聚合物边缘-覆盖的玻璃制品及其制备和使用方法_2

文档序号:9829312阅读:来源:国知局
玻璃r的美国专利申请第13/305,271号中有更 充分的描述,该专利申请的公开号为2012/0135226,且该专利申请要求2010年11月30号提 交的美国临时专利申请第61/417,941号的优先权,其全文通过引用结合入本文,如同其全 部列于下文。
[002引另一类说明性组合物包括具有至少约4摩尔%的口2化的那些组合物,其中(M203(摩 尔%)/10)(摩尔%))<1,1203 = 41203+8203,且10)是玻璃中存在的单价和二价阳离子氧化物 的总和。单价和二价阳离子氧化物选自下组:Li20、Na20、Κ20、肺20、Cs20、MgO、CaO、SrO、BaO和 化0。此类组合物的一个子组包括具有0摩尔% B2化的玻璃。此类玻璃在T. M.格罗斯(T imo thy Μ.Gross)于2011 年 11 月16 日提交的题为"Ion Exchangeable Glass with Hi曲 Crack Initiation化reshold(具有高裂纹引发阔值的可离子交换玻璃r的美国临时专利申请第 61/560,434号中有更充分的描述,且美国专利号8,765,262要求该临时专利申请的优先权, 其全文通过引用结合入本文,如同其全部列于下文。
[0029]又一类说明性组合物包括具有Al2〇3、Al2〇3、碱金属氧化物并包含Ξ重配位棚阳离 子的那些组合物。经过离子交换后,运些玻璃可具有至少约30千克力(kgf)的维氏 (Vickers)裂纹引发阔值。此类组合物的一个子组包括至少约50摩尔%的51化;至少约10摩 尔%的尺2〇,其中R20包括化2〇;Al2〇3,其中-0.5摩尔% < Al2〇3(摩尔%)-R20(摩尔%) < 2摩 尔% ; W及B203,其中B203(摩尔% )-他0(摩尔% ) -A!203(摩尔% )) > 4.5摩尔%。此类组合 物的另一个子组包括至少约50摩尔%的51化;约9摩尔%至约22摩尔%的412〇3;约4.5摩 尔%至约10摩尔%的82〇3;约10摩尔%至约20摩尔%的化2〇; ο摩尔%至约5摩尔%的1(2〇;至 少约0.1摩尔%的]\1邑0和/或化0,其中0 < MgO+ZnO < 6摩尔% ; W及可选的CaO、BaO和SrO中的 至少一种,其中0摩尔%含化O+SrO+BaO含2摩尔%。此类玻璃在M.J.德吉内卡等于2012年5 月31 日提交的题为"Ion Exchangeable Glass with High Damage Resis1:ance(具有高耐 损坏性的可离子交换玻璃r的美国临时专利申请第61/653,485号中有更充分的描述,公开 号为2014/0106172的美国专利申请号13/903,398要求该专利申请的优先权,其全文通过引 用结合入本文,如同其全部列于下文。
[0030] 相似的,对于玻璃陶瓷,所选材料可W是众多具有玻璃相和陶瓷相的材料中的任 何材料。说明性玻璃陶瓷包括由娃酸盐、棚娃酸盐、侣娃酸盐或棚侣娃酸盐形成玻璃相且0- 裡辉石、β-石英、霞石、六方钟霞石或Ξ斜霞石形成陶瓷相的那些材料。
[0031] 该玻璃或玻璃-陶瓷基材可采用多种物理形式。即,从横截面视角看,该基材可W 是平坦的或平面的,或者它可W是弯曲的和/或严重弯折的。相似的,它可W是单个一体式 物体、多层结构或层叠件。此外,该基材任选地可进行退火和/或强化(例如,通过热钢化、化 学离子交换等过程)。
[0032] 直接地或间接地设置在基材的边缘或次要表面的至少一部分上的表面粗糖化的 涂层102可由各种材料形成,只是为了方便,本文将该材料称作"涂层前体材料"。该表面粗 糖化的涂层通常包含与聚合物覆盖物机械地结合的组分W及与基材化学地结合的组分。机 械结合组分通常可通过添加物(例如,颗粒、销形体、打孔的嵌件等)至少引入到表面粗糖化 的涂层的表面来构建,或者它可通过表面粗糖化的涂层的表面的纹理化(例如,通过机械方 法或化学方法)来构建。化学结合组分可为对玻璃或玻璃-陶瓷基材的表面具有较强亲和性 的任意元素或官能团或部分。例如,化学结合组分可为形成Si-0键的无机聚合物(例如,娃 烧,硅氧烷,倍半硅氧烷等),氧化物材料,有机聚合物(例如,丙締酸醋,环氧树脂,氨基甲酸 醋等)或其组合。
[0033] 当机械结合组分通过添加物来构建时,在大多数实施方式中,该添加物是具有规 则的或不规则的形状的任意数目的颗粒,例如如图2A所示。运种颗粒106的示例包含球形、 卵形、细丝状、纤维状,和/或螺旋状的氧化物、聚合物、矿物、粘±等。在一些情况下,可W提 供与聚合物覆盖物化学地粘结的手段的方式来处理颗粒。颗粒添加物可为有益的,因为它 们使玻璃或玻璃-陶瓷和用来形成覆盖物的聚合物之间的热膨胀系数(CTE)不匹配降低。 即,适当地选择用于颗粒添加物的材料和涂层前体材料可导致在表面粗糖化的涂层的CTE 中形成功能梯度,从而最大程度减小基材和覆盖物的聚合物之间的CTE不匹配。
[0034] 在其中机械结合组分通过添加物构建的其它实施方式中,添加物可为多个销形体 状的元件108,例如玻璃、陶瓷、木材、塑料、金属等,例如如图2B所示。在其它实施方式中,添 加物可为具有多个穿孔112的嵌件110,例如如图2C所示,例如在现有金属嵌件模塑过程中 所用的那些。即,打孔的嵌件可由金属或其它材料形成,并可将该打孔的嵌件结合进入涂层 前体材料,从而部分地从最终表面粗糖化的涂层的表面凸起。
[0035] 可用来形成表面粗糖化的涂层的示例性涂层前体材料包括硅烷,硅氧烷,倍半娃 氧烧,氧化物,丙締酸醋,环氧化物,氨基甲酸醋等。
[0036] 直接地或间接地设置在表面粗糖化的涂层102的至少一部分上的聚合物覆盖物 104可由各种聚合物材料形成,包括氨基甲酸醋、热塑性弹性体、聚碳酸醋、丙締腊下二締苯 乙締聚合物(ABS)等,或者它们的混合物或者它们的共聚物。
[0037] 制备如上所述的制品的方法通常包含W下步骤:提供玻璃或玻璃-陶瓷基材,在该 基材的边缘的表面的至少一部分上形成表面粗糖化的涂层,和在该表面粗糖化的涂层的表 面的至少一部分上形成聚合物覆盖物。应指出,被表面粗糖化的涂层覆盖的基材的边缘的 表面部分不需要必须与被聚合物覆盖物覆盖的表面部分相同。
[0038] 玻璃或玻璃-陶瓷基材、表面粗糖化的涂层和聚合物覆盖物中所用的材料的选择 可基于最终制品的所需的特定应用来进行。然而,一般来说,具体的材料将选自如上关于覆 盖的制品所述的那些材料。
[0039] 提供基材可设及选择刚制造的玻璃或玻璃-陶瓷物体,或可对刚制造的玻璃或玻 璃-陶瓷物体进行处理,W准备用于形成表面粗糖化的涂层的步骤。运种预涂覆处理的示例 包含物理或化学清洁、物理或化学强化、物理或化学蚀刻、物理或化学抛光、退火、成形,和/ 或等。运些方法是本发明所属本领域普通技术人员公知的。
[0040] -旦选定和/或制备了玻璃或玻璃-陶瓷基材,可在其至少一个边缘表面上形成表 面粗糖化的涂层。取决于所选择的材料,可使用不同技术来形成表面粗糖化的涂层。需要指 出的是,表面粗糖化的涂层不是可施加(例如通过胶粘剂或其它紧固装置)到基材表面的自 立式膜,而是事实上是在基材的表面上物理地形成的。
[0041] -般来说,表面粗糖化的涂层可独立地使用下述中的任一种来制造:化学气相沉 积(CVD)的变体(例如,等离子体-增强CVD,气溶胶-辅助CVD,金属有机CVD等),物理气相沉 积(PVD)的任何变体(例如,离子-辅助PVD,脉冲激光沉积,阴极弧沉积,瓣射等),喷涂,旋 涂,浸涂,喷墨打印,溶胶-凝胶加工,注塑等。运些方法是本发明所属本领域普通技术人员 公知的。
[0042] 在许多实施方式中,表面粗糖化的涂层前体材料可需要进行额外的处理步骤来完 成该层。例如,当表面粗糖化的涂层前体材料W液体形式施加到基材时,其可进行热处理、 氧化处理、水处理或福射处理W形成最终的涂层。
[0043] 在于基材上形成涂层或涂层前体材料之后,涂层的表面必须进行粗糖化。运可通 过对将液体表面粗糖化的涂层前体材料进行处理步骤W形成最终的涂层之前加入添加物 来实现。或者,运可通过纹理化涂层或涂层前体材料的表面来实现。
[0044] -旦形成表面粗糖化的涂层,可在表面粗糖化的涂层的表面的至少一部分上形成 聚合物覆盖物。聚合物覆盖物可通过喷涂、旋涂、浸涂、喷墨打印、溶胶-凝胶加工、注塑等来 形成。然而,在大多数实施方式中,聚合物覆盖物通过注塑工艺来形成。在一些实施方式中, 如通过拉伸测试仪(例如,具有50Kg负载单元(loadcel 1)的因斯特朗(Ins化on)型号4202拉 伸测试仪)所测量,在施加聚合物覆盖物5天之后,破坏聚合物覆盖物和基材之间的粘合所 需的力是至少约200N,至少约225N,至少约250N,至少约275N,至少约300N,至少约325N,至 少约350N,至少约375N,或至少约400N。
[0045] -旦形成聚合物覆盖的制品,可将其用于各种应用。运些应用包括用于多种电子 装置(如手机、个人数据助理、计算机、书写板、全球定位系统导航装置等)的触敏显示屏或 盖板、电子装置的非触敏部件、家用电器(如冰箱、微波炉、灶台、烤箱、洗碗机、洗衣机、烘干 机等)的表面和车辆零部件,运里仅列举了一些装置。 实施例
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