一种玻璃裂片方法与流程

本发明属于玻璃面板加工技术领域，特别地，涉及一种结合了激光切割和化学抛光的玻璃裂片方法。

背景技术：

目前，市场上以玻璃为原材料进行加工的外形产品种类日益繁多，在众多加工方法中，激光切割法因其具有高加工精度和高加工速度而广受青睐。在利用激光加工玻璃产品时，通常是利用激光在玻璃基材上打出激光切割线，所述激光切割线是由连续且间隔均匀的微米级通孔组成，且相邻微孔之间不连通，对完成激光切割的玻璃产品施加外力，利用机械裂片的方式使产品从基材上脱离。

由于在激光加工时会导致微孔附近的玻璃内部产生微裂纹，而裂片时玻璃受到外力挤压作用，使得微裂纹不断扩散直至产品表面，进而引发崩边现象，无法满足高要求的外观标准。

另外，目前对玻璃材质产品的化学抛光处理，基本采用以氢氟酸为主的混合酸进行酸洗抛光，这种抛光工艺极易在玻璃产品的表面产生水波纹状的外观不良，且氢氟酸对作业人员来说危害很大，对周围环境的污染也很严重。因此，用安全环保的碱洗抛光工艺逐渐取代不环保且极具危险性的氢氟酸酸洗工艺，是目前业内的一个新趋势。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种安全环保且可满足产品高要求外观标准的玻璃裂片方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种玻璃裂片方法，对玻璃基材进行预切割处理，在所述玻璃基材上形成由连续微孔组成的切割线，再通过抛光液对所述玻璃基材进行化学抛光处理，将所述玻璃基材清洗干净后进行裂片处理，获得边缘光滑的玻璃外形产品。

本发明中所述的微孔是指孔径在3～5μm范围内的通孔。对于外形较圆润的产品，所述切割线通常只包括产品外形轮廓线；而对于外形上有尖角的产品，除了产品外形轮廓线之外，所述切割线还包括辅助线，所述辅助线是分布在产品轮廓线外侧的裂片线，裂片时玻璃可顺着辅助线方向裂开，进而减少裂片时因挤压造成的崩边现象，尤其是在产品的尖角位置处。

优选地，所述化学抛光处理的过程如下：在加热条件下，将所述玻璃基材浸没在碱性抛光液中，利用抛光液对玻璃基材上的微孔进行化学蚀刻，蚀刻完成后将所述玻璃基材从碱性抛光液中取出。

优选地，所述抛光液的组分包括氢氧化钠、葡萄糖酸钠和纯水；所述氢氧化钠的质量分数为25～40％。

具体地，强碱作为抛光液的主要有效成分，起到对玻璃产品的蚀刻作用；而葡糖糖酸钠则作为一种高效螯合剂，因其具有良好的增溶和阻垢效果，可辅助提高抛光液的蚀刻能力。另外，配方中氢氧化钠的质量分数不得低于25％，同时也不得高于40％，因为浓度过低会导致蚀刻速率显著降低，而浓度过高则会导致生产成本显著增加且蚀刻速率提升有限，不适于生产。

优选地，所述氢氧化钠的质量分数为30～35％，葡萄糖酸钠的质量分数为10～15％，且二者合计的总质量分数不超过45％。避免因溶质过量而导致抛光液的稠度过高，影响抛光液的流动性。

优选地，在加热条件下，所述抛光液的温度不低于90℃。进一步优选地，所述抛光液的温度不低于96℃。因为抛光液的蚀刻速率会随着温度的降低而降低，直至蚀刻效果可以忽略不计，对于本发明所使用的抛光液，其沸点超过100℃。

优选地，在进行化学抛光处理的同时开启鼓泡，或者利用耐酸碱磁力泵对抛光液进行循环搅拌。

具体地，鼓泡的作用是使抛光液各处温度均匀，而且气泡搅动抛光液流动也有助于加快分散玻璃表面的反应产物，当然，耐酸碱磁力泵基于同样的原理也可获得相近的效果。通过该优选技术方案可有效维护参数稳定，确保在化学抛光过程中保持稳定的蚀刻速率。

优选地，所述预切割处理具体采用激光打孔法。

优选地，所述玻璃裂片方法还包括对玻璃基材的预清洁处理，所述预清洁处理的过程如下：在化学抛光处理之前，将完成预切割处理的玻璃基材浸没在清洗剂中，所述清洗剂为质量分数为4～6％的氢氧化钠水溶液且清洗剂使用时的温度不超过60℃。

具体地，在预清洁阶段和化学抛光阶段所使用的碱性溶液不同，这是因为：预清洁阶段的碱性溶液主要是作为清洗剂对玻璃基材的表面进行清洁，因此其要求的溶液浓度和使用温度均较低，不具有明显的蚀刻效果；而化学抛光阶段的碱性溶液主要是作为抛光液对玻璃基材上的微孔进行蚀刻，因此其要求的溶液浓度和使用温度均较高，这样才能满足较快蚀刻速率的要求。

具体地，通过对玻璃基材的预清洁处理可实现脱脂去污的目的，使玻璃基材在进入抛光液之前保持表面洁净，避免在化学抛光过程中因表面脏污造成蚀刻不均、凹凸、指纹印等不良。

优选地，在完成化学抛光处理之后，对所述玻璃基材的清洗过程包括至少一次纯水漂洗和慢拉脱水。对于所述纯水，其电阻率(25℃)不低于12mω·cm。

优选地，所述裂片处理的过程如下：通过佩戴无尘的手套或指套对所述玻璃基材进行人工裂片，或者利用专业的裂片治具对所述玻璃基材进行裂片，以获得边缘光滑的玻璃外形产品。

优选地，当玻璃基材为砂面玻璃时，所述玻璃裂片方法还包括在预切割处理之前对玻璃基材非喷砂面的丝印油墨保护处理以及对玻璃基材的第一次化学抛光处理，对褪镀保护油墨后的玻璃基材进行预切割处理，然后对完成预切割处理的玻璃基材进行第二次化学抛光处理。

本发明提供的技术方案至少具有如下有益效果：

1、本发明通过在激光切割步骤和机械裂片步骤之间增加化学抛光处理过程，利用抛光液的蚀刻作用使得相邻微孔间被腐蚀连通，进而打断内部的微裂纹，在后续机械裂片过程中避免由于微裂纹扩散导致的产品表面崩边情况，所得玻璃外形产品的边缘光滑，有利于提高产品外观质量。

2、本发明在化学抛光过程中使用的是含葡萄糖酸钠的碱性抛光液，相比于传统的氢氟酸化学抛光工艺，不会产生水波纹的外观不良，也不会危害到作业人员的健康安全以及环境保护。

3、本发明对化学抛光过程进行优化，抛光液中强碱的质量分数优选为30～35％、葡萄糖酸钠的质量分数优选为10～15％，同时配合加热、鼓泡以及对玻璃基材的预清洁处理，在兼顾成本控制的同时提高蚀刻速度、稳定蚀刻效果，大大提升了生产质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本发明玻璃裂片方法的流程示意图；

图2是本发明玻璃裂片方法中激光切割后玻璃基材的结构示意图；

图3是本发明玻璃裂片方法中所得玻璃外形产品的结构示意图；

图中：1玻璃基材，2玻璃外形产品，3产品外形轮廓线，4辅助线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1～3，一种玻璃裂片方法，包括如下步骤：

1)利用红外皮秒激光器对开料后厚度为0.40mm的普通玻璃基材进行激光切割处理，在所述玻璃基材上形成由点间距为5.5μm的连续微孔组成的产品外形轮廓线和辅助线；

2)将完成预切割处理的玻璃基材浸没在55℃的清洗剂中，所述清洗剂为5％的氢氧化钠水溶液，取出玻璃基材并进行两次纯水漂洗；

3)将完成预清洁处理的玻璃基材浸没在100℃的抛光液中进行化学抛光处理，所述抛光液按照质量分数包括30～35％的氢氧化钠、10～15％的葡萄糖酸钠以及余量为纯水，且氢氧化钠与葡萄糖酸钠合计的总质量分数不超过45％，在化学抛光过程中开启鼓泡，使化学抛光保持稳定的蚀刻速率；

4)将玻璃基材浸没在抛光液中，蚀刻直至达到规定的去除量后取出玻璃基材，本实施例中的去除量为5μm，通过对产品厚度的测量监控确定蚀刻量是否达标；

5)对完成化学抛光处理的玻璃基材依次进行两次纯水漂洗、一次热水慢拉以及热风干燥过程；

6)通过佩戴无尘手套对玻璃基材进行人工裂片，获得边缘光滑的玻璃外形产品。

实施例1

本实施例的具体过程参照上述玻璃裂片方法中的各步骤，具体为：所述抛光液的配方包括氢氧化钠30％和葡萄糖酸钠15％，其余参数不变。

实施例2

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述抛光液的配方包括氢氧化钠35％和葡萄糖酸钠10％。

实施例3

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述抛光液的配方包括氢氧化钠33％和葡萄糖酸钠12％。

对比实施例1

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述步骤3)中利用氢氟酸对玻璃基材进行化学抛光处理，且使用时的温度为30℃。

对比实施例2

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：不包括步骤2)中的预清洁处理过程。

对比实施例3

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述步骤3)中仅使用100℃的抛光液，不开启鼓泡。

对比实施例4

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述步骤3)中使用抛光液的温度为80℃。

对比实施例5

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述抛光液的配方包括氢氧化钠20％和葡萄糖酸钠10％。

对比实施例6

与实施例1相比，本实施例的区别点在于：所述抛光液为45％的氢氧化钠水溶液，不包含葡萄糖酸钠。

通过上述实施例1～3以及对比实施例1～6得到相应的玻璃外形产品，对比各产品的外观质量以及蚀刻时所消耗的时间长度，所得结果参见下表1。

表1各实施例中玻璃外形产品的质检结果

从表1中的数据可以得知，本发明技术方案既减少了生产时对产品的蚀刻时间，又确保了产品的外观质量，产品成品无水波纹、无凹凸点、无崩边现象，同时还满足了环境友好和作业安全的需求。相比之下，传统方法虽然效率很高，但是氢氟酸的危害性很大，而且容易引起产品外观不良；增设预清洁过程可减少产品外观瑕疵的风险；在化学抛光处理的同时配合鼓泡、恰当的温度、合适配方的抛光液有利于提高抛光液的蚀刻速率，同时兼顾生产成本。

实施例4

本发明方法除了如上所述用于对普通玻璃基材开料后的裂片加工，还可以用于对有喷砂需求的玻璃基材进行裂片加工。具体过程如下：

1)在玻璃基材的非喷砂面上丝印耐碱保护油墨，然后对玻璃基材的待喷砂面做喷砂处理，所述耐碱保护油墨用于保护玻璃基材的非喷砂面；

2)对完成喷砂工艺的玻璃基材进行第一次化学抛光处理，其目的是为了实现对发雾的玻璃基材喷砂面的抛光，砂面玻璃基材浸没在抛光液中100min后取出；

3)将玻璃基材非喷砂面上的耐碱保护油墨褪镀干净；

4)利用红外皮秒激光器对砂面玻璃基材进行激光切割处理，在砂面玻璃基材上形成由点间距为5.5μm的连续微孔组成的产品外形轮廓线和辅助线；

5)将完成预切割处理的砂面玻璃基材浸没在55℃的清洗剂中，所述清洗剂为5％的氢氧化钠水溶液，取出砂面玻璃基材并进行两次纯水漂洗；

6)对完成预清洁处理的砂面玻璃基材进行第二次化学抛光处理，其目的主要是为了实现对砂面玻璃基材上的微孔的腐蚀，使得相邻微孔间连通以消除微裂纹，砂面玻璃基材浸没在抛光液中1500s后取出，在此过程中砂面玻璃基材的喷砂面会进行二次抛光，需注意的是，二次抛光的去除量已经在第一次抛光时预留；

7)对砂面玻璃基材依次进行两次纯水漂洗、一次热水慢拉以及热风干燥过程；

8)测量砂面玻璃基材的蚀刻去除量是否达标；

9)通过佩戴无尘手套对玻璃基材进行人工裂片，获得边缘光滑的砂面玻璃外形产品。

在上述步骤2)和步骤6)的两次化学抛光过程中，均需将砂面玻璃基材浸没在100℃的抛光液中，所述抛光液按照质量分数包括30～35％的氢氧化钠、10～15％的葡萄糖酸钠以及余量为纯水，且氢氧化钠与葡萄糖酸钠的总质量分数不超过45％，通过调整抛光时间的长短控制产品的去除量，在化学抛光过程中开启鼓泡，使化学抛光保持稳定的蚀刻速率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。