一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃的制作方法
【专利摘要】一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，关键是：所述玻璃组分按摩尔百分比计是：SiO2:67-75%，Al2O3:14-20%，B2O3:0-2%，Na2O:5-15%，K2O:2-8%，MgO:0-5%，CaO:0-5%，SrO:0-1%，ZnO:0-1%，SnO:0.1-1%。利用本发明的料方熔制出的触摸屏盖板玻璃产品适合于进行化学钢化且具有较好的钢化效果，可获得较大的表面应力与较为适合的应力层深度。且玻璃具有较大的杨氏模量，从而获得较理想的断裂韧性，这对降低玻璃脆性，改善玻璃耐冲击性大有助益。
【专利说明】一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，属于显示产品的屏幕表面保护用玻 璃材料，该玻璃材料属于铝硅酸盐体系，具有优秀的力学性能，良好的抗冲击和抗划伤性 能。可用于等离子电视、液晶电视、平板电脑、笔记本电脑液晶显示器、触摸屏手机等的保 护，可以很好的保护显示产品屏幕，延长显示产品的使用寿命和使用效果。
【背景技术】
[0002] 随着包括电容式触摸屏手机、平板电脑、数码相机、各类查询终端、ATM机、点播机、 大屏幕触摸式电子白板等的出现及更新换代，触控功能在消费电子产品中的渗透率不断提 高，这极大地推动了触摸屏表层盖板玻璃的市场需求。
[0003] 根据消费者的需求，触摸屏盖板玻璃正逐渐向着更优质的方向发展。其优质主要 体现在表面应力大、应力层深度适合、耐热、耐热冲击、具有较好的坚韧性、脆性低耐冲击、 轻薄适合大尺寸化等方面。目前，在降低脆性，改善触摸屏盖板玻璃耐冲击性方面的研究进 展依旧差强人意，未有突破性进展，触摸屏盖板玻璃的损坏亦多由耐冲击性能不足而造成。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述触摸屏盖板玻璃的不足，提供一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，有 意在料方中将硅、铝的相对含量调高，并对其它组分进行相关调整，经反复验证、调整，最终 获得该增强型触摸屏盖板玻璃。
[0005] 本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，关键 是：所述玻璃组分按摩尔百分比计是： Si02: 67-75 %, Al2〇3： 14-20 % , B2〇3: 0_5 %， Na20: 5-15 %， K20: 2-8 %， MgO: 0-5 %， CaO: 0-5 %， SrO: 0-1 %， ZnO ： 0-1 %， SnO: 0.1-1 %〇
[0006] 利用本发明的料方熔制出的触摸屏盖板玻璃产品适合于进行化学钢化且具有较 好的钢化效果，可获得较大的表面应力与较为适合的应力层深度。且玻璃具有较大的杨氏 模量，从而获得较理想的断裂韧性，这对降低玻璃脆性，改善玻璃耐冲击性大有助益。由于 其料方特点，该触摸屏盖板玻璃不易发生失透且易于玻璃化，适合工艺生产要求，具有较好 的耐热与耐热冲击性能。并且该料方中的澄清剂部分，采用的是氧化澄清、硫澄清与卤素澄 清相结合的复合澄清剂方式，协调三者的澄清优势，达到连续澄清目的，将气籽浓度降至较 低程度，玻璃熔体内污染物所形成的气泡被称作"气籽"，且避免了 As、Sb等的使用，绿色环 保。碱金属中避免Li元素的使用，降低了生产成本；碱土金属中避免了 Ba元素的使用，既 是考虑到降低成本又是考虑到Ba被认为是有害物质。该料方适合于工业生产，具有较高的 经济价值。
【具体实施方式】
[0007] -种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，所述玻璃组分按摩尔百分比计是： Si02: 67-75 %, Al2〇3： 14-20 % , B2〇3: 0_5 %， Na20: 5-15 %， K20: 2-8 %， MgO: 0-5 %， CaO: 0-5 %， SrO: 0-1 %， ZnO ： 0-1 %， SnO: 0.1-1 %〇
[0008] 所述Si02的优选范围是：67-70%。作为构成硅酸盐玻璃的基质，Si0 2的加入可提 高玻璃的耐热冲击性与化学耐久性，并使玻璃不易失透，对于玻璃化过程也有助益。然而过 多的Si0 2会使得熔融温度升高，降低热膨胀系数，对生产工艺提出过高要求。
[0009] 所述A1A的优选范围是：15-17%。A1203的加入可提供较高的耐热性与较高的离 子交换能力，可有效提高杨氏模量进而减小触摸屏盖板玻璃的脆性，且在生产中起到助熔 作用。然而A1 203的含量过多时，会导致玻璃易失透、热膨胀系数减小而难以与周边材料匹 配、高温粘度过大，加大玻璃生产工艺难度等。
[0010] 所述B203的优选范围是：0. 5-1. 5%。B203的加入可有效降低玻璃的液相温度、高温 粘度及密度，尤其可使玻璃软化，在生产过程中起到良好的助熔作用，并且可提高玻璃产品 的韧性，提高机械强度。然而，过多的B 203会降低玻璃的应变点，并容易导致在离子交换过 程中产生应力缓和，不利于得到良好的压缩应力。
[0011] 所述Na20的优选范围是：7-12% ;所述K20的优选范围是：2-5% ;且12 %彡（Na20 + K20)彡21 %、0. 8彡Al2(V(Na20 + K20)彡1.5。K+与Na+都是离子交换的成分，适量的 增加其含量可有效地降低玻璃的高温粘度从而提高熔融性与成形性，并可改善失透。然而， 其含量过高会增加玻璃的热膨胀并降低玻璃的化学耐久性，且含量过高反而有失透性恶化 的倾向。
[0012] 所述MgO的优选范围是：2-4% ;所述CaO的优选范围是：0. 3-4% ;所述SrO的优选 范围是：0.3-0.8%;且5%彡]\%0+〇&0+51〇彡10%、0.25彡（]\%0+〇&0+51〇)八似 20 + 1(20) < 0. 5。以上碱土金属氧化物的加入可有效降低玻璃的高温粘度从而提高玻璃的熔融性及 成形性、提高离子交换性能，并可提高玻璃的应变点与杨氏模量。然而其含量过多使密度增 力口，裂纹、失透、分相的发生率均提高，还会导致离子交换性能反而恶化。
[0013] 所述ZnO的优选范围是：0. 3-0. 8%。ZnO可以使玻璃的高温粘度降低、又是使杨氏 模量提高的成分。另外还具有提高离子交换性能的效果。但是，若ZnO的含量过多，则热膨 胀系数增大，玻璃容易失透、分相，裂纹发生率也会升高。
[0014] 所述SnO的优选范围是：0. 3-0. 8%。引入SnO,主要是利用其氧化澄清作用。本料 方中澄清剂采用复合澄清剂。该复合澄清剂综合利用了氧化物澄清、硫酸盐澄清及卤素澄 清的优势，充分发挥三者的协同效应和叠加效果。其中卤素以氯化物形式引入。
[0015] 利用本发明的料方熔制出的触摸屏盖板玻璃产品适合于进行化学钢化且具有较 好的钢化效果，可获得较大的表面应力与较为适合的应力层深度。且玻璃具有较大的杨氏 模量，从而获得较理想的断裂韧性，这对降低玻璃脆性，改善玻璃耐冲击性大有助益。由于 其料方特点，该触摸屏盖板玻璃不易发生失透且易于玻璃化，适合工艺生产要求，具有较好 的耐热与耐热冲击性能。并且该料方中的澄清剂部分，采用的是氧化澄清、硫澄清与卤素澄 清相结合的复合澄清剂方式，协调三者的澄清优势，达到连续澄清目的，将气籽浓度降至较 低程度，且避免了 As、Sb等的使用，绿色环保。碱金属中避免Li元素的使用，降低了生产成 本；碱土金属中避免了 Ba元素的使用，既是考虑到降低成本又是考虑到Ba被认为是有害物 质。该料方适合于工业生产，具有较高的经济价值。
[0016] 为验证本发明料方的增强效果，现熔制出玻璃样品，并对其进行钢化处理，检测出 相关性能，参见表1、表2和表3中的实施例： 表1 :
【权利要求】
1. 一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述玻璃组分按摩尔百分比计是： Si02: 67-75 %, Al2〇3： 14-20 % , B2〇3: 0_5 %， Na20: 5-15 %， K20: 2-8 %， MgO: 0-5 %， CaO: 0-5 %， SrO: 0-1 %， ZnO ： 0-1 %， SnO: 0.1-1 %〇
2. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述Si〇d3 范围是：67-70%。
3. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述A1203 的范围是：15-17%。
4. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述B203的范 围是：0. 5-1. 5%。
5. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述Na20的 范围是：7_12%。
6. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述K20的范 围是：2_5%。
7. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述MgO的范 围是：2_4%。
8. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述CaO的范 围是：0. 3_4%。
9. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述SrO的范 围是：0· 3-0. 8%。
10. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述ZnO的 范围是：0. 3_0. 8%。
11. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：所述SnO的 范围是：0. 3_0. 8%。
12. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：12 % < (Na20 + K20) <21 %。
13. 根据权利要求5所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于AKATOV (Na20 + K20)彡 1. 5。
14. 根据权利要求1所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于：5 % 彡 MgO+CaO+SrO 彡 10 %。
15. 根据权利要求14所述的一种高硅、高铝触摸屏盖板玻璃，其特征在于： 0. 25 ^ (MgO+CaO+SrO) / (Na20 + K20) ^ 0. 5〇
【文档编号】C03C3/078GK104150765SQ201310377895
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】高强, 闫冬成, 李俊锋, 张广涛, 刘文泰 申请人:东旭集团有限公司