JP2016519643A - 低Ｔｇクラッド層を使用したテクスチャ付きガラス積層板 - Google Patents

低Ｔｇクラッド層を使用したテクスチャ付きガラス積層板 Download PDF

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Abstract

テクスチャ付きガラス積層板が、テクスチャ付きガラス積層板を製造する方法と共に記載されている。テクスチャ付きガラス積層板は、ガラス表面へのナノ粒子の付加またはガラス表面の操作により形成してよい。積層板組成物は、ガラスクラッドとコアの粘度と共に、Ｔｇ、徐冷点、歪み点、および／または軟化点でのガラスのクラッドとコアの性質を利用するように設計されている。結果として得られた組成物は、反射防止表面、指紋防止表面、防曇表面、接着促進表面、減摩表面などに有用である。

Description

関連出願の説明
本出願は、ここにその内容が依拠され、全てが引用される、２０１３年３月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／８０４８６２号の米国法典第３５編第１１９条の下で優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、ガラス積層板上のテクスチャ付き表面および製造方法に関する。より詳しくは、本開示は、ナノテクスチャ付き表面を有するガラス積層板に関する。
ガラス上のテクスチャ付き表面は、反射防止表面、指紋防止表面、防曇表面、接着促進表面、減摩表面などを含む種々の潜在的な便利な機能を有する。多くの場合、全てが無機のテクスチャ付き表面を作製するために、熱成形または焼結工程が有用である。何故ならば、これにより、ガラス本体と「一体」となった強固な表面テクスチャを製造することが可能になり、結果として、機械的耐久性につながるからである。
しかしながら、熱成形または焼結の１つの欠点は、特に薄いガラス板について、これらの高温でガラス板が巨視的な反りや歪みを経験する傾向である。それゆえ、全体的な物品または板の形状を変形させる欠点がなく、熱成形または焼結の恩恵を伴うテクスチャ付け方法およびナノテクスチャ付け方法が必要とされている。
第１の態様は、第１のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスコア；第２のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスクラッド；および必要に応じて、ナノ粒子層を備えたガラス積層板であって、ガラスクラッドがナノテクスチャ付き表面を備え；ｉ．ガラスクラッドのＴｇがガラスコアのＴｇより低い、ｉｉ．ガラスクラッドの徐冷点がガラスコアの徐冷点より低い、またはｉｉｉ．ガラスクラッドの軟化点がガラスコアの軟化点より低いものであり；ガラスクラッドのＣＴＥがガラスコアのＣＴＥ以下である、ガラス積層板を含む。
ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアのＴｇ間、ガラスクラッドとガラスコアの徐冷点間、またはガラスクラッドとガラスコアの軟化点間の温度差は、２０℃超である。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアのＴｇ間、ガラスクラッドとガラスコアの徐冷点間、またはガラスクラッドとガラスコアの軟化点間の温度差は、５０℃超である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアのＴｇ間、ガラスクラッドとガラスコアの徐冷点間、またはガラスクラッドとガラスコアの軟化点間の温度差は、１００℃超である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアのＴｇ間、ガラスクラッドとガラスコアの徐冷点間、またはガラスクラッドとガラスコアの軟化点間の温度差は、１５０℃超である。
ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスコアの歪み点はガラスクラッドの徐冷点以上である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスコアの粘度は、ガラスクラッドのＴｇでガラスクラッドの粘度の２倍以上であるか、またはガラスコアの粘度は、ガラスクラッドの徐冷点でガラスクラッドの粘度の２倍以上である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスコアの粘度は、ガラスクラッドのＴｇでガラスクラッドの粘度の５倍以上であるか、またはガラスコアの粘度は、ガラスクラッドの徐冷点でガラスクラッドの粘度の５倍以上である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスコアの粘度は、ガラスクラッドのＴｇでガラスクラッドの粘度の１０倍以上であるか、またはガラスコアの粘度は、ガラスクラッドの徐冷点でガラスクラッドの粘度の１０倍以上である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスコアの粘度は、ガラスクラッドのＴｇでガラスクラッドの粘度の２０倍以上であるか、またはガラスコアの粘度は、ガラスクラッドの徐冷点でガラスクラッドの粘度の２０倍以上である。
他の実施の形態において、ガラスクラッドのＴｇでのガラスクラッドとガラスコアとの間の粘度差は第１の比ＲTgを示し；ガラスクラッドの成形温度でのガラスクラッドとガラスコアとの間の粘度差は第２の比ＲFを示し；ここで、ＲTg／ＲFの値は１．１から３．０である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスクラッドの徐冷点でのガラスクラッドとガラスコアとの間の粘度差は第１の比ＲAを示し；ガラスクラッドの成形温度でのガラスクラッドとガラスコアとの間の粘度差は第２の比ＲFを示し；ここで、ＲA／ＲFの値は１．１から３．０である。
ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスコアは、５５〜７５％のＳｉＯ2、２〜１５％のＡｌ2Ｏ3、０〜１２％のＢ2Ｏ3、０〜１８％のＮａ2Ｏ、０〜５％のＫ2Ｏ、０〜８％のＭｇＯ、および０〜１０％のＣａＯを含み、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの合計のモル％（総計）は少なくとも１０モル％である。ガラス積層板のいくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、６５〜８５％のＳｉＯ2、０〜５％のＡｌ2Ｏ3、８〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜８％のＮａ2Ｏ、０〜５％のＫ2Ｏ、および０〜５％のＬｉ2Ｏを含み、合計のＲ2Ｏ（アルカリ）は１０モル％未満である。
別の態様は、第１のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスコア；第２のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスクラッド；および必要に応じて、ナノ粒子層を備えたガラス積層板であって、ガラスクラッドがナノテクスチャ付き表面を備え；ｉ．ガラスクラッドのＴｇがガラスコアのＴｇより低い、ｉｉ．ガラスクラッドの徐冷点がガラスコアの徐冷点より低い、またはｉｉｉ．ガラスクラッドの軟化点がガラスコアの軟化点より低いものであり；ガラスクラッドのＣＴＥがガラスコアのＣＴＥ以下である、ガラス積層板を形成する工程を含み、その方法が、ガラス積層板を形成する工程、およびナノテクスチャ層を形成する工程を有してなる。
いくつかの実施の形態において、ナノテクスチャ層を形成する工程は、ガラスクラッドの徐冷点から２００℃以内の温度で行われる。いくつかの実施の形態において、ナノテクスチャ層を形成する工程は、ガラスクラッド上にナノ粒子を焼結させる工程を含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子は約１００ｎｍから約５００ｎｍの寸法を有する。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子は、ナノクラスタ、ナノ粉末、ナノ結晶、固体ナノ粒子、ナノチューブ、量子ドット、ナノ繊維、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノシェル、フラーレン、および高分子とデンドリマーなどの大型分子成分、並びにそれらの組合せを含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、高分子、金属、金属酸化物、金属硫化物、金属セレン化物、金属テルル化物、金属リン酸塩、無機複合体、有機複合体、無機／有機複合体、またはそれらの組合せからなる。
これらと他の態様、利点、および顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付図面、および付随する特許請求の範囲から明白になるであろう。
図面を参照すると、それらの説明図は、特別な実施の形態を記載する目的のためであり、本開示または付随の特許請求の範囲をそれに制限することを意図していないことが理解されよう。図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、図面の特定の特徴および特定の視野は、明瞭さと簡潔さの利益のために、規模と図式で誇張して示されることがある。
図１は、表面に融合したナノ粒子を有する積層板の説明図である。このガラス積層板は、高いＴｇ、高いＣＴＥのコア層と共に、低いＴｇ、低いＣＴＥのクラッド層を含み、この実施の形態において、積層板は、片面にナノ粒子層を焼結させることによって、被覆されている。寸法が一定の縮尺で描かれていないことに留意のこと。 図２は、材料および耐久性試験の前後の加工条件の関数としての、２５０ｎｍのシリカナノ粒子単層で被覆されたガラス積層板（組成Ｌ）上のオレイン酸の接触角を示すグラフである。 図３は、材料および耐久性試験の前後の加工条件の関数としての、１００ｎｍのシリカナノ粒子単層で被覆されたガラス積層板（組成Ｌ）上のオレイン酸の接触角を示すグラフである。
以下の詳細な説明において、本発明の実施の形態の完全な理解を与えるために、数々の特定の詳細が述べられることがある。しかしながら、本発明の実施の形態は、これらの特定の詳細のいくつかまたは全てがなくとも実施されることがある場合が、当業者に明白であろう。他の場合では、本発明を不必要に分かりにくくしないように、周知の特徴またはプロセスは、詳細に記載されないことがある。その上、共通のまたは類似の要素を特定するために、同様のまたは同一の参照番号が使用されることがある。さらに、他に定義されていない限り、ここに使用した全ての技術用語と科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者により一般に理解されるものと同じ意味を有する。対立が生じた場合、この中の定義を含む本明細書が統制する。
本発明の実施または試験に他の方法と材料が使用できるかもしれないが、特定の適切な方法および材料がここに記載されている。
開示された方法および組成物に使用できる、それと共に使用できる、その調製に使用できる、またはその実施の形態である材料、化合物、組成物、および成分が開示されている。これらと他の材料がここに開示されており、これらの材料の組合せ、サブセット、相互作用、群などが開示されている場合、これらの化合物の各様々な個々と集合的な組合せと順列の特定な参照が明白に開示されていなくとも、各々は具体的に考えられここに記載されていることが理解されよう。
それゆえ、置換基Ａ、ＢおよびＣの部類、並びに置換基Ｄ、Ｅ、およびＦの部類、および組合せの態様の例、Ａ−Ｄが開示されていたら、各々は、個々と集合的に考えられる。それゆえ、この例において、組合せＡ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−ＥおよびＣ−Ｆの各々が、具体的に考えられ、Ａ、Ｂおよび／またはＣ；Ｄ、Ｅおよび／またはＦ；および組合せ例Ａ−Ｄの開示から、開示されていると考えるべきである。同様に、これらのいずれのサブセットまたは組合せも具体的に考えられ、開示されている。それゆえ、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、およびＣ−Ｅのサブグループが具体的に考えられ、Ａ、Ｂおよび／またはＣ；Ｄ、Ｅおよび／またはＦ；および組合せ例Ａ−Ｄの開示から、開示されていると考えるべきである。この概念は、以下に限られないが、組成物の任意の成分並びに開示された組成物を製造する方法および使用する方法における工程を含む、この開示の全ての態様に適応される。それゆえ、実施できる様々な追加の工程がある場合、これらの追加の工程の各々は、開示された方法の任意の特定の態様または態様の組合せで実施することができ、そのよう組合せの各々は具体的に考えられ、開示されていると考えるべきであることが理解されよう。
さらに、上限値と下限値を含む数値の範囲がここに列挙されている場合、そうではないと特定の環境において述べられていない限り、その範囲は、その端点、およびその範囲内の全ての整数と分数を含むことが意図されている。本発明の範囲は、ある範囲を定義している場合、列挙された特定の値に制限されることは意図されていない。さらに、ある量、濃度、または他の値やパラメータが、範囲、１つ以上の好ましい範囲または好ましい上限値および好ましい下限値のリストとして与えられている場合、これは、対が別々に開示されているか否かにかかわらず、任意の範囲の上限値または好ましい値と任意の範囲の下限値または好ましい値との任意の対から形成された全ての範囲を具体的に開示しているものと理解すべきである。最後に、「約」という用語が、ある範囲の値または端点を記載する際に使用されている場合、その開示は、参照されている特定の値または端点を含むものと理解すべきである。
ここに用いたように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の量と特徴が、正確ではなく、正確である必要はないが、必要に応じて、許容誤差、変換係数、丸め、測定誤差など、および当業者に公知の他の要因を反映して、近似および／またはそれより大きくても小さくてもよいことを意味する。一般に、量、サイズ、配合、パラメータまたは他の量もしくは特徴は、そのように明白に述べられているか否かにかかわらず、「約」または「近似」である。
ここに用いた「または」という用語は、包括的である；より詳しくは、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ、Ｂ、またはＡとＢの両方」を意味する。排他的な「または」は、ここでは、例えば、「ＡまたはＢのいずれか」、「ＡまたはＢの一方」などの用語により示される。
本発明の要素および成分を記載するために、単数または複数を示さない名詞が使用されている。そのような名詞の用法は、これらの要素または成分の内の１つまたは少なくとも１つが存在することを意味する。同様に、そのような名詞の用法は、特定の例においてそうではないと述べられていない限り、単数であっても複数であってもよいことを意味する。
実施の形態を記載する目的のために、あるパラメータまたは別の変数の「関数」である変数への言及は、その変数が、排他的に、列挙されたパラメータまたは変数の関数であることを意味することを意図していないことに留意されたい。そうではなく、列挙されたパラメータの「関数」である変数への言及は、その変数が１つのパラメータまたは複数のパラメータの関数であってよいように、制約がないことを意図している。
「好ましくは」、「一般的に」、および「典型的に」などの用語は、ここに使用される場合、請求項の発明の範囲を制限するために、または特定の特徴が、請求項の発明の構造または機能にとって重大である、必須である、またはさらには重要であることを暗示するために、利用されないことを留意のこと。そうではなく、これらの用語は、本開示の実施の形態の特定の態様を特定すること、または本開示の特定の実施の形態に利用されてもされなくてもよい代わりのまたは追加の特徴を強調することが単位に意図されている。
請求項の発明を記載し、定義する目的のために、「実質的に」および「おおよそ」という用語は、任意の定量的比較、値、測定値、または他の表示に起因するであろう固有の不確実性の度合いを表すためにここに利用されている。「実質的に」および「おおよそ」という用語は、問題となっている手段の基本機能の変化を生じさせずに、量的な表示が述べられた基準から変動するかもしれない程度を表すためにもここに使用される。
請求項の１つ以上は、移行句として「ここで」という用語を利用することがあることに留意のこと。本発明を定義する目的のために、この用語は、構造の一連の特徴の列挙を導入するために使用される制約のない移行句であって、より一般に使用される制約のない前置用語「含む(comprising)」と同様に解釈すべき移行句として請求項に導入されることに留意のこと。
第１の態様は、テクスチャ付きガラス積層板を含む。ここに用いたガラス積層板は、互いに熱的および／または化学的に結合した２つ以上のガラス板または管の組合せを記載する。いくつかの実施の形態において、そのガラス板または管は、例えば、その全てがここに完全に引用される、米国特許第３３３８６９６号、同第６９９０８３４号、および同第６７４８７６５号の各明細書に記載されているようなフュージョン法により成形され、積層される。多数のフュージョン形成されたガラス板または管を、例えば、ここに引用される米国特許第８００７９１３号明細書に記載されているプロセスによって、多数のアイソパイプを使用して組み合わせて、積層板を形成してもよい。積層板の形成に関する追加の記載は、その全てが完全に引用される、米国特許第４２１４８８６号、米国特許出願第１３／４７９７０１号、米国仮特許出願第６１／６７８２１８号、および国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１２／４３２９９号の各明細書に見られる。
オフラインの二次（非フュージョン）ガラス積層などの他のプロセスも使用してよい。オフラインプロセスにおいて、ガラス板は、溶融物から冷却し、次いで、圧延、加圧、真空成形、ブロー成形、または他の方法を使用して、後の時点で再加熱して、積層板を形成することができる。このように、窓またはメガネなどの湾曲板（フュージョン法または非フュージョン法を使用して製造された）、もしくは瓶または電球カバーなどの中空物品でさえ、本発明にしたがう様式で製造できるであろう。
前記ガラス積層板は、外側の「クラッド」層および内側の「コア」層を備え、ここで、コア層は、クラッド層よりも高いガラス転移温度（「Ｔｇ」）、軟化点、または徐冷点を有するように選択されており、そのため、コアは、高温で、ガラス板または物品の全体的な平面度または形状を維持する。クラッド層は、比較的低い軟化点または徐冷点を有しており、これにより、直接成形法、または表面への異種の無機ナノ粒子の焼結のいずれかにより、高温での表面のテクスチャ付けが促進される。
前記積層板は、非対称であっても対称であってもよい。いくつかの実施の形態において、積層板は対称の三層構造を有し、ここで、２つのクラッド層は厚さと組成が同じであり、クラッド層は、コアより低いＴｇ、軟化温度、または徐冷温度を有するだけでなく、クラッド層は、コアと同じかまたは（好ましくは）それより低いＣＴＥを有し、そのため、冷却の際に、クラッド層は圧縮下に置かれる。あるいは、積層板は、非対称、または４、５、６層またはそれより多い数の層の積層板であって差し支えなく、ここで、個々の層のＣＴＥは、外面に有益な圧縮応力を生じるように選択され、外側のクラッド層は、１つ以上のコア層より低いＴｇ、軟化温度、または徐冷温度を有する。
ここに用いたように、前記ガラスクラッドは、フュージョン成形可能であり、それが積層されるガラスコアのＴｇ、軟化点、または徐冷点より低いＴｇ、軟化点、または徐冷点を有するガラス層からなる。ある場合には、積層板の性質は、積層板の層のガラス転移温度（Ｔｇ）により定義できる。Ｔｇは、ガラス形成液体の平衡粘度が１０12Ｐａ・ｓ（１０13ポアズと等しい）である温度として定義できる。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスクラッドは、約４００℃以上、約４５０℃以上、約５００℃以上、約５５０℃以上、約６００℃以上、または約６５０℃以上のＴｇを有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約４００℃から約８００℃、約４５０℃から約８００℃、約５００℃から約８００℃、約５５０℃から約８００℃、約６００℃から約８００℃、約６５０℃から約８００℃、約７００℃から約８００℃、約７５０℃から約８００℃、約４００℃から約７００℃、約４５０℃から約７００℃、約５００℃から約７００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約４００℃から約６５０℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６５０℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、約４００℃から約６００℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６００℃、約５５０℃から約６００℃、約４００℃から約５５０℃、約４５０℃から約５５０℃、約５００℃から約５５０℃、約４００℃から約５００℃、約４５０℃から約５００℃、または約４００から約４５０℃のＴｇを有する。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスコアは、約５５０℃以上、約６００℃以上、約６５０℃以上、約７００℃以上、約７５０℃以上、約８００℃、約８５０℃、または約９００℃以上のＴｇを有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５５０℃から約１０００℃、約６００℃から約１０００℃、約６５０℃から約１０００℃、約７００℃から約１０００℃、約７５０℃から約１０００℃、約８００℃から約１０００℃、約８５０℃から約１０００℃、約９００℃から約１０００℃、約９５０℃から約１０００℃、約５５０℃から約９００℃、約６００℃から約９００℃、約６５０℃から約９００℃、約７００℃から約９００℃、約７５０℃から約９００℃、約８００℃から約９００℃、約８５０℃から約９００℃、約９００℃から約９００℃、約５５０℃から約８５０℃、約６００℃から約８５０℃、約６５０℃から約８５０℃、約７００℃から約８５０℃、約７５０℃から約８５０℃、約８００℃から約８５０℃、約５５０℃から約８００℃、約６００℃から約８００℃、約６５０℃から約８００℃、約７００℃から約８００℃、約７５０℃から約８００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７５０℃、約６０℃から約７５０℃、約７００℃から約７５０℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、または約５５０から約６００℃のＴｇを有する。
いくつかの実施の形態において、クラッドのＴｇとコアのＴｇとの間の差は、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、１００℃以上、１２５℃以上、１５０℃以上、または２００℃以上である。
Ｔｇは、概して、ガラスの徐冷点に近い。Ｔｇのこの定義は、ガラスの熱履歴とは関係ない。しかしながら、本当の平衡Ｔｇを直接測定することは困難であり得るので、ある場合には、徐冷点、軟化点、および軟化点の温度の概念を使用することは、それでも有用である。何故ならば、これらは、様々な公知の技法によって直接測定されるからである。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスクラッドは、約４００℃以上、約４５０℃以上、約５００℃以上、約５５０℃以上、約６００℃以上、または約６５０℃以上の徐冷点を有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約４００℃から約８００℃、約４５０℃から約８００℃、約５００℃から約８００℃、約５５０℃から約８００℃、約６００℃から約８００℃、約６５０℃から約８００℃、約７００℃から約８００℃、約７５０℃から約８００℃、約４００℃から約７００℃、約４５０℃から約７００℃、約５００℃から約７００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約４００℃から約６５０℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６５０℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、約４００℃から約６００℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６００℃、約５５０℃から約６００℃、約４００℃から約５５０℃、約４５０℃から約５５０℃、約５００℃から約５５０℃、約４００℃から約５００℃、約４５０℃から約５００℃、または約４００から約４５０℃の徐冷点を有する。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスコアは、約５５０℃以上、約６００℃以上、約６５０℃以上、約７００℃以上、約７５０℃以上、約８００℃、約８５０℃、または約９００℃以上の徐冷点を有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５５０℃から約１０００℃、約６００℃から約１０００℃、約６５０℃から約１０００℃、約７００℃から約１０００℃、約７５０℃から約１０００℃、約８００℃から約１０００℃、約８５０℃から約１０００℃、約９００℃から約１０００℃、約９５０℃から約１０００℃、約５５０℃から約９００℃、約６００℃から約９００℃、約６５０℃から約９００℃、約７００℃から約９００℃、約７５０℃から約９００℃、約８００℃から約９００℃、約８５０℃から約９００℃、約９００℃から約９００℃、約５５０℃から約８５０℃、約６００℃から約８５０℃、約６５０℃から約８５０℃、約７００℃から約８５０℃、約７５０℃から約８５０℃、約８００℃から約８５０℃、約５５０℃から約８００℃、約６００℃から約８００℃、約６５０℃から約８００℃、約７００℃から約８００℃、約７５０℃から約８００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７５０℃、約６０℃から約７５０℃、約７００℃から約７５０℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、または約５５０から約６００℃の徐冷点を有する。
いくつかの実施の形態において、クラッドの徐冷点とコアの徐冷点との間の差は、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、１００℃以上、１２５℃以上、１５０℃以上、または２００℃以上である。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスクラッドは、約５５０℃以上、約６００℃以上、約６５０℃以上、約７００℃以上、約７５０℃以上、約８００℃以上、約８５０℃以上、または約９００℃以上の軟化点を有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約５５０℃から約１０００℃、約６００℃から約１０００℃、約６５０℃から約１０００℃、約７００℃から約１０００℃、約７５０℃から約１０００℃、約８００℃から約１０００℃、約８５０℃から約１０００℃、約９００℃から約１０００℃、約９５０℃から約１０００℃、約５５０℃から約９００℃、約６００℃から約９００℃、約６５０℃から約９００℃、約７００℃から約９００℃、約７５０℃から約９００℃、約８００℃から約９００℃、約８５０℃から約９００℃、約９００℃から約９００℃、約５５０℃から約８５０℃、約６００℃から約８５０℃、約６５０℃から約８５０℃、約７００℃から約８５０℃、約７５０℃から約８５０℃、約８００℃から約８５０℃、約５５０℃から約８００℃、約６００℃から約８００℃、約６５０℃から約８００℃、約７００℃から約８００℃、約７５０℃から約８００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７５０℃、約６０℃から約７５０℃、約７００℃から約７５０℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、または約５５０から約６００℃の軟化点を有する。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスコアは、約７５０℃以上、約８００℃以上、約８５０℃以上、約９００℃以上、約１０００℃以上、約１１００℃以上、約１２００℃以上、または約１３００℃以上の軟化点を有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約７００℃から約１３００℃、約８００℃から約１３００℃、約７００℃から約１３００℃、約８００℃から約１３００℃、約９００℃から約１３００℃、約１０００℃から約１３００℃、約１１００℃から約１３００℃、約１２００℃から約１３００℃、約７００℃から約１２００℃、約８００℃から約１２００℃、約７００℃から約１２００℃、約８００℃から約１２００℃、約９００℃から約１２００℃、約１０００℃から約１２００℃、約１１００℃から約１２００℃、約７００℃から約１１００℃、約８００℃から約１１００℃、約７００℃から約１１００℃、約８００℃から約１１００℃、約９００℃から約１１００℃、約１０００℃から約１１００℃、約７００℃から約１０００℃、約８００℃から約１０００℃、約７００℃から約１０００℃、約８００℃から約１０００℃、約９００℃から約１０００℃、約７００℃から約９００℃、約８００℃から約９００℃、または約７００℃から約８００℃の軟化点を有する。
いくつかの実施の形態において、クラッドの軟化点とコアの軟化点との間の差は、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、１００℃以上、１２５℃以上、１５０℃以上、２００℃以上、または２５０℃以上である。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスクラッドは、約３５０℃以上、約４００℃以上、約４５０℃以上、約５００℃以上、約５５０℃以上、約６００℃以上、または約６５０℃以上の歪み点を有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約３５０℃から約７００℃、約４００℃から約７００℃、約４５０℃から約７００℃、約５００℃から約７００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約３５０℃から約６５０℃、約４００℃から約６５０℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６５０℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、約３５０℃から約６００℃、約４００℃から約６００℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６００℃、約５５０℃から約６００℃、約３５０℃から約５５０℃、約４００℃から約５５０℃、約４５０℃から約５５０℃、約５００℃から約５５０℃、約３５０℃から約５００℃、約４００℃から約５００℃、約４５０℃から約５００℃、約３５０℃から約４５０℃、約４００℃から約４５０℃、または約３５０℃から約４００℃の歪み点を有する。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスコアは、約５００℃以上、約５５０℃以上、約６００℃以上、約６５０℃以上、約７００℃以上、約７５０℃以上、または約８００℃以上の歪み点を有し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約４５０℃から約８００℃、約５００℃から約８００℃、約５５０℃から約８００℃、約６００℃から約８００℃、約６５０℃から約８００℃、約７００℃から約８００℃、約７５０℃から約８００℃、約４５０℃から約７５０℃、約５００℃から約７５０℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７５０℃、約６０℃から約７５０℃、約７００℃から約７５０℃、約４５０℃から約７００℃、約５００℃から約７００℃、約５５０℃から約７００℃、約６００℃から約７００℃、約６５０℃から約７００℃、約４５０℃から約６５０℃、約５００℃から約６５０℃、約５５０℃から約６５０℃、約６００℃から約６５０℃、約４５０℃から約６００℃、約５００℃から約６００℃、約５５０℃から約６００℃、約４５０℃から約５５０℃、約５００℃から約５５０℃、または約４５０から約５００℃の歪み点を有する。
いくつかの実施の形態において、クラッドの歪み点とコアの歪み点との間の差は、２０℃以上、３０℃以上、４０℃以上、５０℃以上、６０℃以上、７０℃以上、８０℃以上、１００℃以上、１２５℃以上、１５０℃以上、または２００℃以上である。いくつかの実施の形態は、コアガラスの歪み点の温度（ガラスが１０14.68ポアズの粘度を有する温度として定義されることがある）がクラッドガラスの徐冷温度（ガラスが１０13.18ポアズの粘度を有する温度として定義されることがある）より高い、コアとクラッドの対を含むことがある。表１からの多くの組合せ、例えば、ガラスＢまたはガラスＧ（クラッド層）と組み合わされたガラスＭまたはガラスＰ（コア層）が、この基準を満たす。歪み点と徐冷点の特定の定義は、いくぶん異なることがある。また、ガラスの熱履歴および特別な粘度測定方法も、測定結果にある程度の変動を生じ得る。しかしながら、この記載の精神は、歪み点と徐冷点のどの一貫した定義、またはどの一貫した粘度測定方法を使用することによっても変わらない。
いくつかの実施の形態において、クラッド層は、積層板のコア層より低いかまたはほぼ同じＣＴＥを有する。いくつかの実施の形態において、クラッド層は、積層板のコア層より低いＣＴＥを有し−冷却の際にクラッド層を圧縮状態に置き、それゆえ、ガラス物品を強化する。その実施の形態によるガラス積層板１０が図１に概略示されている。この図は一定の縮尺で描かれていない。ガラス積層板１０は、ＣＴＥが比較的高いコアガラス層１１およびこのコアガラス層の各表面に積層された、ＣＴＥが比較的低いイオン交換可能なクラッドガラス層１２を備えている。以下により詳しく記載されるように、ＣＴＥが比較的低いクラッドガラス層は、クラッドガラス層がコアガラス層と融合するように高温でガラス層の表面を互いに結合させることによって、ＣＴＥが比較的高いコアガラス層に積層されている。次いで、その積層板は冷まされる。積層板が冷えるにつれて、ＣＴＥが比較的高いコアガラス層１１は、このコアガラス層の表面にしっかりと結合したＣＴＥが比較的低いクラッドガラス層１２よりも収縮する。冷却中のコアガラス層とクラッドガラス層の変動収縮のために、コアガラス層は張力（または引張応力）の状態に置かれ、外側のクラッドガラス層は圧縮（または圧縮応力）の状態に置かれる。このように、圧縮層の有益な非常に深い深さ（または単に層の深さもしくはＤＯＬ）が積層板１０内に形成される。約５０ＭＰａから約４００ＭＰａまたは７００ＭＰａの範囲にあるガラス表面での圧縮応力（または単にＣＳ）は、積層タイプの強化を使用して達成できるであろう。
別の実施の形態によれば、クラッドガラス層１２はコアガラス層１１の縁を越えて延在してもよく、クラッドガラス層の縁は、互いに接触するように曲げられて、互いに接着または融合されてもよい（図示せず）。張力状態にあるコアガラス層の縁は、圧縮状態にあるクラッドガラス層により被包されている。それゆえ、積層板の露出表面は全て圧縮状態にある。あるいは、コアガラス層１１の外縁の１つ以上がクラッドガラス層１２の対応する外縁を越えて延在してよい、またはクラッドガラス層とコアガラス層の縁は同じ広がりを持ってもよい。
いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約２５×１０-7／℃以上、約３０×１０-7／℃以上、約３５×１０-7／℃以上、約４０×１０-7／℃以上、約４５×１０-7／℃以上、約５０×１０-7／℃以上の熱膨張係数（「ＣＴＥ」）を有し得る。いくつかの実施の形態において、クラッドのＣＴＥは、約２５×１０-7から約５０×１０-7、約２５×１０-7から約４５×１０-7、約２５×１０-7から約４０×１０-7、約２５×１０-7から約３５×１０-7、約２５×１０-7から約３０×１０-7、約３０×１０-7から約５０×１０-7、約３０×１０-7から約４５×１０-7、約３０×１０-7から約４０×１０-7、約３０×１０-7から約３５×１０-7、約３５×１０-7から約５０×１０-7、約３５×１０-7から約４５×１０-7、約３５×１０-7から約４０×１０-7、約４０×１０-7から約５０×１０-7、約４０×１０-7から約４５×１０-7、または約４５×１０-7から約５０×１０-7／℃である。
いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約３０×１０-7／℃以上、約３５×１０-7／℃以上、約４０×１０-7／℃以上、約４５×１０-7／℃以上、約５０×１０-7／℃以上、約５５×１０-7／℃以上、約６０×１０-7／℃以上、約６５×１０-7／℃以上、約７０×１０-7／℃以上、約７５×１０-7／℃以上、約８０×１０-7／℃以上、約８５×１０-7／℃以上、または約９０×１０-7／℃以上の熱膨張係数を有し得る。いくつかの実施の形態において、コアのＣＴＥは、約４０×１０-7から約１００×１０-7、約５０×１０-7から約１００×１０-7、約６０×１０-7から約１００×１０-7、約７０×１０-7から約１００×１０-7、約８０×１０-7から約１００×１０-7、約９０×１０-7から約１００×１０-7、約４０×１０-7から約９０×１０-7、約５０×１０-7から約９０×１０-7、約６０×１０-7から約９０×１０-7、約７０×１０-7から約９０×１０-7、約８０×１０-7から約９０×１０-7、約４０×１０-7から約８０×１０-7、約５０×１０-7から約８０×１０-7、約６０×１０-7から約８０×１０-7、約７０×１０-7から約８０×１０-7、約４０×１０-7から約７０×１０-7、約５０×１０-7から約７０×１０-7、または約６０×１０-7から約７０×１０-7／℃である。
この記載および添付の特許請求の範囲においてクラッドガラスに関して使用される「ＣＴＥが比較的低い」または「低ＣＴＥ」という用語は、少なくとも約１０×１０-7／℃だけ出発組成のコアガラスのＣＴＥより低いＣＴＥを有する出発ガラス組成（例えば、板引き、積層およびイオン交換前）を有するガラスを意味する。クラッドガラスのＣＴＥは、コアガラスのＣＴＥより、約１０×１０-7／℃から約７０×１０-7／℃、約１０×１０-7／℃から約６０×１０-7／℃、または約１０×１０-7／℃から約５０×１０-7／℃の範囲の量だけ低いこともある。例えば、コアガラスは約１００×１０-7／℃のＣＴＥを有することがあり、クラッドガラスは約５０×１０-7／℃のＣＴＥを有することがあり、よって、コアガラスとクラッドガラスのＣＴＥ間に約５０×１０-7／℃の差がある。
いくつかの実施の形態において、コアガラスは、クラッドガラスのＴｇまたは徐冷点に近い温度で、クラッドガラスよりも少なくとも約２５倍高い粘度を有する。他の実施の形態において、コアガラスの粘度は、クラッドガラスのＴｇまたは徐冷点に近い温度でクラッドガラスの粘度の少なくとも約２倍、５倍、１０倍、または２０倍であることがある。
フュージョン成形されるガラス組成物の場合、コアガラスとクラッドガラスの軟化温度または徐冷温度の不一致は、これら２つのガラスの粘度がフュージョン成形温度と積層温度で一致しないことを必ずしも意味しない。それゆえ、いくつかの実施の形態において、コアガラスとクラッドガラスが、それらの軟化点または徐冷点に近い温度でのコアガラスとクラッドガラスとの間の粘度の大きい不一致に対して、フュージョン成形温度と積層温度でより厳密に一致する粘度を有することが望ましい。例えば、好ましいガラス積層板の対は、クラッド層の徐冷点に近い温度でクラッド層より少なくとも２倍高い粘度を有するコア層を備えることがあるが、その同じコアとクラッドの組合せは、フュージョン成形温度に近い温度で１．５倍以下の粘度差を有する。あるいは、コアとクラッドの粘度は、クラッドの徐冷点に近い温度で５倍超異なって差し支えないが、その同じ対の粘度は、フュージョン成形中に使用される温度に近いより高い温度で２倍未満しか異ならない。表１からの、この基準を満たす１つの具体的なガラスの組合せは、ガラスＬ（コア層）と組み合わされたガラスＢ（クラッド層）である。別の実施の形態において、コアガラスとクラッドガラスの粘度は、クラッドの徐冷温度近くで１０倍以上異なり得るが、その粘度は、より高い（成形）温度では５倍以下しか異なり得ない。
いくつかの実施の形態において、クラッド層は、実際に、成形または積層温度でコア層より高い粘度を有することがあるが、クラッド層は、それらの徐冷温度でコア層よりも低い粘度を有することがある。この場合の例としての組合せは、ガラスコードＬまたはガラスコードＭ（コア層）と組み合わされたガラスコードＣ（クラッド層）であろう。そのような組合せは、許容されるか、またはある場合には好ましいことさえあるであろう。溶融物の形状に応じて、溶融および成形中の粘度がより高いクラッド層すなわち外側層は、コア層の粘度が、成形中に、通常は理想的と考えられるであろうものよりいくぶん低い場合でさえ、粘度がより低いコア層を拘束し、成形（例えば、積層板フュージョン成形）中に所望の物品の形状を維持することができる。
クラッドとコアの組成の例示の実施の形態が、表１に示されている。具体的な組成と成分量が下記により詳しく与えられているが、いくつかの実施の形態において、クラッドの組成は（モル％で）：６５〜８５％のＳｉＯ2、０〜５％のＡｌ2Ｏ3、８〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜８％のＮａ2Ｏ、０〜５％のＫ2Ｏ、および０〜５％のＬｉ2Ｏを含み得、ここで、全Ｒ2Ｏ（アルカリ）は、清澄剤などの様々な他の添加物と共に１０モル％未満である。同様に、コアの組成は、例えば、５５〜７５％のＳｉＯ2、２〜１５％のＡｌ2Ｏ3、０〜１２％のＢ2Ｏ3、０〜１８％のＮａ2Ｏ、０〜５％のＫ2Ｏ、０〜８％のＭｇＯ、および０〜１０％のＣａＯを含むことがあり、ここで、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの全モル％（総計）は少なくとも約１０モル％である。
クラッドガラスの好ましい一群に、アルカリホウケイ酸塩がある。ホウ素は、低いＣＴＥを保有しながら、これらのガラスの軟化温度と徐冷温度を低下させることが知られている。それと同時に、これらのガラスは、中くらいから高いシリカ含有量を有することができ、これは低ＣＴＥを維持するのに役立つ。これらのガラスのあるものは、高温で相分離することが知られており、このことは、時間依存性粘度により導入される変動性のために、溶融中と成形中に望ましくないであろう。いくつかの好ましいアルカリホウケイ酸塩クラッド組成物において、相分離は、そのガラスに０．２〜５モル％のＡｌ2Ｏ3を添加することによって、抑制できる。
本発明のガラス組成物を製造するのに使用される原材料および／または設備の結果として、意図的に加えられないある不純物または成分が、最終的なガラス組成物中に存在し得る。そのような材料は、微量でガラス組成物中に存在し、「混入物」としてここに称される。
ここに用いたように、ある化合物を０モル％有するガラス組成物は、その化合物、分子、または元素がその組成物に意図的に添加されなかったが、その組成物がそれでも、典型的に混入量または微量で、その化合物を含むことがあることを意味すると定義される。同様に、「ナトリウム不含有」、「アルカリ不含有」、「カリウム不含有」などは、その化合物、分子、または元素がその組成物に意図的に添加されなかったが、その組成物がそれでも、ナトリウム、アルカリ、またはカリウムを含むことがあるが、ほぼ混入量または微量であることを意味すると定義される。
ガラスの形成に関与する酸化物であるＳｉＯ2は、ガラスの網目構造を安定化させる機能を果たす。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約５０から約８５モル％のＳｉＯ2を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約５８から約８３モル％のＳｉＯ2を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約５０から約８５モル％、約５０から約８３モル％、約５０から約８０モル％、約５０から約７５モル％、約５０から約７０モル％、約５０から約６５モル％、約５０から約６０モル％、約５０から約５５モル％、約５５から約８５モル％、約５５から約８３モル％、約５５から約８０モル％、約５５から約７５モル％、約５５から約７０モル％、約５５から約６５モル％、約５５から約６０モル％、約５８から約８５モル％、約５８から約８３モル％、約５８から約８０モル％、約５８から約７５モル％、約５８から約７０モル％、約５８から約６５モル％、約５８から約６０モル％、約６０から約８５モル％、約６０から約８３モル％、約６０から約８０モル％、約６０から約７５モル％、約６０から約７０モル％、約６０から約６５モル％、約６５から約８５モル％、約６５から約８３モル％、約６５から約８０モル％、約６５から約７５モル％、約６５から約７０モル％、約７０から約８５モル％、約７０から約８３モル％、約７０から約８０モル％、約７０から約７５モル％、約７５から約８５モル％、約７５から約８３モル％、約７５から約８０モル％、約８０から約８５モル％、約８０から約８３モル％、または約８３から約８５モル％のＳｉＯ2を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、または８５モル％のＳｉＯ2を含む。
いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５０から約７５モル％のＳｉＯ2を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約６０から約７１モル％のＳｉＯ2を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５０から約７５モル％、約５０から約７１モル％、約５０から約６５モル％、約５０から約６０モル％、約５０から約５５モル％、約５５から約７５モル％、約５５から約７１モル％、約５５から約６５モル％、約５５から約６０モル％、約６０から約７５モル％、約６０から約７１モル％、約６０から約６５モル％、約６５から約７５モル％、約６５から約７１モル％、または約７０から約７５モル％のＳｉＯ2を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、または７５モル％のＳｉＯ2を含む。
Ａｌ2Ｏ3は、ａ）可能な最低の液相線温度を維持する、ｂ）熱膨張係数を低下させる、またはｃ）歪み点を高める：ことがある。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０から約２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０超から約２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０から約２０モル％、０から約１５モル％、０から約１０モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、０超から約２０モル％、０超から約１５モル％、０超から約１０モル％、０超から約５モル％、０超から約３モル％、約３から約２０モル％、約３から約１５モル％、約３から約１０モル％、約３から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１５モル％、約５から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１５モル％、または約１５から約２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。
いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５から約２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含む。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約９から約１７モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５から約２０モル％、約５から約１７モル％、約５から約１０モル％、約９から約２０モル％、約９から約１７モル％、または約１５から約２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０モル％のＡｌ2Ｏ3を含み得る。
ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3のように、Ｂ2Ｏ3は、ガラス網目構造の形成に寄与する。従来、Ｂ2Ｏ3は、ガラス組成物の粘度を減少させるためにそのガラス組成物に添加される。しかしながら、ここに記載したいくつかの実施の形態において、Ｂ2Ｏ3は、Ｋ2ＯおよびＡｌ2Ｏ3（存在する場合）の添加と協働して、ガラス組成物の徐冷点を上昇させ、液相線粘度を増加させ、アルカリ移動性を阻害する働きをする。あるいは、いくつかの実施の形態において、Ｂ2Ｏ3は、ガラスを軟化させ、その溶融を容易にする融剤として使用できる。Ｂ2Ｏ3はまた、非架橋酸素原子（ＮＢＯ）と反応して、ＢＯ4四面体の形成によって、ＮＢＯを架橋酸素原子に転化させることもあり、このことは、弱いＮＢＯの数を最小にすることによって、ガラスの靭性を増大させる。Ｂ2Ｏ3はまた、ガラスの硬度を低下させ、このことは、より大きい靭性と組み合わされたときに、脆性を減少させ、それによって、機械的に耐久性であるガラスを生じ、このことは有益であり得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０から約３０モル％のＢ2Ｏ3を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約５から約２５モル％のＢ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０から約３０モル％、０から約２５モル％、０から約２０モル％、０から約１５モル％、０から約１０モル％、０から約５モル％、約５から約３０モル％、約５から約２５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１５モル％、約５から約１０モル％、約１０から約２５モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１５モル％、約１５から約３０モル％、約１５から約２５モル％、約１５から約２０モル％、約２０から約３０モル％、約２０から約２５モル％、約２５から約３０モル％、または約３０から約３５モル％のＢ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、または３０モル％のＢ2Ｏ3を含み得る。
いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、０から約２０モル％のＢ2Ｏ3を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約５から約２５モル％のＢ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、０から約２０モル％、０から約１８モル％、０から約１５モル％、０から約１２モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約８から約２０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１８モル％、約１２から約１５モル％、約１５から約２０モル％、約１５から約１８モル％、または約１８から約２０モル％のＢ2Ｏ3を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０モル％のＢ2Ｏ3を含み得る。
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＢａＯは、より高い温度ではガラスの粘度を減少させるのに効果的であり、より低い温度ではガラスの粘度を高めるのに効果的であるので、それらは、溶融特性の改善および歪み点の上昇のために使用されることがある。しかしながら、ＭｇＯとＣａＯの両方が過剰な量で使用されると、ガラスの相分離と失透の傾向が増してしまう。ここに定義されるように、ＲＯは、前記モル％のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯからなる。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約４０モル％のＲＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２５モル％のＲＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約４０モル％、０から約３５モル％、０から約３０モル％、０から約２５モル％、０から約２０モル％、０から約１５モル％、０から約１０モル％、０から約５モル％、約５から約４０モル％、約５から約３５モル％、約５から約３０モル％、約５から約２５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１５モル％、約５から約１０モル％、約１０から約４０モル％、約１０から約３５モル％、約１０から約２５モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１５モル％、約１５から約４０モル％、約１５から約３５モル％、約１５から約３０モル％、約１５から約２５モル％、約１５から約２０モル％、約２０から約４５モル％、約２０から約４０モル％、約２０から約３５モル％、約２０から約３０モル％、約２０から約２５モル％、約２５から約４０モル％、約２５から約３５モル％、約２５から約３０モル％、約３０から約４０モル％、約３０から約３５モル％、または約３５から約４０モル％のＲＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９または４０モル％のＲＯを含み得る。
いくつかの実施の形態において、ＭｇＯは、他のアルカリ土類化合物（例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯ）と組み合わせて使用された場合、溶融温度を低下させる、歪み点を上昇させる、またはＣＴＥを調節するためにガラスに添加することができる。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０超から約２０モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約１０モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％、０から約１８モル％、０から約１５モル％、０から約１２モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、約３から約２０モル％、約３から約１８モル％、約３から約１５モル％、約３から約１２モル％、約３から約１０モル％、約３から約８モル％、約３から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約８から約２０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１８モル％、約１２から約１５モル％、約１５から約２０モル％、約１５から約１８モル％、または約１８から約２０モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０モル％のＭｇＯを含み得る。
いくつかの実施の形態において、ＣａＯは、より高い歪み点、より低い密度、およびより低い溶融温度に寄与し得る。より一般的に、ＣａＯは、特定の可能性のある失透相、特に、灰長石（ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8）の成分であり得、この相は、類似のナトリウム相である曹長石（ＮａＡｌＳｉ3Ｏ8）を有する完全な固溶体を有する。ＣａＯ源には、体積および低コストが要因である程度まで、安価な材料である石灰石があり、いくつかの実施の形態において、ＣａＯ含有量を、他のアルカリ土類酸化物に対して適度に達成できるほど高くすることが有用であり得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約１０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０超から約２０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％、０から約１８モル％、０から約１５モル％、０から約１２モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、約３から約２０モル％、約３から約１８モル％、約３から約１５モル％、約３から約１２モル％、約３から約１０モル％、約３から約８モル％、約３から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約８から約２０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１８モル％、約１２から約１５モル％、約１５から約２０モル％、約１５から約１８モル％、または約１８から約２０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０モル％のＣａＯを含み得る。
いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から２０モル％のＳｒＯを含み得る。ＳｒＯは、より高い熱膨張係数に寄与し得、ＳｒＯとＣａＯの相対的比率を操作して、液相線温度、それゆえ、液相線粘度を改善することができる。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約１８モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約１５モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、約から約１０モル％のＳｒＯを含み得る。他の実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０超から約１０モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％、０から約１８モル％、０から約１５モル％、０から約１２モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、約３から約２０モル％、約３から約１８モル％、約３から約１５モル％、約３から約１２モル％、約３から約１０モル％、約３から約８モル％、約３から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約８から約２０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１８モル％、約１２から約１５モル％、約１５から約２０モル％、約１５から約１８モル％、または約１８から約２０モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０モル％のＳｒＯを含み得る。
いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から２０モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０超から２０モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から１０モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、０から約２０モル％、０から約１８モル％、０から約１５モル％、０から約１２モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、約３から約２０モル％、約３から約１８モル％、約３から約１５モル％、約３から約１２モル％、約３から約１０モル％、約３から約８モル％、約３から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約８から約２０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１８モル％、約１２から約１５モル％、約１５から約２０モル％、約１５から約１８モル％、または約１８から約２０モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとガラスコアは、独立して、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０モル％のＢａＯを含み得る。
一般に、アルカリ陽イオンは、ＣＴＥを急激に上昇させ得るが、歪み点を低下させ得、それらがどれだけ添加されるかに応じて、溶融温度を上昇させ得る。ＣＴＥを上昇させるのに最も効率の悪いアルカリ酸化物はＬｉ2Ｏであり、ＣＴＥを上昇させるのに最も効果的なアルカリ酸化物はＣｓ2Ｏである。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０から約１０モル％のＭ2Ｏを含み得、ここで、Ｍは、アルカリ陽イオンＮａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｒｂ、およびＣｓの１つ以上である。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドのＭ2Ｏは、微量しかＮａ2Ｏを含み得ない。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドのＭ2Ｏは、微量しかＮａ2ＯとＫ2Ｏを含み得ない。ある実施の形態において、ガラスクラッドのアルカリは、Ｌｉ、Ｋ、およびＣｓまたはそれらの組合せであり得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、実質的にアルカリ不含有である、例えば、アルカリ金属の含有量は、約１質量パーセント以下、０．５質量パーセント以下、０．２５モル％以下、０．１モル％以下または０．０５モル％以下であり得る。いくつかの実施の形態によるガラスクラッドは、意図的に添加されたアルカリの陽イオン、化合物、または金属を実質的に含まなくて差し支えない。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、０から約１０モル％、０から約９モル％、０から約８モル％、０から約７モル％、０から約６モル％、０から約５モル％、０から約４モル％、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、約１から約１０モル％、約１から約９モル％、約１から約８モル％、約１から約７モル％、約１から約６モル％、約１から約５モル％、約１から約４モル％、約１から約３モル％、約１から約２モル％、約２から約１０モル％、約２から約９モル％、約２から約８モル％、約２から約７モル％、約２から約６モル％、約２から約５モル％、約２から約４モル％、約２から約３モル％、約３から約１０モル％、約３から約９モル％、約３から約８モル％、約３から約７モル％、約３から約６モル％、約３から約５モル％、約３から約４モル％、約４から約１０モル％、約４から約９モル％、約４から約８モル％、約４から約７モル％、約４から約６モル％、約４から約５モル％、約５から約１０モル％、約５から約９モル％、約５から約８モル％、約５から約７モル％、約５から約６モル％、約６から約１０モル％、約６から約９モル％、約６から約８モル％、約６から約７モル％、約７から約１０モル％、約７から約９モル％、約７から約８モル％、約８から約１０モル％、約８から約９モル％、または約９から約１０モル％のＭ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０モル％のＭ2Ｏを含み得る。
いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、０から約２０モル％のＭ2Ｏを含み得、ここで、Ｍは、アルカリ陽イオンＮａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｒｂ、およびＣｓの１つ以上である。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、０超から２０モル％のＭ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、０から１０モル％のＭ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアのＭ2Ｏは、微量しかＮａ2Ｏを含み得ない。いくつかの実施の形態において、ガラスコアのＭ2Ｏは、微量しかＮａ2ＯとＫ2Ｏを含み得ない。ある実施の形態において、ガラスコアのアルカリは、Ｌｉ、Ｋ、およびＣｓまたはそれらの組合せであり得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、実質的にアルカリ不含有である、例えば、アルカリ金属の含有量は、約１質量パーセント以下、０．５質量パーセント以下、０．２５モル％以下、０．１モル％以下または０．０５モル％以下であり得る。いくつかの実施の形態によるガラスコアは、意図的に添加されたアルカリの陽イオン、化合物、または金属を実質的に含まなくて差し支えない。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、０から約２０モル％、０から約１８モル％、０から約１５モル％、０から約１２モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、約３から約２０モル％、約３から約１８モル％、約３から約１５モル％、約３から約１２モル％、約３から約１０モル％、約３から約８モル％、約３から約５モル％、約５から約２０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約８から約２０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、約１０から約２０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１８モル％、約１２から約１５モル％、約１５から約２０モル％、約１５から約１８モル％、または約１８から約２０モル％のＭ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスコアは、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０モル％のＭ2Ｏを含み得る。
ナトリウム場合におけるように、カリウムも、標準的なソーダ石灰ガラス組成物中に一般に見られる元素またはイオンである。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとコアは、独立して、０から約１０モル％のＫ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとコアは、独立して、０から約５モル％のＫ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとコアは、独立して、０から約１０モル％、０から約９モル％、０から約８モル％、０から約７モル％、０から約６モル％、０から約５モル％、０から約４モル％、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、約１から約１０モル％、約１から約９モル％、約１から約８モル％、約１から約７モル％、約１から約６モル％、約１から約５モル％、約１から約４モル％、約１から約３モル％、約１から約２モル％、約２から約１０モル％、約２から約９モル％、約２から約８モル％、約２から約７モル％、約２から約６モル％、約２から約５モル％、約２から約４モル％、約２から約３モル％、約３から約１０モル％、約３から約９モル％、約３から約８モル％、約３から約７モル％、約３から約６モル％、約３から約５モル％、約３から約４モル％、約４から約１０モル％、約４から約９モル％、約４から約８モル％、約４から約７モル％、約４から約６モル％、約４から約５モル％、約５から約１０モル％、約５から約９モル％、約５から約８モル％、約５から約７モル％、約５から約６モル％、約６から約１０モル％、約６から約９モル％、約６から約８モル％、約６から約７モル％、約７から約１０モル％、約７から約９モル％、約７から約８モル％、約８から約１０モル％、約８から約９モル％、または約９から約１０モル％のＫ2Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとコアは、約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０モル％のＫ2Ｏを含み得る。
追加の利益を与えるために、前記ガラス組成物中に追加の成分を含ませても差し支えない。例えば、清澄剤として（例えば、ガラスを製造するために使用される溶融されたバッチ材料からのガス状包有物の除去を促進するため）および／または他の目的のために、追加成分を添加しても差し支えない。いくつかの実施の形態において、ガラスは、紫外線吸収剤として有用な化合物を１種類以上含んでもよい。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとコアは、独立して、ＴｉＯ2、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＭｏＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＣｄＯ、ＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ、Ｂｒ、またはそれらの組合せを５モル％以下含むことができる。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドとコアは、独立して、ＴｉＯ2、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＭｏＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＣｄＯ、ＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ、Ｂｒ、またはそれらの組合せを０から約５モル％、０から約３モル％、０から約２モル％、０から１モル％、０から０．５モル％、０から０．１モル％、または０から０．００５モル％含むことができる。
いくつかの実施の形態によるガラス組成物（例えば、上述したガラスのいずれか）は、例えば、ガラスが清澄剤としてＣｌおよび／またはＢｒを含む場合のように、Ｆ、Ｃｌ、またはＢｒを含むことができる。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスは、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、またはそれらの組合せを実質的に含まないことがあり得る。例えば、ガラスは、０．０５質量パーセント以下しかＳｂ2Ｏ3またはＡｓ2Ｏ3、もしくはそれらの組合せを含まないことがあり得る、ガラスは、ゼロ質量パーセントのＳｂ2Ｏ3またはＡｓ2Ｏ3、もしくはそれらの組合せを含むことがある、もしくはガラスは、例えば、どのような意図的に添加されるＳｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、またはそれらの組合せも含まないことがある。
いくつかの実施の形態によるガラスは、商業的に作られたガラスに典型的に見られる汚染物質をさらに含み得る。それに加え、または代わりに、ガラス組成物の溶融または成形特徴を損なわずに、他のガラス成分に対して調整を行いながらであるが、多種多様な他の酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＭｏＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＷＯ3、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5など）を添加してもよい。いくつかの実施の形態によるガラスがそのような他の酸化物をさらに含む場合、そのような他の酸化物の各々は、典型的に、約３モル％、約２モル％、または約１モル％を超えない量で存在し、それらの合計濃度は、典型的に、約５モル％、約４モル％、約３モル％、約２モル％、または約１モル％以下である。いくつかの環境において、使用される量のために、前記組成物が上述した範囲から外れない限り、それより多量を使用しても差し支えない。いくつかの実施の形態によるガラスは、バッチ材料に関連するおよび／またはガラスを製造するために使用される溶融、清澄、および／または成形設備によりガラス中に導入される様々な汚染物質（例えば、ＺｒＯ2）も含み得る。
いくつかの実施の形態において、組成物は、クラッド層の軟化または徐冷温度を低下させるために鉛（Ｐｂ）を含んで差し支えないが、環境上の懸念のために、それは一般的に避けられる。
ここに記載されたいくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、重金属および重金属を含有する化合物を実質的に含まない。重金属および重金属を含有する化合物を実質的に含まないガラス組成物は、「ＳｕｐｅｒＧｒｅｅｎ（環境に非常に優しい）」ガラス組成物と称されることもある。ここに用いた「重金属」という用語は、Ｂａ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃｄ、およびＰｂを指す。
クラッドまたはコア組成物は、サングラス、車の窓などのための紫外線または赤外線吸収剤などの、ＥＭスペクトルの特定の部分を吸収する着色剤または添加剤も含んで差し支えない。
ここに記載されたガラスクラッドまたはコア組成物は、それらの組成物を、フュージョンドロー法に使用するのに、特に、フュージョン積層法(fusion laminate process)に使用するのに適切にする液相線粘度を有する。いくつかの実施の形態において、その液相線粘度は約２５０キロポアズ以上である。いくつかの他の実施の形態において、液相線粘度は３５０キロポアズ以上またさらには５００キロポアズ以上であることがある。いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラスクラッドとコアの高い液相線粘度値は、ガラス組成物中の過剰なアルカリ成分（すなわち、Ｍ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3）のために、高濃度の四面体ホウ素との高いＳｉＯ2濃度の組合せによる。
ここに記載されたガラスクラッドおよびコア組成物は、液相線粘度のように、そのガラスを、フュージョンドロー法、特に、フュージョン積層法に使用するのに適切にする低い液相線温度を有する。低い液相線温度により、フュージョンドロー法中にガラスが失透するのが防がれる。このことは、高品質の均質ガラスおよび一貫した流動挙動を確実にする。いくつかの実施の形態において、ガラスクラッドは約９００℃以下の液相線温度を有し、コアは約１０５０℃以下の液相線温度を有する。いくつかの他の実施の形態において、コアの液相線温度は、約１０００℃以下またさらには約９５０℃以下であることがある。いくつかの実施の形態において、ガラスコアの液相線温度は９００℃以下であることがある。いくつかの他の実施の形態において、クラッドの液相線温度は、約８５０℃以下またさらには約７５０℃以下であることがある。いくつかの他の実施の形態において、クラッドの液相線温度は約７００℃以下またさらにはそれより低いことがある。ガラス組成物の液相線温度は、Ｂ2Ｏ3、アルカリ酸化物および／またはアルカリ土類酸化物の濃度が増加するにつれて、一般に減少する。
本発明の１つの態様は、積層板のクラッド層のＴｇ、徐冷点、または軟化点に近い（２００℃以内の）温度でナノテクスチャ付き表面を形成する能力である。これにより、コア層のより高いＴｇ、徐冷点、または軟化点を使用した全体の板形状の表面テクスチャ付けおよび維持の両方が可能になる。何故ならば、テクスチャ付けは、コア層さえ著しく軟化させるであろうような高温で行う必要がないからである。このように、積層構造は、全体的な物品形状を維持しながら表面のナノテクスチャ付けの利益を、物品強度のための表面圧縮、および強固な表面耐引掻性を組み合わせる。
そのナノテクスチャ付き表面は、ナノ粒子でできていてもよい、またはテクスチャ付けプロセスによるクラッド層の変更により行ってもよい。ここに用いたテクスチャ付けは、基板との接触またはナノ粒子のガラスクラッドへの接着などの、ガラスクラッドの表面構造を変更したどのプロセスであってもよい。ナノテクスチャ付き表面を形成するためにガラスと接触させることのできる基板には、例えば、表面構造を有する金属およびセラミックローラなどがある。
「ナノ粒子」という用語は、最も短い軸に沿った平均直径が約１ｎｍと約１０，０００ｎｍの間にある粒子／成分を称する。ナノ粒子は、ナノクラスタ、ナノ粉末、ナノ結晶、固体ナノ粒子、ナノチューブ、量子ドット、ナノ繊維、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノシェル、フラーレン、および高分子とデンドリマーなどの大型分子成分、並びにそれらの組合せをなどのナノスケールの組成物をさらに含む。ナノ粒子は、以下に限られないが、金属、ガラス、セラミック、無機または金属酸化物、高分子、または有機分子、もしくはそれらの組合せなどの、前記実施の形態に適合するどの材料からなってもよい。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、またはそれらの組合せからなる。
いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、高分子、金属、金属酸化物、金属硫化物、金属セレン化物、金属テルル化物、金属リン酸塩、無機複合体、有機複合体、無機／有機複合体、またはそれらの組合せからなるナノ粒子を含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、またはそれらの組合せからなるナノ粒子を含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ナノ粒子を含み、約５ｎｍから約１０，０００ｎｍの平均厚さを有する。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ナノ粒子を含み、約５ｎｍから約１０００ｎｍの平均厚さを有する。
「結合剤」という用語は、少なくとも一部には、ガラスクラッドにナノ粒子層を結合するために使用されることがある材料を称する。いくつかの実施の形態において、結合剤は、ガラス基板にナノ粒子層を接着するために使用される。いくつかの実施の形態において、結合剤は、アルカリケイ酸塩ホウ酸塩、またはリン酸塩を含むが、それが使用される実施の形態における支持要素にナノ粒子層を結合させることに適合するどんな材料を含んでもよい。例えば、結合剤は、塗布性を改善するために界面活性剤を含んでもよい。ナノ粒子層は、結合剤に化学的、機械的、または物理的に結合されている、および／または結合剤中に埋め込まれていることがある。
ナノ粒子層は、ガラスプロセス中またはガラス冷却後に形成してもよい。ガラスが熱いうちに、すなわち、Ｔｇ、徐冷温度、歪み点、または軟化点で、その近くでまたはそれより高い温度で行われる場合、焼結または静電沈着などの方法。表面にテクスチャを付ける１つの具体的な方法の例は、クラッドガラス層の徐冷点近くの温度で積層板の表面にシリカ、ホウケイ酸塩、もしくは他のガラスまたは無機ナノ粒子を焼結させることである。非積層ガラスに関する実験において、シリカナノ粒子は、ガラスの徐冷点を超えるが、一般にガラスの軟化点よりはるかに低い（９０℃以上低い）温度で、ガラスの表面に効果的に焼結させることができる。これらの粒子は、この熱処理によりガラスの表面に対する非常に強力な結合を形成し、強固で耐久性のあるテクスチャ付き表面がもたらされる。
ナノ粒子層は、ガラスがＴｇ、徐冷温度、歪み点、または軟化点より低い状態にあるときに形成されることがあり、一旦形成されると、続いて、そのガラスを加熱して、ナノ粒子層を接着することができる。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層の形成は、浸漬被覆、回転塗布、スロット・コーティング、ラングミュアーブロジェット堆積、エレクトロスプレーイオン化、直接ナノ粒子堆積、蒸着、化学蒸着、真空濾過、フレーム溶射、電子スプレイ、噴霧析出、電着、スクリーン印刷、近接昇華法、ナノインプリントリソグラフィー、その場成長、マイクロ波支援化学蒸着、レーザアブレーション、アーク放電または化学エッチングを含む。いくつかの実施の形態において、そのコーティングの厚さは、被覆速度の関数を含む。いくつかの実施の形態において、その厚さは、ナノ粒子層の濃度の関数を含む。
ナノ粒子被覆表面の使用は、反射防止コーティングとして全反射パーセントが低い（４５０〜６５０ｎｍで１％以下）表面を得るために、もしくは疎油性（油静的接触角＞９０°）、超疎油性（＞１５０°）、および疎水性（水静的接触角＞９０°）または超疎水性（＞１５０°）であるペルフルオロポリエーテルシラン（例えば、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ ＤＣ２６３４）またはフルオロアルキルシラン（例えば、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリメトキシシラン（Ｃ8Ｆ17（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＯＭｅ）3、Ｇｅｌｅｓｔ）または炭化水素シラン（例えば、オクタデシルトリメトキシシラン、Ｇｅｌｅｓｔ）コーティングで改良された指紋防止表面として、有益であることが示されている。疎油性という用語は、室温（２２〜２５℃）でオレイン酸静的接触角≧９０°を有する表面を称する。疎水性という用語は、室温（２２〜２５℃）で水静的接触角≧９０°を有する表面を称する。いくつかの実施の形態において、接触角は、ゴニオメータ（例えば、独国、Ｋｒｕｓｓ ＧｍｂＨ社製のＤｒｏｐ Ｓｈａｐｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ ＤＳＡ１００）を使用して測定される。ナノ粒子を使用することが都合よいであろう他の用途としては、光起電表面、抗菌性コーティングおよび触媒用途が挙げられる。本実施の形態は、耐久性であり、その上、イオン交換可能であり、表面強化手法を構造の形成後に行うことができる構造を製造することによって、多くの新規の用途における、これらの特有の表面特性を使用する能力を高める。
実施の形態に使用してよいナノ粒子の例としては、以下に限られないが、イソプロパノール中の１０〜２００ｎｍのコロイドシリカディスパージョン（米国、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃａｓｏｌ）、水中の１０〜２００ｎｍのコロイドシリカディスパージョン（米国、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、ＳＮＯＷＴＥＸ（登録商標））、水中の１００〜５００ｎｍのコロイドシリカディスパージョン（Ｃｏｒｐｕｓｃｕｌａｒ Ｉｎｃ．）に及ぶ市販のシリカナノ粒子、アルミナディスパージョン（Ｓａｓｏｌ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ、ＤＩＳＰＥＲＡＬ（登録商標）、ＤＩＳＰＡＬ（登録商標）および米国、Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ、ＡＥＲＯＤＩＳＰ（登録商標））、ジルコニアディスパージョン（米国、Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、ＮａｎｏＵｓｅ ＺＲ）、およびチタニアディスパージョン（米国、Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ、「ＡＥＲＯＤＩＳＰ」ＶＰ ＤＩＳＰ．）が挙げられる。
ナノ粒子の粒子サイズは分布特性であり得ることが理解されよう。さらに、いくつかの実施の形態において、ナノ粒子は、異なるサイズまたは分布、もしくは複数のサイズまたは分布を有することがある。それゆえ、特定のサイズは、個々の粒子サイズの分布に関連する平均粒子直径または半径を称し得る。いくつかの実施の形態において、使用されるナノ粒子のサイズは、励起光源の波長に依存する。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子のサイズは被検体に依存する。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層のナノ粒子は、約５ｎｍから約１００００ｎｍ、約５ｎｍから約７５００ｎｍ、約５ｎｍから約５０００ｎｍ、約５ｎｍから約２５００ｎｍ、約５ｎｍから約２０００ｎｍ、約５ｎｍから約１５００ｎｍ、約５ｎｍから約１２５０ｎｍ、約５ｎｍから約１０００ｎｍ、約５ｎｍから約７５０ｎｍ、約５ｎｍから約５００ｎｍ、約５ｎｍから約２５０ｎｍ、約５ｎｍから約２００ｎｍ、約５ｎｍから約１５０ｎｍ、約５ｎｍから約１２５ｎｍ、約５ｎｍから約１００ｎｍ、約５ｎｍから約７５ｎｍ、約５ｎｍから約５０ｎｍ、約５ｎｍから約２５ｎｍ、約５ｎｍから約２０ｎｍ、約１０ｎｍから約１０００ｎｍ、約１０ｎｍから約７５０ｎｍ、約１０ｎｍから約５００ｎｍ、約１０ｎｍから約２５０ｎｍ、約１０ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１５０ｎｍ、約１０ｎｍから約１２５ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１０ｎｍから約７５ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約１０ｎｍから約２５ｎｍ、約１０ｎｍから約２０ｎｍ、約２０ｎｍから約１０００ｎｍ、約２０ｎｍから約７５０ｎｍ、約２０ｎｍから約５００ｎｍ、約２０ｎｍから約２５０ｎｍ、約２０ｎｍから約２００ｎｍ、約２０ｎｍから約１５０ｎｍ、約２０ｎｍから約１２５ｎｍ、約２０ｎｍから約１００ｎｍ、約２０ｎｍから約７５ｎｍ、約２０ｎｍから約５０ｎｍ、約２０ｎｍから約２５ｎｍ、約５０ｎｍから約１０００ｎｍ、約５０ｎｍから約７５０ｎｍ、約５０ｎｍから約５００ｎｍ、約５０ｎｍから約２５０ｎｍ、約５０ｎｍから約２００ｎｍ、約５０ｎｍから約１５０ｎｍ、約５０ｎｍから約１２５ｎｍ、約５０ｎｍから約１００ｎｍ、約５０ｎｍから約７５ｎｍ、約１００ｎｍから約１０００ｎｍ、約１００ｎｍから約７５０ｎｍ、約１００ｎｍから約５００ｎｍ、約１００ｎｍから約２５０ｎｍ、約１００ｎｍから約２００ｎｍ、約１００ｎｍから約１５０ｎｍ、もしくは約５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｍｍ、２５ｎｍ、５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍ、１２５ｎｍ、１５０ｎｍ、１７５ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１２５０ｎｍ、１５００ｎｍ、２０００ｎｍ、２５００ｎｍ、５０００ｎｍ、７５００ｎｍ、または１０，０００ｎｍの平均直径を有する。
いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層の粗さは、ナノ粒子の形態、サイズ、充填パターン、および高さにより制御される。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層の形態は、構造の所望の性質に不可欠である。いくつかの実施の形態において、その形態は、ナノ粒子層の表面粗さを含む。いくつかの実施の形態において、表面粗さは、表面高さの絶対値の算術平均Ｒaにより表される。いくつかの実施の形態において、表面粗さは、表面高さ値の二乗平均平方根Ｒqにより表されることもある。いくつかの実施の形態において、表面粗さは、互いに近接近に置かれた多数の粒子が作り出す曲面領域である、ナノ粒子間隙空間を含む。いくつかの実施の形態において、表面粗さはナノ粒子の間隙空間を含む。いくつかの実施の形態において、近接近は、最も短い寸法に沿った平均ナノ粒子サイズの約１００、７５、５０、２５、２０、１５、１０、８、７、６、５、４、３、２．５、２、１．５、１、０．７５、０．５、０．２５、または０の半径内を含む。
ナノ粒子層は、どんな構造形成を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ナノ粒子のほぼ単層から多層までを含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ナノ粒子のほぼ単層を含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ナノ粒子の多層を含む。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、例えば、表面修飾によって、規則的、不規則、無作為、充填、例えば、最密充填、または配列されている。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、孤立した群に群がった、凝集した、または並べられたナノ粒子を含む。一般に、緻密または最密充填は、非緻密充填よりも、単位表面積当たりより多いナノ構造部位を提供する。充填密度の限界は、粒子サイズの影響を受ける。いくつかの実施の形態において、有用な平均ピークピーク距離（隣接するナノ粒子の先端から先端まで測定して）は、約１０ｎｍから約１０，０００ｎｍに及ぶナノ粒子のサイズについて、約１５ｎｍから１５，０００ｎｍに及ぶ。いくつかの実施の形態において、平均ピークピーク距離は、約１５、３０、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、６００、７００、８００、９００、または１０００ｎｍの粒子サイズについて、約１５、３０、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、６００、７００、８００、９００、または１０００ｎｍを含む。いくつかの実施の形態において、平均ピークピーク距離は、最も短い寸法に沿った平均ナノ粒子サイズの約１００、７５、５０、２５、２０、１５、１０、８、７、６、５、４、３、２．５、または２の半径を含む。
いくつかの実施の形態において、ナノ粒子は、ナノ粒子を積層板に固定、結合、または接着するように、積層板内に部分的に埋め込まれている。あるいは、いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層を積層板に結合させる工程は、粒子間の空間を結合剤で部分的に満たす工程をさらに含む。
いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層中の粒子の大半は、それらが上に配置されているクラッドの表面上の体積の一部分を有する。いくつかの実施の形態において、その部分は粒子の体積の３／４未満である。１つの実施の形態において、その部分は、粒子の体積の２／３未満、例えば、１／２未満、例えば、１／３未満である。いくつかの実施の形態において、ナノ粒子層は、ナノ粒子層の直径または主要寸法の約半分未満（すなわち、約５０％未満）の深さまで埋め込まれている。他の実施の形態において、その深さは、ナノ粒子層の直径の約３／８未満（すなわち、約３７．５％未満）である。さらに他の実施の形態において、その深さは、ナノ粒子層の直径の約１／４未満（すなわち、約２５％未満）である。
図１のガラス積層板１０は、イオン交換可能なクラッドガラス層１２の表面近くの領域における圧縮応力をさらに増加させることによって積層板を化学強化するために、イオン交換してもよい。ガラスをイオン交換するプロセスは、例えば、ここに全てを引用する米国特許第３６３０７０４号明細書に見つけられる。そのイオン交換化学強化プロセスにより、クラッドガラス層の表面近くの領域に応力プロファイルが生じる。このクラッドガラス層の外面と表面近くの領域に生じる圧縮応力は、積層強化のみにより達成できるが、イオン交換化学強化のみでは達成できないような層の深さの圧縮を維持しながら、イオン交換化学強化のみにより達成できるものに匹敵するか、またはそれより大きい。
積層機械的ガラス強化およびイオン交換化学的ガラス強化の両方をただ１つの積層ガラスにおいて組み合わせることによって、積層ガラスのＣＴＥ不一致により得られる深い圧縮応力層が、化学的イオン交換プロセスにより得られる大きい表面圧縮応力に加わる。結果として得られる積層ガラスは、イオン交換化学強化または積層ガラス強化いずれかのみを使用して達成できるよりも、大きい複合圧縮応力（ＣＳ）および／または深い圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）を有し、優れた機械的性能が得られる。積層によるクラッドガラス層の外面での圧縮応力は、５０ＭＰａ超、２５０ＭＰａ超、約５０ＭＰａから約４００ＭＰａ、約５０ＭＰａから約３００ＭＰａ、約２５０ＭＰａから約６００ＭＰａ、または約１００ＭＰａから約３００ＭＰａの範囲にあるであろう。クラッドガラス層の外面領域におけるイオン交換（もしあれば）による圧縮応力ＣＳは、２００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上、または２００ＭＰａから約１０００ＭＰａ、２００ＭＰａから約８００ＭＰａであることがあり、結果として得られる表面圧縮または圧縮応力ＣＳは、イオン交換後に７００ＭＰａから１ＧＰａほど高い（すなわち、積層による３００ＭＰａおよびイオン交換による７００ＭＰａ）。
コーティングの耐久性（クロック耐性(Crock Resistance)とも称される）は、反射防止コーティング１１０の布による繰り返しの摩擦に耐える能力を称する。クロック耐性試験は、衣類または織物とタッチスクリーン装置との間の物理的接触を模倣し、そのような処理後の基板上に配置されたコーティングの耐久性を決定することを意味する。
クロックメーター(Crockmeter)は、そのような摩擦に曝される表面のクロック耐性を決定するために使用される標準装置である。クロックメーターは、荷重されたアームの端部に取り付けられた摩擦用の先端、すなわち「指」との直接の接触にガラススライドを曝す。クロックメーターに設けられた標準的な指は、直径１５ｍｍの中実のアクリル棒材である。標準的なクロック耐性試験用の１枚の清浄な布をこのアクリル製の指に取り付ける。次いで、指を９００ｇの圧力でサンプル上に載せ、耐久性／クロック耐性の変化を観察する試行において、アームをサンプルに亘り前後に繰り返し機械的に動かす。ここに記載した試験に使用されるクロックメーターは、毎分６０回転の一定のストローク速度を提供するモーター式モデルである。クロックメーター試験は、その内容をここに全て引用する、「Standard Test Method for Determination of Abrasion and Smudge Resistance of Images Produced from Business Copy Products」と題するＡＳＴＭ試験法Ｆ１３１９−９４に記載されている。
ここに記載されたコーティング、表面、および基板のクロック耐性または耐久性は、ＡＳＴＭ試験法Ｆ１３１９−９４により定義された特定の拭き数後の光学的（例えば、反射率、ヘイズ、または透過率）測定値により決定される。「拭き(wipe)」は、摩擦用の先端、すなわち指の２回のストロークまたは１周期として定義される。１つの実施の形態において、ここに記載されたナノテクスチャ層の接触角は、拭き操作前に測定した初期値から、１００拭き後に約２０％未満しか変化しない。いくつかの実施の形態において、１０００拭き後に、接触角は、初期値から約２０％未満しか変化せず、他の実施の形態において、５０００拭き後に、接触角は、初期値から約２０％未満しか変化しない。
いくつかの実施の形態において、ナノテクスチャ層は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ３３６３−０５により定義されるように、ＨＢから９Ｈまでに及ぶ硬度または耐引掻き性を有する。
いくつかの実施の形態において、先に記載されたガラス物品および反射防止層は、複数のピクセルを含むピクセル化ディスプレイの前面に配置されたときに、スパークルを示さない。ディスプレイの「スパークル(sparkle)」または「輝き(dazzle)」は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、タッチスクリーンなどのピクセル化ディスプレイシステムに光散乱表面を導入した場合に生じ得る、投影システムまたはレーザシステムに観察され特徴付けられる「スパークル」または「スペックル(speckle)」のタイプとはタイプと起源が異なる、一般に望ましくない副作用である。スパークルは、ディスプレイの非常に微細な不鮮明な外観に関連し、ディスプレイの視角の変化により粒子のパターンがシフトするように見えるであろう。ディスプレイのスパークルは、ほぼピクセルレベルのサイズ規模で明るいスポットと暗いスポットまたは着色スポットとして現れることもある。
スパークルの程度は、ガラス物品および反射防止層が示す透過ヘイズの量により特徴付けられるであろう。ここに用いたように、「ヘイズ」という用語は、ＡＳＴＭ法Ｄ１００３により、約±２．５°の角度の円錐の外側に散乱する透過光の割合を称する。したがって、いくつかの実施の形態において、反射防止層は約１％未満の透過ヘイズを有する。
ここに記載された実施の形態において、前記ガラス物品は、例えば、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、コンピュータのモニタ、および現金自動預入支払機（ＡＴＭ）などを含む家庭用または業務用電子機器におけるカバーガラスまたはガラスバックプレーン用途；タッチスクリーンまたはタッチセンサ用途；例えば、携帯電話、パーソナル・メディア・プレーヤー、およびタブレットコンピュータを含む携帯用電子機器；光起電用途；建築用ガラス用途；自動車または車両用ガラス用途；業務用または家庭電化製品用途；または例えば、固体照明（例えば、ＬＥＤランプの照明器具）を含む照明用途；を含む多種多様な用途に使用できる。
図２および３は、熱処理工程を使用して、ガラスコードＬのガラス表面に埋め込まれた２５０ｎｍと１００ｎｍのシリカ粒子のデータを示している。ガラスコードＬは、６０９℃の徐冷温度、６１６℃のＴｇ、および８４４℃の軟化点を有する。各系の焼結温度は、徐冷温度と軟化温度との間の温度を使用してサンプルに実施することによって決定した。ここで、各温度処理は、１時間に亘り、空気中、Ｎ2中、および湿気を含むＮ2中で行った。図２および３は、接触角および耐久性の関数として、表面に行った様々な温度処理の結果を示している。ここで、クロックメーターによる拭き操作の前後の液体接触角の測定値を、表面のナノテクスチャの耐久性である構造安定性の指標として使用する。
接触角を測定するために、表面を、フルオロシランなどの低表面エネルギーコーティングで被覆した。この実施例において、要件は、コーティングの機械的耐久性を改善しながら、ナノテクスチャを導入することであった。したがって、各表面を、耐久性試験の前にオレイン酸を使用して測定した。これが、棒グラフに示されている。平らなフルオロシラン被覆表面上のオレイン酸接触角は、典型的に、約７０〜８０℃である。１００ｎｍおよび２５０ｎｍの粒子が示すより大きいオレイン酸接触角は、粒子により作り出されたナノテクスチャの効果を示している。サンプルに実施した耐久性試験は、１００、１０００および／または３０００のクロックメーターによる拭き操作で約１０Ｎの力を使用したマイクロファイバの布によるＡＳＴＭ標準のクロックメーター拭き試験であった。接触角の減少（＞１０°）を、より低い耐久性を評価する指標として使用した。図２および３から分かるように、より高い耐久性を有するナノ粒子の埋込み温度は、典型的に、２５０ｎｍでは、７４５℃超であり、１００ｎｍの粒子では、７１０℃超であった。これらの実験は、より小さい粒子を取り付けるためには、より低い温度が必要であることを示した。
これらの実験は、ガラス基板のＴｇより約９５℃高い（徐冷温度より約１００℃高い、軟化温度より約１３０℃低い）焼結温度が、ガラス表面に１００ｎｍのＳｉＯ2を強力に結合させるのに効果的であり、一方で、ガラス基板のＴｇより約１３０℃高い（徐冷温度より約１３５℃高い、軟化温度より約１００℃低い）温度が、ガラス表面に２５０ｎｍのＳｉＯ2を強力に結合させるのに効果的であったことを示している。これらの実験は、テクスチャを作り出すための、積層ガラスの表面に粒子を焼結させる利点を示しており、ここで、焼結は、積層板のクラッド層のＴｇの１００℃、１５０℃、または２００℃以内の温度で行われ、一方で、同じ焼結温度は、積層板のコア層のＴｇより低く、または他の場合には、コア層のＴｇより５０℃または８０℃以下しか高くない。最適な処理温度を見つけるために、より長い焼結時間でより低い焼結温度も使用できる。
これらの実験において、焼結中の湿度は、粒子の接着を著しくは改善しなかった。しかしながら、本発明の意図であると考えられる他の場合において、表面テクスチャの形成、焼結、または表面軟化に役立つために、湿潤環境、塩基または酸処理、浸出、イオン交換処理、表面研削、エッチングなどの様々な表面処理も使用して差し支えない。
説明の目的で典型的な実施の形態を述べてきたが、先の記載は、本開示の範囲または付随の特許請求の範囲への制限と考えるべきではない。したがって、本開示の精神および範囲または付随の特許請求の範囲から逸脱せずに、様々な改変、適用、および代替手段が当業者に想起されるであろう。
１０ ガラス積層板
１１ コアガラス層
１２ クラッドガラス層
別の態様は、第１のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスコア；第２のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスクラッド；および必要に応じて、ナノ粒子層を備えたガラス積層板であって、ガラスクラッドがナノテクスチャ付き表面を備え；ｉ．ガラスクラッドのＴｇがガラスコアのＴｇより低い、ｉｉ．ガラスクラッドの徐冷点がガラスコアの徐冷点より低い、またはｉｉｉ．ガラスクラッドの軟化点がガラスコアの軟化点より低いものであり；ガラスクラッドのＣＴＥがガラスコアのＣＴＥ以下である、ガラス積層板を形成する方法であって、ガラス積層板を形成する工程、およびナノテクスチャ層を形成する工程を有してなる方法を含む。
ナノ粒子層は、ガラスプロセス中またはガラス冷却後に形成してもよい。ガラスが熱いうちに、すなわち、Ｔｇ、徐冷温度、歪み点、または軟化点で、その近くでまたはそれより高い温度で行われる場合、焼結または静電沈着などの方法を使用してよい。表面にテクスチャを付ける１つの具体的な方法の例は、クラッドガラス層の徐冷点近くの温度で積層板の表面にシリカ、ホウケイ酸塩、もしくは他のガラスまたは無機ナノ粒子を焼結させることである。非積層ガラスに関する実験において、シリカナノ粒子は、ガラスの徐冷点を超えるが、一般にガラスの軟化点よりはるかに低い（９０℃以上低い）温度で、ガラスの表面に効果的に焼結させることができる。これらの粒子は、この熱処理によりガラスの表面に対する非常に強力な結合を形成し、強固で耐久性のあるテクスチャ付き表面がもたらされる。
コーティングの耐久性（クロック耐性(Crock Resistance)とも称される）は、反射防止コーティングの布による繰り返しの摩擦に耐える能力を称する。クロック耐性試験は、衣類または織物とタッチスクリーン装置との間の物理的接触を模倣し、そのような処理後の基板上に配置されたコーティングの耐久性を決定することを意味する。

Claims (10)

  1. 第１のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスコア；
    第２のＴｇ、徐冷点、歪み点および軟化点を有するガラスクラッド；および
    必要に応じて、ナノ粒子層；
    を備えたガラス積層板であって、
    前記ガラスクラッドがナノテクスチャ付き表面を備え；
    ｉ．前記ガラスクラッドのＴｇが前記ガラスコアのＴｇより低い、
    ｉｉ．前記ガラスクラッドの徐冷点が前記ガラスコアの徐冷点より低い、または
    ｉｉｉ．前記ガラスクラッドの軟化点が前記ガラスコアの軟化点より低いものであり；
    前記ガラスクラッドのＣＴＥが前記ガラスコアのＣＴＥ以下である、ガラス積層板。
  2. 前記ガラスクラッドと前記ガラスコアのＴｇ間、前記ガラスクラッドと前記ガラスコアの徐冷点間、または前記ガラスクラッドと前記ガラスコアの軟化点間の温度差が、２０℃超である、請求項１記載のガラス積層板。
  3. 前記ガラスコアの歪み点が前記ガラスクラッドの徐冷点以上である、請求項１または２記載のガラス積層板。
  4. 前記ガラスコアの粘度が、前記ガラスクラッドのＴｇで該ガラスクラッドの粘度の２倍以上であるか、または前記ガラスコアの粘度が、前記ガラスクラッドの徐冷点で該ガラスクラッドの粘度の２倍以上である、請求項１から３いずれか１項記載のガラス積層板。
  5. 前記ガラスクラッドのＴｇでの該ガラスクラッドと前記ガラスコアとの間の粘度差が第１の比ＲTgを示し；
    前記ガラスクラッドの成形温度での該ガラスクラッドと前記ガラスコアとの間の粘度差が第２の比ＲFを示し；
    ＲTg／ＲFの値が１．１から３．０である、請求項１から４いずれか１項記載のガラス積層板。
  6. 前記ガラスクラッドの徐冷点での該ガラスクラッドと前記ガラスコアとの間の粘度差が第１の比ＲAを示し；
    前記ガラスクラッドの成形温度での該ガラスクラッドと前記ガラスコアとの間の粘度差は第２の比ＲFを示し；
    ＲA／ＲFの値が１．１から３．０である、請求項１から５いずれか１項記載のガラス積層板。
  7. 前記ガラスコアが、
    ５５〜７５％のＳｉＯ2、
    ２〜１５％のＡｌ2Ｏ3、
    ０〜１２％のＢ2Ｏ3、
    ０〜１８％のＮａ2Ｏ、
    ０〜５％のＫ2Ｏ、
    ０〜８％のＭｇＯ、および
    ０〜１０％のＣａＯ、
    を含み、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの合計のモル％（総計）が少なくとも１０モル％である、および／または
    前記ガラスクラッドが、
    ６５〜８５％のＳｉＯ2、
    ０〜５％のＡｌ2Ｏ3、
    ８〜３０％のＢ2Ｏ3、
    ０〜８％のＮａ2Ｏ、
    ０〜５％のＫ2Ｏ、および０〜５％のＬｉ2Ｏ、
    を含み、合計のＲ2Ｏ（アルカリ）が１０モル％未満である、請求項１から６いずれか１項記載のガラス積層板。
  8. 請求項１から７いずれか１項記載のガラス積層板を形成する方法であって、
    ガラス積層板を形成する工程、および
    ナノテクスチャ層を形成する工程、
    を有してなる方法。
  9. 前記ナノテクスチャ層を形成する工程が、前記ガラスクラッドの徐冷点から２００℃以内の温度で行われる、請求項８記載の方法。
  10. 前記ナノテクスチャ層が、ナノクラスタ、ナノ粉末、ナノ結晶、固体ナノ粒子、ナノチューブ、量子ドット、ナノ繊維、ナノワイヤ、ナノロッド、ナノシェル、フラーレン、および高分子とデンドリマーなどの大型分子成分、並びにそれらの組合せを含むナノ粒子からなる、請求項８または９記載の方法。
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