TW201742836A - 用於製造三維層壓玻璃製品的方法 - Google Patents
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Abstract
依據本文中所述的一或更多個實施例,可藉由一製程來製造一種三維層壓玻璃製品,該製程包括以下步驟:在一第一溫度範圍下加熱至少包括兩個玻璃片的一玻璃堆疊,該兩個玻璃片並未彼此黏合;藉由在一第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊來將該第一玻璃片與該第二玻璃片融合;且將該玻璃堆疊成形。該第一溫度範圍可從約150°C到約400°C持續至少約5分鐘的一第一時間段。該第二溫度範圍可從約400°C到約1200°C。
Description
本說明書大致關於用於生產玻璃製品的方法,且更具體而言是關於用於生產層壓玻璃製品的方法,該層壓玻璃製品包括彼此黏合的至少兩個玻璃層。
玻璃製品(例如蓋玻璃、玻璃底板等等)被採用在消費者及商用電子設備(例如LCD及LED顯示器、電腦監視器、自動櫃員機(ATM)等等)兩者中。某些這些玻璃製品可包括「觸控」機能,這需要玻璃製品被各種物體(包括使用者的手指及/或觸控筆設備)接觸,且因此,玻璃必須是足夠強健的以在不損傷的情況下忍受常規的接觸。並且,此類玻璃製品亦可併入可攜式電子設備中,例如行動電話、個人媒體播放器及平板電腦。併入這些設備中的玻璃製品可能在運輸期間及/或在使用相關聯的設備的期間易受損傷。據此,電子設備中所使用的玻璃製品可能需要不僅能夠經受來自實際用途的常規「觸碰」接觸亦能夠抵擋可能在運輸設備時發生的偶發接觸及衝擊的強化強度。
各種製程可用以強化玻璃製品,包括化學回火、熱回火及層壓。藉由層壓來強化的玻璃製品是以具有不同熱膨脹係數的至少兩個玻璃成分形成的。這些玻璃成分可能在高溫下彼此接觸而形成玻璃製品且將玻璃成分融合或層壓在一起。在玻璃成分冷卻時,熱膨脹係數上的差異使得壓縮應力在玻璃的層中的至少一者中發展,藉此強化了玻璃製品。層壓製程亦可用以賦予或強化層壓玻璃製品的其他性質,包括物理、光學及化學性質。
然而,層壓玻璃片可能具有涉及將玻璃成分熔化到熔態及下拉該等成分以形成層壓片的複雜及昂貴的製造程序。此外,在形成溫度下具有不同黏度的玻璃可能不能夠藉由下拉製程配對在層壓片中。據此,存在著用於生產層壓玻璃製品之替代方法的需要。
本文中所述的實施例包括了用於製造三維層壓玻璃製品的方法。依據一個實施例,可藉由一製程來製造一種三維層壓玻璃製品,該製程可包括以下步驟:加熱至少包括一第一玻璃片及一第二玻璃片的一玻璃堆疊,該等玻璃片並未彼此黏合。可在從約150°C到約400°C的一第一溫度範圍下加熱該玻璃堆疊至少約5分鐘的一第一時間段。可接著藉由在從約400°C到約1200°C的一第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊來融合該玻璃堆疊。該玻璃堆疊亦可被成形以形成一三維層壓玻璃製品。
依據另一實施例,上述的該玻璃堆疊的成形步驟可將該第二玻璃片密封在一包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。例如,在一個實施例中,該成形步驟可包括:以一模具組件的一環接觸該玻璃堆疊的一外周邊;允許該玻璃堆疊的至少一部分下陷以形成一三維形狀;及以該環將該第二玻璃片密封在一包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。在另一實施例中,該成形步驟可包括:以一模具組件的一模具主體接觸該玻璃堆疊的一第一外表面;在與該模具組件的一模製面大致正交的一方向上以該模具組件的一杵接觸該玻璃堆疊之與該第一外表面相對的一第二外表面;及將該玻璃堆疊的一外周邊推進該模具組件的一環,以將該第二玻璃片密封在該包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。在另一實施例中,成形步驟可包括:藉由以壓進該玻璃堆疊的成角度的顎部接觸該玻璃片來將該第二玻璃片密封在該包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。
本文中所述的實施例包括了用於製造三維層壓玻璃製品的方法。依據一個實施例,可藉由一製程來製造一種三維層壓玻璃製品,該製程可包括以下步驟:加熱至少包括一第一玻璃片、一第二玻璃片及一第三玻璃片的一玻璃堆疊,該等玻璃片並未彼此黏合。可在從約150°C到約400°C的一第一溫度範圍下加熱該玻璃堆疊至少約5分鐘的一第一時間段。可接著藉由在從約400°C到約1200°C的一第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊來融合該玻璃堆疊。該玻璃堆疊亦可被成形以形成一三維層壓玻璃製品。該第二玻璃片可定位在該第一玻璃片及該第三玻璃片之間。該第一玻璃片可展現一第一熱膨脹係數(CTE)及一第一黏度,該第二玻璃片可展現一第二CTE及一第二黏度,而該第三玻璃片可展現一第三CTE及一第三黏度。該第二CTE可大於該第一CTE及該第三CTE,且該第二黏度可小於該第一黏度及該第三黏度。
將在以下的詳細說明中闡述本文中所述之方法的額外特徵及優點,且本領域中具技藝者將藉由該說明輕易地部分理解該等特徵及優點,或可藉由實行本文中所述的實施例來辨識該等特徵及優點,該等實施例包括以下的詳細說明、請求項以及隨附的繪圖。要瞭解的是,上述的一般說明及以下的詳細說明兩者描述了各種實施例,且是要提供概觀或架構以供瞭解所請標的的本質及特質。隨附的繪圖被包括來提供各種實施例的進一步瞭解,且被併入此說明書且建構此說明書的一部分。該等繪圖繪示本文中所述的各種實施例,且與說明書一起用以解釋所請標的的原理及運作。
現將詳細參照用於生產三維層壓玻璃製品的實施例及方法,其示例繪示在隨附的繪圖中。當可能時,相同的參考標號將用於繪圖各處以指稱相同的或類似的部件。
本文中大致描述的是用於製造層壓玻璃製品的方法,且在某些實施例中描述的是製造三維層壓玻璃製品的方法。一般而言,層壓玻璃製品可以玻璃堆疊形成,該玻璃堆疊包括二或更多個玻璃片。玻璃堆疊可被加熱至高溫以將玻璃片彼此融合,而形成層壓玻璃製品。在某些實施例中,玻璃片可在它們成形的同時融合在一起。在其他實施例中,以融合的片體構成的實質扁平的層壓玻璃製品(亦即形狀上是二維的)可在融合步驟中的單獨步驟中成形成三維製品。依據一或更多個實施例,在玻璃層彼此融合以形成層壓玻璃製品之前,玻璃層可在濕度存在的情況下經受熱處理以在玻璃堆疊的玻璃片之間形成相對弱的黏結(例如氫鍵)。儘管弱黏結不是永久性的黏結(例如透過融合二或更多個玻璃片來產生的那些永久性的黏結),弱黏結可用以在後續的處理步驟(例如搬運及/或融合)期間將玻璃片彼此相對穩定在所需的位置下。例如,玻璃片可在所需的配置下彼此對準、經受熱處理以形成弱黏結且接著在融合之前被搬運。彼此弱黏合的玻璃片可能不會在融合玻璃片之前在搬運期間無意中改變彼此的相對位置。例如,玻璃片可在特殊條件下被清潔且組裝成玻璃堆疊,例如在清潔室中、隨後搬運及在另一區域融合。弱黏合的玻璃片可在從組裝區域到融合區域進行的運輸時是更牢固的。
在一或更多個實施例中,可藉由使用模具組件來執行成形步驟。模具組件可包括模具主體、環及/或杵。在以模具組件來成形的期間,可在高溫下將玻璃堆疊向下壓進模具主體,這可將玻璃堆疊的外周邊強制進入環以在三維層壓玻璃製品上形成圓邊。在某些實施例中,層壓玻璃製品是層狀的,使得在玻璃堆疊被強制進入環時,玻璃堆疊的最內層可在成形之後變得被外層密封以提供強度及加強。在使用此類製程的情況下,強化的玻璃製品可藉由融合的層中的CTE失配來生產。並且,若玻璃片在成形製程之前被弱黏合,則由模具組件進行的成形步驟可用以在模具組件中的成形/融合步驟之前最小地不想要地偏移玻璃片的情況下,在成形發生的同時將玻璃片彼此融合。在某些實施例中,模具組件的環可用以藉由以下步驟將製品成形:透過使用重力(且在某些實施例中是使用熱)允許玻璃堆疊陷進環模具中的下部分,同時玻璃堆疊被壓進環模具的上部分以使用包括第一玻璃片及第三玻璃片的包覆層來密封包括第二玻璃片的核心層,以在三維層壓玻璃製品中提供強化的邊緣。或者,可使用成角度的顎部來剪切層壓玻璃製品以使用包括第一玻璃片及第三玻璃片的包覆層來密封包括第二玻璃片的核心層,以在三維層壓玻璃製品中提供強化的邊緣。
現將參照圖1、2、3、4、5A及5B來描述特定的實施例。現參照圖1,示意性地描繪了依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例的一種用於製造層壓玻璃製品的方法。在圖1中,提供了未組裝的玻璃堆疊100的元件,該玻璃堆疊可包括第一玻璃片110及第二玻璃片120。在某些實施例中,未組裝的玻璃堆疊100可經歷組裝步驟105以形成未黏合的玻璃堆疊101。在組裝步驟105中,玻璃片110及120彼此相對對準,使得它們的表面(其將彼此融合黏合)可直接接觸。在其他實施例中,第一玻璃片110及第二玻璃片120可彼此相鄰,但非直接接觸。例如,在某些實施例中,玻璃或非玻璃的黏合材料可放置在第一玻璃片110及第二玻璃片120之間。在某些實施例中,黏著劑、隔離材料或其他玻璃或非玻璃的片體可定位在第一玻璃片110及第二玻璃片120之間。儘管圖1中的未黏合的玻璃堆疊101包括第一玻璃片110及第二玻璃片120,應瞭解的是,未黏合的玻璃堆疊101可包括任何數量的玻璃片。例如,在某些實施例中,未黏合的玻璃片101可包括三個玻璃片。在其他實施例中,未黏合的玻璃堆疊101可包括四個玻璃片、五個玻璃片、六個玻璃片、七個玻璃片、八個玻璃片、九個玻璃片、十個玻璃片或多於十個的玻璃片,該等玻璃片彼此對準以形成未黏合的玻璃堆疊101。在包括三或更多個玻璃片的實施例中,內部的玻璃片在本文中可有時稱為核心玻璃片或層,且至少部分地圍繞核心玻璃片的玻璃片在本文中可稱為包覆玻璃片或層。有時候,圍繞核心玻璃片之玻璃片的集合稱為包覆層。例如,在三個層的實施例中,外層可稱為包覆層而內層可稱為核心。
在一或更多個實施例中,第一玻璃片110及第二玻璃片120可包括不同的成分。在第一玻璃片110及第二玻璃片120具有不同的成分的實施例中,它們可具有相對應於關鍵黏度點(key viscosity point)(例如軟化點)的不同溫度。在某些實施例中,第一玻璃片110的材料及第二玻璃片120的材料可具有軟化點上至少約107.6
泊、至少約109
泊或甚至至少約1010
泊的差異。在某些實施例中,第一玻璃片110的材料及第二玻璃片120的材料可具有軟化點下之溫度上至少約80°C的差異。在其他實施例中,第一玻璃片110的材料及第二玻璃片120的材料之軟化點下之溫度上的差異可為至少約150°C、至少約200°C或甚至至少約250°C。
類似地,第一玻璃片110的材料及第二玻璃片120的材料可具有相對應於其他的重要形成範圍(例如黏度點,例如109
泊及1010
泊)的不同溫度。在某些實施例中,第一玻璃片110的材料及第二玻璃片120的材料之這些其他關鍵黏度點(例如109
泊及1010
泊)下之溫度上的差異可為至少約80°C。在其他實施例中,第一玻璃片110的材料及第二玻璃片120的材料之這些其他關鍵黏度點下之溫度上的差異可為至少約150°C、至少約200°C或甚至至少約250°C。在某些實施例中,最外面的玻璃片(亦即形成玻璃堆疊之表面112、114的玻璃片)的黏度相較於最裡面的玻璃片的黏度可具有較高的黏度。例如,最外面的玻璃片的黏度在最外面的玻璃片或最裡面的玻璃片中的一者的形成溫度(例如第一溫度範圍內的第一溫度、或超過第一溫度範圍、及/或第二溫度範圍內的第二溫度、或超過第二溫度範圍,如本文中所述)下及/或關鍵黏度點(例如軟化點)下相較於最裡面的玻璃片可具有較高的黏度。在不被理論束縛的情況下,黏度上的差異可有益於成形,且例如可在某些實施例中造成較少的玻璃標記及更佳的尺度均勻性。
在某些實施例中,玻璃片(例如第一玻璃片110及第二玻璃片120)的特徵可為厚度、長度及寬度,其中厚度是最小的尺度而長度是最大的尺度。在某些實施例中,寬度及長度中的各者可為玻璃片(例如第一玻璃片110及第二玻璃片120)之厚度的至少10倍、至少100倍或至少1000倍。
在某些實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 5 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 2 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 1 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 0.5 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 0.1 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 5 mm及≥ 0.05 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 2 mm及≥ 0.05 mm。在實施例中,第一玻璃片110的厚度例如可≤ 1 mm及≥ 0.05 mm。
在某些實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 5 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 2 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 1 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 0.5 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 0.1 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 5 mm及≥ 0.05 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 2 mm及≥ 0.05 mm。在實施例中,第二玻璃片120的厚度例如可≤ 1 mm及≥ 0.05 mm。
在一或更多個實施例中,第一玻璃片110的長度及/或寬度例如可≥ 50 mm。在實施例中,第一玻璃片110的長度及/或寬度例如可≥ 200 mm。在實施例中,第一玻璃片110的長度及/或寬度例如可≥ 1000 mm。在實施例中,第一玻璃片110的長度及/或寬度例如可≥ 50 mm及≤ 3000 mm。
在某些實施例中,第二玻璃片120的長度及/或寬度例如可≥ 50 mm。在實施例中,第二玻璃片120的長度及/或寬度例如可≥ 200 mm。在實施例中,第二玻璃片120的長度及/或寬度例如可≥ 1000 mm。在實施例中,第二玻璃片120的長度及/或寬度例如可≥ 50 mm及≤ 3000 mm。
在包括第三玻璃片的實施例(例如如圖2中所示及如本文中所述)中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 5 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 2 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 1 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 0.5 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 0.1 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 5 mm及≥ 0.05 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 2 mm及≥ 0.05 mm。在實施例中,第三玻璃片130的厚度例如可≤ 1 mm及≥ 0.05 mm。在某些實施例中,第三玻璃片130的長度及/或寬度例如可≥ 50 mm。在實施例中,第三玻璃片130的長度及/或寬度例如可≥ 200 mm。在實施例中,第三玻璃片130的長度及/或寬度例如可≥ 1000 mm。在實施例中,第三玻璃片130的長度及/或寬度例如可≥ 50 mm及≤ 3000 mm。
再次參照圖1,在組裝步驟105之後,形成了未黏合的玻璃堆疊101。應瞭解的是,可藉由組裝一或更多個玻璃片(例如第一玻璃片110及第二玻璃片120)來提供未黏合的玻璃堆疊101。然而,在提供未黏合的玻璃堆疊101時並不需要玻璃堆疊的組裝。例如,未黏合的玻璃堆疊101可在如同被組裝的狀態下被提供至製造廠。如本文中所使用的,用語「未黏合的」指的是玻璃堆疊的狀態,其中二或更多個層(例如二或更多個玻璃片)並未彼此固定或附接。未黏合的玻璃堆疊101可具有第一表面112及第二表面114,其中第一表面112可與第二表面114相對。在某些實施例中,第一玻璃片110可被定位為與第二玻璃片120直接接觸。如本文中所使用的,短語「直接接觸」指的是在沒有實質障礙的情況下進行實體觸碰,亦即在某些實施例中,沒有黏著劑或其他非玻璃層定位在第一玻璃片110及第二玻璃片120之間。
仍參照圖1,未黏合的玻璃堆疊101可在第一溫度範圍下經歷第一加熱步驟205以形成弱黏合的玻璃堆疊201。在一或更多個實施例中,第一溫度範圍可從約150°C到約400°C。例如,第一溫度範圍可從約200°C到約350°C或從約250°C到約300°C。在一或更多個實施例中,第一溫度範圍從約200°C到約400°C、從約250°C到約400°C、從約300°C到約400°C、從約350°C到約400°C、從150°C到約350°C、從約150°C到約300°C、從約150°C到約250°C或從約150°C到約200°C。在某些實施例中,可將未黏合的玻璃堆疊101在第一溫度範圍下加熱至少約5分鐘的時間段。例如,未黏合的玻璃堆疊101可被加熱約5分鐘到約3小時的時間段。在某些實施例中,未黏合的玻璃堆疊101可被加熱從約5分鐘到約1小時、從約5分鐘到約2小時、或從約30分鐘到約3小時、從約1小時到約3小時或從約2小時到約3小時的時間段。在某些實施例中,弱黏合的玻璃堆疊201可在第一溫度範圍下加熱之後被冷卻到小於約100°C的溫度。冷卻步驟可為主動的(例如藉由暴露於流動的空氣或冷空氣)或可在靜止的大氣中為被動的。在一或更多個實施例中,在第一溫度範圍下加熱的步驟可在融合玻璃堆疊之前發生。
在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的整體厚度例如可≤ 10 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 5 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 1 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 0.5 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 0.1 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 5 mm及≥ 0.1 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 2 mm及≥ 0.1 mm。在實施例中,弱黏合的玻璃堆疊210的厚度例如可≤ 1 mm及≥ 0.1 mm。
如本文中所述,第一加熱步驟205可形成第一玻璃片110及第二玻璃片120之間的弱黏合,這可將玻璃片固定在一起成為弱黏合的玻璃片201。類似未黏合的玻璃堆疊101,弱黏合的玻璃堆疊201具有第一表面112及第二表面114且包括第一玻璃片110及第二玻璃片120;然而,第一玻璃片110及第二玻璃片120現可具有弱黏合的介面250。如本文中所使用的,「弱黏合」或「弱黏合」的兩個層指的是二或更多個玻璃片之間的相對弱的黏合或吸引。如本文中所使用的,用語「介面(interface)」或「介面(interfaces)」指的是一個層及另一層之間的邊界,例如一個玻璃片及另一玻璃片之間的區域。在某些實施例中,弱黏合的介面250可具有第一玻璃片110及第二玻璃片120之間的氫鍵結。如本文中所使用的,用語「氫鍵」指的是氫原子及氧原子之間(通常是在水或氫氧化物分子之間)的靜電引力。在其他實施例中,弱黏合的玻璃堆疊201由於其他的吸引力而可具有弱黏合的介面250,包括(但不限於)凡得瓦力、共價力、離子的或其他的分子間吸引力。然而,應瞭解的是,弱黏合本質上不是永久性的,且弱黏合的玻璃片110、120可被分離(與融合的玻璃片相反,其在融合之後是單體的)。在某些實施例中,弱黏合的玻璃堆疊201可在處理期間防止玻璃片110、120彼此相對滑動或以其他方式移動。弱黏合的玻璃堆疊210亦可藉由減少(或在某些實施例中是移除)第一玻璃片110及第二玻璃片120之間的間隙來防止污染物引入第一玻璃片110及第二玻璃片120之間。
在某些實施例中,第一玻璃片110及第二玻璃片120可被組裝及/或在潮濕的條件下加熱到第一溫度,這可在第一玻璃片110及第二玻璃片120之間提供濕氣來形成氫鍵。水的一或更多個氫分子在某些實施例中可被吸引到第一玻璃片110、第二玻璃片120或兩者的成分中存在的氧分子。例如,在某些實施例中,第一玻璃片110、第二玻璃片120或兩者的成分可包括氧化矽(SiO2
)或氧化鋁(Al2
O3
)。在不被理論束縛的情況下,第一玻璃片110之玻璃成分中存在的一或更多個氧原子的極性負電荷可被吸引到例如來自水分子的氫原子的極性正電荷。同樣地,水中的一或更多個氫原子反過來可被吸引到第二玻璃片120中存在的一或更多個氧原子,以在第一玻璃片110及第二玻璃片120之間形成氫鍵。這些氫鍵可將第一玻璃片110固定至第二玻璃片120以形成弱黏合的玻璃堆疊201。
仍參照圖1,弱黏合的玻璃堆疊201可接著在第二溫度範圍(在本文中有時稱為融合溫度)下經歷融合步驟305以形成層壓玻璃製品301。如本文中所使用的用語「層壓」指的是包括融合在一起的二或更多個玻璃層的玻璃堆疊。在第二溫度範圍下加熱可將第一玻璃片110與第二玻璃片120融合。如本文中所使用的,用語「融合」指的是玻璃層(例如第一玻璃層1100及第二玻璃層1200)之間的黏合,該黏合是藉由將至少在玻璃層之介面處的材料升高到足以將兩個玻璃層整合成單一的黏合製品的溫度來形成的。融合步驟305可在第一玻璃層1100及第二玻璃層1200之間形成融合的介面350。
儘管用於融合玻璃的溫度可取決於玻璃的成分,步驟305中所利用的合適融合溫度的範圍可從約400°C到約1200°C。在一或更多個實施例中,用於融合的第二溫度範圍可從約400°C到約1100°C、從約400°C到約1000°C、或從約400°C到約900°C、或從約400°C到約800°C、或從約400°C到約700°C、或從約400°C到約600°C、或從約400°C到約500°C。在額外的實施例中,第二溫度範圍可從約500°C到約1200°C、從約500°C到約1100°C、從約500°C到約1000°C、或從約500°C到約900°C、或從約500°C到約800°C、或從約500°C到約700°C、或從約500°C到約600°C。在一或更多個實施例中,用於融合的第二溫度範圍可從約600°C到約1100°C、從約600°C到約1000°C、或從約600°C到約900°C、或從約600°C到約800°C、或從約600°C到約700°C、或從約700°C到約1200°C、或從約700°C到約1100°C、或從約700°C到約1000°C、從約700°C到約900°C、或從約700°C到約800°C、或從約800°C到約1200°C、或從約800°C到約1100°C、或從約800°C到約1000°C、或從約800°C到約900°C、或從約900°C到約1200°C、或從約900°C到約1100°C、或從約900°C到約1000°C。用於融合的第二溫度範圍可取決於所利用之玻璃的軟化點而變化。例如,較軟的玻璃(例如磷酸鹽、硼酸鹽及氟磷酸鹽)可能需要在較低的溫度下融合,例如從約800°C到約400°C,而較硬的玻璃可能需要在較高的溫度下融合,例如從約800°C到約1200°C。在不被理論束縛的情況下,400°C以下的溫度可能不會適當地融合玻璃片110及120,而1200°C以上的溫度可能造成去玻作用(可能造成視覺及/或結構缺陷的玻璃結晶作用)。
例如,在一個實施例中,用於融合的第二溫度範圍可至少等於具有最低軟化點之玻璃片之材料的軟化溫度。在一或更多個實施例中,用於融合的第二溫度範圍可小於具有最低軟化點之玻璃片之材料的軟化溫度,但是是在具有最低軟化溫度之玻璃片之材料的軟化點的約25°C、50°C、75°C或100°C內。
儘管可在步驟205或步驟305中採用輻射加熱,本文中亦設想其他的加熱機構,例如對流加熱及傳導加熱。在某些實施例中,層壓玻璃製品301可在融合步驟305之後被冷卻或被允許冷卻到小於約100°C的溫度。
在一或更多個實施例中,可在第二溫度範圍下的第二加熱步驟305之前(例如在第一溫度範圍下的第一加熱步驟205之前或組裝步驟105之前)清潔第一玻璃片110及第二玻璃片120中的一或更多者。在某些實施例中,第一玻璃片110及第二玻璃片120中的一或更多者可除了在清潔之前以外亦在加熱到第一溫度範圍之前(例如在組裝步驟105之前)被提供為具有氟化塗層或在加熱到第一溫度範圍之前而不是在清潔之前被提供為具有氟化塗層。例如,在一或更多個實施例中,未黏合介面150處之第一玻璃片110或第二玻璃片120之表面中的一或更多者可藉由真空沉積製程來化學處理。在一或更多個實施例中,真空沉積可藉由電漿強化的化學氣相沉積(例如藉由可從美國加州聖克拉拉市的應用材料公司購得的Applied Precision 5000沉積裝置)來進行。真空沉積可沉積含氟材料,例如藉由CF4
及CHF3
氣相沉積來沉積的材料。在不被理論束縛的情況下,氟化製程可影響第一玻璃片110及第二玻璃片120間之弱黏合的強度,且在某些實施例中可影響三維層壓玻璃製品401的最終強度。在某些實施例中,塗層可具有小於1 μm的表面厚度。在某些實施例中,可使用矽烷耦合劑來改良第一玻璃片110對於第二玻璃片120的黏著力。
然而,在其他實施例中,第一玻璃片110、第二玻璃片120或兩者上的塗層可能是不理想的,因為塗層可能影響玻璃片110、120之弱黏合的介面250處的化學作用。例如,塗層成分在某些實施例中可能在融合步驟305期間擴散進玻璃,例如氟或氫離子擴散進第一玻璃片110、第二玻璃片120或兩者。玻璃堆疊可在真空條件下經歷融合305,以防止不想要的污染物引進弱黏合的玻璃堆疊201或層壓玻璃製品301。在某些實施例中,真空條件在形成三維層壓玻璃製品401時可能不是需要或必要的,產生真空條件可能是耗時的且帶來了時間及空間的限制。
融合步驟305可將第一玻璃片110及第二玻璃片120形成成兩個融合的玻璃層(第一玻璃層1100及第二玻璃層1200)。一般而言,第一玻璃片110及第二玻璃片120的成分、厚度、CTE及其他性質可與第一玻璃層1100及第二玻璃層1200的那些性質大約相同。例如,第一玻璃層1100及第二玻璃層1200中的各者的玻璃成分可與第一玻璃片110及第二玻璃片120的玻璃成分實質相同。例如,如本文中所使用的,「實質相同」的玻璃成分指的是二或更多個玻璃成分,其中各玻璃成分的各組成是在其他玻璃成分的約5重量%內。在一或更多個實施例中,第一玻璃層1100及第二玻璃層1200中的各者的厚度可分別與第一玻璃片110及第二玻璃片120的厚度大約相等。
現參照圖2,示意性地描繪了用於製造三維層壓玻璃製品401的方法。類似圖1,圖2中所示的方法包括了未組裝的玻璃堆疊100,且經歷組裝步驟105以形成未黏合的玻璃堆疊101,且可經歷第一溫度範圍下的第一加熱步驟205以形成弱黏合的玻璃堆疊201,且在步驟305中融合弱黏合的玻璃堆疊201以形成層壓玻璃製品301。圖2中所描繪的方法利用了額外的成形步驟405,該成形步驟將層壓玻璃製品301成形以形成三維層壓玻璃製品401。
圖2中所描繪的方法被描繪為包括除了第一玻璃片110及第二玻璃片120以外還具有第三玻璃片130的未黏合的玻璃堆疊101。第三玻璃片130可與第二玻璃片120直接接觸或相鄰。應瞭解的是,可同任何數量的玻璃片或玻璃層來利用圖1-4中之任何者中所描繪的方法,如本文中所揭露的。在某些實施例中,包括三個玻璃片的玻璃堆疊可形成強化的玻璃層壓製品,如本文中所述。
如圖2中所示,層壓玻璃製品301可更經歷成形步驟405。成形步驟405可包括藉由例如為模製、吹製、壓製、陷製或以其他方式形成層壓玻璃製品301的製程來進行模製,或可涉及本領域中習知的任何其他合適的成形方法。成形步驟405可從層壓玻璃製品301生產三維層壓玻璃製品401。如本文中所使用的,「三維」製品401指的是具有扁平平面的長度、寬度及深度之外的長度、寬度及深度的物體。例如,不具有額外幾何特徵的玻璃片在本文中被視為二維製品。
圖3描繪了與圖1及2的方法類似的方法,其中未組裝的玻璃堆疊100經歷組裝步驟105以形成未黏合的玻璃堆疊101,該未黏合的玻璃堆疊經歷第一溫度範圍下的第一加熱步驟205以形成弱黏合的玻璃堆疊201。如圖3中所示,在某些實施例中,成形步驟405可在同步的形成步驟505中與融合步驟305同時發生。同步的形成步驟505可包括如上文所論述地在第二溫度範圍下融合弱黏合的玻璃堆疊201,此步驟可在模製、吹製、壓製、陷製或以其他方式形成弱黏合的玻璃堆疊201的同時發生。例如,可在第二溫度範圍下直接模製弱黏合的玻璃堆疊201,這將弱黏合的玻璃片的成分彼此融合。應瞭解的是,弱黏合的存在可協助將玻璃堆疊定位在模具中,同時維持弱黏合的玻璃堆疊201之個別片體的定位。
圖4示意性地描繪用於利用模具組件370來製造三維層壓玻璃製品401的方法。類似圖2及3,未組裝的玻璃堆疊100可被提供為包括第一玻璃片110、第二玻璃片120及第三玻璃片130。第一玻璃片110可具有長度172及厚度162。同樣地,第二玻璃片120可具有長度176及厚度166,而第三玻璃片130可具有長度174及厚度164。
在某些實施例中,第二玻璃片120(內部的玻璃片或核心層)可具有縱向長度176,該縱向長度小於第一玻璃片110(外玻璃片或包覆層)的縱向長度172及第三玻璃片130(另一外玻璃片或包覆層)的縱向長度174。未組裝的玻璃堆疊100可具有外周邊152及內部分153。外周邊152可為未組裝的玻璃堆疊100的外邊線或邊界,而內部分153可包括未組裝的玻璃堆疊100的內區域。未組裝的玻璃堆疊100可經歷處理步驟106,該處理步驟在某些實施例中可包括由圖1所描繪的組裝步驟105及第一加熱步驟205,其中玻璃片110、120、130被組裝成未黏合的玻璃堆疊101,且未黏合的玻璃堆疊101被加熱以形成弱黏合的玻璃堆疊201。
仍參照圖4,該方法可包括成形步驟405,其中模具組件370(描繪在橫截面圖中)包括模具主體412、環416及杵418,該模具主體包括模製面414。模具主體412、環416及杵418在加熱情況下將弱黏合的玻璃堆疊201(或在某些實施例中是融合的玻璃片)成形。可如針對圖2或圖3的方法所揭露地在成形步驟中利用模具組件370。應瞭解的是,可使用模具主體412的各式各樣的幾何形狀來形成不同的三維層壓玻璃製品401。模具主體412可包括任何金屬或能夠抵擋高溫的其他材料(例如耐火金屬、耐火陶瓷等等)。例如,模具主體412可包括具有高硬度的高溫合金,例如(但不限於)基於鎳的合金(例如Inconel® 718)或其他類似的高溫合金(例如石墨)。在某些實施例中,模具組件370可包含塗層(例如耐火氮化物塗層),這可強化模具的耐用性。
如圖4中所描繪,在組裝及弱黏合玻璃片110、120、130以形成弱黏合的玻璃堆疊201之後,弱黏合的玻璃堆疊201可被放置在模具主體412上。層壓玻璃製品301可藉由以模具主體412及杵418接觸弱黏合的玻璃堆疊201來經歷成形步驟405。第二表面114可被模製面414接觸,且杵418可接觸第一表面112以在與模製面414的大部分大致正交的方向上施加壓力。由杵418所施加的壓力可朝向模具主體412推動弱黏合的玻璃堆疊201以形成具有由模具主體412所提供之形狀的三維層壓玻璃製品401。在某些實施例中,杵418及環416可同時接觸弱黏合的玻璃堆疊201。在其他實施例中,杵418可首先接觸弱黏合的玻璃堆疊201,隨後環416與弱黏合的玻璃堆疊201接觸,反之亦然。
在某些實施例中,可將玻璃材料推進環416以在三維層壓玻璃製品401上形成圓邊154。依據某些實施例,環416可包括具有三維層壓玻璃製品401之形狀之凹口的空腔。環416可包括兩個同心環或O形環空腔以形成半圓形的凹槽,玻璃材料被推進該半圓形凹槽以形成三維層壓玻璃製品401。環416在某些實施例中可具有矩形的周邊,或可具有任何形狀的周邊,以針對三維層壓玻璃製品401產生所需的成形步驟。在某些實施例中,層壓玻璃製品301的外周邊152可被推進環416以將第二玻璃層1200密封在第一玻璃層1100及第三玻璃層1300裡面。在某些實施例中,第二玻璃片120可具有較第一玻璃片110的縱向長度172及第三玻璃片130的縱向長度174短約第二玻璃片120之厚度166的距離的縱向長度176,使得第一玻璃片110及第三玻璃片130在成形步驟405期間密封第二玻璃片120。如本文中所使用的,用語「密封」指的是包封及實質圍繞一物體。密封可在三維層壓玻璃製品401中提供強度及支撐,例如在三維層壓玻璃製品401的圓邊154處提供支撐及壓縮應力。在某些實施例中,將第二玻璃片120密封在第一玻璃片110及第三玻璃片130中可提供強化的圓邊154,這在某些實施例中可防止三維層壓玻璃製品401在圓邊154損傷時斷裂。
依據另一實施例,可藉由利用一模具組件來更改圖4中所描繪的製程,該模具組件允許玻璃堆疊在被成形時藉由重力而下陷。例如,可相對於圖4中所描繪的裝置移除模具主體412之中心部分的至少一部分,或可移除整個模具主體412。在一或更多個實施例中,成形步驟405可包括以模具組件370的環416接觸層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201的外周邊152,其中環416包括上空腔部分(如圖4中所示)且額外包括下空腔部分,該下空腔部分可具有與模具組件412的邊緣類似的形狀,玻璃堆疊在該邊緣處接觸模具主體412。在某些實施例中,層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201可下陷以在其內部部分中形成三維形狀。在外部部分上,弱黏合的玻璃堆疊可陷進下空腔部分(與圖中所描繪的製程類似),同時層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201被壓進環416的上空腔部分以將第二玻璃片120密封在包括第一玻璃片110及第三玻璃片130的包覆層裡面以形成三維玻璃製品401(與圖4中所描繪的類似)。在某些實施例中,下陷步驟可僅使用重力來發生。在實施例中,下陷步驟可額外使用熱。藉由本文中所述的下陷步驟來成形及藉由包括圖4中所描繪的製程的杵及模具主體來成形之間的主要差異是在玻璃可下陷於模具主體會定位之處的下方時不需要杵來朝下壓進模具主體。重力可使玻璃製品成形,且可能不需要朝下杵的力。若玻璃的內部會是在圖4中的實施例中由模製面414來成形的,則藉由消除模具主體412的中心部分所留下的開放空間允許玻璃下陷。
在某些實施例中,模具組件370的任何或所有元件(例如模具主體412、模製面414、環416及/或杵418)可在與層壓玻璃製品301接觸之前是在室溫以上(例如在約25°C以上)的溫度下。模具主體412、模製面414、環416及/或杵418可在接觸層壓玻璃製品301之前被加熱或被允許加熱至高溫。對於薄的層壓玻璃製品301(例如具有小於或等於3 mm之厚度的層壓玻璃製品301)而言,若模具組件370的任何元件處在太低的溫度下,則模具組件370可從層壓玻璃製品301抽取熱,這可能增加了玻璃的黏度且可能防止層壓玻璃製品301適當地將第二玻璃片120密封在第一玻璃片110及第二玻璃片120內。例如,若層壓玻璃製品301的黏度在成形步驟405期間太高(例如黏度由於熱損失而升高到高達約103
泊),則玻璃可能不是足夠流體的來流動及填充整個模具,且邊緣可能不被推進環416來產生圓邊154。在某些實施例中,模具組件370的一或更多個元件可被加熱(例如在爐內加熱或藉由向模具組件370、模具組件370的任何個別元件(例如環416、杵418等等)或向層壓玻璃製品301直接施加熱來加熱)。
在某些實施例中,可在分離步驟406中從模具主體412分離現在成形了的三維層壓玻璃製品401。在從模具主體412分離之前,三維層壓玻璃製品401可被冷卻或被允許冷卻至其軟化點以下的溫度,使其是相對剛性的且將維持其形狀。在某些實施例中,三維層壓玻璃製品401可被允許冷卻到小於約100°C的溫度。在一個實施例中,在模具主體412及三維層壓玻璃製品401之間可能存在很少的黏附或不存在黏附。在某些實施例中,可將例如為氮化硼的成分噴灑在模具組件370上以協助分離步驟406且防止層壓玻璃製品301黏附至模具組件370。
在某些實施例中,第一玻璃片110相較於第二玻璃片120可具有較低的熱膨脹係數(CTE)。如本文中所使用的用語「CTE」指的是0ºC及300ºC間之玻璃成分之線性熱膨脹的平均係數。可例如使用ASTM E228「Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Solid Materials With a Push-Rod Dilatometer」或ISO 7991:1987「Glass -- Determination of coefficient of mean linear thermal expansion」中所述的程序來判定CTE。藉由層壓來強化的玻璃製品是以具有不同熱膨脹係數的至少兩個玻璃成分形成的。這些玻璃成分一般在熔態下(例如在它們的軟化溫度以上)彼此接觸以形成玻璃製品及將玻璃成分融合或層壓在一起。在玻璃成分冷卻時,熱膨脹係數上的差異可能使得壓縮應力在玻璃的層中的至少一者中發展,藉此強化了玻璃製品。層壓製程亦可用以賦予或強化層壓玻璃製品的其他性質,包括物理、光學及化學性質。在某些實施例中,玻璃堆疊可包括三或更多個玻璃片,而最裡面的玻璃層相較於最外面的玻璃片可具有更大的CTE。此構成可在不需要耗時及昂貴的強化製程(例如離子交換)的情況下在層壓玻璃製品中產生壓縮應力以強化堆疊。在某些實施例中,第一玻璃片110、第二玻璃片120或兩者可展現從約30 x 10-7
/°C到約110 x 10-7
/°C或從約45 x 10-7
/°C到約90 x 10-7
/°C的CTE。
在某些實施例中,第一玻璃片110及/或第三玻璃片130的CTE及第二玻璃片120的CTE相差至少約1x10-7
/°C、至少約2x10-7
/°C、至少約3x10-7
/°C、至少約4x10-7
/°C、至少約5x10-7
/°C、至少約10x10-7
/°C、至少約15x10-7
/°C、至少約20x10-7
/°C、至少約25x10-7
/°C、至少約30x10-7
/°C、至少約35x10-7
/°C、至少約40x10-7
/°C或至少約45x10-7
/°C。附加性或替代性地,第一玻璃片110及/或第三玻璃片130的CTE及第二玻璃片120的CTE相差最多約100x10-7
/°C、最多約75x10-7
/°C、最多約50x10-7
/°C、最多約40x10-7
/°C、最多約30x10-7
/°C、最多約20x10-7
/°C、最多約10x10-7
/°C、最多約9x10-7
/°C、最多約8x10-7
/°C、最多約7x10‑7
/°C、最多約6x10-7
/°C或最多約5x10-7
/°C。例如,在某些實施例中,第一玻璃片110及/或第三玻璃片130的CTE及第二玻璃片120的CTE相差約1x10-7
/°C至約10x10-7
/°C或約1x10-7
/°C至約5x10-7
/°C。在某些實施例中,第一玻璃片110及/或第三玻璃片130包括最多約90x10-7
/°C、最多約89x10-7
/°C、最多約88x10-7
/°C、最多約80x10-7
/°C、最多約70x10-7
/°C、最多約60x10-7
/°C、最多約50x10-7
/°C、最多約40x10-7
/°C或最多約35x10-7
/°C的CTE。附加性或替代性地,第一玻璃片110及/或第三玻璃片130包括至少約10x10-7
/°C、至少約15x10-7
/°C、至少約25x10-7
/°C、至少約30x10-7
/°C、至少約40x10-7
/°C、至少約50x10-7
/°C、至少約60x10-7
/°C、至少約70x10-7
/°C、至少約80x10-7
/°C或至少約85x10-7
/°C的CTE。附加性或替代性地,第二玻璃片120包括至少約40x10-7
/°C、至少約50x10-7
/°C、至少約55x10-7
/°C、至少約65x10-7
/°C、至少約70x10-7
/°C、至少約80x10-7
/°C或至少約90x10-7
/°C的CTE。附加性或替代性地,第二玻璃片120包括最多約120x10-7
/°C、最多約110x10-7
/°C、最多約100x10-7
/°C、最多約90x10-7
/°C、最多約75x10-7
/°C或最多約70x10-7
/°C的CTE。
現在參照圖5,在某些實施例中,玻璃片可藉由剪切組件470來重調尺寸及/或重新成形,該剪切組件包括至少一個成角度的顎部462來將弱黏合的玻璃堆疊201成形。儘管圖5描繪了弱黏合的玻璃堆疊201,應瞭解的是,層壓玻璃製品301亦可用在剪切組件470中。剪切組件470可包括頂部部分474及與頂部部分474相對的底部部分472。在某些實施例中,弱黏合的玻璃堆疊201定位在剪切組件470的頂部部分474及底部部分472之間。對準銷468可允許頂部部分474及底部部分472之間的協調移動,使得它們在剪切開始進行時移動得更靠近彼此、接觸玻璃。頂部部分474及/或底部部分472可在與玻璃片的長度大致正交的方向上在加熱情況下抵壓弱黏合的玻璃堆疊201。在某些實施例中,可在第二溫度範圍下融合弱黏合的玻璃堆疊201,同時成角度的顎部462朝向彼此移動以將層壓玻璃製品301捏縮到會允許以剪切動作進行分離的厚度。成角度的顎部462可用以在弱黏合的玻璃堆疊201的融合期間剪切或切割弱黏合的玻璃堆疊201以將核心玻璃層(包括第二玻璃片120)密封在包覆玻璃層(包括第一玻璃片110及第三玻璃片130)內。
在某些實施例中,剪切動作可將包括第一玻璃片110及第三玻璃片130的包覆層拉動到包括第二玻璃片120的核心層上方,以產生強力的圓邊(與圖4中所描繪的邊緣154類似)。在某些實施例中,成角度的顎部462可允許簡單、經濟實惠地強化三維層壓玻璃製品401的邊緣154,這可能不需要研磨、蝕刻及/或拋光邊緣154。在某些實施例中,三維層壓玻璃製品401可在圖4中所描繪的成形步驟405期間被成形及切割。在某些實施例中,剪切或切割步驟可離線地發生。某些實施例可利用任何數量的成角度的顎部462(例如一個成角度的顎部462、兩個成角度的顎部462、四個成角度的顎部462、八個成角度的顎部462或任何數量的成角度的顎部462)來將層壓玻璃製品301成形。
成角度的顎部462可包括不銹鋼且可在剪切組件470的各角落包括對準銷468以確保形成期間的一致對準。成角度的顎部462、剪切組件470及對準銷468全可包括不銹鋼。在某些實施例中,層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201可被切割成方形或另一形狀(例如碟形)且被放置在剪切組件470上,使得層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201不與對準銷468接觸。在某些實施例中,成角度的顎部462可為三角形(例如等腰三角形),且在某些實施例中可具有大約60-65°的角度,例如64°的角度。在其他實施例中,成角度的顎部462可為三角形,且可展現大約62-66°、或55-60°、或50-55°、或65-70°或甚至70-75°的角度。在某些實施例中,成角度的顎部462及/或剪切組件470可在接觸層壓玻璃製品301之前被加熱,例如在等溫爐中加熱成角度的顎部462及剪切組件470。
在某些實施例中,可在以層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201接觸成角度的顎部462之前將氮化硼或其他合適的成分噴灑在成角度的顎部462、剪切組件470或兩者上,以防止玻璃黏附至金屬。在某些實施例中,層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201的成形步驟405可包括將層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201放置在該一或更多個成角度的顎部462附近。在某些實施例中,成角度的顎部462、剪切組件470及層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201可被放置在爐(例如等溫可編程爐)中。弱黏合的玻璃堆疊201可在爐中的同時被融合及剪切,或在某些實施例中可被移除及接著剪切。成角度的顎部462、剪切組件470及層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201可被放置在約800°C到1000°C的溫度(例如約900°C的溫度)下或在約1000°C到1200°C的溫度或約600°C到800°C的溫度下的爐中。在某些實施例中,可隨時間增加溫度,例如增加10°C/分鐘、5°C/分鐘、1°C/分鐘或20°C/分鐘(例如從1°C/分鐘到每分鐘20°C),或增加溫度直到達到所需的溫度為止。在某些實施例中,可保持該溫度約15分鐘、約20分鐘、約10分鐘或約5分鐘(例如從5分鐘到20分鐘)的時間段。
在某些實施例中,以成角度的顎部剪切層壓玻璃製品301或弱黏合的玻璃堆疊201可在三維層壓玻璃製品401中形成密封的圓邊154。在某些實施例中,可在約600°C到約650°C的溫度(例如約640°C、或630°C、或620°C的溫度)下將三維層壓玻璃製品401退火。在某些實施例中,可將三維層壓玻璃製品401退火約15-45分鐘,例如約25分鐘、約30分鐘或約35分鐘。在其他實施例中,可將三維層壓玻璃製品401退火約一小時或約兩小時(例如從約30分鐘到約3小時)。在某些實施例中,在退火之後,可將三維層壓玻璃製品401冷卻到室溫。作為最終的可選加工步驟,可在某些實施例中將圓邊154火焰拋光。
圖6A及6B描繪了示例三維層壓玻璃製品401的不同視圖,該三維層壓玻璃製品可依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例來製造。三維層壓玻璃製品401在某些實施例中可為電子設備部件、汽車部件或醫療設備的一部分。在某些實施例中,可由於壓縮應力而強化了三維層壓玻璃製品401。在某些實施例中,三維層壓玻璃製品401可具有如圖4中所描繪的加強的強化邊緣154。三維層壓玻璃製品401在某些實施例中可被併進手機顯示器、電視顯示器或用於電子設備的其他玻璃部件。在其他實施例中,三維層壓玻璃製品401可為頭燈蓋、汽車窗戶、用於汽車內部的成形強化部件、醫療用途的玻璃容器、小玻璃瓶、注射器、便當盒容器或其他的層壓玻璃製品。三維層壓玻璃製品401在某些實施例中可為空心的器皿(例如杯子及容器)、餐具(例如盤子及碗)或可包括較大的廚房製品(例如水槽)。
本領域中具技藝者將理解的是,可在不脫離所請標的的精神及範圍的情況下對本文中所述的實施例作出各種更改及變化。因此,意欲者為,本說明書涵蓋本文中所述之各種實施例的更改及變化,若是此類更改及變化落於隨附請求項及它們等效物的範圍內的話。
100‧‧‧未組裝的玻璃堆疊
101‧‧‧未黏合的玻璃堆疊
105‧‧‧組裝步驟
106‧‧‧處理步驟
110‧‧‧第一玻璃片
112‧‧‧表面
114‧‧‧表面
120‧‧‧第二玻璃片
130‧‧‧第三玻璃片
150‧‧‧未黏合介面
152‧‧‧外周邊
153‧‧‧內部分
154‧‧‧圓邊
162‧‧‧厚度
164‧‧‧厚度
166‧‧‧厚度
172‧‧‧縱向長度
174‧‧‧縱向長度
176‧‧‧縱向長度
201‧‧‧弱黏合的玻璃堆疊
205‧‧‧第一加熱步驟
250‧‧‧弱黏合的介面
301‧‧‧層壓玻璃製品
305‧‧‧融合步驟
350‧‧‧融合的介面
370‧‧‧模具組件
401‧‧‧三維層壓玻璃製品
405‧‧‧成形步驟
406‧‧‧分離步驟
412‧‧‧模具主體
414‧‧‧模製面
416‧‧‧環
418‧‧‧杵
462‧‧‧成角度的顎部
468‧‧‧對準銷
470‧‧‧剪切組件
472‧‧‧底部部分
474‧‧‧頂部部分
505‧‧‧形成步驟
1100‧‧‧第一玻璃層
1200‧‧‧第二玻璃層
1300‧‧‧第三玻璃層
101‧‧‧未黏合的玻璃堆疊
105‧‧‧組裝步驟
106‧‧‧處理步驟
110‧‧‧第一玻璃片
112‧‧‧表面
114‧‧‧表面
120‧‧‧第二玻璃片
130‧‧‧第三玻璃片
150‧‧‧未黏合介面
152‧‧‧外周邊
153‧‧‧內部分
154‧‧‧圓邊
162‧‧‧厚度
164‧‧‧厚度
166‧‧‧厚度
172‧‧‧縱向長度
174‧‧‧縱向長度
176‧‧‧縱向長度
201‧‧‧弱黏合的玻璃堆疊
205‧‧‧第一加熱步驟
250‧‧‧弱黏合的介面
301‧‧‧層壓玻璃製品
305‧‧‧融合步驟
350‧‧‧融合的介面
370‧‧‧模具組件
401‧‧‧三維層壓玻璃製品
405‧‧‧成形步驟
406‧‧‧分離步驟
412‧‧‧模具主體
414‧‧‧模製面
416‧‧‧環
418‧‧‧杵
462‧‧‧成角度的顎部
468‧‧‧對準銷
470‧‧‧剪切組件
472‧‧‧底部部分
474‧‧‧頂部部分
505‧‧‧形成步驟
1100‧‧‧第一玻璃層
1200‧‧‧第二玻璃層
1300‧‧‧第三玻璃層
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖1示意性地描繪用於製造層壓玻璃製品的方法;
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖2示意性地描繪用於製造三維層壓玻璃製品的方法;
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖3示意性地描繪用於製造三維層壓玻璃製品的方法;
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖4示意性地描繪用於使用模具組件來製造三維層壓玻璃製品的方法;
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖5示意性地描繪用於使用剪切組件來製造三維層壓玻璃製品的方法;
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖6A描繪三維層壓玻璃製品;及
依據本文中所圖示及描述之一或更多個實施例,圖6B描繪圖5A之三維層壓玻璃製品的另一視圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧未組裝的玻璃堆疊
101‧‧‧未黏合的玻璃堆疊
105‧‧‧組裝步驟
110‧‧‧第一玻璃片
112‧‧‧表面
114‧‧‧表面
120‧‧‧第二玻璃片
130‧‧‧第三玻璃片
150‧‧‧未黏合介面
201‧‧‧弱黏合的玻璃堆疊
205‧‧‧第一加熱步驟
250‧‧‧弱黏合的介面
301‧‧‧層壓玻璃製品
305‧‧‧融合步驟
350‧‧‧融合的介面
401‧‧‧三維層壓玻璃製品
405‧‧‧成形步驟
1100‧‧‧第一玻璃層
1200‧‧‧第二玻璃層
1300‧‧‧第三玻璃層
Claims (20)
- 一種用於製造一三維層壓玻璃製品的方法,該方法包括以下步驟: 在約150°C到約400°C的一第一溫度範圍下加熱至少包括未黏合之一第一玻璃片及一第二玻璃片的一玻璃堆疊至少約5分鐘的一第一時間段; 藉由在約400°C到約1200°C的一第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊來將該第一玻璃片與該第二玻璃片融合;及 將該玻璃堆疊成形以形成該三維層壓玻璃製品。
- 如請求項1所述之方法,其中在該第一溫度範圍下加熱該玻璃堆疊的該步驟形成一氫鍵合的玻璃堆疊,該氫鍵合的玻璃堆疊包括氫鍵合至該第二玻璃片的該第一玻璃片。
- 如請求項1所述之方法,其中該第一玻璃片及該第二玻璃片彼此直接接觸。
- 如請求項1所述之方法,其中在該第一溫度範圍下加熱該玻璃堆疊的該步驟在將該第一玻璃片與該第二玻璃片融合的該步驟之前發生。
- 如請求項1到4中之任何者所述之方法,其中將該玻璃堆疊成形的該步驟在該第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊的同時發生。
- 如請求項1到4中之任何者所述之方法,更包括以下步驟:在該融合步驟之後及在該成形步驟之前將該玻璃堆疊冷卻到小於約100°C的一溫度。
- 如請求項1到6中之任何者所述之方法,其中該第一玻璃片包括從約30 x 10-7 /°C到約60 x 10-7 /°C的一第一熱膨脹係數(CTE),而該第二玻璃片包括從約45 x 10-7 /°C到約110 x 10-7 /°C的一第二CTE,且其中該第二CTE大於該第一CTE。
- 如請求項1到7中之任何者所述之方法,其中該玻璃堆疊包括一第三玻璃片,且該第二玻璃片定位在該第一玻璃片及該第三玻璃片之間且與該第一玻璃片及該第三玻璃片中的各者接觸。
- 如請求項8所述之方法,其中該第一玻璃片包括一第一熱膨脹係數(CTE),該第二玻璃片包括一第二CTE,而該第三玻璃片包括一第三CTE,其中該第二CTE大於該第一CTE及該第三CTE。
- 如請求項9所述之方法,其中該第一CTE及該第三CTE中的各者為約30 x 10-7 /°C到約60 x 10-7 /°C,而該第二CTE為約45 x 10-7 /°C到約110 x 10-7 /°C。
- 如請求項8到10中之任何者所述之方法,其中該成形步驟將該第二玻璃片密封在一包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。
- 如請求項8到11中之任何者所述之方法,其中該成形步驟包括以下步驟: 以一模具組件的一環接觸該玻璃堆疊的一外周邊; 允許該玻璃堆疊的至少一部分下陷以形成一三維形狀;及 以該環將該第二玻璃片密封在一包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。
- 如請求項8到11中之任何者所述之方法,其中該成形步驟包括以下步驟: 以一模具組件的一模具主體接觸該玻璃堆疊的一第一外表面; 在與該模具組件的一模製面大致正交的一方向上以該模具組件的一杵接觸該玻璃堆疊之與該第一外表面相對的一第二外表面;及 將該玻璃堆疊的一外周邊推進該模具組件的一環,以將該第二玻璃片密封在該包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。
- 如請求項8到11中之任何者所述之方法,更包括以下步驟:藉由以壓進該玻璃堆疊的成角度的顎部接觸該玻璃片來將該第二玻璃片密封在該包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。
- 如請求項14所述之方法,其中該等成角度的顎部在形狀上是三角形的。
- 如請求項1到15中之任何者所述之方法,其中該第一溫度範圍為約200°C到約350°C。
- 如請求項1到16中之任何者所述之方法,其中該第一時間段為約5分鐘到約3小時。
- 如請求項1到15中之任何者所述之方法,更包括以下步驟:在加熱至該第一溫度範圍的該步驟之前清潔該第一玻璃片、該第二玻璃片或兩者。
- 一種用於製造一三維層壓玻璃製品的方法,該方法包括以下步驟: 在約150°C到約400°C的一第一溫度範圍下加熱一玻璃堆疊至少約5分鐘的一第一時間段,該玻璃堆疊包括一第一玻璃片、一第二玻璃片及一第三玻璃片,該第二玻璃片定位在該第一玻璃片及該第三玻璃片之間,該第一玻璃片具有一第一熱膨脹係數(CTE)及一第一黏度,該第二玻璃片具有一第二CTE及一第二黏度,而該第三玻璃片具有一第三CTE及一第三黏度,該第二CTE大於該第一CTE及該第三CTE,且該第二黏度小於該第一黏度及該第三黏度; 藉由在約400°C到約1200°C的一第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊來將該第一玻璃片與該第二玻璃片融合;及 將該玻璃堆疊成形以形成該三維層壓玻璃製品,其中該成形步驟將該第二玻璃片密封在一包覆層裡面,該包覆層包括該第一玻璃片及該第三玻璃片。
- 如請求項19所述之方法,其中將該玻璃堆疊成形的步驟在該第二溫度範圍下加熱該玻璃堆疊的同時發生。
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