CN112969579A - 冷成形产品和工艺的粘合剂选择的方法 - Google Patents

冷成形产品和工艺的粘合剂选择的方法 Download PDF

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Abstract

本案内容的方面涉及一种用于选择用于将冷成形玻璃粘合到金属基板的粘合剂的方法以及各种冷成形产品。在一或多个实施方式中，冷成形产品包括具有弯曲表面和结构基板热膨胀系数(CTE)的结构基板，使用粘合剂粘合至弯曲表面的冷成形且弯曲的玻璃基板，所述玻璃基板包括玻璃基板CTE，结构基板和粘合剂形成结构基板/粘合剂界面，并且玻璃基板和粘合剂形成玻璃基板/粘合剂界面，其中玻璃基板CTE和结构基板CTE不同，其中所述产品在结构基板/粘合剂界面和玻璃基板/粘合剂界面中的一者或两者处经得起由修改的测试方法ASTM D1002‑10在‑40℃、24℃和85℃下决定的重叠剪切破坏和由ASTM D897在‑40℃、24℃和85℃下决定的拉伸破坏。

Description

冷成形产品和工艺的粘合剂选择的方法
相关申请的交叉引用
本案根据美国专利法第119条(35USC§119)要求于2019年3月7日提出申请的第62/814,906号美国临时申请、于2018年11月2日提出申请的第62/755,203号美国临时申请和于2018年10月18日提出申请的第62/747,531号美国临时申请的优先权益，其内容作为本文的依据并通过引用方式将其全部内容并入本文中。
技术领域
本案内容涉及冷成形产品和工艺的粘合剂选择的方法。
背景技术
车辆内饰可以包括结合有显示器及/或触摸面板的弯曲表面。用于形成这种弯曲表面的材料通常限于聚合物，其无法表现出玻璃的耐久性和光学效能。因此，弯曲的玻璃基板是期望的，尤其是在用作用于显示器及/或触摸面板的盖时。现有的形成弯曲玻璃基板的方法(例如热成形)具有包括高成本、光学变形及/或在弯曲或成形期间发生的表面印痕(surface marking)的缺点。因此，需要一种能够以经济有效的方式并入弯曲的玻璃基板并且没有通常与玻璃热成形工艺相关的问题的车辆内饰系统。此外，需要一种允许快速选择粘合剂的方法，所述粘合剂保持弯曲玻璃基板与车辆内饰表面的充分粘合，从而使粘合的弯曲玻璃基板在车辆的基本上整个使用寿命内具有暂态生存能力(survivability)和可靠性。
发明内容
本案内容的第一方面涉及用于选择粘合剂的各种方法，所述粘合剂保持弯曲的玻璃基板和车辆内饰或车辆内饰的子组件(例如，结构性基板(诸如框架))的表面的充分粘合。另外，由本文公开的方法选择的粘合剂将获得在车辆的基本上整个寿命内具有暂态生存能力和可靠性的粘合的弯曲玻璃基板。例如，使用本文描述的方法选择的粘合剂将经得起使用那些粘合剂结合到结构基板(例如，框架)的冷成形弯曲表面玻璃基板中的应力和应变，而不会在一段时间内(例如15年或更长时间)分层。
一或多个实施方式涉及一种冷成形产品，其包括：结构基板，所述结构基板包括限定的曲率半径和结构基板热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)的弯曲表面；使用粘合剂附接至弯曲表面的冷成形且弯曲的玻璃基板，所述玻璃基板具有玻璃曲率半径并包括玻璃基板CTE，所述结构基板和粘合剂形成结构基板/粘合剂界面，并且所述玻璃基板和粘合剂形成玻璃基板/粘合剂界面，其中玻璃基板CTE和结构基板CTE不同，其中所述产品在结构基板/粘合剂界面和玻璃基板/粘合剂界面的一者或两者处经得起重叠剪切破坏(overlap shear failure)和拉伸破坏(tensile failure)，所述重叠剪切破坏由经修改的测试方法ASTM D1002-10在-40℃、24℃和85℃下决定，所述拉伸破坏由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下决定。
附图说明
附图通常以示例的方式而不是以限制的方式图示本文所讨论的各种实施方式。
图1是示出根据一或多个实施方式的具有车辆内饰系统的车辆内饰的立体图。
图2是示出包括没有平坦尖端的弯曲玻璃基板的显示器的侧视图。
图3是示出在图2的显示器中使用的玻璃基板的侧视图。
图4是示出图3的玻璃基板的前透视图。
图5是示例系统500的简图。
图6是示例方法600的流程图。
图7是示出机器1600的组件的方块图。
图8是经修改的ASTM D897堆叠的简图。
图9和图10是半径大于400mm(部件长度大于或等于200mm)和半径大于150mm但小于或等于400mm(部件长度大于或等于200mm)的作为基板(例如框架)CTE的函数的粘合剂模量曲线图。
在说明书和附图中重复使用的元件符号旨在表示本案内容的相同或相似的特征或元素，即使当数字从一张图到另一张图增加了100时也是如此。应当理解，本领域技艺人士可以设计许多其他修改和示例，但它们都落入本案内容的原理的范围和精神内。
具体实施方式
现在将详细参考所公开主题的某些实施方式，这些实施方式的示例在附图中部分地示出。尽管将结合所列举的权利要求描述所公开的主题，但是应当理解，所例举的主题并非旨在将权利要求限制为所公开的主题。
冷成形(例如，弯曲)是一种能量有效的方法，所述方法基于玻璃在相对较低的温度(例如，<140℃)下的弹性变形，并施加平面外载荷来产生所需的形状，从而产生弯曲的玻璃基板。在冷成形工艺中，对平板式高强度玻璃进行三维(3D)变形，并通过粘合剂夹层将其机械固定至目标预成型3D框架，所述框架上安装有(例如)显示功能模块。这种冷成形工艺在所获得的弯曲玻璃基板、粘合剂层和目标框架中产生应力。
由于玻璃弯曲而在粘合剂中产生的机械应力将在其整个寿命期间持续。机械应力不仅会导致粘合剂的暂态失效，还会导致长期的可靠性问题。粘合剂所需的应力阈值是决定其暂态生存能力和长期可靠性的一些关键数值。所述阈值根据粘合剂类型、温度条件、玻璃机械性质、材料类型和预成型3D框架的几何形状而变化。
能够减少粘合应力以满足暂态生存能力和长期可靠性要求的现有方法包括玻璃的平坦尖端(flat-tip)或平坦部分的概念。本案内容的第一方面提供了选择用于弯曲玻璃基板的冷成形的(具有或不具有玻璃平坦尖端)的粘合剂族以及特定粘合剂的方法。基于粘合剂类型及其机械和热性质、粘合剂厚度、框架材料类型及其机械和热性质、框架厚度和玻璃厚度，使用本文所述方法选择的粘合剂族和特定粘合剂满足暂态生存能力和长期可靠性的要求。
在一或多个实施方式中，选择用于形成冷成形产品的粘合剂的方法(如本文根据各种实施方式所述)包括：计算基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个；计算粘合剂的环境应力与强度的比值；计算作为温度的函数的基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个；及计算作为温度的函数的粘合剂的应力与强度的比值；及在环境应力与强度的比值随时间的变化小于一个数量级时则选择所述粘合剂。
如本文所用，术语“强度”是指拉伸强度或剪切强度。
在一或多个实施方式中，所获得的冷成形产品可包括多于一种的粘合剂的组合，以将结构基板粘合到玻璃上。例如，可以为结构基板的一部分选择一种粘合剂，并为结构基板的不同部分选择另一种粘合剂。这样做的话，例如可以在低应力区域中选择较软的粘合剂，而在高应力区域中选择较强的粘合剂。
在所述方法的一或多个实施方式中，例如，作为时间函数的环境应力与强度的比值可以随时间而从大约3:10改变为大约3:100。例如，作为时间的函数的环境应力与强度的比值可以随时间周期进行如下变化：从约3:10改变至约3:50、从约3:10改变至约3:75、从约3:10改变至约1:10、从约1:10改变至约1:100、从约1:100改变至约3:100、从约3:10改变至约1:100、从约2:10改变至约1:50或从约3:50改变至约3:90，上述时间周期为至少约5年、至少约10年、至少约15年或更长时间、或超过15年的时间周期。
可以在车辆内饰系统中找到冷成形的玻璃、金属基板以及将冷成形的玻璃粘合到金属基板的粘合剂。反过来，车辆内饰系统可以并入到任何车辆中，包括火车、机动车(例如轿车、卡车、公共汽车等)、海上航行器(船、舰、潜艇等)和飞行器(例如无人机、客机、喷气式飞机、直升机等)。
图1提供了车辆内饰10的示例，包括车辆内饰系统100、200、300。车辆内饰系统100包括具有包括显示器130的弯曲表面120的中央控制台基座110。车辆内饰系统200包括具有弯曲表面220的仪表板基座210，弯曲表面220包括显示器230。仪表板基座210通常包括仪表板215，其也可以包括显示器。车辆内饰系统300包括具有弯曲表面320和显示器330的仪表方向盘基座310。在一或多个实施方式中，车辆内饰系统可以包括作为扶手、支柱、座椅靠背、地板、头枕、门板或具有车辆内饰的弯曲表面的任何部分的基座。
本文所描述的冷成形玻璃基板可用作本文所描述的任何显示器实施方式的弯曲盖玻璃，包括用于车辆内饰系统100、200及/或300。本文所用的术语“玻璃基板”在广义上用于包括全部或部分由玻璃制成的任何物体。玻璃基板包括玻璃和非玻璃材料的层压体、玻璃和晶体材料的层压体以及玻璃陶瓷(包括非晶相和晶相)。玻璃基板可以是透明或不透明的。冷成形的玻璃基板可以包括提供特定颜色的着色剂。用于本文描述的冷成形玻璃基板的合适的玻璃组合物包括钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃和含碱硼铝硅酸盐玻璃。玻璃基板可被选择性增强。例如，可以使用本领域中已知的任何合适的方法来增强玻璃基板，并且玻璃基板可以表现出从表面延伸到压缩深度(depth of compression,DOC)的压缩应力(compressive stress,CS)。在一或多个实施方式中，增强玻璃基板可以是机械增强玻璃基板，其中通过利用玻璃基板的各部分之间的热膨胀系数的不匹配来产生CS，从而在相对的表面部分和表现出拉伸应力的中心区域处产生压缩应力区域。在一或多个实施方式中，增强玻璃基板可以是机械增强玻璃基板，其中通过将玻璃基板加热至高于玻璃化转变点的温度然后快速淬火来热产生CS。在一或多个实施方式中，增强玻璃基板可以是机械增强玻璃基板，其中通过离子交换来化学地产生CS，例如，其中在玻璃基板表面处或玻璃基板表面附近的离子被具有相同化合价或氧化态的较大离子替代或交换。
如图2所示，显示器130包括具有第一曲率半径的冷成形弯曲表面玻璃基板140和框架150(例如，由不锈钢或铝制成的金属框架)，以及位于玻璃基板140和框架150之间的粘合层160，其中框架150的至少一部分具有与第一曲率半径接近或匹配的第二曲率半径，以提供具有作为盖玻璃的弯曲玻璃基板的显示器130，所述弯曲玻璃基板可以集成到车辆内饰系统的弯曲表面中。本文考虑了凸面或凹面显示器，以及具有凸面特征和凹面特征两者的显示器。
图2所示的冷成形弯曲玻璃基板没有平坦尖端。但是本领域技艺人士将认识到图2中所示的冷成形弯曲玻璃基板可以具有从约30mm到约100mm的宽度(wft)范围的平坦尖端。
参考图3和图4，冷成形玻璃基板140包括第一主表面142和与第一主表面相对的第二主表面144。冷成形的玻璃基板表现出在第二主表面144上测量的第一曲率半径。
如本文所用的术语“冷成形”、“冷弯折”或“冷弯曲”是指在小于玻璃的软化点的冷成形温度下弯曲玻璃基板。术语“可冷弯曲”是指玻璃基板被冷弯曲的能力。冷成形玻璃基板的一个特征是第一主表面142和第二主表面144之间的非对称表面压缩应力。次要表面146连接第一主表面142和第二主表面144。在冷成形工艺或被冷成形之前，玻璃基板的第一主表面142和第二主表面144中的相应压缩应力基本相等。当玻璃基板未被增强时，在冷成形之前，第一主表面142和第二主表面144不表现出明显的压缩应力。当玻璃基板被增强时，在冷成形之前，第一主表面142和第二主表面144相对于彼此表现出基本相等的压缩应力。
在冷成形之后(例如，如图2所示)，弯曲之后的具有凹形的表面(例如，图2中的第一主表面142)上的压缩应力增加。换句话说，凹面(例如，第一主表面142)上的压缩应力在冷成形之后比在冷弯曲之前更大。不受理论的束缚，冷成形工艺增加了被调整形状的玻璃基板的压缩应力，以补偿在弯曲及/或成形操作期间施加的拉伸应力。冷成形工艺使凹面(第二主表面144)经受压缩应力，而在冷成形后形成凸形的表面(例如，图2中的第二主表面144)经受拉伸应力。凸部(例如，第二主表面144)在冷成形后所经历的拉伸应力导致表面压缩应力的净减少，从而冷成形之后的增强玻璃基板的凸面(例如，第二主表面144)中的压缩应力小于玻璃基板平坦时在相同表面(例如，第二主表面144)上的压缩应力。
当使用增强玻璃基板时，在冷成形之前，第一主表面和第二主表面(142、144)包括基本上彼此相等的压缩应力，因此在冷成形工艺中第一主表面可以经受更大的拉伸应力，而无断裂的风险。这允许增强玻璃基板适应更紧密弯曲的表面或形状。
可以调整玻璃基板的厚度，以允许玻璃基板更具有实现期望曲率半径的柔性。此外，较薄的玻璃基板140可以更容易变形，这可以潜在地补偿由显示模块150的形状(被弯曲时)可能产生的形状不匹配和间隙。在一或多个实施方式中，薄且增强的玻璃基板140表现出更好的柔性，尤其是在冷弯曲期间。本文所讨论的玻璃基板的更好的柔性既可以允许借助本文所讨论的基于空气压力的弯曲工艺产生足够程度的弯曲，也可以允许在不加热的情况下形成一致的弯曲。玻璃基板140和显示模块150的至少一部分具有基本相似的曲率半径，以在第一主表面142和显示模块150之间提供基本均匀的距离，所述距离可以用粘合剂填充。
冷成形玻璃基板(以及可选的弯曲显示模块)可以具有包括主要半径和交叉曲率的复合曲线。被复杂弯曲的冷成形玻璃基板(以及可选的弯曲显示模块)可以在两个独立方向上具有不同的曲率半径。因此，被复杂弯曲的冷成形玻璃基板(以及可选的弯曲显示模块)可以被表征为具有“交叉曲率”，其中冷成形玻璃基板(以及可选的弯曲显示模块)沿平行于给定尺寸的轴(例如，第一轴)被弯曲，并且还沿着垂直于相同尺寸的轴(例如，第二轴)被弯曲。当显著最小半径与显著交叉曲率及/或弯曲深度组合时，冷成形玻璃基板(以及可选的弯曲显示模块)的曲率可能甚至更复杂。
冷成形玻璃基板具有基本恒定的厚度(t)，并且所述厚度被定义为第一主表面142和第二主表面144之间的距离。本文中使用的厚度(t)是指玻璃基板的最大厚度。如图3-4所示，玻璃基板包括宽度(W)和长度(L)，宽度(W)定义为第一主表面或第二主表面中的一个的与厚度(t)正交的第一最大尺寸，长度(L)被定义为第一主表面或第二主表面中的一个的与厚度和宽度两者正交的第二最大尺寸。本文讨论的尺寸可以是平均尺寸。
如本文所用，术语“环境应力和环境应变”通常是指材料在约20-25℃的温度和101325Pa的压力下承受的应力和应变。
金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个的计算可以基于以下中的至少一个：冷成形玻璃的厚度、金属基板的厚度和粘合剂的厚度。替代地或额外地，金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个的计算基于以下中的至少一个的物理性质：冷成形玻璃、金属基板和粘合剂。冷成形玻璃、金属基板和粘合剂中的至少一个的物理性质包括但不限于：冷成形玻璃的弹性、超弹性或粘弹性，金属基板的弹性、超弹性或粘弹性，粘合剂的弹性、超弹性或粘弹性，以及粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)。
材料的杨氏模量是材料的线性弹性回应的测量，即，当承受负载的材料解除负载时，其返回到原来的未变形状态并且在约小于5％或小于3％或约1％至约3％的非常低的应变下被观察到。粘弹性材料显示出弹性特性和粘性特性两者，并且在载入-卸载曲线中显示出滞后。超弹性材料的模型可以是现象模型或机械模型或混合模型。
本领域技艺人士将认识到，材料的Tg很大程度上取决于材料固化(例如，交联)的固化时间表(例如，温度和该温度下的持续时间)。因此，根据其交联密度，在不同温度/时间表下固化的相同粘合剂可能具有不同的Tg。
可以基于冷成形玻璃基板的弯曲半径或曲率半径来计算金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个。例如，曲率半径可以是：约20mm或更大、40mm或更大、50mm或更大、60mm或更大、100mm或更大、250mm或更大或500mm或更大。例如，第一曲率半径可以是以下范围：从约20mm至约10000mm、从约30mm至约10000mm、从约40mm至约1500mm、从约50mm至约1500mm、60mm至约1500mm、从约70mm至约10000mm、从约80mm至约1500mm、从约90mm至约10000mm、从约100mm至约10000mm、从约120mm至约10000mm、从约140mm至约10000mm、从约150mm至约10000mm、从约160mm至约10000mm、从约180mm至约10000mm、从约200mm至约10000mm、从约220mm至约10000mm、从约240mm至约10000mm、从约250mm至约10000mm、从约260mm至约10000mm、从约270mm至约10000mm、从约280mm至约10000mm、从约290mm至约10000mm、从约300mm至约10000mm、从约350mm至约10000mm、从约400mm至约10000mm、从约450mm至约10000mm、从约500mm至约10000mm、从约550mm至约10000mm、从约600mm至约10000mm、从约650mm至约10000mm、从约700mm至约10000mm、从约750mm至约10000mm、从约800mm至约10000mm、从约900mm至约10000mm、从约950mm至约10000mm、从约1000mm至约10000mm、从约1250mm至约10000mm、从约1500mm至约10000mm、从约1750mm至约10000mm、从约2000mm至约10000mm、从约3000mm至约10000mm、从约20mm至约9000mm、从约20mm至约8000mm、从约20mm至约7000mm、从约20mm至约6000mm、从约20mm至约5000mm、从约20mm至约4000mm、从约20mm至约3000mm、从约20mm至约2500mm、从约20mm至约2000mm、从约20mm至约1750mm、从约20mm至约1500mm、从约20mm至约1400mm、从约20mm至约1300mm、从约20mm至约1200mm、从约20mm至约1100mm、从约20mm至约1000mm、从约20mm至约950mm、从约20mm至约900mm、从约20mm至约850mm、从约20mm至约800mm、从约20mm至约750mm、从约20mm至约700mm、从约20mm至约650mm、从约20mm至约200mm、从约20mm至约550mm、从约20mm至约500mm、从约20mm至约450mm、从约20mm至约400mm、从约20mm至约350mm、从约20mm至约300mm、从约20mm至约250mm、从约20mm至约200mm、从约20mm至约150mm、从约20mm至约100mm、从约20mm至约50mm、从约60mm至约1400mm、从约60mm至约1300mm、从约60mm至约1200mm、从约60mm至约1100mm、从约60mm至约1000mm、从约60mm至约950mm、从约60mm至约900mm、从约60mm至约850mm、从约60mm至约800mm、从约60mm至约750mm、从约60mm至约700mm、从约60mm至约650mm、从约60mm至约600mm、从约60mm至约550mm、从约60mm至约500mm、从约60mm至约450mm、从约60mm至约400mm、从约60mm至约350mm、从约60mm至约300mm、或从约60mm至约250mm。在一或多个实施方式中，具有小于约0.4mm的厚度的玻璃基板可表现出小于约100mm或小于约60mm的曲率半径。
基于冷成形玻璃的厚度、金属基板的厚度和粘合剂的厚度中的至少一个来计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个。
冷成形玻璃基板可具有任何合适的厚度。例如，可以具有约1.5mm或更小的厚度(t)。例如，厚度可以在以下范围中：从约0.01mm至约1.5mm、0.02mm至约1.5mm、0.03mm至约1.5mm、0.04mm至约1.5mm、0.05mm至约1.5mm、0.06mm至约1.5mm、0.07mm至约1.5mm、0.08mm至约1.5mm、0.09mm至约1.5mm、0.1mm至约1.5mm、从约0.15mm至约1.5mm、从约0.2mm至约1.5mm、从约0.25mm至约1.5mm、从约0.3mm至约1.5mm、从约0.35mm至约1.5mm、从约0.4mm至约1.5mm、从约0.45mm至约1.5mm、从约0.5mm至约1.5mm、从约0.55mm至约1.5mm、从约0.6mm至约1.5mm、从约0.65mm至约1.5mm、从约0.7mm至约1.5mm、从约0.01mm至约1.4mm、从约0.01mm至约1.3mm、从约0.01mm至约1.2mm、从约0.01mm至约1.1mm、从约0.01mm至约1.05mm、从约0.01mm至约1mm、从约0.01mm至约0.95mm、从约0.01mm至约0.9mm、从约0.01mm至约0.85mm、从约0.01mm至约0.8mm、从约0.01mm至约0.75mm、从约0.01mm至约0.7mm、从约0.01mm至约0.65mm、从约0.01mm至约0.6mm、从约0.01mm至约0.55mm、从约0.01mm至约0.5mm、从约0.01mm至约0.4mm、从约0.01mm至约0.3mm、从约0.01mm至约0.2mm、从约0.01mm至约0.1mm、从约0.04mm至约0.07mm、从约0.1mm至约1.4mm、从约0.1mm至约1.3mm、从约0.1mm至约1.2mm、从约0.1mm至约1.1mm、从约0.1mm至约1.05mm、从约0.1mm至约1mm、从约0.1mm至约0.95mm、从约0.1mm至约0.9mm、从约0.1mm至约0.85mm、从约0.1mm至约0.8mm、从约0.1mm至约0.75mm、从约0.1mm至约0.7mm、从约0.1mm至约0.65mm、从约0.1mm至约0.6mm、从约0.1mm至约0.55mm、从约0.1mm至约0.5mm、从约0.1mm至约0.4mm、或从约0.3mm至约0.7mm。
冷成形玻璃基板也可以具有在以下范围中的宽度(W)：从约5cm至约250cm、从约5cm至约20cm、从约10cm至约250cm、从约15cm至约250cm、从约20cm至约250cm、从约25cm至约250cm、从约30cm至约250cm、从约35cm至约250cm、从约40cm至约250cm、从约45cm至约250cm、从约50cm至约250cm、从约55cm至约250cm、从约60cm至约250cm、从约65cm至约250cm、从约70cm至约250cm、从约75cm至约250cm、从约80cm至约250cm、从约85cm至约250cm、从约90cm至约250cm、从约95cm至约250cm、从约100cm至约250cm、从约110cm至约250cm、从约120cm至约250cm、从约130cm至约250cm、从约140cm至约250cm、从约150cm至约250cm、从约5cm至约240cm、从约5cm至约230cm、从约5cm至约220cm、从约5cm至约210cm、从约5cm至约200cm、从约5cm至约190cm、从约5cm至约180cm、从约5cm至约170cm、从约5cm至约160cm、从约5cm至约150cm、从约5cm至约140cm、从约5cm至约130cm、从约5cm至约120cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约100cm、从约5cm至约90cm、从约5cm至约80cm、或从约5cm至约75cm。
冷成形玻璃基板也可以具有以下范围中的长度(L)：从约5cm至约250cm、从约30cm至约90cm、从约10cm至约250cm、从约15cm至约250cm、从约20cm至约250cm、从约25cm至约250cm、从约30cm至约250cm、从约35cm至约250cm、从约40cm至约250cm、从约45cm至约250cm、从约50cm至约250cm、从约55cm至约250cm、从约60cm至约250cm、从约65cm至约250cm、从约70cm至约250cm、从约75cm至约250cm、从约80cm至约250cm、从约85cm至约250cm、从约90cm至约250cm、从约95cm至约250cm、从约100cm至约250cm、从约110cm至约250cm、从约120cm至约250cm、从约130cm至约250cm、从约140cm至约250cm、从约150cm至约250cm、从约5cm至约240cm、从约5cm至约230cm、从约5cm至约220cm、从约5cm至约210cm、从约5cm至约200cm、从约5cm至约190cm、从约5cm至约180cm、从约5cm至约170cm、从约5cm至约160cm、从约5cm至约150cm、从约5cm至约140cm、从约5cm至约130cm、从约5cm至约120cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约100cm、从约5cm至约90cm、从约5cm至约80cm、或从约5cm至约75cm。
结构基板可以具有任何合适的厚度。例如，结构基板的厚度可以在从约0.5mm至约20mm的范围内。例如，从约2mm至约20mm、从约3mm至约20mm、从约4mm至约20mm、从约5mm至约20mm、从约6mm至约20mm、从约7mm至约20mm、从约8mm至约20mm、从约9mm至约20mm、从约10mm至约20mm、从约12mm至约20mm、从约14mm至约20mm、从约1mm至约18mm、从约1mm至约16mm、从约1mm至约15mm、从约1mm至约14mm、从约1mm至约12mm、从约1mm至约10mm、从约1mm至约8mm、从约1mm至约6mm、从约1mm至约5mm、从约1mm至约4mm、从约1mm至约3mm、从约1mm至约2mm，以及它们之间的所有范围和子范围。
粘合剂可以具有任何合适的厚度，所述厚度是从与冷成形玻璃基板接触的粘合剂表面到金属基板的表面测量的，如图1所示。除其他事项外，可以调整粘合剂的厚度，以确保金属基板和冷成形玻璃基板之间的层压。例如，粘合剂可具有以下厚度：约5mm或更小、约4mm或更小、约3mm或更小、约2.5mm或更小、约2mm或更小、约1.5mm或更小、或约1mm或更小。粘合剂可具有以下范围内的厚度：从约200μm至约2mmμm、约200μm至约1.75mm、约200μm至约1.5mm、约200μm至约1.25mm、约200μm至约1mm、约200μm至约750μm、约200μm至约500μm、从约225μm至约500μm、从约250μm至约500μm、从约275μm至约500μm、从约300μm至约500μm、从约325μm至约500μm、从约350μm至约500μm、从约375μm至约500μm、从约400μm至约500μm、从约200μm至约475μm、从约200μm至约450μm、从约200μm至约425μm、从约200μm至约400μm、从约200μm至约375μm、从约200μm至约350μm、从约200μm至约325μm、从约200μm至约300μm、或从约225μm至约275μm。
粘合剂还可具有任何合适的边框(bezel)宽度。例如，可以具有约25mm或更小的边框宽度。粘合剂可以具有以下范围内的边框宽度：从约1mm至约15mm、从约5mm至约20mm、从约10mm至约15mm、从约1mm至约10mm、从约5mm至约10mm、从约5mm至约15mm、从约10mm至约20mm、或从约1mm至约5mm。
本文描述的方法包括计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个的步骤。计算作为温度函数的金属基板上粘合剂的应力和应变中的至少一项可以基于冷成形玻璃、金属基板和粘合剂中的至少一个的物理性质，例如，冷成形玻璃的弹性、超弹性或粘弹性，金属基板的弹性、超弹性或粘弹性，粘合剂的弹性、超弹性或粘弹性，以及粘合剂的玻璃化转变温度。可以基于冷成形玻璃的弯曲半径来计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个。
用于冷成形产品中的合适的粘合剂或使用本文描述的方法选择的粘合剂可以是中间粘合剂。可以用本文描述的方法选择的或用于本文描述的冷成形产品的粘合剂的示例包括：聚氨酯(例如，可从美国明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000121
获得的DP604NS，以及从美国特拉华州威明顿市的
Figure BDA0003052517390000122
获得的Betamate73100/002、73100/005、73100/010、BetasealX2500和Betalink K2)、聚硅氧烷和硅烷改性聚合物(例如，可从
Figure BDA0003052517390000123
获得的TEROSONRB IX，也称为TEROSTAT MS 9399和TEROSON MS 647)，以及环氧树脂(例如，可从明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000124
获得的Scotch-WeldTM环氧粘合剂DP125和DP604)。
额外的粘合剂包括但不限于从以下一或多个类别中的选择的粘合剂：(a)增韧环氧树脂(例如，Masterbond EP21TDCHT-LO、3M Scotch Weld环氧树脂DP460米白色)；(b)柔性环氧树脂(例如，Masterbond EP21TDC-2LO，3M Scotch Weld环氧树脂2216)；(c)丙烯酸及/或增韧丙烯酸(例如，LORD粘合剂403、406或410丙烯酸粘合剂与LORD促进剂19或19GBw/LORD AP134底漆、LORD粘合剂850或852/LORD促进剂25GB、Loctite HF8000、LoctiteAA4800)；(d)聚氨酯(例如3M Scotch Weld聚氨酯DP640棕色,SikaForce 7570L03,SikaForce 7550L15,Sikaflex 552和聚氨酯(PUR)热熔胶，例如Technomelt PUR 9622-02UVNA、Loctite HHD 3542、Loctite HHD 3580、3M热熔胶3764和3748)；和(e)硅氧烷(DowCorning 995、Dow Corning 3-0500硅氧烷组装粘合剂、Dow Corning 7091、SikaSil-GP)。在某些情况下，可以利用以片或膜形式获得的结构粘合剂(例如但不限于3M结构粘合剂膜AF126-2、AF 163-2M、SBT 9263和9214，Masterbond FLM36-LO)。此外，可以使用诸如3M VHB胶带的压敏粘合剂。在这样的实施方式中，利用压敏粘合剂允许可以将弯曲玻璃基板粘合到框架上，而无需其他步骤。
表1：在-40℃、24℃和85℃的温度下的，“堆叠”结构的并在堆叠的界面处的拉伸强度(tensile strength)和重叠剪切强度(overlap shear strength)的示例。
Figure BDA0003052517390000131
Figure BDA0003052517390000141
Figure BDA0003052517390000151
*此表是通过由拉伸强度的修改的ASTM D897和用于层压平坦“堆叠”中的粘合剂粘合的修改的ASTM D10002-10而产生的，其中“堆叠”包括具有第一主表面和第二主表面的装饰玻璃层，其中第一主表面通过粘合剂粘合至金属基板的第一主表面。在一些情况下，可以对装饰玻璃层表面及/或金属表面涂覆底漆。
粘合剂材料可以多种方式施加。在一个实施方式中，使用喷枪和混合喷嘴或预混合注射器或自动粘合剂分配器来施加粘合剂，并使用以下任何一者来均匀扩散：例如辊、刷子、刮刀或刮条。
本案内容还涉及一种车辆部件，其包括：具有第一主表面的结构基板；具有第一主表面的冷成形玻璃；及具有第一主表面和第二主表面的粘合剂；其中：粘合剂位于金属基板的第一主表面和冷成形玻璃的第一主表面之间，并且粘合剂将金属基板的第一主表面粘合至冷成形玻璃的第一主表面。在一或多个实施方式中，可以使用本文描述的方法选择粘合剂。在一些实施方式中，粘合剂可以是聚氨酯。在一或多个实施方式中，结构基板是金属(例如，钢、铝、塑料或其组合)。
本案内容还涉及一种冷成形产品，其包括：结构基板(例如，框架)，其包括具有限定的曲率半径的弯曲表面和基板热膨胀系数(CTE)；冷成形且弯曲的玻璃基板，其通过粘合剂而粘合到弯曲表面，所述玻璃基板具有玻璃曲率半径并且包括玻璃基板CTE。在一或多个实施方式中，结构基板和粘合剂形成基板/粘合剂界面，并且玻璃基板和粘合剂形成玻璃基板/粘合剂界面。在一或多个实施方式中，玻璃CTE和基板CTE不同(例如，至少相差约1％、2％、5％、10％、15％或20％)。在一或多个实施方式中，冷成形产品在基板/粘合剂界面和玻璃基板/粘合剂界面中的一者或两者处经得起由修改的测试方法ASTM D1002-10在-40℃、24℃和85℃下决定的重叠剪切破坏，以及由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下决定的拉伸破坏。
在一或多个实施方式中，如图8所示，结构支撑体包括任选的底漆层(底漆1)，所述底漆层形成与结构支撑体/粘合剂界面处的粘接剂直接接触的底漆表面。在一或多个在实施方式中，如图8所示，玻璃基板具有油墨层，所述油墨层形成与玻璃基板/粘合剂界面处的粘合剂直接接触的着墨表面(inked surface)。如图8所示，冷成形产品可以包括可选的底漆(底漆2)，所述底漆设置在油墨层和粘合剂之间，并与粘合剂层直接接触。在这些实施方式的任意一个中，冷成形产品在基板/粘合剂界面和玻璃基板/粘合剂界面的一者或两者处经得起由修改的测试方法ASTM D1002-10在-40℃、24℃和85℃下决定的重叠剪切破坏，以及由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下决定的拉伸破坏。特别是，在一或多个实施方式中，冷成形产品在结构基板/底漆1界面、底漆1/粘合剂界面、结构基板/粘合剂界面(未图示)、粘合剂/底漆2界面、底漆2/油墨层界面、粘合剂/油墨界面(未图示)和油墨/玻璃基板界面经得起由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下测得的破坏。在一或多个实施方式中，冷成形产品也经得起由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下测量的粘合剂的松散(bulk)(内聚)破坏。参考图8描述修改后的ASTM D897堆叠中的材料布置方式。未修改的ASTM D897堆叠包括基板-待测试粘合剂-基板的材料。另一方面，如图8所示，修改的ASTM D897堆叠中的材料布置包括基板材料(例如，框架)-底漆1(可选)-待测试粘合剂-底漆2(可选)-油墨-玻璃-油墨-底漆(可选)-待测试粘合剂-底漆(可选)-框架材料。在一或多个实施方式中，冷成形且弯曲的玻璃基板和结构基板的曲率半径可以在彼此的10％或更少以内。
在某些情况下，当玻璃曲率半径大于或等于约400mm时，其中产品包括以下至少一种：粘合剂包括约0.5MPa至约5MPa范围内的模量，并且基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；粘合剂包括约5MPa至约15MPa范围内的模量，并且基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；粘合剂包括约15MPa至约100MPa的模量，并且基板CTE在15MPa下在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内，并在100MPa下线性降低至约0ppm/℃至约60ppm/℃的基板CTE的范围；粘合剂包括约100MPa至约500MPa的模量，并且基板CTE在100MPa下在约0ppm/℃至约60ppm/℃的范围内，并且在500MPa下线性降低至约0ppm/℃至约30ppm/℃的基板CTE的范围；粘合剂包括约500MPa至约1000MPa范围内的模量，并且基板CTE在500MPa下在约0ppm/℃至约30ppm/℃的范围内，并且在1000MPa下线性降低至约0ppm/℃至约15ppm/℃的基板CTE的范围；及基于约0ppm/℃至约15ppm/℃的CTE，粘合剂包括约1000MPa至约10000MPa范围内的模量。
在其他情况下，当玻璃曲率半径小于400mm且大于或等于约150mm时，产品包括以下至少一种：粘合剂包括约2MPa至约5MPa范围内的模量，并且基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；粘合剂包括约5MPa至约15MPa范围内的模量，并且基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；粘合剂包括约15MPa至约100MPa范围内的模量，并且基板CTE在15MPa下在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内，并且在100MPa下线性降低至约0ppm/℃至约60ppm/℃的基板CTE的范围；粘合剂包括约100MPa至约500MPa范围内的模量，并且基板CTE在100MPa下在约0ppm/℃至约60ppm/℃的范围内，并且在500MPa下线性降低至约0ppm/℃至约30ppm/℃的基板CTE的范围；粘合剂包括约500MPa至约1000MPa范围内的模量，并且基板CTE在500MPa下在约0ppm/℃至约30ppm/℃的范围内，并且在1000MPa下线性降低至约0ppm/℃至约15ppm/℃的基板CTE的范围；及基于约0ppm/℃至约15ppm/℃的CTE，粘合剂包括约1000MPa至约10000MPa范围内的模量。
尽管本文讨论了金属基板，但是基板可以由任何合适的材料制成，包括金属(例如，不锈钢和铝)和聚合材料，例如塑料或纤维增强复合材料。
本文描述的方法的计算步骤可以在机器和相关联的软件架构中实现(例如，ANSYSMechanical Enterprise机械工程软件解决方案，其将有限元分析(FEA)用于使用ANSYSMechanical接口的结构分析，以在诸如分层复合材料的领域对高级材料进行建模)。以下各节描述了适合与所公开的方法一起使用的代表性(多个)软件架构和(多个)机器(例如硬件)架构。
图5图示示例系统500，其中可以实现本文描述的方法的计算步骤。如图所示，系统500包括经由网络540相互通信的客户端设备510、服务器520和数据库530。网络540可以包括因特网、内联网、局域网、广域网、有线网络、无线网络和类似网络中的一或多个。
系统500被示出为包括单个客户端设备510、单个服务器520和单个数据库530。然而，本文描述的技术可以使用多个客户端设备、服务器及/或数据库来实现。此外，所述技术在图5中被描述为在包括网络540的系统500中实现。然而，在替代实施方式中，可以使用单个机器(可以或可以不连接到网络)或使用经由有线或无线连接(非网络)彼此连接的多个机器来实现所述技术。
在一些示例中，服务器520的功能可以由多个不同的机器执行。在一些示例中，数据库530可以包括多个不同的机器。在一些示例中，单个机器执行服务器520和数据库530两者的功能。
客户端设备510可以是膝上型计算机、台式计算机、移动电话、平板计算机、智能手表、智能扬声器设备、智能电视、个人数字助理(PDA)和类似设备。客户端设备510可以包括用于由终端用户提供输入或接收输出的任何设备。
例如，数据库530存储冷成形玻璃、金属基板及/或粘合剂的多个物理性质。
服务器520存储模块525，模块525在由服务器520执行时，使服务器520实现结合图6描述的方法600的全部或部分操作。
图6图示用于选择粘合剂的示例性方法600的流程图。方法600可以在执行模块625时在服务器620处实现。
在操作610，服务器520存取(例如)冷成形玻璃、金属基板及/或粘合剂的物理性质数据，并计算金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个；
在操作620，服务器520计算粘合剂的环境应力与强度的比值。
在操作630处，服务器520存取(例如)冷成形玻璃、金属基板及/或粘合剂的物理性质数据，并计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个。
在操作640，服务器520计算作为温度函数的粘合剂的应力与强度的比值。
在操作650，如果环境应力与强度的比值随时间的变化小于一个数量级时，则服务器520或用户选择所述粘合剂。
应该注意的是，虽然方法600的操作610-650被指定为以特定循序执行，但是在一些示例中，操作610-650可以不同循序执行。在一些情况下，可以跳过操作610-650中的一或多个。
图7是示出根据一些示例实施方式的能够从机器可读介质(例如，机器可读存储介质)读取指令并执行本文讨论的方法中的任何一或多个的机器1600的组件的方块图。具体而言，图7以计算机系统的示例形式图示机器1600的图示表示，其中可执行用于使机器1600执行本文讨论的任何一或多个方法的指令1616(例如，软件、程序、应用、小程序、应用程序或其他可执行代码)。指令1616将通用的未编程的机器转换成被编程而以所描述的方式执行所描述和示出的功能的特定机器。在替代实施方式中，机器1600作为独立设备操作或可以耦接(例如，联网)到其他机器。在网络部署中，机器1600可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器或客户端机器的身份运行，或者在点对点(或分散式)网络环境中作为节点机器运行。机器1600可以包括但不限于服务器计算机、客户端计算机、PC、平板计算机、膝上型计算机、上网本、个人数字助理(PDA)、娱乐媒体系统、蜂窝电话、智能电话、移动设备、可穿戴设备(例如，智能手表)、智能家居设备(例如，智能家电)、其他智能设备、网络设备、网络路由器、网络交换机、桥接器或能够顺序地或以其他方式执行指定机器1600要采取的动作的指令1616的任何机器。此外，尽管仅图示单个机器1600，但术语“机器”也应视为包括机器1600的集合，其单独地或共同地执行指令1616以执行本文中所讨论的方法中的任何一或多个。
机器1600可以包括处理器1610、存储器/存储装置1630和I/O组件1650，其可以被配置为例如经由总线1602彼此通信。在示例实施方式中，处理器1610(例如，中央处理单元(CPU)、精简指令集计算(RISC)处理器、复杂指令集计算(CISC)处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、ASIC、射频集成电路(RFIC)、另一个处理器或其任意合适的组合)可以包括，例如，可以执行指令1616的处理器1612和处理器1614。术语“处理器”旨在包括多核处理器，其可以包括可以同时执行指令的两个或更多个独立处理器(有时称为“核心”)。虽然图7图示多个处理器1610，机器1600可以包括具有单个核心的单个处理器、具有多个核心的单个处理器(例如，多核处理器)、多个具有单个核心的处理器、多个具有多个核心的处理器、或它们的任何组合。
存储器/存储装置1630可以包括诸如主存储器或其他存储装置的存储器1632以及存储装置单元1636，其两者均可以经由诸如总线1602被处理器1610存取。存储装置单元1636和存储器1632存储有体现本文所述方法或功能中的任何一或多个的指令1616。指令1616在由机器1600执行时，指令1616还可以全部或部分地常驻在存储器1632内、存储装置单元1636内、至少一个处理器1610内(例如，处理器的高速缓冲存储器内)或其任何合适的组合内。因此，存储器1632、存储装置单元1636和处理器1610的存储器是机器可读介质的示例。
如本文所用，“机器可读介质”是指能够临时或永久地存储指令(例如，指令1616)和数据的设备，并且可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、缓冲存储器、闪存、光学介质、磁性介质、高速缓冲存储器、其他类型的存储器(例如，可抹除可编程只读存储器(EEPROM))及/或其任何合适的组合。术语“机器可读介质”应被认为包括能够存储指令1616的单个介质或多个介质(例如，集中式或分散式数据库或相关联的缓存和服务器)。术语“机器可读介质”也应被认为包括能够存储由机器(例如，机器1600)执行的指令(例如，指令1616)的任何介质或多种介质的组合，使得指令在由机器的一或多个处理器(例如，处理器1610)执行时，使机器执行本文所述的方法中的任何一或多个。因此，“机器可读介质”是指单个存储装置或设备，以及包括多个存储装置或设备的“基于云的”存储系统或存储网络。术语“机器可读介质”本身不包括信号。
I/O组件1650可以包括各种各样的组件，以接收输入、提供输出、产生输出、发送信息、交换信息、捕获测量等等。包括在特定机器中的特定I/O组件1650将取决于机器的类型。例如，诸如移动电话的便携式机器将可能包括触摸输入装置或其他这样的输入机构，而无头(headless)服务器机器将可能不包括这样的触摸输入装置。将理解的是，I/O组件1650可以包括没有在图7中示出的许多其他组件。为了简化下面的讨论，仅根据功能对I/O组件1650进行分组，并且所述分组绝不是限制性的。在各种示例实施方式中，I/O组件1650可以包括输出组件1652和输入组件1654。输出组件1652可以包括视觉组件(例如，诸如等离子体显示面板(PDP)的显示器、发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)、投影仪或阴极射线管(CRT))、声学组件(例如扬声器)、触觉组件(例如振动电机、电阻式机构)、其他信号产生器等等。输入组件1654可以包括字母数字输入组件(例如，键盘、配置为接收字母数字输入的触摸屏、光电键盘或其他字母数字输入组件)、基于指向的输入组件(例如，鼠标、触控板、跟踪球、操纵杆、运动传感器或其他指向工具)、触摸输入组件(例如，实体按钮、提供触摸或触摸手势的位置及/或力的触摸屏或其他触觉输入组件)、音频输入组件(例如，麦克风)等。
在另外的示例实施方式中，I/O组件1650可以包括生物辨识组件1656、运动组件1658、环境组件1660或位置组件1662等的各种各样的其他组件。例如，生物辨识组件1656可以包括用于检测表情(例如，手势、面部表情、声音表达、身体姿势或眼睛追踪)、测量生物信号(例如，血压、心率、体温、汗水或脑电波)、测量与运动有关的指标(例如运动的距离、运动的速度或运动所花费的时间)来辨识个人(例如，语音辨识、视网膜辨识、面孔辨识、指纹辨识或基于脑电图的辨识)等的组件。运动组件1658可以包括加速度传感器组件(例如，加速度计)、重力传感器组件、旋转传感器组件(例如，陀螺仪)等。环境组件1660可以包括，例如，照明传感器组件(例如，光度计)、温度传感器组件(例如，检测环境温度的一或多个温度计)、湿度传感器组件、压力传感器组件(例如气压计)、声学传感器组件(例如，一或多个检测背景噪音的麦克风)、接近传感器组件(例如，检测附近物体的红外传感器)、气体传感器(例如，用于检测有害气体浓度以确保安全或测量大气中污染物的气体检测传感器)，或其他可以提供与周围物理环境相对应的指示、测量或信号的组件。位置组件1662可以包括位置传感器组件(例如，全球定位系统(GPS)接收器组件)、高度传感器组件(例如，检测可以从中获得高度的气压的高度计或气压计)、方向传感器组件(例如，磁力计)等。
可以使用多种技术来实现通信。I/O组件1650可以包括通信组件1664，通信组件1664可操作以分别经由连接1682和连接1672将机器1600联接到网络1680或设备1670。例如，通信组件1664可以包括网络接口组件或其他合适的设备，以与网络1680互动。在进一步的示例中，通信组件1664可以包括有线通信组件、无线通信组件、蜂窝通信组件、近场通信(NFC)组件、
Figure BDA0003052517390000211
组件(例如，低功耗
Figure BDA0003052517390000212
)、
Figure BDA0003052517390000213
组件和以其他方式提供通信的其他通信组件。设备1670可以是另一台机器或各种各样的周边设备中的任何一个(例如，经由USB耦接的周边设备)。
此外，通信组件1664可以检测指示符或包括可操作以检测指示符的组件。例如，通信组件1664可以包括射频辨识(RFID)标签读取器组件、NFC智能标签检测组件、光学读取器组件或声学检测组件(例如，用于辨识标记的音频信号的麦克风)。另外，可以通过通信组件1664汇出各种信息，例如，经由Internet协议(IP)进行定位、经由
Figure BDA0003052517390000221
信号三角测量进行定位、经由检测可能指示特定位置的NFC信标信号进行定位等等。
在各种示例实施方式中，网络1680的一或多个部分可以是自组织(ad hoc)网络、内联网、外联网、虚拟私人网络(VPN)、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、WAN、无线WAN(WWAN、城域网(MAN)、因特网、因特网的一部分、公用交换电话网(PSTN)的一部分、普通老式电话服务(POTS)网络、蜂窝电话网络、无线网络、
Figure BDA0003052517390000222
网络、另一种类型的网络，或两个或更多个上述网络的组合。例如，网络1680或网络1680的一部分可以包括无线或蜂窝网络，并且连接1682可以是码分多址(CDMA)连接、全球移动通信系统(GSM)连接或其他类型的蜂窝或无线连接。在所述示例中，连接1682可以实现多种类型的数据传输技术中的任何一种，例如单载波无线电传输技术(1xRTT)、演进数据优化(EVDO)技术、通用分组无线服务(GPRS)技术、增强型数据速率GSM演进(EDGE)技术、包括4G的第三代合作伙伴计划(3GPP)、第四代无线(4G)网络、通用移动电信系统(UMTS)、高速分组存取(HSPA)、全球互通微波存取(WiMAX)、长期演进(LTE)标准、由各种标准制定组织定义的其他标准、其他远程协议或其他数据传输技术。
指令1616可以经由网络周边设备(例如，包括在通信组件1664中的网络接口组件)使用传输介质在网络1680上发送或接收，并且可以利用许多众所周知的传输协议中的任何一种(例如HTTP)。类似地，指令1616可以使用传输介质经由连接1672(例如，点对点连接)而被发送到设备1670或从设备1670接收。术语“传输介质”应被认为包括任何无形的介质，其能够存储、编码或携带用于由机器1600执行的指令1616，并且包括数字或模拟通信信号或促进该软件的通信的其他无形介质。
应当以灵活的方式解释以范围格式表示的值，从而不仅包括明确列举为范围限制的数值，而且还包括所述范围内包含的所有单个数值或子范围，就好像每个数值和子范围已被明确列出。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且包括各个值(例如1％、2％、3％和4％)以及指定范围内的子范围(例如0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指出，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样地，除非另外指出，否则表述“约X、Y或约Z”与“约X、约Y或约Z”具有相同的含义。
在本文中，除非上下文另外明确指出，否则术语“一个(a)”、“一者(an)”或“所述(the)”用于包括一或多个。除非另有说明，否则术语“或”用于表示非排他性的“或”。另外，应当理解，本文中采用的没有另外定义的措词或术语仅是出于描述的目的，而不是限制性的。章节标题的任何使用均旨在帮助阅读文件，而不应理解为限制性的；与章节标题相关联的信息可能发生在该特定章节之内或之外。此外，该文件中引用的所有出版物、专利和专利文件通过引用而整体并入本文，就好像通过引用单独地并入。如果本文件与通过引用方式并入的那些文件之间用法不一致时，应将所并入的引用中的用法视为对本文件的补充；对于不一致之处，以本文件中的用法为准。
在本文描述的方法中，除非明确陈述了时间或操作顺序，步骤可以任何循序执行，只要不背离本发明的原理即可。此外，指定的步骤可以同时执行，除非存在指出它们是分别执行的明确的声明语言。例如，要求保护的执行X的步骤和要求保护的执行Y的步骤可以在单个操作中被同时执行，并且所得到工艺将落入要求保护的工艺的字面范围内。
如本文所用，术语“约”可以允许值或范围内的一定程度的可变性，例如，在所表述值或表述的限制范围的10％以内、5％以内或1％以内。
如本文所用，术语“基本上”是指大部分或绝大部分，至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％或至少约99.999％或更高。
示例
通过参考以下示例来提供本发明的更好理解，以下示例以说明的方式提供。本发明不限于本文提供的实施方式。
使用有限元分析(FEA)工具执行以下示例中提供的计算，以对类似于图2所示的装配配置的应力进行建模，其中粘合剂160位于框架150和玻璃140之间。合适的FEA工具的示例是ANSYS Mechanical Enterprise机械工程软件工具。
简要地，本文中呈现的结果是通过在FEA软件中产生物理零件元件的几何形状而获得的。物理操作条件已转换为适当的建模抽象(modeling abstraction)。其包括边界条件、材料模型等。在建立模型之后，使用计算机系统(例如图7中所述的计算机系统)运行模型。然后对结果进行解释和分析以获得信息，例如零件变形、应力、应变和应力强度比值。
在以下实施方式中提供的结果表明，粘合剂的选择可以由两个重要因素控制，即，在给定的工作温度范围内粘合剂的应力与强度的比值和框架基板的材料。结果还表明，在选择粘合剂时，框架厚度和粘合剂厚度不太重要。
尽管实施方式中讨论的所有粘合剂对于构建可用于车辆内饰的组装构造似乎都是令人满意的，但是从模型数据得出的结论是，聚氨酯将可能提供最充分的粘合，其次是有机硅/聚硅氧烷/硅烷改性的聚合物和环氧树脂。
示例1
对使用了可从美国明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000241
获得的聚氨酯DP604NS的不锈钢和铝制框架在两个不同的温度(95℃和-40℃下)进行应力建模。使用这两个温度是因为本文所述的元件构造可能会遇到这种温度条件。表2提供了最大主应力、最大剪切应力和最大冯·米塞斯(von Mises)应力值。
表2
Figure BDA0003052517390000242
这些结果表明，尽管计算得出在铝上的应力高于在不锈钢上的应力，但本文描述的组件构造上的应力随材料而变化。
示例2
还对使用了可从美国明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000251
获得的聚氨酯DP604NS、可从美国明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000252
获得的Scotch-WeldTM环氧胶DP125、可从
Figure BDA0003052517390000253
获得的聚硅氧烷TEROSON RB IX(也称为TEROSTAT MS 9399)的铝制框架进行了应力建模。同样，在两个不同的温度下(95℃和-40℃)进行应力建模。
表3
Figure BDA0003052517390000254
这些结果表明，本文描述的组件构造上的应力根据温度而变化，DP604NS变化最小，DP 125变化最大。很大程度上取决于温度。
示例3
还对使用了可从美国明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000255
获得的聚氨酯DP604NS的铝框架在两种不同的框架厚度的情况下进行应力建模，以决定框架厚度是否会影响应力。表4提供了最大主应力、最大剪切应力和最大冯·米塞斯应力值。
表4
3mm 5mm
应力
最大主应力(MPa) 7.8 8.5
最大剪切应力(MPa) 3.1 3.3
最大冯·米塞斯应力(MPa) 5.6 6.0
这些结果表明，本文描述的组件构造上的应力在95℃下随框架厚度变化不大。
示例4
还对使用了可从美国明尼苏达州圣保罗市的
Figure BDA0003052517390000261
获得的聚氨酯DP604NS的铝框架在三种不同的粘合剂厚度的情况下进行应力建模。
表5
Figure BDA0003052517390000262
这些结果表明，本文描述的组件构造上的各种应力随粘合剂厚度而减小。
本案内容提供了以下实施方式，其编号不应被解释为指示重要程度：
实施方式1涉及一种用于选择用于将冷成形玻璃粘合到金属基板的粘合剂的方法，所述方法包括：
计算金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个；
计算粘合剂的环境应力与强度的比值；
计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个；
计算作为温度函数的粘合剂的应力和强度的比值；和
如果环境应力与强度的比值随时间变化小于一个数量级，则选择所述粘合剂。
实施方式2涉及实施方式1的方法，其中基于冷成形玻璃的厚度、金属基板的厚度和粘合剂的厚度中的至少一个来计算金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个。
实施方式3涉及实施方式1的方法，其中基于冷成形玻璃、金属基板和粘合剂的至少一个的物理性质来计算金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个。
实施方式4涉及实施方式3的方法，其中物理性质是以下中的至少一个：冷成形玻璃的弹性、超弹性或粘弹性，金属基板的弹性、超弹性或粘弹性，粘合剂的弹性、超弹性或粘弹性，以及粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)。
实施方式5涉及实施方式4的方法，其中粘合剂被固化，使得材料在其最低工作温度和最高工作温度下的储能模量(E')之差为大约三个数量级或小于大约三个数量级、大约两个数量级或小于大约两个数量级、或大约一个数量级或小于大约一个数量级。
实施方式6涉及实施方式5的方法，其中粘合剂的Tg为大约室温(例如24℃)或低于大约室温、低于-10℃、低于-20℃或低于-30℃。
实施方式7涉及实施方式1的方法，其中基于冷成形玻璃的弯曲半径来计算金属基板上的粘合剂的环境应力和环境应变中的至少一个。
实施方式8涉及实施方式1的方法，其中基于冷成形玻璃的厚度、金属基板的厚度和粘合剂的厚度中的至少一个来计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个。
实施方式9涉及实施方式1的方法，其中基于冷成形玻璃、金属基板和粘合剂的至少一个的物理性质来计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个。
实施方式10涉及实施方式9的方法，其中物理性质是以下中的至少一个：冷成形玻璃的弹性、超弹性或粘弹性，金属基板的弹性、超弹性或粘弹性，粘合剂的弹性、超弹性或粘弹性，以及粘合剂的玻璃化转变温度。
实施方式11涉及实施方式1的方法，其中基于冷成形玻璃的弯曲半径来计算作为温度函数的金属基板上的粘合剂的应力和应变中的至少一个。
实施方式12涉及实施方式1的方法，其中环境应力与强度的比值随时间从大约3:10变为大约3:100。
实施方式13涉及实施方式1的方法，其中环境应力与强度的比值随15年的时间段从大约3:10变为大约3:100。
实施方式14涉及一种使用实施方式1的方法选择的粘合剂。
实施方式15涉及实施方式14的粘合剂，其中所述粘合剂是中间粘合剂。
实施方式16涉及实施方式14的粘合剂，其中所述粘合剂是聚氨酯、聚硅氧烷或环氧树脂。
实施方式17涉及实施方式14的粘合剂，其中所述粘合剂是聚氨酯。
实施方式18涉及实施方式14的粘合剂，其中所述粘合剂是聚硅氧烷或硅烷改性的聚合物。
实施方式19涉及一种冷成形车辆部件，包括：
具有第一主表面的金属基板；
具有第一主表面的冷成形玻璃；和
具有第一主表面和第二主表面的粘合剂，所述粘合剂使用实施方式1的方法选择；
其中：
粘合剂位于金属基板的第一主表面和冷成形玻璃的第一主表面之间；并且
粘合剂将金属基板的第一主表面粘合到冷成形玻璃的第一主表面。
实施方式20涉及实施方式19的车辆部件，其中粘合剂是聚氨酯。
实施方式21涉及一种冷成形产品，其包括：结构基板，所述结构基板包括弯曲表面和结构基板热膨胀系数(CTE)；使用粘合剂粘合在所述弯曲表面上的冷成形且弯曲的玻璃基板，所述玻璃基板包括玻璃基板CTE，所述结构基板和所述粘合剂形成结构基板/粘合剂界面，并且所述玻璃基板和所述粘合剂形成玻璃基板/粘合剂界面，其中所述玻璃基板CTE和所述结构基板CTE不同，其中所述产品在所述结构基板/粘合剂界面和所述玻璃基板/粘合剂界面中的一者或两者处经得起重叠剪切破坏和拉伸破坏，所述重叠剪切破坏由修改的测试方法ASTM D1002-10在-40℃、24℃和85℃下决定，所述拉伸破坏由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下决定。
实施方式22涉及实施方式21的产品，其中所述玻璃基板包括形成着墨表面的油墨层，所述着墨表面在所述玻璃基板/粘合剂界面处与所述粘合剂接触。
实施方式23涉及实施方式21或22，其中所述冷成形且弯曲的玻璃基板包括曲率半径，并且所述结构基板包括曲率半径，其中所述玻璃基板和所述结构支撑体的所述曲率半径在彼此的10％或更少以内。
实施方式24涉及实施方式21-23中任一项的产品，所述玻璃基板的曲率半径大于或等于约400mm，并且其中所述产品包括以下中的至少一者：所述粘合剂包括约0.5MPa至约5MPa的范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；所述粘合剂包括约5MPa至约15MPa的范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；所述粘合剂包括约15MPa至约100MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在15MPa下在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内，并且在100MPa下线性降低至约0ppm/℃至约60ppm/℃的基板CTE的范围；所述粘合剂包括约100MPa至约500MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在100MPa下在约0ppm/℃至约60ppm/℃的范围内，并且在500MPa下线性降低至约0ppm/℃至约30ppm/℃的基板CTE的范围；所述粘合剂包括约500MPa至约1000MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在500MPa下在约0ppm/℃至约30ppm/℃的范围内，并且在1000MPa下线性降低至约0ppm/℃至约15ppm/℃的基板CTE的范围；和所述粘合剂包括约1000MPa至约10000MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE为约0ppm/℃至约15ppm/℃。
实施方式25涉及实施方式21-23中任一项的产品，所述玻璃基板的曲率半径大于或等于约150mm且小于400mm，并且其中所述产品包括以下中的至少一者：所述粘合剂包括约2MPa至约5MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；所述粘合剂包括约5MPa至约15MPa的范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；所述粘合剂包括约15MPa至约100MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在15MPa下在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内，并且在100MPa下线性降低至约0ppm/℃至约60ppm/℃的结构基板CTE的范围；所述粘合剂包括约100MPa至约500MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在100MPa下在约0ppm/℃至约60ppm/℃的范围内，并且在500MPa下线性降低至约0ppm/℃至约30ppm/℃的结构基板CTE的范围；所述粘合剂包括约500MPa至约1000MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在500MPa下在约0ppm/℃至约30ppm/℃的范围内，并且在1000MPa下线性降低至约0ppm/℃至约15ppm/℃的结构基板CTE的范围；和所述粘合剂包括基于约0ppm/℃至约15ppm/℃的结构CTE下的约1000MPa至约10000MPa范围内的模量。
实施方式26涉及实施方式21-25中任一项的产品，其中所述结构基板是金属、金属混合物、塑料或纤维增强复合材料中的一种。

Claims (26)

1.一种用于选择用于将冷成形玻璃粘合到金属基板的粘合剂的方法，所述方法包括：
计算所述金属基板上的所述粘合剂的所述环境应力和所述环境应变中的至少一个；
计算所述粘合剂的环境应力与强度的比值；
计算作为温度函数的所述金属基板上的所述粘合剂的所述应力和所述应变中的至少一个；
计算作为温度函数的所述粘合剂的应力和强度的比值；和
如果所述环境应力与强度的比值随时间变化小于一个数量级，则选择所述粘合剂。
2.如权利要求1所述的方法，其中基于所述冷成形玻璃的厚度、所述金属基板的厚度和所述粘合剂的厚度中的至少一个来计算所述金属基板上的所述粘合剂的所述环境应力和所述环境应变中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中基于所述冷成形玻璃、所述金属基板和所述粘合剂的至少一个的物理性质来计算所述金属基板上的所述粘合剂的所述环境应力和所述环境应变中的至少一个。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述物理性质是以下中的至少一个：所述冷成形玻璃的所述弹性、超弹性或粘弹性，所述金属基板的所述弹性、超弹性或粘弹性，所述粘合剂的所述弹性、超弹性或粘弹性，以及所述粘合剂的所述玻璃化转变温度(Tg)。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述Tg为大约室温或低于大约室温，使得所述材料在其最低工作温度和最高工作温度下的储能模量(E')之差为大约三个数量级或小于大约三个数量级，或大约两个数量级或小于大约两个数量级。
6.如权利要求4或权利要求5所述的方法，其中粘合剂的所述Tg为室温或低于室温。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中基于所述冷成形玻璃的弯曲半径来计算所述金属基板上的所述粘合剂的所述环境应力和所述环境应变中的至少一个。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中基于所述冷成形玻璃的厚度、所述金属基板的厚度和所述粘合剂的厚度中的至少一个来计算作为温度函数的所述金属基板上的所述粘合剂的所述应力和所述应变中的至少一个。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中基于所述冷成形玻璃、所述金属基板和所述粘合剂的至少一个的物理性质来计算作为温度函数的所述金属基板上的所述粘合剂的所述应力和所述应变中的至少一个。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述物理性质是以下中的至少一个：所述冷成形玻璃的所述弹性、超弹性或粘弹性，所述金属基板的所述弹性、超弹性或粘弹性，所述粘合剂的所述弹性、超弹性或粘弹性，以及所述粘合剂的所述玻璃化转变温度。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中基于所述冷成形玻璃的弯曲半径来计算作为温度函数的所述金属基板上的所述粘合剂的所述应力和所述应变中的至少一个。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述环境应力与强度的比值随时间从大约3:10变为大约3:100。
13.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述环境应力与强度的比值随15年的时间段从大约3:10变为大约3:100。
14.一种使用如权利要求1-13中任一项所述的方法选择的粘合剂。
15.如权利要求14所述的粘合剂，其中所述粘合剂是中间粘合剂。
16.如权利要求14所述的粘合剂，其中所述粘合剂是聚氨酯、聚硅氧烷或环氧树脂。
17.如权利要求14所述的粘合剂，其中所述粘合剂是聚氨酯。
18.如权利要求14所述的粘合剂，其中所述粘合剂是聚硅氧烷或硅烷改性的聚合物。
19.一种车辆部件，包括：
具有第一主表面的金属基板；
具有第一主表面的冷成形玻璃；和
具有第一主表面和第二主表面的粘合剂，所述粘合剂使用权利要求1-13中任一项所述的方法选择；
其中：
所述粘合剂位于所述金属基板的第一主表面和所述冷成形玻璃的第一主表面之间；并且
所述粘合剂将所述金属基板的第一主表面粘合到所述冷成形玻璃的第一主表面。
20.如权利要求19所述的车辆部件，其中所述粘合剂是聚氨酯。
21.一种冷成形产品，包括：
结构基板，所述结构基板包括弯曲表面和结构基板热膨胀系数(CTE)；
使用粘合剂粘合在所述弯曲表面上的冷成形且弯曲的玻璃基板，所述玻璃基板包括玻璃基板CTE，所述结构基板和所述粘合剂形成结构基板/粘合剂界面，并且所述玻璃基板和所述粘合剂形成玻璃基板/粘合剂界面；
其中所述玻璃基板CTE和所述结构基板CTE不同，
其中所述产品在所述结构基板/粘合剂界面和所述玻璃基板/粘合剂界面中的一者或两者处经得起重叠剪切破坏和拉伸破坏，所述重叠剪切破坏由修改的测试方法ASTMD1002-10在-40℃、24℃和85℃下决定，所述拉伸破坏由ASTM D897在-40℃、24℃和85℃下决定。
22.如权利要求21所述的产品，其中所述玻璃基板包括形成着墨表面的油墨层，所述着墨表面在所述玻璃基板/粘合剂界面处与所述粘合剂接触。
23.如权利要求21或22所述的产品，其中所述冷成形且弯曲的玻璃基板包括曲率半径，并且所述结构基板包括曲率半径，其中所述玻璃基板和所述结构支撑体的所述曲率半径的差异在彼此的10％或更少以内。
24.如权利要求21-23中任一项所述的产品，其中所述玻璃基板的曲率半径大于或等于约400mm，并且其中所述产品包括以下中的至少一者：
所述粘合剂包括约0.5MPa至约5MPa的范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；
所述粘合剂包括约5MPa至约15MPa的范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；
所述粘合剂包括约15MPa至约100MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在15MPa下在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内，并且在100MPa下线性降低至约0ppm/℃至约60ppm/℃的基板CTE的范围；
所述粘合剂包括约100MPa至约500MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在100MPa下在约0ppm/℃至约60ppm/℃的范围内，并且在500MPa下线性降低至约0ppm/℃至约30ppm/℃的基板CTE的范围；
所述粘合剂包括约500MPa至约1000MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在500MPa下在约0ppm/℃至约30ppm/℃的范围内，并且在1000MPa下线性降低至约0ppm/℃至约15ppm/℃的基板CTE的范围；和
所述粘合剂包括约1000MPa至约10000MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE为约0ppm/℃至约15ppm/℃。
25.如权利要求21-23中任一项所述的产品，其中所述玻璃基板的曲率半径大于或等于约150mm且小于400mm，并且其中所述产品包括以下中的至少一者：
所述粘合剂包括约2MPa至约5MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；
所述粘合剂包括约5MPa至约15MPa的范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内；
所述粘合剂包括约15MPa至约100MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在15MPa下在约0ppm/℃至约120ppm/℃的范围内，并且在100MPa下线性降低至约0ppm/℃至约60ppm/℃的结构基板CTE的范围；
所述粘合剂包括约100MPa至约500MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在100MPa下在约0ppm/℃至约60ppm/℃的范围内，并且在500MPa下线性降低至约0ppm/℃至约30ppm/℃的结构基板CTE的范围；
所述粘合剂包括约500MPa至约1000MPa范围内的模量，并且其中所述结构基板CTE在500MPa下在约0ppm/℃至约30ppm/℃的范围内，并且在1000MPa下线性降低至约0ppm/℃至约15ppm/℃的结构基板CTE的范围；和
所述粘合剂包括基于约0ppm/℃至约15ppm/℃的结构CTE下的约1000MPa至约10000MPa范围内的模量。
26.如权利要求21至25中任一项所述的产品，其中所述结构基板是金属、金属混合物、塑料或纤维增强复合材料中的一种。
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