一种局部区域具有美观图案的汽车玻璃及其加工方法与流程

1.本发明涉及一种车辆用玻璃，具体涉及一种局部区域具有美观图案的汽车玻璃及其加工方法。


背景技术：

2.目前，用户一般会通过贴膜的方式实现汽车玻璃的差异化和个性化需求，贴膜上带有字母、数字、文字、图形、标识等图案；但是贴膜边部容易出现褶皱，而且老化性能也不够，随着时间增加，贴膜区域内表面会有气泡或者褶皱产生，尤其是前风挡玻璃和后风挡玻璃，造成用户体验不佳的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本发明提供一种局部区域具有美观图案的汽车玻璃及其加工方法，能够使汽车玻璃上形成永久的特定图案，具有美观和防伪的作用，从而满足个性化需求和实现差异化设计。
4.一方面，本发明提出一种局部区域具有美观图案的汽车玻璃，包括第一玻璃板，所述第一玻璃板的内表面和/或外表面上设置有至少一个图案区，所述图案区包括与所述第一玻璃板为一体的彼此独立的多个凸起结构。
5.可选的，所述图案区的彼此独立的多个凸起结构是从所述第一玻璃板的厚度方向上去除部分玻璃材料后而形成的。
6.可选的，每个所述凸起结构的顶面面积为300～4000平方微米，每个所述凸起结构的高度为5～100微米。
7.可选的，所述图案区的可见光透过率为所述第一玻璃板其他区域的可见光透过率的70％以下。
8.可选的，所述第一玻璃板为经过至少560℃高温弯曲成型的弯曲玻璃板，所述弯曲玻璃板的垂直曲率半径为2000mm～20000mm。
9.可选的，所述第一玻璃板的水平曲率半径为300mm～4000mm。
10.可选的，所述第一玻璃板上的凸起结构是通过激光雕刻、喷砂、化学蚀刻、压印、铸造或滚压工艺形成的。
11.可选的，所述汽车玻璃还包括第二玻璃板以及设置在所述第一玻璃板和所述第二玻璃板之间的中间粘结层，所述第一玻璃板的内表面通过所述中间粘结层与所述第二玻璃板粘结。
12.可选的，所述图案区与所述第一玻璃板其他区域的色差值δe≤2.5。
13.可选的，所述图案区的雾度值h1≥40％，所述第一玻璃板其他区域的雾度值h2≤3％。
14.可选的，所述图案区的表面粗糙度为ra，其中，0.1μm≤ra≤6μm。
15.可选的，所述图案区的崩边量d≤100μm。
16.可选的，所述汽车玻璃满足以下至少一项要求：ansi z26.1-1996规定的落球3.05米外表面冲击要求、ansi z26.1-1996规定的霰弹袋2.04米内表面冲击要求、ece r43-2012规定的碎片要求、gb9656-2003规定的表面应力要求。
17.另一方面，本发明提出一种局部区域具有美观图案的汽车玻璃的加工方法，所述汽车玻璃包括第一玻璃板，所述方法包括：
18.准备第一玻璃板，所述第一玻璃板为弯曲玻璃板，所述第一玻璃板具有外表面和内表面；
19.对外表面或内表面上的待加工区域进行定位；
20.在所述待加工区域进行加工作业，所述加工作业使所述外表面和/或内表面上形成至少一个图案区，每个所述图案区包括与所述第一玻璃板为一体的彼此独立的多个凸起结构。
21.可选的，所述图案区的彼此独立的多个凸起结构是从所述第一玻璃板的厚度方向上去除部分玻璃材料后而形成的。
22.可选的，对外表面或内表面上的待加工区域进行定位后，所述待加工区域的边界线上的最远两端之间的连线与水平面之间的夹角小于或等于5
°
。
23.可选的，所述加工作业为采用激光雕刻工艺，所述激光雕刻工艺的脉冲宽度小于或等于100
×
10-9
秒。
24.可选的，所述加工作业为采用对称加工的加工原则，所述对称加工的加工原则包括：将待加工的图案按照中心对称的原则进行分区，然后按照中心对称的原则依次对各分区内的待加工图案进行加工。
25.可选的，所述方法还包括：准备第二玻璃板和中间粘结层，将中间粘结层设置在所述第一玻璃板和所述第二玻璃板之间，使所述第一玻璃板的内表面通过所述中间粘结层与所述第二玻璃板粘结。
26.本发明实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃及其加工方法，通过在第一玻璃板上形成与所述第一玻璃板为一体的彼此独立的多个凸起结构，由于所述凸起结构的材料为所述第一玻璃板的玻璃材料，使汽车玻璃上形成永久的特定图案，具有美观和防伪的作用，从而满足个性化需求和实现差异化设计，提升了用户体验。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
28.图1是本发明一实施例提供的汽车玻璃的俯视示意图。
29.图2是本发明另一实施例提供的汽车玻璃的俯视示意图。
30.图3是图2中的汽车玻璃的截面示意图。
31.图4是图3中的图案区的局部放大示意图。
32.图5是图2中的图案区的局部放大示意图。
33.图6是本发明另一实施例提供的汽车玻璃的结构示意图。
34.图7是本发明一实施例提供的汽车玻璃的加工方法的流程示意图。
35.图8是本发明一实施例提供的汽车玻璃的定位方式的示意图。
36.图9是本发明一实施例提供的汽车玻璃的加工方式的示意图。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
38.图1是本发明一实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃，如图1所示，本发明实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃，包括：第一玻璃板1，第一玻璃板1的内表面和/或外表面上设置有至少一个图案区11，图案区11包括与第一玻璃板1为一体的彼此独立的多个凸起结构。
39.本实施例，第一玻璃板1可以为弯曲的玻璃板，具体的，可以为弧形玻璃板；第一玻璃板1具有内表面和外表面，在第一玻璃板1安装在汽车上时，第一玻璃板1的内表面朝向汽车内部，外表面朝向汽车外部；在第一玻璃板1为弧形玻璃板时，第一玻璃板1的内表面可以为凹表面，外表面可以为凸表面。
40.第一玻璃板1上的图案区11可以位于第一玻璃板1的角部或边部；所述凸起结构与第一玻璃板为一体是指，所述凸起结构为属于第一玻璃板1的玻璃材料；图案区11的多个凸起结构，可以是通过激光雕刻、喷砂、化学蚀刻、压印、铸造或滚压等工艺形成的，作为一可选实现方式，图案区11的彼此独立的多个凸起结构可以是从第一玻璃板1的厚度方向上去除部分玻璃材料后而形成的，例如通过激光雕刻、喷砂或化学蚀刻等工艺形成的，优选采用激光雕刻工艺。
41.图案区11所包含的彼此独立的多个凸起结构可以构成特定的图案；所述多个凸起结构构成的图案，可以为数字、字母、文字、图形、标识或以上要素的组合等。举例而言，如图1所示，图1中的汽车玻璃包括第一玻璃板1和设置在第一玻璃板1四周的不透明遮蔽层2，第一玻璃板1的上侧具有多个图案区11(黑色部分)，每个图案区11可以由激光雕刻而成，图案区的微观结构如图4和图5所示，每个图案区11具有激光雕刻后所形成的多个彼此独立的凸起结构111；又例如图2所示，图2中的汽车玻璃包括第一玻璃板1和设置在第一玻璃板1四周的不透明遮蔽层2，第一玻璃板1的上侧具有多个图案区11(圆形轨迹和两个阴影四分之一圆处)，每个图案区11可以由激光雕刻处理而成，激光雕刻区域与非雕刻区的玻璃表面形成明显的视觉差异，外形美观。图2中a处的剖视图如图3所示，图4为图3中b处的放大示意图，如图4所示，图案区11的各凸起结构111彼此独立，各凸起结构111的顶面1111基本平齐，且各凸起结构111的顶面1111与第一玻璃1的表面12基本平齐。其中，不透明遮蔽层2通常由深色油墨印刷至第一玻璃板1的四周边部经固化后形成的，可以举例为黑色陶瓷油墨、黑色紫外油墨等，起到遮蔽其他部件和美观的作用。
42.本发明实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃，第一玻璃板上具有与第一玻璃板为一体的彼此独立的多个凸起结构，由于所述凸起结构的材料为第一玻璃板的玻璃材料，使汽车玻璃上形成永久的特定图案，具有美观和防伪的作用，从而满足个性化需求
和实现差异化设计，提升了用户体验。
43.如图4和图5所示，可选的，凸起结构111是在第一玻璃板1的厚度方向上去除部分玻璃材料后而形成的，第一玻璃板1上每个独立的凸起结构111周围的玻璃材料被去除了一定厚度，各凸起结构111之间相间隔，每个凸起结构111的面积可以为300～4000平方微米，每个凸起结构111的高度为5～100微米。
44.本实施例，凸起结构111的形状可以为正方形、矩形、菱形、圆形、三角形等，在相邻的凸起结构111的距离与凸起结构111的宽度在一个数量级时，各凸起结构111与第一玻璃板1上去除玻璃材料的部分结合可形成具有磨砂效果的图案，这时，每个凸起结构111的面积越大，越难以实现图案区的功能，面积越小，越难以加工，加工成本高，故优选300～4000平方微米。每个凸起结构111的高度可以为5～100微米，优选所述凸起结构111的高度为10～70微米，能够在提高图案清晰度的同时，保持第一玻璃板1的安全强度。
45.如图1和图2所示，可选的，图案区11的可见光透过率为第一玻璃板1其他区域的可见光透过率的70％以下。
46.本实施例，图案区11的可见光透过率小于第一玻璃板1其他区域的可见光透过率，图案区11的可见光透过率为第一玻璃板1其他区域的可见光透过率的至多70％，图案区11的可见光透过率与第一玻璃板1的可见光透过率之间的比值越小，图案区11的清晰度越高，越有利于形成可人眼识别的美观图案。具体可举例，图案区11的可见光透过率与第一玻璃板1其他区域的可见光透过率之比的比值为70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％等，例如第一玻璃板1的其他区域(非图案区)的可见光透过率为85％，图案区11的可见光透过率为50％，此时图案区11的可见光透过率为第一玻璃板1的其他区域(非图案区)的可见光透过率的58.8％。
47.可选的，所述第一玻璃板为经过至少560℃高温弯曲成型的弯曲玻璃板，所述弯曲玻璃板的垂直曲率半径可以为2000mm～20000mm。所述第一玻璃板的水平曲率半径可以为300mm～4000mm。
48.本实施例，弯曲的第一玻璃板在作为汽车玻璃时，能够减少汽车在夜间会车时汽车玻璃产生的反光对驾驶员的正常驾驶造成的影响，弯曲的汽车玻璃会将反光折射、疏散，能够降低这一危险因素，在弯曲的第一玻璃作为汽车前挡玻璃时，还能扩大视野范围、降低风阻系数。且装有弧形玻璃的汽车能尽可能的扩大车内空间、美观、大气等。
49.如图1和图2所示，可选的，在上述任一实施例中，第一玻璃板1可以为钢化玻璃，厚度为2mm-5mm，可以用作汽车侧窗玻璃、汽车后挡玻璃等。
50.如图6所示，可选的，所述汽车玻璃还可以包括第二玻璃板3以及设置在第一玻璃板1和第二玻璃板3之间的中间粘结层2，第一玻璃板1的内表面通过中间粘结层2与第二玻璃板3粘结。
51.本实施例，第一玻璃板1、中间粘结层2和第二玻璃板3依次层叠形成夹层玻璃，夹层玻璃可以用作汽车前挡玻璃、汽车侧窗玻璃、汽车天窗玻璃或汽车后挡玻璃等。中间粘结层2具体可以为热塑中间层，例如由pvb、eva、sgp等材料制成。
52.如图1和图2所示，可选的，图案区11与第一玻璃板1其他区域的色差值δe≤2.5。
53.本实施例，色差值δe可以按cie 1976 lab颜色空间计算。图案区11与第一玻璃板1其他区域的色差值δe≤2.5，优选δe≤2.0，这样，能够保持图案区11与第一玻璃板1其他
区域的颜色尽量一致，使图案区呈现中性颜色。
54.可选的，第一玻璃板可以选用透明玻璃(非着色玻璃)，也可以选用着色玻璃，例如绿色玻璃、灰色玻璃等，优选采用绿色玻璃或灰色玻璃。
55.如图1和图2所示，可选的，图案区11的雾度值h1≥40％，为了保证驾驶安全性，第一玻璃板1其他区域的雾度值越小越好，优选的，第一玻璃板1其他区域的雾度值h2≤3％。
56.如图4和图5所示，可选的，图案区11的表面粗糙度为ra，其中，0.1μm≤ra≤6μm。为了将第一玻璃板1作为汽车玻璃使用，可要求第一玻璃板1其他区域的表面粗糙度＜0.01μm。
57.如图5所示，可选的，图案区11具有崩边112，图案区11的崩边量d≤100μm，例如可以为100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm等，图案区11的崩边量越小越能提高图案区11的外观质量。
58.可选的，所述汽车玻璃满足以下至少一项要求：ansi z26.1-1996规定的落球3.05米外表面冲击要求、ansi z26.1-1996规定的霰弹袋2.04米内表面冲击要求、ece r43-2012规定的碎片要求、gb9656-2003规定的表面应力要求。这样，能够保证所述汽车玻璃的安全性能。
59.可选的，在上述任一实施例中，必要时可以有针对性和个性化的方式设计图案颜色，增加图案的丰富性。例如可以和涂层技术结合，通过溅射的技术在图案区11选择性的施加涂层，涂层对不同颜色的光线具有吸收或透过的效果，通过设计涂层即可实现不同的颜色组合，增加图案外观的色彩丰富度。
60.图7是本发明一实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃的加工方法的流程示意图，如图7所示，本发明实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃的加工方法，所述汽车玻璃包括第一玻璃板，所述方法包括：
61.s101、准备第一玻璃板，所述第一玻璃板为弯曲玻璃板，所述第一玻璃板具有外表面和内表面；
62.本步骤，第一玻璃板可以为弯曲的玻璃板，具体的，可以为弧形玻璃板；第一玻璃板具有内表面和外表面，在第一玻璃板安装在汽车上时，第一玻璃板的内表面朝向汽车内部，外表面朝向汽车外部；在第一玻璃板为弧形玻璃板时，第一玻璃板的内表面可以为凹表面，外表面可以为凸表面。
63.s102、对外表面或内表面上的待加工区域进行定位；
64.本步骤，第一玻璃板外表面或内表面上的待加工区域可以位于第一玻璃板的角部或边部；可将需要加工的第一玻璃板由人工或流水线传输至加工设备的定位区，利用加工设备的定位装置完成第一玻璃板上的待加工区域的定位。若未完成或定位失败，加工设备可通过声光报警并停止运行。
65.s103、在所述待加工区域进行加工作业，所述加工作业使所述外表面和/或内表面上形成至少一个图案区，每个所述图案区包括与所述第一玻璃板为一体的彼此独立的多个凸起结构。
66.本步骤，第一玻璃板的待加工区域完成定位后，加工设备(例如激光雕刻设备)按预设程序在第一玻璃板的外表面和/或内表面的待加工区域进行加工作业。所述凸起结构与第一玻璃板为一体是指，所述凸起结构为属于第一玻璃板的玻璃材料。
67.本发明实施例提供的局部区域具有美观图案的汽车玻璃的加工方法，通过在第一玻璃上进行加工作业，形成与所述第一玻璃板为一体的彼此独立的多个凸起结构，由于所述凸起结构为属于第一玻璃板的玻璃材料，使汽车玻璃上形成永久的特定图案，具有美观和防伪的作用，从而满足个性化需求和实现差异化设计，提升了用户体验。
68.可选的，所述图案区的彼此独立的多个凸起结构是从所述第一玻璃板的厚度方向上去除部分玻璃材料后而形成的。
69.本实施例，所述图案区的彼此独立的多个凸起结构可以是通过激光雕刻、喷砂或化学蚀刻等工艺对所述第一玻璃的待加工区域进行加工后得到的。
70.如图8所示，可选的，对外表面或内表面上的待加工区域进行定位后，所述待加工区域的边界线上的最远两端之间的连线与水平面之间的夹角小于或等于5
°
。
71.本实施例，为了保证加工后汽车玻璃上所形成的图案的均匀性(去除的玻璃材料的厚度尽可能符合设计要求)，加工作业时要求待加工的弧面区域尽可能水平设置，也即待加工的弧面区域的边界线尽量水平设置。具体的，在待加工区域的边界线上的最远两端之间的连线与水平面之间的夹角小于或等于5
°
时，可认为该待加工的弧面区域水平设置。如图8所示，点划线为第一玻璃板1待加工弧面的底部边界连线，虚线为水平面和垂直面标线，优选要求点划线和水平虚线的夹角θ≤
±3°
，也即优选要求待加工区域的边界线上的最远两端之间的连线与水平面之间的夹角小于或等于3
°
，最优选为0
°
。
72.可选的，所述加工作业为采用激光雕刻工艺，所述激光雕刻工艺的脉冲宽度小于或等于100
×
10-9
秒。本实施例，脉冲宽度优选小于或等于700
×
10-12
秒，从加工成本考虑，脉冲宽度优选大于或等于1
×
10-15
秒。
73.可选的，所述加工作业为采用对称加工的加工原则，所述对称加工的加工原则包括：将待加工的图案按照中心对称的原则进行分区，然后按照中心对称的原则依次对各分区内的待加工图案进行加工。
74.本实施例，在进行加工作业之前，需先按照用户要求设计加工图案，根据加工图案进行加工程序编程设定，编程后加工设备自动保存；预设的该加工程序是加工图案确定后设置的加工路线的程序，为保证加工质量，可采用分区域对称加工的顺序加工，这样，可使第一玻璃板上的应力对称，减少加工作业对第一玻璃板性能的影响。
75.举例而言，如图9所示，将需要加工的区域为1、3、5、7各分区，加工顺序为1
→5→3→
7，即符合中心对称加工原则。
76.可选的，所述方法还包括：准备第二玻璃板和中间粘结层，将中间粘结层设置在所述第一玻璃板和所述第二玻璃板之间，使所述第一玻璃板的内表面通过所述中间粘结层与所述第二玻璃板粘结。
77.本实施例，所述中间粘结层可以为热塑中间层，在所述中间粘结层将所述第一玻璃板和所述第二玻璃板粘结为一体后，第一玻璃板上的图案可以位于第一玻璃板和第二玻璃板之间，也可以位于所述第一玻璃板远离所述第二玻璃板的一侧。在将该夹层玻璃安装于汽车上后，由车外向车内看，雕刻形成的图案为正视的，符合正常的视觉观察角度。
78.可选的，在上述步骤s103之后，可以对所述第一玻璃板进行下片操作，具体的，加工设备的定位装置自动释放第一玻璃板，经流水线传输至设备主体外，并由人工完成下片。
79.可选的，所述在所述第一玻璃板上进行加工作业，形成具有至少一个图案区的第
一玻璃板包括：在所述第一玻璃板上进行激光雕刻作业/喷砂作业/化学蚀刻作业/压印作业/滚压作业，形成具有至少一个图案区的第一玻璃板。也即所述第一玻璃板的加工方式可以为激光雕刻、喷砂、化学蚀刻、压印或滚压等；作为一可选实施方式，所述图案区的彼此独立的多个凸起结构是从所述第一玻璃板的厚度方向上去除部分玻璃材料后而形成的，例如时通过激光雕刻、喷砂或化学蚀刻等工艺形成的，优选采用激光雕刻加工，激光雕刻加工是利用数控技术为基础，激光为加工媒介，利用加工材料在激光照射下瞬间熔化和气化的物理变性，来达到加工的目的。激光加工具有以下优点：与材料表面没有接触，不受机械运动影响，表面不会变形，一般无需固定，不受材料的弹性、柔韧影响，可对软质材料进行加工，加工精度高，速度快，应用领域广泛，并可对处于高温、高压等严酷环境内的材料进行加工，激光可以在常温玻璃板表面进行雕刻，雕刻深度浅、磨砂效果明显。
80.可选的，在上述任一实施例中，必要时可采取有针对性和个性化的方式设计图案颜色，增加图案的丰富性。例如可以和涂层技术结合，通过溅射的技术在图案区11选择性的施加涂层，涂层对不同颜色的光线具有吸收或通过的效果，通过设计涂层即可实现不同的颜色组合，增加图案外观的色彩丰富度。
81.为更好的理解本发明，下面给出一具体实施例对本发明提供的汽车玻璃的加工方法以及汽车玻璃进行说明。
82.选择绿色玻璃和灰色玻璃进行实验，选择波长为355纳米的紫外皮秒激光对玻璃进行雕刻，当然，不局限于上述波长的激光器光源。下表1和表2分别为按照上述汽车玻璃的加工方法加工出的绿色玻璃和灰色玻璃的外观指标和性能指标。
83.表1激光雕刻汽车玻璃外观指标评价
[0084][0085]
表1中，ra为图案区11的表面粗糙度，h1为图案区11的雾度，δe为所述图案区11与所述第一玻璃板1的其他区域的色差值，δtl为图案区11的可见光透过率与所述第一玻璃板1的其他区域的可见光透过率之比的比值。
[0086]
表2激光雕刻汽车玻璃性能指标评价
[0087][0088]
表2中，ok表示按照上述汽车玻璃的加工方法加工出的绿色玻璃和灰色玻璃的性能指标满足《ansi z26.1-1996落球3.05米外表面冲击要求》、《ansi z26.1-1996霰弹袋2.04米内表面冲击要求》、《ece r43-2012碎片要求》、《gb9656-2003表面应力要求》等，符合
汽车玻璃的使用要求。
[0089]
图1和图2是本实施例中利用波长为355纳米的紫外皮秒激光器雕刻的两块汽车玻璃；图2中a-a虚线为横截面剖线，其截面图如图3所示。图3中b区域的微观放大图如图5所示，图5中的右侧为激光雕刻区域，左侧为非雕刻区域，激光雕刻区域与非雕刻区域界面清晰，在激光雕刻区域，激光雕刻痕迹明显，雕刻区域的凸起结构(方块状)与激光雕刻去除玻璃材料的部分(线条状)形成磨砂状图案，由此可见，雕刻后形成的图案清晰可见，雕刻边界崩边量不可见，雕刻质量高，图案十分美观。
[0090]
由此可见，通过本发明实施例提供的汽车玻璃的加工方法加工出的玻璃满足上述的外观指标和性能指标，也即同时满足了汽车玻璃的美观要求和安全性要求。本发明实施例提供的汽车玻璃及汽车玻璃的加工方法，能够实现对现有汽车玻璃产品造型的升级，提升了汽车玻璃的造型效果，能够给用户足够的视觉冲击，实现汽车玻璃产品的差异化和个性化的需求。
[0091]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0092]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。