由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法

文档序号:9239386
由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法
【专利说明】由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制 品的方法
[0001] 背景
[0002] 本申请根据35U.S.C. § 119要求2012年10月4日提交的美国临时申请系列第 61/744854号的优先权,本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
技术领域
[0003] 本申请总体涉及包含玻璃芯体和包覆层的制品,更具体地涉及包含夹在第一和第 二玻璃包覆层之间的玻璃芯体的层合制品,所述包覆层由光敏玻璃形成。 技术背景
[0004] 玻璃制品,例如覆盖玻璃和玻璃底板等,同时用于消费用和商用电子设备,例如 IXD和LED显示器、电脑监视器以及自动柜员机(ATM)等。部分此类玻璃制品可包括"触摸" 功能,这使得玻璃制品必须与各种物体(包括用户的手指和/或手写笔装置)接触,这样, 玻璃必须足够牢固,以经受频繁接触而不损坏。此外,此类玻璃制品还可结合到便携式电子 设备中,如移动电话、个人媒体播放器和平板电脑。在相关设备的运输和/或使用过程中, 结合到此类设备中玻璃制品容易损坏。因此,在电子设备中使用的玻璃制品可能需要有增 强的强度,从而不仅能耐受来自实际应用的常规"触摸"接触,还能耐受在运输设备时可能 发生的偶然接触和冲击。

【发明内容】

[0005] 根据本
【发明内容】
,提供了一种由玻璃芯体层和直接邻接的玻璃包覆层形成层合玻 璃制品的方法,所述玻璃包覆层由一种或多种光敏玻璃组合物形成。
[0006] 在一些实施方式中,公开了一种方法,所述方法包括:通过熔合层压法形成具有 至少一个包覆层的层合玻璃板,所述包覆层由光敏玻璃组合物形成并邻接由玻璃组合物 形成的芯体层,所述玻璃组合物在一些实施方式中不是光敏玻璃组合物。在熔合拉制包 含芯体和包覆层的层合结构之后,接着使层合结构暴露于UV光,该暴露于UV光的操作足 以引起光敏组合物内的形核,从而在该包覆层内生长次晶体相,这导致包覆层压缩应力化 (compressively stressed),并强化层合玻璃结构。
[0007] 在另一组实施方式中,本文还公开了由上述方法形成的层合玻璃制品。在一些实 施方式中,芯体玻璃具有第一表面和与第一表面相背的第二表面,其中第一玻璃包覆层与 玻璃芯体层的第一表面熔合,第二玻璃包覆层与玻璃芯体层的第二表面熔合。在其他实施 方式中,在玻璃芯体层和第一玻璃包覆层之间设置第一扩散玻璃层;此外,在玻璃芯体层和 第二玻璃包覆层之间设置第二扩散玻璃层;这些扩散层可在例如熔合成形过程中形成,或 者在一个或多个熔合操作后的UV光处理步骤中形成。
[0008] 在以下详细描述中给出了玻璃组合物和由该玻璃组合物形成的玻璃制品的其他 特征和优点,其中部分特征和优点对本领域的技术人员而言,根据所作描述就容易看出,或 者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
[0009] 应理解的是,前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式,用来提 供理解要求保护的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各种实施方 式的进一步的理解,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。
[0010] 附图简要说明
[0011] 图1示意性显示根据本发明附图所示和说明书所述的一个或多个实施方式的层 合玻璃制品的截面图;以及
[0012] 图2示意性显示了用于制备图1所示的玻璃制品的熔合拉制法。
[0013] 详细描述
[0014] 下面详细参考本文所揭示的玻璃陶瓷组合物以及包含该玻璃陶瓷组合物的制品 的实施方式,这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能,在所有附图中使用相同的附 图标记来表示相同或类似的部分。
[0015] 本文所用术语"液相线粘度"指的是玻璃组合物在其液相线温度的剪切粘度。
[0016] 本文所用术语"液相线温度"指的是玻璃组合物发生失透的最高温度。
[0017] 本文所用术语"CTE"指的是玻璃组合物从约20°C到约300°C的温度范围的平均热 膨胀系数。
[0018] 当使用术语"基本不含"来描述玻璃组合物中不存在一种特定氧化物组分时,指的 是该组分以小于1摩尔%的痕量作为污染物存在于玻璃组合物中。
[0019] 在本文所述的玻璃组合物的实施方式中,组成组分(例如Si02、Al20 3以及Na2O等) 的浓度是基于氧化物的摩尔百分数(摩尔%)给出的,除非另有说明。
[0020] 本文所述的玻璃组合物可任选地包含一种或多种澄清剂。澄清剂可包括例如 SnO2, As2O3, Sb2O3及其组合。玻璃组合物中存在的澄清剂的量大于或等于约0摩尔%且小于 或等于约0.5摩尔%。在示例性实施方式中,澄清剂是SnO2。在这些实施方式中,玻璃组合 物中存在的SnO2的浓度大于约0摩尔%且小于或等于约0. 2摩尔%,或者甚至小于或等于 约0. 15摩尔%。
[0021] 在本文所述的一些实施方式中,玻璃组合物还可包含痕量的其他氧化物。
[0022] 在本文所述的一些实施方式中,玻璃组合物基本不含重金属以及含有重金属 的化合物。基本不含重金属以及含有重金属的化合物的玻璃组合物也可称为"超环 保"(SuperGreen)玻璃组合物。本文所用术语"重金属"指的是Ba、As、Sb、Cd和Pb。
[0023] 本文所述的玻璃组合物具有的液相线粘度,使它们适用于熔合拉制法,且特别适 于用作熔合层压法中的玻璃包覆层组合物或玻璃芯体组合物。
[0024] 现参见图1,本文所述的玻璃组合物可用于形成制品,例如图1的截面图中示意性 所示的层合玻璃制品100。层合玻璃制品100通常包括玻璃芯体层102和一对玻璃包覆层 104a、104b。本文所述的玻璃组合物特别适合用作玻璃包覆层,如下文更详细所述。
[0025] 图1显不的玻璃芯体层102包括第一表面103a和与该第一表面103a相背的第二 表面103b。第一玻璃包覆层104a与玻璃芯体层102的第一表面103a直接熔合,第二玻璃 包覆层l〇4b与玻璃芯体层102的第二表面103b直接熔合。陶瓷化后,玻璃包覆层104a、 104b与玻璃芯体层102熔合,且在玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b之间不设置任 何其他材料(例如粘合剂、聚合物层或者涂层等)。因此,玻璃芯体层的第一表面直接邻接 第一玻璃包覆层,玻璃芯体层的第二表面直接邻接第二玻璃包覆层。在一些实施方式中,通 过熔合层压法来形成玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a、104b。可在玻璃芯体层102和玻 璃包覆层l〇4a之间形成扩散层,或者在玻璃芯体层102和玻璃包覆层104b之间形成扩散 层,或者在玻璃芯体层102和玻璃包覆层104a之间以及玻璃芯体层102和玻璃包覆层104b 之间均形成扩散层(未显示)。
[0026] 在本文所述的层合玻璃制品100的至少一些实施方式中,玻璃包覆层104a、104b 是由具有平均包覆层热膨胀系数CTEiiws的第一玻璃陶瓷组合物形成的,并且玻璃芯体层 102是由具有平均热膨胀系数CTEsff的不同的第二玻璃组合物形成的。
[0027] 具体地,本文所述的玻璃制品100可由熔合层压法形成,例如美国专利第 4, 214, 886号所述的方法,其通过引用结合入本文。例如,参见图2,用于形成层合玻璃制品 的层合物熔合拉制设备200包括上溢流槽202,其位于下溢流槽204的上方。上溢流槽202 包括槽210,将熔融的玻璃包覆层组合物206从熔融器(未显示)进料到其中。类似地,下 溢流槽204包括槽212,将熔融的玻璃芯体组合物208从熔融器(未显示)进料到其中。在 本文所述的实施方式中,熔融玻璃芯体组合物208可以具有合适的高液相线粘度,以溢出 下溢流槽204。
[0028] 随着熔融玻璃芯体组合物208填充槽212,其溢流过槽212并流过下溢流槽204的 成形外表面216、218。下溢流槽204的成形外表面216、218在根部220处汇聚。因此,流过 成形外表面216、218的熔融玻璃芯体组合物208在下溢流槽204的根部220再次结合,由 此形成层合玻璃结构的玻璃芯体层102。
[0029] 同时,熔融玻璃陶瓷包覆层组合物206溢流过上溢流槽202中形成的槽210,并流 过上溢流槽202的成形外表面222、224。熔融玻璃陶瓷包覆层组合物206具有较低的液相 线粘度要求,以在上溢流
再多了解一些
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