用于化学强化的玻璃的局部退火的方法技术

一种为玻璃制品提供局部退火区域的方法，所述方法包括：(a)提供强化的玻璃制品，其具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度；(b)在该玻璃制品的第一侧面上选择玻璃制品的第一部分作为目标；(c)将选择作为目标的第一部分退火到第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度；和(d)重复步骤(b)和(c)以在该玻璃制品的第一侧面上形成玻璃制品的退火部分的图案。选择目标的退火可通过例如聚焦激光或使用微波能量或感应源来进行。一种用于制备层压件结构的方法，该层压件结构包含第一玻璃层(12)、第二玻璃层(16)和在第一玻璃层和第二玻璃层中间的至少一种聚合物中间层(14)。第一玻璃层(12)可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度的第一部分以及具有第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度的第二部分。在其它实施方式中,第二玻璃层(16)可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第三表面压缩应力和第三压缩应力层深度的第三部分以及具有第四表面压缩应力和第四压缩应力层深度的第四部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2013年08月26日提交的美国临时申请号61/869962的优先权，其全文通过引用结合于此。背景玻璃层压件可用作建筑和汽车或运输应用中的窗户和窗格玻璃，包括汽车、轨道车辆、机车和飞机。玻璃层压件还可用作栏杆和阶梯中的玻璃面板，作为用于墙壁、柱子、电梯桥厢、厨房应用和其它应用的装饰性面板或盖板。如本文所使用，窗格玻璃或层压玻璃结构可为窗户、面板、墙壁、箱体、信息板(sign)或其他结构的透明的、半-透明的、半透明的或不透明的零件。用于建筑和/或汽车应用的常见类型的窗用玻璃包括透明和有色层压的玻璃结构。常规的汽车窗格玻璃构造包括具有聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层的两个2mm钠钙玻璃的板层。这些层压件构造具有一些优势，包括低成本、足以应用于汽车和其它应用的抗冲性。然而，因为它们的有限的抗冲性和更大的重量，这些层压件呈现低劣的性能特征，包括当受到路边碎片撞击、故意破坏(vandal)和/或其它物体冲击时更高的破碎概率，以及对于个别车辆的更低的燃料效率。在其中强度很重要的应用中(例如如上所述的汽车应用中)，可通过多种方法来提高常规玻璃的强度，包括涂覆、热学钢化和化学强化(离子交换)。热学钢化常规地用于具有厚的整体件玻璃板的那些应用，并具有形成穿过整个玻璃表面的厚压缩层的优势，通常到达总体玻璃厚度的20％-25％。然而，压缩应力的大小通常较低，通常小于100MPa。此外，对于较薄的玻璃(例如小于约2mm)，热学钢化变得越来越低效。相反，离子交换(IX)技术可在处理的玻璃中形成高水平的压缩应力,在表面处高达约1000MPa，且适于非常薄的玻璃。然而，离子交换技术可受限于较浅的压缩层，通常在几十微米的量级。这种高压缩应力可得到非常高的钝物冲击耐受性，其可能不能通过用于汽车应用的特定的安全性标准，例如ECE(联合国欧盟经济委员会)R43头模冲击测试，其中要求玻璃在一定冲击负载下破碎以防止受伤。常规的研究和开发努力聚焦于车辆层压件的受控的和优先的破碎，代价是牺牲其自身的抗冲性。对于有些汽车窗格玻璃或层压件例如挡风玻璃等而言，其中使用的材料必须通过多个安全标准，例如ECER43头模冲击测试。如果在该测试限定的条件下，该产品没有破碎，则因为安全性原因该产品是不可接受的。这就是为什么挡风玻璃常规地由层压的退火玻璃而不是钢化玻璃制成的原因之一。钢化的玻璃(热学钢化的和化学钢化的)具有更高耐受破碎的优势，这对提高层压的汽车窗格玻璃的可靠性可为理想的。具体来说，薄的、化学-钢化的玻璃可理想地用于制造高强度的、轻量汽车窗格玻璃。然而，使用这种钢化的玻璃制备的常规层压的玻璃不能满足头部冲击安全性要求。形成符合安全性要求的薄的、化学-钢化的玻璃的方法之一可为在玻璃进行化学钢化之后进行热退火过程。这具有降低玻璃的压缩应力的效果，由此减少导致玻璃破碎所需的应力。该方法的不足在于压缩应力的下降发生在玻璃产品的所有区域而不是只发生在最有可能发生头部冲击的玻璃的区域。因此，本领域需要在玻璃的受控的区域实审局部化的退火，由此所得产品将在例如靠近该产品的边缘处的关键区域保留其强度，并在对于乘员安全性而言重要的区域进行弱化。概述本专利技术的实施方式总体涉及用于生产离子交换的玻璃的方法,例如具有中等压缩应力、高压缩层深度和/或所需的中央张力的特征的玻璃。其它的实施方式提供具有层压的、钢化的玻璃的汽车窗格玻璃或层压件。根据本专利技术的一种或多种实施方式,方法和设备提供用于薄的玻璃制品，其具有来自离子交换技术的表面压缩层，其实现耐刮擦性和抗冲击性。该玻璃制品还可呈现较高的压缩层深度(DOL),使它能耐受环境损坏。应指出，在某些区域中玻璃表面处的压缩应力(CS)可低于传统的离子交换的玻璃,其使得玻璃通过汽车冲击安全性标准(例如ECER43头模冲击测试)，并因此适用于汽车窗格玻璃应用。其它实施方式提供导致直接的热退火的示例性方法，并由此使得热学钢化或化学-钢化的玻璃制品局部弱化。一种示例性实施方式将激光用于这直接的热退火，由此激光将玻璃局部地加热到足以形成热退火，但控制暴露于激光的过程以限制对玻璃造成断裂或其它物理损坏。其它示例性实施方式包含引导的微波或感应加热以形成所需的局部化的热退火。本专利技术的一些实施方式提供用于为玻璃制品提供局部退火区域的方法。该方法包含提供具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度的强化的玻璃制品，以及在玻璃制品的第一侧面上选择玻璃制品的第一部分作为目标。该方法还包含将选择作为目标的第一部分退火到第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度，重复选择目标和退火步骤以在玻璃制品的第一侧面上形成玻璃制品的退火部分的图案。本专利技术的其它施方式提供层压件结构，其具有第一玻璃层,第二玻璃层,和在第一玻璃层和第二玻璃层中间的至少一种聚合物中间层。第一玻璃层可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度第一部分以及具有第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度的第二部分。本专利技术的其它施方式提供层压件结构，其具有第一玻璃层,第二玻璃层,和在第一玻璃层和第二玻璃层中间的至少一种聚合物中间层。第一玻璃层可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度第一部分以及具有第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度的第二部分。第二玻璃层可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第三表面压缩应力和第三压缩应力层深度的第三部分以及具有第四表面压缩应力和第四压缩应力层深度的第四部分。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述给出了本专利技术的实施方式，用来提供理解要求保护的本专利技术主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图简要说明为说明之目的，在附图中示出优选形式，但应理解，本专利技术所批露和所述的实施方式不限于所示的精确配置和手段。图1是流程图，其显示本专利技术的一些实施方式。图2是流程图，其显示本专利技术的另外一些实施方式。图3是本专利技术的一些实施方式的横截面显示。图4是本专利技术的另外一些实施方式的透视图。图5是图3和4的另一透视图，显示其中需要减少的强度和全部强度的区域。图6是包括局部退火部分的阵列的玻璃制品的透视图。具体描述在下面的描述中，在图中所示的多个视图中，类似的附图标记表示类似或对应的部分。还应理解，除非另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为玻璃制品提供局部退火区域的方法，所述方法包括：(a)提供强化的玻璃制品，其具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度；(b)在该玻璃制品的第一侧面上选择玻璃制品的第一部分作为目标；(c)将选择作为目标的第一部分退火到第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度；和(d)重复步骤(b)和(c)以在该玻璃制品的第一侧面上形成玻璃制品的退火部分的图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.26 US 61/869,9621.一种为玻璃制品提供局部退火区域的方法，所述方法包括：
(a)提供强化的玻璃制品，其具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度；
(b)在该玻璃制品的第一侧面上选择玻璃制品的第一部分作为目标；
(c)将选择作为目标的第一部分退火到第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度；和
(d)重复步骤(b)和(c)以在该玻璃制品的第一侧面上形成玻璃制品的退火部分的图
案。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二表面压缩应力和第二压缩应力的层深度
分别小于第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火步骤还包含在选择作为目标的第一
部分上聚焦激光并保持预定的能量密度和停留时间，以避免对玻璃制品造成损坏。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激光是CO2激光或Nd:YAG激光。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火的步骤还包含使用微波能量选择性
地加热所述选择作为目标的第一部分。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，选择性地加热的步骤还包括用屏蔽材料屏蔽
该玻璃制品的非选作目标的部分。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火的步骤还包含使用感应源选择性地
加热所述选择作为目标的第一部分。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，选择性地加热的步骤还包括优先地吸收或阻
断来自该感应源的能量。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
(i)在该玻璃制品的第二侧面上选择玻璃制品的第三部分作为目标；
(ii)将选择作为目标的第三部分退火到第三表面压缩应力和第三压缩应力层深度；和
(iii)重复步骤(i)和(ii)以在该玻璃制品的第二侧面上形成玻璃制品的退火部分的
图案。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第二表面压缩应力和第三表面压缩应力是
不同的。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第二压缩应力层深度和第三压缩应力层深
度是不同的。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强化的玻璃制品包含一种或多种玻璃
层和中间层。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强化的玻璃制品包含化学强化的玻璃
层、热学强化的玻璃层或其组合。
14.一种层压件结构，其包括：
第一玻璃层；
第二玻璃层；和
在第一玻璃层和第二玻璃层中间的至少一种聚合物中间层,
其中第一玻璃层包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第一表面压缩应力和第一压
缩应力层深度的第一部分以及具有第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度的第二部分。
15.如权利要求14所述的层压件结构，其特征在于，第一层的强化的玻璃是化学强化的
玻璃或热学强化的玻璃。
16.如权利要求14所述的层压件结构，其特征在于，第一表面压缩应力是约250MPa-约
350MPa，第一压缩应力层深度大于约60微米。
17.如权利要求16所述的层压件结构，其特征在于，第二表面压缩应力小于第一表面压
缩应力，第二压缩应力层深度小于第一压缩应力层深度。
18.如权利要求14所述的层压件结构，其特征在于，第二玻璃层包含强化的玻璃，该强
化的玻璃包括具有第三表面压缩应力和第三压缩应力层深度的第三部分以及具有第四表
面压缩应力和第四压缩应力层深度的第四部分。
19.如权利要求18所述的层压件结构，其特征在于，第二层的强化的玻璃是化学强化的
玻璃或热学强化的玻璃。
20.如权利要求18所述的层压件结构，其特征在于，第三表面压缩应力是约250MPa-约
350MPa，第三压缩应力层深度大于约60微米。
21.如权利要求18所述的层压件结构，其特征在于，第四表面压缩应力小于第三表面压
缩应力，第四压缩应力层深度小于第三压缩应力层深度。
22.如权利要求18所述的层压件结构，其特征在于，第一表面压缩应力和第三表面压缩
应力是...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·克利里，M·S·弗莱斯科，R·S·瓦格纳，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US