可化学回火的玻璃板制造技术

本发明专利技术涉及一种玻璃板，该玻璃板具有不含硼和锂的玻璃组成，该玻璃组成包含以相对于玻璃的总重量表示的重量百分比的以下各项：65％≤SiO2≤78％ 5％≤Na2O≤20％ 0≤K2O<5％ 1％≤Al2O3<4％ 0≤CaO<4.5％ 4％≤MgO≤12％；以及小于1的(CaO/MgO)比。本发明专利技术对应于一种容易化学回火的钠‑硅型玻璃组合物，该玻璃组合物比铝硅酸盐玻璃更适合于大量生产，并且因此是以低成本可获得的，并且具有接近于或非常类似于在现有大量生产中已经使用的组成的基础玻璃/基质组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1.专利
本专利技术涉及一种能够被化学回火/强化的玻璃板。具体地，本专利技术涉及一种能够被容易地化学回火/强化并且是便宜的及易于生产的玻璃板。呈单片或叠层形式的化学强化的玻璃板在其中机械阻力是必须的/强制的专门的玻璃装配工作中获得越来越多的应用，如运输(即，航空、汽车)、建筑物/建筑学以及显示器行业。在此类应用中，显示器行业在过去几年中已变为需要化学强化的透明玻璃板作为用于大量电子装置如移动电话、智能电话、TV、计算机、数字照相机等的保护/盖板玻璃、观察窗或(触摸)屏幕的巨大市场。确实，因为这些装置中的许多是便携式的，对所使用的玻璃在机械上要求很多，并且因此高度令人希望的是其能够在使用和运输期间耐受冲击和/或损害，诸如刮擦或冲击。化学强化在显示器领域中甚至更具有极大重要性，因为此领域需要具有低厚度(低至小于1mm)的玻璃板，并且因为化学强化被认为是机械上加强(超)薄玻璃板所选择的方法。出于重量原因，还有利的是使用薄玻璃板作为用于太阳能、热或光伏器件的盖板玻璃。2.现有技术的解决方案玻璃物品的化学强化是热诱导的离子交换，涉及用较大离子(例如，碱性钾离子)置换玻璃的表层中的较小碱性钠离子。当较大离子“楔”入原来由钠离子占据的小位点时，玻璃中出现增加的表面压缩应力。此类化学处理总体上是通过将玻璃浸入含有一种或多种较大离子的熔融盐的离子交换熔融浴中、在温度和时间的精确控制下进行。已经如此处理的玻璃物品的断裂强度因此增加大致等于所产生的表面压缩应力的值。尽管如此，能够在化学强化的玻璃的使用期间影响其表面的损害导致此强化作用的减小，并且如果该损害是使得压缩下的层被穿透，则甚至可能消除此强化作用。因此，取决于旨在用于化学强化的玻璃的用途，焦点集中在实现高的表面压缩应力(或“CS”)值和/或压缩下的层的高的厚度值(其与被称作“层深度”或“DoL”(即所引入的离子到达的深度)的参数有关)，其理想地至少等于玻璃可能经受的最大可能缺陷/损害的深度。这两个参数的组合通常被认为适当地限定所得机械强度的品质。特别地，在显示器领域中，当使用“逐件法(piece-by-piece process)”来生产化学强化的玻璃板(在回火处理之前进行切割成最终尺寸)时，针对边缘强度搜索高的DoL值(优选地高于10微米并且非常优选地高于12微米或甚至更好地高于15微米)，而当使用“片材法”(在回火处理之后进行切割成最终尺寸)时，“中心张力”(定义为(CS*DoL)/(玻璃厚度-2*DoL))必须保持是低的。还已知的是，对于给定的玻璃组成，这两个强化参数还显著取决于离子交换法的温度和时间的条件。因此，压缩下的层的厚度根据已知的扩散定律随着温度并且随着离子交换的持续时间而增加。但是温度越高，由离子交换诱发的应力松弛越快。同样，将该处理延长过长时间允许给予应力松弛所必需的时间并且因此导致更小程度的韧化。因此，为该方法选择的条件通常在于最优温度与最小持续时间之间的折中，以优化方法成本。为了降低化学强化的成本(限制持续时间和/或温度以达到压缩应力和DOL的搜索值)，已提出(仅描述或已在市场上)大量“容易化学回火的”玻璃组合物(意味着它们尤其有利于离子交换)，但它们通常具有各种缺点。它们中的许多包含源自昂贵原料和/或显著改变玻璃(熔融的或最终的)的物理特性的成分。已知的一些可化学回火的玻璃组合物含有例如显著含量的锂和/或硼。然而，锂具有增加玻璃的密度的缺点，而硼具有因其蒸发和炉壁/耐火材料腐蚀而有时导致波筋(ream)的形成的缺点。另外，由于它们的相应原料的高价格，两者均具有极大增加最终玻璃价格的额外且显著的缺点。还已知铝硅酸盐型玻璃组合物，诸如，在美国专利申请US2012/0196110A1中描述的那些，来自康宁(Corning)的玻璃产品或来自旭硝子公司(Asahi Glass Co.)的玻璃产品，对于化学回火是非常有效的。然而，它们具有大量缺点。它们的高温特性使它们非常难以生产(粘度、澄清能力、成形、耐火材料腐蚀)。由于使用的一些原料(即，氧化铝)的昂贵性且由于它们的生产所需的高温(高含量的能源/燃料)，它们的成本相对较高。与铝硅酸盐玻璃组合物相比，钠钙硅玻璃组合物一般不被视为容易化学回火的组合物的良好候选物，即便它们便宜得多。最后，已知相当难以改变(即使略微地)玻璃组成，因为；-玻璃生产线，并且特别是浮法线，代表相当多的投资，并且如果该组成导致例如对耐火材料的损害，则其为不可修复的；以及-从一种组成变成另一种组成的过渡时间是生产玻璃时具有高重要性的一个参数，因为如果过长，最终玻璃的生产成本将大幅度地受到负面影响。因此，在显示器领域中尤其对于能够可化学回火的钠钙硅型玻璃组合物存在市场需要，该玻璃组合物比铝硅酸盐玻璃更适合于大量生产，并且因此是以低成本可获得的，并且具有接近于或非常类似于在现有大量生产中已经使用的组成的基础玻璃/基质组成。3.专利技术目的本专利技术的目的特别是补救所列举的缺点并且解决技术问题，即提供容易化学回火或换言之比常规的钠钙硅玻璃组合物更有利于离子交换的玻璃组合物。在本专利技术的实施例的至少一个中，本专利技术的另一个目的是提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物是容易化学回火的并且允许达到适合于用于生产显示装置的盖板玻璃的“逐件”法的强化参数(所获得的边缘强度典型地为DoL>10-15微米)。特别地，在此背景下，本专利技术的目的是提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物是容易化学回火的并且允许获得极大交换深度，同时保持产生更好的玻璃强化的压缩应力值。在本专利技术的实施例的至少一个中，本专利技术的另一个目的是提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物是容易化学回火的并且特别是在现有的经典钠钙硅玻璃的生产线上易于生产。特别地，在此背景下，本专利技术的目的是提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物是容易化学回火的并且在从经典钠钙硅组合物的生产转到可回火组合物的生产(且反之亦然)时无需较长过渡时间。仍在此背景下，本专利技术的目的在此背景下是提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物是容易化学回火的并且不要求使用与用于一般生产的经典钠钙硅玻璃所使用的那些不同的原料、技术和/或工业设施(或换言之，与经典浮法工艺兼容的)。更具体地，在本专利技术的实施例的至少一个中，本专利技术的目的是提供一种玻璃组合物，该玻璃组合物是容易化学回火的并且具有目标特性(较低粘度、较低工作点温度、熔点<1550℃-1500℃、硫酸盐澄清能力、低耐火材料腐蚀、适当的去玻璃化温度)，从而避免铝硅酸盐组合物的已知缺点并且使组成与用于钠钙玻璃生产的现有工具兼容。最后，本专利技术的另一个目的是提供一种简单的、快速的且尤其是经济的针对现有技术的缺点的解决方案。4.专利技术概述本专利技术涉及一种玻璃板，该玻璃板具有不含硼和锂的玻璃组成，该玻璃组成包含以相对于玻璃的总重量表示的重量百分比的以下各项：65％≤SiO2≤78％5％≤Na2O≤20％0≤K2O<5％1％≤Al2O3<4％0≤CaO<4.5％4％≤MgO≤12％；以及小于1的(CaO/MgO)比。因此，本专利技术在于一种新颖的且创造性的方法，因为该方法使得能够发现针对现有技术的缺点(特别是铝硅酸盐玻璃的缺点)同时至少部分地保持其优势的解决方案。诸位专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃板，所述玻璃板具有不含硼和锂的玻璃组成，所述玻璃组成包含以相对于玻璃的总重量表示的重量百分比的以下各项：65％≤SiO2≤78％5％≤Na2O≤20％0≤K2O<5％1％≤Al2O3<4％0≤CaO<4.5％4％≤MgO≤12％；以及小于1的(CaO/MgO)比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 EP 14001188.31.玻璃板，所述玻璃板具有不含硼和锂的玻璃组成，所述玻璃组成包含以相对于玻璃的总重量表示的重量百分比的以下各项：65％≤SiO2≤78％5％≤Na2O≤20％0≤K2O<5％1％≤Al2O3<4％0≤CaO<4.5％4％≤MgO≤12％；以及小于1的(CaO/MgO)比。2.根据前一项权利要求所述的玻璃板，其特征在于，所述组成包含范围为按重量计从0.002％至1.7％的含量的总铁(以Fe2O3的形式表示)。3.根据前一项权利要求所述的玻璃板，其特征在于，所述组成包含范围为按重量计从0.002％至0.6％的含量的总铁(以Fe2O3的形式表示)。4.根据前一项权利要求所述的玻璃板，其特征在于，所述组成包含范围为按重量计从0.002％至0.2％的含量的总铁(以Fe2O3的形式表示)。5.根据权利要求1-2中任一项所述的玻璃板，其特征在于，所述组成包含以下总铁：按重量计0.06％<Fe2O3≤1.7％。6.根据前一项权利要求所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·兰布里彻，
申请(专利权)人：旭硝子欧洲玻璃公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE