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KR20170028998A - 냉간 성형된 유리 아플리케 - Google Patents

냉간 성형된 유리 아플리케 Download PDF

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KR20170028998A
KR20170028998A KR1020177003706A KR20177003706A KR20170028998A KR 20170028998 A KR20170028998 A KR 20170028998A KR 1020177003706 A KR1020177003706 A KR 1020177003706A KR 20177003706 A KR20177003706 A KR 20177003706A KR 20170028998 A KR20170028998 A KR 20170028998A
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thickness
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마이클 제임스 맥팔랜드
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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Publication date
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

리세스를 한정하는 제1 비-평면 표면을 포함하는 기판 및 상기 리세스 내에 끼워지도록 배열된 약 3 mm 미만의 두께를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 상기 유리 시트는 상기 제1 비-평면 표면에 일치하도록 냉간 성형되는 아플리케 어셈블리가 개시된다. 아플리케 어셈블리는 화학적으로 강화된 또는 비-화학적으로 강화된 약 0.1 mm 내지 약 2 mm 범위의 두께를 갖는 유리 시트를 포함할 수 있다. 아플리케 어셈블리는 차량의 외부 상에서 구조 요소를 덮도록 사용될 수 있다.

Description

냉간 성형된 유리 아플리케 {COLD FORMED GLASS APPLIQUE}
본 출원은 2014년 7월 10일에 출원된 미국 가 특허출원 제62/022982호의 우선권을 주장하며, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 병합된다.
자동차와 같은 차량의 외부 표면을 위한 장식 커버 또는 아플리케 (applique), 좀더 상세하게는, 강화된 또는 비-강화된 (non-strengthened) 유리 시트를 포함하는 냉간-성형된 (cold-formed) 유리/플라스틱 아플리케가 여기에 개시된다.
아플리케는 스타일링을 부가하고 및/또는 다른 방식으로 미학적으로 불쾌할 수 있는 차량의 일부를 기능적으로 덮기 위해 차량 표면에 부착될 수 있는 장식 부재 또는 커버이다. 예를 들어, 필라 (pillar)는 차량의 지붕에 지지를 제공할 수 있고, 장식 아플리케에 의해 덮일 수 있다. 창유리 (glazing)가, 필라에서와 같은, 차량의 프레임 요소를 만나는 곳에서, 조화로운 외부 표면 외관을 제공하기 위해 덮일 수 있는 비-조망 (non-viewing) 영역이 생성될 수 있다.
최근에는, 차량의 미학을 증가시키고 및/또는 승객을 위한 외부 주변의 시인성 (visibility)을 증가시키기 위해, 차량의 외부 표면 상에 유리의 사용 요구가 자동차 산업에서 증가하고 있다. 예컨대, 필라가 인접한 창에 매치 (match)되도록 유리 요소로 덮일 수 있기 때문에, 유리 아플리케는 차량의 시각적인 면을 향상시킬 수 있다. 파손 안정성을 개선 시키기 위해, 유리는 열적으로 템퍼링 (temper)될 수 있고, 이 경우에 더 두꺼운 유리가 요구될 수 있다. 그러나, 이러한 더 두꺼운 유리의 사용은 차량에 중량을 추가시키는 단점을 갖고, 결과적으로, 연료 효율을 감소시킬 수 있고, 배기가스량을 증가시킬 수 있으며, 및/또는 차량의 무게 중심을 올릴 수 있다. 또한, 차량 외부의 전체적인 형상과 매치시키기 위해서, 유리는 또한 열적으로 성형되거나 또는 몰드 (mold)될 수 있고, 이는 차량 제조 비용을 증가시킨다.
유리 아플리케와 관련된 비용 및 중량 문제 때문에, 종래 아플리케는 일반적으로 금속 및/또는 플라스틱으로부터 만들어진다. 그러나, 이러한 아플리케가 단점이 없는 것은 아니다. 플라스틱 외부 요소는 감소된 환경 내구성을 가질 수 있고, 스크래치되고, 퇴색되고, 박피되고, 및/또는 변색되는 경향이 있다. 페인트된 금속 요소들은 내구성이 있을 수 있으나, 그러나 그들은 전체 의도된 차량 디자인 미학을 무산시킬 수 있는 주변 유리와 매치되지 않는다.
따라서, 더 두꺼운 유리와 관련된 중량 단점을 겪지 않는 유리 표면을 포함하는 아플리케 어셈블리를 제공하는 것이 유리할 것이다. 종래의 플라스틱 및/또는 금속 부품에 비해, 비용 단점이 감소되거나 또는 제거될 수 있도록, 차량의 형상을 매치시키기 위한 열적 가공이 필요하지 않는 아플리케를 제공하는 것이 또한 유리할 것이다.
본 개시는, 다양한 구체예에 있어서, 리세스 (recess)를 한정하는 제1 비-평면 표면을 포함하는 기판, 및 상기 리세스 내에 끼워지도록 배열된 약 3 mm 미만의 두께를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 상기 유리 시트는 상기 제1 비-평면 표면에 일치 (conform)하도록 냉간 성형되는 아플리케 어셈블리 (applique assembly)에 관한 것이다.
어떤 비-제한적 구체예에 있어서, 유리 시트는 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 알칼리-보로실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리로부터 선택될 수 있다. 다양한 구체예에 있어서, 유리 시트는 강화될 수 있다. 몇몇 구체예에 있어서, 유리는 화학적으로 강화되거나, 열적으로 강화되거나, 또는 이들의 조합일 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 0.1 mm 내지 약 2 mm, 예를 들어, 약 0.3 mm 내지 약 1.5 mm, 또는 약 0.5 mm 내지 약 1 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 어떤 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 100 MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 10 미크론 (micron)을 초과하는 압축 응력 층의 깊이 (DOL), 예컨대, 약 700 MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 40 미크론을 초과하는 압축 응력 층의 깊이 (DOL)를 가질 수 있다.
다른 비-제한적 구체예에 있어서, 기판은 금속 및 플라스틱 기판, 예컨대 몰드된 또는 압출된 플라스틱 기판으로부터 선택될 수 있다. 기판은 유리 시트의 두께와 실질적으로 동일한, 예컨대 유리 시트의 두께보다 최소한도로 큰 깊이를 갖는 그루브를 포함하는 리세스를 포함할 수 있다. 다양한 구체예에 있어서, 유리 시트 및 기판은 접착층 또는 다른 중간층을 사용하여 부착된다. 다른 구체예에 있어서, 유리 시트 및 기판은 함께 접착되지 않는다. 예컨대, 유리 시트 및 기판은, 예컨대 마찰력을 사용하여, 다른 방식으로 함께 붙어있을 수 있다.
예컨대, 여기에 개시된 아플리케 어셈블리는, 몇 개 이름을 대자면, 자동차, 트럭, 버스 또는 보트와 같은 차량용 장식 커버로서 사용될 수 있다. 예컨대, 기판은, 차량 필라와 같은, 차량의 외부 표면에 부착될 수 있는 제2 표면을 포함할 수 있다. 아플리케 어셈블리, 예컨대, 유리 시트와 같은 어셈블리의 일부는 장식 및/또는 파편-방지 필름 (anti-splinter film)으로 덮일 수 있거나 또는 덮이지 않을 수 있는 하나 이상의 표면을 포함할 수 있다. 다양한 구체예에 따르면, 광원, 안테나, 센서, 또는 인디케이터와 같은 기능성 요소는 아플리케 어셈블리의 안에 또는 뒤에 존재할 수 있다.
추가적인 특징 및 장점이 하기 상세한 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명백하게 되거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구 범위, 및 첨부된 도면을 포함하여, 여기에 개시된 방법들을 실행하여 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 다양한 구현예들을 기재하고, 청구된 주제의 속성 및 특징의 이해를 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서의 일부로 병합되며 그 일부를 구성한다. 도면은 여기에 개시된 다양한 비-제한적 구체예를 예시하고, 발명의 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 다양한 특징, 관점 및 장점은, 가능한 한 유사한 구조체는 유사한 참조 부호로 표시되어 있는, 첨부한 도면을 참조하여 하기 상세한 설명을 읽으면 더 잘 이해된다.
도 1은 본 개시의 관점에 따른 아플리케 어셈블리에 의해 장식적으로 덮일 수 있는 다양한 부품을 갖는 예시적인 차량을 예시한다.
도 2a는 본 개시의 다양한 관점에 따른 아플리케 어셈블리의 단면도 (end view)이다.
도 2b는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 어셈블리의 단면도 (end view)이다.
도 3a는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 어셈블리의 평면도이다.
도 3b는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 어셈블리의 평면도이다.
도 4는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 어셈블리의 측면도이다.
도 5는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 어셈블리의 경사도 (oblique view)이다.
도 6a는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 서브-어셈블리의 단면도이다.
도 6b는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 서브-어셈블리의 단면도이다.
도 6c는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 서브-어셈블리의 단면도이다.
도 6d는 본 개시의 관점에 따른 아플리케 서브-어셈블리의 단면도이다.
여기에 개시된 아플리케 어셈블리는 리세스 (recess)를 한정하는 제1 비-평면 표면을 포함하는 기판, 및 약 3 mm 미만의 두께를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 유리 시트는 리세스 내에 끼워지도록 배열되고, 유리 시트는 제1 비-평면 표면에 일치하도록 냉간 성형된다.
아플리케 어셈블리는 본 개시의 다양한 관점에 따라 광범위한 적용예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 아플리케 어셈블리는 자동차, 트럭, 버스, 및 보트를 포함하지만, 이에 한정되지 않는 차량의 외부 표면용 커버와 같은 다양한 장식 적용예에서 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리는 차량 필라 또는 다른 지지 구조체를 위한 외부 커버로서 포함될 수 있다. 도 1은, 전방 및 후방 창 (130 및 140)을 갖는, 전방 및 후방 어셈블리 (110 및 120)를 포함하는 예시적인 차량 (100)을 예시한다. 차량 (100)은 통상적으로 A-필라로 지칭되는 전방 필라 (A), 통상적으로 C-필라로 지칭되는 후방 필라 (C), 및 전방 및 후방 창 (130 및 140) 사이에 위치하고 통상적으로 B-필라로 지칭되는 중심 필라 (B)를 포함한다. 다양한 비-제한적 구체예에 따르면, 여기에 개시된 아플리케 어셈블리는 필라 A, B, 및/또는 C 중 어느 것을 위한 장식 커버로서 사용될 수 있다. 물론, 본 개시에 따른 아플리케 어셈블리는, 루프와 같은 자동차의 다른 부분에, 예를 들어, 앞유리창 상부 에지와, 몇 개 이름을 대자면 선루프 또는 파노라마 루프에서 발견되는, 유리 루프 요소 사이에서 또한 적용될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 개시에 따른 예시적인 아플리케 어셈블리 (200)의 측면도를 예시한다. 아플리케 어셈블리 (200)는 약 3 mm 미만의 두께를 갖는 유리 시트 (230)가 끼워지도록 배열되는 리세스를 한정하는 제1 비-평면 표면 (220)을 포함하는 기판 (210)을 포함할 수 있다. 기판 (210)은 리세스에 맞도록 절단될 수 있다. 레이저 절단을 포함하여 다양한 공지된 절단 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어, 리세스는 유리 시트 (230)의 두께와 실질적으로 동일한, 예를 들어, 아주 조금 더 큰 두께를 갖는 그루브 (groove), 채널, 또는 립(lip) (240)을 포함할 수 있다. 그루브, 채널, 또는 립 (240)은 리세스의 에지 둘레로 완전히 또는 부분적으로 연장할 수 있고, 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 그것은 도 2a에서 나타낸 바와 같이, 직사각형 에지를 가질 수 있거나, 또는 도 2b에서 나타낸 바와 같이 매끈한 에지를 가질 수 있거나, 또는 유리 시트 (230)를 보유하기에 적절한 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.
도 3a에서 나타낸 바와 같이, 도 3a는 예시적인 아플리케 어셈블리 (300)의 평면도를 예시하고, 유리 시트 (330)는, 그루브, 채널, 또는 립을 선택적으로 포함할 수 있는, 에지 주위의 좁은 밴드를 제외하고 기판 (310)의 대부분을 덮을 수 있다. 어떤 구체예에 있어서, 리세스 영역은 최대화될 수 있고, 그루브, 채널, 또는 립 영역은 최소화 될 수 있어서, 가능한한 어셈블리의 외부 표면의 많은 부분이 유리로 덮일 수 있다. 유리 시트 (330)는, 단지 비-제한적 실시예의 방식에 의해, 예를 들어, 기판 (310)에서 제공된 리세스 안으로 미끄러져 위치될 수 있고, 마찰력에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 예를 들어, 도 3a에서 나타낸 바와 같이, 유리 시트 (330)는 세 개 면에서 그루브, 채널, 또는 립에 의해 유지될 수 있다. 예시된 비-제한적 구체예에 있어서, 유리 시트 (330)는 바닥 면으로부터 아플리케 어셈블리 안으로 삽입될 수 있다. 대안적으로, 도 3b에서 예시된 바와 같이, 기판에서 상승된 부분 또는 리지 (ridge)와 같은, 보유 특징 (350)이 유리 시트 (330)를 제 위치에 유지시키기 위해 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 유리 시트 (330)는 어셈블리 동안 보유 특징 (350) 위로 미끄러질 수 있고, 보유 특징은 이어서 낚아채어질 (snap up) 수 있거나, 또는 다른방식으로 유리의 네 번째 에지를 제자리에 고정시킬 수 있어서 추가적인 안정성을 제공한다. 유리 시트 (330)는 다른 구체예에 따라 기판 (310)의 대부분 보다 작은 부분을 덮을 수 있다고 또한 고려된다.
기판 리세스 내에 한번 위치된 유리 시트는, 접착제 또는 적층의 필요없이 제자리에 유리를 유지하기에 충분한 유리 요소와 기판 사이에서 마찰을 일으킬 수 있는 구부러진 (bent), 비-평면 상태에 있을 수 있다. 따라서, 몇몇 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리는 기판과 유리 시트 사이에서 접착층을 포함하지 않을 수 있고, 및/또는 기판은 유리 시트에 적층 (laminat)되지 않는다. 유리 시트를 기판에 부착시키는 접착층은 선택적 필름 또는 요소 (예를 들면, 파편-방지 필름, 장식 필름, 또는 기능적 요소)를 유리 시트에 부착시키는 접착층과 구별되어야 한다는 것이 이해되어야 하며, 이는 아래에서 좀더 자세히 기재된다. 따라서, 몇몇 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리는 유리 시트를 기판에 부착시키는 접착층을 포함하지 않을 수 있고, 다른 필름, 층, 또는 요소를 유리 시트에 부착시키는 접착층을 포함할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 유리 시트는 기판에 접착되거나 또는 적층될 수 있다.
도 4는 예시적 아플리케 어셈블리 (400)의 단면적 (cross-sectional) 측면도를 제공하고, 기판 (410)의 상부 표면이 편평 (flat)하지 않고, 예를 들어, 기판 (410)은 비-평면 표면 (420)을 포함한다는 것을 예시한다. 유리 시트 (430)는 비-평면 표면 (420)의 곡률에 일치하도록 성형될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "일치 (conform)"은 기판의 비-평면 표면의 형상 또는 곡률과 매치하거나 실질적으로 매치하도록 유리 시트가 성형 또는 몰드되는 것을 나타내는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 유리 시트의 외부 표면은 차량의 주위의 로컬 영역, 예를 들어, 차량의 주위의 유리 창과 실질적으로 동등 (even)할 수 있다.
도 5는 경사 각도로부터 바라봤을 때, 예시적인 아플리케 어셈블리 (500)의 다른 도면을 제공하고, 기판 (510) 및 기판 내의 리세스 안에 끼워진 (fit) 유리 시트 (530)를 예시한다.
아플리케 어셈블리의 두께는 특정 적용예에 따라 변할 수 있다. 상대적으로 얇은 기판 및/또는 유리 시트는, 여전히 충분한 강도를 제공하면서, 아플리케 어셈블리의 재료 비용 및/또는 중량을 감소시키기 위해 다양한 적용예에서 사용될 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 상대적으로 두꺼운 기판 및/또는 유리 시트는 아플리케 어셈블리의 기계적인 완전성을 유지하기 위해 추가적인 지지가 요구되는 적용예에서 사용될 수 있다. 적어도 특정 구체예에 있어서, 기판 두께는 유리 두께의 함수일 수 있다. 예를 들어, 더 얇은 유리 시트는 더 얇은 기판에 의해 제자리에 유지될 수 있거나, 또는 더 두꺼운 유리 시트는 더 두꺼운 기판에 끼워질 수 있다. 비-제한적인 구체예에 있어서, 금속 기판은 유리 시트의 두께와 실질적으로 같거나 또는 유리 시트의 두께보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 어떤 구체예에 있어서, 플라스틱 기판은 유리 시트의 두께와 실질적으로 같거나 또는 더 큰 두께, 예를 들어, 유리 시트 보다 약 2 배 또는 3 배 더 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 다양한 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리는 약 0.2 mm 내지 약 10 mm, 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 8 mm, 약 1 mm 내지 약 6 mm, 약 2 mm 내지 약 5 mm, 또는 약 3 mm 내지 약 4 mm 범위, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는 두께를 가질 수 있다. 다른 두께들은 특정 적용예에 따라 제공될 수 있다.
아플리케 어셈블리는 넓은 범위의 물질 및/또는 넓은 범위의 두께 및 배열 (configuration)을 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판은 강철, 냉간 압연 강철, 알루미늄 또는 다른 적합한 금속과 같은 금속으로부터 선택될 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 기판은 다양한 형상 및 크기의 몰드된 또는 압출된 플라스틱 요소와 같은 플라스틱으로부터 선택될 수 있다. 물론, 업계에서 사용되는 어떤 다른 적절한 기판 물질은 예시적인 아플리케 어셈블리에서 기판으로서 사용될 수 있고, 전술한 예들은 본원에 첨부된 청구범위를 제한하지 않아야 한다.
도면에 예시된 바와 같이, 기판은 임의의 원하는 형상을 갖는 제1 비-평면 표면을 포함할 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 비-평면 표면은 덮여질 외부 표면의 형상과 매치하는 곡률을 가질 것이다. 그 다음, 아플리케 어셈블리는 차량의 주변 지형에 일치하고, 로컬 차량 표면의 원하는 곡률과 매치하는 부드럽고, 연속적인 외부 표면의 외관을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 기판에서 리세스된 유리 시트는 기판의 비-평면 표면의 형상과 유사한 형상에 일치하거나, 또는 갖도록, 성형, 예를 들어, 냉간 성형될 수 있다.
유리 시트는 유리 시트를 기판의 비-평면 표면에 일치시키는 것이 가능할 정도로 충분히 얇도록, 그러나, 그렇게 성형되었을 때 파괴되지 않을 만큼 충분히 강하도록 선택될 수 있다. 유리의 온도를 유리의 연화점까지 상승시키지 않고, 비-편평한 (non-flat) (또는 비-평면) 형상을 형성시키기 위해 편평한 유리 시트를 성형하는 것은 "냉간-성형 (cold-forming)" 또는 "냉간-벤딩 (cold-bending)"이라고 알려져 있다. 유리를 냉간-성형할 때, 면 (plane)의 밖으로 유리를 굽히는데 (bend) 필요한 힘은 유리에서 응력으로 전환될 것이다. 적용예 (application)가 요구하는 어떤 기능이라도 제공하는데 필요한 강도에 더하여, 유리는 이 추가적인 응력을 흡수하기에 충분한 강도를 보유해야 한다. 유리 시트의 강성 (stiffness)은 그 두께의 세제곱에 비례하고, 따라서 훨씬 더 큰 힘이 동일 반지름으로 유리의 얇은 시트보다 유리의 두꺼운 시트를 굽히는데 필요할 수 있다. 냉간-성형하는 경우, 특정 형상 또는 반지름으로 굽혀질 때, 얇은 유리는 훨씬 낮은 내부 응력을 발생시키는 장점을 갖는다.
어떤 구체예에 있어서, Corning® Gorilla® 유리와 같은, 화학적으로-강화된 유리의 사용은 유리 시트가, 냉간-벤딩 공정을 견디는 고강도를 여전히 보유하면서도, 매우 얇게, 예를 들어, 1 mm 미만이 되는 것이 가능하게 한다. 소다 석회 유리와 같은 종래의 유리는, 비교적 두껍지 않으면, 예를 들어, (3-5mm와 같이) 3 mm를 초과하지 않으면, 열적 템퍼링 (thermal tempering)을 통하여 완전히 강화될 수 없고, 이것은 냉간-벤딩 공정에 의해 비-평면 형상으로 굽히기에는 너무 두꺼우며, 원하는 형상을 달성하기 위해서는 열적 성형 공정을 필요로 한다. 더 얇은 소다 석회 유리는 냉간 가공 방법을 사용하여 굽히는 것이 더 쉬울 수 있으나, 단지 수십 (several tens) MPa의 압축 응력으로 열적으로 템퍼링될 수 있다. 따라서, 종래의 소다 석회 유리는 원하는 중량 및 비용 변수를 갖는 아플리케 어셈블리를 생산하기 위해, 냉간-벤딩 공정에서 성형되는데 요구되는 필요한 얇음 (thinness) 및 강도를 모두 제공하지 못한다.
여기에 개시된 아플리케 어셈블리는 약 3 mm 미만, 예를 들어, 약 2mm 이하, 또는 약 1 mm 이하, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는 두께를 갖는 화학적으로 강화된 또는 비-화학적으로 강화된 유리 시트를 포함할 수 있다. 어떤 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 0.1 mm 내지 약 2 mm, 약 0.3 mm 내지 약 1.5 mm, 또는 약 0.5 mm 내지 약 1 mm 범위, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는 범위의 두께를 가질 수 있다. 하나의 비-제한적 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 0.7 mm의 두께를 가질 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 1 mm의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 0.3 mm의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 구체예에 따르면, 유리 시트는 약 0.1 mm의 두께를 가질 수 있다. 다양한 구체예에 따르면, 유리 시트는 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트 또는 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리들과 같은 유리, 또는 어떤 다른 적절한 유리를 포함할 수 있다.
다양한 유리 형성 기술은 아플리케 어셈블리 내에 포함될 수 있는 유리 시트를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 융합 하향 인발 기술, 융합 상향 인발 기술, 슬로트 인발 기술, 플로트 기술, 또는 다른 공정은 원하는 치수 배열을 갖는 유리 시트로 가공될 수 있는 유리 리본을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 융합 인발 공정은 실질적으로 원시적 (pristine) 표면을 얻기 위해 제공될 수 있다. 어떤 구체예에 따르면, 유리 시트는 투명한, 불투명한, 및 착색된 유리들로부터 선택될 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 유리 시트는 Corning Incorporated의 Corning® Gorilla® 유리와 같은 화학적으로 강화된 유리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이런 화학적으로 강화된 유리는 미국 특허 출원 제7,666,511호, 제4,483,700호, 및 제5,674,790호에 따라 제공될 수 있고, 이들은 전체로서 참조를 위해 여기에 포함된다. Corning Incorporated의 Corning® WillowTM 유리 및 Corning® EAGLE XG® 유리는 다양한 구체예에서 유리 시트로서 사용하기 위해 또한 적절할 수 있다. 물론, 몇 개 이름을 대자면, Schott의 Xensation® 및 Asahi Glass Company의 DragontrailTM 과 같은 다른 제조사들의 유리도 또한 사용될 수 있다.
화학적 강화는 이온 교환 공정에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 유리 시트 (예를 들어, 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리)는 융합 인발 및 그 다음에 소정의 시간 동안 용융 염 욕에서 유리 시트를 침지함으로써 화학적으로 강화시킴에 의해 만들어질 수 있다. 유리 시트 내의 이온은 유리 시트의 표면에서 또는 근처에서 예를 들어, 염 욕으로부터의 더 큰 금속 이온과 교환된다. 용융 염 욕의 온도 및 처리 시간은 다양할 것이고, 그러나, 원하는 적용예에 따라 시간 및 온도를 결정하는 것은 당업자의 능력 내에 있다. 비-제한적 실시예로서, 용융 염 욕의 온도는 약 400℃ 내지 약 800℃, 예를 들어, 약 400℃ 내지 약 500℃ 범위일 수 있고, 소정의 시간은 약 1 시간 내지 약 24 시간, 예를 들어, 약 4 시간 내지 약 10 시간의 범위일 수 있지만, 다른 온도 및 시간의 조합들도 고려된다.
이론에 의해 구속되기를 바라지 않고, 더 큰 이온을 유리에 포함시키는 것은 표면 영역의 근처에서 압축 응력을 생성함으로써 시트를 강화시키는 것으로 여겨진다. 대응하는 인장 응력이 유리 시트의 중심 영역 내에서 유도되어 압축 응력과 균형을 맞춘다. Corning® Gorilla® 유리의 화학적 강화 공정은 상대적으로 고 압축 강도 (예를 들어, 약 500 MPa 초과, 예를 들어, 약 700 MPa 내지 약 730 MPa; 및 심지어 800 MPa를 초과할 수 있음)를 압축 상태에 있는 상대적으로 깊은 층의 깊이 (예를 들어, 약 40 내지 50 미크론(microns); 및 심지어 100 미크론을 초과할 수 있음)와 함께 제공할 수 있다. 이러한 유리는 고 잔류 강도 (retained strength) 및 스크래치 손상에 대한 고 저항, 고 충격 저항, 및/또는 고 굴곡 강도 (flexural strength) 뿐만 아니라 실질적으로 원시적인 표면을 가질 수 있다.
다양한 구체예에 따르면, 유리 시트는 약 100 MPa 초과의 압축 응력 및 약 10 미크론 초과의 압축 응력 층의 깊이 (DOL)를 가질 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 500 MPa 초과의 압축 응력 및 약 20 미크론 초과의 DOL을 가질 수 있다. 또 다른 구체예에 있어서, 유리 시트는 약 700 MPa 초과의 압축 응력 및 약 40 미크론 초과의 DOL을 가질 수 있다. 여기에 개시된 아플리케 어셈블리에서 사용된 유리 시트는 스크래치, 마모, 및/또는 파손과 같은 손상을 견디기에 충분한 잔류 강도를 여전히 보유하면서도, 냉간-성형 공정에 의해 굽힘을 허용하는 충분한 강도를 가질 수 있다.
여기에 개시된 아플리케 어셈블리는, 파손 발생시 유리 파편을 보유할 수 있는, 하나 이상의 추가적인 층 및/또는 필름, 예를 들어, 파편-방지 필름 (anti-splinter film (ASF)) 물질을 포함할 수 있다. 비-제한적 실시예에 의하면, ASF 물질은 접착층을 갖는 플라스틱 필름을 포함한다. 도 6a-b에서 예시한 바와 같이, 유리 시트 (630)는 제1 표면 (660) 및 제2 표면 (670) 상에 ASF 필름 (680)을 갖는 제2 표면 (670)을 포함할 수 있다. 도 6a,에서, ASF 필름 (680)은 투명하고, 예를 들어, 착색되지 않아서, 아플리케 어셈블리의 외부 표면은 하부 기판 (도시되지 않음)과 동일한 색상을 갖는다. 도 6b에서, ASF 필름 (680)은 착색되고, 몇몇 구체예에 있어서, 색채는 아플리케 어셈블리의 외부 표면을 주위 유리의 색채와 매치하도록 선택될 수 있다. 도 6c에서, 페인트 또는 다른 착색된 물질 또는 중간층과 같은 착색된 장식층 (690), 예를 들어, 폴리비닐 부티레이트 (PVB) 물질, 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 어쿠스틱 PVB, 열가소성 폴리우레탄 (TPU), 이오노머, 등은 유리 시트 (630)의 제2 표면 (670) 상에, 예를 들어, 유리 시트 (630) 및 ASF 필름 (680) 사이에 제공될 수 있다. 이 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리의 외부 표면은 하부 장식층 (690)의 패턴 및/또는 색채를 나타낼 것이다. 도 6d는 유리 시트 (630)가 착색되고, 예를 들어, 투명할 수 있는 제2 표면 (670) 상에 ASF 필름 (680)을 갖는 예시적인 구체예를 예시한다. 이 구체예는 주위 유리 자체가 착색되어, 착색된 유리 표면을 갖는 아플리케 어셈블리가 차량 유리와 매치하도록 선택될 수 있을 때 바람직할 수 있다. 이들 및 다른 관련된 구체예는 제조자 또는 소비자가 원하는 대로 맞춤 설계될 수 있는 장식적 및 기능적 아플리케 어셈블리를 허용할 수 있다.
기능적 또는 다른 장식적 요소는 여기에 개시된 아플리케 어셈블리 내에서 또는 아플리케 어셈블리와 함께 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 조명 요소가 또한 사용될 수 있다. 하나의 예시적 및 비-제한적 구체예에 있어서, 단색 (solid color)을 유리의 표면 상에, 예를 들어, 유리의 내부 표면에 인쇄 또는 적층 (laminating)하고, 메세지의 영역에서는 색채를 인쇄하지 않음으로써, 메세지가 아플리케 상에 생성될 수 있다. 전구 또는 LED에 의해서와 같이, 뒤로부터 불이 들어오면, 메세지는 보일 수 있게 된다. 대안적으로, 장식적 조명 요소는, 유리 시트 상의 장식, 패턴, 또는 색채의 투명한 또는 반-투명한 부분을 통해 빛날 수 있는, 아플리케 어셈블리의 내부의 또는 뒤의 광원에 의해 제공될 수 있다. 이러한 조명 효과는 본질적으로 장식적일 수 있고, 또는 예를 들어, 문이 열려 있다는 것을 승객에게 알리는, 승객에게 표시기로서 역할을 할 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리와 차량 프레임 사이의 공간은 안테나 또는 다른 기능적 요소를 저장하기 위해서도 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 안테나는 어셈블리의 내에 부착될 수 있거나 또는 어셈블리의 하나 이상의 표면 상에서 전기-전도성 물질에 의해 생성될 수 있다.
추가적 구체예에 있어서, 아플리케 어셈블리는 센서, 표시기, 또는 능동 소자와 함께 배열될 수 있다. 예를 들어, 터치 패드 및 관련 전자기기는 하부 기판에서 제공될 수 있거나, 또는 중간의 중간층에서 제공될 수 있으며, 그곳에서 냉간 성형된 유리 시트가 터치 패드에 직접 인접하여 제공될 수 있다. 유리 시트의 얇음으로 인해, 사용자는 터치 패드와 인터페이스 (interface)할 수 있으며, 예를 들어, 자동차 문을 열 수 있는 코드를 입력할 수 있고, 각각의 필라로부터 멀리 떨어진 마이크로프로세서에 지시를 제공할 수 있다. 따라서, 여기에 개시된 구체예들은 그들의 경량 능력뿐만 아니라 촉감 능력 모두를 위해 사용될 수 있다.
아플리케 어셈블리는 예를 들어, 차량 외부 표면 상에 장착되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 기판은 차량 바디에 맞물릴수 있거나 부착할 수 있는 하나 이상의 특징 (features)을 포함하는 제2 표면을 가질 수 있다. 이러한 특징은 예를 들어, 기판 자체 안으로 몰드될 수 있거나, 또는 접착제 또는 클립 나사와 같은 물리적 체결구에 의해 부착될 수 있다. 아플리케 어셈블리는 접착제 장착 스트립 또는 자동차 산업에서 알려진 다른 접착제 물질에 의해 차량의 외부에 더욱 안정화되거나 또는 고정될 수 있다.
본 개시의 아플리케 어셈블리는 종래의 아플리케, 예를 들어, 금속/플라스틱 아플리케 또는 소다 석회 유리를 사용하는 아플리케에 비해 다수의 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 아플리케 어셈블리는 차량 구조 요소들을 덮으면서, 주위 유리 창의 외관과 또한 매치할 수 있는데, 양쪽 영역이, 예를 들어, 페인트된 금속/플라스틱 아플리케를 사용하여서는 달성될 수 없는, 유리 표면을 나타낼 것이기 때문이다. 또한, 본 개시의 아플리케 어셈블리는, 예를 들어, 비닐 또는 페인트된 플라스틱과 비교하여 향상된 내구성을 제공할 수 있고, 따라서 환경 요소에 장기간의 노출 동안 표면의 품질을 보존할 수 있다.
더 두껍고, 열적으로-템퍼링된 소다 석회 유리를 사용하는 아플리케 어셈블리와 비교하여, 화학적으로 강화된 유리는 원하는 강도 특성을 여전히 제공하면서도 훨씬 얇아질 수 있으므로, 중량 절감을 제공하여, 연료 효율을 개선시키고, 배출가스를 감소시키며, 및/또는 차량의 무게 중심을 낮출 수 있다. 또한, 이러한 더 얇은 유리는, 소다 석회와 같은 더 두꺼운 유리를 위해 필요한 더 많은 비용이 드는 열적 성형 공정보다는, 원하는 형상을 얻기 위해 냉간-성형될 수 있다. 냉간 성형된 유리 표면은, 열적으로 성형되고 템퍼링된 두꺼운 유리와 비교하여, 우수한 원시적 표면 품질을 또한 나타낼 수 있다. Corning® Gorilla® 유리와 같은 화학적으로 강화된 유리는 얇은 소다 석회 유리보다 훨씬 높은 압축 응력 및 더 깊은 층의 깊이를 또한 보유할 수 있고, 이는 스크래치 및 파손과 같은 손상을 더 잘 견딜 수 있게 한다. 또한, 템퍼링된 소다 석회 유리는 파손시 주변 환경에 유리 칩을 방출할 수 있지만, Corning® Gorilla® 유리와 같은 화학적으로 강화된 유리, 또는 여기에 개시된 바와 같이 ASF 층으로 코팅된 얇은 유리 시트는 파손의 경우 유리 파편을 제자리에 유지시킬 수 있다.
여기에 개시된 아플리케 어셈블리는 마찰력에 의해 기판의 리세스 내 제자리에서 유지된 유리 시트를 사용할 수 있고, 이에 의해 기판에 유리 시트를 적층시키거나 또는 접착시키는 필요를 제거할 수 있어서, 생산 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 유리 시트는 하부 기판에 적층되지 않기 때문에, 유리가 사용 도중 파손된다면, 유리 시트는 밖으로 미끄러져 나오고, 새로운 유리 시트로 교체될 수 있어서, 수리 공정을 단순화 시킨다.
다양한 개시된 구체예들은 그 특정 구체예와 관련하여 기재된 특정 특징, 요소 또는 단계를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 특정 특징, 요소 또는 단계는, 하나의 특정 구체예와 관련하여 기재되었지만, 다양한 비-도해된 조합 또는 순열에서 상호 교환되거나 또는 대체 구체예와 결합될 수 있음이 이해될 것이다.
여기에 단수로 표현된 용어는 "적어도 하나 (at least one)"를 의미하고, 따로 명백히 언급하지 않았다면, "오직 하나 (only one)"로 한정되어서는 안된다. 따라서, 예를 들어, "광원"이란 언급은, 문맥이 명확하게 다르게 나타내지 않는 한, 이러한 광원 둘 이상 갖는 예를 포함한다.
여기서, 범위는 "약 (about)" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약 (about)" 다른 특정 값까지로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 실시예들은 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 나머지 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 "약"을 사용하여 근사적으로 표현된 경우, 특정 값은 또 다른 측면을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 각각의 범위의 종점들은 다른 하나의 종점과 연관하여, 및 다른 하나의 종점과 독립적으로 의미가 있다 것이 더 이해될 것이다.
여기에 사용되는 용어 "실질적 (substantial)", "실질적으로 (substantially)" 및 이들의 변형은 설명된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일하다는 것을 주목하도록 의도된 것이다. 예를 들어, "실질적으로 동일한 (substantially equal)"은 두 값이, 예를 들어, 서로의 약 5% 내에서, 또는 서로의 약 2% 내에서, 동일하거나 또는 거의 동일하다는 것을 나타내도록 의도된 것이다. 몇몇 구체예에 있어서, "실질적으로 유사한 (substantially similar)"은, 예를 들어, 하나의 요소는 다른 요소와 거의 동일한 형상이라는 것을 나타내도록 의도된 것이다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 이상, 여기에 개시된 어떤 방법은 그의 단계들이 어떤 특정 순서대로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, 방법 청구항이 그의 단계들에 의해 따라야할 순서를 실제로 기재하지 않거나, 단계들이 특정 순서로 한정되었다는 것이 청구항 또는 발명의 설명에서 다른 방식으로 구체적으로 기재되어 있지 않은 경우, 어떤 특정 순서가 추론되어서는 안된다.
특정 구체예의 다양한 특징, 요소 및 단계가 연결구 "포함하는 (comprising)"을 사용하여 개시될 수 있지만, 연결구 "이루어진 (consisting)" 또는 "필수적으로 이루어진 (consisting essentially of)"을 사용하여 개시될 수 있는 것들 (특징, 요소 및 단계)을 포함하는 대체 구체예가 암시되어 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 어셈블리에 대한 암시된 대체 구체예는 A+B+C로 이루어진 어셈블리의 구체예 및 A+B+C로 필수적으로 이루어진 어셈블리의 구체예를 포함한다.
다양한 변경 및 변형은 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대하여 만들어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 본질을 포함하는 개시된 구체예의 변경 조합, 서브-조합 및 변형이 당업자에게 일어날 수 있기 때문에, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 이의 균등물의 범주 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야한다.

Claims (15)

  1. 리세스 (recess)를 한정하는 제1 비-평면 표면을 포함하는 기판; 및
    상기 리세스 내에 끼워지도록 배열된 약 3 mm 미만의 두께를 갖는 유리 시트를 포함하고,
    여기서 상기 유리 시트는 상기 제1 비-평면 표면에 일치 (conform)하도록 냉간 성형되는 아플리케 (applique) 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱 기판, 몰드된 플라스틱 기판, 압출된 플라스틱 기판, 및 금속 기판으로부터 선택된 아플리케 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 리세스는 상기 유리 시트의 두께와 실질적으로 동일한 깊이를 갖는 그루브 (groove)를 포함하는 아플리케 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 어셈블리는 상기 유리 시트에 상기 기판을 접착시키는 접착층을 포함하지 않는 아플리케 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 시트는 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 알칼리-보로실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리로부터 선택된 아플리케 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 시트는 화학적으로 강화된 아플리케 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리는 투명한, 착색된, 및 불투명한 유리들로부터 선택된 아플리케 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 시트는 약 0.1 mm 내지 약 2 mm 범위의 두께를 갖는 아플리케 어셈블리.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 시트는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm 범위의 두께를 갖는 아플리케 어셈블리.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 시트는 약 100 MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 10 미크론을 초과하는 압축 응력 층의 깊이를 포함하는 아플리케 어셈블리.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 시트는 약 700 MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 40 미크론을 초과하는 압축 응력 층의 깊이를 갖는 아플리케 어셈블리.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 차량의 외부 표면에 부착하도록 배열된 제2 표면을 갖는 아플리케 어셈블리.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 표면은 차량의 필라 (pillar)에 부착된 아플리케 어셈블리.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 아플리케 어셈블리는 투명한 및 착색된 파편-방지 (anti-splinter) 필름, 접착 필름, 및 장식 필름으로부터 선택된 적어도 하나의 추가적인 층을 더 포함하는 아플리케 어셈블리.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 아플리케 어셈블리는 광원, 터치 센서, 안테나, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 추가적인 요소를 더 포함하는 아플리케 어셈블리.
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