临时保护玻璃制品的方法技术

提供通过涂覆玻璃制品的表面来对其进行临时保护的方法。该方法包括在玻璃制造步骤的后期，当玻璃仍处于高温（如高于１７５℃）时在玻璃表面上形成稳定、疏水性的可除去薄膜。该薄膜减少玻璃切割和研磨产生的碎片在玻璃表面上的粘附。切割和研磨后，除去该薄膜，使玻璃用于例如制造液晶显示器（ＬＣＤ）这种用途。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及保护玻璃制品(如液晶显示屏(LCD)玻璃)表面的方法。本方法适用于例如保护玻璃制品免遭环境污染的影响，和在切割或研磨玻璃制品的过程中防止粘附玻璃碎片。许多玻璃(包括LCD玻璃)的用途要求有很清洁的玻璃表面，基本无灰尘和有机污染物。当置于环境中时，玻璃会很快地被有机污染物污染，在数分钟内就可观察到受污染。目前用于清洁LCD玻璃的清洁方法通常包括数个步骤并需要各种化学试剂。因此，在制造、运输和储存过程中需要一种保护玻璃表面免遭环境污染物影响的方法，以减少甚至消除对清洁玻璃表面的化学试剂的需求。目前用于切割和研磨玻璃表面和边缘的方法常会产生细小的玻璃碎片(如尺寸大于1微米但小于约100微米的碎片)。部分这些颗粒会不可逆地粘附在清洁的玻璃表面，使该玻璃不适用于大多数用途。在LCD玻璃表面的情况下这尤其是一个严重的问题。LCD玻璃可通过熔融拉制法制得，该方法产生平而光滑的玻璃表面，它可切割或研磨成所需的尺寸。在切割加工中产生的部分玻璃碎片来源于玻璃表面。当这些碎片的平表面与玻璃板的表面接触时，在碎片和玻璃表面之间会有很大的接触面积，促进强的粘附。如果水膜冷凝在这两个表面之间，则会产生永久的化学键合，在这种情况下玻璃碎片和该表面的粘合变成是不可逆的，导致该玻璃不适用于LCD用途。保护玻璃片(尤其是LCD玻璃片)的一种已知的方法是在玻璃的两个主表面上施涂聚合物薄膜，以便在刻划、切割和斜切过程中保护玻璃。在一种典型的方法中，一个主表面具有用粘合剂粘合的聚合物薄膜，另一个主表面具有通过静电电荷粘附的薄膜。在玻璃片边缘精加工(切割或研磨)完成后除去第一层薄膜，而在精加工前除去第二层薄膜。尽管背面涂有粘合剂的薄膜保护表面免遭加工设备的划伤，但是它会产生其它问题。例如，聚合物会吸附精加工过程中产生的玻璃碎片，导致玻璃碎片积聚和玻璃表面划痕，尤其在靠近表面边缘处。这种薄膜的另一个问题是它在玻璃表面上会留下粘合剂残留物。因此，需要一种保护玻璃表面免遭碎片粘附的方法，它不会在玻璃表面上残留涂料，并需要一种临时保护玻璃的方法，从而可容易地获得具有清洁无残留涂料表面的玻璃制品，供以后使用。使用有机涂层保护玻璃表面已有许多年了。参见Smay，G.L.的玻璃技术1985，26，46-59。通常施涂油酸或硬脂酸溶液以形成润滑涂层，以便在制造过程中使玻璃瓶相互滑动，不产生瑕疵或裂缝。油酸和硬脂酸具有长的脂肪链，使之相对不溶解于水。因此，如果例如要喷涂润滑层时，需要醇/水溶液。对于制造玻璃，尤其是LCD玻璃，该醇/水溶液中的醇会造成严重问题，因为当喷涂在热的玻璃表面上时，醇会快速蒸发，并会产生易燃易爆的空气和醇蒸汽的混合物。油酸和硬脂酸涂层也不适合保护LCD玻璃，因为其链-链相互作用非常强。结果，即使用碱性洗涤剂洗涤也难以除去涂层。用于临时保护LCD玻璃的涂层的关键点在于可除去性。液晶显示器的制造者使用LCD玻璃开始复杂的制造过程，它通常包括在玻璃基片上形成半导体元件(如薄膜晶体管)。为不影响这种方法，用于保护LCD玻璃的涂层必须在开始LCD制造前能容易地被除去。某些材料(如硅烷和硅氧烷)能定性地满足可除去性的标准，即在适当的条件下，能基本完全地将其从玻璃表面上除去，但是按同样的标准这些材料仍不能适用于LCD玻璃。因为液晶显示器的制造者认为这些材料对LCD生产过程具有潜在的破坏性，从而即使微量的这些材料残留物也是不可接受的。因此，尽管这些材料基本上可被除去，但是它们仍不能满足实践中的可除去性的标准(即保护涂层必须达到的除去水准与涂料的组成有关)。另一类需要避免用于制造液晶显示器玻璃的材料是含碱材料。这是因为碱(甚至是少量的碱)已知会损害薄膜晶体管。同样，金属，尤其是重金属，是不合需求的，因为它们会改变玻璃表面的电气特性。如上面所述的油酸和硬脂酸涂层那样，阴离子和阳离子型表面活性剂被施涂在玻璃表面上。尽管大多数阴离子型表面活性剂可溶于水，但是在水存在下它们不能在玻璃上形成良好的稳定涂层。下面的数据表明，这些表明活性剂不适合用于保护LCD玻璃。鉴于对胶体氧化硅分散体的了解，许多研究者研究了在溶液中阳离子型表面活性剂在氧化硅上的吸附。参见Goloub，T.P.，Koopal，L.K.，Bijsterbosch，G.H.Langmuir 1986，12，3188-3194；Goloub，T.P.，Koopal，L.K.，Langmuir 1997，13，673-681；Zajac，J.，Tompette，J.L.，Partyka，S.，Langmuir 1996，12，1357-1367；Rosen，M.J.表面活性剂和界面现象，J.Wiley&Sons，New York，1989，第二章；和Harell，J.H.，Scamehorn，J.F.在混合的表面活性剂体系，表面活性剂系列第46卷，Ogino，K，和Abe，M，编辑，Marcel Dekker，Inc.New York，1992，pp.263-281上题为“从混合的表面活性剂体系的吸附”的文章。在中性pH条件下，硅酸表面通常是带负电荷的，从而易于吸附阳离子物质。在水沸点之下的温度，将阳离子表面活性剂涂布在玻璃上的方法已揭示在Evans的美国专利4,544,395中。如下面详细描述的那样，本专利技术发现各种阳离子型表面活性剂(以及非离子型表面活性剂和内铵盐)能在热玻璃上(即温度高于175℃的玻璃)快速排列起来，形成涂层，该涂层具有足够的疏水性(即静置(sessile)液滴的接触角至少为40°)，以明显降低玻璃碎片与玻璃的粘合性(例如将尺寸大于1微米的玻璃碎片的粘合性降低至少80％)。使用阳离子型表面活性剂和玻璃的现有技术未公开或提出该重要的结果。概括地说，本领域需要一种保护玻璃制品，尤其是LCD玻璃片的方法，它具有下列特性(1)该方法必须能容易地融入总的玻璃制造方法中，尤其融入该制造方法的后阶段，使得新制得的玻璃基本上一经制成就受保护，此外，为满足该标准，涂覆材料必须(a)能承受玻璃生产线的环境(即高温)，(b)施涂该材料的方法必须能安全地用于该环境；(2)涂层必须具有足够的疏水性，以保护玻璃不粘附在切割和/或研磨玻璃片时产生的碎片，并且不粘附使用前玻璃储存和运输过程中接触的其它污染物，如颗粒；(3)涂层必须足够耐用，以便在切割和/或研磨过程中暴露在大量水中以后还能继续保护玻璃；(4)在最终用途之前，例如用于制造液晶显示器之前，该涂层必须能从玻璃上被基本完全除去；和(5)涂层必须由玻璃的最终用途中允许少量存在的材料构成。本专利技术致力于并满足本领域的这个长期未满足的要求。本专利技术提供一种临时保护玻璃制品表面使之不受环境污染物影响的方法，以及临时保护玻璃制品表面使之不粘附玻璃碎片的方法。本专利技术的第一方面是提供一种通过用可除去的疏水性薄膜(在本文中也称为疏水性涂层或简称为涂层)涂覆玻璃制品的表面来临时对其进行保护的方法。薄膜的厚度约为1-10个分子，或者如有必要，其厚度可大于10个分子。本专利技术的第二方面是提供一种在制造切割或研磨玻璃制品时减少玻璃碎片粘附的方法，它包括(A)在玻璃制品表面上形成稳定的疏水性薄膜；(B)切割或研磨玻璃制品；和(C)除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种至少具有一个基本平的表面的玻璃的处理方法，它包括： （ａ）作为玻璃制造方法的一部分，用含至少一种表面活性剂的水溶液施涂玻璃表面，在该表面上形成疏水性涂层，其中： （１）所述玻璃制造方法在高温下制造新形成的玻璃； （２）该新形成的玻璃首次与所述水溶液接触时，其温度高于１７５℃； （３）所述表面活性剂选自阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或内铵盐；和 （４）该涂层减少了玻璃碎片在所述玻璃表面上的粘附； （ｂ）切割该玻璃； （ｃ）研磨和／或抛光被切割玻璃的至少一个边缘；和 （ｄ）从玻璃表面上除去涂层；其中 （ｉ）在步骤（ｂ）和（ｃ）的至少一个步骤中将水溶液或含水溶液施加至所述涂覆表面上；和 （ｉｉ）在步骤（ｂ）和（ｃ）后该涂层的静置液滴的接触角至少为４０°。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W伯奇，ARE卡雷，DC伯克白德，DL特勒特，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]