形成层压玻璃结构的方法

形成层压玻璃结构的方法
【专利摘要】本申请提供了一种对层压玻璃结构进行现场成形的方法。所述方法包括：提供层压玻璃结构，该层压玻璃结构包含通过粘合材料层压到非玻璃基板上的柔性玻璃片，所述柔性玻璃片的厚度不大于约0.3mm。层压玻璃结构用手持式电动工具现场切割，从而形成成形层压玻璃结构。所述成形层压玻璃结构的切割边缘的边缘强度至少约为20MPa。
【专利说明】
形成层压玻璃结构的方法
[0001] 相关申请义叉参考
[0002] 本申请依据35U.S.C. §119要求于2014年2月7日提交的美国临时申请序列第61/ 937133号的优先权，本申请W该文为基础，该文的内容通过引用全文纳入本申请。
技术领域
[0003] 本公开内容设及玻璃层压物结构，更具体地设及对层压玻璃结构成形的方法。
【背景技术】
[0004] 层压玻璃结构可用作生产各种器具、汽车构件、建筑结构或者电子设备的组件。例 如，层压玻璃结构可作为防护玻璃结合到各种终端产品中，如冰箱、后防瓣板、装饰性玻璃 制品或电视机。然而，由于可能用到的手动工具和层压玻璃结构性质的限制，可能难W现场 (例如在安装场所)切割或W其他方式对层压玻璃结构成形而不在玻璃层中引起破裂。例 如，承建商使用的许多手动工具通常不是用于切割玻璃、塑料或粘合剂。因此，需要用运些 手动工具对层压玻璃结构现场成形的方法，该方法能最大程度减少使用和安装玻璃层压物 的工作量和成本。
[0005] 发明概述
[0006] -种提高柔性玻璃机械可靠性的技术是将柔性玻璃层压或粘接到一种或者多种 层压材料或者具有特殊结构的基板上。柔性玻璃的厚度可在3(K)ymW下，包含但不局限于 300、275、250、225、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、 40、30、20或者ΙΟμπι。另外，柔性玻璃的厚度可在100-200WI1的范围内。根据层压玻璃结构所 需要的机械强度和抗冲击能力，W及目标用途中的预期弯曲应力和弯曲方向，可W设计层 压玻璃结构W满足各种机械要求。使用得当时，相对于非层压柔性玻璃，层压玻璃结构能够 提供更好的机械可靠性和抗冲击性能。
[0007] -旦层压玻璃结构形成之后，例如一旦确定安装的确切尺寸之后，可能需要现场 切割或W其他方式对其成形(例如在远离层压场所的安装场所或者其他场所）。为此，本文 描述了对层压玻璃结构现场成形的方法，其中用电动手动工具有效切割层压玻璃结构至所 需形状，同时最大程度减小对柔性玻璃的损伤，所述损伤足W将边缘强度减小到预定量W 下和/或引发径向或周向裂纹扩展。本文所用的术语"手动工具"和"手持式电动工具"意在 涵盖木工会在工作场所（即现场)使用的正常可移动设备，并且意在包括例如但不限于割创 机、电钻、琢美(dremel)工具、往复式四分体银、瓷砖银、圆银、曲线银、带银、台银和福射臂 银。目的是少造成层压物在强度、柔性、美观和部件总体生命周期方面的性质下降。因为层 压玻璃结构能现场成形，它们在很大程度上可通过与典型木工材料相同的方式使用。例如， 层压玻璃结构可用作烹任设备的后防瓣板，其中可按照后防瓣板所需的特定墙面尺寸现场 割下较大的层压玻璃结构。
[000引 W下的详细叙述中披露了本发明的附加特征和优点，其中的部分内容对于本领域 的技术人员而言，可W通过所述内容或者按文字描述W及附图中的举例实施本发明而变得 显而易见。应理解，前面的一般性描述和w下的详细描述都只是对本发明的示例，用来提供 理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。
[0009] 包括的附图提供了对本发明原理的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明 书的一部分。附图图示说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用W说明例 如本发明的原理和操作。应理解，在本说明书和附图中披露的本发明的各种特征可W任意 组合使用。作为非限制性例子，本发明的各种特征可W按照W下各个方面相互组合。
[0010] 根据第一方面，对预制层压玻璃结构进行现场成形的方法包括：
[0011] 提供预制层压玻璃结构，该预制层压玻璃结构包含通过粘合材料层压到非玻璃基 板上的柔性玻璃片，所述柔性玻璃片的厚度不大于约0.3mm; W及
[0012] 用手持式电动工具现场切割所述预制层压玻璃结构，从而形成成形层压玻璃结 构；
[0013] 其中所述成形层压玻璃结构的切割边缘的玻璃边缘强度至少约为20MPa。
[0014] 根据第二方面，提供了第一方面的方法，其中现场切割步骤包括在所述成形层压 玻璃结构的安装场所切割所述预制层压玻璃结构。
[0015] 根据第Ξ方面，提供了第一方面或第二方面的方法，还包括将所述预制层压玻璃 结构支承在支承表面上，使得所述非玻璃基板位于柔性玻璃片与支承表面之间。
[0016] 根据第四方面，提供了第一至第Ξ方面中任何一方面的方法，其中手持式电动工 具包含在现场切割步骤对柔性玻璃片施加压缩应力的切割工具。
[0017] 根据第五方面，提供了第一至第四方面中任何一方面的方法，还包括在柔性玻璃 片表面上沿着目标切割线施加掩模。
[0018] 根据第六方面，提供了第一至第五方面中任何一方面的方法，还包括将流体施加 到柔性玻璃片表面上。
[0019] 根据第屯方面，提供了第一至第六方面中任何一方面的方法，还包括用砂纸沿着 切割边缘打磨所述成形层压玻璃结构。
[0020] 根据第八方面，提供了第屯方面的方法，其中砂纸的IS0/FEPA粒度号至少为180或 更大。
[0021] 根据第九方面，提供了第一至第八方面中任何一方面的方法，其中手持式电动工 具是割创机，该割创机包含将玻璃表面置于压缩状态的压缩割创机钻头（compression router bit)、破屑机钻头(chip breaker bit)或向下开槽钻头(downward fluted bit)。
[0022] 根据第十方面，提供了第一至第八方面中任何一方面的方法，其中手持式电动工 具是瓷砖银(tile saw)。
[0023] 根据第十一方面，提供了第一至第八方面中任何一方面的方法，其中手持式电动 工具是台银。
[0024] 根据第十二方面，提供了第一至第十一方面中任何一方面的方法，其中电动工具 包括具有研磨剂涂层的切割工具，研磨剂涂层的磨粒的平均直径至多为柔性玻璃片厚度的 约 1/4。
[0025] 根据第十Ξ方面，对预制层压玻璃结构进行现场成形的方法包括：
[0026] 提供预制层压玻璃结构，该预制层压玻璃结构包含通过粘合材料层压到非玻璃基 板上的柔性玻璃片，所述柔性玻璃片的厚度不大于约0.3mm;
[0027]将所述预制层压玻璃结构支承在支承表面上，使得非玻璃基板位于柔性玻璃片与 支承表面之间；W及
[002引按顺锐取向（climb cut orientation)用手持式电动工具的切割工具现场切割所 述预制层压玻璃结构，对柔性玻璃片施加压缩力，从而形成成形层压玻璃结构。
[0029] 根据第十四方面，提供了第十Ξ方面的方法，其中所述成形层压玻璃结构的切割 边缘的玻璃边缘强度至少约为20MPa。
[0030] 根据第十五方面，提供了第十一或第十二方面的方法，其中现场切割步骤包括在 所述成形层压玻璃结构的安装场所切割所述预制层压玻璃结构。
[0031] 根据第十六方面，提供了第十Ξ至第十五方面中任何一方面的方法，还包括在柔 性玻璃片表面上沿着目标切割线施加掩模。
[0032] 根据第十屯方面，提供了第十Ξ至第十六方面中任何一方面的方法，还包括将流 体施加到柔性玻璃片表面上。
[0033] 根据第十八方面，提供了第十Ξ至第十屯方面中任何一方面的方法，还包括用砂 纸沿着切割边缘打磨所述成形层压玻璃结构。
[0034] 根据第十九方面，提供了第十八方面的方法，其中砂纸的IS0/FEPA粒度号至少为 180。
[0035] 根据第二十方面，提供了第十Ξ至第十九方面中任何一方面的方法，其中手持式 电动工具是割创机，该割创机包含将玻璃表面置于压缩状态的压缩割创机钻头、破屑机钻 头或向下开槽钻头。
[0036] 根据第二十一方面，提供了第十Ξ至第十九方面中任何一方面的方法，其中手持 式电动工具是瓷砖银。
[0037] 根据第二十二方面，提供了第十Ξ至第十九方面中任何一方面的方法，其中手持 式电动工具是台银。
[0038] 根据第二十Ξ方面，提供了第二十一方面的方法，其中所述瓷砖银包含涂覆了金 刚石粉末的切割轮。
[0039] 根据第二十四方面，提供了第十Ξ至第二十Ξ方面中任何一方面的方法，其中手 持式电动工具包括具有研磨剂涂层的切割工具，研磨剂涂层的磨粒的平均直径至多为柔性 玻璃片厚度的约1/4。
[0040] 根据第二十五方面，提供了第十Ξ至第十九方面或第二十二方面中任何一方面的 方法，其中电动工具是采用碳化物齿状刀片的台银，具有60-90个齿，例如80个齿，并具有3 种齿距设置(左对齐、右对齐和中屯、对齐）。
【附图说明】
[0041] 参照附图阅读本发明的W下详细描述，可W更好地理解本发明的运些方面、特征 和优点W及其他的方面、特征和优点，其中：
[0042] 图1显示了根据本发明多个方面的层压玻璃结构的一种实施方式的截面视图；
[0043] 图2呈现了图1所示层压玻璃结构的截面视图，根据本发明多个方面在一个或多个 玻璃表面上或者在位于基板与柔性玻璃层之间的薄膜上具有装饰性图案；
[0044] 图3呈现了根据本发明多个方面对层压玻璃结构现场成形的系统和方法的概略端 视图；
[0045] 图4A显示了根据本发明多个方面用于图3所示方法的瓷砖银的切割轮，它按照顺 锐取向操作；
[0046] 图4B显示了根据本发明多个方面按照逆锐切割方向操作的瓷砖银的切割轮；
[0047] 图5显示了根据本发明多个方面按照图3所示方法形成的层压玻璃结构在精整之 前的切割边缘；
[0048] 图6显示了根据本发明多个方面在精整之后的图5所示切割边缘；
[0049] 图7显示了根据本发明多个方面对层压玻璃结构的切割边缘进行精整的方法；
[0050] 图8A显示了粒度-美国金刚石粒度号关系图；
[0051] 图8B显示了平均玻璃碎屑尺寸-研磨剂粒度关系图；
[0052] 图8C显示了平均玻璃碎屑尺寸-IS0/FEPA粒度号关系图；
[0053] 图9显示了根据本发明多个方面对层压玻璃结构的切割边缘进行打磨的方法；
[0054] 图10呈现了根据本发明多个方面对层压玻璃结构现场成形的系统和方法的概略 端视图；W及
[0055] 图11显示了根据本发明多个方面用割创机沿着内部切割线切割层压玻璃结构的 方法。
[0化6] 发明详述
[0057] 在W下的详述中，出于解释而非限制的目的，给出了说明具体细节的示例性实施 方式，W提供对本发明的各种原理的充分理解。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的 是，在从本说明书获益后，可W按照不同于本文所述具体细节的其他实施方式实施本发明。 另外，本文可能省去对众所周知的装置、方法和材料的描述，W免干扰对本发明的各种原理 的描述。最后，在任何适用的情况下，相同的附图标记表示相同的元件。
[0058] 本文中，范围可W表示为自"约"一个具体值始和/或至"约"另一个具体值止。表述 运样的范围时，另一种实施方式包括自所述一个具体值始和/或至所述另一具体值止。类似 地，用先行词"约"将数值表示为近似值时，应理解该具体值构成另一个实施方式。还应理解 的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关W及与另一个端点值无关的情况下都是有 意义的。
[0059] 本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而 言，并不用来暗示绝对的取向。
[0060] 除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤W具体 顺序进行。因此，在任何方面，当方法权利要求实际上没有陈述其步骤应遵循的顺序时，或 者当权利要求或描述中没有另外具体说明所述步骤应限于特定顺序时，不应推断出任何特 定顺序。运样同样适用于任何可能的未明确表述的解释依据，包括:关于设置步骤或操作流 程的逻辑；由语法结构或标点获得的一般含义;说明书所述的实施方式的数量或种类。
[0061 ]如本文所用，单数形式的"一个"、"一种"和"该"包括复数指代形式，除非文中另有 明确说明。因此，例如，提到的一种"组件"包括具有两种或更多种运类组件的方面，除非文 本中有另外的明确表示。
[0062]尽管玻璃本身是一种结实的材料，其强度和机械可靠性仍然受到其表面缺陷或者 瑕疵尺寸密度分布W及经过一段时间所累积的接触应力的影响。在一个完整的产品生命周 期中，层压玻璃结构可能受到不同种类的静态和动态的机械应力。本文所述的实施方式一 般设及在现场，例如在远离层压场所的安装场所对层压玻璃结构进行成形(例如切割）的方 法。本文所讨论的具体例子所设及的层压玻璃结构中，非玻璃基板是聚合物和/或金属或者 合金，例如不诱钢、侣、儀、儀、黄铜、青铜、铁、鹤、铜、铸铁或贵金属。
[0063] 参见图1，该图显示了示例性层压玻璃结构10的横截面视图。层压玻璃结构10包含 由柔性玻璃片14形成的柔性玻璃层12和层压到该柔性玻璃层12上的非玻璃基板层16。非玻 璃基板层16由非玻璃基板18形成，如聚合物、木材或基于木材的制品（如碎屑板、创花板、纤 维板和纸板、硬纸板），或者低压层压物、高压层压物或胶合板，或者金属或金属合金(如不 诱钢、铜、儀、黄铜、青铜、铁、鹤、铸铁、侣），陶瓷、复合材料或另一种聚合物或刚性材料，或 者运些材料的组合。
[0064] 非玻璃基板18可用聚合物材料形成，例如下述聚合物材料中的一种或多种：聚对 苯二甲酸乙二醋(PET)、聚糞二甲酸乙二醋(PEN)、乙締-四氣乙締化TFE)或热聚合物聚締控 (TP0?-聚乙締、聚丙締、嵌段共聚物聚丙締(BCPP)或橡胶的聚合物/填料渗混物）、聚醋、聚 碳酸醋、聚乙締基下酸醋、聚氯乙締、聚乙締和取代聚乙締、聚径基下酸醋、聚径基乙締基下 酸醋、聚酸酷亚胺、聚酷胺、聚糞二甲酸乙二醋、聚酷亚胺、聚酸、聚讽、聚乙締基乙烘、透明 热塑料、透明聚下二締、聚氯基丙締酸醋、纤维素基聚合物、聚丙締酸醋和聚甲基丙締酸醋、 聚乙締醇、多硫化物、聚乙締基下缩醒、聚甲基丙締酸甲醋和聚硅氧烷。也可W使用先作为 预聚物或者前化合物沉淀/涂敷然后加 W转化的聚合物，例如环氧树脂、聚氨醋、苯酪甲醒 树脂和Ξ聚氯胺甲醒树脂。许多显示器和电学应用优选基于丙締酸的聚合物、娃酬W及诸 如可商购于杜邦公司的SentryGias'6的结构辅助层。聚合物层对于一些应用来说可W是透 明的，但对其他应用来说不必透明。
[0065] 粘合层20可由粘合材料22形成，可用来在其相应的宽表面24与26之间的界面处将 柔性玻璃层12层压到非玻璃基板层16上。粘合材料22可W是非粘性中间层、粘合剂、粘合剂 片或膜、液体粘合剂、粉末粘合剂、压敏粘合剂、可紫外光固化的粘合剂、可热固化的粘合剂 或其他类似的粘合剂或者它们的组合。粘合材料22可在层压过程中帮助柔性玻璃14附着于 非玻璃基板18。低溫粘合材料的一些例子包括UV固化的Norland 68、Flexcon V29TT、3M 0〔八8211、8212、8146和8172(室溫下通过压力粘合）、31 4905、〇[沾仁1州1'*粘合剂、娃酬、丙 締酸醋、光学透明的粘合剂、包封剂材料、聚氨醋聚乙締基下缩醒、乙締/乙酸乙締醋、离聚 物和木胶。也可使用典型的图形粘合剂（gra曲ic a化esive)，如Gra地icmount和F'acemount [例如，可购自位于美国佛罗里达州萨拉索塔(Sarasota)的雷杰化exJet)公司]。更高溫度 的粘合材料的一些例子包括杜邦Sent巧Glas、杜邦PV 5411、日本世界公司材料（Japan World Corporation)FAS和聚乙締基下缩醒树脂。粘合层20可较薄，其厚度小于或等于约 ΙΟΟΟμL?，包括小于或等于约500μηι，约250μηι，小于或等于约50μηι，小于或等于约40μηι，小于或 等于约25皿，或者在约0.1mm与约5mm之间。粘合剂也可W含有其他功能性组分，例如着色、 装饰、耐热或者抗UV，减反射(AR)过滤功能等。粘合材料22在固化时可W是光学透明的，也 可W是不透明的。在粘合材料22是粘合剂片或膜的实施方式中，粘合材料22可W具有透过 柔性玻璃厚度可见的装饰图案或设计，如图2所示。
[0066] 在图2中，层压玻璃结构10包含由粘合材料片或膜22构成的粘合层20。粘合材料22 有一组从柔性玻璃层12的外表面32可见的条状图案30。在一些实施方式中，非玻璃基板层 可提供装饰图案，并且/或者装饰图案可提供在柔性玻璃片14的两个表面之一上。在一些实 施方式中，装饰图案可提供在多个层12,16和/或20上。一些气泡可能会在层压过程中或层 压之后夹带到层压玻璃结构中，但是直径等于或小于100WI1的气泡可能不会影响层压玻璃 结构的抗冲击性能。在层压过程中，可W利用真空系统或者向结构的表面施加压力W减少 气泡的形成。在其他实施方式中，在层压柔性玻璃层12时可W不使用粘合剂。
[0067] 柔性玻璃片14的厚度34可在约0.3mmW下，厚度包括但不限于，例如，约0.01- 0.05mm、约0.05-0.1mm、约0.1-0.15mm、约0.15-0.3mm、约0.100mm-约0.200mm、约0.3、 0.275、0.25、0.225、0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.!0、0.09、 0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或者0.01111111。柔性玻璃片14可^由玻璃、玻璃陶瓷、 陶瓷材料或者它们的复合材料形成。形成高品质柔性玻璃片的烙合法(例如下拉法)可用于 各种设备，一种运样的应用是平板显示器。相比于通过其他方法制得的玻璃片，烙合法制得 的玻璃片的表面具有优异的平坦度和光滑度。美国专利序列第3338696号和第3682609号中 描述了烙合法。其他合适的玻璃片形成方法包括浮法、上拉法和狭缝拉制法。另外，柔性玻 璃片14可W通过采用能使该玻璃的表面银离子浓度大于0至0.04化g/cm2的化学组成而进 一步带有抗菌性能，美国专利申请公开序列第2012/0034435A1号中有进一步描述。柔性玻 璃14也可W涂敷含有银的釉，或者W其他方式渗杂银离子，W获得所需的抗菌性能，美国专 利申请公开序列第2011/0081542A1号中有进一步描述。另外，柔性玻璃14可含有W下摩尔 组成：50 % Si〇2、化％CaO和化％化2〇，W获得所需的抗菌效果。
[0068] 一旦形成柔性玻璃片14,可利用各种设备和工艺将其层压到非玻璃基板18上。一 些例子包括片对片层压，其中利用压力和/或热量将柔性玻璃片14粘合到非玻璃基板18上， 例如使用粘合材料22。作为另一个例子，可W利用漉对片或漉对漉层压法，其中同样利用压 力将柔性玻璃片14的连续带从供料漉粘合到非玻璃基板18上，该非玻璃基板18可W是来自 供料漉的连续基板或者是多个单独的基板。虽然有可能将层压玻璃结构形成为最终所需的 尺寸，但可能的情况是，在层压玻璃结构形成之后，可能需要对层压玻璃结构进行某种成形 (例如切割）。在运些情况下，层压玻璃结构可称作预制层压玻璃结构，该预制层压玻璃结构 将在现场(例如在安装场所)进行最终加工，W达到所需尺寸。
[0069] 无意受限于理论，在现场将层压玻璃结构切割到预定尺寸的过程中可能遇到的一 个困难在于使柔性玻璃片14保持可接受的边缘质量。柔性玻璃片14的边缘质量关系到边缘 强度，还关系到可能在柔性玻璃片14中引发/形成不利的或非故意的裂纹和断面。在一些实 施方式中，可能希望在切割之后在柔性玻璃片14中保持预定的边缘强度。例如，将柔性玻璃 片14的边缘强度保持在至少约20M化可使层压玻璃结构10的柔性玻璃片14能够经受住最终 的使用条件，如搬运和安装，而不会在柔性玻璃片14中形成裂纹和断面。然而，现场(例如安 装场所)通常没有切割柔性玻璃片14的专用工具。已经发现，在预定条件下，通常不是用于 切割层压玻璃结构中至少一种材料的电动手动工具(如瓷砖银、割创机和台银)可用来切割 层压玻璃结构1〇(例如柔性玻璃片14、粘合材料22和非玻璃基板18)，并在接下来的边缘精 整过程中，柔性玻璃片14保持至少约20MPa的预定边缘强度。使用更大粒度的砂纸进行层压 玻璃结构10的边缘精整，可进一步提高玻璃边缘的质量和强度。
[0070] 参考图3,该图示出了利用手持式瓷砖银130对预制层压玻璃结构102进行现场成 形的方法100。预制层压玻璃结构102可支承在安装场所的支承结构106(如操作台或操作 桌）的表面104上，使预制层压玻璃结构102的柔性玻璃片108背向支承结构106的表面104， 而非玻璃基板110夹在柔性玻璃片108与支承结构106之间。可将掩模112(例如胶带)施加到 柔性玻璃片108的宽表面114上。例如，掩模112可W是沿着目标切割线116和在外边缘118、 120施加的胶带条，在外边缘118和120处可施加夹具122和124, W支承预制层压玻璃结构 102并防止振动。掩模112可用于保护表面114,也可用于防止玻璃碎屑沿着边缘126、128和 在表面114上粘附和聚集。在何处施加掩模112可取决于多个因素，如所用的切割工具，要切 割的图案，在哪里支承预制层压玻璃结构102, W及最终的（或有用的）层压玻璃结构与废 料。在一些实施方式中，每片预制层压玻璃结构102都可能是有用的，而在其他实施方式中， 一片或多片预制层压玻璃结构102可能是废料。在一些实施方式中，预制层压玻璃结构102 的废料部分和有用部分都可支承起来(例如使用夹具122和124)。
[0071] 可从流体供应源(例如水龙头）向预制层压玻璃结构102的表面114提供液体或流 体，例如切割流体132，如水或其他液体溶液。切割流体132可通过手持式瓷砖银130施加，或 者通过其他任何合适的方法施加，例如从容器施加或使用软管施加。切割流体132可减少手 持式瓷砖银130的切割轮138的切割边缘136与预制层压玻璃结构102的切割边缘126和128 之间的摩擦，同时防止预制层压玻璃结构102的切割边缘126、128和表面114受到机械加工 中形成的磨料颗粒或碎屑的沉积物造成的擦伤和污染。另一方面，在一些情况下，干切割是 有益的。
[0072] 操作人员可一边施加切割流体132,一边用手持式瓷砖银130[例如可商购于利优 比（Ryobi)有限公司]开始切割。手持式瓷砖银可电动操作，例如使用插座或电池。切割轮 138可按照顺锐取向操作。如本文所用，"顺锐取向"是指在切割操作中，切割工具对沿D方向 移动的柔性玻璃片施加压缩应力Sc(图4A)，运与"逆锐切割操作"相反，后者用切割工具对 沿D方向移动的柔性玻璃片施加拉伸应力St(图4B)。采用顺锐可避免层压玻璃结构102的柔 性玻璃层破裂。进给或切割速率可取决于预制层压玻璃结构1〇2(玻璃厚度，非玻璃基板的 类型和厚度，粘合剂）。例如，切割速率可约为4英尺/分钟。操作人员可通过实时观察调整切 割速率。切割轮138可W是任何类型，如涂覆有四英寸金刚石粉末的切割轮(例如可商购于 利优比有限公司）。磨料(例如金刚石)粒度或者磨粒直径可对切割质量发挥重要作用。表面 精整质量、光滑度和起屑量都可能受到粒度影响。粒度越细，切口越光滑;粒度越粗，所产生 的切口越粗糖。切割开始后，可立即在目标切割线116的整个长度上形成切口，W抑制或减 少柔性玻璃片108开裂，形成切割的层压玻璃结构140和142。切割完成之后，即可去除掩模 112,并可对切割的层压玻璃结构140和142进行清洗和干燥。
[0073] 图5呈现了柔性玻璃片152的切割边缘150(例如按照上述方式切割）。由于切割过 程，可沿着切割边缘150产生圆碎屑和/或直碎屑154。在一些实施方式中，可能需要一次或 多次精整操作来消除碎屑154或减小碎屑154的尺寸，产生更光滑或更干净的切割边缘150 (图6)。参考图7,在步骤160,将合适的砂纸(例如A10x，SiC，至少180号）贴附于打磨块。简要 参考图8A-8C，示出了粒度与柔性玻璃片厚度和玻璃碎屑尺寸的比较图。使用几种常用的工 具，如带式砂磨机和轨道式砂磨机，也可实现电动精整。为了在切割或精整操作中最大程度 减少玻璃边缘起屑，所用磨粒粒度应当比柔性玻璃片厚度小得多，W使任何碎屑尺寸小于 预定深度（例如约20μπι或更小）。在一些实施方式中，可采用180或更细的粒度号，例如220 号，400号，600号，800号，或更细。如图8A所示，当采用100-200微米的柔性玻璃厚度时，600 号粒度的磨料粒径小于50微米，即约为30微米，比柔性玻璃厚度小得多。例如，当采用200微 米的柔性玻璃厚度时，180或更高的粒度号的磨料粒径小于200微米，可成功用作精整玻璃 边缘的起点。作为另一个实例，在切割过程中采用平均直径小于柔性玻璃片厚度的约1/4， 如小于约1/5的磨粒时，可显著减少边缘起屑，得到约20MPa或更大，例如50MPa或更大的玻 璃边缘强度。如图8B和8C所示，30微米的磨粒粒径（ISO/FEPA粒度号为600)产生的平均玻璃 碎屑尺寸可忽略不计。在一些实施方式中，180或更大的ISO/阳PA粒度号可产生可忽略不计 的平均玻璃碎屑尺寸。还对精整角度作出有利选择，W成功保护切割和精整的层压结构的 属性。23-87度的角度能够发挥效果。在一些情况下，70-85度的角度是有利的。
[0074] 回过来看图7,在步骤162,可沿着切割边缘150施加流体，例如打磨流体，如水。在 步骤164,砂纸和打磨块可相对于切割边缘150保持一定角度（即相对于横切柔性玻璃片宽 表面的平面的角度）。图9示出砂纸166W相对于切割边缘150的角度α接触切割边缘150(例 如约5-85度，例如约5-45度，例如45度）。运种设置可使柔性玻璃片152的边缘168相对于非 玻璃基板110的边缘170向内偏移，通过将边缘170延伸到边缘168 W外，可在例如搬运过程 中为边缘168提供一些保护。回过来看图7,一旦用600号砂纸完成初始打磨操作，即可在步 骤172,用更细的砂纸（800号）W相同的角度α进行精整操作。根据其他实例，可成功采用 180-800号范围的磨粒粒度，例如开始可采用180号砂纸，然后采用220号、400号、600号、800 号或更细的砂纸中的一种或多种。在步骤174,可对层压玻璃结构进行清洗和干燥。可W类 似于上文所述的方式使用振动砂磨机、带式砂磨机或盘式砂磨机。
[0075] 现在参考图10,示出了使用手持式割创机184对预制层压玻璃结构182进行现场成 形的另一种方法180。预制层压玻璃结构182可支承在支承结构186的表面185上，预制层压 玻璃结构182的柔性玻璃片188背向支承结构186的表面185,而非玻璃基板190夹在柔性玻 璃片188与支承结构186之间。可如上文所述将掩模192沿着夹具196和198施加于宽表面 194。对于非线性切割，可在掩模192上绘制图案，包括任何中屯、切割标记，标出切割中屯、(或 者内切割时割创的起始位置）。
[0076] 操作人员可用手持式割创机184[例如可商购于波特凯博公司(Porter-化ble)]开 始切割。手持式割创机184可电动操作，例如使用插座或电池。割创机钻头200可采用压缩钻 头，按照顺锐取向操作。进给或切割速率可取决于预制层压玻璃结构182(玻璃厚度，非玻璃 基板的类型和厚度，粘合剂）。例如，切割速率可在约10英寸/分钟与约8英尺/分钟之间。根 据其他方面，切割速率可在约1英寸/分钟与约10英寸/分钟之间。可利用实时观察调整切割 速率。割创机钻头200可W是任何合适的压缩类型，如涂覆有金刚石的压缩切割钻头或者碳 化物压缩切割钻头[例如可商购于哈维工具公司化arvey Tool)或SGS]，它们具有向内压缩 玻璃材料的反作用槽(counteracting flute)几何构造。夸ij创机钻头也可W是向下开槽的 钻头，具有各种涂层，如TiN，TiCN，ZrCr等。此外，也可使用破屑机钻头。切割开始后，可立即 在目标切割线202的整个长度上形成切口，W抑制或减少柔性玻璃片188开裂，形成切割的 层压玻璃结构204和206。切割完成之后，即可去除掩模192,并可对切割的层压玻璃结构204 和206进行清洗和干燥。
[0077] 割创机切割可在不用掩模和切割流体的情况下进行。在一些实施方式中，可提供 掩模(例如胶带），W最大程度减少切口材料对柔性玻璃片的损伤。割创机切割也可遵循规 定的工具路径，w提供顺锐取向（取决于割创机钻头的凹槽方向）、压缩，并最大程度减少玻 璃边缘和基板损伤。如果割创机钻头不对柔性玻璃层施加压缩力W除去层压玻璃结构210 的初始切入或刺入位置的毛刺，则可能导致玻璃显著破裂。例如，参考图11，沿着预制层压 玻璃结构210的切割线L切割的割创机在开始时，可在要切割并抛弃的区域A内，在位置212 完全刺穿预制层压玻璃结构210的厚度。压缩割创机钻头可遵循顺时针切割路径P，在有用 的层压玻璃结构部分216的切割边缘214施加压缩力。在一些实施方式中，在使用手持式夸IJ 创机时，可利用模板引导操作人员。随着切出的尺寸增加，可固定预制层压玻璃结构210的 区域A，W稳定区域A，或者防止它过度振动并产生可能导致玻璃起屑和/或破裂的应力。
[0078] 下面的表1说明了用于对层压玻璃结构进行成形的切割参数。表1是示例性的，并 非意在穷举，因为可采用其他切割工具，并且各个制造商的设备之间存在变化。
[0079] 表1
[0080]
[0081]
[0082] 上述对层压玻璃结构进行现场成形的系统和方法可W使用手持式半自动切割工 具和精整工具，如瓷砖银、金刚石银、台银、割创机、线银、轨道式砂磨机及其他研磨和抛光 工具（例如Dremef旋转工具、RotoZipE'银、轨道式砂磨机和带式砂磨机），它们带来的损 伤最小，同时将柔性玻璃片的边缘强度保持在至少约20MPa，例如约40MPa，50MPa，60MPa， 70MPa，80MPa，90MPa，lOOMPa或更高。可对层压玻璃结构采取掩蔽措施，W防工具附带擦伤 柔性玻璃片，并阻止玻璃颗粒粘附到柔性玻璃片上。在切割过程中可能产生大到900-1200 微米、在其他实例中大到900-3000WI1的玻璃碎屑，运些玻璃碎屑可通过一步式或两步式次 级精整工艺精整，得到小于10微米的玻璃碎屑尺寸，如深度小于5微米。在使用切割工具进 行切割的过程中，采用顺锐取向对柔性玻璃片施加压缩力，可使柔性玻璃片的边缘强度保 持高于20MPa，例如约40MPa，50MPa，60MPa，70MPa，80MPa，90MPa，lOOMPa或更高。例如，对于 金刚石刀片切割，切割轮应当沿顺锐方向旋转，切割轮在旋转时首先接触柔性玻璃片。对于 夸U创切割，可采用具有下转(downwardly turned)凹槽的压缩钻头。
[0083]应当强调，本发明上述实施方式、包括任何实施例，仅仅是可能实现的实施例，仅 是为了清楚理解本发明的各种原理而陈述的。可W在基本上不偏离本发明的精神和各种原 理的情况下，对本发明的上述实施方式进行许多改变和调整。在本文中，所有运些调整和改 变都包括在本说明书和本发明的范围之内，并受所附权利要求的保护。
【主权项】
1. 一种对层压玻璃结构进行现场成形的方法，所述方法包括： 提供层压玻璃结构，该层压玻璃结构包含通过粘合材料层压到非玻璃基板上的柔性玻 璃片，所述柔性玻璃片的厚度不大于约0.3mm;以及 用手持式电动工具现场切割所述层压玻璃结构，从而形成成形层压玻璃结构； 其中所述成形层压玻璃结构的切割边缘的玻璃边缘强度至少约为20MPa。2. 如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述层压玻璃结构支承在支承表面上， 使得所述非玻璃基板位于柔性玻璃片与支承表面之间。3. 如权利要求2所述的方法，其中手持式电动工具包含在现场切割步骤对柔性玻璃片 施加压缩应力的切割工具。4. 一种对层压玻璃结构进行现场成形的方法，所述方法包括： 提供层压玻璃结构，该层压玻璃结构包含通过粘合材料层压到非玻璃基板上的柔性玻 璃片，所述柔性玻璃片的厚度不大于约〇. 3mm; 将预制层压玻璃结构支承在支承表面上，使得非玻璃基板位于柔性玻璃片与支承表面 之间； 按顺铣取向用手持式电动工具的切割工具现场切割所述层压玻璃结构，对柔性玻璃片 施加压缩力，从而形成成形层压玻璃结构。5. 如权利要求4所述的方法，其中所述成形层压玻璃结构的切割边缘的玻璃边缘强度 至少约为20MPa。6. 如权利要求1或4所述的方法，其中现场切割步骤包括在所述成形层压玻璃结构的安 装场所切割所述层压玻璃结构。7. 如权利要求1或4所述的方法，所述方法还包括在柔性玻璃片表面上沿着目标切割线 施加掩模。8. 如权利要求1或4所述的方法，所述方法还包括将流体施加到柔性玻璃片表面上。9. 如权利要求1或4所述的方法，所述方法还包括用砂纸沿着切割边缘打磨所述成形层 压玻璃结构。10. 如权利要求9所述的方法，其中砂纸的ISO/FEPA粒度号至少为180。11. 如权利要求1或4所述的方法，其中手持式电动工具是刳刨机，所述刳刨机包含将玻 璃表面置于压缩状态的压缩刳刨机钻头、破肩机钻头或向下开槽钻头。12. 如权利要求1或4所述的方法，其中手持式电动工具是瓷砖锯。13. 如权利要求12所述的方法，其中所述瓷砖锯包含涂覆了金刚石粉末的切割轮。14. 如权利要求1或4所述的方法，其中手持式电动工具包括具有研磨剂涂层的切割工 具，研磨剂涂层的磨粒的平均直径至多约为柔性玻璃片厚度的1/4。15. 如权利要求1或4所述的方法，其中手持式电动工具包括台锯。
【文档编号】B32B17/10GK105980149SQ201580007567
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月5日
【发明人】D·J·弗仑兹, M·W·普莱斯, M·罗塞蒂, E·J·绨特
【申请人】康宁股份有限公司