专利名称：一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方的制作方法
一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方技术领域
本发明属于玻璃生产技术领域，涉及一种盖板用玻璃组成，特别是一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，采用化学强化方法处理的玻璃特别适合用作触摸屏的盖板玻璃。
背景技术：
随着信息技术和显示技术的不断发展、成本的进一步降低，触摸屏给人们带来的便利随着，使国内许多企业开始对触摸屏技术产生兴趣。触摸技术与显示技术进一步结合， 除了手机等传统应用之外，触控个人电脑、智能家电将成为触摸屏发展的新动力，中大尺寸触控面板相继推出。随着产品尺寸的增加，对产品的重量也提出了较高的要求，其中降低具有保护作用的盖板用玻璃的密度成了关注的重点。目前，触摸屏应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途额提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触摸屏幕。其中应用最为广泛的仍是手机。随着人们对视觉及操作便利性的需求提升，以及技术的日渐成熟，强调其简易的人机操作，触控面板的应用层面也将俞来愈广，不再局限于小尺寸的应用，尺寸日益变大，为的是满足不同领域的需要，触控面板已是大势所趋。另外，移动设备产品的轻量化程度要求较高，因此用于移动设备产品上的玻璃盖板重量也要相对较轻，而且由于触摸屏玻璃要与不同材料相结合，对其膨胀系数也提出了较高的要求，同时，用于触摸屏的盖板玻璃需要经过化学强化处理，因此对玻璃强度要求也提出了要求。
现有技术中，大多数产品通过在玻璃组成成分中加入含Ba、Sr的金属来提高玻璃的热膨胀系数，但含Ba、Sr金属的加入也同时会增加玻璃的比重，无法满足盖板玻璃轻量化的要求；同时，针对超薄玻璃的组成与制备方法，国内外的专利公开了不同的基础玻璃成分与制备方法，如CN200880016095. 9，公开了一种可下拉的化学强化玻璃，其主要成分按摩尔分数百分比为 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，用于移动电子设备中的盖板玻璃，其含有较多的K+离子，会阻碍化学强化的速度，降低生产效率和玻璃质量。发明内容
本发明涉及一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，满足市场对盖板玻璃轻量化的要求，同时具有较低的密度和较宽的膨胀范围、较高的化学钢化强度，优良的抗刮性能和耐磨性能，可进行化学强化，经实验确定其主要成分含有Si02、A1203、Na2O, K2O、CaO,强度和耐化学性均优于普通硅酸盐玻璃，可制成O. 5-1. Imm的玻璃薄片。
本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方， 上述的玻璃各组分按质量百分比组成包括63-73%的SiO2,12-18%的Al2O3, O. 1-4%的 CaO，12-16% 的 Na20,1-3% 的 K2O。
使用本发明中所述的配方制备出的玻璃，通过对配方组分的含量进行调整，不含有Ba、Sr等比重较大的金属，达到了降低玻璃密度的目的；含有CaO，能降低玻璃的析晶倾向，并能降低高温粘度，有利于熔化，玻璃经过化学强化后，可以有效地提高触摸产品屏幕表面的抗冲击和耐磨性，延长产品的使用寿命，本发明中所述的配方组分中也降低了 K+离子含量，经试验测试后，强度和耐化学性能等均优于普通玻璃，化学强化时间短，强度高，提高了化学强化的效率。本发明采用硝酸钾熔融液作为玻璃的化学强化液，通过离子交换的方式在玻璃表面形成一层压应力层，达到强化的目的，强化后玻璃的强度比强化前提高了5-10 倍。
本发明针对目前触摸屏大尺寸产品较重的缺陷，创造了一种轻质的盖板玻璃组分，可以生产质量较轻的产品；本发明产品具有较宽的膨胀系数，能与不同膨胀系数的产品相匹配；本发明创造一种含有氧化铝高硬度玻璃成分的铝硅酸盐玻璃，玻璃成分更适合于化学强化处理，使之能达到高强度，并且本发明不含MgO只含有CaO，能降低玻璃的析晶倾向，并能降低高温粘度，有利于熔化。玻璃经过化学强化后，可以有效地防止触摸产品保护屏幕表面的抗冲击和划伤损害，延长含触摸屏产品的使用寿命。
具体实施方式
一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，上述的玻璃各组分按质量百分比组成包括 63-73% 的 SiO2,12-18% 的 Al2O3, O. 1-4% 的 CaO，12-16% 的 Na20,1-3% 的 K20。
上述的组分中，Na2O与K2O的总质量百分比不低于13%。
上述的SiO2含量优选为65_70%。
上述的Al2O3含量优选为14_16%。
上述的CaO含量优选为0. 1-3%。
上述的Na2O含量优选为13-15%。
上述的K2O含量优选为1. 2-2. 4%。
本发明的玻璃组分中引入最多的成分是SiO2, SiO2是构成玻璃骨架的必需成分， 其含量越高，越能提高玻璃的耐化学性和机械强度，而且能降低玻璃的密度，另一方面，由于具有提高粘度的倾向，所以SiO2含量太高，增加玻璃的高温粘度，使玻璃难于熔化。本发明SiO2含量是63-73%之间，优选是65-70%之间，调整其含量得到合适的熔融温度和液相线温度，适合玻璃的成型。
Al2O3是改善玻璃化学稳定性的必要成分，可以抑制分相，提高化学强化特性，对化学强化过程具有促进作用。本发明引入12-18%的Al2O3，低于此范围效果不明显，高于此范围液相线温度显著升高，不利于成型，需要调整合适的含量得到适合成型的粘度。优选含量为 14-16%。
Na2O主要是可以在玻璃表层与离子交换液中的K+离子置换，使玻璃达到强化的目的，另外还可以起到助熔的作用。当Na2O与Al2O3的摩尔比接近I时，化学强化效率最高， 强化后的玻璃强度也最高；当比值大于或小于I时，对化学强化过程不利。所以本发明选取 13-15%的Na2O,更优选为12 13%。
K2O主要起助熔作用，且同时引入Na2O与K2O,通过混合碱效应，有助于降低黏度和提高玻璃的熔融性，如果引入过多的κ20，会阻碍离子交换速度，所以选择引入1-3%的K20。 另外碱金属还可有效的调整玻璃的热膨胀系数，Na2O与K2O的总质量百分比不低于13%。
碱土金属如Ca0、Mg0、Sr0、Ba0,这些碱土金属为玻璃提供各种性能,这些性能对于熔融、澄清、成型和最终的应用都很重要。因为含Sr和Ba的比重大，不符合环保和轻质化要求，故不采用。本发明选择CaO，是网络外体氧化物，在玻璃中主要作用是稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机械强度，而且能降低高温粘度，可调整料性，有利于成型；但含量较高时，能使玻璃的析晶倾向增大，而且易使玻璃发脆。所以优选是4%以下，更优选是O. Γ3%0
发明在实施时，测试样品的主要制备步骤为称量-混合-熔融-搅拌澄清-均化-成型-退火-加工-性能测试。
具体步骤将几种氧化物按照重量百分比称量后，充分混合均匀，再取200g混合料倒入钼铑坩埚中，在1550-1650°C下保温5-10h ;熔化过程中使用钼金棒搅拌，帮助排出气泡并使玻璃液澄清均化，然后将熔制好的玻璃液在不锈钢板上成型，在60(TC温度下退火处理，降至室温后进行加工，进行理化性能测试。理化性能测试包括密度、热膨胀系数、液相线温度、应变点、退火点、软化点、化学钢化等。
表I、表2和表3中共提供了 15组实施例配比以及性能测试结果。
表 I :
权利要求
1.一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的玻璃各组分按质量百分比组成包括:63-73% 的 SiO2,12-18% 的 Al2O3, 0. 1-4% 的 CaO, 12-16% 的 Na20,1-3% 的 K2O0
2.根据权利要求I所述的一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的组分中，Na2O与K2O的总质量百分比不低于13%。
3.根据权利要求I所述的一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的SiO2含量优选为65-70%。
4.根据权利要求I所述的一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的Al2O3含量优选为14-16%。
5.根据权利要求I所述的一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的CaO含量优选为0. 1-3%。
6.根据权利要求I所述的一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的Na2O含量优选为13-15%。
7.根据权利要求I所述的一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，其特征在于所述的K2O含量优选为1.2-2. 4%。
全文摘要
一种轻质触摸屏用盖板玻璃的配方，经实验确定其主要成分含有SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO，使用本发明中所述的配方制备出的玻璃，通过对配方组分的含量进行调整，达到了提高热膨胀系数的目的，同时避免了采用比重较大的含Ba、Sr的金属来提高玻璃热膨胀系数；本发明在MgO与CaO之间选择了CaO，未加入MgO，能降低玻璃的析晶倾向，并能降低高温粘度，有利于熔化，玻璃经过化学强化后，可以有效地防止触摸产品保护屏幕表面的抗冲击和划伤损害，延长含触摸屏产品的使用寿命。
文档编号C03C3/087GK102976611SQ201210500038
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者李英春, 侯建伟, 闫冬成, 李俊锋, 张广涛, 田颖 申请人:东旭集团有限公司