JP6759222B2 - ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法及びそれによって形成されたガラスラミネート物品 - Google Patents

ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法及びそれによって形成されたガラスラミネート物品 Download PDF

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Description

関連技術の相互参照
本出願は、参照により、全内容が本明細書に組み込まれる、２０１５年２月２日出願の米国特許出願第６２／１１０７８２号の優先権を主張するものである。
本明細書は、概してガラスラミネート物品に関し、より具体的には、ガラスラミネート物品のエッジの仕上げ及び強化方法、並びにそれによって形成されたガラスラミネート物品に関するものである。
カバーガラス、ガラスバックプレーン等のガラス物品が、ＬＣＤ及びＬＥＤディスプレイ、コンピュータモニタ、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）等の民生用及び商用電子機器に用いられている。これ等のガラス物品の一部には、ユーザーの指及び／又はスタイラス装置を含む、様々な物体をガラス物品に接触させる必要がある「タッチ」機能を含む場合があり、ガラスは、十分に頑強であって損傷せずに、日常的な接触に耐える必要がある。更に、かかるガラス物品は、携帯電話、パーソナルメディアプレーヤー、及びタブレットコンピュータ等の携帯電子機器に組み込まれる場合もある。これ等の機器に組み込まれるガラス物品は、関連装置の運搬及び／又は使用中に損傷を受け易い。従って、電子機器に用いられるガラス物品の強度を向上させ、日常的な実際の使用による「タッチ」接触だけでなく、運搬中に生じ得る偶発的な接触及び衝撃に耐え得る必要があると考えられる。
強化ガラス物品は、化学強化法、熱強化法、ラミネート加工法等によって形成することができる。ラミネート加工によって強化されるガラス物品は、異なる熱膨張係数を有する少なくとも２つのガラス組成から形成される。これ等のガラス組成は、ガラス物品を形成するために、溶融状態で互いに接触させ、ガラス組成を互いに融合又は一体化される。ガラス組成が冷却するにつれ、熱膨張係数の差によって、ガラスの少なくとも一方の層に圧縮応力が生じ、それによってガラス物品が強化される。ラミネート加工法を用いて、ガラスラミネート物品に対し物理、光学、及び化学特性を含む、他の特性を付与又は向上させることもできる。
ガラスラミネートの連続リボンを生成する溶融ラミネーション法を含む、様々な方法を用いて、ガラスラミネート物品を生成することができる。ガラスラミネートの連続リボンを単体化した、個別のガラスラミネート物品を、他の機器に組み込むことができる。例えば、ガラスラミネートの連続リボンは、ガラスラミネートの厚さ比及び材料の選択に応じて、機械的切断、レーザー若しくは熱刻線、及び破断分離技術、又はこれ等の組み合わせのいずれかによって、所定のサイズに単体化又は切断し、単体化した個別ガラス物品が生成される。単体化された物品のエッジは、単体化処理中又は処理後、欠陥が形成され易く、その欠陥によって、ガラス物品の強度が低下して破損を招く可能性がある。
従って、ガラスラミネート物品の刻線入りエッジを強化する別の方法、及びそれによって形成され、エッジが強化されたガラスラミネート物品の必要性が存在している。
１つの実施の形態によれば、ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法が記載されている。ガラスラミネート物品は、当初、第１のガラスクラッド層と、第２のガラスクラッド層との間に配置されたガラスコア層を有する、ガラスラミネートリボンの形態を成していてよい。ガラスラミネート物品を切断又は単体化して、切断エッジを有する１つ以上のガラスラミネート物品を形成することができる。少なくとも２つのガラスラミネート物品を積重して、積重体を形成し、積重体の切断エッジを直接研磨し、研磨後、ガラスラミネート物品のエッジ強度を約４００ＭＰａ以上とすることができる。
別の実施の形態において、ガラスラミネート物品は、ガラスコア層、ガラスコア層の第１の表面に直接融合された第１のガラスクラッド層、ガラスコア層の第１の面に対向する第２の面に直接溶融された第２のガラスクラッド層を有することができる。ガラスラミネート物品の研磨されたエッジは、４００ＭＰａ以上の値で測定可能なエッジ強度を有することができる。
本明細書に記載の方法及びガラスラミネート物品の更なる特徴及び効果は、これに続く詳細な説明に述べてあり、当業者はその記述から、一部は容易に明らかであり、これに続く詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面を含め、本明細書に記載の実施の形態を実施することによって認識できるであろう。
前述の概要説明及び以下の詳細な説明は、いずれも様々な実施の形態を示すものであって、特許請求した主題の性質及び特徴を理解するための概要、及び枠組みの提供を意図したものであることを理解されたい。添付図面は、本開示について更なる理解が得られることを意図して添付したもので、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものである。図面は本明細書の様々な実施の形態を示すもので、その説明と併せ、特許請求した主題の原理及び作用の説明に役立つものである。
本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、ガラスラミネート物品の概略断面図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、ガラスラミネート物品を形成する装置の概略図。 ガラスラミネート物品の界面の選択的エッチングを示す、例示的な顕微鏡画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の適用可能な実施の形態による、ガラスラミネート物品を処理し、ガラスラミネート物品のエッジを強化する処理ステップのフローチャート。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の適用可能な実施の形態による、図４に詳述されている処理等、ガラスラミネート物品のエッジを強化する処理における、積重ステップの概略を示すフローチャート。 図５（ａ）の続き。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、例示的な積重処理の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）装置による研削前における、ガラスラミネート物品の例示的な積重体の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）装置による研削後における、図７（ａ）の積重体を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、研磨前における、ガラスラミネート物品の例示的な積重体の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、研磨前に、研磨装置の積重体固定冶具に載置された、ガラスラミネート物品の例示的な積重体の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、研磨前に、研磨装置に装着された、ガラスラミネート物品の例示的な積重体の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、研磨後における図８（ａ）〜８（ｃ）の積重体の画像を示す図。 本明細書に図示及び記載の、１つ以上の実施の形態による、異なる切断後仕上げ工程によって処理され、曲げ強度試験を受けた異なるガラスラミネート物品の強度分布を示す、破損確率（パーセント）（ｙ軸）に対する、ＭＰａ単位の強度（ｘ軸）の例示的なワイブル確率プロットをグラフ表示した図。
ここで、添付図面に例を示す、ガラスラミネート物品のエッジの仕上げ及び強化方法、及びそれによって形成されるガラスラミネート物品の実施の形態を詳細に説明する。図面全体を通し、可能な限り、同じ又は同様の部品には同じ参照番号を使用する。ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法の１つの実施の形態を図４〜８に示す。実施の形態において、中間の研削工程の有無、及び急速エッチング工程の有無を問わず、遊離砥粒支援研磨工程によって、ガラスラミネート物品の積重体の切断エッジを研磨することによって、ガラスラミネート物品を強化し、４００ＭＰａ以上の目標エッジ強度を達成することができる。
添付図面を具体的に参照して、ガラスラミネート物品のエッジの強化方法、及びそれによって形成されるガラスラミネート物品の様々な実施の形態を本明細書で具体的に説明する。
本明細書において、「ＣＴＥ」という用語は、約２０℃〜約３００℃の温度範囲にわたって平均した、ガラス組成の熱膨張係数を意味する。ＣＴＥは、例えば、ＡＳＴＭ Ｅ２２８「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｗｉｔｈ ａ Ｐｕｓｈ−Ｒｏｄ Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ」又はＩＳＯ７９９１：１９８７「Ｇｌａｓｓ‐‐ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｍｅａｎ ｌｉｎｅａｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ」に記載の手順を用いて測定することができる。
ここで、図１を参照すると、ガラスラミネート物品１００が、断面図で概略的に示されている。ガラスラミネート物品１００は、概して、ガラスコア層１０２、及び少なくとも１つのガラスクラッド層１０４ａを有している。図１に示すガラスラミネート物品１００の実施の形態において、ガラスラミネート物品は、第１のガラスクラッド層１０４ａ、及びガラスコア層１０２の反対側に配置された、第２のガラスクラッド層１０４ｂを有している。図１は、ガラスラミネート物品１００を、ガラスラミネートシートとして概略的に示しているが、別の構成及び形状因子が考えられ、可能であることを理解されたい。
図１に示すガラスラミネート物品１００の実施の形態において、ガラスコア層は、概して、第１の表面１０３ａ、及び第１の表面１０３ａに対向する第２の表面１０３ｂを有している。第１のガラスクラッド層１０４ａは、ガラスコア層１０２の第１の表面１０３ａに融合され、第２のガラスクラッド層１０４ｂは、ガラスコア層１０２の第２の表面１０３ｂに融合されている。ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂとの間に、接着剤、コーティング層等、追加の非ガラス材料を配置せずに融合されている。従って、一部の実施の形態において、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、ガラスコア層１０２に直接融合、又はガラスコア層に直接隣接している。一部の実施の形態において、ガラスラミネート物品１００は、カラスコア層と（一方又は両方の）ガラスクラッド層との間に、１つ以上の中間層を有している。例えば、中間層は中間ガラス層及び／又はガラスコア層と（一方又は両方の）ガラスクラッド層との界面に（例えば、ガラスコア層及びガラスクラッド層の１つ以上の成分を拡散層に拡散させることによって）形成された拡散層を有することができる。一部の実施の形態において、ガラスラミネート物品１００は、直接隣接するガラス層の界面が、ガラス−ガラス界面である、ガラス−ガラスラミネート体（例えば、その場で融合された多層ガラス−ガラスラミネート体）を含んでいる。
本明細書に記載のガラスラミネート物品の実施の形態において、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの組成が、ガラスコア層１０２の組成と異なり、最終的なガラスラミネート物品に特定の属性を与えている。例えば、本明細書に記載の実施の形態において、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥＣＬを有するガラス組成から形成され、ガラスコア層１０２は、平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥＣを有する異なるガラス組成から形成される。ＣＴＥＣはＣＴＥＣＬより大きく（即ちＣＴＥＣ＞ＣＴＥＣＬ）、それによって、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが、イオン交換又は熱強化せずに、圧縮応力を受ける。
例えば、一部の実施の形態において、ガラスクラッド層は、２０℃〜３００℃の範囲にわたって平均した、約４０×１０−７／℃以下の平均クラッドＣＴＥＣＬを有するガラス組成によって形成される。一部の実施の形態において、２０℃〜３００℃の範囲にわたって平均した、クラッドガラス組成の平均クラッドＣＴＥＣＬは、約３７×１０−７／℃以下とすることができる。更に別の実施の形態において、２０℃〜３００℃の範囲にわたって平均した、クラッドガラス組成の平均クラッドＣＴＥＣＬは、約３５×１０−７／℃以下とすることができる。しかし、ガラスコア層は、２０℃〜３００℃の範囲において、約４０×１０−７／℃以上の平均熱膨張係数を有するガラス組成から形成することができる。これ等の実施の形態の一部において、２０℃〜３００℃の範囲において、ガラスコア層のコアガラスの平均コアＣＴＥＣは約６０×１０−７／℃以上とすることができる。更に別の実施の形態において、ガラスコア層のガラス組成の２０℃〜３００℃の範囲において平均した平均コアＣＴＥＣは、約８０×１０−７／℃以上とすることができる。更に別の実施の形態において、ガラスコア層のガラス組成の２０℃〜３００℃の範囲において平均した平均コアＣＴＥＣは、約９０×１０−７／℃以上とすることができる。
本明細書に記載の実施の形態において、ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂとの間のＣＴＥ差（即ち、|ＣＴＥＣ−ＣＴＥＣＬ|）は、クラッド層に圧縮応力を生じさせるのに十分である。一部の実施の形態において、ガラスコア層とガラスクラッド層との間のＣＴＥ差は、約２０×１０−７／℃以上、更には３０×１０−７／℃以上である。一部の別の実施の形態において、ガラスコア層とガラスクラッド層との間のＣＴＥ差は、約４０×１０−７／℃以上、更には５０×１０−７／℃以上である。更に別の実施の形態において、ガラスコア層とガラスクラッド層との間のＣＴＥ差は、約６０×１０−７／℃以上、更には６５×１０−７／℃以上である。
一部の実施の形態において、参照により本明細書に組み込まれる、２０１４年６月１３日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｌａｍｉｎａｔｅ Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｅｄｇｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ」と題する、同時係属中の国際公開第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０４２２３７号に記載のように、１つ以上のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、ガラスコア層１０２が形成されるガラス組成よりも、特定の溶液に溶解し難いガラス組成から形成することができる。これによって、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが、実質的に影響を受けずに、化学エッチング等によって、ガラスコア層１０２の一部を選択的に除去することが可能になる。更に別の実施の形態において、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、ガラスコア層と比較して、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの光学特性を変化させる、追加の構成成分を含有することができる。従って、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの少なくとも一方の組成が、それが融合されるガラスコア層１０２の組成と異なることが理解されるであろう。
一部の実施の形態において、ガラスコア層は、以下の表１Ａ及び１Ｂに示すガラスコア層組成の１つによって形成することができる。しかし、ガラスコア層１０２のための別の組成も考えられ、可能であることを理解されたい。
Figure 0006759222
Figure 0006759222
一部の実施の形態において、ガラスクラッド層は、以下の表２に示すガラスクラッド層組成の１つ以上から形成することができる。しかし、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂのための別の組成も考えられ、可能であることを理解されたい。
Figure 0006759222
ラミネーションスロットドロー法、ラミネーションフロート法、又は溶融ラミネーション法を含みこれに限定されない、様々な方法を用いて、本明細書に記載のガラスラミネート物品を生成することができる。これ等のラミネーション法の各々は、概して、第１の溶融ガラス組成を流し、第２の溶融ガラス組成を流し、いずれかのガラス組成のガラス転移温度において、第１の溶融ガラス組成を第２のガラス組成に接触させて、２つの組成間に界面を形成し、ガラスが冷却凝固するにつれ、第１及び第２の溶融ガラス組成が、界面において、互いに融合させることを含んでいる。
１つの特定の実施の形態において、ガラスラミネート物品１００は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第４，２１４，８８６号明細書に記載の方法等、溶融ラミネーション法によって形成することができる。例として図２を参照すると、ガラスラミネート物品を形成するためのラミネート溶融ドロー装置２００は、下部オーバーフロー分配器２０４の上方に配置された、上部オーバーフロー分配器又はアイソパイプ２０２を有している。上部オーバーフロー分配器２０２は、溶解装置（図示せず）から、溶融ガラスクラッド組成２０６が供給される溝槽２１０を有している。同様に、下部オーバーフロー分配器２０４は、溶解装置（図示せず）から、溶融ガラスコア組成２０８が供給される溝槽２１２を有している。
溝槽２１２が溶融ガラスコア組成２０８で満たされると、溶融ガラスコア組成は溝槽２１２をオーバーフローして、下部オーバーフロー分配器２０４の外側成形面２１６、２１８上を流れる。下部オーバーフロー分配器２０４の外側成形面２１６、２１８は、根底部２２０において合流している。従って、外側成形面２１６、２１８を流れる溶融ガラスコア組成２０８は、下部オーバーフロー分配器２０４の根底部２２０において再結合して、ガラスラミネート物品のガラスコア層１０２が形成される。
同様に、溶融ガラスクラッド組成２０６は、上部オーバーフロー分配器２０２に形成された溝槽２１０をオーバーフローして、上部オーバーフロー分配器２０２の外側成形面２２２、２２４上を流れる。溶融ガラスクラッド組成２０６は、溶融ガラスクラッド組成２０６が下部オーバーフロー分配器２０４の周りを流れ、下部オーバーフロー分配器の外側形成面２１６、２１８を流れる溶融ガラスコア組成２０８と接触し、溶融したガラスコア組成と融合して、ガラスコア層１０２の周囲にガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが形成されるように、上部オーバーフロー分配器２０２によって外側にそらされる。
図２は、シート又はリボン等の、平坦なガラスラミネート物品を形成するための特定の装置を概略的に示しているが、別の幾何学的構成も可能であることを理解されたい。例えば、米国特許第４，０２３，９５３号明細書に記載の装置及び方法を用いて、例えば、円筒状のガラスラミネート物品を形成することができる。
一部の実施の形態において、溶融ガラスコア組成２０８は、概して、溶融ガラスクラッド組成２０６の平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥＣＬよりも大きい平均コア熱膨張係数ＣＴＥＣを有している。従って、ガラスコア層１０２及びガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが冷却するにつれ、ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂとの熱膨張係数の違いによって、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂに圧縮応力が生じる。得られたガラスラミネート物品の強度が、この圧縮応力によって増大する。
一部の別の実施の形態において、溶融ガラスコア組成２０８は、概して、溶融ガラスクラッド組成２０６の平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥＣＬと同様の平均コア熱膨張係数ＣＴＥＣを有している。この実施の形態において、ガラスコア層１０２及びガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが冷却凝固した後、得られたガラスラミネート物品を熱処理等によって更に処理して、ガラスコア層１０２及び／又はガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの少なくとも１つをセラミック化し、ひいてはその層のＣＴＥを変化させ、ガラスラミネート物品のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂに圧縮応力を形成することができる。例えば、１つの実施の形態において、ガラスコア層１０２は、熱処理すると結晶層が析出し、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂと比較して、コア熱膨張係数ＣＴＥＣが増大する、ガラスセラミック材料から形成することができる。結果として得られた熱膨張係数の差によって、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂに圧縮応力が生じる。別の実施の形態において、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、熱処理すると結晶層が析出し、ガラスコア層１０２と比較して、クラッド熱膨張係数ＣＴＥＣＬが低下する、ガラスセラミック材料から形成することができる。結果として得られた熱膨張係数の差によって、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂに圧縮応力が生じる。
再度図１を参照する。前述のように、溶融法によるガラスラミネート物品を製造する方法では、まず連続したガラスリボンが得られる。従って、個々のガラスラミネート物品は、連続したガラスリボンから、単体化又は分離することができる。連続したガラスリボンから分離すると、ガラスラミネート物品のコア層が露出する。ガラスラミネート物品１００を強化する実施の形態において、形成中、又は形成後のセラミック化の結果のいずれかによる強化によって、ガラスラミネート物品１００のエッジ１０６に露出したガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが圧縮状態になる一方、ガラスラミネート物品のエッジ１０６に露出したガラスコア層１０２が張力状態になる。コア層１０２のこの引張応力のために、ガラスコア層１０２は、特に、ガラスラミネート物品１００の致命的な破損（すなわち、完全な破砕）につながる可能性がある損傷を受けやすい。更に、連続したガラスリボンを個別のガラスラミネート物品に単体化する処理によって、ガラスの切断エッジに欠陥が残る可能性もあり、この欠陥がクラックの開始点となる可能性がある。本明細書に記載の方法は、ガラスラミネート物品のエッジの仕上げ及び強化に用いることができ、ガラスラミネート物品のエッジを起点とする破損を緩和することができる。
単体化したガラスラミネート物品は、固定砥粒成形ホイールを用いた研削、面取り、ラップ仕上げ、研磨等を含む、従来の仕上げ工程によって更に処理することができる。例えば、ガラスラミネート物品の鋭利又は角張った刻線を有するエッジに対し、縁取り工程又は面取り工程を行って、ガラス本来の強度と比較して、比較的低いエッジ強度につながり得る残留刻線及び破断損傷を排除することができる。この比較的低いエッジ強度により、その後加えられる負荷によって、ガラスが破損する可能性がある。縁取り工程又は面取り工程によって生じる残留損傷は、追加の研磨ステップによって除去することができるが、この追加ステップによってガラスラミネート物品の製造コストが増加する。
これ等従来の仕上げ工程は、ガラスラミネートの種類、並びに刻線破断及び／又はガラスラミネート物品を分離して、単体化した個々のガラス物品の形成に使用される方法に応じ、約９０ＭＰａ〜２００ＭＰａのエッジ強度が得られている。これ等のエッジ強度は比較的低く、ガラスラミネート物品は、ガラスラミネート物品のエッジの損傷に付随する、破損の影響を受け易い状態のままとなっている。
ガラスラミネート物品のエッジ１０６を仕上げ強化し、破損し易さを抑制するために、ガラスラミネート物品１００のエッジ１０６を更に処理することができる。
機械的縁取り工程若しくは面取り工程、又はこれ等の組み合わせによって、ガラスラミネート物品１００のエッジ１０６の強度を増大させることができる。しかし、これ等の工程は、ガラスラミネート物品のエッジにおいて、約４００ＭＰａ以上の目標エッジ強度を達成することは、これまで知られていない。従来の機械的エッジ仕上げ工程に続いて、エッジ強度の増大に使用できる別の方法に化学エッチングがある。従来のエッジ強化工程と呼ばれる一種の化学エッチングステップが、２０１４年３月６日に公開された、「ＧＬＡＳＳ ＡＲＴＩＣＬＥＳ ＷＩＴＨ ＨＩＧＨ ＦＬＥＸＵＲＡＬ ＳＴＲＥＮＧＴＨ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ」と題する、米国特許出願公開第２０１４／００６５４０１号明細書に記載されており、本参照文献は全内容が本明細書に組み込まれ、（以後、「従来のエッジ強化工程」と呼ぶ）。従来のエッジ強化工程を用いて、ガラスラミネート物品１００のエッジ１０６を強化することができる。しかし、溶融法によって形成された、ガラスラミネート物品のクラッド層とコア層との化学的耐久性の違いによって、従来のエッジ強化工程は、ガラスラミネート物品のエッジ強度を低下させる可能性もある。例えば、従来のエッジ強化工程は、クラッド層とコア層との間のクラッド／コア界面において、材料が選択的に除去される結果となる可能性がある。この効果を説明するために、従来のエッジ強化工程を適用して、ガラスラミネート物品１００のエッジ１０６を強化した。約１６分間の工程を適用することによって、図３に示すような不均一なエッジプロファイルが生じた。具体的には、図３は厚さ０．７ｍｍのガラスラミネート物品のエッジの拡大画像であって、かかるクラッド層とコア層との界面における選択的エッチングを示している。即ち、従来のエッジ強化工程の適用中に、クラッド層とコア層との界面に、選択的エッチング及び材料除去が生じている。具体的には、図３のピーク３００が、軸Ｉに沿って、ガラス物品のクラッド／コア界面を画成している。軸Ｉの右側がコア層３０２であり、軸Ｉの左側がクラッド層３０４である。ピーク３００の右側が、従来のエッジ強化工程に起因する、クラッド／コア界面における選択的エッチング及び材料除去によって形成された谷部３０６である。この選択的な材料除去によって、ガラス物品のエッジ強度が低下し、４００ＭＰａの目標エッジ強度が満足されなくなる。一部のガラスラミネート物品のエッジ強度を低下させる可能性があることを別にしても、従来のエッジ強化工程等の化学エッチング工程を追加することによって、ガラスラミネート物品の製造コストが大幅に増加する。
本明細書に記載の実施の形態は、前述の従来のエッジ強化工程、又は別の同様の化学エッチングステップと異なるエッジ処理技術に関するものである。本明細書に記載のエッジ処理技術を用いて、溶融法よって形成された、ガラスラミネート物品の４００ＭＰａ以上の目標エッジ強度を達成することができる。ガラスラミネート物品の切断エッジ又は未処理のエッジは、連続したガラスラミネートリボン、又はより大きいガラスラミネートシート（即ち、マザーシート）から、ガラスラミネート物品を単体化するときに生じ得る。例えば、一部の実施の形態において、単体化は、ガラスラミネート物品のレーザー刻線に用いられ、その後、ガラス物品が、残りのリボン又はシートから分離され、ガラスラミネート物品に切断又は未処理のエッジが残る、超短レーザーパルスシステムによって達成することができる。別の方法として、ガラスラミネート物品を機械的に刻線して、ガラスラミネート物品を連続したガラスリボン、又はマザーシートから分離することができる。次に、本明細書に記載の方法を用いて、ガラスラミネート物品のかかる切断エッジ、又は未処理のエッジの仕上げ及び強化を実施することができる。本明細書に記載の１つの実施の形態において、遊離砥粒研磨システムを用い、回転ブラシを利用するスラリー供給システムを介し、ガラスラミネート物品の切断ガラスエッジにスラリーが塗布される。例えば、かかる研磨システムは、ナイロン回転ブラシを有するスラリー供給システムを利用する、型番ＢＰＭ−３８０Ｃ／５７０Ｂのエッジ研磨装置（以下「エッジ研磨装置」と言う）等、日本のショーダテクトロン株式会社から市販されている。スラリーは遊離砥粒材料（即ち、研磨媒体）を含むことができる。例えば、一部の実施の形態において、スラリーは１．３ｇ／ｃｍ３又は約１．３ｇ／ｃｍ３の濃度を有するＣｅＯ２微粒子を含んでいる。有益なことに、かかる研磨ステップは、中間の縁取り（又は研削）ステップの必要性の有無を問わず、ガラスラミネート物品の切断エッジに適用することができ、しかも４００ＭＰａの目標値以上の平均強度値をもたらすことができる。しかし、所望のエッジ強度を有するガラスラミネート物品を生成するために、１つ以上の研削ステップと組み合わせて、この研磨ステップを用いることができることを理解されたい。
実施の形態において、単体化したガラスラミネート物品を積重し、積重体全体に対し、本明細書に記載の遊離砥粒研磨システムを適用することができる。実施の形態において、ガラスラミネート物品の積重体は、約２５０個までのガラスラミネート物品を含むことができる。一部の別の実施の形態において、ガラスラミネート物品の積重体は、約５０〜約２５０個のガラスラミネート物品を含むことができる。一部の別の実施の形態において、ガラスラミネート物品の積重体は、約５０〜約２００個のガラスラミネート物品を含むことができる。しかし、本明細書に記載の方法を用いて、個別のガラスラミネート物品を処理することができることを理解されたい。本明細書に記載の方法に従って、個別のガラスラミネート物品を処理する場合、上部及び下部に犠牲的なガラス物品を用いて、処理される個別のガラスラミネート物品を包囲することによって、個別のガラス物品の表面を保護することができる。１つの積重体における複数のガラスラミネート物品を処理することが、大量生産のために適切かつ望ましく、本明細書に記載の実施の形態によって処理された、かかる積重体の目視検査によって、そのように処理されたガラス物品の表面に（切断エッジとは対照的に）実質的な悪影響がないことが明らかになっている。
一部の実施の形態において、本明細書に記載のエッジ研磨工程は、機械的研削によってガラスラミネート物品の切断エッジを処理するための面取り工程と組み合わせて用いることができる。より具体的には、本明細書に記載のガラスラミネート物品のエッジを強化する方法を、単体化したガラスラミネート物品のエッジを、砥粒支援工程を用いて、（単独、又は単体化した溶融ガラスラミネート物品の積重体において）面取りする、面取り工程と組み合わせて用いることによって、４００ＭＰａの目標強度以上のエッジ強度を有するガラスラミネート物品を生成することができる。実施の形態において、エッジを面取りするということは、ガラスラミネート物品のエッジを処理して、当初の平坦かつ矩形形状と異なるエッジプロファイルの生成を意味することができる。この面取り工程は、研削ステップを含むことができる。面取り工程を組み込んだかかるエッジ仕上げ工程を用いて、例えば、表示用途又は電子装置のカバーガラス等に使用される、ガラスラミネート物品を大量生産することができる。
更に、本明細書に記載のエッジ研磨工程は、エッチングステップと共に用いることもできる。単独又はエッジ面取り工程と組み合わせた、本明細書に記載のエッジ研磨工程は、溶融法によって形成されたガラスラミネート物品の強度を４００ＭＰａ以上に増大させることが判明している一方、研磨工程にエッチング工程を付加することによって、エッジの強度が約１０％更に向上することも判明している。このエッチングステップは、３分未満の期間で急速に実施することができる。前述の従来のエッジ強化工程を用いた、より伝統的な１６分間のエッチングステップと比較して、かかる短縮されたエッチング時間枠によって、エッチング工程に起因する、ガラスラミネート物品のガラスエッジの残留汚染を抑制することができる。
ここで、図４を参照する。１つの実施の形態において、ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法が、例えば、レーザー分離技術、機械的分離技術、又はこれ等の組み合わせを用いて、ガラスラミネートを単体化したガラスラミネート物品に切断する、ステップ４００を含んでいる。その後、ステップ４０２において、積重工程を介し、単体化したガラスラミネート物品を積重して、ガラスラミネート物品の第１の積重体を生成する。積重工程は、図５及び６（ａ）〜６（ｈ）を具体的に参照しながら、本明細書において更に詳細に説明する。ステップ４０４において、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）装置を用いて、第１の積重体の側面にＣＮＣ研削操作を施して、積重体におけるガラスラミネート物品の各々の切断エッジから、ガラス材料を除去して、積重体を研削することによって、ＣＮＣ研削済み積重体を形成することができる。ステップ４０６において、ＣＮＣ研削済み積重体を解体する。即ち、積重体のガラスラミネート物品を積重体から取り外し、各々のガラスラミネートが、積重体の残りの部分から切り離して、個別の処理を可能にする。実施の形態において、ＣＮＣ研削済み積重体を水、アルコール等の溶媒を含む超音波浴に配置することによって、ＣＮＣ研削済み積重体を解体することができる。ステップ４０８において、個々のガラスラミネート物品を洗浄及び乾燥し、積重工程及び／又はＣＮＣ研削工程における残留物をすべて除去する。ステップ４１０において、個々のガラスラミネート物品を、日本のショーダテクトロン株式会社から市販されている積重システム等、市販の平板積重システムを用いて再積重する。その後、ステップ４１２において、第２の積重体の単体化したガラス物品のエッジを研磨する。実施の形態において、スラリーに混入した遊離砥粒を用いたエッジ研磨装置を用いた、エッジＣＮＣブラシ研磨により研磨を実施して、ＣＮＣ研磨済み積重体を形成することができる。エッジを研磨した後、ステップ４１４において、ＣＮＣ研磨済み積重体を解体して、ＣＮＣ研磨済み積重体から個々のガラスラミネート物品を取り外す。次に、個々のガラスラミネート物品を洗浄、乾燥して、更にその後の処理及び／又は最終的な包装及び配送のための下準備を行う。
積重体の解体ステップ及び再積重ステップ（例えば、それぞれステップ４０２及びステップ４１０）は、それぞれの処理ステップに対し、個々のガラスラミネート物品の間の間隔が異なるようにすることができる。研削ステップ（例えば研削ステップ４０４）の間、隣接する個々のガラスラミネート物品は、研削間隔だけ互いから離間させることができる。研磨ステップ（例えば研磨ステップ４１２）の間、隣接する個々のガラスラミネート物品は、研磨間隔だけ互いから離間させることができる。実施の形態において、研削間隔は、研磨間隔より大きくすることができる。別の実施の形態において、研削間隔は、研磨間隔より小さくすることができる。別の実施の形態において、研削間隔は、研磨間隔に等しく又は実質的に等しくすることができる。
１つの実施の形態において、ステップ４０２の積重工程及びステップ４１０の再積重工程は、図５（ａ）〜図５（ｂ）のフロー図に示すステップを含むことができ、これ等のステップが、図６（ａ）〜６（ｈ）に図解してある。例えば、切断されたままのガラスラミネート物品の積重体は、後述するように、紫外線（ＵＶ）硬化接着剤、及び少なくとも２つの個々のガラスラミネート物品の隣接表面間の接触を回避するために、積重体の個々のガラスラミネート物品の間に配置される、ＰＭＭＡ（ポリ（メタクリル酸メチル））球状スペーサを用いて、手動で行うことができる。実施の形態において、球状スペーサは、研削間隔が、少なくとも約２０μｍ、少なくとも約３０μｍ、又は少なくとも約３５μｍになるように構成される。これに加えて又は代えて、球状スペーサは、研削間隔が、約１００μｍ以下、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ以下、約５０μｍ以下、又は約４５μｍ以下になるように構成される。
図５（ａ）〜５（ｂ）を具体的に参照する。ステップ５００において、テーブル６０２等の概して平坦な固体の表面に、透明フィルム６００等の基板を敷く。ステップ５０２において、支持体６０４を、フィルム６００の対向する外周位置の周囲に接して配置し、フィルム６００をテーブル６０２上の所望の位置に保持する。ステップ５０４において、切断エッジ６０８ａを有する第１のガラスラミネート物品６０６ａをフィルム６００上に載置し、支持体６０４から離間させる。ステップ５０６において、第１のガラスラミネート物品６０６ａの上面に、接着剤６１０を塗布する。接着剤は、ＵＶ硬化接着剤又はその他の適切な接着剤であってよい。接着剤６１０は、様々なパターンのうちの１つのパターンで塗布することができる。例えば、接着剤６１０は、第１のガラスラミネート物品の全表面にわたる単一層（図示せず）、又は図６（ａ）に示すように、周囲に接着剤のドットを有するＸ形状パターンとして塗布することができる。加えて、第１のガラスラミネート物品６０６ａの上面に、ＰＭＭＡ球状スペーサ等のスペーサを配置することができる。かかるスペーサは、厚さが４０μｍ、又は約２０μｍ〜１００μｍの範囲である。
ここで、図５（ａ）〜５（ｂ）、及び図６（ｂ）を参照する。ステップ５０８において、ガラスラミネート物品６０６ａ及び接着剤６１０の上に、第２のガラスラミネート物品６０６ｂを載置する。その後、ステップ５１０において、ガラス物品６０６ｂの上面に圧力を加えて、積重体６１２の第１のセグメント６１２ａを生成する。本明細書において、「セグメント」という用語は、解放可能に接着結合された２つのガラスラミネート物品を意味する。図６ｂに示すように、圧力を加えることによって、接着剤６１０の余分な接着剤部分６１４が、積重体６１２のそれぞれのガラス物品６０６ａ及び６０６ｂのエッジ６０８ａ及び６０８ｂを通過して放出され、積重体６１２の下に配置されたフィルム６００の上面に堆積させることができる。ステップ５１２において、拭き取り操作等によって、余分な接着剤部分６１４を除去することができる。図６（ｃ）〜６（ｄ）は、余分な接着剤部分６１４が除去された後の積重体６１２を示している。
図５（ａ）〜５（ｂ）、及び図６（ｅ）を参照する。ステップ５１４において、ツール６１６を用いて、エッジ６０８ａ及び６０８ｂを調整し、積重体６１２の第１のセグメント６１２ａのガラスラミネート物品６０６ａ及び６０６ｂの位置合わせを行う。ステップ５１６において、図６（ｆ）に示すように、重り６１８等の重り系を積重体６１２の上面に載置して、積重体６１２の第１のセグメント６１２ａ内のガラスラミネート物品の適切な接着を確実にすることができる。実施の形態において、重り６１８は、金属、セラミック、更にはガラスの固体ブロック等の固体重量物を含んでいてよい。重り６１８は、約５分以下の期間、積重体６１２の上面に配置することができる。その後、ツール６１６等のツールを用いて、積重体６１２の個々のガラスラミネート物品の位置を再度調整すると共に、工程の任意のステップの前、後、又は最中に、余分な接着剤部分が存在する場合に実施することができる、全ての余分な接着剤部分を再度除去することができる。
ステップ５１８において、約１分〜約２分間、積重体６１２を予備ＵＶ硬化ステップに曝す。ステップ５２０において、透明フィルム６００から積重体６１２を取り外し、ステップ５２２において、約０．１４ｍｍ〜約０．１９ｍｍの厚さを有する、紙基板等の清浄な基板に積重体６１２を載置する。積重体の外周から余分な接着剤部分を再度除去することができる。予備ＵＶ硬化ステップは、積重と硬化との間（例えば、積重装置からＵＶ硬化装置への移動中）に、積重体がずれないようにするのに役立つ。別の実施の形態において、予備ＵＶ硬化ステップを省略することができる。
図６（ｇ）及び６（ｈ）を参照する。ステップ５２４において、積重体６１２をＵＶ硬化工程に曝す。具体的には、積重体６１２をＵＶ硬化装置６２２に挿入して、適切な量又は数のＵＶ硬化放射線サイクルに曝す。実施の形態において、積重体６１２を、２つのＵＶ硬化放射線サイクルに曝す。ステップ５２６において、ＵＶ硬化装置から積重体６１２を取り外して、余分な接着剤部分を再度除去することができる。次に、透明フィルム、紙等の別の物質の上に、積重体６１２を配置することができる。次に、ステップ５００〜５２６を繰り返して、ガラスラミネート物品の積重体に、１つ以上の追加セグメントを付加して、ガラスラミネート物品を積重した多数のセグメントを含む、最終的な積重体を生成することができる。
ここで、図７（ａ）〜７（ｂ）を参照すると、図４の任意のステップ４０４等の面取り工程の研削ステップの前後における、ガラスラミネート物品の研削前積重体７００及び研削後積重体７０２がそれぞれ示されている。任意の研削ステップ４０４は、粒度３２５番の固定砥粒粒子を有する粗研削ホイール、及び粒度８００番の固定砥粒粒子を有する微細ホイール等、粗砥粒ホイール及び微細砥粒ホイールの使用を含むことができる。本明細書に記載のように、研削ステップに用いられる研削ホイールは、単体化したガラスラミネート物品を研削するための成形砥石、又は単体化したガラスラミネート物品の積重体の研削に用いられる平面ホイールのいずれかである。実施の形態において、研削工程の条件に、２０ｍｍの平坦なダイヤモンドホイール（即ち、溝を含まないダイヤモンドホイール）を含めることができる。粗ホイールは、粒度３２５番のメタルボンドホイール、粒度８００番の電気メッキホイール等、日本の冨士ダイス株式会社が製造するホイールであってよい。ホイールは、２０，０００ｒｐｍ等、１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍで回転することができ、１００ｍｍ／分又は略１００ｍｍ／分の線速度等、５０ｍｍ／分〜１５０ｍｍ／分の線速度を有することができる。粗ホイールの切込み深さは、１回のパスに対し、０．３５ｍｍ又は略０．３５ｍｍ／パス等、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ／パスであってよく、微細ホイールの切込み深さは、２回のパスに対し、０．０５ｍｍ又は略０．０５ｍｍ／パス等、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ／パスであってよい。研削後、ガラスラミネート物品のエッジに良好な表面仕上げを与えるために、粗ホイールを最初の研削パスに用い、微細ホイールをその後の研削パスに用いる。任意の研削ステップにおいて、異なる範囲又は砥粒粒度を有する研削ホイール、及び／又は様々な種類（例えば、金属ボンド、電気メッキ等）の研削ホイールを用いることができることが理解されるであろう。例えば、使用される粗ホイールは、約２４０番〜約４００番の範囲の砥粒粒度を有するメタルボンドホイールであってよい。微細ホイールは、約８００番〜約１２００番、更には１０００番〜１２００番の砥粒粒度を有する電気メッキホイールであってよい。これに代えて、微細ホイールは、約５００番〜約８００番の砥粒粒度を有するメタルボンドホイールであってよい。更に別の実施の形態において、微細ホイールは約５００番〜約３０００番、更には約５０番〜１２００番の砥粒粒度を有する樹脂ボンドホイールであってよい。
図８（ａ）〜８（ｃ）は、それぞれ、面取り工程の研磨ステップ前における、切断したままのガラスラミネート物品を、積重体８００として、最初に積重したときの積重体（図８（ａ））、研磨装置の積重固定具内に初期配置された積重体（図８（ｂ））、次いで完全に収容され、研磨装置のブラシと係合した積重体（図８（ｃ））を示している。図８（ｄ）は研磨ステップ後における、研磨後積重体８０２を示している。
本明細書に記載の一部の実施の形態において、図８（ａ）の研磨前の積重体８００等の、ガラスラミネート物品の積重体の形成に用いられる、日本のショーダテクトロン株式会社から市販されている積重ツール等を用いて、単体化したガラスラミネート物品が積重ツール固定具に手動で積重される。別の実施の形態において、単体化したガラスラミネート物品は、ガラスラミネート物品間のガラスとガラスとの間隔が約０．１４ｍｍ〜約０．１９ｍｍになるように、積重ツール及び研磨装置に関連する特別な取り付け具に積重される。この間隔は、（本明細書に記載のように）紙等の基板を個々のガラスラミネート物品間に配置することによって調整することができる。紙は積重されたガラスラミネート物品のガラス表面積の約８５％〜９０％を覆うことができる。実施の形態において、研磨前の積重体８００は、（例えば、積重体保持ツールによる）圧縮を用いて、一緒に保持される。従って、隣接するガラスラミネート物品の界面は、接着材料を含まないか、又は実質的に含まなくてよい。別の実施の形態において、積重体を一緒に保持するために、隣接するガラスラミネート物品間に接着剤が用いられる。実施の形態において、基板（例えば、紙）は、研磨間隔が、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約１１０μｍ、少なくとも約１２０μｍ、少なくとも約１３０μｍ、少なくとも約１４０μｍ、又は少なくとも約１５０μｍになるように構成されている。これに加えて又は代えて、基板（例えば、紙）は、研磨間隔が、約２２０μｍ以下、約２１０μｍ以下、約２００μｍ以下、約１９０μｍ以下、約１８０μｍ以下、又は約１７０μｍ以下になるように構成されている。研磨間隔によって、研磨装置の剛毛が、個々のガラスラミネート物品のエッジの角を丸めることができる。
積重され、取り付け具に配置されると、次に積重体８００は、研磨装置に装填され、研磨されて研磨後積重体８０２が生成される。前述のように、研磨装置は、遊離砥粒支援研磨媒体と組み合わせて、円形ナイロンブラシを使用する、ショーダ社の型番ＢＰＭ−３８０Ｃ／５７０Ｂのエッジ研磨装置であってよい。実施の形態において、研磨媒体は、スラリーに約１．３ｇ／ｃｍ３の濃度を有するＣｅＯ２粒子を含んでいる。具体的なブラシ材料及び研磨媒体が本明細書に記載されているが、別の材料から形成されたブラシ、及び別の種類の研磨媒体を用いることができることを理解されたい。研磨装置のブラシは、ガラスラミネート物品の積重体の外周に研磨媒体のスラリーを塗布すること、及び研磨媒体をガラスラミネート物品の積重体の外周表面を横断させることの両方に用いることができ、それによってガラス材料の除去及び研磨動作の両方を促進することができる。本明細書に記載の実施の形態において、ガラスラミネート物品の積重体のエッジ表面の除去は、約０．０５ｍｍの除去深さまで行われる。しかし、除去深さは約０．０５ｍｍよりも大きくても小さくてもよいことを理解されたい。実施の形態において、材料除去の深さは、連続的な除去パスによって達成される。例えば、１つの実施の形態において、各々の除去パスは、１回のパス当り、約８μｍ〜約１０μｍの材料を除去するようにセットされる。
研磨ステップ後、（図４の積重体の解体ステップに関して説明したように）積重体が取り付け具から取り外され、積重体が解体される。次いで、ガラスラミネート物品は洗浄及び乾燥される。
本明細書に記載の実施の形態は、以下の実施例によって更に明確になるであろう。
実施例１
異なる後処理方法に曝されたガラスラミネート物品によって、４００ＭＰａ以上の目標エッジ強度が満たされるか否かを判定し、エッジ強度の後処理の改善の大きさを実証するために、本明細書に記載のエッジ処理方法によって得られた統計的分布プロットを生成した。図９は、異なる処理条件に曝された、ガラスラミネート物品の４点曲げ試験における破損確率を示すグラフである。強度は、ＡＳＴＭ Ｃ１１６１−１３「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｌｅｘｕｒａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ａｔ Ａｍｂｉｅｎｔ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に記載のようにして測定することができる。プロットは、ｘ軸のＭＰａ強度（例えば、破損持の荷重）をｙ軸の破損確率に対してプロットした、９０％信頼区間（ＣＩ）のワイブルプロットとして示すものである。凡例中の条件は、試験するサンプルの生成に使用した様々な種類の材料及び工程を示している。試験したガラス材料には、ＩＯＸガラス（例えば、ＣＯＮＣＯＲＥ(商標)ＩＯＸガラスを使用）及びＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）社ガラス（以下、「ＣＯＲＮＩＮＧガラス」が含まれていた。
ＣＯＲＮＩＮＧガラスを使用し、対照として試験したレーザー切断溶融ガラスラミネート物品が、条件凡例９００に「（対照）切断したままの状態」としてリストされており、以下条件９００Ａと呼ぶ。レーザー切断ガラスラミネート物品又は条件９００Ａのガラスは、Ｂ１０エッジ強度値が、約１１０ＭＰａであった（ここでＢ１０は、約１０％の製品母集団の破損率及び９０％の製品母集団の信頼率の平均強度を評価又は示すワイブル試験の値である）。最初に粒度３２０番のメタルボンドホイール、及び粒度８０番の電気メッキ微細ホイールによって研削し、その後、前述のショーダ社のエッジ研磨装置で研磨した、図９において条件９００Ｂと呼ぶ、ＣＯＲＮＩＮＧガラスも試験した。レーザー切断ガラスラミネート物品又は条件９００Ｂは、Ｂ１０エッジ強度値が約４９０ＭＰａであった。試験した別のガラス又はガラス物品は、最初に粒度３２０番のメタルボンド粗ホイール、及び粒度８００番の電気メッキ微細ホイールによって研削し、その後、ショーダ社のエッジ研磨装置で研磨し、次に、前述の急速３分エッチング工程に曝した、図９において条件９００Ｃと呼ぶ、ＣＯＲＮＩＮＧガラスである。試験した別のガラス物品は、コーニング社がＣＯＮＣＯＲＥとして市販している、図９において９００Ｄと呼ぶ、ＩＯＸガラスである。このガラスは、最初に粒度３２０番のメタルボンド粗ホイール、及び粒度８００番の電気メッキ微細ホイールによって研削し、次いで、前述のショーダ社のエッジ研磨装置で研磨したものである。レーザー切断溶融ガラスラミネート物品又は条件９００Ｄのガラスは、エッジ強度が条件９００Ｂ及び９００Ｃのエッジ強度と同様であった。
試験した更に別のガラス物品は、図９において条件９００Ｅと呼ぶ、ＣＯＲＮＩＮＧガラスである。このガラスは、最初に（中間の研削ステップなしで）ショーダ社のエッジ研磨装置によって研磨した。レーザー切断ガラスラミネート物品又は９００Ｅのガラスは、Ｂ１０エッジ強度値が約４３３ＭＰａであった。試験した更に別のガラス物品は、ショーダ社のエッジ研磨装置で直接研磨し、次いで前述の急速３分エッチング工程に曝した、図９において条件９００Ｆと呼ぶ、ＣＯＲＮＩＮＧガラスである。レーザー切断ガラスラミネート物品又は条件９００Ｆのガラスは、Ｂ１０エッジ強度値が約４７０ＭＰａであった。試験した別のガラス物品は、図９において条件９００Ｇと呼ぶＣＯＲＮＩＮＧガラスである。このガラスは、最初に前述の急速３分エッチング工程に曝し、以後の研削又は研磨工程を行わなかったものである。レーザー切断ガラスラミネート物品又は条件９００Ｇのガラスは、Ｂ１０エッジ強度値が約３３０ＭＰａであり、溶融ガラスラミネート物品の４００ＭＰａ以上という目標エッジ強度を下回っている。
図５のプロットの値凡例９０２に示す別の値は、形状、尺度、Ｎ、ＡＤ、及びＰを含んでいる。形状及び尺度は、以下に示す式（１）〜（５）等の計算の使用毎に強度評価を得るために用いられるワイブルパラメータであり、ここでＦ（ｔ）は破砕確率、ｔは破砕時の応力、及びエータ（又はη)は、２．７１８２８１８２８、Ｎは使用サンプル数、ＡＤはデータが特定の分布にどれくらいうまく従うかを評価するアンダーソンダーリング統計値、Ｐは確率値である。
Figure 0006759222
ここで、本明細書に記載の実施の形態は、ガラスラミネート物品を形成する方法に関し、より具体的には、エッジ強度が向上した、溶融ガラスラミネート物品を形成する方法、及びその方法によって形成された溶融ガラスラミネート物品に関していることが理解されるであろう。実施の形態において、ガラスラミネート物品のエッジ強化は、単体物品又はかかる溶融ガラスラミネート物品の積重体のいずれかについて、研削及び／又は化学エッチングステップの有無を問わず、溶融ガラスラミネート物品のエッジに、遊離砥粒支援研磨技術を用いて、４００ＭＰａ以上の目標強度を達成することを含んでいる。
溶融ガラスラミネート物品が、ガラスコア層とガラスクラッド層との間に、熱膨張係数の相対差を有する場合、本明細書に記載の溶融ガラスラミネート物品に適用される面取り工程、及び遊離砥粒支援研磨技術の利用により、ガラスラミネート物品のエッジ強度を向上する独自の残留応力プロファイルがガラスラミネート物品に付与される。具体的には、中間の研削及び／又は化学エッチングステップの有無を問わず、得られたガラスラミネート物品は４００ＭＰａ以上のエッジ強度を有している。
本明細書に記載のガラスラミネート物品は、例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、量子ドットディスプレイ、コンピュータモニタ、及び自動預け払い機（ＡＴＭ）を含む、民生用又は商用電子機器のカバーガラス又はガラスバックプレーン用途、タッチスクリーン又はタッチセンサー用途、例えば、携帯電話、パーソナルメディアプレーヤー、及びタブレットコンピュータを含む携帯用電子機器、例えば、半導体ウェーファを含む集積回路用途、太陽光発電用途、建築ガラス用途、自動車又は車両ガラス用途、商用又は家庭用品用途、照明又は看板（例えば、静的又は動的看板）用途、あるいは、例えば鉄道及び航空宇宙用途を含む輸送用途を含む、様々な用途に使用することができる。
特許請求した主題の精神及び範囲を逸脱せずに、本明細書に記載の実施の形態に対し、様々な改良及び変形が可能であることは、当業者には明白であろう。従って、かかる改良及び変形が、添付の特許請求の範囲及びその均等物に属することを条件に、本明細書はかかる改良及び変形を含むことを意図するものである。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法であって、
１つ以上のガラスラミネート物品を積重して、エッジプロファイルを有する積重体を形成するステップであって、各々のガラスラミネート物品が、第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置された、ガラスコア層を有する、ステップと、
前記エッジプロファイルに遊離砥粒材料を供給することによって、前記積重体の前記エッジプロファイルを研磨して、研磨済み積重体を形成するステップと、
前記研磨済み積重体を１つ以上の研磨済みガラスラミネート物品に分離するステップであって、各々の研磨済みガラスラミネート物品のエッジが、４００ＭＰａ以上の平均強度値を有する、ステップと、
を備えた方法。
実施形態２
前記遊離砥粒材料が、回転ブラシで供給される、実施形態１記載の方法。
実施形態３
前記回転ブラシが円形を成し、ナイロン剛毛を含んで成る、実施形態２記載の方法。
実施形態４
前記遊離砥粒材料が、約１．３ｇ／ｃｍ３の濃度を有するＣｅＯ２粒子を含むスラリーを含んで成る、実施形態１〜３いずれかに記載の方法。
実施形態５
前記エッジプロファイルを研磨するステップが、前記エッジプロファイルの一部を約０．０５ｍｍの除去深さまで除去するステップを含んで成る、実施形態１〜４いずれかに記載の方法。
実施形態６
前記エッジプロファイルの一部を除去するステップが、一連の連続した除去パスを含んで成り、各々のパスが約８μｍ〜約１０μｍの材料を除去する、実施形態５記載の方法。
実施形態７
前記エッジプロファイルを研磨するステップの前に、前記積重体の前記エッジプロファイルを研削するステップを更に備えた、実施形態１〜６いずれかに記載の方法。
実施形態８
前記研削ステップ中における、隣接するガラスラミネート物品間の研削間隔が、前記研磨ステップ中における、隣接するガラスラミネート物品間の研磨間隔より小さい、実施形態７記載の方法。
実施形態９
前記研削間隔が２０μｍ〜１００μｍであり、前記研磨間隔が１００μｍ〜２２０μｍである、実施形態８記載の方法。
実施形態１０
前記エッジプロファイルを研磨するステップの前に、前記研削済み積重体を１つ以上の研削済みガラスラミネート物品に分離するステップ、及び前記１つ以上の研削済みガラスラミネート物品を積重するステップを更に備えた、実施形態７〜９いずれかに記載の方法。
実施形態１１
前記積重体の前記エッジプロファイルが、少なくとも固定砥粒粒子を有する粗砥粒ホイール、及び固定砥粒粒子を有する微細砥粒ホイールで研削される、実施形態７〜１０いずれかに記載の方法。
実施形態１２
前記粗砥粒ホイールが、メタルボンドされ、粒度約２４０番〜約４００番の範囲の固定砥粒粒子を有する、実施形態１１記載の方法。
実施形態１３
前記微細砥粒ホイールが、電気メッキされ、粒度約８００番〜約１２００番の範囲の固定砥粒粒子を有する、実施形態１１記載の方法。
実施形態１４
前記微細砥粒ホイールが、メタルボンドされ、粒度約５００番〜約８００番の範囲の固定砥粒粒子を有する、実施形態１１記載の方法。
実施形態１５
前記微細砥粒ホイールが、樹脂ボンドされ、粒度約５００番〜約３０００番の範囲の固定砥粒粒子を有する、実施形態１１記載の方法。
実施形態１６
前記１つ以上のガラスラミネート物品を積重するステップが、
積重体のセグメントを生成するステップであって、
物質の上に第１のガラスラミネート物品を載置するステップ、
前記第１のガラスラミネート物品の上面に接着剤を塗布するステップ、
前記第１のガラスラミネート物品の上面に第２のガラスラミネート物品を載置するステップ、
前記第２のガラスラミネート物品の上面に圧力を加え、前記積重体の第１のセグメントを生成するステップであって、前記積重体の前記第１のセグメントの前記第１及び第２のガラスラミネート物品が、解放可能に接着結合されて成る、ステップ、
前記積重体の前記エッジプロファイルから余分な接着剤を除去するステップ、及び
前記積重体の前記エッジプロファイルを調整及び位置合わせするステップ
を含んで成る、ステップと、
前記積重体のセグメントを生成するステップを繰り返して、前記積重体の１つ以上の追加セグメントを生成するステップであって、前記積重体の各々のセグメントが、前記積重体の少なくとも１つの別のセグメントに解放可能に接着結合されて成る、ステップと、
を備えた、実施形態１〜１５いずれかに記載の方法。
実施形態１７
ガラスラミネート物品であって、
ガラスコア層と、
前記ガラスコア層の第１の表面に直接融合された第１のガラスクラッド層と、
前記ガラスコア層の前記第１の表面に対向する、第２の表面に直接融合された第２のクラッド層と、
前記積重体の外周の少なくとも一部の周囲に延び、４００ＭＰａ以上の平均強度を有する研磨済みエッジと、
を備えたガラスラミネート物品。
実施形態１８
４００ＭＰａ以上の平均強度を有する、研磨及び研削されたエッジを備えた、実施形態１７記載のガラスラミネート物品。
実施形態１９
４００ＭＰａ以上の平均強度を有する、研磨、研削、及びエッチングされたエッジを備えた、実施形態１７記載のガラスラミネート物品。
実施形態２０
前記ガラスラミネート物品が、エッジプロファイルを有し、該エッジプロファイルが遊離砥粒材料を受け取るように構成され、前記研磨されたエッジが生成される、実施形態１７記載のガラスラミネート物品。
１００ ガラスラミネート物品
１０２ ガラスコア層
１０４ａ 第１のガラスクラッド層
１０４ｂ 第２のガラスクラッド層
１０６ エッジ
２００ ラミネート溶融ドロー装置
２０２ 上部オーバーフロー分配器
２０４ 下部オーバーフロー分配器
２１０、２１２ 溝槽
２１６、２１８ 外側形成面
６００ 透明フィルム
６０４ 支持体
６０６ａ 第１のガラスラミネート物品
６０１ｂ 第２のガラスラミネート物品
６１０ 接着剤
６１２ 積重体
６１８ 重り
６２２ ＵＶ硬化装置
７００ 研削前積重体
７０２ 研削後積重体
８００ 研磨前積重体
８０２ 研磨後積重体

Claims (8)

  1. ガラスラミネート物品のエッジを強化する方法であって、
    ２つ以上のガラスラミネート物品を積重して、エッジプロファイルを有する積重体を形成するステップであって、各々のガラスラミネート物品が、第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置された、ガラスコア層を有する、ステップと、
    前記エッジプロファイルに遊離砥粒材料を供給することによって、前記積重体の前記エッジプロファイルを研磨して、研磨済み積重体を形成するステップと、
    前記研磨済み積重体を２つ以上の研磨済みガラスラミネート物品に分離するステップであって、各々の研磨済みガラスラミネート物品のエッジが、４００ＭＰａ以上の平均強度値を有する、ステップと、
    を備え、
    前記エッジプロファイルを研磨するステップの前に、前記積重体の前記エッジプロファイルを研削するステップを更に備え、
    前記研削ステップ中における、隣接するガラスラミネート物品間の研削間隔が、前記研磨ステップ中における、隣接するガラスラミネート物品間の研磨間隔より小さいことを特徴とする方法。
  2. 前記遊離砥粒材料が、回転ブラシで供給されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 前記遊離砥粒材料が、約１．３ｇ／ｃｍ３の濃度を有するＣｅＯ２粒子を含むスラリーを含んで成ることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の方法。
  4. 前記エッジプロファイルを研磨するステップが、前記エッジプロファイルの一部を約０．０５ｍｍの除去深さまで除去するステップを含んで成ることを特徴とする、請求項１〜３いずれか１項記載の方法。
  5. 前記研削間隔が２０μｍ〜１００μｍであり、前記研磨間隔が１００μｍ〜２２０μｍであることを特徴とする、請求項１〜４いずれか１項記載の方法。
  6. 前記エッジプロファイルを研磨するステップの前に、前記研削済み積重体を２つ以上の研削済みガラスラミネート物品に分離するステップ、及び前記２つ以上の研削済みガラスラミネート物品を積重するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項１〜５いずれか１項記載の方法
  7. 前記積重体の前記エッジプロファイルが、少なくとも固定砥粒粒子を有する粗砥粒ホイール、及び固定砥粒粒子を有する微細砥粒ホイールで研削されることを特徴とする、請求項１〜６いずれか１項記載の方法。
  8. 前記２つ以上のガラスラミネート物品を積重するステップが、
    積重体のセグメントを生成するステップであって、
    物質の上に第１のガラスラミネート物品を載置するステップ、
    前記第１のガラスラミネート物品の上面に接着剤を塗布するステップ、
    前記第１のガラスラミネート物品の上面に第２のガラスラミネート物品を載置するステップ、
    前記第２のガラスラミネート物品の上面に圧力を加え、前記積重体の第１のセグメントを生成するステップであって、前記積重体の前記第１のセグメントの前記第１及び第２のガラスラミネート物品が、解放可能に接着結合されて成る、ステップ、
    前記積重体の前記エッジプロファイルから余分な接着剤を除去するステップ、及び
    前記積重体の前記エッジプロファイルを調整及び位置合わせするステップ
    を含む、ステップと、
    前記積重体のセグメントを生成するステップを繰り返して、前記積重体の１つ以上の追加セグメントを生成するステップであって、前記積重体の各々のセグメントが、前記積重体の少なくとも１つの別のセグメントに解放可能に接着結合されて成る、ステップと、
    を備えたことを特徴とする、請求項１〜７いずれか１項記載の方法。
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