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CN111777322A - 一种玻璃盖片及其加工方法 - Google Patents

一种玻璃盖片及其加工方法 Download PDF

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CN111777322A CN202010734269.8A CN202010734269A CN111777322A CN 111777322 A CN111777322 A CN 111777322A CN 202010734269 A CN202010734269 A CN 202010734269A CN 111777322 A CN111777322 A CN 111777322A
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吴哲
王丹
王剑俊
杨甜
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Abstract

本发明公开一种玻璃盖片的加工方法包括在玻璃盖板上附着保护层，使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，使用氢氟酸溶液进行倒边处理，最后去除保护层。本发明还公开了这种加工方法加工的玻璃盖片。本发明使用激光切割和化学倒边结合的方法，解决盖板行业较大加工需求时对CNC设备数量的依赖，减少设备投入，轻量化资产配置，缩减了工艺流程，同时可以大大提高尺寸极限，提高玻璃制品表面强度；采用化学方法可以得到45±5°的C形倒边，倒边后易于剥离，去除保护层速度快、效率高。

Description

一种玻璃盖片及其加工方法
技术领域
本发明涉及液晶显示盖板玻璃领域，具体涉及一种玻璃盖片及其加工方法。
背景技术
液晶显示盖板玻璃随着智能终端产品的普及，需求量极大，应对市场需求，盖板生产企业需不断加大设备投入量，集中精力提升生产效率，同时提高产品硬度和抗弯强度。
常规的盖板生产工艺为：素板切割→清洗→CNC外形加工→清洗→后段其他工艺。这其中，素板切割分为使用钻石或硬金属轮划线切割或激光切割。使用钻石或硬金属轮划线切割出类似于最终产品但尺寸放大的玻璃片，然后用机械的方法折断玻璃，由此加大的尺寸量都会延长CNC磨削倒边工作量，延长加工时间、降低效率，增加耗材损失。而激光切割传统采用熔融切割法，是在很短的时间内将激光能量集中到玻璃表面的一个微区，使玻璃蒸发，但边缘经常熔化，无法从玻璃基板上移除。
目前液晶显示盖板玻璃倒边，即外形加工都是由CNC精雕机完成，通过CNC磨边可以去除由于切割时产生锋利棱角，且通过研磨和抛光把玻璃的几何外形尺寸控制在公差要求范围内。但CNC磨边倒边时由于采用机械磨削对玻璃表面进行施加外力的方式进行，玻璃作为脆性材料必然产生崩边现象，导致玻璃制品不良率增加，为了解决崩边的问题，一般采用较高目数的刀具，高目数刀具的采用只是减少了裂纹的长度，但并没有解决裂纹产生，且由于高目数的刀具切削速度远比低目数刀具慢，因此也大大降低了生产的效率。
随着电子设备的兴起，玻璃在显示领域的应用愈渐广泛，这也对玻璃外观、强度提出更高的要求。目前玻璃制品外形和尺寸复杂多变，但CNC精雕机受磨轮的尺寸限制，导致对一些锐角和特殊边缘地区无法磨边倒边，如能有一种工艺可以使玻璃的磨边倒边工艺不受外形限制，且减少玻璃因为CNC加工导致的微裂纹，提高玻璃强度，则具有较大的经济效益和社会效益。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是现有玻璃盖片的倒边方法中崩边不良率高，玻璃强度低的缺点，从而提供一种玻璃盖片及其加工方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种玻璃盖片的加工方法，包括如下步骤：
S1：在玻璃盖板上附着保护层；
S2：使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片；
S3：使用氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片进行倒边处理；
S4：去除倒边后的玻璃盖片的保护层。
进一步地，S1附着保护层时，所述保护层外沿相较于玻璃盖片最终外形尺寸内缩0-0.5mm。
S3中所述倒边处理为使用3-10wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片进行浸泡或使用喷头进行喷淋，处理时间为15-60min。
优选地，S1中附着保护层为先在玻璃盖板双面涂覆UV感光油墨然后曝光显影。
其中，所述UV感光油墨厚度为5～30μm，涂覆环境为黄光无尘环境，涂覆方法为两面滚涂或丝网印刷，之后在150-250℃下烘烤10-30min；所述曝光显影为置入曝光机进行UV紫外双面曝光，其中曝光UV波长为350nm-450nm，出射光强范围为8mW/cm2-40mW/cm2，曝光后的玻璃盖板投入含1-5wt％氢氧化钠或氢氧化钾的显影剂中，在25-35℃中进行显影5-10min。
S4中保护膜去除为将倒边后的玻璃盖片使用3～10wt％的氢氧化钠的溶液，在40-70℃喷淋30-150秒，去除感光油墨层，然后漂洗干净。
或者，S1中附着保护层为在玻璃盖板表面贴耐酸膜，所述耐酸膜材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸中的一种，厚度50-150μm，贴耐酸膜的方法为使用对辊贴膜机贴覆。
S4中保护膜去除为直接撕去耐酸膜。
进一步地，S2中的激光功率为20-50kw，切割速度为30mm/s～100mm/s
本发明还提供一种玻璃盖片，由上述的加工方法加工而成。
本发明技术方案，具有如下优点：
(1)本发明使用激光切割和化学倒边结合的方法，解决盖板行业较大加工需求时对CNC设备数量的依赖，减少设备投入，轻量化资产配置，缩减了工艺流程，同时可以大大提高尺寸极限，使用化学溶液进行边部磨边倒边，不仅可以解决锐角特殊边缘区域无法机械磨边倒边的技术难点，还可以减少切割和CNC加工过程中产生的崩边不良率，去除玻璃切割和CNC加工过程中产生的微裂纹，提高玻璃制品表面强度。
(2)本发明在激光切割后使用氢氟酸进行化学倒边，因为玻璃断面为标准垂直平面，当此断面在含F离子的酸性溶液中时，F离子对于玻璃材料的侵蚀存在各向同性的特点：即各点位各方向均存在腐蚀，但由于突出的尖角部分接触面积更大，加上工艺中流体冲刷速度和力度更大，会导致凸出的部分优先被削除，因此会形成垂直面等比例内缩，尖角角度逐步变大的过程，因而可以倒直边并形成得到45±5°的C形倒边，满足玻璃盖片与塑胶外壳紧密装配需要，以实现塑胶外框可以对盖板的紧固作用；同时，化学倒边后易于剥离，速度快、效率高。
(3)本发明附着保护层时，其外沿相较于玻璃盖片最终外形尺寸内缩0-0.5mm，从而达到最后所要得到的倒边尺寸。
(4)本发明提供的加工方法使用曝光显影或贴耐酸膜来附着保护层，除了防止在倒边过程中氢氟酸腐蚀表面以外，还具有控制玻璃制品倒边尺寸的作用，通过控制曝光显影或保护膜距边的尺寸来控制倒边大小，控制蚀刻发生在固定区域、引导蚀刻去除量最大程度集中在玻璃切割线的直角边上，同时此保护层的存在可以大大降低在周转、工艺过程中玻璃表面被损伤的可能性，提高良率。
(5)本发明使用激光裂纹切割法，将激光束聚焦在玻璃内部，通过对玻璃中间层进行加热、表面层进行淬冷形成温差和拉应力，这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂，从而达到切割目的。此方法切割精度高、预留量少，可一步达到最终产品尺寸要求，进而仅作倒边即可，缩短工艺流程、提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1-5中的加工方法流程图；
图2为本发明实施例1中步骤(1)得到的涂覆了感光油墨的玻璃盖板结构示意图；
图3为本发明实施例1中步骤(2)得到的曝光显影后的玻璃盖板结构示意图；
图4为本发明实施例1中步骤(3)得到的激光切割后的玻璃盖片结构示意图；
图5为本发明实施例1中步骤(4)得到的倒边后的玻璃盖片结构示意图；
图6为本发明实施例1中步骤(5)得到去除的保护层后的玻璃盖片结构示意图；
图7为图6中玻璃盖片倒边部位的局部放大图；
图8为实施例1得到的玻璃盖片的崩边状况采用显微镜观察时抓取的图片；
图9为对比例1得到的玻璃盖片的崩边状况采用显微镜观察时抓取的图片；
图10为对比例2得到的玻璃盖片的崩边状况采用显微镜观察时抓取的图片。
附图标记说明：
1-玻璃盖板；2-保护层；3-玻璃盖片。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。
本发明使用的试剂和仪器如下：
玻璃盖板：高铝玻璃——康宁2320；UV感光油墨：红大电子HD-200；耐酸膜：无锡佳赢pp膜，厚度为100μm；
激光切割仪：大族激光PLG1612-FL-50；曝光机：台湾志圣UVE-M552。
其余试剂均为市售标准试剂。
以下具体实施例是对本发明的进一步说明，所举案例并不能列举出本发明的全部实施方式，仅以其中部分实施方式为例进行说明，具体实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种玻璃盖片的加工方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)在玻璃盖板1双面涂覆厚度为5μm的UV感光油墨作为保护层2，涂覆环境为黄光无尘环境，涂覆方法为两面滚涂，之后在250℃下烘烤10min，最终结构如图2所示的；
(2)置入曝光机进行UV紫外双面曝光，其中曝光UV波长为450nm，出射光强范围为40mW/cm2，曝光后的玻璃盖板1投入含5wt％氢氧化钠或氢氧化钾的显影剂中，在30℃中进行显影5min，最终结构如图3所示，保护层2外沿相较于玻璃盖片3最终外形尺寸内缩0.5mm；
(3)使用激光裂纹切割法切割附着了保护层2的玻璃盖板1，得到附着了保护层2的玻璃盖片3，激光功率为50kw，切割速度为100mm/s，最终结构如图4所示；
(4)使用10wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层2的玻璃盖片3进行浸泡，处理时间为60min，最终结构如图5所示；
(5)将倒边后的玻璃盖片3置入10wt％的氢氧化钠的溶液，在70℃喷淋150秒，去除感光油墨层，然后漂洗干净，得到如图5所示的玻璃盖片3，倒边得到45°的C形倒边，结构如图6所示。
实施例2
本实施例提供一种玻璃盖片的加工方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)在玻璃盖板表面使用贴膜机对辊贴耐酸膜作为保护层，保护层外沿和玻璃盖片最终外形尺寸相符；
(2)使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片，激光功率为30kw，切割速度为60mm/s；
(3)使用6wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片使用喷头进行喷淋，处理时间为45min；
(4)直接撕去倒边后的玻璃盖片上的保护层，然后漂洗干净，得到最终的玻璃盖片产品，倒边得到45°的C形倒边。
实施例3
本实施例提供一种玻璃盖片的加工方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)在玻璃盖板双面涂覆厚度为20μm的UV感光油墨作为保护层，涂覆环境为黄光无尘环境，涂覆方法为丝网印刷，之后在200℃下烘烤30min；
(2)置入曝光机进行UV紫外双面曝光，其中曝光UV波长为350nm，出射光强范围为20mW/cm2，曝光后的玻璃盖板投入含1wt％氢氧化钾的显影剂中，在25℃中进行显影10min，保护层外沿和玻璃盖片最终外形尺寸相符；
(3)使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片，激光功率为20kw，切割速度为50mm/s，；
(4)使用5wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片使用喷头进行喷淋，处理时间为15min；
(5)将倒边后的玻璃盖片置入5wt％的氢氧化钠的溶液，在40℃喷淋30秒，去除感光油墨层，然后漂洗干净，得到最终的玻璃盖片产品，倒边得到45°的C形倒边。
实施例4
本实施例提供一种玻璃盖片的加工方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)在玻璃盖板表面使用贴膜机对辊贴耐酸膜作为保护层，保护层外沿相较于玻璃盖片最终外形尺寸内缩0.5mm；
(2)使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片，激光功率为40kw，切割速度为80mm/s；
(3)使用8wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片进行浸泡，处理时间为40min；
(4)直接撕去倒边后的玻璃盖片上的保护层，然后漂洗干净，得到最终的玻璃盖片产品，倒边得到45°的C形倒边。
实施例5
本实施例提供一种玻璃盖片的加工方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)在玻璃盖板双面涂覆厚度为30μm的UV感光油墨作为保护层，涂覆环境为黄光无尘环境，涂覆方法为两面滚涂，之后在150℃下烘烤20min；
(2)置入曝光机进行UV紫外双面曝光，其中曝光UV波长为400nm，出射光强范围为8mW/cm2，曝光后的玻璃盖板投入含3wt％氢氧化钠的显影剂中，在35℃中进行显影8min，保护层外沿相较于玻璃盖片最终外形尺寸内缩0.5mm；
(3)使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片，激光功率为40kw，切割速度为30mm/s；
(4)使用3wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片进行浸泡，处理时间为30min；
(5)将倒边后的玻璃盖片置入3wt％的氢氧化钠的溶液，在50℃喷淋100秒，去除感光油墨层，然后漂洗干净，得到最终的玻璃盖片产品，倒边得到45°的C形倒边。
对比例1
本对比例的区别为使用传统工艺制备玻璃盖片，具体步骤为，将玻璃盖板使用机械裁切出相对于成品有尺寸余量0.5mm以上的玻璃片，清洗后置入CNC数控车床进行外形加工，直至达到所要求的尺寸和边部形状，得到最终的玻璃盖片产品。
对比例2
本对比例和实施例1的区别在于使用CNC倒边。
本对比例提供一种玻璃盖片的加工方法具体步骤如下：
(1)在玻璃盖板双面涂覆厚度为5μm的UV感光油墨作为保护层，涂覆环境为黄光无尘环境，涂覆方法为两面滚涂，之后在250℃下烘烤10min；
(2)置入曝光机进行UV紫外双面曝光，其中曝光UV波长为450nm，出射光强范围为40mW/cm2，曝光后的玻璃盖板投入含5wt％氢氧化钠或氢氧化钾的显影剂中，在30℃中进行显影5min，保护层外沿相较于玻璃盖片最终外形尺寸内缩0.2mm；
(3)使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片，激光功率为50kw，切割速度为100mm/s；
(4)将附着了保护层的玻璃盖片置入CNC数控车床进行外形加工，直至达到要求的尺寸和边部形状；
(5)将倒边后的玻璃盖片置入10wt％的氢氧化钠的溶液，在70℃喷淋150秒，去除感光油墨层，然后漂洗干净，得到最终的玻璃盖片产品。
对比例3
本对比例和实施例1的区别在于没有涂覆保护层。
本对比例提供一种玻璃盖片的加工方法具体步骤如下：
(1)使用激光裂纹切割法切割玻璃盖板，得到玻璃盖片，激光功率为50kw，切割速度为100mm/s；
(2)使用10wt％的氢氟酸溶液对玻璃盖片进行浸泡，处理时间为60min，得到最终的玻璃盖片产品。
实验例
对实施例1-5和对比例1-3进行崩边观察和玻璃强度测试，其测试方法：崩边采用显微镜观察并抓取图片后采用显微镜软件对崩边尺寸进行测量，强度测试采用双环压力测试方法，崩边结果和强度测试结果如下表所示：
表1实施例和对比例的崩边及强度测试
崩边量(μm) 抗弯强度(MPa)
实施例1 3 53
实施例2 5 53
实施例3 7 52
实施例4 6 54
实施例5 7 51
对比例1 85 24
对比例2 83 22
对比例3 7 58
由上表可以看出，对比例1和2的崩边量明显大于各实施例，如图所示，图8为实施例1的崩边量，图9为对比例1的崩边量，图10为对比例2的崩边量，从3图的对比也可以明显看出，本申请实施例1的崩边量明显小于对比例1和2的崩边量；同时对比例1和2其抗弯强度受到CNC的影响，均低于实施例；对比例3的崩边量和抗弯强度和实施例类似，但是由于没有事先使用保护膜，其边部基本无倒边，产品厚度也由于腐蚀而减少。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种玻璃盖片的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在玻璃盖板上附着保护层；
S2：使用激光裂纹切割法切割附着了保护层的玻璃盖板，得到附着了保护层的玻璃盖片；
S3：使用氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片进行倒边处理；
S4：去除倒边后的玻璃盖片的保护层。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，S1附着保护层时，所述保护层外沿相较于玻璃盖片最终外形尺寸内缩0-0.5mm。
3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，S3中所述倒边处理为使用3-10wt％的氢氟酸溶液对附着了保护层的玻璃盖片进行浸泡或使用喷头进行喷淋，处理时间为15-60min。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的加工方法，S1中附着保护层为先在玻璃盖板双面涂覆UV感光油墨然后曝光显影。
5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述UV感光油墨厚度为5～30μm，涂覆环境为黄光无尘环境，涂覆方法为两面滚涂或丝网印刷，之后在150-250℃下烘烤10-30min；所述曝光显影为置入曝光机进行UV紫外双面曝光，其中曝光UV波长为350nm-450nm，出射光强范围为8mW/cm2-40mW/cm2，曝光后的玻璃盖板投入含1-5wt％氢氧化钠或氢氧化钾的显影剂中，在25-35℃中进行显影5-10min。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，S4中保护膜去除为将倒边后的玻璃盖片使用3～10wt％的氢氧化钠的溶液，在40-70℃喷淋30-150秒，去除感光油墨层，然后漂洗干净。
7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的加工方法，其特征在于，S1中附着保护层为在玻璃盖板表面贴耐酸膜，所述耐酸膜材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸中的一种，厚度50-150μm，贴耐酸膜的方法为使用对辊贴膜机贴覆。
8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，S4中保护膜去除为直接撕去耐酸膜。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的加工方法，其特征在于，S2中的激光功率为20-50kw，切割速度为30mm/s～100mm/s。
10.一种玻璃盖片，其特征在于，由权利要求1-9任一权利要求所述的加工方法加工而成。
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