[发明专利]将硬件粘结到车辆玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将结构粘附到玻璃表面的方法，更具体地涉及将结构(例如，硬件)粘附到车辆和/或建筑(下文称为车辆/建筑)玻璃表面的方法，并且甚至更具体地涉及将硬件(例如，托架)粘附到车辆玻璃表面(诸如汽车风挡)的方法。

背景技术

现代汽车的玻璃风挡玻璃有许多功能。一个功能是保护汽车的乘员免受风和空气携带碎片的影响。另一个功能是赋予车辆结构强度。还存在风挡作为各类可附接装置(包括反射镜和传感器)的基底的用途。新技术导致这些装置随时间推移变得更多且更复杂。这些汽车装置可包括雨水传感器、多功能相机、防碰撞传感器和车道偏离相机。

为了适应这些装置，汽车制造商(即，原始设备制造商或“OEM”)试图合并装置功能以节省空间并且使对驾驶员和其他乘员的视觉障碍最小化。常见的解决方案是将这些装置安装到大托架，该大托架粘结到风挡的上中心部分。这些托架的增加大小以及所承受的重量带来了对将这样的硬件永久地粘附到玻璃基底的新技术挑战。

常规上，托架与玻璃的粘结与风挡制造过程同时进行。在制造汽车风挡时，薄的聚合物支撑层(诸如聚乙烯醇缩丁醛(PVB))夹在两层钢化玻璃之间。然后使用高压釜工艺(即，使用热和压力的专门烘箱)将这些层彼此融合以活化PVB层以将玻璃层粘结在一起。相同的高压灭菌工艺已用于使用热固化粘合剂将托架附接到玻璃表面。这些粘合剂通常需要一定的压热温度、压力和时间曲线来达到所需的最终粘结强度。为了使成本最小化，许多风挡被装入单个高压釜中，并且该过程分批执行。

然而，现代汽车中使用的较大托架可能造成制造困难。由于它们的大小，它们需要在高压釜内的风挡之间有更大的间距。由于较少的风挡可以装入每个高压釜中，因此效率降低，从而导致能量浪费，生产量降低，并且最终导致成本增加。

作为上述问题的解决方案，制造商已经探索了允许在高压灭菌后粘结托架的替代粘结解决方案。然而，这些解决方案相对于初始粘结强度和/或所需固化时间提出其自身的技术挑战。例如，传统的液体粘合剂通常需要混合并使用引物来粘结到玻璃。基于湿固化或双组分可固化聚氨酯的许多粘合剂也缺乏防止粘结的硬件在固化期间沿着风挡滑动所需的即时生坯强度。因此，在固化时可能需要将硬件夹紧或粘贴到玻璃上，这是麻烦的做法。

替代的粘合剂溶液，诸如在美国专利No.8,506,751(Vandal等人)中描述的那些粘合剂溶液需要在将粘结粘合剂施加到硬件之前对其进行冷藏。然而，对粘合剂进行冷藏储存的需求再次使工艺流程复杂化，并带来额外的成本。

发明内容

虽然这些问题是在汽车上下文中描述的，但也可能与其他车辆市场有关。相邻的车辆市场可包括例如飞机和航海应用。

根据本发明，将硬件粘结到玻璃的方法可以克服上述困难(例如，不需要使用引物、混合、固定或高压灭菌)，并且由本发明产生的工艺流程可以减轻风挡和其他玻璃制造商所面临的主要难处。因此，本发明可被视为涉及用于将硬件和装置安装到玻璃基底表面的更有效的方法。

在本发明的第一方面，提供了将硬件粘结到车辆玻璃的方法，其中该方法包括：提供车辆玻璃，该车辆玻璃包括第一片玻璃(优选钢化玻璃)、聚合物背衬和第二片玻璃(优选钢化玻璃)，它们通过高压灭菌工艺以此顺序层压；将粘合剂层设置在硬件或车辆玻璃的粘结表面上，该粘合剂层包含在环境条件下尺寸上稳定的可固化组合物；在将粘合剂层设置在粘结表面上之前或之后，用紫外线辐射照射粘合剂层以引发可固化组合物的固化；将硬件放置成通过粘合剂层粘结到车辆玻璃；以及允许粘合剂层固化。

在本发明的第二方面，提供了将硬件粘结到车辆玻璃的方法，其中该方法包括：将粘合剂层设置在硬件或车辆玻璃的粘结表面上，该粘合剂层包括可固化组合物，该可固化组合物包含：a)约25至约80重量份范围内的一种或多种环氧树脂，b)约5至约30重量份范围内的一种或多种液体聚醚多元醇，c)约10至约50重量份范围内的一种或多种羟基官能成膜聚合物以及它们的前体，其中a)至c)的总和为100重量份，以及d)相对于100份的a)至c)，约0.1至约5重量份范围内的光引发剂；在将粘合剂层设置在粘结表面上之前或之后，用紫外线辐射照射粘合剂层以引发可固化组合物的固化；将硬件放置成通过粘合剂层粘结到车辆玻璃；以及允许粘合剂层固化。