(57)【要約】  本開示の原理および実施の形態は、独特な非対称積層板および損傷許容性が改善されたその積層板を製造する方法に関し、ここで、その積層板は、中間層によって、第２の中央張力値を有する第２の強化ガラス基板に接合された、第１の中央張力値を有する第１の強化ガラス基板を備え、その第１の中央張力値は第２の中央張力値よりも小さい。
2018538223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定される第１の中央張力値を有する第１の強化ガラス基板と、
第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される第２の中央張力値を有する第２の強化ガラス基板と、
を備えた積層板であって、
前記第１の中央張力値が前記第２の中央張力値より小さい、積層板。
【請求項２】
前記第２の圧縮応力層の深さが４０μｍ超である、請求項１記載の積層板。
【請求項３】
前記第１の圧縮応力層の深さが少なくとも４５μｍであり、前記第１の中央張力値が３０ＭＰａ以下である、請求項１または２記載の積層板。
【請求項４】
前記第１の厚さが約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲にあり、前記第１の圧縮応力の大きさが約３００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあり、前記第１の中央張力値が３０ＭＰａ以下である、請求項１から３いずれか１項記載の積層板。
【請求項５】
積層板を製造する方法において、
第１の強化ガラス基板、中間層、および第２の強化ガラス基板を積層体に配置する工程であって、前記第１の強化ガラス基板は、第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定される第１の中央張力値を有し、前記第２の強化ガラス基板は、第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される第２の中央張力値を有し、前記第１の中央張力値は前記第２の中央張力値より小さい、工程；および
前記積層体に熱と圧力を印加して、前記積層板を形成する工程、
を有してなる方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１５年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／２５６７７７号および２０１５年１０月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／２４４３８３号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示の原理および実施の形態は、概して、強化ガラス基板を備えた積層板、および異なる中央張力値を有する複数のガラス基板を中間層で互いに接合することによって、積層板を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、可塑化ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）シートにより隔てられた対向するガラス基板（シートであってよい）を備えた積層板を、車両または建物の窓として、もしくは建築用窓ガラスおよびパネルとして、使用することができる。特定の用途において、積層板を形成する少なくとも１つの基板が表面亀裂のために破砕する可能性を減少させつつ、安全なバリアを提供するために、高い機械的強度、衝突する物体からの損傷に対する抵抗性、および防音特性を有するガラス積層板が望ましい。
【０００４】
積層板の一部を形成するガラス基板は、その表面からガラス基板中のある距離まで延在する圧縮応力領域（または層）に表面圧縮応力（ＣＳ）を与えるために、強化（化学的、熱的、および／または機械的に）することができ、ガラス基板中のこの距離は、圧縮応力領域の深さ（ＤＯＣ）と称される。ＤＯＣは、ガラス基板内の応力が圧縮応力から引張応力に変化する深さを称する。ＤＯＣでは、応力は、正の（圧縮）応力  から負の（引張）応力に横断し、それゆえ、ゼロの応力値を示す。従来技術に通常使用される慣例によれば、圧縮は負（＜０）の応力と表され、引張は正（０＞）の応力と表される。しかしながら、本記載を通じて、ＣＳは正の値または絶対値として表される−すなわち、ここに列挙されるように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜。
【０００５】
化学強化されたガラス基板において、ＣＳ領域はイオン交換過程により生じる。機械的に強化されたガラス基板において、ＣＳ領域は、基板の複数の部分の間の熱膨張係数の不一致により生じる。熱強化された基板において、ＣＳ領域は、基板を、ガラスの軟化点に近い、ガラス転移温度より高い温度に加熱し、次いで、ガラスの表面領域をガラスの内部領域よりも急激に冷却することによって、形成される。その表面領域と内部領域との間で異なる冷却速度により、残留表面ＣＳが生じる。
【０００６】
これらの強化ガラスにおいて、ＣＳは、材料のコア内に引張応力を誘発させ、結果として生じたＣＴ領域は、５０ＭＰａ以上の最大中央張力値を有することがある。得られた強化ガラス基板のＤＯＣは、使用した強化方法に応じて、数マイクロメートルから数十マイクロメートルの深さまたは数百マイクロメートルの深さとなるであろう。
【０００７】
外部の引っ掻き傷に耐えることに加え、自動車用板ガラスに使用される積層板は、内部の衝撃に耐え、安全基準を満たさなければならない。車両内部から発生する衝撃事象をシミュレーションする、ＥＣＥ  Ｒ４３頭部衝撃試験は、動力車用の積層板が規定の内部衝撃を受けて破砕することを必要とする規制試験である。ガラスは、怪我を防ぐために特定の衝撃荷重で破損する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
石からの衝撃などの外部衝撃によっては破損しないが、それでも、軽量であり、重傷をもたらさずに人体からの大きい衝撃を吸収できる積層板を提供することが望ましいであろう。しかしながら、ガラス積層板の１つの特性を改善すると、その積層板の他の品質が損なわれる傾向にある。したがって、自動車用板ガラスおよび建築用窓ガラスとして使用するための、全ての所望の特性を有する積層板を製造することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の原理および実施の形態は、硬度、復元力、軽量、高い機械的強度、衝突物体からの損傷に対する抵抗性、および防音特性の組合せを提供する積層ガラス構造体に関する。
【００１０】
様々な実施の形態が下記に列挙されている。下記に列挙された実施の形態は、下記に列挙したようにだけではなく、本開示の範囲にしたがう他の適切な組合せでも、組み合わせてもよいことが理解されよう。
【００１１】
第１の実施の形態において、積層板は、第１の厚さ、第１のＤＯＣ、および第１のＣＳの大きさにより規定される第１のＣＴ値を有する第１の強化ガラス基板と、第２の厚さ、第２のＤＯＣ、および第２の表面圧縮応力の大きさにより規定される第２のＣＴ値を有する第２の強化ガラス基板とを備え、第１のＣＴ値は第２のＣＴ値より小さい。特に明記のない限り、ＣＴは正の応力値として示され、ＣＳは負の応力値として示される。
【００１２】
第２の実施の形態において、積層板は、押し込み破壊測定により測定される第１の損傷許容性を有する第１の強化ガラス基板と、第１の損傷許容性と同じ押し込み破壊測定により測定された第２の損傷許容性を有する第２の強化ガラス基板とを備え、その第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板は互いに積層されており、第１の損傷許容性は第２の損傷許容性より大きい。ここに用いたように、損傷許容性は、ガラス基板または積層板の、損傷に耐え、割れない能力、または損傷が、それぞれ、基板または積層板内および／またはその中を通って伝搬しない能力を称する。損傷許容性は、所定の荷重および圧子を使用した測定に耐える試料の割合に関する、ここに記載されたような、押し込み破壊測定により測定することができる。
【００１３】
別の実施の形態において、積層板を製造する方法は、第１の強化ガラス基板、中間層、および第２の強化ガラス基板を積層体に配置する工程、およびその積層体に熱と圧力を印加して、積層板を形成する工程を有してなる。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は、第１の厚さ、第１のＤＯＣ、および第１の表面ＣＳの大きさにより規定される第１のＣＴ値を有することがあり、第２の強化ガラス基板は、第２の厚さ、第２のＤＯＣ、および第２の表面ＣＳの大きさにより規定される第２のＣＴ値を有することがある。１つ以上の実施の形態において、第１のＣＴ値は第２のＣＴ値より小さい。
【００１４】
本開示の実施の形態のさらなる特徴、それらの性質および様々な利点は、添付図面と共に解釈したときに、以下の詳細な説明を検討する際により明白となるであろう。図面は、本出願人が考えた最良の態様も示しており、その中で、全体に亘り、同様の参照文字は同様の部品を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】複数の亀裂を有するカラス基板の表面の実施の形態を示す説明図
【図２Ａ】厚さを有する第２の強化ガラス基板の説明図
【図２Ｂ】厚さを有する第１の強化ガラス基板の説明図
【図３】第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板を備えた積層板の別の例示の実施の形態の説明図
【図４】１つ以上の実施の形態による積層板を含む車両の説明図
【図５】小石衝撃試験の側面図
【図６】小石衝撃試験の正面図
【図７】実施例２Ａ〜２Ｄおよび比較例２Ｅ〜２Ｈに関する残留強度結果を示すグラフ
【図８】実施例２Ｊおよび比較例２Ｅと２Ｉに関する残留強度結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
いくつかの例示の実施の形態を記載する前に、本開示は、以下の開示に述べられた構造または工程段階の詳細に限定されないことを理解すべきである。ここに与えられた開示は、他の実施の形態が可能であり、様々な様式で実施または実行することができる。
【００１７】
本明細書に亘る「１つの実施の形態」、「特定の実施の形態」、「様々な実施の形態」、「１つ以上の実施の形態」または「ある実施の形態」への言及は、その実施の形態に関して記載されたある特定の特性、構造、材料、または特徴が、本開示の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味する。それゆえ、本明細書全体に亘り様々な場所で「１つ以上の実施の形態」、「特定の実施の形態」、「様々な実施の形態」、「１つの実施の形態」または「ある実施の形態」などの句の出現は、必ずしも、同じ実施の形態を指しているものではない。さらに、その特定の特性、構造、材料、または特徴は、１つ以上の実施の形態においてどの適した様式で組み合わされてもよい。
【００１８】
ここに用いたように、「積層構造」、「積層ガラス構造」または「板ガラス」と称されることもある「ガラス積層板」という句は、透明、半透明（semitransparentまたはtranslucent）または不透明のガラス系材料に関する。いくつかの実施の形態において、ガラス積層板は、オートモービル、列車（全車両または機関車）、船舶（ボート、船など）、航空機（例えば、飛行機、ドローンなど）、並びに建物、看板、および他の構造を含む、建築および車両または輸送用途に使用するための、窓、パネル、壁、または外囲器に利用されることがある。１つ以上の実施の形態による積層板は、少なくとも２つのガラス基板を備える。そのガラス基板は第１と第２のガラス基板を含み、その内の一方は、外層を画成する外側ガラス基板であり、他方は、内層を画成する内側ガラス基板である。１つ以上の実施の形態において、第１のガラス基板は、外層を画成する外側ガラス基板であり、第２のガラス基板は、内層を画成する内側ガラス基板である。１つ以上の実施の形態において、第１のガラス基板は、内層を画成する内側ガラス基板であり、一方で第２のガラス基板は、外層を画成する外側ガラス基板である。自動車用板ガラスなどの車両用途において、内層は車両の内部に露出され、外層は、オートモービルの外部環境に面している。建築用途において、内層は、建物、部屋、または家具の内部に露出され、外層は、その建物、部屋、または家具の外部環境に面している。１つ以上の実施の形態において、外側ガラス基板および内側ガラス基板は、中間層によって互いに結合されている。
【００１９】
強化ガラス基板を備えたガラス積層板は、軽量、高い耐衝撃性、および改善された防音性を含む一連の所望の性質を有する。積層板に強化ガラス基板を使用すると、従来の板ガラスの選択肢よりも薄いガラスを使用する機会が与えられ、それゆえ、質量を減らすことができる。
【００２０】
使用中、ガラス積層板が外部衝撃事象に応答した破壊に耐えることが望ましい。接触により誘発された表面下の損傷による破損が、破壊機構として特定されてきた。それに加え、車両の乗員がぶつかるガラス積層板などの内部衝撃事象に応答して、そのガラス積層板は、乗員を車両内に保持するが、怪我を最小にするために、衝突の際のエネルギーを消散させることが望ましい。
【００２１】
取り付けられた自動車用板ガラスは、小石、ケイ砂、飛んでくる破片などの環境上の研磨材への暴露のために、約１００μｍほど深い外部擦り傷を生じることがあると判定された。この貫通深さは、通常、圧縮層の典型的な深さを超え、これにより、ガラスの予期せぬ破損がもたらされ得る。内側ガラス基板の露出面の貫通深さは、外側ガラス基板に関するよりも、著しく小さい。
【００２２】
本開示の原理および実施の形態は、独特な非対称積層板および損傷許容性が改善されたその積層板を製造する方法に関し、ここで、その積層板は、第１のＣＴ値を有する第１の強化ガラス基板、および第２のＣＴ値を有する第２の強化ガラス基板を備え、その第１のＣＴ値は第２のＣＴ値よりも小さい。１つ以上の実施の形態において、第１の中央張力値は、第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定され、第２の中央張力値は、第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される。
【００２３】
前記ガラス基板は、圧縮応力領域に表面圧縮応力値を、中央張力領域に最大中央張力値を与えるために、化学的、機械的、熱的または化学的、機械的および／または熱的の様々な組合せにより、強化されることがある。圧縮応力の大きさ、圧縮応力領域の深さ（ＤＯＣ）、および最大中央張力値の大きさのいずれか１つ以上は、強化過程によって調整することができる。
【００２４】
機械的に強化されたガラス基板は、基板の複数の部分の間の熱膨張係数の不一致により生じた圧縮応力領域および中央張力領域を含むことがある。化学強化されたガラス基板は、イオン交換過程によって生じた圧縮応力領域および中央張力領域を含むことがある。化学強化ガラス基板において、ガラスの網目構造が緩和できる温度より低い温度でより大きいイオンによってより小さいイオンが置換されると、ガラスの表面に亘りイオンの分布が生じ、これにより応力プロファイルが生じる。入ってくるイオンのより大きい体積によって、基板の表面部分にＣＳが、ガラスの中央に張力（ＣＴ）が生じる。熱強化された基板において、ＣＳ領域は、ガラスの軟化点に近い、ガラス転移温度より高い高温に基板を加熱し、次に、ガラスの表面領域をガラスの内部領域よりも急激に冷却することによって、ＣＳ領域が形成される。表面領域と内部領域との間で異なる冷却速度により、残留表面ＣＳが生じ、これにより、ガラスの中央領域に対応するＣＴが生じる。１つ以上の実施の形態において、そのガラス基板は、徐冷されたまたは熱強化されたソーダ石灰ガラスを除く。
【００２５】
ＣＳおよびＤＯＬは、有限会社折原製作所（日本国）により製造されているＦＳＭ−６０００などの市販の計器を使用した表面応力計（ＦＳＭ）により測定することができる。表面応力の測定は、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存し、これは、ガラスの複屈折に関連する。ＳＯＣは、次いで、その内容がここに全て引用される、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」と題するＡＳＴＭ標準Ｃ７７０−９８（２０１３）に記載されているＰｒｏｃｅｄｕｒｅ  Ｃの改訂版にしたがって測定される。その改訂は、５から１０ｍｍの厚さおよび１２．７ｍｍの直径を有する試験片としてのガラスディスクの使用を含み、このディスクは、等方性かつ均質であり、コアに孔が空けられ、両面は研磨され、平行である。その改訂は、印加すべき最大力であるＦｍａｘを計算する工程をさらに含む。その力は、少なくとも２０ＭＰａの圧縮応力を生じるのに十分であり得る。Ｆｍａｘは、以下のように計算される：
Ｆｍａｘ＝７．８５４×Ｄ×ｈ
式中：
Ｆｍａｘ＝ニュートンで表された力
Ｄ＝ディスクの直径
ｈ＝光路の厚さ
印加された各力について、応力は以下のように計算される：
σＭＰａ＝８Ｆ／（π×Ｄ×ｈ）
式中：
Ｆ＝ニュートンで表された力
Ｄ＝ディスクの直径
ｈ＝光路の厚さ
【００２６】
ＦＳＭが利用されるそのような実施の形態において、ＣＴは、以下の近似関係式（式１）：
【００２７】
【数１】
2018538223.tif 000003
【００２８】
により近似することができ、式中、厚さは強化ガラス基板の全厚である。特に明記のない限り、ＣＴおよびＣＳは、ここでは、メガパスカル（ＭＰａ）で表されるのに対し、厚さおよびＤＯＣはミリメートルまたはマイクロメートルで表される。ＣＴは、ＣＳ、ＤＯＣおよび厚さの３つのパラメータに依存することが認識されよう。一例として、ＤＯＣが増加するときに、ＣＴ値を、例えば、３０ＭＰａ以下に維持するために、ＣＳを減少させるか、もしくは厚さを増加させる必要があるであろう。
【００２９】
ＣＳ層がガラス系物品内でより深い深さまで延在している強化されたガラス系物品について、追加の技術を使用してＤＯＣおよび／またはＣＴを形成してもよい。例えば、ＣＴは、散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ−０４のモデル番号でエストニア共和国、タリン所在のＧｌａｓｓｔｒｅｓｓ  Ｌｔｄ．により供給されている、「ＳＣＡＬＰ」）および当該技術分野で公知の技術を使用して測定してもよい。下記により詳しく記載されるように、ＳＣＡＬＰを使用して、ＤＯＣを測定することもできる。
【００３０】
一回のイオン交換過程で陽イオンの混合物を使用して、または多段階のイオン交換過程で複数の陽イオンを使用して、ガラス基板が化学強化されるいくつかの実施の形態において、ＣＳの大きさは、厚さの関数として変化することがある。例えば、ナトリウム陽イオンおよびカリウム陽イオンの両方を使用してガラスを強化する場合、そのガラス基板は、ＤＯＣとは異なるカリウムイオンの貫通深さ（「カリウムＤＯＬ」）を示すであろう。ＤＯＣとカリウムＤＯＬとの間の差の程度は、ガラス基板の組成および結果として得られたガラス基板に応力を生じさせるイオン交換処理に依存する。ガラス基板中にカリウムイオンを交換することによって、ガラス基板に応力が生じる場合、カリウムＤＯＬを測定するために、ＦＳＭ（ＣＳに関して先に記載したような）が使用される。ガラス基板中にナトリウムイオンを交換することによって応力が生じる場合、ＤＯＣを測定するためにＳＣＡＬＰ（ＣＴに関して先に記載したような）が使用され、結果として得られたガラス基板は、カリウムイオンの貫通がないので、カリウムＤＯＬを持たない。カリウムイオンおよびナトリウムイオンの両方をガラス中に交換することによって、ガラス基板に応力が生じる場合、ナトリウムの交換深さはＤＯＣを示し、カリウムイオンの交換深さは、圧縮応力の大きさの変化を示す（しかし、圧縮から張力への応力の変化ではない）；そのような実施の形態において、ＤＯＣはＳＣＡＬＰにより測定され、カリウムＤＯＬはＦＳＭにより測定される。ガラス基板にカリウムＤＯＬおよびＤＯＣの両方が存在する場合、カリウムＤＯＬは、一般に、ＤＯＣよりも小さい。
【００３１】
ここに記載されたガラス基板における応力プロファイルを測定するために、屈折近視野（ＲＮＦ）法またはＳＣＡＬＰを使用してもよい（応力がナトリウムイオン交換および／またはカリウムイオン交換により生じた否かにかかわらず）。ＲＮＦ法を利用する場合、ＳＣＡＬＰにより与えられるＣＴ値が用いられる。詳しくは、ＲＮＦにより測定される応力プロファイルは、力平衡されており、ＳＣＡＬＰ測定により与えられるＣＴに対して較正されている。そのＲＮＦ法は、ここに全てが引用される、「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample」と題する米国特許第８８５４６２３号に記載されている。具体的に、ＲＮＦ法は、基準ブロックに隣接してガラス系物品を置く工程、１Ｈｚと５０Ｈｚの間のレートで直交偏光の間で切り換えられる偏光切替光線を生成する工程、その偏光切替光線のパワーの量を測定する工程、および偏光切替基準信号を生成する工程を有してなり、直交偏光の各々におけるパワーの測定量が互いに５０％以内である。その方法は、ガラス試料中の異なる深さでガラス試料および基準ブロックに偏光切替光線を伝送させる工程、次いで、リレー光学系を使用して、伝送された偏光切替光線を信号光検出器に中継する工程をさらに含み、その信号光検出器が偏光切替検出器信号を生成する。その方法は、その検出器信号を基準信号で除算して、正規化検出器信号を形成する工程、およびその正規化検出器信号からガラス試料のプロファイル特徴を決定する工程も含む。
【００３２】
ガラス基板中の応力がカリウムイオン交換のみにより生じ、カリウムＤＯＬがＤＯＣと等しい１つ以上の実施の形態において、応力プロファイルは、２０１２年５月３日にRostislav V. Roussey等により出願され、「Systems And Methods for Measuring the Stress Profile of Ion-Exchanged Glass（以後、「Ｒｏｕｓｓｅｖ  Ｉ」と称する）」と題し、２０１１年５月２５日に出願され、同じ題名を有する米国仮特許出願第６１／４８９８００号に優先権を主張する、米国特許出願第１３／４６３３２２号に開示された方法によって得てもよい。Ｒｏｕｓｓｅｖ  Ｉには、ＦＳＭを使用して、化学強化ガラスの詳細かつ正確な応力プロファイル（深さの関数としての応力）を求める方法が開示されている。具体的には、ＴＭおよびＴＥ偏波の結合光学モードのスペクトルは、プリズム結合技術により収集され、詳細かつ正確なＴＭおよびＴＥ屈折率プロファイルｎTM（ｚ）およびｎTE（ｚ）を得るために全てが使用される。上記出願の内容は、ここに全て引用される。逆ウェンツェル・クラマース・ブリルアン（ＩＷＫＢ）法を使用し、測定されたモードスペクトルを、屈折率プロファイルの形状を記載する所定の関数形式の数値的に計算されたスペクトルに当てはめ、最良の適合から関数形式のパラメータを得ることにより、モードスペクトルから詳細な屈折率プロファイルが得られる。詳細な応力プロファイルＳ（ｚ）は、応力光学係数（ＳＯＣ）の公知の値を使用することにより得られたＴＭおよびＴＥ屈折率プロファイルの差から詳細な応力プロファイルＳ（ｚ）が計算される：
【００３３】
【数２】
2018538223.tif 000004
【００３４】
ＳＯＣの値が小さいために、任意の深さｚでの複屈折ｎTM（ｚ）−ｎTE（ｚ）は、屈折率ｎTM（ｚ）およびｎTE（ｚ）のいずれかのわずかな割合（典型的に１％程度）である。測定したモードスペクトルにおけるノイズによる歪みが著しくはない応力プロファイルを得るには、０．００００１ＲＩＵ程度の精度でモード実効屈折率を決定する必要がある。Ｒｏｕｓｓｅｖ  Ｉに開示された方法は、収集されたＴＥおよびＴＭモードスペクトルまたはモードスペクトルの画像におけるノイズおよび／または不十分なコントラストにかかわらず、測定されたモード屈折率にそのような高精度を確保するために、生データに適用される技法をさらに含む。そのような技法としては、サブピクセル解像度のモードに対応する極値の位置を見つけるための、ノイズ平均化、フィルタリング、および曲線の当てはめが挙げられる。
【００３５】
図１は、複数の亀裂を有する第１の強化ガラス基板１０を示し、表面下の損傷が疲労型の破損をどのようなもたらし得るかを示している。ガラスのＣＴ領域８０中に延在しない第１の強化ガラス基板１０のＣＳ領域６０における３つの亀裂５０が、ガラスのＣＴ領域８０中に貫通している１つの亀裂９０と共に示されている。ガラスの表面近くの領域にＣＳを含むと、亀裂の伝搬およびガラス基板の破損を防ぐことができるが、その損傷がＤＯＣを越えて延在する場合、かつＣＴが十分に大きい大きさのものである場合、その割れ目は、材料の臨界応力拡大レベル（破壊靭性）に達するまで、時間の経過と共に伝搬し、最終的にガラスを破砕する。外層および内層を備えた中古車の板ガラスからの測定された割れ目の深さの分析は、外層は内層よりも深い表面下の損傷を有し、したがって、外層はより厳しい接触損傷に暴露されていることを示した。
【００３６】
ＣＴは、同じＣＳの大きさおよびＤＯＣを維持しつつ、強化ガラス基板の厚さを変えることによって変更することができる。
【００３７】
１つ以上の実施の形態は、自動車用板ガラスなどの用途に使用できる薄く軽量の積層板に関する。特別な実施の形態において、外層の表面下の損傷の疲労破損の傾向を低下させるように外層のＣＴを減少させることによって、より丈夫で薄く軽量の積層板が提供される。自動車用板ガラスなどの用途において、外層は、典型的に、より深い割れ目の深さをもたらすより厳しい損傷に曝され、したがって、１つ以上の実施の形態によれば、この層中のＣＴは、疲労破損の傾向を少なくするように減少させられる。このようなＣＴの減少を達成するための手法の１つは、強化により生じる残留中央歪みが、それ自体を分布させるための大きい厚さを有するように、外層の厚さを増加させることである。中央歪みにより生じるＣＴの大きさは、それが広がる厚さの関数である。生じた応力は、力平衡している必要があり、したがって、残留ＣＳの大きさおよび深さが一定に維持される場合、残留引張応力を減少させる唯一の方法は、それをより大きい深さに亘り分布させることである。ＣＴに対する厚さの影響は、先の式１により決定することができる。
【００３８】
それゆえ、１つ以上の実施の形態において、第１のＣＴ値は、第１のＤＯＣおよび第１のＣＳの大きさを一定に維持しつつ、第１の厚さを増加させることによって、減少させることができる。第１のＣＴ値を減少させるための別の選択肢は、第１の基板のガラス組成または強化過程条件を変えることによって、第１のＣＳの大きさを減少させることである。疲労性能を改善するためのさらに別の方法は、ＤＯＣを増加させて、ＤＯＣを越えてＣＴ領域中に貫通する割れ目の数を最小にすることによるものである。しかしながら、ＤＯＣをより深くすると、ＣＴも増加し、これは、貫通する割れ目の疲労破損の虞を増やしてしまう。様々な実施の形態において、第１のＣＴ値は、第１のＣＳの大きさを減少させ、第１のＤＯＣを増加させ、増加した第１のＤＯＣを補うように第１の厚さを増加させることによって、減少させることができる。
【００３９】
第１のＣＴ値を有する第１の強化ガラス基板は、例えば、自動車用板ガラスまたは建築用積層板の外向きの表面などの、露出面に貫通損傷をもたらす環境要因に暴露されることがあるのに対し、第２のＣＴ値を有する第２の強化ガラス基板は、例えば、鈍い衝撃および引っ掻き傷などの異なる環境要因に暴露される内向きの表面であることがある。
【００４０】
接触損傷は、亀裂を生じ得（すなわち、ガラスの表面下に貫通するガラス基板構造に対する損傷）、これは、ＤＯＣを越え、ＣＴ領域中に貫通することが分かった。一旦ＣＴ領域に入ると、内部張力により、亀裂の先端がその臨界応力拡大（ＫIc）に到達し得、これは、亀裂を伝搬させるのに必要な応力強度の臨界値である。平面歪みにおけるモードＩの荷重に関して決定されたこの臨界値は、材料の臨界破壊靭性（ＫIc）と称される。モードＩの応力拡大係数（Ｋ）は、ＫIと表され、亀裂開口モードに適応され、ここで、その力は、亀裂の方向に対して垂直である。ガラス基板は、亀裂がガラスの厚さを通じて伝搬したときに、砕ける（すなわち、２つ以上の破片に分離する）。ケイ酸塩ガラスにおいて、原子結合の強度は、主に、耐破壊性を決定する。周期的負荷によると一般に理解されている疲労とは異なり、圧縮的／引張的に応力が加えられたガラスにおける亀裂の伝搬および破砕は、外部印加力からではなく、ガラス材料自体の内部の固有の応力による。亀裂の伝搬を駆動するエネルギーは、外面への衝撃の力からではなくむしろ、内部領域における引張応力に由来する。
【００４１】
強化ガラス基板のＣＴ値を調整することによって、その基板を、ＤＯＣを通りＣＴ領域中に貫通する表面損傷によって始まる破壊機構を受けにくくできることも分かった。強化ガラス基板のＣＴ値は、ガラス基板のＣＳの大きさ、ＤＯＣ、および厚さを調整することによって、制御してもよい。ＣＴを最小にすることによって、より耐久性のある（損傷許容性の）第１の強化ガラス基板が得られる。第１の強化ガラス基板の第１の厚さを増加させることによって、この基板の内部に貯蔵された歪みエネルギーが減少して、接触損傷誘起疲労に対するその性能が改善される。
【００４２】
前記第１の強化ガラス基板は、そのガラス基板の表面における損傷および亀裂のためにガラスが破損する確率を減少させる第１の損傷許容性を与える。
【００４３】
外部環境に面する第１の強化ガラス基板は、第２の強化ガラス基板よりも厳しい接触損傷に暴露され、より深い表面下の損傷を経験するであろう。
【００４４】
１つ以上の実施の形態は、第１の厚さ、第１のＤＯＣ、および第１のＣＳの大きさにより規定される第１のＣＴ値を有する第１の強化ガラス基板と、第２の厚さ、第２のＤＯＣ、および第２の表面ＣＳにより規定される第２のＣＴ値を有する第２の強化ガラス基板とを備えた積層板であって、第１のＣＴ値が第２のＣＴ値より小さい、積層板に関する。その積層板は、２つの異なるＣＴ値を有する２つの強化ガラス基板を備えることがあり、非強化ガラス基板を備えない。
【００４５】
様々な実施の形態において、第１の強化ガラス基板は、第１のガラス表面およびその第１のガラス表面と反対の第２のガラス表面を有し、その第１のガラス表面と第２のガラス表面との間に第１の厚さを画成する。その第１のガラス表面および第２のガラス表面は、第１の強化ガラス基板の表面積の大半を形成するガラスの主面であり得る。
【００４６】
１つ以上の実施の形態において、第１の厚さは、約０．０５ｍｍから約２ｍｍの範囲、例えば、約０．０５ｍｍから約１．９ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．８ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．７ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．６ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．５ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１ｍｍの範囲、約０．１ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．４ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．５ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．７ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．８ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．４ｍｍから約１．９ｍｍの範囲、もしくは約０．４ｍｍから約１．８ｍｍまで（であるが、それを含まない）の範囲、または約０．４ｍｍから約１．７ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．５ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．４ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．２ｍｍの範囲にあることがある。ここに記載された厚さ値は最大厚さである。１つ以上の実施の形態において、第１のガラス基板は、実質的に均一な厚さを有する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は楔形状を有することがある。そのような実施の形態において、第１の強化ガラス基板の一方のエッジでの厚さは、反対のエッジの厚さより大きいことがある。１つ以上の実施の形態において、第１のガラス基板の最長のエッジは、互いに厚さが異なるのに対し、他のエッジ（より短いエッジ）の厚さは、互いに関して同じであるが、その長さに沿って変動して、楔形状を形成する。第１の強化ガラス基板が楔形状を有する１つ以上の実施の形態において、先に与えられた厚さ範囲は、最大厚さである。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は楔形状を有するのに対し、第２の強化ガラス基板は、実質的に均一な厚さを有する。
【００４７】
１つ以上の実施の形態において、前記第１のＣＴ値は、２５ＭＰａ以下、または３０ＭＰａ以下、または４０ＭＰａ以下、または４５ＭＰａ以下であることがある。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板のＣＴは、約１０ＭＰａから約４０ＭＰａの範囲、または２９ＭＰａ、２８ＭＰａ、２７ＭＰａ、２６ＭＰａ、２５ＭＰａ、２４ＭＰａ、２３ＭＰａ、２２ＭＰａおよび２１ＭＰａの値を含む、約２０ＭＰａから約３０ＭＰａの範囲、および端点としてこれらの値の各々を含む範囲、例えば、約２１ＭＰａから約２９ＭＰａの範囲にあることがある。
【００４８】
１つ以上の実施の形態において、第１のＣＴ値は、第１の強化ガラス基板に異なるガラス組成を使用することによって、制御してもよい。様々な実施の形態において、第１の強化ガラス基板は、第２の強化ガラス基板と異なるガラス組成を有する。より低いＣＳにイオン交換される異なるガラス組成を使用することによっ、より低いＣＴを達成することができる。ある場合には、利用される強化過程を変更して、第１のＣＴ値を制御してもよい。
【００４９】
１つ以上の実施の形態において、前記第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面は、少なくとも３００ＭＰａ、または少なくとも４００ＭＰａ、または少なくとも５００ＭＰａ、または少なくとも６００ＭＰａ、または少なくとも７００ＭＰａ、少なくとも８００ＭＰａ、少なくとも９００ＭＰａ、または少なくとも１０００ＭＰａの第１の表面ＣＳの大きさ（絶対項で）を有する。様々な実施の形態において、第１のＣＳの大きさは、約３００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、特に、約４００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約５００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約６００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約７００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約８００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあることがある。様々な実施の形態において、第１の強化ガラス基板の両面は、同じＣＳの大きさに強化されていることがある。
【００５０】
１つ以上の実施の形態において、前記第１の強化ガラス基板の第１のＤＯＣは、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、または５０μｍ以上であることがある。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は、少なくとも３００ＭＰａ、または少なくとも４００ＭＰａ、または少なくとも５００ＭＰａ、または少なくとも６００ＭＰａ、または少なくとも７００ＭＰａ、または少なくとも８００ＭＰａ、例えば、約４００ＭＰａから約７００ＭＰａの範囲、特に、４００ＭＰａから５００ＭＰａの範囲にある第１の表面ＣＳの大きさと組み合わされた、先に列挙されたＤＯＣ値のいずれかを有することがある。
【００５１】
様々な実施の形態において、第１のＤＯＣは、第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面について、約３０μｍから約１７５μｍの範囲、または約３０μｍから約１７０μｍの範囲、または約３０μｍから約１６０μｍの範囲、または約３０μｍから約１５０μｍの範囲、または約３０μｍから約１４０μｍの範囲、または約３０μｍから約１３０μｍの範囲、または約３０μｍから約１２０μｍの範囲、または約３０μｍから約１１０μｍの範囲、または約３０μｍから約１００μｍの範囲、または約３０μｍから約９０μｍの範囲、または約３０μｍから約８０μｍの範囲、または約３０μｍから約７０μｍの範囲、または約３０μｍから約６０μｍの範囲、または約３０μｍから約５０μｍの範囲、または約３５μｍから約１７５μｍの範囲、または約３５μｍから約１７０μｍの範囲、または約３５μｍから約１６０μｍの範囲、または約３５μｍから約１５０μｍの範囲、または約３５μｍから約１４０μｍの範囲、または約３５μｍから約１３０μｍの範囲、または約３５μｍから約１２０μｍの範囲、または約３５μｍから約１１０μｍの範囲、または約３５μｍから約１００μｍの範囲、または約３５μｍから約９０μｍの範囲、または約３５μｍから約８０μｍの範囲、または約３５μｍから約７０μｍの範囲、または約３５μｍから約６０μｍの範囲、または約３５μｍから約５０μｍの範囲、または約４０μｍから約１７５μｍの範囲、または約４０μｍから約１７０μｍの範囲、または約４０μｍから約１６０μｍの範囲、または約４０μｍから約１５０μｍの範囲、または約４０μｍから約１４０μｍの範囲、または約４０μｍから約１３０μｍの範囲、または約４０μｍから約１２０μｍの範囲、または約４０μｍから約１１０μｍの範囲、または約４０μｍから約１００μｍの範囲、または約４０μｍから約９０μｍの範囲、または約４０μｍから約８０μｍの範囲、または約４０μｍから約７０μｍの範囲、または約４０μｍから約６０μｍの範囲、または約４０μｍから約５０μｍの範囲、または約４５μｍから約４８μｍの範囲にあることがある。
【００５２】
様々な実施の形態において、非限定的例で、第１のＣＳは約３００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあり、第１のＤＯＣは４０μｍから約８０μｍの範囲にあり、ＣＴは約３０ＭＰａ未満である。
【００５３】
様々な実施の形態において、第１の強化ガラス基板の２つの表面の各々は、ここに記載されたように、各基板表面について別々に強化過程を制御することによって、異なる圧縮応力ＤＯＣおよび／または異なる表面ＣＳの大きさを有することがある。
【００５４】
ある実施の形態の別の非限定的例では、第２の強化基板（約５０ＭＰａのＣＴを有する０．７ｍｍ厚の強化ガラスを含むことがある）よりも、低いＣＳ、妥当に深いＤＯＣ、および大きい厚さを有する第１の強化基板を利用するであろう。特別な非限定的例において、第１の強化ガラス基板は、約１．０ｍｍの第１の厚さ、４５０ＭＰａの表面ＣＳの大きさ、および約４０μｍのＤＯＣを有し、結果として生じたＣＴ値は約２０ＭＰａ未満である。この第１の強化基板を、それより薄いことがある（例えば、約０．５ｍｍの厚さを有する）、第２の強化基板と積層すると、耐久性の軽量積層板構造が提供されるであろう。
【００５５】
様々な実施の形態において、第２の強化ガラス基板は、第３のガラス表面およびその第３のガラス表面と反対の第４のガラス表面を有し、その第３のガラス表面と第４のガラス表面との間に第２の厚さを画成する。その第３のガラス表面および第４のガラス表面は、第２の強化ガラス基板の表面積の大半を形成するガラスの主面であり得る。
【００５６】
１つ以上の実施の形態において、第２の厚さは、約０．０５ｍｍから約２ｍｍの範囲、例えば、約０．０５ｍｍから約１．９ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．８ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．７ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．６ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１．５ｍｍの範囲、約０．０５ｍｍから約１ｍｍの範囲、約０．１ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．４ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．５ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．７ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．８ｍｍから約２ｍｍの範囲、約０．４ｍｍから約１．９ｍｍの範囲、もしくは約０．４ｍｍから約１．８ｍｍまで（であるが、それを含まない）の範囲、または約０．４ｍｍから約１．７ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．５ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．４ｍｍの範囲、または約０．４ｍｍから約１．２ｍｍの範囲にあることがある。ここに記載された厚さ値は最大厚さである。１つ以上の実施の形態において、第２のガラス基板は、実質的に均一な厚さを有する。１つ以上の実施の形態において、第２の強化ガラス基板は楔形状を有することがある。そのような実施の形態において、第２の強化ガラス基板の一方のエッジでの厚さは、反対のエッジの厚さより大きいことがある。１つ以上の実施の形態において、第２のガラス基板の最長のエッジは、互いに厚さが異なるのに対し、他のエッジ（より短いエッジ）の厚さは、互いに関して同じであるが、その長さに沿って変動して、楔形状を形成する。第２の強化ガラス基板が楔形状を有する１つ以上の実施の形態において、先に与えられた厚さ範囲は、最大厚さである。１つ以上の実施の形態において、第２の強化ガラス基板は楔形状を有するのに対し、第１の強化ガラス基板は、実質的に均一な厚さを有する。
【００５７】
１つ以上の実施の形態において、前記第２のＣＴ値は、２５ＭＰａ以下、または３０ＭＰａ以下、または４０ＭＰａ以下、または４５ＭＰａ以下であることがある。１つ以上の実施の形態において、第２の強化ガラス基板のＣＴは、約１０ＭＰａから約４０ＭＰａの範囲、または２９ＭＰａ、２８ＭＰａ、２７ＭＰａ、２６ＭＰａ、２５ＭＰａ、２４ＭＰａ、２３ＭＰａ、２２ＭＰａおよび２１ＭＰａの値を含む、約２０ＭＰａから約３０ＭＰａの範囲、および端点としてこれらの値の各々を含む範囲、例えば、約２１ＭＰａから約２９ＭＰａの範囲にあることがある。
【００５８】
１つ以上の実施の形態において、第２のＣＴ値は、第１の強化ガラス基板に使用されたガラス組成と異なる組成を使用することによって、制御してもよい。ある場合には、利用される強化過程を変更して、第２のＣＴ値を制御してもよい。
【００５９】
１つ以上の実施の形態において、前記第２の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面は、少なくとも３００ＭＰａ、または少なくとも４００ＭＰａ、または少なくとも５００ＭＰａ、または少なくとも６００ＭＰａ、または少なくとも７００ＭＰａ、少なくとも８００ＭＰａ、少なくとも９００ＭＰａ、または少なくとも１０００ＭＰａの第２の表面ＣＳの大きさを有する。様々な実施の形態において、第２の表面ＣＳの大きさは、約３００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、特に、約４００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約５００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約６００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約７００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲、または約８００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあることがある。様々な実施の形態において、第２の強化ガラス基板の両面は、同じＣＳの大きさに強化されていることがある。
【００６０】
１つ以上の実施の形態において、第２のＤＯＣは、前記第２の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面について、約３０μｍから約９０μｍの範囲、または約４０μｍから約８０μｍの範囲、または約４０μｍから約７０μｍの範囲、または約４０μｍから約６０μｍの範囲、または約４０μｍから約５０μｍの範囲にあることがある。
【００６１】
様々な実施の形態において、第２の強化ガラス基板の２つの表面の各々は、先に記載されたように、各基板表面について別々に強化過程を制御することによって、互いと、異なるＤＯＣ値および／または異なる表面ＣＳの大きさを有することがある。
【００６２】
第２の強化ガラス基板の実施の形態の非限定的例において、第２の厚さは約０．３ｍｍから約０．５ｍｍの範囲にあり、第２の表面ＣＳの大きさは約７００ＭＰａから約８００ＭＰａの範囲にあり、第２のＤＯＣは約４５μｍから約５５μｍの範囲にあり、第２のＣＴ値は４０ＭＰａ超である。
【００６３】
ある実施の形態の別の非限定的例において、第２の強化ガラス基板は、７００ＭＰａ超の表面ＣＳの大きさ、約４５μｍのＤＯＣ、および約５２ＭＰａの結果として生じたＣＴ値を有する。
【００６４】
１つ以上の実施の形態において、第１の厚さの第２の厚さに対する比は、少なくとも１０：１、または少なくとも９：１、または少なくとも８：１、または少なくとも７：１、または少なくとも６：１、または少なくとも５：１、または少なくとも４：１、または少なくとも３：１、または少なくとも２：１である。１つ以上の実施の形態において、第１の厚さの第２の厚さに対する比は、約２：１から約１０：１の範囲、または約２：１から約９：１の範囲、または約２：１から約８：１の範囲、または約３：１から約１０：１の範囲、または約３：１から約９：１の範囲、または約３：１から約８：１の範囲、または約４：１から約１０：１の範囲、または約４：１から約９：１の範囲、または約４：１から約８：１の範囲、または約５：１から約１０：１の範囲、または約５：１から約９：１の範囲、または約５：１から約８：１の範囲にある。
【００６５】
１つ以上の実施の形態において、前記積層板は、オートモービルのための自動車用板ガラスであるように構成され、第１の強化ガラス基板は、そのオートモービルの外部環境に面する外層を画成し、第２の強化ガラス基板は、オートモービルの内部に面する内層を画成する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は機械的に強化されており、一方で、第２の強化ガラス基板は化学強化されている。
【００６６】
１つ以上の実施の形態において、前記積層板は、オートモービルのための自動車用板ガラスであるように構成され、第２の強化ガラス基板は、そのオートモービルの外部環境に面する外層を画成し、第１の強化ガラス基板は、オートモービルの内部に面する内層を画成する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は化学強化されており、一方で、第２の強化ガラス基板は機械的に強化されている。いくつかの実施の形態において、第１と第２の基板の両方とも、化学強化されている。他の実施の形態において、第１と第２の基板の両方とも、機械的に強化されている。それに加え、またはそれに代えて、第１と第２の基板の一方または両方は、機械的かつ化学的に強化されている。
【００６７】
１つ以上の実施の形態において、前記積層板は、建築用板ガラスであるように構成され、第１の強化ガラス基板は、建築物の外部環境に面する外層を画成し、第２の強化ガラス基板は、建築物の内部に面する内層を画成する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は機械的に強化されており、一方で、第２の強化ガラス基板は化学強化されている。
【００６８】
１つ以上の実施の形態において、前記積層板は、建築用板ガラスであるように構成され、第２の強化ガラス基板は、建築物の外部環境に面する外層を画成し、第１の強化ガラス基板は、建築物の内部に面する内層を画成する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は化学強化されており、一方で、第２の強化ガラス基板は機械的に強化されている。いくつかの実施の形態において、第１と第２の基板の両方とも、化学強化されている。他の実施の形態において、第１と第２の基板の両方とも、機械的に強化されている。それに加え、またはそれに代えて、第１と第２の基板の一方または両方は、機械的かつ化学的に強化されている。
【００６９】
１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は、中間層によって、第２の強化ガラス基板と積層されている。様々な実施の形態において、その中間層は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、イオノマー、および熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなる群より選択される高分子中間層である。ＰＶＢなどの熱可塑性材料が、予め形成された高分子中間層として施されることがある。
【００７０】
前記中間層の厚さは、少なくとも０．１２５ｍｍ、または少なくとも０．２５ｍｍ、または少なくとも０．３８ｍｍ、または少なくとも０．５ｍｍ、または少なくとも０．７ｍｍ、または少なくとも０．７６ｍｍ、または少なくとも０．８１ｍｍ、または少なくとも１．０ｍｍ、または少なくとも１．１４ｍｍ、または少なくとも１．１９ｍｍ、または少なくとも１．２ｍｍであることがある。その中間層の厚さは、１．６ｍｍ以下（例えば、約０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１または１．２ｍｍなどの０．４から１．２ｍｍ）以下であることがある。様々な実施の形態において、その中間層は、強化ガラス基板の２つの反対の主面のほとんどを、または好ましくは実質的に全てを覆うことができる。その中間層は、強化ガラス基板のエッジ面も覆うことがある。１つ以上の実施の形態において、その中間層は、楔形状を有することがある、または実質的に均一な厚さを有することがある。１つ以上の実施の形態において、あるエッジに沿った中間層の厚さは、反対のエッジに沿った中間層の厚さより大きいことがある。１つ以上の実施の形態において、中間層の最長のエッジは、互いに厚さが異なるのに対し、他のエッジ（より短いエッジ）の厚さは、互いに関して同じであるが、その長さに沿って変動して、楔形状を形成する。中間層が楔形状を有する１つ以上の実施の形態において、先に与えられた厚さ範囲は、最大厚さである。１つ以上の実施の形態において、中間層は楔形状を有するのに対し、第１の強化ガラス基板および／または第２の強化ガラス基板は、実質的に均一な厚さを有する。
【００７１】
前記中間層と接触した前記強化ガラス基板は、その中間層の材料のそれぞれの強化ガラス基板に対する結合を促進するために、例えば、中間層の軟化点より少なくとも５０℃または１００℃高いなど、その軟化点より高い温度に加熱されることがある。その加熱は、圧力下で中間層と接触したガラスに行うことができる。ガラス積層板を形成するために、強化ガラス基板を使用することができる。
【００７２】
１つ以上の実施の形態において、前記積層板は、ディスプレイの形態（例えば、ヘッドアップディスプレイ、映写面など）、アンテナ、太陽光断熱、音響性能（例えば、音の減衰）、防眩性能、反射防止性能、耐引掻性などを組み込む観点で、追加の機能性を有することがある。そのような機能性は、積層板の露出面に、または積層板の基板間（例えば、ガラス基板の間、またはガラス基板と中間層との間）の内部（非露出）表面に施されるコーティングまたは層により与えることができる。いくつかの実施の形態において、積層板は、その積層板がヘッドアップディスプレイとして使用されるときに、改善された光学性能を可能にする厚さまたは構造を有することがある（例えば、ガラスシートの間に楔形の高分子中間層を組み込むことにより、またはカラス基板の一方を、楔形状を有するように形成することにより）。１つ以上の実施の形態において、積層板は、防眩機能を与えるテクスチャ構造表面を備え、そのようなテクスチャ構造表面は、露出面または露出されていない内部表面に配置してよい。１つ以上の実施の形態において、その積層板は、露出面上に配置された反射防止コーティング、耐引掻性コーティングまたはその組合せを備えることがある。１つ以上の実施の形態において、その積層板は、露出面、および露出されていない内部表面上に配置された、またはガラス基板のいずれか一方に埋め込まれたアンテナを備えることがある。１つ以上の実施の形態において、前記高分子中間層は、以下の特性の内の１つ以上を有するように変更することができる：紫外線（ＵＶ）吸収、赤外線（ＩＲ）吸収、ＩＲ反射、音響制御／減衰、接着促進、および色合い。その高分子中間層は、所望の性質を与えるために、染料、顔料、ドーパントなどの適切な添加剤により改良することができる。
【００７３】
ここに記載された積層板の改善された機械的性能は、そのような積層板の寿命を延ばし、その置換率を減少させることができる。そのような積層板は、ここに記載された追加の機能性を組み込んでおり、それゆえ、修理または置換により費用がかかるので、このことは、より有益になる。いくつかの実施の形態において、延びた寿命および減少した置換率は、機能性が加わった積層板が自動車用板ガラスに、またはより詳しくは、高性能フロントガラスとして使用される場合、さらに有益である。
【００７４】
様々な実施の形態において、第１のガラス基板の厚さは、第１のＣＴを減少させるために最大化されることがあり、第２のガラス基板の厚さは、目的のガラス積層板の全厚を達成するために最小化されることがある。非対称ガラス積層板は、エッジ強度、曲げ表面強度、および耐衝撃性を維持しつつ、より薄い第１のガラス基板およびより薄い第２のガラス基板を可能にする。
【００７５】
１つ以上の実施の形態において、前記積層板の全厚は２．５ｍｍ未満であり、中間層の厚さは０．８ｍｍ未満である。
【００７６】
積層板の実施の形態の非限定的例において、第１の強化ガラス基板は１．１ｍｍの第１の厚さを有し、第２の強化ガラス基板は０．５ｍｍの第２の厚さを有する。中間層の厚さは約０．７６ｍｍであることがある。
【００７７】
本開示のある態様は、押し込み破壊測定により測定される第１の損傷許容性を有する第１の強化ガラス基板と、第１の損傷許容性と同じ押し込み破壊測定により測定された第２の損傷許容性を有する第２の強化ガラス基板とを備えた積層板であって、その第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板は互いに積層されており、第１の損傷許容性が第２の損傷許容性より大きい、積層板に関する。
【００７８】
１つ以上の実施の形態において、前記第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面は、前記積層板が疲労型の破損を被る前に、少なくとも１００μｍ、少なくとも９５μｍ、少なくとも９０μｍ、少なくとも８５μｍ、少なくとも８０μｍ、少なくとも７５μｍ、少なくとも７０μｍ、少なくとも６５μｍ、少なくとも６０μｍ、少なくとも５５μｍ、または少なくとも５０μｍの深さを有する表面傷に耐えることができる。
【００７９】
第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板の材料は、様々であってよい。１つ以上の実施の形態によれば、第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板の材料は、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。例示の実施の形態において、第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板の一方または両方は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、および／またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス）、またはガラスセラミック（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系（すなわち、ＬＡＳ系）ガラスセラミック、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系（すなわち、ＭＡＳ系）ガラスセラミック、ムライト、スピネル、α−石英、β−石英固溶体、葉長石、二ケイ酸リチウム、β−スポジュメン、霞石、およびアルミナのいずれか１つ以上の結晶相を含むガラスセラミックを含む）であることがある。
【００８０】
いくつかの実施の形態において、ガラス基板に使用される組成に、Ｎａ2ＳＯ4、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＢｒ、Ｋ2ＳＯ4、ＫＣｌ、ＫＦ、ＫＢｒ、およびＳｎＯ2を含む群より選択される少なくとも１種類の清澄剤が０〜２モル％でバッチ配合されることがある。
【００８１】
前記基板は、多種多様な異なる過程を使用して提供できる。例えば、その基板がガラス基板を含む場合、例示のガラス基板形成方法には、フロートガラス法、並びにフュージョンドロー法およびスロットドロー法などのダウンドロー法がある。
【００８２】
フロートガラス法により調製されたガラス基板は、滑らかな表面により特徴付けられることがあり、均一な厚さは、溶融金属、典型的にスズの床上に溶融ガラスを浮かすことによって作られる。例示の過程において、溶融スズ床の表面上に供給される溶融ガラスが、浮遊するガラスリボンを形成する。そのガラスリボンがスズ浴に沿って流れるにつれて、ガラスリボンが、スズからローラに持ち上げられる固体のガラス基板に固化するまで、温度が徐々に低下する。ガラス基板は、浴から一旦離れると、さらに冷却され、徐冷されて、内部応力を減少させることができる。
【００８３】
ダウンドロー法により、比較的無垢な表面を持つ、均一な厚さを有するガラス基板が製造される。そのガラス基板の平均曲げ強度は、表面傷の量およびサイズにより制御されるので、接触が最小であった無垢な表面は、より高い初期強度を有する。この高強度のガラス基板を次にさらに強化（例えば、化学的に）する場合、得られる強度は、ラップ仕上げされ、研磨された表面を有するガラス基板の強度よりも高くあり得る。ダウンドローされたガラス基板は、約２ｍｍ未満の厚さまで延伸されるであろう。その上、ダウンドローされたガラス基板は、費用のかかる研削および研磨を行わずに最終用途に使用できる非常に平らで滑らかな表面を有する。
【００８４】
フュージョンドロー法は、例えば、溶融したガラス原材料を受け入れるための通路を有する延伸槽を使用する。その通路は、通路の両側に通路の長手方向に沿って上部が開いた堰を有する。その通路が溶融材料で満たされると、溶融ガラスは堰を越えて溢れる。その溶融ガラスは、重力のために、延伸槽の外面を２つの流れるガラス膜として流下する。延伸槽のこれらの外面は、それらが延伸槽の下のエッジで接合するように下方かつ内側に延在する。その２つの流れるガラス膜はこのエッジで接合して融合し、１つの流動するガラス基板を形成する。このフュージョンドロー法は、通路を越えて流れる２つのガラス膜が互いに融合するので、得られるガラス基板の外面のいずれも、その装置のどの部分とも接触しないという利点を与える。それゆえ、フュージョンドロー法により形成されたガラス基板の表面特性は、そのような接触の影響を受けない。
【００８５】
スロットドロー法はフュージョンドロー法とは異なる。スロットドロー法において、溶融原材料ガラスが延伸槽に提供される。この延伸槽の底部には開いたスロットがあり、このスロットは、その長さに亘り延在するノズルを有する。溶融ガラスは、スロット／ノズルを通って流動し、連続基板として徐冷領域へと下方に延伸される。
【００８６】
ガラス基板は、一旦形成されたら、ここに記載されたように、強化して、強化ガラス基板を形成してよい。ガラスセラミック基板も、ガラス基板と同じ様式で強化してもよいことを留意のこと。
【００８７】
前記基板に使用できるガラスの例としては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物が挙げられるが、他のガラス組成物も考えられる。そのようなガラス組成物は、イオン交換可能であると特徴付けられることがある。ここに用いたように、「イオン交換可能」とは、その組成物から作られた基板が、その基板の表面に、またはその近くに位置する陽イオンを、サイズがそれより大きいか小さいいずれかの同じ価数の陽イオンと交換できることを意味する。一例のガラス組成物は、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、およびＮａ2Ｏを含み、ここで、（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）≧６６モル％、およびＮａ2Ｏ≧９モル％である。適切なガラス組成物は、いくつかの実施の形態において、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの内の少なくとも１つをさらに含む。特別な実施の形態において、前記基板に使用されるガラス組成物は、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、および０〜３モル％のＣａＯを含み得る。
【００８８】
前記基板に適したさらなる例示のガラス組成物は、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未満のＡｓ2Ｏ3、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ2Ｏ3を含み、１２モル％≦（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）≦２０モル％、および０モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦１０モル％。
【００８９】
前記基板に適したさらに別の例示のガラス組成物は、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、０．０５〜０．５モル％のＣｅＯ2、５０ｐｐｍ未満のＡｓ2Ｏ3、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ2Ｏ3を含み、１４モル％≦（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）≦１８モル％、および２モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦７モル％。
【００９０】
特別な実施の形態において、前記基板に適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、アルミナ、少なくとも１種類のアルカリ金属、およびいくつかの実施の形態において、５０モル％超のＳｉＯ2、他の実施の形態において、少なくとも５８モル％のＳｉＯ2、さらに他の実施の形態において、少なくとも６０モル％のＳｉＯ2を含み、比（Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）／Σ改質剤（すなわち、改質剤の合計）は１より大きく、ここで、この比において、成分はモル％で表され、改質剤はアルカリ金属酸化物である。このガラス組成物は、特別な実施の形態において、５８〜７２モル％のＳｉＯ2、９〜１７モル％のＡｌ2Ｏ3、２〜１２モル％のＢ2Ｏ3、８〜１６モル％のＮａ2Ｏ、および０〜４モル％のＫ2Ｏを含み、比（Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）／Σ改質剤（すなわち、改質剤の合計）は１より大きい。
【００９１】
さらに別の実施の形態において、前記基板は、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、および０〜５モル％のＣａＯを含み、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％、および４モル％≦（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）−Ａｌ2Ｏ3≦１０モル％である、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
【００９２】
代わりの実施の形態において、前記基板は、２モル％以上のＡｌ2Ｏ3および／またはＺｒＯ2、または４モル％以上のＡｌ2Ｏ3および／またはＺｒＯ2を含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
【００９３】
様々な実施の形態において、前記第１の強化ガラス基板は、ここに記載されたように、押し込み破壊測定が行われた後、第１の損傷許容性を示す。いくつかの実施の形態において、第１の強化ガラス基板は、ビッカース圧子および少なくとも８Ｎ、または少なくとも１０Ｎ、または少なくとも１２Ｎ、または少なくとも１４Ｎ、または少なくとも１６Ｎ、または少なくとも２０Ｎの荷重を使用した、押し込み破壊測定の下での少なくとも５０％の生存率を含む第１の損傷許容性を示す（第１の強化ガラス基板が砕ける前）。１つ以上の実施の形態において、ビッカース圧子および８Ｎから２０Ｎの範囲、８Ｎから１６Ｎの範囲、１０Ｎから２０Ｎの範囲、１０Ｎから１６Ｎの範囲、または１２Ｎから２０Ｎの範囲の荷重を使用して、押し込み破壊測定によって測定されるような、第１の損傷許容性が示されることがある。ここに用いたように、「押し込み破壊測定」は、以下の記載にしたがって、前記積層板に損傷を与えるために、圧子（正方形の圧痕を形成する１３６°のピラミッド型ダイヤモンド圧子を有するビッカースダイヤモンド圧子など）を使用した試験を称する。圧子は、規定値で正確に制御された試験荷重によってガラス基板に押し付けられる。所望の試験荷重が印加された後、ガラス基板は、５〜１０ｍｍの長さを有する引っ掻き傷を生じるために、圧子に対して動かされる。同じ手順を使用して、ほぼ同じ長さで、１０〜２０ｍｍの範囲だけ間隔が空けられた５本の平行な引っ掻き傷を生じさせる。そのような試験に使用される試料のサイズは、２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍまたは５．０８ｃｍ×５．０８ｃｍであり得る。その試料は、疲労破壊について、１ヶ月までモニタされる。第１の強化ガラス基板の損傷許容性は、約５０％以上であることがあり、ここで、最小で１０個の試料の少なくとも５０％が、先に与えられた荷重範囲を使用した押し込み破壊測定に生存する。１つ以上の実施の形態において、前記積層板（またはその積層板の１つ以上の基板）は、２０Ｎの荷重を使用した、押し込み破壊測定下で５０％以上（例えば、６０％以上、７０％以上、８０％以上、または９０％以上）の生存率を示す。そのような生存は、１ｍｍ以下（例えば、０．９ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、または０．７ｍｍ以下）の厚さを有する少なくとも１つの基板を備えた積層板に示される。
【００９４】
１つ以上の実施の形態において、前記第１の強化ガラス基板は、その第１の強化ガラス基板が砕ける前に、少なくとも１００μｍ、または少なくとも９０μｍ、または少なくとも９０μｍの深さを有する表面傷に耐えることができる。
【００９５】
図２Ａは、第２の強化ガラス基板の実施の形態を示している。第２の強化ガラス基板１００は、第１のガラス表面１０５およびその第１のガラス表面と反対の第２のガラス表面１２５を有し、それらガラス表面の各々は、化学強化を与えるために、イオン交換されることがある。第２の強化ガラス基板１００の圧縮応力領域１１０、１２０は、各表面からＤＯＣまで内側に延在し、そのガラスの中央張力領域１３０が、２つの圧縮応力領域１１０、１２０の間にある。
【００９６】
図２Ｂは、第１の強化ガラス基板１５０の実施の形態を示している。第１の強化ガラス基板１５０は、第３のガラス表面１５５およびその第３のガラス表面と反対の第４のガラス表面１７５を有し、それらガラス表面の各々は、化学強化を与えるために、イオン交換されることがある。第１の強化ガラス基板１５０のＣＳ領域１６０、１７０は、各表面からＤＯＣまで内側に延在し、そのガラスのＣＴ領域１８０が、２つのＣＳ領域１６０、１７０の間にある。
【００９７】
図３は、第１の強化ガラス基板および第２の強化ガラス基板を有する積層板の実施の形態を示している。積層板２００は、第１の厚さと異なる第２の厚さを有する第２の強化ガラス基板１００に中間層２１０によって積層された、第１の厚さを有する第１の強化ガラス基板１５０を備える。その中間層は、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、イオノマー、および熱可塑性ポリウレタンからなる群より選択される高分子中間層であることがある。
【００９８】
本開示の別の態様は、積層板を製造する方法であって、第１の中央張力値を有する第１の強化ガラス基板、中間層、および第１の中央張力値より大きい第２の中央張力値を有する第２の強化ガラス基板を積層体に配置する工程、およびその積層体に熱と圧力を印加して、積層板を形成する工程を有してなる方法に関する。
【００９９】
様々な実施の形態において、前記高分子中間層は、モノリス高分子シート、多層高分子シート、または複合高分子シートを含んで差し支えない。その高分子中間層は、例えば、可塑化ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）シートであって差し支えない。
【０１００】
様々な実施の形態において、前記積層板は、強化ガラス基板および中間層をプリプレスにおいて、中間層を強化ガラス基板に接合することによって形成されることがある。接合は、界面から空気のほとんどを追い出し、中間層をガラス基板に部分的に結合する工程を含み得る。
【０１０１】
積層過程中、その中間層は、中間層を軟化させるのに効果的な温度に加熱されることがあり、これにより、中間層の強化ガラス基板のそれぞれの表面にしたがう接合が促進される。ＰＶＢについて、積層温度は約１４０℃であり得る。その中間層の材料内の可動性高分子鎖が、基板表面との結合を生じ、これにより、接着が促進される。高温は、ガラスと高分子との界面からの残留空気および／または水分の拡散も加速させる。加熱は、圧力下で中間層と接触したガラス基板に行うことができる。様々な実施の形態において、圧力の印加は、中間層の材料の流れを促進し、かつそうでなければ、界面に捕捉された水および空気の総蒸気圧により誘起され得る気泡の形成を抑制する。様々な実施の形態において、形成過程は、中間層の材料の軟化温度で、またはそれより少し高い温度（例えば、約１００℃から約１２０℃）、すなわち、それぞれの強化ガラス基板の軟化温度より低い温度で行われ得る。
【０１０２】
１つ以上の実施の形態において、熱および圧力は、オートクレーブ内でその組立体に同時に印加することができる。様々な実施の形態において、第１の強化ガラス基板、中間層、および第２の強化ガラス基板の積層体は、処理のために、真空バッグまたは真空リング内に置かれることがある。様々な実施の形態において、その積層体および真空バッグまたは真空リングは、オートクレーブ内に置かれることがある。
【０１０３】
図４に示されるように、本開示の別の態様は、内部を画成し、外部に対する窓を形成する少なくとも１つの開口４２０を含む車両本体４１０、および開口内に配置される、ここに記載された実施の形態のいずれか１つによる積層板２３０を備える車両４００に関する。その車両は、ここに記載されたように、オートモービル、船舶、航空機、または列車を含んでよい。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は外部に面し、第２の強化ガラス基板は内部に面する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は内部に面し、第２の強化ガラス基板は外部に面する。
【０１０４】
本開示の別の態様は、内部を画成し、外部に対する窓を形成する少なくとも１つの開口を含む本体、および開口内に配置される、ここに記載された実施の形態のいずれか１つによる積層板を備えた建築要素に関する。その建築要素は、パネル、建物、電化製品または他の構造体を含んでよい。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は外部に面し、第２の強化ガラス基板は内部に面する。１つ以上の実施の形態において、第１の強化ガラス基板は内部に面し、第２の強化ガラス基板は外部に面する。
【実施例】
【０１０５】
以下の非限定的例は、本開示の１つ以上の実施の形態による原理を実証する。
【０１０６】
実施例１
先に記載された押し込み破壊測定を使用して、異なるガラス組成物に疲労試験を行って、その異なるガラス組成物が様々な程度の損傷を有することを示した。押し込み破壊測定において、表１に示されるように、様々な荷重でダイヤモンド製ビッカース圧子を使用した。続いて、試料を１ヶ月までに亘り経時変化させ、疲労破壊についてモニタした。表１は、押し込み破壊測定の結果を示している。その表は、異なる化学強化ガラス基板の実施例の破損の百分率を示している。圧縮応力（ＣＳ）はＭＰａで表され、ＤＯＣはマイクロメートルで表され、中央張力（ＣＴ）はＭＰａで表され、厚さ（Ｔ）はミリメートルで表されている。ＣＳ、ＤＯＣ、およびＣＴは、ＦＳＭを使用して測定または近似した。
【０１０７】
【表１】
2018538223.tif 000005
【０１０８】
各実施例について、ガラス基板は、厚さが増加し、ＣＴがそれによって減少するにつれて、より大きい損傷に耐えることができることが分かる。
【０１０９】
実施例２
実施例２Ａ〜２Ｄは、２つの基板の間に粘着テープを有する（中間層はない）、機械的に強化されたガラス基板上に配置された化学強化されたガラス基板の組合せを含んだ。その化学強化されたガラス基板は、０．７ｍｍの厚さ、約７００ＭＰａのＣＳ、および４５マイクロメートルのＤＯＣ（ＦＳＭにより測定）を有した。機械的に強化されたガラス基板の厚さ、ＣＳおよびＤＯＣは、表２に示されるように、実施例２Ａ〜２Ｄの間で異なった。
【０１１０】
【表２】
2018538223.tif 000006
【０１１１】
実施例２Ａ〜２Ｄの各々の試料に以下の小石衝撃試験を行った。図５および６を参照すると、機械的に強化されたガラス基板を管３５０に面するようにして、各試料３００を法線３１０（図５に具体的に示されている）から３０度に配置した。各試料を、図６に示されるように、７０デュロ硬度、１インチ（約２．５４ｃｍ）の幅および１／８インチ（約０．３２ｃｍ）の厚さを有するネオプレン挿入物を含むポリ塩化ビニル枠により支持した。各試料をこのように枠内に配置した後、１２オンス（約３４０ｇ）のＳＥＡ  Ｇ６９９等級の小石３６０を、試料３００上に吊り下げられたＰｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）製の管３５０を通して、一回に数個、注いだ。その小石は、落下高さ３７０（すなわち、小石３６０と、機械的に強化されたガラス基板の上面との間の距離は、６フィート（約１．８ｍ）であった）で機械的に強化されたガラス基板の表面に衝突した。砕けたり割れたりせずに生存した試料の数（実施例２Ａ〜２Ｄの各々について試験した１０個の試料の内の）が表２に示されている。
【０１１２】
実施例２Ａ〜２Ｄの試料に小石衝撃試験を行った後、その機械的に強化されたガラス基板を、化学強化されたガラス基板および粘着テープから分離し、個別に、ＡＳＴＭ  Ｃ１４９９によるリング・オン・リング破壊荷重試験を行って、その機械的に強化されたガラス基板の平均曲げ強度の維持を示した。リング・オン・リング破壊荷重試験のパラメータには、１．６ｍｍの接触半径、１．２ｍｍ／分のクロスヘッド速度、０．５インチ（約１．２７ｃｍ）の荷重リングの直径、および１インチ（約２．５４ｃｍ）の支持リングの直径があった。小石が衝突した機械的に強化されたガラス基板の表面は張力下に置かれていた。試験前に、試験される基板の両面に接着フイルムを貼って、割れたガラスの破片を封じ込めた。
【０１１３】
比較例２Ｅ〜２Ｈの各々は、表３に示された厚さを有する徐冷されたまたは熱強化されたソーダ石灰ケイ酸塩ガラス基板を含んだ。比較例２Ｅ〜２Ｈの各々の１０個の試料に実施例２Ａ〜２Ｄと同じ小石衝撃試験を行った。次に、比較例２Ｅ〜２Ｈの各々の１０個の試料に、実施例２Ａ〜２Ｄの機械的に強化されたガラス基板と同じ様式でリング・オン・リング試験も行った。
【０１１４】
【表３】
2018538223.tif 000007
【０１１５】
残留強度の結果が図７に示されている。この図は、小石衝撃試験によって、ずっと薄い機械的に強化されたガラス基板が損傷した場合でさえ、そのような基板は、同じ様式で（すなわち、小石衝撃試験により）損傷したずっと厚い基板よりも著しく高い破壊荷重値を示したことを示している。詳しくは、３０ＭＰａ以上のＣＴを有する、実施例２Ｃおよび２Ｄの機械的に強化された基板が、比較例２Ｅ〜２Ｈよりも著しく大きい破壊荷重を示した。
【０１１６】
理論で束縛するものではないが、ここに記載された機械的に強化された基板を含む積層板は、そのような基板の厚さが約１ｍｍ以下（例えば、０．７ｍｍ）である場合でさえ、個々の基板の強度のために、小石衝撃試験において改善された生存を示すと考えられる。その生存は、強化ガラス基板と組み合わされたときに改善することも考えられる。
【０１１７】
比較例２Ｅの残留強度を、６ｍｍ厚の化学強化されたソーダ石灰ガラス基板（比較例２Ｉ）および２ｍｍ厚の機械的に強化されたガラス基板（実施例２Ｊ）の残留強度と比べた。リング・オン・リング試験で試験する前に、比較例２Ｅと２Ｉおよび実施例２Ｊに小石衝撃試験（単一基板として）を行った。小石衝撃試験およびリング・オン・リング破壊荷重試験の両方とも、実施例２Ａ〜２Ｄと同じ様式で行った。
【０１１８】
図８は、比較例２Ｅ、比較例２Ｉおよび実施例２Ｊに関するそれぞれの残留強度を示している。図８に示されるように、実施例２Ｊは、比較例２Ｅ（実施例２Ｊと同程度の厚さを有した）および比較例２Ｉ（実施例２Ｊの厚さの三倍の厚さを有した）よりも著しく大きい破壊荷重を示した。
【０１１９】
本開示の態様（１）は、第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定される第１の中央張力値を有する第１の強化ガラス基板と、第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される第２の中央張力値を有する第２の強化ガラス基板とを備えた積層板であって、前記第１の中央張力値が前記第２の中央張力値より小さい、積層板に関する。
【０１２０】
本開示の態様（２）は、前記第１の中央張力値が２０ＭＰａ以下である、態様（１）の積層板に関する。
【０１２１】
本開示の態様（３）は、前記第２の圧縮応力層の深さが４０μｍ超である、態様（１）および態様（２）のいずれか一方または両方の積層板に関する。
【０１２２】
本開示の態様（４）は、前記第１の圧縮応力層の深さが少なくとも４５μｍであり、前記第１の中央張力値が３０ＭＰａ以下である、態様（１）から態様（３）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１２３】
本開示の態様（５）は、前記第１の厚さが約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲にあり、前記第１の圧縮応力の大きさが約３００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあり、前記第１の中央張力値が３０ＭＰａ以下である、態様（１）から態様（４）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１２４】
本開示の態様（６）は、前記第１の強化ガラス基板が前記第２の強化ガラス基板と異なるガラス組成を有する、態様（１）から態様（５）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１２５】
本開示の態様（７）は、前記第１の強化ガラス基板が中間層によって前記第２の強化ガラス基板に積層されている、態様（１）から態様（６）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１２６】
本開示の態様（８）は、前記中間層が、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、イオノマー、および熱可塑性ポリウレタンからなる群より選択される高分子中間層である、態様（７）の積層板に関する。
【０１２７】
本開示の態様（９）は、前記第１の厚さが前記第２の厚さより大きく、該第１の厚さが０．３から２ｍｍの範囲にある、態様（１）から態様（８）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１２８】
本開示の態様（１０）は、前記第１の厚さの前記第２の厚さに対する比が２：１から１０：１の範囲にある、態様（９）の積層板に関する。
【０１２９】
本開示の態様（１１）は、前記積層板の厚さが２．５ｍｍ未満である、態様（１０）の積層板に関する。
【０１３０】
本開示の態様（１２）は、前記第１の圧縮応力層の深さが、少なくとも１つの表面について、約２０μｍから約１７０μｍの範囲にある、態様（１）から態様（１１）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１３１】
本開示の態様（１３）は、前記第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面が、少なくとも３００ＭＰａの圧縮応力の大きさを有する、態様（１２）の積層板に関する。
【０１３２】
本開示の態様（１４）は、前記積層板が、ヘッドアップディスプレイ、映写面、アンテナ、表面改質およびコーティングのいずれか１つを備える、態様（１）から態様（１３）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１３３】
本開示の態様（１５）は、押し込み破壊測定により測定される第１の損傷許容性を有する第１の強化ガラス基板と、前記第１の損傷許容性と同じ押し込み破壊測定により測定された第２の損傷許容性を有する第２の強化ガラス基板とを備えた積層板であって、前記第１の強化ガラス基板および前記第２の強化ガラス基板が互いに積層されており、前記第１の損傷許容性が前記第２の損傷許容性より大きい、積層板に関する。
【０１３４】
本開示の態様（１６）は、前記第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面が、前記積層板が疲労型の破損を被る前に、少なくとも１００μｍの深さを有する表面傷に耐えられる、態様（１５）の積層板に関する。
【０１３５】
本開示の態様（１７）は、前記第１の強化ガラス基板が、該第１の強化ガラス基板が砕ける前に、ビッカース圧子および８Ｎから２０Ｎの範囲の荷重を使用した押し込み破壊測定に耐えられる、態様（１５）から態様（１６）のいずれか１つまたは両方の積層板に関する。
【０１３６】
本開示の態様（１８）は、前記第１の強化ガラス基板が、該第１の強化ガラス基板が砕ける前に、ビッカース圧子および少なくとも１２Ｎの荷重を使用した押し込み破壊測定に耐えられる、態様（１５）から態様（１７）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１３７】
本開示の態様（１９）は、前記第１の強化ガラス基板の第１の厚さが約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲にある、態様（１５）から態様（１８）のいずれか１つ以上の積層板に関する。
【０１３８】
本開示の態様（２０）は、内部を画成し、外部に対する窓を形成する少なくとも１つの開口を含む車両本体、および該開口内に配置された、態様（１）から態様（１９）のいずれか１つ以上の積層板を備えた車両であって、オートモービル、船舶、航空機、または列車を構成する車両に関する。
【０１３９】
態様（２１）は、前記第１の強化ガラス基板が前記外部に面し、前記第２の強化ガラス基板が前記内部に面する、態様（２０）の車両に関する。
【０１４０】
態様（２２）は、前記第１の強化ガラス基板が前記内部に面し、前記第２の強化ガラス基板が前記外部に面する、態様（２０）の車両に関する。
【０１４１】
態様（２３）は、積層板を製造する方法において、第１の強化ガラス基板、中間層、および第２の強化ガラス基板を積層体に配置する工程であって、前記第１の強化ガラス基板は、第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定される第１の中央張力値を有し、前記第２の強化ガラス基板は、第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される第２の中央張力値を有し、前記第１の中央張力値は前記第２の中央張力値より小さい、工程；および前記積層体に熱と圧力を印加して、前記積層板を形成する工程を有してなる方法に関する。
【０１４２】
ここでの開示は、特定の実施の形態を参照して記載してきたが、これらの実施の形態は、本開示の原理および用途の説明に過ぎないことを理解すべきである。様々な改変および変更が、本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本開示の方法および装置に行えることが、当業者に明白であろう。それゆえ、本開示は、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内の改変および変更を含むことが意図されている。
【０１４３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１４４】
実施形態１
第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定される第１の中央張力値を有する第１の強化ガラス基板と、
第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される第２の中央張力値を有する第２の強化ガラス基板と、
を備えた積層板であって、
前記第１の中央張力値が前記第２の中央張力値より小さい、積層板。
【０１４５】
実施形態２
前記第１の中央張力値が２０ＭＰａ以下である、実施形態１に記載の積層板。
【０１４６】
実施形態３
前記第２の圧縮応力層の深さが４０μｍ超である、実施形態１または２に記載の積層板。
【０１４７】
実施形態４
前記第１の圧縮応力層の深さが少なくとも４５μｍであり、前記第１の中央張力値が３０ＭＰａ以下である、実施形態１から３いずれか１つに記載の積層板。
【０１４８】
実施形態５
前記第１の厚さが約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲にあり、前記第１の圧縮応力の大きさが約３００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあり、前記第１の中央張力値が３０ＭＰａ以下である、実施形態１から４いずれか１つに記載の積層板。
【０１４９】
実施形態６
前記第１の強化ガラス基板が前記第２の強化ガラス基板と異なるガラス組成を有する、実施形態１から５いずれか１つに記載の積層板。
【０１５０】
実施形態７
前記第１の強化ガラス基板が中間層によって前記第２の強化ガラス基板に積層されている、実施形態１から６いずれか１つに記載の積層板。
【０１５１】
実施形態８
前記中間層が、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、イオノマー、および熱可塑性ポリウレタンからなる群より選択される高分子中間層である、実施形態７に記載の積層板。
【０１５２】
実施形態９
前記第１の厚さが前記第２の厚さより大きく、該第１の厚さが０．３から２ｍｍの範囲にある、実施形態１から８いずれか１つに記載の積層板。
【０１５３】
実施形態１０
前記第１の厚さの前記第２の厚さに対する比が２：１から１０：１の範囲にある、実施形態９に記載の積層板。
【０１５４】
実施形態１１
前記積層板の厚さが２．５ｍｍ未満である、実施形態１０に記載の積層板。
【０１５５】
実施形態１２
前記第１の圧縮応力層の深さが、少なくとも１つの表面について、約２０μｍから約１７０μｍの範囲にある、実施形態１から１１いずれか１つに記載の積層板。
【０１５６】
実施形態１３
前記第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面が、少なくとも３００ＭＰａの圧縮応力の大きさを有する、実施形態１２に記載の積層板。
【０１５７】
実施形態１４
前記積層板が、ヘッドアップディスプレイ、映写面、アンテナ、表面改質およびコーティングのいずれか１つを備える、実施形態１から１３いずれか１つに記載の積層板。
【０１５８】
実施形態１５
押し込み破壊測定により測定される第１の損傷許容性を有する第１の強化ガラス基板と、
前記第１の損傷許容性と同じ押し込み破壊測定により測定された第２の損傷許容性を有する第２の強化ガラス基板と、
を備えた積層板であって、
前記第１の強化ガラス基板および前記第２の強化ガラス基板が互いに積層されており、前記第１の損傷許容性が前記第２の損傷許容性より大きい、積層板。
【０１５９】
実施形態１６
前記第１の強化ガラス基板の少なくとも１つの表面が、前記積層板が疲労型の破損を被る前に、少なくとも１００μｍの深さを有する表面傷に耐えられる、実施形態１５に記載の積層板。
【０１６０】
実施形態１７
前記第１の強化ガラス基板が、該第１の強化ガラス基板が砕ける前に、ビッカース圧子および８Ｎから２０Ｎの範囲の荷重を使用した押し込み破壊測定に耐えられる、実施形態１５または１６に記載の積層板。
【０１６１】
実施形態１８
前記第１の強化ガラス基板が、該第１の強化ガラス基板が砕ける前に、ビッカース圧子および少なくとも１２Ｎの荷重を使用した押し込み破壊測定に耐えられる、実施形態１５から１７いずれか１つに記載の積層板。
【０１６２】
実施形態１９
前記第１の強化ガラス基板の第１の厚さが約０．３ｍｍから約２ｍｍの範囲にある、実施形態１５から１８いずれか１つに記載の積層板。
【０１６３】
実施形態２０
内部を画成し、外部に対する窓を形成する少なくとも１つの開口を含む車両本体、および
該開口内に配置された、実施形態１から１９のいずれか１つ以上の積層板、
を備えた車両であって、オートモービル、船舶、航空機、または列車を構成する車両。
【０１６４】
実施形態２１
前記第１の強化ガラス基板が前記外部に面し、前記第２の強化ガラス基板が前記内部に面する、実施形態２０に記載の車両。
【０１６５】
実施形態２２
前記第１の強化ガラス基板が前記内部に面し、前記第２の強化ガラス基板が前記外部に面する、実施形態２０に記載の車両。
【０１６６】
実施形態２３
積層板を製造する方法において、
第１の強化ガラス基板、中間層、および第２の強化ガラス基板を積層体に配置する工程であって、前記第１の強化ガラス基板は、第１の厚さ、第１の圧縮応力層の深さ、および第１の圧縮応力の大きさにより規定される第１の中央張力値を有し、前記第２の強化ガラス基板は、第２の厚さ、第２の圧縮応力層の深さ、および第２の圧縮応力の大きさにより規定される第２の中央張力値を有し、前記第１の中央張力値は前記第２の中央張力値より小さい、工程；および
前記積層体に熱と圧力を印加して、前記積層板を形成する工程、
を有してなる方法。
【符号の説明】
【０１６７】
１０、１５０    第１の強化ガラス基板
５０、９０    亀裂
６０、１１０、１２０、１６０、１７０    ＣＳ領域、圧縮応力領域
８０、１３０、１８０    ＣＴ領域、中央張力領域
１００    第２の強化ガラス基板
２００    積層板、車両
２１０    中間層、車両本体
２２０    開口
２３０    積層板
３００    試料
３５０    管
３６０    小石
【図１】
2018538223.tif 000008
【図２Ａ】
2018538223.tif 000009
【図２Ｂ】
2018538223.tif 000010
【図３】
2018538223.tif 000011
【図４】
2018538223.tif 000012
【図５】
2018538223.tif 000013
【図６】
2018538223.tif 000014
【図７】
2018538223.tif 000015
【図８】
2018538223.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月5日(2018.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
様々な実施の形態において、第１の強化ガラス基板の２つの表面の各々は、ここに記載されたように、各基板表面について別々に強化過程を制御することによって、異なるＤＯＣおよび／または異なる表面ＣＳの大きさを有することがある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
１つ以上の実施の形態において、前記第１の強化ガラス基板は、その第１の強化ガラス基板が砕ける前に、少なくとも１００μｍ、または少なくとも９０μｍ、または少なくとも８０μｍの深さを有する表面傷に耐えることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018538223.tif 000017
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2018538223.tif 000018
【国際調査報告】
2018538223.tif 000019
2018538223.tif 000020
2018538223.tif 000021
2018538223.tif 000022