(57)【要約】【課題】十分な耐引掻性、ならびに指紋および油汚れに対する十分な清浄性がり、その美的外観が短期間で失われない、金属シートを備えた積層構造を提供する。【解決手段】積層構造を製造する方法において、（Ｉ）第１の面および第２の面を含み、この第１の面と第２の面との間に延在する０．５ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有する金属シートを提供する工程と、（ＩＩ）１．１ｍｍ以下の厚さを有する化学強化ガラスシートを提供する工程と、（ＩＩＩ）第１の中間層を用いて化学強化ガラスシートを金属シートの第１の面に取り付ける工程とを有してなる。【選択図】図４
2018039726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉ）第１の面および第２の面を含み、前記第１の面と前記第２の面との間に延在する０．５ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有する金属シートを提供する工程、
（ＩＩ）１．１ｍｍ以下の厚さを有する化学強化ガラスシートを提供する工程、および
（ＩＩＩ）第１の中間層を用いて前記化学強化ガラスシートを前記金属シートの前記第１の面に取り付ける工程
を有してなる、積層構造を製造する方法。
【請求項２】
ソースガラスシートから複数のガラスシートを分離する工程と、前記複数のガラスシートの少なくとも１つを化学強化して、前記工程（ＩＩ）の化学強化ガラスシートを得る工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ガラスシートを化学強化する工程の前に、ガラスシートの少なくとも１つのエッジの仕上げを行う工程をさらに含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記工程（ＩＩＩ）は、前記化学強化ガラスシートと前記金属シートの前記第１の面との間に前記中間層を有するスタックを形成する工程と、該スタックを真空室中に配置する工程と、該真空室を少なくとも部分的に排気する工程と、前記スタックを積層温度まで加熱する工程とを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記工程（ＩＩＩ）の前に、前記強化ガラスシートの酸エッチングを行う工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本出願は、２０１２年１０月５日に出願された米国仮特許出願第６１／７１０２８７号明細書（その内容全体が参照により本明細書に援用される）の優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、概して、ガラス／金属積層構造、および積層構造の製造方法に関し、特に、化学強化ガラスシートを含むガラス／金属積層構造、および化学強化ガラスシートを含む積層構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気器具などの種々の装置に、金属シートを含む外部ハウジングが設けられていることは知られている。たとえば、典型的には、電気器具の外部ハウジング表面として比較的薄い金属シートが使用されている。したがって、金属シートによって保護が得られ、同時に電気器具の外観も維持される。使用中の場合の多くでは、金属外部ハウジングシートは、その不十分な耐引掻性、ならびに指紋および油汚れに対する不十分な清浄性のために、その美的外観が短期間で失われうることが確認されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様によると、積層構造は、金属シートであって、第１の面および第２の面を含み、第１の面と第２の面との間に延在する約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの厚さを有する金属シートを含む。この積層構造は、約１．１ｍｍ以下の厚さを有する第１の化学強化ガラスシートと、第１の化学強化ガラスシートを金属シートの第１の面に取り付ける第１の中間層とをさらに含む。
【０００５】
第１の態様の一例によると、第１の中間層はポリビニルブチラールの層を含む。
【０００６】
第１の態様の別の一例によると、ポリビニルブチラールの層は約０．１ｍｍ〜約０．８ｍｍの厚さを有する。
【０００７】
第１の態様のさらなる別の一例によると、第１の中間層はアイオノマーを含む。
【０００８】
第１の態様のさらに別の一例によると、第１の中間層の厚さは約０．１ｍｍ〜約２ｍｍである。
【０００９】
第１の態様のさらなる一例によると、第１の中間層のヤング率は１５ＭＰａ以上である。
【００１０】
第１の態様の別の一例によると、第１の中間層のヤング率は２７５ＭＰａ以上である。
【００１１】
第１の態様のさらなる別の一例によると、第１の化学強化ガラスシートは酸エッチングされたガラスシートを含む。
【００１２】
第１の態様のさらに別の一例によると、第１の化学強化ガラスシートは約０．５ｍｍ〜約１．１ｍｍの厚さを有する。
【００１３】
第１の態様の別の一例によると、第１の化学強化ガラスシートは、アルミノケイ酸ガラスおよびアルカリアルミノホウケイ酸ガラスからなる群から選択されるガラスを含む。
【００１４】
第１の態様のさらなる別の一例によると、約１．１ｍｍ以下の厚さを有する第２の化学強化ガラスシートと、第２の化学強化ガラスシートを金属シートの第２の面に取り付ける第２の中間層とをさらに含む。
【００１５】
第２の態様によると、積層構造の製造方法は、第１の面および第２の面を含み、第１の面と第２の面との間に延在する約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの厚さを有する金属シートを提供するステップ（Ｉ）を含む。この方法は、約１．１ｍｍ以下の厚さを有する化学強化ガラスシートを提供するステップ（ＩＩ）をさらに含む。この方法はそのうえ、第１の中間層を用いて化学強化ガラスシートを金属シートの第１の面に取り付けるステップ（ＩＩＩ）をさらに含む。
【００１６】
第２の態様の一例において、ステップ（ＩＩ）によって、約０．５ｍｍ〜約１．１ｍｍの範囲内の化学強化ガラスシートの厚さが得られる。
【００１７】
第２の態様の別の一例において、ステップ（ＩＩ）は、アルミノケイ酸ガラスおよびアルカリアルミノホウケイ酸ガラスからなる群から選択されるガラスを用いてガラスシートを提供するステップを含む。
【００１８】
第２の態様のさらに別の一例において、この方法は、ソースガラスシートから複数のガラスシートを分離するステップと、複数のガラスシートの少なくとも１つを化学強化して、ステップ（ＩＩ）の化学強化ガラスシートを得るステップとをさらに含む。
【００１９】
第２の態様のさらに別の一例において、ガラスシートを化学強化するステップの前に、ガラスシートの少なくとも１つのエッジの仕上げを行うステップをさらに含む。
【００２０】
第２の態様のさらに別の一例において、ステップ（ＩＩＩ）の前に、含水率を制御するために第１の中間層のコンディショニングを行うステップをさらに含む。
【００２１】
第２の態様のさらに別の一例において、コンディショニングのステップによって、第１の中間層の含水率が１％未満に調節される。
【００２２】
第２の態様の別の一例において、ステップ（ＩＩＩ）は、化学強化ガラスシートと金属シートの第１の面との間に中間層を有するスタックを形成するステップと、スタックを真空室中に配置するステップと、真空室を少なくとも部分的に排気するステップと、スタックを積層温度まで加熱するステップとを含む。
【００２３】
第２の態様のさらなる一例において、ステップ（ＩＩＩ）の前に、強化ガラスシートの酸エッチングを行うステップをさらに含む。
【００２４】
本発明のこれらおよびその他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しながら以下の本発明の詳細な説明を読めば、より良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示の態様による積層構造が組み込まれたキャビネットの概略図である。
【図２】図１の線２−２に沿ったキャビネットの部分断面図であり、本開示の態様による積層構造を示している。
【図３】本開示のさらなる態様による別の例の積層構造を示す別の断面図である。
【図４】本開示の態様による積層構造を製造するステップの例を示すフローチャートである。
【図５】本開示の態様による積層構造を製造するための、スタックを真空室中に配置し、スタックを積層温度まで加熱する任意選択のステップを示す概略図である。
【図６】１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、１６ゲージ（１．５９ｍｍ）のステンレス鋼、およびさまざまな種類の中間層を含む本開示の態様による積層構造の６つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。
【図７】１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．３８ｍｍのポリビニルブチラール層、および種々の厚さのステンレス鋼を含む本開示の態様による積層構造の５つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。
【図８】１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー層、および種々の厚さのステンレス鋼を含む本開示の態様による積層構造の３つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。
【図９】１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスを含む本開示の態様による積層構造の３つの群と、十分に強化された４ｍｍのソーダ石灰ガラスの２つの群とを比較した場合の、破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。
【図１０】１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．３８ｍｍのポリビニルブチラールとともに２つの別のステンレス鋼シート［すなわち、１６ゲージ（１．５９ｍｍ）および２４ゲージ（０．６４ｍｍ）］を含む本開示の態様による積層構造の２つの群と、酸エッチングした１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．３８ｍｍのポリビニルブチラールとともに２つの別のステンレス鋼シート［すなわち、１６ゲージ（１．５９ｍｍ）および２４ゲージ（０．６４ｍｍ）］を含む本開示の態様による積層構造の別の２つの群とを比較した場合の、破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。
【図１１】酸エッチングした０．７ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー層とともに２つの別のステンレス鋼シート［すなわち、１６ゲージ（１．５９ｍｍ）および２４ゲージ（０．６４ｍｍ）］を含む本開示の態様による積層構造の２つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
これより、本発明の例示的実施形態が示される添付の図面を参照しながら、以下に本発明をより詳細に説明する。可能であれば常に、同一または同様の部分を示すために、図面全体にわたって同じ参照番号が使用される。しかし、本発明は多くの異なる形態で具体化することができ、本発明が本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。これらの例示的実施形態は、本開示が徹底的かつ完全なものとなり、本発明の範囲が当業者に十分に伝わるように提供される。
【００２７】
積層構造は、本開示の態様により広範囲の用途で使用することができる。たとえば、積層構造は、種々の建築用途、たとえば羽目板、装飾パネル、キャビネット設備、壁装材、またはその他の建築用途に使用することができる。さらなる例において、積層構造は、家具類および／または家庭用電気器具に使用することができる。たとえば、積層構造は、キャビネットまたは他の家具および／もしくは家庭用電気器具の外側パネルとして組み込むことができる。たとえば、図１は、本開示の態様による積層構造１０３が組み込まれたキャビネット１０１の概略図を示している。一例において、キャビネット１０１は、保管用の壁ユニット中に組み込むことができる。別の一例において、キャビネットは冷却することができる。たとえば、キャビネット１０１が冷蔵庫および／または冷凍庫を含むことができるが、種々の別の冷却されない例を別に提供することもできる。
【００２８】
図２は、冷却されるキャビネット（たとえば、冷蔵庫および／または冷凍庫）の外部スキン層として積層構造が組み込まれた単なる一例の図１の線２−２に沿った例示的な部分断面図を示している。積層構造１０３は、使用中の構造全体を構成することができるが、積層構造１０３は、個別の用途に依存して絶縁層および／または内部スキンなどのパネルの他の要素と組み合わせることができる。
【００２９】
図２に示されるように、積層構造は、広範囲の種類の金属ならびに／または広範囲の厚さおよび構成を含むことができる金属シート２０１を含むことができる。たとえば、金属シート２０１は、鋼、冷延鋼、アルミニウム、またはその他の種類の金属を含むことができる。特定の一例において、金属シートはステンレス鋼を含むことができる。ステンレス鋼は、所望の保護を提供し、経時による腐蝕に対して抵抗し、および艶消しステンレス鋼の外観などの所望の外観を提供する外部パネル構造に好適な用途を有することができる。
【００３０】
金属シート２０１は、第１の面２０３および第２の面２０５を含むことができ、第１の面２０３と第２の面２０５との間に延在する厚さＴ１を有することができる。金属シート２０１の厚さＴ１は、個別の用途に依存して広範囲の厚さを有することができる。比較的薄い金属シートは、積層構造の材料費および／または重量を減少させながら、変形に対して十分な抵抗性が依然として得られる用途に使用することができる。さらなる例において、比較的厚い金属シートは、積層構造の機械的完全性を維持するためにさらなる支持が必要となる用途に使用することができる。一部の例において、厚さは、２５ゲージの金属シート（たとえば、約０．５ｍｍ）〜最大１２ゲージの金属シート（たとえば、約２ｍｍ）の範囲であってよい。さらなる例において、厚さは、２４ゲージの金属シート（たとえば、厚さ約０．６４ｍｍのステンレス鋼）〜最大１６ゲージの金属シート（たとえば、厚さ約１．５９ｍｍのステンレス鋼）の範囲であってよい。したがって、図２を参照すると、金属シート２０１の厚さＴ１は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍ、たとえば約０．６４ｍｍ〜約１．５９ｍｍであってよいが、個別の用途に依存して別の厚さを使用することもできる。
【００３１】
図２にさらに示されるように、積層構造１０３は、第１の面２０９と第２の面２１１との間に延在する厚さＴ２が約１．５ｍｍ以下、たとえば１．１ｍｍ以下、たとえば約０．５ｍｍ〜約１．１ｍｍ、たとえば約０．５５ｍｍ〜約１．１ｍｍである化学強化ガラスシート２０７をさらに含むことができる。特定の一例において、化学強化ガラスシート２０７は約０．７ｍｍの厚さＴ２を有する。別の一例において、化学強化ガラスシート２０７は約１ｍｍの厚さＴ２を有する。化学強化ガラスシート２０７は、アルミノケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス、またはその他のガラス材料を含むことができる。
【００３２】
種々のガラス形成技術を使用して、積層構造１０３中に組み込み可能なガラスシート２０７を製造することができる。たとえば、フュージョンダウンドロー技術、フュージョンアップドロー（ｆｕｓｉｏｎ  ｕｐｄｒａｗ）技術、スロットドロー技術、またはその他の方法を使用して、所望の寸法構成を有するガラスシートに加工可能なガラスリボンを得ることができる。たとえば、フュージョンドロープロセスは、無垢の表面を得るために提供することができる。一部の例において、ディスプレイ品質のガラスシート２０７を使用して、金属シート２０１の第１の面２０３の上に透明カバーを提供することができる。ディスプレイ品質のガラスを提供することによって、金属シート２０１の第１の面２０３の美的外観の維持を可能にすることができる。同時に、ガラスシート２０７は、金属シート２０１の第１の面２０３の無垢の表面品質の維持に役立つことができる。実際、引掻傷、汚れ、またはその他の欠陥が、金属シート２０１と積層した保護ガラスシート２０７によって回避できる。
【００３３】
一例において、ガラスシートは、Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスなどの化学強化ガラスを含むことができる。このような化学強化ガラスは、たとえば米国特許第７，６６６，５１１号明細書、米国特許第４，４８３，７００号明細書、および米国特許第５，６７４，７９０号明細書により実施することができる。化学強化は、イオン交換プロセスによって行うことができる。たとえば、ガラスシート（たとえば、アルミノケイ酸ガラス、アルカリアルミノホウケイ酸ガラス）は、フュージョンドローを行い、次にガラスシートを溶融塩浴中に所定の時間浸漬して化学強化することによって作製することができる。ガラスシートの表面またはその付近のガラスシート中のイオンが、たとえば塩浴からのより大きな金属イオンと交換される。一実施形態において、溶融塩浴の温度は約４３０℃であり、所定の時間は約８時間である。別の一実施形態においては、溶融塩浴の温度は約４５０℃であり、所定の時間は約４．５時間である。
【００３４】
より大きなイオンがガラス中に混入されることで、表面付近の領域で圧縮応力が生じてシートが強化される。この圧縮応力とバランスを取るために、ガラスシートの中央領域に対応する引張応力が誘発される。Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスの化学強化方法によって、比較的高い圧縮応力（たとえば、約７００ＭＰａ〜約７３０ＭＰａ、さらには８００ＭＰａを超えることが可能である）を表面から比較的深い深さ（たとえば、約４０マイクロメートル、さらには１００マイクロメートルを超えることができる）で有することができる。このようなガラスは、高い残留強度、およびスクラッチ損傷に対する高い抵抗性、高い耐衝撃性、高い曲げ強度、ならびに無垢の表面を有することができる。一例のガラス組成物は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、およびＮａ２Ｏを含むことができ、ここで（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）≧６６ｍｏｌ．％、およびＮａ２Ｏ≧９ｍｏｌ．％である。
【００３５】
さらなる例において、化学強化ガラスシート２０７は、ガラスシートをさらに強化するために酸エッチングされたガラスシートを含むことができる。酸エッチングを導入することによって、衝撃性能を低下させることなく本開示の積層構造中にさらに薄い鋼を使用可能となりうる。一部の例において、酸エッチングステップは、化学強化ガラスシート２０７の表面から約１．５〜約１．７マイクロメートルを除去することができる。酸エッチングによって、ガラスの強度が表面傷の大きさおよび先端形状に非常に影響されやすいという事実に対処する。上述の表面層を除去することによって、酸エッチングは１マイクロメートルより小さい表面傷の大部分をなくすことができる。酸エッチングはより大きな傷を除去することはできないが、酸エッチング手順によって傷の先端が丸められる傾向にあり、これにより、通常は、応力集中係数が大幅に減少するであろう。ガラス表面の改善（たとえば、小さい表面傷の除去およびより大きな傷の先端の丸み付け）によって、ガラスの強度、たとえば耐衝撃性を大幅に増加させることができる。さらに、ガラスの比較的小さい深さのみが除去されるため、ガラスシート中のはるかにより深い深さ、たとえば表面から４０マイクロメートル、さらには一部の例において１００マイクロメートルを超える深さにおいて比較的高い圧縮応力を有する化学強化ガラスシートにおいて圧縮応力の顕著な低下は生じない。
【００３６】
一例において、酸エッチングステップは、１．５ＭのＨＦ／０．９ＭのＨ２ＳＯ４の化学溶液を使用する水平スプレーエッチング装置上で行うことができる。他のプロセスパラメータとしては、９０°Ｆ（３２．２℃）の処理温度、４０秒の処理時間、２０ｐｓｉ（０．１４ＭＰａ）の噴霧圧力、１５サイクル／分の噴霧振動、および０．４８ガロン／分（０．００１８ｍ３／分）の円錐噴霧ノズルの使用を挙げることができる。酸エッチング後、処理されたガラスシートは、２０ｐｓｉ（０．１４ＭＰａ）の噴霧圧力で０．３ガロン／分（０．００１１ｍ３／分）のファンジェットパターンノズルからの水を使用する水洗ステップで洗浄することができる。次に、酸エッチングされた化学強化ガラスシートは、空気流乾燥装置を用いて５ｈｐ（３．７ｋＷ）空気タービン供給空気下で乾燥させることができる。
【００３７】
さらに図２に示されるように、積層構造１０３は、第１の化学強化ガラスシート２０７を金属シート２０１の第１の面２０３に取り付ける中間層２１３をさらに含むことができる。中間層２１３は、ガラスシートおよび金属シートの用途および特性に依存して広範囲の材料から形成することができる。実質的に透明である光学的に透明な中間層を設けることができるが、さらなる例においては不透明および場合により着色された中間層を設けることもできる。さらなる例においては、スクリーン印刷またはデジタル走査印刷のいずれかを用いて、美的目的でガラス面上に、または中間層上に、所望の画像を印刷することができる。これらの印刷画像は界面上（たとえば中間層上）に配置できるため、製品寿命全体の間にそれらをスクラッチ損傷から十分に保護することができる。さらにまたはこれとは別に、金属シートの外面が明瞭に見えるようにするために、中間層が透明層を含むことができる。実際、中間層２１３は、ガラスシート２０７と金属シート２０１との間に優れた光学的界面を提供する透明中間層２１３を含むことができる。ある例においては、透明中間層２１３によってディスプレイ品質のガラスシート２０７を金属シート２０１に積層することができ、それによって、金属シート２０１の第１の面２０３の外観を容易に見ることができ、長期間保護することができる。
【００３８】
さらに、中間層２１３は、積層構造１０３の強化を促進するために選択することができ、ガラスシート２０７が粉砕された場合にガラスシート２０７から生じたガラス片を捕らえるのにさらに役立つことができる。中間層は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、アクリル（たとえば、アクリル感圧接着テープ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー、またはその他の中間層材料などの種々の材料を含むことができる。一例において、ＰＥＴが使用される場合、ＰＥＴ材料はアクリル接着材料の２つの層の間にはさむことができる。一例において、中間層２１３は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の層など１５ＭＰａ以上のヤング率が得られるように選択することができる。一例において、ポリビニルブチラールの中間層２１３は、約０．１ｍｍ〜約０．８ｍｍ、たとえば約０．３ｍｍ〜約０．７６ｍｍ、たとえば約０．３８ｍｍの厚さを有することができる。
【００３９】
さらなる一例において、中間層２１３は、２７５ＭＰａ以上の第１の中間層のヤング率を含むことができる。たとえば第１の中間層は、２７５ＭＰａ以上、たとえば約３００ＭＰａのヤング率を有するアイオノマーを含むことができる。一例において、アイオノマーは、ＤｕＰｏｎｔより入手可能なＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを含むことができる。このような例において、中間層２１３の厚さは約０．１ｍｍ〜約２ｍｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍ、たとえば約０．８９ｍｍであってよい。
【００４０】
図３は、本開示の第１の態様による別の一例の積層構造３０１を示している。積層構造３０１は、ガラスシート２０７を金属シート２０１の第１の面２０３に取り付ける中間層２１３を含むこともできる。図示されるように、積層構造３０１は、第２の化学強化ガラスシート３０５を金属シート２０１の第２の面２０５に取り付ける第２の中間層３０３を含むこともできる。第２の中間層３０３は、第１の中間層２１３と同じ材料を含むことができ同じ厚さＴ３を有することができる。同様に、ある例においては、第２の化学強化ガラスシート３０５は、同じ厚さＴ２およびその他の特徴を有することを含めて第１の化学強化ガラスシート２０７と同一であってよい。第１の化学強化ガラスシート２０７が金属シート２０１の第１の面２０３を保護するのと同様に、積層構造３０１の提供によって、金属シート２０１の第２の面を保護するために第２の化学強化ガラスシート３０５を同様に提供することができる。
【００４１】
図４を参照すると、積層構造３０１の製造に類似または同一の手順を使用できるという認識のもとで、積層構造１０３の例示的製造方法をこれより説明する。この方法は、化学強化ガラスシート２０７（列Ａ参照）、中間層２１３（列Ｂ）、および金属シート２０１（列Ｃ）の提供および／または作製を含む提供および／または作製ブロック４０１から始まる。後述するように、この方法は、中間層２１３によって化学強化ガラスシート２０７が金属シート２０１の第１の面２０３に取り付けられる積層ブロック４０３で終了する。
【００４２】
図４に示されるように、列Ａは、化学強化ガラスシート２０７を提供するステップの間に行うことができる任意選択のステップを示している。化学強化ガラスシート２０７を提供および／または作製する方法は、所望の厚さ（たとえば、図２のＴ２参照）を有するガラスシートを提供するステップ４０５を含むことができる。前述したように、ガラスシート２０７の厚さＴ２は、約１．５ｍｍ以下、たとえば１．１ｍｍ以下、たとえば約０．５ｍｍ〜約１．１ｍｍ、たとえば約０．５５ｍｍ〜約１．１ｍｍであってよい。特定の一例において、ガラスシート２０７の厚さＴ２は約０．７ｍｍである。別の一例において、ガラスシート２０７の厚さＴ２は約１ｍｍである。ガラスシート２０７は、アルミノケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス、またはその他のガラス材料を含むことができる。ガラスシート２０７は、フュージョンダウンドロー、フュージョンアップドロー、スロットドロー、またはその他の方法などの種々の方法によって得ることができる。
【００４３】
この方法は、次に、ステップ４０５から、ソースガラスシートから複数のガラスシートを分離するステップ４０７まで任意選択で進行させることができる。たとえば、所望の厚さを有するアルミノケイ酸ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸ガラスのガラスリボンを、フュージョンダウンドロープロセスから形成することができる。次に、複数のガラスシートをガラスリボンから切断することができ、任意選択でさらに、個々の用途に望ましい所望の全体寸法を有するガラスシートのサブセットに分離することができる。複数のガラスシートの分離は、広範囲の技術を用いて行うことができる。たとえば、特に薄いガラスの場合に余分な傷が発生する危険性があるため、ガラスの強度に対する悪影響が最小限となるように処理を選択することができる。一例において、たとえばダイヤモンドを含むチップ角度が１１０°で直径３ｍｍのスコアリングホイールをスコアリング作業に使用することができる。その間、スコアリング力の場合に約０．８ｋｇｆの力を加えることができる。
【００４４】
次に、ステップ４０７で得られた所望のサイズを有するガラスシートは、ガラスシート２０７を化学強化するステップの前に、さらに任意選択で、ステップ４０９の間に、ガラスシート２０７の少なくとも１つのエッジの機械加工またはその他の仕上げを行うように処理することができる。たとえば、ステップ４０９は、鋭いエッジを減少させるために必要な断面となるまでエッジに丸みを付けるまたはエッジの面取りをして、美しさおよびエッジ強度を改善するためのエッジ研削および仕上げのステップを含むことができる。一例において、４００＃（ダイヤモンド研磨剤のメッシュサイズ）のプロファイルダイヤモンドホイールを多種多様の用途に使用することができる。他の加工パラメータとしては、約１０ｍ／秒〜約３０ｍ／秒の研削速度、約０．５ｍ／分の供給速度、および約０．１ｍｍ〜約０．２ｍｍの研削深さを挙げることができる。より高いエッジ強度が必要な場合、８００＃ダイヤモンドホイールを用いて後の研削ステップを行うことができる。このような後の任意選択の研削ステップは、たとえば約１０ｍ／秒〜約３０ｍ／秒の研削速度、約０．５ｍ／分の供給速度、および約０．０５ｍｍ〜約０．１ｍｍの研削深さの処理パラメータを含むことができる。
【００４５】
所望のサイズが得られ（たとえば、ステップ４０７中）、任意のエッジの機械加工またはその他の仕上げ（たとえば、ステップ４０９中）が行われた後、ステップ４１１中にガラスシートの化学強化を行うことができる。たとえば、前述したように、化学強化ステップは、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスの作製に使用されるイオン交換化学強化技術を含むことができる。さらに、ステップ４１１中の化学強化の後、任意選択で、化学強化ガラスシート２０７はステップ４１３中に酸エッチングを行うことができる。酸エッチングは、個別の用途の要求通りにガラスシートをさらに強化するために、前述の代表的な手順で行うことができる。
【００４６】
任意選択で、製造方法の積層ブロック４０３に入る前に、ステップ４１５中にガラスシートを洗浄することができる。洗浄は、表面のほこり、汚れ、およびその他の残留物を除去するために計画することができる。ガラス洗浄ステップは、工業用超音波洗浄機、水平スプレー装置、またはその他の洗浄技術を用いて行うことができる。
【００４７】
列Ａのステップの多くは任意選択のものであり、全体的に排除することさえ可能である。たとえば、積層プロセスのための化学強化ガラスシートを単に提供することができる。さらに、種々のステップは任意選択のものであり、全体的に排除することができる。たとえば、ステップ４０５の後、ガラスシートは所望の厚さおよび所望の寸法を既に有することができる。そのような例において、本発明の方法は、ステップ４０５からステップ４０９に直接進めることができるし、直接ステップ４１１に進めることさえできる。さらに、ガラスシートがステップ４０７中に所定のサイズにされる場合、エッジ特性が個別の用途には十分であることがあり、ステップ４０９中にエッジの機械加工を行わずに、本発明の方法を直接ステップ４１１に進めることができる。列Ａにさらに示されるように、個別の用途に依存して酸エッチンステップ４１３および／または洗浄ステップ４１５を省略することができる。
【００４８】
提供および／または作製ブロック４０１は、中間層２１３の提供および／または作製（列Ｂ）をさらに含むことができる。たとえば、この方法は、中間層を提供するステップ４１７を含むことができる。中間層は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）またはＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーの中間層として提供することができるが、前述のようなさらなる例において他の種類の中間層を提供することもできる。一例において、中間層２１３は、約０．１ｍｍ〜約０．８ｍｍ、たとえば約０．３ｍｍ〜約０．７６ｍｍ、たとえば約０．３８ｍｍの厚さを有するＰＶＢを含むことができる。別の一例において、中間層２１３は、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍ、たとえば約０．８９ｍｍの厚さを有するＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを含むことができる。
【００４９】
一例において、この方法は、積層構造に適したサイズに中間層を切断するステップ４１９に続けることができる。さらに、中間層は、たとえば中間層の含水率を制御するためにコンディショニングを行うことができる。一例において、コンディショニングステップ４２１によって、中間層の含水率が１％未満、たとえば約０．６５％以下、たとえば約０．２％以下に調節される。中間層の含水率の制御は、積層手順中に中間層の優れた接合品質の実現を促進するために有益となりうる。中間層がＰＶＢを含む場合、含水率を約０．６５％以下に制御することができる。ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーが使用される場合、含水率を約０．２％以下に制御することができる。含水率の制御は、種々の方法で行うことができる。たとえば、中間層の所望の含水率を実現するために温度および／または湿度が調節される制御環境中に中間層を配置することができる。
【００５０】
列Ｂに示されるように、中間層２１３の提供および／または作製のステップは、異なる順序で行うことができ、および／または特定のステップを全体的に省略することができる。たとえば、適切なサイズを有する中間層を提供することができる。このような例においては、切断ステップ４１９を省略することができる。さらに、図４に示されるように、さらなる例においては、コンディショニングステップは、省略することができるし、あるいは切断ステップを行わずに、または切断ステップの前に行うこともできる。
【００５１】
提供および／または作製ブロック４０１は、金属シート２０１の提供および／または作製（列Ｃ）をさらに含むことができる。この方法は、第１の面２０３および第２の面２０５を含み第１の面２０３と第２の面２０５との間に延在する所望の厚さを有する金属シート２０１を提供するステップ４２３から始めることができる。一例において、金属シート２０１はステンレス鋼金属シート２０１として提供することができるが、さらなる例においては別の材料を使用することができる。一例において、ステンレス鋼金属シート２０１は、２５ゲージの金属シート（たとえば、約０．５ｍｍ）から最大１２ゲージの金属シート（たとえば、約２ｍｍ）の範囲であってよい。さらなる例において、厚さは、２４ゲージの金属シート（たとえば、厚さ約０．６４ｍｍのステンレス鋼）から最大１６ゲージの金属シート（たとえば、厚さ約１．５９ｍｍのステンレス鋼）の範囲であってよい。したがって、金属シート２０１の厚さＴ１は約０．５ｍｍ〜約２ｍｍ、たとえば約０．６４ｍｍ〜約１．５９ｍｍであってよいが、個別の用途に依存して別の厚さで設けることもできる。
【００５２】
この方法は、金属シート２０１を提供するステップ４２３から、適切な寸法を含む金属シート２０１に切断または他の方法で成形するステップ４２５にさらに進めることができる。一例において、金属シート２０１のエッジにおける中間層およびガラスシートの接合品質に通常影響を及ぼすであろうエッジの変形を最小限にするために、レーザー切断を使用することができる。
【００５３】
ステップ４２５の後、この方法は、任意選択で、エッジのトリミングおよび洗浄のステップ４２７に進めることができる。たとえば、切断後、ステンレス鋼シートのエッジは、機械的切削またはブローチ削り方法によってトリミングすることができ、クリーンワイパーまたはイソプロパノールを用いて洗浄することができる。鋼表面は、Ｔｅｋｎｅｋ（または同等の）粘着ローラーを用いて清浄にして、表面のほこりおよび粒子状物質を除去することができる。次にこの方法は、鋼シートから保護フィルムを除去するステップ４２９に進めることができる。たとえば、積層前に前面および裏面の保護フィルム除去することができる。図示されるように、ステップ４２５、４２７、および４２９は任意選択であり、いずれか１つのステップを省略することができ、および／または図示される種々の順序でこれらのステップを実施することができる。
【００５４】
作製ブロック４０１において化学強化ガラスシート２０７、中間層２１３、および金属シート２０１を提供および／または作製した後、この方法は次に、第１の中間層２１３を用いて化学強化ガラスシート２０７を金属シート２０１の第１の面２０３に取り付けて、図２に示される積層構造１０３を得るステップを含む積層ブロック４０３に進めることができる。同様に、積層ブロック４０３は、第２の中間層３０３を用いて第２の化学強化ガラスシート３０５を金属シート２０１の第２の面２０５に取り付けて、図３に示される積層構造３０１を得るステップをも含むことができる。
【００５５】
積層ブロック４０３において、この方法は、化学強化ガラスシート２０７と金属シート２０１の第１の面２０３との間に中間層２１３を配置してスタックを作製して、３層スタック（たとえば、図２参照）を得るステップ４３１から始めることができる。さらに、必要に応じて、この方法は、続いて、第２の化学強化ガラスシート３０５と金属シート２０１の第２の面２０５との間に第２の中間層３０３を配置してスタックを作製して５層スタック（たとえば、図３参照）を得ることができる。次にスタック５０１は、少なくとも２つの端部を高温ポリエステルテープ片で固定して移動を防止することができる。
【００５６】
図５に示されるように、スタック５０１は、次に真空室中、たとえば真空バッグ５０３中に入れることができる。真空バッグに入れるステップにおいて、これらの組み立てられた部品は、同じテープで固定される薄いブリーザークロスで包み、次に目のより粗いブリーザー材料で包み、プラスチックフィルム積層バッグ中に入れることができる。バッグ中で部品は１つの層で配置される。複数のスタックの作製は通常は行われないが、より多い処理量のために行うことは可能でありうる。真空口を取り付けてバッグをヒートシールすることができる。両方の種類の中間層の場合で、真空バッグの口をオートクレーブ室５０５中の真空ホースに取り付けることができ、漏れをチェックするために室をあけたまま真空を引く。オートクレーブ５０５の部品の最大収容量まで、袋に入れた別の部品が同様に配置される。
【００５７】
ステップ４３３に示されるように、次に真空室５０３は少なくとも部分的に真空にすることができ、スタックはあらかじめ決定された温度および圧力プロファイルで加熱することができる。たとえば、熱処理ステップはオートクレーブを用いて行うことができ、積層構造の好ましい接着（接合）品質を実現するために特定の温度および圧力プロファイルが使用される。
【００５８】
ＰＶＢ中間層を有し、部品が封止されたバッグ中の真空下にある積層構造の場合、温度は３°Ｆ／分（１．７℃／分）で１３０℃（２６６°Ｆ）のソーク温度まで上昇させることができる。温度設定値に到達した後、５ｐｓｉ／分（０．０３４ＭＰａ／分）の圧力上昇を開始し、８０ｐｓｉ（０．５５ＭＰａ）の圧力設定値に到達するまで続ける。３０分のソーク時間の後、温度を３°Ｆ／分（１．７℃／分）で低下させる。ＰＶＢ中の気泡形成を回避するために、温度が５０℃（１２２°Ｆ）に到達するまで圧力を８０ｐｓｉ（０．５５ＭＰａ）で維持し、次に圧力も５ｐｓｉ／分（０．０３４ＭＰａ／分）で低下させる。室を冷却して、圧力平衡が達成された後、部品をオートクレーブ、バッグ、ブリーザークロスから取りだし、テープを外し、部品の積層残留物を除去する。
【００５９】
ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー中間層を有するガラス／鋼積層体の場合、昇温速度が４°Ｆ／分（２．２℃／分）であり、ソーク温度が１３３℃（２７２°Ｆ）であり、ソーク時間が６０分であることを除けば、サイクルはほぼ同じである。フィルム中のヘイズ形成を防止するため、温度低下速度は、温度が２１０°Ｆ（９８．９℃）に到達するまで４°Ｆ／分（２．２℃／分）の速度で維持することができる。次に、図４の４３５で計画されるプロセスの終了時に、積層構造１０３、３０１が得られる。
【００６０】
図６〜１１は、性能特性を示すために種々の積層構造に対して行った試験結果を示している。各試験において、４平方インチ（１０平方ｃｍ）の積層構造を、ガラスシートが上向きになるように厚さ１インチ（２．５ｃｍ）の可撓性フォーム支持体の上に配置した。次に、ガラスシートからの種々の高さで５３５グラムのボールを落下させた。破壊が確認されれば、ボールの高さに対応する対応エネルギーを記録した。図６〜１１に示されるワイブルプロットは、パーセント破壊対破壊時のエネルギーをプロットすることで作製した。したがって、各プロットにおいて、Ｙ軸（すなわち縦軸）はパーセント（％）の単位を有し、一方、Ｘ軸（すなわち横軸）はジュール（すなわち、破壊時のエネルギー）を有する。
【００６１】
図６は、１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、１６ゲージ（１．５９ｍｍ）のステンレス鋼、およびさまざまな種類の中間層を含む本開示の態様による積層構造の６つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。データセット６０１は、厚さ０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを含む中間層を含む積層構造を示している。データセット６０３は、厚さ０．３８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を含む中間層を有する積層構造を示している。データセット６０５は、厚さ１．５ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを含む中間層を有する積層構造を示している。データセット６０７は、厚さ０．３４ｍｍの熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含む中間層を有する積層構造を示している。データセット６０９は、厚さ０．０５ｍｍのアクリル感圧接着テープ（以降「ＡＰＳＡＴ」）を含む中間層を有する積層構造を示している。データセット６１１は、厚さ０．１７ｍｍのＡＰＳＡＴ＋ＰＥＴ＋ＡＰＳＡＴを含む中間層を有する積層構造を示している。ＡＰＳＡＴ＋ＰＥＴ＋ＡＰＳＡＴ中間層は、ＡＰＳＡＴの２つの層の間にはさまれて積層体の中央にＰＥＴフィルムを含む。データセット６１３は、本開示の態様による積層構造の６つの別の群６０１，６０３、６０５、６０７、６０９、６１１と比較するための比較サンプルである。データセット６１３は、厚さ４ｍｍの十分に強化されたソーダ石灰ガラスシートを含む。図６に示されるデータセットで表されるデータを以下の表１で再現しており、各セットのサンプルは、衝撃エネルギーが増加する順序で並べ替えている。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
図６のワイブルプロットのデータセット６０５、６０７、６０９、および６１１は、ＡＰＳＡＴ、ＴＰＵ、および１．５ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを有する積層構造は、データセット６１３で示される十分に強化されたソーダ石灰ガラスの４ｍｍシートと同等の耐衝撃性を有さないことを示している。他方、データセット６０３で表される０．３８ｍｍのＰＶＢを有する積層構造は同等の耐衝撃性を示し、データセット６０１で表される０．８９のＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーの群は優れた耐衝撃性を示し、これは他のすべてのデータセット６０３、６０５、６０７、６０９、６１１、およびソーダ石灰６１３よりもはるかに高い。データセット６０１および６０５を比較すると、ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ  Ｐｌｕｓ（登録商標）アイオノマー中間層の厚さが減少すると耐衝撃性が増加することが認められる。
【００６４】
図７は、１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．３８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）層、および種々の厚さのステンレス鋼シートを含む本開示の態様による積層構造の５つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。データセット７０１は、１６ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ１．５９ｍｍ）を含む積層構造を示している。データセット７０３は、１８ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ１．２７ｍｍ）を含む積層構造を示している。データセット７０５は、２０ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ０．９５ｍｍ）を含む積層構造を示している。データセット７０７は、２２ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ０．７９ｍｍ）を含む積層構造を示している。データセット７０９は、２４ゲージのステンレス鋼（すなわち厚さ０．６４ｍｍ）を含む積層構造を示している。図７に示されるデータセットで表されるデータを以下の表２で再現しており、各セットのサンプルは、衝撃エネルギーが増加する順序で並べ替えている。
【００６５】
【表２】
2018039726.tif 000004
【００６６】
上記のように、より薄いステンレス鋼シート厚さ（すなわち、ゲージ２０、ゲージ２２、およびゲージ２４の厚さ）を有する積層体の３つの群は、より厚いステンレス鋼シート厚さ（すなわち、ゲージ１６およびゲージ１８の厚さ）を有する２つの群ほど高い耐衝撃性を達成できない。
【００６７】
図８は、１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー層、および種々の厚さのステンレス鋼シートを含む本開示の態様による積層構造の３つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。データセット８０１は、１６ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ１．５９ｍｍ）を含む積層構造を示している。データセット８０３は、２２ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ０．７９ｍｍ）を含む積層構造を示している。データセット８０５は、２４ゲージのステンレス鋼（すなわち厚さ０．６４ｍｍ）を含む積層構造を示している。図８に示されるデータセットで表されるデータを以下の表３で再現しており、各セットのサンプルは、衝撃エネルギーが増加する順序で並べ替えている。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
これらのデータが示すように、０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーが存在することで、優れた耐衝撃性が得られる。実際、データセット８０３で示されるように、より薄い鋼層（０．７９ｍｍの薄さ）を有する積層構造でさえも、十分に強化された４ｍｍのソーダ石灰（図６のデータセット６１３参照）または１ｍｍのＧｏｒｉｌｌａガラス＋０．３８のＰＶＢ＋１．５９ｍｍの鋼を有する積層構造（図６のデータセット６０３参照）と同等の耐衝撃性が達成される。データセット８０１によって示されるように、１．５９ｍｍのステンレス鋼および０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを有する積層構造が最も高い耐衝撃性を有する。
【００７０】
図９は、十分に強化された４ｍｍのソーダ石灰ガラスの２つの群と比較される、１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスを含む本開示の態様による積層構造の３つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。データセット９０１は、１６ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ１．５９ｍｍ）を含み厚さ０．３８ｍｍのＰＶＢ中間層を有する積層構造を示している。データセット９０３は、１６ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ１．５９ｍｍ）を含み０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを中間層として有する積層構造を示している。データセット９０５は、２２ゲージのステンレス鋼シート（すなわち厚さ０．７９ｍｍ）を含み０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマーを中間層として有する積層構造を示している。比較の目的で、ソーダ石灰ガラスの２つの群を加えた。データセット９０７は、厚さ４ｍｍの十分に強化されたソーダ石灰ガラスを示している。データセット９０９は、黒色フリットコーティングが加えられた厚さ４ｍｍの十分に強化されたソーダ石灰ガラスを示している。図９に示されるデータセットで表されるデータを以下の表４で再現しており、各セットのサンプルは、衝撃エネルギーが増加する順序で並べ替えている。
【００７１】
【表４】
2018039726.tif 000006
【００７２】
図１０は、１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．３８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）とともに２つの別のステンレス鋼シートを含む本開示の態様による積層構造の２つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。データセット１００５は１６ゲージ（１．５９ｍｍ）のステンレス鋼シートを示しており、データセット１００７は２４ゲージ（０．６４ｍｍ）のステンレス鋼シートを示している。図１０はさらに、酸エッチングした１ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．３８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）とともに２つの別のステンレス鋼シートを含む本開示の態様による積層構造の２つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示している。データセット１００３は１６ゲージ（１．５９ｍｍ）のステンレス鋼シートを示しており、データセット１００１は２４ゲージ（０．６４ｍｍ）のステンレス鋼シートを示している。比較の目的で、データセット１００９は、厚さ４ｍｍの十分に強化されたソーダ石灰ガラスシートを示している。図１０に示されるデータセットで表されるデータを以下の表５ａおよび５ｂで再現しており、各セットのサンプルは、衝撃エネルギーが増加する順序で並べ替えている。
【００７３】
【表５ａ】
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【００７４】
【表５ｂ】
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【００７５】
データセット１００１および１００３で示されるように、両方の酸エッチングしたＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス積層構造は、酸処理していない化学強化ガラス積層構造および４ｍｍのソーダ石灰ガラスと比較した場合に、優れた衝撃性能を示す。
【００７６】
図１１は、酸エッチングした０．７ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー層とともに２つの別のステンレス鋼シートを含む本開示の態様による積層構造の２つの群の破壊時の衝撃エネルギーを示すワイブルプロットである。データセット１１０３は１６ゲージ（１．５９ｍｍ）のステンレス鋼シートを示している。データセット１１０１は２４ゲージ（０．６４ｍｍ）のステンレス鋼シートを示している。比較の目的で、データセット１１０５は、厚さ４ｍｍの十分に強化されたソーダ石灰ガラスシートを示している。図１１に示されるデータセットで表されるデータを以下の表６で再現しており、各セットのサンプルは、衝撃エネルギーが増加する順序で並べ替えている。
【００７７】
【表６】
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【００７８】
図１１は、積層構造中に使用される酸エッチングした０．７ｍｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスを含むより薄いガラスシートを、薄い鋼シート（たとえば、２４ゲージ、すなわち０．６４ｍｍの厚さのステンレス鋼）および０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー層とともに使用することができ、４ｍｍのソーダ石灰ガラスと比較した場合に優れた衝撃性能が依然として実現されることを示している。したがって、実験結果は、酸エッチングしたＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスは、実際に、０．７ｍｍのＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスの場合でさえも、高い耐衝撃性のガラス／鋼積層体を形成するために、より薄い鋼（２４ゲージなど）の使用を可能にする性能を有することを示している。
【００７９】
前述したように、積層構造は、第１の面および第２の面を含む金属シートであって、第１の面と第２の面との間で延在する約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの厚さを有する金属シートを含むことができる。積層構造は、約１．１ｍｍ以下の厚さを有する第１の化学強化ガラスシートをさらに含むことができる。積層構造は、第１の化学強化ガラスシートを金属シートの第１の面に取り付ける第１の中間層をさらに含むことができる。説明的な例において、積層構造は、１）最外面として少なくとも１つの層の薄いＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス（たとえば、０．７ｍｍまたは１．０ｍｍの厚さを有する）と、２）少なくとも１つの層のポリマー中間層（０．３８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）または０．８９ｍｍのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー）と、３）ステンレス鋼の層（たとえば、２４ゲージ〜１６ゲージ、約０．６３５ｍｍ〜１．５９ｍｍの範囲）とを含むことができる。
【００８０】
本開示の積層構造は、十分に強化されたソーダ石灰およびステンレス鋼に対して多数の利点を有する。たとえば、本開示の積層構造は、十分に強化されたソーダ石灰単層（４ｍｍの厚さ）と耐衝撃性が同等またははるかに優れた性能を実現することができる。さらに、本開示の積層構造は、破壊されたときにガラスの破片をその場に維持することができる一方、十分に強化された厚いソーダ石灰が破壊されると、ガラス片が周囲環境に放出される。ステンレス鋼モノリス構造と比較すると、本開示の積層構造中にガラスが存在することで、より高い硬度、したがってより高い耐引掻性を得ることができ、その結果として、鋼表面の新しい美的外観をより長時間維持するのに役立ちうる。
【００８１】
本開示のさらに別の態様は、さらなる好都合な特徴を積層構造に付与することが可能な、積層構造の製造方法中に使用するための任意選択の処理技術を含むことができる。たとえば、処理技術としては、任意選択で、スコアリングおよび割断ステップを含むガラスシートの製造ステップ、エッジ仕上げ、圧縮表面層を得るためのイオン交換、およびガラス表面傷をさらに減少させるための酸エッチングを挙げることができる。さらなる例においては、さらなる任意選択の処理技術として、装飾された外観をガラスに付与するためのガラスまたは他の構成要素の装飾を挙げることができる。中間層の場合、処理技術としては、任意選択で、接合強度を改善するための中間層（たとえば、ＰＶＢまたはＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー）の適切なコンディショニングを挙げることができる。鋼層の場合、処理技術としては、任意選択で、機械的方法によって生じるエッジの変形を回避するためのレーザー切断を挙げることができる。積層ステップ中、本開示は、接合強度の改善および気泡の減少を目的として、種々の中間層（たとえば、ＰＶＢおよびＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）アイオノマー中間層）に合わせて設定可能な特定の熱サイクルプロファイルを有する真空を使用した熱処理ステップをさらに含むことができる。
【００８２】
本開示の一部の例示的実施形態の利点によって、比較的薄いガラス（たとえば、１．１ｍｍ以下）の１つまたは２つの層を有する高品質の積層構造を製造できる。さらに、ステンレス鋼積層用途のための種々の処理技術を使用することによって、積層構造は、より長い使用時間の間に艶消しステンレス鋼の美的外観を維持することができる。さらに、本開示の積層構造では、比較的薄いガラス層を有する他の積層構造を使用する他の場合に生じうる「局所的変形」によって生じる低い耐衝撃性の典型的な問題が回避される。さらに、本開示の積層構造は、４ｍｍの十分に強化されたソーダ石灰ガラスと同等、またはさらにはより良好な耐衝撃性を特徴とすることができる。さらに、ガラスの破壊が起こる場合、積層構造の中間層は、破壊されたガラス断片の周囲環境への放出の阻止に役立つことができる。さらに、例示的積層構造は、酸エッチングを使用することによって、耐衝撃性を低下させることなく、２４ゲージ（０．６３５ｍｍ）などのより薄い鋼をガラス／鋼積層体に使用可能となりうる。
【００８３】
したがって、本開示は、金属シートの引掻傷、およびガラスシート表面の汚れを防止するためにガラスシートで金属シートを保護する積層構造をさらに提供する。実際、保護されていない金属表面からの除去がより困難でありうる、あらゆる汚れまたはほこりを、好都合な方法で、ガラスシートの表面から容易に除去することができる。一部の例において、向上した耐引掻性と、たとえば指紋、油汚れ、汚染微生物などに関する比較的容易な洗浄可能性とを有する魅力的な外観を得るために、ガラスシートをステンレス鋼金属シートに積層することができる。それによって、ガラスシートは、ステンレス鋼の美的外観の維持に役立つことができ、積層構造表面の洗浄および維持を容易にするのに役立つことができる。
【００８４】
さらに、積層構造のガラスシートは、鋭い衝撃による塑性変形に対する高い抵抗性をステンレス鋼金属シートに付与することができる。したがって、積層構造を提供することによって、他の場合には金属シートにくぼみまたは損傷を発生させうる衝撃から、ガラスシートが金属シートを保護するのに役立つことができる。ガラスシートは、ステンレス鋼金属シートと比較した場合に化学的／電気化学的安定性を増加させることもでき、それによってステンレス鋼の表面特性を維持することができる。
【００８５】
本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく本発明に対する種々の修正形態および変形形態が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内となる本発明の修正形態および変形形態を含むことを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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