TW202204282A - 具有高深寬比膠珠之玻璃物件及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
一種玻璃物件，包含：框架，具有框架支撐表面；玻璃片材，具有第一主表面和第二主表面，其中該第二主表面與該第一主表面相對；和膠珠，設置在該框架支撐表面和該第二主表面之間。該膠珠限定珠粒路徑。該膠珠具有垂直於該珠粒路徑的橫截面，並且該橫截面包含寬度和高度。該高度是垂直於該玻璃片材的第二主表面的最大尺寸，且該寬度是平行於該玻璃片材的第二主表面的最大尺寸。該高度相對於該寬度的深寬比為至少0.6，並且該寬度為2 mm或更小。
Description
本案內容係關於用於車輛內飾系統的玻璃物件，特定地係關於具有至少0.6的高度相對於寬度的高深寬比的膠珠的玻璃物件及其製備方法。
車輛內飾可作為車輛的美學和功能設計的一部分而併入玻璃表面。該等玻璃表面可結合至將玻璃表面附接至車輛內飾的框架系統。典型地，框架和玻璃表面由具有不同熱膨脹性質的不同材料製成。因此，在極端熱溫度和極端冷溫度之間的熱循環期間可能產生熱應力。該等熱應力可能很大以至於導致將玻璃表面保持至框架系統的結合發生故障，尤其是在玻璃表面進行冷成型並結合至框架系統時。
根據一態樣，本案內容的實施例涉及一種玻璃物件，包含：框架，具有框架支撐表面；玻璃片材，具有第一主表面和第二主表面，其中該第二主表面與該第一主表面相對；和膠珠，設置在該框架支撐表面和該第二主表面之間。該膠珠限定珠粒路徑。該膠珠具有垂直於該珠粒路徑的橫截面，並且該橫截面包含寬度和高度。該高度是垂直於該玻璃片材的第二主表面的最大尺寸，且該寬度是平行於該玻璃片材的第二主表面的最大尺寸。該高度相對於該寬度的深寬比為至少0.6，並且該寬度為2 mm或更小。
根據另一態樣，本案內容的實施例涉及一種使玻璃物件成型的方法。該玻璃物件包含具有第一主表面和第二主表面的玻璃片材，在其中該第二主表面與該第一主表面相對。該玻璃物件亦包含黏附至該玻璃片材的框架。在該方法中，在珠粒路徑中將膠珠施加至玻璃片材的第二主表面上或至該框架的框架支撐表面上。該膠珠具有第一高度和第一寬度，該第一高度垂直於施加有該膠珠的該第二主表面或該框架支撐表面，在其中該第一寬度和該第一高度垂直於該珠粒路徑。該膠珠在該玻璃片材的第二主表面和該框架支撐表面之間受壓縮至第二高度和第二寬度。該膠珠膨脹至第三高度和第三寬度。該第三高度大於該第二高度，並且該第三高度相對於該第三寬度的深寬比為至少0.6。
根據又一態樣，本案內容的實施例涉及一種用於使玻璃物件成型的系統。該玻璃物件包含通過膠珠黏附至框架的玻璃片材。該系統包含具有彎曲成型表面的卡盤，該玻璃片材在該彎曲成型表面上方進行彎曲。該系統亦包含經配置為將該框架定位在該玻璃片材上方的壓力機。進一步地，該系統包含經配置為將該膠珠分配在該玻璃片材上的噴嘴。該壓力機經配置為將該框架定位在該玻璃片材上方的第一高度處以壓縮該膠珠，並且該壓力機經配置為將該框架再次定位在該玻璃片材上方的第二高度處，該第二高度大於該第一高度。
另外的特徵和優點將在隨後的詳細描述中進行闡述，其通過該描述而對本領域技藝人士而言將顯而易見、或者通過實踐如本文所描述的包含隨後的詳細描述、申請專利範圍、以及隨附的附圖在內的實施例而將認識到。
要理解的是，前述的一般描述和下述的詳細描述均僅為示例性的，且意圖提供概述或框架以理解申請專利範圍的本質和特徵。包含隨附的附圖以提供進一步的理解，該等隨附的附圖被併入並構成本說明書的一部分。
現在將詳細參照其示例經圖示在隨附的附圖中的各種實施例。本文中揭示用於車輛內飾系統的彎曲玻璃物件，在其中框架利用具有高深寬比的膠珠接合至玻璃片材。特別是，膠珠垂直於玻璃表面的高度是膠珠平行於玻璃表面的寬度的至少0.6倍。有利地，這種高深寬比的膠珠能夠更好地處理由熱循環導致的應力，同時仍然提供將顯示面積最大化的最小化占地面積。
還揭示用於製造具有高深寬比膠珠的玻璃物件的方法的實施例。在該方法中，框架在期望的最終高度上壓縮膠珠，然後收回該框架以將該膠珠拉回至期望的高度。以此方式，提供了高深寬比，並且增加了黏合劑和玻璃之間以及黏合劑和框架之間的表面接觸。結合以下提供且附圖中圖示的示例性實施例，揭示具有高深寬比膠珠的玻璃物件及其製造方法的各種實施例。經由圖示的方式而非通過限制的方式來提供該等實施例。
圖1圖示包含車輛內飾系統三種不同實施例20、30、40的車輛的示例性內飾10。車輛內飾系統20包含具有包含顯示器26的彎曲表面24的基座，其經示出為中控台基座22。車輛內飾系統30包含具有包含顯示器36的彎曲表面34的基座，其經示出為儀錶盤基座32。儀錶盤基座32典型地包含亦可包含顯示器的儀錶面板38。車輛內飾系統40包含具有顯示器46和彎曲表面40的基座，其經示出為方向盤基座42。在一或多個實施例中，車輛內飾系統包含基座，該基座是扶手、支柱、座椅靠背、地板、頭枕、門板、或車輛內飾中包含彎曲表面的任何部分。在其他實施例中，基座是用於獨立式顯示器（即，未永久性連接至車輛的一部分的顯示器）的殼體的一部分。
本文中描述的彎曲玻璃物件的實施例尤其可用於每一車輛內飾系統20、30、40中。在一些此類實施例中，本文中討論的玻璃物件可包含罩蓋玻璃片材，該罩蓋玻璃片材亦覆蓋儀錶盤、中控台、方向盤、門板等的非顯示表面。在此類實施例中，玻璃材料可以基於其重量、美學外觀等來選擇，並且可以配備具有圖案（例如，拉絲金屬外觀、木紋外觀、皮革外觀、彩色外觀等等）的塗層（例如，油墨或顏料塗層），以便在視覺上使玻璃部件與相鄰的非玻璃部件相匹配。在具體實施例中，此類墨水和顏料塗層可以具有在顯示器26、36、38、46無活動時提供無載安全面或顏色匹配功能性的透明度等級。進一步地，儘管圖1的車輛內飾圖示了汽車（例如，小汽車、貨車、公車等）形式的車輛，但本文中揭示的玻璃物件亦可併入諸如火車、海用船舶（小艇、輪船、潛水艇等）、和飛行器（例如，無人機、飛機、噴氣式飛機、直升機等）之類的其他運載工具中。
在實施例中，彎曲表面24、34、44可以是各種彎曲形狀中的任一者，諸如圖2A和圖2B中分別示出的V形或C形。首先參照圖2A，圖示V形玻璃物件50的實施例的側視圖。玻璃物件50包含玻璃片材52，該玻璃片材具有第一主表面54、與第一主表面54相對的第二主表面56、和將第一主表面54接合至第二主表面56的次表面58。第一主表面54和第二主表面56限定玻璃片材52的厚度T。在實施例中，玻璃片材52的厚度T為0.3 mm至2 mm、特別是0.5 mm至1.1 mm。在車輛中，第一主表面54面向車輛的佔用者。
在實施例中，第一主表面54及/或第二主表面56包含一或多個表面處理。可施加於第一主表面54和第二主表面56中的一者或兩者的表面處理的示例包含防眩光塗層、抗反射塗層、提供觸摸功能性的塗層、裝飾性（例如，油墨或顏料）塗層、以及易清潔塗層。
在圖2A中可以看出，玻璃片材52具有設置在第一平坦區段62a與第二平坦區段62b之間的彎曲區域60。在實施例中，彎曲區域60的曲率半徑R是從75 mm至小於實質上平坦或平面的曲率半徑（例如，R ＝ 10 m）。特別是，彎曲區域60具有150 mm至3000 mm的曲率半徑R。進一步地，如圖2A中所示，彎曲區域60相對於第一主表面54限定凹曲面，但在其他實施例中，彎曲區域60反而相對於第一主表面54限定凸曲面。
在圖2A的玻璃物件50中，框架64利用膠珠66黏附至玻璃片材52的第二主表面56。在實施例中，膠珠66是結構黏合劑，諸如聚氨酯黏合劑。其他材料亦是可行的。在實施例中，膠珠66的材料包含0.1 MPa至300 MPa的彈性模量。進一步地，在實施例中，膠珠66的材料包含1 kcps至500 kcps的黏度。
部分地，框架64便於將玻璃物件50安裝至車輛內飾基座（諸如圖1中示出的中控台基座22、儀錶盤基座32、及/或方向盤基座42）。此外，框架64具有將玻璃片材52保持其彎曲形狀（至少在彎曲區域60中）的彎曲框架支撐表面65。在實施例中，玻璃片材52以彎曲區域60並非永久性的方式進行成型。即，若玻璃片材52未利用膠珠66黏附至框架64，則玻璃片材52會彈回至平面、非彎曲的配置。因此，玻璃片材52受力以產生曲面，並在玻璃物件50的壽命期間仍然受力。
玻璃片材52中的應力傾向於導致玻璃片材52從框架64拉離，這意謂膠珠66亦是受力的。這種應力可被由熱循環導致的應力進一步加劇。特別是，玻璃片材52具有與典型地是金屬、複合材料、或塑膠部件的框架64不同的熱膨脹係數。熱膨脹係數的差異意謂玻璃片材52和框架在溫度極端（例如，低至-40 °C和高至80 °C）之間的熱循環期間膨脹或收縮不同量，在膠珠66中導致額外的應力。為了避免由增加至與彎曲相關的正常機械應力的熱應力導致的故障，膠珠66設有至少0.6的高度相對於寬度的高深寬比。在一般玻璃物件中，膠珠的深寬比為0.5或更小。提供更厚的膠珠66（即，具有相對高深寬比的膠珠）減少了熱循環期間在膠珠66中產生的應力，因為與不均勻熱膨脹相關的剪切應力分散在更厚的膠珠66上方。有利地，膠珠66所經歷的應力減少允許更寬範圍的材料被用於製造和更大的零件設計。
儘管機械應力和熱應力可由提供的更大的膠珠來解決，但美學考慮限制了膠珠可以多寬。特別是，將膠珠66與玻璃片材52接觸的面積最小化以便將玻璃物件50的顯示面積最大化是期望的。
圖2B圖示了玻璃物件50、特別是C形玻璃物件50的另一實施例。與圖2A的V形玻璃物件50相比，圖2B的C形玻璃物件50具有更大的彎曲區域60和更短的平坦區段62a、62b。但V形和C形是可根據本案內容建立的彎曲玻璃物件50的兩個示例。在其他實施例中，玻璃物件50尤其可包含具有相對的曲率以建立S形的彎曲區域60、與平坦區段62a相隨以建立J形的彎曲區域60、和由平坦區段62a分離以建立U形的彎曲區域60。
根據本案內容的玻璃物件50通過冷成型技術來成型。一般而言，冷成型的製程涉及如圖3中所示的在玻璃片材52位於卡盤68上的同時向玻璃片材52施加彎曲力。由此可見，卡盤68具有彎曲成型表面70，並且玻璃片材52彎曲成與彎曲成型表面70一致。有利地，在於玻璃片材52中建立曲面之前更加容易地將表面處理施加至平坦玻璃片材52，並且冷成型允許處理的玻璃片材52在沒有破壞表面處理（與和熱成型技術相關的高溫破壞表面處理的趨勢相比，這需要將表面處理在更加複雜的製程中施加至彎曲物件）的情況下進行彎曲。在實施例中，冷成型製程在低於玻璃片材52的玻璃化轉變溫度的溫度下來執行。特別是，冷成型製程可在室溫（例如，約20 °C）或稍微升高的溫度下、例如在200 °C或更低、150 °C或更低、100 °C或更低下、或在50 °C下來執行。
在實施例中，施加至玻璃片材52的彎曲力可以是通過卡盤68抽取的真空壓力的形式。在實施例中，卡盤68包含在卡盤68的成型表面70上具有埠的內部通道。當玻璃片材52位於成型表面70上時，通過該通道來抽取真空以保持玻璃產品52抵靠該卡盤並與成型表面70的曲面一致。在其他實施例中，成型表面70可利用其它技術將玻璃片材52保持成符合該曲面。例如，成型表面70可以是自黏材料，該自黏材料經配置成提供足夠的黏附性以在冷成型期間將玻璃片材52保持成彎曲配置，或者卡盤68可與在冷成型期間將玻璃片材52保持成與成型表面70一致的壓力機或夾具共同操作。
在圖3中示出的實施例中，膠珠66經施加至玻璃片材52的第二主表面56，並且框架64經降低至玻璃片材52上。然而，在其他實施例中，膠珠66反而可經施加至框架64的框架支撐表面65。在任一種情況下，框架64將在框架支撐表面65和玻璃片材52的第二主表面56之間將膠珠66壓縮至期望的深寬比。在圖3中可以看出，膠珠66正在以如下方式經施加至玻璃片材52：由膠珠66所勾勒的形狀，即「珠粒路徑」，實質上與框架64的形狀匹配。在實施例中，膠珠66限定封閉珠粒路徑，使得膠珠66在玻璃片材52上是連續的。在其他實施例中，膠珠66可具有斷續的珠粒路徑，例如在膠珠66的截面之間具有斷裂。
在實施例中，經由如圖3中所示的具有圓形埠73的噴嘴71施加膠珠66。有利地，這類噴嘴可容易地製造，因為與例如具有三角形埠的特定噴嘴相比，噴嘴相對於玻璃片材52的取向並未受限，這很大程度上與相對於玻璃片材的具體取向對準，以便將塑形的膠珠施加在合適的位置中。
進一步地，儘管圖3圖示了當玻璃片材52處於卡盤68上方的彎曲配置中時膠珠66正在經施加至玻璃片材52，但膠珠66反而可在玻璃片材52處於平坦配置中時經施加至玻璃片材52，使得施加有膠珠66的玻璃片材52隨後在卡盤68的成型表面70上方彎曲。
圖4A至圖4D圖示了在將框架64結合至玻璃片材52時實現膠珠66的期望深寬比的製程中的步驟。在圖4A至圖4D中，圖示僅有玻璃片材52和框架64的一部分，特別是僅有玻璃片材52和框架64的膠珠66沿著珠粒路徑的一個具體橫截面黏附至玻璃片材52和框架64的那一部分。參照圖4A，膠珠66具有垂直於珠粒路徑的橫截面。在實施例中，膠珠66的橫截面是實質上圓形的。在實踐中，膠珠與玻璃片材52接觸的部分將有可能經平坦化，但膠珠66的整體橫截面形狀另外是實質上圓形的。
如圖4A中所示，膠珠66具有作為膠珠66垂直於玻璃片材52的橫截面的尺寸的第一高度H1。進一步地，膠珠66具有作為膠珠平行於玻璃片材52的橫截面的尺寸的第一寬度W1。
如圖4B中所示，框架64藉由壓力機72朝向玻璃片材52降低，由此壓縮膠珠66。在如此做的程序中，膠珠66的橫截面開始從圓形變成圓角矩形或脹形矩形（bulging rectangle）。根據本案內容，膠珠66受壓縮超過期望高度10%至50%，然後收回框架64以將膠珠66拉回直至期望的高度。因此，如圖4C中所示，框架64朝向玻璃片材52移動，直至膠珠達到第二高度H2和第二寬度W2。在實施例中，第二高度H2為第一高度H1的一半或更小（即，H2 ≦ 0.5×H1）。在實施例中，允許膠珠66在第二高度H2處時部分地固化。
如圖4D中所示，然後壓力機72收回框架64，直至膠珠66達到第三高度H3和第三寬度W3。在實施例中，第三高度H3大於第二高度H2（即，H3 ＞ H2）。在具體的實施例中，第二高度H2為第三高度H3的50%至90%（即，0.5×H3 ≦ H2 ≦ 0.9×H3）。進一步地，第三高度H3和第三寬度W3旨在是膠珠66的最終固化尺寸。第三高度H3相對於第三寬度W3的深寬比為至少0.6（即，H3/W3 ≧ 0.6）。在實施例中，第三高度H3相對於第三寬度W3的深寬比可以是1.0或更大、特別是直至1.2。因此，在實施例中，高度H3相對於寬度W3的深寬比在0.6至1.2的範圍內（即，0.6 ≦ H3/W3 ≦ 1.2）。
框架64以各種適當的方式精確地壓縮和收回膠珠66。根據第一實施例，框架64利用壓力機72經定位在第二高度H2和第三高度H3處。即，壓力機72具有足夠的精確度來定位框架64以便將膠珠66壓縮至期望的第二高度H2並將框架64收回以將膠珠66拉伸至期望的第三高度H3。在另一實施例中，壓力機72接觸柔順止動件74。施加至壓力機72的壓力將柔順止動件74壓縮至對應於膠珠66的第二高度H2的最大壓縮度。在此之後，從壓力機72釋放壓力，並且柔順止動件74恢復至對應膠珠66的第三高度H3的位準。這後一種實施例具有壓力機72在定位框架64時無需那麼精確的優點。在該等或其他可行的實施例中，框架64優選能夠相對於玻璃片材52進行定位以便以100 μm的精確度生產膠珠66的期望高度H2、H3。
在實施例中，第三高度H3在0.5 mm至2.0 mm的範圍內，並且第三寬度W3為2.0 mm或更小。如前述，膠珠66的第三高度H3涉及在熱循環期間由框架64和玻璃片材52之間的不均勻熱膨脹產生的剪切應力的分佈。進一步地，珠粒的整體尺寸確保了與框架和玻璃片材52的充足接觸，以便在沒有污染相鄰部件或擠佔玻璃物件50側面的情況下提供可靠的黏附性。
在圖4D中可以看出，膠珠66的最終橫截面形狀可呈現膠珠66的中心處或附近的寬度小於膠珠66與玻璃片材52和框架64接觸的寬度的沙漏形。根據本案內容，相對於膠珠66的橫截面的最寬的寬度來測定膠珠66的深寬比。在其他實施例中，膠珠66的最終橫截面形狀是矩形或脹形矩形。
圖5A至圖5B圖示了處於未壓縮狀態中和處於最終形狀中的膠珠66的截面圖。在圖5A中，圖示通過圓形噴嘴沉積的未壓縮的膠珠66。膠珠66具有1.18 mm的第一高度H1和1.36 mm的第一寬度W1。如前述，膠珠66和玻璃片材52之間的接觸區域產生了平坦區段，這解決了第一高度H1和第一寬度W1之間的差異，但膠珠66另外是實質上圓形的。圖5B圖示了從如圖5A中所示約1.18 mm的第一高度H1受壓縮至約0.8 mm的第二高度H2、然後收回框架64以提供約0.93 mm的第三高度H3的膠珠66。第三寬度W3為約1.2 mm，其提供了約0.78的深寬比。
有利地，根據本案內容的更高深寬比的膠珠66將玻璃上黏合劑所需的面積最小化（由此將顯示尺寸最大化），同時維持可接受的珠粒厚度以分散由熱循環造成的剪切應力。所揭示的方法亦確保了玻璃片材52和框架64之間可靠的黏附性接觸。
已描述了具有高深寬比的膠珠66的玻璃物件50，以下提供玻璃片材52的實施例的性質的討論。因此，在下述段落中，提供了玻璃片材52的各種幾何性質、機械性質、和強化性質以及玻璃片材52的組成。
在各種實施例中，第一主表面54和第二主表面56之間的玻璃片材52的平均厚度T在0.3 mm至2 mm的範圍內。在各種實施例中，玻璃片材52的寬度在5 cm至250 cm的範圍內。進一步地，在各種實施例中，玻璃片材52的長度在5 cm至1500 cm的範圍內。該長度是玻璃片材52垂直於厚度T的最大尺寸。該寬度是玻璃片材52垂直於厚度T和該長度的最大尺寸。在各種實施例中，玻璃片材52的一或多個曲率半徑（例如，圖2A至圖2B中示出的R）為75 mm至10,000 mm。
在一或多個實施例中，玻璃片材52可進行強化以包含從表面延伸到壓縮深度（DOC）的壓縮應力。壓縮應力區域由表現出拉伸應力的中心部分來平衡。在DOC處，應力從正（壓縮）應力跨越到負（拉伸）應力。在各種實施例中，玻璃片材52可通過利用物件的各部分之間的熱膨脹係數的失配來進行機械強化，以建立壓縮應力區域和表現出拉伸應力的中心區域。在一些實施例中，玻璃片材可通過將玻璃加熱至高於玻璃化轉變點的溫度、然後快速淬火來進行熱強化。
在其他實施例中，玻璃片材52可通過離子交換製程來進行化學強化。在離子交換製程中，在玻璃片材表面處或附近的離子被具有相同價態或氧化態的更大離子替換、或與其交換。在其中玻璃片材包含鹼矽鋁酸鹽玻璃的彼等實施例中，物件的表面層中的離子和更大離子是一價鹼金屬陽離子，諸如Li+
、Na+
、K+
、Rb+
、和Cs+
。或者，表面層中的一價陽離子可被諸如Ag+
等之類的鹼金屬陽離子之外的一價陽離子替換。在該等實施例中，交換到玻璃片材中的一價離子（或陽離子）產生應力。
離子交換製程通常藉由將玻璃片材浸入含有待與玻璃片材中的更小離子交換的更大離子的熔融鹽浴（或者兩個或更多個熔融鹽浴）中來實施。應當注意的是，亦可以使用鹽水浴。除此之外，浴的組成可包含多於一種類型的更大離子（例如，Na+
和K+
）或單種更大離子。本領域技藝人士將理解，離子交換製程的參數（包含但不限於浴的組成和溫度、浸入時間、玻璃片材在一或多個鹽浴中的浸入次數、多個鹽浴的使用、諸如退火、洗滌等之類的另外步驟）通常由玻璃片材的組成（包含物件的結構和存在的任何結晶相）以及由強化產生的玻璃片材的期望DOC和壓縮應力（CS）來決定。示例性熔浴組成可包含更大鹼金屬離子的硝酸鹽、硫酸鹽、和氯化物。典型的硝酸鹽包含KNO3
、NaNO3
、LiNO3
、NaSO4
及其組合。熔融鹽浴的溫度通常在從約380℃直至約450℃的範圍內，而浸入時間在從約15分鐘直至約100小時的範圍內，這取決於玻璃片材厚度、浴溫和玻璃（或單價離子）擴散率。然而，亦可以使用與上述的彼等不同的溫度和浸入時間。
在一或多個實施例中，玻璃片材可浸入溫度為從約370℃至約480℃的100% NaNO3
、100% KNO3
、或NaNO3
和KNO3
的組合的熔融鹽浴中。在一些實施例中，玻璃片材可浸入包含從約5%至約90% KNO3
和從約10%至約95% NaNO3
的熔融混合鹽浴中。在一或多個實施例中，玻璃片材可在浸入第一浴中之後浸入第二浴中。第一浴和第二浴可具有彼此不同的組成及/或溫度。在第一浴和第二浴中的浸入時間可變化。例如，在第一浴中的浸入可長於在第二浴中的浸入。
在一或多個實施例中，玻璃片材可浸入溫度低於約420℃（例如，約400℃或約380℃）的包含NaNO3
和KNO3
（例如，49%/51%、50%/50%、51%/49%）的熔融混合鹽浴中達少於約5小時、或甚至約4小時或更少。
離子交換條件可進行定制以提供「尖峰（spike）」或增加所得玻璃片材的表面處或附近的應力分佈（stress profile）的斜率。該尖峰可產生更大的表面CS值。由於本文中描述的玻璃片材中使用的玻璃組成的獨特性質，因此該尖峰可通過單個浴或多個浴來實現，其中該單個浴或多個浴具有單一組成或混合組成。
在一或多個實施例中，在多於一種單價離子經交換至玻璃片材中的情況下，不同的單價離子可經交換至玻璃片材內的不同深度（並在玻璃片材內、不同深度處產生不同量級的應力）。所得的應力產生離子的相對深度可進行測定，並導致應力分佈的不同特性。
CS可利用諸如通過使用商品可得的儀器（諸如由日本Orihara Industrial Co., Ltd.製造的FSM-6000）的表面應力計（FSM）之類的本領域中已知的彼等手段來測量。表面應力測量依賴於與玻璃的雙折射相關的應力光學係數（SOC）的精確測量。SOC繼而通過諸如纖維彎曲和四點彎曲方法（這兩者在名稱為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-98（2013）中有所描述，通過引用將其內容作為整體併入本文）、以及集裝罐方法（bulk cylinder method）之類的本領域已知的彼等方法來測量。
DOC可藉由FSM或藉由散射光偏光鏡（SCALP）（諸如可從位於愛沙尼亞塔林的Glasstress Ltd.購入的SCALP-04散射光偏光鏡）來測量，這取決於強化方法和條件。當玻璃片材通過離子交換處理進行化學強化時，取決於何種離子經交換至玻璃片材中而可使用FSM或SCALP。在藉由將鉀離子交換至玻璃片材中來產生玻璃片材中的應力的情況下，使用FSM來測量DOC。在藉由將鈉離子交換至玻璃片材中來產生應力的情況下，使用SCALP來測量DOC。在藉由將鉀離子和鈉離子兩者交換至玻璃中來產生玻璃片材中的應力的情況下，藉由SCALP來測量DOC，因為據信鈉的交換深度指示DOC，並且鉀離子的交換深度指示壓縮應力的量級變化（但不是從壓縮應力到拉伸應力的變化）；該等玻璃片材中鉀離子的交換深度通過FSM來測量。CT是最大拉伸應力，並且通過SCALP來測量。
用於玻璃片材52的合適的玻璃組合物包含鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃、以及含鹼硼鋁矽酸鹽玻璃。
在一或多個實施例中，該玻璃組合物可包含在從約66 mol%至約80 mol%的範圍內的量的SiO2
、在從約4 mol%至約15 mol%的範圍內的量的Al2
O3
、在從約0 mol%至約5 mol%的範圍內的量的B2
O3
、在從約0 mol%至約2 mol%的範圍內的量的P2
O5
、在從約8 mol%至約20 mol%的範圍內的量的R2
O、在從約0 mol%至約2 mol%範圍內的量的RO、在從約0 mol%至約0.2 mol%的範圍內的量的ZrO2
、和在從約0 mol%至約0.2 mol%的範圍內的量的SnO2
。在前述的組合物中，R2
O指諸如Li2
O、Na2
O、K2
O、Rb2
O和Cs2
O之類的鹼金屬氧化物的總量。特別是，Na2
O可以以在從約8 mol%至約20 mol%的範圍內的量存在，而K2
O可以以在從約0 mol%至約4 mol%的範圍內的量存在。進一步地，在前述的組合物中，RO指諸如CaO、MgO、BaO、ZnO和SrO之類的鹼土金屬氧化物的總量。特別是，CaO可以以在從約0 mol%至約1 mol%的範圍內的量存在，而MgO可以以在從約0 mol%至約7 mol%的範圍內的量存在。
在實施例中，該玻璃組合物可包含其他諸如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、W、和Mo之類的金屬的氧化物。特別是，以Fe2
O3
的形式的Fe可以以在從約0 mol%至約1 mol%的範圍內的量存在，而TiO2
可以以在約0 mol%至約5 mol%的範圍內的量存在。
示例性玻璃組合物包含在從約65 mol%至約75 mol%的範圍內的量的SiO2
、在從約8 mol%至約14 mol%的範圍內的量的Al2
O3
、在從約12 mol%至約17 mol%的範圍內的量的Na2
O、在從約0 mol%至約0.2 mol%的範圍內的量的K2
O、和在從約1.5 mol%至約6 mol%的範圍內的量的MgO。任選地，可以以本文中另外揭示的量包含SnO2
。
本案內容的態樣（1）關於一種玻璃物件，包含：框架，包含框架支撐表面；玻璃片材，包含第一主表面和第二主表面，該第二主表面與該第一主表面相對；膠珠，設置在該框架支撐表面和該第二主表面之間，該膠珠限定珠粒路徑；其中該膠珠具有垂直於該珠粒路徑的橫截面，該橫截面包含寬度和高度；其中該高度是垂直於該玻璃片材的第二主表面的最大尺寸，且該寬度是平行於該玻璃片材的第二主表面的最大尺寸；其中該高度相對於該寬度的深寬比為至少0.6；並且其中該寬度為2 mm或更小。
本案內容的態樣（2）關於根據態樣（1）所述的玻璃物件，其中該寬度為至少0.5 mm。
本案內容的態樣（3）關於根據態樣（1）或態樣（2）所述的玻璃物件，其中該高度為0.5 mm至2 mm。
本案內容的態樣（4）關於根據態樣（1）至（3）中任一項所述的玻璃物件，其中該深寬比為至多1.2。
本案內容的態樣（5）關於根據態樣（1）至（4）中任一項所述的玻璃物件，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的橫截面面積限定脹形矩形。
本案內容的態樣（6）關於根據態樣（1）至（4）中任一項所述的玻璃物件，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的橫截面面積限定矩形。
本案內容的態樣（7）關於根據態樣（1）至（4）中任一項所述的玻璃物件，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的橫截面面積限定沙漏形。
本案內容的態樣（8）關於根據態樣（1）至（7）中任一項所述的玻璃物件，其中該珠粒路徑在該框架支撐表面和該第二主表面之間是連續的。
本案內容的態樣（9）關於根據態樣（1）至（7）中任一項所述的玻璃物件，其中該珠粒路徑在該框架支撐表面和該第二主表面之間是斷續的。
本案內容的態樣（10）關於根據態樣（1）至（9）中任一項所述的玻璃物件，其中該膠珠包含聚氨酯。
本案內容的態樣（11）關於根據態樣（1）至（10）中任一項所述的玻璃物件，其中該膠珠包含0.1 MPa至300 MPa的固化狀態下的彈性模量。
本案內容的態樣（12）關於根據態樣（1）至（11）中任一項所述的玻璃物件，其中該玻璃片材的第一主表面包含曲率半徑為75 mm至10 m的曲面。
本案內容的態樣（13）關於根據態樣（1）至（12）中任一項所述的玻璃物件，其中該玻璃片材的第一主表面和第二主表面限定0.3 mm至2.0 mm的厚度。
本案內容的態樣（14）關於一種使玻璃物件成型的方法，該玻璃物件包含含第一主表面和第二主表面的玻璃片材，該第二主表面與該第一主表面相對；和黏附至該玻璃片材的框架，該方法包含下述步驟：
在珠粒路徑中將膠珠施加至玻璃片材的第二主表面上或至該框架的框架支撐表面上，該膠珠具有第一高度和第一寬度，該第一高度垂直於施加有該膠珠的該第二主表面或該框架支撐表面，在其中該第一寬度和該第一高度垂直於該珠粒路徑；在該玻璃片材的第二主表面和該框架支撐表面之間將該膠珠壓縮至第二高度和第二寬度；和使該膠珠膨脹至第三高度和第三寬度，其中該第三高度大於該第二高度，並且其中該第三高度相對於該第三寬度的深寬比為至少0.6。
本案內容的態樣（15）關於根據態樣（14）所述的方法，其中施加該膠珠的步驟包含施加具有實質上圓形的橫截面的膠珠。
本案內容的態樣（16）關於根據態樣（14）或態樣（15）所述的方法，其中該第二高度為該第三高度的50%至90%。
本案內容的態樣（17）關於根據態樣（14）至（16）中任一項所述的方法，其中該第三寬度為0.5 mm至2.0 mm。
本案內容的態樣（18）關於根據態樣（14）至（17）中任一項所述的方法，其中該第三高度為0.5 mm至2.0 mm。
本案內容的態樣（19）關於根據態樣（14）至（18）中任一項所述的方法，其中該深寬比為至多1.2。
本案內容的態樣（20）關於根據態樣（14）至（19）中任一項所述的方法，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的橫截面面積限定圓角矩形。
本案內容的態樣（21）關於根據態樣（14）至（20）中任一項所述的方法，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的橫截面面積限定矩形。
本案內容的態樣（22）關於根據態樣（14）至（21）中任一項所述的方法，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的橫截面面積限定沙漏形。
本案內容的態樣（23）關於根據態樣（14）至（22）中任一項所述的方法，其中施加該膠珠的步驟進一步包含在該玻璃片材處於平坦配置中時將該膠珠施加至該玻璃片材的第二主表面。
本案內容的態樣（24）關於根據態樣（14）至（23）中任一項所述的方法，進一步包含在卡盤上方冷彎曲該玻璃片材的第一主表面的步驟。
本案內容的態樣（25）關於根據態樣（14）至（24）中任一項所述的方法，其中該框架經由壓力機保持，並且其中壓縮該膠珠的步驟進一步包含在該膠珠上方壓制該框架直至達到該第二高度為止的步驟。
本案內容的態樣（26）關於根據態樣（25）所述的方法，其中使該膠珠膨脹的步驟進一步包含收回該壓力機直至達到該第三高度為止。
本案內容的態樣（27）關於根據態樣（26）所述的方法，其中在達到該第二高度時該壓力機施加第一壓力以壓縮柔順止動件。
本案內容的態樣（28）關於根據態樣（27）所述的方法，其中該壓力機從該第一壓力降低至第二壓力以達到該第三高度，使得該柔順止動件不再受壓縮。
本案內容的態樣（29）關於根據態樣（26）所述的方法，其中該壓力機在達到該第二高度時自動停止，並且其中在收回之後，該壓力機將該框架保持在該第三高度處。
本案內容的態樣（30）關於根據態樣（14）至（29）中任一項所述的方法，其中該膠珠包含在未固化狀態下黏度為1 kcps至500 kcps的黏合劑。
本案內容的態樣（31）關於一種用於使玻璃物件成型的系統，該玻璃物件包含通過膠珠黏附至框架的玻璃片材，該系統包含：包含彎曲成型表面的卡盤，該玻璃片材在該彎曲成型表面上方進行彎曲；經配置為將該框架定位在該玻璃片材上方的壓力機；經配置為將該膠珠分配在該玻璃片材上的噴嘴；其中該壓力機經配置為將該框架定位在該玻璃片材上方的第一高度處以壓縮該膠珠；其中該壓力機經配置為將該框架再次定位在該玻璃片材上方的第二高度處，該第二高度大於該第一高度。
本案內容的態樣（32）關於根據態樣（31）所述的系統，其中該噴嘴具有圓形埠。
本案內容的態樣（33）關於根據態樣（31）或態樣（32）所述的系統，其中該壓力機經配置為在100 μm的精確度內將該框架定位在該第一高度處和在該第二高度處。
本案內容的態樣（34）關於根據態樣（31）至（33）中任一項所述的系統，其中該第二高度為0.5 mm至2.0 mm。
本案內容的態樣（35）關於根據態樣（31）至（34）中任一項所述的系統，其中該第一高度為該第二高度的50%至90%。
本案內容的態樣（36）關於根據態樣（31）至（35）中任一項所述的系統，進一步包含柔順止動件，其中該壓力機壓縮該柔順止動件，直至該框架達到該第一高度為止，並且其中在該框架達到該第一高度之後，釋放該壓力機並恢復該柔順止動件，直至該框架達到該第二高度為止。
本案內容的態樣（37）關於根據態樣（31）至（36）中任一項所述的系統，其中該卡盤包含終止於該成型表面上的多個埠中的複數個真空通道，並且其中可通過該真空通道來抽吸真空壓力以保持該玻璃片材抵靠該成型表面。
本案內容的態樣（38）關於根據態樣（31）至（37）中任一項所述的系統，其中該成型表面包含75 mm或更大的曲率半徑。
除非另外明確陳述，否則絕不意圖將本文中闡述的任何方法解釋為要求以特定循序執行其步驟。因此，在方法請求項未實際記載其步驟所遵循的順序或在申請專利範圍或說明書中未另外特定陳述各步驟將限於特定順序的情況下，絕不意圖推斷任何特定的順序。另外，如本文所用，冠詞「一個（a）」意圖包含一個或多於一個部件或元件，且並非意圖經解釋為僅意謂一個。
對本領域技藝人士將顯而易見的是，可在不背離所揭示的實施例的精神或範圍的情況下做出各種修改和變型。由於本領域技藝人士可以想到所揭示的實施例併入該等實施例的精神和實質的修改、組合、子群組合、以及變型，因此所揭示的實施例應被解釋為包含所附請求項及其均等物的範圍內的所有事項。
10:內飾
20:車輛內飾系統
22:中控台基座
24:彎曲表面
26:顯示器
30:車輛內飾系統
32:儀錶盤基座
34:彎曲表面
36:顯示器
38:儀錶面板
40:車輛內飾系統
42:方向盤基座
44:彎曲表面
46:顯示器
50:玻璃物件
52:玻璃片材
54:第一主表面
56:第二主表面
58:次表面
60:彎曲區域
62a:平坦區段
62b:平坦區段
64:框架
65:框架支撐表面
66:膠珠
R:曲率半徑
68:卡盤
70:彎曲成型表面
71:噴嘴
72:壓力機
73:圓形埠
74:柔順止動件
H1:第一高度
W1:第一寬度
H2:第二高度
W2:第二寬度
H3:第三高度
W3:第三寬度
併入並構成本說明書的一部分的隨附的附圖圖示了本發明的多態樣，並且與該描述一起用以解釋本發明的原理。在附圖中：
圖1是根據示例性實施例的具有彎曲玻璃表面的車輛內飾的透視圖；
圖2A和圖2B圖示了根據示例性實施例的可用於圖1的車輛內飾中的彎曲玻璃物件的實施例的側視圖；
圖3圖示了根據示例性實施例的用於生產玻璃物件的冷成型佈置的實施例；
圖4A至圖4D示意性地圖示了根據示例性實施例的用於在冷成型期間壓縮膠珠並將框架定位在玻璃片材上方的製程的步驟；和
圖5A和圖5B分別圖示了根據示例性實施例的未壓縮和受壓縮的膠珠。
52:玻璃片材
64:框架
66:膠珠
70:彎曲成型表面
72:壓力機
74:柔順止動件
H3:第三高度
W3:第三寬度
Claims (38)
- 一種玻璃物件，包含： 一框架，包含一框架支撐表面； 一玻璃片材，包含一第一主表面和一第二主表面，該第二主表面與該第一主表面相對； 一膠珠，設置在該框架支撐表面和該第二主表面之間，該膠珠限定一珠粒路徑； 其中該膠珠具有垂直於該珠粒路徑的一橫截面，該橫截面包含一寬度和一高度； 其中該高度是垂直於該玻璃片材的該第二主表面的一最大尺寸，且該寬度是平行於該玻璃片材的該第二主表面的一最大尺寸； 其中該高度相對於該寬度的一深寬比為至少0.6；並且 其中該寬度為2 mm或更小。
- 如請求項1所述之玻璃物件，其中該寬度為至少0.5 mm。
- 如請求項1所述之玻璃物件，其中該高度為0.5 mm至2 mm。
- 如請求項1所述之玻璃物件，其中該深寬比為至多1.2。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的一橫截面面積限定一脹形矩形。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的一橫截面面積限定一矩形。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該膠珠粒垂直於該珠粒路徑的一橫截面面積限定一沙漏形。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該珠粒路徑在該框架支撐表面和該第二主表面之間是連續的。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該珠粒路徑在該框架支撐表面和該第二主表面之間是斷續的。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該膠珠包含一聚氨酯。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該膠珠包含0.1 MPa至300 MPa的固化狀態下的一彈性模量。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該玻璃片材的該第一主表面包含一曲率半徑為75 mm至10 m的一曲面。
- 如請求項1至4中任一項所述之玻璃物件，其中該玻璃片材的該第一主表面和該第二主表面限定0.3 mm至2.0 mm的一厚度。
- 一種使一玻璃物件成型的方法，該玻璃物件包含含一第一主表面和一第二主表面的一玻璃片材，該第二主表面與該第一主表面相對；和黏附至該玻璃片材的一框架，該方法包含下述步驟： 在一珠粒路徑中將一膠珠施加至一玻璃片材的該第二主表面上或至該框架的一框架支撐表面上，該膠珠具有一第一高度和一第一寬度，該第一高度垂直於施加有該膠珠的該第二主表面或該框架支撐表面，在其中該第一寬度和該第一高度垂直於該珠粒路徑； 在該玻璃片材的該第二主表面和該框架支撐表面之間將該膠珠壓縮至一第二高度和一第二寬度；和 使該膠珠膨脹至一第三高度和一第三寬度，其中該第三高度大於該第二高度，並且其中該第三高度相對於該第三寬度的一深寬比為至少0.6。
- 如請求項14所述之方法，其中施加該膠珠的步驟包含施加具有一實質上圓形的橫截面的一膠珠。
- 如請求項14所述之方法，其中該第二高度為該第三高度的50%至90%。
- 如請求項14所述之方法，其中該第三寬度為0.5 mm至2.0 mm。
- 如請求項14所述之方法，其中該第三高度為0.5 mm至2 mm。
- 如請求項14所述之方法，其中該深寬比為至多1.2。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的一橫截面面積限定一圓角矩形。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的一橫截面面積限定一矩形。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，其中該膠珠垂直於該珠粒路徑的一橫截面面積限定一沙漏形。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，其中該施加該膠珠的步驟進一步包含在該玻璃片材處於一平坦配置中時將該膠珠施加至該玻璃片材的該第二主表面。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，進一步包含在一卡盤上方冷彎曲該玻璃片材的該第一主表面的該步驟。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，其中該框架經由一壓力機保持，並且其中該壓縮該膠珠的步驟進一步包含在該膠珠上方壓制該框架直至達到該第二高度為止的步驟。
- 如請求項25所述之方法，其中使該膠珠膨脹的步驟進一步包含收回該壓力機直至達到該第三高度為止。
- 如請求項26所述之方法，其中在達到該第二高度時該壓力機施加一第一壓力以壓縮一柔順止動件。
- 如請求項27所述之方法，其中該壓力機從該第一壓力降低至一第二壓力以達到該第三高度，使得該柔順止動件不再受壓縮。
- 如請求項26所述之方法，其中該壓力機在達到該第二高度時自動停止，並且其中在收回之後，該壓力機將該框架保持在該第三高度處。
- 如請求項14至19中任一項所述之方法，其中該膠珠包含在一未固化狀態下一黏度為1 kcps至500 kcps的一黏合劑。
- 一種用於使一玻璃物件成型的系統，該玻璃物件包含藉由一膠珠黏附至一框架的一玻璃片材，該系統包含： 一卡盤，包含一彎曲成型表面，該玻璃片材在該彎曲成型表面上方進行彎曲； 一壓力機，配置該壓力機以將該框架定位在該玻璃片材上方； 一噴嘴，配置該噴嘴以將該膠珠分配在該玻璃片材上； 其中配置該壓力機以將該框架定位在該玻璃片材上方的一第一高度處以壓縮該膠珠； 其中配置該壓力機以將該框架再次定位在該玻璃片材上方的一第二高度處，該第二高度大於該第一高度。
- 如請求項31所述之系統，其中該噴嘴具有一圓形埠。
- 如請求項31所述之系統，其中該壓力機經配置為在100 μm的一精確度內將該框架定位在該第一高度處和在該第二高度處。
- 如請求項31至33中任一項所述之系統，其中該第二高度為0.5 mm至2.0 mm。
- 如請求項31至33中任一項所述之系統，其中該第一高度為該第二高度的50%至90%。
- 如請求項31至33中任一項所述之系統，進一步包含一柔順止動件，其中該壓力機壓縮該柔順止動件，直至該框架達到該第一高度為止，並且其中在該框架達到該第一高度之後，釋放該壓力機並恢復該柔順止動件，直至該框架達到該第二高度為止。
- 如請求項31至33中任一項所述之系統，其中該卡盤包含複數個真空通道，該複數個真空通道終止於該成型表面上的複數個埠中，並且其中能夠通過該真空通道來抽吸真空壓力以保持該玻璃片材抵靠該成型表面。
- 如請求項31至33中任一項所述之系統，其中該成型表面包含75 mm或更大的一曲率半徑。
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