(57)【要約】  内側ガラス板、外側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を備えたガラス積層構造体であって、高分子中間層が、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含むものである、ガラス積層構造物が提供される。いくつかの実施の形態において、外側および／または内側ガラス板は、非化学強化ガラスから形成されて差し支えなく、他の実施の形態において、外側および／または内側ガラス板は、化学強化ガラスから形成されて差し支えない。そのような添加剤を使用すると、紫外線透過率の高いガラス板を使用する場合、高分子中間層の変色を低減させるまたはなくすことができる。
2017501953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス積層構造体において、
内側ガラス板、
外側ガラス板、および
前記外側ガラス板と前記内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層、
を備え、
前記高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含む、ガラス積層構造体。
【請求項２】
前記内側ガラス板が化学強化ガラスから形成されており、前記外側ガラス板が非化学強化ガラスから形成されている、請求項１記載のガラス積層構造体。
【請求項３】
前記外側ガラス板が化学強化ガラスから形成されており、前記内側ガラス板が非化学強化ガラスから形成されている、請求項１記載のガラス積層構造体。
【請求項４】
前記内側ガラス板および前記外側ガラス板の両方が、化学強化ガラスまたは非化学強化ガラスから形成されている、請求項１記載のガラス積層構造体。
【請求項５】
前記高分子中間層が、単体高分子板、多層高分子板、または複合からなる、請求項１から４いずれか１項記載のガラス積層構造体。
【請求項６】
前記高分子中間層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、ＰＥＴ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料から構成されている、請求項１から５いずれか１項記載のガラス積層構造体。
【請求項７】
前記高分子中間層が、約０．４から約１．２ｍｍから約２．５ｍｍの厚さを有する、請求項１から６いずれか１項記載のガラス積層構造体。
【請求項８】
自動車の窓である、請求項１から７いずれか１項記載のガラス積層構造体。
【請求項９】
前記添加剤が、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノール、およびそれらの組合せからなる群より選択される安定剤と共に使用される、請求項１から８いずれか１項記載のガラス積層構造体。
【請求項１０】
前記外側ガラス板、前記内側ガラス板、または前記外側ガラス板と前記内側ガラス板の両方が、高ＵＶ透過率ガラスから構成されている、請求項１記載のガラス積層構造体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、その全てがここに引用される、２０１３年１２月１０日に出願された同時係属出願である米国仮特許出願第６１／９１４１４４号の優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、広く、１つ以上の化学強化板ガラスを備えたガラス積層板に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス積層板は、自動車、全車両、機関車および飛行機を含む、建築および乗り物または輸送用途における窓および板ガラスとして使用できる。ガラス積層板は、手すりや階段におけるガラスパネルとして、および壁、柱、エレベータのかご、台所用の器具および他の用途のための装飾パネルまたはカバーとしても、使用できる。ここに用いたように、板ガラス、積層板、積層構造体または合わせガラス(laminated glass)構造体は、窓、パネル、壁、筐体、看板または他の構造の透明、半透明(semi-transparent)、半透明(translucent)または不透明の部材であり得る。建築および／または乗り物の用途に使用されるよくある板ガラスとしては、透明で薄い色のついた合わせガラス構造体が挙げられる。
【０００４】
紫外線（ＵＶ）透過率の高いガラス板、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）Ｇｌａｓｓ、ＰＰＧ  Ｓｔａｒｐｈｉｒｅ（登録商標）Ｇｌａｓｓなどを有するいくつかの積層構造体において、従来の高分子中間層材料は、日光または他の紫外線源への長期の曝露後に、変色または黄変し得る。従来のソーダ石灰ガラスを使用した積層構造体も、変色または黄変するが、ソーダ石灰ガラスにより提供されるより低い紫外線透過率のために、ずっと遅い速度である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえ、非黄変ガラス積層構造体を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示されたガラス積層板は、紫外線透過率の高いガラスからなる１枚以上の板ガラスを備えるように構成されている。いくつかの実施の形態において、これらの板ガラスの一方または両方は、化学強化板ガラスであり得る。本開示の他の実施の形態は、化学強化外側板ガラスおよび非化学強化内側板ガラスを備えている。本開示の追加の実施の形態は、化学強化内側板ガラスおよび非化学強化外側板ガラスを備えている。本開示のさらなる実施の形態は、化学強化された外側および内側板ガラスを備えている。本開示のさらに追加の実施の形態は、化学強化されていない内側および外側板ガラスを備えている。ここに定義されるように、ガラス積層板を実際に使用するときに、外側ガラス板は、環境に最も近いまたは接触しており、一方で、内側ガラス板は、そのガラス積層板が組み込まれた構造体または乗り物（例えば、自動車）の内部（例えば、キャビン）に最も近いまたは接触している。
【０００７】
本開示のいくつかの実施の形態によれば、ガラス積層板は、外側ガラス板、内側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との間に形成された高分子中間層を備え得る。ガラス積層板の衝撃挙動を最適にするために、外側ガラス板は、化学強化ガラスから構成することができ、１ｍｍ以下の厚さを有し得、一方で、内側ガラス板は、非化学強化ガラスから構成することができ、２．５ｍｍ以下または２．５ｍｍ超、例えば、５ｍｍから１５ｍｍ、７ｍｍから１２ｍｍなどの厚さを有し得る。他の実施の形態において、高分子中間層（例えば、ポリ（ビニルブチラール）またはＰＶＢ）は、１．６ｍｍ以下、または１．６ｍｍ超、例えば、１．６ｍｍから３ｍｍ、２．０ｍｍから２．３ｍｍなどの厚さを有し得る。開示されたガラス積層構造体は、衝撃に対する応力を有利に分散させることができる。例えば、開示されたガラス積層構造体は、優れた耐衝撃性を提供でき、外部衝撃事象に対する破損に抵抗でき、それでも、内部衝撃事象に対して、エネルギーを適切に消散させ、適切に破砕することができる。他の実施の形態において、中間層材料は、そうでなければ中間層材料の変色をもたらすであろう、紫外線誘起化学反応が生じるのを阻害する添加剤を含むことができる。いくつかの実施の形態において、添加剤としては、以下に限られないが、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ジｔｅｒｔペンチルフェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール、塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
【０００８】
本開示のいくつかの実施の形態において、非化学強化外側ガラス板、化学強化内側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を有するガラス積層構造体が提供される。この高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含み得る。
【０００９】
本開示の他の実施の形態において、非化学強化内側ガラス板、化学強化外側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を有するガラス積層構造体が提供される。この高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含み得る。
【００１０】
本開示のさらなる実施の形態において、内側ガラス板、外側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を有するガラス積層構造体が提供される。この高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含み得る。
【００１１】
本発明の主題の実施の形態は、紫外線透過率の高いガラス板に適用できることを留意すべきである。それゆえ、ここでは、化学強化または非化学強化ガラスが参照されているであろうが、そのような参照は、これらの例示の実施の形態の各々が単に紫外線透過率の高い種類のものであるので、これに付随する特許請求の範囲を制限するべきではない。
【００１２】
請求項の主題の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者には容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたように請求項の主題を実施することによって認識されるであろう。
【００１３】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、本開示の実施の形態を提示しており、請求項の主題の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されていることを理解すべきである。添付図面は、本開示のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。それらの図面は、様々な実施の形態を示しており、前記説明と共に、請求項の主題の原理および作動を説明する働きをする。
【００１４】
説明目的のために、現在好ましい形態が図面に示されているが、ここに開示され論じられた実施の形態は、図示された正確な配置および手段に限定されないことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示のいくつかの実施の形態による例示の平面ガラス積層構造体の概略図
【図２】標準的なソーダ石灰ガラスおよび紫外線透過率の高い化学強化ガラスの紫外線透過率を比較したグラフ
【図３】本開示の他の実施の形態による例示の湾曲したガラス積層構造体の概略図
【図４】本開示のさらなる実施の形態による例示の湾曲したガラス積層構造体の概略図
【図５】本開示の追加の実施の形態による例示の湾曲したガラス積層構造体の概略図
【図６】本開示の他の実施の形態の黄色度対曝露をプロットしたグラフ
【図７】本開示のいくつかの実施の形態の透過率値を比較したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明において、図面に示されたいくつかの図に亘り、同様の参照記号は、同様のまたは対応する部品を示す。特に明記のない限り、「上部」、「底部」、「外方」、「内方」などの用語は、便宜上の単語であり、限定用語として解釈すべきではないことも理解されよう。その上、群が、複数の要素およびその組合せの群の少なくとも１つを含むと記載されているときはいつでも、その群は、個別または互いの組合せのいずれかで、列挙されたそれらの要素のいくつを含む、から実質的になる、またはからなることもあることが理解されよう。
【００１７】
特に明記のない限り、値の範囲は、列挙された場合、その範囲の上限と下限の両方を含む。ここに用いたように、名詞は、特に明記のない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」の対象を指す。
【００１８】
本開示の以下の説明は、その教示を可能にする、現在公知の最良の実施の形態として提供される。本開示の有益な結果をまだ得ながら、ここに記載された実施の形態に多くの変更を行えることが、当業者には認識されよう。本開示の所望の利益のいくつかは、本開示の特徴のいくつかを選択し、他の特徴は利用せずに得られることも明白であろう。したがって、当業者は、本開示の多くの改変および適応が可能であり、特定の環境においては望ましいことさえあり、本開示の一部であることを認識するであろう。それゆえ、以下の説明は、本開示の原理の実例として提供され、その限定ではない。
【００１９】
ここに開示されたガラス積層板は、紫外線透過率の高いガラスの１枚以上の板ガラスを備えるように構成されている。いくつかの実施の形態において、これらの板ガラスの一方または両方は、化学強化板ガラスであり得る。本開示の他の実施の形態は、化学強化外側板ガラスおよび非化学強化内側板ガラスを備えている。本開示のさらなる実施の形態は、化学強化内側板ガラスおよび非化学強化外側板ガラスを備えている。本開示の追加の実施の形態は、化学強化された外側および内側板ガラスを備えている。本開示のさらに追加の実施の形態は、化学強化されていない内側および外側板ガラスを備えている。ここに定義されるように、ガラス積層板を実際に使用するときに、外側ガラス板は、環境に最も近いまたは接触しており、一方で、内側ガラス板は、そのガラス積層板が組み込まれた構造体または乗り物（例えば、自動車）の内部（例えば、キャビン）に最も近いまたは接触している。
【００２０】
上述したように、本発明の主題の実施の形態は、紫外線透過率の高いガラス板に適用できる。それゆえ、ここでは、化学強化または非化学強化ガラスが参照されているであろうが、そのような参照は、これらの例の各々が単に紫外線透過率の高い種類のものであるので、これに付随する特許請求の範囲を制限するべきではない。
【００２１】
いくつかの実施の形態は、圧縮応力（ＣＳ）、比較的大きい圧縮層の深さ（ＤＯＬ）、および／または中程度の中央張力（ＣＴ）などの、特定の特徴を有する比較的薄いガラス板（約２ｍｍ以下程度）を製造するための１つ以上のプロセスの適用を含む。このプロセスは、イオン交換できるガラス板を調製する工程を有し、そのガラス板に、次いで、イオン交換プロセスを行うことができる。そのイオン交換されたガラス板に、ある実施の形態については徐冷プロセスを、他の実施の形態については酸エッチングプロセスを、またはその両方を行うことができる。
【００２２】
例示の非限定的なイオン交換プロセスは、約４００〜５００℃の範囲内の１つ以上の第１の温度で、および／または以下に限られないが、約８時間などの約１〜２４時間の範囲内の第１の期間に亘り、ＫＮＯ3、好ましくは比較的純粋なＫＮＯ3を含む溶融塩浴にガラス板を施す工程を有し得る。他の塩浴組成物が、可能であり、そのような代替を考える当業者の技術レベルの範囲内であろうことに留意されたい。それゆえ、ＫＮＯ3の開示は、ここに付随する特許請求の範囲を限定するべきではない。そのような例示のイオン交換プロセスは、ガラス板の表面に初期圧縮応力（ｉＣＳ）を、ガラス板中に圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）を、ガラス板内に初期中央張力（ｉＣＴ）を生じ得る。
【００２３】
一般に、例示のイオン交換プロセス後、初期圧縮応力（ｉＣＳ）は、約５００ＭＰａ以上などの、所定の（または所望の）値を超えることがあり得、典型的に、６００ＭＰａ以上に到達し得、またさらにはあるガラスにおいて、ある加工プロファイル下で、１０００ＭＰａ以上に到達し得る。あるいは、例示のイオン交換プロセス後、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）は、約７５μｍ以下、またさらには、あるガラスにおいて、ある加工プロファイル下で、それより低い値などの所定の（または所望の）値未満であり得る。あるいは、例示のイオン交換プロセス後、初期中央張力（ｉＣＴ）は、ガラス板の所定の粉砕性限度超などの、所定の（または所望の）値を超えることがあり得、その限度は、約４０ＭＰａ以上、また特に、あるガラスにおいては、約４８ＭＰａ以上であり得る。
【００２４】
初期圧縮応力（ｉＣＳ）が所望の値を超えると、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）は所望の値未満であり、および／または初期中央張力（ｉＣＴ）は所望の値を超え、これにより、それぞれのガラス板を使用して製造された最終製品における特徴が望ましくなくなり得る。例えば、初期圧縮応力（ｉＣＳ）が所望の値を超える（例えば、１０００ＭＰａに達する）場合、ある状況下でのガラスの破砕は生じないであろう。これは、直感に反しているであろうが、負傷を防ぐために、ガラス積層構造体が特定の衝撃荷重で割れなければならない自動車用ガラス用途などの、いくつかの状況において、ガラス板は割れることができるべきである。
【００２５】
さらに、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）が所望の値未満である場合、特定の状況下において、ガラス板は、望ましくない状況下で、予期せずに割れ得る。典型的なイオン交換プロセスで、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）は約４０〜６０μｍ以下となり得、これは、使用中にガラス板に生じる引っ掻き傷、窪みなどの深さより小さいことがあり得る。例えば、設置された自動車用板ガラス（イオン交換ガラスを使用）は、ガラス板が使用される環境内で、ケイ砂、浮遊する屑などの研磨材への曝露のために、約７５μｍ以上の深さに到達する外部引掻き傷を生じ得ることが判明した。この深さは、圧縮層の典型的深さを超えることがあり、このため、使用中に予期せずにガラスが破砕し得る。
【００２６】
最後に、初期中央張力（ｉＣＴ）が、ガラスの選択された粉砕性限度に達するまたは超えるなどの、所望の値を超える場合、そのガラス板は、望ましくない状況下で、予期せずに割れ得る。例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）Ｇｌａｓｓの４インチ×４インチ×０．７ｍｍ（約１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．７ｍｍ）の板は、長い一工程のイオン交換プロセス（４７５℃で８時間）が純粋なＫＮＯ3中で行われた場合、望ましくない破砕（割れたときの、多数の小片へのエネルギー破壊）が生じる性能特徴を示すことが判明した。約１０１μｍのＤＯＬが達成されたが、６５ＭＰａの比較的高いＣＴが生じ、これは、本件のガラス板の選択された粉砕性限度（４８ＭＰａ）より高かった。
【００２７】
徐冷が要求される非限定的な実施の形態において、ガラス板にイオン交換を行った後、ガラス板を、第２の期間に亘り１つ以上の第２の温度に昇温させることによって、ガラス板に徐冷プロセスを施すことができる。例えば、徐冷プロセスは、空気環境内で行うことができ、約４００〜５００℃の範囲内の第２の温度で行うことができ、以下に限られないが、約８時間などの約４〜２４時間の範囲内の第２の期間内で行うことができる。したがって、この徐冷プロセスにより、初期圧縮応力（ｉＣＳ）、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）、および初期中央張力（ｉＣＴ）の少なくとも１つを変更することができる。
【００２８】
例えば、徐冷プロセス後、初期圧縮応力（ｉＣＳ）は、前記所定の値以下である最終圧縮応力（ｆＣＳ）まで減少させることができる。一例として、初期圧縮応力（ｉＣＳ）は、約５００ＭＰａ以上であり得るが、最終圧縮応力（ｆＣＳ）は、約４００ＭＰａ、３５０ＭＰａ、または３００ＭＰａ以下であり得る。最終圧縮応力（ｆＣＳ）の目標は、より厚いガラスにおいて、より低いｆＣＳが望ましいことがあり得、より薄いガラスにおいて、より高いｆＣＳが許容できるので、ガラスの厚さの関数であり得ることを留意のこと。
【００２９】
その上、徐冷プロセス後、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）は、前記所定の値以上の圧縮層の最終深さ（ｆＤＯＬ）まで増加させることができる。一例として、圧縮層の初期深さ（ｉＤＯＬ）は、約７５μｍ以下であり得、圧縮層の最終深さ（ｆＤＯＬ）は、１００μｍ以上などの、約８０μｍまたは９０μｍ以上であり得る。
【００３０】
あるいは、徐冷プロセス後、初期中央張力（ｉＣＴ）は、前記所定の値以下の最終中央張力（ｆＣＴ）まで減少させることができる。一例として、初期中央張力（ｉＣＴ）は、ガラス板の選択された粉砕性限度（約４０〜４８ＭＰａの間など）以上であり得、最終中央張力（ｆＣＴ）は、ガラス板の選択された粉砕性限度未満であり得る。例示のイオン交換可能なガラス構造体を生成するための追加の例が、２０１２年９月２６日に出願された同時係属出願の米国特許出願第１３／６２６９５８号、および２０１３年６月２５日に出願された米国特許出願第１３／９２６４６１号の各明細書に記載されており、各々の全てがここに引用される。
【００３１】
上述したように、イオン交換工程および徐冷工程の条件は、ガラス表面での所望の圧縮応力（ＣＳ）、所望の圧縮層の深さ（ＤＯＬ）、および所望の中央張力（ＣＴ）を達成するように調節することができる。そのイオン交換工程は、ガラス板を所定の期間に亘り溶融塩浴中に浸漬することによって行うことができ、その際に、ガラス板の表面のまたはその近くのガラス板内のイオンが、例えば、塩浴からの、より大きい金属イオンと交換される。一例として、溶融塩浴はＫＮＯ3を含み得、その溶融塩浴の温度は約４００〜５００℃の範囲内であり得、所定の期間は、約１〜２４時間、好ましくは約２〜８時間の範囲内であり得る。より大きいイオンがガラス中に取り込まれると、表面近くの領域に圧縮応力が生じることによって、ガラス板が強化される。その圧縮応力と釣り合うために、ガラス板の中央領域内に対応する引張応力が誘発され得る。
【００３２】
さらなる例として、ガラス板内のナトリウムイオンは、溶融塩浴からのカリウムイオンにより置換され得るが、ルビジウムまたはセシウムなどのより大きい原子半径を有する他のアルカリ金属イオンが、ガラス中のより小さいアルカリ金属イオンを置換することもあり得る。いくつかの実施の形態によれば、ガラス板中のより小さいアルカリ金属イオンは、Ａｇ+イオンにより置換されても差し支えない。同様に、以下に限られないが、硫酸塩、ハロゲン化物などの他のアルカリ金属塩をイオン交換プロセスに使用しても差し支えない。
【００３３】
ガラス網目構造が緩和し得る温度より低い温度でより小さいイオンをより大きいイオンで置換すると、ガラス板の表面に亘りイオン分布が生じ、応力プロファイルがもたらされる。入り込むイオンの体積がより大きいために、ガラスの表面に圧縮応力（ＣＳ）が、ガラスの中央領域に張力（中央張力、またはＣＴ）が生じる。この圧縮応力は、以下の近似関係式により中央張力に関連付けられる：
【００３４】
【数１】
2017501953.tif 000003
【００３５】
式中、ｔはガラス板の全厚を表し、ＤＯＬは、圧縮層の深さとも称される、交換の深さを表す。
【００３６】
ガラス板の製造に、いくつの特定のガラス組成物を使用しても差し支えない。例えば、ここでの実施の形態に使用するのに適したイオン交換可能なガラスとして、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスが挙げられるが、他のガラス組成物も考えられる。ここに用いたように、「イオン交換可能な」は、ガラスが、そのガラスの表面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同じ価数の陽イオンと交換できることを意味する。
【００３７】
例えば、適切なガラス組成物は、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。ある実施の形態において、ガラス板は少なくとも４質量％の酸化アルミニウムまたは４質量％の酸化ジルコニウムを含む。さらに別の実施の形態において、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質量％であるように、１種類以上のアルカリ土類酸化物を含む。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、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、および０〜３モル％のＣａＯを含んで差し支えない。
【００３８】
ハイブリッド型ガラス積層板を形成するのに適したさらに別の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、ここで、１２モル％≦（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）≦２０モル％、および０モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦１０モル％である。
【００３９】
さらにまた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、ここで、１４モル％≦（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）≦１８モル％、および２モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦７モル％である。
【００４０】
別の実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、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、および０〜３モル％のＣａＯを含む、から実質的になる、またはからなる。
【００４１】
特別な実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、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、ここで、比（Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）／Σ改質剤＞１であり、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、から実質的になり、またはからなり、比（Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）／Σ改質剤＞１である。
【００４２】
さらに別の実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板は、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未満のＡｓ2Ｏ3、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ2Ｏ3を含み、から実質的になり、またはからなり、ここで、１２モル％≦Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ≦２０モル％、および０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル％である。
【００４３】
さらに別の実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、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、および０〜５モル％のＣａＯを含み、から実質的になり、またはからなり、ここで、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。例示のガラス構造体の追加の組成物が、２０１２年９月２６日に出願された同時係属出願の米国特許出願第１３／６２６９５８号、および２０１３年６月２５日に出願された米国特許出願第１３／９２６４６１号の各明細書に記載されており、各々の全てがここに引用される。
【００４４】
ここに記載されたプロセスは、様々な用途に適し得る。特に感心のある用途の１つは、以下に限られないが、そのプロセスで、自動車の衝突安全性基準に合格できるガラスの製造が可能になることにより、自動車用板ガラス用途であり得る。当業者は、他の用途を特定できる。
【００４５】
図１は、本開示の１つの実施の形態の断面図である。図１を参照すると、例示のガラス積層構造体１００は、外側ガラス板１１０、内側ガラス板１２０、および高分子中間層１３０を備えている。この高分子中間層は、外側および内側ガラス板のそれぞれと直接物理的に接触し（例えば、貼り合わされ）得る。外側ガラス板１１０は、外面１１２および内面１１４を有する。同様に、内側ガラス板１２０は、外面１２２および内面１２４を有する。図示した実施の形態に示されるように、外側ガラス板１１０の内面１１４および内側ガラス板１２０の内面１２４の各々は、高分子中間層１３０と接触している。ガラス板１１０、１２０のいずれか一方、または両方が、高ＵＶ透過率ガラスまたは高ＵＶ透過率化学強化ガラスであっても、そうでなくても差し支えない。
【００４６】
いくつかの実施の形態において、ガラス積層構造体は、外部衝突事象に対する破砕に抵抗することが望ましいことがある。しかしながら、乗り物の乗員に衝突されたガラス積層板などの内部衝突事象に対して、ガラス積層板は、乗員を乗り物内に保持するけれども、怪我を最小にするために、衝突の際にエネルギーを消散させることが望ましいことがある。乗り物内部から生じる衝突事象をシミュレーションするＥＣＥ  Ｒ４３頭部試験は、積層板ガラスが特定の内部衝突を受けて割れることを要求する規制試験である。
【００４７】
理論により束縛することを意図しないが、ガラス板／高分子中間層／ガラス板の積層板の１枚の板ガラスに衝突したときに、衝突された板の反対面、並びに反対の板の外面は、張力下に置かれる。二軸負荷の状態にあるガラス板／高分子中間層／ガラス板の積層板について計算された応力分布により、衝突を受けた板の反対面における引張応力の大きさは、低い負荷速度に関する反対の板の外面で経験される引張応力の大きさに匹敵することが（またはそれよりわずかに大きいことさえ）あることが明らかになった。しかしながら、自動車内で通常経験される衝突の特徴である、高い負荷速度に関して、反対の板の外面での引張応力の大きさは、衝突を受けた板の反対面での引張応力よりもずっと大きいであろう。ここに開示されるように、ハイブリッド型ガラス積層板を、化学強化外側ガラス板および非化学強化内側ガラス板を有するように構成することにより、外側および内側両方の衝突事象の耐衝撃性を最適化することができる。
【００４８】
いくつかの非限定的実施の形態において、適切な内側ガラス板は、ソーダ石灰ガラスなどの非化学強化ガラス板であっても、いくつかの実施の形態において、化学強化ガラス板であっても差し支えない。必要に応じて、内側ガラス板は熱強化されても差し支えない。非化学強化ガラス板としてソーダ石灰ガラスが使用される実施の形態において、従来の装飾材料および方法（例えば、ガラスフリットエナメルおよびスクリーン印刷）を使用することができ、これにより、ガラス積層板製造プロセスを簡単にすることができる。電磁スペクトルに亘り所望の透過および／または減衰を達成するために、着色ソーダ石灰ガラス板をガラス積層構造体に組み込むことができる。
【００４９】
適切な外側および／または内側ガラス板は、イオン交換プロセスによって化学強化してよい。先に論じられたこのプロセスにおいて、一般に、所定の期間に亘りガラス板を溶融塩浴中に浸漬することによって、ガラス板の表面のまたはその近くのイオンが、塩浴からのより大きい金属イオンと交換される。１つの実施の形態において、溶融塩浴の温度は約４３０℃であり、所定の期間は約８時間である。ガラス中へのより大きいイオンの取込みによって、表面近くの領域に圧縮応力を生じることによって、板が強化される。その圧縮応力と釣り合うように、対応する引張応力がガラスの中央領域内に誘発される。いくつかの実施の形態において、化学強化されたガラス並びに化学強化されていないガラスに、ＮａＳＯ4、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＢｒ、Ｋ2ＳＯ4、ＫＣｌ、ＫＦ、ＫＢｒ、およびＳｎＯ2を含む群から選択される少なくとも１種類の清澄剤を０〜２モル％の量でバッチ配合しても差し支えない。
【００５０】
様々な実施の形態によれば、イオン交換済みガラスを含むガラス積層構造体は、低質量、高い光学的透明度、高い耐衝撃性、および改善された音減衰を含む、一連の所望の性質を有する。１つの実施の形態において、化学強化ガラス板は、少なくとも３００ＭＰａ、例えば、少なくとも４００、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）の層の深さ、および／または４０ＭＰａ超（例えば、４０、４５、または５０ＭＰａ超）であるが、１００ＭＰａ未満（例えば、１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、または５５ＭＰａ未満）の中央張力を有し得る。化学強化ガラス板の弾性率は、約６０ＧＰａから８５ＧＰａ（例えば、６０、６５、７０、７５、８０または８５ＧＰａ）に及び得る。ガラス板および高分子中間層の弾性率は、結果として得られたガラス積層板の機械的性質（例えば、撓みおよび強度）および音響性能（例えば、伝送損失）の両方に影響し得る。
【００５１】
例示のガラス板形成方法としては、ダウンドロー法の各例であるフュージョンドロー法およびスロットドロー法、並びにフロート法が挙げられる。これらの方法を使用して、化学強化および非化学強化ガラス板の両方を形成することができる。フュージョンドロー法では、溶融ガラス原材料を受け入れるための通路を有する板引き槽(drawing tank)を使用する。この通路は、通路の両側に、通路の長手方向に沿った上部に開いた堰を有する。この通路が溶融材料で満たされると、溶融ガラスが堰から溢れ流れる。溶融ガラスは、重力のために、板引き槽の外面を流れ落ちる。これらの外面は、板引き槽の下縁で接合するように、下方かつ内方に延在している。２つの流れるガラス表面がこの縁で合わさって、融合し、１枚の流れる板を形成する。このフュージョンドロー法は、通路を超えて流れる２つのガラスフイルムが互いに融合するので、結果として得られるガラス板のいずれの外面も装置のどの部分とも接触しないという利点を示す。それゆえ、フュージョンドローされたガラス板の表面特性は、そのような接触により影響を受けない。
【００５２】
スロットドロー法は、フュージョンドロー法とは異なる。ここでは、溶融原材料ガラスが板引き槽に提供される。この板引き槽の下部には開放スロットがあり、このスロットの長さに亘りノズルが延在している。溶融ガラスは、このスロット／ノズルを通って流れ、連続板として下方に、焼き鈍し領域へと板引きされる。このスロットドロー法は、２枚の板が互いに融合されるのではなく、１枚の板だけがスロットを通して板引きされるので、フュージョンドロー法よりも薄い板を提供できる。
【００５３】
ダウンドロー法は、比較的無垢な表面を有する均一な厚さを持つガラス板が製造される。ガラス表面の強度は、表面傷の量とサイズにより制御されるので、接触が最小の無垢な表面はより高い初期強度を有する。次いで、この高強度ガラスが化学強化されると、結果として得られた強度は、ラップ仕上げされ研磨された表面の強度よりも高くあり得る。ダウンドローされたガラスは、約２ｍｍ未満の厚さまで板引きされることがある。その上、ダウンドローされたガラスは、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。
【００５４】
フロートガラス法において、滑らかな表面および均一な厚さにより特徴付けられることもあるガラス板は、溶融金属、典型的にスズの床上に溶融ガラスを浮かせることによって製造される。例示のプロセスにおいて、溶融スズ床の表面に供給される溶融ガラスは、浮遊するリボンを形成する。このガラスリボンがスズ浴に沿って流れるときに、その温度は、固体のガラス板がスズからローラに持ち上げられるようになるまで、徐々に低下する。一旦浴から離れたら、そのガラス板は、さらに冷却し、焼き鈍して、内部応力を減少させることができる。
【００５５】
ガラス板を使用して、例示のガラス積層構造体（例えば、図１および３〜５を参照）を形成することができる。ここに定義されるように、１つの非限定的ハイブリッド型ガラス積層構造体は、外部に面する化学強化ガラス板、内部に面する非化学強化ガラス板、およびそれらのガラス板の間に形成された高分子中間層を備える。別の非限定的例ハイブリッド型ガラス積層構造体は、外部に面する非化学強化ガラス板、内部に面する化学強化ガラス板、およびそれらのガラス板の間に形成された高分子中間層を備える。もちろん、本開示の別の実施の形態は、中間にある高分子中間層と共に、外部に面する化学強化ガラス板と内部に面する化学強化ガラス板とを備えた非ハイブリッド型ガラス積層構造体を含み得る。さらなる実施の形態は、外部に面するおよび／または内部に面する、高ＵＶ透過率ガラスまたは高ＵＶ透過率化学強化ガラスを含み得る。本開示のさらに別の実施の形態は、中間にある高分子中間層と共に、外部に面する非化学強化ガラス板と内部に面する非化学強化ガラス板とを備えたガラス積層構造体を含み得る。これらの構造体のいずれの高分子中間層も、単体高分子板、多層高分子板、または複合高分子板からなっても差し支えない。この高分子中間層は、例えば、変色を減少させる添加剤を有する可塑化ポリ（ビニルブチラール）板であって差し支えない。
【００５６】
ガラス積層板は、建築および自動車の開口における光学的に透明なバリア、例えば、自動車用板ガラスを提供するために適合できる。ガラス積層板は、様々なプロセスを使用して形成できる。組立ては、例示の実施の形態において、第１のガラス板を配置し、ＰＶＢ板などの高分子中間層を上に載せ、第２のガラス板を配置し、次いで、ガラス板の縁で過剰のＰＶＢを切り落とす各工程を含む。これらのガラス板のいずれか一方または両方は、高ＵＶ透過率ガラスであって差し支えない。貼合せ工程は、界面から空気のほとんどを追い出し、ＰＶＢをガラス板に部分的に結合させる各工程を含み得る。典型的に高温および高圧で行われる仕上げ工程により、各ガラス板の高分子中間層への接合が完了する。前述の実施の形態において、第１の板は、化学強化ガラス板、高ＵＶ透過率ガラス板、または高ＵＶ透過率化学強化ガラス板であって差し支えなく、第２の板は、非化学強化ガラス板であって差し支えなく、その逆も同様であり得る。
【００５７】
ＰＶＢなどの熱可塑性材料は、予め形成した高分子中間層として施してもよい。この熱可塑性層は、特定の実施の形態において、少なくとも０．１２５ｍｍ（例えば、０．１２５、０．２５、０．３８、０．５、０．７、０．７６、０．８１、１、１．１４、１．１９または１．２ｍｍ）の厚さを有し得る。この熱可塑性層は、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）の厚さを有し得る。もちろん、ここに添付した特許請求の範囲は、熱可塑性層の厚さは、１．６ｍｍ超（例えば、１．６ｍｍから３．０ｍｍ、２．０ｍｍから２．５４ｍｍなど）であり得るので、そのように限定されるべきではない。この熱可塑性層は、ガラスの２つの対向する主面のほとんど、または好ましくは実質的に全てを被覆し得る。この層は、ガラスの縁面も被覆してもよい。熱可塑性層と接触したガラス板は、熱可塑性材料のそれぞれのガラス板への結合を促進するために、例えば、軟化点よりも少なくとも５℃または１０℃高いなどの、熱可塑性材料の軟化点よりも高く加熱してよい。加熱は、加圧下で熱可塑性層と接触したガラスに行うことができる。例示のガラス積層構造体に、１つ以上の高分子中間層を組み込んでもよい。複数の中間層は、衝突性能、接着促進、音響制御、ＵＶ透過率制御、色付け、着色制御および／またはＩＲ透過率制御を含む、補完的または特異的機能性を提供するであろう。
【００５８】
前記高分子中間層の弾性率は、約２５℃で、約１ＭＰａから３２０ＭＰａ（例えば、約１、２、５、１０、１５、２０、２５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００または３２０ＭＰａ）に及び得る。１Ｈｚの負荷速度では、標準的なＰＶＢ中間層の弾性率は約１５ＭＰａであり得、音響グレードのＰＶＢ中間層の弾性率は約２ＭＰａであり得る。
【００５９】
積層プロセス中に、中間層は、典型的に、その中間層を軟化させるのに効果的な温度に加熱され、それにより、前記ガラス板のそれぞれの表面への当該中間層の適合した貼合せが促進され得る。ＰＶＢについて、積層温度は約１４０℃であり得る。中間層材料内の移動性高分子鎖がガラス表面と結合し、これが接着を促進する。高温もまた、ガラスと高分子との界面からの残留空気および／または水分の拡散を加速させる。圧力の印加は、中間層材料の流れを促進させ、かつそうでなければ界面に捕捉される水および空気の総蒸気圧により誘発され得る気泡の形成を抑制する。気泡の形成を抑制するために、熱と圧力は、オートクレーブ内で前記アセンブリに同時に印加する。
【００６０】
高分子中間層を有するガラス積層構造体は、環境条件、例えば、ＵＶ曝露などのために、変色し得ることが判明した。高ＵＶ透過率ガラス層または板、例えば、「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓまたは他の高ＵＶ透過率ガラスなどの化学強化ガラス板を有する積層構造体において、ＰＶＢなどの例示の高分子中間層は、ＵＶ光源への長期間の曝露後に変色または黄色し得る。低ＵＶ透過率ガラス層または板（例えば、鉄含有量の多い標準的なソーダ石灰ガラスなど）およびＰＶＢ中間層を有する積層構造体も、変色するが、下記の表１に示されるように、より遅い速度で変色する。この表において、変色または黄変指数の変化（ΔＹ１）を、ガラス積層構造体の変色または黄変の尺度として使用した。
【００６１】
【表１】
2017501953.tif 000004
【００６２】
さらなる実験により、例示のガラス板（例えば、１つの実施の形態において、「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ、「Ｓｔａｒｐｈｉｒｅ」Ｇｌａｓｓ）のＵＶ透過率（すなわち、より大きい光学的透明度）は、図２に示されるように、標準的なソーダ石灰ガラスのものよりもずっと高くあり得ることが確認された。図２は、標準的なソーダ石灰ガラス２のＵＶ透過率を、高ＵＶ透過率化学強化ガラスの実施の形態（例えば、「Ｇｏｒｉｌｌ」Ｇｌａｓｓ）４と比べたグラフである。参照の簡略化のために、太陽のスペクトル６のＵＶ透過率が与えられている。図示されるように、化学強化ガラスに関連するより高いＵＶ透過率４により、より多くのＵＶ線がＰＶＢ中間層に到達することができ、それにより、標準的なソーダ石灰ガラス２を有する、それほど光学的に透明ではない積層構造体において生じるであろうよも、より速い速度で黄変する。そのような問題は、高ＵＶ透過率を有するガラス組成物に生じると予測でき、それゆえ、他のそのような高ＵＶ透過率ガラス材料（例えば、「Ｓｔａｒｐｈｉｒｅ」Ｇｌａｓｓなどの低鉄ソーダ石灰ガラス）が同様の変色課題を示し得る。
【００６３】
例示の積層構造体の耐候性試験をいくつか行った。１つの実験において、化学強化ガラスを有する積層構造体は、耐候性試験装置内での２０００時間の曝露後にある程度の変色または黄変を示し、同じＰＶＢ中間層を有するが、ソーダ石灰ガラスを有する積層構造体は、同じ量の曝露後に、まだ黄変したが、より遅く速度であった。これらの積層構造体を分解すると、ガラス板は変色せず、逆に高分子中間層が黄変することが示された。そのような変色は、顧客が指定した色とは異なる色を有する製品を提供し得、時には、多数の積層構造体が互いに隣接しており、風雨に曝された構造体を交換しなければならない場合、新たな積層構造体は、隣接した、風雨に曝された積層構造体と比較して一致しない色を有することになる。
【００６４】
本開示のいくつかの実施の形態において、例示の高分子中間層に添加剤を与えることにより、この変色を低減させるおよび／またはなくすことができることが判明した。１つの実施の形態において、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤を高分子中間層に使用することができる。フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）の分子構造が下記に与えられている。
【００６５】
【化１】
2017501953.tif 000005
【００６６】
それゆえ、本開示の例示の実施の形態は、ＵＶ曝露による中間層材料の変色を低減させるまたはなくすために、高分子中間層中に添加剤のフェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）を含ませることができる。いくつかの実施の形態において、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）は、以下に限られないが、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノールなどの、１種類以上の適切な安定剤と組み合わせて使用することができる。
【００６７】
別の実施の形態において、フェノール，２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１，１−ジメチルエチル）−４−メチル添加剤を高分子中間層に使用することができる。フェノール，２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１，１−ジメチルエチル）−４−メチルの分子構造が下記に与えられている。
【００６８】
【化２】
2017501953.tif 000006
【００６９】
本開示の他の実施の形態は、高分子中間層中に添加剤のフェノール，２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１，１−ジメチルエチル）−４−メチルを含ませることができる。本開示の追加の実施の形態は、添加剤の２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ジｔｅｒｔペンチルフェノールまたは類似の添加剤を含んで差し支えない。他の実施の形態において、上述した添加剤のいずれも、以下に限られないが、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノールなどの、１種類以上の適切な安定剤と組み合わせて使用することができる。
【００７０】
さらなる実施の形態において、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールの部類のＵＶ吸収剤を高分子中間層に使用することができる。非限定的例として、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤を高分子中間層に使用することができる。２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノールの分子構造が下記に与えられている。
【００７１】
【化３】
2017501953.tif 000007
【００７２】
さらに別の非限定的例として、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤を高分子中間層に使用することができる。２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノールの分子構造が下記に与えられている。
【００７３】
【化４】
2017501953.tif 000008
【００７４】
もちろん、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールの部類のこれらのＵＶ吸収剤は、単なる例示であり、ここに添付された特許請求の範囲を限定するべきではない。他の実施の形態において、上述した添加剤のいずれも、以下に限られないが、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノールなどの、１種類以上の適切な安定剤と組み合わせて使用することができる。追加の非限定的実施の形態において、例示の添加剤として、塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾールが挙げられる。
【００７５】
図６は、本開示の他の実施の形態の黄色度対曝露をプロットしたグラフである。図６を参照すると、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤（例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３２８）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤（例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ９００）、および２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤（例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ９２８）が、３０００時間までのかなりの曝露で、塩素置換基を持つベンゾトリアゾール、トリアジン、ベンゾフェノンなど（Ｔｉｎｕｖｉｎ  ３２６、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ４６０、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ４７７）を含む他の安定剤と比べた場合、同様のいくぶん低い黄変を与える。
【００７６】
化学強化ガラス基板、例えば、「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓに言及してきたが、ここに添付した特許請求の範囲は、例示の実施の形態が高透過率値（厚さ、組成などの関数として）を有するいずれのタイプのガラスも含み得るので、そのように限定されないべきであることを留意すべきである。例えば、図７は、本開示のいくつかの実施の形態の透過率値を比較したグラフである。図７に観察されるように、０．７ｍｍ厚の「Ｇｏｒｉｌｌａ」ガラス並びに１．２ｍｍ、１．６ｍｍおよび２．３ｍｍ厚のソーダ石灰ガラスの各々の透過率値は、透過スペクトルの関数として増加する。
【００７７】
それゆえ、ここに記載されたガラス積層構造体は、音響ノイズの減衰、紫外線および／または赤外線透過の低減、変色の防止、および／または窓開口の美的魅力の向上を含む、有益な効果を提供することができる。開示されたガラス積層構造体に使用される個々のガラス板（並びに形成された積層構造体）は、組成、密度、厚さ、表面計測学を含む１つ以上の特質、並びに光学的性質、音減衰特性、および耐衝撃性などの機械的性質を含む様々な性質によって特徴付けることができる。ハイブリッド型であるかまたはそうではない、開示されたガラス積層構造体の様々な態様がここに記載されている。
【００７８】
例示のガラス積層構造体は、例えば、窓または板ガラスとしての使用に適合させることができ、どのような適切なサイズおよび寸法に構成することもできる。実施の形態において、ガラス積層構造体の長さと幅は、１０ｃｍから１ｍ以上（例えば、０．１、０．２、０．５、１、２、または５ｍ）まで独立して様々である。ガラス積層構造体は、自由に、０．１ｍ2超、例えば、０．１、０．２、０．５、１、２、５、１０、または２５ｍ2超の面積を有し得る。
【００７９】
このガラス積層構造体は、特定の用途のために、実質的に平らであっても、成形されていても差し支えない。例えば、ガラス積層構造体は、フロントガラスまたは他の窓として使用するための曲げ部品または成形部品として形成することができる。形成ガラス積層構造体の構造は、単純であっても、複雑であってもよい。特定の実施の形態において、成形ガラス積層構造体は、ガラス板が、独立した二方向で別個の曲率半径を有する複雑な曲率を有してもよい。それゆえ、そのような成形ガラス板は、ガラスが、所定の寸法に対して平行な軸に沿って曲げられ、かつ同じ寸法に対して垂直な軸に沿っても曲げられている「交差曲率(cross curvature)」を有するものとして特徴付けてもよい。例えば、自動車のサンルーフは、一般に、約０．５ｍ×１．０ｍであり、短軸に沿った２から２．５ｍの曲率半径、および主軸に沿った４から５ｍの曲率半径を有する。
【００８０】
特定の実施の形態による成形されたガラス積層構造体は、曲げ係数により定義することができ、ここで、所定の部品の曲げ係数は、所定の軸の長さで割ったその軸に沿った曲率半径と等しい。それゆえ、０．５ｍおよび１．０ｍのそれぞれの軸に沿った２ｍおよび４ｍの曲率半径を有する例示の自動車サンルーフについて、各軸に沿った曲げ係数は４である。成形されたガラス積層板は、２から８（例えば、２、３、４、５、６、７、または８）に及ぶ曲げ係数を有し得る。
【００８１】
例示の成形ガラス積層構造体２００が図３に示されている。成形積層構造体２００は、積層板の凸面に形成された外側高ＵＶ透過率（例えば、化学強化）ガラス板１１０を備え、一方で、内側（非化学強化）ガラス板１２０はこの積層体の凹面に形成されている。しかしながら、図示していない実施の形態の凸面は、非化学強化ガラス板から構成でき、一方で、反対の凹面は、化学強化ガラス板から構成できる。もちろん、凸面および凹面の両方とも、化学強化ガラス板または非化学強化ガラス板から構成しても差し支えない。
【００８２】
図４は、本開示のさらに別の実施の形態の断面図である。図５は、本開示の追加の実施の形態の斜視図である。図４および５について、先の段落に記載したように、例示の積層構造体１０は、化学強化ガラス、例えば、「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓの内側層１６を備えることができる。この内側層１６は、熱処理、イオン交換および／または徐冷されても差し支えない。外側層１２は、低鉄ソーダ石灰ガラス、徐冷ガラスなどの高ＵＶ透過率ガラス板（例えば、非化学強化ガラス板）であって差し支えない。積層構造体１０は、外側ガラス層と内側ガラス層との中間に高分子中間層１４も備え得る。もちろん、追加の実施の形態において、内側層１６は非化学強化ガラスから構成することができ、外側層１２は化学強化ガラスから構成することができる。さらなる実施の形態において、外側層１２および内側層１６の両方とも、化学強化ガラスから構成することができ、または外側層１２および内側層１６の両方とも、非化学強化ガラスから構成することができる。ガラスの内側層１６は、１．０ｍｍ以下の厚さを有し得、６０マイクロメートル超のＤＯＬで、約２５０ＭＰａから約３５０ＭＰａの残留表面ＣＳレベルを有し得る。別の実施の形態において、内側層１６のＣＳレベルは約３００ＭＰａであり得る。１つの実施の形態において、中間層１４は、約０．８ｍｍの厚さを有し得る。例示の中間層１４は、以下に限られないが、ポリビニルブチラールまたはここに記載された他の適切な高分子材料を含み得る。好ましい実施の形態において、ガラス積層構造体がＵＶ環境に曝露されたときに、変色を防ぐまたはなくすために、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤を高分子中間層１４に使用することができる。他の実施の形態において、このフェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）は、以下に限られないが、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノールなどの、１種類以上の適切な安定剤と組み合わせて使用することができる。追加の実施の形態において、外側および／または内側層１２、１６の表面のいずれも、外部衝撃事象に対する耐久性を改善するために、酸エッチングすることができる。例えば、１つの実施の形態において、外側層１２の第１の表面１３を酸エッチングすることができる、および／または内側層の別の表面１７を酸エッチングすることができる。別の実施の形態において、外側層の第１の表面１５を酸エッチングすることができる、および／または内側層の別の表面１９を酸エッチングすることができる。このように、そのような実施の形態は、光学的透明度の高い従来の積層構造体よりも実質的に軽く、規制上の衝突要件に適合する積層構造物を提供できる。外側および／または内側層１２、１６の例示の厚さは、０．５ｍｍから１．５ｍｍから２．０ｍｍから３．００ｍｍまたはそれより厚い厚さに及び得る。
【００８３】
本開示のいくつかの実施の形態において、非化学強化外側ガラス板、化学強化内側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を有するガラス積層構造体が提供される。この高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤を含み得る。他の実施の形態において、内側ガラス板は、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍに及ぶ厚さを有し得、外側ガラス板は、約１．５ｍｍから約３．０ｍｍに及ぶ厚さを有し得る。内側ガラス板は、アルカリ土類酸化物の含有量が少なくとも約５質量％であるように、１種類以上のアルカリ土類酸化物を含み得る。他の実施の形態において、内側ガラス板は、少なくとも約６質量％の酸化アルミニウムを含み得る。いくつかの実施の形態において、内側ガラス板は、約０．５ｍｍから約０．７ｍｍの厚さを有し得る。例示の高分子中間層は、単体高分子板、多層高分子板、または複合高分子板からなっても差し支えない。その高分子中間層の例示の材料は、以下に限られないが、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、イオノマー、ＰＥＴ、熱可塑性材料、およびそれらの組合せであり得る。高分子中間層は、約０．４から約１．２ｍｍから約２．５ｍｍから約３．０ｍｍの厚さを有し得る。いくつかの実施の形態において、外側ガラス板は、ソーダ石灰ガラスおよび徐冷ガラスからなる群より選択される材料から構成することができる。他の実施の形態において、外側ガラス板は、約２．１ｍｍの厚さを有し得る。追加の実施の形態において、ガラス積層板は、１ｍ2超の面積を有し得、例えば、自動車のフロントガラス、サンルーフ、または他の自動車の窓（サイドウィンドウ、リアウィンドウなど）であり得る。いくつかの実施の形態において、内側ガラス板は、約２５０ＭＰａと約９００ＭＰａの間の表面圧縮応力を有し得る。他の実施の形態において、内側ガラス板は、約２５０ＭＰａと約３５０ＭＰａの間の表面圧縮応力および約２０μｍ超の圧縮応力のＤＯＬを有し得る。さらなる実施の形態において、中間層に隣接する外側ガラス板の表面は、酸エッチングすることができる、および／または中間層と反対の内側ガラス板は、酸エッチングすることができる。
【００８４】
本開示の他の実施の形態において、非化学強化内側ガラス板、化学強化外側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を有するガラス積層構造体が提供される。この高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤を含み得る。他の実施の形態において、外側ガラス板は、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍに及ぶ厚さを有し得、内側ガラス板は、約１．５ｍｍから約３．０ｍｍに及ぶ厚さを有し得る。いくつかの実施の形態において、外側ガラス板は、アルカリ土類酸化物の含有量が少なくとも約５質量％であるように、１種類以上のアルカリ土類酸化物を含み得る。追加の実施の形態において、外側ガラス板は、少なくとも約６質量％の酸化アルミニウムを含み得る。さらなる実施の形態において、外側ガラス板は、約０．５ｍｍから約０．７ｍｍの厚さを有し得る。例示の高分子中間層は、単体高分子板、多層高分子板、または複合高分子板からなっても差し支えない。その高分子中間層の例示の材料は、以下に限られないが、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ＰＥＴ、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せであり得る。いくつかの実施の形態において、高分子中間層は、約０．４から約１．２ｍｍから約２．５ｍｍから約３．０ｍｍの厚さを有し得る。内側ガラス板の例示の材料は、以下に限られないが、ソーダ石灰ガラスおよび徐冷ガラスなどの材料を含み得る。いくつかの実施の形態において、内側ガラス板は、約２．１ｍｍの厚さを有し得る。他の実施の形態において、ガラス積層板は、１ｍ2超の面積を有し得、自動車のフロントガラス、サンルーフ、または他の自動車の窓（サイドウィンドウ、リアウィンドウなど）であり得る。追加の実施の形態において、外側ガラス板は、約２５０ＭＰａと約９００ＭＰａの間の表面圧縮応力を有し得、外側ガラス板は、約２５０ＭＰａと約３５０ＭＰａの間の表面圧縮応力および約２０μｍ超の圧縮応力のＤＯＬを有し得る。さらなる実施の形態において、中間層に隣接する内側ガラス板の表面は、酸エッチングすることができ、中間層と反対の外側ガラス板は、酸エッチングすることができる。
【００８５】
本開示のさらなる実施の形態において、内側ガラス板、外側ガラス板、および外側ガラス板と内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層を有するガラス積層構造体が提供される。この高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤を含み得る。いくつかの実施の形態において、内側ガラス板は化学強化ガラスから形成することができ、外側ガラス板は非化学強化ガラスから形成することができる。他の実施の形態において、外側ガラス板は化学強化ガラスから形成することができ、内側ガラス板は非化学強化ガラスから形成することができる。さらなる実施の形態において、内側ガラス板および外側ガラス板の両方とも、化学強化ガラスから形成することができる。さらに追加の実施の形態において、内側ガラス板および外側ガラス板の両方とも、非化学強化ガラスから形成することができる。例示の高分子中間層は、単体高分子板、多層高分子板、または複合高分子板からなっても差し支えない。高分子中間層の例示の材料は、以下に限られないが、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ＰＥＴ、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せであり得る。いくつかの実施の形態において、高分子中間層は、約０．４から約１．２ｍｍから約２．５ｍｍから約３．０ｍｍの厚さを有し得る。他の実施の形態において、ガラス積層板は、１ｍ2超の面積を有し得、自動車のフロントガラス、サンルーフ、または他の自動車の窓（サイドウィンドウ、リアウィンドウなど）であり得る。追加の実施の形態において、内側ガラス板および外側ガラス板の１つ以上の表面は、酸エッチングすることもできる。
【００８６】
このように、本開示の実施の形態は、光学的要件および安全性の要件を維持しつつ、より薄いガラス材料を使用することにより、自動車用板ガラスの質量を減少させる手段を提供するであろう。従来の合わせガラスタイプのフロントガラスは、車両の全板ガラスの質量の６２％を占めることがある；しかしながら、例えば、２．１ｍｍ厚の非化学強化外層と共に０．７ｍｍ厚の化学強化内層を使用することにより、フロントガラスの質量は３３％減少させることができる。さらに、０．７ｍｍ厚の化学強化内層と共に、１．６ｍｍ厚の非化学強化外層を使用すると、全体で４５％の質量節約となることが見出された。このように、本開示の実施の形態による例示の積層構造体を使用すると、合わせガラスタイプのフロントガラスが、許容される頭部傷害基準（ＨＩＣ）値をもたらす、内部および外部物体の貫通に対する抵抗および適切なたわみを含む全ての規制上の安全性要件に合格できるであろう。その上、徐冷ガラスからなる例示の外側層は、外部物体の衝突により生じる許容される破損パターンを提供し、その衝突の結果として破片または亀裂が生じたときに、フロントガラスを通して引き続き操作可能な可視性を可能にするであろう。非対称フロントガラスの内面として化学強化ガラスを使用すると、従来の徐冷ガラスタイプのフロントガラスとの乗員の衝突により生じる裂傷の可能性と比べて減少した裂傷の可能性の追加の利点が与えられることも研究により示された。外部環境に曝される、自動車または他の装置または構造体に利用される本開示の実施の形態において、例示の積層構造体は、高分子中間層を変色させずに、高ＵＶ透過率ガラス組成物を使用することができる。
【００８７】
ガラス積層板を曲げるおよび／または成形する方法は、重力曲げ、プレス曲げ、およびその複合方法を含むことができる。自動車のフロントガラスなどの湾曲形状に薄い平らなガラス板を重力曲げする従来の方法において、曲げ設備の剛性であり予成形された周囲支持表面上に、低温の予め切断された１枚または多数枚のガラス板を配置する。曲げ設備は、金属または耐火材料を使用して製造できる。例示の方法において、連接型曲げ設備を使用してよい。曲げの前に、ガラスは、典型的に、いくつかの接点でのみ支持される。ガラスを、通常は、徐冷窯内の高温への曝露により加熱し、これにより、ガラスが軟化して、重力により、ガラスが周囲支持表面に一致するように垂れ下がるまたは落ち込むことができる。次いで、一般に、実質的に全支持表面がガラスの周囲と接触する。
【００８８】
関連技法は、１枚の平らなガラス板が、ガラスの軟化点に実質的に相当する温度に加熱されるプレス曲げである。次いで、加熱された板は、相補的な成形表面を有する雄と雌の型部材の間で所望の曲率にプレスまたは成形される。型部材の成形表面は、ガラス板とぴったり合うために真空または空気ジェットを備えることがある。実施の形態において、成形表面は、対応するガラス表面全体と実質的に接触するように構成されることがある。あるいは、対向する成形表面の一方または両方は、個別の区域に亘りまたは個別の接触点でそれぞれのガラス表面と接触してもよい。例えば、雌型の表面は、リング状表面であってよい。実施の形態において、重力曲げ技法とプレス曲げ技法の組合せを使用しても差し支えない。
【００８９】
ガラス積層板の全厚は約２ｍｍから７ｍｍから約１０ｍｍから約２０ｍｍに及んで差し支えなく、ここで、外側および／または内側の化学強化ガラス板は１ｍｍ以下（例えば、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９または１ｍｍなどの、例えば、０．３から１ｍｍ）の厚さを有し得る。さらに、内側および／または外側の非化学強化ガラス板は、１２ｍｍから２．５ｍｍ以下（例えば、１、１．５、２または２．５ｍｍなどの、例えば、１から２．５ｍｍ）の厚さを有し得るか、または２．５ｍｍ以上の厚さを有することもある。実施の形態において、このガラス積層板におけるガラス板の全厚は、３．５ｍｍ未満（例えば、３．５、３、２．５または２．３ｍｍ未満）である。
【００９０】
ここに開示されたガラス積層構造体は、優れた耐久性、耐衝撃性、靭性、光学的透明度、および耐引掻性も有し得る。当業者により認識されるように、ガラス板または積層板の強度および機械的衝撃性能は、表面欠陥と内部欠陥の両方を含むガラス中の欠陥により制限される。ガラス積層板に衝撃が与えられたとき、衝撃点が圧縮状態になり、一方で、衝撃点の周りのリングまたは「輪(hoop)」、並びに衝撃を受けた板の反対面は引張状態になる。一般に、破損の起点は、最高の張力の点またはその近くの、通常はガラス表面にある傷である。これは反対側の面にも生じることがあるが、リング内で生じ得る。ガラス中の傷が、衝撃事象中に張力状態になると、傷はおそらく伝搬し、ガラスは一般に壊れる。それゆえ、圧縮応力の大きい大きさおよび深さ（層の深さ）が、化学強化ガラスを有する実施の形態において、好ましいことがあり得る。
【００９１】
いくつかのハイブリッド型ガラス積層板に使用される化学強化ガラス板の表面の一方または両方は、化学強化のために、圧縮下にある。ガラスの表面近くの領域に圧縮応力が含まれると、亀裂の伝搬およびガラス板の破損が妨げられる。傷が伝搬し、破損が生じるために、衝撃からの引張応力は、傷の先端で表面の圧縮応力を超えなければならない。いくつかの実施の形態において、化学強化ガラス板の高い圧縮応力および大きい層の深さにより、非化学強化ガラス板の場合におけるよりも薄いガラスを使用することができる。
【００９２】
ハイブリッド型ガラス積層板の場合、その積層構造体は、機械的衝撃に反応して壊れずに、より厚い単体の非化学強化ガラスまたはより厚い非化学強化ガラス積層板よりもさらに大きく歪むことができる。この追加の歪みにより、より多くのエネルギーを積層板の中間層に伝達することが可能になり、これにより、ガラスの反対側に到達するエネルギーを減少させることができる。その結果、ここに開示されたハイブリッド型ガラス積層板は、同程度の厚さの単体の非化学強化ガラスまたは非化学強化ガラス積層板よりも高い衝撃エネルギーに耐えることができる。
【００９３】
その機械的性質に加え、当業者により認識されるように、音波を減衰させるために、積層構造体を使用することができる。ここに開示されたハイブリッド型ガラス積層板は、多くの板ガラス用途に要求される機械的性質も有するより薄（くより軽）い構造を使用しながら、音響伝達を劇的に減少させることができる。
【００９４】
積層板および板ガラスの音響性能は、一般に、板ガラス構造体の曲げ振動により影響を受ける。理論により束縛することを意図しないが、ヒトの音響応答は、一般に、５００Ｈｚと５０００Ｈｚの間でピークに達し、これは、空気中で約０．１〜１ｍの波長に、ガラス中で約１〜１０ｍの波長に相当する。０．０１ｍ（＜１０ｍｍ）未満の厚さの板ガラス構造体について、伝達は、主に、振動および音波の、板ガラスの曲げ振動との結合により生じる。合わせガラスタイプの板ガラス構造体は、板ガラスの曲げモードからのエネルギーを高分子中間層内の剪断歪みに変換するように設計することができる。より薄いガラス板を使用したガラス積層板において、より薄いガラスのより大きいコンプライアンスにより、より大きい振動振幅が可能になり、これは転じて、中間層により大きい剪断歪みを与え得る。最も粘弾性である高分子中間層の材料の低い剪断抵抗は、この中間層が、分子鎖の滑りおよび緩和の影響下で熱に転換される高い剪断歪みにより減衰を促進することを意味する。
【００９５】
ガラス積層板の厚さに加え、積層板を構成するガラス板の性質も、音波減衰特性に影響するであろう。例えば、化学強化ガラス板と非化学強化ガラス板との間におけるように、ガラスと高分子中間層との界面には、高分子層中のより高い剪断歪みに寄与する、小さいが重要な差があるであろう。また、アルミノケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスは、それらの明白な組成の違いに加え、異なる音響応答を生じるであろう、弾性率、ポアソン比、密度などを含む異なる物理的性質および機械的性質を有する。
【００９６】
この記載は多くの詳細を含むであろうが、これらは、その範囲への限定と解釈すべきではなく、むしろ特定の実施の形態に特異的であろう特徴の記載と解釈すべきである。別々の実施の形態の文脈においてこれまで記載された特定の特徴は、ただ１つの実施の形態において組合せで実施してもよい。逆に、ただ１つの実施の形態の文脈で記載された様々な特徴を、多数の実施の形態で別々に、またはどの適切な下位の組合せで実施してもよい。さらに、特徴は、特定の組合せにおいて機能するものと記載されることがあり、さらにそのように最初に請求項に記載されているかもしれないが、請求項に記載された組合せからの１つ以上の特徴は、ある場合には、その組合せから削除されてもよく、その請求項に記載された組合せは、下位の組合せまたは下位の組合せの変種に関してもよい。
【００９７】
同様に、操作が、特定の順序で図面または図に示されているが、これは、そのような操作が、図示された特定の順序で、または連続した順序で行われること、もしくは所望の結果を達成するために、図示された順序の全てが行われることを必要とするものと理解すべきではない。特定の状況において、平行作業および並列処理が都合よいであろう。
【００９８】
範囲が、「約」１つの特定値から、および／または「約」別の特定の値までとここに表現されることがある。そのような範囲が表現される場合、例は、その１つの特定値から、および／またはその別の特定の値までを含む。同様に、値が、「約」という先行詞を使用して近似として表現される場合、その特定の値は別の態様を構成することが理解されよう。範囲の各々の端点は、他の端点に関係してと、他の端点とは関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。
【００９９】
この中の記述は、特定の様式で機能するように「構成されている」または「適合されている」本開示の構成要素を指すことも留意すべきである。この点に関して、そのような構成要素は、特定の性質を具体化する、または特定の様式で機能するように「構成されている」または「適合されている」。ここで、そのような記述は、意図する用途の記述とは対照的に、構造的な記述である。より詳しくは、構成要素が、そのように「構成されている」または「適合されている」様式に対するこの中の記述は、その構成要素の既存の物理的条件を示し、そのため、その構成要素の構造的特徴の明確な記述として解釈すべきである。
【０１００】
図面に示された様々な構成および実施の形態により示されるように、様々な非黄変ガラス積層構造体を記載してきた。
【０１０１】
本開示の好ましい実施の形態を記載してきたが、記載された実施の形態は、説明目的のためだけであり、本発明の範囲は、その精読から当業者に自然に想起される同等物、多くの変更および改変の全範囲が認められる場合、付随の特許請求の範囲だけによって定義されるべきであることを理解すべきである。
【０１０２】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１０３】
実施形態１
ガラス積層構造体において、
非化学強化外側ガラス板、
高ＵＶ透過率内側ガラス板、および
前記外側ガラス板と前記内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層、
を備え、
前記高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含む、ガラス積層構造体。
【０１０４】
実施形態２
前記内側ガラス板が、化学強化ガラス板であり、約０．３ｍｍから約１．５ｍｍに及ぶ厚さを有し、
前記外側ガラス板が、約１．０ｍｍから約１２．０ｍｍの及ぶ厚さを有する、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１０５】
実施形態３
前記内側ガラス板が約０．３ｍｍから約０．７ｍｍの厚さを有する、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１０６】
実施形態４
前記高分子中間層が、単体高分子板、多層高分子板、または複合高分子板からなる、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１０７】
実施形態５
前記高分子中間層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、ＰＥＴ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料から構成されている、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１０８】
実施形態６
前記高分子中間層が、約０．４から約１．２ｍｍから約２．５ｍｍの厚さを有する、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１０９】
実施形態７
前記外側ガラス板が、ソーダ石灰ガラスおよび徐冷ガラスからなる群より選択される材料から構成されている、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１１０】
実施形態８
自動車の窓である、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１１１】
実施形態９
前記内側ガラス板が、約２５０ＭＰａおよび約９００ＭＰａの間の表面圧縮応力を有する、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１１２】
実施形態１０
前記内側ガラス板が、約２５０ＭＰａおよび約３５０ＭＰａの間の表面圧縮応力、および約２０μｍ超の圧縮応力のＤＯＬを有する、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１１３】
実施形態１１
ガラス積層構造体において、
非化学強化内側ガラス板、
高ＵＶ透過率外側ガラス板、および
前記外側ガラス板と前記内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層、
を備え、
前記高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含む、ガラス積層構造体。
【０１１４】
実施形態１２
前記外側ガラス板が、化学強化されており、約０．３ｍｍから約１．５ｍｍに及ぶ厚さを有し、
前記内側ガラス板が、約１．０ｍｍから約１２．０ｍｍの及ぶ厚さを有する、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１１５】
実施形態１３
前記外側ガラス板が約０．３ｍｍから約０．７ｍｍに及ぶ厚さを有する、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１１６】
実施形態１４
前記高分子中間層が、単体高分子板、多層高分子板、または複合からなる、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１１７】
実施形態１５
前記高分子中間層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料から構成されている、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１１８】
実施形態１６
前記高分子中間層が、約０．４から約１．２ｍｍから約２．５ｍｍの厚さを有する、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１１９】
実施形態１７
前記内側ガラス板が、ソーダ石灰ガラスおよび徐冷ガラスからなる群より選択される材料から構成されている、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１２０】
実施形態１８
自動車の窓である、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１２１】
実施形態１９
前記外側ガラス板が、約２５０ＭＰａおよび約９００ＭＰａの間の表面圧縮応力を有する、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１２２】
実施形態２０
前記外側ガラス板が、約２５０ＭＰａおよび約３５０ＭＰａの間の表面圧縮応力、および約２０μｍ超の圧縮応力のＤＯＬを有する、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１２３】
実施形態２１
ガラス積層構造体において、
内側ガラス板、
外側ガラス板、および
前記外側ガラス板と前記内側ガラス板との中間にある少なくとも１つの高分子中間層、
を備え、
前記高分子中間層は、フェノール，２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１，１−ジメチルプロピル）添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール添加剤、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１−メチル−１−フェニルエチル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール添加剤、または塩素置換基を持たないヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール添加剤を含む、ガラス積層構造体。
【０１２４】
実施形態２２
前記内側ガラス板が化学強化ガラスから形成されており、前記外側ガラス板が非化学強化ガラスから形成されている、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１２５】
実施形態２３
前記外側ガラス板が化学強化ガラスから形成されており、前記内側ガラス板が非化学強化ガラスから形成されている、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１２６】
実施形態２４
前記内側ガラス板および前記外側ガラス板の両方が、化学強化ガラスまたは非化学強化ガラスから形成されている、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１２７】
実施形態２５
前記高分子中間層が、単体高分子板、多層高分子板、または複合からなる、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１２８】
実施形態２６
前記高分子中間層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート、音響用ＰＶＢ、ＰＥＴ、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、イオノマー、熱可塑性材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料から構成されている、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１２９】
実施形態２７
前記高分子中間層が、約０．４から約１．２ｍｍの厚さを有する、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１３０】
実施形態２８
自動車の窓である、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【０１３１】
実施形態２９
前記添加剤が、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノール、およびそれらの組合せからなる群より選択される安定剤と共に使用される、実施形態１記載のガラス積層構造体。
【０１３２】
実施形態３０
前記添加剤が、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノール、およびそれらの組合せからなる群より選択される安定剤と共に使用される、実施形態１１記載のガラス積層構造体。
【０１３３】
実施形態３１
前記添加剤が、ヒンダードアミン系光安定剤、酸化防止剤、ヒンダードフェノール、およびそれらの組合せからなる群より選択される安定剤と共に使用される、実施形態２１記載のガラス積層構造体。
【符号の説明】
【０１３４】
１０、１００    積層構造体
１２    外側層
１４、１３０    高分子中間層
１６    内側層
１１０    外側ガラス板
１２０    内側ガラス板
２００    成形積層構造体
【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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【国際調査報告】
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