JP6079639B2 - 積層ガラスの製造方法、積層ガラスおよび窓ガラス - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両用および建築物の窓ガラス等に使用される積層ガラスに関する。

複数枚のガラス基板を積層することにより構成された積層ガラスは、強度が高い等の特性を有し、例えば建築物の窓ガラスなど、各種分野において広く利用されている。

しかしながら、このような積層ガラスは、その構造上、重量が大きくなってしまうという根本的な問題がある。このため、より軽量な積層ガラスが要望され、このための開発が進められている。

例えば、特許文献１には、全厚を４ｍｍ以下とした積層ガラスが開示されている。

日本特開２００３−０５５００７号公報

特許文献１にも記載されているように、積層ガラスを軽量化するには、該積層ガラスを構成する各ガラス基板を薄肉化することが最も効果的である。

しかしながら、各ガラス基板をあまりに薄肉化し過ぎると、今度は、強度の問題が無視できなくなる。例えば、自動車の窓ガラスに適用される積層ガラスを、薄いガラス基板で構成した場合、窓ガラスに小石等が衝突した際に、窓ガラスにクラックが入ったり、窓ガラスが損壊したりする危険性が高まってしまう。

そこで、このような問題に対処するため、薄肉化したガラス基板に対して、化学強化処理を行うことが考えられる。化学強化処理では、溶融塩（処理液）とガラス基板の間で、アルカリ金属イオンのイオン交換を行うことにより、ガラス基板の表面に圧縮応力残留層を形成することができる。このため、ガラス基板に対して化学強化処理を実施することにより、ガラス基板の衝突等に対する強度を高めることが可能となる。

ところで、実際に積層ガラスを使用する際には、積層ガラスの表面に、機能層および／または装飾層などを配置する必要が生じる場合がしばしばある。例えば、積層ガラスを車両用の窓ガラスに適用することを想定した場合、フロントウィンドウの周囲には、黒色セラミック層が配置される。またリアウィンドウの表面には、曇り止め用の「熱線」やアンテナ等が配置される。

このような機能層および／または装飾層（以下、本明細書において、「機能層および／または装飾層」を併せて「機能層」と称することもある。）は、通常の場合、ガラス基板の表面に、かかる層構成用の前駆体材料を形成した後、この形成層を高温で熱処理し、ガラス基板の表面に固着させることにより形成される。

しかしながら、化学強化処理されたガラス基板に対して、そのような機能層および／または装飾層を形成する工程を実施すると、熱処理過程で、ガラス基板の表面に存在する圧縮応力残留層が消失してしまうという問題が生じ得る。この場合、化学強化処理の効果がなくなり、ガラス基板の強度が低下してしまう。

このように、軽量で高い強度を有し、さらに表面に機能層および／または装飾層が形成された積層ガラスを製造することは難しいという問題がある。

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、軽量で高強度な上、表面に機能層および／または装飾層を形成することが可能な積層ガラス（即ち、合せガラス）の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、軽量で高強度な上、表面に機能層および／または装飾層が形成された積層ガラスを提供することを目的とする。

本発明では、第１および第２のガラス基板が積層されて構成される積層ガラスの製造方法であって、
（ａ）第１の表面および第２の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下であり、アルカリ金属酸化物を含有する第１のガラス基板を準備し、該第１のガラス基板の第１の表面を化学強化処理するステップであって、前記第２の表面は、化学強化処理されない、ステップと、
（ｂ）第３の表面および第４の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下の第２のガラス基板を準備し、該第２のガラス基板の前記第３の表面および／または第４の表面に、熱処理工程を経て、機能部を形成するステップであって、前記第２のガラス基板の少なくとも前記機能部が形成された領域は、化学強化処理されていない、ステップと、
（ｃ）接着層を介して、前記第１および第２のガラス基板を、前記第２の表面および前記第３の表面が内側となるようにして接合するステップと、
を有することを特徴とする積層ガラスの製造方法が提供される。

ここで、本発明による製造方法において、前記熱処理工程は、前記第２のガラス基板を、６００℃〜７５０℃の温度範囲に保持するステップを有しても良い。

また、本発明による製造方法において、前記機能部は、黒色セラミック層、アンテナ線、および曇り止め熱線からなる群から選定された少なくとも一種であっても良い。

また、本発明による製造方法は、前記（ａ）のステップの前に、
（ｄ）前記第１のガラス基板を曲面状に加工するステップを有し、
前記（ｃ）のステップの前に、
（ｅ）前記第２のガラス基板を曲面状に加工するステップを有し、
前記（ｃ）のステップ後に、曲面状の積層ガラスが得られても良い。

この場合、前記（ｅ）のステップは、前記第２のガラス基板の前記熱処理工程と同時に行われても良い。

また、本発明による製造方法において、前記（ｃ）のステップは、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の間に、熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板を介在させた状態で、実施されても良い。

この場合、前記熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板の厚さは、１ｍｍ〜８ｍｍの間であっても良い。

さらに、本発明では、第１および第２のガラス基板が積層されて構成される積層ガラスであって、
第１のガラス基板は、厚さが１．５ｍｍ以下であり、第１の表面および第２の表面を有し、前記第１の表面は、当該積層ガラスの第１の露出面側となり、
第２のガラス基板は、厚さが１．５ｍｍ以下であり、第３の表面および第４の表面を有し、前記第４の表面は、当該積層ガラスの第２の露出面側となり、
前記第１のガラス基板の前記第１の表面は、化学強化処理されており、前記第２の表面は化学強化処理されておらず、
前記第２のガラス基板の前記第３の表面および／または第４の表面には、機能部が形成されており、前記第２のガラス基板の少なくとも前記機能部が形成された領域は、化学強化処理されていないことを特徴とする積層ガラスが提供される。

ここで、本発明による積層ガラスにおいて、前記第１および第２のガラス基板の間には、接着層が存在しても良い。

また、本発明による積層ガラスにおいて、前記第１および第２のガラス基板の間には、熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板が設置されても良い。

この場合、熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板の厚さは、１ｍｍ〜８ｍｍの間であっても良い。

また、本発明による積層ガラスにおいて、前記機能部は、黒色セラミック層、アンテナ線、および曇り止め熱線からなる群から選定された少なくとも一種であっても良い。

また、本発明による積層ガラスは、曲面状であっても良い。

さらに、本発明では、車両用の窓ガラスであって、前述の特徴を有する積層ガラスを有することを特徴とする窓ガラスが提供される。

本発明では、軽量で高強度な上、表面に機能層および／または装飾層を形成することが可能な積層ガラスの製造方法を提供することができる。また、本発明では、軽量で高強度な上、表面に機能層および／または装飾層が形成された積層ガラスを提供することができる。

本発明による積層ガラスの製造方法の一例を模式的に示したフロー図である。 本発明による積層ガラスの一構成例を模式的に示した断面図である。 本発明による積層ガラスの製造方法の別の一例を模式的に示したフロー図である。 本発明による別の積層ガラスの一構成例を模式的に示した断面図である。 化学強化処理後のガラス基板の厚さ方向における残留応力の測定結果の一例を示したグラフである。 化学強化処理後のガラス基板に対して、６００℃で４分間の熱処理を実施した後の、ガラス基板の厚さ方向における残留応力の測定結果の一例を示したグラフである。 化学強化処理後のガラス基板に対して、６５０℃で４分間の熱処理を実施した後の、ガラス基板の厚さ方向における残留応力の測定結果の一例を示したグラフである。 化学強化処理後のガラス基板に対して、７００℃で４分間の熱処理を実施した後の、ガラス基板の厚さ方向における残留応力の測定結果の一例を示したグラフである。

まず最初に、本発明の特徴をより良く理解するため、従来の積層ガラスの問題について、簡単に説明する。

２枚のガラス基板を、接着層を介して積層することにより構成された積層ガラスは、一般に強度が高いという特徴を有する。しかしながら、積層ガラスは、その構造上、重量が大きくなってしまうという根本的な問題がある。例えば、従来の積層ガラスを自動車の窓ガラス（例えば、フロントウィンドウ、サイドウィンドウ、ルーフウィンドウ、およびリアウィンドウを含む。以下同じ）として適用することを考慮した場合、重量の大きな積層ガラスを支持するために、補強部材が別途必要となってしまう。自動車の分野では、環境対応上、燃費のさらなる向上およびこのための部品の軽量化対策が求められており、このような追加部材の使用は、好ましくない。

そこで、積層ガラスを軽量化するため、該積層ガラスを構成する各ガラス基板を薄肉化することが考えられる。例えば、前述の特許文献１には、第１および第２のガラス基板の厚さを、それぞれ、２ｍｍおよび１．６ｍｍ程度とすることが記載されている。

しかしながら、そのような薄いガラス基板で構成された積層ガラスは、強度が劣り、例えば、自動車の窓ガラスに適用することは難しいという問題がある。例えば、自動車の窓ガラスに、そのような薄いガラス基板で構成された積層ガラスを適用した場合、窓ガラスに小石等が衝突した際に、窓ガラスにクラックが入ったり、窓ガラスが損壊したりする危険性が高まってしまう。

なお、このような問題に対処するため、薄肉化したガラス基板に対して、化学強化処理を行うことが考えられる。「化学強化処理（以下、化学強化処理法を含め化学強化処理ということもある。）」とは、ガラス基板を、アルカリ金属塩を含有する溶融塩中に浸漬させ、ガラス基板の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属（イオン）を、溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属（イオン）と置換して強化する技術の総称を言う。「化学強化処理」では、処理されたガラス基板の表面には、元の原子よりも原子径の大きなアルカリ金属（イオン）が配置される。このため、ガラス基板の表面に圧縮応力を付与することができ、これによりガラス基板の強度（特にワレ強度）が向上する。従って、ガラス基板に対して化学強化処理を実施することにより、ガラス基板の強度を高めることが可能となる。

一方、実際に積層ガラスを使用する際には、積層ガラスの表面に、各種機能部を形成する必要が生じる場合がしばしばある。かかる機能部としては、例えば、積層ガラスを車両用の窓ガラスに適用することを想定した場合、フロントウィンドウの周囲には、黒色セラミック層やアンテナ等が形成される。またリアウィンドウの表面には、曇り止め熱線（デフォッガー）やアンテナ等が形成される。さらに、意匠性を向上するため、窓ガラスに各種装飾部を形成することも考えられる。

このような機能部は、通常の場合、ガラス基板の表面に、機能部の形成材料を塗布した後、この塗布層を高温で熱処理し（必要な場合、焼成し）、ガラス基板の表面に層として固着させることにより形成される（以下、本明細書において、このような熱処理を経て構成される機能部を総じて「熱処理層」とも称する）。

しかしながら、化学強化処理されたガラス基板に対して、そのような熱処理層を形成する工程を実施すると、以降に詳細に示すように、熱処理過程で、ガラス基板の表面に存在する圧縮応力残留層が消失してしまうという問題が生じ得る。この場合、化学強化処理の効果がなくなり、ガラス基板の強度が低下してしまう。

そこで、逆に、ガラス基板に対して、熱処理層を形成する工程を先に実施して、その後ガラス基板の化学強化処理を実施することが考えられる。しかしながら、この場合は、熱処理層が存在する領域では、イオン交換反応が十分に進展せず、イオン交換処理によって、ガラス基板の強度を高めることができなくなる。また、化学強化処理に使用する溶融塩との反応により、熱処理層が劣化してしまう可能性もある。

このように、ガラス基板の化学強化処理と、熱処理層の形成処理とを両立させることは難しい。また、このため、軽量で高い強度を有し、さらに表面に熱処理層が形成された積層ガラスを製造することは難しいという問題がある。

これに対して、本発明による方法では、厚さの薄い２枚のガラス基板が準備され、一方のガラス基板（第１のガラス基板）のみが化学強化処理される。この化学強化処理されたガラス基板の表面には、熱処理層は、形成されない。一方、他方のガラス基板（第２のガラス基板）は、化学強化処理に供されない。この第２のガラス基板は、表面に熱処理層を形成するためのガラス基板として使用され、従って、熱処理層の形成過程で熱処理を受ける。すなわち、本発明による方法では、化学強化処理されるガラス基板と、熱処理層が形成されるガラス基板とが別々に準備される。

この場合、熱処理層を表面に形成するために、第２のガラス基板を熱処理しても、当然ながら、これにより、第１のガラス基板の圧縮応力残留層が消失することはない。その後、２枚のガラス基板が接着層を介して接合され、積層ガラスが製造される。

このような本発明による方法では、軽量で高強度の積層ガラスであって、さらに熱処理層が表面に形成された積層ガラスを提供することが可能となる。

（本発明による積層ガラスの製造方法）
以下、図面を参照して、本発明による積層ガラスの製造方法（積層ガラスの第１の製造方法）について、詳しく説明する。

図１は、本発明による積層ガラスの製造方法の一例を概略的に示したフロー図である。

図１に示すように、本発明による積層ガラスの製造方法は、
（ａ）第１の表面および第２の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下であり、アルカリ金属酸化物を含有する第１のガラス基板を準備し、該第１のガラス基板の少なくとも第１の表面を、化学強化処理するステップ（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）第３の表面および第４の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下の第２のガラス基板を準備し、該第２のガラス基板の前記第３の表面および／または第４の表面に、熱処理工程を経て、機能部を形成するステップ（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）接着層を介して、前記第１および第２のガラス基板を、前記第２の表面および前記第３の表面が内側となるようにして接合するステップ（ステップＳ１３０）と、
を有する。以下、各ステップについて説明する。

（ステップＳ１１０）
まず、第１のガラス基板が準備される。第１のガラス基板は、アルカリ金属酸化物（例えば、Ｎａ_２ＯやＬｉ_２Ｏ）を含有する限り、その組成は、特に限られない。第１のガラス基板としては、例えば、ソーダライムガラスが代表的な例として挙げられる。

第１のガラス基板の製造方法は、特に限られない。第１のガラス基板は、例えば、フロート法、フュージョン法、およびリドロー法等の製法により製造されても良い。

第１のガラス基板は、第１の表面および第２の表面を有し、厚さは１．５ｍｍ以下である。第１のガラス基板の厚さは、例えば、好ましくは、０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である。

次に、第１のガラス基板の少なくとも第１の表面が、化学強化処理される。前述のように、化学強化処理は、アルカリ金属塩を含有する溶融塩中に、第１のガラス基板を浸漬することにより行われる。溶融塩の代表的な例は、アルカリ金属の硝酸塩（例えば、硝酸カリウム塩）である。

例えば、第１のガラス基板がナトリウム（Ｎａ）を含む場合、化学強化処理により、このナトリウムは、例えば硝酸カリウム塩のカリウム（Ｋａ）と置換される。あるいは、例えば、第１のガラス基板がリチウム（Ｌｉ）を含む場合、化学強化処理により、このリチウムは、例えばナトリウム（Ｎａ）および／またはカリウム（Ｋａ）と置換されても良い。

これにより、第１のガラス基板の少なくとも第１の表面に圧縮応力が付与され、ガラス基板の衝突等に対する強度を高めることができる。前述した浸漬法による化学強化処理の場合には、第１のガラス基板の第１および第２の表面に圧縮応力層が形成される。

化学強化処理は、例えば、第１のガラス基板を、４５０℃の溶融塩中に３０分間程度、保持することにより実施されても良い。

（ステップＳ１２０）
ステップＳ１２０は、前述のステップＳ１１０とは別途、その前、または後に、あるいは前述のステップＳ１１０と併行して同時に、実施される。すなわち、ステップＳ１１０とステップＳ１２０との順はどちらが先でも、同時でも構わない。

このステップＳ１２０では、まず、第２のガラス基板が準備される。

第２のガラス基板は、第３の表面および第４の表面を有し、厚さは１．５ｍｍ以下である。第２のガラス基板の厚さは、例えば、好ましくは、０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である。
第２のガラス基板の製造方法は、特に限られない。第２のガラス基板は、例えば、フロート法、フュージョン法、およびリドロー法等の製法により製造されても良い。

また、第２のガラス基板の組成は、特に限られない。第２のガラス基板は、代表的には、ソーダライムガラスからなるガラスが挙げられる。なお、第２のガラス基板には、必ずしも化学強化処理を実施する必要はないため、第２のガラス基板は、アルカリ金属を含まない組成を有しても良い。ただし、第２のガラス基板においても、熱処理層を施す表面以外の領域に、化学強化処理を実施しても良い。この場合、第２のガラス基板は、アルカリ金属酸化物（例えば、Ｎａ_２ＯやＬｉ_２Ｏ）を含有する必要がある。

次に、第２のガラス基板の第３の表面および／または第４の表面（すなわち、第３の表面および第４の表面の少なくとも１面、あるいは両面）に、機能部が形成される。この機能部、即ち熱処理層は、例えば、黒色セラミック層、アンテナ線、および曇り止め熱線からなる群から選定される少なくとも１種からなるものが好ましい。あるいは、熱処理層は、意匠性を向上させるための各種装飾層であっても良く、黒色以外の色調のセラミック層であってもよく、またアンテナ線および曇り止め熱線以外の電気的特性を有する機能層であってもよい。

例えば、黒色セラミック層は、以下の手順で設置される。

（黒色セラミック層の形成方法）
まず、後に黒色セラミック層を構成することになる、セラミック粒子を含む組成物が調製される。この組成物の形態は、特に限られないが、例えばインク状（またはペースト状。以下同じ）であっても良い。

そのようなインク状組成物は、例えば、ガラス組成物および耐熱顔料を含むセラミック粒子の固形成分を有機ビヒクルに混合、分散させることにより調製される。また、必要に応じて、固形成分は、耐火物フィラー等の添加材を含んでも良い。

ガラス組成物は、例えば、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｂ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＣｕＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、および／またはＴｉＯ_２等を少なくとも１種以上を含んでも良い。ガラス組成物は、通常の場合、粉末形態で提供される。

耐熱顔料は、例えば、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、および／またはＭｎ等を少なくとも１種含む金属酸化物の粉末を含む。

耐火物フィラーは、インクの熱処理時の焼結性の調整、およびガラス基板に対する黒色セラミック層の熱膨張係数の整合等を目的として添加される。

耐火物フィラーとしては、例えば、アルミナ、石英ガラス、β−石英結晶類、ムライト、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸カリウム、リン酸ジルコニウム、ジルコン、コージェライト、フォルステライト、ステアタイト、酸化マグネシウム、および酸化亜鉛等の少なくとも１種が使用されても良い。

有機ビヒクルは、通常の場合、樹脂を溶剤に溶解することにより作製される。ビヒクルを構成する樹脂としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール類、ポリメチル（メタ）アクリレート、およびポリエチル（メタ）アクリレート等のポリ（メタ）アクリレート類等が用いられる。

次に、調製したインクを、第２のガラス基板の第３の表面および／または第４の表面の所望の位置、例えば周囲部分に額縁状に塗布してインク層を形成する。インク層の形成のための塗布方法は、特に限られず、塗布法およびスクリーン印刷法等の一般的な方法を使用しても良い。

次に、形成されたインク層の乾燥処理が実施される。乾燥処理は、第２のガラス基板を、例えば４０℃〜５０℃の温度に保持することにより、実施されても良い。

次に、第２のガラス基板が６００℃〜７５０℃の範囲の温度で熱処理される。これにより、インク層中の成分が焼成され、黒色セラミック層が形成される。その後、第２のガラス基板が冷却され、第３の表面および／または第４の表面の周囲に黒色セラミック層が形成された第２のガラス基板が得られる。

黒色セラミック層の厚さは、特に限られない。黒色セラミック層の厚さは、例えば、５μｍ〜２５μｍの範囲であっても良い。

その他の熱処理層についても、インクやペーストの成分が異なる以外は、ほぼ同様の工程で形成することができる。例えば、曇り止め熱線やアンテナ等を形成する場合は、銀ペーストが使用される。

以上の工程を経て、第２のガラス基板の第３の表面および／または第４の表面の所定の位置に、熱処理層が形成される。

（ステップＳ１３０）
次に、ステップＳ１１０で調製された第１のガラス基板と、ステップＳ１２０で調製された第２のガラス基板が、接着層を介して接合される。

この際には、第１のガラス基板の第１の表面（すなわち化学強化処理された表面）と、第２のガラス基板の第４の表面（すなわち熱処理層が設置された表面）とが外側となるようにして、換言すれば、第１のガラス基板の第２の表面と、第２のガラス基板の第３の表面とが内側になるようにして、両ガラス基板が接合される。なお、第１のガラス基板の第１および第２の表面の両面に化学強化処理が施されている場合には、第１のガラス基板の第１の表面と、第２のガラス基板の第３の表面とが内側になるようにして、両ガラス基板を接合してもよい。

接着材としては、例えば、ポリビニルブチラール、エチレンビニルアセテートのような有機系接着材等が使用される。

接着材を配する際には、例えば、２枚のガラス基板の間に、接着材を配し、８０℃〜１００℃の真空環境下で予備接着させる。次に、２枚のガラス基板を、１００℃〜１４０℃、１０気圧〜１５気圧のオートクレーブ中に入れて、３０分〜１時間程度保持する。これにより、２枚のガラス基板が接着材層によって強固に接合された積層ガラスを得ることができる。

なお、以上の記載では、実質的に平坦な積層ガラスを製造する場合を例に、本発明による製造方法を説明した。しかしながら、積層ガラスを実際の車両用の窓ガラスに適用することを考慮した場合、積層ガラスは、曲面形状であることが好ましい場合がある。そこで、以下、そのような曲面形状を有する積層ガラスを製造する方法について説明する。

曲面形状を有する積層ガラスを製造する場合、前述のステップＳ１１０およびステップＳ１２０が若干変更される。すなわち、ステップＳ１１０の代わりに、以下のステップＳ１１２が実施され、ステップＳ１２０の代わりに、以下のステップＳ１２２が実施される。

以下、両ステップについて、説明する。

（ステップＳ１１２）
このステップＳ１１２では、まず、第１の表面および第２の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下であり、アルカリ金属酸化物を含有する第１のガラス基板が準備される。

次に、第１のガラス基板の曲げ加工処理が実施される。曲げ加工処理は、通常、高温下で、第１のガラス基板を加圧変形させることにより、あるいは自重曲げ変形させることにより、実施される。曲げ加工処理の温度は、例えば、６００℃〜７５０℃の範囲である。これにより、第１のガラス基板に、所望の曲面形状が付与される。

その後、曲面形状を有する第１のガラス基板に対して、前述のステップＳ１１０と同様の化学強化処理が実施される。

なお、第１のガラス基板を化学強化処理する前に、曲げ加工処理するのは、逆の順番の場合、曲げ加工処理の際の熱処理によって、化学強化処理によって形成された圧縮応力残留層が消失してしまうためである。すなわち、曲げ加工処理を先に行うことにより、化学強化処理によって生じた圧縮応力残留層を維持し、第１のガラス基板の強度の低下を抑制することが可能となる。

（ステップＳ１２２）
ステップＳ１２２は、ステップＳ１１２とは別途、その前、または後に、またはステップＳ１１２と併行して同時に、実施される。すなわち、ステップＳ１１２とステップＳ１２２との順はどちらが先でも、同時でも構わない。

このステップＳ１１２では、まず、第２のガラス基板が準備される。

次に、ステップＳ１１２における第１のガラス基板と同様の方法で、第２のガラス基板に対して、曲げ加工処理が実施される。これにより、第２のガラス基板に、所望の曲面形状が付与される。

その後、前述のステップＳ１２０と同様の方法で、曲面形状を有する第２のガラス基板に対して、熱処理層の形成処理が実施される。

ただし、ステップＳ１２２では、最初に、第２のガラス基板に対して、熱処理層の形成処理を実施しておき、熱処理層を有する第２のガラス基板に対して、曲げ加工処理を実施しても良い。

あるいは、ステップＳ１２２では、第２のガラス基板の第３の表面および／または第４の表面に熱処理層を形成するための熱処理と、第２のガラス基板の曲げ加工処理とを同時に実施しても良い。

すなわち、このステップＳ１２２では、ステップＳ１１２とは異なり、第２のガラス基板に対する熱処理層の形成工程と、曲げ加工工程との順番は、特に重要ではない。

ステップＳ１１２およびステップＳ１２２の後は、前述の製造方法と同様に、ステップＳ１３０が実施され、第１のガラス基板と第２のガラス基板とが、接着層を介して接合される。これにより、曲面形状の積層ガラスを製造することができる。

図２には、ステップＳ１１０〜ステップＳ１３０を経て製造された、本発明による積層ガラスの概略的な断面図の一例を示す。

図２に示すように、本発明による積層ガラス１００は、第１のガラス基板１１０と、第２のガラス基板１３０と、両者の間の接着層１８０とで構成される。なお、本明細書において、図２に示すように、第１のガラス基板の第１の表面とは、積層ガラス１００の外面側の表面を指し、第１のガラス基板の第２の表面とは、接着層１８０面側の表面を指し、また、第２のガラス基板の第３の表面とは、接着層１８０面側の表面を指し、第２のガラス基板の第４の表面とは、積層ガラス１００の外面側の表面を指す。

第１のガラス基板１１０の少なくとも第１の表面１１２には、化学強化処理がされており、この表面は、積層ガラス１００の第１の露出面１０２となる。一方、第２のガラス基板１３０の第４の表面１３４には、熱処理層１７０が形成されており、この表面１３４は、積層ガラス１００の第２の露出面１０４となる。なお、図２の例では、熱処理層１７０は、第２のガラス基板１３０の第４の表面１３４の周囲に額縁状に設置された黒色セラミック層として示されている。

このように構成された積層ガラス１００は、例えば、車両または建物の窓ガラス等に使用することができる。

例えば、積層ガラス１００を車両の窓ガラスに適用する場合、積層ガラス１００は、積層ガラス１００の第１の露出面１０２が車外側となり、第２の露出面１０４が車内側となるようにして、設置される。

このような窓ガラスは、肉厚の薄い２枚のガラス基板で構成されているため、軽量であるという特徴を有する。また、窓ガラスの車外側の露出面は、化学強化処理されているため、小石等の衝突に対する強度が高いという特徴がある。さらに、窓ガラスの車内側の露出面は、化学強化がされていないため、この露出面には、必要な機能部を必要な位置に、適正に形成することができる。

なお、図２の例では、積層ガラス１００は平坦形状を有するが、積層ガラスは、曲面形状を有しても良い。

（本発明による積層ガラスの第２の製造方法）
次に、図３を参照して、本発明による積層ガラスの第２の製造方法について説明する。

図３には、本発明による積層ガラスの第２の製造方法の一例を模式的に示したフロー図を示す。

図３に示すように、この第２の製造方法は、
（ａ）第１の表面および第２の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下であり、アルカリ金属酸化物を含有する第１のガラス基板を準備し、該第１のガラス基板の少なくとも第１の表面を、化学強化処理するステップ（ステップＳ２１０）と、
（ｂ）第３の表面および第４の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下の第２のガラス基板を準備し、該第２のガラス基板の前記第３の表面および／または第４の表面に、熱処理工程を経て、機能部を形成するステップ（ステップＳ２２０）と、
（ｃ）前記第１および第２のガラス基板を、前記第２の表面および前記第３の表面が内側となるようにして接合するステップであって、前記第１および第２のガラス基板の間には、熱可塑性樹脂基板が配置されるステップ（ステップＳ２３０）と、
を有する。

第２の製造方法において、ステップＳ２１０およびステップＳ２２０は、それぞれ、前述の製造方法のステップＳ１１０およびステップＳ１２０と同様である。そのため、ここでは、ステップＳ２３０についてのみ、説明する。

（ステップＳ２３０）
第２の製造方法において、このステップＳ２３０では、前記第１および第２のガラス基板が、前記第２の表面および前記第３の表面が内側となるようにして接合される。

この際には、前記第１および第２のガラス基板は、両者の間に、熱可塑性樹脂基板が介在されるようにして配置される。

熱可塑性樹脂基板の材質は、熱可塑性樹脂で構成される限り、特に限られない。熱可塑性樹脂基板は、例えば、ポリカーボネート等で構成されても良い。

熱可塑性樹脂基板の厚さは、特に限られないが、軽量化の観点からは、薄いことが好ましい。熱可塑性樹脂基板の厚さは、例えば、１ｍｍ〜８ｍｍの範囲である。

なお、熱可塑性樹脂基板は、第１のガラス基板との間、および第２のガラス基板との間に、接着層を介在させて、これらのガラス基板と接合しても良い。あるいは、２つのガラス基板を間隔を開けて配置しておき、両者の間の空間に、熱可塑性樹脂を射出成形して熱可塑性樹脂基板が形成されるようにしても良い。

第２の製造方法では、２枚のガラス基板の間に熱可塑性樹脂基板が介在された積層ガラスを得ることができる。このような構成は、積層ガラスを軽量化したまま、積層ガラスの強度を高めることができる点で有意である。

なお、第２の製造方法においても、ステップＳ２１０およびステップＳ２２０に、第１のガラス基板および第２のガラス基板に対する曲げ加工処理を加えることにより、曲面形状の積層ガラスを製造することができることは、当業者には明らかである。また、このように曲面形状の積層ガラスを製造する際には、熱可塑性樹脂基板も同様に予め曲げ加工処理を施すことは当業者には明らかである。

図４には、本発明による第２の方法で製造された、本発明による積層ガラスの概略的な断面図の一例を示す。

図４に示すように、この積層ガラス２００は、第１のガラス基板２１０と、熱可塑性樹脂基板２９０と、第２のガラス基板２３０とを、この順番に積層することにより構成される。第１のガラス基板２１０と熱可塑性樹脂基板２９０の間には、第１の接着層２８０が配されても良い。また、熱可塑性樹脂基板２９０と第２のガラス基板２３０との間には、第２の接着層２８２が配されても良い。ただし、これらの接着層２８０、２８２を配することは、任意である。

第１のガラス基板２１０の第１の表面２１２には、化学強化処理がされており、この表面は、積層ガラス２００の第１の露出面２０２となる。一方、第２のガラス基板２３０の第４の表面２３４には、熱処理層２７０が形成されており、この表面２３４は、積層ガラス２００の第２の露出面２０４となる。なお、図４の例では、熱処理層２７０は、第２のガラス基板２３０の第４の表面２３４の周囲に額縁状に設置された黒色セラミック層として示されている。しかしながら、熱処理層２７０は、第２のガラス基板２３０の第４の表面２３４上の別の位置に形成された、別の機能部であっても良い。

このような構成の積層ガラス２００において、前述の積層ガラス１００と同様の効果が得られることは、当業者には明らかである。

なお、図４の例では、積層ガラス２００は平坦形状を有するが、積層ガラスは、曲面形状を有しても良い。

以上、本発明による積層ガラスの製造方法の一構成例、および本発明による積層ガラスの一構成例について説明した。ただし、本発明は、上記構成に限られるものではない。

例えば、本発明による積層ガラスは、第１および第２のガラス基板の間に、他のガラス基板を有しても良い。また、第１および第２のガラス基板の間には、複数の熱可塑性樹脂基板が配置されていても良い。同様に、本発明による積層ガラスの製造方法は、第１および第２のガラス基板以外の部材、例えば熱可塑性樹脂基板を準備し、そのような部材を一つまたは複数個、第１および第２のガラス基板の間に配置するステップを含んでいても良い。

（実験）
ここで、実際に、化学強化処理されたガラス基板に対して熱処理層を形成した場合に、圧縮応力残留層に対して、どのような影響が生じるかを把握するため、以下の実験を行った。

まず、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの寸法の市販のガラス基板（ソーダライムガラス）を準備した。

次に、このガラス基板に対して、化学強化処理を実施した。化学強化処理は、４２５℃の硝酸カリウム溶融塩中に、ガラス基板全体を６時間浸漬させることにより実施した。

次に、化学強化処理後のガラス基板を用いて、残留応力状態を評価した。

図５には、ガラス基板の厚さ方向における残留応力の測定結果を示す。この測定には、複屈折測定装置（Ａｂｒｉｏ：ＣＲＩ社製）を使用した。測定は、ガラス基板の異なる位置（３箇所）で実施した。図において、横軸は、ガラス基板の厚さ方向位置を表し、縦軸は、残留応力を表している。また、縦軸における残留応力は、正の値が圧縮応力、負の値が引張応力に対応する。図５から、ガラス基板の両表面には、大きな残留圧縮応力が生じており、ガラス基板の内部には、これらの残留圧縮応力とバランスするように、小さな残留引張応力が生じていることがわかる。

次に、化学強化処理されたガラス基板に対して、所定の条件で熱処理を実施した。熱処理は、６００℃で４分間（実験１）、６５０℃で４分間（実験２）、および７００℃で４分間（実験３）実施した。なお、熱処理は、いずれも大気雰囲気下で実施した。その後、再度、ガラス基板の厚さ方向における残留応力を測定した。

図６〜図８には、それぞれ、実験１〜実験３におけるガラス基板の厚さ方向における残留応力の測定結果を示す。なお、これらの測定は、図５の測定に利用したガラス基板の位置（３箇所）と同じ位置で実施した。

図６の結果から、熱処理の実施によって、化学強化処理によって形成された圧縮応力残留層の圧縮応力が著しく小さくなっていることがわかる。すなわち、ガラス基板の表面の圧縮応力値は、熱処理前の約１００ＭＰａ（第１の表面）および約１５０ＭＰａ（第２の表面）から、約２５ＭＰａ（第１の表面）および約２５ＭＰａ（第２の表面）に、大きく減少した。これは、熱処理によって、ガラス基板の表面に形成された圧縮応力残留層中のアルカリ金属イオンがガラス基板の内部に拡散したためであると考えられる。

さらに、図７および図８の結果から、熱処理の際の温度がより高温になると、この現象がより顕著になることがわかる（図７および図８は、図５に比べてスケールを拡大して表示していることに留意する必要がある）。特に、図８の結果から、７００℃の熱処理後には、ガラス基板の表面には、残留圧縮応力がほとんど認められなくなることがわかる。この場合、化学強化処理によって形成された圧縮応力残留層は、ほぼ完全に消失しているものと思われる。

このように、化学強化処理されたガラス基板に対して熱処理を実施した場合、ガラス基板の表面に形成された圧縮応力残留層中のアルカリ金属イオンがガラス基板の内部に拡散するため、圧縮応力残留層中の残留圧縮応力が小さくなることが確認された。さらに、この現象が顕著になると、ガラス基板の表面から圧縮応力残留層が完全に消失してしまう可能性があることがわかった。

以上のように、化学強化処理されたガラス基板に対して、熱処理層を形成するような処理を行うと、化学強化処理を実施した効果がなくなり、ガラス基板の強度を確保することが難しくなる。

本発明による積層ガラスは、車両の窓ガラス、建築物の窓ガラス、および表示装置のディスプレイ等に適用することができる。
なお、２０１１年１２月２２日に出願された日本特許出願２０１１−２８２０２９号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。

１００ 本発明による積層ガラス
１０２ 第１の露出表面
１０４ 第２の露出表面
１１０ 第１のガラス基板
１１２ 第１のガラス基板の第１の表面
１３０ 第２のガラス基板
１３４ 第２のガラス基板の第４の表面
１７０ 熱処理層
１８０ 接着層
２００ 本発明による第２の積層ガラス
２０２ 第１の露出表面
２０４ 第２の露出表面
２１０ 第１のガラス基板
２１２ 第１のガラス基板の第１の表面
２３０ 第２のガラス基板
２３４ 第２のガラス基板の第４の表面
２７０ 熱処理層
２８０ 第１の接着層
２８２ 第２の接着層
２９０ 熱可塑性樹脂基板。

Claims (14)

1. 第１および第２のガラス基板が積層されて構成される積層ガラスの製造方法であって、
   （ａ）第１の表面および第２の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下であり、アルカリ金属酸化物を含有する第１のガラス基板を準備し、該第１のガラス基板の第１の表面を化学強化処理するステップであって、前記第２の表面は、化学強化処理されない、ステップと、
   （ｂ）第３の表面および第４の表面を有し、厚さが１．５ｍｍ以下の第２のガラス基板を準備し、該第２のガラス基板の前記第３の表面および／または第４の表面に、熱処理工程を経て、機能部を形成するステップであって、前記第２のガラス基板の少なくとも前記機能部が形成された領域は、化学強化処理されていない、ステップと、
   （ｃ）接着層を介して、前記第１および第２のガラス基板を、前記第２の表面および前記第３の表面が内側となるようにして接合するステップと、
   を有することを特徴とする積層ガラスの製造方法。
2. 前記熱処理工程は、前記第２のガラス基板を、６００℃〜７５０℃の温度範囲に保持するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記機能部は、黒色セラミック層、アンテナ線、および曇り止め熱線からなる群から選定された少なくとも一種であることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記（ａ）のステップの前に、
   （ｄ）前記第１のガラス基板を曲面状に加工するステップを有し、
   前記（ｃ）のステップの前に、
   （ｅ）前記第２のガラス基板を曲面状に加工するステップを有し、
   前記（ｃ）のステップ後に、曲面状の積層ガラスが得られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の製造方法。
5. 前記（ｅ）のステップは、前記第２のガラス基板の前記熱処理工程と同時に行われることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
6. 前記（ｃ）のステップは、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の間に、熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板を介在させた状態で、実施されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の製造方法。
7. 前記熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板の厚さは、１ｍｍ〜８ｍｍの間であることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
8. 第１および第２のガラス基板が積層されて構成される積層ガラスであって、
   第１のガラス基板は、厚さが１．５ｍｍ以下であり、第１の表面および第２の表面を有し、前記第１の表面は、当該積層ガラスの第１の露出面側となり、
   第２のガラス基板は、厚さが１．５ｍｍ以下であり、第３の表面および第４の表面を有し、前記第４の表面は、当該積層ガラスの第２の露出面側となり、
   前記第１のガラス基板の前記第１の表面は、化学強化処理されており、前記第２の表面は化学強化処理されておらず、
   前記第２のガラス基板の前記第３の表面および／または第４の表面には、機能部が形成されており、前記第２のガラス基板の少なくとも前記機能部が形成された領域は、化学強化処理されていないことを特徴とする積層ガラス。
9. 前記第１および第２のガラス基板の間には、接着層が存在することを特徴とする請求項８に記載の積層ガラス。
10. 前記第１および第２のガラス基板の間には、熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板が配されていることを特徴とする請求項８または９に記載の積層ガラス。
11. 前記熱可塑性樹脂からなる少なくとも一つの基板の厚さは、１ｍｍ〜８ｍｍの間であることを特徴とする請求項１０に記載の積層ガラス。
12. 前記機能部は、黒色セラミック層、アンテナ線、および曇り止め熱線からなる群から選定された少なくとも一種であることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の積層ガラス。
13. 前記積層ガラスは、曲面状であることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の積層ガラス。
14. 車両用の窓ガラスであって、
    当該窓ガラスは、請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の積層ガラスを有することを特徴とする窓ガラス。

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