玻璃的強化或抗菌處理方法及由其方法強化或抗菌處理的玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及顯示用玻璃的強化或同時抗菌處理的離子交換方法及根據(jù)其方法強化或同時抗菌處理的顯示用玻璃，更具體地說，本發(fā)明涉及包含蝕刻玻璃基材的至少一面，消除玻璃基材表面上的氧化膜和微細裂紋的一次強化玻璃基材的步驟；在所述玻璃基材的蝕刻的至少一面上接觸或涂布鉀系物質(zhì)產(chǎn)生離子交換的二次強化玻璃基材的步驟的顯示用玻璃強化或同時抗菌處理的離子交換方法，以及由其方法提供強化或同時抗菌處理的顯示用玻璃。
【專利說明】玻璃的強化或抗菌處理方法及由其方法強化或抗菌處理的玻璃
[0001]
[0002]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及玻璃的強化或抗菌處理方法及由其方法強化或抗菌處理的玻璃，更具體地說，本發(fā)明涉及包含蝕刻玻璃基材的至少一面，消除玻璃基材表面上的氧化膜和微細裂紋(crack)的一次強化玻璃基材的步驟；在所述玻璃基材的蝕刻的至少一面上接觸或涂布鉀系物質(zhì)產(chǎn)生離子交換的二次強化玻璃基材的步驟的玻璃強化或抗菌處理方法，以及由其方法提供強化或抗菌處理的玻璃。
[0004]另外，在玻璃基材的至少一面用銀或銅系物質(zhì)由固相或液相涂布法產(chǎn)生離子交換，或是由銀或銅系物質(zhì)為單獨成分的溶液的涂布方法涂布來抗菌處理玻璃基材的玻璃強化或抗菌處理方法，以及由其方法提供強化或抗菌處理的玻璃.【背景技術(shù)】
[0005]眾所周知的玻璃強化方法有熱強化、化學(xué)強化、物理強化等方法。根據(jù)報導(dǎo)其中化學(xué)強化具有與微晶玻璃的應(yīng)力分布很類似，應(yīng)力梯度緩慢，不會發(fā)生壓縮到張力的急速轉(zhuǎn)變等優(yōu)點。
[0006]這種化學(xué)強化方法中具有代表性的是離子交換(1n exchange)法，其是平板玻璃表面的Li+、Na+等的堿金屬離子，以離子半徑較大、具有同一電荷的Na+、K+等的堿金屬離子替代而增加玻璃表面的體積，因此形成壓應(yīng)力而增加強度的方法。
[0007]所述的離子交 換法是擴散控制過程(Diffusion-controlled process),所以是溫度和時間的函數(shù)，結(jié)果離子交換的溫度越高，制造實際厚度的壓縮層需要的時間越。由離子交換所能達成的強度增加受處理條件，即受溫度和時間的支配，已有的玻璃組成下，溫度增加時達到最大強度的時間更短。壓縮層的厚度受正確的玻璃組成、處理條件、原始玻璃厚度的影響而可在數(shù)百~數(shù)千掬變化。層比玻璃的整個厚度很薄時，形成均衡的強度非常小，與熱強化玻璃(thermal strengthend glass)不同的是化學(xué)強化玻璃具有處理后能切斷或機械加工的優(yōu)點。
[0008]這種離子交換法通常是指使用熔融鹽浸潰法的情況。熔融鹽浸潰法是將玻璃浸潰在堿熔融鹽，熔融鹽含有離子和玻璃含有離子相交換后強化玻璃的方法，首先要離子交換的玻璃在轉(zhuǎn)變溫度以下的300~450°C范圍內(nèi)加熱，另一方面將堿金屬鹽在380°C以上的溫度熔融后，在此熔融鹽浸潰已加熱的玻璃并保持一定時間以上后，在玻璃表面上形成壓應(yīng)力層而強化玻璃。
[0009]但是，此種熔融鹽浸潰法另外要具備預(yù)先加熱的裝備和熔融鹽浴，使得裝備大型化又復(fù)雜，離子交換或是預(yù)熱等加熱工藝沒有連續(xù)性，只能斷斷續(xù)續(xù)地進行，另外根據(jù)強化對象玻璃的浸潰順序會產(chǎn)生用于強化維持時間上的差異，所以可能產(chǎn)生強化程度上的差異，同時根據(jù)反復(fù)的強化工藝，熔融鹽的交換對象離子濃度會發(fā)生差異，要不是修改強化條件就要交換熔融鹽并再加熱，所以具有工藝變成復(fù)雜的問題。
[0010]另外，使用熔融鹽的離子交換工藝是在其特性上在特定溫度對鹽加熱后浸潰玻璃進行離子交換過程，就算加熱完全熔融鹽，很難確保熔融鹽浴的所有部分(位置)的溫度相同，因此引起離子交換上最重要的溫度條件隨位置而不同的問題，因此還具有難以穩(wěn)定地實現(xiàn)同一的最終物性的問題。
[0011]另外，考慮工藝溫度和維持時間時，利用熔融鹽(Molten Salt)浸透Ag或Cu等抗菌成分的離子交換工藝，相對在較高的溫度和較長的維持時間，如在300~450°C范圍進行約I個小時，溫度和維持時間在這觀點上具有非經(jīng)濟性的問題。
[0012]同時，利用熔融鹽的離子交換工藝在其特性上，很難確保在熔融鹽浴的所有部分Ag或Cu離子的濃度分布均勻，液相中離子的移動比較自由不能控制，濃度分布的不均勻，因此所述離子的濃度難以實現(xiàn)同一物性目的，具有降低最終正常產(chǎn)品良率的問題。
[0013]另外，對進行離子交換過程而言，離子交換的玻璃強度或透光率必有限制，因此要導(dǎo)出克服此種限制的較佳工藝因素才能擴張商業(yè)領(lǐng)域
[0014]在另一觀點，如廚房餐具、熱水器、水冷器等食生活相關(guān)的裝置和工具，和如加濕器、冷風(fēng)機等環(huán)境相關(guān)的裝置上利用玻璃制造產(chǎn)品，在持續(xù)使用這些工具及裝置的過程中開始增殖固著細菌，有時會發(fā)生由這些細菌引起人體疾病的情形。
[0015]另外，如移動電話、PDA、筆記本電腦等直接顯示資訊的顯示裝置通常使用玻璃材質(zhì)。另一方面，不像早期桌上型電腦一樣固定使用的顯示裝置，這些顯示裝置經(jīng)小型化后，便可攜帶顯示裝置而與人體尤其與人手接觸的次數(shù)較多。此外，最近顯示裝置的觸摸方式替代類比按鈕方式，顯示裝置的核心構(gòu)成因素玻璃的衛(wèi)生日益受重視，因此要處理這些玻璃上的衛(wèi)生使用藥 品而發(fā)生□生上的二次問題，或發(fā)生經(jīng)常清洗的麻煩。對此，玻璃的抗菌處理成為主要問題，因此需求多種不用藥品又不用經(jīng)常清洗且能長久保持玻璃抗菌性的方法。
[0016]另外，要玻璃上附加抗菌性本發(fā)明使用了溶膠涂布方法，現(xiàn)有的抗菌處理未曾試過以單一抗菌物質(zhì)制造的溶膠涂布來附加抗菌性的工藝。具體地說，利用溶膠(sol)的涂布方法是很早以前就存在的技術(shù)，溶膠(SOl)是膠體或是無機物單分子的固體分子分散的懸浮液狀態(tài)，選擇條件時相較于熔融法在更低的溫度下可以合成玻璃，又相較于使用現(xiàn)有原料陶瓷在更低的溫度下可致密燒結(jié)。并且不需如真空裝備的額外高價裝備可簡單地形成膜，另外簡單地只通過熱處理過程就可形成膜，因此提高生產(chǎn)效率。另外，溶膠的特性上從溶液開始，在多元體系原料由分子水平、原子水平混合，可容易獲得均勻組成的膜，使得溶膠涂布方法受到重視。溶膠涂布方法有Dip coating, Spin coating, Spray coating等，廣泛使用在多種領(lǐng)域。由這些優(yōu)點為基礎(chǔ)，一直認為溶膠涂布方法是由早已知曉的微動效應(yīng)(oligodynamic effect)利用Ag, Cu等具有抗菌能力的材料可容易地在涂布對象附加抗菌性的方法。
[0017]可是現(xiàn)有的技術(shù)以溶膠涂布方法附加抗菌性，例如不是制造Ag單獨溶膠而是制造Ag混合于SiO2 sol的復(fù)合溶膠來使用。此對Cu的情形電是一樣。這是因為單純地用Ag單獨形成溶膠時，發(fā)生沉淀等穩(wěn)定性問題，通過涂布未能得到足以附加所需功能的優(yōu)質(zhì)Ag單獨溶膠。因此制造大氣中具有高穩(wěn)定熱特性的SiO2 sol，對此混合少量的Ag來解決Ag單獨以sol狀態(tài)存在時的不穩(wěn)定性。可是這種試圖又引起另一問題。即，利用Ag的抗菌力要滿足先前的目的發(fā)生形成厚涂布膜的問題。因為復(fù)合溶膠是為了穩(wěn)定性所制造的，所以含有少量的Ag。因此要具有所需的抗菌力，形成厚膜以增加Ag的量。現(xiàn)有的技術(shù)形成約1_的膜，適用在近來需要抗菌性功能的顯示用玻璃上，會引起透光率降低，在此觀點上可說是不太合適的技術(shù)。另外，SiO2溶膠與Ag混合使用的現(xiàn)有復(fù)合溶膠要獲得穩(wěn)定的膜，需要約500°C以上的高溫?zé)崽幚怼４朔N高溫?zé)崽幚碓诋a(chǎn)業(yè)性的層面上引起工藝時間和良率的問題。最后，現(xiàn)有的復(fù)合溶膠為了附加利用Ag的抗菌功能必需和Si02 —起制造，所以商業(yè)層面上具有成本單價的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明需要解決的技術(shù)課題
[0019]本發(fā)明是為了解決如前所述的問題而提出的，本發(fā)明的目的是預(yù)先在玻璃基材的至少一面上執(zhí)行蝕刻工藝經(jīng)一次強化玻璃后，在此執(zhí)行離子交換經(jīng)二次強化而制造具有600MPa以上強度值的高強度玻璃基材，并且，由蝕刻工藝盡量消除玻璃表面上的缺陷(flaw)，離子交換后減少透光率的損失或保持離子交換前后的透光率水平。
[0020]另外，利用熔融鹽浸潰的離子交換法，對同一序號的工藝而言，由于根據(jù)浸潰順序、反復(fù)工藝，在熔融鹽的交換對象離子濃度的變化等，使離子交換的條件改變，與所述方法不同的本發(fā)明另一目的是盡量保持同一條件對強化對象玻璃基材進行強化或抗菌處理，如此同一條件下對玻璃基材進行強化或抗菌處理來減少不良率、提高玻璃完成品的良率。
[0021]另外，本發(fā)明的另一目的是由相同的離子交換工藝經(jīng)強化或抗菌處理的最終玻璃基材在整體上具有同一的物性而提高產(chǎn)品的可靠性。
[0022]另外，由于興起環(huán)保、健康的最近趨勢，和環(huán)保材料玻璃的屬性，而且移動顯示器市埸的擴張和由此帶來的智能手機、平板電腦的普及，許多機器使用觸摸操作系統(tǒng)的環(huán)境下，對以觸摸為基礎(chǔ)的機 器而言，使玻璃基材自身保持顯示器的清潔性，尤其是根據(jù)新離子交換法建立最好的離子浸透條件是本發(fā)明的另一目的。
[0023]另外，本發(fā)明的另一目的是在類似的溫度范圍均可進行玻璃的強化和抗菌的發(fā)明性特征做為基礎(chǔ)，不是兩種工藝而是以單一工藝使得同時附加強化和抗菌性功能，并講求工藝的經(jīng)濟性。
[0024]另外，認識到現(xiàn)有的熔融鹽浸潰法在預(yù)熱過程和到離子交換的浸潰過程斷斷續(xù)續(xù)地進行的缺點，為了解決所述缺點的本發(fā)明離子交換的特征是從涂布到離子交換可連續(xù)地進行，所以在工藝上具有優(yōu)點，并能使同時或連續(xù)進行工藝至抗菌處理。
[0025]在產(chǎn)業(yè)的層面上，因可以減少一種工藝，在經(jīng)濟、時間的層面上可期待見其效果，另外如前所述由于攜帶型顯示器的普及擴張，對顯示用玻璃的講求增加的現(xiàn)實下，通過附加抗菌性功能來達到環(huán)保目的，同時要確保顯示用玻璃的安全性。
[0026]本發(fā)明的特征是認識到現(xiàn)有的熔融鹽浸潰法在預(yù)熱過程和到離子交換的浸潰過程斷斷續(xù)續(xù)地進行的缺點，要解決所述缺點，從涂布到離子交換可連續(xù)地進行離子交換，所以在工藝上具有優(yōu)點，并能使同時或連續(xù)進行工藝至抗菌處理。
[0027]另外，本發(fā)明的另一目的是通過溶膠涂布法Ag或Cu的抗菌功能要附加在玻璃，與現(xiàn)有的復(fù)合溶膠涂布方法不同地，揭示利用Ag或Cu的單獨溶膠的涂布技術(shù)，使制造比包含少量Ag的復(fù)合溶膠包含更多Ag或Cu的抗菌玻璃。
[0028]這是指形成比復(fù)合溶膠更薄的薄膜可以表現(xiàn)與以現(xiàn)存的復(fù)合溶膠涂布的厚膜同樣的抗菌效果。
[0029]另外，本發(fā)明的另一目的是以薄膜在玻璃上附加抗菌性，所以不會降低透光率。
[0030]另外，本發(fā)明的另一目的是干燥涂布膜后，可在約220°C進行熱處理，比使用現(xiàn)有的復(fù)合溶膠更低的溫度，提供工藝時間及良率優(yōu)好的抗菌處理玻璃。
[0031]另外，本發(fā)明的另一目的是因為制造現(xiàn)有SiO2溶膠的前驅(qū)體TEOS價錢高，不使用SiO2溶膠，制造Ag及Cu單獨溶膠而能使達到降低成本的玻璃抗菌處理。
[0032]解決課題的技術(shù)方案
[0033]為了達到如前所述的目的，本發(fā)明提供玻璃的表面處理方法，其特征是包含:蝕刻玻璃基材的至少一面，消除玻璃基材表面上的氧化膜和微細裂紋(crack)的一次強化玻璃基材的步驟；在所述玻璃基材的蝕刻的至少一面上接觸或涂布鉀系物質(zhì)產(chǎn)生離子交換的二次強化玻璃基材的步驟。
[0034]另外，本發(fā)明提供玻璃的表面處理方法，其特征是在玻璃基材的至少一面上用銀或銅系物質(zhì)由固相或液相涂布法產(chǎn)生離子交換，或是由銀或銅系物質(zhì)為單獨成分的溶液的涂布方法涂布來抗菌處理玻璃基材。
[0035]較佳地，所述抗菌處理步驟之前還包含蝕刻所述玻璃基材的至少一面，消除玻璃基材表面上的氧化膜和微細裂紋(crack)的步驟。
[0036]在所述銀或銅系物質(zhì)為單獨成分的溶液的涂布方法，銀或銅系物質(zhì)是硝酸銀或是硝酸銅，乙醇和水為溶劑制造硝酸銀或是硝酸銅溶液，所述硝酸銀溶液為100摩爾％時，硝酸銀在0.3~1.5摩爾％的范圍，硝酸銅溶液為100摩爾％時，硝酸銅較佳在2.5~3.8摩爾％的范圍。
[0037]較佳地，所述硝酸銀溶液為100摩爾％時，所述硝酸銀在0.3~0.8摩爾％的范圍。
[0038]較佳地，所述硝酸銀和硝酸銅溶液的pH值調(diào)節(jié)在I~1.5。
[0039]較佳地，所述鉀系物質(zhì)是包含硝酸鉀的粉末，粉碎物，溶膠的溶液
[0040]較佳地，在所述離子交換步驟中，包含以每分8~15°C的升溫速度升溫到離子交換溫度，在440~460°C的溫度維持10~20分的加熱履歷來執(zhí)行加熱工藝。
[0041]較佳地，所述二次強化玻璃基材的步驟是在所述鉀系物質(zhì)再混合銀或銅系物質(zhì)，對玻璃基材附加抗菌性同時強化的步驟。
[0042]較佳地，所述二次強化玻璃基材的步驟以后，還包含接觸或涂布銀或銅系物質(zhì)產(chǎn)生離子交換而在玻璃基材附加抗菌性的步驟。
[0043]較佳地，所述附加抗菌性的步驟中，包含以每分8~15°C的升溫速度升溫到離子交換溫度，在240~280°C的溫度維持超過0分10分以下的加熱履歷來執(zhí)行加熱工藝。
[0044]較佳地，只在所述玻璃基材的一面接觸或涂布銀或銅系物質(zhì)。
[0045]較佳地，玻璃基材的兩面均適用離子交換，對鉀系物質(zhì)銀或銅系物質(zhì)的相對量是超過0、0.05%以下。
[0046]較佳地，所述銀或銅系物質(zhì)分別是硝酸銀和硝酸銅的粉末、粉碎物或是溶液。
[0047]另外，本發(fā)明提供表面處理的玻璃，其特征是根據(jù)如前所述的強化方法制造，具有90~93%的透光率，650~700MPa的強度值。
[0048]另外，本發(fā)明提供表面處理的玻璃，其特征是根據(jù)如前所述的強化方法制造，具有90~92%的透光率，580~620MPa的強度值。
[0049]另外，本發(fā)明提供表面處理的玻璃，其特征是根據(jù)如前所述的抗菌處理方法制造，具有90~92%的透光率。
[0050]有益效果
[0051]根據(jù)如前所述的本發(fā)明，玻璃的強度飛躍地增加，處理時可大大減少發(fā)生破損的危險
[0052]另外，本發(fā)明是除了研磨方法以外，導(dǎo)入玻璃的蝕刻法提高強度，或是抗菌處理的離子浸透過程不會使透光率降低反而更可提高透光率，可以計劃保持或提高透光率及提高強度。
[0053]另外，熔融鹽浸潰法的離子強化要額外建造裝備，與其不同的本發(fā)明除了熱處理裝備以外，無需建造額外的復(fù)雜或大型的裝備，并且可連續(xù)進行至于離子交換的工藝，可以達到裝備的簡化、工藝的單純化。
[0054]另外，在熔融鹽浸潰法，根據(jù)熔融鹽浴中的位置不同的濃度梯度，造成不同強化程度的問題由本發(fā)明解決，可提高強化玻璃產(chǎn)品的可靠性
[0055]根據(jù)本發(fā)明固相涂布法或液相涂布法(spreading powder)的離子交換工藝在相對較低的260°C (Ag+), 230 °C (Cu2+)溫度10分內(nèi)完成，在成本單價及良率的層面上具有良好的作用效果。
[0056]另外，根據(jù)固相 涂布法或液相涂布法的離子交換，在離子交換時使用的火爐(furnace)具有穩(wěn)定的溫度梯度，比現(xiàn)有的熔融鹽強化法顯示較高的良率。
[0057]現(xiàn)有的玻璃化學(xué)強化方法，熔融鹽法是其工藝復(fù)雜，要獲得實用的表面壓應(yīng)力層需要數(shù)小時至數(shù)十小時的長時間而生產(chǎn)性低，具有由于雜質(zhì)的吸著使離子交換反應(yīng)降低的問題，尤其使用在強化LCD玻璃時，由于使用在LCD的玻璃大部分是0.7mm的厚度，因為厚度薄尺寸大，具有發(fā)生扭曲現(xiàn)象的問題。而且整體玻璃進行離子交換，可能影響涂布在玻璃一表面的電路使得難以驅(qū)動，由于含在離子交換溶液中雜質(zhì)，離子交換后在玻璃的表面上發(fā)生微細的腐蝕，使用在顯示用玻璃強化法總有限制。另外在大量生產(chǎn)工藝中，離子交換用強化溶液的濃度發(fā)生變化時，需要開發(fā)能應(yīng)付的體系。為了解決這些問題，首先找出最優(yōu)化的離子交換條件，預(yù)測生產(chǎn)工藝中可能發(fā)生的問題，要建立能生產(chǎn)具有均勻的光學(xué)、機械物性的強化玻璃或抗菌玻璃完成品的工藝條件。
[0058]離子交換是交換強化玻璃的K+離子后，玻璃內(nèi)浸透抗菌性的Ag+，Cu+離子，根據(jù)離子交換的溫度及時間，確認強化玻璃的優(yōu)化條件，同時對生活環(huán)境中大量生存的細菌進行抗菌性評價而制造具有玻璃的強化、抗菌、耐刮傷性等多功能性的強化玻璃是本發(fā)明的目的及由此衍生的效果。
[0059]另外，對玻璃加工而言，除了研磨方法以外導(dǎo)入玻璃的蝕刻法，經(jīng)抗菌處理的離子浸透或涂布溶膠以后不會使透光率降低。
[0060]即，熔融鹽浸潰法的離子強化要額外建造裝備，與其不同的本發(fā)明除了熱處理裝備以外，無需建造額外的復(fù)雜或大型的裝備，并且可連續(xù)進行至于離子交換的工藝，可以達到裝備的簡化、工藝的單純化。[0061]另外，除了離子交換以外，以抗菌物質(zhì)單獨制造溶膠而涂布，再排除根據(jù)離子交換的熱處理過程來達到工藝的簡化。尤其使用溶膠時，相較于固相涂布法所交換的離子量相對地少，考盧離子交換對透光率有某一程度的影響，在透光率的層面上溶膠涂布法反而更有利。
[0062]即，本發(fā)明是通過溶膠涂布法Ag或Cu的抗菌功能要附加在玻璃，與現(xiàn)有的復(fù)合溶膠涂布方法不同地，揭示利用Ag或Cu的單獨溶膠的涂布技術(shù)，可制造比包含少量Ag的復(fù)合溶膠包含更多Ag或Cu的抗菌玻璃。這是指形成比復(fù)合溶膠更薄的薄膜可以表現(xiàn)與以現(xiàn)存的復(fù)合溶膠涂布的厚膜同樣的抗菌效果。
[0063]另外，本發(fā)明是以薄膜在玻璃上附加抗菌性，所以不會降低玻璃的透光率。
[0064]另外，本發(fā)明是干燥涂布膜后，可在約220°C進行熱處理，比使用現(xiàn)有的復(fù)合溶膠更低的溫度，對工藝時間及良率具有優(yōu)好的作用效果。
[0065]另外，本發(fā)明是因為制造現(xiàn)有SiO2溶膠的前驅(qū)體TEOS價錢高，不使用SiO2溶膠，制造Ag及Cu單獨溶膠而能使達到降低成本的玻璃抗菌處理
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的從玻璃基材的加工到離子交換過程的流程工藝圖；
[0067]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的離子交換條件圖；
[0068]圖3至圖6是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的相當于表6的離子交換條件下玻璃基材表面內(nèi)關(guān)于K+離 子的分布圖(profile)；
[0069]圖7至圖9是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的相當于表8的離子交換條件下玻璃基材表面內(nèi)關(guān)于K+離子及Ag+離子的分布圖；
[0070]圖10至圖12是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例的相當于表9的離子交換條件下玻璃基材表面內(nèi)關(guān)于K+離子及Ag+離子的分布圖；
[0071]圖13及圖14是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例將玻璃基材在NaOH溶液中蝕刻處理的結(jié)果關(guān)于導(dǎo)出的透光率的圖；
[0072]圖15及圖16是根據(jù)本發(fā)明的一實施例抗菌處理玻璃，對其的抗菌性評價結(jié)果經(jīng)培養(yǎng)的Salmonella菌和E_coli細菌處理后顯示的照片；
[0073]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一實施例用固相涂布法抗菌處理玻璃，對其的抗菌性評價結(jié)果經(jīng)培養(yǎng)的Staphylococcus aureus菌處理后顯示的照片；
[0074]圖18是根據(jù)本發(fā)明的一實施例以銀及銅作為單獨成分制造溶膠，根據(jù)不是離子交換方法而是根據(jù)涂布方法在玻璃基材涂布后對Staphylococcus aureus菌露出I分時顯示抗菌性的照片。
【具體實施方式】
[0075]以下，以附圖和實施例為基礎(chǔ)對本發(fā)明進行更詳細的說明。
[0076]玻璃的破壞具有如下列的的特性:
[0077]1.玻璃的強度比理論值小100~1000倍。
[0078]2.破壞總是從表面開始。[0079]3.在同一試料群中所觀察的強度平均偏差是10~20%。
[0080]4.理論強度和實質(zhì)強度的不一致是玻璃表面上的缺陷(flaw)的緣故。
[0081]即，玻璃的破壞是由于應(yīng)力集中缺陷的存在從表面開始。因此要不是消除這些缺陷就是要缺陷最少化或是把表面做成壓縮狀態(tài)，在缺陷處于張力之前產(chǎn)生壓應(yīng)力而可以強化玻璃。具有表面壓應(yīng)力的玻璃強度與“未處理玻璃的破壞強度+壓應(yīng)力的大小” 一樣。
[0082]在本發(fā)明為了使玻璃強化的效果極大化考盧了多種變數(shù)，尤其念在大量生產(chǎn)工藝考量處理速度、處理體系的規(guī)模等，同時要導(dǎo)出使玻璃具有最優(yōu)好強度特性的制造方法，因此，以下說明的本發(fā)明的玻璃強化工藝是通過各工藝的緊密結(jié)合使玻璃強化的效果極大化。
[0083]本發(fā)明計劃強化尤其是移動電話、筆記型電腦等小型顯示裝置用玻璃(20英寸左右的尺寸)且同時進行抗菌處理，是對已完成形狀加工，但尚未完成強化、抗菌處理等的玻璃，考量進行大量強化或抗菌處理的方法?？墒?，本發(fā)明不應(yīng)解釋成限制只適用于如此小型顯示裝置用玻璃，并應(yīng)留意只要是玻璃與其用途無關(guān)地就可適用。
[0084]總而言之，本發(fā)明改善進行離子浸透的熔融浸潰法的問題，其特征是適用固相涂布法、液相涂布法，和導(dǎo)入強化如透光率的光學(xué)物性、如強度的機械物性等的蝕刻法。
[0085]在此固相涂布法是指固體相的鹽與玻璃接觸，從玻璃表面與鹽進行離子交換的工藝，所述固體相的鹽使用了粉末，但不限制于粉末。另外液相涂布法是指涂布液相后進行離子交換的工藝。
[0086]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一實施例，要制造顯示用玻璃，從玻璃基材的加工到離子交換的工藝圖。
[0087]<玻璃基材的制備>
[0088]在本發(fā)明要強化及/或抗菌所使用的原始玻璃基材的組成及物性特征表示在如下表1。
[0089]【表1】
[0090]
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃表面處理方法，其特征是包含: 蝕刻玻璃基材的至少一面，消除玻璃基材表面上的氧化膜和微細裂紋的一次強化玻璃基材的步驟； 在所述玻璃基材的蝕刻的至少一面上接觸或涂布鉀系物質(zhì)產(chǎn)生離子交換的二次強化玻璃基材的步驟。
2.一種玻璃表面處理方法，其特征是在玻璃基材的至少一面上用銀或銅系物質(zhì)由固相或液相涂布法產(chǎn)生離子交換，或是由銀或銅系物質(zhì)為單獨成分的溶液的涂布方法涂布來抗菌處理玻璃基材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述抗菌處理步驟之前還包含蝕刻所述玻璃基材的至少一面，消除玻璃基材表面上的氧化膜和微細裂紋的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃表面處理方法，其特征是在所述銀或銅系物質(zhì)為單獨成分的溶液的涂布方法，銀或銅系物質(zhì)是硝酸銀或是硝酸銅，乙醇和水為溶劑制造硝酸銀或是硝酸銅溶液，所述硝酸銀溶液為100摩爾％時，硝酸銀在0.3~1.5摩爾％的范圍，硝酸銅溶液為100摩爾％時，硝酸銅較佳在2.5~3.8摩爾％的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述硝酸銀溶液為100摩爾％時，所述硝酸銀在0.3~0.8摩爾％的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述硝酸銀和硝酸銅溶液的pH值調(diào)節(jié)在I~1.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述鉀系物質(zhì)是包含硝酸鉀的粉末，粉碎物，溶膠(sol)的溶液。`
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃表面處理方法，其特征是在所述離子交換步驟中，包含以每分8~15°C的升溫速度升溫到離子交換溫度，在440~460°C的溫度維持10~20分的加熱履歷來執(zhí)行加熱工藝。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述二次強化玻璃基材的步驟是在所述鉀系物質(zhì)再混合銀或銅系物質(zhì)，對玻璃基材附加抗菌性同時強化的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述二次強化玻璃基材的步驟以后，還包含接觸或涂布銀或銅系物質(zhì)產(chǎn)生離子交換而在玻璃基材附加抗菌性的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或10所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述附加抗菌性的步驟中，包含以每分8~15°C的升溫速度升溫到離子交換溫度，在240~280°C的溫度維持超過0分10分以下的加熱履歷來執(zhí)行加熱工藝。
12.根據(jù)權(quán)利要求2，9或10所述的玻璃表面處理方法，其特征是只在所述玻璃基材的一面接觸或涂布銀或銅系物質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的玻璃表面處理方法，其特征是玻璃基材的兩面均適用離子交換，對鉀系物質(zhì)銀或銅系物質(zhì)的相對量是超過0、0.05%以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的玻璃表面處理方法，其特征是所述銀或銅系物質(zhì)分別是硝酸銀和硝酸銅的粉末、粉碎物或是溶液。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制造，具有90~93%的透光率，650~700MPa的強度值的表面處理的玻璃。
16.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法制造，具有90~92%的透光率，580~620MPa的強度值的表面處理的玻璃。
17.根據(jù)權(quán)利要 求2所述的方法制造，具有90~92%的透光率值的表面處理的玻璃。
【文檔編號】C03C21/00GK103723929SQ201210422340
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月14日
【發(fā)明者】崔世泳 申請人:延世大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團