[发明专利]一种玻璃蚀刻方法

说明书

本发明提供一种玻璃蚀刻方法，所述玻璃刻蚀方法通过采用碱和碳原子数≤10的醇类有机物的溶液作为蚀刻液，并辅助采用超声，大大降低了蚀刻后玻璃内壁的粗糙度，其粗糙度能够达到≤6nm，能够广泛应用于各种玻璃的刻蚀，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及蚀刻技术领域，尤其涉及一种玻璃蚀刻方法。

背景技术

玻璃在常温下是一种透明的固体，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃的主要成分是二氧化硅。玻璃的蚀刻可以使普通的玻璃以婀娜的形态、冰雕玉琢的质感等形态呈现在大众眼前，也可为玻璃的新用途提供条件。传统玻璃刻蚀采用含氟的蚀刻液。

CN104341111A提供了一种玻璃蚀刻液再生方法及玻璃蚀刻方法，利用钾离子化合物与老化的玻璃蚀刻液进行搅拌反应，通过过滤去除老化液中的可溶性玻璃渣。对老化液进行离子交换处理，金属离子。此外，在老化液中加入适量的氢氟酸，进而再生出符合玻璃蚀刻要求的玻璃蚀刻液。本发明的还提供一种玻璃蚀刻方法，在玻璃蚀刻过程中使用钾离子化合物去除玻璃蚀刻液中的可溶性玻璃渣，该方法可提高玻璃蚀刻的蚀刻率；但该方法并未涉及玻璃刻蚀后表面光洁度的问题。

CN104926145A公开了一种玻璃的刻蚀工艺，其中才用的刻蚀液包括水、氢氟酸、硫酸、硝酸、亚硝酸钠和乙酸，但并未涉及刻蚀后表面光洁度的问题，且采用氢氟酸，毒性和环境污染较为严重。

为了克服现有含氟蚀刻液中氢氟酸或含氟物质的毒性，已有针对无氟蚀刻液的研究。CN111116047A公开了一种雾面玻璃制造方法，采用无氟碱性蚀刻液搭配催化剂对所述雾化层进行蚀刻处理；对蚀刻处理后的所述玻璃基材进行强化处理，但该方法中得到的是雾化玻璃，无法保障蚀刻后的表面光洁度。

由此表明，现有针对玻璃的蚀刻均存在蚀刻液酸性大或毒性大，且未意识到蚀刻后表面光洁度的问题。

因此，亟需开发一种玻璃蚀刻方法，解决现有玻璃蚀刻后表面光洁度的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种玻璃蚀刻方法，所述玻璃刻蚀方法无需采用含氟物质，更加环保无害，而且大大降低了蚀刻后玻璃内壁的粗糙度，较优条件下其粗糙度能够达到≤6nm，能够广泛应用于各种玻璃的刻蚀，应用前景广阔。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种玻璃蚀刻方法，所述玻璃蚀刻方法包括：在超声条件下，采用蚀刻溶液对玻璃进行蚀刻；所述蚀刻溶液中含有碱和碳原子数≤10的醇类有机物。

本发明采用碳原子数≤10的醇类有机物和碱作为蚀刻溶液，其中醇类有机物中的羟基能够破坏水分子之间的氢键，降低蚀刻液的黏度，提高碱在蚀刻溶液中的传质效果，进而促进蚀刻反应的进行，而且选用碳原子数≤10的醇类有机物，能够与水具有更佳的互溶性。本发明还通过采用超声进行辅助，促进蚀刻溶液与被蚀刻玻璃的接触和传质，促进蚀刻的进行，从而能够使玻璃各处蚀刻程度保持一致，提高了蚀刻后玻璃内壁的表面光洁度。

本发明所述醇类有机物为碳原子数≤10的醇类有机物，例如可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述醇类有机物的碳原子数为2～4。

本发明中醇类有机物优选碳原子数为2～4的醇，与水具有更佳的互溶性，且极性更大，更有利于打破水分子与水分子之间的氢键，促进碱在蚀刻液中的传质。

优选地，所述醇类有机物为括乙醇或异丙醇。

优选地，所述蚀刻溶液中醇类有机物的体积浓度为1～30％，例如可以是1％、5％、8％、11％、14％、18％、21％、24％、27％或30％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。