DE112011101055T5 - Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen - Google Patents

Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen Download PDF

Info

Publication number
DE112011101055T5
DE112011101055T5 DE112011101055T DE112011101055T DE112011101055T5 DE 112011101055 T5 DE112011101055 T5 DE 112011101055T5 DE 112011101055 T DE112011101055 T DE 112011101055T DE 112011101055 T DE112011101055 T DE 112011101055T DE 112011101055 T5 DE112011101055 T5 DE 112011101055T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
thermal bending
dimensional precision
precision molding
alkali aluminosilicate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112011101055T
Other languages
English (en)
Inventor
Feng He
José Zimmer
Gerhard Lautenschläger
Armin Vogl
Guangjun ZHANG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott Glass Technologies Suzhou Co Ltd
Original Assignee
Schott Glass Technologies Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott Glass Technologies Suzhou Co Ltd filed Critical Schott Glass Technologies Suzhou Co Ltd
Publication of DE112011101055T5 publication Critical patent/DE112011101055T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
    • C03C3/118—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24628—Nonplanar uniform thickness material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31—Surface property or characteristic of web, sheet or block
    • Y10T428/315—Surface modified glass [e.g., tempered, strengthened, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Alkali-Aluminosilikat-Glas zur Verfügung, das eine Verarbeitungstemperatur von weniger als 1200°C (104 dPa·s) und eine Übergangstemperatur Tg von weniger als 610°C aufweist, welches, in Gew.-%, umfasst: 51–63% SiO2; 5–18% Al2O3; 8–16% Na2O; 0–6% K2O; 3,5–10% MgO; 0–5% B2O3; 0–4,5% Li2O; 0–5% ZnO; 0–8% CaO; 0,1–2,5% ZrO2; 0,01 – <0,2% CeO2; 0–0,5% F2; 0,01–0,5% SnO2; 0–3% BaO; 0–3% SrO; 0–0,5% Yb2O3; wobei die Summe aus SiO2 + Al2O3 63 bis 81% ausmacht und die Summe aus CaO + MgO 3,5 bis 18% ausmacht und das Verhältnis Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,4 bis 1,5 beträgt. Das Glas ist umweltfreundlich und frei von As2O3 und Sb2O3. Das Glas lässt sich einfach und kostengünstig herstellen und eignet sich zum chemischen Vorspannen durch Ionenaustausch. Das Glas weist et und eine hohe Härte auf und eignet sich zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen. Das Glas kann als Deckplatte oder als Substratglas für ein Touchpanel verwendet werden. Das Glas eignet sich auch zur Verwendung als elektronisches Substrat.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Glaszusammensetzung, die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Alkali-Aluminosilikat-Glas mit relativ niedriger Verarbeitungstemperatur, guten Schmelzeigenschaften, einer niedrigen Übergangstemperatur sowie einer guten Ionenaustauschkapazität und hoher Festigkeit. Die Glaszusammensetzung kann zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen verwendet werden und kann mittels Laser geschnitten werden. Gleichzeitig betrifft die vorliegende Erfindung einen Vorformling, der aus der vorstehenden Glaszusammensetzung zum Präzisionsformen besteht, und ein Verfahren zum Herstellen desselben sowie ein entsprechendes optisches Element und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
  • Hintergrund
  • Ein Deckglas wird allgemein in elektronischen Geräten, tragbaren elektronischen Geräten wie beispielsweise PDAs, tragbaren oder Mobiltelefonen, Uhren, Laptops und Notebooks-PCs, digitalen Kameras oder als Substratglas für Touchpanels verwendet. Bei einigen Anwendungen ist das Deckglas berührungsempfindlich bei Berührung durch einen Benutzer, und ist anfällig für Beschädigungen, Zerkratzen und Deformierungen. Bei solch häufiger Berührung sollte das Deckglas eine hohe Festigkeit aufweisen und kratzbeständig sein. Herkömmliches Kalk-Natron-Glas vermag in dieser Hinsicht die Anforderung wie etwa hohe Festigkeit und Kratzbeständigkeit nicht zu erfüllen. Ein Alkali-Aluminosilikat-Glas, das eine hohe Festigkeit, hohe Härte, stabile chemische Beständigkeit, einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, eine hohe Kratzbeständigkeit und hohe Schlagzähigkeit aufweist, kann geeigneterweise als Deckglas für elektronische Artikel wie beispielsweise PDAs, Mobiltelefone, Uhren, Laptop und Notebook-PCs, digitale Kameras, oder als Substratglas für Touchpanels verwendet werden.
  • In jüngerer Zeit gibt es eine beständig steigende Nachfrage nach dreidimensional geformtem Deckglas. Dreidimensional geformtes Deckglas und Touchpanel-Glas können unterschiedliche Formen aufweisen, beispielsweise die einer Platte, eines Bogens, einer gebogenen Ebene, und einer Kantenbiegung, und das dreidimensional geformte Deckglas und Touchpanel-Glas lässt sich weiterverarbeiten, beispielsweise Strukturierungen, Bohrungen usw. in das Glas einbringen.
  • Das dreidimensional geformte Deckglas kann an der Frontseite und an der Rückseite eines Gerätes verwendet werden. Wenn es an der Rückseite verwendet wird, können über ein Siebdruckverfahren mit organischen oder anorganischen Pigmenten zusätzliche Dekorationen aufgebracht werden, es können aber auch Dekorationen auf die Innenseite oder die Außenseite des Deckglases aufgebracht werden.
  • Kostengünstige Verfahren zur Herstellung von dreidimensional geformtem Deckglas sind beispielsweise dreidimensionales Präzisionsformen oder thermisches Biegen.
  • Beim dreidimensionalen Formen spielt die Form eine wesentliche Rolle. Die Standzeit einer Form hat einen starken Einfluss auf die Profitabilität des geformten Endprodukts und/oder Materials. Im Hinblick auf eine lange Standzeit einer Form stellt eine möglichst niedrige Betriebstemperatur einen sehr wichtigen Faktor für die Form dar; die Temperatur kann jedoch nur bis zu einem Punkt abgesenkt werden, an dem bei dieser Temperatur die Viskosität des zu pressenden Materials noch für einen Pressvorgang hinreichend ist, was bedeutet, dass ein direkter Kausalzusammenhang zwischen der Verarbeitungstemperatur und der Wirtschaftlichkeit des Pressschrittes und somit andererseits zwischen der Übergangstemperatur Tg des Glases und der Wirtschaftlichkeit des Pressschrittes besteht.
  • Gegebenenfalls werden die Form und der Vorformling einer Beschichtungsbehandlung unterzogen.
  • Zum Zwecke einer kostengünstigen Herstellung und Massenproduktion durch Präzisionsformen sollte sich die Form für das Präzisionsformen wiederholt nutzen lassen. Dafür sollte die Temperatur während des Präzisionsformens so gering wie möglich sein, um eine Oxydation an der Oberfläche der Form zu minimieren, indem ein Glas mit geeigneten Erweichungseigenschaften verwendet wird, d. h. ein Glas, das eine geeignete Glasübergangstemperatur Tg aufweist.
  • Das Präzisionsformen umfasst das Erwärmen eines Vorformlings aus Flachglas bis zum Erweichen und danach das Pressen in einer Form mit einer Präzisionsoberfläche. Das wesentliche Merkmal des Verfahrens besteht im Unterlassen eines Schleifens oder Polierens des Deckglases nach dem Formen, wodurch sich das Deckglas kostengünstig und in großen Stückzahlen herstellen lässt.
  • Neben dem Präzisionsformen kann zur Formgebung von Glas auch thermisches Biegen genutzt werden, das entweder teilweise unter Verwendung von Druck oder Vakuum oder durch Infrarot-Erwärmung erfolgen kann. Beim Erwärmen verformt sich das Glas schnell unter der Wirkung seiner eigenen Schwerkraft. Die Verformung des Glases hält an, bis jeder Oberflächenabschnitt des Glases die Oberfläche der Unterlage unter dem Glas kontaktiert, oder das Glas biegt sich entlang der Kante der Unterlage ab, bis seine Oberfläche senkrecht zum Boden ausgerichtet ist. Deckplatten aus Glas mit zweidimensionaler oder dreidimensionaler Gestalt lassen sich durch thermisches Biegen erzeugen, indem Formen mit unterschiedlichen Gestaltungen als Unterlagen hergestellt werden.
  • Für alle diese Formungstechniken ist es wichtig, dass die Glasoberfläche während der Wärmebearbeitung nicht empfindlich hinsichtlich dem Entstehen von Oberflächendefekten ist.
  • Ein Deckglas muss im Allgemeinen einem chemischen Vorspannen unterzogen werden. Durch das chemische Vorspannen lässt sich die Festigkeit des Glases verbessern, wodurch sich die Kratz- und Stoßfestigkeit erhöhen, um Rissbildung zu vermeiden. Mit dem chemischen Vorspannen soll durch Ionenaustausch eine Oberflächendruckspannung in dem Glas ausgebildet werden. Ein einfaches Prinzip eines Ionenaustauschvorgangs besteht darin, dass Ionen mit einem kleineren Radius an der Oberfläche des Glases durch Ionen mit einem größeren Radius aus einer Flüssigkeit in einer Salzlösung ausgetauscht werden, bei einer Temperatur von 350° bis 490°; zum Beispiel wird durch einen Austausch von Natriumionen in dem Glas durch Kaliumionen aus einer Lösung eine Oberflächendruckspannung aufgrund der unterschiedlichen Volumina der Alkaliionen erzeugt. Dieser Prozess ist besonders geeignet für ein Glas mit einer Dicke von 0,5 bis 4 mm. Vorteile des chemischen Vorspannens von Glas sind, dass sich das Glas nicht verzieht, die gleiche Oberflächenebenheit wie die ursprüngliche Glasplatte aufweist, eine bessere Festigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit besitzt und sich für Schneidbehandlungen eignet. Durch geeignetes Regulieren der Dicke der Oberflächenspannungsschicht (DoL – Depth of Layer) und der Oberflächendruckspannung kann ein Glas mit relativ hoher Festigkeit erhalten werden. Die Werte für die DoL und die Oberflächendruckspannung sind abhängig von den Bestandteilen des Glases, insbesondere dem Gehalt an Alkalimetallen in dem Glas, und sind außerdem abhängig von den Glasvorspannprozessen, darunter der Vorspannzeit und der Vorspanntemperatur. Während des chemischen Vorspannens bildet sich an der Glasoberfläche eine Druckspannungsschicht, und die Dicke der Druckspannungsschicht ist direkt proportional zur Quadratwurzel der Zeit des chemischen Vorspannens, entsprechend dem Prinzip der Ionendispersion. Je länger die Zeit des chemischen Vorspannens, desto dicker ist die Vorspannungsschicht, je geringer die Oberflächendruckspannung, desto größer ist die zentrale Zugspannung. Bei einer zu langen Zeit des chemischen Vorspannens wird sich die Festigkeit des Glases vermindern, und zwar aufgrund einer reduzierten Oberflächendruckspannung, die durch eine erhöhte zentrale Zugspannung und eine gelockerte Glasstruktur bewirkt wird. Daher gibt es einen optimalen Zeitpunkt beim chemischen Vorspannen, zu dem ein Gleichgewicht zwischen der Oberflächendruckspannung, der Tiefe der Spannungsschicht und der zentralen Zugspannung erreicht ist, wodurch ein Glas mit optimierter Festigkeit erzielt werden kann. Die optimale Zeit für das chemische Vorspannen variiert in Abhängigkeit von den Bestandteilen des Glases, den Bestandteilen des Salzbades und der Vorspanntemperatur.
  • US-Patentanmeldung US2008/286548 beschreibt ein Alkali-Aluminosilikat-Glas mit einer hohen mechanischen Festigkeit. Dieses Glas weist jedoch einen hohen Erweichungspunkt auf und ist daher nicht zum Präzisionsformen oder thermischen Biegen geeignet. Das Glas weist einen SiO2-Gehalt von mehr als 64 Gew.-% auf, was eine Erhöhung der Schmelztemperatur und eine Erhöhung der Viskosität und der Anzahl der Bläschen in dem Glas bewirkt. Außerdem weist das Glas weniger als 6 Gew.-% an MgO und weniger als 4 Gew.-% an CaO auf, wodurch sich Schwierigkeiten beim wirksamen Verringern der Verarbeitungstemperatur ergeben und sich das Glas somit schwer verarbeiten lässt. Daher ist das Glas zum Präzisionsformen oder thermischen Biegen nicht geeignet.
  • Die chinesischen Patentanmeldungen 200910086806 , 200810147442 und 200910301240 offenbaren ein Alkali-Aluminosilikat-Glas, das weniger als 6 Gew.-% an MgO und weniger als 4 Gew.-% an CaO enthält. Mit solchen Konzentrationsgraden kann die Verarbeitungstemperatur des Glases nicht wirksam vermindert werden. Daher ist es schwierig, das Glas herzustellen. Da das Glas eine hohe Tg aufweist, ist es zum Präzisionsformen oder thermischen Biegen nicht geeignet.
  • Alkali-Aluminosilikat-Glas, das derzeit zur Herstellung von Deckplatten verwendet wird, weist Probleme hinsichtlich einer hohen Schmelztemperatur und einer hohen Viskosität bei hoher Temperatur auf, wodurch der Schmelzprozess des Glases kompliziert und unkontrollierbar wird. Darüber hinaus ist nicht einfach, interne Bläschen zu entfernen. Außerdem reduziert sich durch die hohen Schmelztemperaturen die Standzeit des feuerfesten Materials des Schmelzofens, und dies wiederum führt zu höheren Produktionskosten.
  • Außerdem weist das derzeit zur Herstellung von Deckplatten verwendete Alkali-Aluminosilikat-Glas eine hohe Verarbeitungstemperatur von normalerweise mehr als 1250°C auf (104 dPa·s), wodurch sich die Schwierigkeiten beim Schmelzen und Formen verstärken. Eine Verringerung der Verarbeitungstemperatur kann gleichzeitig zu einer verringerten Glasschmelztemperatur führen.
  • Angesichts der vorstehenden Probleme wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgreich ein Alkali-Aluminosilikat-Glas entwickelt, bei dem durch Einstellung der Bestandteile des Glases die Verarbeitungstemperatur des Alkali-Aluminosilikat-Glases vermindert wurde, ohne dass die mechanischen Eigenschaften des Glases beeinträchtigt werden, wodurch das Ziel der Reduzierung der Formungstemperatur für das Glas und eine Reduzierung der Herstellungskosten erreicht werden. Eine Verringerung der Verarbeitungstemperatur ist sehr wichtig, um das Ziel der kostengünstigen Herstellung des Glases mit einem einfacheren Verfahren zu erreichen. Die sogenannte ”Verarbeitungstemperatur” ist die Temperatur bei einer Viskosität von 104 dPa·s, an welchem Punkt das Glas hinreichend weich ist, um sich in einem Glasformungsprozess wie beispielsweise Blasen oder Pressen verformen zu lassen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Alkali-Aluminosilikat-Glas zur Verfügung zu stellen, das sich zum chemischen Vorspannen eignet, das bei hoher Temperatur eine relativ geringe Viskosität aufweist, eine niedrige Verarbeitungstemperatur, eine niedrige Übergangstemperatur, gute Schmelzeigenschaften sowie eine gute Ionenaustauschkapazität, und das Glas eine hohe Festigkeit, hohe chemische Stabilität und hohe Härte aufweist. Das Glas zeigt eine niedrige Verdampfung von Bestandteilen während des Schmelzens, Pressens und thermischen Biegens sowie eine gute Verarbeitbarkeit hinsichtlich des dreidimensionalen Präzisionsformens und thermischen Biegens und lässt sich mittels Laser schneiden. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen höheren Gehalt an MgO und CaO auf, der eingestellt werden kann, um die Verarbeitungstemperatur zu verringern und die Schmelzeigenschaften des Glases zu verbessern. Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt ein optimiertes Verhältnis von Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) bei 0,4 bis 1,5. Glas mit diesem optimierten Verhältnis Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) weist eine niedrige Übergangstemperatur und eine gute Abstimmung zwischen der DoL (der Tiefe der Oberflächendruckspannungsschicht) und der Oberflächendruckspannung nach dem Vorspannen auf, wodurch sich wiederum die Festigkeit des Glases weiter verbessert. Während des dreidimensionalen Präzisionsformens und thermischen Biegens ist es sehr wichtig, die Verdampfung von Glasbestandteilen minimal zu halten. Alkalimetalle neigen normalerweise dazu zu verdampfen. Durch ein Verdampfen von Glasbestandteilen ändern sich jedoch die Bestandteile des Glases, und außerdem können die verdampften Bestandteile mit der Form für das Präzisionsformen oder thermische Biegen reagieren. Eine geringere Verdampfung in dem Glas lässt sich über die Wirkung gemischter Alkaliionen erreichen, indem die Anteile an Alkalimetallen eingestellt und optimiert werden, wodurch sich die Reaktion zwischen dem Glas und der Form verringert und wodurch nach dem hochpräzisen Pressen oder thermischen Biegen die exakte Glaszusammensetzung aufrechterhalten werden kann.
  • Der Ionenaustausch zum Zwecke des chemischen Vorspannens des Glases kann vor oder nach dem thermischen Biegen des Alkali-Aluminosilikat-Glases gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgen.
  • Die vorstehenden Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden technischen Lösungen erreicht: Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen zur Verfügung gestellt, wobei dieses Glas, bezogen auf die Summe sämtlicher Bestandteile, umfasst:
    Bestandteile Gew.-%
    SiO2 51–63%
    Al2O3 5–18%
    Na2O 8–16%
    K2O 0–6%
    MgO 3,5–10%
    B2O3 0–5%
    Li2O 0–4,5%
    ZnO 0–5%
    CaO 0–8%
    ZrO2 0,1–2,5%
    CeO2 0,01–<0,2%
    F2 0–0,5%
    SnO2 0,01–0,5%
    BaO 0–3%
    SrO 0–3%
    Yb2O3 0–0,5%
    SiO2 + Al2O3 63–81%
    CaO + MgO 3,5–18%
    Na2O/ (Li2O + Na2O +K2O) 0,4–1,5
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen zur Verfügung gestellt, wobei das Glas, bezogen auf die Summe sämtlicher Bestandteile, umfasst:
    Bestandteile Gew.-%
    SiO2 53–62%
    Al2O3 5–17%
    Na2O 9–15%
    K2O 2–5%
    MgO >6 und ≤9%
    B2O3 0–3%
    Li2O 0–4%
    ZnO 0–5%
    CaO >4 und ≤7%
    ZrO2 0,5–1,8%
    CeO2 0,01–<0,2%
    F2 0,1–0,5%
    SnO2 0,01–0,5%
    BaO 0–2%
    SrO 0–2%
    Yb2O3 0–0,5%
    SiO2 + Al2O3 66–79%
    CaO + MgO >10 und ≤18%
    Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,5–1
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen zur Verfügung gestellt, wobei das Glas, bezogen auf die Summe sämtlicher Bestandteile, umfasst:
    Bestandteile Gew.-%
    SiO2 53–62%
    Al2O3 13–17%
    Na2O 9–13%
    K2O 2–5%
    MgO >6 und ≤9%
    B2O3 0–3%
    Li2O 0–3,5%
    ZnO 0–5%
    CaO >4 und ≤7%
    ZrO2 0,5–1,8%
    CeO2 0,01–<0,2%
    F2 0,1–0,5%
    SnO2 0,01–0,5%
    BaO 0–2%
    SrO 0–2%
    Yb2O3 0–0,3%
    SiO2 + Al2O3 66–79%
    CaO + MgO >10 und ≤18%
    Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,55–0,9
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Glasartikel zur Verfügung gestellt, wobei der Glasartikel aus einem Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht.
  • Der Glasartikel gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Artikel als Deckplatte für tragbare elektronische Geräten und als Rückwandplatte von Handgeräten oder Laptops verwendet werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Glasvorformling zur Verfügung gestellt, der aus dem Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Bauteil zur Verfügung gestellt, das aus dem Vorformling gemäß der vorliegenden Erfindung durch dreidimensionales Präzisionsformen oder thermisches Biegen hergestellt ist.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Bauteil zur Verfügung gestellt, wobei das optische Bauteil aus dem Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Gegenstand zur Verfügung gestellt, der das optische Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 stellt ein Absorptionsspektrum eines mit Yb2O3 dotierten Glases dar.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zwischen 51 und höchstens 63 Gew.-% an SiO2. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens 51 Gew.-% an SiO2 als Glasbildner, und der Gehalt an SiO2 beträgt höchstens 63 Gew.-%. Bei einem Anteil an SiO2 größer als 63 Gew.-%, erhöht sich die Übergangstemperatur des Glases auf mehr als 610°C und die Verarbeitungstemperatur erhöht sich auf mehr als 1250°C.
  • Der Gehalt an Al2O3 liegt im Bereich zwischen 5 und 18 Gew.-%. Durch Al2O3 können die Wärmebeständigkeit, die Ionenaustauscheigenschaften und der Elastizitätsmodul des Glases wirksam verbessert werden. Mit steigendem Gehalt an Al2O3 fallen jedoch normalerweise Entglasungskristalle in dem Glas aus, wodurch sich der Wärmeausdehnungskoeffizient weiter reduziert, und damit kann die Viskosität nicht in Übereinstimmung mit derjenigen des umgebenden Materials gehalten werden. Außerdem erhöht sich die Viskosität bei hoher Temperatur. Wenn der Gehalt an Al2O3 auf weniger als 5 Gew.-% verringert wird, vermindern sich der Elastizitätsmodul und die Festigkeit des Glases. Außerdem ist Al2O3 ein Schlüsselbestandteil zur Herstellung eines Glases mit hoher Härte und hoher Festigkeit. Al2O3 muss in solch hohem Anteil in dem Glas vorhanden sein, dass eine höhere Dispersionsgeschwindigkeit erzielt werden kann, zum Zwecke der Verbesserung der Ionenaustauschrate von Na+-K+, da Al3+ tendenziell ein [AlO4]-Tetraeder mit einem viel größeren Volumen als dem des gewöhnlichen [SiO4]-Tetraeders in Glas bildet und somit einen größeren Raum als Kanäle für den Ionenaustausch aufweist. Der Gehalt an Al2O3 sollte jedoch nicht mehr als 18 Gew.-% betragen, ansonsten erhöhen sich die Kristallisationstendenz und die Viskosität des Glases, wodurch sich die Entglasungswahrscheinlichkeit des Glases sowie die Verarbeitungstemperatur und die Schmelztemperatur erhöhen. Daher sollte der Gehalt an Al2O3 im Bereich zwischen 5 und 18 Gew.-% liegen, besser noch zwischen 5 und 17 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 13 und 17 Gew.-%.
  • MgO stellt einen wesentlichen Bestandteil zur Verringerung der Verarbeitungstemperatur des Glases dar, und somit zur Verbesserung der Schmelzbarkeit und Formbarkeit des Glases und zur Erhöhung der unteren Kühltemperatur sowie des Elastizitätsmoduls. Außerdem spielt MgO eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Ionenaustauscheigenschaften für die Bestandteile an Erdalkalimetalloxiden. Die entsprechende Menge an MgO beträgt zwischen 3,5 und 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 6 aber höchstens 10 Gew.-%.
  • CaO stellt ebenfalls einen wichtigen Bestandteil zur Senkung der Verarbeitungstemperatur des Glases und somit zur Verbesserung der Schmelzbarkeit und Formbarkeit des Glases sowie der Erhöhung der unteren Kühltemperatur und des Elastizitätsmoduls dar. Außerdem hat CaO wesentlichen Anteil an der Verbesserung der Ionenaustauscheigenschaft für Bestandteile an Erdalkalimetalloxiden. Mit zunehmender Menge an CaO erhöhen sich jedoch tendenziell die Dichte, der Wärmeausdehnungskoeffizient sowie das Auftreten von Rissen. Folglich neigt das Glas zur Entglasung und die Ionenaustauscheigenschaft verschlechtert sich tendenziell. Daher ist ein Gehalt zwischen 0 und 8 Gew.-% gewünscht, vorzugsweise von mehr als 4 aber höchstens 7 Gew.-%.
  • Li2O und ZnO werden der Glaszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung als Elemente zum Vermindern der Tg des Glases zugesetzt.
  • Li2O hat die Funktion, die Tg des Glases zu reduzieren. Herkömmliche Verfahren zur Verminderung der Tg des Glases bestehen darin, eine größere Menge an Li2O zuzusetzen, typischerweise mehr als 5 Gew.-%. Bei einer höheren Menge an Li2O erhöht sich jedoch die Kristallisationsneigung und die Wahrscheinlichkeit einer Entglasung des Glases. Normalerweise zeigt ein Glas mit einem hohen Anteil an Lithium eine höhere Empfindlichkeit hinsichtlich des Auftretens von Oberflächendefekten während des Erwärmungsvorgangs. Außerdem erhöhen sich bei einem zu hohen Gehalt an Li2O die Herstellungskosten des Glases. Li2O wird entsprechend der vorliegenden Erfindung als Flussmittel zum Reduzieren der Tg des Glases entsprechend den Anforderungen in geeigneter Menge von weniger als 4,5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 4 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als 3,5 Gew.-% verwendet.
  • Mit K2O kann die Viskosität des Glases bei hoher Temperatur vermindert werden und daher die Schmelzbarkeit und Formbarkeit des Glases erhöht werden und die Wahrscheinlichkeit von Rissen vermindert werden. Außerdem stellt K2O auch einen Bestandteil zur Verbesserung der Entglasungsneigung dar. K2O kann in einer Menge von 0 bis 6 Gew.-% vorhanden sein, wobei sich bei mehr als 6 Gew.-% die Entglasungsphänomene verstärken.
  • Mit Na2O kann die Viskosität des Glases bei hoher Temperatur vermindert werden und daher die Schmelzbarkeit und Formbarkeit des Glases erhöht werden und die Wahrscheinlichkeit von Rissen vermindert werden. Bei einem Glas, das Na2O enthält, kann ein Austausch mit K+ erfolgen, wodurch eine hohe Oberflächenspannung und außerdem ein hocheffizienter Austausch erzielt werden. Prinzipiell ist ein möglichst hoher Gehalt an Na2O erwünscht, ist der Anteil aber zu hoch, so erhöht sich die Kristallisationstendenz des Glases und die Entglasungsneigung verschlechtert sich. Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt an Na2O zwischen 8 und 16 Gew.-%, besser noch zwischen 9 und 15 Gew.-%, bevorzugt von 9 bis 13 Gew.-%.
  • Das Verhältnis Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) beträgt zwischen 0,4 und 1,5, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1, bevorzugter zwischen 0,55 und 0,9. In den oben genannten Bereichen weist das Glas eine Übergangstemperatur von weniger als 610°C, vorzugsweise von weniger als 590°C, noch bevorzugter von weniger als 570°C, weiter bevorzugt von weniger als 550°C und noch weiter bevorzugt von 530°C auf, wodurch sich außerdem die Verdampfung von Alkalimetallen beim Prozess des dreidimensionalen Präzisionsformens und thermischen Biegens vermindert, was weiter dazu führt, dass eine optimale Dicke der Oberflächendruckspannungsschicht DoL und der Oberflächendruckspannung erzielt werden. Die Dicke der Oberflächendruckspannungsschicht, DoL, kann < 40 μm sein, vorzugsweise < 30 μm, noch bevorzugter < 20 μm, und die Oberflächendruckspannung kann 600 bis 1000 MPa betragen, vorzugsweise 700 bis 1000 MPa, noch bevorzugter 800 bis 1000 MPa.
  • ZnO hat die Funktion, die Tg des Glases zu vermindern und die Wasserfestigkeit zu verbessern. ZnO kann in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-% vorliegen. Wenn der Gehalt an ZnO höher als 5 Gew.-% ist, kann leicht eine Entglasung in dem Glas auftreten.
  • SrO und BaO können der Glaszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zu unterschiedlichen Zwecken zugesetzt werden. Wenn der Gehalt an diesen Bestandteilen jedoch zu hoch ist, wird sich in bestimmten Fällen die Dichte und der Wärmeausdehnungskoeffizient erhöhen, so dass mit einem erhöhten Auftreten von Rissen die Vielfalt der Erzeugnisse eingeschränkt wird. Außerdem vermindert sich dementsprechend die Dicke der Druckspannungsschicht nach dem Ionenaustausch.
  • Der Gehalt an B2O3 liegt im Bereich von 0 bis 5 Gew.-%. B2O3 hat die Funktion, die Schmelztemperatur, die Viskosität bei hoher Temperatur und die Dichte zu reduzieren. Mit steigendem Gehalt an B2O3 ergibt sich jedoch ein Problem mit dem Auftreten von Defekten an der Oberfläche aufgrund des Ionenaustausches.
  • In der vorliegenden Erfindung ist das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung frei von As2O3 und Sb2O3.
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung weist kein TiO2 auf. Beim Zusatz von TiO2 erhöht sich die Kristallisationstendenz des Glases und die Gefahr einer Entglasung während des Prozesses des dreidimensionalen Präzisionsformens und thermischen Biegens des Glases.
  • Die Durchsichtigkeit des Glases ist bei Displayanwendungen als Deckglas extrem wichtig. Verunreinigende Elemente können die Durchsichtigkeit des Glases nach dem chemischen Vorspannen beeinträchtigen. Eine Verringerung der Durchsichtigkeit wird hauptsächlich durch multivalente Ionen wie beispielsweise Fe2+, Fe3+ bewirkt. Daher muss der Gehalt an verunreinigenden Elementen niedriger als 500 ppm sein, vorzugsweise niedriger als 100 ppm, noch bevorzugter niedriger als 80 ppm, am meisten bevorzugt niedriger als 60 ppm.
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung kann mittels herkömmlicher Läuterverfahren geläutert werden. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen geringen Anteil an herkömmlichen Läutermitteln enthalten. Die Summe der zugesetzten Läutermittel beträgt vorzugsweise höchstens 2,0 Gew.-%, bevorzugter höchstens 1,0 Gew.-%. Die Summe der Anteile an zugesetzten Läutermitteln und der Anteile der restlichen Bestandteile beträgt 100 Gew.-%. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung kann mindestens eines der folgenden Bestandteile als Läutermittel enthalten, angegeben in Gew.-%:
    CeO2 0,01 bis zu unter 0,2%
    F2 0–0,5%
    SnO2 0,01–0,5
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner Yb2O3 in folgender Menge:
    Bestandteil Gew.-%
    Yb2O3 0–0,5%,
    vorzugsweise:
    Bestandteil Gew.-%
    Yb2O3 0–0,3%,
    besonders bevorzugt:
    Bestandteil Gew.-%
    Yb2O3 0,01–0,3%.
  • Wenn das Glas einem thermischen Biegen mit einem Infrarot-Strahlungsheizgerät unterzogen wird, kann eine Erhöhung der Absorption von Infrarotstrahlung des Glases durch Dotierung des Glases mit Yb2O3 in einer Menge von 0 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,03 Gew.-% besonders bevorzugt 0,01 bis 0,3 Gew.-% erzielt werden.
  • Auch für dünnes Glas ist es wichtig, dass dieses Infrarotstrahlung absorbiert, was durch Dotieren des Glases gemäß der vorliegenden Erfindung mit Yb2O3 in einer Menge von 0 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,03 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,3 Gew.-% erreicht werden kann. Durch Zusetzen von Yb3+ lässt sich die Laserabsorption im infraroten Wellenband erhöhen, insbesondere bei einem Absorptionsband bei 970 nm, wodurch sich die Absorption von Infrarotlicht verstärkt und die Schneideffizienz verbessert wird. Durch Einstellen der Menge an dotiertem Yb2O3 kann die Lichtabsorption des Glases bei Wellenlängen von mehr als 600 nm erhöht werden. Die Absorption kann entsprechend der Dotierungsmenge in einem Bereich von 1 bis 20 reguliert werden.
  • Das Glas entsprechend der vorliegenden Erfindung weist eine Verarbeitungstemperatur von weniger als 1200°C auf (104 dPa·s), vorzugsweise von weniger als 1150°C (104 dPa·s), bevorzugter von weniger als 1100°C (104 dPa·s), am meisten bevorzugt von weniger als 1010°C (104 dPa·s); und eine Tg von weniger als 610°C, bevorzugt einer höchsten Temperatur von weniger als 590°C, bevorzugter von weniger als 570°C, besonders bevorzugt von weniger als 550°C und am meisten bevorzugt von weniger als 530°C.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Glas der vorliegenden Erfindung einen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von 7 bis 12 × 10–6 K–1 auf.
  • In der vorliegenden Erfindung weist das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung eine Dicke der Oberflächendruckspannungsschicht, DoL, von 10 bis 40 μm auf.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Glas der vorliegenden Erfindung eine Oberflächendruckspannung von 600 bis 1000 MPa auf.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Glas der vorliegenden Erfindung durch bekannte Herstellungstechnologien erzeugt werden, beispielsweise durch solche Prozesse wie Float-, Flowthrough-, Updraw-, Downdraw-Prozesse.
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich mittels Laser schneiden und weist eine Dicke der Schicht der Oberflächendruckspannung, DoL, von kleiner als 40 μm auf, vorzugsweise kleiner als 30 μm, bevorzugter kleiner als 20 μm.
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich kostengünstig und in einfacher Weise hergestellen. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung ist anwendbar für dreidimensionales Präzisionsformen und thermisches Biegen. Das Glas der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Tg auf, wodurch sich die Standzeit der Formen und feuerfesten Materialien erhöht. Außerdem weist das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung einen optimalen Gehalt an Alkalimetallen auf, wodurch das Verdampfen von Alkalimetallen während des dreidimensionalen Formens oder thermischen Biegens gehemmt und die Standzeit bis zum Recyceln der Formen erhöht wird. Außerdem trägt der optimierte Gehalt an Alkalimetallen zu optimierten Vorspanneigenschaften des Glases bei, und daher weist das Glas eine optimierte DoL und Oberflächendruckspannung auf, wodurch sich während der Vorspannung eine höhere Festigkeit ergibt.
  • Der Prozess des Ausbildens eines homogenen Glasbades ohne Gasblasen (d. h. das Reduzieren von Gasblasen, Schlieren, Steinchen usw. auf einen tolerierbaren Grad) und das Erfüllen der Formungsanforderung durch Aufheizen einer Gemengemischung auf eine erhöhte Temperatur wird als Schmelzen des Glases bezeichnet, welches einen wichtigen Schritt zur Herstellung des Glases darstellt. Die Schmelztemperatur des Glases liegt typischerweise zwischen 1300 und 1600°C. Das Glas wird in einem Ofen geschmolzen, der aus feuerfestem Material besteht. Während des Schmelzens des Glases reagieren das feuerfeste Material und die Glasschmelze bei erhöhter Temperatur derart miteinander, dass das feuerfeste Material durch Erosion geschädigt wird. Die Geschwindigkeit der Erosion des feuerfesten Materials durch das Glasbad hängt hauptsächlich von der Temperatur des Glasbades ab. Die Erosionsgeschwindigkeit erhöht sich mit der Temperatur in logarithmischem Verhältnis. Eine Erhöhung der Glasschmelztemperatur bedeutet, dass sich die Erosionswirkung der Glasschmelze auf das feuerfeste Material erhöht und damit die Standzeit des feuerfesten Materials stark verkürzt. Bei einer Erhöhung der Schmelztemperatur in dem Wannenofen um 50 bis 60°C verkürzt sich die Standzeit des feuerfesten Materials um ungefähr 50 Daher kann durch eine Verringerung der Glasschmelztemperatur die Standzeit des Wannenofens verlängert und die Produktivität erhöht werden.
  • Das Formen von Glas stellt einen Prozess des Umwandelns der Glasschmelze in Gegenstände mit festen geometrischen Formen dar. Glas kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches geformt werden. Das Formen von Glas ist abhängig von der Viskosität und der Temperatur der Glasschmelze. Der Begriff ”Verarbeitungstemperatur” ist derart definiert, dass er den Temperaturbereich für das Formen des Glases bezeichnet. Die sogenannte ”Verarbeitungstemperatur” bezeichnet die Temperatur, die einer Viskosität von 104 dPa·s entspricht. An diesem Punkt ist das Glas hinreichend weich, um in dem Glasformungsprozess wie beispielsweise Blasen oder Pressen geformt zu werden. Je niedriger die Temperatur bei der Viskosität von 104 dPa·s ist, desto einfacher ist der Formungsvorgang, wodurch sich daher die Kosten des Glasformens reduzieren. Die Viskosität des Glases ist abhängig von den Zusammensetzungen des Glases; durch eine Änderung der Bestandteile kann die Viskosität des Glases wie auch der Temperaturgradient der Viskosität hin zu einer für das Formen geeigneten Viskosität verändert werden.
  • Der Prozess des dreidimensionalen Präzisionsformens, der sich für das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung nutzten lässt, umfasst sämtliche herkömmlichen thermischen Formungsprozesse: direktes thermisches Pressen und sekundäres Formen sowie die Kombination der beiden Prozesse. Ein Glasartikel zum dreidimensionalen Präzisionsformen oder thermischen Biegen wird direkt aus der Glasschmelze erhalten, d. h. nach dem Schmelzen wird die Glasschmelze direkt in die 3D-Präzisionsformungsform oder die Thermobiegeform eingespritzt und dann einem dreidimensionalen Präzisionsformungsvorgang oder thermischem Biegen unterzogen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nach dem Schmelzen des Glases ein Glas mit entsprechender Größe aus der Glasschmelze zu erhalten, durch einen Floatprozess, Updraw-Prozess, Downdraw-Prozess oder Flowthrough-Prozess, und danach das Glas in Blöcke, Streifen, Platten oder Scheiben zu konfektionieren, wobei das so erhaltene Glas mit bestimmter Gestalt dann mittels einer beliebigen Glasverarbeitungstechnologie weiterverarbeitet werden kann, beispielsweise durch herkömmliches Schneiden und Schleifen, um Glas in bestimmten Größen und Formen zu erhalten, das zum dreidimensionalen Präzisionsformen oder thermischen Biegen geeignet ist, und des Weiteren das wie zuvor beschrieben erhaltene Glas dem dreidimensionalen Präzisionsformen oder thermischen Biegen zu unterziehen.
  • Typischerweise liegt die Formungstemperatur für das Präzisionsformen zwischen 650 und 700°C. Daher ist ein Glas mit einer Glasübergangstemperatur von unter 610°C für das Präzisionsformen vorteilhaft. Der Formungsprozess umfasst folgende Schritte: Anordnen einer Rohglasscheibe in einer Basisform, Evakuieren der Formkammer und Füllen mit Stickstoff oder einem anderen Inertgas, Aufheizen der Basisform und der Rohglasscheibe, Aufbringen eines Drucks mit einer Pressform, Formgebung, Abkühlen und Herausnehmen des gepressten Glases. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Glasübergangstemperatur unter 610°C, bevorzugt unter 600°C, weiter bevorzugt unter 590°C, noch weiter bevorzugt unter 570°C, noch weiter bevorzugt unter 550°C und besonders bevorzugt unter 530°C auf. Je niedriger die Glasübergangstemperatur ist, desto größer ist die Standzeit der Form und desto wirtschaftlicher ist die Herstellung. Daher ist es bei Herstellung mittels dreidimensionaler Formgebung äußerst wichtig, dass das Alkali-Aluminosilikat-Glas eine niedrige Tg aufweist.
  • Die Temperatur beim thermischen Biegen liegt typischerweise unter 800°C, vorzugsweise unter 750°C, noch bevorzugter unter 700°C, noch weiter bevorzugt unter 650°C und besonders bevorzugt unter 600°C.
  • Wenn das Glas einem thermischen Biegen unterzogen wird, verformt sich das Glas schnell unter Wirkung der eigenen Schwerkraft, wenn die Temperatur des Glases höher als dessen Übergangstemperatur ist (das Glas weist dann eine Viskosität von etwa 1012 Pa·s auf), insbesondere bei einer Viskosität von weniger als 109 Pa·s. Wenn das Glas an seiner Unterseite nicht aufliegt, verformt sich das Glas so weit, bis jeder Abschnitt der Oberfläche des Glases in Kontakt mit der Oberfläche einer Unterlage kommt oder biegt sich entlang der Kante der Unterlage um, bis sich die Oberfläche senkrecht zum Boden erstreckt. Thermisches Biegen kann genutzt werden, um eine Glasdeckplatte mit einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Form herzustellen, wobei Formen mit unterschiedlicher Gestalt als Unterlage hergestellt werden. Thermisches Biegen wird zur Glasformgebung genutzt, die zum Teil durch Druck oder Unterdruck erleichtert werden kann, oder es kann Infrarottechnik zur Erwärmung für das thermische Biegen genutzt werden.
  • Das dreidimensionale Präzisionsformen und das thermische Biegen können zur Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
  • Sowohl das dreidimensionale Präzisionsformen als auch das thermische Biegen werden normalerweise bei einer Temperatur zwischen 650°C und 950°C ausgeführt, was bedeutet, dass das Glas in einem Wiedererwärmungsvorgang für die Behandlung bei einer Temperatur von 650 bis 950°C stabil bleiben sollte, ohne dass Entglasungsphänomene auftreten.
  • Anorganisches, nicht-metallisches Glas ist definiert als ein Festkörper, der, wenn die Schmelzflüssigkeit durch Unterkühlen erstarrt ist, keine Kristallstruktur bildet, und daher kann Glas auch als ein Festkörper mit der Struktur einer Flüssigkeit betrachtet werden. Eine übliche Flüssigkeit kann instabil werden, wenn sie unter die Erstarrungstemperatur heruntergekühlt wird, und es können sich leicht Kristalle bilden. Eine Flüssigkeit jedoch, aus der sich Glas bilden kann, wird in dem unterkühlten Zustand noch nicht kristallisieren, und zwar aufgrund einer erhöhten Viskosität während der Temperaturabsenkung, und wird sich schließlich abkühlen und zu einem nichtkristallinen Glas erstarren. Glas ist durch den Nationalen Forschungsrat der Vereinigten Staaten als ein Festkörper definiert, der unter Röntgenstrahlung eine amorphe Phase zeigt, wobei die Atom- oder Molekülbestandteile in willkürlicher Verteilung vorliegen und über große Reichweite keine Ordnungsstruktur aufweisen, aber über kurze Reichweite eine gewisse Regelmäßigkeit besitzen können. Thermodynamisch betrachtet erhöht sich, wenn ein Kristall erwärmt wird, dessen innere Energie, und seine Symmetrie verbessert sich. Wenn der Schmelzpunkt erreicht wird, schmilzt der Kristall zu einer Flüssigkeit, und mit sinkender Temperatur wird sich dessen Viskosität schnell erhöhen. Wenn die Viskosität jedoch zu groß ist, besitzen die Atombestandteile des Glases keine hinreichende dynamische Energie um wieder eine Kristallstruktur aufzubauen, und daher bildet sich Glas, das keine weitreichende Ordnungsstruktur aufweist. Wenn das Glas erneut erwärmt wird, wird ein Teil desselben auskristallisieren, was als ”Entglasungs”-Phänomen bezeichnet wird. Es ist äußerst wichtig sicherzustellen, dass es während des dreidimensionalen Präzisionsformens und thermischen Biegens zu keiner Entglasung in dem Glas kommt. Wenn während des dreidimensionalen Präzisionsformens und thermischen Biegens eine Entglasung in dem Glas auftritt, wird die Qualität des Produktes darunter leiden. Das Glas muss normalerweise in einer Form platziert werden und wird zwischen einigen Sekunden bis mehreren Minuten in einem Verarbeitungstemperaturbereich für dreidimensionales Präzisionsformen und thermisches Biegen geformt, und daher sollte das Glas über einen Zeitbereich von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten in einem Umformungstemperaturbereich für dreidimensionales Präzisionsformen und thermisches Biegen stabil gehalten werden und es sollte keine Entglasung auftreten.
  • Die Aufheizverfahren für thermisches Biegen können in herkömmlichem Erhitzen bestehen und können auch Infrarot-Aufheiztechnologien beinhalten. Vorteile der Infrarot-Aufheiztechnologie sind schnelle Heiz- und Kühlraten, wodurch eine höhere Energieeffizienz und bessere Prozesskontrolle erreicht werden.
  • Insbesondere bei einem dünnen Glas ist die Absorption von Infrarotstrahlung sehr bedeutsam. Um die Absorption von Infrarotstrahlung durch das Glas zu erhöhen, kann das Glas mit Yb2O3 dotiert werden, und zwar in einer Menge von 0 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,3 Gew.-%. Die Absorption von Licht mit einer Wellenlänge größer 600 nm in dem Glas kann durch Einstellen der Dotierungsmenge an Yb2O3 erhöht werden. Die Absorption kann zwischen 1% und 20% reguliert werden, in Abhängigkeit von unterschiedlichen Dotierungsmengen.
  • Außerdem ist das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung für Laserschneidanwendungen geeignet. Mit der Technologie des Laserschneidens kann eine kostengünstigere Bearbeitung von Deckplatten- und Touchscreen-Gläsern erreicht werden. Es können unterschiedliche Laserschneidtechnologien genutzt werden, beispielsweise CO2-, UV-, Excimer-Laser, rote oder grüne Laser. Weit verbreitet wird ein CO2-Infrarot-Laser zum Glasschneiden verwendet. Ein Verfahren besteht darin, dass der CO2-Infrarot-Laser die Glasoberfläche kreuzt, wobei der größte Teil der Energie durch die Glasoberfläche absorbiert wird, was einer Tiefe der Wärmewirkung von 50 bis 100 μm entspricht. Unmittelbar nach der Erwärmung durch den Laser wird die Glasoberfläche schnell forciert gekühlt, und damit wird aufgrund der schnellen thermischen Expansion und Kontraktion in dem Glas eine Zugspannung erzeugt. Das Glas bricht aufgrund der Zugspannung entlang der Spur, über die der Laser geführt worden ist, beginnend an dem vorgeformten Riss. Wenn sich der vorgeformte Riss durch das Glas hindurch ausdehnt, bricht das Glas vollständig entlang des Risses. Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass, wenn der vorgeformte Riss relativ flach ist, die Glasoberfläche in einer Tiefe von 30 bis 100 μm eingeritzt wird und dann das Glas manuell gespalten wird. Mit dem ”Mikroritz”-Laser-Glasschneiden wird eine extrem hohe Schneidrate erzielt. Vorteile des Laser-Glasschneidens gegenüber dem herkömmlichen, mechanischen Schneiden sind eine qualitativ hochwertige Kante des Glases, es treten keine Mikrorisse und gebrochene Kanten auf, es bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Schneidformen, es gibt keine Schneidabfälle, keinen mechanischen Kontakt mit der Glasoberfläche und somit wird die Glasoberfläche vor einer Beschädigung geschützt. Neben CO2-Lasern können auch UV-Laser genutzt werden, um verschiedene ausgehöhlte Formen auszubilden, z. B. Ausstanzungen in der Glasoberfläche. Ein UV-Laser weist eine höhere Einzelphotonenenergie auf und vermag das Glas direkt zu verdampfen, und daher werden entlang der Spur, über die der Laser geführt wird, Durchgangslöcher ausgebildet. Die Schneidgeschwindigkeit eines UV-Lasers ist jedoch sehr gering. Durch eine Dotierung des Glases mit 0 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,3 Gew.-% besonders bevorzugt 0,01 bis 0,3 Gew.-% Yb2O3 kann die Absorption des Glases für Infrarotlicht erhöht werden. Daher ist es günstiger, das Glas mit einem Laser mit einer Wellenlänge von mehr als 632,8 nm zu schneiden.
  • Nach dem Ionenaustausch entsteht in der Glasoberfläche eine Druckspannung, und somit erhöht sich die Festigkeit des Glases. Zum Ausgleich der Druckspannung an der Glasoberfläche bildet sich im Inneren des Glases eine Zugspannung aus. Wenn die Zugspannung zu hoch ist, erhöht sich die Gefahr, dass das Glas bricht. Eine gebogene Glaskomponente ist unter Einfluss einer äußeren Kraft empfindlicher hinsichtlich der inneren Zugspannung. Daher sollte die zentrale Zugspannung kleiner als 50 MPa sein, vorzugsweise kleiner als 30 MPa, noch bevorzugter kleiner als 20 MPa und besonders bevorzugt kleiner als 15 MPa. Außerdem sollte die Druckspannung an der Oberfläche größer als 600 MPa sein, vorzugsweise größer als 700 MPa und besonders bevorzugt größer als 800 MPa. Die Dicke der Oberflächendruckspannungsschicht (DoL) beträgt 10 bis 40 μm. Bei einer DoL-Dicke von mehr als 40 μm ergibt sich eine zu hohe Oberflächendruckspannung, und diese ist dementsprechend nicht geeignet für das Laserschneiden. Ein Deckplattenglas sollte nach dem chemischen Vorspannen eine Oberflächendruckspannung von 600 bis 1000 MPa aufweisen, und mit einer Oberflächendruckspannung von weniger als 600 MPa kann nicht die gewünschte Festigkeit erzielt werden.
  • Die Dicke der Oberflächendruckspannungsschicht des Glases ist direkt proportional zur Quadratwurzel der Zeitdauer der chemischen Vorspannung. Eine geeignete Dicke der Druckspannungsschicht trägt dazu bei, die Festigkeit des Glases zu erhöhen. Mit einer Zunahme der Druckspannungsschicht erhöht sich auch die zentrale Zugspannung. Gleichzeitig tritt bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum eine Spannungsrelaxation in dem Glasnetzwerk auf, was zu einer Reduzierung der Druckspannung führt. Daher wird bei einem chemischen Vorspannen über eine zu lange Zeit die Festigkeit des Glases vermindert anstatt erhöht. Andererseits erhöhen sich durch ein zu langes chemisches Vorspannen auch die Produktionskosten. Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Zeit für das chemische Vorspannen vorzugsweise weniger als 10 Stunden, bevorzugter weniger als 8 Stunden, noch weiter bevorzugt weniger als 6 Stunden und besonders bevorzugt weniger als 4 Stunden.
  • Bei einem Glas, das zur Erhöhung der Festigkeit vorgespannt werden soll, sind die Werte der DoL-Dicke und der Oberflächendruckspannung wesentlich. Die Werte der DoL und der Oberflächenspannung sind abhängig von den Glasbestandteilen, insbesondere den Anteilen an Li2O, Na2O und K2O in dem Glas. Ein optimaler Abgleich zwischen der DoL und der Oberflächendruckspannung kann durch Verwendung der Wirkungen gemischter Alkalielemente und umfassende Eistellung der Verhältnisse zwischen den Bestandteilen und der DoL wie auch der Oberflächendruckspannung erzielt werden, d. h. dass das die DoL weder zu dick noch zu dünn ist und die Oberflächendruckspannung weder zu groß noch zu klein ist. Wenn das Glas einem chemischen Vorspannungsvorgang unterzogen wird, kann, wenn das Verhältnis Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) zu hoch ist, nicht die gewünschte Dicke, DoL, erzielt werden, die für die gewünschte Festigkeit erforderlich ist, und die Oberflächendruckspannung wird zu klein sein. Wenn Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) zu klein ist, wird die Dicke DoL zu groß sein und die Festigkeit des Glases nach dem Vorspannen wird reduziert sein. Es ist jedoch nicht ratsam, die Dicke der Oberflächenspannungsschicht so weit wie möglich zu erhöhen, da sich damit auch die zentrale Zugspannung erhöht.
  • Die Dicke der Oberflächenspannungsschicht spiegelt die Kratztoleranz des vorgespannten Glases wieder, d. h. die Oberflächenhärte des Glases. Je dicker die Oberflächenspannungsschicht ist, je höher die Kratztoleranz des Glases ist, desto weniger leicht wird die Glasoberfläche zerkratzt. Diese Eigenschaft wird durch die Härte des Glases gekennzeichnet. Um die Kratzbeständigkeit des Glases zu erhöhen, sollte das Glas eine Härte (Knoop-Härte) von mehr als 600 kgf/mm2 aufweisen, vorzugsweise von mehr als 670 kgf/mm2, besonders bevorzugt von mehr als 700 kgf/mm2.
  • Das Glas sollte normalerweise nicht nur geeignete Eigenschaften zum Präzisionsformen aufweisen, sondern auch Eigenschaften dahingehend, dass die Qualität der Glasoberfläche durch das Formen nicht wesentlich vermindert wird. Die Viskosität und die Temperaturwechselbeständigkeit des Glases sollten den Anforderungen eines schnellen Formungsprozesses genügen, insbesondere wenn Glasscheiben mit einer Dicke von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 2 mm, besonders bevorzugt weniger als 1 mm gepresst werden.
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung ist umweltfreundlich und frei von As2O3 sowie Sb2O3.
  • Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst 0 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 0,3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,3 Gew.-% Yb2O3. Durch Zusetzen von Yb3+ kann die Absorption von Infrarotlicht erhöht werden, und durch die Absorption von Infrarotlicht in dem Glas wird wiederum die Bearbeitungseffizienz beim Präzisionsformen und thermischen Biegen verbessert, wenn ein Infrarotheizelement für den thermischen Biegeprozess genutzt wird. Außerdem kann die Absorption eines im Infrarotband arbeitenden Lasers verstärkt werden, wodurch sich die Effizienz des Laserschneidens verbessert.
  • Das Glas der vorliegenden Erfindung ist geeignet für Anwendungen als Deckplatte wie beispielsweise bei PDAs, tragbaren oder Mobiltelefonen, Uhren, Laptop und Notebook-PCs, digitalen Kameras oder als Substratglas für Touchpanels. Das Glas gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch Anwendung für elektronische Substrate wie beispielsweise Festplatten finden. Das Glas der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Stoßfestigkeit und hohe Härte auf. Das Glas der vorliegenden Erfindung ist geeignet für einen Ionenaustausch durch chemisches Vorspannen.
  • Beispiele
  • Tabelle 1 enthält beispielhafte Ausführungsformen mit den bevorzugten Zusammensetzungsbereichen; und die in den Beispielen beschriebenen Gläser gemäß der vorliegenden Erfindung werden folgendermaßen hergestellt: Als Rohmaterialien werden Oxide, Hydroxide, Carbonate und Nitrate etc. verwendet (sämtlichst bezogen von Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Suzhou, Chemie-Güteklasse). Nach dem Abwiegen und Mischen wird das Gemenge in eine Platinwanne eingebracht, in einem Elektroofen bei einer Temperatur von 1550 bis 1600°C aufgeschmolzen, bei einer Temperatur von 1630 bis 1650° geläutert, dann in eine Metallform gegossen, die auf eine geeignete Temperatur vorgeheizt ist, und das Glas sowie die Metallform werden in einen Kühlofen eingebracht, zum Ausglühen und Abkühlen, um einen Glasvorformling zu erhalten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Übergangstemperatur, Tg, und der Wärmeausdehnungskoeffizient, CTE, mit einem NETZSCH-Wärmedilatometer (NETZSCH DIL402PC) ermittelt. Testprobestreifen von ungefähr 50 mm werden aus einer Glasprobe hergestellt, und die Temperatur wird beginnend bei Raumtemperatur mit einer Rate von 5°C/min erhöht, bis zum Ende des Experiments.
  • Die Temperatur am Verarbeitungspunkt (104 dPa·s) wird gemäß der Norm ASTM C-965 in einem Hochtemperatur-Rotationsviskosimeter ermittelt.
  • Die Glasdichte wird basierend auf dem Archimedischen Prinzip gemessen. Eine Glasprobe wird in einen mit Wasser gefüllten Behälter gegeben, und die Volumenänderung in dem Wasser wird exakt gemessen, um das Volumen der Probe zu erhalten. Das Gewicht der Probe, das sich exakt messen lässt, wird durch dessen Volumen geteilt, um die Dichtewerte zu erhalten.
  • Der Entglasungstest für die Gläser wird in einem Muffelofen durchgeführt. Das Glas wird in Würfel von 5 × 5 × 5 cm geformt, die ferner oberflächenpoliert werden. Nach einer Erhitzung in dem Muffelofen über 20 Minuten wird die Probe herausgenommen, um mit einem Lichtmikroskop zu beobachten, ob eine Entglasung auftritt. X zeigt an, dass keine Entglasung auftritt, während O anzeigt, dass eine Entglasung in dem Glas aufgetreten ist. Das Experiment wird bei Temperaturen zwischen 800 und 900°C ausgeführt.
  • Die Probe wird einem chemischen Vorspannen unterzogen. Für das Vorspannen wird ein kleiner Salzbadofen in Laborgröße verwendet (mit einem Durchmesser von 250 × 250 mm und einer Tiefe von 400 mm). Die Probe wird auf einem korrosionsbeständigen Probenhalter aus rostfreiem Stahl platziert und für 4 bis 8 Stunden einer Ionenaustauschbehandlung bei 370 bis 480°C in einem KNO3-Salzbad unterzogen.
  • Die Spannung und die Dicke der Spannungsschicht der Gläser werden mittels eines FSM6000 und Polarisationsmikroskops gemessen.
  • Tabelle 1 zeigt die Bestandteile, in Gew.-%, die Dichte, den Wärmeausdehnungskoeffizienten, die Tg und die Verarbeitungstemperatur (104 dPa·s) für die Gläser der Beispiele 1 bis 7.
    Figure 00330001
    Figure 00340001
    Tabelle 2 Vergleichsbeispiele
    Bestandteil 1 2 3 4
    SiO2 (Gew.-%) 44,5 54,8 73 62,6
    Al2O3 (Gew.-%) 45,1 11,0 0,27 16,55
    B2O3 (Gew.-%)
    P2O5 (Gew.-%) 3
    Li2O (Gew.-%) 0,7
    Na2O (Gew.-%) 0,4 3,0 14 12,9
    K2O (Gew.-%) 0,2 10,85 0,03 3,5
    MgO (Gew.-%) 0,5 4 3,3
    CaO (Gew.-%) 9 0,3
    SrO (Gew.-%) 11,2
    BaO (Gew.-%) 4,65
    ZnO (Gew.-%) 0,7
    CeO2 (Gew.-%)
    TiO2 (Gew.-%) 0,8
    ZrO2 (Gew.-%) 2,8 4,5
    SnO2 (Gew.-%) 2,1 0,05
    SiO2 + Al2O3 89,6 73,27 79,15
    CaO + MgO 0,5 13 3,6
    Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,31 1 0,79
    Dicke (mm) 0,7 1,0 0,5
    Dichte (g/cm3) 2,41 2,50 2,43
    Tg(°C) 645 626 560 623
    Verarbeitungstemperatur (104 dPa·s) 1307 1253
    Wärmeausdehnungskoeffizient (10–6/K) 8,33
    Ionenaustauschtemperatur (°C) 400 440 420 420
    Ionenaustauschzeit (Stunden) 8 6 8 8
    Ionenaustauschtiefe (μm) 8 12 36
    Oberflächendruckspannung (MPa) 550 450 750
    zentrale Zugspannung (MPa) 6 6 63
  • Beispiel 2
  • 1 zeigt das Absorptionsspektrum eines mit Yb2O3 dotierten Glases. Das Glas weist in einem Wellenlängenbereich größer 600 nm eine Absorption mehr als 8 auf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 200910086806 [0014]
    • CN 200810147442 [0014]
    • CN 200910301240 [0014]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm ASTM C-965 [0078]

Claims (29)

  1. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen, wobei das Glas, bezogen auf die Summe aller Bestandteile, umfasst: Bestandteile Gew.-% SiO2 51–63% Al2O3 5–18% Na2O 8–16% K2O 0–6% MgO 3,5–10% B2O3 0–5% Li2O 0–4,5% ZnO 0–5% CaO 0–8% ZrO2 0,1–2,5% CeO2 0,01–<0,2% F2 0–0,5% SnO2 0,01–0,5% BaO 0–3% SrO 0–3% Yb2O3 0–0,5% ΣSiO2 + Al203 63–81% ΣCaO + MgO 3,5–18% Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,4–1,5
  2. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach Anspruch 1, wobei das Glas, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, umfasst: Bestandteile Gew.-% SiO2 53–62% Al2O3 5–17% Na2O 9–15% K2O 2–5% MgO >6 und ≤9% B2O3 0–3% Li2O 0–4% ZnO 0–5% CaO >4 und ≤7% ZrO2 0,5–1,8% CeO2 0,01–<0,2% F2 0,1–0,5% SnO2 0,01–0,5% BaO 0–2% SrO 0–2% Yb2O3 0–0,5% ΣSiO2 + Al2O3 66–79% ΣCaO + MgO >10 und ≤18% Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,5–1
  3. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Glas, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, umfasst: Bestandteile Gew.-% SiO2 53–62% Al2O3 13–17% Na2O 9–13% K2O 2–5% MgO >6 und ≤9% B2O3 0–3% Li2O 0–3,5% ZnO 0–5% CaO >4 und ≤7% ZrO2 0,5–1,8% CeO2 0,01–<0,2% F2 0,1–0,5% SnO2 0,01–0,5% BaO 0–2% SrO 0–2% Yb2O3 0–0,3% ΣSiO2 + Al2O3 66–79% ΣCaO + MgO >10 und ≤18% Na2O/(Li2O + Na2O + K2O) 0,55–0,9
  4. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Glas eine Verarbeitungstemperatur von weniger als 1200°C (104 dPa·s) aufweist.
  5. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–4, wobei das Glas eine Verarbeitungstemperatur von weniger als 1150°C (104 dPa·s) aufweist.
  6. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Glas eine Verarbeitungstemperatur von weniger als 1100°C (104 dPa·s) aufweist.
  7. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das Glas eine Tg von weniger als 610°C aufweist.
  8. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Glas eine Tg von weniger als 590°C aufweist.
  9. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das Glas eine Tg von weniger als 570°C aufweist.
  10. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das Glas eine Tg von weniger als 550°C aufweist.
  11. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das Glas eine Tg von weniger als 530°C aufweist.
  12. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–11, wobei das Glas einen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von 7–12 × 10–6/K aufweist.
  13. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–12, wobei die Menge an Yb2O3 0,01 bis 0,3 Gew.-% beträgt.
  14. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–13, wobei das Glas frei von As2O3 und Sb2O3 ist.
  15. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–14, wobei das Glas eine Oberflächendruckspannungsschicht, DoL, mit einer Tiefe von 10 bis 40 μm aufweist.
  16. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–15, wobei das Glas eine Oberflächendruckspannung von 600 bis 1000 MPa aufweist.
  17. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–16, wobei das Glas eine Vorspannzeit von < 10 Stunden, vorzugsweise eine Vorspannzeit von < 8 Stunden, weiter bevorzugt eine Vorspannzeit von < 6 Stunden, und am stärksten bevorzugt eine Vorspannzeit von < 4 Stunden aufweist.
  18. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–17, wobei das Glas eine Härte von mehr als 600 kgf/mm2 aufweist.
  19. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–18, wobei das Glas eine Härte von mehr als 670 kgf/mm2 aufweist.
  20. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–19, wobei das Glas eine Härte von mehr als 700 kgf/mm2 aufweist.
  21. Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach Anspruch 20, wobei das Glas bei einer Wellenlänge größer 600 nm eine Infrarotabsorption von 1% bis 20% aufweist.
  22. Glasartikel, wobei der Glasartikel aus einem Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen gemäß einem der Ansprüche 1–21 besteht.
  23. Glasartikel nach Anspruch 22, wobei das Glas mittels Laser geschnitten werden kann und die Dicke der Oberflächendruckspannungsschicht, DoL, kleiner als 40 μm, vorzugsweise kleiner 30 μm, besonders bevorzugt kleiner 20 μm ist.
  24. Glasartikel nach Anspruch 22 oder 23, wobei die thermische Biegung durch Infrarot-Heizeinrichtungen erreicht wird.
  25. Glasartikel nach einem der Ansprüche 22–24, wobei das Glas als Deckplatte für tragbare elektronische Geräte und als Rückwandplatte für Handgeräte oder Laptops genutzt wird.
  26. Glasvorformling, der aus einem Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen nach einem der Ansprüche 1–21 besteht.
  27. Optisches Bauteil, das aus dem Vorformling gemäß Anspruch 26 durch dreidimensionales Präzisionsformen oder thermisches Biegen hergestellt ist.
  28. Optisches Bauteil, wobei das Glas aus einem Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen gemäß einem der Ansprüche 1–21 besteht.
  29. Optischer Artikel, der das optische Bauteil gemäß Anspruch 27 oder 28 umfasst.
DE112011101055T 2010-05-18 2011-05-18 Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen Withdrawn DE112011101055T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010183668.6 2010-05-18
CN201010183668.6A CN102249542B (zh) 2010-05-18 2010-05-18 用于3d精密模压和热弯曲的碱金属铝硅酸盐玻璃
PCT/CN2011/074226 WO2011144024A1 (en) 2010-05-18 2011-05-18 Alkali aluminosilicate glass for 3d precision molding and thermal bending

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112011101055T5 true DE112011101055T5 (de) 2013-01-10

Family

ID=44977170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112011101055T Withdrawn DE112011101055T5 (de) 2010-05-18 2011-05-18 Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130209751A1 (de)
JP (1) JP2013528561A (de)
KR (1) KR20130016312A (de)
CN (1) CN102249542B (de)
DE (1) DE112011101055T5 (de)
WO (1) WO2011144024A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215864A1 (de) * 2012-09-07 2014-03-13 Schott Ag Transparentes durchschusshemmendes Laminat

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2546209B1 (de) 2008-08-08 2015-10-07 Corning Incorporated Verstärkte Glasartikel und Herstellungsverfahren
KR101964542B1 (ko) * 2010-09-27 2019-04-01 에이지씨 가부시키가이샤 화학 강화용 유리, 화학 강화 유리 및 디스플레이 장치용 유리판
JP2012214356A (ja) 2010-12-29 2012-11-08 Avanstrate Inc カバーガラス及びその製造方法
US8889575B2 (en) * 2011-05-31 2014-11-18 Corning Incorporated Ion exchangeable alkali aluminosilicate glass articles
TWI591039B (zh) 2011-07-01 2017-07-11 康寧公司 具高壓縮應力的離子可交換玻璃
CN104220914B (zh) * 2011-10-19 2017-09-08 思科技术公司 用于光电组件的晶圆级封装的模制玻璃盖
WO2013088989A1 (ja) * 2011-12-14 2013-06-20 コニカミノルタ株式会社 カバーガラスおよびその製造方法
US9512029B2 (en) 2012-05-31 2016-12-06 Corning Incorporated Cover glass article
US9139469B2 (en) 2012-07-17 2015-09-22 Corning Incorporated Ion exchangeable Li-containing glass compositions for 3-D forming
KR101395054B1 (ko) * 2012-08-08 2014-05-14 삼성코닝정밀소재 주식회사 강화유리 커팅 방법 및 강화유리 커팅용 스테이지
US9308616B2 (en) 2013-01-21 2016-04-12 Innovative Finishes LLC Refurbished component, electronic device including the same, and method of refurbishing a component of an electronic device
KR101785819B1 (ko) * 2013-02-07 2017-10-16 니혼 이타가라스 가부시키가이샤 유리 조성물, 화학 강화용 유리 조성물, 강화 유리 물품, 및 디스플레이용 커버 유리
TWI609849B (zh) * 2013-03-05 2018-01-01 Fortune Tech Corp 觸控保護玻璃之組成
JP5761473B2 (ja) * 2013-06-06 2015-08-12 旭硝子株式会社 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法
JP6394110B2 (ja) * 2013-07-08 2018-09-26 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法
US10941071B2 (en) * 2013-08-02 2021-03-09 Corning Incorporated Hybrid soda-lime silicate and aluminosilicate glass articles
JP6976057B2 (ja) * 2013-11-20 2021-12-01 コーニング インコーポレイテッド 耐スクラッチアルミノホウケイ酸ガラス
US20160306114A1 (en) * 2013-12-03 2016-10-20 Polyvalor, Limited Partnership Low loss optical waveguides inscribed in media glass substrates, associated optical devices and femtosecond laser-based systems and methods for inscribing the waveguides
JP6135773B2 (ja) * 2013-12-13 2017-05-31 旭硝子株式会社 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法
CN107663012A (zh) * 2013-12-13 2018-02-06 旭硝子株式会社 化学强化用玻璃和进行了化学强化处理的玻璃
CN103833223B (zh) * 2014-01-20 2016-01-06 秦皇岛星箭特种玻璃有限公司 航天用柔性基础玻璃组分
US9321677B2 (en) 2014-01-29 2016-04-26 Corning Incorporated Bendable glass stack assemblies, articles and methods of making the same
US9335444B2 (en) * 2014-05-12 2016-05-10 Corning Incorporated Durable and scratch-resistant anti-reflective articles
CN104112490A (zh) * 2014-06-25 2014-10-22 广东风华高新科技股份有限公司 电极浆料及其制备方法
JP6636037B2 (ja) 2015-03-20 2020-01-29 ショット グラス テクノロジーズ （スゾウ） カンパニー リミテッドＳｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ （Ｓｕｚｈｏｕ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 成形ガラス物品および該成形ガラス物品の製造方法
CN104909561B (zh) * 2015-06-01 2018-01-02 秦皇岛星箭特种玻璃有限公司 一种轻体量柔性抗辐照玻璃盖片及其制备方法
US10286631B2 (en) 2015-06-03 2019-05-14 Precision Glass Bending Corporation Bent, veneer-encapsulated heat-treated safety glass panels and methods of manufacture
JP6774614B2 (ja) * 2015-07-01 2020-10-28 日本電気硝子株式会社 強化用ガラス及び強化ガラス
JP6949014B2 (ja) 2015-10-22 2021-10-13 コーニング インコーポレイテッド 高透過率ガラス
KR102029948B1 (ko) 2015-12-11 2019-10-08 코닝 인코포레이티드 금속 산화물 농도 구배를 포함하는 융합-형성가능한 유리계 제품
US10550029B2 (en) 2015-12-17 2020-02-04 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with fast diffusion
CN105502932B (zh) * 2015-12-30 2018-02-09 东旭科技集团有限公司 一种导光板玻璃用组合物及其用途
CN105837035B (zh) * 2016-03-07 2019-05-03 东旭科技集团有限公司 一种玻璃用组合物和高模量玻璃及其制备方法和应用
KR20240019381A (ko) 2016-04-08 2024-02-14 코닝 인코포레이티드 두 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하는 유리-계 물품, 및 제조 방법
KR102608263B1 (ko) 2016-08-10 2023-12-04 삼성디스플레이 주식회사 윈도우 기판 및 이를 포함하는 표시 장치
CN106517768A (zh) * 2016-10-14 2017-03-22 四川旭虹光电科技有限公司 玻璃板、制备方法及电子装置
CN107698143A (zh) * 2016-10-21 2018-02-16 四川旭虹光电科技有限公司 铝硅酸盐玻璃组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
CN106810058A (zh) * 2017-01-23 2017-06-09 江苏秀强玻璃工艺股份有限公司 一种3d多维弧面单层玻璃基板制作方法
CN107056049A (zh) * 2017-03-27 2017-08-18 浙江飞越洁具制造有限公司 一种热弯玻璃及其制备工艺
CN106956479A (zh) * 2017-03-27 2017-07-18 浙江飞越洁具制造有限公司 一种高强度热弯玻璃
CN108046588A (zh) * 2017-10-26 2018-05-18 中国南玻集团股份有限公司 铝硅酸盐玻璃及其制备方法、触摸屏玻璃盖板
CN110407461A (zh) * 2019-08-28 2019-11-05 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、光学预制件及光学元件
CN111018346A (zh) * 2019-12-31 2020-04-17 咸宁南玻光电玻璃有限公司 低黏、高铝玻璃及其制备方法与应用
CN112142301B (zh) * 2020-09-23 2023-01-03 河北视窗玻璃有限公司 冷弯玻璃的成型方法及冷弯玻璃
CN114477762B (zh) * 2021-12-24 2024-03-15 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种无硼铝硅酸盐玻璃
CN115140937B (zh) * 2022-06-07 2023-10-13 四川虹科创新科技有限公司 一种具有耐破裂性抗静电的玻璃面板及其制备方法
CN115925250A (zh) * 2023-01-19 2023-04-07 清远南玻节能新材料有限公司 高软化点的中硼硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和应用
CN117326798A (zh) * 2023-09-18 2024-01-02 清远南玻节能新材料有限公司 锂硼铝硅酸盐玻璃、钢化玻璃及其制备方法，含玻璃的制品、交通工具及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101337770A (zh) 2008-08-18 2009-01-07 苏州新吴硝子科技有限公司 高强度铝硅酸盐玻璃及其化学钢化方法
CN101508524A (zh) 2009-03-31 2009-08-19 成都光明光电股份有限公司 适于化学钢化的玻璃及其化学钢化玻璃
CN101575167A (zh) 2009-06-05 2009-11-11 北京工业大学 锆质铝硅酸盐玻璃

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4428839C2 (de) * 1994-08-01 1997-01-23 Ivoclar Ag Alkali-Zink-Silicat-Glaskeramiken und -Gläser und Verfahren zur Herstellung der Glaskeramiken
JP3683123B2 (ja) * 1999-04-30 2005-08-17 セントラル硝子株式会社 プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラス
DE19942259C1 (de) * 1999-09-04 2001-05-17 Schott Glas Erdalkalialuminoborosilicatglas und dessen Verwendungen
JP2005162536A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Nippon Electric Glass Co Ltd フラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板
DE102006023115A1 (de) * 2006-05-16 2007-11-22 Schott Ag Backlightsystem mit IR-Absorptionseigenschaften
JP5605736B2 (ja) * 2006-05-25 2014-10-15 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及びその製造方法
JP5467490B2 (ja) * 2007-08-03 2014-04-09 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
DE202009018722U1 (de) * 2008-02-26 2012-11-21 Corning Inc. Läutermittel für Silikatgläser
EP2546209B1 (de) * 2008-08-08 2015-10-07 Corning Incorporated Verstärkte Glasartikel und Herstellungsverfahren
DE102009050988B3 (de) * 2009-05-12 2010-11-04 Schott Ag Dünnschichtsolarzelle
EP2480508B1 (de) * 2009-09-25 2014-11-05 Schott AG Alumosilikatgläser mit hoher thermischer beständigkeit und niedriger verarbeitungstemperatur
US20110293942A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Ivan A Cornejo Variable temperature/continuous ion exchange process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101337770A (zh) 2008-08-18 2009-01-07 苏州新吴硝子科技有限公司 高强度铝硅酸盐玻璃及其化学钢化方法
CN101508524A (zh) 2009-03-31 2009-08-19 成都光明光电股份有限公司 适于化学钢化的玻璃及其化学钢化玻璃
CN101575167A (zh) 2009-06-05 2009-11-11 北京工业大学 锆质铝硅酸盐玻璃

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Norm ASTM C-965

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215864A1 (de) * 2012-09-07 2014-03-13 Schott Ag Transparentes durchschusshemmendes Laminat

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013528561A (ja) 2013-07-11
KR20130016312A (ko) 2013-02-14
CN102249542B (zh) 2015-08-19
US20130209751A1 (en) 2013-08-15
WO2011144024A1 (en) 2011-11-24
CN102249542A (zh) 2011-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011101055T5 (de) Alkali-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen und thermischen Biegen
JP7048767B2 (ja) 電子デバイスカバープレート用ガラスセラミック物品およびガラスセラミック
DE102010009585B4 (de) Lithium-Aluminosilicatglas mit hohen E-Modul, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
EP3392219B1 (de) Chemisch beständiges glas und dessen verwendung
CN110799467B (zh) 化学强化玻璃、其制造方法和化学强化用玻璃
DE112011100664B4 (de) Dünnes Lithium-Aluminosilikat-Glas zum dreidimensionalen Präzisionsformen
DE112010004720B4 (de) Aluminosilikatglas für einen Touchscreen
CN110627365B (zh) 一种透明的强化玻璃陶瓷及其制备方法
CN111268913A (zh) 电子设备盖板用微晶玻璃制品和微晶玻璃
DE102013103033A1 (de) Zirkonium/Bor-Aluminiumsilikat-Glas mit Verformungsbeständigkeit, hoher Dehnungsgrenze und geringem Gewicht
KR102237169B1 (ko) 화학 강화 알칼리-알루미노실리케이트 유리용 유리 조성물 및 그 유리의 제조 방법
DE102011009769A9 (de) Hochfestes Alkali-Alumo-Silikatglas
CN113165969A (zh) 化学强化玻璃板、包含化学强化玻璃的保护玻璃以及电子设备
CN111954647A (zh) 化学强化用玻璃
CN112110645B (zh) 一种玻璃、玻璃制品及其制造方法
DE102018112069A1 (de) Verwendung eines Flachglases in elektronischen Bauteilen
CN114901607A (zh) 玻璃、化学强化玻璃和包含曲面形状的玻璃的制造方法
CN115605448A (zh) 化学强化玻璃物品及其制造方法
DE102014002577A1 (de) Weißes opakes Glas, zur Verwendung im Gehäuse von elektronischen Geräten inbesondere Smart-Phones, Tablet-PC&#39;s und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Glases
WO2022255198A1 (ja) 結晶化ガラスの製造方法
WO2023149384A1 (ja) ガラス、化学強化ガラスおよびカバーガラス
DE102022133592A1 (de) Transparente Glaskeramik, insbesondere als Deckscheibe
EP4385959A1 (de) Transparente glaskeramik, insbesondere als deckscheibe

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: BLUMBACH ZINNGREBE PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE

Representative=s name: BLUMBACH ZINNGREBE PATENT- UND RECHTSANWAELTE , DE

Representative=s name: BLUMBACH ZINNGREBE, DE

R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20121106

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20141202