没有光学橙皮的化学钢化的玻璃制品及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种厚度至多为0.07mm的化学钢化的玻璃制品以及一种生产其的方法。所述钢化的玻璃制品没有光学橙皮(OOS)，即：当使用白光源在反射光下检查该玻璃制品时，该钢化的玻璃制品具有低灰度变化或低亮度变化。玻璃制品具有低灰度变化或低亮度变化。玻璃制品具有低灰度变化或低亮度变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】没有光学橙皮的化学钢化的玻璃制品及其生产方法


[0001]本专利技术涉及化学钢化的玻璃制品，在该玻璃制品的厚度至多为0.07mm并且在反射光下检查时，该化学钢化的玻璃制品不具有光学橙皮，并且涉及生产这种化学钢化的玻璃制品的方法。

技术介绍

[0002]具有不同成分的薄玻璃是许多应用的合适基板，在这些应用中，透明性、高耐化学性和耐热性以及明确的化学和物理性质非常重要。例如，无碱玻璃可用于显示面板和用作晶片格式的电子封装材料。含碱的硅酸盐玻璃用于过滤器涂层基板、触摸传感器基板和指纹传感器模块盖。
[0003]铝硅酸盐(AS)、锂铝硅酸盐(LAS)、硼硅酸盐和钠钙玻璃广泛用于诸如指纹传感器(FPS)的盖、保护盖和显示器盖等的应用。在这些应用中，玻璃通常会进行化学钢化，以实现较高的机械强度，这是通过特殊测试确定的，例如，2点弯曲(2PB)、落球、落笔、抗尖锐冲击性、抗尖锐接触性、抗划痕等。
[0004]当前，对产品新功能和广泛应用领域的不断需求要求玻璃基板和玻璃盖厚度更薄、重量更轻、强度和柔性更高。合适的玻璃是超薄玻璃(UTG)。超薄玻璃(UTG)的典型应用领域是精密电子设备的保护罩，例如UTG可用作消费类电子产品等的柔性和可折叠的显示器玻璃。当前，对产品的新功能的日益增长的需求以及开发新的广泛应用都要求具有新特性(例如柔性)的更薄、更轻的玻璃基板。由于UTG的柔性，已经研究并开发了这种玻璃作为用于诸如智能手机、平板电脑、手表和其他可穿戴设备等设备的玻璃盖和显示器。这种玻璃还可以用作指纹传感器模块的玻璃盖和相机镜头盖。
[0005]但是，由于UTG的厚度非常薄，纯玻璃的某些机械特性和性能(例如抗冲击性和可弯曲性)无法令人满意。一种提高机械性能的有效方法是化学钢化，即，通过离子交换对表面进行改性。
[0006]化学钢化是用于玻璃以提高例如钠钙玻璃或铝硅酸盐(AS)玻璃或锂铝硅酸盐(LAS)或硼硅酸盐玻璃的玻璃强度的公知方法，所述玻璃例如用作显示器应用的玻璃盖。在这种情况下，表面压应力(CS)通常在100到1,000MPa之间，并且离子交换层的深度取决于玻璃厚度。
[0007]然而，如果玻璃板薄于0.5mm，则操作将变得越来越困难，这主要是由于诸如玻璃边缘的裂纹和碎裂之类的缺陷导致破裂。而且，总体机械强度(即反映在弯曲强度或冲击强度上的强度)将显著降低。结果，对于薄玻璃来说，玻璃的强化极为重要。然而，对于超薄玻璃而言，由于玻璃的中心拉伸应力高，其总是伴随着自身破裂的风险。
[0008]通常，可以通过直接热成型方法(例如下拉法、溢流熔合法或特殊的浮法)生产厚度小于0.4mm的平面超薄玻璃。重拉方法也是可能的。与通过化学或物理方法(例如通过研磨和抛光)生产的后处理薄玻璃相比，直接热成型薄玻璃具有更好的表面均匀性和表面粗糙度，因为其表面已从高温熔融状态冷却至室温。下拉法可用于生产比0.3mm甚至0.07mm更
薄的玻璃，例如铝硅酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、碱金属硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或无碱铝硼硅酸盐玻璃。
[0009]已经描述了UTG的化学钢化(例如，WO 2014/139147 A1)。
[0010]为了进行化学钢化，将玻璃制品放置在具有预定温度的至少一种熔融盐的特殊浴中一段限定的时间。在钢化过程中，离子交换发生在玻璃制品的表面，其中较小的阳离子(尤其是单价阳离子)被半径较大的阳离子替代。在钢化过程之后，将玻璃制品从盐浴中提升出来，然后进行冷却和清洁。
[0011]令人惊讶地发现，标准的离子交换程序会导致以“光学橙皮”(OOS)的形式在钢化的玻璃制品的表面上出现不希望的光学特征。当玻璃制品的厚度等于或小于0.07mm并在反射光下检查时，可以观察到这种效果。
[0012]在这样的反射条件下，或者有时甚至用肉眼检查时，玻璃制品的表面似乎具有小的不规则处(凹痕和凸起)，就像橙子的果皮。
[0013]OOS是不希望的，因为它会干扰使用具有这种表面效应的玻璃制品的电子设备的光学外观。
[0014]本专利技术的目的是提供一种当玻璃制品的厚度至多为0.07mm并且在反射光下检查时不具有光学橙皮的化学钢化的玻璃制品，以及一种用于生产当玻璃制品的厚度至多为0.07mm并在反射光下检查时不具有可见的光学橙皮的化学钢化的玻璃制品的方法。技术术语解释
[0015]玻璃制品：玻璃制品可以具有任何尺寸。例如，它可以是长的超薄玻璃带，可以卷起来(玻璃卷)，也可以是从玻璃卷上切下来的单个较小的玻璃部件，也可以是单独的玻璃片或单个小的玻璃制品(例如FPS或显示器玻璃盖)等。
[0016]超薄玻璃：在本专利技术的目的中，超薄玻璃是柔性的，优选的是可折叠玻璃，其厚度等于或小于0.4mm、优选地等于或小于0.14mm、特别优选地等于或小于0.1mm、优选地等于或小于0.07mm、优选地等于或小于0.05mm、优选地等于或小于0.03mm。
[0017]厚度(t)：玻璃制品的厚度是待测样品厚度的算术平均值。
[0018]压应力(CS)：在玻璃表面层上进行离子交换后，玻璃网络之间引起的压缩。这种压缩不能通过玻璃的变形而释放，并且作为应力而持续存在。诸如FSM6000(日本东京的“Luceo有限公司”)之类的市售测试机可以通过波导机制来测量CS。
[0019]层深度(DoL)：离子交换层(即存在CS的玻璃区域)的厚度。诸如FSM6000(日本东京的“Luceo有限公司”)之类的市售测试机可以通过波导机制来测量DoL。
[0020]中心张力(CT)：当在单块玻璃板的一侧或两侧引入CS时，为了根据牛顿定律的第三原理来平衡应力，必须在玻璃的中心区域产生张应力，叫做中心张力。可以从测得的CS和DoL计算出CT。
[0021]平均粗糙度(Ra)：表面纹理的量度。它是通过实际表面与其理想形式的垂直偏差来量化的。通常，振幅参数基于粗糙度轮廓与平均线的垂直偏差来表征表面。Ra是这些垂直偏差的绝对值的算术平均值。
[0022]总厚度变化量(TTV)：基板、涂层或盐残留物层的最大厚度变化量。总厚度变化量通常通过以下方式来确定：测量玻璃制品、片材或层中约20-200个点的十字图案(不能太接近制品的边缘)并计算最大的测量的厚度差，即TTV＝Tmax-Tmin。

技术实现思路

[0023]根据本专利技术，一种用于生产化学钢化的玻璃制品的方法，其通过在玻璃表面上提供受控厚度和分布的盐残留物来提供更均匀的离子交换过程，当玻璃制品具有至多0.07mm的厚度并且在反射光下检查时，该玻璃制品没有可见的光学橙皮(OOS)。
[0024]在现有技术中，已经假定仅有钢化时间、温度和盐浴的种类对钢化的玻璃制品的性能具有主要影响。但是，UTG制品的化学钢化更加困难。出乎意料的是，专利技术人发现，当处理超薄玻璃制品时，重要的是控制和精确地设定在盐残留物变成固体之前在将钢化的玻璃从盐浴中提升出来时分别进行的离子交换后的后期过程。
[0025]在反射光检查下，在厚度小于0.07mm的化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于化学钢化厚度至多为0.07mm的薄玻璃制品的方法，所述方法包括以下步骤：-将所述玻璃制品浸在具有一定钢化温度的熔融盐浴中一定的钢化时间；-从所述盐浴中提升出钢化的玻璃制品；-在钢化后将所述钢化的玻璃制品停留一定的停留时间，其中选择的停留温度高于所述盐浴的熔点且低于所述钢化的玻璃制品的转变温度(Tg)；以及-冷却和清洁所述钢化的玻璃制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，以<10m/min、优选地<5m/min、优选地<1m/min、优选地<0.8m/min、更优选地<0.6m/min、还优选地<0.5m/min的提升速度进行所述钢化的玻璃制品的提升。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中以>0.001m/min、优选地>0.005m/min、优选地>0.01m/min、优选地>0.03m/min、优选地>0.05m/min的提升速度进行所述钢化的玻璃制品的提升。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中钢化后的停留温度与所述钢化温度之间的差<200℃、优选地<100℃、优选地<70℃、优选地<55℃、优选地<40℃、优选地<20℃或<10℃。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中钢化后的停留温度>350℃、优选地>360℃、优选地>370℃、优选地>380℃、优选地>390℃、优选地>400℃、优选地>410℃、优选地>420℃。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中钢化后的停留时间<120min、优选地<80min、优选地<40min、优选地<20min、优选地<10min、优选地≤5min。7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中钢化后的停留时间>0s、优选地>5s、优选地>15s、优选地>30s、优选地>1min、优选≥2min。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中钢化设置、提升设置和/或钢化后的停留设置通过以下方式来选择，使得附着于所述钢化的玻璃制品的一个表面上的盐残留物的厚度<9/10*t、优选地<7/10*t、优选地<5/10*t、优选地<3/10*t、优选地<1/10*t，其中t是所述玻璃制品的厚度。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中附着于所述钢化的玻璃制品的一个表面上的盐残留物的TTV(总厚度变化)<9/10*t、优选地<7/10*t、优选地<5/10*t、优选地<3/10*t、优选地<1/10*t，其中t是...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，达宁，和峰，J，
申请(专利权)人：肖特玻璃科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：