DE202016009099U1

DE202016009099U1 - Kaltgeformte Laminate

Info

Publication number: DE202016009099U1
Application number: DE202016009099.3U
Authority: DE
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2026-07-08
Also published as: KR20230040382A; US10017033B2; US11964545B2; CN107848265A; US11491851B2; US11254192B2; EP3319795A1; WO2017011270A1; MX2018000350A; KR20180030097A; KR102511591B1; CN206385033U; US20230271483A1; US20180281567A1; JP2018527216A; US20220144047A1; EP3319795B1; CN111761893B; US11642943B2; CN111761893A

Abstract

Fahrzeuglaminat, aufweisend:
- ein erstes gekrümmtes Glassubstrat (110), wobei das erste Glassubstrat (110) komplex gekrümmt ist und verschiedene Krümmungsradien entlang senkrechter Achsen aufweist,
- ein zweites gekrümmtes Glassubstrat (130),
- eine Zwischenschicht (120), die zwischen dem ersten gekrümmten Glassubstrat (110) und dem zweiten gekrümmten Glassubstrat (130) angeordnet ist, wobei
- das erste gekrümmte Glassubstrat (110) ein Kalknatronglas aufweist,
- das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) ein Aluminosilikatglas aufweist,
- die Zwischenschicht (120) mindestens eine Polymerschicht aufweist,
- das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) kalt gegen das erste gekrümmte Glassubstrat (110) angeformt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119 die Priorität der am 20. Mai 2016 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/339,145 , der am 21. Januar 2016 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/281,301 und der am 10. Juli 2015 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/190,828 , auf deren Inhalt in vollem Umfang Bezug genommen wird und die hierin zur Gänze aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Grundsätze und Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf kaltgeformte, komplex gekrümmte Laminate und Verfahren zur Kaltverformung solcher Laminate.
HINTERGRUND
Gekrümmte Laminate werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, unter anderem für die Verglasung von Kraftfahrzeugen und Architekturfenster. Für solche Anwendungen werden Glasscheiben präzise in definierte Formen und/oder Krümmungen gebogen, die durch die Konfigurationen und Größen der Öffnungen sowie den Kraftfahrzeugstil oder die architektonische Ästhetik bestimmt werden. Solche gekrümmten Laminate können hergestellt werden, indem flache Glasscheiben auf eine für die Formgebung geeignete Temperatur erhitzt werden, Kräfte auf die Scheibe ausgeübt werden, um die Form zu verändern, und dann zwei gekrümmte Scheiben zusammenlaminiert werden. Dieses Verfahren wird üblicherweise als „Heißbiegeprozess“ bezeichnet. In einigen bekannten Beispielen kann das Glas in einem Ofen erhitzt und geformt werden, während sich die Scheibe noch in einem Hochtemperaturzustand (bei oder nahe der Erweichungstemperatur des Glases) im Ofen befindet. Glasscheiben können auch gebogen werden, indem die Glasscheibe zunächst in einem Ofen auf eine geeignete Temperatur bei oder nahe der Erweichungstemperatur des Glases erhitzt und dann zu einer Glasbiegevorrichtung außerhalb des Ofens transportiert wird. Glasscheiben, die solchen Biegevorgängen unterzogen werden, haben in der Regel eine Dicke von 2,5 mm, 3 mm oder mehr.
Gekrümmte Laminate müssen in der Regel strenge optische Anforderungen erfüllen, und der Sichtbereich der Verschlüsse oder Fenster muss frei von Oberflächenfehlern und optischen Verzerrungen sein, die die klare Sicht durch das gekrümmte Laminat beeinträchtigen können. Glas, das während eines Biegevorgangs nicht die richtige Temperatur hat, kann optische Verzerrungen wie z. B. Walzenwellen (optische Walzenverzerrung) und/oder diskrete Markierungen und/oder Defekte aufweisen, die die gebogene Scheibe für den vorgesehenen Zweck ungeeignet machen.
Gegenwärtig bestehende Verfahren zur Bildung komplex gekrümmter Laminate erfordern derzeit das Erhitzen und Biegen zweier Glasscheiben am oder nahe dem Erweichungspunkt des Glases, um ein einzelnes Laminat zu bilden, und/oder verwenden typischerweise sehr dicke Glasscheiben, um die Biegevorgänge zu erleichtern, was zu einem höheren Gesamtgewicht des Laminats führt. Wenn darüber hinaus zwei Glasscheiben unterschiedliche Formgebungsbedingungen oder -prozesse erfordern (z. B. aufgrund unterschiedlicher Erweichungspunkte und/oder Dicken), werden die beiden Glasscheiben in der Regel getrennt geformt und dann zusammengefügt, was häufig zu Formabweichungen und unnötigen Verarbeitungsschritten und Kosten führt. Dementsprechend erfordern solche Verfahren komplexe Herstellungsprozesse, die längere Herstellungszeiten und höhere Kosten verursachen.
Automobilverglasungen und architektonische Anwendungen erfordern zunehmend komplex gekrümmte Laminate, die dünner sind als derzeit verfügbare Laminate. Dementsprechend besteht ein Bedarf an solchen Laminaten, die mit weniger Verarbeitungsschritten geformt und laminiert werden können und eine genauere Formanpassung aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein erster Aspekt dieser Offenbarung bezieht sich auf Laminate mit komplex gekrümmten Formen. In einer oder mehreren Ausführungsformen werden die Laminate durch Laminieren eines flachen Substrats auf ein gekrümmtes Substrat kaltgeformt. Der hier verwendete Begriff „Kaltformung“ bezieht sich auf einen Laminatformungsprozess, der bei einer Temperatur durchgeführt wird, die deutlich unter der Erweichungstemperatur jedes der Substrate liegt. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen wird das Laminat bei einer Temperatur von mindestens 200 °C unterhalb der Erweichungstemperatur jedes der Substrate kaltverformt. In einigen Ausführungsformen enthalten die kaltgeformten, komplex gekrümmten Laminate ein dünnes Substrat (z. B. mit einer Dicke von weniger als etwa 1 mm), was zu einem Laminat mit reduziertem Gewicht führt. Die hier beschriebenen Laminate gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen weisen eine wünschenswerte komplex gekrümmte Form auf, ohne optische Defekte und Verzerrungen, die häufig bei bekannten komplex gekrümmten Laminaten (die typischerweise durch einen Heißbiegeprozess geformt werden) zu finden sind.
In einer Ausführungsform umfasst ein Laminat: ein erstes komplex gekrümmtes Glassubstrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche, und einer ersten Dicke dazwischen; ein zweites komplex gekrümmtes Glassubstrat mit einer dritten Oberfläche, einer vierten Oberfläche entgegengesetzt zur dritten Oberfläche, und einer zweiten Dicke dazwischen; und eine polymere Zwischenschicht, die an der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche befestigt ist.
In einer oder mehreren Ausführungsformen haben entweder das erste komplex gekrümmte Glassubstrat oder das zweite komplex gekrümmte Glassubstrat oder beide eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm oder von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm. Insbesondere hat in einer oder mehreren Ausführungsformen das zweite komplex gekrümmte Glassubstrat eine geringere Dicke als das erste komplex gekrümmte Glassubstrat. In einer oder mehreren Ausführungsformen haben die dritte und vierte Oberfläche jeweils solche Druckspannungswerte, dass die vierte Oberfläche einen Druckspannungswert hat, der größer ist als der Druckspannungswert der dritten Oberfläche. In einer oder mehreren Ausführungsformen bilden die erste und die dritte Oberfläche konvexe Oberflächen, während die zweite und die vierte Oberfläche konkave Oberflächen bilden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Laminaten. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines komplex gekrümmten Laminats Folgendes: Platzieren einer Verbindungsschicht zwischen einem komplex gekrümmten Substrat und einem flachen, verstärkten Glassubstrat, um einen Stapel zu bilden; Ausüben von Druck auf den Stapel, um das verstärkte Glassubstrat gegen die Verbindungsschicht zu pressen, die gegen das komplex gekrümmte Substrat gepresst wird; und Erhitzen des komplex gekrümmten Substrats, der Verbindungsschicht und des komplex gekrümmten, verstärkten Glassubstrats auf eine Temperatur unterhalb von 400° C, um ein komplex gekrümmtes Laminat zu bilden, bei dem das verstärkte Glassubstrat in seiner Form an das komplex gekrümmte Substrat angepasst ist.
Die hier beschriebenen Verfahren erfordern nicht das Erhitzen und Biegen beider Substrate, wodurch die Herstellungszeit und -kosten durch Vermeidung von Erhitzungs- und Biegevorgängen für beide Substrate reduziert werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Verfestigen eines Substrats auf chemischem, thermischem oder mechanischem Weg oder einer Kombination davon.
In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines komplex gekrümmten Laminats Folgendes: Bilden eines ersten Glassubstrats mit zwei Hauptoberflächen und einer Dicke dazwischen, so dass es eine Krümmung entlang zweier Achsen aufweist und ein komplex gekrümmtes Glassubstrat bereitstellt; Anordnen des komplex gekrümmten Glassubstrats mit einer Verbindungsschicht und einem zweiten Glassubstrat in einem Stapel, so dass sich die Verbindungsschicht zwischen dem komplex gekrümmten Glassubstrat und dem zweiten Glassubstrat befindet. In einer oder mehreren Ausführungsformen hat das zweite Glassubstrat zwei Hauptoberflächen und eine Dicke dazwischen, um eine Krümmung entlang zweier Achsen zu haben, wobei die Krümmung des zweiten Glassubstrats nicht mit der Krümmung des ersten Glassubstrats übereinstimmt. In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Ausüben von Druck auf den Stapel bei Raumtemperatur, um das zweite Glassubstrat so zu formen, dass es sich an die Krümmung des komplex gekrümmten Glassubstrats anpasst, um ein komplex gekrümmtes Laminat zu bilden.
Zusätzliche Merkmale werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung dargelegt und sind teilweise für den Fachmann aus dieser Beschreibung ohne weiteres ersichtlich oder werden durch die praktische Umsetzung der hier beschriebenen Ausführungsformen, einschließlich der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, der Ansprüche sowie der beigefügten Zeichnungen, erkannt.
Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung lediglich beispielhaft sind und dazu dienen, einen Überblick oder einen Rahmen für das Verständnis der Natur und des Charakters der Ansprüche zu schaffen. Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis und sind in die vorliegende Beschreibung aufgenommen und bilden einen Bestandteil von ihr. Die Zeichnungen zeigen eine oder mehrere Ausführungsform(en) und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien und Funktionsweise der verschiedenen Ausführungsformen.
Figurenliste

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Laminats;
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines flachen Glassubstrats, eines gekrümmten Glassubstrats und einer dazwischenliegenden Filmschicht vor der Formgebung; und
3 ist ein Diagramm, das die Laminatform für ein Laminat gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird nun im Einzelnen auf verschiedene Ausführungsformen Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
Wenn in dieser Beschreibung von „einer Ausführungsform“, „bestimmten Ausführungsformen“, „verschiedenen Ausführungsformen“, „einer oder mehreren Ausführungsformen“ oder „einer Ausführungsform“ die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben werden, in mindestens einer Ausführungsform der Offenbarung enthalten ist. Daher beziehen sich die Ausdrücke wie „in einer oder mehreren Ausführungsformen“, „in bestimmten Ausführungsformen“, „in verschiedenen Ausführungsformen“, „in einer einzelnen Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen dieser Beschreibung nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform der Offenbarung. Darüber hinaus können die besonderen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften in jeder geeigneten Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
Im Automobilbau und in Architekturanwendungen werden häufig leichte und dennoch mechanisch stabile Laminate für verschiedene Anwendungen benötigt. Im Automobilbereich besteht die Notwendigkeit, das Gewicht von Fahrzeugen zu reduzieren, um dadurch die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Eine Möglichkeit, das Gewicht von Fahrzeugen zu reduzieren, ist die Verringerung der Dicke der Laminate und/oder der in den Laminaten verwendeten Substrate. Es besteht auch ein Bedarf an Laminaten mit immer komplexer gekrümmten Formen, die ästhetischen Anforderungen entsprechen. Im Automobilbereich werden beispielsweise für Windschutzscheiben, Rückleuchten, Schiebedächer, fest montierte Dachhäute und Seitenfenster Laminate mit komplex gekrümmten Formen verwendet. In der Architektur können solche komplex gekrümmten Laminate in verschiedenen Außen- und Innenanwendungen (z. B. Wände, Arbeitsplatten, Geräte, modulare Möbel usw.) verwendet werden.
Die Biegeanforderungen an anorganische Materialien begrenzen häufig die Dicke der in gekrümmten Laminaten verwendeten Lagen. Es hat sich gezeigt, dass dünne Glassubstrate mit einer Dicke von etwa 1,5 oder 1,4 mm oder weniger zu schnell abkühlen können, um mit den bekannten Heißbiegeprozessen richtig gekrümmt und geformt zu werden, was zu inakzeptablen Fehlern oder zum Bruch des Laminats während des Heißbiegevorgangs führen kann. Darüber hinaus können dünne Glassubstrate mit einer Dicke von etwa 1,5 mm oder weniger anfälliger für Verformungen sein, wenn sie auf höhere Temperaturen erhitzt werden, um eine solche Abkühlung auszugleichen. Die vorderen und hinteren Ränder eines jeden Glassubstrats bilden einen Kragarm, wenn der Substratrand nicht von einer Walzbiegevorrichtung gestützt wird. Wird ein Glassubstrat (unabhängig von seiner Dicke) über eine bestimmte Temperatur hinaus erhitzt, kann es unter der Last seines eigenen freitragenden Gewichts durchhängen; dieses Durchhängen kann jedoch bei dünneren und auf höhere Temperaturen erhitzten Substraten größer sein. Ein solcher Durchhang kann auch in den nicht abgestützten Abschnitten eines Substrats zwischen Stützrollen auftreten. Eines oder mehrere dieser Probleme können durch die verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen gelöst werden.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein kaltgeformtes Laminat mit einer komplex gekrümmten Form. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Laminat aus einem ersten Substrat mit einer komplex gekrümmten Form und einem zweiten Substrat mit einer flachen oder planaren Form hergestellt werden. Wie hierin verwendet, werden „flach“ und „planar“ austauschbar verwendet und bedeuten eine Form mit einer Krümmung, die geringer ist als eine Krümmung, bei der Laminierungsfehler aufgrund von Krümmungsfehlern entstehen, wenn ein solches flaches Substrat zu einem anderen Substrat kaltverformt wird (d. h. ein Krümmungsradius von größer oder gleich etwa 3 Metern, größer oder gleich etwa 4 Metern oder größer oder gleich etwa 5 Metern) oder eine Krümmung (eines beliebigen Wertes) entlang nur einer Achse. Ein flaches Substrat hat die vorgenannte Form, wenn es auf einer Oberfläche liegt. Wie hier verwendet, bezeichnen die Begriffe „komplexe Krümmung“ und „komplex gekrümmt“ eine nicht planare Form mit einer Krümmung entlang zweier orthogonaler Achsen, die sich voneinander unterscheiden. Beispiele für komplex gekrümmte Formen sind einfache oder zusammengesetzte Krümmungen, die auch als nicht abwickelbare Formen bezeichnet werden, darunter z. B. sphärisch, asphärisch und torusförmig, aber nicht darauf beschränkt. Die komplex gekrümmten Laminate gemäß den Ausführungsformen können auch Segmente oder Teile solcher Oberflächen enthalten oder aus einer Kombination solcher Krümmungen und Oberflächen bestehen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Laminat eine zusammengesetzte Krümmung mit einem Hauptradius und einer Querkrümmung aufweisen. Ein komplex gekrümmtes Laminat nach einer oder mehreren Ausführungsformen kann einen unterschiedlichen Krümmungsradius in zwei unabhängigen Richtungen aufweisen. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen können komplex gekrümmte Laminate daher als „kreuzgekrümmt“ charakterisiert werden, wobei das Laminat entlang einer Achse (d. h. einer ersten Achse) gekrümmt ist, die parallel zu einer gegebenen Abmessung verläuft, und auch entlang einer Achse (d. h. einer zweiten Achse) gekrümmt ist, die senkrecht zu derselben Abmessung verläuft. Die Krümmung des Laminats kann sogar noch komplexer sein, wenn ein signifikanter Mindestradius mit einer signifikanten Kreuzkrümmung und/oder Biegetiefe kombiniert wird. Einige Laminate können auch Biegungen entlang von Achsen aufweisen, die nicht senkrecht zueinander stehen. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das komplex gekrümmte Laminat Längen- und Breitenabmessungen von 0,5 m mal 1,0 m und einen Krümmungsradius von 2 bis 2,5 m entlang der Nebenachse und einen Krümmungsradius von 4 bis 5 m entlang der Hauptachse aufweisen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das komplex gekrümmte Laminat entlang mindestens einer Achse einen Krümmungsradius von 5 m oder weniger aufweisen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das komplex gekrümmte Laminat einen Krümmungsradius von 5 m oder weniger entlang mindestens einer ersten Achse und entlang der zweiten Achse, die senkrecht zur ersten Achse verläuft, aufweisen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das komplex gekrümmte Laminat einen Krümmungsradius von 5 m oder weniger entlang mindestens einer ersten Achse und entlang der zweiten Achse, die nicht senkrecht zur ersten Achse steht, aufweisen.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Laminats 100 mit einem ersten Substrat 110, das eine komplex gekrümmte Form hat und mindestens eine konvexe Oberfläche aufweist, die von einer ersten Oberfläche 112 bereitgestellt wird, die entgegengesetzt zu mindestens einer konkaven Oberfläche ist, die von einer zweiten Oberfläche 114 bereitgestellt wird, wobei eine Dicke dazwischen liegt. Das Laminat umfasst auch ein zweites Substrat 130, das kaltgeformt wurde und komplex gekrümmt ist. Das zweite Substrat 130 umfasst mindestens eine konvexe Oberfläche, die von einer dritten Oberfläche 132 bereitgestellt wird, die entgegengesetzt zu mindestens einer konkaven Oberfläche ist, die von einer vierten Oberfläche 134 bereitgestellt wird, mit einer Dicke dazwischen. Wie in 1 dargestellt, kann eine Zwischenschicht 120 zwischen dem ersten Substrat 110 und dem zweiten Substrat 130 angeordnet sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Zwischenschicht 120 zumindest an der zweiten Oberfläche 114 und der dritten Oberfläche 132 des Laminats befestigt. Der hier verwendete Begriff „konvexe Oberfläche“ bedeutet nach außen gebogen oder gekrümmt, wie in 1 unter den Bezugszahlen 112 und 132 dargestellt. Der Begriff „konkave Oberfläche“ bedeutet eine nach innen gerichtete Biegung oder Krümmung, wie sie in 1 bei den Bezugszahlen 114 und 134 dargestellt ist.
In einer oder mehreren Ausführungsformen sind die jeweiligen Druckspannungen in der dritten Oberfläche 132 und der vierten Oberfläche 134 vor dem Kaltverformungsprozess im Wesentlichen gleich. In Ausführungsformen, in denen das zweite Substrat 130 nicht verfestigt ist (wie hier definiert), weisen die dritte Oberfläche 132 und die vierte Oberfläche 134 vor der Kaltverformung keine nennenswerten Druckspannungen auf. Bei Ausführungsformen, bei denen das zweite Substrat 130 verstärkt ist (wie hierin beschrieben), weisen die dritte Oberfläche 132 und die vierte Oberfläche 134 vor der Kaltverformung gleiche Druckspannungen zueinander auf. In einer oder mehreren Ausführungsformen nimmt die Druckspannung auf der vierten Oberfläche 134 nach der Kaltverformung zu (d. h., die Druckspannung auf der vierten Oberfläche 134 ist nach der Kaltverformung größer als vor der Kaltverformung). Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, erhöht der Kaltverformungsprozess die Druckspannung des im Verformungsvorgang befindlichen Substrats (d. h. des zweiten Substrats), um Zugspannungen zu kompensieren, die während der Biege- und/oder Verformungsvorgänge auftreten. In einer oder mehreren Ausführungsformen führt der Kaltverformungsprozess dazu, dass die dritte Oberfläche des Substrats (d. h. die dritte Oberfläche 132) Zugspannungen ausgesetzt ist, während die vierte Oberfläche des Substrats (d. h. die vierte Oberfläche 134) Druckspannungen ausgesetzt ist. Bei Verwendung eines verstärkten zweiten Substrats 130 stehen die dritte und vierte Oberfläche (132, 134) des zweiten Substrats bereits unter Druckspannung, womit die dritte Oberfläche 132 einer größeren Zugspannung ausgesetzt sein kann. Dies ermöglicht es dem verstärkten zweiten Substrat, sich an noch enger gekrümmte Oberflächen anzupassen. Bei dem in 1 dargestellten Laminat weist die dritte Oberfläche 132 nach der Formung des Laminats 100 also eine Druckspannung auf, die geringer ist als die Druckspannung der vierten Oberfläche 134. Mit anderen Worten, die Druckspannung der vierten Oberfläche 134 ist größer als die Druckspannung der dritten Oberfläche 132. In einer oder mehreren Ausführungsformen sorgt die erhöhte Druckspannung in der vierten Oberfläche 134 (im Vergleich zur dritten Oberfläche) für eine größere Festigkeit der vierten Oberfläche 134, die nach der Bildung des Laminats eine freiliegende Oberfläche ist.
In einer oder mehreren Ausführungsformen hat das zweite Substrat 130 eine geringere Dicke als das erste Substrat 110. Dieser Dickenunterschied bedeutet, dass das zweite Substrat 130 weniger Kraft ausüben kann und flexibler ist, um sich an die Form des ersten Substrats 110 anzupassen. Außerdem kann sich ein dünneres zweites Substrat 130 leichter verformen, um Formabweichungen und Lücken auszugleichen, die durch die Form des ersten Substrats 110 entstehen. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist ein dünnes und verstärktes zweites Substrat eine größere Flexibilität auf, insbesondere während der Kaltverformung.
In einer oder mehreren Ausführungsformen passt sich das zweite Substrat 130 an das erste Substrat 110 an, um einen im Wesentlichen einheitlichen Abstand zwischen der zweiten Oberfläche 114 und der dritten Oberfläche 132 zu schaffen, der durch die Zwischenschicht ausgefüllt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Laminat 100 eine Dicke von 6,85 mm oder weniger oder 5,85 mm oder weniger aufweisen, wobei die Dicke des Laminats 100 die Summe der Dicken des ersten Substrats 110, des zweiten Substrats 130 und der Zwischenschicht 120 umfasst. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Laminat 100 eine Dicke im Bereich von etwa 1,8 mm bis etwa 6,85 mm, oder im Bereich von etwa 1,8 mm bis etwa 5,85 mm, oder im Bereich von etwa 1,8 mm bis etwa 5,0 mm, oder 2,1 mm bis etwa 6,85 mm, oder im Bereich von etwa 2,1 mm bis etwa 5,85 mm, oder im Bereich von etwa 2,1 mm bis etwa 5,0 mm, oder im Bereich von etwa 2,4 mm bis etwa 6,85 mm, oder im Bereich von etwa 2,4 mm bis etwa 5,85 mm, oder im Bereich von etwa 2,4 mm bis etwa 5,0 mm, oder im Bereich von etwa 3,4 mm bis etwa 6,85 mm, oder im Bereich von etwa 3,4 mm bis etwa 5,85 mm, oder im Bereich von etwa 3,4 mm bis etwa 5,0 mm aufweisen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen weist das Laminat 100 Krümmungsradien auf, die kleiner als 1000 mm oder kleiner als 750 mm oder kleiner als 500 mm oder kleiner als 300 mm sind. Das Laminat, das erste Substrat und/oder das zweite Substrat sind im Wesentlichen frei von Falten.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das zweite Substrat 130 relativ dünn im Vergleich zum ersten Substrat. Mit anderen Worten, das erste Substrat 110 hat eine größere Dicke als das zweite Substrat 130. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das erste Substrat 110 eine Dicke aufweisen, die mehr als das Zweifache der Dicke des zweiten Substrats 130 beträgt. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das erste Substrat 110 eine Dicke aufweisen, die im Bereich des etwa 1,5-fachen bis etwa 2,5-fachen der Dicke des zweiten Substrats 130 liegt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen können das erste Substrat 110 und das zweite Substrat 130 die gleiche Dicke haben, wobei das erste Substrat steifer ist oder eine größere Steifigkeit aufweist als das zweite Substrat, und in ganz spezifischen Ausführungsformen haben sowohl das erste Substrat als auch das zweite Substrat eine Dicke im Bereich von 0,2 mm und 0,7 mm.
In einer oder mehreren spezifischen Ausführungsformen hat das zweite Substrat 130 eine Dicke von 0,8 mm oder weniger. In verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Substrat 130 eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1,4 mm, oder im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 1,4 mm, oder im Bereich von etwa 0,3 mm bis etwa 1,4 mm, oder im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 1,4 mm, oder im Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 1,4 mm, oder im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm, oder im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 1 mm, oder im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 0,7 mm, oder im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm, oder im Bereich von etwa 0,3 mm bis etwa 0,7 mm, oder im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 0,7 mm, oder im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,6 mm, oder im Bereich von etwa 0,3 mm bis etwa 0,6 mm, oder im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 0,6 mm, oder im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,5 mm, oder im Bereich von etwa 0,3 mm bis etwa 0,5 mm, oder im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,4 mm aufweisen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das erste Substrat 110 eine größere Dicke haben als das zweite Substrat 130. In einer oder mehreren Ausführungsformen hat das erste Substrat 110 eine Dicke von 4,0 mm oder weniger, oder 3,85 mm oder weniger. In verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Substrat eine Dicke im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 3,85 mm, oder im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 3,5 mm, oder im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 3,0 mm, oder im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 2,8 mm, oder im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 2,5 mm, oder im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 2,0 mm, oder im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3,85 mm, oder im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3,5 mm, oder im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 3,0 mm, oder im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 2,8 mm, oder im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 2,5 mm, oder im Bereich von etwa 1,5 mm bis etwa 2,0 mm, oder im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 3,85 mm, oder im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 3,5 mm, oder im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 3,0 mm, oder im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 2,8 mm, oder im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 2,5 mm, oder im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 2,0 mm, oder im Bereich von etwa 1,8 mm bis etwa 3,5 mm, oder im Bereich von etwa 2,0 mm bis etwa 3,0 mm aufweisen.
Die Materialien für das erste Substrat 110 und das zweite Substrat 130 können variiert werden.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen können die Materialien für das erste Substrat und das zweite Substrat aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. In beispielhaften Ausführungsformen können das erste Substrat und/oder zweite Substrat aus Glas (z. B. Kalknatronglas, Alkali-Aluminosilikatglas, alkalihaltiges Borosilikatglas und/oder Alkali-Aluminoborosilikatglas) oder Glaskeramik bestehen. Beispiele für geeignete Glaskeramiken sind Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-System- (d. h. LAS-System) Glaskeramiken, MgO-Al₂O₃-SiO₂-System- (d. h. MAS-System) Glaskeramiken und Glaskeramiken, die kristalline Phasen von einem oder mehreren der folgenden Elemente enthalten: Mullit, Spinell, a-Quarz, β-Quarz-Mischkristall, Petalit, Lithiumdisilikat, β-Spodumen, Nephelin und Aluminiumoxid. Darüber hinaus kann eines oder beide der ersten und zweiten Substrate chemisch, thermisch, mechanisch oder in einer Kombination davon verstärkt werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das erste Substrat nicht verfestigt (d. h. nicht durch chemische, thermische oder mechanische Verfestigungsprozesse verfestigt, kann aber auch ein getempertes Substrat umfassen) und das zweite Substrat ist verfestigt. In einer oder mehreren spezifischen Ausführungsformen ist das zweite Glassubstrat chemisch verfestigt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Laminat eines oder beide der Substrate enthalten, die aus Glas oder einem anderen Material als Glas bestehen, z. B. Kunststoff, Metall, Keramik, Glaskeramik, Holz und Kombinationen davon.
Die Substrate können mit einer Vielzahl unterschiedlicher Prozesse hergestellt werden. Handelt es sich bei einem Substrat beispielsweise um ein Glassubstrat, so umfassen beispielhafte Verfahren zur Bildung von Glassubstraten Floatglas-Prozesse und Tiefziehprozesse wie Schmelzziehen und Schlitzziehen.
Ein durch einen Floatglas-Prozess hergestelltes Glassubstrat kann sich durch glatte Oberflächen und eine gleichmäßige Dicke auszeichnen und wird dadurch hergestellt, dass man geschmolzenes Glas auf einem Bett aus geschmolzenem Metall, in der Regel Zinn, aufschwimmen lässt. In einem beispielhaften Prozess bildet geschmolzenes Glas, das auf die Oberfläche des Bettes aus geschmolzenem Zinn geleitet wird, ein schwimmendes Glasband. Während das Glasband entlang des Zinnbades fließt, wird die Temperatur allmählich gesenkt, bis das Glasband zu einem festen Glassubstrat erstarrt, das vom Zinn auf Rollen abgehoben werden kann. Nach dem Verlassen des Bades kann das Glassubstrat weiter abgekühlt und getempert werden, um innere Spannungen zu verringern.
Beim Abwärtsziehen entstehen Glassubstrate mit gleichmäßiger Dicke und relativ makellosen Oberflächen. Da die durchschnittliche Biegefestigkeit des Glassubstrats von der Menge und Größe der Oberflächenfehler abhängt, hat eine makellose Oberfläche, die nur minimalen Kontakt hatte, eine höhere Anfangsfestigkeit. In Abwärtsrichtung gezogene Glassubstrate können bis auf eine Dicke von weniger als etwa 2 mm gezogen werden.
Beim Schmelzziehverfahren wird beispielsweise eine Ziehwanne verwendet, die eine Rinne zur Aufnahme eines geschmolzenen Glasrohstoffs aufweist. Die Rinne verfügt über Überläufe, die auf beiden Seiten der Rinne nach oben offen sind. Wenn sich die Rinne mit geschmolzenem Material füllt, läuft das geschmolzene Glas über die Überläufe. Schwerkraftbedingt fließt das geschmolzene Glas an den Außenflächen der Ziehwanne in Form zweier fließender Glasfilme herunter. Diese Außenflächen der Ziehwanne erstrecken sich nach unten und nach innen, so dass sie sich an einer Kante unterhalb der Ziehwanne treffen. An dieser Kante vereinigen sich die beiden fließenden Glasfilme, um zu verschmelzen und ein einziges fließendes Glassubstrat zu bilden. Das Schmelzziehverfahren bietet den Vorteil, dass durch das Verschmelzen der beiden über den Kanal fließenden Glasfilme keine der Außenflächen des entstehenden Glassubstrats mit irgendeinem Teil der Vorrichtung in Berührung kommt. Daher werden die Oberflächeneigenschaften des schmelzgezogenen Glassubstrats durch einen solchen Kontakt nicht beeinträchtigt.
Das Schlitzziehverfahren unterscheidet sich vom Schmelzziehverfahren. Beim Schlitzziehverfahren wird das geschmolzene Rohmaterial Glas in eine Ziehwanne gegeben. Der Boden der Ziehwanne hat einen offenen Schlitz mit einer Düse, die sich über die Länge des Schlitzes erstreckt. Das geschmolzene Glas fließt durch den Schlitz/die Düse und wird als kontinuierliches Substrat nach unten in einen Temperbereich gezogen.
Nach der Formgebung kann entweder das erste oder das zweite Substrat verfestigt werden, um ein verfestigtes Glassubstrat zu bilden. Es sei darauf hingewiesen, dass auch Glaskeramiksubstrate auf die gleiche Weise wie Glassubstrate verfestigt werden können. Der hier verwendete Begriff „verfestigtes Substrat“ kann sich auf ein Glassubstrat oder ein Glaskeramiksubstrat beziehen, das z. B. durch chemische Verfestigung (z. B. Ionenaustausch größerer Ionen durch kleinere Ionen in der Oberfläche des Glas- oder Glaskeramiksubstrats), durch thermische Verfestigung oder mechanische Verfestigung verfestigt wurde. In einigen Ausführungsformen können die Substrate durch eine Kombination aus einem oder mehreren chemischen Verfestigungsverfahren, thermischen Verfestigungsverfahren und mechanischen Verfestigungsverfahren verfestigt werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen können die hier beschriebenen verfestigten Substrate durch einen Ionenaustauschprozess chemisch verfestigt werden. Bei dem Ionenaustauschprozess werden typischerweise durch Eintauchen eines Glas- oder Glaskeramiksubstrats in ein Salzschmelzebad über einen vorbestimmten Zeitraum Ionen an oder nahe der Oberfläche(n) des Glas- oder Glaskeramiksubstrats gegen größere Metallionen aus dem Salzbad ausgetauscht. In einer Ausführungsform liegt die Temperatur des Salzschmelzbades im Bereich von etwa 350 °C bis etwa 430 °C und die vorbestimmte Zeitspanne beträgt etwa zwei Stunden bis etwa acht Stunden. Durch den Einbau der größeren Ionen in das Glas- oder Glaskeramiksubstrat wird das Substrat durch die Erzeugung einer Druckspannung (CS) in einem oberflächennahen Bereich oder in Bereichen an und neben der/den Oberfläche(n) des Substrats verstärkt. Eine entsprechende Zugspannung wird in einem zentralen Bereich oder in Bereichen in einem Abstand von der (den) Oberfläche(n) des Substrats induziert, um die Druckspannung auszugleichen. Der zentrale Bereich oder die zentralen Bereiche, die eine Zugspannung aufweisen, werden als Zentralspannungsbereiche (CT) bezeichnet.) Glas- oder Glaskeramiksubstrate, die diesen Verstärkungsprozess nutzen, können genauer als chemisch verstärkte oder ionenausgetauschte Glas- oder Glaskeramiksubstrate bezeichnet werden.
In einem Beispiel werden Natriumionen in einem Glas- oder Glaskeramiksubstrat durch Kaliumionen aus dem Schmelzbad, wie z. B. einem Kaliumnitratsalzbad, ersetzt, obwohl auch andere Alkalimetallionen mit größeren Atomradien, wie Rubidium oder Cäsium, kleinere Alkalimetallionen im Glas ersetzen können. Nach bestimmten Ausführungsformen können kleinere Alkalimetallionen im Glas oder in der Glaskeramik durch Ag+-Ionen ersetzt werden. In ähnlicher Weise können auch andere Alkalimetallsalze, wie z. B. Sulfate, Phosphate, Halogenide und dergleichen im Ionenaustauschprozess verwendet werden.
Die Druckspannung hängt mit der Zentralspannung durch den folgenden Ausdruck (1) zusammen: $C S = C T (\frac{t - 2 D O L}{D O L})$
wobei t die Gesamtdicke des verfestigten Glases oder Glaskeramiksubstrats ist und die Druckschichttiefe (DOL) die Austauschtiefe ist. DOL bezieht sich auf die Tiefe im Glas- oder Glaskeramiksubstrat, an der die Druckspannung in die Zugspannung übergeht. Bei Verwendung von thermischer Verfestigung können die Glas- oder Glaskeramiksubstrate mit sehr hohen Wärmeübertragungsraten (h in Einheiten von cal/cm²-s-C°) präzise, physikalisch gut kontrollierbar und glasschonend erwärmt und dann abgekühlt werden. In bestimmten Ausführungsformen können die Verfahren und Systeme zur thermischen Verfestigung ein Gaslager mit kleinem Spalt in der Kühl-/Abschrecksektion verwenden, das die Verarbeitung dünner Glassubstrate bei höheren relativen Temperaturen zu Beginn der Abkühlung ermöglicht, was zu höheren thermischen Verfestigungsgraden führt. Wie weiter unten beschrieben, erzielt dieses Gaslager mit kleinem Spalt in der Kühl-/Abschrecksektion sehr hohe Wärmeübertragungsraten durch konduktive Wärmeübertragung auf Kühlkörper über den Spalt hinweg, anstatt eine auf einem hohen Luftstrom basierende konvektive Kühlung zu verwenden. Diese hohe Wärmeübertragungsrate wird erreicht, ohne dass das Glas mit flüssigem oder festem Material in Berührung kommt, indem das Glassubstrat auf Gaslagern innerhalb des Spalts gelagert wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen weist das resultierende, thermisch verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat höhere Werte für dauerhafte thermisch induzierte Spannungen auf als bisher bekannt. Ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die erreichten Werte der thermisch induzierten Spannungen aus einer Kombination von Gründen heraus erzielt werden können. Die hohe Gleichmäßigkeit der Wärmeübertragung in den hier beschriebenen Prozessen verringert oder beseitigt physikalische und unerwünschte thermische Spannungen im Glas, so dass Glassubstrate mit höheren Wärmeübertragungsraten getempert werden können, ohne zu brechen. Darüber hinaus können die vorliegenden Verfahren bei niedrigeren Viskositäten des Glassubstrats (höhere Anfangstemperaturen zu Beginn des Abschreckens) durchgeführt werden, wobei aber immer noch die gewünschte Ebenheit und Form des Glases beibehalten wird, was eine wesentlich größere Temperaturänderung im Abkühlungsprozess ermöglicht und somit die erreichten Wärmeverfestigungsgrade erhöht.
In verschiedenen Ausführungsformen weist das thermisch verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat sowohl die hier beschriebenen Spannungsprofile als auch eine geringe Oberflächenrauheit im geformten Zustand auf. Die hier offenbarten Prozesse und Verfahren können die Substrate thermisch verfestigen, ohne die Oberflächenrauheit der geformten Oberflächen zu erhöhen. Zum Beispiel wurden die Oberflächen von einlaufendem Floatglas auf der Luftseite und von einlaufendem schmelzgeformtem Glas vor und nach der Verarbeitung mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht. Die Oberflächenrauheit R_a lag bei 1,1 mm dickem einlaufendem Kalk-Natron-Floatglas unter 1 nm (0,6-0,7 nm), und die Oberflächenrauheit R_a wurde durch die thermische Verfestigung gemäß den vorliegenden Prozessen nicht erhöht. In ähnlicher Weise wurde eine R_a-Oberflächenrauheit von weniger als 0,3 nm (0,2 - 0,3) für 1,1 mm dicke Scheiben aus schmelzgeformtem Glas durch thermische Vorspannung gemäß dieser Offenbarung beibehalten. Dementsprechend haben thermisch verfestigte Glas- und Glaskeramiksubstrate nach einer oder mehreren Ausführungsformen eine Oberflächenrauheit auf mindestens einer ersten Oberfläche im Bereich von 0,2 bis 1,5 nm R_a-Rauigkeit, 0,2 bis 0,7 nm, 0,2 bis 0,4 nm oder sogar wie 0,2 bis 0,3 nm, über mindestens eine Fläche von 10 × 10 µm. Die Oberflächenrauheit kann in beispielhaften Ausführungsformen über eine Fläche von 10 × 10 µm oder in einigen Ausführungsformen von 15 × 15 µm gemessen werden.
In einer anderen Ausführungsform weisen die hier beschriebenen thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate eine hohe Ebenheit auf. In verschiedenen Ausführungsformen verwendet das hier beschriebene Verfestigungssystem kontrollierte Gaslager, um das Glas- oder Glaskeramiksubstrat während des Transports und der Erwärmung zu stützen, und in einigen Ausführungsformen kann es zur Unterstützung der Steuerung und/oder Verbesserung der Ebenheit des resultierenden thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrats verwendet werden, was zu einem höheren Grad an Ebenheit führt, als er bisher erreicht werden konnte, insbesondere für dünne und/oder hoch verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrate. So können beispielsweise Glas- oder Glaskeramiksubstrate in Plattenform mit einer Dicke von etwa 0,6 mm oder mehr mit einer verbesserten Ebenheit nach dem Verfestigen verfestigt werden. Die Ebenheit verschiedener Ausführungsformen des thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrats kann 100 µm oder weniger an Gesamtabweichung (TIR) entlang einer beliebigen Länge von 50 mm entlang einer der ersten oder zweiten Oberflächen davon, 300 µm TIR oder weniger innerhalb einer Länge von 50 mm auf einer der ersten oder zweiten Oberflächen, 200 µm TIR oder weniger, 100 µm TIR oder weniger oder 70 µm TIR oder weniger innerhalb einer Länge von 50 mm auf einer der ersten oder zweiten Oberflächen umfassen. In beispielhaften Ausführungsformen wird die Ebenheit entlang eines beliebigen Profils von 50 mm oder weniger der thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate gemessen. In den in Betracht gezogenen Ausführungsformen haben die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate, die in Plattenform vorliegen können, bei den hier offenbarten Stärken eine Ebenheit von 200 µm TIR oder weniger innerhalb einer Länge von 20 mm auf einer der ersten oder zweiten Oberflächen (z. B. Ebenheit von 100 µm TIR oder weniger, Ebenheit von 70 µm TIR oder weniger oder Ebenheit von 50 µm TIR oder weniger).
Gemäß den in Betracht gezogenen Ausführungsformen weisen die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen einen hohen Grad an Maßhaltigkeit auf, so dass sich ihre Dicke t entlang einer Länge oder Breite von 1 cm um nicht mehr als 50 µm ändert, beispielsweise um nicht mehr als 10 µm, nicht mehr als 5 µm, nicht mehr als 2 µm. Eine derartige Maßhaltigkeit ist bei den angegebenen Dicken, Flächen und/oder Größenordnungen negativer Zugspannungen, wie sie hier offenbart sind, aufgrund praktischer Erwägungen wie z. B. Kühlplattenausrichtung und/oder Oberflächenunregelmäßigkeiten, die die Abmessungen verzerren können, durch Festkörperabschreckung möglicherweise nicht erreichbar.
Gemäß den in Betracht gezogenen Ausführungsformen weisen die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen mindestens eine Oberfläche auf, die so eben ist, dass ein 1-cm-Längsprofil entlang dieser Oberfläche innerhalb von 50 µm einer geraden Linie liegt, beispielsweise innerhalb von 20 µm,10 µm,5 µm, 2 µm; und/oder ein 1-cm-Breitenprofil entlang dieser Oberfläche innerhalb von 50 µm einer geraden Linie liegt, beispielsweise innerhalb von 20 µm,10 µm,5 µm,2 µm. Eine derart hohe Ebenheit kann für gegebene Dicken, Flächen und/oder Größenordnungen negativer Zugspannungen, wie hierin offenbart, durch Flüssigkeitsabschreckung aufgrund praktischer Erwägungen, wie z. B. Verformung oder Biegung des in diesen Prozessen verstärkten Glases aufgrund von Konvektionsströmungen und damit verbundenen Kräften der Flüssigkeit, nicht erreicht werden.
In verschiedenen Ausführungsformen weisen die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate nach einer oder mehreren Ausführungsformen hohe fiktive Temperaturen auf. Es versteht sich, dass sich bei verschiedenen Ausführungsformen hohe fiktive Temperaturen auf den hohen Grad der thermischen Verfestigung, hohe zentrale Zugspannungen und/oder hohe Oberflächendruckspannungen des resultierenden Glas- oder Glaskeramiksubstrats beziehen. Fiktive Oberflächentemperaturen können mit jedem geeigneten Verfahren bestimmt werden, einschließlich Differential-Raster-Kalorimetrie, Brillouin-Spektroskopie oder Raman-Spektroskopie.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weisen die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen in einem Teilbereich davon, z. B. an oder in der Nähe der Oberflächen, eine besonders hohe fiktive Temperatur auf, wie z. B. mindestens 500° C, mindestens 600° C oder sogar mindestens 700° C. In einigen Ausführungsformen kann das Glas- oder Glaskeramiksubstrat, das solche fiktiven Temperaturen aufweist, ein Kalk-Natron-Glas umfassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weisen die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen in einem Teilbereich davon, z. B. an oder in der Nähe der Oberflächen, eine besonders hohe fiktive Temperatur im Vergleich zu getempertem Glas derselben chemischen Zusammensetzung auf. Beispielsweise weisen die thermisch verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrate in einigen Ausführungsformen eine fiktive Temperatur auf, die um mindestens 10° C höher, mindestens 30° C höher, mindestens 50° C höher, mindestens 70° C höher oder sogar mindestens 100° C höher ist als die fiktive Temperatur eines getemperten Glases der gleichen chemischen Zusammensetzung (d. h. eines Glases, das nicht nach dem hier beschriebenen Prozess thermisch verfestigt ist und nicht nach dem hier beschriebenen Prozess thermisch verfestig wurde). Eine hohe fiktive Temperatur kann durch einen schnellen Übergang von den heißen zu den kalten Zonen im thermischen Verfestigungssystem erreicht werden. Ohne an Theorie gebunden zu sein, weisen thermisch verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrate mit hoher fiktiver Temperatur eine erhöhte Beschädigungsresistenz auf.
Bei einigen Verfahren zur Bestimmung der fiktiven Oberflächentemperaturen kann es erforderlich sein, das thermisch verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat zu brechen, um die durch den thermischen Verfestigungsprozess induzierten „Temperspannungen“ abzubauen, damit die fiktive Temperatur mit angemessener Genauigkeit gemessen werden kann. Es ist hinlänglich bekannt, dass sich die durch Raman-Spektroskopie gemessenen charakteristischen Strukturbänder in Silikatgläsern sowohl in Bezug auf die fiktive Temperatur als auch in Bezug auf die angelegte Spannung kontrolliert verschieben. Diese Verschiebung kann zur zerstörungsfreien Messung der fiktiven Temperatur genutzt werden, wenn die Temperspannung bekannt ist. Das Verfahren zur Bestimmung der fiktiven Temperatur ist in der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62236296 mit dem Titel „THERMALLY STRENGENED GLASS AND RELATED SYSTEMS AND METHODS“ beschrieben, die am 2. Oktober 2015 eingereicht wurde und deren Inhalt hier vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Der folgende dimensionslose fiktive Temperaturparameter θ kann verwendet werden, um die relative Leistung eines thermischen Verfestigungsprozesses in Bezug auf die erzeugte fiktive Temperatur zu vergleichen. In diesem Fall wird er als fiktive Oberflächentemperatur θs angegeben: $θ s = (T_{f s} - T_{a n n e a l}) / (T_{s o f t} - T_{a n n e a l})$
wobei Tfs die fiktive Oberflächentemperatur, T_anneal (die Temperatur des Glases bei einer Viskosität von η=10^13,2 Poise) der Temperpunkt und T_soft (die Temperatur des Glases bei einer Viskosität von η=10^7,6 Poise) der Erweichungspunkt des Glases der Scheibe ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst ein thermisch verfestigtes Glas oder eine thermisch verfestigte Glaskeramik ein Glas mit einer in °C-Einheiten ausgedrückten Erweichungstemperatur von T_soft und einer in °C-Einheiten ausgedrückten Tempertemperatur von T_anneal und einer an der ersten Oberfläche der Glasscheibe gemessenen fiktiven Oberflächentemperatur, die durch Tfs dargestellt wird, wenn sie in °C-Einheiten ausgedrückt wird, und einen dimensionslosen Parameter der fiktiven Oberflächentemperatur θs, der durch (Tfs - T_anneal) / (T_soft - T_anneal) gegeben ist, wobei der Parameter θs im Bereich von 0,20 bis 0,9 liegt. In Ausführungsformen umfasst der Parameter θs von etwa (z. B. plus oder minus 10 %) 0,21 bis 0,09, oder 0,22 bis 0,09, oder 0,23 bis 0,09, oder 0,24 bis 0,09, oder 0,25 bis 0,09, oder 0,30 bis 0,09, oder 0,40 bis 0,09, oder 0,5 bis 0,9, oder 0,51 bis 0,9, oder 0,52 bis 0,9, oder 0,53 bis 0,9, oder 0,54 bis 0,9, oder 0,54 bis 0,9, oder 0,55 bis 0,9, oder 0,6 bis 0,9, oder sogar 0,65 bis 0,9.
Bei höheren Wärmeübertragungsraten (z. B. bei etwa 800 W/m²K und darüber) beginnt jedoch der bei hoher Temperatur vorliegende oder Liquidus-WAK des Glases die Temperleistung zu beeinträchtigen. Daher erweist sich unter solchen Bedingungen der Temperfähigkeitsparameter Ψ, der auf einer Näherung der Integration über die sich ändernden WAK-Werte über die Viskositätskurve beruht, als nützlich: $Ψ = E \cdot [T_{s t r a i n} \cdot α_{C T E}^{s} + α_{C T E}^{L} \cdot (T_{s o f t} - T_{s t r a i n})]$
wobei α^S _CTE der lineare WAK bei niedriger Temperatur ist (äquivalent zum durchschnittlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 0-300°C für das Glas), ausgedrückt in 1/°C (°C^-1), α^L _CTE der lineare WAK bei hoher Temperatur ist (äquivalent zum Hochtemperatur-Plateauwert, der irgendwo zwischen dem Glasübergang und dem Erweichungspunkt auftritt), ausgedrückt in 1/°C (°C^-1), E der Elastizitätsmodul des Glases ist, ausgedrückt in GPa (nicht MPa) (wodurch die Werte des (dimensionslosen) Parameters Ψ im Allgemeinen zwischen 0 und 1 liegen können), T_strain die Dehnungspunkttemperatur des Glases ist (die Temperatur des Glases bei einer Viskosität von η=10^14,7 Poise), ausgedrückt in °C, und T_soft der Erweichungspunkt des Glases ist (die Temperatur des Glases bei einer Viskosität von η=10^7,6 Poise), ausgedrückt in °C.

Der thermische Verfestigungsprozess und die daraus resultierenden Oberflächen-CS-Werte wurden für Gläser mit unterschiedlichen Eigenschaften modelliert, um den Temperparameter Ψ zu bestimmen. Die Gläser wurden mit der gleichen Ausgangsviskosität von 10^8,2 Poise und bei unterschiedlichen Wärmeübergangskoeffizienten modelliert. Die Eigenschaften der verschiedenen Gläser sind in Tabelle 1 aufgeführt, zusammen mit der Temperatur für jedes Glas bei 10^8,2 Poise und dem berechneten Wert des Temperfähigkeitsparameters Ψ für jedes Glas. TABELLE 1

Glas	Modul	CTE niedrig	CTE hoch	10^8.2 Poise °C	Erweichungspunkt (°C)	Dehnungspunkt (°C)	ψ
SLG	72	8.8	27.61	705	728	507	0.76
2	73.3	8.53	20.49	813	837	553	0.77
3	65.5	8.26	26	821	862	549	0.83
4	65	8.69	20.2	864	912	608	0.74
5	63.9	10.61	22	849	884	557	0.84
6	58.26	3.5	20.2	842	876	557	0.49
7	73.6	3.6	13.3	929	963	708	0.44
8	81.1	3.86	12.13	968	995	749	0.48

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, dass Ψ proportional zur thermischen Verfestigungsleistung des Glases ist. Ein weiterer Aspekt ist, dass sich herausgestellt hat, dass für jedes Glas bei einem beliebigen Wert des Wärmeübergangskoeffizienten h (ausgedrückt in cal/cm²-s-°C) die Kurven der Oberflächen-CS (σ_CS, in MPa) gegenüber der Dicke (t, in mm) (über den Bereich von t von 0 bis 6 mm) durch eine Hyperbel angepasst werden können, wobei P₁ und P₂ Funktionen von h sind, so dass: $σ_{C S} (G l a s s, h, t) = C (h, t) * Ψ (G l a s s) = \frac{P_{1} (h) * t}{(P_{2} (h) + t)} * Ψ (G l a s s)$
oder, mit dem Ersatz des Ausdrucks für Ψ, stellt sich die Kurve von CS σ_CS (Glas,h,t) wie folgt dar: $\frac{P_{1} (h) * t}{(P_{2} (h) + t)} \cdot E \cdot [T_{s t r a i n} \cdot α_{C T E}^{s} + α_{C T E}^{L} \cdot (T_{s o f t} - T_{s t r a i n})]$
wobei die Konstanten P₁, P₂ in (4) oder (5) jeweils kontinuierliche Funktionen des Wärmeübergangswertes h sind, gegeben durch: $P_{1} = 910.2 - 259.2 \cdot exp (- \frac{h}{0.143})$
und $P_{2} = 2.53 + \frac{23.65}{(1 + {(\frac{h}{0.00738})}^{1.58})}$
In einigen Ausführungsformen kann ein ähnlicher Ausdruck verwendet werden, um den Wärmekoeffizienten einer thermisch verfestigten Glasscheibe, insbesondere bei einer Dicke von 6 mm und weniger, und den Wärmedurchgangskoeffizienten, z. B. 800 W/m²K und mehr, vorherzusagen, indem einfach die unter denselben Wärmeleitungen vorhergesagte CS durch 2 geteilt wird. So kann der erwartete CT angegeben werden durch $\frac{P_{1 C T} (h_{C T}) * t}{(P_{2 C T} (h_{C T}) + t)} \cdot E \cdot [T_{s t r a i n} \cdot α_{C T E}^{s} + α_{C T E}^{L} \cdot (T_{s o f t} - T_{s t r a i n})]$
Wobei P_1CT und P_2CT wie folgt angegeben werden: $P_{1 C T} = 910.2 - 259.2 \cdot exp (- \frac{h_{C T}}{0.143})$
und $P_{2 C T} = 2.53 + \frac{23.65}{(1 + {(\frac{h_{C T}}{0.00738})}^{1.58})}$
In einigen Ausführungsformen können h und h_CT für einen gegebenen physikalischen Fall der thermischen Verfestigung denselben Wert haben. In einigen Ausführungsformen können sie jedoch variieren, und die Bereitstellung separater Variablen und die Zulassung von Variationen zwischen ihnen ermöglichen es, innerhalb der beschreibenden Leistungskurven Fälle zu erfassen, in denen das typische Verhältnis von 2:1 CS/CT nicht gilt.

In einer oder mehreren Ausführungsformen der derzeit offenbarten Prozesse und Systeme wurden thermisch verfestigte SLG-Scheiben bei allen in Tabelle 2 aufgeführten Wärmeübergangswerten (h und h_CT) hergestellt. Tabelle 2

h- und h_CT-Werte gemäß beispielhaften Ausführungsformen
cal/s·cm²·°C	W/m2K	cal/s·cm2·°C	W/m2K	cal/s·cm2·°C	W/m2K
0.010	418.68	0.042	1758.456	0.070	2930.76
0.013	544.284	0.045	1884.06	0.071	2972.628
0.018	753.624	0.047	1967.796	0.078	3265.704
0.019	795.492	0.048	2009.664	0.080	3349.44
0.020	837.36	0.049	2051.532	0.081	3391.308
0.021	879.228	0.050	2093.4	0.082	3433.176
0.022	921.096	0.051	2135.268	0.095	3977.46
0.023	962.964	0.052	2177.136	0.096	4019.328
0.027	1130.436	0.053	2219.004	0.102	4270.536
0.028	1172.304	0.054	2260.872	0.104	4354.272
0.029	1214.172	0.055	2302.74	0.105	4396.14
0.030	1256.04	0.060	2512.08	0.127	5317.236
0.031	1297.908	0.061	2553.948	0.144	6028.992
0.033	1381.644	0.062	2595.816	0.148	6196.464
0.034	1423.512	0.063	2637.684	0.149	6238.332
0.038	1590.984	0.065	2721.42	0.184	7703.712
0.040	1674.72	0.067	2805.156
0.041	1716.588	0.069	2888.892

In einigen Ausführungsformen können die Wärmeübertragungsraten (h und h_CT) zwischen etwa 0,024 und etwa 0,15, etwa 0,026 und etwa 0,10 oder etwa 0,026 und etwa 0,075 cal/s*cm²*°C liegen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat mechanisch verfestigt werden, indem eine Fehlanpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Teilen des Substrats ausgenutzt wird, um Druckspannungs- und Zentralspannungsbereiche zu erzeugen. In einer Ausführungsform kann ein verfestigtes Glas- oder Glaskeramiksubstrat eine Oberflächen-CS von 300 MPa oder mehr haben, z. B. 400 MPa oder mehr, 450 MPa oder mehr, 500 MPa oder mehr, 550 MPa oder mehr, 600 MPa oder mehr, 650 MPa oder mehr, 700 MPa oder mehr, 750 MPa oder mehr oder 800 MPa oder mehr. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Oberflächen-CS die maximale CS in dem verfestigten Glas- oder Glaskeramiksubstrat.
Das verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat kann eine DOL von etwa 15 µm oder mehr, 20 µm oder mehr (z. B. 25 µm, 30 µm,35 µm, 40 µm, 45 µm, 50 µm oder mehr) aufweisen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat einen maximalen CT-Wert von 10 MPa oder mehr, 20 MPa oder mehr, 30 MPa oder mehr, 40 MPa oder mehr (z. B. 42 MPa, 45 MPa oder 50 MPa oder mehr), aber weniger als 100 MPa (z. B. 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55 MPa oder weniger) aufweisen.
In einer oder mehreren spezifischen Ausführungsformen weist das verfestigte Glas- oder Glaskeramiksubstrat eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften auf: eine Oberflächendruckspannung von mehr als 300 MPa, eine Tiefe der Druckschicht von mehr als 15 µm und eine Zentralspannung von mehr als 18 MPa. Beispiele für Gläser, die in dem Substrat verwendet werden können, sind Alkali-Aluminosilikatglas-Zusammensetzungen oder Alkali-Aluminoborosilikatglas-Zusammensetzungen, wobei auch andere Glaszusammensetzungen in Betracht kommen. Eine beispielhafte Glaszusammensetzung umfasst SiO₂, B₂O₃ und Na₂O, wobei (SiO₂ + B₂O₃) ≥ 66 Mol-% und Na₂O ≥ 9 Mol-%. In einer Ausführungsform enthält die Glaszusammensetzung mindestens 6 Gew.-% Aluminiumoxid. In einer weiteren Ausführungsform enthält das Substrat eine Glaszusammensetzung mit einem oder mehreren Erdalkalioxiden, so dass der Gehalt an Erdalkalioxiden mindestens 5 Gew.-% beträgt. Geeignete Glaszusammensetzungen enthalten in einigen Ausführungsformen außerdem mindestens eines von K₂O, MgO und CaO. In einer bestimmten Ausführungsform können die im Substrat verwendeten Glaszusammensetzungen 61-75 Mol-% SiO₂; 7-15 Mol-% Al₂O₃; 0-12 Mol-% B₂O₃; 9-21 Mol-% Na₂O; 0-4 Mol-% K₂O; 0-7 Mol-% MgO; und 0-3 Mol-% CaO umfassen.
Ein weiteres Beispiel einer für das Substrat geeigneten Glaszusammensetzung umfasst: 60-70 Mol-% SiO₂;6-14 Mol-% Al₂O₃; 0-15 Mol-% B₂O3; 0-15 Mol-% Li₂O; 0-20 Mol-% Na₂O; 0-10 Mol-% K₂O; 0-8 Mol-% MgO; 0-10 Mol-% CaO; 0-5 Mol-% ZrO₂; 0-1 Mol-% SnO₂; 0-1 Mol-% CeO₂; weniger als 50 ppm As₂O₃; und weniger als 50 ppm Sb₂O₃; wobei 12 Mol-% ≤ (Li₂O + Na₂O + K₂O) ≤ 20 Mol-% und 0 Mol-% ≤ (MgO + CaO) ≤ 10 Mol-%.
Ein noch anderes Beispiel einer für das Substrat geeigneten Glaszusammensetzung umfasst: 63,5-66,5 Mol-% SiO₂;8-12 Mol-% Al₂O₃; 0-3 Mol-% B₂O₃; 0-5 Mol-% Li₂O; 8-18 Mol-% Na₂O; 0-5 Mol-% K₂O; 1-7 Mol-% MgO; 0-2,5 Mol-% CaO; 0-3 Mol-% ZrO₂; 0,05-0,25 Mol-% SnO₂; 0,05-0,5 Mol-% CeO₂; weniger als 50 ppm As₂O₃; und weniger als 50 ppm Sb₂O₃; wobei 14 Mol-% ≤ (Li₂O + Na₂O + K₂O) ≤ 18 Mol-% und 2 Mol-% ≤ (MgO + CaO) ≤ 7 Mol-%.
In einer besonderen Ausführungsform umfasst eine für das Substrat geeignete Alkali-Aluminosilikatglas-Zusammensetzung Aluminiumoxid, mindestens ein Alkalimetall und in einigen Ausführungsformen mehr als 50 Mol-% SiO₂, in anderen Ausführungsformen mindestens 58 Mol-% SiO₂, und in noch anderen Ausführungsformen mindestens 60 Mol-% SiO₂, wobei das Verhältnis ((Al₂O₃ + B₂O₃)/Σ Modifikatoren) >1 ist, wobei in dem Verhältnis die Komponenten in Mol-% ausgedrückt sind und es sich bei den Modifikatoren um Alkalimetalloxide handelt. Diese Glaszusammensetzung umfasst in besonderen Ausführungsformen: 58-72 Mol-% SiO₂; 9-17 Mol-% Al₂O₃; 2-12 Mol-% B₂O₃; 8-16 Mol-% Na₂O; und 0-4 Mol-% K₂O, wobei das Verhältnis ( (Al₂O₃ + B₂O₃) /Σ Modifikatoren)>1 ist.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Substrat eine alkalische Aluminosilikatglas-Zusammensetzung enthalten, die Folgendes umfasst: 64-68 Mol-% SiO₂; 12-16 Mol-% Na₂O; 8-12 Mol-% Al₂O₃; 0-3 Mol-% B₂O₃; 2-5 Mol-% K₂O; 4-6 Mol-% MgO; und 0-5 Mol-% CaO, wobei: 66 Mol-% ≤ SiO₂ + B₂O₃ + CaO ≤ 69 Mol-%; Na₂O + K₂O + B₂O₃ + MgO + CaO + SrO > 10 Mol-%; 5 Mol-% ≤ MgO + CaO + SrO ≤ 8 Mol-%; (Na₂O + B₂O₃) Al₂O₃ ≤ 2 Mol-%; 2 Mol-% ≤ Na₂O Al₂O₃ ≤ 6 Mol-%; und 4 Mol-% ≤ (Na₂O + K₂O) Al₂O₃ ≤ 10 Mol-%.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Substrat eine alkalische Aluminosilikatglas-Zusammensetzung umfassen, die Folgendes umfasst: 2 Mol-% oder mehr an Al₂O₃ und/oder ZrO₂ oder 4 Mol-% oder mehr an Al₂O₃ und/oder ZrO₂.
In einigen Ausführungsformen können die für ein Glassubstrat verwendeten Zusammensetzungen mit 0-2 Mol-% mindestens eines Läuterungsmittels versetzt werden, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Na₂SO₄, NaCl, NaF, NaBr, K₂SO₄, KCl, KF, KBr und SnO₂ umfasst.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst die Zwischenschicht 120 ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylbutyralharz (PVB), EthylenVinylacetat-Copolymer (EVA), Ionomeren, Polyvinylchlorid-Copolymeren und thermoplastischen Polyurethanen (TPU) besteht. Die Dicke der Zwischenschicht kann im Bereich von etwa 0,3 mm bis etwa 2 mm liegen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Laminat eine Länge und Breite im Bereich von 30,5 cm mal etwa 30,5 cm (12 Zoll x 12 Zoll) bis etwa 50,8 cm mal 101,6 cm (20 Zoll x 40 Zoll) oder bis etwa 121,9 cm mal 127 cm (48 Zoll x 50 Zoll) oder bis etwa 127 cm mal 183 cm (50 Zoll x 72 Zoll) haben. Obwohl die Laminate in zwei Dimensionen beschrieben wurden, sollte klar sein, dass sie verschiedene Formen haben können, einschließlich Vierecke (z. B. rechteckig, quadratisch, trapezförmig usw.), Dreiecke mit Abmessungen in zwei Richtungen, z. B. entlang zweier verschiedener Seiten oder Achsen einer Ebene, oder sie können nicht-rechteckige Formen haben (z. B. kreisförmig, elliptisch, oval, polygonal usw.), die durch einen Radius und/oder die Länge der Haupt- und Nebenachse beschrieben werden können, wobei die nichtrechteckigen Formen auf eine rechtwinklige Form bezogen werden können, die den beiden größten Abmessungen in senkrechten Richtungen entspricht, z. B. wie sie beim Ausschneiden aus einem rechteckigen Substrat gemessen werden würde. Die Substrate können in geeigneter Weise konfiguriert und dimensioniert werden, um Laminate einer bestimmten Größe zu erhalten.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Laminat zusätzliche Beschichtungen oder Schichten aufweisen, die auf die freiliegenden Oberflächen aufgebracht werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Tönungen, Antireflexionsbeschichtungen, Blendschutzbeschichtungen, kratzfeste Beschichtungen usw. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die polymere Zwischenschicht so modifiziert werden, dass sie eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: Ultraviolett-(UV)-Absorption, Infrarot-(IR)-Absorption, IR-Reflexion und Tönung. Die polymere Zwischenschicht kann durch ein geeignetes Additiv wie einen Farbstoff, ein Pigment, Dotierstoffe usw. modifiziert werden, um die gewünschte Eigenschaft zu verleihen.
Ein zweiter Aspekt dieser Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zur Kaltverformung der hier beschriebenen Laminate.
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform des ersten Substrats 110, der Zwischenschicht 120 und des zweiten Substrats 130 vor der Kaltverformung.
Das erste Substrat 110 ist in einem Stapel mit der Zwischenschicht 120 und dem zweiten Substrat 130 angeordnet. Wie in 2 dargestellt, ist das zweite Substrat 130 vor dem Umformprozess flach. In verschiedenen Ausführungsformen wird während eines Kaltverformungsprozesses Druck auf den Stapel ausgeübt, so dass das zweite Substrat 130, die Zwischenschicht 120 und das erste Substrat 110 durch Ausüben von Druck auf den Stapel zusammengepresst werden, wie durch die Pfeile „P“ in 2 dargestellt. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Druck etwa 1 Atmosphäre oder mehr betragen. In einer oder mehreren alternativen Ausführungsformen kann der aufgebrachte Druck etwa 1 Atmosphäre oder weniger betragen. Wie weiter unten beschrieben, kann die Wärmezufuhr bei einer Temperatur erfolgen, die unter der Formgebungstemperatur des zweiten Substrats 130 liegt. Das zweite Substrat 130 verformt sich, um die Form des ersten Substrats 110 anzunehmen, und das erste Substrat 110 und das zweite Substrat werden durch die Zwischenschicht 120 miteinander verbunden. Das zweite Substrat 130, das erste Substrat 110 mit der komplex gekrümmten Form und die Zwischenschicht 120 werden so durch das Kaltverformungsverfahren zusammenlaminiert, um das Laminat 100 zu bilden, wie es in 1 gezeigt ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen könnte das erste Glassubstrat 110 auch ausgeheizt oder thermisch getempert werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen können das erste und das zweite Substrat gestapelt, ausgerichtet und gleichzeitig in die Kaltverformungsvorrichtung eingeführt werden. Die mehreren Substrate können dann gemeinsam durch die Biegevorrichtung geformt und kaltverformt werden.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren die Warmformung des ersten Substrats zu einer komplex gekrümmten Form vor der Kaltformung des ersten Substrats und des zweiten Substrats zu einer oder mehreren Ausführungsformen der hier beschriebenen Laminate. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Warmformen des ersten Substrats das Erhitzen des ersten Substrats auf eine Temperatur nahe dem Erweichungspunkt des Substrats und das anschließende Biegen des erhitzten ersten Substrats in die komplex gekrümmte Form umfassen. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das erste Substrat ein Glassubstrat, und das Warmformen des ersten Substrats umfasst das Erhitzen des ersten Substrats auf eine Temperatur nahe dem Erweichungspunkt, z. B. über 400 °C.
In einer oder mehreren Ausführungsformen werden das komplex gekrümmte erste Substrat und das flache zweite Substrat bei einer Temperatur, die deutlich unter dem Erweichungspunkt des zweiten Substrats liegt, zu einem Laminat kaltverformt. In einer oder mehreren Ausführungsformen erfolgt der Kaltverformungsprozess bei einer Temperatur, die um 200°C oder mehr unter dem Erweichungspunkt des Substrats liegt. Der Erweichungspunkt bezieht sich auf die Temperatur, bei der sich Glas unter seinem eigenen Gewicht verformt. In einer oder mehreren spezifischen Ausführungsformen liegt die Temperatur während des Kaltverformungsprozesses unter etwa 400°C, unter etwa 350°C, unter etwa 300°C, unter etwa 200°C, unter etwa 175°C oder unter etwa 150°C. In einer spezifischen Ausführungsform liegt der Kaltverformungsprozess im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 140°C. Als Raumtemperatur kann die Umgebungstemperatur einer Produktionshalle angesehen werden (z. B. 16 °C bis etwa 35 °C).
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Anordnen einer Zwischenschicht zwischen einem komplex gekrümmten ersten Substrat und einem flachen zweiten Substrat und das Kaltverformen der Substrate, so dass das flache Substrat komplex gekrümmt wird, während gleichzeitig die beiden Substrate über die Zwischenschicht miteinander verbunden sind. In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Verbinden des ersten und des zweiten Substrats über die Zwischenschicht in einem vom Kaltverformungsschritt getrennten Schritt, in dem das flache zweite Substrat so geformt wird, dass es dem ersten Substrat entspricht. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Schritt des Verbindens das Erhitzen des Stapels aus dem ersten Substrat, der Zwischenschicht und dem zweiten Substrat auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100°C bis etwa 140°C, um eine Verbindung zwischen den Substraten und der Zwischenschicht zu bilden. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Verfahren die Verwendung eines Klebstoffs zusätzlich zu oder anstelle der Zwischenschicht umfassen, um die Substrate miteinander zu verbinden.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das Verfahren nicht das Verbinden des ersten und zweiten Substrats. In solchen Ausführungsformen werden das komplex gekrümmte erste Substrat und das flache zweite Substrat aufeinander gestapelt und ausgerichtet und zusammengepresst, um das zweite Substrat in eine komplex gekrümmte Form zu bringen, die mit der Form des ersten Substrats übereinstimmt.
Anschließend werden die beiden Substrate getrennt und einzeln verwendet.
In einer oder mehreren Ausführungsformen verformt sich das zweite Substrat während des Kaltverformungsprozesses so, dass es sich an eine zweite Oberfläche 114 des ersten Substrats anlegt, und ein Randbereich des zweiten Substrats übt eine Druckkraft gegen die Zwischenschicht (sofern vorhanden) und das erste Substrat aus, weil es sich wieder in einen flacheren Zustand zurückbiegen möchte. Ein mittlerer Teil des zweiten Substrats übt eine Zugkraft gegen die Zwischenschicht (falls vorhanden) und das erste Substrat aus, wenn es versucht, sich von der Zwischenschicht wegzuziehen, um sich in einen flacheren Zustand zurückzubiegen, um zumindest einen Teil der Zugspannung abzubauen.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens ermöglichen eine höhere Fertigungsausbeute, da das zweite Substrat eine große Bandbreite an Formen haben kann und dennoch erfolgreich an das erste Substrat kalt angeformt werden kann. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, bei denen das zweite Substrat aus Glas besteht, überwinden die hier beschriebenen Verfahren Formfehlanpassungen, die bei der Glasformung auftreten können, und führen zu einem Laminat mit einer gewünschten und wiederholbaren Form, selbst wenn das zweite Substrat eine mangelnde Formgleichheit aufweist.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Kaltverformungsprozess in einer Pressbiegevorrichtung durchgeführt werden, die eine Matrizenform und eine Patrizenform umfasst. In verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Substrat von der Matrizenform gestützt werden und bietet einen Hohlraum in mindestens einem mittleren Abschnitt, um einen Teil des zweiten Substrats während eines Formvorgangs aufzunehmen. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Matrizenbiegeform und die Patrizenbiegeform so konfiguriert, dass sie ineinander eingreifen, um das zweite Substrat und das erste Substrat zu dem Laminat kaltzuformen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumtechnik verwendet werden, um das erste und zweite Substrat zu den hier beschriebenen Laminaten kaltzuformen. Geeignete Vakuumtechniken sind z. B. die Vakuumbeuteltechnik; Vakuumringe können ebenfalls verwendet werden. In alternativen Ausführungsformen kann eine Flachbett-Klemmschalen-Laminiermaschine verwendet werden.
Bei der Vakuumbeuteltechnik können das erste Substrat, das zweite Substrat und optional die Zwischenschicht gestapelt und ausgerichtet und in einen geeigneten Beutel gelegt werden. Die Luft wird aus dem Beutel abgesaugt, bis der den Beutel umgebende atmosphärische Druck eine Kraft von etwa einer Atmosphäre ausübt (d. h. unter Berücksichtigung der Höhe/geografischen Lage und der Grenzen des Vakuumgeräts, um die gesamte Luft zu evakuieren, usw.). In verschiedenen Ausführungsformen bewirkt die aufgebrachte Kraft, dass das zweite Substrat an das komplex gekrümmte erste Substrat kalt angeformt wird.
Ein dritter Aspekt dieser Offenbarung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die eine Öffnung und eine oder mehrere Ausführungsformen der hierin offenbarten Laminate aufweist, die in der Öffnung angeordnet sind. Das Kraftfahrzeug kann ein Automobil, ein Schwerlastkraftwagen, ein Wasserfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Luftfahrzeug und dergleichen sein. Das Laminat kann in Bezug auf die Öffnung beweglich sein.
Ein vierter Aspekt dieser Offenbarung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die eine Innenkabine definiert, wobei die Innenkabine eine Oberfläche umfasst, die aus einem oder mehreren hierin beschriebenen Laminaten gebildet ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen bildet die Oberfläche zumindest einen Teil eines Armaturenbretts, einer Bodenplatte, einer Türverkleidung, einer Mittelkonsole, einer Instrumententafel, einer Anzeigetafel, einer Kopfstütze, einer Säule und dergleichen.
BEISPIELE
Prinzipien und Ausführungsformen der Offenbarung werden durch die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiele unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren wurden durch Laminieren eines flachen, chemisch verfestigten Substrats (gebildet aus einem Alkali-Aluminosilikatglas) auf ein komplex gekrümmtes, nicht verfestigtes Substrat (gebildet aus Kalknatronglas (SLG)) mit einer größeren Dicke als das flache, chemisch verfestigte Substrat hergestellt. Die resultierenden Laminate enthielten eine dreilagige akustische Polyvinylbutyral-Zwischenschicht zwischen den Substraten. Das Laminat wurde auch unter Verwendung einer Vakuumtechnik entweder mit Vakuumbeuteln oder Vakuumkanalentlüftung und von Standard-Autoklav-Verfahren hergestellt.
Beispiel 1
Ein Glassubstrat mit einem Durchmesser von 355,6 mm und einer Dicke von 0,7 mm aus einer Aluminosilikatglas-Zusammensetzung (mit „GG“ bezeichnet) wurde in einem Stapel mit einem Glassubstrat mit demselben Durchmesser und einer Dicke von 1,6 mm aus einem SLG (mit „SLG“ bezeichnet) zusammengefügt. Das 1,6 mm dicke Substrat hatte eine sphärische und damit komplex gekrümmte Form. Der Stapel wurde in einen Vakuumbeutel gelegt, der dann in einen Autoklaven verbracht wurde, so dass das 0,7 mm dicke Substrat an das 1,6 mm dicke Substrat kalt angeformt wurde. Die Form der Substrate und des resultierenden Laminats wurde mit einem konfokalen Sensor von Micro-Epsilon gemessen, der in Verbindung mit einer allgemeinen Bewegungsplattform verwendet wurde. In jedem Fall wurde das Substrat (vor der Laminierung) oder das Laminat auf die allgemeine Bewegungsplattform gelegt. Die Plattform steuert und überwacht die x-y-Position. Der konfokale Sensor misst die Verschiebung des Substrats (vor der Laminierung) oder des Laminats gegenüber der Ebene der Plattform. Die Form des Substrats (vor der Laminierung) oder des Laminats wird durch eine Kartierung der Verschiebung gegenüber der Plattform über die x-y-Position bestimmt. 3 ist ein Diagramm der Messergebnisse. Nach der Laminierung hatten beide Substrate die gleiche Form, was zeigt, dass sich ein ursprünglich flaches Substrat an die Form eines dickeren, steiferen Substrats mit einer sphärischen Form anpassen kann.
Beispiel 2
Ein flaches Substrat mit Längen-, Breiten- und Dickenabmessungen von 237 mm x 318 mm x 0,7 mm, das eine Aluminosilikatglas-Zusammensetzung enthält, wurde in einem Stapel mit einem komplex gekrümmten Substrat zusammengefügt. Das komplex gekrümmte Substrat hatte dieselben Längen- und Breitenabmessungen wie das flache Substrat, aber eine Dicke von 2,1 mm und enthielt eine SLG-Zusammensetzung. Das 2,1 mm dicke Substrat wies eine mittlere Durchhangtiefe (die Gesamttiefe der Krümmung von den Rändern bis zur Mitte) von 6,75 mm auf. Der Stapel wurde in einen Vakuumbeutel gelegt, so dass das flache Substrat an die komplex gekrümmte Form des SLG-Substrats kalt angeformt wurde. Die optischen Eigenschaften des resultierenden Laminats wurden mit Hilfe einer Transmissionsoptik nach ASTM-Norm C1036-06 gemessen, wobei ein „Zebraboard“ in verschiedenen Winkeln durch das Laminat hindurch betrachtet wurde. Das Zebraboard bestand aus einer Reihe schwarzer und weißer Diagonalstreifen (d. h. die schwarzen Streifen sind 25 mm breit und durch 25 mm breite weiße Streifen getrennt). Die Qualität der übertragenen Optik wird durch Beobachtung des Grades der Verzerrung der Streifen bei Betrachtung durch das Laminat hindurch bewertet. Die übertragene optische Verzerrung im zentralen, durchsichtigen Bereich zeigte keine Anzeichen einer Verschlechterung durch den Kaltverformungsprozess. Am Rand des Laminats wurden geringfügige Maße von Verzerrungen festgestellt, die jedoch aufgrund des Dekorstreifens am Rand mit dem bloßen Auge nicht sichtbar waren.
Beispiel 3
Ein flaches Substrat mit Längen-, Breiten- und Dickenabmessungen von 237 mm x 318 mm x 0,55 mm, das eine Aluminosilikatglas-Zusammensetzung enthält, wurde mit einem komplex gekrümmten Substrat zusammengefügt. Das komplex gekrümmte Substrat hatte die gleichen Längen- und Breitenabmessungen wie das flache Substrat, war jedoch 1,6 mm dick und enthielt eine SLG-Zusammensetzung. Das 1,6 mm dicke Substrat wies eine mittlere Durchhangtiefe (die Gesamttiefe der Krümmung von den Rändern bis zur Mitte) von 6,75 mm auf. Der Stapel wurde in einen Vakuumbeutel gelegt, so dass das flache Substrat gegen die komplex gekrümmte Form des SLG-Substrats kalt angeformt wurde. Die optischen Eigenschaften des resultierenden Laminats wurden mit Hilfe einer Transmissionsoptik auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 gemessen. Die transmittierte optische Verzerrung im zentralen klaren Bereich zeigte keine Anzeichen einer Verschlechterung durch den Kaltverformungsprozess. Am Rand des Laminats wurden geringfügige Maße von Verzerrungen festgestellt, die jedoch aufgrund des Dekorstreifens am Rand mit dem bloßen Auge nicht sichtbar waren.
Beispiel 4
Ein flaches Substrat mit Längen-, Breiten- und Dickenabmessungen von 1350 mm x 472 mm x 0,7 mm, das eine Aluminosilikatglas-Zusammensetzung enthält, wurde mit einem komplex gekrümmten Substrat zusammengefügt, das die gleichen Längen- und Breitenabmessungen wie das flache Substrat, aber eine Dicke von 3,85 mm hat und eine SLG-Zusammensetzung enthält. Der Stapel wurde in einen Vakuumbeutel gelegt, so dass das flache Substrat an die komplex gekrümmte Form des SLG-Substrats kalt angeformt wurde. Die optischen Eigenschaften des resultierenden Laminats wurden mit Hilfe einer Transmissionsoptik auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 gemessen. Es zeigten sich keine Anzeichen einer Verschlechterung durch den Kaltverformungsprozess.
In einer ersten Ausführungsform stellt die Offenbarung ein Laminat bereit, umfassend: ein erstes komplex gekrümmtes Glassubstrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche und einer ersten Dicke dazwischen; ein zweites komplex gekrümmtes Glassubstrat mit einer dritten Oberfläche, einer vierten Oberfläche entgegengesetzt zur dritten Oberfläche und einer zweiten Dicke dazwischen; und eine Polymer-Zwischenschicht, die an der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche befestigt ist, wobei die erste Dicke oder zweite Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm liegt und die dritte und vierte Oberfläche jeweils Druckspannungswerte aufweisen, so dass die vierte Oberfläche einen Druckspannungswert aufweist, der größer ist als der Druckspannungswert der dritten Oberfläche.
In einer zweiten Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat der ersten Ausführungsform bereit, wobei das komplex gekrümmte Glassubstrat eine Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm aufweist und ein chemisch verfestigtes Glas ist.
In einer dritten Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat einer beliebigen oder sowohl der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform bereit, wobei das erste komplex gekrümmte Glassubstrat eine Dicke im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 3,85 mm aufweist und das zweite komplex gekrümmte Glassubstrat eine Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm aufweist.
In einer vierten Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat einer der ersten bis dritten Ausführungsformen bereit, wobei das erste komplex gekrümmte Glassubstrat aus Kalknatronglas besteht.
In einer fünften Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat einer der ersten bis vierten Ausführungsformen bereit, wobei die dazwischenliegende polymere Zwischenschicht aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylbutyral, Ethylenvinylacetat, Ionomeren, Polyvinylchlorid-Copolymeren und thermoplastischem Polyurethan ausgewählt ist.
In einer sechsten Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat einer der ersten bis fünften Ausführungsformen bereit, wobei ein peripherer Teil des zweiten komplex gekrümmten Glassubstrats eine Druckkraft gegen die polymere Zwischenschicht ausübt und ein zentraler Teil des zweiten komplex gekrümmten Glassubstrats eine Zugkraft gegen die polymere Zwischenschicht ausübt.
In einer siebten Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen bereit, das außerdem einen gleichmäßigen Abstand zwischen der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche aufweist.
In einer achten Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Laminat einer der ersten bis siebten Ausführungsformen bereit, wobei das Laminat Krümmungsradien aufweist, wobei die Krümmungsradien weniger als 1000 mm betragen.
In einer neunten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Kraftfahrzeug bereit, umfassend: eine Karosserie; eine Öffnung in der Karosserie; und ein in der Öffnung angeordnetes Laminat, wobei das Laminat ein erstes komplex gekrümmtes Glassubstrat mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche und einer ersten Dicke dazwischen umfasst; ein zweites komplex gekrümmtes Glassubstrat mit einer dritten Oberfläche, einer vierten Oberfläche entgegengesetzt zur dritten Oberfläche und einer zweiten Dicke dazwischen; und eine Polymer-Zwischenschicht, die an der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche befestigt ist, wobei die erste Dicke oder die zweite Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm liegt und wobei die dritte und vierte Oberfläche jeweils Druckspannungswerte aufweisen, so dass die vierte Oberfläche einen Druckspannungswert aufweist, der größer ist als der Druckspannungswert der dritten Oberfläche.
In einer zehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Kraftfahrzeug der neunten Ausführungsform bereit, wobei das Laminat in Bezug auf die Öffnung beweglich ist.
In einer elften Ausführungsform stellt diese Offenbarung das Kraftfahrzeug nach der neunten und/oder zehnten Ausführungsform bereit, wobei das erste komplex gekrümmte Substrat eine Kalknatronglas-Zusammensetzung und eine Dicke von mehr als etwa 0,7 mm umfasst und das zweite komplex gekrümmte Substrat ein verfestigtes Glas umfasst und eine Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm aufweist.
In einer zwölften Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung eines komplex gekrümmten Laminats bereit, umfassend: Anordnen einer Zwischenschicht zwischen einem ersten komplex gekrümmten Substrat und einem flachen zweiten Glassubstrat, um einen Stapel zu bilden; Ausüben von Druck auf den Stapel, um das zweite Glassubstrat gegen die Zwischenschicht und das erste komplex gekrümmte Substrat zu pressen, um das komplex gekrümmte Laminat zu bilden; und Erhitzen des komplex gekrümmten Laminats auf eine Temperatur unter 400°C.
In einer dreizehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren der zwölften Ausführungsform bereit, wobei das erste komplex gekrümmte Substrat aus Metall, Keramik, Kunststoff oder Glas besteht.
In einer vierzehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren nach der zwölften und/oder dreizehnten Ausführungsform bereit, wobei das flache zweite Glassubstrat eine Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm aufweist und das erste komplex gekrümmte Substrat eine Dicke von mehr als 0,7 mm aufweist.
In einer fünfzehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren nach einer der zwölften bis vierzehnten Ausführungsformen bereit, wobei der Druck bei etwa 1 Atmosphäre oder höher liegt.
In einer sechzehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren nach einer der zwölften bis fünfzehnten Ausführungsform bereit, wobei der Druck auf den Stapel mit Hilfe einer Vakuumtechnik aufgebracht wird.
In einer siebzehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren nach einer der zwölften bis sechzehnten Ausführungsform bereit, wobei der Druck auf den Stapel bei Raumtemperatur ausgeübt wird.
In einer achtzehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren nach einer der zwölften bis siebzehnten Ausführungsformen bereit, wobei das Laminat auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 °C bis etwa 140 °C erhitzt wird, um eine fertige Verbindung zwischen der Verbindungsschicht und den komplex gekrümmten Glassubstraten zu bilden.
In einer neunzehnten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein komplex gekrümmtes Laminat bereit, das durch das Verfahren nach einer der zwölften bis achtzehnten Ausführungsformen gebildet wird.
In der zwanzigsten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren zur Bildung eines komplex gekrümmten Laminats bereit, das Folgendes umfasst: Bilden eines ersten Glassubstrats mit zwei Hauptoberflächen und einer Dicke dazwischen, um eine Krümmung entlang zweier Achsen zu haben und um ein komplex gekrümmtes Glassubstrat bereitzustellen; Anordnen des komplex gekrümmten Glassubstrats mit einer Zwischenschicht und einem zweiten Glassubstrat in einem Stapel, so dass die Zwischenschicht zwischen dem komplex gekrümmten Glassubstrat und dem zweiten Glassubstrat liegt, wobei das zweite Glassubstrat zwei Hauptoberflächen und eine Dicke dazwischen aufweist, um eine Krümmung entlang zweier Achsen zu haben, wobei die Krümmung des zweiten Glassubstrats nicht mit der Krümmung des ersten Glassubstrats übereinstimmt; und Ausüben von Druck auf den Stapel bei Raumtemperatur, wobei sich die Krümmung des zweiten Glassubstrats an die Krümmung des ersten Glassubstrats anpasst, um ein komplex gekrümmtes Laminat zu bilden.
In einer einundzwanzigsten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren der zwanzigsten Ausführungsform bereit, das ferner das Erhitzen des Stapels auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100°C bis etwa 140°C umfasst, um eine Verbindung zwischen der Zwischenschicht und dem ersten und zweiten Glassubstrat zu bilden.
In einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren nach der zwanzigsten und/oder einundzwanzigsten Ausführungsform bereit, wobei das zweite Glassubstrat ein chemisch verfestigtes Glas mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,2 mm bis etwa 0,7 mm ist und das erste Glassubstrat ein Kalknatronglas mit einer Dicke im Bereich von etwa 1,4 mm bis etwa 3,85 mm ist.
In einer dreiundzwanzigsten Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein komplex gekrümmtes Laminat bereit, das durch das Verfahren nach einer der zwanzigsten bis zweiundzwanzigsten Ausführungsformen gebildet wird.
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass diese Ausführungsformen lediglich zur Veranschaulichung der Prinzipien und Anwendungen der vorliegenden Offenbarung dienen. Dem Fachmann wird klar sein, dass an dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung Modifikationen und Variationen enthält, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/339145 [0001]
US 62/281301 [0001]
US 62/190828 [0001]
US 62236296 [0049]

Claims

Fahrzeuglaminat, aufweisend: - ein erstes gekrümmtes Glassubstrat (110), wobei das erste Glassubstrat (110) komplex gekrümmt ist und verschiedene Krümmungsradien entlang senkrechter Achsen aufweist, - ein zweites gekrümmtes Glassubstrat (130), - eine Zwischenschicht (120), die zwischen dem ersten gekrümmten Glassubstrat (110) und dem zweiten gekrümmten Glassubstrat (130) angeordnet ist, wobei - das erste gekrümmte Glassubstrat (110) ein Kalknatronglas aufweist, - das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) ein Aluminosilikatglas aufweist, - die Zwischenschicht (120) mindestens eine Polymerschicht aufweist, - das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) kalt gegen das erste gekrümmte Glassubstrat (110) angeformt ist.
Fahrzeuglaminat nach Anspruch 1, wobei das erste gekrümmte Glassubstrat (110) und/oder das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) eine Durchhangtiefe von mindestens 6,75 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das erste gekrümmte Glassubstrat (110) eine Dicke von 4,0 mm oder weniger aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste gekrümmte Glassubstrat (110) eine Dicke im Bereich von etwa 1,6 mm bis etwa 3,85 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste gekrümmte Glassubstrat eine Dicke (316) von 3,5 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1,4 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite gekrümmte Glassubstrat eine Dicke von 1,1 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zwischenschicht (120) Polyvinylbutyral aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zwischenschicht (120) eine Dicke im Bereich von etwa 0,3 mm bis etwa 2 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zwischenschicht (120) eine Dicke von 0,8 mm aufweist.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Fahrzeuglaminat (100) so ausgebildet ist, dass es eine Windschutzscheibe, ein Rücklicht, ein Schiebedach, eine fest montierte Dachhaut und/oder ein Seitenfenster eines Fahrzeugs bildet.
Fahrzeuglaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jeder der Krümmungsradien 5 m oder weniger beträgt.
Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeuglaminat (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei das Fahrzeuglaminat (100) eine Windschutzscheibe, ein Rücklicht, ein Schiebedach, eine fest montierte Dachhaut und/oder ein Seitenfenster eines Fahrzeugs bildet.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei das zweite gekrümmte Glassubstrat (130) einem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt ist und das erste gekrümmte Glassubstrat (110) vom Innenraum abgewandt ist.