[发明专利]用于湿酸性蚀刻中污泥控制的方法

说明书

本发明涉及对污泥进行控制的方法，所述污泥是在对玻璃制品进行湿酸性蚀刻过程中产生的。需要控制的4个因素是：(i)溶解的玻璃水平A；(ii)HF浓度B；(iii)第二酸浓度C，所述第二酸是强酸；以及(iv)沉淀物的溶解度常数D，Ksp，其通过改变温度或离子强度进行控制。本文所揭示的方法采用HF作为蚀刻剂以及选自下组的强酸：HCl、H₂SO₄、HNO₃以及HClO₄。

本申请根据35U.S.C.§119，要求2012年5月31日提交的美国临时申请系列第61/653705号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

领域

本发明涉及对污泥进行控制的方法，所述污泥是在对玻璃制品进行湿酸性蚀刻过程中产生的。

背景

本发明涉及在采用氢氟酸(HF)和含HF的蚀刻剂对玻璃进行湿蚀刻和薄化的过程中，减少污泥(沉淀)的技术。在蚀刻剂中污泥的存在明显地干扰了蚀刻过程并降低了蚀刻产品的质量。在蚀刻过程中，蚀刻剂(或蚀刻浴)中的污泥(或沉淀)引起了玻璃表面的例如小突起和皱纹(褶皱)之类的缺陷。此外，蚀刻浴中污泥的积累会严重地阻碍玻璃蚀刻操作，并且其还导致经蚀刻的玻璃表面上的副产物的沉积，这需要进行刷清洁以符合严格的光学和外观要求。接触清洁(例如刷清洁)会破坏新生玻璃表面，并损害玻璃的机械性能。防止或降低蚀刻浴或蚀刻剂中的沉淀改进了玻璃蚀刻工艺的效率，并且还降低了与材料损耗和机械维护相关的成本。

解决污泥问题的方法可分成两类：物理分离和化学抑制。物理分离方法着眼于从蚀刻剂，例如HF(液体)分离污泥(固体)，这是一种再生不含污泥的蚀刻剂的物理过程。用于含污泥的HF溶液的过滤方法如JP-04370737B2、JP-2003012305A、CN-1393418A以及TW-527320B所述。可以通过过滤和离心去除污泥。在专利文件KR-943321B1和KR-2009094578A中，通过对含HF和污泥的溶液进行加热来分离HF和污泥。以这种方式，通过从气相收集HF来再循环HF，并通过加热来浓缩污泥。但是，对于该方法，分离的效率会是低的，并且操作成本也较高。总体来说，虽然物理分离可以从使用过的蚀刻剂再循环活性组分(例如HF)，并且分离较大颗粒尺寸的污泥，但是，物理方法的限制包括：

(1)对于污泥分离设备有要求，这增加了购买和维护设备的成本。

(2)使用分离方法，例如加热，增加了能耗。

(3)分离仅能部分地从蚀刻剂去除污泥。例如，虽然可以通过离心或过滤容易地去除大尺寸颗粒的污泥，但是小的污泥颗粒仍留在蚀刻剂中，并且继续影响经再循环的蚀刻剂的性能。

(4)污泥的形成是一个缓慢的过程，这意味着即使在物理分离后，仍会形成污泥。

因此，单单采用物理方法不能完全地解决污泥问题。

对于污泥管理，化学方法是物理方法的补偿。化学方法减少或抑制污泥在蚀刻剂中的形成，而不是从蚀刻剂分离污泥。因此，化学方法具有数种优势，包括：

(1)不需要安装实验设备。

(2)工艺不消耗额外的能源。

(3)工艺可以抑制污泥的形成或者减少污泥的量。

(4)通过对蚀刻采用合适的化学战略，可以降低玻璃蚀刻的成本。

将化学方法与物理方法相结合，可以更有效且高效地管理污泥问题。