CN111592233A - 化学强化玻璃、浮法玻璃原片及其制备方法和生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种化学强化玻璃、浮法玻璃原片及其制备方法和生产线，其中，浮法玻璃原片的制备方法包括(1)配制镀膜用溶胶；(2)通过雾化装置将镀膜用溶胶雾化成气溶胶；(3)在混合器中将气溶胶与洁净的压缩空气混合得到混合气体；(4)将混合气体通入镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面；(5)经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。采用本发明的制备方法制备而成的浮法玻璃原片，由于其空气面镀有一层无机氧化物膜，降低了空气面的离子交换能力，使其与锡液面的离子交换能力趋于一致，在相同条件下强化得到的化学强化玻璃，空气面的应力强度与锡液面趋于一致，从而玻璃翘曲度小，或者没有翘曲。

Description

化学强化玻璃、浮法玻璃原片及其制备方法和生产线
技术领域
本发明涉及玻璃领域，特别涉及一种化学强化玻璃、浮法玻璃原片及其制备方法和生产线。
背景技术
近年来，电子信息产品如平板电脑、智能手机、车载屏等，已基本为具有触摸面板的显示器，在显示器的最外层有一层保护玻璃，又称盖板玻璃。目前，增加盖板玻璃机械性能的方法主要为低温离子交换化学强化法，其原理为：在低于玻璃应变点的温度区域，用离子半径比玻璃表层碱离子(如Na+)还大的一价阳离子(如K+)，与玻璃表层碱离子(如Na+)交换，使离子半径大的阳离子(如K+)进入玻璃表层，在玻璃表层形成一定的应力强度和应力深度。
浮法玻璃由于成型时，玻璃的一面与空气接触，为空气面，另一面与锡液接触，为锡液面，空气面和锡液面的化学成分及结构有一定差异，导致化学强化过程中，离子交换不对称，从而产生较大翘曲。锡液面由于在成型时有锡原子渗入，较空气面难以进行离子交换，所以在相同条件下，空气面更容易离子交换，锡液面较难进行离子交换。在化学强化后，空气面的应力强度大，锡液面的应力强度小，从而使玻璃产生翘曲。
目前，调节化学强化翘曲的方法较多，主要有增加工艺，例如：玻璃强化后再平磨；或者优化强化过程，主要通过调节玻璃退火过程中空气面和锡液面的冷却速率。其中，玻璃强化后再平磨，生产成本增加，且会产生较多的抛光废液，不利于环保；通过鼓风调节退火过程中的玻璃空气面和锡液面的冷却速率，由于精度不够，调节能力有限。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种浮法玻璃原片的制备方法，采用该方法制备的浮法玻璃原片在化学强化后不会发生翘曲，或翘曲度很小。
为实现上述目的，本发明提出的浮法玻璃原片的制备方法，包括：
(1)配制镀膜用溶胶；
(2)通过雾化装置将所述镀膜用溶胶雾化成气溶胶；
(3)在混合器中将所述气溶胶与洁净的压缩空气混合得到混合气体；
(4)将所述混合气体通入镀膜装置，所述镀膜装置将所述混合气体喷射于浮法玻璃的空气面；所述镀膜装置位于浮法玻璃生产线的退火窑上；
(5)经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
可选地，所述镀膜用溶胶包括氢氧化铝溶胶、硅溶胶等的其中一种或几种。
可选地，所述镀膜用溶胶的固含量小于15wt％，颗粒的粒径在0.1μm以下。
可选地，所述混合气体中压缩空气与气溶胶的气体摩尔比大于5：1。
可选地，所述镀膜装置所在区域的温度为500℃～1000℃。
可选地，所述气溶胶与洁净的压缩空气在所述混合器中混合时间为1h以上，混合温度为180℃～220℃。
本发明还提出一种浮法玻璃原片，所述浮法玻璃原片采用上述的浮法玻璃原片的制备方法制备而成。
本发明还提出一种化学强化玻璃，将上述的浮法玻璃原片进行化学强化，得到所述化学强化玻璃。
本发明还提出一种浮法玻璃原片生产线，包括生产线主体、雾化装置、混合器及镀膜装置，所述镀膜装置位于所述生产线主体的退火窑上。
采用本发明的制备方法制备而成的浮法玻璃原片，由于其空气面镀有一层无机氧化物膜，增加了空气面进行离子交换的难度，降低了空气面的离子交换能力，使其与锡液面的离子交换能力趋于一致，在后续强化过程中，在相同条件下，强化得到的化学强化玻璃，空气面的应力强度与锡液面趋于一致，从而玻璃翘曲度小，或者没有翘曲。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，来说明本发明的技术方案及达到的技术效果。以下实施例和对比例中，如无特别说明，所用的各材料均可通过商购获得，如无特别说明，所用的方法为本领域的常规方法。
本发明的一方面，提出一种浮法玻璃原片的制备方法。
所述浮法玻璃原片的制备方法包括：
(1)配制镀膜用溶胶；
(2)通过雾化装置将所述镀膜用溶胶雾化成气溶胶；
(3)在混合器中将所述气溶胶与洁净的压缩空气混合得到混合气体；
(4)将所述混合气体通入镀膜装置，所述镀膜装置将所述混合气体喷射于浮法玻璃的空气面；所述镀膜装置位于浮法玻璃生产线的退火窑上；
(5)经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
根据实际生产要求配置镀膜用溶胶。所述镀膜用溶胶包括氢氧化铝溶胶、硅溶胶等的其中一种或几种。所述镀膜用溶胶的固含量小于15wt％，颗粒的粒径在0.1μm以下，这样可以便于所述雾化装置将所述镀膜用溶胶雾化成气溶胶。
配制好镀膜用溶胶后，通过雾化装置将所述镀膜用溶胶雾化成气溶胶，所述雾化装置为本领域常见的设备，其具体结构在此不再赘述。
在雾化装置将所述镀膜用溶胶雾化成气溶胶后，在混合器中将所述气溶胶与洁净的压缩空气混合得到混合气体，该混合过程的混合时间为1h以上，混合温度为180℃～220℃，混合时间过短、以及混合温度过低，都不利于气溶胶和压缩空气均匀混合。所述混合器也为本领域常见的设备，其具体结构在此不再赘述。在经过混合器混合后，得到的混合气体中压缩空气与气溶胶的气体摩尔比要大于5：1，以便减少混合气体中气溶胶的团聚以及聚沉，避免堵塞镀膜装置的管道以及喷头。
将得到的混合气体通入镀膜装置，所述镀膜装置将所述混合气体喷射于浮法玻璃的空气面；所述镀膜装置位于浮法玻璃生产线的退火窑上，所述镀膜装置所在区域的温度为500℃～1000℃，便于气溶胶的分解、以及在玻璃表面的沉积。
浮法玻璃的前端生产步骤，如配料混合、熔融、成型等，均为常见的浮法玻璃生产工艺，在此不再赘述。浮法玻璃经过前端生产步骤后，进入退火窑，退火窑上的镀膜装置将所述混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，在浮法玻璃的空气面镀上一层无机氧化物膜。最后，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
采用本发明的制备方法制备而成的浮法玻璃原片，由于其空气面镀有一层无机氧化物膜，增加了空气面进行离子交换的难度，降低了空气面的离子交换能力，使其与锡液面的离子交换能力趋于一致，在后续强化过程中，在相同条件下，强化得到的化学强化玻璃，空气面的应力强度与锡液面趋于一致，从而玻璃翘曲度小，或者没有翘曲。
本发明的另一方面，提出一种浮法玻璃原片，所述浮法玻璃原片的制备工艺参照上文描述的浮法玻璃原片的制备方法，在此不再赘述。
本发明的又一方面，提出一种化学强化玻璃，将按照上文描述的制备方法制备而成的浮法玻璃原片进行化学强化，得到化学强化玻璃。
本发明的又一方面，提出一种浮法玻璃原片生产线，包括生产线主体、雾化装置、混合器及镀膜装置，所述生产线主体为本领熟知的浮法玻璃生产设备，包括布料机、投料机、熔窑、锡槽、过渡辊、退火窑、切割机等，具体不再展开赘述。所述镀膜装置位于所述生产线主体的退火窑上。
下面将结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1：
将固含量为13wt％的氢氧化铝溶胶经过雾化装置进行雾化，得到气溶胶。按压缩空气：气溶胶＝6:1(气体摩尔比)的比例在混合器中进行混合，混合时间为1h以上，混合温度为200℃，按照一定的流量通入退火窑中的镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，浮法玻璃停留在镀膜装置处的时间为5s，镀膜装置所在区域的温度600℃，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
将浮法玻璃原片加工成5.5寸大小的2D盖板玻璃，清洗后，进行化学强化，化学强化工艺：1h内由室温升到380℃，保温15min，离子交换温度为420℃，离子交换时间为5h，退火起始温度380℃，随炉冷却退火。化学强化后，产品空气面CS:824MPa，DoL:42.3μm，锡液面CS：851MPa，DOL:41.8μm，翘曲度0.08mm。
实施例2：
将固含量14wt％氢氧化铝溶胶经过雾化装置进行雾化，得到气溶胶。按压缩空气：气溶胶＝8:1(气体摩尔比)的比例在混合器中进行混合，混合时间为1h以上，混合温度为200℃，按照一定的流量通入退火窑中的镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，浮法玻璃停留在镀膜装置处的时间为5s，镀膜装置所在区域的温度600℃，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
将浮法玻璃原片加工成5.5寸大小的2D盖板玻璃，清洗后，进行化学强化，化学强化工艺：1h内由室温升到380℃，保温15min，离子交换温度为420℃，离子交换时间为5h，退火起始温度380℃，随炉冷却退火。化学强化后，产品空气面CS:828MPa，DoL:42.3μm，锡液面CS：851MPa，DOL:41.7μm，翘曲度0.09mm。
实施例3：
将固含量14.5wt％氢氧化铝溶胶经过雾化装置进行雾化，得到气溶胶。按压缩空气：气溶胶＝10:1(气体摩尔比)的比例在混合器中进行混合，混合时间为1h以上，混合温度为200℃，按照一定的流量通入退火窑中的镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，浮法玻璃停留在镀膜装置处的时间为5s，镀膜装置所在区域的温度600℃，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
将浮法玻璃原片加工成5.5寸大小的2D盖板玻璃，清洗后，进行化学强化，化学强化工艺：1h内由室温升到380℃，保温15min，离子交换温度为420℃，离子交换时间为5h，退火起始温度380℃，随炉冷却退火。化学强化后，产品空气面CS:825MPa，DoL:42.4μm，锡液面CS：852MPa，DOL:42.0μm，翘曲度0.10mm。
实施例4：
将固含量13wt％氢氧化铝溶胶经过雾化装置进行雾化，得到气溶胶。按压缩空气：气溶胶＝6:1(气体摩尔比)的比例在混合器中进行混合，混合时间为1h以上，混合温度为200℃，按照一定的流量通入退火窑中的镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，浮法玻璃停留在镀膜装置处的时间为5s，镀膜装置所在区域的温度650℃，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
将浮法玻璃原片加工成5.5寸大小的2D盖板玻璃，清洗后，进行化学强化，化学强化工艺：1h内由室温升到380℃，保温15min，离子交换温度为420℃，离子交换时间为5h，退火起始温度380℃，随炉冷却退火。化学强化后，产品空气面CS:823MPa，DoL:42.6μm，锡液面CS：852MPa，DOL:41.9μm，翘曲度0.09mm。
实施例5：
将固含量13wt％氢氧化铝溶胶经过雾化装置进行雾化，得到气溶胶。按压缩空气：气溶胶＝6:1(气体摩尔比)的比例在混合器中进行混合，混合时间为1h以上，混合温度为200℃，按照一定的流量通入退火窑中的镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，浮法玻璃停留在镀膜装置处的时间为5s，镀膜装置所在区域的温度700℃，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
将浮法玻璃原片加工成5.5寸大小的2D盖板玻璃，清洗后，进行化学强化，化学强化工艺：1h内由室温升到380℃，保温15min，离子交换温度为420℃，离子交换时间为5h，退火起始温度380℃，随炉冷却退火。化学强化后，产品空气面CS:826MPa，DoL:42.5μm，锡液面CS：850MPa，DOL:41.7μm，翘曲度0.09mm。
实施例6：
将固含量13wt％氢氧化铝溶胶经过雾化装置进行雾化，得到气溶胶。按压缩空气：气溶胶＝6:1(气体摩尔比)的比例在混合器中进行混合，混合时间为1h以上，混合温度为200℃，按照一定的流量通入退火窑中的镀膜装置，镀膜装置将混合气体喷射于浮法玻璃的空气面，浮法玻璃停留在镀膜装置处的时间为5s，镀膜装置所在区域的温度750℃，经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
将浮法玻璃原片加工成5.5寸大小的2D盖板玻璃，清洗后，进行化学强化，化学强化工艺：1h内由室温升到380℃，保温15min，离子交换温度为420℃，离子交换时间为5h，退火起始温度380℃，随炉冷却退火。化学强化后，产品空气面CS:825MPa，DoL:42.0μm，锡液面CS：853MPa，DOL:41.7μm，翘曲度0.10mm。
以上实施例中，CS表示玻璃表面的压应力强度，DoL表示玻璃表面的离子交换深度。
由以上实施例可知，采用本发明的制备方法制备而成的浮法玻璃原片，由于其空气面镀有一层无机氧化物膜，增加了空气面进行离子交换的难度，降低了空气面的离子交换能力，使其与锡液面的离子交换能力趋于一致，在化学强化过程中，在相同条件下，得到的化学强化玻璃，其空气面的应力强度与锡液面趋于一致，玻璃翘曲度小。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种浮法玻璃原片的制备方法，其特征在于，包括：
(1)配制镀膜用溶胶；
(2)通过雾化装置将所述镀膜用溶胶雾化成气溶胶；
(3)在混合器中将所述气溶胶与洁净的压缩空气混合得到混合气体；
(4)将所述混合气体通入镀膜装置，所述镀膜装置将所述混合气体喷射于浮法玻璃的空气面；所述镀膜装置位于浮法玻璃生产线的退火窑上；
(5)经过退火、冷却、切割等过程，得到镀膜的浮法玻璃原片。
2.如权利要求1所述的浮法玻璃原片的制备方法，其特征在于，所述镀膜用溶胶包括氢氧化铝溶胶、硅溶胶等的其中一种或几种。
3.如权利要求1所述的浮法玻璃原片的制备方法，其特征在于，所述镀膜用溶胶的固含量小于15wt％，颗粒的粒径在0.1μm以下。
4.如权利要求1所述的浮法玻璃原片的制备方法，其特征在于，所述混合气体中压缩空气与气溶胶的气体摩尔比大于5：1。
5.如权利要求1所述的浮法玻璃原片的制备方法，其特征在于，所述镀膜装置所在区域的温度为500℃～1000℃。
6.如权利要求1所述的浮法玻璃原片的制备方法，其特征在于，所述气溶胶与洁净的压缩空气在所述混合器中混合时间为1h以上，混合温度为180℃～220℃。
7.一种浮法玻璃原片，其特征在于，所述浮法玻璃原片采用1-6任一项所述的浮法玻璃原片的制备方法制备而成。
8.一种化学强化玻璃，其特征在于，将权利要求7所述的浮法玻璃原片进行化学强化，得到所述化学强化玻璃。
9.一种浮法玻璃原片生产线，其特征在于，包括生产线主体、雾化装置、混合器及镀膜装置，所述镀膜装置位于所述生产线主体的退火窑上。
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