JP2013536153A - ガラス製品の端面を強化する方法 - Google Patents

Abstract

ガラス製品の端面を、前記製品の主表面の光学的透明度を維持しながら、または前記製品の表面に付着する層または構造を保護しながら強化する方法である。ポリマーまたはポリマー樹脂から成る保護コーティングまたはフィルムを、前記ガラス製品の少なくとも１つの表面に塗布する。前記表面は、溶融形成する、または研磨することができ、そして／または化学的または熱的に強化することができる。前記端面をエッチング液でエッチングして、前記端面に在る傷のサイズ及び数を減少させることにより、前記端面を強化する。本方法により強化される端面を有するガラス製品が更に提供される。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１０年８月２４日に出願された米国特許出願第１２／８６２，０９６号の優先権の利益を米国特許法第１２０条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０）に基づいて主張するものであり、この出願の内容は、本明細書で参照することにより、これらの出願の内容全体が援用され、そして本明細書に組み込まれる。

本開示は、ガラス製品の端面を強化する方法に関するものである。更に具体的には、本開示は、ガラス製品を、ガラス製品の端面にある傷の数、及びサイズを減少させることにより強化する方法に関するものである。更に具体的には、本開示は、ガラス製品の主表面を、端面を強化しながら保護することに関するものである。

酸エッチングまたは酸強化は、カラス表面の強度を、表面傷の形状及びサイズを変更することにより向上させるために広く使用されており、そして普通、ガラス製品の全表面に、特に別の方法により強化されていない製品の全表面に適用されてきた。これらの表面を酸エッチング後に取扱いすると、強度の低下をもたらす傷を生じてしまう。板ガラス製品の全ガラス表面をエッチングすると、不均一なエッチングにより生じる光学的歪み、及びエッチングプロセスによる材料除去に起因する部品の厚さの変化を生じてしまう。

光学的歪みは、薄い板ガラス製品に容易に観察することができ、そして部品の厚さのバラツキから生じ得る。これらの歪みは、不均一に分散した有機残渣によって、またはガラス自体またはエッチング液の不均一性によって生じ得る。エッチングプロセスから生じる表面粗さによって更に、平坦表面の光学的透明度が低下し、そしてヘイズまたは散漫散乱が生じる。多くの用途では、部品の厚さを厳密に制御する必要がある。しかしながら、部品全体の酸エッチングによって、部品の厚さが薄くなり、そして厚さ補正をエッチング後に行なって、所望の許容誤差を満たす必要がある。

ガラス製品の端面を強化する方法、及び該方法により強化される端面を有するガラス製品が提供される。前記方法では、前記製品の主表面の光学的透明度を維持し、そして／または前記表面に付着する層または構造を保護する。ポリマーまたはポリマー樹脂を含む保護コーティングまたはフィルムを、前記ガラス製品の表面の少なくとも１つの構成部分に塗布する。前記表面は、溶融形成する、または研磨することができ、そして更に、化学的または熱的に強化することができる。前記端面をエッチング液でエッチングして、前記端面に在る傷のサイズ及び数を減少させることにより、前記端面を強化する。

従って、本開示の１つの態様は、ガラス製品の端面を強化する方法を提供しようとするものである。前記方法は：表面を持つガラス製品を供給する工程と；前記表面の少なくとも１つの構成部分を保護する工程と；そして前記ガラス製品の前記保護表面に隣接する端面に在る複数の傷の各傷の寸法を減少させる工程と、を含み、前記端面は、前記表面に隣接し、前記端面は、圧縮応力を受ける第１部分と、そして圧縮応力を受けない第２部分と、を有し、そして前記複数傷の前記寸法を減少させることによって前記端面を強化する。

本開示の第２の態様は、ガラス製品を提供しようとするものである。前記ガラス製品は、圧縮応力を受ける表面と、そして前記表面に隣接する端面と、を有し、前記端面の少なくとも１つの構成部分は、圧縮応力を受けない。前記端面は、所定の断面形状を有し、そしてエッチングされる。エッチング後の前記端面は、少なくとも２５０ＭＰａの端面強度を有する。

これらの及び他の態様、利点、及び顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び添付の請求項から明らかになる。

ガラス製品の端面を強化する第１の方法の模式図である。 ガラス製品の端面を強化する第２の方法の模式図である。 面取り加工した断面形状、丸みを帯びた（角丸の）断面形状、及び形成直後の断面形状を有する端面の模式断面である。 強化された端面を有するガラス製品の模式断面である。 異なるイオン交換条件を用いて強化された表面を有するガラス試料群のワイブル端面強度分布のプロットである。 異なる種類の接着剤裏打ちＬＤＰＥベースフィルムにより保護される表面を有するガラス試料群のワイブル端面強度分布のプロットである。 接着剤裏打ちＬＤＰＥベースフィルムにより保護されるガラス試料群の縁取り加工前または縁取り加工後のワイブル端面強度分布のプロットである。 異なる縁取り方法を用いて縁取り加工した端面を有するガラス試料群のワイブル端面強度分布のプロットである。 異なるエッチング時間でエッチングした端面を有するガラス試料群のワイブル端面強度分布のプロットである。 静止エッチング浴中または撹拌エッチング浴中で３２分間エッチングした端面を有するガラス試料群のワイブル端面強度分布のプロットである。 静止エッチング浴中または撹拌エッチング浴中で１２８分間エッチングした端面を有するガラス試料群のワイブル端面強度分布のプロットである。 ガラス試料の研削及び研磨端面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。 続いて１分間エッチングしたガラス試料の研削及び研磨端面のＳＥＭ像である。 続いて８分間エッチングしたガラス試料の研削及び研磨端面のＳＥＭ像である。 続いて１６分間エッチングしたガラス試料の研削及び研磨端面のＳＥＭ像である。 続いて３２分間エッチングしたガラス試料の研削及び研磨端面のＳＥＭ像である。

以下の説明では、同様の参照符号は同様の構成要素群、または対応する構成要素群を、これらの図に示す幾つかの図を通じて指している。別段の定めがない限り、「ｔｏｐ」、「ｂｏｔｔｏｍ」、「ｏｕｔｗａｒｄ」、「ｉｎｗａｒｄ」などの用語は、便宜上の単語であり、限定用語として捉えられてはならないことも理解されたい。更に、１つのグループが、要素群のグループのうちの少なくとも１つの要素、及びこれらの要素の組合せを備えるものとして説明される場合には必ず、当該グループが、個別に記載される、または互いに組み合わせて記載される任意の数のこれらの要素を備える、任意の数のこれらの要素から基本的に成る、または任意の数のこれらの要素から成ることを理解されたい。同様に、１つのグループが、要素群のグループのうちの少なくとも１つの要素、またはこれらの要素の組合せから成るものとして説明される場合には必ず、当該グループが、個別に記載される、または互いに組み合わせて記載される任意の数のこれらの要素から成ることを理解されたい。別段の定めがない限り、或る範囲の値であると記載される場合、この範囲は、当該範囲の上限及び下限を含む。本明細書において使用されるように、不定冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び対応する定冠詞「ｔｈｅ」は、別段の定めがない限り、「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ」または「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ」を意味する。

これらの図面を全体的に参照し、そして特に図１を参照するに、これらの図は、特定の実施形態を説明するために利用され、本開示または添付の請求項をこれらの特定の実施形態に限定するために利用されてはならないことを理解されたい。これらの図面は、必ずしも寸法通りには描かれておらず、そしてこれらの図面の特定の特徴、及び特定の図は、明瞭性及び簡潔性の観点から、寸法を誇張して示されている、または模式的に示されている。

ガラス製品の端面を強化する方法が提供される。当該方法は、表面を有するガラス製品を供給する工程と、当該表面の少なくとも一部を保護する工程と、そして当該端面を、当該端面にある複数の傷の各傷の寸法を減少させることにより強化する工程と、を含む。１つの表面についてしか、本明細書において記載されていないが、別段の定めがない限り、本明細書において記載される方法は、ガラス製品の１つ以上の表面に適用することができることを理解されたい。

当該方法の１つの実施形態を図１ａに模式的に示す。方法１００の第１工程１１０では、表面２０５を有するガラス製品２００をまず供給する。平板ガラスでは、ガラス製品２００の両側の主表面２０５は、互いに均等であり、そして当該製品の端面を含む全表面の最大表面積を有している。１つの実施形態では、表面２０５は、溶融形成される表面（ｍｅｌｔ−ｄｅｒｉｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）である。このような溶融形成される表面には実質的に（すなわち、概して、殆ど、またはかなりの程度で）傷が無く、そしてこのような溶融形成される表面は、この技術分野で公知のこれらのスロットドロー法及びフュージョンドロー法のようなダウンドロー法により形成することができる。別の構成として、表面（または、表面群）２０５は、フロート法などにより形成することができる。

ダウンドロー法では、比較的清浄な(pristine)、溶融形成される表面２０５が形成される。ガラス表面の強度は、表面傷の数及びサイズによって制御されるので、清浄な表面は、外部の部材群とは最小限の接触しかしておらず、かつより大きい初期強度を有している。ダウンドローガラスは、下方に引き延ばして約２ｍｍ未満の厚さとすることができる。更に、ダウンドローガラスは、非常に平坦かつ平滑な表面を有し、この表面を当該ガラスの最終用途において、コストの高く付く研削及び研磨を行なうことなく使用することができる。

フュージョンドロー法では、溶融ガラス原材料を流入させる溝を有するドロータンク（ｄｒａｗｉｎｇ ｔａｎｋ）を用いる。この溝は、複数の堰を有し、これらの堰は、当該溝の長さに沿った上面で、当該溝の両側で開放されている。当該溝が溶融材料で充填されると、溶融ガラスがこれらの堰から溢れ出す。自重によって、溶融ガラスはドロータンクの外面に沿って流下する。これらの外面は、下方に、かつ内側に向かって延在して、これらの外面がドロータンクの下方の下頂部で終結するようになる。これらの２つの流動ガラス表面は、この下頂部で結合して融合し、そして単体の流動ガラス板を形成する。フュージョンドロー法は、溝から溢れて流動する２つのガラスフィルムが融合するので、結果として得られるガラス板の何れの外側表面も決して、装置の何れの部分とも接触することがないという利点をもたらす。従って、ガラス板の表面特性は、このような接触の影響を受けない。

スロットドロー法はフュージョンドロー法とは異なっている。この場合、溶融原材料ガラスはドロータンクに供給される。ドロータンクの底面は、スロットの長さだけ延在するノズルを持つ開放スロットを有する。溶融ガラスはスロット／ノズルから流れ出し、そしてスロット／ノズルを通り抜けた連続ガラス板として引き下げられ、そしてアニール領域に入る。フュージョンドロー法と比較すると、スロットドロー法は、フュージョンダウンドロー法におけるように、２つのガラス板を融合させるのではなく、単体のガラス板を、スロットから流出させて引き下げるだけであるので、より薄いガラス板を実現することができる。

しかしながら、他の実施形態では、表面２０５は、少なくとも２００ＭＰａの圧縮応力を受けるフィルムを有し、かつ１０μｍ未満の平均サイズの傷を有する研摩表面である。この場合、表面２０５は、例えばイオン交換のような化学的手段によって、または熱的焼き入れ加工を施すことによって強化する前に、研磨される。

幾つかの実施形態では、ガラス製品２００は、ソーダ石灰、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、またはアルカリアルミノホウケイ酸ガラスであるか、或いはソーダ石灰、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、またはアルカリアルミノホウケイ酸ガラスを含む。１つの実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、アルミナと、少なくとも１種類のアルカリ金属と、を含み、そして幾つかの実施形態では、少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２（二酸化珪素）を含み、他の実施形態では、少なくとも５８モル％のＳｉＯ_２、そして更に他の実施形態では、少なくとも６０モル％のＳｉＯ_２を含み、この場合、比

の関係があり、この不等式では、改質剤はアルカリ金属酸化物である。このガラスは、特定の実施形態では：５８〜７２モル％のＳｉＯ_２；９〜１７モル％のＡｌ_２Ｏ_３；２〜１２モル％のＢ_２Ｏ_３；８〜１６モル％のＮａ_２Ｏ；及び０〜４モル％のＫ_２Ｏ；を含む、から基本的に成る、またはから成り、この場合、
比

の関係があり、この不等式では、改質剤はアルカリ金属酸化物である。幾つかの実施形態では、改質剤は更に、アルカリ土類酸化物を含む。別の実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは：６１〜７５モル％のＳｉＯ_２；７〜１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３；０〜１２モル％のＢ_２Ｏ_３；９〜２１モル％のＮａ_２Ｏ；０〜４モル％のＫ_２Ｏ；０〜７モル％のＭｇＯ；及び０〜３モル％のＣａＯ；を含む、から基本的に成る、またはから成る。更に別の実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板は：６０〜７０モル％のＳｉＯ_２；６〜１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３；０〜１５モル％のＢ_２Ｏ_３；０〜１５モル％のＬｉ_２Ｏ；０〜２０モル％のＮａ_２Ｏ；０〜１０モル％のＫ_２Ｏ；０〜８モル％のＭｇＯ；０〜１０モル％のＣａＯ；０〜５モル％のＺｒＯ_２；０〜１モル％のＳｎＯ_２；０〜１モル％のＣｅＯ_２；５０ｐｐｍ未満のＡｓ_２Ｏ_３；及び５０ｐｐｍ未満のＳｂ_２Ｏ_３；を含む、から基本的に成る、またはから成り；この場合、１２モル％≦Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ≦２０モル％、及び０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル％の関係がある。

アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、幾つかの実施形態では、リチウムを殆ど含まないのに対し、他の実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、砒素、アンチモン、及びバリウムのうちの少なくとも１つの元素を殆ど含まない。幾つかの実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、少なくとも１３５ｋｐｏｉｓｅ（キロポイズ）の液相粘度を有する。

幾つかの実施形態では、ガラス製品２００の表面２０５は、化学的または熱的のいずれかにより強化される。このような化学的強化は、イオン交換によって行なうことができる。このプロセスでは、ガラスの表面層のイオンを、ガラスに含まれるイオンと同じ原子価を有する、または同じ酸化状態を持つ、より大きいイオンで置換する−またはより大きいイオンと交換する。ガラスの表面層のイオン、及びより大きいイオンは通常、これらには限定されないが、Ｌｉ^＋，Ｎａ^＋，Ｋ^＋，Ｒｂ^＋，Ｃｓ^＋，Ａｇ^＋，Ｔｌ^＋，Ｃｕ^＋などのような一価の金属陽イオンである。

金属陽イオンの交換は通常、溶融塩浴中で行なわれ、この場合、浴のより大きい陽イオンで、ガラス内のより小さい陽イオンを置換する。イオン交換は、ガラス製品２００の表面２０５から表面２０５の下方の或る深さ（イオン交換層深さ）に延在する領域に限定される。一例として、アルカリ金属含有ガラスのイオン交換は、ガラスを、これらには限定されないが、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、及び塩化物のような塩を含有する少なくとも１種類の溶融塩の浴に浸漬することにより行なうことができる。このような溶融塩浴の温度は通常、約３８０℃から最大約４５０℃の範囲であり、この場合、浸漬時間は最大約１６時間までの範囲の時間である。しかしながら、本明細書において記載される温度及び浸漬時間とは異なる温度及び浸漬時間を用いることもできる。ガラス内のより小さい陽イオンを、より大きい陽イオンで置換すると、またはより大きい陽イオンと交換すると、圧縮応力が、ガラス製品２００の表面２０５からイオン交換層深さにまで延在する領域に生じる。表面２０５近傍の圧縮応力によって、ガラス内の力がバランスするように中心張力がガラス製品２００の内部領域または中心領域に生じる。ガラスがソーダ石灰ガラスであるこれらの実施形態では、圧縮応力は、少なくとも５００ＭＰａ（メガパスカル）であり、そしてイオン交換層深さは、少なくとも約１３μｍである。ガラスがアルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸ガラスであるこれらの実施形態では、圧縮応力は、少なくとも約６００ＭＰａであり、そしてイオン交換層深さは、少なくとも約２０μｍであり、そして幾つかの実施形態では、約２０μｍから最大約３５μｍの範囲である。

幾つかの実施形態では、ガラス製品２００は更に、表面２０５に配置される少なくとも１つの電気活性層２５０を含む。このような電気活性層は、タッチスクリーン、パネル、またはディスプレイの製造に使用される誘電体材料または導電材料（例えば、インジウムスズ酸化物、酸化スズなど）を含むこれらの層を含む。

方法１００の次の工程１２０では、ガラス製品のこれらの表面２０５を、保護コーティング２２０をこれらの表面２０５の各表面の少なくとも一部に塗布することにより保護する。保護コーティング２２０は、表面２０５を形成した直後に−例えば、本明細書に記載されるダウンドロー法により溶融形成される表面を形成した直後に−塗布して、表面２０５（及び、表面２０５に配置される全ての電気活性層２５０）を取扱い中の損傷から保護することができる。他の実施形態では、保護コーティング２２０は、表面２０５を強化した後に、またはそれ以外に、表面２０５を処置または処理した後に塗布する。表面２０５は、例えばまず研磨し、そして次に、保護コーティング２２０を塗布する前に強化することができる。別の構成として、電気活性層２５０は表面２０５に、保護コーティング２２０を塗布する前に塗布形成することができ、そして次に、保護コーティング２２０によって被覆することができる。

幾つかの実施形態では、保護コーティング２２０はポリマーコーティングであり、このポリマーコーティングは、これらには限定されないが、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、及びスピンコーティング法を含む、この分野で公知のコーティング手段を用いて塗布する。このようなコーティングはポリマー前駆体を含むことができ、これらのポリマー前駆体を表面２０５に塗布し、そして次に、付着後に硬化させる、または乾燥させる。他の実施形態では、保護コーティング２２０を表面２０５に、自立型ポリマーフィルムとして塗布する。当該ポリマーフィルムは、当該フィルムの一方の表面に配置される接着剤を含むことができる。この場合、当該ポリマーフィルムは、ガラス製品１００の表面２０５の少なくとも一部に、接着剤を表面２０５の当該一部に接触させることにより塗布される。このような接着剤裏打ちポリマーフィルムは、剥がすことにより取り外し可能であり、そして表面２０５から、表面に損傷を与えることなく、または表面２０５に配置される何れのコーティングまたは層（例えば、電気活性層２５０）にも損傷を与えることなく取り外すことができる。このようなフィルムの非限定的な例として、約５０μｍから最大約１００μｍの範囲の厚さを有する市販の接着剤裏打ち低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）ベースフィルムを挙げることができる。

ガラス製品の表面を保護するために使用される材料の実際の選択は、機械加工時または仕上げ加工（仕上げ加工は、研削、ラップ加工、及び研磨のうちの少なくとも１つを含むことができる）時の保護コーティングの剛性、強酸に対する保護コーティングの化学的耐性、及び保護コーティングの剥離容易性によって異なってくる。保護コーティング２２０として用いられる耐酸性ポリマーコーティング及びフィルムの非限定的な例として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；例えば、テフロン（登録商標））、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）などを挙げることができる。酸と極めて僅かしか反応せず、かつ或る程度の官能性を保持し続ける他のポリマーを用いてもよい。このようなポリマー材料として、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）などを挙げることができる。保護コーティング２２０の厚さは、ガラス製品の表面２０５を、例えば酸性エッチング液のようなエッチング液による浸食から保護するために十分な厚さである。幾つかの実施形態では、保護コーティング２２０は、約５μｍから最大約２５０μｍの範囲の厚さを有する。

次の工程（図１ａの工程１３０）では、端面２１５を被覆ガラス製品２１０に形成する。１つの実施形態では、被覆ガラス製品２１０は、スクライビング及びブレーキング、機械的切断、レーザ切断などのようなこの技術分野で公知のこれらの手段を用いて制御可能に分離または分割することにより複数の部材２１１，２１２とする。被覆ガラス製品２１０は、例えばまず、機械的手段またはＣＯ_２レーザによりスクライブし、そして次に、被覆ガラス製品２１０を制御可能に切断分離して（すなわち、ガラスを切断分離して所望の形状及び寸法とする）複数の部材２１１，２１２とすることにより、複数の部材２１１，２１２に分離することができる。被覆ガラス製品２１０を分離して被覆ガラス製品２１０の複数の部材２１１，２１２とすることにより、複数端面２１５を形成する。幾つかの実施形態では、複数端面２１５を機械加工または仕上げ加工して、所望の端面形状または断面形状を持つ仕上げ端面２１７を、種々の砥粒サイズを有するメタルボンド砥石またはペーストを用いるように、研削法、ラップ加工法、及び研磨法を用いて実現することができる（工程１４０）。実現することができる端面断面形状の例は、図２に模式的に示され、面取り断面形状２１７ａ、丸みを帯びた（すなわち、角丸の）断面形状２１７ｂ、及び形成直後の（すなわち、刻線で折り割りして分離させた直後の）断面形状２１７ｃを含む。このような仕上げ端面２１７は、分離及び機械加工プロセスにより生じる、種々の形状、サイズ、及び寸法の表面傷（例えば、クラック、切りくずなど）を含む。これらの表面傷によって、仕上げ端面２１７の強度が低下し、そしてクラックを生じてしまう。

端面を、保護ポリマーコーティング２２０を塗布した後に形成することにより、仕上げ工具の砥粒の汚れ、目詰まり、または粘着を生じてしまう。従って、幾つかの実施形態では、保護コーティング２２０を、端面が形成される予定の表面の該当部分から遠ざかるように切り取る、または除去することにより、端面２１５に隣接する未被覆領域を形成すると有効である。

端面の強度は、端面２１５に在る傷の幾何学的形状を変えることにより、または端面２１５に在る傷のサイズまたは寸法を減少させることにより向上させることができる。傷またはクラックが進行するために必要なエネルギーは、クラック先端の半径、及びクラックの長さに比例する。次の工程（工程１５０）では、仕上げ端面２１７の強度を、仕上げ端面２１７の傷の寸法及び数を減少させることにより向上させる。１つの実施形態では、傷の数は、仕上げ端面２１７をエッチング液でエッチングすることにより減少させる。エッチング液は、幾つかの実施形態では、少なくとも１種類の酸を含む。酸で、微小な傷をエッチング除去し、そしてより大きな傷を、丸みを帯びた形状にすることにより、クラックが始まり、そして／またはクラックが進行するために必要なエネルギーを大きくすることができる。他の実施形態では、仕上げ端面２１７は、反応性ガスエッチングまたはプラズマエッチングによるエッチングのようなこの技術分野で公知の他の方法を用いてエッチングすることができる。

所望の度合いの端面強度を実現するために、当該端面を、当該端面にある傷の数及びサイズを減少させるために十分な条件（例えば、時間、エッチング強度、温度）でエッチングする。このような傷が除去される度合いは、当該端面にエッチングプロセス中に形成されるエッチピットの数及びサイズに反映される。密度及びサイズの閾値を下回ると、これらのエッチピットは、極めて数が少なく、かつ極めて小さくて、不十分な数の傷しか除去されず、変わっていない、そして／または十分丸みを帯びた形状に形成されないので、所望の端面強度を実現することができない。逆に、エッチピットの数（または、単位表面積当たりのエッチピットの密度）及びサイズが閾値に達する場合、当該端面にある傷の数及びサイズは、十分減少して、所望の端面強度を実現することができる。１つの実施形態では、エッチング後の端面は、複数のエッチピットを含む。エッチピット群の各エッチピットは、少なくとも約５μｍの直径−または、最大断面寸法ｄ−を有し、この場合、エッチング後の端面に在るエッチピット群の少なくとも約１０％は、約１０μｍ超の直径を有する。幾つかの実施形態では、当該端面は、１０００μｍ^２の端面表面積当たり少なくとも５個のエッチピットを有する。

端面の表面形状に与えるエッチングプロセスの影響を図１１ａ〜ｅに示し、これらの図１１ａ〜ｅは、未エッチングの端面（図１１ａ）、及び５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨＣｌを含むエッチング液を用いて、１分から最大３２分の範囲の時間でエッチングした端面（図１１ｂ〜ｅ）を１０００倍に拡大した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。表１は、端面強度（１０％ワイブル）、エッチング時間、ＳＥＭ像（８８μｍ×１１０μｍ）に観察されるエッチピットの数、エッチピットの平均直径／最大寸法をまとめたものである。

図１１ａは、端面の粗い破断面に＃４００砥粒研磨を施したときのＳＥＭ像である。図１１ａに示す端面は、多数の切りくず、及び削り溝を示しており、そして１４０ＭＰａの端面強度を有している。より平滑な研磨面を有する端面（＃３０００砥粒；表１の試料ａ’）は、最も深い傷が研削除去されているので、端面強度が向上している（約１８０ＭＰａ）。１分間のエッチングは（表１の試料ｂ、図１１ｂに示す）、端面強度に影響することはないが、これらの傷はエッチングされて広がり始め、そして「エッチピット（すなわち、エッチング作用／プロセスにより形成される窪み）」が丁度、形成され始めている。

８分間のエッチングの後（表１の試料ｃ、図１１ｃに示す）、エッチング後の表面は、多数のエッチピットを含む。各エッチピットは、約５μｍ±２μｍの最大断面寸法ｄ（エッチピットの直径に等しい）を有し、この場合、これらのエッチピットの約１０％が、約１０μｍ超の直径を有する。２１０個のエッチピットが８８μｍ×１１０μｍの像領域で計数され、これは密度に換算すると、エッチピットが１０００μｍ^２当たり約２３個ということになる。約２５０ＭＰａ超の測定端面強度は、＃４００砥粒で研磨される未エッチングの端面の強度よりも大幅に向上した。

エッチング時間を長くすると、エッチピット群はサイズが大きくなり（そして、エッチピット群の密度がそれに応じて、低くなる）、そして端面強度が向上する。１６分間のエッチングの後（表１の試料ｄ、図１１ｄに示す）、約１４０個のエッチピット（または、約１５個のエッチピット数／１０００μｍ^２）がＳＥＭ像中に観察され、そして約３５０ＭＰａ超の端面強度が測定された。エッチピット群は、平均すると約７μｍの直径であり、エッチピット群の約２５％が約１０μｍ超の直径を有していた。仮に、端面をまず、＃３０００砥粒で研削及び研磨すると仮定すると、１６分間のエッチング後の端面強度は、約４５０ＭＰａ超となると思われる。

３２分間のエッチングの後（表１の試料ｅ、図１１ｅに示す）、端面強度は約４５０ＭＰａ超である。約５６個のエッチピット（または、約６個のエッチピット数／１０００μｍ^２）がＳＥＭ像中に観察された。エッチピット群の約２５％が約１０μｍ超の直径を有する。

幾つかの実施形態では、エッチング液は、フッ化水素酸（ＨＦ）を含む水溶液であり、この場合、ＨＦ濃度は、約１体積％から最大約５０体積％の範囲であり、そして幾つかの実施形態では、５体積％から最大５０体積％の範囲である。幾つかの実施形態では、エッチング液は更に、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ_３）、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）などのような最大５０体積％の無機酸を含む。幾つかの実施形態では、エッチング液は、約５体積％から最大５０体積％の硝酸を含む水溶液である。１つの非限定的な例では、エッチング液は、５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨ_２ＳＯ_４を含む。別の構成として、エッチング液は、これらには限定されないが、酢酸、ギ酸、クエン酸などのような有機酸を含むことができる。

他の実施形態では、エッチング液は、例えばアルカリ金属水酸化物のような無機塩基、及び任意であるが、ＥＤＴＡなどのようなキレート剤を含む水溶液である。

エッチング液は更に、少なくとも１種類の無機フッ化物塩を含むことができる。幾つかの実施形態では、無機フッ化物塩は、これらには限定されないが、重フッ化アンモニウム、重フッ化ナトリウム、重フッ化カリウム、これらの組合せなどのような無機重フッ化物である。他の実施形態では、無機フッ化物塩は、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、これらの組合せなどのうちの１つである。また、エッチング液は更に、グリコール類（例えば、プロピレングリコール）、グリセロール類、アルコール類（例えば、イソプロピルアルコール）、グリセロール、酢酸などだけでなく、この技術分野で公知のこれらの界面活性剤を含むこの技術分野で公知のこれらの物質のような水溶性の湿潤剤を含むことができる。

エッチング液は、室温（２０〜２５℃）で端面に供給することができる。別の構成として、エッチング液は、エッチング工程において、室温よりも高い温度に加熱することができる。１つの実施形態では、エッチング液は、約３０℃から最大約６０℃の範囲の温度に加熱される。

エッチング液は、ガラス製品の端面に、当該端面を、当該エッチング液を含む浴に浸漬することにより、当該端面に当該エッチング液を噴霧することにより、またはこの技術分野で公知の他の手段により供給することができる。全ての実施形態では、ガラス製品の表面２０５は、本明細書においてこれまで記載してきたこれらの材料を含む保護コーティング２２０によって保護される。

仕上げ端面２１７は、傷のサイズまたは幾何学的形状を所望のレベルまたはサイズに減少させる、または変えるために、そして／または所望の端面強度を実現するために十分な時間を掛けてエッチングされる−すなわち、エッチング液に曝される。例えば、仕上げ端面２１７はエッチング液に、光学顕微鏡の下に置いて選択倍率（例えば、５０〜１００倍）で観察することができる全ての表面クラック／傷を除去するために、または少なくとも２５０ＭＰａの平均端面強度を、幾つかの実施形態では、少なくとも３００ＭＰａの平均端面強度を水平４点曲げ試験に基づいて実現するために十分な時間を掛けて曝すことができる。エッチング時間の終了時では、エッチング後の強化された端面２１８は通常、水でリンス洗浄して、全ての残渣または残留微粒子を除去し、そして次に、乾燥させる。

端面を、浴に浸漬することによりエッチングするこれらの例では、エッチング工程１５０において、浴を撹拌することができる。撹拌すると、沈殿物（例えば、カルシウム含有沈殿物またはナトリウム含有沈殿物）の沈殿し易さが抑制されることによって、エッチングを更に均一に行なうことができる。このような沈殿物は、端面の種々の部分をエッチング液から、エッチング速度を低下させることにより保護し易くなるように作用するので、通常、エッチング後の表面２１８に粗い領域が生じてしまう。静止浴では、物質移動によって、新鮮なエッチング液が端面にまで届くのが、特に保護フィルムが端面に、最大荷重を受ける部分において覆い被さる領域で阻止されてしまう。撹拌するとまた、エッチング浴を循環させ、そして均一にし易くすることにより、端面のエッチングを向上させることができる。

上に説明した方法１００では、端面の露出部分は、機械加工されている部分に限定される、または幾つかの実施形態では、保護コーティング２２０が、端面形成の前に、ガラス製品の表面の一部から切り取られている、または除去されている端面２１５の直ぐ傍の辺縁部に限定される。これまで説明してきたように、保護コーティングを切り取ることにより、端面を仕上げ加工するために使用される工具の汚れ、目詰まり、または粘着を防止する。全ての他の表面は、端面を機械加工し、そしてエッチングしている間は、保護コーティングまたは保護フィルムによって覆われたままである。端面を保護コーティングまたは保護フィルムを塗布する前に形成すると、平坦面の一部が露出する可能性が生じてしまう。表面の露出部分、及び当該露出部分に付着する全ての層は、その結果、エッチングされることにより、光学的歪み、または光学的損傷を受ける。端面を、保護コーティング２２０を塗布する前に形成すると更に、端面の一部を保護コーティングが覆う可能性がある。保護コーティング２２０が端面に在ると、被覆部分の下に在る傷の寸法及び数をエッチング液によって減少させることが阻止されるので、最終的な部品強度が低下する。保護コーティング２２０を端面２１５の形成前に、上に説明した方法に従って塗布することにより、表面２０５の清浄な状態が保持され、そして保護コーティングと端面２１５との境界が明確に画定される。

上に説明したように、平坦面２０５の光学的透明度は、エッチングに起因する表面の粗面化によって低下する可能性がある。このような粗面化は、ヘイズ率が高くなることにより、または散漫散乱が強まることにより、或いはガラス製品の厚さの小さなバラツキによって生じる。保護コーティング２２０をガラス２００の表面２０５に、端面２１５を形成する前に設けることにより、これらの表面の光学的透明度を保持し、そして光学的歪みを最小限に抑えることができる。幾つかの実施形態では、端面のエッチング後に測定される表面２０５のヘイズ率は、保護コーティング２２０を塗布する前に測定される初期ヘイズ値から１０％未満変化する。

ガラス製品２００が少なくとも１つの電気活性層２５０を含むこれらの実施形態では、保護コーティング２２０が電気活性層２５０を損傷から、縁取り加工中、仕上げ加工中、及びエッチングによる強化加工中に保護する。

エッチング工程１５０の後に、そしてエッチング後の強化された端面２１８を形成した後に、保護コーティングまたはフィルム２２０を表面２０５から、これらに限定されないが、フィルムまたはコーティングを溶媒で溶解させる処理、溶融処理のようなこの技術分野で公知のこれらの手段によって、または保護コーティングを表面２０５から剥離するような機械的手段によって除去する（工程１６０）ことができる。次に、エッチング後の強化された端面２１８を有するガラス製品２３０は、所望の用途における使用が開始される状態になる。

図１ｂに模式的に示す当該方法の別の実施形態では、端面２１５をガラス製品２００に、保護コーティングまたはフィルム２２０を塗布する前に形成する。方法４００は、表面２０５を有するガラス製品２００を供給する工程（工程４１０）を含み、この工程は、これまで上に説明してきた方法１００の工程１１０と同じである。ガラス製品２００は、幾つかの実施形態では、上に説明したこれらの材料のような、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスである。幾つかの実施形態では、ガラス製品２００の表面２０５を、これまで上に説明してきたように、イオン交換により化学的に強化する、または熱的焼き入れ加工を施すことにより強化する。これまで上に説明してきたように、表面２０５は、溶融形成される表面、または研磨表面とすることができる。ガラス製品２００は更に、これまで上に説明してきたように、表面２０５に配置される少なくとも１つの電気活性層２５０を含むことができる。

次の工程（図１ｂの工程４２０）では、端面２１５を形成する。図１ｂに示す実施形態では、ガラス製品は、これまで上に説明してきたこの技術分野で公知のこれらの手段を用いて制御可能に分離または分割して複数の部材２０１，２０２とする。端面２１５を形成した後、ガラス製品の表面２０５の少なくとも一部を、保護コーティング２２０を、これらの表面２０５の各表面の選択された部分に塗布することにより保護する（方法４００の工程４３０）。これまで上に説明してきたように、保護コーティング２２０は、表面２０５に塗布し、そして次に、付着後に硬化させる、または乾燥させるポリマー前駆体を含むことができる、或いは接着剤裏打ち自立型ポリマーフィルムを含むことができる。幾つかの実施形態では、端面２１５に隣接する表面２０５の構成部分２０５ａを保護コーティング２２０で被覆しないで、端面２１５の仕上げに使用される工具の砥粒の汚れ、目詰まり、または粘着を防止するだけでなく、保護コーティング２２０の複数の構成部分が端面２１５に覆い被さるのを防止し、従って端面２１５に在る傷にエッチング／強化プロセスを施すことができなくなるのを防止する。

幾つかの実施形態では、被覆後のガラス製品２０３のこれらの端面２１５を機械加工する、または仕上げ加工することにより、所望の端面形状または断面形状を有する仕上げ端面２１７を、これまで上に説明してきたこの技術分野で公知の研削法、ラップ加工法、及び研磨法を用いて実現する（工程４４０）。次の工程（工程４５０）では、仕上げ端面２１７の強度を、仕上げ端面２１７に在る傷の寸法及び数を減少させることにより向上させる。１つの実施形態では、傷の数は、仕上げ端面２１７をエッチング液でエッチングすることにより、またはこれまで上に説明してきたこの技術分野で公知の他のエッチング方法を用いることにより減少させる。エッチング液組成、エッチング条件、及びエッチング液を供給する方法は、これまで上に説明してきたものと同じである。

エッチング工程４５０の後に、そしてエッチング後の強化された端面２１８を形成した後に、保護コーティングまたはフィルム２２０を表面２０５から、これらに限定されないが、フィルムまたはコーティングを溶媒で溶解させる処理、溶融処理のようなこの技術分野で公知のこれらの手段によって、または保護コーティングを表面２０５から剥離するような機械的手段によって除去することができる（工程４６０）。次に、エッチング後の強化された端面２１８を有するガラス製品２３０は、所望の用途における使用が開始される状態になる。

これまで本明細書において説明してきたように、表面２０５の光学的透明度を保持し、そして光学的歪みを最小限に抑えることができる。幾つかの実施形態では、端面のエッチング後、及び保護コーティング２２０の除去（工程１６０，４６０）後に測定される表面２０５のヘイズ率は、保護コーティング２２０を塗布する前に測定される初期ヘイズ値から１０％未満変化する。ガラス製品２００が少なくとも１つの電気活性層２５０を含むこれらの実施形態では、保護コーティング２２０は電気活性層２５０を、仕上げ工程（工程１４０，４４０）中、及びエッチング／端面強化工程（工程１５０，４５０）中に生じる損傷から保護する。

幾つかの実施形態では、強化された端面２１８は、水平４点曲げ試験に基づいて、少なくとも２５０ＭＰａの平均端面強度を有する。幾つかの実施形態では、エッチング後の強化された端面２１８の構成部分は、圧縮応力を受ける構成部分を有する。当該構成部分は、端面２１８の表面から１５μｍの深さにまで延在する。当該圧縮応力は、幾つかの実施形態では、少なくとも２００ＭＰａである。１つの実施形態では、当該圧縮応力は、２００ＭＰａ〜８００ＭＰａである。

エッチング後の強化された端面を有するガラス製品が更に提供される。ガラス製品の断面図を図３に模式的に示す。厚さｔのガラス製品３００は、圧縮応力を受ける少なくとも１つの表面３０５を有する。圧縮応力層３０７は、表面３０５から、表面３０５の下方のイオン交換層深さｄにまで延在する。幾つかの実施形態では、圧縮応力層３０７内の圧縮応力は、少なくとも２００ＭＰａであり、そして当該イオン交換層深さｄは、少なくとも約１５μｍである。１つの実施形態では、当該圧縮応力は、約２００ＭＰａから最大約８００ＭＰａの範囲であり、そして当該イオン交換層深さｄは、約１５μｍから最大約６０μｍの範囲である。ガラスがソーダ石灰ガラスであるこれらの実施形態では、当該圧縮応力は、少なくとも約５００ＭＰａであり、そして当該イオン交換層深さは、少なくとも約１５μｍである。ガラスがアルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸ガラスであるこれらの実施形態では、当該圧縮応力は、少なくとも約６００ＭＰａであり、そして当該イオン交換層深さは、少なくとも約２０μｍであり、そして幾つかの実施形態では、約２０μｍから最大約３５μｍの範囲である。

ガラス製品３００は、表面に隣接する少なくとも１つの強化された端面３１０を有する。強化された端面３１０は、まず、端面を、本明細書においてこれまで説明してきたこれらの方法を用いて仕上げ加工することにより形成して、所定の端面断面形状（すなわち、仕上げ加工前に選択されている断面形状）を実現する。図３に示す端面断面形状は、丸みを帯びた端面または「角丸の」端面（図２の２１７ｂ）である。次に、仕上げ端面を、端面にある傷の寸法を減少させることにより強化する。このような傷は通常、端面の形成時、または端面の仕上げ加工時に生じる。このような傷の寸法は、本明細書においてこれまで説明してきたように、エッチング液を仕上げ端面に供給することにより減少させる。

強化された端面３１０の構成部分３１５が圧縮応力を受けないのに対し、構成部分３１７は、圧縮応力層３０７が端面の形成時、及び端面の仕上げ加工時に露出するので、圧縮応力を受ける。構成部分３１７は、幾つかの実施形態では、少なくとも約２００ＭＰａの圧縮応力を受ける。１つの実施形態では、構成部分３１７の圧縮応力は、約２００ＭＰａ〜約８００ＭＰａである。幾つかの実施形態では、強化された端面３１０は、水平４点曲げ試験で測定されるように、少なくとも約２５０ＭＰａの平均端面強度を有し、そして幾つかの実施形態では、少なくとも約３００ＭＰａの平均端面強度を有する。

幾つかの実施形態では、ガラス製品３００は、上に説明したように、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、またはアルカリアルミノホウケイ酸ガラスである。１つの実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、アルミナと、少なくとも１種類のアルカリ金属と、そして幾つかの実施形態では、少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２、他の実施形態では、少なくとも５８モル％のＳｉＯ_２、そして更に他の実施形態では、少なくとも６０モル％のＳｉＯ_２と、を含み、この場合、比

の関係があり、この不等式では、改質剤はアルカリ金属酸化物である。このガラスは、特定の実施形態では：５８〜７２モル％のＳｉＯ_２；９〜１７モル％のＡｌ_２Ｏ_３；２〜１２モル％のＢ_２Ｏ_３；８〜１６モル％のＮａ_２Ｏ；及び０〜４モル％のＫ_２Ｏ；を含む、から基本的に成る、またはから成り、この場合、比

の関係があり、この不等式では、改質剤はアルカリ金属酸化物である。別の実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは：６１〜７５モル％のＳｉＯ_２；７〜１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３；０〜１２モル％のＢ_２Ｏ_３；９〜２１モル％のＮａ_２Ｏ；０〜４モル％のＫ_２Ｏ；０〜７モル％のＭｇＯ；及び０〜３モル％のＣａＯ；を含む、から基本的に成る、またはから成る。更に別の実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板は：６０〜７０モル％のＳｉＯ_２；６〜１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３；０〜１５モル％のＢ_２Ｏ_３；０〜１５モル％のＬｉ_２Ｏ；０〜２０モル％のＮａ_２Ｏ；０〜１０モル％のＫ_２Ｏ；０〜８モル％のＭｇＯ；０〜１０モル％のＣａＯ；０〜５モル％のＺｒＯ_２；０〜１モル％のＳｎＯ_２；０〜１モル％のＣｅＯ_２；５０ｐｐｍ未満のＡｓ_２Ｏ_３；及び５０ｐｐｍ未満のＳｂ_２Ｏ_３；を含む、から基本的に成る、またはから成り、この場合、１２モル％≦Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ≦２０モル％、及び０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル％の関係がある。

アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、幾つかの実施形態では、リチウムを殆ど含まないのに対し、他の実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、砒素、アンチモン、及びバリウムのうちの少なくとも１つの元素を殆ど含まない。幾つかの実施形態では、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、少なくとも１３５ｋｐｏｉｓｅ（キロポイズ）の液相粘度を有する。

幾つかの実施形態では、ガラス製品３００の表面３０５は、これまで上に説明してきたように、化学的に強化されるか、または熱的に強化される。このような化学的強化は、イオン交換によって行なうことができる。このプロセスでは、ガラスの表面層のイオンを、ガラスに含まれるイオンと同じ原子価を有する、または同じ酸化状態を持つ、より大きいイオンで置換する−またはより大きいイオンと交換する。ガラスの表面層のイオン、及びより大きいイオンは通常、これらには限定されないが、Ｌｉ^＋，Ｎａ^＋，Ｋ^＋，Ｒｂ^＋，Ｃｓ^＋，Ａｇ^＋，Ｔｌ^＋，Ｃｕ^＋などのような一価の金属陽イオンである。

ガラス製品３００は、幾つかの実施形態では、本明細書においてこれまで説明してきたように、下方に引き延ばされる（例えば、フュージョンドロー法またはスロットドロー法）。幾つかの実施形態では、圧縮応力層３０７は、本明細書においてこれまで説明してきたように、ガラス製品３００のイオン交換により形成される。

ガラス製品３００は更に、タッチスクリーン、パネル、またはディスプレイを製造する際に使用される誘電体材料または導電材料を含むこれらの電気活性層のような電気活性層を、複数表面３０５のうちの少なくとも１つの表面に含むことができる。ガラス製品３００は更に、タッチスクリーン、タッチパネル、ディスプレイパネル、窓、ディスプレイスクリーン、カバープレート、ケーシングとして使用することができる、またはゲーム機器、携帯電話機、音楽プレーヤ、及びＤＶＤプレーヤなどのような電子通信機器及び娯楽機器だけでなく、ラップトップコンピュータなどのような情報端末機器の筺体として使用することができる。

以下の例は、本明細書において説明される方法及び製品の特徴及び利点を示すものであり、決して、本開示を限定するものではない、または本明細書に添付される請求項を限定するものではない。

別段の定めがない限り、以下の例に記載されるガラス試料は、６６モル％のＳｉＯ_２；１０モル％のＡｌ_２Ｏ_３；０．６モル％のＢ_２Ｏ_３；１４モル％のＮａ_２Ｏ；２．５モル％のＫ_２Ｏ；５．７モル％のＭｇＯ；及び０．２モル％のＳｎＯ_２；の公称組成を有するアルカリアルミノケイ酸塩ガラス試料であった。種々の例に記載されているように、これらの試料は、溶融塩浴中のイオン交換により強化されるか、またはこのような強化処理を全く施されなかった。

これらの試料は、機械的にスクライブした、またはＣＯ_２レーザを用いてスクライブし、そして次に、試験に適するサイズに分断した。例えば、これらの試料は、４４ｍｍ×６０ｍｍの小片に分断して、曲げ破壊係数（ＭＯＲ）の水平４点曲げ測定を行なった。

別段の定めがない限り、接着剤裏打ち低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）ベース保護フィルムを各試料の表面に、スクライブ及びブレーキングの後に塗布した。４種類の接着剤裏打ちＬＤＰＥベースフィルム：２５０ｇの剥離強度を持つ種類Ａ；３５０ｇの剥離強度を持つ種類Ｂ；３５０ｇの剥離強度を持つ種類Ｃ；及び５５０ｇの剥離強度を持つ種類Ｄを使用した。本明細書において使用されるように、「ｐｅｅｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ（剥離強度）」という用語は、フィルムをガラス試料の表面から分離するために必要な単位幅当たり平均荷重を指している。別段の定めがない限り、保護フィルムを塗布した後に、これらの試料の端面を機械的に研削し、そして角丸の形状、または面取り形状の輪郭に形成した。別段の定めがない限り、種々の例において説明したように、各試料の研削輪郭端面を次に、５体積％のＨＦ及び５体積％のＨＣｌを含有する溶液中で、１分〜１２８分の範囲の期間に亘ってエッチングした。

全ての試料の端面強度を、端面破壊に基づき、水平４点曲げ試験を用いて測定し、そしてデータを、割れのパーセント確率を強度の関数としてプロットするワイブルプロットを用いてプロットした。

１．イオン交換の影響
イオン交換が端面特性に与える影響を求めるために、イオン交換により強化された複数表面を持つ試料の端面強度を評価した。圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮層深さ（「ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｌａｙｅｒ（イオン交換層深さ）」またはＤＯＬ）を表面応力計で測定した。第１グループ（グループａ）では、これらの試料は、約６２５ＭＰａの「低」ＣＳ（圧縮応力）、及び約３６μｍのＤＯＬ（イオン交換層深さ）を有していた。第２グループ（グループｂ）では、これらの試料は、約７５０ＭＰａの「標準的な」圧縮応力、及び約３０μｍのＤＯＬを有していた。イオン交換の後、強化表面を種類Ａの保護ポリマー層で被覆した。次に、これらの試料の端面を機械加工（すなわち、研削）して所望の端面断面形状または端面形状を形成し、そして次に、５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨＣｌを含有する溶液中で、３２分間エッチングした。

試料グループａ及び試料グループｂ、及び未被覆の、未エッチング制御試料グループ（グループｃ）のワイブル端面強度分布を図４にプロットする。この図から、端面強度分布全体がシフトしており、そして最も弱い酸でエッチングした端面でも、未エッチングの端面よりも強度が強くなっていることが分かる。更に、図４に示すデータは、グループａとグループｂとの間のＣＳ（圧縮応力）及びＤＯＬ（イオン交換層深さ）の差によって、判別可能な差が端面強度特性に生じなかったことを示している。

２．フィルムの影響
これらのガラス試料の表面を、試料端面の酸エッチング中に保護したときの影響を調査した。上にこれまで説明してきた種類Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤの接着剤裏打ちＬＤＰＥベースフィルムを、イオン交換処理したガラス試料の表面に塗布した。試料グループ群のラベル付けは、各グループに塗布するフィルムの種類に対応する（例えば、種類Ａのフィルムは、グループＡの試料群に塗布した）。次に、これらの試料の端面を、５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨＣｌを含有する溶液中で、３２分間エッチングした。種類Ｂ及びＣのフィルムは、同じ剥離強度を有することが報告されたが、種類Ｃのフィルムが、種類Ｂのフィルムよりも強い強度でガラスに固着しているように見えた。試料Ａ〜Ｄ、及び未被覆の制御試料（ｅ）に関して得られるワイブル端面強度分布を図５にプロットする。異なるＬＤＰＥベース保護フィルム（図５のＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤ）で被覆したこれらの試料に関して得られる端面強度特性は、フィルムの剥離強度を強くするにつれて向上した−すなわち、グループＤ＞グループＣ＞グループＢ＞グループＡ。

３．縁取り加工の影響
端面加工または「縁取り」加工は、傷発生の最大の原因である。従って、縁取り加工の幾つかの段階を分析した。保護フィルムを塗布する工程、及び縁取り加工する工程を実行する順番の影響を最初に検討した。保護フィルムをこれらの試料に、端面加工の後に塗布すると、これらの試料が更に取扱いされる危険があり、そして端面損傷が被覆プロセス中に発生する危険があったのに対し、これらのガラス試料をフィルム塗布後に端面加工すると、端面加工装置がフィルム材料で汚れる、または端面加工装置にフィルム材料が「粘着する」可能性があった。端面加工装置に対する汚れの影響は、端面に近い保護フィルムをフィルム塗布プロセス中に切り取ることにより最小限に抑えることができる。これらの端面に近い保護フィルムを切り取ることにより、端面傷の大部分が縁取り加工自体から発生したので、後の時点で、エッチングにより除去することができた。これらの試料の全ての端面を仕上げ加工／縁取り加工して、丸みを帯びた断面形状、または「角丸の」断面形状（例えば、図２の２１７ａ）とし、そして次に、５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨＣｌを含有する溶液中で、３２分間エッチングした。種類ＡのＬＤＰＥベースフィルムを、（ａ）縁取り加工前に、または（ｂ）縁取り加工後に塗布した。図６は、種類ＡのＬＤＰＥベース保護フィルムで、縁取り加工前に被覆した試料（ａ）；縁取り加工後に被覆した試料（ｂ）；及び未エッチングかつ未被覆の制御試料群（ｃ）のワイブル端面強度分布のプロットである。図６に示す端面強度分布は、端面強度が向上する様子を示しており、この端面強度の向上は、保護フィルムを縁取り加工後ではなく、縁取り加工前に塗布する場合に観察される。

異なる縁取り方法の影響も検討した。全ての試料の表面を、種類Ａまたは種類Ｂの接着剤裏打ちＬＤＰＥベース保護フィルムで、縁取り加工前に被覆した。第１グループのガラス試料を、種類ＢのＬＤＰＥベースフィルムで被覆し、そして次に、４５００ｒｐｍで回転する＃２７０／＃３２０砥粒メタルボンド砥石、及び０．００３インチ（約０．０７６ｍｍ）の切込み深さになる１５インチ／分（ｉｐｍ）（約３８ｃｍ／分）の切削送り速度を利用して縁取り加工して、「荒削りな」角丸の断面形状とした。第２グループのガラス試料を、種類ＢのＬＤＰＥベースフィルムで被覆し、そして次に、４５００ｒｐｍで回転する＃４００砥粒メタルボンド砥石、及び０．００３インチ（約０．０７６ｍｍ）の切込み深さになる１５ｉｐｍ（約３８ｃｍ／分）の切削送り速度を利用して縁取り加工して、「標準的な」角丸の断面形状とした。第３グループのガラス試料を、種類ＡのＬＤＰＥベースフィルムで被覆し、そして次に、４５００ｒｐｍで回転する＃４００砥粒メタルボンド砥石、及び０．００３インチ（約０．０７６ｍｍ）の切込み深さになる１５ｉｐｍ（約３８ｃｍ／分）の切削送り速度を利用して縁取り加工して、「標準的な」角丸の断面形状とした。これらの試料の端面を３２分間、５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨＣｌを含有するエッチング溶液でエッチングした。次に、エッチング後の端面の端面強度を、水平４点曲げ試験を用いて測定した。１）縁取り加工して、「荒削りな」角丸の断面形状とし、そして種類Ｂの保護フィルムで被覆した試料群；２）縁取り加工して、「標準的な」角丸の断面形状とし、そして種類Ｂの保護フィルムで被覆した試料群；３）縁取り加工して、「標準的な」角丸の断面形状とし、そして種類Ａの保護フィルムで被覆した試料群；及び４）縁取り加工して、未被覆かつ未エッチングの「標準的な」角丸の断面形状とした制御試料群に関するワイブル端面強度分布を図７に示す。エッチング後の試料群のワイブル勾配は、異なる縁取り加工によって生じる初期の粗い割れ、及び微細な割れが生じていることを表わし、そして端面の初期の傷がより微細であると、端面の強度がエッチング後により強くなるという根拠を裏付けている。

４．エッチングの影響
エッチング時間及びエッチング浴の撹拌の影響を調査した。ガラス試料をイオン交換処理して、低圧縮応力（約３６μｍのＤＯＬ（イオン交換層深さ）の場合に約６２５ＭＰａ）または標準的な圧縮応力（約３０μｍのＤＯＬ（イオン交換層深さ）の場合に約７５０ＭＰａ）を有する表面層を形成した。イオン交換処理した各試料を、種類ＡのＬＤＰＥ保護フィルムで被覆し、そして次に、４５００ｒｐｍで回転する＃４００砥粒メタルボンド砥石、及び０．００３インチ（約０．０７６ｍｍ）の切込み深さになる１５ｉｐｍ（約３８ｃｍ／分）の切削送り速度を利用して縁取り加工して、「標準的な」角丸の断面形状とした。縁取り加工したこれらの試料を、５体積％のＨＦ及び５体積％のＨＣｌを含有するエッチング溶液で、０分から最大１２８分の範囲の時間でエッチングした。

端面強度を、水平４点曲げ試験を用いて測定した。図８は、ａ）「標準的な」圧縮応力を有し、０分間エッチングした試料群；ｂ）「標準的な」圧縮応力を有し、８分間エッチングした試料群；ｃ）「標準的な」圧縮応力を有し、３２分間エッチングした試料群；ｄ）「低い」圧縮応力を有し、３２分間エッチングした試料群；ｅ）「低い」圧縮応力を有し、６４分間エッチングした試料群；及びｆ）「標準的な」圧縮応力を有し、１２８分間エッチングした試料群の端面に関するワイブル端面強度分布のプロットである。

図８にプロットした結果は、１２８分間のエッチング後でも、最も大きな傷の全てが、無くなっている訳ではない、または最も大きな傷の全てのサイズが減少している訳ではないことを示している。しかしながら、十分多数のこのような傷が無くなって、または十分多数のこのような傷のサイズが減少して、平均強度が約４倍に、すなわち約２５０ＭＰａから約９００ＭＰａに増大している。３２分間エッチングした試料集団（図８の試料グループｃ及びｄ）の殆どが、約２５０ＭＰａ超の端面強度を有していた。６４分または１２８分のエッチング時間を用いて、集団全体を、目標端面強度を上回るようにすることができる。

これらのガラス試料を静止浴中または撹拌浴中でエッチングしたときの影響を更に調査した。撹拌すると、酸エッチング浴が循環し易くなり、そして均一になり易くなるので、端面のエッチングを向上させることができる。静止浴中では、質量移動が発生すると、新鮮なエッチング液が端面に移動するのが阻止されてしまう、特に水平４点曲げ試験中に最大荷重を受ける部分の端面に保護フィルムが覆い被さる領域に移動するのが阻止されてしまう。

ガラス試料を、種類ＢのＬＤＰＥ保護フィルムで被覆し、そして次に、４５００ｒｐｍで回転する＃４００砥粒メタルボンド砥石、及び０．００３インチ（約０．０７６ｍｍ）の切込み深さになる１５ｉｐｍ（約３８ｃｍ／分）の切削送り速度を利用して縁取り加工して、「標準的な」角丸の断面形状とした。縁取り加工したこれらの試料を、５体積％のＨＦ、及び５体積％のＨＣｌを含有するエッチング溶液で、静止浴中または撹拌浴中で３２分間または１２８分間エッチングした。

図９及び１０は：ａ）静止浴中でエッチングした試料群；ｂ）撹拌浴中でエッチングした試料群；及びｃ）未エッチングの制御試料群に関する、３２分及び１２８分それぞれの時間を掛けてエッチングした端面のワイブル端面強度分布のプロットである。図９及び１０に示す結果から、エッチング液浴を撹拌しても、端面強度は向上しない。

代表的な実施形態を例示のために示してきたが、これまでの説明は、本開示または添付の請求項の範囲を限定するものとして見なされてはならない。従って、種々の変更、適応化、及び代替は、この技術分野の当業者であれば、本開示または添付の請求項の思想及び範囲から逸脱しない限り想到することができる。

１００，４００ 方法
１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０ 工程
２００，３００ ガラス製品
２０３ 被覆後のガラス製品
２０５，３０５ 主表面、平坦面
２０５ａ 表面２０５の構成部分
２１０ 被覆ガラス製品
２１１，２１２ 部材
２１５ 端面
２１７ 仕上げ端面
２１７ａ 面取り断面形状
２１７ｂ 丸みを帯びた断面形状、角丸の端面
２１７ｃ 形成直後の断面形状
２１８，３１０ 強化された端面、エッチング後の表面
２２０ 保護コーティング、保護フィルム
２３０ 端面２１８を有するガラス製品
２５０ 電気活性層
３０７ 圧縮応力層
３１５，３１７ 端面３１０の構成部分
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 種類、グループ
ａ，ａ’，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ 試料、グループ
ｄ 最大断面寸法、イオン交換層深さ
ＣＳ 圧縮応力
ＤＯＬ イオン交換層深さ
ＭＯＲ 曲げ破壊係数

Claims (10)

1. ガラス製品の端面を強化する方法において、前記方法は：
   ａ．表面から該表面下方の或る深さまで延在する圧縮応力層を有する表面を持つ前記ガラス製品を供給する工程と、
   ｂ．前記表面の少なくとも１つの構成部分を保護する工程と、
   ｃ．前記表面に隣接し、かつ圧縮応力を受ける第１部分と、そして圧縮応力を受けない第２部分と、を有する、前記ガラス製品の端面に在る複数の傷の各傷の寸法を減少させる工程であって、前記複数傷の前記寸法を減少させることによって前記端面を強化し、そして前記強化された端面は、少なくとも２５０ＭＰａの平均端面強度を有する、工程と、
   を含む、方法。
2. 前記表面の少なくとも１つの構成部分を保護する前記工程は、ポリマーコーティングを前記表面の前記構成部分に塗布する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ポリマーコーティングは、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルメタクリレート、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、塩化ポリビニル、ポリメチルペンテンアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、及びポリスチレンのうちの少なくとも１つを含み、そして前記ポリマーコーティングを前記表面の少なくとも１つの構成部分に塗布する前記工程は、ポリマー前駆体を前記表面の少なくとも１つの構成部分に、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、及びディップコーティング法のうちの少なくとも１つにより塗布する工程を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記ポリマーコーティングは、表面に配置される接着剤を有するポリマーフィルムであり、そして前記ポリマーフィルムを、前記ガラス製品の前記表面の少なくとも１つの構成部分に、前記接着剤を、前記ガラス製品の前記表面の前記構成部分に接触させることにより塗布する、請求項２に記載の方法。
5. 前記複数の傷の各傷の前記寸法を減少させる前記工程は、前記端面をエッチング液でエッチングする工程を含み、前記エッチング液は、１〜５０体積％のフッ化水素酸と、そして無機酸及び有機酸のうちの少なくとも一方の酸と、を含む、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
6. エッチングでは、複数のエッチピットを形成し、前記複数のエッチピットの各エッチピットは、少なくとも約５μｍの最大断面寸法ｄを有し、そして前記複数のエッチピットの少なくとも１０％が、約１０μｍ超の最大断面寸法ｄを有する、請求項５に記載の方法。
7. 前記ガラス製品は、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、及びアルカリアルミノホウケイ酸ガラスのうちの１つを含む、請求項５に記載の方法。
8. 圧縮応力を受ける表面と、そして前記表面に隣接する端面と、を有するガラス製品であって、前記端面は機械加工され、そして所定の断面形状を有し、前記端面は、圧縮応力を受ける第１部分と、そして圧縮応力を受けない第２部分と、を有し、そして前記端面は、複数のエッチピットを含み、かつ少なくとも２５０ＭＰａの平均端面強度を有する、ガラス製品。
9. 前記ガラス製品は、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、及びアルカリアルミノホウケイ酸ガラスのうちの１つを含む、請求項８に記載のガラス製品。
10. 前記端面は、複数のエッチピットを含み、前記複数のエッチピットの各エッチピットは、少なくとも約５μｍの最大断面寸法ｄを有し、そして前記複数のエッチピットの少なくとも１０％が、約１０μｍ超の最大断面寸法ｄを有する、請求項８又は請求項９に記載のガラス製品。

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