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CN107877943B - 一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法 - Google Patents

一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法，包括如下步骤：印刷；菲林热弯：将前一步骤所得的菲林平片放入菲林热弯模具中热弯，热弯的合模温度为60～85℃，所述菲林平片热弯成型为菲林曲片；且设计菲林热弯模具的尺寸使得所得菲林曲片的弯曲度大于所述曲面玻璃的弯曲度而给菲林曲片留出回弹余量；以及贴合步骤后得到所述含油墨图案的曲面玻璃。本发明通过将油墨图案印刷在菲林材料上，且菲林单独成型、设置菲林的回弹余量、选择特定的菲林基材厚度和特定的菲林热弯合模温度等条件解决了含油墨图案的曲面玻璃的制备过程中贴合时的气泡、褶皱、压痕以及压裂等问题。本发明得到的曲面玻璃表面油墨图案精度高、产品外观美观。

Description

一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃的加工方法，具体涉及一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法。
背景技术
传统平面玻璃表面图案处理的工艺是平面印刷油墨图案到平片玻璃上，具体使用丝印、油印、移印等方法。3D曲面玻璃可以是一种包括中心平板区域和四周边弯曲的玻璃，3D屏幕已经成为一种流行趋势和时尚，如手机、平板电脑、手表、耳机等屏幕面板均可能使用3D屏幕，因而玻璃表面印刷也从传统的平面印刷转变为3D曲面印刷。但由于3D玻璃产品的构造特性，若使用传统的玻璃印刷方案印刷3D曲面玻璃时，印刷出来的图案在 3D曲面玻璃上尺寸精度不高，图案不清晰，且有的地方尤其是3D曲面玻璃上的弯曲弧面以及四角处会出现油墨印刷不到位等问题。
中国专利申请201310624893.2公开一种立体玻璃贴膜的制造方法，包括下列步骤：提供一具有一本体层与一黏着层的薄膜(如聚对苯二甲酸乙二酯膜)；将一立体玻璃与薄膜置入一热压模具中，黏着层与立体玻璃对应设置；提供一预定温度(50℃至130℃)及一预定压力(1至3大气压力)至少其中之一于薄膜，使薄膜预成形；以及热压模具压合预成形的薄膜与立体玻璃，使薄膜与立体玻璃相互贴合。该方法使薄膜可以平整且均匀的贴合于立体玻璃，亦可应用于具有不同弧度曲面的立体玻璃。其中上述薄膜还包括功能层，上述功能层包括油墨层、导电层、或其组合。但该方法存在很高的压伤风险，且制备的立体玻璃产品无法保证薄膜与立体玻璃的贴合段100％无气泡。
因此，本领域需要提供一种新的含油墨图案的曲面玻璃的制备方法，具体是一种低压伤风险甚至无压伤风险且附着油墨的薄膜层与立体玻璃间贴合完全无气泡、无四角圆弧褶皱、无压痕的含油墨图案的曲面玻璃制备方法。
发明内容
本发明提供一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法，包括如下步骤：
步骤A、印刷：在菲林平片上印刷油墨图案，所述菲林的菲林基材的厚度为40～60微米；
步骤B、菲林热弯：将步骤A所得的菲林平片放入菲林热弯模具中热弯，热弯的合模温度为60～85℃，所述菲林平片热弯成型为菲林曲片，油墨图案位于所述菲林曲片的凹面和/或凸面；且设计菲林热弯模具的尺寸使得所得菲林曲片的弯曲度大于所述曲面玻璃的弯曲度而给菲林曲片留出回弹余量；
步骤C、贴合：将步骤B所得菲林曲片的外凸面与曲面玻璃的内凹面使用真空贴合设备贴合，得到所述含油墨图案的曲面玻璃。
本发明步骤A中，菲林基材的厚度过低时，平片热弯后菲林产品的贴合面有褶皱，四角有凸起，且菲林片的延展性一般，不能耐受120～180℃的高温。而菲林基材的厚度过高时，热弯后很容易起皱，成型不稳定。因此，本发明中菲林基材的厚度以40～60微米为宜。在一种具体的实施方式中，步骤A中印刷的油墨图案为边框区图案时，印刷图案的区域尺寸要大于裁切后的尺寸。步骤B中，合模 温度为60～85℃最为合适。合模温度大于85℃时，菲林受高温收缩严重，热弯后产生严重翘曲变形。
在一种具体的实施方式中，所述菲林热弯模具包含上模弹块，所述上模弹块的向下顶出行程为2～8mm，优选3～5mm，用于准备合模 时上模弹块压住菲林和使得菲林在热弯过程中保持不移位，且在开模后确保菲林不会粘至上模而留在下模上。
在一种具体的实施方式中，步骤A中还包括裁切带油墨图案的菲林平片的步骤，优选所述裁切为根据成型后得到的菲林曲片展开成平面的尺寸而裁切菲林平片。
在一种具体的实施方式中，所述菲林基材为PET膜，所述菲林包括菲林基材和单面覆盖菲林基材的OCA胶层，且所述OCA胶层厚度为20～35微米。
在一种具体的实施方式中，所述菲林热弯模具中菲林平片通过多个外周定位块和真空吸附定位，且菲林在热弯后先在冷却水中保压冷却再打开模具取出菲林曲片，所述菲林热弯模具中的上模组件和下模组件通过多组导柱和导套进行合模定位。
如果菲林在热弯后不冷却而直接取出，则因产品热胀冷缩而翘曲变形大，进而影响菲林曲片的成型精度；本发明中，菲林在模具里保压冷却，菲林产品的表面热量传递给水，菲林的温度逐渐变低，其收缩很小，变形量也很小，满足正常的生产需求。
在一种具体的实施方式中，步骤B中热弯的合 模 温度为65～75℃，合模压力为500～ 650kgf，优选520～620kgf，热弯时间为90～150s，冷却时间20～40s。如此参数下操作所得的菲林曲片不会出现四角褶皱的问题。
在一种具体的实施方式中，菲林曲片的弯曲度大于所述曲面玻璃的弯曲度而使得菲林热弯后菲林曲片的弯曲弧度相对于曲面玻璃的弯曲弧度内缩距离d为0.2～1.0mm，优选为 0.3～0.8mm。所述d即为曲面玻璃内凹面上的内凹弧线的外侧端点到所述菲林曲片的外凸面的弧线间的平行切线距离。
在一种具体的实施方式中，步骤A中的裁切方法为刀模模切或激光切割，步骤B中菲林热弯采用液压驱动。在使用刀模模切平片菲林时，刀模根据菲林外形尺寸进行设计，切割后菲林的尺寸精度可保证在±0.02mm公差范围内。在使用激光切割平片菲林时，切割后菲林的尺寸精度可保证在±0.05mm公差范围内。
在一种具体的实施方式中，步骤C中在真空贴合前通过CCD图像传感器抓取菲林曲片与曲面玻璃的贴合基准，且在真空贴合设备中使二者紧密贴合后，还包括对其进行高压除泡的工序。
在一种具体的实施方式中，步骤A中所述菲林的PET基材厚度为50微米，菲林的OCA胶层厚度为25微米。
本发明至少具备如下有益效果：
1、本发明中，先把平片菲林单独通过模具热弯仿形成3D玻璃的弧面形状，且留出菲林的回弹余量，再将菲林曲片与3D曲面玻璃贴合。本发明通过菲林单独成型、设置菲林的回弹余量、选择特定的菲林基材厚度和特定的菲林热弯合模温度等条件解决了含油墨图案的曲面玻璃的制备过程中贴合时的气泡等问题。
2、本发明选择的印刷油墨用材料为耐高温、有延展性的菲林，本发明完全克服了菲林与玻璃粘贴的褶皱、气泡、压痕等问题，且菲林曲片尺寸成型稳定，贴合精度好，热弯后菲林弯曲变形小。
3、本发明中，菲林热弯的温度低，其上印制的油墨层质量不受菲林热弯工序的影响。本发明中，玻璃在700～800℃的高温下单独热弯后并不作为菲林热弯的模具，大幅降低3D 曲面玻璃的压裂风险。本发明给菲林热弯设置其单独使用的模具和热弯参数，使得菲林热弯后与3D曲面玻璃实现最佳匹配。
4、本发明得到的曲面玻璃表面油墨图案精度高、产品外观美观。本发明工艺简单，可靠性较高，可操作性强，易于推广应用，成本较低，实用价值高。
附图说明
图1为贴合前菲林曲片和曲面玻璃的位置结构示意图，图中1为曲面玻璃，2为菲林曲片。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明的平片菲林包括菲林基材和OCA胶层，且在菲林基材一侧覆盖有“轻剥离型膜”，其厚度例如为0.05mm，撕去“轻剥离型膜”后该面用于印刷油墨；而在OCA胶层一侧覆盖有“离型膜”，其厚度例如为0.1mm，撕去“离型膜”后该面用于与曲面玻璃粘贴。
本发明中热弯后得到的菲林曲片为中心为平面结构而四周为弧边结构，与3D曲面玻璃结构相似但留有菲林回弹余量的结构。
实施例1～3和对比例1～2
本发明提供一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法，包括如下步骤：
步骤A、印刷和裁切：在菲林平片上印刷油墨图案，所述菲林的菲林基材的厚度为40～60微米(对比例1和2中菲林基材厚度小于40微米)，裁切带油墨图案的菲林平片；
步骤B、菲林热弯：将裁切后的菲林平片放入菲林热弯模具中热弯，热弯的合模温度为60～80℃，所述菲林平片热弯成型为菲林曲片，油墨图案位于所述菲林曲片的凹面；且设计菲林热弯模具的尺寸使得所得菲林曲片的弯曲度大于所述曲面玻璃的弯曲度而给菲林曲片留出回弹余量；
步骤C、贴合：将步骤B所得菲林曲片的外凸面与曲面玻璃的内凹面使用真空贴合设备贴合，得到所述含油墨图案的曲面玻璃。
具体在步骤B菲林热弯成型过程中，包括如下操作步骤，定位菲林→真空吸附菲林→合模热压→冷却→开模→取出菲林。且在合模热压步骤和冷却步骤之间关闭加热装置，并在冷却步骤和开模步骤之间开启加热装置。在采用四柱液压驱动设备热弯菲林时其工艺参数例如为：热弯菲林的产品定位和吸附时间为5s，上模升温变化时间和下模升温变化时间均为70s，冷却水的水泵流量为50L/Min。热弯过程中初压时间为1s，再压时间为30s，冷却水泵运行时间为35s，开模前的上油管压力为1205kgf(表压)，下油管压力为508kgf，上模温度为66.3℃，下模温度为65.2℃；开模后的上油管压力为1021kgf，下油管压力为 464kgf，上模温度为51.5℃，下模温度为53.7℃。取出产品耗时为5s，热弯周期共120s。
菲林热弯过程前，考虑到菲林片没有功能孔以及辅助定位特征，我们对其采取外形四边定位，上模压紧块(上模弹块)压紧的方式实现菲林热弯成型的精度。如图1所示，菲林曲片2的弯曲弧度相对于曲面玻璃1的内缩尺寸d为0.5mm，菲林成型的模具同样地相应比3D玻璃的弧度内缩0.5mm。
在步骤C真空贴合和高压除泡过程中，先使用真空贴合机台通过CCD抓取菲林曲片与3D曲面玻璃的基准，使两者紧密贴合后，进行高压除泡技术从而达到3D玻璃表面油墨图案精度高以及外观美观的效果。除泡过程中，先采用6.5kgf的压力和温度45℃除泡 15min，再采用6.5kgf的压力和温度25℃除泡15min，最后采用6.5kgf的压力和温度45℃除泡3min。
实施例1～3和对比例1～2中考察了不同厚度的菲林基材所得含油墨图案的曲面玻璃的制备方法，具体见表1。
表1
此外，发明人通过实验发现，菲林基材的厚度过高时(如超过60微米)，菲林热弯后很容易起皱，成型不稳定。结合表1实验结果可知，菲林的PET基材的厚度为40～60微米，且OCA胶层的厚度为20～30微米时效果理想。根据实验结果最终选择SKC品牌的菲林(PET基材50μm+OCA 25μm)作为大规模应用的菲林。
本发明通过将油墨图案印刷在待与曲面玻璃贴合的菲林材料上，且菲林单独成型、设置菲林的回弹余量、选择特定的菲林基材厚度和特定的菲林热弯合模温度等条件解决了含油墨图案的曲面玻璃的制备过程中贴合时的气泡、褶皱、压痕以及压裂等问题。本发明得到的曲面玻璃表面油墨图案精度高、产品外观美观。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。

Claims (10)

1.一种含油墨图案的曲面玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A、印刷：在菲林平片上印刷油墨图案，所述菲林的菲林基材的厚度为40～60微米；
步骤B、菲林热弯：将步骤A所得的菲林平片放入菲林热弯模具中热弯，热弯的合模温度为60～85℃，所述菲林平片热弯成型为菲林曲片，油墨图案位于所述菲林曲片的凹面和/或凸面；且设计菲林热弯模具的尺寸使得所得菲林曲片的弯曲度大于所述曲面玻璃的弯曲度而给菲林曲片留出回弹余量；
步骤C、贴合：将步骤B所得菲林曲片的外凸面与曲面玻璃的内凹面使用真空贴合设备贴合，得到所述含油墨图案的曲面玻璃。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述菲林热弯模具包含上模弹块，所述上模弹块的向下顶出行程为2～8mm，用于准备合模 时上模弹块压住菲林和使得菲林在热弯过程中保持不移位，且在开模后确保菲林不会粘至上模而留在下模上。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤A中还包括裁切带油墨图案的菲林平片的步骤，所述裁切为根据成型后得到的菲林曲片展开成平面的尺寸而裁切菲林平片。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述菲林基材为PET膜，所述菲林包括菲林基材和单面覆盖菲林基材的OCA胶层，且所述OCA胶层厚度为20～35微米。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述菲林热弯模具中菲林平片通过多个外周定位块和真空吸附定位，且菲林在热弯后先在冷却水中保压冷却再打开模具取出菲林曲片，所述菲林热弯模具中的上模组件和下模组件通过多组导柱和导套进行合模定位。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤B中热弯的合模 温度为65～75℃，合模压力为500～650kgf，热弯时间为90～150s，冷却时间20～40s。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，菲林曲片的弯曲度大于所述曲面玻璃的弯曲度而使得菲林热弯后菲林曲片的弯曲弧度相对于曲面玻璃的弯曲弧度内缩距离d为0.2～1.0mm。
8.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤A中的裁切方法为刀模模切或激光切割，步骤B中菲林热弯采用液压驱动。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述制备方法，其特征在于，步骤C中在真空贴合前通过CCD图像传感器抓取菲林曲片与曲面玻璃的贴合基准，且在真空贴合设备中使二者紧密贴合后，还包括对其进行高压除泡的工序。
10.根据权利要求1～8中任意一项所述制备方法，其特征在于，步骤A中所述菲林的PET基材厚度为50微米，菲林的OCA胶层厚度为25微米。
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