專利名稱：一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方的制作方法
一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于玻璃生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蓋板用玻璃組成，特別是一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，采用化學(xué)強化方法處理的玻璃特別適合用作觸摸屏的蓋板玻璃。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)和顯示技術(shù)的不斷發(fā)展、成本的進一步降低，觸摸屏給人們帶來的便利隨著，使國內(nèi)許多企業(yè)開始對觸摸屏技術(shù)產(chǎn)生興趣。觸摸技術(shù)與顯示技術(shù)進一步結(jié)合， 除了手機等傳統(tǒng)應(yīng)用之外，觸控個人電腦、智能家電將成為觸摸屏發(fā)展的新動力，中大尺寸觸控面板相繼推出。隨著產(chǎn)品尺寸的增加，對產(chǎn)品的重量也提出了較高的要求，其中降低具有保護作用的蓋板用玻璃的密度成了關(guān)注的重點。目前，觸摸屏應(yīng)用范圍已變得越來越廣泛，從工業(yè)用途的工廠設(shè)備的控制/操作系統(tǒng)、公共信息查詢的電子查詢設(shè)施、商業(yè)用途額提款機，到消費性電子的移動電話、PDA、數(shù)碼相機等都可看到觸摸屏幕。其中應(yīng)用最為廣泛的仍是手機。隨著人們對視覺及操作便利性的需求提升，以及技術(shù)的日漸成熟，強調(diào)其簡易的人機操作，觸控面板的應(yīng)用層面也將俞來愈廣，不再局限于小尺寸的應(yīng)用，尺寸日益變大，為的是滿足不同領(lǐng)域的需要，觸控面板已是大勢所趨。另外，移動設(shè)備產(chǎn)品的輕量化程度要求較高，因此用于移動設(shè)備產(chǎn)品上的玻璃蓋板重量也要相對較輕，而且由于觸摸屏玻璃要與不同材料相結(jié)合，對其膨脹系數(shù)也提出了較高的要求，同時，用于觸摸屏的蓋板玻璃需要經(jīng)過化學(xué)強化處理，因此對玻璃強度要求也提出了要求。
現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)產(chǎn)品通過在玻璃組成成分中加入含Ba、Sr的金屬來提高玻璃的熱膨脹系數(shù)，但含Ba、Sr金屬的加入也同時會增加玻璃的比重，無法滿足蓋板玻璃輕量化的要求；同時，針對超薄玻璃的組成與制備方法，國內(nèi)外的專利公開了不同的基礎(chǔ)玻璃成分與制備方法，如CN200880016095. 9，公開了一種可下拉的化學(xué)強化玻璃，其主要成分按摩爾分數(shù)百分比為 64-68% 的 SiO2,8-12% 的 Al2O3,12-16% 的 Na2O, 2-5% 的 K20,0-3% 的 B2O3,4-6%的MgO，0-5%的CaO，用于移動電子設(shè)備中的蓋板玻璃，其含有較多的K+離子，會阻礙化學(xué)強化的速度，降低生產(chǎn)效率和玻璃質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，滿足市場對蓋板玻璃輕量化的要求，同時具有較低的密度和較寬的膨脹范圍、較高的化學(xué)鋼化強度，優(yōu)良的抗刮性能和耐磨性能，可進行化學(xué)強化，經(jīng)實驗確定其主要成分含有Si02、A1203、Na2O, K2O、CaO,強度和耐化學(xué)性均優(yōu)于普通硅酸鹽玻璃，可制成O. 5-1. Imm的玻璃薄片。
本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方， 上述的玻璃各組分按質(zhì)量百分比組成包括63-73%的SiO2,12-18%的Al2O3, O. 1-4%的 CaO，12-16% 的 Na20,1-3% 的 K2O。
使用本發(fā)明中所述的配方制備出的玻璃，通過對配方組分的含量進行調(diào)整，不含有Ba、Sr等比重較大的金屬，達到了降低玻璃密度的目的；含有CaO，能降低玻璃的析晶傾向，并能降低高溫粘度，有利于熔化，玻璃經(jīng)過化學(xué)強化后，可以有效地提高觸摸產(chǎn)品屏幕表面的抗沖擊和耐磨性，延長產(chǎn)品的使用壽命，本發(fā)明中所述的配方組分中也降低了 K+離子含量，經(jīng)試驗測試后，強度和耐化學(xué)性能等均優(yōu)于普通玻璃，化學(xué)強化時間短，強度高，提高了化學(xué)強化的效率。本發(fā)明采用硝酸鉀熔融液作為玻璃的化學(xué)強化液，通過離子交換的方式在玻璃表面形成一層壓應(yīng)力層，達到強化的目的，強化后玻璃的強度比強化前提高了5-10 倍。
本發(fā)明針對目前觸摸屏大尺寸產(chǎn)品較重的缺陷，創(chuàng)造了一種輕質(zhì)的蓋板玻璃組分，可以生產(chǎn)質(zhì)量較輕的產(chǎn)品；本發(fā)明產(chǎn)品具有較寬的膨脹系數(shù)，能與不同膨脹系數(shù)的產(chǎn)品相匹配；本發(fā)明創(chuàng)造一種含有氧化鋁高硬度玻璃成分的鋁硅酸鹽玻璃，玻璃成分更適合于化學(xué)強化處理，使之能達到高強度，并且本發(fā)明不含MgO只含有CaO，能降低玻璃的析晶傾向，并能降低高溫粘度，有利于熔化。玻璃經(jīng)過化學(xué)強化后，可以有效地防止觸摸產(chǎn)品保護屏幕表面的抗沖擊和劃傷損害，延長含觸摸屏產(chǎn)品的使用壽命。
具體實施方式
一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，上述的玻璃各組分按質(zhì)量百分比組成包括 63-73% 的 SiO2,12-18% 的 Al2O3, O. 1-4% 的 CaO，12-16% 的 Na20,1-3% 的 K20。
上述的組分中，Na2O與K2O的總質(zhì)量百分比不低于13%。
上述的SiO2含量優(yōu)選為65_70%。
上述的Al2O3含量優(yōu)選為14_16%。
上述的CaO含量優(yōu)選為0. 1-3%。
上述的Na2O含量優(yōu)選為13-15%。
上述的K2O含量優(yōu)選為1. 2-2. 4%。
本發(fā)明的玻璃組分中引入最多的成分是SiO2, SiO2是構(gòu)成玻璃骨架的必需成分， 其含量越高，越能提高玻璃的耐化學(xué)性和機械強度，而且能降低玻璃的密度，另一方面，由于具有提高粘度的傾向，所以SiO2含量太高，增加玻璃的高溫粘度，使玻璃難于熔化。本發(fā)明SiO2含量是63-73%之間，優(yōu)選是65-70%之間，調(diào)整其含量得到合適的熔融溫度和液相線溫度，適合玻璃的成型。
Al2O3是改善玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的必要成分，可以抑制分相，提高化學(xué)強化特性，對化學(xué)強化過程具有促進作用。本發(fā)明引入12-18%的Al2O3，低于此范圍效果不明顯，高于此范圍液相線溫度顯著升高，不利于成型，需要調(diào)整合適的含量得到適合成型的粘度。優(yōu)選含量為 14-16%。
Na2O主要是可以在玻璃表層與離子交換液中的K+離子置換，使玻璃達到強化的目的，另外還可以起到助熔的作用。當(dāng)Na2O與Al2O3的摩爾比接近I時，化學(xué)強化效率最高， 強化后的玻璃強度也最高；當(dāng)比值大于或小于I時，對化學(xué)強化過程不利。所以本發(fā)明選取 13-15%的Na2O,更優(yōu)選為12 13%。
K2O主要起助熔作用，且同時引入Na2O與K2O,通過混合堿效應(yīng)，有助于降低黏度和提高玻璃的熔融性，如果引入過多的κ20，會阻礙離子交換速度，所以選擇引入1-3%的K20。 另外堿金屬還可有效的調(diào)整玻璃的熱膨脹系數(shù)，Na2O與K2O的總質(zhì)量百分比不低于13%。
堿土金屬如Ca0、Mg0、Sr0、Ba0,這些堿土金屬為玻璃提供各種性能,這些性能對于熔融、澄清、成型和最終的應(yīng)用都很重要。因為含Sr和Ba的比重大，不符合環(huán)保和輕質(zhì)化要求，故不采用。本發(fā)明選擇CaO，是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，在玻璃中主要作用是穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度，而且能降低高溫粘度，可調(diào)整料性，有利于成型；但含量較高時，能使玻璃的析晶傾向增大，而且易使玻璃發(fā)脆。所以優(yōu)選是4%以下，更優(yōu)選是O. Γ3%0
發(fā)明在實施時，測試樣品的主要制備步驟為稱量-混合-熔融-攪拌澄清-均化-成型-退火-加工-性能測試。
具體步驟將幾種氧化物按照重量百分比稱量后，充分混合均勻，再取200g混合料倒入鉬銠坩堝中，在1550-1650°C下保溫5-10h ;熔化過程中使用鉬金棒攪拌，幫助排出氣泡并使玻璃液澄清均化，然后將熔制好的玻璃液在不銹鋼板上成型，在60(TC溫度下退火處理，降至室溫后進行加工，進行理化性能測試。理化性能測試包括密度、熱膨脹系數(shù)、液相線溫度、應(yīng)變點、退火點、軟化點、化學(xué)鋼化等。
表I、表2和表3中共提供了 15組實施例配比以及性能測試結(jié)果。
表 I :
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的玻璃各組分按質(zhì)量百分比組成包括:63-73% 的 SiO2,12-18% 的 Al2O3, 0. 1-4% 的 CaO, 12-16% 的 Na20,1-3% 的 K2O0
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的組分中，Na2O與K2O的總質(zhì)量百分比不低于13%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的SiO2含量優(yōu)選為65-70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的Al2O3含量優(yōu)選為14-16%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的CaO含量優(yōu)選為0. 1-3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的Na2O含量優(yōu)選為13-15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，其特征在于所述的K2O含量優(yōu)選為1.2-2. 4%。
全文摘要
一種輕質(zhì)觸摸屏用蓋板玻璃的配方，經(jīng)實驗確定其主要成分含有SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO，使用本發(fā)明中所述的配方制備出的玻璃，通過對配方組分的含量進行調(diào)整，達到了提高熱膨脹系數(shù)的目的，同時避免了采用比重較大的含Ba、Sr的金屬來提高玻璃熱膨脹系數(shù)；本發(fā)明在MgO與CaO之間選擇了CaO，未加入MgO，能降低玻璃的析晶傾向，并能降低高溫粘度，有利于熔化，玻璃經(jīng)過化學(xué)強化后，可以有效地防止觸摸產(chǎn)品保護屏幕表面的抗沖擊和劃傷損害，延長含觸摸屏產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號C03C3/087GK102976611SQ201210500038
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者李英春, 侯建偉, 閆冬成, 李俊鋒, 張廣濤, 田穎 申請人:東旭集團有限公司