TW201619081A - 將玻璃倒角的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種將一玻璃基板倒角的方法，其係藉由將一加熱構件與一玻璃基板之一邊緣接觸而執行，其中供應給該玻璃基板之一熱量為10至200千卡，且藉由該加熱構件施加至該玻璃基板之一壓力為300至700千克力/平方公分。藉此，可歸因於均勻分佈的應力而減小一玻璃基板之表面粗糙度，且改良該玻璃基板之伸長率。

Description

將玻璃倒角的方法
本發明係關於將玻璃倒角的方法，其藉由施加預定範圍內的熱量及壓力至玻璃基板而將玻璃基板倒角。
玻璃產品在諸如視訊及光學設備(諸如，監視器、攝影機、VTR、行動電話或類似者)、運輸設備(諸如，汽車)、各種餐具、建築設施或類似者之廣泛範圍的技術及行業中被處理為整合組件。因此，根據每一行業領域之特性製造並在目前使用具有各種性質之玻璃。
其中，顯示器作為視訊設備之關鍵組件而非常大吸引公眾注意力。
通常，用於顯示器之此玻璃基板可藉由浮動方法及溢流方法而產生。浮動方法指自熔融爐流動的熔融玻璃藉由向下掉落上述熔融玻璃而冷卻以製備玻璃基板的方法；且溢流方法指在熔融爐中沸騰之熔融玻璃水平地流動以製備玻璃基板的方法。浮動方法另外需要磨削製程，但能夠產生比溢流方法更寬的產品。歸因於此優勢，在製造玻璃基板時廣泛使用浮動方法。
當使用浮動方法時，所要玻璃基板可藉由執行熔融、淬滅、切割、倒角及磨削製程及接著洗滌並乾燥上述玻璃基板而製造。
在此等製程當中，當使用習知倒角處理方法製造玻璃基板時，在製程期間產生的顆粒可為引起污染薄玻璃板之表面的主要因素，以使得在玻璃基板之製造過程中的最後步驟處需要大量的洗滌及乾燥製程，且藉此可出現歸因於額外步驟之製造成本的增加。另外，薄玻璃板之表面可藉由在傳動帶與薄玻璃板之間捕獲的顆粒及碎片而被嚴重損壞，其引起一系列處理步驟的中斷，及產品選擇的數目之減少，且藉此導致處理速率的減少。
為了解決上文所描述之問題，韓國專利特許公開公開案第2013-0081541號揭示使用MoSi2作為加熱源切割條形狀之玻璃邊緣以最小化處理玻璃基板之邊緣期間產生的顆粒的方法。本文中，由於上述方法為藉由使用熱將玻璃基板倒角的方法，因此玻璃表面的情況是重要的。然而，上述方法具有以下問題：在處理之前歸因於碎片之不均一熱分佈存在於玻璃基板中，及玻璃表面並非線性，藉此引起應力集中現象，其引起玻璃強度的減少。
本發明之目標為提供能夠減少玻璃基板之表面粗糙度的將玻璃基板倒角的方法。
本發明之另一目標為提供能夠改良玻璃基板之伸長率的將玻璃基板倒角的方法。
本發明之上述目標將藉由下列特徵實現：
(1)將玻璃基板倒角的方法，其係藉由將加熱構件與玻璃基板之邊緣接觸而執行，其中供應給玻璃基板之熱量為10至200千卡，且 藉由加熱構件施加至玻璃基板的壓力為300至700千克力/平方公分。
(2)根據上述(1)之方法，其中玻璃基板之邊緣係藉由熱應力切斷。
(3)根據上述(1)之方法，其中玻璃基板具有0.5至1Kcal/mh℃之熱傳遞係數。
(4)根據上述(1)之方法，其中加熱構件在倒角期間具有1,200至1,700℃的溫度。
(5)根據上述(1)之方法，其中加熱構件在倒角期間以0.5至5米/分鐘之移動速度移動。
(6)根據上述(1)之方法，其中玻璃基板之經倒角表面具有20微米或更小的表面粗糙度。
(7)根據上述(1)之方法，其中玻璃基板為經強化玻璃基板。
(8)根據上述(7)之方法，其中經強化玻璃基板具有600至700千克力/平方毫米之維氏硬度。
(9)根據上述(7)之方法，其中經強化玻璃基板具有具有10至200微米之深度的經強化層。
根據本發明，藉由施加在預定範圍內之熱量及壓力至玻璃基板而對其執行倒角，以使得玻璃基板之邊緣可經平滑地處理以減少表面粗糙度。
另外，當藉由本發明之方法將玻璃基板倒角時，應力可均勻分佈於玻璃基板上以改良其伸長率。
另外，經歷本發明方法之玻璃基板可具有玻璃基板之改良品質。
①‧‧‧上部邊緣部分/預定部分
②‧‧‧下部邊緣部分/預定部分
③‧‧‧所需要部分
自以下結合隨附圖式進行之詳細描述將更清楚地理解本發明之上述內容及其他目標、特徵及其他優點，其中：圖1為示意性地說明當藉由實施例1之方法將玻璃基板倒角時玻璃基板之切割平面的視圖。
圖2為示意性地說明當藉由比較實施例1之方法將玻璃基板倒角時玻璃基板之切割平面的視圖。
圖3為根據本發明倒角的切割平面的示意性橫截面圖(a)及正視圖(b)。
圖4為示意性地說明根據本發明之具體實例的倒角方法的視圖。
圖5為示意性地說明根據本發明之另一具體實例之倒角方法的視圖。
本發明揭示將玻璃基板倒角的方法，其係藉由將加熱構件與玻璃基板之邊緣接觸而執行，其中供應給玻璃基板之熱量為10至200千卡，且藉由加熱構件施加至玻璃基板的壓力為300至700千克力/平方公分。
下文將參看附圖詳細描述本發明之例示性具體實例。
根據本發明，玻璃基板之邊緣係藉由將加熱構件與其邊緣接觸而倒角。在此狀況下，自加熱構件供應給玻璃基板的熱量Q可取決於玻璃之熱導率、加熱源之溫度、玻璃之溫度、加熱源之移動速度及在加熱源接觸玻璃之後加熱源朝向玻璃移動的距離而被控制，且為10至200千卡。
若供應的熱量小於10千卡，則藉由加熱構件將玻璃基板倒 角歸因於不足的熱應力而不可能，而若熱量超過200千卡，則玻璃歸因於過多熱應力而熱變形且可斷裂。
另外，根據本發明之將玻璃倒角的方法，在藉由加熱構件施加在預定範圍內之壓力至玻璃基板的同時將玻璃基板倒角。
當在不添加其他製程條件的情況下僅藉由將加熱構件與玻璃基板接觸而將玻璃基板倒角時，存在可防止在處理期間出現顆粒(其使玻璃基板的習知倒角製程困難)的優點。然而，在倒角之前在玻璃基板之邊緣處存在的碎片接觸高溫加熱構件以引起玻璃基板上之不均一熱分佈，且藉此應力集中現象出現以及玻璃之強度降低。
為了解決上文所描述之問題，本發明提供在施加在預定範圍內之壓力至玻璃基板的同時藉由將加熱構件與其接觸而將玻璃基板倒角的方法，以使得玻璃基板之一部分可藉由高溫及高壓熱而熔融，且藉此存在於邊緣處的碎片可經部分移除以在相對均勻深度中施加熱應力。因此，經倒角平面為光滑的且具有減少之表面粗糙度Ra。在此狀況下，只要表面粗糙度滿足本發明之目標，且可在不特別限制其下限的情況下為(例如)20微米或更小，便不存在與表面粗糙度相關的問題。
根據表面粗糙度之減少，應力可均勻分佈在玻璃基板中以改良玻璃基板之伸長率(強度)。在此狀況下，只要伸長率滿足本發明的目標，且在不特別限制其上限的情況下可為(例如)0.15%或更大，便不存在與伸長率相關的問題。
施加至玻璃基板之壓力可為300至700千克力/平方公分，且較佳地450至650千克力/平方公分。若壓力小於300千克力/平方公分， 則伸長率的改良降低以減少改良玻璃基板強度的效果，而若壓力超過700千克力/平方公分，則細裂縫可在玻璃基板中產生。
在本發明的將玻璃倒角之方法中，加熱構件接觸玻璃基板之邊緣，且藉此玻璃基板之邊緣部分可歸因於熱應力而切斷以將玻璃基板倒角。當將本發明之加熱構件與玻璃基板之邊緣接觸時，熱應力在與加熱構件接觸的邊緣部分處藉由具有低熱傳遞率的玻璃特性而產生，且藉此自與加熱源接觸的部分至預定深度之部分被切除。因此，當在與玻璃基板之邊緣接觸的同時加熱構件移動時，可將玻璃基板之邊緣倒角。
根據本發明之將玻璃倒角的方法倒角的玻璃基板可具有0.5至1Kcal/mh℃(且較佳0.7至0.9Kcal/mh℃)之熱傳遞係數。當玻璃基板具有在此範圍內之熱傳遞係數時，可執行根據本發明之倒角同時更改良本發明之所要效果。
當根據本發明將玻璃基板倒角時，加熱構件可在倒角期間具有1,200至1,700℃的溫度。在此溫度範圍中，可較佳地執行倒角，且當溫度在上述範圍內增加時倒角速度可增加。
當根據本發明將玻璃基板倒角時，加熱構件可以0.5至5米/分鐘的移動速度移動。在此範圍內，可防止歸因於熱衝擊的開裂之出現。
根據本發明之倒角的方法倒角的玻璃基板之類型不受特別限制，而是可包括(例如)習知玻璃、強化玻璃或類似者。本發明之將玻璃倒角的加熱構件亦可應用於強化玻璃。
另外，當待由本發明倒角的物件為強化玻璃基板時，強化玻璃之硬度不受特別限制，但特定地，強化玻璃可具有600至700千克力/平 方毫米之維氏硬度。另外，強化玻璃基板之強化層不受特別限制，但特定地，強化層可具有10毫米至200微米之深度。當根據本發明之倒角方法在上述範圍內將玻璃基板倒角時，玻璃基板之表面粗糙度可降低以顯著改良伸長率。
下文中，將參看附圖詳細描述根據本發明之具體實例的倒角方法。在根據本發明之倒角方法中，玻璃的側面之上邊緣部分及下邊緣部分可經彎斜地倒角。圖3示意性地說明根據本發明之倒角方法倒角的玻璃之側面，其中(a)為橫截面圖，且(b)為正視圖。
在彎斜地將如圖3中所說明的玻璃的側面之上邊緣部分及下邊緣部分倒角的方法中，接觸加熱源的特定順序或數目，或加熱源之傾角不受特別限制，只要上邊緣部分及下邊緣部分之最終形狀經傾斜地形成即可。
更具體言之，例如，在本發明之一個具體實例中，可藉由將加熱源與玻璃的上邊緣部分及下邊緣部分接觸而執行倒角。如圖4中所示意性地說明，傾斜平面可藉由將加熱源與玻璃的側面之上部邊緣部分①及下部邊緣部分②接觸而形成。
在本發明之另一具體實例中，倒角可藉由將加熱源與玻璃的側面之上邊緣部分及下邊緣部分接觸，及接著在與玻璃之側面平行的方向上將加熱源與玻璃之側面接觸而執行。當待由倒角方法移除的強化玻璃之區域為大時可有效地使用本具體實例。圖5示意性地說明根據本具體實例之倒角方法。參看圖5，加熱源首先接觸玻璃的側面之上邊緣部分以形成至預定部分的傾斜平面①。接下來，加熱源接觸玻璃的側面之下邊緣部分以 形成至預定部分的傾斜平面②。接著，加熱源在與玻璃之側面平行的方向上接觸玻璃之側面以移除玻璃至所需要部分③，藉此可獲得最終橫截面形狀。
另外，在本發明之所呈現具體實例中，倒角之順序可改變，亦即，倒角可藉由不同於圖5中所說明之順序的順序而執行。舉例而言，倒角可以②、①及③之順序或③、②及①之順序執行，但其不限於此。
當藉由加熱源進行的玻璃之側面之傾斜平面處理如上文所描述完成時，可視需要進一步執行玻璃的側面之表面的加強製程。藉由上文所描述之加強製程，可提供具有改良強度的玻璃之側面的更均勻表面。
加強製程可包括藉由研磨輪磨削玻璃之側面，或藉由包括氟酸(fluoric acid；HF)之蝕刻劑組成物蝕刻玻璃的側面。
首先，以在完成由加熱源形成傾斜平面之後，旋轉研磨輪接觸玻璃的側面以更均勻磨削玻璃之側面的此方式執行由研磨輪磨削玻璃的側面之方法。藉此，存在於玻璃的側面之表面上的細裂縫等經磨削以加強上述玻璃側面。
研磨輪可使用由諸如氧化鈰之磨料顆粒製成的輪。較佳地，磨料顆粒依據玻璃的側面之充分表達加強效果而具有5微米或更小的大小。由於磨料顆粒之大小的減小導致磨削研磨準確度之增加，因此愈小愈好。因此，儘管大小的下限不受特別限制，但考慮到製程時間或類似者可使用具有約0.01微米之大小的磨料顆粒。
研磨輪的旋轉速度不受特別限制，但其可經適當地選擇以充分磨削玻璃的側面，以便獲得所需要的強度位準，且旋轉速度(例如)可 為1,000至10,000轉/分鐘。
接下來，以包括氟酸之蝕刻劑施加至玻璃的側面以蝕刻玻璃的側面之表面部分的此方式執行使用包括氟酸之蝕刻劑蝕刻玻璃的側面之方法。當玻璃的側面藉由包括氟酸之蝕刻劑組成物蝕刻時，壓印圖案藉由蝕刻而形成於玻璃的側面之表面上以加強上述玻璃的側面之表面。
包括氟酸之蝕刻劑為氟酸溶液，且可進一步包括(例如)除氟酸以外的所需要酸組份，例如鹽酸、硝酸或硫酸等，其在先前技術中已知為玻璃蝕刻組成物。
用於藉由包括氟酸之蝕刻劑蝕刻玻璃之側面的時間不受特別限制，但可(例如)在增加玻璃之強度方面在不在玻璃側面上過蝕刻的情況下在30秒至10分鐘之範圍內執行蝕刻。
在蝕刻期間包括氟酸之蝕刻劑的溫度不受特別限制，但蝕刻較佳地(例如)在20至50℃之範圍內執行。若蝕刻溫度小於20℃，則製程時間可增加且蝕刻不足可出現，而蝕刻溫度超過50℃，製程時間降低，但蝕刻可不均勻地進行。
包括氟酸之蝕刻劑可藉由先前技術中已知的任何方法(諸如注入蝕刻劑至玻璃之側面，將玻璃之側面浸沒於蝕刻劑中，或類似者)施加至玻璃的側面。
在下文中，提議較佳具體實例以更具體地描述本發明。然而，給出以下實施例僅為說明本發明，且熟習此項技術者將顯然理解，在本發明之範疇及精神內各種更改及修改是可能的。此等更改及修改恰當包括於所附申請專利範圍內。
實施例及比較實施例
在如以下表1中所描述的製程條件下藉由將加熱源與玻璃基板接觸而執行倒角。在執行製程期間，環境溫度為23.5℃，且相對濕度(relative humidity；RH)為17%。
康寧公司的大猩猩玻璃用作玻璃基板，且其性質如以下表2中所示。
實驗實施例
1.表面粗糙度之量測
在根據實施例及比較實施例倒角之後，表面粗糙度經量測以確認磨損程度。當量測表面粗糙度時，使用3D顯微鏡照片，且量測結果在以下表3中展示。
2.伸長率的量測
以在強化玻璃基板下方自中心在相對側面處安置兩個分離支撐跨越物的此方式來量測伸長率，且當負載藉由位於基板之中心上部部分上的上部跨越物施加至窗基板之上部部分時，上部跨越物接觸窗基板的點與窗基板破裂的點之間的距離(十字頭移位)被量測，以便根據以下等式1計算伸長率，且其結果在以下表3中展示。
[等式1]伸長率(%)=(6Tδ)/s2
(其中，T表示窗基板之厚度(毫米)，δ表示十字頭移位(毫米)，s表示支撐跨越物之間的距離(毫米))。
參看上述表3，可見與藉由比較實施例1之方法倒角的玻璃基板相比根據實施例倒角的玻璃基板通常具有較低表面粗糙度。
又，可見與根據比較實施例倒角的玻璃基板相比，根據實施例倒角的玻璃基板具有較高伸長率。

Claims (9)

  1. 一種將一玻璃基板倒角的方法，其係藉由將一加熱構件與一玻璃基板之一邊緣接觸而執行，其中供應給該玻璃基板之一熱量為10至200千卡，且藉由該加熱構件施加至該玻璃基板之一壓力為300至700千克力/平方公分。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中玻璃基板之該邊緣係藉由一熱應力切斷。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該玻璃基板具有0.5至1Kcal/mh℃之一熱傳遞係數。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該加熱構件在倒角期間具有1,200至1,700℃的一溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該加熱構件在倒角期間以0.5至5米/分鐘之一移動速度移動。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該玻璃基板之一經倒角表面具有20微米或更小的一表面粗糙度。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該玻璃基板為一經強化玻璃基板。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該經強化玻璃基板具有600至700千克力/平方毫米之一維氏硬度。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該經強化玻璃基板具有具10至200微米之一深度的一經強化層。
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