JP2017508693A - 積層ガラス - Google Patents

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Abstract

粘着性中間層材料の少なくとも１つの層によって接合された、板ガラス材料の第１の層と、板ガラス材料の第２の層とを含む、積層ガラスが開示される。板ガラス材料の第１の層は、第１の組成物を有するガラスシートを含み、板ガラス材料の第２の層は、第１の組成物とは異なる第２の組成物を含む。積層ガラスは、（ｉ）積層ガラスの周辺部の周りに延在する周辺領域を有し、この積層ガラスは、周辺領域内に表面圧縮応力及び（ｉｉ）縁部圧縮を有し、縁部圧縮の大きさは、周辺領域の表面圧縮応力の大きさよりも大きい。かかる積層ガラスを作製する方法が提供される。かかる積層ガラスに組み込まれるのに適したガラスシートも開示される。【選択図】図１０

Description

本発明は、積層ガラスに関し、具体的には、車両に使用するための軽量積層ガラスに関する。
自動車のフロントガラス用の従来の積層ガラスは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の層によって接合されたソーダ石灰ケイ酸塩ガラスの２つの層を含む。通常、各ガラス層は、２．１ｍｍ厚であり、ＰＶＢは通常、０．７６ｍｍ厚である。
フロントガラスの重量を減らすため、一方または両方のガラス層の厚さを減らすことができる。しかし、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス層の厚さを減らす際に、車両のフロントガラスが満たす必要のあるＥＣＥ Ｒ４３の厳しい要件を満たすことは不可能である。ガラス層が薄くなるに連れ、衝撃時の完全性を保つのが難しくなる。フロントガラスとして分類されるには、フロントガラスは、例えば、運転手または乗客の頭部による衝撃時に、完全な状態を保つ必要がある。
少なくとも従来のフロントガラスと同じ程度の強度であり、少なくとも相当する、さらには同じまたはよりよい、石衝撃性能を有しているより薄いフロントガラスを有することが望ましい。
１つの選択肢は、熱的に強化されたガラスの使用であるが、薄いガラスシートを熱的に強化することは難しい。
ＧＢ１３５９１６７Ａは、保護被覆（複数可）を接着させる化学的強化による圧縮表面応力を含み、繊維補強プラスティック素材または１つ以上のプラスティック加工またはプラスティック含浸フィラメントを含む、ガラスまたはガラスセラミックの縁部部分を有する品目について説明している。
ＵＳ３、５９２、７２６は、自動車のフロントガラスなどの車両閉鎖体としての使用に適した車両の多層ガラスの物品について説明している。このような車両閉鎖体は、透明なプラスティックの中間層によって、完全に強化されると、内板よりも強化の度合いが弱いガラスの外板に接着された化学的に強化されたガラスの内板を備える。
ＵＳ２０１３／０２９５３５７Ａ１から、積層ガラスを製造するために、ポリマー中間層によって接合された化学的に強化された外ガラス層及び化学的に強化されていない内ガラス層を使用することが知られている。ＵＳ２０１３／０２９５３５７Ａ１はまた、化学的に強化されていない外ガラスシート、化学的に強化された内ガラスシート及び外及び内ガラスシートを介在する少なくとも１つのポリマー中間層を有するガラス層構造についても説明している。
ＷＯ２０１３／１８１５０５Ａ１から、化学的に強化されたガラスの内層及びソーダ石灰ケイ酸塩ガラスの外層を使用することが知られている。特定の衝撃遮断性能を化学的に強化されたガラスの層に傷が形成される。
ＵＳ２０１２／０３２８８４３Ａ１は、外層が化学的に強化され、内層が化学的に強化されない積層体について説明している。ＵＳ２０１２／００９４０８４Ａ１は、ガラス積層体、より具体的には、低重量、高衝撃耐性及び音減衰特性を有する化学的に強化されたガラス積層体について説明している。
車両のフロントガラスに使用される、つまり、自動車内のフロントガラスとして積層ガラスに対する考察は、これらの特性が結果として得られる積層ガラスにおける対応する特性の判定を支援するため、積層される前に、板ガラス材料の内及び／または外層の応力特性である。
前述したことを考慮すると、ＥＣＥ Ｒ４３の要件を満たす薄く、軽量の板ガラスが望ましい。特定の応力特性を有する板ガラス材料の外枠を使用することによって、改良された薄く、軽量の板ガラスを提供できる。
従って、本発明は、第１の態様から、粘着性中間層材料の少なくとも１つの層によって接合された、板ガラス材料の第１の層と、板ガラス材料の第２の層とを含む積層ガラスであって、板ガラス材料の第１の層が第１の組成物を有するガラスシートを含み、板ガラス材料の第２の層が第１の組成物とは異なる第２の組成物を含み、（ｉ）積層ガラスの周辺部の周りに延在する周辺領域を有し、周辺領域内に表面圧縮応力及び（ｉｉ）縁部圧縮を有し、縁部圧縮の大きさは、周辺領域の表面圧縮応力の大きさよりも大きい、積層ガラスを提供する。
本発明によるこのような積層ガラスは、軽量であり、従来の積層フロントガラスと比較して、改良された石衝撃性能を有する。
好ましくは、周辺領域は、積層ガラスの周辺全体の帯として延在する。
好ましくは、帯は、積層ガラスの周辺部からある距離だけ延在し、この距離は、２００ｍｍ〜４００ｍｍ、より好ましくは、２８０ｍｍ〜３２０ｍｍ、さらにより好ましくは、約３００ｍｍである。この距離は、１００ｍｍ〜２００ｍｍであってもよい。
好ましくは、帯の周辺領域は、板ガラスの周辺部から均等な離間距離で延在する。好ましくは、離間は、２００ｍｍ〜４００ｍｍ、より好ましくは、２８０ｍｍ〜３２０ｍｍ、さらにより好ましくは、約３００ｍｍである。この離間距離は、１００ｍｍと２００ｍｍの間であってもよい。
好ましくは、積層ガラスの周辺領域内の表面圧縮応力は、５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは、７ＭＰａ〜２５ＭＰａ、さらにより好ましくは、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａである。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、純張力を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有し、縁部領域内の第１の層の残留縁部応力は、１５ＭＰａ未満、より好ましくは、１４ＭＰａ未満、さらにより好ましくは、１３ＭＰａ未満、さらにより好ましくは、１２ＭＰａ未満、最も好ましくは、１１ＭＰａ未満である。
積層ガラスにおいて、板ガラス材料の第１の層は、縁部圧縮を有する。
好ましくは、第１の層の縁部応力は、２４ＭＰａを超える、より好ましくは、２５ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２６ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２７ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２８ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２９ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、３０ＭＰａを超える。
適切には、周辺領域内で、積層ガラスは、中央領域を有し、対象は、圧縮の際に中央領域内に積層ガラスの表面を有する。
適切には、周辺領域内で、積層ガラスは、中央領域を有し、中央領域内の積層ガラスの表面が圧縮されている。
適切には、周辺領域内で、板ガラス材料の第１の層は、中央領域を有し、中央領域内の板ガラス材料の第１の層の表面が圧縮されている。
適切には、周辺領域内で、板ガラス材料の第１の層は、中央領域を有し、対象は、圧縮の際、中央領域内の板ガラス材料の第１の層の表面を有する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、１．５ｍｍと２．５ｍｍ、より好ましくは、１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの厚さを有する。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ、より好ましくは、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ、さらにより好ましくは、０．５ｍｍ〜１ｍｍの厚さを有する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス組成物である。ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスは、ソーダ石灰シリカガラスまたは単に「ソーダ石灰」ガラスと呼ばれることが多い。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスシート、特にフロートガラスシートである。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物である。
好ましくは、第２の組成物は、少なくとも約６ｗｔ％（重量％）の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含む。
適切には、板ガラス材料の第２の層は、化学的に強化される。
適切には、積層される前に、板ガラス材料の第１の層は、周辺領域内に、積層ガラス内に組み込まれる際に、板ガラス材料の第１の層の残留表面圧縮応力とは異なる、残留表面圧縮応力を有する。
適切には、積層される前に、板ガラス材料の第１の層は、周辺領域内に、５ＭＰａ〜３０ＭＰａ、好ましくは、７ＭＰａ〜３０ＭＰａ、より好ましくは、１０ＭＰａ〜２５ＭＰａ、さらにより好ましくは、１５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、最も好ましくは、１５ＭＰａ〜２０ＭＰａである表面圧縮応力を有する。
適切には、積層される前に、板ガラス材料の第１の層は、周辺領域内に中央領域を有し、中央領域内に板ガラス材料の第１の層の表面が圧縮されている。
適切には、積層される前に、板ガラス材料の第１の層は、周辺領域内の中央領域を有し、対象は、圧縮の際に中央領域内に板ガラス材料の第１の層の表面を有する。
ガラス材料の第１及び／または第２の層が積層ガラスに組み込まれると、応力は、ガラス材料の第１及び／または第２の層に伝えられ、その表面圧縮応力を修正する。一般的に、積層ガラスにおいて、板ガラス材料の第１の層の表面圧縮応力は、積層ガラス内に組み込まれる前よりも低い。好ましくは、積層される前に、縁部領域内の板ガラス材料の第１の層の純張力は、積層ガラス内に組み込まれる際に、縁部領域内の板ガラス材料の第１の層の純張力と同じである。
好ましくは、積層される前に、板ガラス材料の第１の層の縁部圧縮は、積層ガラス内に組み込まれる際に、板ガラス材料の第１の層の縁部圧縮と同じである。
その他の外部の応力がなければ、例えば、板ガラス材料の層または積層ガラスがフレームまたは車両本体に組み込まれる際に、ガラス材料の層または積層ガラス内の応力は、残留応力として知られる。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、凹面及び対向凸面を有し、凹面は、粘着性中間層材料の層に対面する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、プレス曲げ加工を使用して曲げられる。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、凹面及び対向凸面を有し、凹面は、粘着性中間層材料の層に対面する。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、重力たわみ曲げ加工を使用して曲げられる。
好ましくは、積層ガラスは、少なくとも一方向に湾曲される。好ましくは、少なくとも一方向の湾曲の半径は、５００ｍｍ〜２００００ｍｍ、より好ましくは、１０００ｍｍ〜８０００ｍｍである。
好ましくは、粘着性中間層材料は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ＥＶＡ、ＰＶＣ、ＥＭＡ、ポリウレタン、吸音性改質ＰＶＢ、またはＵｖｅｋｏｌ（液体硬化性樹脂）を含む。
好ましくは、粘着性中間層材料は、０．３ｍｍ〜２．３ｍｍ、より好ましくは、０．３ｍｍ〜１．６ｍｍ、最も好ましくは、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの厚さを有する。
適切には、積層ガラスは、平面または実質的に平面である。
適切には、周辺領域は、ガラス材料の第１及び／または第２の層に対して画定された積層ガラスの周辺全体の帯として延在する。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／または第２の層は、単一のガラスシートである。
一部の実施形態では、第１及び／または第２の組成物は、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１で説明されているような組成物である。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、１〜４ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、１〜８ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある。好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、２〜３ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、３〜７ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある。好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、６７〜７０ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、０〜０．５ｍｏｌ．％Ｂ２Ｏ３、２〜３ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１２ｍｏｌ．％ＭｇＯ、３〜７ｍｏｌ．％ＣａＯ、０〜１ｍｏｌ．％Ｌｉ２Ｏ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．２〜０．４の範囲内にある。好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。
好ましくは、第１及び／または第２の組成物は、実質的に、Ｂ２Ｏ３及び／またはＬｉ２Ｏを含まない。
第２の組成物がＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１に説明されているような組成物の場合、好ましくは、第２の組成物は、発行されているように、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１の請求項６に説明されているような、あるレベルの不純物を有する。
一部の実施形態では、第１及び／または第２の組成物は、ＷＯ９９／４８８２４Ａ１で説明されているような組成物である。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、（重量比で）５８％〜７０％のＳｉＯ２、５％〜１５％のＡｌ２Ｏ３、１２％〜１８％のＮａ２Ｏ、０．１％〜５％のＫ２Ｏ、４％〜１０％のＭｇＯ、及び０％〜１％のＣａＯを含む組成物を有するガラスシートを含むが、ただし、Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯの合計が１３％を超え、Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯの量の合計をＫ２Ｏの量によって除算したものが３を超え、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯの合計が２２％を超える。
本発明はまた、積層ガラスを作製する方法も提供し、この方法は、
（ｉ）第１の組成物を有する板ガラス材料の第１の層を提供するステップと、
（ｉｉ）第１の曲げ加工で、板ガラス材料の第１の層を曲げ、それにより、板ガラス材料の曲げられた層が残留表面圧縮応力を有する周辺領域を有するようにするステップと、
（ｉｉｉ）第２の組成物を有する板ガラス材料の第２の層を提供するステップと、
（ｉｖ）第２の曲げ加工で、板ガラス材料の第２の層を曲げるステップと、
（ｖ）粘着性中間層材料の少なくとも1つの層で、板ガラス材料の第２の層に板ガラス材料の第１の層を接合するステップとを含む。
好ましくは、ガラス材料の第１及び第２の層は、粘着性中間層材料の層で接合され、板ガラス材料の曲げられた第２の層は、化学的に強化される。
ステップ（ｉ）及び（ｉｉ）の前にステップ（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）が行われてもよいことが容易に理解されよう。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスを含む。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスシートを含む。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含む。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスシートを含む。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、少なくとも約６ｗｔ％（重量％）の酸化アルミニウムを含む。
一部の実施形態では、第２の組成物は、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１で説明されているような組成物である。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、１〜４ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、１〜８ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある。好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、２〜３ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、３〜７ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある。好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、６７〜７０ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、０〜０．５ｍｏｌ．％Ｂ２Ｏ３、２〜３ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１２ｍｏｌ．％ＭｇＯ、３〜７ｍｏｌ．％ＣａＯ、０〜１ｍｏｌ．％Ｌｉ２Ｏ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．２〜０．４の範囲内にある。好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含む。
好ましくは、第１及び／または第２の組成物は、実質的に、Ｂ２Ｏ３及び／またはＬｉ２Ｏを含まない。
第２の組成物がＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１に説明されているような組成物の場合、好ましくは、第２の組成物は、発行されているように、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１の請求項６に説明されているような、あるレベルの不純物を有する。
一部の実施形態では、第１及び／または第２の組成物は、ＷＯ９９／４８８２４Ａ１で説明されているような組成物である。
好ましくは、ガラス材料の第１及び／また第２の層は、（重量比で）５８％〜７０％のＳｉＯ２、５％〜１５％のＡｌ２Ｏ３、１２％〜１８％のＮａ２Ｏ、０．１％〜５％のＫ２Ｏ、４％〜１０％のＭｇＯ、及び０％〜１％のＣａＯを含む組成物を有するガラスシートを含むが、ただし、Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯの合計が１３％を超え、Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯの量の合計をＫ２Ｏの量によって除算したものが３を超え、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯの合計が２２％を超える。
この方法は、その他の好適な特性も有する。
好ましくは、第１の曲げ加工は、プレス曲げ加工である。好ましくは、プレス曲げ加工は、一対の無料の成形型を使用し、上成形型と下成形型がある。好ましくは、プレス曲げ加工は、少なくとも１つの加熱成形型を使用する。
好ましくは、第２の曲げ加工は、重力たわみ曲げ加工である。
好ましくは、粘着性中間層材料は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ＥＶＡ、ＰＶＣ、ＥＭＡ、ポリウレタン、吸音性改質ＰＶＢ、またはＵｖｅｋｏｌ（液体硬化性樹脂）を含む。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、板ガラス材料の第１の層が少なくとも一方向に湾曲されるように、曲げられる。好ましくは、少なくとも一方向の湾曲の半径は、５００ｍｍ〜２００００ｍｍ、より好ましくは、１０００ｍｍ〜８０００ｍｍである。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、板ガラス材料の第２の層が板ガラス材料の第１の層と同じ湾曲を有するように、曲げられる。
好ましくは、周辺領域は、積層ガラスの周辺全体の帯として延在する。
好ましくは、帯は、積層ガラスの周辺部からある距離だけ延在し、この距離は、２００ｍｍ〜４００ｍｍ、より好ましくは、２８０ｍｍ〜３２０ｍｍ、さらにより好ましくは、約３００ｍｍである。好ましくは、この距離は、１００ｍｍ〜２００ｍｍである。
好ましくは、板ガラス材料の曲げられた第１の層帯の周辺領域は、ガラスの周辺部から均等な離間距離で延在する。好ましくは、離間距離は、２００ｍｍ〜４００ｍｍ、より好ましくは、２８０ｍｍ〜３２０ｍｍ、さらにより好ましくは、約３００ｍｍである。好ましくは、この離間距離は、１００ｍｍ〜２００ｍｍである。
板ガラス材料の第１の層の周辺領域内の残留表面圧縮応力は、５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは、１５ＭＰａと２０ＭＰａである。
好ましくは、積層ガラスの周辺領域内の表面圧縮応力は、５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは、７ＭＰａ〜２５ＭＰａ、さらにより好ましくは、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａである。
好ましくは、残留表面圧縮応力は、プレス曲げ操作の完了後及び曲げられた外層が周囲状態、つまり、摂氏５０度未満、または摂氏４０度未満、または３０度未満、つまり、例えば、摂氏１０度と摂氏３０度間の温度など、室温にまで冷却される前に、曲げられた外層の周辺の空気を直接冷却することによって制御される。
ガラス縁部周辺に冷却用空気を吹き付けることによって、残留表面圧縮応力は、曲げられた外層の周辺部の周りに延在する帯内で、１５〜２０ＭＰａに制御されてもよい。好ましくは、帯は、曲げられた外層から３００ｍｍ延在する。
好ましくは、冷却用空気が、冷却された曲げられた外層内の必要な表面圧縮応力を生む適切な時間、縁部に直接吹き付けられた後、曲げられた外層は、室温に冷却されたら表面圧縮応力が維持されるよう、適切な焼鈍し炉で室温に制御可能に冷却される。
好ましくは、ステップ（ｉｉ）の後に、板ガラス材料の第１の層は、純張力及び縁部圧縮を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有し、縁部領域内の第１の層の残留縁部応力は、１５ＭＰａ未満、好ましくは、１４ＭＰａ未満、より好ましくは、１３ＭＰａ未満、さらにより好ましくは、１２ＭＰａ未満、最も好ましくは、１１ＭＰａ未満の純張力を有する。
好ましくは、ステップ（ｉｉ）の後に、板ガラス材料の第１の層は、純張力及び縁部圧縮を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有し、縁部領域内の第１の層の縁部圧縮は、２４ＭＰａを超える、好ましくは、２５ＭＰａを超える、より好ましくは、２６ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２７ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２８ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２９ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、３０ＭＰａを超える。
本発明はまた、板ガラス材料の第１の層と、板ガラス材料の第２の層とを含む積層ガラスであって、板ガラス材料の第１の層は、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの厚さを有し、焼き鈍されたソーダ石灰シリカガラスであり、板ガラス材料の第２の層は、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの厚さを有し、化学的に強化されたガラスであり、板ガラス材料の第１の層は、粘着性中間層材料の少なくとも１つの層で板ガラス材料の第２の層に接合され、板ガラス材料の第１の層は、周辺領域を有する積層ガラス内に組み込まれる前に第１の残留表面圧縮応力を有し、積層ガラス内に組み込まれる際に、板ガラス材料の第１の層は、周辺領域内に第２の残留表面圧縮応力を有する、積層ガラスも提供する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、積層ガラス内に組み込まれる前に、１１ＭＰａ未満の純張力を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、積層ガラス内に組み込まれる前に、２５ＭＰａを超える縁部応力を有する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、積層ガラス内に組み込まれる前に、周辺領域内に１５ＭＰａ〜２０ＭＰａの残留表面圧縮応力を有する。
好ましくは、板ガラス材料の第１の層は、積層ガラス内に組み込まれた後に、周辺領域内に１０ＭＰａ〜２０ＭＰａの残留表面圧縮応力を有する。
好ましくは、第１の残留表面圧縮応力は、第２の残留表面圧縮応力を超える。
車両のフロントガラスとして構成された場合、第１の層は、車両の外層として構成され、第２の層は、車両の内層として構成される。本発明によるこのような積層ガラスは、軽量であり、従来の積層フロントガラスと比較して、改良された石衝撃性能を有する。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物である。
好ましくは、ガラス材料の層は、少なくとも約６ｗｔ％の酸化アルミニウムを含む（Ａｌ２Ｏ３）。
一部の実施形態では、第２の層は、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１で説明されているような組成物を有する。
好ましくは、第２の層は、６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、１〜４ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、１〜８ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有する。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％であり、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある。好ましくは、第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有する。
好ましくは、第２の層は、６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、２〜３ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、 ３〜７ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有する。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％間で、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある。好ましくは、第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有する。
好ましくは、第２の層は、６７〜７０ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、０〜０．５ｍｏｌ．％Ｂ２Ｏ３、２〜３ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１２ｍｏｌ．％ＭｇＯ、３〜７ｍｏｌ．％ＣａＯ、０〜１ｍｏｌ．％Ｌｉ２Ｏ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有する。好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％であり、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．２〜０．４の範囲内にある。好ましくは、第２の層は、０〜１ｍｏｌ．％Ｋ２Ｏを含む組成物を有する。
好ましくは、第２の層は、実質的に、Ｂ２Ｏ３及び／またはＬｉ２Ｏを含まない。
第２の層がＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１に説明されているような組成物を有する場合、好ましくは、第２の層は、発行されているように、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１の請求項６に説明されているような、あるレベルの不純物を有する組成物を有する。
一部の実施形態では、第２の層は、ＷＯ９９／４８８２４Ａ１で説明されているような組成物を有する。
好ましくは、板ガラス材料の第２の層は、（重量比で）５８％〜７０％のＳｉＯ２、５％〜１５％のＡｌ２Ｏ３、１２％〜１８％のＮａ２Ｏ、０．１％〜５％のＫ２Ｏ、４％〜１０％のＭｇＯ、及び０％〜１％のＣａＯを含む組成物を有するが、ただし、Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯの合計が１３％を超え、Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯの量の合計をＫ２Ｏの量によって除算したものが３を超え、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯの合計が２２％を超える。
本発明はまた、積層ガラスのためのガラスシートであって、ガラスシートがガラスシートの周辺部の周りに延在する周辺領域内に周辺と表面圧縮応力を有し、周辺領域が周辺部からある距離だけ延在し、周辺領域内の残留表面圧縮応力が１５ＭＰａ〜２０ＭＰａであり、ガラスシートが１１ＭＰａ未満の純張力及び少なくとも２５ＭＰａの縁部圧縮を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有する、ガラスシートも提供する。
ガラスシートは、車両ガラス内の層、特にフロントガラス、バックライト、サイドウィンドウもしくはサンルーフ、または建物用の板ガラスの一部として使用されてもよい。
好ましくは、周辺領域がガラスシートの周辺部から延在する距離は、２００ｍｍ〜４００ｍｍ、より好ましくは、２８０ｍｍ〜３２０ｍｍ、さらにより好ましくは、約３００ｍｍである。好ましくは、この距離は、１００ｍｍ〜２００ｍｍである。
好ましくは、ガラスシートは、透明フロートガラスなどのソーダ石灰ケイ酸塩ガラスである。透明フロートガラスによって、ＢＳ ＥＮ ５７２−１及びＢＳ ＥＮ ５７２−２（２００４）に定義されているような組成物を有するガラスとなる。
適切には、ガラスシートは、酸化鉄、セレン、酸化ニッケル及び酸化コバルトなどの添加物で色付けられる。
典型的なソーダ石灰ケイ酸塩ガラス組成物は、（重量比で）６９％〜７４％のＳｉＯ２、０％〜３％のＡｌ２Ｏ３、１０％〜１６％のＮａ２Ｏ、０％〜５％のＫ２Ｏ、０％〜６％のＭｇＯ、５％〜１４％のＣａＯ、０％〜２％のＳＯ３及び０．００５％〜２％のＦｅ２Ｏ３である。ガラス組成物はまた、例えば、通常最大２％の量である、精錬補助剤などのその他の添加物を含んでいてもよい。伝わったガラス色は、ＢＳ ＥＮ４１０などの認知されている規格に関して測定されてもよい。
好ましくは、ガラスシートは、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、より好ましくは、１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの厚さを有する。
好ましくは、ガラスシートは、一対のプレス曲げ部材間でガラスシートをプレス曲げすることによって製造されてもよい。
適切には、ガラスシートは、周辺領域内に中央領域を有しており、中央領域内のガラスシートの表面が圧縮されている。
適切には、ガラスシートは、周辺領域内に中央領域を有しており、対象が圧縮の際に、中央領域内のガラスシートの表面を有する。
次に、本発明は以下の図面を参照して説明される。
本発明による積層ガラスの断面図である。 本発明による積層ガラスの平面図である。 本発明による積層ガラスの平面図である。 本発明による積層ガラスの平面図である。 車両のフロントガラスの作製に有用なガラス層の概略斜視図である。 応力をその中に示すガラス層の断面図である。 ガラス層の縁部からの距離の関数としてのガラス層の厚さを通じた平均応力の図解である。 本発明による積層ガラスを製造するのに使用される積層の概略フローチャートである。 積層ガラスに組み込まれる前のガラスの外層の平面図である。 図１に示す種類の積層ガラスに組み込まれる際の、図９の外層の平面図である。
本発明の以下の説明では、表面圧縮応力の測定は、Ｓｔｒａｉｎｏｐｔｉｃｓ Ｌａｓｅｒ ＧＡＳＰ−ＣＳ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔｒａｉｎｏｐｔｉｃｓ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅｓ／Ｌａｓｅｒ％２０ＧＡＳＰ−ＣＳ％２０Ｑｕｉｃｋ−Ｓｔａｒｔ％２０（Ｅｎｇｌｉｓｈ）．ｐｄｆ）を使用してなされる。このような装置は、Ｓｔｒａｉｎｏｐｔｉｃｓ社（１０８Ｗ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ Ａｖｅｎｕｅ、Ｎｏｒｔｈ Ｗａｌｅｓ，ＰＡ１９４５４ ＵＳＡ）から入手できる。
縁部応力測定は、反射において、Ｓｈａｒｐｌｅｓ Ｓ−６９ Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｔｅｒが、このような装置は、Ｓｈａｒｐｌｅｓ Ｓｔｒｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ社（Ｕｎｉｔ ２９ Ｏｌｄ Ｍｉｌｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｓｔａｔｅ，Ｓｃｈｏｏｌ Ｌａｎｅ，Ｂａｍｂｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ，Ｐｒｅｓｔｏｎ，Ｌａｎｃａｓｈｉｒｅ，ＰＲ５ ６ＳＹ ＵＫ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｈａｒｐｌｅｓｓｔｒｅｓｓ．ｃｏｍ／ｅｄｇｅｓｔｒｅｓｓ．ｈｔｍ）から入手できる。縁部応力測定はまた、不透明化帯（など）が測定されている１つ以上のガラス表面上にない場合、伝送中になされてもよい。
図１は、本発明による湾曲した面積層ガラスの断面図である。
積層ガラス１は、通常は、積層ガラスに、ある種の日光制御を提供するための、着色剤などの酸化鉄を加えた、透明フロートガラスなどの組成物を有するソーダ石灰ケイ酸ガラスの第１の層３を有する。第１の層３は、２．３ｍｍの厚さを有しているが、その厚さは、１．４ｍｍから２．５ｍｍの範囲、または１．６ｍｍから２．３ｍｍの範囲内にあってもよい。
典型的なソーダ石灰ケイ酸塩ガラス組成物は、（重量比で）６９％〜７４％のＳｉＯ２、０％〜３％のＡｌ２Ｏ３、１０％〜１６％のＮａ２Ｏ、０％〜５％のＫ２Ｏ、０％〜６％のＭｇＯ、５％〜１４％のＣａＯ、０％〜２％のＳＯ３及び０．００５％〜２％のＦｅ２Ｏ３である。このガラス組成物はまた、例えば、通常最大２％の量である、精錬補助剤などのその他の添加物を含んでいてもよい。このソーダ石灰ケイ酸塩ガラス組成物は、伝達された光で見た場合に、ガラスに必要な色を与えるために、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ及びＳｅなどの着色剤を含んでいてもよい。伝わったガラス色は、ＢＳ ＥＮ４１０などの認知されている規格に関して測定されてもよい。
積層ガラス１はまた、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手できるＧｏｒｉｌｌａＴＭガラスなどの化学的に強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの第２の層７を有する。第２の層７は、１ｍｍの厚さを有しているが、その厚さは、０．４ｍｍから１．２ｍｍの範囲、または０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内にあってもよい。
第２の層７特有の組成物は、６８ｍｏｌ．％ ＳｉＯ２、２．５ｍｏｌ．％ Ａｌ２Ｏ３、１１ｍｏｌ．％ ＭｇＯ、３．７ｍｏｌ．％ ＣａＯ、１４．２ｍｏｌ．％ Ｎａ２Ｏ、０．６ｍｏｌ．％ Ｋ２Ｏである。この組成物の場合、ＭｇＯ＋ＣａＯは、１４．７ｍｏｌ．％及びＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、１４．８ｍｏｌ．％である。これは、発行されているように、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１の２０ページの表２の組成物部材１３である。第２の層の酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）含有量は低くてもよく、０．１重量％未満、つまり、約０．０１２重量％であってもよい。
第１の層３は、粘着性中間層５によって第２の層７に接合される。粘着性中間層５は、０．７６ｍｍ厚のＰＶＢ層である。粘着性中間層５は、０．３ｍｍ〜１．８ｍｍの厚さを有していてもよい。
その他適切な粘着性中間層は、ＰＶＣ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、及びポリウレタンを含む。
積層ガラス１は、１つ以上の方向に湾曲される。１つ以上の方向の湾曲の半径は、１０００ｍｍ〜８０００ｍｍである。
積層ガラスが２方向に湾曲される際、適切には、湾曲の各方向は、相互に対して直角になる。適切には、１つまたは両方の湾曲方向の湾曲の半径は、１０００ｍｍ〜８０００ｍｍである。
第１の層３は、凹面及び対向凸面を有する。第２の層７は、凸面及び対向凹面を有する。第１の層３の凹面は、粘着性中間層５に接触し、第２の層７の凸面は、粘着性中間層５に接触する。従来の命名法を使用すると、第１の層３の凸面は、積層ガラス１の「表面１」（またはＳ１）、第１の層３の凹面は、積層ガラス１の「表面２」（またはＳ２）、第２の層７の凸面は、積層ガラス１の「表面３」（またはＳ３）、及び第２の層７の凹面は、積層ガラス１の「表面４」（またはＳ４）である。図１から分かるように、積層ガラスの縁部は、板ガラス材料の第１の層３の縁部、板ガラス材料の第２の層７の縁部、及び粘着性中間層５の縁部を含む。
積層ガラス１は、車両のフロントガラス、車両のサンルーフ、車両のサイドライト、または車両のバックライトなどの車両のガラスであってもよい。積層ガラス１は、積層ガラスが通常平面である、建物用の板ガラスであってもよい。
使用中、表面１は、積層ガラス１が取り付けられた車両または建物の外部に面し、表面４は、積層ガラス１が取り付けられた車両または建物の内部に面する。本発明によれば、積層ガラスは、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａのフロントガラスの周辺部の周りに延在する３００ｍｍ内に表面残留圧縮応力を有する。これは、第１の層３の凸面に対する表面圧縮応力である。積層ガラスの第１の層３は、１１ＭＰａ未満の純張力を有する残留縁部応力及び２５ＭＰａを超える縁部圧縮を有する縁部領域を有する。
矢印９の方向に見ると、積層ガラスの平面図は、図２、３、及び４に示すように、周辺を有する大表面であってもよい。
図２において、周辺は、車両のサイドライトに特有である。図３において、周辺は、車両のフロントガラスに特有である。図４において、周辺は、車両のサンルーフに特有である。図２、３、及び４すべてにおいて、個々の積層ガラスの周辺部の周りに延在する帯１０の形で図示された周辺領域がある。これらの例では、帯は、図示されるように、周辺一周にわたって、ガラスの縁部からガラスの大表面の中心に３００ｍｍ延在する。
図２、３、及び４はそれぞれ、個々の積層ガラスは、周辺領域１０の内部に中央領域１２を有し、表面は領域１２内で圧縮されている。
図５は、図３に示すように、周辺を有する積層ガラスを製造するために使用されるガラス層７１、つまり、車両のフロントガラス用のガラス層の概略斜視図である。
ガラス層７１は、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスの板、つまり、フロートガラスであり、２．１ｍｍの厚さを有する。ガラスシートは、０．１〜２重量％、具体的には０．６〜１．２重量％の範囲にあるＦｅ２Ｏ３として表現される酸化鉄含有量を有する。
矢印７３の方向に見ると、ガラス層７１は、第１の大表面７２及び対向大表面７２’（図示せず）を有する。矢印７３で指定される方向は、第１の大表面７２に対して垂直である方向である。ガラス層７１の縁部は、第１及び第２の大表面周辺及びそれらの間に延在する小表面である。図５では、縁部は、縁部部分７５及び縁部部分７７を含む縁部で構成される。矢印７３の方向に見ると、ガラス層は、点ＡＢＣＤを接合する線によって画定された周辺を有する。その他の対向大表面は、対応する点Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’（Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’のみ図示する）。
縁部部分７５は、線ＣＤ、ＤＤ’、Ｃ’Ｄ’、及びＣＣ’によって境界付けられた小表面である。
図５では、縁部部分７５、７７は、例えば、最初に切断された縁部が縁部として下降されているため、平面として図示されるが、湾曲されてもよい。
矢印７３の方向に見ると、帯７０は、図３に示す帯１０に対応する。帯７０内には、中心領域７４がある。
図５では、ガラス層７１は、平面として図示されるが、ガラス層７１は、大表面７２が凸面及び対向大表面７２’が凹面であるよう、湾曲されてもよい。
図６は、平面ｍ−ｍ’でのガラス層７１の断面図である。図６では、縁部７５は、丸みを帯びて示されるが、平面であってもよい。ガラス層７１は、圧縮層８１及び張力層８３を有するように見える。表面圧縮応力は、表面７２内の圧縮応力であり、Ｓｔｒａｉｎｏｐｔｉｃｓ Ｌａｓｅｒ ＧＡＳＰ−ＣＳを使用して測定される。縁部応力は、縁部部分７５での圧縮応力であり、反射または伝送時に、Ｓｈａｒｐｌｅｓ Ｓ−６９ Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅｔｅｒを使用して測定される。
図７は、ガラスの厚さを通じて、つまり、図６の矢印８０の方向（表面７２に対して垂直である）に、平均応力が測定される際に、ガラス層の縁部から距離によってどのように変わるかを示す。縦軸８２は、ガラスの物理的縁部を表すのに使用され、軸８５は、そこからの距離を示す。軸部分８７は、平均聴力を示し、軸部分８９は、平均圧縮を示す（両方共ガラスの厚さを通じて測定される際）。ガラスの厚さを通じて、つまり、矢印８０の方向で測定される際の純応力は、線９０によって与えられる。
縁部領域において、ガラスは、ガラスの物理的縁部において、最大縁部圧縮８８を有する圧縮領域８６を有する。縁部の内側に移動すると、最大純張力８９を有する純張力８４の領域がある。
その他の外部の応力がなければ、例えば、ガラス材料の層がフレームまたは車両本体に組み込まれる際に、ガラス材料の層内の応力は、残留応力として知られる。
図８を参照すると、本発明による積層車両フロントガラスは、以下のように製造される。
最初に、ソーダ石灰ケイ酸ガラスの板は、ステップ２１で提供される。ソーダ石灰ケイ酸ガラスは、透明でも、薄い色がついてもよい。この例では、透明フロートガラスの板は、ステップ２１で提供される。透明フロートガラスによって、ＢＳ ＥＮ ５７２−１及びＢＳ ＥＮ ５７２−２（２００４）に定義されているような組成物を有するガラスとなる。
透明フロートガラスの板は、２．３ｍｍの厚さで、ステップ２３において、従来の技術を使用して、必要な形に切断される。曲げられると、透明フロートガラスの切断板は、フロントガラスの外層になる。曲げる前の透明フロートガラスの切断板は、外部ブランクとして知られている。
透明フロートガラスの板は、１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの厚さを有していてもよい。
ステップ２５において、外部ブランクの縁部は、縁部として加工され、その後に外部ブランクが洗浄される。
洗浄後、外部ブランクの一方または両方の大表面には、任意で不透明及び／または導電性であってもよい、インクの層が印刷されてもよい。当技術分野で慣行であるように、外層の周辺にある不透明化帯を形成するのに、このような印刷されたインクを使用してもよい。
ステップ２７において、外部ブランクは、適切な炉において、ガラス軟化温度にまで加熱される。加熱で軟化されたガラスは、外層に必要な湾曲を与えるために、一対の無料の成形部材間でプレス曲げされる。このプレス曲げによって、外層の形状を正確に制御できる。
例示的なプレス曲げステーションは、ＷＯ２００５／０３３０２６Ａ１及びＥＰ０６７７４８６Ａ２で説明されている。
外層内の応力を制御するために、外層の残留縁部応力及び／または縁部圧縮を制御するよう、上及び／または下プレス曲げ部材は、加熱される。
上及び／または下プレス曲げ部材の温度の選択によって、１１ＭＰａ未満の純張力を有する残留縁部応力及び２５ＭＰａを超える縁部圧縮を有する外層を製造することができる。
残留表面応力は、プレス曲げ操作の完了直後、曲げられた外層が室温にまで冷却される前に、曲げられた外層の周辺の空気を直接冷却することによって制御される。
ガラス縁部周辺に冷却用空気を吹き付けることによって、残留表面圧縮応力は、曲げられた外層の周辺部の周りに延在する帯内で、１５〜２０Ｍｐａに制御され、縁部は、曲げられた外層の周辺縁部から３００ｍｍに延在する。これは、図９に示す。
冷却用空気が、冷却された曲げられた外層内で必要な残留応力を生む適切な時間、縁部に直接吹き付けられた後、曲げられた外層は、ステップ２９で、適切な焼鈍し炉で室温に制御可能に冷却される。
外層を曲げることは、バッチ加工の一部であってもよく、多くの外層が交互に曲げられる。
外層は、１つ以上の方向に曲げられてもよい。１つ以上の方向への湾曲は、１０００ｍｍ〜８０００ｍｍの半径の湾曲を有していてもよい。
積層ガラスの内層は、以下のように製造される。
ステップ３１で、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手できるＧｏｒｉｌｌａＴＭガラスなどのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスシートが提供され、フロントガラスの内層に使用される。適切なアルカリアルミノケイ酸塩組成物は、ＵＳ７、６６６、５１１ Ｂ２、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１及びＷＯ９９／４８８２４Ａ１に説明されている。
内層特有の組成物は、６８ｍｏｌ．％ ＳｉＯ２、２．５ｍｏｌ．％ Ａｌ２Ｏ３、１１ｍｏｌ．％ ＭｇＯ、３．７ｍｏｌ．％ ＣａＯ、１４．２ｍｏｌ．％ Ｎａ２Ｏ、０．６ｍｏｌ．％ Ｋ２Ｏである。この組成物の場合、 ＭｇＯ＋ＣａＯは、１４．７ｍｏｌ．％及びＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、１４．８ｍｏｌ．％である。これは、発行されているように、ＷＯ２０１４／１４８０２０Ａ１の２０ページの表２の組成物部材１３である。
アルミノケイ酸塩ガラスの板は、１ｍｍの厚さで、曲げられていない外層と同じ周辺を有するよう、ステップ３３で切断される。曲げられる前に、アルミノケイ酸塩ガラスの切断された板は、内部ブランクとして知られている。アルミノケイ酸塩ガラスの板は、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ、または０．５ｍｍ〜１ｍｍの厚さを有してもよい。
ステップ３５において、内部ブランクは適切には、曲げられる前に、縁部として加工され、洗浄される。
ステップ３７において、内部ブランクは、その周辺に近い内部ブランクを支持するための適切なリング型上に配置される。内部ブランクは、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが軟化し、従来、たわみ曲げと呼ばれる、重力の影響下でたわむように、十分な温度に加熱される。ガラスのたわみは、曲げられた外層のそれに近い形状にまで曲がる。しかし、内層の湾曲は、外層と同じでなくてもよい。
ステップ３９において、次に曲げられた内層は、温度を室温にまで下げるよう、制御された冷却を使用して焼き鈍される。
ステップ４０において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの曲げられた内層は、イオン交換加工で化学的に強化される。通常、ナトリウムイオンは、カリウムイオンに対して、化学的に交換される。
上述の特定の組成物の場合、４００Ｍｐａよりも大きい、通常は、４５０ＭＰａ〜６７５ＭＰａである、表面圧縮応力を有するよう、内層を化学的に強化できる。化学的に強化されたガラス層の層の深さ（ＤＯＬ）は、１０μｍ〜６０μｍであった。
また、厚さが１ｍｍでガラスの層を熱的に強化することは難しいが、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの曲げられた内層を熱的に強化されてもよいことも考えられよう。
ステップ４１において、曲げられた外層（ステップ２１〜２９に続く）及び曲げられた内層（ステップ３１〜４０に続く）が提供される。
曲げられた内層及び外層の組は、ステップ４２において洗浄され、ステップ４４において、厚さ０．３ｍｍ〜１．５ｍｍである中間層材料の層は、内層と外層の間に配置される。この具体的な例では、例えば、吸音性改質ＰＶＢなどのその他の粘着性中間層材料が使用されてもよいが、中間層材料は、適切な０．７６ｍｍ厚のＰＶＢの層であった。
ステップ４６において、内層及び外層とその間のＰＶＢ層の組み合わせは、内層及び外層をＰＶＢ層を介して接合するため、適切な積層条件を使用して積層される。
ステップ４８においてそのように製造された積層ガラスは、顧客に納品される前に、洗浄され、検査される。
その結果得られる積層フロントガラスは、曲げられた外層の周辺部の周りに延在する、１０Ｍｐａ〜２０ＭＰａの範囲にある表面圧縮帯がある表面残留応力を有し、この帯は、フロントガラスの周辺縁部から３００ｍｍのところに延在する。フロントガラスは、１１ＭＰａ未満の純張力を有する残留縁部応力及び２５ＭＰａを超える縁部圧縮を有する端部領域を有する縁部領域を有する。積層ガラス内の外層は、積層加工から外層に与えられる応力のために、積層ガラスに組み込まれる前に、曲げられた外層に比べ、周辺領域の異なる表面圧縮応力を有していてもよい。
図９及び１０を参照すると、図９に、ステップ２９において製造された曲げられた外層５７、つまり、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスの曲げられた層の平面図を示す。外層５７は、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤの４つの角を有する。角Ａを角Ｃに繋ぐ線は、実質上直線である。角Ｂを角Ｄに繋ぐ線は、実質上直線である。角Ａを角Ｂに繋ぐ線は、曲線で、角Ｃを角Ｄに繋ぐ線は、曲線である。外層５７の周辺は、線ＡＢ＋ＢＤ＋ＤＣ＋ＣＡによって画定される。
図９は、周辺部の周りに延在する帯を示す。外層５７の周辺内に、帯がある、つまり、帯は、周辺の内部にある。帯は、幅５２、５４、５６、及び５８を有する。通常、距離５２、５４、５６、及び５８は、同じである。この例では、距離５２、５４、５６、及び５８は、３００ｍｍである。帯は、表面圧縮応力領域６０を画定するものと考えられ得、この領域を超えて（つまり、領域の内部に）、中央領域６２があり、中央領域６２内の表面が圧縮されている。中央領域は、点Ｅ、Ｆ、Ｇ、及びＨによって画定される。点Ｅ及びＧを繋ぐ線は、実質上直線であり、線ＡＣに対して並行である。点Ｆ及びＨを繋ぐ線は、実質上直線であり、線ＢＤに対して並行である。点Ｅ及びＦを繋ぐ線は、曲線であり、線ＡＢに対して並行である。点Ｇ及びＨを繋ぐ線は、曲線であり、線ＣＤに対して並行である。
表面圧縮領域６０は、図３に示す領域１０と同等である、つまり、表面圧縮領域６０は、周辺領域である。この例では、表面圧縮領域６０内の表面圧縮応力は、１５ＭＰａ〜２０ＭＰａである。
図８及び１０を参照すると、図１０に、ステップ４８において製造された積層ガラスの平面図を示す（図１の矢印９の方向に示すように）。
積層ガラス５１の周辺は、点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’に関して画定される。これらの点は、図９の点Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤに対応する。
積層ガラス５１の表面圧縮応力領域６０’は、表面圧縮応力領域６０と同じ方法で画定される、つまり、表面圧縮応力領域６０’は、周辺領域である。表面圧縮領域６０’内の表面圧縮応力は、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａである。
中央領域６２’は、周辺応力領域６０’によって境界付けされ、中央領域６２’内の表面は、圧縮されている。図９に示す外層の場合、距離５２’、５４’、５６’、及び５８’は、３００ｍｍである。
本発明は、粘着性中間層によって、厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍの化学的に強化された内層に積層された、厚さが１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの焼き鈍された外層を含む、積層ガラス、特に車両のフロントガラス、サンルーフ、バックライトまたはサイドライトを提供する。外層は、１５ＭＰａ〜２０ＭＰａのフロントガラス輪郭周辺の３００ｍｍの帯上に残留表面圧縮応力及び１１ＭＰａ未満の純張力及び２５ＭＰａを超える端部圧縮を有する顧客表面設計を完全に満たすよう、プレス曲げ加工によって製造される。内層は、重力たわみ曲げ加工を使用して、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａのフロントガラス周辺の３００ｍｍの帯上での積層後に表面残留応力を与え得る中間形状に曲げられてもよく、外層の残留縁部応力は、１１ＭＰａ未満の純張力及び２５ＭＰａを超える端部圧縮を有する。
本発明に従って、化学的に強化された内層の力によって、外層と同じ精度で内層を曲げる必要がないことが分かっている。フロントガラスの形状は基本的に、外層によって固定され、内層は、粘着性中間層を介して内層に接合される際に、外層の形状に従い得るようわずかに柔軟であり得る。その結果得られる積層フロントガラス内の応力は、外層の表面内の応力プロファイル及び化学的に強化された内層の応力特性によって修正し得る。本発明によって製造されたフロントガラスを有することによって、従来のフロントガラスと比較して、優れた石衝撃性能を有する軽量フロントガラスを有することができる。

Claims (37)

  1. 粘着性中間層材料の少なくとも１つの層によって接合された、板ガラス材料の第１の層と、板ガラス材料の第２の層とを含む、積層ガラスであって、前記板ガラス材料の第１の層は、第１の組成物を有するガラスシートを含み、前記板ガラス材料の第２の層は、前記第１の組成物とは異なる第２の組成物を有するガラスシートを含み、前記積層ガラスは、（ｉ）前記積層ガラスの周辺部の周りに延在する周辺領域を有し、前記積層ガラスは、前記周辺領域内に表面圧縮応力及び（ｉｉ）縁部圧縮を有し、縁部圧縮の大きさは、前記周辺領域の前記表面圧縮応力よりも大きい、前記積層ガラス。
  2. 前記周辺領域が前記積層ガラスの周辺全体の帯として延在する、請求項１に記載の積層ガラス。
  3. 前記帯が前記積層ガラスの前記周辺部からある距離だけ延在し、前記距離が２００ｍｍ〜４００ｍｍ、好ましくは２８０ｍｍ〜３２０ｍｍ、より好ましくは約３００ｍｍである、請求項２に記載の積層ガラス。
  4. 前記周辺領域内の前記表面圧縮応力が５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、好ましくは７ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは１０ＭＰａ〜２０ＭＰａである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  5. 前記積層ガラスの前記第１の層が、純張力を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  6. 前記縁部領域内の前記第１の層の前記残留縁部応力が１５ＭＰａ未満、好ましくは１４ＭＰａ未満、より好ましくは１３ＭＰａ未満、さらにより好ましくは１２ＭＰａ未満、最も好ましくは１１ＭＰａ未満の純張力を有する、請求項５に記載の積層ガラス。
  7. 前記第１の層の前記縁部応力が２４ＭＰａを超える、好ましくは２５ＭＰａを超える、より好ましくは２６ＭＰａを超える、さらにより好ましくは２７ＭＰａを超える、さらにより好ましくは２８ＭＰａを超える、さらにより好ましくは２９ＭＰａを超える、さらにより好ましくは３０ＭＰａを超える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  8. 前記板ガラス材料の第１の層が１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましくは１．６ｍｍ〜２．３ｍｍの厚さを有し、かつ／または、前記板ガラス材料の第２の層が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍの厚さを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  9. 前記第１の組成物がソーダ石灰ケイ酸塩ガラス組成物である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  10. 前記第２の組成物がアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物であり、好ましくは、前記第２の組成物が少なくとも約６重量％の酸化アルミニウムを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  11. 前記板ガラス材料の第２の層が化学的に強化されており、好ましくは、前記板ガラス材料の第２の層が、化学的に強化されたガラスシートである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  12. 積層される前に、前記板ガラス材料の第１の層が、５ＭＰａ〜３０ＭＰａ、好ましくは１０ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは１５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、最も好ましくは１５ＭＰａ〜２０ＭＰａの前記周辺領域内の表面圧縮応力を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  13. 前記板ガラス材料の第１の層が純張力を有する縁部領域を有し、積層される前の、前記縁部領域内の前記板ガラス材料の第１の層の前記純張力が、前記積層ガラス内に組み込まれる際の、前記板ガラス材料の第１の層の前記縁部領域内の前記純張力と同じである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  14. 前記板ガラス材料の第１の層が凹面及び反対の凸面を有し、前記凹面が前記粘着性中間層材料の層に対面する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  15. 前記板ガラス材料の第１の層がプレス曲げ加工を用いて曲げられる、請求項１４に記載の積層ガラス。
  16. 前記板ガラス材料の第２の層が凹面及び反対の凸面を有し、前記凸面が前記粘着性中間層材料の層に対面する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  17. 前記板ガラス材料の第２の層が重力たわみ曲げ加工を用いて曲げられる、請求項１６に記載の積層ガラス。
  18. 積層される前の、前記板ガラス材料の第１の層の前記縁部圧縮が、前記積層ガラス内に組み込まれる際の、前記板ガラス材料の第１の層の前記圧縮の縁部と同じである、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  19. 前記板ガラス材料の第１及び／また第２の層が６６〜７２ｍｏｌ．％ＳｉＯ２、１〜４ｍｏｌ．％Ａｌ２Ｏ３、８〜１５ｍｏｌ．％ＭｇＯ、１〜８ｍｏｌ．％ＣａＯ、１２〜１６ｍｏｌ．％Ｎａ２Ｏを含む組成物を有するガラスシートを含み、好ましくは、ＭｇＯ＋ＣａＯが１２〜１７ｍｏｌ．％であり、ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．１〜０．４の範囲内にある、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  20. 前記ガラス材料の第１及び／また第２の層が（重量比で）５８％〜７０％のＳｉＯ２、５％〜１５％のＡｌ２Ｏ３、１２％〜１８％のＮａ２Ｏ、０．１％〜５％のＫ２Ｏ、４％〜１０％のＭｇＯ、及び０％〜１％のＣａＯを含む組成物を有するガラスシートを含むが、ただし、前記Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯの合計が１３％を超え、Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯの量の合計をＫ２Ｏの量によって除算したものが３を超え、前記Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯの合計が２２％を超える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  21. 積層ガラスを作製する方法であって、
    （ｉ）第１の組成物を有する板ガラス材料の第１の層を提供するステップと、
    （ｉｉ）第１の曲げ加工で、前記板ガラス材料の第１の層を曲げ、それにより、前記板ガラス材料の曲げられた層が残留表面圧縮応力を有する周辺領域を有するようにするステップと、
    （ｉｉｉ）第２の組成物を有する板ガラス材料の第２の層を提供するステップと、
    （ｉｖ）第２の曲げ加工で、前記板ガラス材料の第２の層を曲げるステップと、
    （ｖ）粘着性中間層材料の層で、前記板ガラス材料の第２の層に前記板ガラス材料の第１の層を接合するステップと、を含む、前記方法。
  22. 前記板ガラス材料の第１及び第２の層が前記粘着性中間層の層で接合される前に、前記板ガラス材料の曲げられた第２の層が化学的に強化される、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記第１の曲げ加工がプレス曲げ加工であり、好ましくは、前記プレス曲げ加工が少なくとも１つの加熱成形型を使用する、請求項２１または２２に記載の方法。
  24. 前記第２の曲げ加工が、重力たわみ曲げ加工である、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
  25. 前記板ガラス材料の第１の層がソーダ石灰ケイ酸塩ガラスを含み、かつ／または前記板ガラス材料の第２の層がアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含む、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記周辺領域内の前記残留表面圧縮応力が５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは、１５ＭＰａ〜２０ＭＰａである、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
  27. 前記積層ガラスの前記周辺領域内の前記表面圧縮応力が５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、より好ましくは、７ＭＰａ〜２５ＭＰａ、さらにより好ましくは、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａである、請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記プレス曲げ操作の完了後、かつ前記曲げられた外層が周囲状態にまで冷却される前に、前記残留表面圧縮応力が、前記曲げられた外層の周辺の空気を直接冷却することによって制御される、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
  29. ステップ（ｉｉ）の後に、前記板ガラス材料の第１の層が純張力及び縁部圧縮を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有し、前記縁部領域内の前記第１の層の前記残留縁部応力が１５ＭＰａ未満、好ましくは、１４ＭＰａ未満、より好ましくは、１３ＭＰａ未満、さらにより好ましくは、１２ＭＰａ未満、最も好ましくは、１１ＭＰａ未満の純張力を有する、請求項２１〜２８のいずれか一項に記載の方法。
  30. ステップ（ｉｉ）の後に、前記板ガラス材料の第１の層が純張力及び縁部圧縮を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有し、前記第１の層の前記縁部圧縮が２４ＭＰａを超える、好ましくは、２５ＭＰａを超える、より好ましくは、２６ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２７ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２８ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、２９ＭＰａを超える、さらにより好ましくは、３０ＭＰａを超える、請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の方法。
  31. 板ガラス材料の第１の層と、板ガラス材料の第２の層とを含む積層ガラスであって、前記板ガラス材料の第１の層が、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの厚さを有し、焼き鈍されたソーダ石灰シリカガラスであり、前記板ガラス材料の第２の層が、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの厚さを有し、化学的に強化されたガラスであり、前記板ガラス材料の第１の層が、粘着性中間層材料の少なくとも１つの層によって前記板ガラス材料の第２の層に接合され、周辺領域を有する前記積層ガラス内に組み込まれる前の前記板ガラス材料の第１の層が、第１の残留表面圧縮応力を有し、前記積層ガラス内に組み込まれる際に、前記板ガラス材料の第１の層が、前記周辺領域内に第２の残留表面圧縮応力を有する、前記積層ガラス。
  32. 前記積層ガラス内に組み込まれる前の前記板ガラス材料の第１の層が、１１ＭＰａ未満の純張力を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有し、かつ／または、前記積層ガラス内に組み込まれる前の前記板ガラス材料の第１の層が、２５ＭＰａを超える縁部圧縮を有し、かつ／または、前記積層ガラス内に組み込まれる前の前記板ガラス材料の第１の層が、前記周辺領域内に１５ＭＰａ〜２０ＭＰａの残留表面圧縮応力を有する、請求項３１に記載の積層ガラス。
  33. 前記積層ガラス内に組み込まれた後の前記板ガラス材料の第１の層が、前記周辺領域内に１０ＭＰａ〜２０ＭＰａの残留表面圧縮応力を有する、請求項３１または請求項３２に記載の積層ガラス。
  34. 前記板ガラス材料の第２の層が、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物である、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の積層ガラス。
  35. 積層ガラスのためのガラスシートであって、前記ガラスシートが、周辺部、及び前記ガラスシートの前記周辺部の周りに延在する周辺領域内の表面圧縮応力を有し、前記周辺領域が前記周辺部からある距離だけ延在し、前記周辺領域内の前記残留表面圧縮応力が１５ＭＰａ〜２０ＭＰａであり、前記ガラスシートが、１１ＭＰａ未満の純張力及び少なくとも２５ＭＰａの縁部圧縮を有する残留縁部応力を有する縁部領域を有する、前記ガラスシート。
  36. 請求項３５に記載のガラスシートを備える、車両ガラス、特にフロントガラス、バックライト、サイドウィンドウもしくはサンルーフ、または建物用の板ガラス。
  37. 請求項１〜２０または請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の積層ガラスを備える、車両ガラス、特にフロントガラス、バックライト、サイドウィンドウ、またはサンルーフ。
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