CN108689616A - 使用形貌控制粘合性的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及使用形貌控制粘合性的方法。公开了用于使用形貌分析搪瓷釉料的粘合性的方法和系统。一种方法包括：分析具有多个峰的搪瓷釉料表面的限定区域的形貌，并基于峰的形状和/或密度确定限定区域的形貌参数。可以将确定的形貌参数与阈值比较。然后，所述方法可以包括：如果确定的形貌参数在阈值以下，则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料并将搪瓷釉料粘合到基材。可以使用非接触式轮廓测量仪(诸如，光学轮廓测量仪)执行形貌的分析。在一个实施例中，形貌参数可以是衍生的界面粗糙度(S_dr)。所述方法可以被集成到用于车辆玻璃部件(诸如，挡风玻璃或侧窗)的制造/装配线中。

Description

使用形貌控制粘合性的方法

技术领域

本公开涉及用于使用形貌控制粘合性(例如，用于汽车玻璃的搪瓷釉料的粘合性)的方法。

背景技术

通常使用粘合剂将汽车玻璃(例如，挡风玻璃和后窗)粘合到车辆框架。常用粘合剂的一个示例是湿态固化的氨基甲酸酯粘合剂。可以利用搪瓷釉料在内周边上装饰玻璃，以掩盖出现的粘合剂珠，并且保护粘合到玻璃的粘合剂免受紫外线辐射损伤。粘合剂可以被直接粘合到涂漆的车身框架并通过底漆粘合到玻璃搪瓷釉料。底漆的示例可以包括溶剂型底漆和二氧化硅底漆(例如，空气等离子体活化的二氧化硅底漆)。搪瓷釉料和粘合剂之间的良好粘合对于确保将玻璃良好地粘附到车辆是重要的。

发明内容

在至少一个实施例中，提供一种方法。所述方法可以包括：分析具有多个峰的搪瓷釉料表面的限定区域的形貌；基于峰的形状和/或密度确定所述限定区域的形貌参数；将确定的形貌参数与阈值比较；如果确定的形貌参数在阈值以下，则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料，并将搪瓷釉料粘合到基材。

在一个实施例中，在确定形貌参数之前搪瓷釉料表面上可以具有底漆涂层。在另一个实施例中，如果确定的形貌参数在阈值以下，则在涂覆粘合剂之前将底漆涂覆到搪瓷釉料。在一个实施例中，确定的形貌参数是衍生的界面粗糙度(S_dr)。所述阈值可以是7％S_dr或5％S_dr。分析形貌可以包括非接触式轮廓测量，例如，光学轮廓测量。

在一个实施例中，所述方法可以包括：分析多个限定区域的形貌，确定所述多个限定区域的形貌参数，将确定的每个限定区域的形貌参数与阈值比较；如果对于一个或更多个限定区域确定的形貌参数在阈值以下，则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料并将搪瓷釉料粘合到基材。如果对于预定百分比的限定区域确定的形貌参数在阈值以下，则可以涂覆粘合剂。

在至少一个实施例中，提供一种系统。所述系统可以包括：轮廓测量仪，被配置为分析具有多个峰的搪瓷釉料表面区域，并产生与其对应的形貌数据；控制器，被配置为基于峰的形状和/或密度分析所述形貌数据，以确定表面区域的形貌参数；机器人，被配置为如果确定的形貌参数在阈值以下则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料。

所述控制器可以被进一步配置为将确定的形貌参数与阈值比较。在一个实施例中，所述轮廓测量仪是非接触式轮廓测量仪，例如，光学轮廓测量仪。所述机器人可以被进一步配置为：经由粘合剂将涂覆有搪瓷釉料的玻璃部件粘合到车辆框架。在一个实施例中，所述轮廓测量仪可以被配置为：分析搪瓷釉料的多个表面区域并产生与其对应的形貌数据，所述控制器被配置为：基于峰的形状和/或密度分析形貌数据，以确定表面区域的形貌参数，并将确定的每个表面区域的形貌参数与阈值比较。

在至少一个实施例中，提供一种方法。所述方法可以包括：分析具有多个峰的搪瓷釉料表面的限定区域的形貌；基于峰的形状和/或密度确定所述限定区域的形貌参数；将确定的形貌参数与阈值比较；如果确定的形貌参数在阈值以下，则将材料涂覆到搪瓷釉料。

在一个实施例中，涂覆到搪瓷釉料的材料是粘合剂。在另一个实施例中，涂覆到搪瓷釉料的材料是聚合物包覆成型物或封装物。确定的形貌参数可以是衍生的界面粗糙度(S_dr)且阈值可以是7％S_dr。

附图说明

图1是根据实施例的玻璃组件的示意性横截面；

图2示出了关于具有常规表面化学性的几种搪瓷釉料的粘合测试的结果；

图3是图2的搪瓷釉料的平均粗糙度S_a的图形；

图4是根据实施例的具有相同的平均粗糙度(S_a)但具有不同的衍生的界面粗糙度(S_dr)的两个表面以及对涂覆的粘合剂的影响的示意图；

图5是关于图2的搪瓷釉料的衍生的界面粗糙度(S_dr)的图形；

图6示出了图2的搪瓷釉料的形貌图，示出了不同水平和类型的粗糙体；

图7是用于分析玻璃片上的搪瓷釉料的形貌并基于该形貌确定是否丢弃该玻璃片或将其粘合到基材的方法的示例性流程图；

图8是用于分析玻璃片上的搪瓷釉料的形貌并基于该形貌确定是否丢弃该玻璃片或将其粘合到基材的系统的示例图。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为本发明的可以以各种可替代形式实现的示例。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。

参照图1，示出了玻璃组件10的示意性横截面。玻璃组件10可以是汽车玻璃组件，诸如前挡风玻璃或后挡风玻璃、侧窗或灯组件。然而，组件10可以表示玻璃片被粘合到底层基材的任何玻璃组件。该组件可以包括将被粘合到基材14的玻璃片12，基材14可以是(涂装的或未涂装的)汽车框架。搪瓷釉料(enamel frit)16可以被涂覆在玻璃12的下侧。搪瓷釉料在本领域中是已知的，将不详细描述。通常，搪瓷釉料是通过烧制形成的熔融玻璃粉层。底漆(primer)18可以被涂覆到搪瓷釉料16上，以改善搪瓷釉料16与粘合剂20(诸如，氨基甲酸酯粘合剂(例如，湿态固化的))之间的粘合。然后，粘合剂20可以(经由底漆18)粘合到搪瓷釉料16并且粘合到基材14(例如，汽车框架)。虽然粘合剂被示出为直接接触基材14，但基材14上可以有涂层，诸如涂料和/或底漆。

在共同拥有的第7517561、8048530、8197909和8865264号美国专利中公开了汽车玻璃、搪瓷釉料和底漆的非限制性示例，在此通过引用将其公开的全部内容并入本文。如上所述，底漆18可以改善搪瓷釉料16和粘合剂20之间的粘合。底漆的类型的非限制性示例包括溶剂型底漆、等离子体沉积型底漆、二氧化硅底漆或其组合。在并入的参考文献中描述了空气等离子体活化的二氧化硅(APASi)底漆及其非限制性示例。

通常，在汽车玻璃生产中使用两种主要类型的搪瓷釉料。一种类型的釉料用于通过重力下垂(gravity sag)形成的玻璃，另一种类型的釉料用于通过使用压力机形成的玻璃。在大多数情况下，用于车辆挡风玻璃的层压玻璃可以通过重力下垂形成，而用于侧窗和后窗的更高度轮廓化的钢化玻璃可以使用压力机形成。钢化玻璃搪瓷釉料通常被指定为具有不粘表面，以使其在弯曲过程中不粘附到压力机。典型地，这通过将材料添加到形成结晶粗糙体的釉料配方来实现。粗糙体可以限制压力机与搪瓷釉料的接触，以防止粘连。然而，已经发现，其结果是，粗糙体还可以限制粘合剂(例如，粘性氨基甲酸酯粘合剂)与釉料/底漆的接触。这会使该釉料的表面比用在通过重力下垂形成的玻璃上的釉料更难粘合。

在目前的制造中，基本上是使用基本实验测试通过试错法来评估(例如，来自供应商)的各种釉料配方的粘合性。因此，在测试完成后，并没有从根本上了解确定粘合性的关键表面特性。进行调查研究以确定这些关键表面特性，并产生改进和控制搪瓷釉料和粘合剂之间粘合的方法。

在调查研究期间，最初注意到的是，涂覆有空气等离子体活化的二氧化硅(APASi)底漆的重力下垂的搪瓷釉料一贯实现牢固的粘合。然而，涂覆有APASi底漆的压制成形的玻璃釉料产生不同的粘合结果，这取决于如何处理底层釉料。当由第一制造商处理时，结果为正，但当由第二制造商处理时，结果为负(粘合失败)。例如，当被认定为与正的测试结果相同的搪瓷配方由第二制造商处理时，在氨基甲酸酯/APASi底漆界面出现粘合失败。也就是说，在APASi底漆和搪瓷釉料之间没有出现脱粘，而是在二氧化硅底漆和氨基甲酸酯粘合剂之间发生脱粘。图2中示出了关于四种不同的釉料的粘合性测试的结果，在使用APASi底漆和不使用APASi底漆的条件下测试釉料#1和釉料#2。根据福特实验室测试方法BU 154-01，使用快速刀具粘合(QKA)方法执行粘合性测试。所使用的粘合剂是来自密歇根州奥本山的陶氏汽车系统公司的硅烷改性的氨基甲酸酯Betaseal 16605。如图所示，在图2中，釉料#1和釉料#2具有良好的(合格的)粘合性，而釉料#3和釉料#4具有差的(不合格的)粘合性。

执行化学成分分析以确定所指出的粘合的差异是否可归因于化学性质。在具有APASi底漆涂层的四种不同的釉料上通过X射线光电子能谱(XPS)进行表面分析，其中，每个底漆具有相同的目标组分。下面的表1中示出了对于涂覆到釉料#1至釉料4#的APASi涂层的XPS结果。从底层搪瓷中未观察到铋(Bi)的痕量，这表明所测量的元素组成纯粹归因于所涂覆的APASi涂层。观察到的碳(C)部分地归因于暴露于大气而沉积的偶然污染物，而碳和元素硅(Si)和氧(O)中的一部分是APASi涂层本身的。在所有情况下，由所涂覆的APASi底漆涂层限定的釉料表面化学性质基本上且实质上相同。

表1：底漆组分

因此，釉料#1-#2和釉料#3-#4的粘合差异不能归因于化学性质。据推测，粘合差异反而由于表面的物理性质(诸如，形貌)造成。APASi涂层相对于搪瓷釉料是非常薄的，例如APASi涂层在几十纳米的数量级，而釉料表面粗糙度测量值在微米数量级(参见，例如并入的专利US8865264和US8197909)。因此，在改变和同化(commonizing)整体表面化学性质时，APASi底漆本身对搪瓷釉料的整体表面形貌的影响可以忽略不计。

然而，将表面形貌与粘合关联起来的初始尝试也是不成功的。限定区域上的表面形貌通常由作为幅值测量参数的平均粗糙度S_a进行量化，S_a表示通过下面的等式(1)计算的在3D表面上积分的平均粗糙度。

在等式(1)中，函数Z(x,y)是表面相对于测量区域A内关于坐标(x,y)的最佳拟合平面的绝对高度Z。应注意的是，S_a是区域上的平均表面粗糙度，这是更普遍认可的线(2D)上的平均粗糙度R_a的3D版本。

通常，传统观点认为使表面粗糙化(诸如，通过喷砂或机械打磨)可以增加可粘合表面区域的量从而增强粘合。在这种情况下，S_a的增加应该与粘合剂粘合强度的增加相关。基于QKA方法，其结果在图2中示出，涂覆有APASi底漆的釉料的粘合性按照从高到低的顺序是#1>>#2>#3≈#4。认为釉料#1和釉料#2具有良好/合格(P)的粘合性，而釉料#3和釉料#4表现出差的/不合格(F)的粘合性。

基于这些结果，将预期釉料#1和釉料#2具有相对较高的S_a值，而釉料#3和釉料#4具有相对较低的S_a值。图3示出了关于每个釉料类型的平均S_a值。由光学轮廓测量术确定的表面粗糙度测量值(S_a值)从高到低依次为#4>#2>#3>#1。因此，这种关于表面粗糙度的数据显示与涂覆有APASi底漆的釉料的测量粘合性无关。因此，关于这组四种搪瓷釉料所指出的粘合水平无法由化学性质或由S_a定义的形貌来解释。

虽然S_a值是最常用的表面粗糙度参数，但S_a值没有捕获搪瓷釉料的形貌的全部本质，而形貌与表面粘合有关。S_a仅捕获高度信息而缺乏空间信息，诸如峰和谷的频率。如上所述，某些搪瓷釉料(诸如，压弯成形的玻璃搪瓷釉料)可能含有结晶粗糙体，其限制与压力机的接触以防止粘连。因此，推测粗糙体还可能阻碍粘性粘合剂的表面接触。这将会使压弯成形的玻璃搪瓷釉料更难粘合。目前用于将玻璃粘合到汽车框架的氨基甲酸酯粘合剂是高粘性的，并且可能不能完全润湿涂覆有底漆的釉料的表面以与其紧密接触，由此限制了重要的化学和机械结合的形成。

发现不同的表面参数S_dr可以更准确地描述包含分裂的粗糙体的区域的表面形貌。S_dr是衍生的界面粗糙度，是考虑幅值和频率两者的混合参数。当与限定区域中的理想平面相比时，S_dr是由纹理造成的额外表面积百分比的度量。S_dr可以通过下面的等式(2)来计算：

由于S_dr适用于搪瓷釉料至粘合剂的粘合，因此S_dr可以反映在具有粗糙体的釉料的区域中丢失的可粘合表面积的量，其中所述粗糙体限制与涂覆的粘性粘合剂接触。图4中示出了S_dr和S_a之间的差异的示意图。左边表面30具有较少较宽的峰32和谷34，而右边表面40具有较高频率的峰42和谷44。所示的两个表面呈现不同的形貌，但具有相同的S_a值(峰与谷的距离)。然而，形貌差异是通过参数S_dr捕获的。在不受任何特定理论束缚的情况下，相信具有高粘性的粘合剂50将与具有较低S_dr值的表面更好地接触。粘合剂50将仅接触具有较高S_dr值的表面的峰(例如，右边表面40的峰42)的尖部，从而限制形成衔接釉料表面的化学结合的机会。相反，具有相对较低S_dr值的表面(例如，左边表面30)可以允许高粘性粘合剂50不仅接触峰的尖部，而且还接触峰之间的大部分表面。对于具有非常低的S_dr值的表面，粘性粘合剂可能能够接触全部或基本上全部的表面。

参考图5，示出了搪瓷釉料#1至搪瓷釉料#4的S_dr值。使用来自Bruker公司的WykoNT3300光学3D轮廓系统基于扫描来计算S_dr值。注意，关于层压玻璃釉料#1获得的值(S_dr百分数为0.26)和关于钢化玻璃釉料#2至#4获得的值(S_dr百分数从5至9)之间存在明显区别。这种差异在图6中的形貌图中非常明显，其中，压弯的搪瓷釉料#2至#4表现出尖锐的粗糙体，重力下垂的搪瓷釉料#1中没有尖锐的粗糙体。图5中的图表显示出QKA测试中不合格的涂覆有APASi的釉料#3和釉料#4表现出最高的S_dr值。

相比之下，S_dr值从低到高的顺序是#1<<#2<#3≈#4。这些值与利用氨基甲酸酯粘合剂进行的QKA测试的结果密切相关，表现在于具有最低S_dr值的并由此具有最高百分比的平坦理想平面的表面积的釉料表现出与氨基甲酸酯粘合剂的最佳粘合强度。结果还证实，涂覆有APASi的釉料#2表现出比涂覆有APASi的釉料#3(两种釉料包含相同配方)更好的粘合的原因可以与涂覆有APASi的釉料#2包含更多可用表面积(可用于粘合衔接粘合剂)的事实相关联。据推测，釉料#2至釉料#4之间指出的差异是由于处理的差异。

因此，调查研究发现存在表面形貌参数S_dr的上限或阈值，S_dr区分了用于将粘合剂粘合到具有同化的表面化学性质的玻璃搪瓷釉料的合格与不合格。该调查研究使用相对较粘的氨基甲酸酯粘合剂和APASi底漆涂层来执行，然而，这些发现适用于其它粘合剂类型和相对粘性。例如，较低粘性的粘合剂能够更好地流入具有较高S_dr值的釉料中的粗糙体之间的空间或谷中。因此，对于较低粘性的粘合剂(其它变量保持不变)，阈值S_dr值可以较高。类似地，不同的粘合剂类型可能需要比其它粘合剂更多或更少的粘合区域。因此，对于不同的粘合剂类型(例如，氨基甲酸酯和硅树脂)，阈值S_dr值可以不同。其它材料也可以被粘合到搪瓷釉料，诸如聚合物包覆成型物和封装物。这种材料的非限制性示例可以包括聚氨酯(PU)和聚氯乙烯(PVC)。这些材料可以被涂覆在(例如，天窗、侧玻璃或车辆(或其它应用)上的其它玻璃部件上的)涂覆有底漆的釉料的顶部上。

参照图7，示出了使用所公开的形貌分析的方法的示例性流程图100。该方法可用于制造或装配线、质量控制过程或对于得知某一片或某一批玻璃部件是否将成功粘合到基材(例如，通过釉料)来说很重要的其它情况。该方法可以用作反馈控制来限定正确的处理窗口，该窗口能够实现对搪瓷釉料的牢固粘合。该方法对于分析压弯成形的玻璃可能特别有效。所公开的调查研究为预测模型提供了基础，该预测模型将粘合剂粘性值与釉料S_dr值相关联并得出图形，并在图形中限定可以实现牢固粘合的关键区域。这些发现可以外推到任何同化的表面化学性质并用于任何粘合剂。

在步骤102中，可以将搪瓷釉料涂覆到一片玻璃上。玻璃可以是任何类型的玻璃，诸如汽车玻璃。在一个实施例中，玻璃可以是层压玻璃或钢化玻璃。玻璃可以通过任何合适的方法(诸如，重力下垂或压弯)形成/成形。搪瓷釉料可被涂覆在玻璃的选定部分上，例如，在将涂覆粘合剂以将玻璃固定到基材(诸如，车辆框架)的区域中。

在步骤104中，可以分析搪瓷釉料的形貌。可以通过相同的实体或不同的实体执行步骤102和步骤104。在一些实施例中，供应商可以将搪瓷釉料涂覆到玻璃，并且原始设备制造商(OEM)可以从供应商购买玻璃。在其它实施例中，OEM可以涂覆搪瓷釉料并执行分析。在其它实施例中，供应商可以涂覆搪瓷釉料并执行分析。在供应商涂覆釉料并且OEM执行分析的实施例中，在涂覆和分析之间可以存在额外的步骤，其中OEM接收涂覆有釉料的玻璃。类似地，如果供应商涂覆搪瓷釉料并执行形貌分析，则可以存在在分析完成后的OEM的接收步骤。

步骤104中的形貌分析可以包括确定衍生的界面粗糙度S_dr值或搪瓷釉料的与表面积和/或峰频率有关的其它形貌参数。上面描述了S_dr值以及用于计算S_dr值的示例性等式(等式2)。可以使用轮廓测量仪测定釉料的表面轮廓(例如，轮廓测量术)来确定S_dr值或其它形貌参数。在一个实施例中，可以使用非接触式轮廓测量技术来确定形貌参数。非接触式技术可以包括光学轮廓测量术，其中将被引导到待测量表面的光束和反射光与被引导到参考表面的光束和反射光进行比较，并使用所产生的干涉条纹来确定表面轮廓。可以使用能够确定S_dr值或其它形貌参数的任何类型的光学轮廓测量仪。类似地，可以使用任何其它的非接触式技术，诸如焦点检测方法或图案投影方法。

也可以使用接触式方法，只要它们不损坏或改变搪瓷釉料。接触式轮廓测量术的示例可以包括触针轮廓测量术和扫描探针显微术(SPM)。上面公开的具体技术仅仅是示例，并非旨在限制。可以使用本机软件(诸如存储在扫描装置或关联计算机系统中的软件)或第三方软件来计算S_dr和任何其它表面粗糙度参数。扫描装置(硬件)和用于计算形貌参数的软件不需要彼此关联，也不需要在物理扫描期间通过软件执行计算/分析或在物理扫描之后立即通过软件执行计算/分析。

在步骤104中执行的形貌分析可以是三维(3D)分析，其中在样本的区域上确定表面粗糙度。在其它实施例中，分析可以是线上的2D分析。无论执行的分析类型如何，结果值可以是单个测量值或多个测量值的平均值。例如，可以测量一次搪瓷釉料的区域(或线)，或者可以多次(诸如三次、五次或十次)测量并进行平均。除了(或代替)测量单个区域(或线)之外，可以测量(一次或多次)搪瓷釉料的多个区域。如果多次测量多个区域，则可以确定总体平均值。

如上所述，在一些实施例中，分析的形貌参数可以是衍生的界面粗糙度S_dr值。可以存在传达与S_dr值类似的信息的其它形貌参数或粗糙度参数。因此，不止是考虑峰高度的其它参数也可用在公开的系统和方法中。参数可以是分析峰形状、峰密度和/或表面积的参数。这些参数中的一些可以被称为把峰/谷的幅值/高度和空间作为因素计入的混合参数。其它参数可以是幅值、空间、方位或功能性表面粗糙度参数。

在一个实施例中，步骤104中的形貌分析可以包括确定表面轮廓的斜率，称为Δq。这可以表示另一混合粗糙度参数，其是对轮廓长度上的表面高度的变化率或通过幅度加权的平均波长的定量评估。因此，斜率可以表示表面上的峰的“锐度”以及它们的频率。斜率可以以毫弧度(mrad)或度来度量。可以使用的另一个混合参数是尺度受限表面的均方根梯度S_dq。可以使用的空间参数的示例是自相关长度S_al。功能性参数的非限制性示例可以包括尺度受限表面的面积材料比S_mr(c)和降低的峰高度S_pk。

还可以使用其它形貌上的参数，诸如峰密度S_pd、算术平均峰曲率S_pc或限定区域的表面积。因此，可以存在能够捕获与S_dr值类似的信息类型的多个表面粗糙度参数。上文确定的参数以及其它表面粗糙度参数在例如ISO25178-2“几何产品规格(GPS)-表面纹理：面积1-第2部分：术语、定义和表面纹理参数”中限定，在此通过引用将其全部公开内容并入本文。除了使用上述参数之外或者代替使用上述参数，可以在计算参数之前对数据进行过滤以便提供类似的信息。

在步骤106中，可以将来自步骤104的测量或确定的形貌与阈值比较。阈值可以是任何类型的形貌参数，其对应于可用于接触涂覆的粘合剂的可粘合表面积的量。这可以是S_dr值，或者它可以是另一类型的形貌参数，诸如所公开的混合参数、空间参数或功能性参数(或其它)中的一个。

如上所述，已经发现，在某个S_dr值下，粘合剂可能缺乏与搪瓷釉料表面的足够接触区域以与其形成充分的粘合。特定的S_dr值阈值或上限可以根据粘合剂的类型、粘合剂的粘性、期望的粘合强度或其它因素而改变。在至少一个实施例中，S_dr阈值可以是至多10％，例如，至多8％、7％、6％或5％。在另一个实施例中，S_dr阈值可以为0.1％至10％或其中的任何子范围，诸如0.1％至7％或0.1％至5％。在至少一个实施例中，上述值可适用于氨基甲酸酯粘合剂。在一个实施例中，氨基甲酸酯粘合剂(或其它粘合剂/粘合材料)的粘性在23℃下为从0.75Pa·s至1.70Pa·s或其中的任何子范围，诸如1.00Pa·s至1.45Pa·s。通常，较低粘性的粘合剂可具有较高的S_dr阈值，其它变量保持恒定。

虽然上述阈值涉及S_dr值，但类似的阈值可适用于其它形貌参数。然而，本领域的普通技术人员将会理解，基于本公开，可以为其它形貌参数确定阈值。例如，斜率或Δq参数可以具有220mrad的上限值，以形成可接受的粘合。在一个实施例中，可以通过识别故障模式从粘合剂内的粘合失败变换到组件中任何其它地方失败(例如，粘合剂和底漆之间的粘合失败)时的值来(例如，凭经验/实验)确定阈值。用于形貌参数的阈值可以设置在该识别的值处，或者设置在低于该识别的值的某个安全系数。

在另一个实施例中，步骤106中的比较可以基于搪瓷釉料表面的可用于粘合到粘合剂的区域的百分比。如本文所使用的，“可用于粘合”可以表示表面能够被粘合剂接触。如上所述并如图4所示，并不是搪瓷釉料的所有表面都可以被粘合剂触及(例如，由于粘性)。因此，步骤106中的比较可以分析特定最小阈值的搪瓷釉料的表面积是否可用于粘合到粘合剂。可以基于S_dr值和粘合剂的特性(诸如，粘性)来计算可用区域。在至少一个实施例中，可用于粘合到粘合剂的搪瓷釉料表面积的最小阈值可以是至少25％，例如至少35％、50％、65％或75％。

如上所述，形貌测量/计算可以在一个区域或多个区域上执行，并且可以每个区域执行一次或每个区域执行多次。如果有多个测量值，则可以对它们进行平均(例如，每个位置、每个样本或两者)。根据期望的确定性水平，步骤106中的比较可以基于任何测量/计算。在一个实施例中，如果任何计算的S_dr值高于S_dr值阈值，则比较可能失败。例如，可以分析三个面积/区域，并且每个区域可以被分析五次，总共15个S_dr值数据点。在该实施例中，如果15个S_dr值中的任何一个高于S_dr值阈值，则该比较可以指示失败。在另一个实施例中，可以将特定区域的平均S_dr值与S_dr值阈值进行比较，或者可以将所有数据点的平均总体S_dr值与S_dr值阈值进行比较。在另一个实施例中，存在高于S_dr值阈值的可接受的特定数量的数据点，例如一个、两个、三个或一些其它数量，其中该数量可以取决于数据点的总数量。类似地，可以存在高于S_dr值阈值的可接受的特定百分比的数据点，诸如高达5％、10％或15％。

基于上文描述的合格或不合格的定义，如果步骤106中的比较导致“否”或“不合格”，则在步骤108中可以丢弃该片玻璃。如果在玻璃穿过制造或装配线时正在分析玻璃，则可以将玻璃从制造或装配线移除。响应于“不合格”信号或警报，移除可以是自动的，诸如通过机器人，或者可以由工作人员手动移除。失败的比较可能会导致警报或其它指示，警报或其它指示可以是可听的和/或可视的，或者可以是执行比较或操作制造或装配线的软件中的标志。丢弃的玻璃可以部分或完全回收利用。例如，没有搪瓷釉料的部分可以被切掉并用于其它目的，或者整个玻璃片可以被熔化或以其它方式再利用或回收。如果在质量控制或评估过程期间(例如，不在制造/装配线上)对玻璃进行分析，则可以对其进行类似的回收或再利用。或者，可以将其作为不合格样品的示例进行保存或将其发送给供应商进行额外分析。在另一个实施例中，可以基于批号隔离玻璃以防止制造或装配线关闭、质量问题和相关成本。然后，玻璃供应商可以检查他们的针对该批号和/或给定时间段的过程参数和控制。

基于上文描述的合格或不合格的定义，如果步骤106中的比较导致“是”或“合格”，则随后该片玻璃可以在步骤110中的过程中继续。在步骤110期间，玻璃的搪瓷釉料部分可以接收底漆涂层。底漆涂层可以是任何合适类型的底漆，诸如等离子体活化的底漆(例如，APASi)、溶剂型底漆或其它。例如，可以通过机器人技术(其中路径程序由随后的粘合剂涂覆的路径精确限定)将底漆仅涂覆到搪瓷釉料上，或者使用掩模或其它图案化技术或者手动(例如，在具有溶剂型底漆的情况下通常手动)对底漆进行精制。虽然在流程图100中示出并描述了底漆处于形貌分析之后的步骤中，但其也可以在分析之前执行。如上所述，特定的底漆(诸如APASi底漆)相比于表面粗糙度的尺度可具有非常小的厚度，因此，底漆可以与搪瓷釉料的表面共形，使得底漆不会显著影响形貌。因此，可以在涂覆底漆涂层之后执行形貌分析，结果将基本相同。在涂覆底漆涂层之前确定一片玻璃是否将合格或不合格可能更具成本效益，然而，也存在在形貌分析之前涂覆涂层更实际的情况。

在步骤112中，具有涂有底漆涂层的搪瓷釉料的玻璃可以接收粘合剂。粘合剂可以是用于将搪瓷釉料(经由底漆)粘合到基材上的任何合适的粘合剂。在一个实施例中，粘合剂可以是氨基甲酸酯粘合剂。一个合适的示例可以是相对粘性的、湿态固化的硅烷改性的氨基甲酸酯粘合剂，诸如陶氏Betaseal 16605。也可以使用其它粘合剂，诸如硅树脂类粘合剂。或者，粘合剂可以被聚合物包覆成型物或封装物代替。这种材料的非限制性示例可以包括聚氨酯(PU)和聚氯乙烯(PVC)。这些材料可以被涂覆在例如天窗、侧玻璃或车辆(或其它应用)上的其它玻璃部件上的涂有底漆的釉料的顶部上。在步骤114中，可以通过粘合剂或包覆成型物/封装物将玻璃粘合到基材。取决于粘合剂的类型，该步骤可以包括加热、应用电磁辐射(例如，UV光)、暴露于空气或其它物质(例如，催化剂)或用于固化粘合剂的其它工艺。

因此，公开了基于形貌分析搪瓷釉料以确定其是否将成功地粘合到粘合剂的系统和方法。用于分析形貌(诸如，S_dr值)的设备可以被结合到制造或装配线中。可以随着玻璃从一个工作台移动到另一个工作台(例如，在传送带或存储架上)而分析形貌。因此，可以将该分析添加到制造或装配线上，而对制造/装配的正时影响很小或者没有影响。可以使用非接触式方法(诸如，通过光学轮廓测量术)来执行形貌分析。在一个实施例中，光学轮廓测量系统可用于在搪瓷釉料在装配/制造线上移动时扫描搪瓷釉料的一个或更多个区域。光学轮廓测量系统可以包括光学测量系统和包括处理器和软件的计算机系统。计算机系统可以被配置为从光学测量系统接收光学扫描信息并对其进行分析以确定扫描区域的形貌(诸如，S_dr值)。

在一些实施例中，计算机系统可以是操作或控制用于将玻璃粘合到基材(例如，将汽车玻璃粘合到车辆框架)的制造/装配线的计算机系统的一部分或与之通信。计算机系统(硬件和/或软件)可以已经存储在其中或者可以接收与形貌阈值对应的数据，诸如阈值S_dr值。然后，计算机系统可以将测量的S_dr值或特定搪瓷釉料的值与阈值进行比较，并确定搪瓷釉料是通过比较还是未通过比较。如上所述，可以基于单个测量值或多个测量值进行确定。计算机系统可以被配置为具有阈值，或者计算机系统可以基于粘合剂类型和/或粘合剂粘性的值或可被输入到计算机系统的其它参数来确定该阈值。

如果计算机系统是控制制造/装配线的计算机系统的一部分或与之通信(例如，通过有线或无线网络)，则该计算机系统可以基于失败的比较将玻璃片从生产线移除。这可以包括控制机器人移除玻璃片，将玻璃片转移到不同的位置，或执行阻止玻璃继续通过制造/装配过程的其它动作。如果玻璃片通过比较，则计算机系统可以允许它继续通过制造或装配线。

在至少一个实施例中，如图8所示，提供了系统200。系统200包括轮廓测量仪202，轮廓测量仪202被配置为分析具有多个峰206的搪瓷釉料表面区域204。轮廓测量仪202进一步被配置为产生与搪瓷釉料表面区域204相对应的形貌数据。系统200还包括控制器208。控制器208被配置为基于峰的形状和/或密度分析所述形貌数据，以确定所述表面区域的形貌参数。系统200还包括机器人。机器人210被配置为如果所确定的形貌参数在阈值以下则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料。

如前所述，该过程的多个部分可以在两个或更多个位置中执行，例如，在供应商位置和OEM位置。基于本公开，本领域的普通技术人员将理解，可以在任一位置执行某些步骤，并且步骤的顺序可以不同于所描述和示出的步骤。某些步骤也可能重复。例如，搪瓷釉料的形貌可以首先由供应商测试，然后再由OEM测试。

虽然上文描述了示例性实施例，但并非意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出各种改变。此外，可将各种实施的实施例的特征组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (15)

1.一种方法，包括：

分析具有多个峰的搪瓷釉料表面的限定区域的形貌；

基于峰的形状和/或密度确定所述限定区域的形貌参数；

将确定的形貌参数与阈值比较；

如果确定的形貌参数在阈值以下，则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料，并将搪瓷釉料粘合到基材。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定形貌参数之前搪瓷釉料表面上具有底漆涂层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所确定的形貌参数在阈值以下，则在涂覆粘合剂之前将底漆涂覆到搪瓷釉料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所确定的形貌参数是衍生的界面粗糙度(S_dr)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述阈值是7％S_dr。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述阈值是5％S_dr。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，分析所述形貌包括非接触式轮廓测量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，非接触式轮廓测量包括光学轮廓测量。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：分析多个限定区域的形貌，确定所述多个限定区域的形貌参数，将所确定的每个限定区域的形貌参数与阈值比较；

如果对于一个或更多个限定区域所确定的形貌参数在阈值以下，则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料并将搪瓷釉料粘合到基材。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，如果对于预定百分比的限定区域所确定的形貌参数在阈值以下，则涂覆粘合剂。

11.一种系统，包括：

轮廓测量仪，被配置为分析具有多个峰的搪瓷釉料表面区域，并产生与所述表面区域相对应的形貌数据；

控制器，被配置为基于峰的形状和/或密度分析所述形貌数据，以确定所述表面区域的形貌参数；

机器人，被配置为如果所确定的形貌参数在阈值以下则将粘合剂涂覆到搪瓷釉料。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，控制器被进一步配置为将所确定的形貌参数与阈值比较。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述轮廓测量仪是非接触式轮廓测量仪。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述轮廓测量仪是光学轮廓测量仪。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述机器人被进一步配置为：经由粘合剂将涂覆有搪瓷釉料的玻璃部件粘合到车辆框架。