電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種玻璃板，具體涉及的是電子顯不設(shè)備用尚強(qiáng)度保護(hù)玻璃板。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著手機(jī)、平板等為代表的人機(jī)觸控行業(yè)的高速發(fā)展，高鋁玻璃板已經(jīng)替代傳統(tǒng) 的鈉鈣玻璃板，成為手機(jī)、平板等產(chǎn)品保護(hù)用玻璃板。但是隨著人們對手機(jī)、平板等輕量 化的追求，即顯示屏幕更大、更薄化，在日常使用過程中，顯示設(shè)備會因?yàn)槭褂貌划?dāng)，疏忽大 意，造成設(shè)備的跌落、碰撞，進(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)玻璃的破損。因此，這就對高鋁玻璃板的薄化以及 強(qiáng)度提出了更高的要求。
[0003] 在技術(shù)上，一般把0. 1~I. Imm厚度的玻璃稱為超薄玻璃，按生產(chǎn)工藝方法分類， 有浮法超薄玻璃、格法(平拉）超薄玻璃、下拉法超薄玻璃。按照化學(xué)成分的不同，超薄玻璃 可分為含堿超薄玻璃和無堿超薄玻璃。含堿超薄玻璃指的是化學(xué)組成中含有堿金屬氧化物 的超薄玻璃，即鈉鈣硅玻璃或鋁硅酸鹽玻璃。目前玻璃生產(chǎn)方法主要有浮法成型工藝和溢 流法成型工藝兩種。
[0004] 浮法玻璃由玻璃液浮在金屬錫液面上而得名。玻璃的成型，是熔融的玻璃液轉(zhuǎn)變 為具有固定幾何形狀制品的過程，玻璃必須在一定的溫度范圍才能成型，在成型時，玻璃液 除作機(jī)械運(yùn)動之外，還同周圍介質(zhì)進(jìn)行連續(xù)的熱傳遞。由于冷卻和硬化，玻璃首先由粘性液 態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)，然后再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài)。因此，玻璃的成型過程是極其復(fù)雜的多種性質(zhì)不 同作用的綜合。在生產(chǎn)中，玻璃制品的成型過程分為成型和定型兩個階段，第一階段是賦予 制品以一定的幾何形狀，第二階段是把制品的形狀固定下來。
[0005] 成型方法有多種，包括低溫拉薄法、徐冷拉薄法等；其中，徐冷拉薄法是目前常用 的薄玻璃生成方法。徐冷法沒有急速冷卻區(qū)和重?zé)釁^(qū)，溫度曲線是平緩下降的。按工藝工 程可分為4個分區(qū)，即攤平拋光區(qū)、徐冷區(qū)、成型區(qū)和冷卻區(qū)。
[0006] (1)攤平拋光區(qū)：合理地控制該區(qū)域玻璃相應(yīng)粘度范圍，有利于使玻璃液能夠充分 攤平和拋光，達(dá)到自然平衡厚度。
[0007] (2)徐冷區(qū)：在攤平區(qū)達(dá)到自然厚度的玻璃帶因受到出口拉輥牽引力的作用，在該 區(qū)域開始縱向伸展。玻璃縱向伸展時將同時減少厚度和寬度，但后者比前者變化顯著。
[0008] (3)成型區(qū)：該區(qū)域?yàn)椴ＡП』闹匾獏^(qū)域。在該區(qū)域根據(jù)生產(chǎn)需要，設(shè)置若干對 拉邊機(jī)，給玻璃帶以橫向和縱向的拉力，使玻璃帶橫向拉薄，在玻璃帶增寬的同時減少玻璃 帶的厚度。
[0009] (4)冷卻區(qū)：玻璃帶在該區(qū)域不再展薄，而是逐步冷卻。
[0010] 目前，浮法超薄錯娃酸鹽保護(hù)玻璃通常厚度為0. 55mm~0. 7mm。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有顯示屏幕對高鋁玻璃板的薄化以及強(qiáng)度提出了更高 要求的問題；提供一種解決上述問題的電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板。
[0012] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，由下列質(zhì)量百分比的成分構(gòu)成： SiO2 :59 ~64%、A1203:13 ~17%、Na20 :11% ~15%、K20 :0· 1% ~6. 5%、Mg0 :5· 1% ~7%、 CaO :0% ~0· 7%、SrO :0% ~0· 2%、Zr02:0% ~L 2%。
[0013] 其中，Na20、K2O是玻璃網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，鈉離子和鉀離子居于玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的空 隙中，Na2O和K2O均能提供游離氧使玻璃結(jié)構(gòu)中的Ο/Si比值增加，發(fā)生斷鍵，因而可以降低 玻璃的粘度，使玻璃易于熔融，是玻璃良好的助溶劑；且鉀離子的半徑比鈉離子大，鉀玻璃 的粘度比鈉玻璃大，因而K2O的添加能有效降低玻璃的析晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤 度。氧化鋁作為一種中間體氧化物存在于玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，起著網(wǎng)絡(luò)生成體和網(wǎng)絡(luò)外體 之間的作用。
[0014] 因 CaO是二價的網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，在玻璃中的主要作用是穩(wěn)定劑，即增加玻璃的 化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。MgO可以使玻璃的硬化速度變慢，改善玻璃的成型性能；且MgO還 能降低結(jié)晶傾向和結(jié)晶速度，增加玻璃的高溫粘度，提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。
[0015] 通過對玻璃的多年實(shí)際生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室測試反復(fù)研究中發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整玻璃料方的 配比，可以使玻璃板在熔制過程中，玻璃液到達(dá)攤平拋光區(qū)和成型區(qū)時，有效地控制粘度的 范圍，因而采用上述配比的原料組分進(jìn)行加工時，有利于薄板玻璃的生產(chǎn)，且通過上述原料 組分可生產(chǎn)最低厚度為0. 4_的玻璃板。當(dāng)生產(chǎn)出的玻璃板小于Imm的厚度時，化學(xué)鋼化 后的應(yīng)力層深度至少大于35 μπι，在200g載荷條件下維式硬度至少大于800HV。
[0016] 作為一種優(yōu)選地設(shè)置方式，所述各原料組分通過浮法成型工藝制備成玻璃板，該 浮法成型工藝中，當(dāng)位于攤平拋光區(qū)時，玻璃液粘度為Kf2~1〇3·6Ρβ . S;當(dāng)位于成型區(qū) 時，玻璃液粘度為1〇2·7~10 I2Pa . S。通過上述粘度范圍的限制，有效使生產(chǎn)出的玻璃厚 度最低可達(dá)到〇. 4mm。
[0017] 進(jìn)一步，為了有利于化學(xué)強(qiáng)化的進(jìn)行，因而在鋁硅酸鹽玻璃中添加合適含量的 Na20、K20、Al2O3等氧化物；即本發(fā)明中所述Na 20和K2O的總量為13. 5%~19. 5% ;A1203和 Na2O的比值彡1. 3。
[0018] 更進(jìn)一步地，為了達(dá)到最優(yōu)地效果，所述Na2O和K2O的總量優(yōu)選為14. 5%~18%。
[0019] 為了滿足電子顯示設(shè)備用的需求，本發(fā)明所述玻璃板厚度設(shè)置為0. 4mm~1mm。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果： 1、 通過本發(fā)明配比的原料組分進(jìn)行加工，有利于薄板玻璃的生產(chǎn)，且通過浮法成型工 藝生產(chǎn)出的玻璃厚度最低可達(dá)到0. 4mm ; 2、 通過本發(fā)明配比生產(chǎn)出的玻璃板，進(jìn)過化學(xué)鋼化后，其應(yīng)力層深度至少大于35 μπι， 在200g載荷條件下維式硬度至少大于800HV ; 3、 本發(fā)明制成的玻璃板擁有較高的表面硬度和強(qiáng)度，進(jìn)一步提升了玻璃板的品質(zhì)，從 而延長其使用壽命，達(dá)到保護(hù)顯示屏等電子元器件的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例
[0022] 電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，按照表1中實(shí)施例1至12的組分比例進(jìn)行配 比，得到不同的組分含量的玻璃板；同時，本實(shí)施例中還給出了五組對照實(shí)驗(yàn)組，即表1中 對照1組至對照5組。
[0023] 表 1
本發(fā)明中玻璃板的具體制備過程如下：按照上述表1的組分比例進(jìn)行配比，將混合原 料裝入密封袋，在密封袋內(nèi)進(jìn)行混勻，而后倒入鉑金坩堝中熔化，將熔融玻璃液澆注在金屬 模具中，將玻璃連同金屬模一起放入退火爐內(nèi)退火冷卻，同時監(jiān)測玻璃液的粘度范圍，使玻 璃液到達(dá)攤平拋光區(qū)時，玻璃液粘度為103·2~10 3'6Pa . S ;玻璃液到達(dá)成型區(qū)時，粘度為 102·7~103'2Pa . S，最后制成厚度為0.7mm玻璃板。
[0024] 將玻璃板加工成145mmX 73mmX 0· 7mm的小樣，在相同的化學(xué)鋼化條件下 (400°C，4H)進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，將最后得到的各組玻璃小樣進(jìn)行落球性能測試和4PB性能測 試方法；并用型號為FSM-6000L的表面壓應(yīng)力測試儀進(jìn)行表面壓應(yīng)力和壓應(yīng)力層厚度的測 試；再用型號為FVS0-2的維式硬度計(jì)進(jìn)行維式硬度的測試，測試條件為載荷200g。測試的 結(jié)果如表2所示。
[0025] 表 2
通過表2可以看出，本發(fā)明中實(shí)施例1~12所示各組分的玻璃板，其各個參數(shù)值均高 于對照組。通過本發(fā)明各組成成分制成的高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其化學(xué)鋼化后應(yīng)力層深度至 少大于40 μ m，在200g載荷條件下其維式硬度至少大于800HV，大大提升了玻璃板的品質(zhì)， 從而可以有效延長其使用壽命。
[0026] 上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，但凡采用 本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其特征在于，由下列質(zhì)量百分比的成分構(gòu)成： SiO2:59~64%、A1203:13~17%、Na20 :11%~15%、K20 :0? 1%~6. 5%、MgO :5. 1%~7%、 CaO :0% ~0? 7%、SrO :0% ~0? 2%、Zr02:0% ~L 2%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其特征在于， 所述各成分通過浮法成型工藝制備成玻璃板，該浮法成型工藝中，當(dāng)位于攤平拋光區(qū) 時，玻璃液粘度為Kf2~10 3々a . S ;當(dāng)位于成型區(qū)時，玻璃液粘度為Kf7~10 npa . S。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其特征在于，所述 Na2O和K2O的總量為13. 5%~19. 5% !Al2O3和Na 20的比值彡L 3。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其特征在于，所述Na 20 和K2O的總量為14. 5%~18%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其特征在于，所述 MgO、CaO和SrO的總含量在5%以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，其特征在于，所述玻 璃板厚度為〇. 4mm~1mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開的是電子顯示設(shè)備用高強(qiáng)度保護(hù)玻璃板，解決了現(xiàn)有顯示屏幕對高鋁玻璃板的薄化以及強(qiáng)度提出了更高要求的問題。本發(fā)明由下列質(zhì)量百分比的成分構(gòu)成：SiO2？：59～64%、Al2O3：13～17%、Na2O：11%～15%、K2O：0.1%～6.5%、MgO：5.1%～7%、CaO：0%～0.7%、SrO：0%～0.2%、ZrO2：0%～1.2%。本發(fā)明制成的玻璃板厚度最低可達(dá)到4mm，且制成的玻璃板擁有較高的表面硬度和強(qiáng)度，進(jìn)一步提升了玻璃板的品質(zhì)，從而延長其使用壽命，達(dá)到保護(hù)顯示屏等電子元器件的目的。
【IPC分類】C03C3/087
【公開號】CN105060703
【申請?zhí)枴緾N201510559045
【發(fā)明人】宮汝華, 沈子涵, 劉再進(jìn), 任書明
【申請人】四川旭虹光電科技有限公司, 東旭集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月6日