CN114555352A - 具有降低的弯曲应力和改善的碰撞性能的汽车内饰的层压方法 - Google Patents

具有降低的弯曲应力和改善的碰撞性能的汽车内饰的层压方法 Download PDF

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哈立德·拉尤尼
牟进发
朴钟世
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Abstract

一种形成车辆内饰系统的方法。在该方法中，提供第一玻璃层，其中第一玻璃层具有第一主表面和第二主表面。第二主表面与第一主表面相对。提供第二玻璃层，其中第二玻璃层具有第三主表面和第四主表面。第四主表面与第三主表面相对。用粘合剂层将第二主表面粘合到第三主表面以形成玻璃层压体。将玻璃层压体放置在模具上，并且在低于每个玻璃层的玻璃化转变温度的温度下成型玻璃层压体以形成第一曲率。

Description

具有降低的弯曲应力和改善的碰撞性能的汽车内饰的层压 方法
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求于2020年1月30日提交的美国临时申请序列号为62/967,779和于2019年8月9日提交的美国临时申请序列号为62/884,954的优先权的权益，依赖所述申请的内容并通过引用将其全部内容结合在此。
背景技术
本公开内容涉及包括至少两层玻璃的车辆内饰系统及其形成方法。
车辆内饰包括弯曲表面，并且可在此类弯曲表面中并入显示器。用于形成此类弯曲表面的材料通常限于聚合物，所述聚合物不像玻璃那样表现出耐久性和光学性能。因此，弯曲的玻璃基板是理想的，尤其是当被用作显示器的盖体(cover)时。形成此类弯曲的玻璃基板的现有方法(诸如热成型)具有包括高成本、光学畸变和表面印痕的缺点。因此，申请人已经确定了对于车辆内饰系统的需求，该车辆内饰系统可以以划算的方式并入弯曲的玻璃层并且没有通常与玻璃热成型工艺相关的问题。
发明内容
根据一个方面，本公开内容的实施方式涉及一种形成车辆内饰系统的方法。在该方法中，提供第一玻璃层，其中第一玻璃层具有第一主表面和第二主表面。第二主表面与第一主表面相对。提供第二玻璃层，其中第二玻璃层具有第三主表面和第四主表面。第四主表面与第三主表面相对。用粘合剂层将第二主表面粘合到第三主表面以形成玻璃层压体。将玻璃层压体放置在模具上，并且在低于每个玻璃层的玻璃化转变温度的温度下成型玻璃层压体以形成第一曲率。
根据另一方面，本公开内容的实施方式涉及一种车辆内饰系统，该车辆内饰系统包括具有显示区域和非显示区域的玻璃层压体。所述玻璃层压体包括：具有第一主表面和第二主表面的第一玻璃层，第二主表面与第一主表面相对；以及具有第三主表面和第四主表面的第二玻璃层，第四主表面与第三主表面相对。所述玻璃层压体还包括设置在第二主表面和第三主表面之间的粘合剂层，所述粘合剂层将第一玻璃层粘合到第二玻璃层。显示器在玻璃层压体的显示区域中被粘合到玻璃层压体。当向玻璃层压体施加10N力的探针在玻璃叠层板上移动时，探针测得的来自显示器的光的最大亮度在探针测得的最小亮度的20％以内。
根据再一方面，本公开内容的实施方式涉及一种用于车辆内饰系统的玻璃层压体。该玻璃层压体包括具有第一弯曲表面和第二弯曲表面的第一玻璃层。第一弯曲表面和第二弯曲表面位于第一玻璃层的相对侧上并限定第一玻璃层的第一厚度。该玻璃层压体还包括具有第三弯曲表面和第四弯曲表面的第二玻璃层。第三弯曲表面和第四弯曲表面位于第二玻璃层的相对侧上并限定第二玻璃层的第二厚度。粘合剂层设置在第二弯曲表面和第三弯曲表面之间，并且粘合剂层将第一玻璃层粘合到第二玻璃层。第一弯曲表面、第二弯曲表面、第三弯曲表面和第四弯曲表面至少限定了玻璃层压体的第一曲率。当根据FMVSS201进行测试时，头型冲击第一玻璃层的第一弯曲表面的最大减速度在连续3ms内不超过80g。
另外的特征和优点将在随后的详细描述中进行阐述，并且部分的特征和优点将通过那些描述而对本领域技术人员是显而易见的、或者将通过实践如本文所描述的实施方式、包括随后的详细描述、权利要求以及附图而被认识到。
应当理解，以上概述和以下详细描述都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求的性质和特征的概观或框架。
附图说明
包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出了一个或多个实施方式，并且与说明书一起用于解释各种实施方式的原理和操作。在附图中：
图1示出了根据示例性实施方式的玻璃层压体结构的透视图；
图2示出了根据一示例性实施方式的形成玻璃层压体结构的方法的示意图；
图3示出了根据示例性实施方式的玻璃层压体结构与整块玻璃层相比的最大弯曲应力；
图4示出了根据示例性实施方式的各种厚度比的玻璃层压体结构与整块玻璃层相比的最大弯曲应力的图；
图5示出了根据示例性实施方式的各种厚度比的玻璃层压体结构与整块玻璃层相比的归一化的弯曲刚度的图；
图6示出了根据示例性实施方式的不同配置的对称和不对称的玻璃层压体结构的最大弯曲应力的表格；
图7示出了根据示例性实施方式的玻璃层压体结构与整块玻璃层相比的容许弯曲半径作为总厚度的函数的图；
图8示出了根据示例性实施方式的用于玻璃层压体结构的头型冲击测试的实验装置；
图9A和图9B示出了针对厚度为0.7mm的单一玻璃层的头型冲击测试的比较示例；
图10A和图10B示出了根据示例性实施方式的针对总玻璃厚度为1.1mm的玻璃层压体结构的头型冲击测试；
图11A和图11B分别示出了针对厚度为0.55mm和0.7mm的盖体玻璃层的示例性触摸MURA测量；和
图12示出了根据示例性实施方式的具有可结合有玻璃层压体结构的车辆内饰系统的车辆。
具体实施方式
现在将详细参考用于车辆内饰的玻璃层压体结构的各种实施方式，其示例在附图中示出。通常，车辆内饰系统可包括被设计成透明的各种不同的弯曲表面，例如弯曲的显示器表面和弯曲的非显示玻璃盖，并且本公开内容提供了这类弯曲的玻璃表面以及由两层玻璃材料形成这些弯曲的表面的方法。与通常在车辆内饰发现的典型的弯曲塑料面板相比，由两层玻璃材料形成弯曲的车辆表面具有许多优点。例如，与塑料盖体材料相比，通常认为玻璃在许多弯曲的盖体材料应用(例如显示器应用和触摸屏应用)中提供增强的功能和用户体验。
如以下将更为详细地讨论的，申请人已经开发出玻璃制品和相关的制造工艺，所述制造工艺利用一种涉及同时冷成型两层玻璃的方法，该方法可以实现更紧密的弯曲半径，而提供了有效且划算的方式来形成制品，例如用于车辆内饰系统的弯曲的玻璃显示器和非显示表面。有利地，具有两个玻璃层的玻璃层压体结构还满足或超过相关的头型冲击测试(HIT)标准。另外，两层玻璃层压体结构结合了设计灵活性(允许更紧密的弯曲半径)和以减少触摸MURA的形式的更好的用户交互性(即，在触摸屏显示器的触摸区域中更均匀的亮度)的优点。将相对于下面提供的示例性实施方式更为详细地讨论这些和其他方面和优点。这些实施方式本质上是说明性的，不应视为限制。
图1示出了玻璃层压体结构10的实施方式。如图1所示，玻璃层压体结构10包括通过粘合剂层16(图2所示)接合的第一玻璃层12和第二玻璃层14。特别地，第一玻璃层12具有第一主表面18和与第一主表面18相对的第二主表面20。第一副表面22将第一主表面18和第二主表面20接合。第一主表面18和第二主表面20限定第一玻璃层12的厚度T1。在一些实施方式中，厚度T1平均为约0.1mm至约2.5mm。在其他一些实施方式中，厚度T1平均为约0.55mm至约2mm，并且在另外一些实施方式中，厚度T1平均为约0.7mm至约1.5mm。
第二玻璃层14具有第三主表面24和与第三主表面24相对的第四主表面26。第二副表面28将第三主表面24和第四主表面26接合。第三主表面24和第四主表面26限定第二玻璃层14的厚度T2。在一些实施方式中，厚度T2平均为约0.1mm至约2.5mm。在其他一些实施方式中，厚度T2平均为约0.55mm至约2mm，并且在另外一些实施方式中，厚度T2平均为约0.7mm至约1.5mm。此外，在一些实施方式中，厚度T1可以与厚度T2相同，而在其他一些实施方式中，厚度T1可以与厚度T2不同。
在一个或多个实施方式中，T1和/或T2在大于约0.125mm的范围内，例如，约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大。举例来说，厚度的范围可以是约0.1mm至约2.5mm、约0.15mm至约2.5mm、约0.2mm至约2.5mm、约0.25mm至约2.5mm、约0.3mm至约2.5mm、约0.35mm至约2.5mm、约0.4mm至约2.5mm、约0.45mm至约2.5mm、约0.5mm至约2.5mm、约0.55mm至约2.5mm、约0.6mm至约2.5mm、约0.65mm至约2.5mm、约0.7mm至约2.5mm、约0.8mm至约2.5mm、约0.9mm至约2.5mm、约1mm至约2.5mm、约1.1mm至约1.2mm、约1.3mm至约2.5mm、约1.4mm至约2.5mm、约1.5mm至约2.5mm、约2mm至约2.5mm、约0.1mm至约2.4mm、约0.1mm至约2.3mm、约0.1mm至约2.2mm、约0.1mm至约2.1mm、约0.1mm至约2mm、约0.1mm至约1.9mm、约0.1mm至约1.8mm、约0.1mm至约1.7mm、约0.1mm至约1.6mm、约0.1mm至约1.5mm、约0.1mm至约1.4mm、约0.1mm至约1.3mm、约0.1mm至约1.2mm、约0.1mm至约1.1mm、约0.1mm至约1.05mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约0.95mm、约0.1mm至约0.9mm、约0.1mm至约0.85mm、约0.1mm至约0.8mm、约0.1mm至约0.75mm、约0.1mm至约0.7mm、约0.1mm至约0.65mm、约0.1mm至约0.6mm、约0.1mm至约0.55mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约0.4mm、约0.1mm至约0.3mm、约0.1mm至约0.2mm、或约0.3mm至约0.7mm。
在一个或多个实施方式中，第一玻璃层和/或第二玻璃层的厚度是实质上均匀的。例如，盖体基板的厚度在第一主表面、第二主表面、第三主表面和/或第四主表面的总表面积上的变化不超过±10％、5％或2％。在一个或多个实施方式中，厚度在第一主表面、第二主表面、第三主表面和/或第四主表面的总表面积的90％、95％或99％上实质上恒定(在平均厚度的±1％以内)。
在一个或多个实施方式中，第一玻璃层和/或第二玻璃层的宽度(W)的范围为约5cm至约250cm、约10cm至约250cm、约15cm至约250cm、约20cm至约250cm、约25cm至约250cm、约30cm至约250cm、约35cm至约250cm、约40cm至约250cm、约45cm至约250cm、约50cm至约250cm、约55cm至约250cm、约60cm至约250cm、约65cm至约250cm、约70cm至约250cm、约75cm至约250cm、约80cm至约250cm、约85cm至约250cm、约90cm至约250cm、约95cm至约250cm、约100cm至约250cm、约110cm至约250cm、约120cm至约250cm、约130cm至约250cm、约140cm至约250cm、约150cm至约250cm、约5cm至约240cm、约5cm至约230cm、约5cm至约220cm、约5cm至约210cm、约5cm至约200cm、约5cm至约190cm、约5cm至约180cm、约5cm至约170cm、约5cm至约160cm、约5cm至约150cm、约5cm至约140cm、约5cm至约130cm、约5cm至约120cm、约5cm至约110cm、约5cm至约110cm、约5cm至约100cm、约5cm至约90cm、约5cm至约80cm、或约5cm至约75cm。
在一个或多个实施方式中，第一玻璃层和/或第二玻璃层的长度(L)的范围为约5cm至约250cm、约10cm至约250cm、约15cm至约250cm、约20cm至约250cm、约25cm至约250cm、约30cm至约250cm、约35cm至约250cm、约40cm至约250cm、约45cm至约250cm、约50cm至约250cm、约55cm至约250cm、约60cm至约250cm、约65cm至约250cm、约70cm至约250cm、约75cm至约250cm、约80cm至约250cm、约85cm至约250cm、约90cm至约250cm、约95cm至约250cm、约100cm至约250cm、约110cm至约250cm、约120cm至约250cm、约130cm至约250cm、约140cm至约250cm、约150cm至约250cm、约5cm至约240cm、约5cm至约230cm、约5cm至约220cm、约5cm至约210cm、约5cm至约200cm、约5cm至约190cm、约5cm至约180cm、约5cm至约170cm、约5cm至约160cm、约5cm至约150cm、约5cm至约140cm、约5cm至约130cm、约5cm至约120cm、约5cm至约110cm、约5cm至约110cm、约5cm至约100cm、约5cm至约90cm、约5cm至约80cm、或约5cm至约75cm。
在各种实施方式中，第一玻璃层12的第一主表面18和/或第二主表面20或第二玻璃层14的第三主表面24和/或第四主表面26包括一个或多个表面处理或层。该表面处理可以覆盖第一主表面18、第二主表面20、第三主表面24或第四主表面26中的任一者或全部的至少一部分。示例性的表面处理包括防眩光表面/涂层、耐冲击涂层、防反射表面/涂层以及易于清洁的表面涂层/处理。在一个或多个实施方式中，一个或多个主表面的至少一部分包括防眩光表面/涂层、防反射表面/涂层、耐冲击涂层以及易于清洁的表面涂层/处理中的任一者、任两者、任三者或全部四者。例如，第一主表面18可以包括防眩光表面，并且第二主表面20可以包括防反射表面。在另一示例中，第一主表面18包括防眩光表面，并且第二主表面20包括防反射表面。在又一个示例中，第二主表面20包括防眩光表面和防反射表面中的一者或两者，并且第一主表面18包括易于清洁的涂层。在一或多个实施方式中，防眩光表面包括蚀刻表面。在一个或多个实施方式中，防反射表面包括多层涂层。
在实施方式中，第一玻璃层12还可在第一主表面18和/或第二主表面20上包括装饰层。在实施方式中，装饰层可包括纯色或包含多种颜色的图案。装饰层可以由油墨、颜料或染料组成。在实施方式中，在其他可能的设计中，装饰层可以是类似于木纹、拉丝金属饰面、图形、肖像或徽标的设计。在实施方式中，装饰层被印刷到玻璃层上。
如下面将要讨论的，可以在成型之前当玻璃层12、14还是平面时施加这些表面处理，并且由于玻璃层是冷成型的，因此后续的成型将不会去除表面处理或导致表面处理的劣化。
粘合剂层16(图2所示)设置在第二主表面20和第三主表面24之间，并将第一玻璃层12粘合到第二玻璃层14。在实施方式中，粘合剂层16在第二主表面20和第三主表面24之间包括多于一种的粘合剂材料。例如，在实施方式中，层压体结构10限定显示区域30和非显示区域32。在实施方式中，粘合剂层16包括在非显示区域32中的第一粘合剂和在显示区域30中的第二粘合剂。在一个或多个实施方式中，第一粘合剂包括结构型粘合剂。在一个或多个实施方式中，第二粘合剂包括光学透明的粘合剂(OCA)。在实施方式中，在粘合剂层16中使用的第二粘合剂的剪切模量为0.1MPa(100kPa)或更小，例如在10kPa至100kPa的范围内。如下面将要讨论的，粘合剂层16的低剪切模量有效地将第一玻璃层12与第二玻璃层14解耦(decouple)，从而允许层压体结构10中更紧密的弯曲半径和减小弯曲应力。如本文所用，剪切模量(G)由等式(1)来确定，其中E是杨氏模量，ν是泊松比。
等式(1):G＝E/[2*(1+ν)]
此外，在实施方式中，粘合剂层16的厚度在0.1mm至0.3mm的范围内。
在实施方式中，选择具有良好的透射率的第二粘合剂，以免模糊安装在玻璃层压体结构10后面的显示器。在实施方式中，使用OCA，并且OCA可以从亚克力类或硅酮类粘合剂中进行选择。如所提及的，在一个或多个实施方式中，OCA可以包括10kPa至100kPa的杨氏模量(更具体地，在一些实施方式中为30kPa或更小)，这允许第一玻璃层12和第二玻璃层之间的应力松弛(stress relaxation)，从而比单一玻璃层具有更低的双轴弯曲应力。在一个或多个实施方式中，第二粘合剂的杨氏模量的范围为约10kPa至约90kPa、约10kPa至约80kPa、约10kPa至约70kPa、约10kPa至约60kPa、约10kPa至约50kPa、约10kPa至约40kPa、约10kPa至约20kPa、约10kPa至约20kPa、约20kPa至约100kPa、约30kPa至约100kPa、约40kPa至约100kPa、约15kPa至约50kPa、约20kPa至约40kPa、或约25kPa至约35kPa。
在实施方式中，第一粘合剂具有比第二粘合剂更高的杨氏模量。例如，在实施方式中，选择第一粘合剂以具有100MPa或更大的杨氏模量，例如约100MPa至约2000MPa、约200MPa至约2000MPa、约300MPa至约2000MPa、约400MPa至约2000MPa、约500MPa至约20000MPa、约600MPa至约2000MPa、约700MPa至约2000MPa、约800MPa至约2000MPa、约900MPa至约2000MPa、约1000MPa至约2000MPa、约1500MPa至约2000MPa、约100MPa至约1750MPa、约100MPa至约1500MPa、约100MPa至约1250MPa、约100MPa至约1000MPa、约100MPa至约900MPa、约100MPa至约800MPa、约100MPa至约700MPa、约100MPa至约600MPa、约100MPa至约500MPa、或约100MPa至约400MPa。第一粘合剂围绕边缘紧紧地固定两个玻璃层12、14。不受理论的束缚，使用具有所述杨氏模量的第一粘合剂改善了冲击性能，包括根据FMVSS201的针对汽车内饰的头型冲击测试(HIT)。此外，与薄的单一玻璃层相比，结构型粘合剂可用于防止因局部弯曲引起的边缘故障。
在实施方式中，第一粘合剂可以被描述为结构型粘合剂。在一个或多个实施方式中，第一粘合剂可以包括一种或多种压敏粘合剂，例如3MTM VHBTM(可从明尼苏达州圣保罗的3M购得)和
Figure BDA0003587796780000081
(可从德国诺德施泰特的tesa SE购得)、或紫外线可固化粘合剂，例如DELO
Figure BDA0003587796780000082
MF4992(可从德国Windach的DELO工业粘合剂购得)。在实施方式中，用于第一粘合剂的示例性粘合剂包括增韧环氧树脂、柔性环氧树脂、亚克力、硅酮、尿烷(urethanes)、聚氨酯、和硅烷改性的聚合物。在特定的实施方式中，第一粘合剂包括一种或多种增韧环氧树脂，例如EP21TDCHT-LO(可从新泽西州哈肯萨克市
Figure BDA0003587796780000083
购得)、3MTM Scotch-WeldTM环氧树脂DP460灰白色(可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购得)。在其他实施方式中，第一粘合剂包括一种或多种柔性环氧树脂，例如Masterbond EP21TDC-2LO(可从新泽西州哈肯萨克市
Figure BDA0003587796780000084
购得)、3MTM Scotch-WeldTM环氧树脂2216B/A灰色(可从明尼苏达州圣保罗的3M购得)和3MTM Scotch-WeldTM环氧DP125。在另一些其他实施方式中，第一粘合剂包括一种或多种亚克力，尤其是例如
Figure BDA0003587796780000091
粘合剂410/促进剂19w/
Figure BDA0003587796780000092
AP 134底漆、
Figure BDA0003587796780000093
粘合剂852/
Figure BDA0003587796780000094
促进剂25GB(两者均可从北卡凯瑞市的LORD公司购得)、DELO PUR SJ9356(可从德国Windach的DELO工业粘合剂购得)、
Figure BDA0003587796780000095
AA4800、
Figure BDA0003587796780000096
HF8000、
Figure BDA0003587796780000097
MS 9399和
Figure BDA0003587796780000098
MS 647-2C(这后四类可从德国Düsseldorf的Henkel AG&Co.KGaA购得)。在又一些其他实施方式中，第一粘合剂包括一种或多种尿烷，例如3MTM Scotch-WeldTM尿烷DP640褐色和3MTM Scotch-WeldTM尿烷DP604，而在又进一步的实施方式中，第一粘合剂包括一种或多种硅酮，例如Dow
Figure BDA0003587796780000099
995(可从密歇根州米德兰市的道康宁公司购得)。在实施方式中，第一粘合剂可以包括任何以上提及的包括压敏粘合剂、UV可固化粘合剂、增韧环氧树脂、柔性环氧树脂、亚克力、硅酮、尿烷、聚氨酯和硅烷改性的聚合物在内的粘合剂中的至少两者。
从图1中可以看出，玻璃层压体结构10至少包括具有第一曲率半径R1的第一曲面36(如图2所示)。相对于第一主表面18，第一曲面36限定了半径R1为100mm至5m的凹曲率。在图1所示的实施方式中，层压体结构包括具有第二曲率半径R2的第二曲面38(如图2所示)，并且相对于第一主表面18，第二曲面38限定了半径R2为100mm至5m的凸曲率。尽管图1示出了凹曲曲面和凸曲面的组合，但在其他实施方式中，层压体结构10包括仅一个曲面、多于两个的曲面、多个凹曲面、和/或多个凸曲面。
图2示出了用于形成图1的玻璃层压体结构10的方法100。在第一步骤110中，以平坦的、平面的(即，未弯曲的或未成型的)的状态提供第一玻璃层12和第二玻璃层14。在第二步骤120中，将粘合剂层16施加到第一玻璃层12或第二玻璃层14的其中之一上。从图2中可以看出，粘合剂层16包括围绕第二玻璃层14的周边施加的第一粘合剂40和在第二玻璃层14的内部上的第二粘合剂42。在第三步骤130中，将玻璃层12、14层压在一起，使得粘合剂层16定位在第一玻璃层12和第二玻璃层14之间。在一个或多个实施方式中，第一粘合剂40包括如本文所述的结构型粘合剂。在一个或多个实施方式中，第二粘合剂42包括OCA，如本文所述。
在第四步骤140中，将层压的玻璃层12、14在模具44上冷成型。在实施方式中，在低于第一玻璃层12的玻璃化转变温度和第二玻璃层14的玻璃化转变温度的温度下执行冷成型。更特别地，在实施方式中，冷成型在低于200℃的温度下执行，在其他实施方式中，冷成型在低于100℃的温度下执行。在特定的实施方式中，冷成型在室温下执行。在实施方式中，模具44可以是真空成型的(例如，使用真空吸盘或真空袋)、压制模塑的、等等。在模具44上时，使粘合剂层16固化以将第一玻璃层12粘合至第二玻璃层14。一旦固化，由于层12、14之间的应力重新平衡，玻璃层压体结构10将保持其弯曲形状。也就是说，与常规的冷成型玻璃结构不同，本公开内容的玻璃层压体结构10不需要将其绑定到框架以保持其弯曲形状。有利地，与仅包括单一玻璃层的常规层压体相比，包括两个玻璃层12、14的玻璃层压体结构10可以获得更紧密的弯曲半径。
在第五步骤150中，将成品玻璃层压体结构10从模具中移出。此后，可以将显示器粘合(例如，使用可包括OCA的第二粘合剂)到显示区域30中的玻璃层压体结构的后表面(第四主表面26)。例如，显示器可以是发光二极管(LED)显示器、有机LED显示器、液晶显示器、或等离子体显示器中的至少一者。此外，玻璃层压体结构10(包括所粘合的显示器)可以安装在车辆内饰系统中(例如，如图12所示)。有利地且与其他常规的玻璃层压体结构相反，本公开内容的玻璃层压体结构10是自支撑的，从而玻璃层12、14不需要被安装到框架。相反，可以使用例如双面胶将玻璃层压体结构并入车辆内饰系统中。
有利地，玻璃层压体结构10防止裂纹扩展。例如，如果第一玻璃层12受到冲击使得在第一层12中产生裂纹，则粘合剂层16(尤其是相对更软的第二粘合剂42)将实质上减小裂纹扩展到第二玻璃层的可能性。此外，形成在玻璃层12、14之一中的任何破裂的玻璃片将通过粘合剂层16和其他未破裂的层12、14而被粘合在一起。
与相同厚度的整块玻璃制品(monolith glass article)相比，本文公开的玻璃层压体结构10具有许多优异的性能，下面将对其进行更为全面的讨论。简而言之，如果使用低剪切模量粘合剂，则玻璃层压体结构10表现出低了约20％至30％、甚至高达约50％的弯曲应力。此外，玻璃层压体结构10的弯曲刚度小于具有相同厚度的整料(monolith)的弯曲刚度的一半，这意味着将玻璃层12、14冷弯曲所需的力较小。此外，可以实现更紧密的弯曲半径。特别地，对于具有0.7mm至2.1mm范围内的厚度的玻璃层压体结构10，与整块玻璃层相比，弯曲半径可以降低10mm至80mm。
在下面的讨论中，参照图3至图7，描述了玻璃层压体结构10的性质，包括与整块玻璃层相比较。如上所述，与整块玻璃层相比，玻璃层压体结构10通过使第一玻璃层12经由粘接剂层16从第二玻璃层14解耦而能够减小弯曲应力。因此，玻璃层压体结构10更像是两个较薄的玻璃层而不是一个较厚的玻璃层来弯曲。图3示出了与具有剪切模量为1MPa的粘合剂层的第一层压体相比以及与具有剪切模量为0.1MPa的粘合剂层的第二层压体相比，粘合剂层16对整料的弯曲应力的影响。使用有限元分析来计算弯曲应力。每个样品的厚度为1.3mm。整料是单层玻璃，而每个层压体包括两个0.5mm玻璃层和0.3mm粘合剂层。
从图3中可以看出，整料在100mm的弯曲半径下的最大弯曲应力为480MPa。具有更高剪切模量粘合剂层的第一层压体表现出比整料更低的弯曲应力400MPa，而具有更低剪切模量的第二层压体表现出最为显著的弯曲应力的降低，即238MPa。因此，图3证明了层压体结构与整料相比降低了弯曲应力，并且图3还证明了粘合剂的选择对弯曲应力也具有显著的影响。特别是，选择剪切模量为0.1MPa(100kPa)或更小的粘合剂可导致弯曲应力降低50％。
除了粘合剂层的剪切模量之外，还确定了粘合剂层厚度对层压体中弯曲应力的影响。将具有两个0.3mm玻璃层和0.1mm粘合剂层的第一层压体的弯曲应力与具有两个0.3mm玻璃层和0.3mm粘合剂层的第二层压体的弯曲应力进行比较。具有更厚的粘合剂层的层压体的弯曲应力比具有更薄的粘合剂层的层压体的弯曲应力低6％。对于具有1.0mm玻璃层的层压体，获得了类似的结果。特别地，具有0.3mm厚的粘合剂层的层压体表现出的弯曲应力比具有0.1mm厚的粘合剂层的层压体的弯曲应力低11％。因此，总的来说，包含具有相对更低的剪切模量和相对更大的厚度的粘合剂层的层压体具有比包含具有更高的剪切模量和相对更小的厚度的粘合剂层的层压体更低的弯曲应力。
此外，确定了玻璃层不对称性对弯曲应力的影响，并将其与整块玻璃层进行了比较。下表1提供了所考虑的整料和层压体的厚度的细节和弯曲应力。在每个层压体中，考虑了包括剪切模量为约0.1MPa的OCA的第二粘合剂。
表1.在半径为100mm处具有各种厚度比的整料vs.层压体中的压力
Figure BDA0003587796780000121
厚度比斜线(thickness ratio slash lines)指的是第一玻璃层12、粘合剂层16和第二玻璃层14的厚度。因此，对于总厚度为0.7mm的厚度比为1的层压体，第一玻璃层12和第二玻璃层14各自具有0.3mm的厚度，粘合剂层16具有0.1mm的厚度。弯曲应力也以图形在图4中示出。从表1和图4中可以看出，对于所有的总厚度，比例为1至3的任一层压体都表现出比整料更低的弯曲应力。另外，对于厚度为1.3mm和2.1mm，不对称层压体(比例为2和3)具有比对称层压体(比例为1)更低的弯曲应力。在厚度为0.7mm时，对称层压体(比例为1)的弯曲应力最低；尽管弯曲应力的差异不大。因此，随着总厚度增加，层压体结构相对于相同厚度的整料表现出更大的弯曲应力降低，并且随着总厚度增加，与对称层压体相比，不对称层压体的弯曲应力降低也变得更明显。
图5示出了相对于整料的弯曲刚度归一化的层压体的弯曲刚度。弯曲刚度基于100mm的弯曲半径来确定。随着层压体厚度增加，归一化的弯曲刚度降低。特别地，在厚度为1.3mm和2.1mm时，弯曲刚度小于具有相同厚度的整料的弯曲刚度的约60％。同样，可以看出，随着总厚度增加，层压体结构且特别是不对称层压体结构的效果增强。
图6示出了针对第一主表面18上的凸曲率(相对于第二玻璃层14的第四主表面26的凸曲率)考虑玻璃厚度对第一玻璃层12的效果的表格。在图6中，将整料与对称层压体、具有更薄的第一玻璃层12的不对称层压体和具有更厚的第一玻璃层12的不对称层压体进行比较。考虑了厚度为0.7mm和2.1mm。如上表1所示，厚度斜线分别是指第一玻璃层12、粘合剂层16和第二玻璃层14的厚度。从图6中可以看出，两种厚度的最大弯曲应力都在整料中。此外，在两种厚度下，层压体均具有比整料更低的弯曲应力。在总厚度为0.7mm时，第一玻璃层12和第二玻璃层14之间的厚度差不会产生很大的弯曲应力变化(差值小于15MPa)。然而，在总厚度为较大的2.1mm时，弯曲应力的差异更加显著。特别地，对于对称层压体，最大弯曲应力为530MPa。具有更薄的第一玻璃层12的不对称层压体的最大弯曲应力为495MPa，而具有更厚的第一玻璃层12的不对称层压体的最大弯曲应力为643MPa。
不受理论的束缚，据信层压体与具有与该层压体的总厚度相同的厚度的整料相比可具有更小的容许弯曲半径(allowable bend radius)。
图7示出了与具有相同厚度的玻璃片的整料相比的玻璃层压体的容许弯曲半径的图。所考虑的玻璃层压体在玻璃层厚度上是对称的，并且粘合剂层的剪切模量为0.1MPa，厚度为0.1mm。容许弯曲半径被认为是在整料或层压体的玻璃层之一破裂之前可达到的最紧密的弯曲半径。在厚度为0.7mm时，整料玻璃的容许弯曲半径为120mm，层压体的容许弯曲半径为110mm(弯曲半径更紧密8.3％)。在厚度为1.3mm时，整料玻璃的容许弯曲半径为230mm，层压体的容许弯曲半径为182mm(弯曲半径更紧密20.8％)。在厚度为2.1mm时，整料玻璃的容许弯曲半径为370mm，层压体的容许弯曲半径为290mm(弯曲半径更紧密21.6％)。
本文所描述的玻璃层压体结构10被认为特别适用于车辆内饰系统。因此，按照针对机动车辆的相关的冲击标准测试了玻璃层压体。特别地，以上提及的裂纹扩展性能是根据FMVSS201针对汽车内饰的头型冲击测试(HIT)的性能的指标。HIT用于确定车辆内饰系统在碰撞期间将如何应对对人类头部的模拟冲击。在测试中，头型重6.8kg，直径为165mm。头型以6.68m/s的速度撞击汽车内饰。为了通过HIT，头型在连续3毫秒(ms)内不应超过80g。此外，尽管在测试中没有特别要求，但是制造商通常还是希望生产出在冲击之后不会破裂成碎片的层压体结构。
为了研究HIT性能，如图8所示，将玻璃层压体结构10附接到1/8”Derlin(聚甲醛)板50上。将两个具有1/2”厚度的泡沫板52a、52b放置在Derlin板50的后面，并将钢板54放置在泡沫板52a、52b的后面以阻止冲击。在玻璃层压体结构10的中心处沿着垂直方向用头型结构56对玻璃层压体结构10进行冲击。
图9A和图9B示出了头型56对0.7mm厚的单层玻璃的冲击。如图9A和图9B所示，两个玻璃层在受到头型56的冲击之后均故障。图9A显示出包括由于局部弯曲导致的边缘故障在内的100％破损的第一故障模式。图9B示出了由于整体双轴弯曲导致的表面故障。图10A示出了在HIT之前根据本公开内容的玻璃层压体结构10。玻璃层压体结构10包括两个0.55mm的玻璃层和第二粘合剂OCA。图10B示出了在受到头型56的冲击之后的玻璃层压体结构10。从图10B可以看出，玻璃层层压体结构10没有破损，并且没有看到玻璃的裂纹或碎片。使用本公开内容的玻璃层压体结构10，可以通过减小各个层的厚度来减轻表面故障，并且可以通过增加总厚度来减轻边缘故障。即，与具有与玻璃层压体结构10的总玻璃厚度相同的厚度的单一玻璃层相比，玻璃层压体结构10通过使用被粘合剂层分离的两个较薄层而能够避免与更厚玻璃相关的典型故障模式，同时还避免与单个薄玻璃层相关的典型故障模式。
此外，使用两层玻璃在触摸MURA方面也表现得更好。通常，更薄的玻璃层更易于冷成型，但是薄的玻璃层也比更厚的玻璃层对接触力的回弹性更低。根据本公开内容，利用薄玻璃层12、14允许在冷成型期间紧密的弯曲半径，这近似于使用单一薄玻璃层可获得的弯曲半径，但是保持总厚度足以避免在显示屏的触摸区域中的亮度不均匀。特别地，当对表面施加接触力时，薄玻璃层的亮度波动将比更厚的玻璃层更大。作为示例，图11A和图11B分别示出了针对0.55mm厚的盖体玻璃层和0.7mm厚的盖体玻璃层的两次触摸MURA测量。可以看出，更薄的玻璃层比更厚的玻璃层的亮度波动更大。在实施方式中，当施加10N力的力探针在显示屏上移动时，测得的最大亮度是在触摸区域测得的最小亮度的30％以内。在其他实施方式中，最大亮度是在触摸区域中测得的最小亮度的20％以内，而在另一些其他实施方式中，最大亮度是在最小亮度的10％以内。
在各个实施方式中，玻璃层12、14各自都是由强化玻璃层(例如，热强化玻璃材料、化学强化玻璃层等)形成。在这类实施方式中，当玻璃层12、14是由强化玻璃材料形成时，第一主表面18和第二主表面20处于压缩应力下，因此第二主表面20在弯曲成凸形的过程中可以承受更大的拉伸应力而没有破裂的风险。这使得强化玻璃层12、14适形更紧密的弯曲表面。
冷成型玻璃层的特征是一旦玻璃层12、14已被弯曲成弯曲形状，则在第一主表面18和第二主表面20之间出现不对称的表面压缩。在这类实施方式中，在冷成型工艺或被冷成型化之前，玻璃层12、14的主表面18、24和相对的主表面20、26中的相应压缩应力基本相等。在冷成型之后，第二主表面20和第四主表面26的凹区域中的压缩应力增加，使得冷成型后的第二主表面20和第四主表面26上的压缩应力大于冷成型前。相反，第一主表面18和第三主表面24的凸区域在被弯曲期间经受拉伸应力，导致第一主表面18和第三主表面24上的表面压缩应力净减少，从而使得弯曲后的第一主表面18和第三主表面24的凸区域中的压缩应力小于当玻璃层平坦时的第一主表面18和第三主表面24中的压缩应力。对于第一主表面18和第三主表面24的凹区域以及对于第二主表面20和第四主表面26的凸区域，则情况相反。
车辆内饰系统的各种实施方式可以并入称量，诸如火车、汽车(例如，小汽车、卡车、公共汽车等)、海上航行器(船、轮船、潜艇等)和飞机(例如，无人机、飞机、喷气式飞机、直升机等)。
图12示出包括车辆内饰系统1100、1200、1300的三种不同实施方式的示例性车辆内饰1000。车辆内饰系统1100包括显示为中心控制台基座1110的框架，所述框架具有包括并入中心信息显示器的弯曲显示器1130的弯曲表面1120。车辆内饰系统1200包括显示为仪表板基座1210的框架，所述框架具有包括并入弯曲的乘客侧仪表板面板中的弯曲显示器1230的弯曲表面1220。仪表板基座1210通常包括仪表盘(instrument panel)1215，其也可以包括弯曲的显示器。车辆内饰系统1300包括显示为方向盘基座1310的框架，所述框架具有弯曲表面1320和弯曲显示器1330。在一个或多个实施方式中，车辆内饰系统包括框架，所述框架是扶手、立柱、支柱到支柱(pillar-to-pillar)、座椅靠背、一个或多个后座、地板、头枕、门板、或包括弯曲表面的车辆内饰的任何部分。在其他实施方式中，框架是用于自立式显示器(即，未永久地连接至车辆的一部分的显示器)的壳体的一部分。
本文所述的弯曲玻璃制品的各实施方式尤其可用于每个车辆内饰系统1100、1200和1300。此外，本文讨论的弯曲玻璃制品可用作任何本文讨论的弯曲显示器实施方式的弯曲盖体玻璃，包括用于车辆内饰系统1100、1200和/或1300。此外，在各种实施方式中，车辆内饰系统1100、1200和1300的各种非显示部件可以由本文讨论的玻璃制品形成。在一些这样的实施方式中，本文讨论的玻璃制品可以用作仪表板、中心控制台、门板等的非显示盖体表面。在这类实施方式中，可以基于玻璃材料的重量、美学外观等来选择玻璃材料。并且玻璃材料可以设置有具有图案(例如，拉丝金属外观、木纹外观、皮革外观、有色外观等)的涂层(例如，油墨或颜料涂层)，以使该玻璃部件与相邻的非玻璃部件在视觉上匹配。在特定的实施方式中，这类油墨或颜料涂层可具有提供用于空接面(deadfront)功能性的透明度水平。
强化玻璃性能
玻璃层12、14可以被强化。在一个或多个实施方式中，玻璃层12、14可以被强化为包括从表面延伸到层深(DOL)的压缩应力。压缩应力区域由表现出拉伸应力的中央部分进行平衡。在DOL处，应力从正(压缩)应力转变为负(拉伸)应力。
在各个实施方式中，可以通过利用制品的各部分之间的热膨胀系数的失配以产生压缩应力区域和表现出拉伸应力的中央区域来机械强化玻璃层12、14。在一些实施方式中，可以通过将玻璃加热至高于玻璃化转变点的温度然后快速地淬火来热强化玻璃层。
在各种实施方式中，可以通过离子交换来化学强化玻璃层12、14。在离子交换过程中，玻璃层表面处或附近的离子将被具有相同价态或氧化态的较大离子替换(或交换)。在玻璃层包括碱铝硅酸盐玻璃的那些实施方式中，制品的表面层中的离子和较大的离子是一价碱金属阳离子，例如Li+、Na+、K+、Rb+和Cs+。或者，表面层中的一价阳离子可以被碱金属阳离子以外的一价阳离子(例如Ag+等)替换。在这类实施方式中，交换到玻璃层中的一价离子(或阳离子)产生应力。
通常通过将玻璃层浸入含有能与玻璃层中的较小离子进行交换的较大离子的熔融盐浴(或两个以上的熔融盐浴)中进行离子交换过程。应该注意的是，也可以使用盐水溶液。此外，浴的组成可以包括不止一种类型的较大离子(例如Na+和K+)或单个的较大离子。本领域技术人员将理解，通常由玻璃层的组成(包括制品的结构和存在的任意晶相)以及强化产生的玻璃层的所需DOL和CS来确定离子交换过程的参数，离子交换过程的参数包括但不限于浴组成和温度、浸入时间、在一个或多个盐浴中玻璃层的浸入次数、多种盐浴的使用、诸如退火、洗涤等的其他步骤。示例性的熔融浴的组成可包括较大的碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。典型的硝酸盐包括KNO3、NaNO3、LiNO3、NaSO4及其组合。具体取决于玻璃层厚度、浴温和玻璃(或单价离子)的扩散率，熔融盐浴的温度通常在约380℃至约450℃的范围内，而浸入时间则在约15分钟至约100小时的范围内。但是，也可以使用与上述不同的温度和浸入时间。
在一个或多个实施方式中，可将玻璃层浸入温度为约370℃至约480℃的包括100％NaNO3,、100％KNO3或NaNO3和KNO3的组合的熔融盐浴中。在一些实施方式中，可将玻璃层浸入包含约5％至约95％KNO3和约10％至约95％NaNO3的熔融混合盐浴中。在一个或多个实施方式中，在将玻璃层浸入第一浴之后，可将其浸入第二浴中。第一浴和第二浴可以具有彼此不同的组成和/或温度。在第一浴和第二浴中的浸入时间可以变化。例如，在第一浴中的浸入可以比在第二浴中的浸入更长久。
在一个或多个实施方式中，可将玻璃层浸入温度低于约420℃(例如，约400℃或约380℃)的包括NaNO3和KNO3(例如，49％/51％、50％/50％、51％/49％)的熔融混合盐浴中少于约5小时、甚至约4小时或更短的时间。
可以对离子交换条件进行调整，以提供“尖峰”或增加所得玻璃层的表面处或附近的应力分布的斜率。尖峰会导致更大的表面CS值。由于本文所述的玻璃层中使用的玻璃组成的独特性质，该尖峰可以通过单个浴或多个浴来实现，其中所述浴具有单一组成或混合组成。
在一个或多个实施方式中，其中一种以上的一价离子被交换到玻璃层中，不同的一价离子可以被交换到玻璃层内的不同深度(并在玻璃层内的不同深度处产生不同大小的应力)。由此产生的应力产生离子的相对深度可被确定，并引起应力分布的不同特性。
使用本领域已知的那些手段，例如使用诸如由Orihara Industrial Co.,Ltd.(日本)制造的FSM-6000之类的市售仪器通过表面应力计(FSM)来测量CS。表面应力的测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量，该应力光学系数与玻璃的双折射有关。依次通过本领域已知的那些方法(例如光纤和四点弯曲法)和大容量圆筒法(a bulk cylinder method)来测量SOC，所述的光纤和四点弯曲法这两种方法在ASTM标准C770-98(2013年)中、标题为“用于测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法”中进行了描述，通过引用将其全部内容结合在此。如本文所使用的，CS可以是“最大压缩应力”，其是在压缩应力层内测得的最高压缩应力值。在一些实施方式中，最大压缩应力位于玻璃层的表面。在另一些实施方式中，最大压缩应力可以出现在表面以下的深度处，从而使压缩分布具有“埋峰(buried peak)”的外观。
取决于强化方法和条件，可以通过FSM或通过散射光偏振镜(SCALP)(例如，可从位于爱沙尼亚塔林的Glasstress Ltd.购得的SCALP-04散射光偏振镜)来测量DOL。当通过离子交换处理对玻璃层进行化学强化时，取决于哪种离子被交换到玻璃层中，可以使用FSM或SCALP。在通过将钾离子交换到玻璃层中而在玻璃层中产生应力的情况下，使用FSM来测量DOL。在通过将钠离子交换到玻璃层中而产生应力的情况下，使用SCALP来测量DOL。在通过将钾离子和钠离子二者交换到玻璃中而在玻璃层中产生应力的情况下，通过SCALP来测量DOL，这是因为据信钠的交换深度指征了DOL，而钾离子的交换深度指征了压缩应力的大小的变化(而不是从压缩应力到拉伸应力的变化)；通过FSM测量这种玻璃层中钾离子的交换深度。中心张力或CT是最大的拉伸应力，由SCALP来测量。
在一个或多个实施方式中，玻璃层可以被强化以表现出描述为玻璃层12的厚度T1的一部分的DOL(如本文所述)。玻璃层也可被强化以表现出描述为玻璃层14的厚度T2的一部分的DOL，因此，以下讨论也适用于玻璃层14。例如，在一个或多个实施方式中，则DOL可以大于或等于0.05T1、大于或等于0.1T1、大于或等于0.11T1、大于或等于0.12T1、大于或等于0.13T1、大于或等于0.14T1、大于或等于0.15T1、大于或等于0.16T1、大于或等于0.17T1、大于或等于0.18T1、大于或等于0.19T1、大于或等于0.2T1、大于或等于0.21T1。在一些实施方式中，DOL的范围可以是约0.08T1至约0.25T1、约0.09T1至约0.25T1、约0.18T1至约0.25T1、约0.11T1至约0.25T1、约0.12T1至约0.25T1、约0.13T1至约0.25T1、约0.14T1至约0.25T1、约0.15T1至约0.25T1、约0.08T1至约0.24T1、约0.08T1至约0.23T1、约0.08T1至约0.22T1、约0.08T1至约0.21T1、约0.08T1至约0.2T1、约0.08T1至约0.19T1、约0.08T1至约0.18T1、约0.08T1至约0.17T1、约0.08T1至约0.16T1、或约0.08T1至约0.15T1。在一些例子中，DOL可以是约20μm或更小。在一个或多个实施方式中，DOL可以是约40μm或更大(例如，约40μm至约300μm、约50μm至约300μm、约60μm至约300μm、约70μm至约300μm、约80μm至约300μm、约90μm至约300μm、约100μm至约300μm、约110μm至约300μm、约120μm至约300μm、约140μm至约300μm、约150μm至约300μm、约40μm至约290μm、约40μm至约280μm、约40μm至约260μm、约40μm至约250μm、约40μm至约240μm、约40μm至约230μm、约40μm至约220μm、约40μm至约210μm、约40μm至约200μm、约40μm至约180μm、约40μm至约160μm、约40μm至约150μm、约40μm至约140μm、约40μm至约130μm、约40μm至约120μm、约40μm至约110μm、或约40μm至约100μm。在其他实施方式中，DOL落在本段列出的任一精确数值范围内。
在一个或多个实施方式中，强化玻璃层12、14的CS(可在玻璃层的表面处或玻璃层内的深度处发现)可以是约200MPa或更大、300MPa或更大、400MPa或更大、约500MPa或更大、约600MPa或更大、约700MPa或更大、约800MPa或更大、约900MPa或更大、约930MPa或更大、约1000MPa或更大、或约1050MPa或更大。
在一或多个实施方式中，强化玻璃层12、14的最大拉伸应力或中心张力(CT)为约20MPa或更大、约30MPa或更大、约40MPa或更大、约45MPa或更大、约50MPa或更大、约60MPa或更大、约70MPa或更大、约75MPa或更大、约80MPa或更大、或约85MPa或更大。在一些实施方式中，最大拉伸应力或中心张力(CT)可以在约40MPa至约100MPa的范围内。在其他实施方式中，CS落在本段列出的精确数值范围内。
玻璃组成
用于玻璃层12、14的合适的玻璃组成包括钠钙硅酸盐玻璃、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。在一个或多个实施方式中，第一玻璃层和第二玻璃层在成分、厚度、强度水平或强化技术上可以彼此不同。例如，第一玻璃层可包括铝硅酸盐玻璃组成，而第二玻璃层可包括钠钙硅酸盐组成。
除非另有说明，否则本文公开的玻璃组成以在氧化物基础上分析的摩尔百分比(mol％)来描述。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成可包括一定量的SiO2，所述量的范围是约66mol％至约80mol％、约67mol％至约80mol％、约68mol％至约80mol％、约69mol％至约80mol％、约70mol％至约80mol％、约72mol％至约80mol％、约65mol％至约78mol％、约65mol％至约76mol％、约65mol％至约75mol％、约65mol％至约74mol％、约65mol％至约72mol％、或约65mol％至约70mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括Al2O3的量为大于约4mol％、或大于约5mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括Al2O3的范围为大于约7mol％至约15mol％、大于约7mol％至约14mol％、约7mol％至约13mol％、约4mol％至约12mol％、约7mol％至约11mol％、约8mol％至约15mol％、约9mol％至约15mol％、约10mol％至约15mol％、约11mol％至约15mol％、或约12mol％至约15mol％，及它们之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，Al2O3的上限可以是约14mol％、14.2mol％、14.4mol％、14.6mol％、或14.8mol％。
在一个或多个实施方式中，玻璃制品被描述为铝硅酸盐玻璃制品或包括铝硅酸盐玻璃组成。在这类实施方式中，该玻璃组成或由其形成的制品包括SiO2和Al2O3，并且不是钠钙硅酸盐玻璃。在这方面，该玻璃组成或由其形成的制品包括Al2O3的量为约2mol％或更大、2.25mol％或更大、2.5mol％或更大、约2.75mol％或更大、或约3mol％或更大。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括B2O3(例如，约0.01mol％或更大)。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括一定量的B2O3，所述量的范围是约0mol％至约5mol％、约0mol％至约4mol％、约0mol％至约3mol％、约0mol％至约2mol％、约0mol％至约1mol％、约0mol％至约0.5mol％、约0.1mol％至约5mol％、约0.1mol％至约4mol％、约0.1mol％至约3mol％、约0.1mol％至约2mol％、约0.1mol％至约1mol％、约0.1mol％至约0.5mol％，及它们之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，玻璃组成实质上不含B2O3。
如本文所用，相对于组成的组分，短语“实质上不含”是指该组分并非是在初始配料期间主动地或有意地被加入到组成中，但是可以作为杂质以小于约0.001mol％的量而存在。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成可选地包括P2O5(例如，约0.01mol％或更大)。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括非零量的P2O5，高达并包括2mol％、1.5mol％、1mol％、或0.5mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成实质上不含P2O5。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成可包括的R2O的总量(其为诸如Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O之类的碱金属氧化物的总量)为大于或等于约8mol％、大于或等于约10mol％、或大于或等于约12mol％。在一些实施方式中，玻璃组成包括的R2O的总量的范围为约8mol％至约20mol％、约8mol％至约18mol％、约8mol％至约16mol％、约8mol％至约14mol％、约8mol％至约12mol％、约9mol％至约20mol％、约10mol％至约20mol％、约11mol％至约20mol％、约12mol％至约20mol％、约13mol％至约20mol％、约10mol％至约14mol％、或11mol％至约13mol％，及它们之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，玻璃组成可以实质上不含Rb2O、Cs2O、或者Rb2O和Cs2O二者。在一个或多个实施方式中，R2O可以只包括Li2O、Na2O和K2O的总量。在一个或多个实施方式中，玻璃组成可以包括至少一种选自Li2O、Na2O和K2O的碱金属氧化物，其中所述碱金属氧化物以大于约8mol％或更大的量存在。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括Na2O的量为大于或等于约8mol％、大于或等于约10mol％、或者大于或等于约12mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括Na2O的范围为约8mol％至约20mol％、约8mol％至约18mol％、约8mol％至约16mol％、约8mol％至约14mol％、约8mol％至约12mol％、约9mol％至约20mol％、约10mol％至约20mol％、约11mol％至约20mol％、约12mol％至约20mol％、约13mol％至约20mol％、约10mol％至约14mol％、或11mol％至约16mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括小于约4mol％K2O、小于约3mol％K2O、或小于约1mol％K2O。在一些情况下，玻璃组成可包括一定含量的K2O，所述含量的范围是约0mol％至约4mol％、约0mol％至约3.5mol％、约0mol％至约3mol％、约0mol％至约2.5mol％、约0mol％至约2mol％、约0mol％至约1.5mol％、约0mol％至约1mol％、约0mol％至约0.5mol％、约0mol％至约0.2mol％、约0mol％至约0.1mol％、约0.5mol％至约4mol％、约0.5mol％至约3.5mol％、约0.5mol％至约3mol％、约0.5mol％至约2.5mol％、约0.5mol％至约2mol％、约0.5mol％至约1.5mol％、或约0.5mol％至约1mol％，及它们之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，玻璃组成可以实质上不含K2O。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成实质上不含Li2O。
在一个或多个实施方式中，所述组成中的Na2O含量可以大于Li2O含量。在一些情况下，Na2O含量可以大于Li2O和K2O的总含量。在一个或多个可替换的实施方式中，所述组成中的Li2O含量可以大于Na2O含量、或Na2O和K2O的总含量。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成可包括的RO的总量(其为诸如CaO、MgO、BaO、ZnO和SrO之类的碱土金属氧化物的总量)的范围为约0mol％至约2mol％。在一些实施方式中，玻璃组成包括非零量的RO，高达至约2mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括RO的含量为约0mol％至约1.8mol％、约0mol％至约1.6mol％、约0mol％至约1.5mol％、约0mol％至约1.4mol％、约0mol％至约1.2mol％、约0mol％至约1mol％、约0mol％至约0.8mol％、约0mol％至约0.5mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括CaO的含量为小于约1mol％、小于约0.8mol％、或小于约0.5mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成实质上不含CaO。
在一些实施方式中，玻璃组成包括MgO的含量为约0mol％至约7mol％、约0mol％至约6mol％、约0mol％至约5mol％、约0mol％至约4mol％、约0.1mol％至约7mol％、约0.1mol％至约6mol％、约0.1mol％至约5mol％、约0.1mol％至约4mol％、约1mol％至约7mol％、约2mol％至约6mol％、或约3mol％至约6mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括ZrO2的量为小于或等于约0.2mol％、小于约0.18mol％、小于约0.16mol％、小于约0.15mol％、小于约0.14mol％、小于约0.12mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括ZrO2的含量为约0.01mol％至约0.2mol％、约0.01mol％至约0.18mol％、约0.01mol％至约0.16mol％、约0.01mol％至约0.15mol％、约0.01mol％至约0.14mol％、约0.01mol％至约0.12mol％、或约0.01mol％至约0.10mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括SnO2的量为小于或等于约0.2mol％、小于约0.18mol％、小于约0.16mol％、小于约0.15mol％、小于约0.14mol％、小于约0.12mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括SnO2的范围为约0.01mol％至约0.2mol％、约0.01mol％至约0.18mol％、约0.01mol％至约0.16mol％、约0.01mol％至约0.15mol％、约0.01mol％至约0.14mol％、约0.01mol％至约0.12mol％、或约0.01mol％至约0.10mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成可包括赋予玻璃制品颜色或色彩的氧化物。在一些实施方式中，玻璃组成包括当玻璃制品暴露于紫外线辐射时防止玻璃制品变色(discoloration)的氧化物。这类氧化物的实例包括但不限于以下的氧化物：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、W和Mo。
在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括表示为Fe2O3的Fe，其中Fe以高达(和包括)约1mol％的量存在。在一些实施方式中，玻璃组成实质上不含Fe。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括Fe2O3的量为小于等于约0.2mol％、小于约0.18mol％、小于约0.16mol％、小于约0.15mol％、小于约0.14mol％、小于约0.12mol％。在一个或多个实施方式中，玻璃组成包括Fe2O3的范围为约0.01mol％至约0.2mol％、约0.01mol％至约0.18mol％、约0.01mol％至约0.16mol％、约0.01mol％至约0.15mol％、约0.01mol％至约0.14mol％、约0.01mol％至约0.12mol％、或约0.01mol％至约0.10mol％，及它们之间的所有范围和子范围。
当玻璃组成包括TiO2时，TiO2的存在量可以为约5mol％或更小、约2.5mol％或更小、约2mol％或更小、或者约1mol％或更小。在一个或多个实施方式中，玻璃组成可以实质上不含TiO2。
示例性玻璃组成包括约65mol％至约75mol％的范围内的量的SiO2、约8mol％至约14mol％的范围内的量的Al2O3、约12mol％至约17mol％的范围内的量的Na2O、约0mol％至约0.2mol％的范围内的量的K2O、和约1.5mol％至约6mol％的范围量的MgO。任选地，可以以本文另外公开的量包括SnO2。应当理解，尽管前面的玻璃组成段落表示了近似的范围，但是在其他实施方式中，玻璃层12、14可以由落入上述任一精确数值范围的任意的玻璃组成制成。
除非另有明确说明，否则不以任何方式意图将本文阐述的任何方法解释为要求其步骤以特定顺序执行。因此，在方法权利要求没有实际列举其步骤要遵循的顺序的情况下，或者在权利要求书或说明书中没有以其他方式具体说明步骤应限于特定的顺序的情况下，绝不意味着可以推断出特定顺序。此外，如本文中所使用的，冠词“一”旨在包括一个或一个以上部件或元件，而不旨在解释为仅意味着一个。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不背离所披露的实施方式的精神或范围的情况下，可以进行各种修改和变化。由于结合实施方式的精神和实质的所披露的实施方式的修改、组合、子组合和变化对于本领域技术人员而言是可能的，因此所披露的实施方式应被解释为包括所附权利要求及其等同物的范围内的所有内容。

Claims (54)

1.一种用于形成车辆内饰系统的方法，包括以下步骤：
提供第一玻璃层，所述第一玻璃层具有第一主表面和第二主表面，所述第二主表面与所述第一主表面相对；
提供第二玻璃层，所述第二玻璃层具有第三主表面和第四主表面，所述第四主表面与所述第三主表面相对；
用粘合剂层将所述第二主表面粘结到所述第三主表面以形成玻璃层压体；
将所述玻璃层压体放置在模具上；和
在低于所述第一玻璃层的第一玻璃化转变温度且低于所述第二玻璃层的第二玻璃化转变温度的温度下在所述玻璃层压体中形成第一曲率。
2.如权利要求1所述的方法，其中形成的所述步骤进一步包括在所述玻璃层压体中真空形成所述第一曲率。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述粘合剂层包括第一粘合剂和第二粘合剂，并且其中将所述第二主表面粘结到所述第三主表面的所述步骤包括将所述第一粘合剂施加到所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的非显示区域并且将所述第二粘合剂施加到所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的显示区域。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一粘合剂包括压敏粘合剂、紫外线可固化粘合剂、增韧环氧树脂、柔性环氧树脂、亚克力、硅酮、尿烷、聚氨酯、或硅烷改性的聚合物中的至少一者。
5.如权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述第一粘合剂的杨氏模量为至少100MPa。
6.如权利要求3-5中任一项所述的方法，其中所述第二粘合剂包括光学透明的粘合剂。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述光学透明的粘合剂包括在约10kPa至约100kPa的范围内的杨氏模量。
8.如权利要求3-7中任一项所述的方法，其中所述第二粘合剂包括100kPa或更小的剪切模量。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一主表面和所述第二主表面限定所述第一玻璃层的第一厚度，并且所述第三主表面和所述第四主表面限定所述第二玻璃层的第二厚度，并且其中所述第一厚度和所述第二厚度具有从0.2mm至5mm的组合厚度。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一厚度从为0.1mm至2.5mm。
11.如权利要求9或权利要求10所述的方法，其中所述第二厚度为从0.1mm至2.5mm。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一主表面、所述第二主表面、所述第三主表面或所述第四主表面中的至少一者包括表面处理。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述表面处理包括防眩光、防反射、易于清洁、或装饰层中的至少一者。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一玻璃层或所述第二玻璃层中的至少一者包括钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、或硼硅酸盐玻璃中的至少一者。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一曲率的曲率半径为100mm至5m。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中冷形成的步骤在不超过200℃的温度下执行。
17.一种用于车辆内饰系统的玻璃层压体，包括：
第一玻璃层，所述第一玻璃层具有第一弯曲表面和第二弯曲表面，所述第一弯曲表面和所述第二弯曲表面位于所述第一玻璃层的相对侧上并限定所述第一玻璃层的第一厚度；
第二玻璃层，所述第二玻璃层具有第三弯曲表面和第四弯曲表面，所述第三弯曲表面和所述第四弯曲表面位于所述第二玻璃层的相对侧上并限定所述第二玻璃层的第二厚度；和
粘合剂层，所述粘合剂层设置在所述第二弯曲表面和所述第三弯曲表面之间，所述粘合剂层将所述第一玻璃层粘合到所述第二玻璃层；
其中所述第一弯曲表面、所述第二弯曲表面、所述第三弯曲表面和所述第四弯曲表面至少限定所述玻璃层压体的第一曲率；并且
其中当根据FMVSS201进行测试时，头型冲击所述第一玻璃层的所述第一弯曲表面的最大减速度在连续3ms内不超过80g。
18.如权利要求17所述的玻璃层压体，其中所述粘合剂层包括第一粘合剂和第二粘合剂，并且其中所述第一粘合剂施加在所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的非显示区域中，并且所述第二粘合剂施加在所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的显示区域中。
19.如权利要求18所述的玻璃层压体，其中所述第一粘合剂包括压敏粘合剂、紫外线可固化粘合剂、增韧环氧树脂、柔性环氧树脂、亚克力、硅酮、尿烷、聚氨酯、或硅烷改性的聚合物中的至少一者。
20.如权利要求18或权利要求19所述的玻璃层压体，其中所述第一粘合剂的杨氏模量为至少100MPa。
21.如权利要求18-20中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第二粘合剂包括光学透明的粘合剂。
22.如权利要求21所述的玻璃层压体，其中所述光学透明的粘合剂的杨氏模量为10kPa至100kPa。
23.如权利要求17-22中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第一厚度和所述第二厚度具有从0.2mm至5mm的组合厚度。
24.如权利要求17-23中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第一厚度为0.1mm至2.5mm。
25.如权利要求17-24中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第二厚度为0.1mm至2.5mm。
26.如权利要求17-25中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第一弯曲表面、所述第二弯曲表面、所述第三弯曲表面或所述第四弯曲表面中的至少一者包括表面处理。
27.如权利要求26所述的玻璃层压体，其中所述表面处理包括防眩光、防反射、易于清洁、或装饰层中的至少一者。
28.如权利要求17-27中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第一玻璃层或所述第二玻璃层中的至少一者包括钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、或硼硅酸盐玻璃中的至少一者。
29.如权利要求17至28中任一项所述的玻璃层压体，其中所述第一曲率的曲率半径为100mm至5m。
30.如权利要求17至29中任一项所述的玻璃层压体，进一步包括第二曲率，所述第二曲率的曲率半径为100mm至5m。
31.如权利要求30所述的玻璃层压体，其中所述第一曲率或所述第二曲率中的至少一者是凹的。
32.如权利要求30或权利要求31所述的玻璃层压体，其中所述第一曲率或所述第二曲率中的至少一者是凸的。
33.如权利要求17或权利要求23-32中任一项所述的玻璃层压体，其中所述粘合剂层具有100kPa或更小的剪切模量。
34.一种车辆内饰系统，包括：
玻璃层压体，所述玻璃层压体包括第一曲率并具有显示区域和非显示区域，所述玻璃层压体包括：
第一玻璃层，所述第一玻璃层具有第一主表面和第二主表面，所述第二主表面与所述第一主表面相对；
第二玻璃层，所述第二玻璃层具有第三主表面和第四主表面，所述第四主表面与所述第三主表面相对；和
粘合剂层，所述粘合剂层设置在所述第二主表面和所述第三主表面之间，所述粘合剂层将所述第一玻璃层粘结到所述第二玻璃层；和
显示器，所述显示器粘结到在所述玻璃层压体的显示区域中的所述第四主表面；
其中，当向所述玻璃层压体施加10N力的探针在所述显示区域中的所述第一主表面上移动时，所述探针测得的来自所述显示器的光的最大亮度在所述探针测得的最小亮度的30％以内。
35.如权利要求34所述的车辆内饰系统，其中当根据FMVSS201进行测试时，头型冲击所述第一玻璃层的所述第一主表面的最大减速度在连续3ms内不超过80g。
36.如权利要求34或权利要求35所述的车辆内饰系统，其中所述粘合剂层在所述非显示区域中包括第一粘合剂，所述第一粘合剂包括压敏粘合剂、紫外线可固化粘合剂、增韧环氧树脂、柔性环氧树脂、亚克力、硅酮、尿烷、聚氨酯、或硅烷改性的聚合物中的至少一者。
37.如权利要求34-36中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述第一粘合剂的杨氏模量为至少100MPa。
38.如权利要求34-37中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述粘合剂层在所述显示区域中包括第二粘合剂，所述第二粘合剂包括光学透明的粘合剂。
39.如权利要求38所述的车辆内饰系统，其中所述光学透明的粘合剂包括10kPa至100kPa的杨氏模量。
40.如权利要求38或39所述的车辆内饰系统，其中所述光学透明的粘合剂具有100kPa或更小的剪切模量。
41.如权利要求34-40中的任一项所述的车辆内饰系统，其中所述第一主表面和所述第二主表面限定所述第一玻璃层的第一厚度，并且所述第三主表面和所述第四主表面限定所述第二玻璃层的第二厚度，并且其中所述第一厚度和所述第二厚度的总厚度为0.2mm至5mm。
42.如权利要求41所述的车辆内饰系统，其中所述第一厚度为0.1mm至2.5mm，并且其中所述第二厚度为0.1mm至2.5mm。
43.如权利要求34-42中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述第一主表面、所述第二主表面、所述第三主表面或所述第四主表面中的至少一者包括表面处理。
44.如权利要求43所述的车辆内饰系统，其中所述表面处理包括防眩光、防反射、易于清洁或油墨层中的至少一种。
45.如权利要求34-44中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述第一玻璃层或所述第二玻璃层中的至少一者包括钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、碱铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃中的至少一者。
46.如权利要求34-45中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述第一曲率的曲率半径为100mm至5m。
47.如权利要求34-46中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述玻璃层压体进一步包括第二曲率，所述第二曲率的曲率半径为100mm至5m。
48.如权利要求47所述的车辆内饰系统，其中所述第一曲率或所述第二曲率中的至少一者是凹的。
49.如权利要求47或权利要求48所述的车辆内饰系统，其中所述第一曲率和所述第二曲率中的至少一者是凸的。
50.如权利要求47-49中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述第一曲率是凹的，并且所述第二曲率是凸的。
51.如权利要求34-50中任一项所述的车辆内饰系统，其中所述显示器包括发光二极管(LED)显示器、有机LED显示器、液晶显示器、或等离子体显示器中的至少一者。
52.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求34至51中任一项所述的车辆内饰系统。
53.如权利要求52所述的车辆，其中所述车辆内饰系统是仪表盘、中心信息显示器、或仪表板面板中的至少一者。
54.如权利要求52或53所述的车辆，其中所述车辆是汽车、海上航行器、和飞机中的一者。
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