为进行粘接而处理基板的方法技术

一种为进行粘接而处理玻璃基板的方法。该方法包括提供具有陶瓷熔块材料的烧结部分和非烧结部分的玻璃基板。该烧结部分的至少一部分包括可粘接表面。该方法还包括为后续的粘接清洁和活化该可粘接表面。该清洁和激活步骤通过向该可粘接表面涂布空气等离子体来完成。

Method for treating substrates for bonding

A method for treating glass substrates for bonding. The method includes providing a ceramic frit material sintered part and non sintered part of the glass substrate. At least a portion of the sintered portion includes an adhesive surface. The method also includes cleaning and activating the adhesive surface for subsequent bonding. The cleaning and activation step is accomplished by coating an air plasma onto the adhesive surface.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 一方面涉及一种在粘接之前处理基板的方法。本专利技术的另 一方 面涉及一种粘接基板的方法。
技术介绍
在汽车工业中，在开发有效的挡风玻璃粘接工艺上投入了大量的资 源，以解决生产环境下出现的典型污染。挡风玻璃加工成形后，在挡风玻 璃粘接到车辆框架之前，污染物可能会聚集和/或积淀到挡风玻璃上，从而污染该挡风玻璃。挡风玻璃上存在的污染物在2003年3月/4月出版的汽 车玻璃(AutoGlass)杂志上题目为"工业现代化(Industry Update)"的文 章中有所论述，该文章可以从下列链接中获得 http:〃www.glass.org/autoglass/maraprnews.htm。这篇文章建i义在禾占接ltH吏用清洁溶剂随后再手动擦洗，以清洁和准备污染的挡风玻璃。根据另一个建议，粘接例如挡风玻璃、侧窗玻璃和后窗玻璃的汽车玻 璃的程序包括重复使用底漆清洁和涂布玻璃基板，随后进行第二次涂布步 骤，之后使用胶粘剂将玻璃基板粘接到车辆框架上。第一次涂布步骤包括使用红色底漆、例如密歇根州米德兰的陶氏化学 (Dow Chemical)公司生产的Betaseal 43519涂布该玻璃基板。该红色底 漆包含一种偶联剂以化学修饰该基板表面。该红色底漆在一种混合溶剂中 被高度稀释，该混合溶剂与典型地用于汽车制造领域的其他普通清洁中使 用的溶剂相似，例如，在喷漆前清洁车身表面和在粘接前清洁车侧防擦条 (body side moldings)。非限定性的适合的溶剂的例子包括所有各种非质 子型溶剂，例如甲苯和二甲苯。第二次涂布步骤包括使用黑色底漆，例如陶氏化学公司生产的Betaseal 43520A，涂布该玻璃基板。该黑色底漆典型地是稠厚的油漆状层， 其化学键合到第一红色底漆层的偶联剂上，并为进行粘接后续的粘接材料 添加粘接功能。问题在于，该红色和黑色底漆不能持续并可靠地在装配车间环境中应 用。通常，两种底漆一般均由手工涂布，其可能带入人为的失误。例如， 在汽车制造领域，该红色底漆通常被称做"清洁剂"(cleaner)。如果该红色 底漆被错误地认为仅仅是洗涤剂(cleaning solvent),该红色底漆可能被当 做洗涤剂使用。因为溶剂清洁步骤不需要像涂布底漆步骤那样精确，该错 误可对红色底漆的涂布效果产生不利的影响。如果该玻璃被认为是已经是 清洁的表面，该步骤可能被错误的认为是不必需的，而不是被正确地认为 是为黑色底漆涂布偶联剂。这种错误可能会导致省略涂布红色底漆的步 骤。此外，该红色底漆一旦涂布到玻璃表面上后，人眼是看不到的。但是， 该黑色底漆必须严格地在该"不可见"的红色底漆涂布的区域上涂布。如果 该涂布不匹配，玻璃和框架之间的最终粘接可能会受到损害。此外，该黑 色底漆仅仅粘接到已经被红色底漆的偶联剂修饰的玻璃基板上，而不是直 接粘接到烧结玻璃上。因此，如果该黑色底漆没有正确地涂布，便不会产 生与烧结玻璃的粘接。如果粘接不合格，该挡风玻璃可能会成为废品，或用做其他用途，打 入制造商的成本。另外，溶剂性清洁剂以及该红色和黑色底漆化合物存在 环境隐患，因为这些组合物可能包含挥发组分，其导致需要排出溶剂气体。鉴于上述，需要一种提高基板最终粘接可靠性的、为进行粘接而处理 基板的方法。同样需要一种简化和/或自动化粘接工艺的方法。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种提高基板最终粘接可靠性的、为进行粘接而 处理基板的方法和系统。适合的基板的例子包括，但不限于玻璃和镀膜玻 璃。涂层的一个例子是陶瓷熔块。本专利技术的另一方面是一种简化和/或自动化玻璃粘接工艺的方法和系统。有利的是，本专利技术的某些方面包括不使用 溶剂基底漆为进行粘接而处理基板。根据本专利技术的第一实施例，公开了一种为进行粘接而处理玻璃基板的 方法。该方法包括提供具有陶瓷熔块材料的烧结部分和非烧结部分的玻璃 基板。该烧结部分的至少一部分包含可粘接表面。该方法还包括为后续的 粘接清洁可粘接表面和为后续的粘接激活可粘接表面。该清洁和激活步骤 通过向可粘接表面涂布空气等离子体来完成。根据本专利技术的另一实施例，公开了一种用于后续粘接的经预处理的烧 结玻璃基板。该基板包括具有烧结部分的基板。该烧结部分包括可粘接表 面部分。该基板还包括至少部分接触该基板的可粘接表面部分的污染物层。该污染物层具有少于5.0%原子百分浓度的有机硅(silicone)形式的硅。根据本专利技术的又一实施例，公开了一种提供用于粘接到框架的玻璃基 板的方法。该方法包括提供具有陶瓷熔块材料的烧结部分和非烧结部分的 玻璃基板，将空气等离子体导向烧结部分表面上，以及为后续粘接到框架 而在烧结部分涂布胶粘剂。附图说明图1表示根据本专利技术的一个实施例的大气压空气等离子(APAP)装 置的横截面示意图2表示根据本专利技术的一个实施例的用于提供成角度喷涂的APAP装 置的横截面示意图3表示根据本专利技术的一个实施例的一组APAP装置的横截面示意图4A和4B表示根据本专利技术的一个实施例的挡风玻璃预处理步骤和 挡风玻璃粘接步骤的部分横截面示意图5A、 5B、 5C表示在利用本专利技术的一个或几个实施例制作的粘接样 片上进行搭接剪切破坏试验(lapshear failure tests)的结果；图6和7表示在利用本专利技术的一个或几个实施例制作的粘接样片上进 行搭接剪切破坏试验的结果；图8表示根据本专利技术的一个实施例的相对较脏的挡风玻璃的一部分的 透视图9表示根据本专利技术的一个实施例在脏的玻璃样品上进行快刀粘接 (quick knife adhesion, QKA)试验的结果；图10表示根据本专利技术的一个实施例在空气等离子体预处理的玻璃上 的试验结果；以及图IIA和11B表示根据本专利技术的一个实施例在处理过的和未处理的 玻璃上进行QKA试验的结果。具体实施例方式除非明确指明，本说明书中所有表明材料的量或反应和域使用条件的 数量都应理解为被"大约"一词所修饰，以说明本专利技术的最宽泛的范围。在 所述的数字范围内的实施方式一般是较佳的。关于适合本专利技术的特定目的的单一材料、化合物或组合物，或一组或 一类材料、化合物或组合物的描述，意味着任意两种或多种单一材料、化 合物或组合物，和/或几组或几类材料、化合物或组合物的混合也是适合的。 同样地，除非有明确的相反的说明，百分比，"份"和比值均以重量计。用 化学用语对成分的描述是指添加到说明书中任何指明的组合时的成分，并 不排除混合后的混合物成分之间的相互化学作用。对首字母縮略词或其它 縮略词的第一次定义将应用于所有之后用到的与此相同的縮略词，并对最 初定义的縮略词的正常语法变化做出修正。除非有明确的相反的说明，对 之前或之后引用的同 一特性用相同的技术进行测定。图1表示适合将空气等离子流12涂布到基板16的粘接表面14上的 大气压空气等离子(APAP)装置10的横截面图。基板16的非限定性的 例子包括玻璃和烧结玻璃。其他的例子包括，但不限于聚碳酸酯玻璃或其 他聚合物玻璃，在聚碳酸酯或其他聚合物玻璃上的化学气相沉积金属氧化物涂层，例如反应注射模塑(reaction injection molding, RIM)的聚合物 饰条(polymeric trim molding),可以作为侧窗玻璃和车辆粘接凸缘之间的 界面。该APAP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为进行粘接而处理玻璃基板的方法，该方法包含：　　　　提供具有陶瓷熔块材料的烧结部分和非烧结部分的玻璃基板，其中该烧结部分的至少一部分包含可粘接表面；　　　　为后续的粘接清洁该可粘接表面，以及　　　　为后续的粘接激活该可粘接表面，　　　　其中，该清洁和激活步骤通过向该可粘接表面涂布空气等离子体来完成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉里哈克，安斯特拉西亚，乔赫鲁卡，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]