刻蚀液过滤系统、玻璃生产线及玻璃刻蚀方法与流程

1.本发明涉及玻璃生产设备，具体地涉及一种刻蚀液过滤系统。在此基础上，本发明还涉及一种包括该刻蚀液过滤系统的玻璃生产线。此外，本发明还涉及一种玻璃刻蚀方法。


背景技术：

2.电子玻璃的薄化是平板显示轻薄化的关键部分。作为制备超薄玻璃的常用方法，化学减薄法得到的超薄玻璃表面质量好、良品率高，其主要以氢氟酸为主成分，再加以其它辅酸形成刻蚀液，从而与玻璃表面发生化学反应，使得玻璃减薄。
3.化学减薄法主要的工艺方法包括浸泡法、喷淋法及瀑布流法等，每种方法采用的刻蚀液与玻璃表面发生反应后，刻蚀液中仍含有大量有效物质可以继续循环使用，降低生产成本。但是，刻蚀液与玻璃表面接触并发生化学反应，会产生絮状沉淀及其他不溶物等杂质，其中一些杂质可能会粘附在玻璃表面，导致凸点等缺陷；刻蚀液中无效产物增加还会影响刻蚀效果，导致良品率降低。因此，需对使用过的刻蚀液进行过滤处理，以便可以循环使用刻蚀液，并且不影响刻蚀效果。
4.现有过滤设备和方法，过滤效率低、设备复杂、占用空间大，难以满足实际应用要求，因此需设计一种高效率、简洁的刻蚀液循环过滤系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术存在的刻蚀液过滤效率较低问题，提供一种刻蚀液过滤系统，该刻蚀液过滤系统能够有效过滤刻蚀液中的杂质成分，便于实现刻蚀液的重复利用；且该刻蚀液过滤系统可以实现刻蚀液的高效过滤，有助于提高玻璃器件生产效率、降低生产成本。
6.为了实现上述目的，本发明一方面提供一种刻蚀液过滤系统，包括：壳体，该壳体内形成有中空腔并在顶部和底部分别设有连通该中空腔的刻蚀液进口和刻蚀液出口；过滤器，该过滤器安装于所述中空腔内并能够过滤由所述刻蚀液进口通入的刻蚀液；以及，真空泵，该真空泵的抽气口连通于所述中空腔的位于所述过滤器下侧的腔体部分，以能够通过使得该腔体部分内形成负压而促使所述刻蚀液通过所述过滤器。
7.优选地，所述中空腔内设有用于将由所述刻蚀液进口通入的所述刻蚀液引导至所述过滤器的刻蚀液分配器，该刻蚀液分配器形成有自上而下渐扩延伸的锥形通道。
8.优选地，所述过滤器包括过滤漏斗和贴合设置于该过滤漏斗的内表面上的过滤筛，该过滤筛设置为能够过滤由所述刻蚀液进口通入的所述刻蚀液。
9.优选地，所述过滤筛设置为折扇形。
10.优选地，所述过滤漏斗的出液管旁接有补充液组件，所述补充液组件包括设置于所述壳体外的补充液储罐、连接至该补充液储罐和所述过滤漏斗的出液管之间的补充液输送管，该补充液输送管上设有第一阀门和/或第一输送泵。
11.优选地，所述过滤漏斗的出液管底端设有喷淋头，该喷淋头形成有多个喷淋孔。
12.优选地，所述真空泵的抽气口端设有酸雾滤网。
13.优选地，所述中空腔的底部设有用于加热过滤后的所述刻蚀液的加热装置。
14.本发明第二方面提供一种包括上述刻蚀液过滤系统的玻璃器件生产线。
15.本发明第三方面提供一种玻璃刻蚀方法，包括：
16.s1.在刻蚀装置中，利用刻蚀液刻蚀玻璃；
17.s2.将刻蚀玻璃后的所述刻蚀液通入根据权利要求1至8中任意一项所述的刻蚀液过滤系统，并启动所述真空泵使得所述中空腔的位于所述过滤器下侧的腔体部分形成负压，以过滤所述刻蚀液；
18.s3.将过滤后的所述刻蚀液通过所述刻蚀液出口排出并输送至所述刻蚀装置。
19.通过上述技术方案，本发明的刻蚀液过滤系统能够利用安装于壳体中空腔内的过滤器过滤刻蚀液以滤除其中的杂质成分，以便循环利用刻蚀液实施玻璃减薄工艺；在过滤过程中，可通过利用真空泵抽吸过滤器下侧腔体部分的气体而形成负压，由此促使刻蚀液在压差作用下快速通过过滤器完成过滤，从而大大加快刻蚀液过滤速度，能够有效提高刻蚀液的过滤效率，便于提高玻璃器件的生产效率、降低生产成本。
附图说明
20.图1是根据本发明一种优选实施方式的刻蚀液过滤系统的结构示意图；
21.图2是图1中刻蚀液过滤系统的刻蚀液分配器的俯视图；
22.图3是图1中刻蚀液过滤系统的过滤器的俯视图；
23.图4是图1中刻蚀液过滤系统的喷淋头的仰视图；
24.图5是图1中刻蚀液过滤系统的加热装置的结构示意图；
25.图6是根据本发明一种优选实施方式的玻璃刻蚀方法的刻蚀液过滤过程流程图。
26.附图标记说明
27.1-刻蚀液进口；2-刻蚀液分配器；3-法兰；4-真空泵连接口；5-真空泵；6-过滤器；61-过滤漏斗；62-过滤筛；7-酸雾滤网；8-补充液输送管；9-补充液储罐；10-第一阀门；11-第一输送泵；12-喷淋头；13-加热装置；14-第二阀门；15-第二输送泵；16-刻蚀液出口；17-壳体；18-中空腔。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
29.在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
30.参照图1所示，根据本发明一种优选实施方式的刻蚀液过滤系统，包括壳体17，该壳体17内形成有中空腔18，并在顶部设有刻蚀液进口1，底部设有刻蚀液出口16，该刻蚀液进口1和刻蚀液出口16分别连通中空腔18，以能够通过刻蚀液进口1向中空腔18内通入如用于玻璃器件生产的化学减薄刻蚀液。该刻蚀液在与玻璃表面接触发生化学反应后，产生的絮状沉淀及其他不溶物等杂质能够经随后所述的设于中空腔18内的过滤器6滤除，进而由刻蚀液出口16排出，并输送至刻蚀装置循环使用。
31.该壳体17的中空腔18内安装有过滤器6，该过滤器6能够过滤由刻蚀液进口1通入的刻蚀液。壳体17侧壁上可以连接有真空泵5，该真空泵5的抽气口连通于中空腔18的位于过滤器6下侧的腔体部分，以能够抽吸该腔体部分的气体并形成负压(如小于或等于6pa)，由此在过滤器6的上下侧形成压差，从而促使刻蚀液通过过滤器6，完成杂质的滤除。
32.由此，本发明的刻蚀液过滤系统能够利用安装于壳体17中空腔18内的过滤器6过滤刻蚀液以滤除其中的杂质成分，以便循环利用刻蚀液实施玻璃减薄工艺；在过滤过程中，可通过利用真空泵5抽吸过滤器6下侧腔体部分的气体而形成负压，由此促使刻蚀液在压差作用下快速通过过滤器6完成过滤，从而大大加快刻蚀液过滤速度，能够有效提高刻蚀液的过滤效率，便于提高玻璃器件的生产效率、降低生产成本。本发明的刻蚀液过滤系统具有过滤效率高、结构简单、占用空间小等优点。整个系统中，与刻蚀液接触的材料要求可以选用耐腐蚀、耐高温且具有一定机械强度的材料，如聚四氟乙烯(ptfe)或聚氯乙烯(pvc)，优选为聚四氟乙烯(ptfe)。
33.在图示优选实施方式中，壳体17形成为包括位于上部的锥形部分、位于下部的圆柱形部分以及位于底部的半椭球形部分，刻蚀液进口1可以设于锥形部分的顶部，刻蚀液出口2可以设于圆柱形部分的靠近底部的位置或设于半椭球形部分。可以理解的是，尽管图示为将真空泵5连接于壳体17侧壁上，但本发明并不限于此，只要其抽气口连通于过滤器6下侧的腔体部分并高出中空腔18内的液面，并将抽吸的气体排出、形成负压即可。其中，为了避免抽吸的气体成分中的酸雾腐蚀真空泵5或对污染外部环境，可以在真空泵5的真空泵连接口4上设置酸雾滤网7，如可以安装于真空泵5的抽气口端，以减少或阻止酸雾被抽出。
34.根据过滤器6的具体结构，可以选择适当方式将其安装于壳体17的中空腔18内，以便在两侧压差作用下使得刻蚀液快速通过，进行高效过滤。例如，过滤器6可以通过连接至壳体17周壁上的法兰3安装于中空腔18内或直接连接至壳体17内壁面。在图示优选实施方式中，法兰3布置于上部的锥形部分和下部的圆柱形部分相接处，并由此将过滤器6安装为位于中空腔18的中心轴线上，便于刻蚀液在该过滤器6上的均匀分配。在此情形下，法兰3和过滤器6将壳体17的中空腔18分隔为上、下两部分，真空泵6的抽气口连通于法兰3下侧的部分且与过滤器6高度相当，由此能够在中空腔18内预留充分的储存刻蚀液的空间。壳体17可以设置为在法兰3位置能够拆分，以便在需要时拆下清洗或更换过滤器6或随后所述的过滤筛62。
35.结合图2所示，壳体17的中空腔18内还可以设有用于将由刻蚀液入口1通入的刻蚀液引导至过滤器6的刻蚀液分配器2，该刻蚀液分配器2位于过滤器6上侧，并设置为具有自上而下渐扩延伸的锥形通道。该刻蚀液分配器2的锥顶可以连接至刻蚀液进口1，锥底延伸至靠近过滤器6上部的位置。刻蚀液由刻蚀液进口1通入后，经刻蚀液分配器2的锥形通道向周向扩散分配，进而均匀地落在过滤器6上。在其他实施方式中，也可以在壳体17顶部设有多个刻蚀液进口1或设置其他结构形式(如多个支管)的刻蚀液分配器，以便刻蚀液在过滤器6上均匀分布，便于高效过滤。
36.进一步地，结合图3所示，用于本发明刻蚀液过滤系统的过滤器6可以设置为漏斗状，并包括过滤漏斗61和贴合设置于该过滤漏斗61的内表面上的过滤筛62，该过滤筛62能够过滤由刻蚀液入口1通入的刻蚀液。当刻蚀液通过刻蚀液入口1通入后，经前述刻蚀液分配器2分配并均匀落在过滤筛62上，过滤后的刻蚀液被过滤漏斗61收集并由其出液管引流
至中空腔18的底部。
37.在图示优选实施方式中，过滤筛62设置为折扇形，即在过滤漏斗61的内侧呈波浪起伏状延伸。由此，该过滤筛62具有较大的过滤面积，能够有效提升刻蚀液的过滤量和过滤效率。
38.在使用后，刻蚀液的浓度和流量可能不能满足玻璃刻蚀要求。与玻璃表面反应后的刻蚀液中，有效成分会有一定量的损失，生成无效物质，刻蚀液中有效成分浓度降低后，再次与玻璃表面反应时反应速率会大大下降且会影响刻蚀玻璃表面效果，甚至影响产品质量，所以需要向过滤后的刻蚀液中补充新的刻蚀液，保证刻蚀液中有效物质的浓度。为此，继续参照图1所示，在过滤漏斗61的出液管上可以旁接有补充液组件，用于向过滤后的刻蚀液中补充新的刻蚀液，满足玻璃刻蚀的浓度和流量要求。其中，补充液组件可以包括补充液储罐9和补充液输送管8，补充液储罐9置于壳体17外，并通过补充液输送管8连接至过滤漏斗61的出液管。该补充液输送管8上可以设有第一阀门10和第一输送泵11，以便在需要时将适量新的刻蚀液通入中空腔18内，并与过滤后的刻蚀液混合后用于玻璃刻蚀。
39.结合图4所示，过滤漏斗61的出液管底端可以设有喷淋头12，该喷淋头12形成有多个喷淋孔。由此，便于使得由前述补充液储罐9补充的新的刻蚀液和过滤后的刻蚀液在中空腔18内充分混合。
40.在壳体17的中空腔18内，可以设有用于加热刻蚀液的加热装置13，该加热装置13可以设置于中空腔18的底部并靠近刻蚀液出口16，由此将刻蚀液加热至预定温度，便于该刻蚀液过滤系统用于玻璃器件生产线中，直接将具有适当温度的刻蚀液通入刻蚀装置，形成刻蚀液的闭环流动。如图5所示，加热装置13可以为螺旋状的加热丝，该加热丝的外部可以包覆有耐氢氟酸腐蚀的材料，如聚四氟乙烯(ptfe)或聚氯乙烯(pvc)，以免刻蚀液腐蚀导致的加热效率受损。
41.在刻蚀液出口16上，可以设有第二阀门14和第二输送泵15，以便控制刻蚀液的排出。
42.在上述刻蚀液过滤系统的基础上，本发明还提供一种具有该刻蚀液过滤系统的玻璃器件生产线，该玻璃器件生产线能够在刻蚀液与玻璃器件反应后通入刻蚀液过滤系统中过滤，以实现循环利用，能够提高玻璃器件的生产效率、降低生产成本。
43.此外，本发明还提供一种玻璃刻蚀方法。结合图1和图6，该玻璃刻蚀方法包括：s1.在刻蚀装置中，利用刻蚀液刻蚀玻璃；s2.将刻蚀玻璃后的刻蚀液通过刻蚀液进口1通入刻蚀液过滤系统的中空腔18内，并由刻蚀液分配器2分配后，输送至过滤器6上的过滤筛62上边缘处；同时，启动真空泵5，使得过滤器6下侧的腔体部分形成负压；过滤后的刻蚀液与来自补充液储罐9的补充液混合，经过喷淋头12混合进入中空腔18底部；由加热装置13将中空腔18内的刻蚀液加热至一定温度；s3.将过滤并加热后的刻蚀液通过刻蚀液出口16排出，并输送至刻蚀装置继续用于刻蚀玻璃。化学减薄生产线批量生产超薄玻璃对效率要求非常高，所以刻蚀液的供应效率是至关重要的，利用本发明的玻璃器件生产线和玻璃刻蚀方法能够在保证效率的同时有效降低成本，高效循环利用刻蚀液。
44.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式
不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。