(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合わせガラス構造において、
２ｍｍより薄い厚さを有する２枚のガラス板、及び
少なくとも７の打撃接着力値を有する前記２枚のガラス板への接着力をもつ、前記２枚のガラス板の間のポリマー中間層を有し、前記中間層は、イオノマー、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、エチレンビニルアセテート、熱可塑性ポリウレタン、又は熱可塑性材料で形成され、かつ、前記合わせガラス構造は、平均破壊高（ＭＢＨ）が少なくとも２０フィート（約６.１ｍ）の貫入抵抗を有することを特徴とする合わせガラス構造。
【請求項２】
前記２枚のガラス板の内の少なくとも一方または両方が化学的に強化され、２.０ｍｍをこえない厚さ、１.５ｍｍをこえない厚さまたは１ｍｍをこえない厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の合わせガラス構造。
【請求項３】
前記中間層が、イオノマー、ポリカーボネートまたはポリビニルブチラールで形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の合わせガラス構造。
【請求項４】
前記中間層が、少なくとも８または少なくとも９の打撃接着力値を有する前記２枚のガラス板への接着力をもつことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の合わせガラス構造。
【請求項５】
合わせガラス構造を形成する方法において、
第１のガラス板、第２のガラス板及びポリビニルブチラールの中間層を提供する工程、
前記第１のガラス板の上面上に前記中間層を重ねる工程、
集成スタックを形成するために前記中間層上に第２のガラス板を重ねる工程、及び
前記中間層の軟化温度にあるかまたはそれより高い温度に前記集成スタックを加熱して、前記中間層を前記第１のガラス板及び前記第２のガラス板に貼り合わせる工程、を有してなり、
少なくとも７の打撃接着力値を有する接着力で前記中間層が前記２枚のガラス板に接合されるように、前記中間層と前記第１のガラス板及び前記第２のガラス板の間に接着抑制剤が用いられないことを特徴とする方法であって、前記合わせガラス構造は、平均破壊高（ＭＢＨ）が少なくとも２０フィート（約６.１ｍ）の貫入抵抗を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
合わせガラス構造を形成する方法において、
第１のガラス板、第２のガラス板及びイオノマーの中間層を提供する工程、
前記第１のガラス板の上面上に前記中間層を重ねる工程、
集成スタックを形成するために前記中間層上に第２のガラス板を重ねる工程、及び
前記中間層の軟化温度にあるかまたはそれより高い温度に前記集成スタックを加熱して、前記中間層を前記第１のガラス板及び前記第２のガラス板に貼り合わせる工程、を有してなり、
少なくとも７の打撃接着力値を有する接着力で前記中間層が前記２枚のガラス板に接合されるように、前記中間層と前記第１のガラス板及び前記第２のガラス板との間に接着促進剤が用いられないことを特徴とする方法であって、前記合わせガラス構造は、平均破壊高（ＭＢＨ）が少なくとも２０フィート（約６.１ｍ）の貫入抵抗を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１３年４月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／８１４５６９号の優先権の恩典を主張する。上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が参照として本明細書に含められる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は全般には合わせガラス構造、さらに詳しくはポリマー中間層と少なくとも１枚のガラス板の間の接着力が比較的強い合わせガラス構造に関し、この合わせガラス構造は自動車用グレージング並びにその他の乗物用途及び建築用途に用いることができる。
【背景技術】
【０００３】
合わせガラスは建築用途及び、自動車、車両、機関車及び航空機を含む、建築用途及び乗物用途または輸送用途における窓及びグレージングとして用いることができる。合わせガラスは、高欄及び階段におけるガラスパネルとして及び、壁、柱、エレベータキャブ及びその他の建築用途のための装飾パネルまたはカバーとして、用いることもできる。合わせガラスは、看板、ディスプレイ、電化製品、電子装置及び家具のためのガラスパネルまたはカバーとして用いることもできる。建築用途及び乗物用途に用いられる一般的な合わせガラスのタイプには、透明及び色付きの合わせガラス構造がある。本明細書に用いられるように、グレージングまたは合わせガラス構造（合わせガラス）は、少なくとも１枚のガラス板がポリマーの層、フィルムまたはシートに貼り合わされている、窓、パネル、壁またはその他の構造の、透明、準透明、半透明、または不透明な部分である。しかし、そのような貼り合わせ構造は、看板、電子ディスプレイ、電子装置及び電化製品のカバーガラスとして、またその他の多様な用途にも、用いることができる。
【０００４】
そのような合わせガラスの貫入抵抗は、ステアケース法またはエネルギー法によって平均破壊高（ＭＢＨ）を測定することができる、２.２７ｋｇ（５ポンド）球落下試験を用いて決定することができる。例えば、米国において乗物に使用するための自動車用フロントガラスは、ＡＮＳＩ（米国国家規格協会）規定Ｚ２６.１に見られる最小貫入抵抗仕様（１２フィート（約３.６６ｍ）において合格率１００％）に合格しなければならない。世界の他の国々においても満たされることが要求される同様の規定がある。米国及び欧州のいずれにおいても、建築用途における合わせガラスの使用に対して最小貫入抵抗が満たされなければならない特定の要求規定がある。
【０００５】
ステアケース法は、様々な高さから３０.５×３０.５ｃｍの試料上に鋼球を落下させることができる衝撃タワーを利用する。ＭＢＨは、試料の５０％が球を持ちこたえ、５０％が貫入させるであろう、球落下高として定義される。試験合わせガラス試料はＡＮＳＩ規定Ｚ２６.１に説明されるフレームと同様の支持フレームに水平に支持される。必要であれば、合わせガラスを所望の試験温度に状態調節するため、環境室が用いられる。試験は、支持フレームに試料を支持し、予想されるＭＢＨに近い高さから球を合わせガラス試料上に落すことで行われる。球が合わせガラスに貫入すれば、不耐として結果が記録され、球が持ちこたえられれば、耐球として結果が記録される。結果が耐球であれば、落下高を前の試験より０.５ｍ高くしてプロセスが反復される。結果が不耐であれば、落下高を前の試験より０.５ｍ低くしてプロセスが反復される。試験試料の全てが用いられてしまうまでこの手順が反復される。次いで結果が表にされ、それぞれの落下高について％保持率が計算される。次いでこれらの結果が％保持率対高さとしてグラフにされ、データの最良フィッティングを表す直線がグラフ上に引かれる。ＭＢＨは一般に、５ポンド（２.２７ｋｇ）の球が合わせガラスに貫入するであろう確率が５０％になる高さである。
【０００６】
ガラス板へのポリマー中間層の接着力は打撃接着力試験(pummel adhesion test)を用いて測定することができる（打撃接着力値は無単位である）。打撃試験は、合わせガラスにおけるＰＶＢまたはその他の中間層へのガラスの接着力を測定する、標準的な方法である。試験は、合わせガラスを一晩０°Ｆ（−１８℃）に状態調節する工程及び、続いて、ガラスを砕くために試料を１ポンド（約０.４５ｋｇ）のハンマーで「打撃する」すなわち衝撃を加える工程を含む。接着力は、ＰＶＢ中間層から剥がれ落ちたガラスによって生じた露出ＰＶＢの総面積で判断される。中間層に接着されていない全てのガラス破片が取り除かれる。中間層シートに接着したままのガラスが目視によって１セットの既知の打撃スケール標準と比較され、数値が大きいほど、より多くのガラスが中間層に接着したままでいる。すなわち、ゼロの打撃接着力値は中間層に接着しているガラスが全く残っていないことを意味しており、１０の打撃接着力値は１００％のガラスが中間層に接着したままでいることを意味する。一般的なガラス／ＰＶＢ／ガラス合わせガラスに対して許容できる貫入抵抗（または耐衝撃強度）を達成するには、ガラス／ＰＶＢ界面接着力レベルが約３〜７打撃接着力単位に維持されるべきである。一般的なガラス／ＰＶＢ／ガラス合わせガラスに対して許容できる貫入抵抗は、３〜７、好ましくは４〜６の打撃接着力値において達成される。２より小さい打撃接着力値では、衝撃中に一般的なガラス／ＰＶＢ／ガラスのシート及びガラスからあまりにも多くのガラスが失われ、合わせガラス一体性に関わる問題（すなわち、剥離）及び長期耐久性に関わる問題もおこり得る。７より大きい打撃接着力値では、一般的なガラス／ＰＶＢ／ガラスのシートへのガラスの接着力が強すぎ、この結果、エネルギー散逸能力が低く、貫入抵抗が低い、合わせガラスになり得る。
【０００７】
グレージング構造は一般に、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）中間層を有する（熱処理されているかまたはアニールされている）２層の２ｍｍ厚ソーダ石灰ガラスを含む。このような合わせガラス構造には、低コスト及び、自動車及びその他の用途に十分な、衝撃抵抗及び剛性を含む、いくつかの利点がある。しかし、これらの限定された衝撃抵抗のため、これらの合わせガラス構造は通常、路傍の石が当たるか、野蛮な行為及び／またはその他の衝撃イベントに遭遇した場合に、劣悪な挙動を示し、破壊する確率が高い。ほとんどの自動車用合わせガラス構造はＰＶＢ中間層材料を用いている。許容できるＰＶＢ中間層のガラスへの接着力及び貫入抵抗を達成するために、ＰＶＢフィルムのガラスへの接着力を減じるため、調整塩類またはその他の接着抑制剤がＰＶＢ配合に添加される。しかし、ＰＶＢ中間層のガラスへの接着力の低減は、破壊後のガラス保持を低下させる、望ましくない効果を有する。建築用途に広く用いられているイオノマー中間層、例えばデュポン社からのＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）に対しては、イオノマー中間層のガラスへの接着力を強めるために接着促進剤が必要であることが多い。
【０００８】
本明細書に挙げられるいかなる参考文献も、あるいは本明細書に説明される背景技術も、従来技術をなすとは認めていない。出願人は、挙げられるいかなる文書についてもその正確性及び妥当性に異議を申し立てる権利を明白に有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
多くの乗物用途において、燃費は乗物の重量の関数である。したがって、そのような用途に対してはグレージングの重量を、その強度及び遮音特性を犠牲にせずに、低減することが望ましい。前述の観点において、より厚く、より重いグレージングに付随する耐久性、遮音及び破損性能特性を有するかまたはこえる、より薄く、経済的なグレージングまたは合わせガラスが望ましい。
【００１０】
本開示は、少なくとも１枚の薄い化学強化ガラス板と少なくとも１枚の、ＰＶＢ層または「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」層のような、ポリマー層の間の接着力レベルが比較的強い、自動車用途、建築用途及びその他の用途のための合わせガラスに関する。本開示にしたがう合わせガラスはガラスとポリマー層の間に比較的強い接着力を有し、優れた破壊後ガラス保持特性も有する。本開示に説明されるような合わせガラスは比較的強い接着力と比較的高い貫入抵抗の優れた組合せも示し、これは従来のソーダ石灰ガラス／ＰＶＢ合わせガラスが示す強い接着力における劣った貫入抵抗とは正反対である。さらに、本開示の合わせガラスには、許容できる貫入抵抗あるいはＰＶＢまたは「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」のガラスへの接着力を与えるための、接着力調整剤が必要ではない。対照的に、従来のソーダ石灰ガラス／ＰＶＢ合わせガラスは強い接着力レベルにおいて劣った貫入抵抗を示す。さらに、ＰＶＢシートを一例のガラス板に貼り合わせるいくつかの実施例において、得られる合わせガラスの高貫入抵抗は、ＰＶＢをガラス板に接合する際の接着抑制剤の必要を排除し得る。さらに、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」シートを一例のガラス板に貼り合わせる別の実施例において、化学強化ガラスの「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」シートへの強い接着力は、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」をガラス板に接合する際の接着促進剤の必要を排除し得る。さらに、薄い化学強化ガラス板と「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」の間の比較的強い接着力は、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」をソーダ石灰ガラスに貼り合わせる場合におけるように、ガラス板のいずれの側に「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」が接触するかには依存しない。
【００１１】
本開示の一実施形態にしたがえば、２枚の厚さが２ｍｍより薄いガラス板及び、合わせガラスが少なくとも７，少なくとも８または少なくとも９の打撃接着力値を有するように２枚のガラス板に接着している、２枚のガラス板の間のポリマー中間層を有する合わせガラス構造が提供され得る。本開示に説明されるような合わせガラスの中間層は約０.５ｍｍから約２.５ｍｍの範囲にある厚さを有する。別の実施形態にしたがえば、合わせガラスは少なくとも２０フィート(約６.１ｍ)の平均破壊高（ＭＢＨ）の貫入抵抗を有し得る。２枚のガラス板の内の少なくとも一方は化学的に強化することができる。もちろん、２枚のガラス板のいずれをも化学的に強化することができ、いずれもが１.５ｍｍをこえない厚さを有することができる。別の実施形態において、２枚のガラス板の内の少なくとも一方は、２ｍｍをこえない、１.５ｍｍをこえない、または１ｍｍをこえない、厚さを有することができる。中間層の例は、イオノマー、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、またはその他の適するポリマーで形成することができる。本開示に説明されるような合わせガラスにおける（デュポン社からの「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」）のようなイオノマー中間層は約０.５ｍｍから約２.５ｍｍ、または０.８９ｍｍから約２.２９ｍｍの範囲にある厚さを有することができる。本明細書に説明されるような合わせガラスにおけるＰＶＢ中間層は約０.３８ｍｍから約２ｍｍ、または約０.７６ｍｍから約０.８１ｍｍの範囲にある厚さを有することができる。
【００１２】
本開示は、第１のガラス板、第２のガラス板及びポリビニルブチラール中間層を提供する工程並びに、集成スタックを形成するため、第１のガラス板の上面に中間層を重ねる工程及び中間層の上に第２のガラス板を重ねる工程を含む、合わせガラス構造を形成する方法も説明する。この方法は、中間層を第１のガラス板及び第２のガラス板に、少なくとも７の打撃接着力値をもって中間層が２枚のガラス板に接合されるように、貼り合わせるため、中間層と第１のガラス板及び第２のガラス板の間に接着抑制剤を用いずに、中間層の軟化温度ないしそれより高い温度まで集成スタックを加熱する工程も含む。
【００１３】
本開示は、第１のガラス板、第２のガラス板及びイオノマー中間層を提供する工程並びに、集成スタックを形成するため、第１のガラス板の上面に中間層を重ねる工程及び中間層の上に第２のガラス板を重ねる工程を含む、合わせガラス構造を形成する方法も説明する。この方法は、中間層を第１のガラス板及び第２のガラス板に、少なくとも７の打撃接着力値をもって中間層が２枚のガラス板に接合されるように、貼り合わせるため、中間層と第１のガラス板及び第２のガラス板の間に接着促進剤を用いずに、中間層の軟化温度ないしそれより高い温度まで集成スタックを加熱する工程も含む。
【００１４】
さらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは本開示の記述及び特許請求の範囲に、また添付図面にも、説明されるように実施形態を実施することによって認められるであろう。上述の全般的説明及び以下の詳細な説明のいずれもが例示に過ぎず、特許請求の範囲の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面はさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は１つ以上の実施形態を示し、記述とともに、様々な実施形態の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本開示の一実施形態にしたがう合わせガラス構造の簡略な断面図である。
【図２】図２は本開示の別の実施形態にしたがう合わせガラス構造の簡略な断面図である。
【図３】図３は本開示の実施形態にしたがう様々なガラス板の層深さ対圧縮応力のグラフである。
【図４】図４はソーダ石灰ガラス／ＰＶＢ合わせガラスに対する貫入抵抗対接着力のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本主題の理解を容易にするため、同様の要素には同様の参照数字が付されている図面を参照して、強いガラスのポリマー中間層への接着力を有する合わせガラス構造についての様々な実施形態を説明する。
【００１７】
本主題の以下の説明は有効な教示及び、その最良の、現在知られている実施形態として提供される。当業者であれば、本開示に説明される実施形態に多くの変更がなされ得るが、それでも本主題の有益な結果を得られることを認めるであろう。本主題の望ましい恩恵のいくつかが、本主題の特徴のいくつかを選択することにより、他の特徴は用いずに、得られることも明らかであろう。したがって、当業者であれば、本主題の多くの改変及び翻案が可能であり、いくつかの状況においては望ましくさえあって、本開示の一部であることを認めるであろう。したがって、以下の説明は本主題の原理の例証として提供され、本主題を限定するものではない。
【００１８】
当業者であれば、本主題の精神及び範囲を逸脱することなく、本開示に説明される実施形態例に多くの改変が可能であることを了解するであろう。したがって、説明は与えられた例への限定を目的としておらず、またそのように解されるべきではなく、添付される特許請求項及びそれらの等価形態によって与えられる全保護範囲が認められるべきである。さらに、本開示の特徴の内のいくつかの使用が、他の特徴の対応する使用無しに、可能である。したがって、例示または例証のための実施形態の上記説明は本主題の原理の説明のために与えられ、本主題を限定するものではなく、実施形態への改変及び実施形態の置換を含むことができる。
【００１９】
図１は本開示の一実施形態にしたがう合わせガラス構造（または単に合わせガラス）１０の簡略な断面図である。図１を参照すれば、合わせガラス構造１０はポリマー中間層のそれぞれの側に張り合わされた２枚のガラス板１２及び１４を有することができる。ガラス板１２及び１４の少なくとも一方はイオン交換プロセスによって化学的に強化されているガラスで形成することができる。ポリマー中間層１６は、例えば、ＰＶＢまたは、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」のような、イオノマー材料で形成することができる。比較的硬いＰＶＢはソルーシア(Solutia)社からのＳａｆｌｅｘ ＤＧである。例として、中間層は、標準ＰＶＢ、遮音ＰＶＢ、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）またはその他の適するポリマーまたは熱可塑性材料で形成することができる。
【００２０】
本開示の実施形態にしたがえば、ガラス板は、コーニング(Corning（登録商標）)社のＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスのような、イオン交換プロセスを用いて化学的に強化された薄ガラス板で形成することができる。このタイプのプロセスでは、一般にガラス板が溶融塩浴にあらかじめ定められた時間浸漬される。ガラス板の表面またはその近傍でガラス板内にあるイオンが、例えば塩浴からの、より大きな金属イオンと交換される。限定ではない一実施形態において、溶融塩浴の温度は約４３０℃であり、あらかじめ定められた時間は約８時間である。ガラスへのより大きなイオンの導入は、表面近傍領域に圧縮応力を生成することでガラス板を強化する。圧縮応力とバランスをとるため、対応する引張応力がガラス板の中央領域に誘起され得る。
【００２１】
本開示及び添付される特許請求の範囲に関して用いられる「薄（い）」は、２.０ｍｍをこえない、１.５ｍｍをこえない、１.０ｍｍをこえない、０.７ｍｍをこえない、０.５ｍｍをこえない、あるいは、約０.５ｍｍから約２.０ｍｍ、約０.５ｍｍから約１.５ｍｍ、または約０.５ｍｍから約１.０ｍｍまたは約０.５ｍｍから約０.７ｍｍの範囲内の、厚さを有するガラス板を意味し得る。
【００２２】
本開示に説明されるような合わせガラスのポリマー中間層は約０.５ｍｍから約２.５ｍｍの範囲にある厚さを有することができる。本開示に説明されるような合わせガラスの（デュポン社からの「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」のような）イオノマー中間層は約０.５ｍｍから約２.５ｍｍまたは０.８９ｍｍから約２.２９ｍｍの範囲にある厚さを有することができる。本開示に説明されるような合わせガラスのＰＶＢ中間層は約０.３８ｍｍから約２ｍｍまたは約０.７６ｍｍから約０.８１ｍｍの範囲にある厚さを有することができる。
【００２３】
米国特許第７６６６５１１号、同第４４８３７００号及び同第５６７４７９０号の各明細書に説明されているように、コーニング社の「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスは、ガラス板をフュージョンドローし、次いでガラス板を化学強化することで作製される。以降でさらに詳細に説明されるように、コーニング社の「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスは比較的深い圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）を有し、比較的高い、曲げ強さ、耐ひっかき性及び衝撃抵抗を有する表面を提供する。ガラス板１２及び１４並びにポリマー中間層１６は、ガラス板１２，中間層１６及びガラス板１４が順次に重ね合わされ、押し合わされて、中間層１６がガラス板に接着するように、中間層材料の軟化温度より若干高い温度に加熱される。
【００２４】
外層ガラス板１２及び１４の一方または両方として「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスを用い、ＰＶＢ中間層１６を用いて、作製された合わせガラスは強い接着力（すなわち、良好な破壊後ガラス保持）及び優れた貫入抵抗のいずれも示す。０.７６ｍｍ厚強接着力グレード（ＲＡ）ＰＶＢを２枚の１ｍｍ厚「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスとともに用いて作製した合わせガラスの試験は、約９から約１０の範囲にある比較的高い打撃接着力値を示すことができる。本開示にしたがうＰＶＢ中間層を有する薄い合わせガラスは、約７.５から約１０、約７から約１０、約８から１０、約９から約１０の範囲にあるか、あるいは少なくとも７，少なくとも７.５，少なくとも８または少なくとも９の、比較的高い打撃接着力値を示し、さらに約２０〜２４フィート（約６.１〜７.３ｍ）の範囲にあるかまたは少なくとも２０フィート（約６.１ｍ）のＭＢＨを含む非常に良好な衝撃特性を示すことができる。これは、上述したＭＢＨと打撃接着力との間の関係に関する従来の知見とは反対である。このタイプの貼り合わせガラス構成の衝撃データにおいては、５ポンド（約２.２７ｋｇ）の球を用いる２４フィート（７.３２ｍ）の高さからの３回中２回球落下試験で、球は合わせガラスに貫入しなかった。
【００２５】
建築用途に対し、目標は荷重の下での撓みの最小化及び破壊後ガラス保持を最大化とすることができる。これらの用途には、ポリカーボネートまたはデュポン社からの「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」のような硬い中間層が広く用いられ得る。０.８９ｍｍ厚「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」及び２枚の１ｍｍ厚「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラス板を用いて作製された合わせガラスの試験は、約１０の極めて高い打撃接着力値及び、標準の無硬化ＰＶＢを用いて作製された同様の合わせガラスのほぼ２倍の縁端強度で示されるような、荷重印加時の低減された撓みを示す。本開示にしたがう（「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」のような）イオノマー中間層を有する薄い合わせガラスは、約７.５から約１０、約７から約１０、約８から約１０、約９から約１０の範囲にある、あるいは少なくとも７、少なくとも７.５、少なくとも８または少なくとも９の、比較的高い打撃接着力値を有することができ、さらに、約２０〜２４フィート（約６.１〜７.３ｍ）の範囲にあるかまたは少なくとも２０フィート（約６.１ｍ）のＭＢＨを含む非常に良好な衝撃特性を示すことができる。
【００２６】
図２は、本開示の別の実施形態にしたがう合わせガラス構造の簡略な断面図である。図２を参照すれば、３枚以上の薄ガラス板２２，２４，２６が隣り合うガラス板の間のポリマー中間層とともにあり得る。そのような実施形態においては、外側のガラス板２２及び２６だけを化学的に強化することが有利であり得るが、内側のガラス板２４（または複数枚のガラス板）も強化ガラスとすることができる。いずれの場合も、内側のガラス板はソーダ石灰ガラスで作製することができる。さらに剛性が必要であれば、内側または中央のガラス板２４を、少なくとも１.５ｍｍ、少なくとも２.０ｍｍまたは少なくとも３.０ｍｍの厚さを有する、比較的厚いガラス板とすることができる。あるいは、合わせガラス２０の内側のガラス板の１枚以上または内側のガラス板の全てを、化学強化ガラス板、薄ガラス板または薄い化学強化ガラス板とすることができる。
【００２７】
本開示の実施形態にしたがう合わせガラスに用いるための化学強化ガラス板の形成に適するイオン交換可能なガラスの例は、アルカリ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であるが、他のガラス組成も考えられる。本明細書に用いられるように、「イオン交換可能」は、ガラスがガラスの表面またはその近傍にあるカチオンを、径がより大きいかまたはより小さい、原子価が同じカチオンと交換できることを意味する。一例のガラス組成は、ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３及びＮａ２Ｏを含み、(ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３)≧６６モル％及びＮａ２Ｏ≧９モル％である。一実施形態において、ガラス板は少なくとも６重量％の酸化アルミニウムを含む。別の実施形態において、ガラス板は、アルカリ土類酸化物の含有量が少なくとも５重量％であるように、１つ以上のアルカリ土類酸化物を含む。いくつかの実施形態において、適するガラス組成はさらにＫ２Ｏ，ＭｇＯ及びＣａＯの内の少なくとも１つを含む。特定の実施形態において、ガラスは、６１〜７５モル％のＳｉＯ２，７〜１５モル％のＡｌ２Ｏ３，０〜１２モル％のＢ２Ｏ３，９〜２１モル％のＮａ２Ｏ，０〜４モル％のＫ２Ｏ，０〜７モル％のＭｇＯ及び０〜３モル％のＣａＯを含むことができる。
【００２８】
合わせガラスの形成に適する別のガラス組成例は、６０〜７０モル％のＳｉＯ２，６〜１４モル％のＡｌ２Ｏ３，０〜１５モル％のＢ２Ｏ３，０〜１５モル％のＬｉ２Ｏ，０〜２０モル％のＮａ２Ｏ，０〜１０モル％のＫ２Ｏ，０〜８モル％のＭｇＯ，０〜１０モル％のＣａＯ，０〜５モル％のＺｒＯ２，０〜１モル％のＳｎＯ２，０〜１モル％のＣｅＯ２，５０ｐｐｍより少ないＡｓ２Ｏ３及び５０ｐｐｍより少ないＳｂ２Ｏ３を含み、１２モル％≦(Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ)≦２０モル％及び０モル％≦(ＭｇＯ＋ＣａＯ)≦１０モル％である。
【００２９】
また別の例のガラス組成は、６３.５〜６６.５モル％のＳｉＯ２，８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３，０〜３モル％のＢ２Ｏ３，０〜５モル％のＬｉ２Ｏ，８〜１８モル％のＮａ２Ｏ，０〜５モル％のＫ２Ｏ，１〜７モル％のＭｇＯ，０〜２.５モル％のＣａＯ，０〜３モル％のＺｒＯ２，０.０５〜０.２５モル％のＳｎＯ２，０.０５〜０.２５モル％のＣｅＯ２，５０ｐｐｍより少ないＡｓ２Ｏ３及び５０ｐｐｍより少ないＳｂ２Ｏ３を含み、１４モル％≦(Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ)≦１８モル％及び２モル％≦(ＭｇＯ＋ＣａＯ)≦７モル％である。
【００３０】
別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、６１〜７５モル％のＳｉＯ２，７〜１５モル％のＡｌ２Ｏ３，０〜１２モル％のＢ２Ｏ３，９〜２１モル％のＮａ２Ｏ，０〜４モル％のＫ２Ｏ，０〜７モル％のＭｇＯ及び０〜３モル％のＣａＯを含むか、これらから基本的になるかまたはこれらからなる。
【００３１】
特定の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、アルミナ、少なくとも１つのアルカリ金属及び、いくつかの実施形態においては、５０モル％より多くのＳｉＯ２，別の実施形態においては、少なくとも５８モル％のＳｉＯ２，また別の実施形態においては、少なくとも６０モル％のＳｉＯ２を含み、
0006466917.tif 000002
【００３２】
である。この比において、成分量はモル％で表され、改質酸化物は酸化アルカリ金属である。このガラスは、特定の実施形態において、５８〜７２モル％のＳｉＯ２，９〜１７モル％のＡｌ２Ｏ３，２〜１２モル％のＢ２Ｏ３，８〜１６モル％のＮａ２Ｏ及び０〜４モル％のＫ２Ｏを含むか、これらから基本的になるかまたはこれらからなり、比：
0006466917.tif 000003
【００３３】
である。
【００３４】
また別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラス基板は、６０〜７０モル％のＳｉＯ２，６〜１４モル％のＡｌ２Ｏ３，０〜１５モル％のＢ２Ｏ３，０〜１５モル％のＬｉ２Ｏ，０〜２０モル％のＮａ２Ｏ，０〜１０モル％のＫ２Ｏ，０〜８モル％のＭｇＯ，０〜１０モル％のＣａＯ，０〜５モル％のＺｒＯ２，０〜１モル％のＳｎＯ２，０〜１モル％のＣｅＯ２，５０ｐｐｍより少ないＡｓ２Ｏ３及び５０ｐｐｍより少ないＳｂ２Ｏ３を含むか、これらから基本的になるかまたはこれらからなり、１２モル％≦(Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ)≦２０モル％及び０モル％≦(ＭｇＯ＋ＣａＯ)≦１０モル％である。
【００３５】
また別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、６４〜６８モル％のＳｉＯ２，１２〜１６モル％のＮａ２Ｏ，８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３，０〜３モル％のＢ２Ｏ３，２〜５モル％のＫ２Ｏ，４〜６モル％のＭｇＯ及び０〜５モル％のＣａＯを含むか、これらから基本的になるかまたはこれらからなり、６６モル％≦(ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ)≦６９モル％、(Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ)＞１０モル％、５モル％≦(ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ)≦８モル％、[(Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３)−Ａｌ２Ｏ３]≦２モル％、２モル％≦(Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３)≦６モル％及び４モル％≦[(Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ)−Ａｌ２Ｏ３]≦１０モル％である。
【００３６】
化学強化ガラスは、また無化学強化ガラスも、いくつかの実施形態において、０〜２モル％の、Ｎａ２ＳＯ４，ＮａＣｌ，ＮａＦ，ＮａＢｒ，Ｋ２ＳＯ４，ＫＣｌ、ＫＦ，ＫＢｒ及び／またはＳｎＯ２を含む群から選ばれる少なくとも１つの清澄剤をバッチに含めることができる。
【００３７】
一実施形態例において、ガラス内のナトリウムイオンが溶融塩浴からのカリウムイオンで置き換えられ得るが、ルビジウムまたはセシウムのような、より大きい原子半径を有する他のアルカリ金属イオンでガラス内のより小さいアルカリ金属イオンを置き換えることができる。特定の実施形態にしたがえば、ガラス内のより小さいアルカリ金属イオンをＡｇ＋イオンで置き換えることができる。同様に、硫酸塩、ハロゲン化物、等のような、ただしこれらには限定されない、他のアルカリ金属塩をイオン交換プロセスに用いることができる。
【００３８】
ガラスネットワークが緩和し得る温度より低い温度における、より小さいイオンのより大きいイオンによる置換はガラスの表面にわたるイオンの分布を生じさせ、この結果、応力プロファイルが生じる。入りイオンのより大きな体積により、ガラスの表面に圧縮応力(ＣＳ)が生じ、中央領域に引張応力（中央引張応力（ＣＴ））が生じる。圧縮応力は中央引張応力に関係式：
【００３９】
【数１】
0006466917.tif 000004
【００４０】
で関係付けられる。ここで、ｔはガラス板の全厚を表し、ＤＯＬは交換の深さを表し、層深さとも称される。
【００４１】
様々な実施形態にしたがえば、１枚以上の、イオン交換され、指定された層深さ対圧縮プロファイルを有する、薄い合わせガラスは、低重量、高い衝撃強さ及び改善された音響減衰を含む、多くの、所望の特性を有することができる。
【００４２】
一実施形態において、化学強化ガラス板は、少なくとも３００ＭＰａ，例えば、少なくとも４００，５００または６００ＭＰａの表面圧縮応力、少なくとも約２０μｍ（例えば、少なくとも約２０，２５，３０，３５，４０，４５または５０μｍ）の層深さ及び／または４０ＭＰａより大きく（例えば、４０，４５または５０ＭＰａより大きく）１００ＭＰａより小さい（例えば、１００，９５，９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０または５５ＭＰａより小さい）中央引張応力を有することができる。
【００４３】
図３は本開示の実施形態にしたがう様々なガラス板についての層深さ対圧縮応力のグラフである。図３を参照すると、様々なガラス板について層深さ対圧縮応力を示すグラフが図示されている。対照ソーダ石灰ガラスからのデータが菱印ＳＬで表され、化学強化アルミノケイ酸ガラスからのデータが三角印ＧＧで表されている。図示される実施形態に示されるように、化学強化ガラス板についての層深さ対表面圧縮応力データは、約６００ＭＰａより大きい圧縮応力及び約２０μｍより大きい層深さによって定めることができる。領域２００は、約６００ＭＰａより大きい表面圧縮応力、約４０μｍより大きい層深さ及び約４０ＭＰａと６５ＭＰａの間の引張応力によって定めることができる。上述の関係式とは独立にまたは上述の関係式とともに、化学強化ガラスは対応する表面圧縮応力によって表される層深さを有することができる。一例において、表面近傍領域は第１のガラス板の表面から少なくとも［６５−０.０６×ＣＳ］の層深さ（μｍ）まで広がる。ここでＣＳは表面圧縮応力であり、少なくとも３００ＭＰａの値を有する。この線形関係が図３に傾いた直線で描かれている。満足できるＣＳ及びＤＯＬのレベルは、ｙ軸上のＤＯＬ及びｘ軸上のＣＳのグラフ上で、直線［６５−０.０６×ＣＳ］より上方にある。
【００４４】
別の例において、表面近傍領域は第１のガラス板の表面から、少なくとも［Ｂ−Ｍ×ＣＳ］の値を有する層深さ（単位：μｍ）まで広がり、ここで、ＣＳは表面圧縮応力であって少なくとも３００ＭＰａであり、Ｂは約５０から１８０に範囲にある（例えば、６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１４０，１５０，１６０±５である）ことができ、Ｍは独立に約−０.２から約−０.０２の範囲にある（例えば、−０.１８，−０.１６，−０.１４，−０.１２，−０.１０，−０.０８，−０.０６，−０.０４±−０.０１である）ことができる。
【００４５】
化学強化ガラス板の弾性率は約６０ＧＰａから８５ＧＰａの範囲にある（例えば、６０，６５，７０，７５，８０または８５ＧＰａである）ことができる。ガラス板及びポリマー中間層の弾性率は、得られる合わせガラスの機械的特性（例えば撓み及び強度）及び遮音性能（例えば伝送損失）のいずれにも影響し得る。
【００４６】
ガラス板形成方法の例には、それぞれダウンドロー法の例である、フュージョンドロー法及びスロットドロー法を、またフロート法も、含めることができる。フュージョンドロー法は溶融ガラス原材料を受け入れるためのチャネルを有するドロー槽を用いる。チャネルはチャネルの両側にチャネルの長さに沿って頂部に開かれた堰を有する。チャネルが溶融材料で一杯になると、溶融ガラスは堰から溢流する。重力により、溶融ガラスはドロー槽の外表面を流下する。外表面は下方に及び内向きに延び、よってドロー槽の下端において合体する。２つの流動ガラス表面は下端で合体して、融合し、１枚の流動シートを形成する。フュージョンドロー法は、チャネルにかけて流れる２枚のガラスフィルムが融合するから、得られるガラス板の外表面のいずれもが装置のどの部分にも接触しないという利点を提供する。したがって、フュージョンドローガラス板の表面特性はそのような接触による影響を受けない。
【００４７】
スロットドロー法はフュージョンドロー法と異なる。スロットドロー法では溶融原材料がドロー槽に供給される。ドロー槽の底にはスロットが開けられ、ノズルがスロットの長さに延びている。溶融ガラスはスロット／ノズルを流過し、連続シートとして下方に引かれてアニール領域に入る。スロットドロー法は一般に、２枚のシートが融合されるのではなく、１枚のシートがスロットを通して板引きされるから、フュージョンドロー法より薄いガラス板を提供する。
【００４８】
ダウンドロー法は、一様な厚さを有し、比較的清純な表面をもつ、ガラス板を生産する。ガラス表面の強度は表面傷の数及び大きさで制御されるから、接触が最小限に抑えられた清純な表面はより高い初期強度を有する。この高強度ガラスが次いで化学的に強化されると、得られる強度は、ラッピング及び研磨された表面の強度より高くなり得る。ダウンドロー法で作成されるガラスでは厚さを２ｍｍより薄くし得る。さらに、ダウンドロー法で作成されるガラスは、費用がかかる研削及び研磨を施さずに最終用途で用いられ得る、非常に平坦で滑らかな表面を有する。
【００４９】
フロートガラス法において、ガラス板は、一般にはスズの、溶融金属床上に溶融ガラスを浮かせることによって作製される、平滑な表面及び一様な厚さを特徴とすることができる。一プロセス例において、溶融ガラスが溶融スズ床上に送られて浮遊リボンを形成する。ガラスリボンがスズ浴に沿って流れるにつれて、温度が徐々に下げられて、ついには固体ガラス板がスズから持ち上げられてローラーに載せられる。浴から離れると、ガラス板はさらに冷やされ、内部応力を減じるため、アニールされる。
【００５０】
自動車用グレージング及びその他の用途のための合わせガラスは様々なプロセスを用いて形成することができる。一例のプロセスにおいて、１枚以上の化学強化ガラス板が、ポリマー中間層とともに予備プレスにおいてアセンブリに集成され、留め合わされて仮合わせガラスにされて、光学的に澄明な合わせガラスに仕上げられる。２枚のガラス板を有する一実施形態例において、アセンブリは、第１のガラスを横たえる工程、ＰＶＢシートのようなポリマー中間層を重ねる工程、第２のガラス板を横たえる工程及び、次いで、余分のＰＶＢをガラス板の縁端に合わせてトリミングする工程によって形成することができる。一例の留め合わせる工程は、界面からほとんどの空気を追い出す工程及びＰＶＢをガラス板にある程度接合する工程を含むことができる。一般に高温高圧で実施される、一例の仕上げ工程はガラス板のそれぞれのポリマー中間層への接合を完了させる。
【００５１】
ＰＶＢのような熱可塑性材料は予備成形されたポリマー中間層として適用され得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性層は少なくとも０.１２５ｍｍ（例えば、０.１２５，０.２５，０.３７５，０.５，０.７５，０.７６または１ｍｍ）の厚さを有する。熱可塑性層は２枚のガラス板の対向する主表面のほとんどまたは実質的に全てを覆うことができる。熱可塑性層はガラスの縁端を覆うこともできる。熱可塑性層と接触しているガラス板は、熱可塑性材料のガラス板への接合を促進するため、熱可塑性層の軟化点よりも高い、例えば軟化点より少なくとも５℃または１０℃高いような、温度に加熱することができる。加熱は熱可塑性層と接触しているガラス板を圧力下において実施することができる。
【００５２】
一例の中間層のための選ばれた市販ポリマー中間層材料を表１にまとめてある。表１にはそれぞれの製品試料についてのガラス転移温度及び弾性率も与えられている。ガラス転移温度及び弾性率のデータは、ベンダーから入手できる技術データシートから、あるいはガラス転移温度データ及び弾性率データについてそれぞれ、ＤＳＣ２００示差走査熱量計（セイコーインスツルメンツ(株)，日本国）を用いて、またはＡＳＴＭ Ｄ６３８の方法によって、決定した。ＩＳＤ樹脂に用いられるアクリル／シリコーン樹脂材料のさらなる説明は米国特許第８６２４７６３号明細書に開示されており、遮音性改質ＰＶＢ樹脂の説明は日本国特許第０５１３８８４０号明細書に開示されている。これらの特許明細書のそれぞれの内容はそれぞれの全体が本明細書に参照として含められる。
【００５３】
【表１】
0006466917.tif 000005
【００５４】
ポリマー中間層の弾性率は、約１ＭＰａから３００ＭＰａの範囲にある(例えば、約１，５，１０，２０，２５，５０，１００，１５０，２００，２５０または３００ＭＰａである)ことができる。１Ｈｚの荷重レートにおいて、標準ＰＶＢ中間層の弾性率は約１５ＭＰａになることができ、遮音グレードＰＶＢ中間層の弾性率は約２ＭＰａになることができる。
【００５５】
別の実施形態において、２つ以上のポリマー中間層を１枚の合わせガラスに組み入れることができる。複数の中間層は、接着促進、遮音調整、ＵＶ透過率調整及び／またはＩＲ透過率調整を含む、相補的なまたは異なる機能を与えることができる。
【００５６】
一例の貼り合わせプロセスにおいて、中間層は一般に中間層の軟化に有効な温度に加熱され、この加熱は中間層のそれぞれのガラス板の表面への合一接合及び中間層のガラス板への接着を促進する。例えばＰＶＢに対し、貼り合わせ温度は約１４０℃とすることができる。中間層材料内の可動ポリマー鎖のガラス表面との接合が進み、これが接着を促進する。高温はガラス−ポリマー界面からの残留空気及び／または水分の拡散も加速する。
【００５７】
必要に応じる圧力印加は中間層材料のフローを促進し、また、そうしなければ中間層に閉じ込められた水及び空気の複合蒸気圧によって誘起されるであろう、気泡形成も抑制する。気泡形成を抑制するため、オートクレーブ内でアセンブリに熱と圧力を同時に印加することができる。
【００５８】
合わせガラスは実質的に同等のガラス板を用いて形成することができ。別の実施形態においては、非対称合わせガラスを形成するため、組成、イオン交換プロファイル及び／または厚さのような、個々のガラス板の特徴を独立に変えることができる。
【００５９】
合わせガラスは、騒音の低減、ＵＶ光及び／またはＩＲ光の透過の低減、及び／または窓開口の美観の向上を含む、有益な効果を提供するために用いることができる。開示される合わせガラスをなす個々のガラス板は、また形成された合わせガラスも、組成、密度、厚さ及び表面計量を含む１つ以上の属性を、また、機械特性、光学特性及び／または音響減衰特性を含む、様々な特性も、特徴とすることができる。
【００６０】
より薄いガラス板の使用にともなう重量節減が、１１０ｃｍ×５０ｃｍの実寸及び密度が１.０６９ｇ/ｃｍ３のＰＶＢの０.７６ｍｍ厚シートのポリマー中間層を有する合わせガラス例についての、ガラス重量、中間層重量及び合わせガラス重量を与える、下の表２に示されている。
【００６１】
【表２】
0006466917.tif 000006
【００６２】
表２を参照すれば、個々のガラス板の重量を減じることで、合わせガラスの総重量を劇的に低減することができる。いくつかの用途において、より軽い総重量はより大きな燃費低減に直結する。
【００６３】
合わせガラスは、例えば、パネル、カバー、窓またはグレージングとしての使用に適合させることができ、適するいかなる形状寸法にもつくることができる。いくつかの実施形態において、合わせガラスは、１０ｃｍから１ｍ以上まで独立に変わり得る(例えば、０.１，０.２，０.５，１，２または５ｍの)長さ及び幅を有することができる。単独で、合わせガラスは０.１ｍ２より大きい、例えば、０.１，０.２，０.５，１，２，５，１０または２５ｍ２より大きい、面積を有することができる。これらの寸法は例示に過ぎず、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定するべきではないことは当然である。
【００６４】
合わせガラス例は実質的に平形とするかまたは何らかの用途のための形状につくることができる。例えば、合わせガラスはフロントガラスまたはカバープレートとして用いるための湾曲パーツまたは成形パーツとして形成することができる。成形合わせガラスの構造は単純にも複雑にもなり得る。いくつかの実施形態において、成形合わせガラスは、ガラス板が２つの独立な方向で異なる曲率半径を有する、複雑な曲面を有することができる。したがって、そのような成形ガラスは、ガラスが、与えられた次元に平行な軸に沿って湾曲し、同じ次元に垂直な軸に沿っても湾曲する、「交差曲率」を有するとして特徴を表すことができる。例えば、自動車のサンルーフは、一般に、約０.５ｍ×１.０ｍの大きさがあり、短軸に沿う２〜２.５ｍの曲率半径及び長軸に沿う４〜５ｍの曲率半径を有する。
【００６５】
いくつかの実施形態にしたがう成形合わせガラスは曲げファクターで定めることができ、与えられた部分に対する曲げファクターは［与えられた軸に沿う曲率半径］/［その軸の長さ］に実質的に等しい。すなわち、０.５ｍ及び１.０ｍのそれぞれの軸に沿って２ｍ及び４ｍの曲率半径を有する自動車のサンルーフにおいて、それぞれの軸に沿う曲げファクターは４とすることができる。成形合わせガラスは２〜８の範囲にある（例えば、２，３，４，５，６，７または８の）曲げファクターを有することもできる。
【００６６】
合わせガラスを曲げる及び／または成形する方法は、重力曲げ、プレス曲げ及びこれらの複合である方法を含むことができる。重力曲げの従来方法においては、薄く平坦なガラス板が、低温の予備カットされた１枚または複数枚のガラス板を、硬い、あらかじめ成形された曲げ工具の外面支持面上におくことによって、自動車のフロントガラスのような湾曲形状に成形され得る。曲げ工具は金属または耐熱材料を用いて作製することができる。一例の方法において、連接型曲げ工具を用いることができる。曲げに先立ち、ガラスは一般に少数の接触点においてのみ支持される。ガラスは通常、徐冷窯内で高温にさらされることで加熱され、加熱は、重力によりガラスが垂下するかまたは落ち込んで外面支持面と同形になることを可能にするようにガラスを軟化させる。次いで、一般に支持面全体がガラスの外面と接触するであろう。
【００６７】
関連する技法はプレス曲げであり、プレス曲げでは平ガラス板が実質的にガラスの軟化点に対応する温度まで加熱される。加熱されたガラス板は次いで、相補成形面を有する雄金型部材と雌金型部材の間で所望の湾曲にプレスまたは成形される。いくつかの実施形態において、重力曲げ法とプレス曲げ法の複合を用いることができる。
【００６８】
別の実施形態において、化学強化ガラス板は１.４ｍｍをこえないかあるいは１.０ｍｍより薄い厚さを有することができる。別の実施形態において、化学強化ガラス板の厚さは、対向する外側のガラス板または内側のガラス板の、第２のガラス板の厚さと、それぞれの厚さが５％より大きくは、例えば、５，４，３，２または１％より小さくしか、変わらないように、実質的に等しくすることができる。別の実施形態において、第２の（例えば内側の）ガラス板は２.０ｍｍより薄いかまたは１.４ｍｍより薄い厚さを有することができる。理論にはこだわらずに、出願人等は、実質的に同等の厚さを有する対向ガラス板を含む合わせガラスが最大一致周波数及び、対応する、一致ディップにおける最大音響伝送損失を与えると考えている。そのような構造設計は、例えば自動車用途における合わせガラスに対し、有益な遮音性能を提供し得る。
【００６９】
本明細書に開示されるような合わせガラス構造は、優れた耐久性、衝撃抵抗、強靱性及び耐ひっかき性を示す。ガラス板または合わせガラスの強度及び機械的衝撃性能は、表面欠陥及び内部欠陥のいずれも含む、ガラス内の欠陥によって制限され得る。合わせガラスが衝撃を受けると、衝撃点は圧縮状態におかれ、衝撃点を囲むリングまたは「輪」が、また衝撃されたガラス板の対蹠面は引張り状態にされる。一般に、破壊の原点は、最高引張応力点またはその近傍における、通常はガラス表面上の、きずにあり得る。これは対蹠面で起こり得るが、リング内でもおこり得る。ガラス内のきずが衝撃イベント中に引張り状態にされると、きずは伝搬するであろうし、ガラスは破壊するであろう。したがって、大きな圧縮応力の強さ及び深さ（層深さ）が好ましい。本開示に説明される実施形態の示表面例への制御されたきずの付加及び本開示に説明される実施形態の表面の酸エッチング処理は、内部及び外部の衝撃イベント時に所望の破壊性能をもつ、そのような合わせガラスを提供する。
【００７０】
化学強化により、本明細書に開示される合わせガラスの一方または両方の外表面は圧縮応力下にあり得る。きずが伝搬し、破損がおこるためには、衝撃による引張応力がきずの先端における表面圧縮応力を上回らなければならない。いくつかの実施形態において、化学強化ガラスの高い圧縮応力及び大きい層深さが無化学強化ガラスの場合より薄いガラスの使用を可能にし得る。
【００７１】
別の実施形態において、合わせガラスは、化学強化ガラスのような、ただしこれには限定されない、内部ガラス板及び外部ガラス板を有することができ、外側化学強化ガラス板は少なくとも３００ＭＰａ（例えば、少なくとも４００，４５０，５００，５５０，６００，６５０，７００，７５０または８００ＭＰａ）の表面圧縮応力、少なくとも約２０μｍ（例えば、少なくとも約２０，２５，３０，３５，４０，４５または５０μｍ）の層深さ及び／または、４０ＭＰａより大きく（例えば、４０，４５または５０ＭＰａより大きく）、１００ＭＰａより小さい（例えば、１００，９５，９０，８５，８０，７５，７０，６５，６０または５５ＭＰａより小さい）、中央引張応力を有する。そのような実施形態は、外側化学強化ガラス板の表面圧縮応力の１/３から１/２であるか、または外側ガラス板の表面圧縮応力に等しい、表面圧縮応力を有する内側ガラス板（例えば内側化学強化ガラス板）も有することができる。
【００７２】
機械特性に加えて、合わせガラス例の音響減衰特性も評価した。当業者には了解されるであろうように、市販の遮音ＰＶＢ中間層のような、中央遮音中間層１６を有する合わせガラス構造は音響波を減衰させるために用いることができる。本明細書に開示される化学強化ガラスの合わせガラスは、多くのグレージング用途に必要な機械特性ももつ薄い（及び軽量の）構造を用いながらも、音響伝送を劇的に抑えることができる。
【００７３】
本開示の一実施形態は、薄い、化学的に強化された少なくとも１枚以上の外側ガラス板及び１枚以上の内側ガラス板と組み合わされた比較的硬く堅固な中間層を用いて作製された、薄い合わせガラス構造１０及び２０を含む。硬質中間層は比較的薄いガラスを用いて作製された合わせガラスに改善された荷重／変形特性を与えることができる。別の実施形態は、遮音中間層のような、比較的軟質の中間層を有することができる。また別の実施形態は比較的軟質の遮音（例えば消音性）中間層を、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」のような、比較的硬質の中間層と組み合わせて用いることができる。
【００７４】
音響減衰は中間層剪断弾性率及び中間層の損失係数によって決定され得る。中間層が総合わせガラス厚の大部分を占めていれば、曲げ剛性（荷重変形特性）は主にヤング率によって決定され得る。多層中間層を用いれば、これらの特性を独立に調節して、満足できる剛性及び音響減衰を有する合わせガラス得ることができる。
【００７５】
本開示にしたがう合わせガラスのポリマー中間層としての使用のための候補である市販の材料には、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」イオノマー、遮音ＰＶＢ（例えば、積水化学の薄い０.４ｍｍ厚遮音ＰＶＢ）、ＥＶＡ、ＴＰＵ、硬質ＰＶＢ（例えば、Ｓａｆｌｅｘ ＤＧ）及び標準ＰＶＢがあるが、これらには限定されない。多層中間層の場合、全てにＰＶＢ層を用いることが、層どうしの化学的相同性のため有利であり得る。「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」はＥＶＡまたはＰＶＢのような他の中間層との化学的相同性が低く、層間にバインダー膜（例えば、ポリエステル膜）が必要になり得る。
【００７６】
第１の実験において、ＰＶＢ中間層を含む合わせガラス及び「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」中間層を含む合わせガラスを、積層の脱気及び留め合わせのために真空バッグを用い、ソルーシア社（ＰＶＢ製造元）及びデュポン社（「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」製造元）によって指定される範囲のサイクルで稼働させているオートクレーブを用いて、作製した。「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」は使用するまで金属ホイルで裏打ちした袋内に保管され、よって「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」が乾燥している（水分＜０.２％）ことが保証される。ＰＶＢ中間層については、実施形態例は＜０.６％のシート水分レベルを有し得る。合わせガラスについてガラスの中間層への接着力を測定するため、標準の打撃接着力試験を用いて合わせガラスを試験した。打撃接着力試験は、合わせガラスの一晩の０°Ｆ（−１８℃）での状態調節及び、これに続く、ガラスを砕くための１ポンド（約０.４５ｋｇ）のハンマーによる試料衝撃を含む。中間層から剥がれ落ちたガラスによって生じた露出中間層の大きさ、例えば打撃接着力値によって接着力を判定した。
【００７７】
標準の自動車ガラス、例えば２.１ｍｍ厚または２.３ｍｍ厚のソーダ石灰ガラスと貼り合わされたＰＶＢに対する貫入抵抗と打撃接着力の間の関係を図４に示す。ＭＢＨで測定されるような、貫入抵抗は接着力が強くなるにつれて許容できないレベルまで低下し得る。比較的厚いソーダ石灰ガラス合わせガラスについては、衝撃抵抗が主としてＰＶＢ−ガラス接着力及びＰＶＢ中間層の特性によって決定され、ガラスからの寄与はほとんどないことが知られている。図４に示されるように、ソーダ石灰ガラス−ＰＶＢ合わせガラスでは、貫入抵抗と接着力の間で妥協がなされることが必要である。
【００７８】
本開示の実施形態は、自動車、乗り物、電化製品、エレクトロニクス、建築及びその他の用途のため、少なくとも１枚のガラス板とポリマー中間層の間の接着力レベルが比較的高く、打撃接着力値が約７から約１０，約８から約１０，約９から約１０の範囲にあるか、少なくとも７，少なくとも８または少なくとも９の、合わせガラスを提供することができる。ガラスとポリマー中間層の間の高い接着力を有するそのような合わせガラスは、傑出した破壊後ガラス保持特性を示す。そのような合わせガラスは強い接着力と、少なくとも２０フィート（約６.１ｍ）のＭＢＨの、高い貫入抵抗レベルの良好な組合せも示し、これは従来のソーダ石灰ガラス合わせガラスが示す強い接着力における劣った貫入抵抗と反対である。本開示に説明される合わせガラスの例には、許容できる貫入抵抗またはガラスへの接着力を与えるための接着力調整剤は必要ではない。コーニング社の「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスのような、化学強化ガラスとポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）または「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」イオノマーの中間層でつくられた合わせガラスは通常、自動車用及び建築用のグレージングのような用途のためのソーダ石灰ガラスでつくられた合わせガラスと比較すると、強い接着力を有する。強い接着力は、高レベルの破壊後ガラス保持を提供するから、有益である。さらに、ＰＶＢ中間層とともに「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスを用いてつくられた合わせガラスは望ましい、強い接着力と大きな貫入高さ（高い貫入抵抗）の両特性を併合する。
【００７９】
対照的に、ソーダ石灰ガラス／ＰＶＢ合わせガラスは高い接着力レベルにおいて劣った貫入抵抗を有する。さらに、「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」への「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスの強い接着力は、接着促進剤の必要を排除し、ソーダ石灰ガラス合わせガラスの場合におけるような、「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラスのいずれの側が「ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ」に接触するかには依存しない。
【００８０】
実施形態例は、許容できる機械特性及び／または遮音特性を有する、軽量で薄い合わせガラスを含む。別の実施形態は、ポリマー中間層の個々の層の特性の比較的簡単な調節によって機械的特性及び遮音特性が独立に操作され得る、ポリマー中間層及び合わせガラス構造を含むことができる。本開示に説明される合わせガラス構造の各層は、貼り合わせプロセス中に、合わせて接合される個別のシート層とすることができる。本開示に説明される中間相構造の各層は、複数の層を含む単一中間層を形成するため、合わせて共押し出しすることができる。
【００８１】
本説明は多くの詳細を含み得るが、これらの詳細は本開示の範囲への限定と解されるべきではなく、特定の実施形態に特有であり得る特徴の説明として解されるべきである。個別の実施形態に関してこれまでに説明したいくつかの特徴は単一の実施形態と組み合わせて実施することもできる。逆に、単一の実施形態に関して説明した様々な特徴は複数の実施形態において個別にまたはいずれか適するサブ組合せで実施することができる。さらに、特徴はいくつかの組合せではたらくとして上で説明され、そのようなものとして初めに特許請求さえされ得るが、特許請求される組合せからの１つ以上の特徴はいくつかの場合にその組合せから削除することができ、特許請求される組合せはサブ組合せまたはサブ組合せの変形に導かれ得る。
【００８２】
同様に、動作またはプロセスは図面または図に特定の順序で示されるが、これは、所望の結果を得るためには、そのような動作が示される特定の順序でまたは順次に実施されるか、あるいは示される動作の全てが実施されることが必要であると理解されるべきではない。いくつかの状況においては、マルチタスクまたは並列処理が有利であり得る。
【００８３】
図１〜４に示される様々な構成及び実施形態によって示されるように、ポリマー中間層へのガラスの接着力が強い合わせガラス構造についての様々な実施形態を説明した。
【００８４】
本開示の好ましい実施形態を説明したが、説明される実施形態は例証に過ぎず、本発明の範囲は、本開示を精査することで当業者には自然に思い浮かぶ等価形態、多くの変形及び改変の全範囲が適合する場合、添付される特許請求項によってのみ定められるべきであることは当然である。
【符号の説明】
【００８５】
１０，２０    合わせガラス構造（合わせガラス）
１２，１４，２２，２４，２６    ガラス板
１６，２８，３０    ポリマー中間層
【図１】
0006466917.tif 000007
【図２】
0006466917.tif 000008
【図３】
0006466917.tif 000009
【図４】
0006466917.tif 000010