(57)【要約】  ガラス構造体は、第一面と、第一面と対向する第二面と、を有する。第一面は、互いに隣り合う複数の凸部及び凹部を有する。凸部の先端部は、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの曲面形状である。これにより、突出性が高く、美観性に優れ、高強度なガラス構造体が得られる。
2017086212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一面と、前記第一面と対向する第二面と、を有するガラス構造体であって、
前記第一面は、複数の凸部及び凹部を有し、
前記凸部の先端部は、曲面形状である、ガラス構造体。
【請求項２】
第一面と、前記第一面と対向する第二面と、を有するガラス構造体であって、
前記第一面は、互いに隣り合う複数の凸部及び凹部を有し、
前記凸部の先端部は、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの曲面形状である、ガラス構造体。
【請求項３】
前記凸部の先端部の算術平均粗さは、前記第一面における他の部分の算術平均粗さよりも小さい、請求項１又は２に記載のガラス構造体。
【請求項４】
前記凸部の先端部の算術平均粗さは、５００ｎｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス構造体。
【請求項５】
隣り合う一対の前記凸部の対向面がなす角度は、３０〜１５０°である、請求項１〜４の何れか１項に記載のガラス構造体。
【請求項６】
前記凸部の高さを幅で除した凸部アスペクト比が０．１３〜１．９である、請求項１〜５の何れか１項に記載のガラス構造体。
【請求項７】
前記凹部の深さを幅で除した凹部アスペクト比は、０．１３〜１．９である、請求項１〜６の何れか１項に記載のガラス構造体。
【請求項８】
互いに隣り合う複数の金型凸部及び金型凹部が形成された成形面を有し、ガラス構造体を成形するための金型。
【請求項９】
前記金型凹部の底部は、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの曲面形状である、請求項８に記載の金型。
【請求項１０】
前記金型凹部の底部の算術平均粗さは、前記成形面における他の部分の算術平均粗さよりも小さい、請求項８又は９に記載の金型。
【請求項１１】
前記金型凹部の底部の表面粗さは、２００００ｎｍ以下である、請求項８〜１０の何れか１項に記載の金型。
【請求項１２】
隣り合う一対の前記金型凹部の対向面がなす角度は、３０〜１５０°である、請求項８〜１１の何れか１項に記載の金型。
【請求項１３】
前記金型凹部の深さを幅で除した金型凹部アスペクト比が０．１３〜１．９である、請求項８〜１２の何れか１項に記載の金型。
【請求項１４】
前記金型凸部の高さを幅で除した金型凸部アスペクト比が０．１３〜１．９である、請求項８〜１３の何れか１項に記載の金型。
【請求項１５】
ガラス基材を請求項８〜１４の何れか１項に記載の前記金型により成形することで、凸部及び凹部を有する前記ガラス構造体を得る、ガラス構造体の製造方法であって、
前記ガラス基材は、第一面と、前記第一面と対向する第二面と、を有し、
前記ガラス基材の前記第一面を前記金型の前記成形面に当接させ、複数の前記金型凸部及び前記金型凹部に対応する複数の凹部及び凸部を前記第一面に付与する、ガラス構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス基材の第一面が、前記金型凹部の底部に接触しないように成形する、請求項１５に記載のガラス構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記ガラス基材は差圧成形により成形される、請求項１５又は１６に記載のガラス構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス構造体、金型、及びガラス構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２に示すように、特許文献１には、平滑な第１面１１２及びこの第１面１１２とは反対側の第２面１１４から成る装飾用ガラス１１０が開示されている。第２面１１４は、複数の切子面１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄによって画定される切子形成面である。複数の切子面１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄは互いに連携して突出部１１７ａを形成する。ここで、突出部１１７ａは、先端が尖り、強度、手触り、美観等に問題が生じる可能性がある。また、生産過程においてもこの尖った先端形状を起点として、割れや欠けなどが発生する確率が高くなり、生産効率を著しく低下させる要因にもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許第３１８４５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、突出性が高く、美観性に優れる高強度なガラス構造体、該ガラス構造体を成形するための金型、及びガラス構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  第一面と、前記第一面と対向する第二面と、を有するガラス構造体であって、
前記第一面は、複数の凸部及び凹部を有し、
前記凸部の先端部は、曲面形状である、ガラス構造体。
（２）  第一面と、前記第一面と対向する第二面と、を有するガラス構造体であって、
前記第一面は、互いに隣り合う複数の凸部及び凹部を有し、
前記凸部の先端部は、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの曲面形状である、ガラス構造体。
（３）  前記凸部の先端部の算術平均粗さは、前記第一面における他の部分の算術平均粗さよりも小さい、（１）又は（２）に記載のガラス構造体。
（４）  前記凸部の先端部の算術平均粗さは、５００ｎｍ以下である、（１）〜（３）の何れかに記載のガラス構造体。
（５）  隣り合う一対の前記凸部の対向面がなす角度は、３０〜１５０°である、（１）〜（４）の何れかに記載のガラス構造体。
（６）  前記凸部の高さを幅で除した凸部アスペクト比が０．１３〜１．９である、（１）〜（５）の何れかに記載のガラス構造体。
（７）  前記凹部の深さを幅で除した凹部アスペクト比は、０．１３〜１．９である、（１）〜（６）の何れかに記載のガラス構造体。
（８）  互いに隣り合う複数の金型凸部及び金型凹部が形成された成形面を有し、ガラス構造体を成形するための金型。
（９）  前記金型凹部の底部は、曲率半径が０．１〜１０ｍｍの曲面形状である、（８）に記載の金型。
（１０）  前記金型凹部の底部の算術平均粗さは、前記成形面における他の部分の算術平均粗さよりも小さい、（８）又は（９）に記載の金型。
（１１）  前記金型凹部の底部の表面粗さは、２００００ｎｍ以下である、（８）〜（１０）の何れかに記載の金型。
（１２）  隣り合う一対の前記金型凹部の対向面がなす角度は、３０〜１５０°である、（８）〜（１１）の何れかに記載の金型。
（１３）  前記金型凹部の深さを幅で除した金型凹部アスペクト比が０．１３〜１．９である、（８）〜（１２）の何れかに記載の金型。
（１４）  前記金型凸部の高さを幅で除した金型凸部アスペクト比が０．１３〜１．９である、（８）〜（１３）の何れかに記載の金型。
（１５）  ガラス基材を（８）〜（１４）の何れかに記載の前記金型により成形することで、凸部及び凹部を有する前記ガラス構造体を得る、ガラス構造体の製造方法であって、
前記ガラス基材は、第一面と、前記第一面と対向する第二面と、を有し、
前記ガラス基材の前記第一面を前記金型の前記成形面に当接させ、複数の前記金型凸部及び前記金型凹部に対応する複数の凹部及び凸部を前記第一面に付与する、ガラス構造体の製造方法。
（１６）  前記ガラス基材の第一面が、前記金型凹部の底部に接触しないように成形する、（１５）に記載のガラス構造体の製造方法。
（１７）  前記ガラス基材は差圧成形により成形される、（１５）又は（１６）に記載のガラス構造体の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、凸部の先端部は、曲面形状であるので、高強度、優れた美観、高い生産性の効果が得られる。
特に、本発明によれば、凸部の先端部の曲率半径が０．１〜１０ｍｍの曲面形状であるので、優れた美観と外的衝撃に対する強度を保ちながら、生産工程においても割れや欠けなどの発生を抑制することで高い生産性を実現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれガラス構造体の断面図である。
【図２】第二面に樹脂層及びガラスを配置した場合のガラス構造体の断面図である。
【図３】第二面に光源を配置した場合のガラス構造体の断面図である。
【図４】ガラス基材と金型の断面図である。
【図５】ガラス基材と金型の断面図である。
【図６】ガラス基材と金型の断面図である。
【図７】ガラス基材と金型の断面図である。
【図８】実施例の第一〜第三金型の断面図である。
【図９】実施例の第一〜第三金型の斜視図である。
【図１０】実施例のガラス構造体の斜視図の写真である。
【図１１】実施例のガラス構造体の斜視図の写真である。
【図１２】（ａ）は特許文献１の装飾用ガラスの斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図１３】一対のガラス構造体を組み合わせた例である。
【図１４】成形体の一部について断面形状を測定した結果を示すグラフである。
【図１５】図１４におけるＸＶ部を拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、本発明の範囲を逸脱することなく、以下の実施形態に種々の変形及び置換等を加えられる。
【０００９】
（ガラス構造体）
本実施形態のガラス構造体１は、図１（ａ）に示すような第一面３と、第一面３とガラス構造体１の肉厚方向で対向する第二面５と、を有し、全体として略平板状である。以後、ガラス構造体１の肉厚方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向及びＹ方向とする。第一面３は、平面部６と、平面部６にそれぞれ形成され、Ｘ方向において互いに隣り合う複数の凸部７及び凹部９を有する。本実施形態の凸部７及び凹部９は、Ｙ方向に延びる断面略三角形状であるが、凸部７及び凹部９は、その形状や設けられる位置等は特に限定されない。例えば、凸部７及び凹部９は、それぞれＸ方向に延び且つＹ方向において互いに隣り合う構成でも構わない。
【００１０】
ガラス構造体１の断面を見た場合に、凸部７の先端部７ａは曲面形状である。先端部７ａが曲面形状であることにより高強度、優れた美観、高い生産性の効果がある。また、ガラス構造体１の断面を見た場合に、先端部７ａの曲率半径は、０．１〜１０ｍｍであり、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．１〜２ｍｍがより好ましい。先端部７ａの曲率半径を上記範囲とすることで、強度と美観を両立する効果がある。仮に、先端部７ａの曲率半径が０．１ｍｍより小さい場合、強度の低下をまねく可能性があり、１０ｍｍより大きい場合、美観を損ねる。なお、先端部７ａとは、例えば後述の金型凹部２９の底部２９ａに対して、ガラスの進展の度合いにより任意の曲率を形成している部位である。
【００１１】
凸部７の先端部７ａ（凸部７のうち曲面形状である部分）の算術平均粗さ（Ｒａ）は、第一面３における他の部分の算術平均粗さ、すなわち、平面部６、凸部７のうち先端部７ａ以外の部分、及び凹部９の算術平均粗さよりも小さく設定されることが好ましい。これにより、他の部材と接触し易い凸部７の先端部７ａの強度が向上する。上記算術平均粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１（ＩＳＯ４２８７：１９９７）に記載された方法によって測定される。
【００１２】
より具体的には、凸部７の先端部７ａの算術平均粗さは、５００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、強度を低下させるようなクラックを低減でき、また美観に優れた製品を得られる効果がある。仮に、先端部７ａの算術平均粗さが５００ｎｍより大きい場合、強度を低下させ、また美観を損ねる。
【００１３】
また、第一面３における凸部７の先端部７ａ以外の部分の算術平均粗さ、すなわち、平面部６、凸部７のうち先端部７ａ以外の部分、及び凹部９の算術平均粗さは、２００００ｎｍ以下であることが好ましく、１００００ｎｍ以下であることがより好ましく、５０００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１０００ｎｍ以下が特に好ましい。これにより、ガラス構造体１の透明度を高める効果がある。なお、第一面３における凸部７の先端部７ａ以外の部分の算術平均粗さが１０００ｎｍ以上である場合、当該部分の曇り度（ヘイズ）が先端部７ａの曇り度に比べて大きくなるため、当該部分と先端部７ａとの外観差が生じ、ガラス構造体１全体としての美観性を付与できる。
【００１４】
ガラス構造体１を肉厚方向（Ｚ方向）で切断したときの断面を見た場合に、隣り合う一対の凸部７の対向面７ｂがなす角度αは、３０〜１５０°が好ましく、６０〜１２０°がより好ましく、７５〜１１０°がさらに好ましい。角度αを上記範囲とすることにより、成形での高い生産性が得られ陰影が付くことで製品の美観を高める効果がある。
【００１５】
凸部７のＺ方向高さ７ＨをＸ方向幅７Ｗで除した凸部アスペクト比は、０．１３〜１．９であることが好ましく、０．２５〜１．０であることがより好ましく、０．３５〜０．７５であることがさらに好ましい。これにより、成形での高い生産性が得られ陰影が付くことで製品の美観を高める効果がある。Ｘ方向幅７Ｗは、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｘ方向幅７Ｗは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。これにより高い生産性を維持しつつ高い美観性のある外観を得られる。Ｚ方向高さ７Ｈは、０．１ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｚ方向高さ７Ｈは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００１６】
凹部９のＺ方向深さ９ＤをＸ方向幅９Ｗで除した凹部アスペクト比は、０．１３〜１．９であることが好ましく、０．２５〜１．０であることがより好ましく、０．３５〜０．７５であることがさらに好ましい。これにより、成形での高い生産性が得られ陰影が付くことで製品の美観を高める効果がある。Ｘ方向幅９Ｗは、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｘ方向幅９Ｗは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。これにより高い生産性を維持しつつ高い美観性のある外観を得られる。Ｚ方向深さ９Ｄは、０．１ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｚ方向深さ９Ｄは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００１７】
本実施形態の複数の凸部７は、互いに略等しい形状とされており、互いに凸部アスペクト比が等しい。しかしながら、複数の凸部７は、互いに異なる形状であってもよく、互いに凸部アスペクト比が異なってもよい。
【００１８】
本実施形態の複数の凹部９は、互いに略等しい形状とされており、互いに凹部アスペクト比が等しい。しかしながら、複数の凹部９は、互いに異なる形状であってもよく、互いに凹部アスペクト比が異なってもよい。
【００１９】
本実施形態の凸部７及び凹部９は、互いに略回転対称な形状とされており、凸部アスペクト比と凹部アスペクト比が等しい。しかしながら、凸部７及び凹部９は、互いに回転対称な形状でなくてもよく、凸部アスペクト比と凹部アスペクト比が異なっても良い。なお、本実施形態においては、凸部７の先端部７ａが曲面形状であり、凹部９の底部９ａが鋭角形状であるので、凸部７及び凹部９は厳密には回転対称な形状ではない。そこで、図１（ｂ）に示すように、凹部９の底部９ａを曲面形状とすることで、凸部７及び凹部９を互いに回転対称な形状としてもよい。
【００２０】
第二面５の算術平均粗さは、０．５ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。また、第二面５には、第一面３の凸部７とＸＹ方向で重なる位置に、凸部７が突出する方向（図中の下方向）と同じ方向に凹んだ溝部４を有する。溝部４のＸ方向幅及びＺ方向深さは、凸部７のＸ方向幅７Ｗ及びＺ方向高さ７Ｈに比べて小さい。このような溝部４は、差圧成形（例えば、真空成形や圧空成形）によってガラス構造体１の第一面３に凸部７及び凹部９を成形した場合に形成される。差圧成形の場合、型当たりする第一面３に比べ、型当たりしない第二面５においては金型の形状が反映され難いため、凸部７に比べて溝部４は小さくなる。したがって、第二面５は全体として略平面形状となる。
【００２１】
第二面５は、溝部４を有さなくてもよい。また、第二面５が溝部４を有する場合であっても、第二面５の溝部４を除去する工程を実施してもよい。当該工程では、第二面５を研削や研磨等で処理することで溝部４を除去できる。これにより第二面５が平坦となるため、良好な美観性が得られる。
【００２２】
第一面３、第二面５及び溝部４には、印刷層が形成されてもよい。これにより第二面５又は第一面３から構造体１を視認した際に色彩を認識でき優れたデザインとなる。
【００２３】
第一面３、第二面５及び溝部４には、金属層が形成されてもよい。これにより第二面５又は第一面３から構造体１を視認した際に金属色を認識でき優れたデザインとなる。金属層の形成方法としては、メッキ、蒸着など様々な方法を使用できる。金属層の材料としては、ＡｌやＣｒ、Ａｕ、Ｃｕ等やこれらの合金が適用されるが、これに限らず任意の材料が適用される。
【００２４】
なお、ガラス構造体１は、上述したような全体として平板状のガラスに限られず、少なくとも一部が屈曲した曲げガラスや、全体として屈曲した曲げガラスであってもよい。また、ガラス構造体１は、円盤状や円環状、後述する実施例（図１０及び図１１参照）のような有底円筒状等であってもよい。つまり、ガラス構造体１は、第一面と、当該第一面に対向する第二面と、を有するものであれば、その形状は限定されない。
【００２５】
このようなガラス構造体１は、様々な用途に使用できるが、特に、自動車、電車、船舶、航空機等の輸送機に搭載され、好適に使用できる。また、インストルメントパネル、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ダッシュボード、センターコンソール、シフトノブ等の輸送機の内装部品に用いると、当該内装部品に高い意匠性や高級感等を付与でき、輸送機の内装のデザイン性を向上させられる。さらに当該内装部品は外的衝撃に対する耐久性を有する。また、これらの効果を得られることからエンブレムやボンネット、照明カバーなどの外装部品、スマートフォンなどのモバイル製品などのカバーガラス、筐体などにも使用できる。なお、ガラス構造体１の第一面３及び第二面５のうち、どちらを組立体（アセンブリ）の外側の面、すなわち通常の使用状態において使用者が触れる側の面としてもよいが、視認性向上の点からは略平面状である第二面５を組立体外側面とすることが好ましい。
【００２６】
なお、第二面５を使用者が触れる面とした場合、上述したような工程によって第二面５の溝部４を除去し、第二面５を平坦化することが、美観性や手触りの観点から好ましい。しかしながら、この場合、溝部４を除去するためのコストがかかり、またガラス構造体１が大きいと、第二面５全体を平坦化することが難しい。そこで、図２に示すように、第二面５に溝部４を満たすように樹脂層６１を設けてもよく、さらにその上に平坦なガラス６２を設けてもよい。これにより第二面５の溝部が認識されなくなり、美観性や手触り等が向上する。
【００２７】
また、第一面３を使用者が触れる面とした場合、上述したような樹脂層６１を接着層として機能させることで、第二面５を対象物に貼合してもよい。樹脂層６１が色のついたフィルムである場合には、第一面３側から色彩を認識でき、デザイン性が向上する。また、和紙や金箔などを第二面５と樹脂層６１の間に挟み込んでもよい。これにより高級感を付与でき、デザイン性が向上する。
【００２８】
ガラス構造体１の板厚は、１ｍｍ以上１０ｍｍ未満が好ましく、２ｍｍ以上８ｍｍ未満がより好ましく、３ｍｍ以上６ｍｍ未満がさらに好ましい。なお、「ガラス構造体１の板厚」とは、第一面３の平坦部と第二面５の平坦部との間における厚みを意味する。
【００２９】
図１３に示すように、一対のガラス構造体１を、それぞれの第一面３が隙間を介して対向するように配置してもよい。一対の第一面３の間に接着剤などを施すと、一対のガラス構造体１が剥離しにくく、破損した際のガラス飛散を抑制できる。一対の第一面３の間に多数の色を組み合わせたような印刷を施す、もしくは和紙のように模様の入ったもの、金箔などを挟み込むと、使用者が第二面５側から観察した際に、優れた美観性が得られる。第一面３に形成された凹凸が、紙面手前から奥に向かう線状であれば、凹部９に線状のＬＥＤ光源を配置でき、美観性に優れた構造体が実現できる。
【００３０】
ガラス構造体１は、必要な機械的強度および耐擦傷性を確保するために、少なくとも一方の主面が強化処理されていてもよく、強化処理方法としては物理強化でも化学強化でもよい。ガラス構造体１の平均厚さが薄い場合、化学強化による強化処理が好ましい。ガラス構造体１は、化学強化されることで、表面に圧縮応力層が形成され、強度及び耐擦傷性が高められる。化学強化は、ガラス転移点以下の温度で、イオン交換によりガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（典型的には、ＬｉイオンまたはＮａイオン）を、イオン半径のより大きなアルカリ金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＫイオン）に交換することで、ガラス表面に圧縮応力層を形成する処理である。化学強化処理は公知の方法によって実施でき一般的には硝酸カリウム溶融塩にガラスを浸漬する。この溶融塩に炭酸カリウムを１０質量％程度入れて使用してもよい。これによりガラスの表層のクラックなどを除去でき高強度のガラスが得られる。化学強化時に硝酸カリウムに硝酸銀などの銀成分を混合することで、ガラスがイオン交換され銀イオンを表面に有し抗菌性を付与できる。また、化学強化処理は１回に限らず、例えば異なる条件で２回以上実施してもよい。
【００３１】
ガラス構造体１のガラス組成は、特に限定されず、例えば、化学強化処理できるガラスとしてソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラスが挙げられる。
【００３２】
ガラス構造体１は、化学強化処理を適切に行うため、そのガラス組成におけるＬｉ２ＯとＮａ２Ｏの含有量の合計は１２モル％以上が好ましい。さらに、ガラス組成におけるＬｉ２Ｏの含有率が増加するにしたがって、ガラス転移点下がり、成形が容易となるため、Ｌｉ２Ｏの含有率を０．５モル％以上が好ましく、１モル％以上がより好ましく、２モル％以上がさらに好ましい。さらに、表面圧縮応力（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  Ｓｔｒｅｓｓ：  ＣＳ）および圧縮応力層深さ（Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｌａｙｅｒ：  ＤＯＬ）を大きくするため、ガラス構造体１のガラス組成がＳｉＯ２を６０モル％以上、Ａｌ２Ｏ３を８モル％以上含有することが好ましい。なお、ガラス構造体１は、第一面３及び第二面５における表面圧縮応力の最大値は４００ＭＰａ以上が好ましく、５００ＭＰａ以上がより好ましく、６００ＭＰａ以上が好ましい。第一面３及び第二面５の圧縮応力層深さは１０μｍ以上が好ましい。これにより表面圧縮応力および圧縮応力層深さを当該範囲とすることにより、第一面３及び第二面５に優れた強度と耐擦傷性を付与できる。なお、第一面３及び第二面５における表面圧縮応力及び圧縮応力層深さは、互いに等しくてもよく、異なってもよい。
【００３３】
ガラス構造体１のガラス組成の具体例としては、モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜２５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏを３〜３０％、ＭｇＯを０〜２５％、ＣａＯを０〜２５％およびＺｒＯ２を０〜５％含むガラスが挙げられるが、特に限定されない。より具体的には、以下のガラスの組成が挙げられる。なお、例えば、「ＭｇＯを０〜２５％含む」とは、ＭｇＯは必須ではないが２５％まで含んでもよい、の意である。（ｉ）のガラスはソーダライムシリケートガラスに含まれ、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）のガラスはアルミノシリケートガラスに含まれる。
（ｉ）モル％で表示した組成で、モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を６３〜７３％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜５．２％、Ｎａ２Ｏを１０〜１６％、Ｋ２Ｏを０〜１．５％、Ｌｉ２Ｏを０〜５％、ＭｇＯを５〜１３％及びＣａＯを４〜１０％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、Ｌｉ２Ｏを０〜５％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、Ｌｉ２Ｏを０〜５％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、Ｌｉ２Ｏを０〜５％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス。
【００３４】
次に、ガラス構造体１を作製するための平板状ガラスの製造方法について説明する。先ず、各成分の原料を前述した組成となるように調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、公知の成形法により所定の厚さのガラス板に成形し、徐冷する。ガラスの成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法、ダウンドロー法及びロールアウト法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法およびダウンドロー法も好適である。任意の成形法により平板状に成形されたガラス部材は、徐冷された後、所望のサイズに切断される。なお、より正確な寸法精度が必要な場合等には、切断後のガラス部材に面取加工や研磨加工を施してもよい。これにより、成形工程などでのハンドリングにおいて割れや欠けを低減でき歩留まりを向上できるようになる。
【００３５】
ガラス構造体１は、平面形状や曲面形状等のガラス基材から所定の形状に成形することが好ましい。使用する成形法としては、差圧成形法（例えば、真空成形法や圧空成形法等）、自重成形法、プレス成形法等から、成形後のガラス構造体１の形状に応じて、所望の成形法を選択すればよい。
【００３６】
差圧成形法は、ガラス基材を軟化させた状態で表裏面に差圧を与えて、ガラス基材を曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。真空成形法では、成形後のガラス構造体１の形状に応じた所定の金型上にガラス基材を設置し、該ガラス基材上にクランプ金型を設置し、ガラス基材の周辺をシールする。その後、金型とガラス基材との空間をポンプで減圧することにより、ガラス基材の表裏面に差圧を与える。圧空成形法では、成形後のガラス構造体１の形状に応じた所定の金型上にガラス基材を設置し、該ガラス基材上にクランプ金型を設置し、ガラス基材の周辺をシールする。その後、ガラス基材の上面に対して圧力を圧縮空気によって付与し、ガラス基材の表裏面に差圧を与える。なお、真空形成法と圧空成形法は互いに組み合わせて行ってもよい。
【００３７】
自重成形法は、成形後のガラス構造体１の形状に応じた所定の金型上にガラス基材を設置した後、該ガラス基材を軟化させて、重力によりガラス基材を曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
【００３８】
プレス成形法は、成形後のガラス構造体１の形状に応じた所定の金型（下型、上型）間にガラス基材を設置し、ガラス基材を軟化させた状態で、上下の金型間にプレス荷重を加えて、ガラス基材を曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
【００３９】
上述の成形法のうち差圧成形法は、第一面３に凹凸構造を有するガラス構造体１を得る方法として特に好ましい。差圧成形法によれば、ガラス構造体１の対向する第一面３及び第二面５のうち、第二面５は成形金型と接触せずに成形できるため、傷、へこみなどの凹凸状欠点を減らせる。したがって、第二面５を、組立体（アセンブリ）の外側の面、すなわち通常の使用状態において使用者が触れる側の面とすることが、視認性向上の観点から好ましい。
【００４０】
なお、成形後のガラス構造体１の形状に応じて、上述の成形法のうち２種以上の成形法を併用してもよい。
【００４１】
ガラス構造体１には、第一面３及び第二面５のうち少なくとも一方に、必要に応じて各種機能層を形成してもよい。このような機能層の具体例としては、防眩層、反射防止層、防汚層、装飾用の層が挙げられる。
【００４２】
ガラス構造体１には、第一面３及び第二面５のうち少なくとも一方に、必要に応じて印刷を施しても良い。これにより美観性や隠ぺい性が高くなり優れた外観が得られる。
【００４３】
（防眩層）
ガラス構造体１の視認面の少なくとも一部に防眩層が形成されていてもよい。防眩層の処理方法（以降、防眩処理とも記載）としては、防眩性を付与し得る凹凸形状を形成できる方法であれば特に限定されず、公知の方法を使用できる。防眩層の処理方法として例えば、ガラス構造体１の第一面３および第二面５の少なくとも一方の少なくとも一部に化学的な方法、あるいは物理的な方法で表面処理を施し、所望の表面粗さの凹凸形状を形成する方法を使用できる。また、処理方法として、ガラス構造体１の第一面３および第二面５の少なくとも一方に塗布液を塗布あるいは噴霧して、ガラス構造体１上に膜を堆積させて、凹凸形状を付与して防眩層としてもよい。
【００４４】
化学的な方法による防眩処理として具体的には、フロスト処理を施す方法が挙げられる。フロスト処理は、例えば、フッ化水素とフッ化アンモニウムの混合溶液に、被処理体であるガラス構造体１を浸漬することで行われる。
【００４５】
また、物理的方法による防眩処理として例えば、結晶質二酸化ケイ素粉、炭化ケイ素粉等を加圧空気でガラス構造体１の表面に吹きつけるいわゆるサンドブラスト処理や、結晶質二酸化ケイ素粉、炭化ケイ素粉等を付着させたブラシを水で湿らせて、これを用いてガラス構造体１表面を研磨する方法等で行われる。
【００４６】
中でも、化学的表面処理であるフロスト処理は、被処理体表面におけるマイクロクラックが生じ難く、ガラス構造体１の強度の低下が生じ難いため、好ましく利用できる。
【００４７】
さらに、防眩処理を施したガラス構造体１の少なくとも一方の主面に対して、その表面形状を整えるためのエッチング処理を行うことが好ましい。エッチング処理としては、例えば、ガラス構造体１を、フッ化水素の水溶液であるエッチング溶液に浸漬して、化学的にエッチングする方法を使用できる。エッチング溶液には、フッ化水素以外にも、塩酸、硝酸、クエン酸などの酸が含有されていてもよい。エッチング溶液に、これらの酸を含有させることで、ガラス構造体１に含有されるＮａイオン、Ｋイオン等の陽イオン成分とフッ化水素との反応による、析出物の局所的な発生を抑制できるほか、エッチングを処理面内で均一に進行させられる。
【００４８】
エッチング処理を行う場合、エッチング溶液の濃度や、エッチング溶液へのガラス構造体１の浸漬時間等を調節することで、エッチング量を調節し、これによりガラス構造体１の防眩処理面のヘイズ値を所望の値に調整できる。また、防眩処理を、サンドブラスト処理等の物理的表面処理で行った場合、クラックが生じることがあるが、エッチング処理によってこのようなクラックを除去できる。また、エッチング処理によって、防汚処理したガラス構造体１のギラツキを抑えるという効果も得られる。
【００４９】
防眩層が形成されている部位では、測定部位の平均ヘイズが４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２０％以下であることがさらに好ましい。ヘイズ値が４０％以下であれば、コントラストの低下が充分に抑えられる。
【００５０】
塗布液を塗布して防眩膜を形成する方法としては、公知のウェットコート法（スプレーコート法、静電塗装法（静電スプレー法）、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法等）等を使用できる。
【００５１】
中でもスプレーコーティング法や静電塗装法は膜を堆積する優れた方法として挙げられる。塗布液を用いてスプレー装置によりガラス構造体１に処理することで膜を形成でき、ガラス構造体１の防眩処理できる。スプレーコーティング法によれば、広い範囲でヘイズ値などを変更できる。これは塗布液の塗布量、材料構成を自由に変えることで要求特性を得るのに必要な凹凸形状を比較的に容易に作製できるためである。特に静電塗装法はより好ましい。
【００５２】
静電塗装法では、静電塗装ガンを備える静電塗装装置を用いて、塗布液を帯電させて噴霧する。静電塗装ガンから噴霧された塗布液の液滴は、マイナス電荷を帯びているため、接地されたガラス基材に向かって静電引力によって引き寄せられる。そのため、帯電させずに噴霧する場合に比べて、ガラス構造体１上に効率よく付着する。
【００５３】
防眩処理方法は１種を単独で行ってもよく、２種以上を組み合わせて行ってもよい。例えば、エッチング処理、塗布液を用いたスプレー法などによる防眩処理は、通常それぞれ単独で実施するが、併用しても構わない。
【００５４】
（反射防止層）
反射防止層の構成としては光の反射を抑制できる構成であれば特に限定されず、例えば、波長５５０ｎｍでの屈折率が１．９以上の高屈折率層と、波長５５０ｎｍでの屈折率が１．６以下の低屈折率層とを積層した反射防止膜とできる。
【００５５】
反射防止膜における高屈折率層と低屈折率層とは、それぞれ１層ずつ含む形態であってもよいが、それぞれ２層以上含む構成であってもよい。高屈折率層と低屈折率層とをそれぞれ２層以上含む場合には、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した形態であることが好ましい。
【００５６】
反射防止性を高めるためには、反射防止膜は複数の層が積層された積層体であることが好ましく、例えば該積層体は全体で２層以上８層以下の層が積層されていることが好ましく、２層以上６層以下の層が積層されていることがより好ましく、２層以上４層以下の層が積層されていることがさらに好ましい。ここでの積層体は、上記の様に高屈折率層と低屈折率層とを積層した積層体であることが好ましく、高屈折率層、低屈折率層各々の層数を合計したものが上記範囲であることが好ましい。
【００５７】
高屈折率層、低屈折率層の材料は特に限定されず、要求される反射防止性の程度や生産性等を考慮して適宜選択できる。高屈折率層を構成する材料としては、例えば酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）から選択された１種以上を好ましく使用できる。低屈折率層を構成する材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＳｉとＳｎとの混合酸化物を含む材料、ＳｉとＺｒとの混合酸化物を含む材料、ＳｉとＡｌとの混合酸化物を含む材料から選択された１種以上を好ましく使用できる。
【００５８】
生産性や屈折率の観点から、高屈折率層が酸化ニオブ、酸化タンタル、窒化ケイ素から選択される１種からなり、低屈折率層が酸化ケイ素からなる層が好ましい。
【００５９】
（防汚層）
防汚層としては、例えば、撥水性や撥油性を有することで、防汚性を付与できるものであれば特に限定されないが、含フッ素有機ケイ素化合物を加水分解縮合反応させることで硬化させて得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜などの防眩膜からなることが好ましい。
【００６０】
防汚膜の厚さは、特に限定されないが、防汚膜が含フッ素有機ケイ素化合物被膜からなる場合、膜厚で２〜２０ｎｍが好ましく、２〜１５ｎｍがより好ましく、２〜１０ｎｍがさらに好ましい。膜厚が２ｎｍ以上であれば、防汚層によって均一に覆われた状態となり、耐擦り性の観点で実用に耐えるものとなる。また、膜厚が２０ｎｍ以下であれば、成形後のガラス構造体の光学的特性が良好である。
【００６１】
含フッ素有機ケイ素化合物被膜を形成する方法としては、パーフルオロアルキル基；パーフルオロ（ポリオキシアルキレン）鎖を含むフルオロアルキル基等のフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤の組成物を、ガラス構造体１上または機能層上に、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、スリットコート法、スプレーコート法等により塗布した後必要に応じて加熱処理する方法、または含フッ素有機ケイ素化合物を密着層の表面に気相蒸着させた後必要に応じて加熱処理する真空蒸着法等が挙げられる。密着性の高い含フッ素有機ケイ素化合物被膜を得るには、真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法による含フッ素有機ケイ素化合物被膜の形成は、含フッ素加水分解性ケイ素化合物を含有する被膜形成用組成物を用いて行うことが好ましい。
【００６２】
被膜形成用組成物は、含フッ素加水分解性ケイ素化合物を含有する組成物であって、真空蒸着法による被膜形成が可能な組成物であれば、特に制限されない。被膜形成用組成物は含フッ素加水分解性ケイ素化合物以外の任意成分を含有してもよく、含フッ素加水分解性ケイ素化合物のみで構成されてもよい。任意成分としては、本発明の効果を阻害しない範囲で用いられる、フッ素原子を有しない加水分解性ケイ素化合物（以下「非フッ素水分解性ケイ素化合物」という。）、触媒等が挙げられる。
【００６３】
なお、含フッ素加水分解性ケイ素化合物、および、任意に非フッ素加水分解性ケイ素化合物を被膜形成用組成物に配合するにあたって、各化合物はそのままの状態で配合されてもよく、その部分加水分解縮合物として配合されてもよい。また、該化合物とその部分加水分解縮合物の混合物として被膜形成用組成物に配合されてもよい。
【００６４】
また、２種以上の加水分解性ケイ素化合物を組み合わせて用いる場合には、各化合物はそのままの状態で被膜形成用組成物に配合されてもよく、それぞれが部分加水分解縮合物として配合されてもよく、さらには２種以上の化合物の部分加水分解共縮合物として配合されてもよい。また、これらの化合物、部分加水分解縮合物、部分加水分解共縮合物の混合物であってもよい。ただし、用いる部分加水分解縮合物、部分加水分解共縮合物は、真空蒸着が可能な程度の重合度のものとする。以下、加水分解性ケイ素化合物の用語は、化合物自体に加えてこのような部分加水分解縮合物、部分加水分解共縮合物を含む意味で用いられる。
【００６５】
本発明の含フッ素有機ケイ素化合物被膜の形成に用いる含フッ素加水分解性ケイ素化合物は、得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜が、撥水性、撥油性等の防汚性を有するものであれば特に限定されない。
【００６６】
具体的には、パーフルオロポリエーテル基、パーフルオロアルキレン基およびパーフルオロアルキル基からなる群から選ばれる１つ以上の基を有する含フッ素加水分解性ケイ素化合物が挙げられる。これらの基は加水分解性シリル基のケイ素原子に連結基を介してまたは直接結合する含フッ素有機基として存在する。市販されているパーフルオロポリエーテル基、パーフルオロアルキレン基およびパーフルオロアルキル基からなる群から選ばれる１つ以上の基を有するフッ素含有有機ケイ素化合物（含フッ素加水分解性ケイ素化合物）として、Ａｆｌｕｉｄ（登録商標）Ｓ−５５０（商品名、旭硝子社製）などが好ましく使用できる。
【００６７】
なお、市販品の含フッ素加水分解性ケイ素化合物について、これが溶剤とともに供給される場合には、溶剤を除去して使用される。本発明に用いる、被膜形成用組成物は、上記含フッ素加水分解性ケイ素化合物と必要に応じて添加される任意成分を混合することで調製され、真空蒸着に供される。
【００６８】
このような含フッ素加水分解性ケイ素化合物を含む被膜形成用組成物を、密着層表面に付着させ反応させて成膜することで、含フッ素有機ケイ素化合物被膜が得られる。なお、具体的な真空蒸着方法、反応条件については従来公知の方法、条件等が適用できる。
【００６９】
（着色ガラス）
ガラス構造体１を着色した上で使用する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色剤を添加してもよい。例えば、着色剤としては、可視域に吸収帯をもつ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｅｒや、Ｎｄの金属酸化物である、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
【００７０】
ガラス構造体１として着色ガラスを用いる場合、ガラス中に、酸化物基準のモル百分率表示で、着色成分（Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｃｅ、Ｅｒ、及びＮｄの金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１成分）を７％以下の範囲で含有してもよい。７％を超えるとガラスが失透しやすくなる。この含量は好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。ガラスの可視光透過率を優先させる場合は、典型的にはこれらの成分は含有しない。
【００７１】
ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。
【００７２】
また、ガラス構造体１として化学強化ガラスを用いる場合、当該ガラス構造体１の表面に、ナトリウムイオン、銀イオン、カリウムイオン、セシウムイオンおよびルビジウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも１種を有することが好ましい。これにより、表面に圧縮応力が誘起されガラスが高強度化される。また、銀イオンを表面に有することで、抗菌性を付与できる。
【００７３】
各種用途のガラスとして所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において、意匠性向上、高強度化等の観点より、ガラス構造体１は、結晶化ガラス、分相ガラス等の不均一材料の形態をとっても構わない。
【００７４】
ガラス構造体１として白色ガラスを用いる場合、熱プロセス処理による結晶化処理や分相処理を施したガラスを採用できる。結晶化処理や分相処理を利用してガラス内部に結晶や分相領域を導入し、粒界による可視光の散乱を利用することで、意匠性の高い白色ガラスが得られる。
【００７５】
着色ガラスは１種類だけでなく、２種類以上を組み合わせても良い。例えば黒色ガラスと白色ガラスを熱的に結着したものを使用できる。これにより白色と黒色のコントラストがつき美観性に優れる。なお、この組合せに限定されず、所望の色を有するガラスを使用できる。
【００７６】
ガラス構造体１は、他に防曇処理などの機能膜の形成、機能付与処理がなされていても良い。
【００７７】
第一面３又は第二面５に凹凸構造を有するガラス構造体１上に表示装置や光源といった発光部材を配置することで、装飾部材を構成しても構わない。上記表示装置としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイといったＦＰＤ、プロジェクションマッピング、電子ペーパーなどが挙げられる。上記光源としては、一般的な電球を始め、ＬＥＤなど様々なものを使用できる。図３に示す例では、第二面５に接着剤（不図示）を介して平面状の光源６３が配置されている。接着剤としては従来公知のものを使用できるが、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにおける光の平均透過率が９５％以上であるものが好ましい。この場合、使用者は第一面３側から観察することになる。上述したように、第一面３の凸部７の先端部７ａの算術平均粗さは、第一面３の他の部分の算術平均粗さよりも小さいので、先端部７ａにおいては光が透過し易く、その他の部分において光が散乱し易い。したがって、第一面３を見た場合、先端部７ａ以外の部分が淡く光っている中で、先端部７ａからの透過光が浮き出た状態となる。このように先端部７ａと他の部分のコントラストにより、デザイン性が向上する。なお、さらに光のコントラストを付けたい場合には、エッチング等により防眩処理を施してもよい。
【００７８】
（金型、及び当該金型を用いたガラス構造体の製造方法）
以下、ガラス構造体１を成形するための金型２０、及び当該金型２０を用いたガラス構造体１の製造方法について説明する。
【００７９】
金型２０の材料としては、ステンレスやカーボン、ＳｉＣ、超鋼合金（ＷＣなど）等が挙げられる。大型の成形品を作製するためには加工性等の観点から、ステンレスやカーボンが好ましい。また価格や重量などによる取扱いの観点からカーボンがより好ましい。図４に示すように、金型２０は、全体として略平板状であり、成形時にガラス基材１０と当接する成形面２１を有する。成形面２１は、平面部２６と、平面部２６にそれぞれ形成され、Ｘ方向において互いに隣り合う複数の金型凸部２７及び金型凹部２９を有する。本実施形態の金型凸部２７及び金型凹部２９は、Ｙ方向に延びる断面略三角形状であるが、金型凸部２７及び金型凹部２９は、その形状や設けられる位置等は特に限定されない。例えば、金型凸部２７及び金型凹部２９は、それぞれＸ方向に延び且つＹ方向において互いに隣り合っていても構わない。金型２０の断面を見た場合に、金型凸部２７の先端部２７ａ及び金型凹部２９の底部２９ａは、鋭角な形状である。
【００８０】
このような金型２０を用いてガラス基材１０を成形することで、上述したような凸部７及び凹部９を有するガラス構造体１を得られる。以下、平板状のガラス基材１０を成形して、全体として平板状のガラス構造体１を製造する方法について述べるが、曲面形状のガラス基材１０を成形して、全体として曲面形状のガラス構造体１を製造する際も同様の方法が適用できる。
【００８１】
図４に示すように、平板状のガラス基材１０は、平面状の第一面１３と、第一面１３と対向する平面状の第二面１５と、を有する。図５に示すように、このようなガラス基材１０の第一面１３を金型２０の成形面２１に当接させることで、複数の金型凸部２７及び金型凹部２９に対応する複数の凹部１９及び凸部１７を第一面１３に付与する。成形法は、上述した成形法から適宜選択すればよいが、第二面１５が成形金型と接触しない差圧成形法を選択することが好ましい。
【００８２】
ガラス基材１０の第一面１３は、金型凹部２９の底部２９ａに接触しないように成形されることが好ましい。この場合、金型凹部２９の底部２９ａの鋭角形状が、ガラス基材１０の第一面１３に転写されないので、凸部１７の先端部１７ａを曲面形状とすることができる。
【００８３】
ガラス基材１０の第一面１３が、金型凹部２９の底部２９ａに接触しないようにするためには、成形条件を例えば下記のようにすることが考えられる。（ｉ）  成形時間を短くすることで、ガラス基材１０が金型凹部２９に入り込む時間を短くする。（ｉｉ）  成形時のガラス基材１０の温度を低くすることで、ガラス基材１０が金型凹部２９に入り込みにくくする。（ｉｉｉ）  金型凹部２９のＺ方向深さ２９Ｄを深くすることで、ガラス基材１０が金型凹部２９に入り込みにくくする。（ｉｖ）  金型凹部２９のＸ方向幅２９Ｗを狭くすることで、ガラス基材１０が金型凹部２９に入り込みにくくする。（ｖ）  真空成形法を適用する場合、ガラス基材１０を引く圧力を小さくすることで、ガラス基材１０が金型凹部２９に入り込みにくくする。（ｉｖ）  圧空成形法やプレス成型法を適用する場合、ガラス基材１０を押す圧力を小さくすることで、ガラス基材１０が金型凹部２９に入り込みにくくする。
【００８４】
なお、ガラス基材１０の第一面１３は金型凸部２７の先端部２７ａに接触するので、当該先端部２７ａの鋭角形状が凹部１９の底部１９ａに転写される。
【００８５】
ここで、ガラス基材１０の第一面１３のうち、成形面２１と当接する部分（凸部１７の先端部７ａ以外の部分）の算術平均粗さは、成形面２１の算術平均粗さが反映されて、略同一の値となる。したがって、成形面２１（平面部２６、金型凸部２７、及び金型凹部２９）の表面の算術平均粗さは、２００００ｎｍ以下が好ましく、１００００ｎｍ以下がより好ましく、５０００ｎｍ以下がさらに好ましく、１０００ｎｍ以下が特に好ましい。これによれば、第一面１３における凸部１７の先端部１７ａ以外の部分の表面粗さを、２００００ｎｍ以下、１００００ｎｍ以下、５０００ｎｍ以下、又は１０００ｎｍ以下に設定できる。
【００８６】
金型２０の断面を見た場合に、隣り合う一対の金型凹部２９の対向面２９ｂがなす角度γは、３０〜１５０°が好ましく、６０〜１２０°がより好ましく、７５〜１１５°がさらに好ましい。角度γを上記範囲とすることにより、ガラス基材１０の隣り合う一対の凸部１７の対向面１７ｂがなす角度βを、３０〜１５０°又は６０〜１２０°、７５〜１１５°に設定できる。
【００８７】
金型凹部２９のＺ方向深さ２９ＤをＸ方向幅２９Ｗで除した金型凹部アスペクト比は、０．１３〜１．９が好ましく、０．２５〜１がより好ましく、０．３５〜０．７５がさらに好ましい。これにより、ガラス基材１０の凸部１７のＺ方向高さ１７ＨをＸ方向幅１７Ｗで除した金型凹部アスペクト比を、０．１３〜１．９又は０．２５〜１、０．３５〜０．７５に設定できる。Ｘ方向幅２９Ｗは、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｘ方向幅２９Ｗは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。Ｚ方向深さ２９Ｄは、０．１ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｚ方向深さ２９Ｄは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００８８】
金型凸部２７のＺ方向高さ２７ＨをＸ方向幅２７Ｗで除した凸部アスペクト比は、０．１３〜１．９が好ましく、０．２５〜１がより好ましく、０．３５〜０．７５がさらに好ましい。これにより、ガラス基材１０の凹部１９のＺ方向深さ１９ＤをＸ方向幅１９Ｗで除した金型凹部アスペクト比を、０．１３〜１．９又は０．２５〜１、０．３５〜０．７５に設定できる。Ｘ方向幅２７Ｗは、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｘ方向幅２７Ｗは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。Ｚ方向高さ２７Ｈは、０．１ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。Ｚ方向高さ２７Ｈは、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００８９】
本実施形態の複数の金型凸部２７は、互いに略等しい形状とされており、互いに金型凸部アスペクト比が等しい。しかしながら、複数の金型凸部２７は、互いに異なる形状であってもよく、互いに凸部アスペクト比が異なってもよい。
【００９０】
また、本実施形態の複数の金型凹部２９は、互いに略等しい形状とされており、互いに金型凹部アスペクト比が等しい。しかしながら、複数の金型凹部２９は、互いに異なる形状であってもよく、互いに凹部アスペクト比が異なってもよい。
【００９１】
また、本実施形態の金型凸部２７及び金型凹部２９は、互いに略回転対称な形状とされており、金型凸部アスペクト比と金型凹部アスペクト比が等しい。しかしながら、金型凸部２７及び金型凹部２９は、互いに回転対称な形状でなくてもよく、金型凸部アスペクト比と金型凹部アスペクト比が異なっても良い。
【００９２】
また、図６に示すように、金型凹部２９の底部２９ａを曲面形状としてもよい。この場合は、ガラス基材１０の第一面１３が、金型凹部２９の底部２９ａに接触するように成形してもよく、接触しないように成形してもよい。図７に示すように、ガラス基材１０の第一面１３が金型凹部２９の底部２９ａに接触するように成形した場合、金型凹部２９の底部２９ａの曲面形状がガラス基材１０の第一面１３に転写されるので、凸部１７の先端部１７ａを曲面形状とできる。
【００９３】
この場合、金型凹部２９の底部２９ａの曲率半径は、０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがより好ましく、０．１〜２ｍｍがさらに好ましい。これにより、金型凹部２９の底部２９ａの形状が転写されたガラス基材１０の凸部１７の先端部１７ａの曲率半径を、０．１〜１０ｍｍ、０．１〜５ｍｍ、又は０．１〜２ｍｍに設定できる。
【００９４】
また、金型凹部２９の底部２９ａ（金型凹部２９のうち曲面形状である部分）の算術平均粗さは、成形面２１における他の部分の算術平均粗さ、すなわち、平面部２６、金型凸部２７、及び金型凹部２９のうち底部２９ａ以外の部分の表面粗さよりも小さく設定されると好ましい。これにより、ガラス基材１０の第一面１３が金型凹部２９の底部２９ａに接触するように成形した場合であっても、金型凹部２９の底部２９ａの算術平均粗さが反映されるガラス基材１０の凸部１７の先端部１７ａの算術平均粗さを、第一面１３における他の部分の算術平均粗さよりも小さくできる。
【００９５】
より具体的には、金型凹部２９の底部２９ａの算術平均粗さは、５００ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下がさらに好ましい。これにより、ガラス基材１０の凸部１７の先端部の算術平均粗さを、５００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、又は５０ｎｍ以下に設定できる。
【００９６】
なお、ガラス基材１０の第二面１５には、第一面の凸部１７とＸＹ方向で重なる位置に、凸部１７が突出する方向（図中の下方向）と同じ方向に凹んだ溝部１４が形成される。溝部１４のＸ方向幅及びＺ方向深さは、凸部１７のＸ方向幅１７Ｗ及びＺ方向高さ１７Ｈに比べて小さい。差圧成形の場合、金型２０に当接する第一面１３に比べ、金型２０に当接しない第二面１５においては金型２０の形状が反映され難いため、凸部１７に比べて溝部１４は小さくなる。したがって、第二面１５は全体として略平面形状となる。
【００９７】
以上のように、金型２０を用いてガラス基材１０を成形することで、上述したような凸部７及び凹部９を有するガラス構造体１を製造できる。
【００９８】
（実施例）
図８及び図９を参照し、真空成形法によって、ガラス基材１０から凹凸を有するガラス構造体１を成形する方法について説明する。本実施例において用いられる金型は、三種類の第一〜第三金型３０、４０、５０である。
【００９９】
第一金型３０は略円筒形状であり、その中心には軸方向（図中の上下方向）に貫通する第一貫通孔３１が形成されている。第一貫通孔３１は、軸方向一方（図中の上方）に形成された大径孔３１ａと、当該大径孔３１ａと接続するように軸方向他方（図中の下方）に形成された小径孔３１ｂと、からなる。大径孔３１ａは小径孔３１ｂに比べて軸方向寸法が小さい。また、大径孔３１ａは軸方向において直径が変化しない円環形状である。これに対し、小径孔３１ｂは、軸方向他方に向かうにしたがって直径が小さくなるテーパ形状である。小径孔３１ｂのテーパ面は、真空成形時にガラス基材１０の第一面１３と当接する。したがって、小径孔３１ｂのテーパ面に上述したような金型凹部や金型凸部を設けた場合、当該テーパ面は第一面１３に凸部１７及び凹部１９を付与する成形面として機能する。
【０１００】
第二金型４０は略円筒形状であり、その中心には軸方向に貫通する第二貫通孔４１が形成されている。第二貫通孔４１は、軸方向一方に形成される大径孔４１ａと、大径孔４１ａと接続する第三金型載置孔４１ｂと、第三金型載置孔４１ｂと接続する小径孔４１ｃと、からなる。大径孔４１ａ及び第三金型載置孔４１ｂの軸方向寸法は互いに同程度であると共に、これらの軸方向寸法は小径孔４１ｃの軸方向寸法よりも小さい。また、直径は、大径孔４１ａ、第三金型載置孔４１ｂ、小径孔４１ｃの順で小さくなる。
【０１０１】
第三金型５０は、略円盤形状であり、第二金型４０の第三金型載置孔４１ｂと略等しい寸法を有する。そして、第三金型５０は第三金型載置孔４１ｂに嵌め込まれて載置される。ここで、第三金型５０の第一金型３０側の上面５１は、真空成形時にガラス基材１０の第一面１３と当接する。したがって、当該上面５１に上述したような金型凹部や金型凸部を設けた場合、当該上面５１は第一面１３に凸部１７及び凹部１９を付与する成形面として機能する。
【０１０２】
第三金型５０が第二金型４０に載置された後、第一金型３０及び第二金型４０にそれぞれ設けられたボルト孔３２、４２に、ボルト６０を螺合する。これにより、第一金型３０及び第二金型４０が同心に連結される。このように第一〜第三金型３０、４０、５０を組み合わせた状態で、円盤状のガラス基材１０を第一金型３０の軸方向一方側に配置する。
【０１０３】
ここで、第三金型載置孔４１ｂと隣接する第二金型４０の底面４３には、小径孔４１ｃの軸方向一方側端部から径方向に四方に延びる溝部４４が形成される。溝部４４の径方向端部は、第三金型載置孔４１ｂ及び大径孔４１ａよりも外径側まで延びる。したがって、第三金型載置孔４１ｂに第三金型５０を載置した状態であっても、第二金型４０の軸方向一方側と軸方向他方側とが、溝部４４及び小径孔４１ｃによって連通される。
【０１０４】
ここで、第三金型５０の上面５１には図４に示したような断面略三角形状の複数の金型凹部２９及び金型凸部２７が形成されている。また、当該複数の金型凹部２９は、アスペクト比が０．３５〜０．５５、角度γが８５〜１１０°の多様な種類の金型凹部２９から構成されている。第三金型５０の対向面２９ｂの算術平均粗さは１５０００ｎｍである。第一金型３０の小径孔３１ｂの算術平均粗さも、同様に１５０００ｎｍである。ガラス基材１０は、旭硝子社製、サイズ：１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さｔ＝３ｍｍのソーダライムガラスである。当該ガラス基材１０の表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。その後、ガラス基材１０を第一金型３０上に載置し、ガラス基材１０を加熱軟化した状態で、ポンプ等で小径孔４１ｃ及び溝部４４から空気を引くことで、ガラス基材１０は軸方向他方側に変形する。そして、ガラス基材１０は、第一金型３０の小径孔３１ｂのテーパ面及び第三金型５０の上面５１に沿うように密着し、これらテーパ面及び上面５１の凹凸形状が転写される。このとき、ガラス基材１０と第一〜第三金型３０，４０，５０はステンレス製の密閉容器の中に配置される。密封容器内の雰囲気の到達温度は７００℃を超えるまで加熱されるため、金型の酸化を防止するために密閉容器内に窒素などの不活性ガスが封入される。目標温度に到達した後の空気を引く時間はガラス基材１０の温度により左右されるが、本実施例のガラス基材１０のようにソーダライムガラスの場合は１０〜２０分である。このようにして、ガラス基材１０から、凹凸を有するガラス構造体１が成形される。
【０１０５】
具体的には、図１０及び図１１に示すように、ガラス構造体１は第一〜第三金型３０、４０、５０の形状が反映された有底円筒状となる。ガラス構造体１は、上述の第一面に相当する外周面２に第一金型３０の小径孔３１ｂのテーパ面の凹凸形状が転写され、上述の第一面に相当する底面８に第三金型５０の上面５１の凹凸形状が転写される。図１０及び図１１の例では、外周面２の凹凸形状が同一であり、底面８の凹凸形状が異なる。
【０１０６】
図１０及び図１１のガラス構造体１は共に、外周面２に、円周方向に互いに隣り合う複数の凸部７及び凹部９を有する。当該凸部７は軸方向に延びる略半円柱状とされ、隣り合う一対の凸部７の間に凹部９が形成される。
【０１０７】
図１０のガラス構造体１の底面８には、複数の凸部７及び凹部９によって格子状の凹凸形状が形成される。
【０１０８】
図１１のガラス構造体１の底面８には、それぞれ複数の凸部７及び凹部９からなる二つの扇状凹凸部７１、７２が重ねて形成されている。さらに底面８には、これら二つの扇状凹凸部７１、７２を横切るように、複数の凸部７及び凹部９が形成される。
【０１０９】
この成形体の一部について断面形状を測定した結果を図１４及び図１５に示す。この測定結果から成形体の凸部先端部の曲率は０．９ｍｍ、表面粗さＲａは２８．５ｎｍ、アスペクト比は０．３８、αは１０６°となった。
【０１１０】
このように、第一金型３０の小径孔３１ｂのテーパ面や第三金型５０の上面５１の凹凸形状を適宜変更することで、完成品であるガラス構造体１の第一面に所望の凹凸形状を設けられる。
【０１１１】
上記で得られたガラス構造体１について、外周面２について切除加工して切除面に面取加工を実施してよい。成形法によっては、得られたガラス構造体１に余肉が残ってしまうなどにより、ガラス構造体１の外観を損なうため、切除することで外観が良好となる。また面取研磨加工によりガラス構造体１の切除面からの割れを防げる。また得られたガラス構造体１の第一面３や第二面５について研磨パッドやブラシを使用して研削研磨加工を実施してよい。第一面３について研削研磨加工を実施した場合、所望の光沢度が得られ外観が良好となる。第二面５について研削研磨加工を実施した場合、溝部４の深さを所望の深さとでき、外観を良好とできるだけでなく、次工程を実施しやすくなる。またガラス構造体１の一部に穴あけ加工を実施してもよい。
【０１１２】
ガラス構造体１の第一面３や第二面５、端面に金属層や酸化物層、有機物層、印刷層などの表面処理加工を施してもよい。第一面３に表面処理加工を実施した場合、使用者が第二面５からガラス構造体１を視認すると立体感があり優れた意匠性が得られる。第二面５に表面処理加工を実施した場合、使用者が第一面３からガラス構造体１を視認すると、ガラスの透明感が加わった表面処理層を視認でき、良好な外観を得られる。
【０１１３】
ガラス構造体１を固定したり、補強するため、飛散防止や指紋拭き取り性向上などの機能フィルム貼合を実施してもよく、さらに金属板や樹脂板などの補強材を貼合してもよい。
【０１１４】
ガラス構造体１について化学強化工程や物理強化工程を実施する場合、得られたガラス構造体１について面取加工の後、第一面３や第二面５の研削研磨加工、端面などの面取研磨加工、化学強化工程を実施することが好ましい。化学強化前に外形加工を済ませることで、化学強化後の外形加工によるガラス構造体１の強度低下を抑制できる。
【０１１５】
ガラス構造体１に表面処理加工を実施する場合、ガラス構造体１について化学強化工程や物理強化工程を実施した後に、表面処理加工を実施することが好ましい。これによりガラス構造体１の反りなどを抑制できる。
【０１１６】
本出願は、２０１５年１１月１８日出願の日本特許出願２０１５−２２６１１６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  ガラス構造体
２  外周面（第一面）
３  第一面
４  溝部
５  第二面
６  平面部
７  凸部
７ａ  先端部
７ｂ  対向面
７Ｈ  Ｚ方向高さ
７Ｗ  Ｘ方向幅
８  底面（第一面）
９  凹部
９ａ  底部
９Ｄ  Ｚ方向深さ
９Ｗ  Ｘ方向幅
１０  ガラス基材
１３第一面
１５第二面
１７凸部
１７ａ  先端部
１７ｂ  対向面
１７Ｈ  Ｚ方向高さ
１７Ｗ  Ｘ方向幅
１９凹部
２０  金型
２１  成形面
２６  平面部
２７  金型凸部
２７ａ  先端部
２７Ｈ  Ｚ方向高さ
２７Ｗ  Ｘ方向幅
２９  金型凹部
２９ａ  底部
２９ｂ  対向面
２９Ｄ  Ｚ方向深さ
２９Ｗ  Ｘ方向幅
３０  第一金型
３１  第一貫通孔
３１ａ  大径孔
３１ｂ  小径孔
３２  ボルト孔
４０  第二金型
４１  第二貫通孔
４１ａ  大径孔
４１ｂ  第三金型載置孔
４１ｃ  小径孔
４２  ボルト孔
５０  第三金型
５１  上面
６０  ボルト
６１  樹脂層
６２  ガラス
６３  光源
７１、７２  扇状凹凸部
【図１】
2017086212.tif 000003
【図２】
2017086212.tif 000004
【図３】
2017086212.tif 000005
【図４】
2017086212.tif 000006
【図５】
2017086212.tif 000007
【図６】
2017086212.tif 000008
【図７】
2017086212.tif 000009
【図８】
2017086212.tif 000010
【図９】
2017086212.tif 000011
【図１０】
2017086212.tif 000012
【図１１】
2017086212.tif 000013
【図１２】
2017086212.tif 000014
【図１３】
2017086212.tif 000015
【図１４】
2017086212.tif 000016
【図１５】
2017086212.tif 000017
【国際調査報告】
2017086212.tif 000018
2017086212.tif 000019
2017086212.tif 000020
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