膜层压基板的模内装饰的制作方法

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膜层压基板的模内装饰的制造方法与工艺

电子装置可以具有其中用户可以与该装置交互的控制面板。控制面板可以具有可以包括显示源、触摸感应装置和/或设置于触摸感应装置之上的覆盖窗的层。控制面板可以向用户显示信息并且解释用户与面板表面的物理接触。用户可以通过触摸覆盖窗的表面来与该装置交互。图像可以从显示源通过面板投影。覆盖窗口可以包括可以提供透明保护层并可以覆盖触摸感应装置的玻璃。玻璃可以是透明的并可以是耐磨的,并因此可以适合用作覆盖窗。然而,玻璃可以是脆性的并易于破裂和失效(例如,当沿着边缘受冲击时)。此外,直接粘附至玻璃基板对聚合物树脂可以是困难的。添加剂、表面处理剂和/或粘合剂可以用于努力改善粘附性,然而玻璃和聚合物树脂之间的界面可以仍然是其中可能发生分离的脆弱点。

因此,在本领域中存在对于可以使聚合物树脂材料粘合至基板的制品,以及可以改善粘合,减少或消除翘曲,降低制造成本,提供更大设计自由度的方法,或包括上述中的至少一种的组合的需要。



技术实现要素:

一种制造的制品可以包括:模具嵌件,包含:具有第一表面和第二表面的盖基板;结合至盖基板的第二表面的一部分的粘合剂;具有第一表面和第二表面的底部基板,其中底部基板的第一表面结合至粘合剂,其中粘合剂设置于盖基板的第二表面和底部基板的第一表面之间;以及聚合树脂连接物,其中聚合树脂连接物结合至底部基板的第二表面的一部分,其中聚合物脂沿着底部基板边缘且沿着盖基板边缘延伸。

一种形成制造的制品的方法可以包括:将粘合剂施加于第一基板的表面;将第二基板结合于粘合剂以形成模具嵌件,其中粘合剂夹在第一基板和第二基板之间;在注射模制过程中将聚合树脂连接物成形为模具嵌件以形成制品;其中聚合树脂连接物结合至第一基板和第二基板中之一的一部分,并且其中聚合物树脂连接物沿着模具嵌件边缘的一部分延伸。

以上描述的和其它特征通过以下附图和详细描述举例说明。

附图说明

现在参照附图,其是示例性实施方式,并且其中所有相同的元件编号相同。

图1是包括盖基板、底部基板、粘合剂和聚合树脂连接物的制造的制品的横截面的一部分的图示。

图2是包括形成为多于一个部分的聚合树脂连接物的制造的制品的横截面的一部分的图示。

图3是包括盖基板、底部基板、粘合剂、功能层和聚合树脂连接物的制造的制品的横截面的一部分的图示。

图4是包括盖基板、底部基板、粘合剂、功能层和形成为多于一个部分的聚合树脂连接物的制造的制品的横截面的一部分的图示。

图5是用于测定包括填料材料的聚合树脂连接物的翘曲的测量点的图示。

图6A是具有辅助在模具内排列模具嵌件的特征的模具的顶视图。

图6B是具有辅助在模具内排列模具嵌件的特征的模具的横截面视图。

图7是来自平面跌落测试(flat face drop test)的结果的图示。

图8是来自30°角面跌落测试的结果的图示。

具体实施方式

待解决的问题可以包括选择聚合树脂连接物组合物,其可以在将其以允许通过制品的高可见光透射率的方式施加于基板以形成制品时降低或消除翘曲,其可以是便宜的,并且其中可以将聚合物树脂以使其可以降低基板沿着基板/聚合物界面分离或破裂的敏感性的方式粘附至基板。本主题可以有助于提供对该问题的解决方案,如通过提供能够层压至盖基板的底部基板,其中底部基板也可以以使得在基板和聚合物树脂之间提供较强的粘附性并防止制造的制品的翘曲的方式结合至聚合树脂连接物。

本文公开了制造的制品及形成其的方法。制品可以包括盖基板、底部基板、粘合剂和聚合树脂连接物。制品可以包括粘附至盖基板的表面的可选的功能层。制品可以包括粘附至底部基板的表面的可选的功能层。可选的功能层可以包括紫外光保护层,触摸感应层,耐磨层,红外吸收层,红外反射层,疏水层,亲水层,抗指纹层,防污层,抗微生物层,导电层,电磁辐射屏蔽层(例如,电磁干扰屏蔽层),防霜层,防雾层,图像形成层(例如,油墨层)或包括上述中的至少一种的组合。可以以任何形式设置功能层,例如膜、涂层、共挤出层、沉积层、模制层等。功能层的功能材料可以是并入粘合剂、盖基板或底部基板中的添加剂,或包括上述中的至少一种的组合,如给予基板或粘合剂功能性而不形成单独的层。

图1-2图示说明了制造的制品2,包括具有边缘52的模具嵌件50和聚合树脂连接物30。模具嵌件50可以包括盖基板4,粘合剂6和底部基板8。盖基板4可以是任何形状。盖基板4可以是平面的。如沿盖基板4的最短尺寸(沿图中的t轴)测量的,盖基板4可以为0.05毫米(mm)至5.0毫米厚,例如,0.05mm至1.5mm、或0.3mm至1.0mm、或0.4mm至1.0mm、或0.55mm至0.7。盖基板4可以具有第一表面10,第二表面12和边缘20。盖基板4的表面(例如,第一表面10)可以形成制品2的外表面。盖基板4的表面(例如,第二表面12)可以由粘合剂6结合(例如,粘结)至底部基板8。盖基板4可以在尺寸上呈现曲率。盖基板4可以形成为三维形状。

进行用热塑性聚氨酯(TPU)粘合剂6层压至0.254mm厚的聚碳酸酯底部基板8上的玻璃盖基板4的评估以确定模具嵌件50的作为盖基板4和粘合剂6的厚度的函数的用于嵌件模制的适合性。评估结果提供在表1中。

盖基板4可以由任何材料,包括玻璃,热塑性塑料,木材,金属,陶瓷,石材,增强纤维或包括上述中的至少一种的组合制成。本文使用的增强纤维可以指碳纤维,玻璃纤维,芳纶纤维,玄武岩纤维,石英纤维,硼纤维,纤维素纤维,天然纤维,液晶聚合物纤维,高韧性聚合物纤维(例如,聚丙烯,聚乙烯,聚(己-6-内酰胺),聚[亚氨基(1,6-二氧六亚甲基)亚氨基六亚甲基])或包括上述中的至少一种的组合。

进行使用1mm厚的基于硅酮的基压敏粘合剂(PSA)粘合剂6层压至0.008mm厚的聚碳酸酯底部基板8上的各种盖基板4的评价以确定作为粘合至底部基板8的盖基板4的函数的模具嵌件50用于嵌入模制的适合性。评估结果提供于表2中。用于聚碳酸酯底部基板8的树脂是40%玻璃填充的聚碳酸酯树脂。

从表2中可以看出,几乎所有对盖基板测试的材料成功经受了成型。薄木板盖基板可以具有如沿最短尺寸测量的0.1至1.0mm、例如0.25至0.75mm、例如0.3至0.6mm、例如0.3mm、例如0.5mm、例如0.6mm、例如0.75mm的厚度。化学强化的玻璃盖基板可以具有如沿短尺寸测量的0.3mm至1mm,例如0.4mm至0.7mm的厚度。碳纤维层压板或玻璃纤维层压板盖基板可以具有沿最短尺寸测量的0.5至2mm、例如0.75至1.75mm、例如1.0至1.5mm、例如0.75mm、例如1.0mm、例如1.5mm的厚度。不锈钢、铜或铝盖基板可以具有0.1至1.0mm、例如0.25至0.75mm、例如0.3至0.6mm、例如0.25mm、例如0.4mm、0.6mm的厚度。光学透明的合成晶体盖基板可以具有如沿最短尺寸测量的0.25至1.0mm、例如0.5至0.75mm、例如0.6至0.7mm、例如0.3mm、0.5mm、例如0.7mm的厚度。未强化的玻璃盖基板可以具有如沿最小尺寸测量的0.05至1.0mm、例如0.1至0.5mm、例如0.1至0.2mm、例如0.05mm、例如0.075mm、例如0.1mm、例如0.2mm的厚度。当将含有用于制备嵌件50的底部基板8的树脂的一些部分的注射模制的树脂30注射到嵌件上时,可以实现期望的粘合。例如,嵌件50的底部基板8可以是聚丙烯或聚酯,并且聚合树脂连接物30可以分别包含含有聚丙烯或聚酯的部分的树脂。

盖基板4可以包含化学强化的玻璃(例如,可商购自Corning Inc.的CORNINGTMGORILLATM玻璃,可商购自Schott AG的XENSATIONTM玻璃,可商购自Asahi Glass Company,LTD的DRAGONTRAILTM玻璃,以及可商购自Nippon Electric Glass Company,LTD的CX-01玻璃,这个列表不包括所有的化学硬化玻璃产品)。盖基板4可以包括非强化玻璃,如包括低钠玻璃的非硬化玻璃(例如,可商购自Corning Inc.的CORNINGTM WILLOWTM玻璃和可商购自Nippon Electric Glass的OA-10G Glass-on-Roll玻璃,这个列表不包括所有的非硬化玻璃产品)。盖基板4可以包括可商购自GT Advanced Technologies Inc.的宝石蓝玻璃。在一些实施方式中,盖基板4可以包括GORILLATM玻璃并且盖基板4可以具有沿着最短尺寸测量的0.3mm至1mm或0.4mm至0.7mm的厚度。在一些实施方式中,盖基板4可以包括WILLOWTM玻璃并且盖基板4可以具有沿着最短尺寸测量的0.05mm至0.3mm或0.1mm至0.2mm的厚度。在一些实施方式中,盖基板4可以包括宝石蓝玻璃并且盖基板4可以具有沿着最短尺寸测量的0.06mm至2mm或0.6mm至0.7mm的厚度。

粘合剂6可以设置于邻近盖基板4的表面。例如,粘合剂6可以设置于邻近盖基板4的第二表面12。可以施加粘合剂6使得厚度可以小于2.0mm,例如0.05mm至1.0mm,或0.2mm至0.8mm。粘合剂6可以夹在盖基板4的表面和底部基板8的表面之间。粘合剂6可以与盖基板4的表面和底部基板8的表面两者机械连通。粘合剂6可以施加于盖基板4,施加于底部基板8,或施加于盖基板4和底部基板8两者。可以使用任何期望的方法,包括辊层压,辊涂,丝网印刷,涂布,喷涂,旋涂,浸涂等施加粘合剂6。

据发现,当模具嵌件50用在高于室温的温度下施加的粘合剂6形成时,模具嵌件可以展现出不期望的弯曲。本申请人不需要提供本发明的操作理论的描述,并且所附权利要求书也不应该受本申请人关于这种理论的陈述限制,但认为如果粘合剂6在升高的温度下施加时,则当其冷却时粘合剂6和底部基板8可能会收缩并可能使模具嵌件50弯曲,使得由此可能给予模具嵌件50意外的曲率。这可以是当盖基板4的弯曲刚度不足够高以防止底部基板8收缩或防止粘合剂6导致嵌件形成不期望曲率时的情况。一种可以防止不期望的弯曲的策略可以是在室温下或接近室温(如15℃至45℃的温度)下施加粘合剂6。另一种可以防止不期望的弯曲的策略可以是增加盖基板4的厚度和/或刚度,使得其可以克服底部基板8和粘合剂6的收缩力。

在一个实例中,将0.7mm厚的化学强化的玻璃(例如,GORILLATM玻璃)用0.1mm至1.3mm的热塑性聚氨酯(TPU)粘合剂6粘合至0.25mm的聚碳酸酯(PC)膜(例如,LEXANTM膜)。在这些实例中,即使固化TPU的温度远高于室温,坚硬的玻璃也可以防止不期望的弯曲,如表3所示。在表3中,样本点的位置如下:对于长度L的样本(在样品的最长尺寸上测量),点A在L=0处,点B在L=L/2处,点C在L=L处,并且对于宽度为W的样品(在垂直于由样品的长度和厚度尺寸形成的平面的尺寸,例如,图中的w-轴尺寸上测量),点D在W=0处,点E在W=W/2处,点F在W=W处,。样品在100℃下测试100分钟并在80℃下测试220分钟,压力为69牛顿/平方厘米(N/cm2),并且在0mbar(0帕斯卡)的压力下保持真空220min。

在上述实验中发现,聚碳酸酯的厚度可以影响不平衡的层压样品中观察到的翘曲量,其中在足够高的温度和压力下进行层压导致热塑性聚氨酯粘合剂熔融并流动。当使用乙基醋酸乙烯(ethyl vinyl acetate)(EVA)中间层粘合剂时,观察到类似结果。如样品5中的,当层压板的聚碳酸酯层足够薄时,聚碳酸酯的收缩并未产生足以克服玻璃的刚度的应力。结果是平坦得多的完成部件,例如,在从固定平面的高度的测量中具有较小的标准偏差。在样品1-4中,聚碳酸酯的收缩在样品中产生了足以导致部件中出现显著翘曲的应力。

粘合剂6可以是任何可以经受暴露于模制过程(例如,暴露于高达200℃的模制工具温度和/或高达360℃的模制材料温度)并且不会化学侵蚀底部基板8或盖基板4的粘合剂。化学侵蚀可以通过将粘合剂6施加于基板上而形成样品并对比样品在放置于1700至2000磅/平方英寸(psi,表压)(11.7至13.8兆帕斯卡(MPa))的拉伸夹具中并保持在70℃温度下1周之前和之后的物理性质来测定。如果机械性能(例如,拉伸强度,弯曲模量等)大于或等于其原始值(在1周测试之前)的95%并且没有可视的侵蚀迹象(例如,应力裂纹),则可以认为粘合剂不会侵蚀基板材料。在一个实施方式中,粘合剂是不含受阻胺光稳定剂的乙基醋酸乙烯(无HALS的EVA)。在一个实施方式中,粘合剂6是热塑性聚氨酯。在一个实施方式中,粘合剂6是紫外光固化的改性丙烯酸酯光学质量粘合剂。在一个实施方式中,粘合剂6是基于硅酮的压敏粘合剂。在一个实施方式中,粘合剂6是丙烯酸酯基压敏粘合剂。表4中提供了一些粘合剂的评估。在2,000psi(13.8兆帕斯卡(MPa))压力夹具上在70℃下暴露7天的时段测量化学相容性;通过测量用表4中所列出的粘合剂之一粘结至钠钙玻璃上的1英寸(25.4mm)宽的LEXANTM膜的90°剥离力来进行剥离试验,并以磅/平方英寸(PLI)和牛顿/米(N/m)报告;通过测试在1英寸(25.4mm)上粘结至LEXANTM薄板的1英寸(25.4mm)钠钙玻璃的样品来测量平均搭接剪切(lap shear),并以磅/平方英寸(psi)和千帕斯卡(kPa))报告。“表4中的NT”是指“未测试”。

如由表4可以看出,基于丙烯酸和硅酮压敏粘合剂系统可以提供期望的粘结的量并易于施加。紫外(UV)光固化的改性丙烯酸酯光学质量粘合剂可以提供与其他粘合剂系统相比更大的粘结强度。这可以是期望的以提供具有足以克服对于使用固化温度大于38℃超过10分钟的系统如EVA和TPU,由底部基板的收缩导致的盖基板卷曲的倾向的刚度的盖基板。例如,0.7mm玻璃盖基板可以具有足以克服0.075mm的包含聚碳酸酯的底部基板的收缩的刚度。

粘合剂6可以是光学透明的,如提供根据ASTM D1003-00测定的大于或等于90%的可见光的透射率。粘合剂6可以是不透明的,如着色的,以匹配聚合树脂连接物30、盖基板4或底部基板8。底部基板8可以是不透明的。底部基板8可以是光学透明的,如提供根据ASTM D1003-00测定的大于或等于90%的可见光的透射率。粘合剂6可以包含聚合物。粘合剂6的聚合物可以包括热固性聚合物。粘合剂6的聚合物可以包括热塑性聚合物。热固性聚合物可以通过电磁辐射(例如,紫外(UV)光谱中具有750THz至30PHz的频率的电磁辐射)、电子束、热、干燥、暴露于空气、压力(例如,压敏粘合剂)或包括上述中的至少一种的组合来活化。粘合剂6可以施加于盖基板4和底部基板8之间,以将它们结合至一起以防止分离。当基板以这种方式结合时,底部基板8可以展现出如由90度剥离测试测定的对盖基板4大于3lbf(磅力)/线性英寸(525牛顿/米(N/m))的粘附力。在一个实施方式中,粘合剂6可以包含热塑性聚氨酯(TPU)。在一些实施方式中,粘合剂6可以包含环氧化物、丙烯酸酯、胺、氨酯、硅酮、热塑性聚氨酯、乙基醋酸乙烯、无HALS的EVA或包括上述至少一种的组合。在一个实施方式中,当盖基板4具有比底部基板8更高的弯曲刚度时,粘合剂可以包含TPU,EVA或二者。

底部基板8可以包含聚合物,填料材料,聚合物添加剂或包括上述中的至少一种的组合。底部基板8可以具有第一表面14,第二表面16和边缘22。底部基板8可以是任何形状。底部基板8可以是平面的。如沿着底部基板8的最短尺寸(沿着图中的t-轴)测量的,底部基板8可以为小于或等于6.0mm厚,例如0.02mm至6.0mm厚,或0.02mm至1.0mm厚。底部基板8的形状可以对应于盖基板4的形状,使得当基板结合(例如,粘附至一起)时,基板(4,8)的边缘(20,22)相互齐平(沿图中的w轴尺寸)。例如,底部基板8可以粘附至盖基板4而形成模具嵌件50,其可以被切割而使边缘齐平。粘合剂6和底部基板8可以形成围绕盖基板4的周边的边界(例如框),使得底部基板8和粘合剂沿着盖基板4的一部分表面延伸。底部基板8可以在尺寸时表现出弯曲。

可以使用多种装饰技术,包括但不限于丝网印刷、移印(pad printing)、金属化、数字印刷、凹版印刷、平板印刷,激光标刻,激光印刷,蚀刻和纹理化中的任一种在表面14和/或16上装饰底部基板8和/或在表面10和/或12上装饰盖基板。

底部基板8,粘合剂6和盖基板4可以结合(例如,粘附)至一起而形成模具嵌件50。模具嵌件50可以通过对底部基板8、粘合剂6和盖基板4一起施压,并活化粘合剂6而形成。例如,可以在卷至片材转换,冲压,辊压,包括双带压制的带式压制、真空袋、压热器(autoclave)、真空层压、平行压板层压、注射模制截止(injection mold shut off)、或包括上述中的至少一种的组合中形成模具嵌件50。对模具嵌件50施压可以包括如用注射模制截止加压至大于0.1兆帕(MPa)、例如0.1MPa至1MPa、或0.2MPa至0.5MPa、或34MPa或更大的压力。可以在层压过程中形成模具嵌件50。可以形成模具嵌件50使其在一个或多个尺寸上展现出弯曲,或模具嵌件50可以是平面的。

聚合树脂连接物30可以是任何形状。聚合树脂连接物30可以通过底部基板8粘结至盖基板4。按照这种方式,聚合树脂连接物30可以以强粘附性粘结至底部基板8,其由此可以以强粘附性(例如,通过90度剥离测试或通过在85%RH下-40℃至85℃的温度循环101至50个循环,其中在每个温度下停留1小时,或通过将样品浸没于沸水中5至20分钟之间,然后检查脱层的迹象来测量的3lbf/线性英寸的粘附性值)粘附至盖基板4。聚合树脂连接物30可以围绕盖基板4的边缘20和底部基板8的边缘22。聚合树脂连接物30可以沿着底部基板8、粘合剂6和盖基板4的边缘延伸,且可以与盖基板4的第一表面10齐平(例如,在图的t-轴尺寸上),使得制品2沿着前侧58是平滑的。聚合树脂连接物30可以沿着边缘20,22和沿着盖基板4的第一表面10延伸,而形成唇缘24,如图2中所示。聚合树脂连接物30可以由间隙与边缘20、22分开(例如,如允许基板的热膨胀)。

聚合树脂连接物30可以在模制方法中模制为模具嵌件50。例如,可以将模具嵌件50定位于模腔中,并且可以将聚合树脂连接物30的聚合材料注入到模腔中而粘结至模具嵌件50的底部基板8。模制方法可以结合本领域内的已知技术,例如注射模制,注射压缩模制,气体辅助模制,泡沫模制,多重注射模制,多级模制,压缩模制或包括上述中的至少一种的组合。可以使用改善模制件内的编织线的流动性、表面光洁度和结合线的焊接强度的工具加工如感应加热和加热/冷却技术以降低注射压力,改善表面光洁度,并促进对模具嵌件50的改善的粘结强度。模具嵌件50可以在模塑成型过程中使用本领域已知的任何技术在模腔内保持位置。模具嵌件50可以通过压力差如通过模具部分中的通道施加于模具嵌件50的区域的真空保持在位。模具嵌件50可以通过从模具部分延伸到模腔中的销保持就位。销可以是弹簧加载的以确保足够的压力施加于模件50,以在模制操作期间保持其位置。弹簧加载的销可以导致在多个制品的生产期间部件和部件之间的模件50的厚度变化。模具嵌件可以通过静电荷保持就位。模具嵌件可以通过可以从腔体伸出并可以形成嵌件可以装上的特征的中心截断保持就位。例如,如图6A和6B所示,位于模具或工具53内的突出特征51(例如,销)可以用于辅助模具嵌件50和聚合物连接物30对准。模具嵌件可以通过将工具的中心侧封闭在嵌件上并由此在一个区域或多个区域上的中心,腔体和嵌件之间产生截断而固定就位。模具嵌件50可以通过如上描述的销,静电,截止,模具特征和压力差的组合保持就位。

聚合树脂连接物30可以包括聚合物,填料材料,聚合物添加剂,或包括上述中的至少一种的组合。填料材料可以包括增强纤维。填料材料可以为用于模制操作的任何期望的形式,如短切的。聚合树脂连接物30可以包括0.1至50重量百分比(wt.%),例如5wt.%至40wt.%,或15wt.%至30wt.%,或20wt.%的填料材料。在一个实施方式中,聚合树脂连接物30可以包括5wt.%至25wt.%,或20wt.%的碳纤维。在一个实施方式中,聚合树脂连接物30可以包括5wt.%至40wt.%,或30wt.%的玻璃纤维或玻璃珠。并入填料材料可以在模制操作之后减少聚合树脂连接物30的收缩,其可以防止制品2不期望的翘曲。当聚合树脂连接物由未填充的聚合树脂模制时,模制的部件可以在模制后置于夹具中,以防止制品2翘曲。

在表5中提供了包括填料材料的聚合树脂连接物30的评估。表5的样品6至11各自包括0.7或0.55mm厚的化学硬化玻璃(例如,GORILLATM玻璃)的盖基板4或1mm厚的热强化(即,回火)玻璃的盖基板4,其与0.04mm厚的压敏粘合剂材料(PSA)的粘合剂层压至0.075mm的聚碳酸酯的底部基板8。样品12和13包括1.0mm的热强化(即,回火)玻璃的盖基板4,其与0.04厚的PSA层压至0.127mm的聚碳酸酯的底部基板。样品14包括0.1mm的未强化玻璃的盖基板4,其与0.04mm厚的PSA层压至0.127mm的聚碳酸酯和碳纤维复合材料的底部基板。碳纤维复合材料是在300psi(2068.3kPa)和700°F(371℃)下与聚醚酰亚胺合并的具有一束中3000纤丝(即,3k碳)的2/1斜纹。样品15包括0.55mm的化学硬化玻璃(例如,GORILLATM玻璃)的盖基板4,其与0.04厚的PSA层压至0.127mm的聚碳酸酯的底部基板。在所有的样品中,聚合树脂连接物30在前侧58上围绕制品2的周边形成0.3mm的唇缘24,包封了模具嵌件50的边缘52,并在底部基板8与前侧58相对的第二表面16上形成了2mm的周边(其中连接物结合至底部基板8)。如图5所示,在点A至E处从桌面至制品的边缘进行测量,其中在L=0和W=0处取点A,在L=L/2和W=0处取点B,在L=L和W=0处取点C,在L=L和W=W/2处取点D,在L=L和W=W处取点E。

表5:包括填充的树脂的聚合树脂连接物的评估

样品6(尺寸以mm计)

树脂1:LNPTMTHERMOCOMPTM化合物DC0041PQ(20wt.%碳纤维填充的聚碳酸酯)与0.7mm化学强化玻璃基板

样品7(尺寸以mm计)

树脂2:LEXANTM500R(10wt.%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)与0.7mm化学强化玻璃基板

样品8(尺寸以mm计)

树脂3:LEXANTM 125R(未填充的聚碳酸酯)与0.7mm化学强化玻璃基板

样品9(尺寸以mm计)

树脂1与0.55mm化学增强玻璃基板

样品10(尺寸以mm计)

树脂4:LNPTM THERMOCOMPTM化合物D251(20%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)与0.55mm化学强化玻璃基板

样品11(尺寸以mm计)

树脂5:LNPTM THERMOCOMPTM化合物D452(40%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)与0.55mm化学强化玻璃基板

样品12(尺寸以mm计)

树脂5:LNPTM THERMOCOMPTM化合物D452(40%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)与1mm热强化玻璃基板

样品13(尺寸以mm计)

树脂5:LEXANTM 125R(未填充的聚碳酸酯)与1mm热强化玻璃基板

样品14(尺寸以mm计)

树脂5:LNPTM THERMOCOMPTM化合物D452(40%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)与0.1mm未强化的玻璃基板

样品15(尺寸以mm计)

树脂5:LNPTM THERMOCOMPTM化合物D452(40%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)与0.55mm化学强化玻璃基板

由表5可以看出,含有不同用量的碳纤维或玻璃纤维的样品6,10,12,14和15表现出最低的翘曲量。不希望受理论束缚,据信玻璃纤维含量低于15%-30%对降低翘曲没有显著影响。如表5中所示,玻璃基板的厚度可以对翘曲具有影响。例如,与0.7mm或0.55mm厚的化学强化或非化学强化的玻璃基板相比,1mm厚的热强化玻璃基板可以提供更低的翘曲。然而,通过将较薄的玻璃基板层压至连续纤维复合材料,可以支撑较薄的玻璃基板并在模制过程中避免断裂。

例如,纤维复合材料可以是包括A-B-A结构的层压板。A-B-A结构可以包括第一热塑性材料;第一外层,包含位于中心层的第一侧面上并与其物理接触的第二热塑性材料的;第二外层,包含位于与第一侧面相的中心层的第二侧上对并与中心层物理接触的第二热塑性材料;其中中心层具有大于等于0.1瓦/米·开尔文(W/mK)的面间热导率(through plane thermal conductivity);其中中心层的厚度是A-B-A结构总厚度的30%至75%。

薄壁的A-B-A结构可以包括热塑性复合结构。复合结构可以包括包含具有热塑性材料的内芯的增强材料的外层的夹层结构,该热塑性材料可以是或可以不是增强的。内芯可以是固体热塑性材料或基本上固体的热塑性材料。中心层(“B”层)可以是纯净的(没有增强)。可替代地,中心层可以包括增强材料。增强材料可以包括纤维(连续的,短切的,编织的等)。中心层可以包括0至70wt.%的增强材料和100wt.%至30wt.%的第一热塑性材料。中心层可以包括约20wt.%至40wt.%的纤维(例如,增强材料)和80wt.%至60wt.%的第一热塑性材料。中心层可以包含短纤维(例如,短玻璃纤维)。

“A”层可以包括基于织物的复合材料(例如,在第二热塑性材料的基体中的织物形式的增强材料)。例如,可以使用缎带(satin harness)式的织物和低基重的“丝束展开(spread tow)”织物。如本文所使用的,低基重是小于50克/平方米(gsm)。基于织物的复合材料可以具有50至500gsm的基重。基于织物的复合材料可以具有100至400gsm的基重。基于织物的复合材料可以具有200至400gsm的基重。

第二热塑性材料可以包括共混合的、共编织的和拉断的纱类织物。可以使用各种技术织法,包括但不限于平纹,斜纹,方平(basket),纱罗和缎纹组织。织物可以是图案化的纤维层,例如,第二材料内的图案化织物。可以设计材料的图案以在保持强度的同时降低纤维的量(因而减轻重量)。因此,“A”层可以针对特定应用定制设计,其中将纤维定向以在使用过程中较高应力的区域中增强结构完整性。图案化织物的一些实例包括多边形单元(例如,六边形单元),三角形单元,五边形单元),圆形单元或包括上述中的至少一种的组合,例如,图案化织物可以是六边形单元。在一些实施方式中,图案化织物可以是穿孔的材料。如本文所使用的,图案化织物是在需要之处定位织物以获得用于制品应用的强度和刚度的定制的图案。在一些实施方式中,图案化织物不是一致重复的图案。图案化织物可以是稀松组织(例如,在相邻股线之间具有间隔的编织物)。图案化织物可以具有横跨织物不一致的密度,其中一些区域包括织物,而其他区域不含织物。

增强材料可以包括芳纶,碳,玄武岩,玻璃,塑料(例如,热塑性聚合物,热固性聚合物),石英,硼,纤维素或天然纤维,以及包括上述中的至少一种的组合,如高刚度无机纤维(例如,玻璃,碳,石英,硼和包含上述中的至少一种的组合)。高刚度是指大于或等于35吉帕斯卡(GPa)的拉伸模量。例如,纤维可以由液晶聚合物,高韧性聚合物(例如,聚丙烯,聚乙烯,聚(己-6-内酰胺),聚[亚氨基(1,6-二氧六亚甲基)亚氨基六亚甲基]),以及包括上述中的至少一种的组合形成。示例性的纤维填充的树脂是LEXANTM树脂,可商购自SABIC Innovative Plastics。另一种示例性纤维材料可以包括纤维增强的热塑性塑料,如可商购自SABIC Innovative Plastics的ULTEMTM树脂)。例如,各种增强纤维可以用于外层。例如,可以采用E-玻璃,S-玻璃和各种基于碳的体系,以及包括上述中的至少一种的组合,例如,玻璃(例如E-玻璃)-碳混合织物。外层可以具有与中心层不同的增强材料。某些壳体应用可能需要射频透明性。因此,在这些应用中,可以将玻璃增强用于外层。示例性的增强材料(例如,用于外层)是可商购自Ten Cate Advanced Composites的Tencate CETEX TC925 FST或Tencate CETEX TC1000。

第二热塑性材料可以与第一热塑性材料化学相容以促进外层和中心层之间的粘附。因此,可以最小化或完全消除在中心层和外层之间的粘合剂的使用。例如,第一热塑性材料和第二热塑性材料可以具有相同的基底聚合物(例如,具有不同用量和/或类型的增强材料的聚碳酸酯)。第一热塑性材料的粘度可以不同于第二热塑性材料的粘度。例如,第一热塑性材料可以具有比第二热塑性材料更高的粘度。因此,由较高粘度的第一热塑性材料制成的中心层在预成型操作中可以抵抗“挤出”。第二热塑性材料对比第一热塑性材料的熔体流动速率的差异可以是使得第二热塑性材料的熔体流动速率≥2×第一热塑性材料的熔体流动速率,例如,第二热塑性材料的熔体流动速率材料≥3×第一热塑性材料的熔体流动速率。例如,对于基于聚碳酸酯的材料,第二热塑性材料可以具有大于或等于25克/10分钟(g/10min),或大于或等于45g/10min,或大于或等于50g/10min的熔体流动速率。第一热塑性材料可以具有小于或等于10g/10min的熔体流动速率。熔体流动速率是根据ASTM D1238使用适合于标准中规定的层的材料的温度和重量测量的。

第一和第二热塑性材料可以包括“匹配”的热膨胀系数。如本文所使用的,“匹配”是指可以形成平面的A-B-A结构(例如,中心层可以粘附至外层,并且一旦冷却,该结构并不翘曲。例如,A-B-A结构可以具有从平面小于或等于2mm,例如,从平面小于或等于1mm,或从平面小于或等于2mm的弯曲,例如从平面不可测量的距离(没有显微镜的情况下)。如本文所使用的,“匹配的”是指具有相差小于或等于20%的值。第一热塑性材料和第二热塑性材料的热膨胀系数可以相差小于或等于10%。第一热塑性材料和第二热塑性材料的热膨胀系数可以相差小于或等于5%。

聚合树脂连接物30可以模制在模具嵌件50上并可以在一个或多个部分34中粘结至底部基板8。部分34可以形成为任何形状。聚合树脂连接物30的部分34可以包括,如美观特征,触觉特征,强化特征,连接特征等的特征,例如,部分34可以包括商标、徽标、标志、徽章、肋条、浮饰、卡扣配合、连接点、能量吸收结构、腔体、孔口、饰钉、表面修饰、不透明、透明或半透明的厚度层等。

在一个实施方式中,聚合树脂连接物30可以包括碳纤维填充的聚碳酸酯,底部基板8可以包括聚碳酸酯膜,并且盖基板4可以包括玻璃,例如雕花的化学增强玻璃。无论可以用于将它们最小化的抛光和修饰技术如何,雕花玻璃都可以含有微米尺寸的裂纹(微裂纹)。在一个实施方式中,盖基板4可以包括玻璃且聚合树脂连接物30可以模制至底部基板8,使得聚合树脂连接物30沿着底部基板8的第二表面16的一部分,沿着模具嵌件50的边缘52(例如,沿着底部基板8的边缘22,并沿着盖基板4的边缘20)延伸,使其形成围绕盖基板4的边缘20的保护性屏障。以这种方式,如果盖基板4是玻璃,则其可以由聚合树脂连接物30保护,其可以填充和强化微裂纹并保护玻璃免受沿着边缘20的直接冲击,其中如果直接受到冲击,则其可能倾向于开裂,断裂,碎裂或其它失效(例如,由于微裂纹延展)。在一个实施方式中,聚合树脂连接物30可以与盖基板4的第一表面10形成平式接头18,使得制品的外表面平滑,其可以是期望的美观。

在一个实施方式中,制品可以包括包含用玻璃盖基板(例如,包含化学强化玻璃或热强化玻璃的玻璃层压板)模内装饰的玻璃填充的聚碳酸酯的底部基板。模内玻璃定位销(locating tab)(例如,如图6A和6B所示的销)可以以1至5度的期望的拔模角直接机械加工于工具中以对准工具内的用于模内装饰的玻璃盖基板。在一个实施方式中,盖基板的周边可以涂覆有粉末(例如,聚合物粉末),即聚合树脂连接物。在一个实施方式中,盖基板的周边可以涂覆有粘合剂(例如,UV固化粘合剂),即聚合树脂连接物。在一个实施方式中,盖基板的周边可以涂覆有粉末和粘合剂,即聚合树脂连接物。在这种情况下,底部基板是可选的组件。粉末可以有助于在盖基板和聚合树脂连接物之间提供期望的粘附性。在一个实施方式中,盖基板的周边可以层压有聚合物膜(即,聚合树脂连接物)和可选地在周边上仅层压有底部基板,以在模塑成型(例如,盖基板向底部基板的模内装饰)过程中有助于盖基板和底部基板之间的粘附。在一个实施方式中,可以将金属材料在底部基板的角,边缘或沿底部基板的周边嵌入,以对制品提供加强或为制品提供天线。在一个实施方式中,如本文中以上描述的织物增强物可以用于增加具有小于或等于150微米(μm)厚度的盖基板的刚度。在一个实施方式中,可以使用超声焊接将盖基板粘结至各种底部基板。例如,可以使用0.075至0.130mm聚碳酸酯共聚物膜(例如,LEXANTM FST)将玻璃层压盖基板超声焊接至聚醚酰亚胺(例如,ULTEMTM)。

对具有用树脂30包封的边缘20的化学增强的玻璃盖基板4的性能的潜在增加进行了评估且结果如图7和图8中所示。图7示出了来自平面跌落测试的结果,而图8示出了来自30°角面跌落测试的结果,其中示出了以厘米(cm)测量的高度和以焦耳(J)测量的能量。在图7和图8中,沿着230和232处的数据还指出了至失效的跌落次数。在具有盖基板20的边缘用树脂30包封的样品(样品216、218、220、222、224、228)的情况下,使用的树脂为LNPTMTHERMOCOMPTM化合物D452(40%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)且玻璃盖基板4为用0.04mm厚的PSA粘合剂6粘结至0.075mm聚碳酸酯的底层8上的0.55mm的化学增强玻璃。在没有边缘包封的样品(208、210、212、214、226)的情况下,0.55mm厚的化学增强玻璃用0.04mm厚的PSA粘合剂安装到由LNPTM THERMOCOMPTM化合物D452(40%玻璃纤维填充的聚碳酸酯)模塑成型的框上。换言之,样品208、210、212、214和226的边缘没有由包封或塑料框保护,意味着玻璃从部件的表面垂直向上突出等于玻璃的厚度的高度。将123克的铝重物附接到样品上以模拟移动电话的重量。如图7和8中可以看出的,结果表明通过包封玻璃盖基板的边缘改进了跌落高度和至失效的跌落次数。

图3-4示出了包括模具嵌件150和聚合树脂连接物130的制造的制品102。模具嵌件150可以包括盖基板104、粘合剂106和底部基板108。可选的功能层140可以设置于模具嵌件150的底部基板108和盖基板104之间。可选的功能层140可以与粘合剂106以及底部基板108的第一表面114邻接。可选的功能层140可以与底部基板108的第二表面116邻接。粘合剂106可以包括可选的功能层140的功能材料,例如,紫外光吸收材料。底部基板108可以包括可选的功能层140的功能材料,例如,紫外光吸收材料。功能层140可以包括可以印刷到盖基板104的第一表面110、盖基板104的第二表面112、底部基板108的第一表面114或底部基板108的第二表面116或包括上述中的至少一种的组合上的图像形成层。可以使用任何期望的印刷方法,例如,丝网印刷,数字印刷,转印印刷等。在一个实施方式中,可选的功能层140可以是施加于盖基板104的第二表面112或底部基板108的第一表面114的油墨图像,使得油墨像图像夹在盖基板104和底部基板108之间。按照这种方式覆盖油墨图像,可以从制品的前侧和后侧两者对油墨图像提供保护,使得覆盖的油墨不能在不损坏制品的情况下被移除。在一个实施方式中,可以将如本文中描述的导电涂层结合至帽基面104的第二表面112并可以将图像形成层结合至底部基板108的第一表面114。

在一个实施方式中,盖基板4可以包括用0.25至0.75mm(例如,0.41mm)厚的基于硅的PSA粘合剂106粘结至0.05至0.2mm(例如,0.125mm)厚的用0.25至0.75mm(例如,0.41mm)厚的基于硅的PSA粘合剂粘结至碳纤维复合功能层140的聚碳酸酯底部基板108的0.05mm至0.2mm的未增强的玻璃。碳纤维复合层140可以起允许将树脂130注射模制在嵌件150上而不破坏盖基板4的加固件的作用。聚合树脂连接物130可以在模制过程中模制在模具嵌件150上。例如,模具嵌件150可以定位于模腔中而聚合树脂连接物130的聚合材料可以注入模腔中以粘结至模具嵌件150的底部基板108。聚合树脂连接物130可以模制在模具嵌件150上并可以在一个或多个部分134中粘结至底部基板108。部分134可以形成为任何形状。聚合树脂连接物130的部分134可以包括特征,如美观征,触觉特征,加强特征,附接特征等,例如,部分34可以包括商标、徽标、标志、徽章、肋条、浮饰、卡扣配合、能量吸收结构、连接点、腔体、孔口、饰钉、表面修饰、不透明、透明或半透明的厚度层等。

在一个实施方式中,可选的功能层140可以包括如国际申请号PCT/IB2015/052885和国际申请号PCT/IB2015/02884中描述的导电涂层,将其全部内容通过引证结合于本文中。另外,导电涂层可以用如国际申请号PCT/IB2015/052885中描述的转移树脂转移到底部基板108上。例如,功能层可以包括由导电纳米颗粒形成的导电涂层,包括导电纳米颗粒,导电金属纳米线,碳同素异形体如碳纳米管、石墨烯等,以及包含上述中的至少一种的组合。金属纳米颗粒可以包括铜和银纳米颗粒。可以使用具有规则网络的金属丝网膜。透射率可以为约70%至约80%,且以欧姆/平方测量的电阻可以小于0.5。导电涂层可以由形成为导电线路的图案化网络的导电金属纳米颗粒和透明单元(即,具有很少纳米颗粒的空隙)形成。网络可以是无规的或规则形状的,透射率可以为约70%,并且电阻可以小于0.05欧姆/平方。透明单元可以具有小于1mm,例如,小于0.5mm,例如,小于0.25mm的尺寸。透明导电涂层在,例如美国专利第7,601,406号中描述。

导电涂层(例如,导电金属纳米颗粒层)可以通过几种技术,包括导电油墨的印刷(例如,柔性版印刷,丝网印刷,喷墨,凹版印刷),例如可以还原成银颗粒的卤化银乳剂的涂覆和图案化,导电纳米线分散体的涂覆,以及银纳米粒子分散体或乳剂的自组装来施加到基板上。

导电涂层可以含有EMI屏蔽材料。导电涂层可以包含纯金属,如银(Ag),镍(Ni),铜(Cu),或类似的屏蔽金属,其金属氧化物,包括上述中的至少一种的组合,以及包括上述中的至少一种的金属合金,或通过美国专利第5,932,823号中描述的冶金化学方法(Metallurgic Chemical Process)(MCP)生产的金属或金属合金。导电涂层的金属颗粒可以是纳米尺寸的,例如,使得90%的颗粒可以具有小于100纳米(nm)的等效球形直径。导电涂层的金属可以形成互连的金属线路的网络,在其所施加的基板表面上限定开口。导电涂层的表面电阻可以小于或等于1.0欧姆/平方(ohm/sq)。导电涂层可以具有根据ASTM D4935测定的大于25分贝(dB),例如,30dB至80dB或40dB至80dB的30兆赫兹(MHz)至1.5吉赫兹(GHz)的EMI屏蔽效能。导电涂层可以包括排布于网络中的基于碳的颗粒,例如,带有金属丝网的基于碳的颗粒。包括基于碳的颗粒的导电涂层可以排布于规则的网络中。包括基于碳的颗粒的导电涂层可以排布于不规则的网络中。基于碳的颗粒可以包括石墨烯,碳纳米管或包括上述中的至少一种的组合。

制品可以通过横截面透射大于或等于50%(例如,50%透射率),例如,60%至100%,或70%至100%的入射可见光(例如,具有430THz至790THz的频率的电磁辐射(EMR))。制品的透明聚合物、基板、粘合剂和/或材料可以透射大于或等于50%,例如75%至100%,或90%至100%的入射可见光。实验室规模样品的透射百分比可以使用ASTM D1003-00,规程A,使用Haze-Gard测试设备来测定。ASTM D1003(规程A,雾度计,使用标准光源C或可替换地具有单向照射的光源A使用散射观察)定义透射百分率为:

其中:I=通过测试样品的光的强度

Io=入射光的强度

本文中公开的制品可以成功地通过工业标准的推出测试。这种推出测试可以包括将负载施加于底部基板(8,108)的表面(16,116)上,而同时在聚合树脂连接物(30,130)的界面(60,160)(例如,沿着前侧(58,158))处抵抗该负载,试图将模具嵌件(50,150)从聚合树脂连接物(30,130)分离。施加的负载可以大于或等于1lbf(4.4N),例如,1lbf至3lbf(4.4N至13.3N),或大于或等于5lbf(22.2N)。制品可以成功通过热循环测试。热循环测试可以包括使制品经受-40℃的温度60分钟,然后以3-5℃/分钟的速率增加温度,直到制品达到85℃的温度,在此处将其维持60分钟,然后以3-5℃/分钟的速率降低温度,直到制品达到-40℃的温度。这个循环可以重复10至100个循环。一旦完成,确定聚合树脂连接物与模具嵌件分离的程度。通过的结果包括在底部基板(8,108)和盖基板(4,104)之间和在界面(60,160)上没有脱层。制品可以通过90度剥离测试,其中将以相对于聚合树脂连接物(30,130)结合至模具嵌件(50,150)的表面90度角,用大于或等于5lbf/线性英寸(875N/m)的力剥离模具嵌件(50,150)。

公开的制品可以在其中可以期望将聚合树脂连接物模制至盖基板材料中的任何应用中找到广泛的用途。应用可以包括电子装置(例如移动电话、膝上型计算机、电子平板、电子阅读器、电视、计算机监视器、触摸显示器等)、机动车部件、家用电器、冰箱搁板、医疗器械、办公家具、建筑材料、建设材料、眼镜、面罩等。例如,这些制品可以用于外壳,挡板,控制面板,显示面板,窗口,外罩,装饰件,支撑元件等。在一些实施方式中,这些制品可以用于任何窗口应用,如用于电子装置,建筑物,车辆,家用电器,医疗器械等。在一个实施方式中,制品可以形成用于电子装置的外壳,其中电子组件设置于制品内(例如,移动电话,电子平板,电子阅读器等)。在一个实施方式中,制品可以形成机动车界面如收音机边框,加热/通风/空调边框(例如,加热出风口边框,通风边框,空调边框等),摇杆按钮,仪表组,或包括上述中的至少一种的组合。

底部基板的聚合物可以包括热塑性聚合物,热固性聚合物或包括上述中的至少一种的组合。聚合树脂连接物的聚合物可以包含热塑性聚合物,热固性聚合物或包括上述中的至少一种的组合。底部基板的聚合物可以包含聚合树脂连接物的聚合物,例如,底部基板可以包含聚碳酸酯共聚物且聚合树脂连接物可以包含聚碳酸酯。A-B-A结构复合材料的第一和第二热塑性材料可以包含热塑性聚合物,热固性聚合物包括上述中的至少一种的组合。

可能的热塑性聚合物包括但不限于,低聚物,聚合物,离聚物,树枝状聚合物,共聚物如接枝共聚物、嵌段共聚物(例如,星形嵌段共聚物,无规共聚物等)或包括上述中的至少一种的组合。这种热塑性树脂的实例包括但不限于,聚碳酸酯(例如,聚碳酸酯的共混物(如聚碳酸酯-聚丁二烯共混物,共聚酯聚碳酸酯)、聚苯乙烯(例如,聚碳酸酯与苯乙烯的共聚物,聚苯醚-聚苯乙烯共混物)、聚酰亚胺(例如,聚醚酰亚胺(PEI))、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)、聚甲基丙烯酸烷基酯(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚酯(例如,共聚酯,聚硫酯)、聚烯烃(例如,聚丙烯(PP)和聚乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE))、聚酰胺(例如,聚酰胺酰亚胺)、聚芳酯、聚砜(例如,聚芳砜,聚磺酰胺)、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚醚(例如,聚醚酮(PEK),聚醚醚酮(PEEK),聚醚砜(PES))、聚丙烯酸、聚缩醛、聚苯并噁唑(例如,聚苯并噻嗪并吩噻嗪,聚苯并噻唑)、聚噁二唑、聚吡嗪并喹喔啉、聚均苯四酰亚胺、聚喹喔啉、聚苯并咪唑、聚羟吲哚、聚氧异吲哚啉(例如,聚二氧异吲哚啉)、聚三嗪、聚哒嗪、聚哌嗪、聚吡啶、聚哌啶、聚三唑、聚吡唑、聚吡咯烷酮、聚碳硼烷、聚氧双环壬烷、聚二苯并呋喃、聚邻苯二甲酰胺、聚缩醛、聚酸酐、聚乙烯基(例如,聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚卤乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚氯乙烯)、聚磺酸酯、聚硫化物、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、聚硅氧烷、含氟聚合物(例如,聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯-丙烯(FEP)、聚乙烯四氟乙烯(ETFE))、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN),环烯烃共聚物(COC),或包含上述中的至少一种的组合。

更具体地,热塑性树脂可以包括但不限于,聚碳酸酯树脂(例如,LEXANTM树脂,包括可商购自SABIC Innovative Plastics商业的LEXANTMCFR树脂),聚苯醚-聚苯乙烯树脂(例如,NORYLTM树脂,可商购自SABIC Innovative Plastics商业),聚醚酰亚胺树脂(例如,ULTEMTM树脂,可商购自SABIC Innovative Plastics商业),聚对苯二甲酸丁二酯-聚碳酸酯树脂(例如,XENOYTM树脂,可商购自SABIC Innovative Plastics商业),共聚酯碳酸酯树脂(例如,LEXANTM SLX树脂,可商购自SABIC Innovative Plastics商业)或包括前述树脂中的至少一种的组合。更加具体地,热塑性树脂可以包括但不限于,聚碳酸酯(例如,LEXANTMFST)、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚的均聚物和共聚物,或包括上述树脂中的至少一种的组合。聚碳酸酯可以包含聚碳酸酯的共聚物(例如,聚碳酸酯-聚硅氧烷,如聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物,聚碳酸酯-二甲基双酚环己烷(DMBPC)聚碳酸酯共聚物(例如,可商购自SABIC Innovative Plastics商业的LEXANTM DMX和LEXANTM XHT树脂),聚碳酸酯-聚酯共聚物(例如,XYLEXTM树脂,可商购自SABIC Innovative Plastics商业)),线性聚碳酸酯,支化聚碳酸酯,封端聚碳酸酯(例如,腈封端的聚碳酸酯)或包括上述中的至少一种的组合,例如,支链和线性聚碳酸酯的组合。

底部基板、聚合树脂连接物或底部基板和聚合树脂连接物二者的聚合物可以包含填料材料,如增强纤维(例如,碳纤维填充的聚碳酸酯树脂,例如LNPTM THERMOCOMPTM化合物,可商购自SABIC Innovative Plastics商业)。

底部基板和/或聚合树脂连接物的聚合物可以包含通常并入这种类型的聚合物组合物中的各种添加剂,条件是选择添加剂使得不会显著不利影响聚合组合物期望的性能,特别是耐水热性,耐水蒸气透过性,耐刺穿性和热收缩率。这样的添加剂可以在形成用于组合物的组分的混合过程中在期望的时间混合。示例性的添加剂包括填料,增强剂,抗氧化剂,热稳定剂,光稳定剂,紫外(UV)光稳定剂,增塑剂,润滑剂,脱模剂,抗静电剂,着色剂如二氧化钛、炭黑和有机染料,表面效应添加剂,辐射稳定剂,阻燃剂和抗滴落剂。可以使用这些添加剂的组合,例如,热稳定剂、脱模剂和紫外光稳定剂的组合。基于组合物的总重量,添加剂(除任何冲击改性剂、填料或增强剂之外)的总量通常为0.01至5wt.%。

也可以使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收稳定剂。示例性的光稳定剂添加剂包括苯并三唑,如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑,2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮,或包括前述光稳定剂中的至少一种的组合。基于不包括任何填料的100重量份的总组合物,以0.01至5重量份的量使用光稳定剂。

UV光吸收稳定剂包括三嗪,二苯甲酰基间苯二酚(例如,可商购自BASF的TINUVINTM1577和可商购自Asahi Denka的ADK STAB LA-46),羟基二苯甲酮;羟基苯并三唑;羟基苯基三嗪(例如,2-羟基苯基三嗪);羟基苯并三嗪;氰基丙烯酸酯;草酰替苯胺;苯并噁嗪酮;2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORBTM 5411);2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM 531);2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORBTM 1164);2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORBTMUV-3638);1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(UVINULTM 3030);2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮);1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷;纳米尺寸无机材料如氧化钛、氧化铈和氧化锌,均具有小于或等于100nm的粒径,或包含前述UV光吸收稳定剂中的至少一种的组合。基于不包括任何填料的100重量份的总组合物,以0.01至5重量份的量使用UV光吸收稳定剂。

实施例

进行一组多跨度弯曲测试评价A-B-A结构的有效性。将由单层0.25mm Tencate CETEX TC 925 FST外层(聚碳酸酯基体中的7581型E-玻璃织物,具有50vol%的加载,厚度为0.24mm)和0.50mm未增强的LEXANTM 8B35中心层构成的薄壁夹层复合材料在真空辅助压制机中层压。总层压板厚度为1.00mm,且中心层/外层厚度比为0.50。标称弯曲尺寸为25mm×100mm。在四个跨度上测试样品以消除几何和剪切相关的影响。还在三个方向上取样品以测试各向异性。具体地,在对应于外层的“经向”,“纬向”和“偏向”的方向上机械加工弯曲样品。TC 925 FST使用了7581E-玻璃织物。这是一个具有相对“平衡的”结构的8经缎。制备方向性的样品以帮助理解层压板的各向异性。在如此制成的1.00mm CETEX TC 925 FST层压板上进行相同的样品和测试的组。这些4层全厚度对照代表用该树脂(PC)和增强物(7581型E-玻璃织物)的组合的最大可实现的性能。结果如表1中所示。

注:“A”层是0.25mm Tencate CETEX TC 925FST。“B”是0.50mm LEXAN 8B35未强化的PC膜

Johnson和Sims1提出的数学模型预测的弯曲模量为全厚度值的87%(假设中心/总厚度比=0.50)。实验结果接近这些预测。数据和理论支持不需要全厚度复合材料来产生适用于电子外壳的刚性薄结构的概念。直接受益是更轻的重量和更低的成本。在这种情况下,从中心层中去除50%的复合层压板,带有适当的15%-20%的刚度减少。

进行另外的表征工作以验证A-B-A层压板在膝上型笔记本电脑外壳负载情形中的利用。在中心加载的板夹具中(图15)测试表2中描述的结构的220mm×335mm层压板。使用13mm圆形加载头将100牛顿(N)负荷施加到完全支撑的板的中心。使CETEX TC 925FST外层的“经向”和“纬向”的方向对齐的长板尺寸(335mm)来测试层压板。此外,在“偏向”方向—由经向和纬向偏离45度上取第三层压板。将样品预加载至7N以除去残余的层压板“扭曲”。最终的偏转反映了在施加额外93N之后的移动。类似的程序由笔记本电脑制造商用于A-外壳的评估。结果如表7中所示。

1A层是具有0.24mm厚度的CETEX。

2全厚度为CETEX多层片材。

3铝板。

侧面1和侧面2是指在两个侧面上测试同一样品(测试,翻转,并再测试)。结果中的差异是由结构中的任何翘曲/弯曲所致。

完全支撑的CETEX TC925 FST A-B-A结构在1.00mm厚度(中心/表层比为0.50)处的偏转比全厚度偏转大17%。这与弯曲测试结果是一致的并且是A-B-A结构用于薄壁电子外壳的受益的进一步证据。完全支撑的板弯曲比简单的弯曲负载更复杂,因为通常存在较大的面内拉伸应力。在本文件中指定的相对“厚”的外层比传统A-B-A结构中使用的“薄”外层更能够处理拉伸应力。这种区别由表2中的实验结果支持。表中的数据还表明,在电子外壳所需的壁厚度处,中心层厚度的显著增加(40%)迅速满足收益递减,例如,更低的偏转。在实施方式中描述的中心-厚度比率提供了刚度和成本/重量减少的良好平衡。

本文公开的集成导电膜可以用于具有触摸感应装置的任何电子装置。例如这些集成导电膜可以用于电子显示器如电视,台式计算机显示器,公共信息显示器,教育显示器,机动车显示器,智能窗口;移动电子装置如移动电话,便携式计算机,平板电脑,可穿戴电子装置如手表,手环,并入包含触摸感应特征的电子装置的服装或其他织物的部分;透明EMI屏蔽应用和电容感应应用(如具有触摸感应控制的应用)。

除非本文另有规定,对标准、规定、测试方法等的任何参考(例如ASTM D1003,ASTM D3359)是指在提交本申请时有效的标准或方法。

本文公开的制品和方法至少包括以下实施方式:

实施方式1:一种制造的制品,包括:模具嵌件,该模具嵌件包括:具有第一表面和第二表面的盖基板;结合至盖基板的第二表面的一部分的粘合剂;具有第一表面和第二表面的底部基板,其中底部基板的第一表面结合至粘合剂,其中粘合剂设置于盖基板的第二表面和底部基板的第一表面之间;以及聚合树脂连接物,其中聚合树脂连接物结合至底部基板的第二表面的一部分,其中聚合树脂沿着底部基板边缘,并沿着盖基板边缘延伸。

实施方式2:实施方式1的制品,其中制品的前侧包括盖基板的第一表面和聚合树脂连接物的一部分,并且其中盖基板的第一表面和聚合树脂连接物沿着制品的前侧齐平。

实施方式3:实施方式1至2中任一项的制品,其中聚合树脂连接物包含填充材料,并且其中填充材料包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硼纤维、纤维素纤维、天然纤维、液晶聚合物纤维、高韧性聚合物纤维(例如聚丙烯、聚乙烯、聚(己-6-内酰胺)、聚[亚氨基(1,6-二氧六亚甲基)亚氨基六亚甲基]),或包含上述中的至少一种的组合。

实施方式4:实施方式1-3中任一项的制品,其中聚合树脂连接物以聚合树脂连接物的总重量的5wt.%至25wt.%的量包含碳纤维。

实施方式5:实施方式1-4中任一项的制品,其中聚合树脂连接物以聚合树脂连接物的总重量的5wt.%至40wt.%的量包含玻璃纤维。

实施方式6:实施方式1-5中任一项的制品,其中聚合树脂连接物以聚合树脂连接物的总重量的5wt.%至40wt.%的量包含玻璃珠。

实施方式7:实施方式1-6中任一项的制品,其中盖基板包含玻璃、木材、金属、纤维板,或包括上述中的至少一种的组合。

实施方式8:实施方式1-7中任一项的制品,其中盖基板包含玻璃且盖基板具有沿着盖基板的最短尺寸测量的0.05mm至1mm的厚度。

实施方式9:实施方式1-8中任一项的制品,其中盖基板包含化学强化的玻璃且盖基板具有沿着最短尺寸测量的定0.3mm至1mm,例如,0.4mm至1mm的厚度。

实施方式10:实施方式1-9中任一项的制品,其中盖基板包含未强化的玻璃且盖基板具有沿着最短尺寸测量的0.05mm至0.3mm,例如,0.1mm至0.2mm的厚度。

实施方式11:实施方式1-10中任一项的制品,其中盖基板包含光学透明的合成晶体(例如,宝石蓝玻璃)且盖基板具有沿着最短尺寸测量的0.06mm至2mm,例如,0.6mm至0.7mm的厚度。

实施方式12:实施方式1-11中任一项的制品,其中底部基板包含聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯-二甲基双酚环己烷、聚酯碳酸酯,或包括上述中的至少一种的组合。

实施方式13:实施方式1-12中任一项的制品,进一步包含功能层,其中功能层设置于粘合剂和底部基板的第一表面之间。

实施方式14:实施方式1-13中任一项的制品,进一步包含功能层,其中功能层设置于粘合剂和盖基板的第二表面之间。

实施方式15:实施方式1-14中任一项的制品,其中聚合树脂连接物形成在至少一个尺寸上围绕模具嵌件的边界。

实施方式16:实施方式1-15中任一项的制品,其中粘合剂包含环氧化物、丙烯酸酯、胺、聚氨酯、硅酮、热塑性聚氨酯、乙基醋酸乙烯、无HALS的EVA,或包括上述中的至少一种的组合。

实施方式17:实施方式1-16中任一项的制品,其中底部基板包含A-B-A结构,该结构包括:包含具有第一密度(Y)的第一热塑性材料的中心层,其中中心层具有中心厚度并且其中中心层包括(i)大于等于0.1W/mK的面间热导率,和(ii)X≥0.8Y的中心层密度(X)中的至少一种;包含位于中心层的第一侧上的第二热塑性材料的第一外层;以及包含位于中心层与第一侧相对的第二侧上的第二热塑性材料的第二外层;其中中心厚度为A-B-A结构的总厚度的30%至75%。

实施方式18:根据实施方式17的结构,其中第一外层包含基于第一外层的总重量大于或等于35vol.%的增强材料,优选35vol.%至70vol.%的增强材料,或40vol.%至60vol.%的增强材料;并且其中第二外层包含基于第二外层总重量大于或等于35vol.%的增强材料,优选35vol.%至70vol.%的增强材料,或40vol.%至60vol.%的增强材料。

实施方式19:实施方式17或实施方式18的结构,其中增强材料为织物;优选地,其中增强材料为图案化的织物。

实施方式20:实施方式19的结构,其中增强材料是图案化的织物且图案化的织物包含(i)不是均匀重复图案的图案;(ii)稀松组织织物;(iii)横跨织物具有不均匀密度的织物;和(iv)织物所需之处带有的定制图案中的至少一种,以便获得用于制品的应用的强度和刚度;优选地,其中增强材料是图案化的织物且的图案化织物包含(i)不是均匀重复的图案的图案;和(ii)稀松组织织物;(iii)横跨织物具有非均匀密度的织物中的至少一种。

实施方式21:实施方式19的结构,其中增强材料是图案化的织物且图案化的织物包含不是均匀重复图案的图案。

实施方式22:实施方式19的结构,其中增强材料是图案化的织物且图案化的织物包含稀松组织织物。

实施方式23:实施方式19的结构,其中增强材料是图案化的织物且图案化的织物包含横跨织物具有不均匀密度的织物。

实施方式24:一种包含实施方式1-23中任一项的制品的用于电子装置的壳体。

实施方式25:一种包含电子组件和实施方式1至24中任一项的制品的电子装置,其中该电子组件容纳于制品的内部。

实施方式26:实施方式25的电子装置,其中电子装置包括移动电话、电子平板、电子阅读器、膝上型电脑,台式电脑、扬声器,或包括上述中的至少一种的组合。

实施方式27:一种包含实施方式1-23中任一项的制品的用于家电的搁板。

实施方式28:一种包含实施方式1-23中任一项的制品的面罩。

实施方案29:一种包含实施方式1-23中任一项的制品的汽车界面,其中汽车界面包括收音机边框、加热出风口边框、通风边框、空调出风口边框、摇杆按钮、仪表组或包括上述中的至少一种的组合。

实施方式30:一种用于形成制造的制品的方法,包括:将粘合剂施加至第一基板的表面;将第二基板结合至粘合剂以形成模具嵌件,其中粘合剂夹在第一基板和第二基板之间;在注射模制过程中将聚合树脂连接物模制至模具嵌件以形成制品;其中聚合树脂连接物结合至第一基板和第二基板中的一个的一部分,并且其中聚合树脂连接物沿着模具嵌件边缘的一部分延伸。

实施方式31:实施方式30的方法,进一步包括将功能层施加于第一基板和第二基板中的一个。

实施方式32:实施方式30-31中任一项的方法,进一步包括将功能材料与粘合剂混合。

实施方式33:实施方式30-32中任一项的方法,进一步包括将图像印刷在第一基板或第二基板中的一个的第二表面上;其中图像设置于第一基板和第二基板之间。

实施方式34:实施方式30-33中任一项的方法,进一步包括将电子组件容纳于制品之内。

通常,本发明可以可选地包括本文公开的任何合适的组分,由其组成或基本上由其组成。本发明可以另外或可选地配制使得没有或基本上不含现有技术组合物中使用的或在实现本发明的功能和/或目的中不必要的任何组分、材料、成分、佐剂或物质。

本文公开的所有范围包括端点,并且端点可彼此独立地组合(例如,“高达25wt.%,或更具体地,5wt.%至20wt.%”的范围包括端点以及“5wt.%至25wt.%”的范围内的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外,术语“第一”,“第二”等在本文中不表示任何顺序,数量或重要性,而是用于表示有别于另一个要素的一个要素。除非本文另有说明或与上下文矛盾,术语“一个”和“一种”和“该”不表示数量限制,并应该解释为既涵盖单数又涵盖复数。如本文中所使用的后缀“(s)”旨在既包括其修饰的术语的单数又包括其复数,从而包括该术语的一个或多个(例如,膜(film(s))包括一层或多层膜)。在整个说明书中提及的“一个实施方式”,“另一个实施方式”,“实施方式”等,是指结合实施方式描述的具体要素(例如,特征,结构和/特性)都包括于本文所描述的至少一个实施方式中,并且可以或可以不存在于其他实施方式中。此外,应当理解的是,所描述的要素可以在各个实施方式中以任何合适的方式进行组合。

虽然已经描述了具体实施方式,但本申请人或本领域的其他技术人员可以想到当前不可预见的替代、修改、变化、改进和实质等价物。因此,所提交的以及可能修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变化、改进和实质等价物。

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