功能玻璃的热处理工艺及功能玻璃的制作方法

[0001]
本发明涉及玻璃加工领域，特别涉及一种功能玻璃的热处理工艺及功能玻璃。


背景技术：

[0002]
钢化玻璃、半钢化玻璃广泛用于建筑领域。根据国家标准《gb-t17841-2008-半钢化玻璃》中的要求，半钢化玻璃应力值位于24mpa～60mpa,即使采用最低风压进行冷却，玻璃表面的应力值也会在20mpa以上，而热处理前的表面应力值都在10mpa以下，半钢化玻璃强度是钢化前的2倍，对半钢化玻璃进行再切割时，会出现分片困难、分片不齐或崩边、崩角等现象，无法像钢化前一样，对玻璃进行自由切割、分片。


技术实现要素：

[0003]
本发明的主要目的是提出一种实用的功能玻璃的热处理工艺及功能玻璃。
[0004]
为实现上述目的，本发明提出的功能玻璃的热处理工艺，所述功能玻璃具有玻璃基层和镀膜层，所述功能玻璃的玻璃基层具有软化温度，所述功能玻璃的热处理工艺包括以下步骤：
[0005]
将所述功能玻璃在第一预设时长内从室温加热至第一温度，所述第一温度与所述软化温度之差的绝对值小于10℃；
[0006]
将所述功能玻璃在所述第一温度下保温第二预设时长；
[0007]
将所述功能玻璃在第三预设时长内从所述第一温度冷却至第二温度；以及，
[0008]
将所述功能玻璃在第四预设时长内从所述第二温度冷却至第三温度；
[0009]
其中，在所述第四预设时长内的降温速率大于在所述第三预设时长内的降温速率。
[0010]
可选地，所述第一温度不低于620℃，且不高于690℃。
[0011]
可选地，所述第二温度不低于450℃，且不高于550℃。
[0012]
可选地，在所述第三预设时长内的降温速率不大于3.5℃/s。
[0013]
可选地，在所述第四预设时长内的降温速率大于3.5℃/s。
[0014]
可选地，所述第三温度不高于80℃。
[0015]
可选地，所述第一预设时长、所述第二预设时长以及所述第三预设时长中的其中一个或两个或三个的总和与所述功能玻璃的厚度呈正相关。
[0016]
本发明还提出一种功能玻璃，所述功能玻璃通过功能玻璃的热处理工艺制备得到，其中，所述功能玻璃的热处理工艺包括以下步骤：
[0017]
将所述功能玻璃在第一预设时长内从室温加热至第一温度，所述第一温度与所述软化温度之差的绝对值小于10℃；
[0018]
将所述功能玻璃在所述第一温度下保温第二预设时长；
[0019]
将所述功能玻璃在第三预设时长内从所述第一温度冷却至第二温度；以及，
[0020]
将所述功能玻璃在第四预设时长内从所述第二温度冷却至第三温度；
[0021]
其中，在所述第四预设时长内的降温速率大于在所述第三预设时长内的降温速率。
[0022]
可选地，所述功能玻璃的表面应力值不大于10mpa。
[0023]
本发明技术方案通过对功能玻璃进行加热和保温，使功能玻璃钢化，通过进行慢冷，使功能玻璃成型过程中，分子分布更加合理，减小内部应力；通过进行快冷，以使功能玻璃形成功能玻璃产品，以使功能玻璃产品的表面应力达到热处理之前的水平，进而提升功能玻璃的加工性能。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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示出的结构获得其他的附图。
[0025]
图1为本发明功能玻璃处理工艺一实施例的流程示意图。
[0026]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0030]
本发明提出一种功能玻璃的热处理工艺，所述功能玻璃具有玻璃基层和设置在玻璃基层上的镀膜层，所述功能玻璃的玻璃基层具有软化温度，所述功能玻璃通过钢化炉进行热处理，所述功能玻璃通过所述热处理工艺处理后，所述镀膜层形成功能层。
[0031]
请参阅图1，在一实施例中，所述功能玻璃的热处理工艺包括以下步骤：
[0032]
s100：将所述功能玻璃在第一预设时长内从室温加热至第一温度，所述第一温度与所述软化温度之差的绝对值小于10℃。
[0033]
为了让所述功能玻璃在所述第一温度下进行应力松弛，所述第一温度要接近所述功能玻璃的玻璃基层的软化温度。具体地，所述第一温度与所述软化温度之差的绝对值小于10℃。针对不同的功能玻璃，以及具有不同厚度的功能玻璃产品，所述第一温度会有不
同。
[0034]
在一实施例中，所述钢化炉具有第一段加热炉、第二段加热炉以及快速降温段。所述快速降温段可以为钢化炉的风栅段，用于对功能玻璃进行快速降温冷却。可以在所述第一段加热炉内对所述功能玻璃实现从室温加热至第一温度。
[0035]
s200：将所述功能玻璃在所述第一温度下保温第二预设时长。
[0036]
经过步骤s100加热之后，功能玻璃初步形成预设状态，经过对功能玻璃保温第二预设时长后，功能玻璃形成预设钢化状态。通过保温，可以使功能玻璃保持需要的形态和表面状态，有助于提升产品质量。
[0037]
所述第二预设时长与所述钢化炉的种类相关，针对不同类型的钢化炉，其所需要的第二预设时长不相同。所述第二预设时长也与功能玻璃的厚度相关，针对不同厚度的功能玻璃，其对应的第二预设时长不相同。在本发明的一个实施例中，所述第二预设时长不少于100s，且不超过300s。当所述第二预设时长超过300秒时，容易对功能玻璃产品的功能层造成影响，导致功能玻璃不能实现预设的功能效果。当所述第二预设时长少于100秒时，功能玻璃不能实现充分钢化，有可能影响功能玻璃产品的使用性能。
[0038]
s300：将所述功能玻璃在第三预设时长内从第一温度冷却至第二温度。
[0039]
在所述第三预设时长内，对功能玻璃进行慢冷。由于功能玻璃经过加热和保温之后，没有马上进行快速降温，功能玻璃中的分子之间所产生的相互应力较小，经过慢冷阶段，使功能玻璃逐渐降温，功能玻璃的表面开始逐渐成型，在功能玻璃的温度逐渐降低过程中，功能玻璃的分子运动速度逐渐下降，功能玻璃的分子之间的应力释放时间相对延长，使得功能玻璃的分子之间的应力充分释放。
[0040]
s400：将所述功能玻璃在第四预设时长内从所述第二温度冷却至第三温度；其中，在所述第四预设时长内的降温速率大于在所述第三预设时长内的降温速率。
[0041]
所述第三预设时长内对功能玻璃进行慢冷之后，在所述第四预设时长内对功能玻璃进行快冷。在一实施例中，所述第三温度不高于80℃。通过快冷阶段进行快速降温，使得功能玻璃产品能够具有预设的表面应力值范围，进而可以保持其钢化玻璃的应力状态，使功能玻璃具有预设的强度的同时，其表面应力值达到可供切割的范围。所述第四预设时长与所述功能玻璃的厚度以及所述钢化炉的类型相关，由于所述功能玻璃厚度越大，其冷却速度越慢，本实施例中，所述第四预设时长与所述功能玻璃的厚度呈正相关。
[0042]
经过第三预设时长之后，功能玻璃的应力释放达到预设水平，使功能玻璃产品具有一定的强度，经过快冷阶段，使功能玻璃产品完全成型，以使功能玻璃产品具有预设的应力大小，以方便后续加工成型，本实施例中，经过步骤s400之后，所形成的功能玻璃的表面应力值不大于10mpa，在进行切割时，不容易出现碎裂，能够根据需要进一步进行分割。
[0043]
在一实施例中，在所述第三预设时长内的降温速率不大于3.5℃/s，以使所述钢化炉中的功能玻璃能够缓慢降温，以实现缓慢冷却。当所述功能玻璃的降温速率大于3.5℃/s时，会导致功能玻璃迅速钢化成型，功能玻璃内部应力释放时间不足，应力释放不充分，进而使得产品应力集中，进行切割时出现崩边的问题。由于所述功能玻璃具有玻璃基层和镀膜层，其中镀膜层的钢化过程直接影响所述功能玻璃产品能否实现预设功能。在所述加热和保温阶段，镀膜层的分子之间相互作用，形成具有预设形态的功能层，所述慢冷阶段，镀膜层以较缓慢速度逐渐成型，使得镀膜层不会由于温度骤变而产生剧烈变化，进而可以使
所述功能玻璃的功能层具有预设的功能状态。在所述第四预设时长内，所述功能玻璃的降温速率大于3.5℃/s，以使所述功能玻璃快速冷却，进而使功能玻璃具有预设的钢化强度。
[0044]
由于钢化炉的设置温度与功能玻璃的实际温度具有温差，一般情况下，所述钢化炉的设置温度要比功能玻璃的实际温度高出50℃左右。在一实施例中，在步骤s100中，进行加热阶段，所述第一温度不低于620℃，且不高于690℃。对应地，所述钢化炉的设置温度不低于670℃，且不高于740℃，本实施例中用于功能玻璃的钢化处理，当钢化炉的设置温度高于740℃时，功能玻璃会由于过于软化而粘结在炉体内部，并且功能玻璃的功能层会产生变化，导致功能层不能发挥预设的效果，影响功能玻璃的正常使用。当钢化炉的设置温度低于670℃时，功能玻璃钢化不充分，容易导致钢化成型产品不符合预设强度要求的问题。
[0045]
同理，所述第二温度不低于450℃，且不高于550℃，对应地，所述钢化炉的设置温度不低于500℃，且不高于600℃，当钢化炉的设置温度低于500℃时，功能玻璃的冷却速度加快，其冷却速度越快，功能玻璃中的分子之间的相互作用力越大，所形成的产品应力也相对更大。由于功能玻璃的温度会低于炉温，当钢化炉的设置温度高于600℃时，功能玻璃接近功能玻璃的软化温度，会导致功能玻璃不能充分冷却，并且在持续高温状态下，功能玻璃内部分子容易产生高速运动，导致功能玻璃产品的应力值不能处在预设范围。
[0046]
所述功能玻璃可以为低辐射镀膜玻璃等需要进行钢化处理的功能玻璃。所述钢化炉用于对功能玻璃进行钢化处理，在进行钢化处理过程中，使功能玻璃形成其本身的预设功能，如预设的隔热水平、透过率水平等功能，同时释放功能玻璃中的应力，以使功能玻璃产品的应力水平达到钢化处理前的水平(10mp以下)，使功能玻璃可以进行自由切割。在进行钢化处理过程中，功能玻璃的功能层，不产生变化，保持其预设的位置和厚度，经过加热处理之后，使功能玻璃中的功能层相互结合并相互作用，以使功能玻璃形成具有特定功能的功能层，并且形成良好的钢化结合状态。
[0047]
以所述功能玻璃为低辐射镀膜玻璃为例，所述功能玻璃的热处理工艺中，将镀膜玻璃通过上述热处理工艺处理，使功能玻璃具有预设的辐射率值，并且使其表面应力降低到可以进行切割处理的范围。经过热处理所形成的低辐射镀膜玻璃辐射率不大于0.3，符合低辐射镀膜玻璃的辐射率要求。
[0048]
由于功能玻璃需要按照预设状态形成预设的功能层，通过进行慢冷，能够使功能玻璃保持预设的外观质量。由于钢化过程中，功能玻璃受到高温影响，通过慢冷过程，能够使功能玻璃保持预设的表面形态，进而使其具有预设的表面性能，如反射性能和透射性能，以使钢化成型的功能玻璃能够具有更好的质量。
[0049]
所述第一预设时长、第二预设时长以及第三预设时长与所述功能玻璃的厚度相关，在一实施例中，所述第一预设时长、第二预设时长以及第三预设时长分别与所述功能玻璃的厚度正相关，所述功能玻璃的厚度越大，所述功能玻璃热处理工艺中，加热、保温以及慢冷的时长越长。其中，加热、保温或慢冷的时长，可以根据所述功能玻璃的厚度以及所采用的钢化炉类型进行调整。
[0050]
在另一实施例中，所述第一预设时长、所述第二预设时长以及所述第三预设时长中的两个或三个的总和与所述功能玻璃的厚度正相关，加热、保温或慢冷的时长可以根据所述功能玻璃的厚度确定，其中，至少两个阶段的总和与所述功能玻璃的厚度正相关。
[0051]
在一实施例中，当所述钢化炉为连续炉时，连续炉包括多个炉体，其中，所述连续
炉具有多个加热炉，多个加热炉的炉温不同，可以进行连续加热，进而可以实现对连续炉进行加热和保温操作。所述第一预设时长、所述第二预设时长以及所述第三预设时长的总和为所述功能玻璃产品的厚度与第一时间系数的乘积，所述第一时间系数不小于50，且不大于80。所述第一预设时长、所述第二预设时长和所述第三预设时长可以根据需要调整，其中，影响所述第二预设时长和所述第三预设时长的因素包括功能玻璃的材料以及功能玻璃的功能类型。针对不同材料或不同功能的功能玻璃，其所需要的所述第一预设时长、第二预设时长和第三预设时长不相同。其中，所述第一时间系数与所述功能玻璃产品的厚度正相关，所述功能玻璃产品的厚度越大，其所需要的加热、保温以及慢冷的时间越长。
[0052]
在本发明的另一个实施例中，所述钢化炉为双室炉；所述第一预设时长和所述第二预设时长的总和为所述功能玻璃产品的厚度与第二时间系数的乘积，所述第二时间系数不小于25，且不大于60，所述第二时间系数与所述功能玻璃产品的厚度正相关；在进行实际钢化成型时，可以根据功能玻璃的预设尺寸确定所述第一时间系数和第二时间系数。
[0053]
在本发明的另一个实施例中，所述第三预设时长为所述功能玻璃产品的厚度与第三时间系数的乘积，所述第三时间系数不小于10，且不大于40，所述第三时间系数与所述功能玻璃产品的厚度正相关。
[0054]
以下以所述功能玻璃产品为无银低辐射镀膜玻璃为例，通过高温钢化处理，使低辐射镀膜玻璃形成预设的低辐射效果。由于无银低辐射镀膜玻璃不氧化，既可以单片使用，也可以夹层、中空使用，市场前景广阔。但由于现有钢化工艺技术限制，在钢化炉高温处理后无法进行再次切割，大大限制了该新产品玻璃的市场推广及市场可能带来的巨额经济效益。
[0055]
本实施例中，采用无银低辐射镀膜玻璃，其中，功能玻璃产品的厚度为6mm，采用双室炉进行高温热处理，所述双室炉具有第一段加热炉、第二段加热炉以及快速降温段，其中，第一段加热炉用于执行上述步骤s100和步骤s200，对功能玻璃进行加热和保温，所述第二段加热炉用于执行上述步骤s300，对功能玻璃进行慢冷，所述快速降温段采用急冷风压，用于执行上述步骤s400，用于进行快冷。其热处理工艺参数如下表1：
[0056][0057]
表1：低辐射镀膜玻璃热处理工艺参数
[0058]
采用上述参数进行热处理之后，生成钢化的低辐射镀膜玻璃产品，其中，经热处理之后的产品性能如下表2：
[0059]
性能数据辐射率e表面应力值(mpa)热处理前0.686.67热处理后0.247.42～9.7
[0060]
表2：低辐射镀膜玻璃热处理后性能参数
[0061]
由上述表2可知，由于经过加热、保温、慢冷和快冷阶段，低辐射镀膜玻璃的功能层能够形成预设的辐射率，经过热处理后辐射率达到了低辐射镀膜玻璃的辐射率水平，热处
理工艺对低辐射镀膜玻璃的功能层的功能不产生影响，同时，玻璃表面应力值位于10mpa以下，将产品放入切割台，切割成200*200mm小片玻璃，在进行切割时不容易出现崩边、崩角，可以进行自由切割、分片，在进行切割、分片时，切割纹路整齐无锯齿状，分片效果很好。
[0062]
本发明还提出一种功能玻璃的实施例，所述功能玻璃通过如上述任一实施例所述的功能玻璃处理工艺制备得到。
[0063]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。