一種表面微結構改性玻璃及其夾膠玻璃的生產方法技術

本發明專利技術公開了一種表面微結構改性玻璃及其夾膠玻璃的生產方法：光刻膠和溶脹劑混合，制得溶脹型光刻膠；然后在玻璃板上進行化學濕法差速蝕刻，進行微結構改性，制得表面微結構改性玻璃。表面微結構改性玻璃可用于制備機動車用夾膠安全玻璃：將n片玻璃板與(n

【技術實現步驟摘要】
一種表面微結構改性玻璃及其夾膠玻璃的生產方法


[0001]本專利技術屬于特種玻璃
，具體涉及一種表面微結構改性玻璃及其夾膠玻璃的生產方法。

技術介紹

[0002]機動車玻璃必須兼備良好的行駛視野和安全性，在即將實施的強制性標準GB 9656
?
2021《機動車玻璃安全技術規范》中，對機動車玻璃的強度安全性能和破壞安全性能有明確的規定，涉及人頭模型沖擊性、抗穿透性、抗沖擊性和碎片狀態。抗沖擊性要求玻璃能承受227g鋼球從2
?
9m高度自由落下的擊中后的粘結力；抗穿透性要求玻璃承受2260g鋼球從4m高度自由落下后5s內鋼球不應穿透玻璃；人頭模型沖擊試驗要求10Kg的人頭模型從1.5m
?
3.0m高度沖擊玻璃的內側，玻璃必須被破壞，且HIC值(頭部傷害指數,head injury criteria)必須小于1000。因為機動車對駛乘和行人顱腦傷害的危險性日益明顯，很多汽車的窗玻璃面積占接近車身表面積的1/3，行人與汽車發生正面碰撞，其中風擋玻璃遭受人頭沖擊的概率為23.7％，絕大部分重度傷害(>80％)為頭部受到猛烈沖擊后造成的顱腦損傷，導致行人和乘員的死亡。在已有人頭模型從內測沖擊玻璃的試驗，將增加人頭模型從外側沖擊的試驗，又稱為行人保護檢測項目。HIC是評估機動車玻璃安全性能的重要指標。還有，目前的機動車風擋玻璃受到外來硬物沖擊或意外炸裂時，產生放射狀裂紋和環狀裂紋，形成密集的裂紋和飛濺的碎片，嚴重妨礙駕駛員對路況環境的觀察。以上這些性能(抗沖擊性、抗穿透性、碎片狀態和HIC)都要同時達標，而不是某一單項性能達標；但是它們又是相互聯系、相互影響的，甚至是矛盾的。高的抗沖擊性、抗穿透性意味著能抵御外來硬物更具破壞性的沖擊，但是大概率也存在HIC值也增大，意味著增加了對駛乘和行人顱腦傷害的危險。大的玻璃碎片對沖擊后的能見度影響相對小，但是反映夾膠機動車玻璃的粘結力差，意味著飛濺的玻璃碎片對駕乘和人生的危害大。機動車玻璃產生的眩光也是引發交通事故、刺激行人眼睛的重要原因。
[0003]玻璃的表面普遍存在微裂紋，是玻璃實際強度遠遠低于理論強度的主要原因，通過化學蝕刻和拋光液與玻璃的反應可以消除這些微裂紋而提高玻璃的強度。
[0004]如何在提高機動車玻璃抗沖擊強度、抗穿透性能、沖擊后能見度的同時降低人頭模型沖擊HIC值、碎片尺寸，減少對人的傷害程度、減少眩光對行人眼睛的刺激，這些一直都是機動車用玻璃安全性和生產技術的難題。
[0005]通過蝕刻液與玻璃的化學反應，玻璃表面能被均勻地蝕刻，如果要使部分玻璃的表面被蝕刻，一般是使用耐腐蝕的保護層避免這部分玻璃被腐蝕。如果要使全部玻璃表面都被蝕刻，但是不同部分的蝕刻深度不同，一般就要至少使用二次耐腐蝕的保護層；如果需要的蝕刻深度差越大，則需要重復更多次的使用保護層，工藝過程相當繁瑣。

技術實現思路

[0006]針對目前存在的技術問題，本專利技術借助溶脹型光刻膠的差速化學濕法蝕刻技術，
將玻璃平滑的表面改變為具有凹凸和/或微通孔的表面，并用這種表面微結構改性的玻璃制備機動車用夾膠安全玻璃。當具有凹凸和/或微通孔的機動車玻璃受到硬物沖擊時，沖擊波被凹凸和/或微通孔等微結構的干擾，裂紋擴散軌跡發生偏離并被限制擴展，即碎裂路徑得到有效控制，破裂區域被控制和減小，沖擊后仍然能保持良好能見度；沖擊應力在凹凸和/或微通孔處集中，它們成為優先破裂的區域，在夾膠層合加工中形成的雙凸面的高分子粘結層增加對沖擊能量的吸收，提高機動車玻璃的抗沖擊強度的同時使HIC值大大降低；另一方面，玻璃的凹凸表面增加與夾層高分子粘結層之間的粘結力，避免碎片脫落；同時，玻璃的拋光強化減少玻璃眩光對行人眼睛的刺激人，提高安全性。
[0007]本專利技術采用的技術方案是：
[0008]一種表面微結構改性玻璃的生產方法，所述方法為：光刻膠和溶脹劑按照質量比100：0.2～1混合，制得溶脹型光刻膠；使用溶脹型光刻膠在玻璃板上進行化學濕法差速蝕刻，對玻璃板表面進行微結構改性，在玻璃板表面蝕刻出微米級有微小空隙的微結構，所述的微結構為凹槽、凸條、凹坑、微通孔中的一種或多種；多個微結構在玻璃板上按照預定設計的圖案，分布在所述玻璃板的全部表面或部分表面；制得所述表面微結構改性玻璃。所制得的表面微結構改性玻璃可用于制備機動車用夾膠安全玻璃。
[0009]本專利技術還提供一種機動車用夾膠安全玻璃的生產方法，所述方法包括以下步驟：
[0010](1)制備表面微結構改性玻璃：光刻膠和溶脹劑按照質量比100：0.2～1混合，制得溶脹型光刻膠；將溶脹型光刻膠覆蓋玻璃板的一面或者兩面上，進行光刻，通過化學濕法差速蝕刻，對玻璃板表面進行微結構改性，在玻璃板表面蝕刻出微米級有微小空隙的微結構，所述的微結構為凹槽、凸條、凹坑、微通孔中的一種或多種；多個微結構在玻璃板上按照預定設計的圖案，分布在所述玻璃板的全部表面或部分表面；制得所述表面微結構改性玻璃；
[0011](2)將n片玻璃板與(n
?
1)片熱熔型高分子粘結層，交替層疊，任意相鄰兩片玻璃板之間都設置一層熱熔型高分子粘結層，所述n片玻璃板中至少有一片為所述表面微結構改性玻璃，且具有微結構的表面側與熱熔型高分子粘結層相接觸；n為2以上的整數；然后將夾層結構進行熱壓層合，將熱熔型高分子粘結層通過熱壓層合加工固定于玻璃板平面上，使所述表面微結構改性玻璃上的微結構空隙被所述熱熔型高分子粘結層充滿，制得所述機動車用夾膠安全玻璃。
[0012]所述玻璃板的厚度優選為0.2
?
2mm；所述熱熔型高分子粘結層的厚度為0.25～2mm，優選為0.35
?
1mm。
[0013]本專利技術中，光刻膠可采用市售的光刻膠，優選為負性光刻膠。
[0014]所述化學濕法差速蝕刻的步驟一般為：
[0015]在玻璃板的單面或雙面上，覆蓋溶脹型光刻膠，經前烘后，曝光，轉移預先設計的圖案，顯影，得到圖形結構，后烘堅膜，冷卻后用蝕刻液進行化學蝕刻，把溶脹型光刻膠表面的圖形結構轉移到玻璃板上，然后去除剩余光刻膠層，清洗后進行防眩光(Anti
?
glare，簡稱AG)減反射加工、酸拋光強化處理，制得所述表面微結構改性玻璃。
[0016]所述覆蓋溶脹型光刻膠可通過絲網印刷或旋涂等方法。
[0017]所述前烘通常為80～85℃熱烘40
?
60min。
[0018]所述后烘堅膜的溫度為115℃
?
120℃，保溫1h
?
4h。
[0019]化學蝕刻的時間優選2
?
50min。
[0020]所述蝕刻液一般為50wt％氫氟酸溶液。
[0021]進一步，所述防眩光減反射加工是將去除掉光刻膠層后玻璃板用防炫光液浸泡或噴淋玻璃板的表面，所述防炫光液由氟化氫銨、水按質量比5～8:10～15混合得到，防眩光減反射加工的溫度維持在15℃...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種表面微結構改性玻璃的生產方法，其特征在于所述方法為：光刻膠和溶脹劑按照質量比100：0.2～1混合，制得溶脹型光刻膠；使用溶脹型光刻膠在玻璃板上進行化學濕法差速蝕刻，對玻璃板表面進行微結構改性，在玻璃板表面蝕刻出微米級有微小空隙的微結構，所述的微結構為凹槽、凸條、凹坑、微通孔中的一種或多種；多個微結構在玻璃板上按照預定設計的圖案，分布在所述玻璃板的全部表面或部分表面；制得所述表面微結構改性玻璃。2.如權利要求1的方法制備得到的表面微結構改性玻璃。3.利用如權利要求2所述的表面微結構改性玻璃制備機動車用夾膠安全玻璃的生產方法，所述方法包括以下步驟：(1)制備表面微結構改性玻璃：光刻膠和溶脹劑按照質量比10：0.5～5混合，制得溶脹型光刻膠；將溶脹型光刻膠覆蓋玻璃板的一面或者兩面上，進行光刻，通過化學濕法差速蝕刻，對玻璃板表面進行微結構改性，在玻璃板表面蝕刻出微米級有微小空隙的微結構，所述的微結構為凹槽、凸條、凹坑、微通孔中的一種或多種；多個微結構在玻璃板上按照預定設計的圖案，分布在所述玻璃板的全部表面或部分表面；制得所述表面微結構改性玻璃；(2)將n片玻璃板與(n
?
1)片熱熔型高分子粘結層，交替層疊，任意相鄰兩片玻璃板之間都設置一層熱熔型高分子粘結層，所述n片玻璃板中至少有一片為所述表面微結構改性玻璃，且具有微結構的表面側與熱熔型高分子粘結層相接觸；n為2以上的整數；然后將夾層結構進行熱壓層合，將熱熔型高分子粘結層通過熱壓層合加工固定于玻璃板平面上，使所述表面微結構改性玻璃上的微結構空隙被所述熱熔型高分子粘結層充滿，制得所述機動車用夾膠安全玻璃。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述化學濕法差速蝕刻的步驟為：在玻璃板的單面或雙面上，覆蓋溶脹型光刻膠，經前烘后，曝光，轉移預先設計的圖案，顯影，得到圖形結構，后烘堅膜，冷卻后用蝕刻液進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程俊華，趙國祥，
申請(專利權)人：杭州乾智坤達新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：