃具有深度為10至200微米的強化層，在另一實施例中為40至200微米，在又一實施例中為120至200微米。

在本發明的另一態樣，可適用於本發明的倒角法的強化玻璃可具有60至90 GPa的楊氏模數，較佳者為65至85 GPa的楊氏模數。

在下文中，根據本發明的實施例之倒角法將會參照附圖來詳細描述。在根據本發明的倒角法中，玻璃側邊的上邊緣部分及下邊緣部分可被傾斜地倒角。第3圖描繪根據本發明之倒角法倒角之玻璃側邊之示意圖，其中(a)為剖面圖，且(b)為前視圖。

如第3圖所示，在傾斜地倒角玻璃側邊的上邊緣部分及下邊緣部分的方法中，只要上及下邊緣部分的最終形狀傾斜地成型，接觸熱源之具體順序或次數，或其傾斜角度並無特別限制。

更具體地說，舉例而言，在本發明的一實施例中，可藉由將熱源接觸玻璃的上及下邊緣部分以執行倒角。如第4圖中概略描繪的，可藉由將熱源接觸玻璃側邊的上邊緣部分①及下邊緣部分②以形成傾斜面。

在本發明的另一實施例中，可藉由將熱源接觸玻璃側邊的上及下邊緣部分，接著將熱源以與玻璃側邊平行的方向接觸玻璃側邊以執行倒角。當欲藉由倒角法移除的強化玻璃區域很大時，本實施例可被有效地使用。第5圖概略描繪了根據本實施例的倒角法。參照第5圖，首先熱源接觸玻璃側邊的上邊緣部分以於預定部分①形成傾斜面。接著熱源接觸玻璃側邊的下邊緣部分以形成於預定部分②成傾斜面。之後，熱源以與玻璃側邊平行的方向接觸玻璃側邊以於所需部分③移除玻璃，從而可獲得最終剖面形狀。

此外，在本發明的本實施例中，可改變倒角的順序，也就是說，可以與第5圖中所示的不同順序來執行倒角。舉例而言，可以順序②、①及③或③、②及①來執行倒角，但不限於此。

當藉由熱源的玻璃側邊傾斜面製程如上所述地完成時，若有必要，可進一步執行玻璃側邊之表面的強化程序。藉由上述的強化程序，便可能提供更加均勻且具有改良強度的玻璃側邊之表面。

強化程序可包含由拋光輪研磨玻璃側邊，或由包含氫氟酸(HF)的蝕刻劑組成物來蝕刻玻璃側邊。

首先，由拋光輪研磨玻璃側邊的方法係以下列方式執行，其為在完成透過熱源形成傾斜面之後，將旋轉拋光輪接觸玻璃側邊以更加均勻地研磨玻璃側邊。因此，研磨存在於玻璃側邊之表面的細微裂紋等以強化其玻璃。

拋光輪可以使用由像是鈰氧化物(cerium oxide)的磨粒所製成的輪子。就足夠地展現玻璃側邊的強化效用而言，較佳的磨粒大小是5微米或以下。因為減少磨粒的大小可使研磨拋光的精細度增加，故越小越好。因此，儘管磨粒大小之下限無特別限制，但考慮到製程時間等，可使用具有0.01微米大小的磨粒。

拋光輪的轉速並無特別限制，但其可適當地選擇以充分地研磨玻璃側邊以便獲得所需的強度等級，舉例而言，可為1,000至10,000 rpm。

接著，使用包含氫氟酸之蝕刻劑來蝕刻玻璃側邊的方法係由下列方式執行，其為將包含氫氟酸之蝕刻劑用於玻璃側邊以蝕刻玻璃側邊的表面部分。當玻璃側邊被包含氫氟酸之蝕刻劑組成物蝕刻時，藉由蝕刻形成壓花圖樣在玻璃側邊之表面上以強化其。

包含氫氟酸之蝕刻劑係為氫氟酸溶液，並可進一步包含，舉例而言，除了氫氟酸之外所需的酸成分，舉例而言像是鹽酸、硝酸或硫酸等，其在所屬相關領域中為已知的玻璃蝕刻組成物。

通過包含氫氟酸之蝕刻劑來蝕刻玻璃側邊的時間並無特別限制，但是就增加玻璃的強度而不過度蝕刻玻璃側邊而言，舉例來說，範圍在30秒至10分鐘以內。

在蝕刻過程時的包含氫氟酸之蝕刻劑之溫度並無特別限制，但較佳的，舉例而言，在範圍20至50°C之內執行蝕刻。如果蝕刻溫度低於20°C，可能會增加製程時間且可能發生蝕刻不足，同時如果蝕刻溫度超過50°C，雖然減少了製程時間，但蝕刻可能會不均勻地進行。

包含氫氟酸之蝕刻劑可藉由相關領域中已知的任何方法而施加於玻璃側邊，像是將蝕刻劑注射至玻璃側邊、將玻璃側邊浸入蝕刻劑等。

在下文中，將提出較佳實施例以更加具體地描述本發明。然而，以下的例子僅作為本發明之說明，且本發明所屬技術領域中具有通常知識者將可清楚地理解到在本發明的範疇及精神內之各種置換及修改皆為可能。此種置換及修改被充分地包含於所附的發明申請專利範圍中。

預備例1

在熱源的溫度為1,300°C測量熱源之維氏硬度相對於玻璃之維氏硬度之比例(Pa/Pw)的相對磨損係數，隨著熱源的硬度改變，其結果顯示於下表1及第2圖中。在表1中，Pa表示熱源之維氏硬度，且Pw表示玻璃之維氏硬度。表1

參照上表1及第2圖，可以得知，當熱源之維氏硬度vu相對於玻璃之維氏硬度的比例(Pa/Pw)為2.00或以上，表示熱源的磨損程度之磨損係數的梯度便迅速地改變。同樣地，可以得知當比例(Pa/Pw)為1.09或以上，磨損係數的梯度也再次迅速地改變。實例與比較例

倒角程序係在如下表2所述的條件下，藉由將熱源接觸預備例1中切割之強化玻璃之側邊邊緣而執行。在表2中，Pa表示熱源之硬度，且Pw表示玻璃之硬度。表2 實驗例

熱源的磨損程度及在實例與比較例中製備的強化玻璃所測到的延長部分描述於下表3中。延長部分係由50個或以上的強化玻璃之平均值所決定。熱源磨損程度之評定

實例與比較例的倒角程序係藉由將強化玻璃的數目改變為少於5、5或以上但小於10及10或以上來執行。熱源的磨損程度係根據強化玻璃的數目來評定，且其結果顯示於下表3中。如果熱源的磨損程度超過50毫米，將會在倒角過程中於強化玻璃上產生細微裂紋，且在倒角後發生玻璃之破裂。 ○：熱源的磨損深度為20毫米或更少 △：熱源的磨損深度超過20毫米但小於50毫米 X：熱源的磨損深度超過50毫米表3

參照上表3，可以得知，在倒角係在根據本發明倒角方法之條件下執行的實例之情況中，熱源的磨損程度比起比較例有顯著地改善。

然而，可以得知，在倒角係在本發明條件之外執行的比較例的情況中，熱源的磨損程度比實例顯著地增大。

10‧‧‧熱源
11‧‧‧玻璃基板

第1圖係為描繪根據本發明的倒角法之示意圖。

第2圖係為描繪根據熱源之維氏硬度相對於玻璃之維氏硬度比例(Pa/Pw)的磨損係數之圖表。

第3圖係為根據本發明被倒角之玻璃側邊之剖面示意圖(a)及前視示意圖(b)。

第4圖係為描繪根據本發明實施例之倒角法之示意圖。

第5圖係為描繪根據本發明另一實施例之倒角法之示意圖。

10‧‧‧熱源

11‧‧‧玻璃基板

Claims

一種倒角玻璃之方法，其係藉由接觸具有1,200°C至1,700°C之溫度的一熱源與一玻璃側邊之一邊緣並倒角該邊緣而執行，其中該熱源具有滿足下述方程式1之條件的硬度：方程式1 Pa ≤ 2.00 Pw 其中，Pa表示該熱源之硬度且Pw表示該玻璃之硬度。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該熱源具有滿足下述方程式2之條件的硬度：方程式2 Pa ≤ 1.09 Pw 其中，Pa表示該熱源之硬度且Pw表示該玻璃之硬度。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該熱源供應給該玻璃的總熱量滿足下述方程式3之條件：方程式3 10 Kcal ≤ Q ≤ 200 Kcal 其中，Q表示該熱源供應給該玻璃的總熱量。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該熱源在倒角過程中以每分鐘0.5至5公尺的移動速度移動。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該熱源包含選自由矽化鉬、銥、銠及鉑銠合金組成之群組中的任一。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該玻璃具有200至1,200 kgf/mm² 的維氏硬度。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該玻璃係為一強化玻璃。
如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該強化玻璃具有深度為10至200微米的一強化層。