一种强化后的废品玻璃的回收再利用方法与流程

文档序号:14506024阅读:1211来源:国知局

本发明涉及玻璃加工领域,具体涉及一种强化后的废品玻璃的回收再利用方法。



背景技术:

化学强化玻璃广泛应用于手机、手表、电脑、触控面板等电子领域,随着玻璃产品的外观要求日益严格,强化后玻璃崩裂废品的数量逐渐增加,若这些废品玻璃直接进行报废处理,则将严重浪费资源及生产成本。而若考虑对这些废品玻璃进行重复利用或二次加工,则因强化后的玻璃产品表面有应力残留,切割过程中在产品的下刀点会出现裂痕,导致玻璃产品裂片。也就是说,强化后的玻璃产品并不能直接切割,并不能直接由大片改小片。因此,需要对强化后的废品玻璃做一定的其它处理方能使得强化后的废品玻璃顺利切割。

中国发明专利申请cn201510222605.x中提供一种触控面板强化玻璃改料再加工的方法,通过消除应力层,从而使玻璃顺畅裁切。具体地,所述触控面板强化玻璃改料再加工的方法包括以下工序:逆向钢化工序,将强化玻璃置于熔盐中进行离子交换,熔盐采用nano3熔盐,熔的温度为380-450℃,离子交换时间为5-7h;和退火工序,将经过离子交换后的玻璃进行退火,退火温度500-550℃,退火2-4h。按照上述发明中的方法处理得到的玻璃能够顺利地消除其应力层,因而有利于对废品玻璃进行二次加工和/或切割。但采用该方法得到的玻璃在二次强化后其尺寸有一定程度的误差,因而这样“改料再加工”得到的玻璃仍然给其回收再利用带来不小的麻烦。

因此,本领域需要一种新的对强化后的废品玻璃回收再利用的方法,以解决“废品玻璃在高温退火和二次强化后的回收过程中产生的尺寸误差”问题。



技术实现要素:

本发明在上述专利的基础上,同时考虑到消除玻璃的应力层和消除玻璃的尺寸误差,使得本发明提供一种完美的强化后的废品玻璃的回收再利用方法。

因此,本发明提供一种强化后的废品玻璃的回收再利用方法,包括如下步骤:a、预热:将所述强化后的废品玻璃于240~420℃预热1小时以上;b、混合熔盐离子交换:将预热的玻璃使用由硝酸锂和硝酸钠构成的混合熔盐在380~480℃下离子交换4小时以上;c、水清洗:用水清洗去除离子交换后的玻璃表面的硝酸锂和硝酸钠熔盐;d、高温退火:将清洗后的玻璃于480~580℃下退火1小时以上;e、再次强化:对退火后的玻璃进行二次加工和/或切割后再次进行化学强化,得到回收再利用的玻璃产品。

本发明中,正常的玻璃产品的“强化”可以包括一个强化步骤或两个或以上的多个强化步骤;同样的,所述废品玻璃在本发明步骤e中的“再次强化”也同样可以包括一个强化步骤或两个或以上的多个强化步骤。

本发明中,所述二次加工例如为包括研磨和抛光等除“大片变小片的切割”以外的其它加工过程。

在一种具体的实施方式中,步骤a中的预热温度为360~420℃,预热时间为2小时以上。

在一种具体的实施方式中,步骤b中的离子交换温度为400~460℃,且离子交换时间为5~15小时。

在一种具体的实施方式中,步骤b的混合熔盐中硝酸锂占5~30wt%,硝酸钠为70~95wt%。在一种具体的实施方式中,步骤b的混合熔盐中硝酸锂占10~20wt%,硝酸钠为80~90wt%。

在一种具体的实施方式中,步骤c中选先使用50~70℃的温热水浸泡玻璃,再用5~45℃的温冷水浸泡清洗。在一种具体的实施方式中,步骤c中使用的水为自来水。

在一种具体的实施方式中,步骤d中退火温度为500~550℃,且退火时间为1.5小时以上。在一种具体的实施方式中,步骤d中退火包括所述玻璃在密闭的退火炉中通电升温、保温、断电退火和开盖冷却的过程。在一种具体的实施方式中,步骤d中通电升温的时间为2~5小时,优选3~4小时,保温时间为2小时以上,断电退火的时间为0.5~2小时,优选为1~1.5小时。

本发明中,若在离子交换步骤中不使用硝酸锂熔盐,则玻璃在步骤e的再次强化过程后产品尺寸膨胀至不可忽略的程度。而本发明中使用硝酸锂和硝酸钠混合熔盐,使得玻璃在步骤d退火后,玻璃应力散失的同时,产品尺寸可以缩小0.01%~0.1%,以弥补再次强化过程中的产品尺寸膨胀值。且使用硝酸锂和硝酸钠混合熔盐处理本发明所述废品玻璃时,步骤d之后所得玻璃的表面应力得到有效消除,且其硬度等同于玻璃首次强化前的硬度,因而该玻璃可顺利地用于二次加工或大片切割改小片。

本发明步骤b中,在380~460℃条件下使玻璃表面的k+与nano3熔盐中的na+进行交换,另外玻璃表面的na+与lino3熔盐中的li+交换,在退掉玻璃的表面应力cs的同时也缩小产品尺寸;再通过在空气中高温退火,退去产品的dol值(depthoflayers:应力层深度值),降低产品硬度。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果:

1)本发明通过混合熔盐中硝酸钠的离子交换作用,使得维氏硬度高达520~600hv且表面应力层分布密集因而不能直接切割的强化后的玻璃的表面应力得以消除,且维氏硬度下降至450~510hv,因而高温退火后的玻璃可以直接进行二次加工和/或切割而不会产生崩裂现象。

2)本发明通过混合熔盐中硝酸锂的离子交换作用,使得原本高温退火和再次强化后尺寸膨胀的玻璃的尺寸得到有效控制,因而使用本发明所述方法能得到尺寸误差精确可控的回收玻璃产品。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明不仅限于下述实施例,而可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本实施例提供一种强化后的废品玻璃的回收再利用方法。所述方法具体包括如下步骤:

s1:预热,预热的温度为390±30℃,时间大于3小时,气氛为空气气氛。批量生产中(对多片废品玻璃同时进行回收再利用),当预热温度低于一定的温度时,因玻璃工件预热步骤完成后会进入离子交换步骤,离子交换熔盐温度会下降10℃左右,离子交换完成后,会因离子交换的温度过低而导致工件表面破裂;当预热温度高于一定的温度时,强化工件架可能会与工件发生局部反应,从而产生不良后果。本发明中,若预热时间过短,则离子交换框内侧工件温度无法达到预热炉的设定温度,后续进入离子交换步骤后,离子交换框各处温度不均匀会导致框内各处玻璃工件的应力值差异过大。

s2:离子交换,所述混合熔盐为lino3和nano3混合熔盐,所述离子交换温度为380~460℃,lino3熔盐比例为10~20%,nano3熔盐比例为80~90%,离子交换时间为7~12小时。本发明中,离子交换步骤可通过较高温度或较长时间来获得所需的应力层。使用lino3与nano3混合熔盐进行离子交换,应力值为150~250mpa,应力层为40~70um;若表面应力值超过250mpa或应力层超过70um,则工件内部应力增加,使工件自爆率超过0.1%;若表面应力值低于150mpa或应力层低于40um,则导致此方法加工工件的抗弯曲强度测试比传统化学强化工件差。本发明的混合熔盐中,lino3熔盐比例过高时,产品尺寸缩小值会超过二次强化后产品的尺寸膨胀值;而当lino3熔盐比例过低时,产品尺寸缩小值会低于二次强化后产品的尺寸膨胀值;而这两种情况一般都不是我们乐见的,所以本发明中优选混合熔盐中硝酸锂占10~20wt%,硝酸钠为80~90wt%。

在一种具体的实施方式中,玻璃在未强化时的长×宽×厚度尺寸规格为:160±0.04mm×80±0.04mm×0.8mm,正常强化(一次强化)其尺寸膨胀0.1%,如果产品因外观不良需研磨返工,再次强化时尺寸会继续膨胀0.03%。但本发明中通过以上混合熔盐处理后,在离子交换步骤中其尺寸会缩小0.02%~0.03%,刚好抵消再次强化的尺寸膨胀值,保障尺寸规格;使得二次强化后回收的玻璃产品的尺寸与一次强化后的合格玻璃产品的尺寸轻松地保持一致。

s3:自来水浸泡清洗,

自来水浸泡清洗一般是先用50~70℃的热水浸泡30min,再用常温水浸泡15min,浸泡清洗后以玻璃产品表面无lino3和硝酸钠残留为合格。

s4:高温退火,

待退火玻璃工件,放置于密封的退火炉中,将炉温设定为500~550℃,从室温开始升温,升温时间3~4h,气氛为空气气氛;待温度升至500~550℃后,再恒温2h;之后关电1~1.5h;将退火炉炉盖开启,待工件冷却至室温后将其取出。退火完成后,产品在应力测试仪器上测量,显示无应力线条,则表明退火效果合格。退火后产品维氏硬度450~510hv,无限接近首次强化前产品,首次强化前产品维氏硬度450~500hv。在此条件下,退火后产品可以根据要求,正常切割成尺寸范围内允许的任何规格,达到强化后的玻璃废品重新利用的目的,节约原材料成本。

以行业通用强化玻璃为例,传统强化后产品cs(compressivestress:表面张应力值):600~850mpa,dol:35~70um,弯曲应力均值为600mpa。经本发明中退火工艺处理后再次强化(与之前强化工艺相同),cs:700~900mpa,dol值30~65um,弯曲应力均值为700mpa,退火处理后再次强化的工件比正常强化的工件强度高出14%左右。

经本发明退火处理后再次强化的玻璃,dol值对比之前低5um左右,该差异对玻璃的强度不会产生影响;cs值高于之前首次强化后的值50mpa。因dol值可以通过时间与温度调节,故dol差异可以补偿。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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