用于3D冷成型弯曲层合物的均匀粘合剂粘结线控制的方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2018年11月1日提交的美国临时申请第62/754,581号的优先权的权益，该临时申请的内容是本申请的基础并且全文以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开内容的实施方式涉及用于均匀粘合剂粘结线控制的方法，并且特别地涉及用于均匀粘合剂粘结线控制以形成冷成型盖玻璃的方法以及盖玻璃和框架层合物。

背景技术

本发明大体上涉及汽车内饰的领域，并且特别地涉及车辆中的3D非显示区域。本发明是通过使用冷弯曲玻璃来实现，该冷弯曲玻璃是通过使用结构性粘合剂保持形状。所得的产品为消费者提供了更多的吸引力、更高的可靠性和提高的安全性，并且为内部汽车设计师开启了设计空间。

在全球汽车内饰行业中，存在对技术的创新的不断增长的需求和消费者的渴求。车辆制造商正在生产一种内饰以更好地连接、提供吸引力、保护并安全地通知现今的驾驶和乘客。已有朝向更大型显示器的趋势，该显示器包括来自许多OEM的新模型中的触控功能。然而，大多数这些显示器由平面或二维(2D)塑料盖透镜组成。最近，由于玻璃材料提供的优异功能和用户体验，塑料已被玻璃替代。

随着来自客户的兴趣不断增长，并且为了维持市场地位，预期汽车行业转向由玻璃制成的三维(3D)表面。预期这些3D表面将在车辆内部包括显示区域和非显示区域。

三维玻璃表面常规地经由热成型工艺形成。该工艺也能够形成弯曲的3D汽车内部显示器。然而，这个工艺由于所涉及的高温而是能源密集的，并且对此类产品添加了显著成本。再者，需要在汽车内部显示器表面上提供抗反射涂层。利用已知技术在3D表面上均匀地提供这样的涂层是非常挑战性的，并且也增加了工艺成本。

为了解决这些问题，需要用于汽车内部应用的盖玻璃，该盖玻璃使用冷弯曲技术弯曲。

冷弯曲玻璃的一个挑战是，该玻璃能够被安全地弯曲并安装在车辆中的程度。在内饰设计师要求严格曲率的情况下，需要开发一种解决方案以在汽车内部安全地实施玻璃。冷弯曲工艺施予弯曲应力，并且改变玻璃中的中心张力。此外，某些盖玻璃(例如，铝硅酸盐玻璃)的热膨胀系数(CTE)约为7.88x10

发明内容

本公开内容的实施方式涉及用于在3D弯曲层合物中控制粘合剂粘结线(粘合剂的宽度和高度)控制的方法，该3D弯曲层合物是通过下述方式形成：冷弯曲盖板材料(其能够包括诸如钠钙玻璃、铝硅酸盐、硼硅酸盐、碱土金属硼铝硅酸盐玻璃等的玻璃，或例如聚亚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等的聚合材料)，并且将该盖板材料粘结弯曲的框架(能够包括金属或塑料，诸如PC/ABS、聚丙烯(PP)/乙烯-丙烯-二烯(EPDM)(PP-EPDM)、碳纤维增强塑料、玻璃增强塑料等)。达成此均匀的粘合剂粘结线控制的一种方法是使用间隔件。替代方法利用施加均匀的固化粘合剂珠状物。

在一个或多个实施方式中，该间隔件可包括

该方法的第二方面包括，以平面盖玻璃上的平面配置层合形式将显示器层合至覆盖材料，然后将该覆盖材料冷弯曲至弯曲的框架。在一个或多个实施方式中，在冷弯曲之前的层合意味，没有可用于间隔件的开口。因此，在一个或多个实施方式中，粘合剂以粘合剂珠状物的形式分配成为线(通过单程(single pass)或多程形成，以达成期望高度)或点或其他图案。沿着显示区域的周边且在待通过冷弯曲而弯曲的区域上形成粘合剂珠状物。然后，使用UV或热手段使粘合剂珠状物固化以形成固化的粘合剂珠状物。固化的粘合剂珠状物作用为高度控制，并且确定弯曲盖玻璃-框架层合物中结构性粘合剂的高度。不同的粘合剂材料(诸如环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯和聚硅氧烷)能够用于形成粘合剂珠状物。粘合剂珠状物的高度确定3D弯曲层合物中的最终粘合剂粘结线高度。通过针对给定粘合剂边框宽度来分配刚好的体积量的结构性粘合剂以达成粘合剂粘结线的均匀宽度。

附加的特征和优点将会在下文的详细描述中提出，并且部分地，对于本领域技术人员而言将从该描述这些清楚，或者通过实践如本文所述的实施方式(包括下文的详细描述、权利要求书和附图)认识到这些。

应理解，上文的一般描述和下文的详细描述都仅是示例性的，并且旨在提供概述或框架以理解权利要求书的本质和特征。并入附图以提供进一步理解，并且将这些附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方式，并且与该描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1A、1B和1C是根据一个或多个实施方式的插入框架的开口中的间隔件的前视图、后视图和侧视图。

图2是根据一个或多个实施方式的在夹持之前粘结框架的

图3是在夹持之后的图2的该部分；

图4示出根据一个或多个实施方式的由机器人粘合剂分配器所分配的粘合剂珠状物。

图5示出根据一个或多个实施方式的覆盖材料，该覆盖材料具有沿着该部分的周边且在用于粘合剂的中心区域中分配的1mm的粘合剂珠状物。

具体实施方式

现在将详细参考各种实施方式。

在提出的本公开内容中，已经确定两种方法，这些方法达成在3D冷成型的弯曲层合物中均匀的粘合剂粘结线控制。第一种方法包括使用间隔件，更详言的，将间隔件从框架的车辆安装侧插入框架的显示器窗开口中，并且通过使用易于移除的螺钉将该间隔件暂时地附接框架。使用粘合剂分配器(手动或气动分配施加器或机器人分配设备)将粘合剂施加至弯曲的框架或平面盖玻璃(cover glass，CG)上。将该CG放置在真空吸盘上，并且将框架-

能够考虑替代工艺以增加处理量：将

在另一变型中：不使用反向框架，而是使用分段框架方法。在此，将带有平端的弯曲夹板(clamp plate)(由铁氟龙、塑料、或非粘性涂布金属制成)放置在CG表面的弯曲区域上。这种弯曲夹板是设计用于对应(account for)粘合剂高度和曲率处的弯曲半径，该弯曲夹板施加均匀分布的向下压力，并且助于防止层合物的弯曲区域中的任何粘合剂不均匀。能够使用夹具沿着边缘将弯曲夹板固定于框架。进一步而言，为了将CG的平面显示区域上的任何粘合剂扭曲减至最少，能够放置平面的1-7mm的片材/薄板(由

上文所述的工艺产生更高的处理量，因为该工艺不会限制使用真空吸盘制作的零件数量。夹具会一直保持直到达成粘合剂完全固化(数小时至数天的时间，取决于粘合剂)为止。

图1A、图1B和图1C是插入框架的开口中的间隔件的前视图、后视图、和侧视图。在图1C中，显示了将盖玻璃CG在框架的顶部上对准的对准引导件。

图2示出在夹持之前粘结至框架的间隔件、引导件和玻璃。

图3示出在夹持之后粘结至框架的间隔件、引导件和玻璃。

第一均匀粘结线方法要求，在冷弯曲工艺之后完成显示器层合工艺，因为间隔件插入框架的显示器窗开口中。

当显示器层合至覆盖材料时，没有可进出的开口。因此，在这样的实施方式中，需要不同的方法达成均匀的粘结线控制。一个或多个实施方式中，在第二方法中，通过使用自动分配器(robotic dispenser)，而以粘合剂珠状物的形式(成为一条线(单程或多程，以达到期望高度)或点或其他图案)沿着显示器窗区域的周边以及弯曲区域放置精确的粘合剂体积。然后，使用UV或热手段固化粘合剂珠状物，以形成固化的粘合剂珠状物。固化的粘合剂珠状物作为高度控制，并且确定3D冷成型弯曲层合物中结构性粘合剂的高度。用于粘合剂珠状物的粘合剂必须与结构性粘合剂化学兼容。能够将粘合剂珠状物放置在平坦的CG上或弯曲的框架上。将结构性粘合剂分配到平坦的GG或弯曲的框架上，然后将平坦的GG冷弯曲至弯曲的框架。粘合剂珠状物的高度确定3D弯曲层合物中最终粘合剂粘结线的高度。通过针对给定的粘合剂边框宽度分配正确体积量的结构性粘合剂以达成粘合剂粘结线的均匀宽度。能够使用诸如环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、硅烷改性聚合物或聚硅氧烷等的不同粘合剂材料形成粘合剂珠状物。此粘合剂珠状物方法已经用于显示器层合方法，但是在3D冷弯曲工艺中，独特之处在于，3D冷成型层合物中的结构性粘合剂边框宽度非常窄，一般是5至10mm。因此，在最小珠状物宽度为1mm的情况下，需要非常精确地控制粘合剂珠状物。

图4示出了自动粘合剂分配器。图5示出覆盖材料，对于粘合剂而言，1mm的粘合剂珠状物是沿着零件的周围和在中心区域中分配。

本公开内容的方面(1)涉及一种在冷成型弯曲的装饰或未装饰的玻璃基板时控制粘合剂粘结线的方法，该方法包括：形成框架以限定至少部分地由该框架包围的观察区域；使该框架成形为包括至少一个曲率；将间隔件定位在该框架附近，该间隔件包括：边界区域；以及突出部，该突出部从该边界区域延伸；使该间隔件的该边界区域与该框架接合以将该突出部插入穿过该观察区域，其中该突出部延伸超过该框架第一距离；在该框架和该装饰或未装饰的玻璃基板之间沿着该突出部定位粘合剂以控制该粘结线；将该装饰或未装饰的玻璃基板与该粘合剂和该突出部接合，以将该玻璃基板冷成型成为该框架的的形状；和将该装饰或未装饰的玻璃基板真空成型和/或机械地固定至该间隔件，以将该框架保持成抵靠该粘合剂来维持该粘结线。

本公开内容的方面(2)涉及方面(1)的方法，进一步包括使用该突出部跨该至少一个曲率和该边界区域维持该第一距离恒定。

本公开内容的方面(3)涉及方面(1)或方面(2)的方法，进一步包括通过沿着该观察区域使该框架与该突出部接合以维持该粘合剂的宽度沿着该边界区域恒定。

本公开内容的方面(4)涉及方面(1)至(3)中任一项的方法，进一步包括将该间隔件可拆卸地耦接到该框架。

本公开内容的方面(5)涉及方面(4)的方法，其中将该间隔件可拆卸地耦接到该框架包括利用可移除紧固件将该间隔件耦接至该框架。

本公开内容的方面(6)涉及方面(1)至(5)中任一项的方法，其中将该玻璃基板机械地固定至该间隔件包括；通过以下方式中的一者或两者将该玻璃基板机械地固定至该框架：真空成型和机械夹持，其中，作为示例，进一步包括将背衬层定位成抵靠该装饰或未装饰的玻璃基板以与该间隔件相对。

本公开内容的方面(7)涉及方面(6)的方法，其中该背衬层包括反向框架，该反向框架具有与框架反向的形状。

本公开内容的方面(8)涉及方面(7)的方法，其中该反向框架包括多个件(piece)。

本公开内容的方面(9)涉及方面(8)的方法，其中该多个件中的至少一者具有形状，该形状包括与该至少一个曲率反向的曲率。

本公开内容的方面(10)涉及方面(8)或方面(9)的方法，其中该多个件中的至少一者覆盖该观察区域。

本公开内容的方面(11)涉及方面(6)至(10)中任一项的方法，其中该背衬层包含非粘性材料。

本公开内容的方面(12)涉及方面(6)至(11)中任一项的方法，其中将该装饰或未装饰的玻璃基板机械地固定至该间隔件包括将该间隔件和该背衬层夹持在一起。

本公开内容的方面(13)涉及方面(6)至(12)中任一项的方法，其中将该装饰或未装饰的玻璃基板机械地固定至该框架包括在无背衬层的情况下将该框架和该玻璃基板夹持在一起。

本发明的方面(14)涉及方面(6)至(13)中任一项的方法，进一步包括将引导件附接至该框架的转角以将该装饰或未装饰的玻璃对准该框架。

本公开内容的方面(15)涉及方面(1)至(14)中任一项的方法，其中该间隔件是由非粘性材料形成。

本公开内容的方面(16)涉及方面(1)至(15)中任一项的方法，其中该框架由金属形成，并且该玻璃基板由以下材料形成：钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃、含碱硼铝硅酸盐玻璃、聚碳酸酯、聚亚酰胺或丙烯酸。

本公开内容的方面(17)涉及方面(1)至(16)中任一项的方法，其中在以该间隔件的该突出部接合该装饰或未装饰的玻璃基板之前，将该粘合剂施加至该装饰或未装饰的玻璃基板。

本公开内容的方面(18)涉及方面(1)至(17)中任一项的方法，其中在以该间隔件的该突出部接合该装饰或未装饰的玻璃基板之前，将该粘合剂施加至该框架。

本公开内容的方面(19)涉及方面(1)至(18)中任一项的方法，进一步包括在接合之前在一点处涂布该装饰或未装饰的玻璃。

本公开内容的方面(20)涉及方面(1)至(19)中任一项的方法，进一步包括手动或利用机器人施加该粘合剂。

本公开内容的方面(21)涉及方面(1)至(20)中任一项的方法，进一步包括固化该粘合剂，任选地冷成型该弯曲的玻璃层合物；和从该框架移除该间隔件。

本公开内容的方面(22)涉及方面(21)的方法，进一步包括在RT下以光化辐射或通过热手段固化该粘合剂。

本公开内容的方面(23)涉及一种在冷成型弯曲的装饰或未装饰的玻璃基板时控制粘合剂粘结线的方法，该方法包括：形成框架以限定至少部分地由该框架包围的观察区域；使该框架成形为包括至少一个曲率；将玻璃基板定位在该框架附近；沿着该玻璃基板的周边或该框架的周边施加间隔件或间隙控制材料，该间隔件或间隙控制材料具有第一高度；在框架与该玻璃基板之间定位结构性粘合剂，使得该间隔件或间隙控制材料控制该粘结线；接合该玻璃基板、该框架和该间隔件或间隙控制材料，以将该玻璃基板冷成型成为该框架的的形状；和将该装饰或未装饰的玻璃基板真空成型和/或机械地固定至该框架，以将该框架保持成抵靠该结构性粘合剂以维持该粘结线。

本公开内容的方面(24)涉及方面(23)的方法，其中在一个实施方式中，该间隔件或该间隙控制材料是可固化粘合剂珠状物。

本公开内容的方面(25)涉及方面(23)或方面(24)的方法，该方法进一步包括使用该粘合剂珠状物跨该至少一个曲率和该观察区域维持该第一距离恒定。

本公开内容的方面(26)涉及方面(23)至(25)中任一项的方法，其中将该玻璃基板机械地固定至该框架包括：通过以下方式中的一者或两者将该玻璃基板机械地固定至该框架：真空成型和机械夹持。

本发明的方面(27)涉及方面(23)至(26)中任一项的方法，其中该背衬层包括反向框架，该反向框架具有与该框架的反向的形状。

本发明的方面(28)涉及方面(23)至(27)中任一项的方法，其中该背衬层包含非粘性材料。

本公开内容的方面(29)涉及方面(23)至(28)中任一项的方法，其中将该装饰或未装饰的玻璃基板机械地固定至该框架包括将该框架和该背衬层夹持在一起。

本发明的方面(30)涉及方面(23)至(29)中任一项的方法，其中将该装饰或未装饰的玻璃基板机械地固定至该框架包括在无背衬层的情况下将该框架和该玻璃基板夹持在一起。

本公开内容的方面(31)涉及方面(23)至(30)中任一项的方法，其中该框架由金属形成，并且该玻璃基板由以下材料形成：钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃、含碱硼铝硅酸盐玻璃、聚碳酸酯、聚亚酰胺或丙烯酸。

本公开内容的方面(32)涉及方面(23)至(31)中任一项的方法，其中将该可固化间隔件材料施加至该框架。

本公开内容的方面(33)涉及方面(23)至(32)中任一项的方法，其中将该可固化间隔件材料施加至该装饰或未装饰的玻璃基板。

本公开内容的方面(34)涉及方面(23)至(33)中任一项的方法，其中将该结构性粘合剂施加至该框架。

本公开内容的方面(35)涉及方面(23)至(34)中任一项的方法，其中将该结构性粘合剂施加至该装饰或未装饰的玻璃基板。

本公开内容的方面(36)涉及方面(23)至(35)中任一项的方法，进一步包括在接合之前在一点处涂布该装饰或未装饰的玻璃。

本公开内容的方面(37)涉及方面(23)至(36)中任一项的方法，进一步包括利用机器人施加该粘合剂珠状物。

本公开内容的方面(38)涉及方面(23)至(37)中任一项的方法，进一步包括通过控制粘合剂的体积流量来控制该粘合剂珠状物的高度。

本公开内容的方面(39)涉及方面(23)至(38)中任一项的方法，其中该结构性粘合剂与该间隔件或间隙控制材料化学兼容。

本公开内容的方面(40)涉及方面(23)至(39)中任一项的方法，其中该可固化间隔件材料包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、硅烷改性的聚合物或聚硅氧烷，并且该结构性粘合剂包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、硅烷改性的聚合物或聚硅氧烷。

本发明的方面(41)涉及方面(23)至(40)中任一项的方法，其中该间隔件或间隙控制材料是分段的。

本发明的方面(42)涉及方面(23)至(41)中任一项的方法，其中该间隔件或间隙控制材料是连续的。

本发明的方面(43)涉及方面(23)至(42)中任一项的方法，其中该间隔件或间隙控制材料是多层的。

本发明的方面(44)涉及方面(23)至(42)中任一项的方法，进一步包括固化该结构性粘合剂。

本公开内容的方面(45)涉及方面(44)的方法，进一步包括固化该结构性粘合剂，以冷成型该弯曲的玻璃层合物。

本公开内容的方面(46)涉及方面(45)的方法，其中该结构性粘合剂是在室温下以光化辐射或通过热手段固化。

对本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种修改和变型。