DE3729736C2 - - Google Patents

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur chemischen Härtung eines nicht nach dem Floatverfahren hergestellten Glasgegenstandes, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher beschrieben ist.
Eine wohlbekannte Methode zur Erhöhung der mechanischen Festig­ keit eines Glasgegenstandes mittels einer chemischen Behandlung ist die sogenannte Niedertemperatur-Ionenaustauschmethode. Die­ se Methode umfaßt das Inkontaktbringen des Glasgegenstandes mit einer Quelle eines Alkalimetallions mit relativ großem Ionen­ radius, z.B. des Kaliumions, um wenigstens einen teilweisen Aus­ tausch eines relativ kleinen Alkalimetallions, z.B. des Natrium­ ions, in den Oberflächen des Glasgegenstandes gegen das größere Alkalimetallion zu bewirken. Die Ionenaustauschbehandlung indu­ ziert Druckspannungen in den Oberflächen des Glasgegenstandes. Derzeit wird die Niedertemperatur-Ionenaustauschmethode haupt­ sächlich zum Härten von relativ dünnen Glastafeln und von Glas­ gegenständen mit relativ geringen Abmessungen oder komplizier­ ten Formen angewandt.
Im Prinzip ist es nach der Ionenaustauschmethode möglich, größere Druckspannungen in die Glasoberflächen als nach der Methode der thermischen Temperung einzuführen. In der Praxis bedingt die Ionenaustauschmethode jedoch relativ hohe Kosten. Grundsätzlich benötigt die Ionenaustauschbehandlung eine beträchtlich lange Zeitspanne und die Wirksamkeit der Behandlung und das Ausmaß der Härtung hängen stark von der Zusammensetzung des Glases ab. Daher wird oftmals eine speziell formulierte Glaszusammensetzung eingesetzt, welche eine beträchtlich erhöhte Menge an Na2O oder Li2O aufweist oder relativ große Mengen an Hilfsbestandteilen wie z.B. Al2O3 und/oder ZrO2 enthält. Eine solche Modifizie­ rung der Glaszusammensetzung führt zu einer Steigerung der Materialkosten, und außerdem kann sie in ungünstiger Weise einige Eigenschaften des Glases beeinflussen, beispielsweise eine Herabsetzung der Wetterbeständigkeit des erhaltenen Gla­ ses oder eine Erhöhung der Neigung zur Entglasung während des Glasherstellungsprozesses.
In der US-Patentschrift 37 98 013 ist eine Methode zur Härtung eines Glasgegenstandes mittels einer Zweistufen-Ionenaustausch­ behandlung vom Niedertemperaturtyp beschrieben. In der ersten Behandlungsstufe eines Glases, welches das Natriumion als hauptsächliches Alkalimetallion enthält, wird eine Mischung eines Natriumsalzes und eines Kaliumsalzes als äußere Quelle für Alkalimetallionen eingesetzt. In der zweiten Stufe der Behandlung wird ein Kaliumsalz alleine als äußere Quelle für Alkalimetallionen eingesetzt, und die Behandlungstemperatur liegt niedriger als in der ersten Stufe der Behandlung und/oder die Behandlungszeit ist kürzer als bei der ersten Stufe der Behandlung. Diese Methode wurde im Hinblick auf eine Ver­ kürzung der Gesamtzeit der Ionenaustauschbehandlung für die Durchführung einer ausreichenden Härtung des Glasgegenstandes vorgeschlagen. Jedoch ist die mechanische Festigkeit des so erhaltenen Glasgegenstandes nicht sehr viel höher als diejenige eines ähnlichen Glasgegenstandes, der mittels der konventionel­ len Einstufen-Ionenaustauschbehandlung behandelt wurde.
Aus der US-Patentschrift 37 73 488 ist ein Verfahren zur chemischen Härtung von Glasgegenständen bekannt, das zwei­ stufig durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe Ionen mittlerer Größe durch kleinere Ionen ersetzt werden und danach diese kleineren Ionen durch Ionen ersetzt werden, welche größer als die ursprünglich in dem Glasgegenstand enthaltenen Ionen mittlerer Größe sind. Eine vergleichbare Verfahrensweise ist in der DE-OS 19 10 774 beschrieben, nach welcher zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit von Glas und insbesondere Glasscheiben ebenfalls ein zweistufiger Ionenaustausch durchgeführt wird, nämlich zunächst die Ein­ führung von Alkaliionen, welche kleiner als die Alkali­ ionen des Basisglases sind und dann in der zweiten Stufe die Einführung von größeren Alkaliionen als denjenigen, die während der ersten Phase eingeführt wurden, durch Elektromigration. Bei diesen beiden vorbekannten Verfahrens­ weisen erfolgt daher in der ersten Stufe jeweils auch ein Ionenaustausch, z.B. von ursprünglich im Glas enthal­ tenen Natriumionen gegen neu eingeführte, kleinere Lithium­ ionen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, nach welchem Glasgegenstände aus gewöhnlichem und relativ preiswertem Glas chemisch gehär­ tet werden können sowie nach dem Verfahren hergestellte, chemisch gehärtete Glasgegenstände, wobei besonders hohe Härtungseffekte, d.h. hohe Bruchfestigkeit, erzielt werden sollen.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfah­ ren zur chemischen Härtung eines nicht nach dem Floatver­ fahren hergestellten Glasgegenstandes der zuvor beschrie­ benen Gattung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß vor dem Ionenaustausch die Menge der Haupt-Alkalimetall­ ionen-Komponente in der Oberflächenschicht durch eine äußere Ionenquelle angereichert wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 8 näher beschrieben.
Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt darin, daß nur der Gehalt des hauptsächlichen Alkalimetallions im Glas in jeder Oberflä­ chenschicht des Glasgegenstandes durch eine Behandlung erhöht wird, die im Anschluß an die Formung des Glasgegenstandes und vor der Ionenaustauschbehandlung vom Niedertemperaturtyp durch­ geführt wird. Die Erhöhung des Gehaltes an hauptsächlichem Alkalimetallion in den Oberflächenschichten des Glasgegenstan­ des hat den Effekt der Erhöhung des Ionenaustausches bei der nachfolgenden Behandlung.
Infolgedessen können größere Druckspannungen in den Oberflächen des Glasgegenstandes induziert werden. Im allgemeinen ist die Bruchfestigkeit von nach diesem Verfahren gehärteten Glasgegen­ ständen das 5fache bis 7fache derjenigen von nicht-gehärteten Glasgegenständen. Dies ist vergleichbar zu dem Ausmaß der Här­ tung, welche durch eine konventionelle Ionenaustauschbehandlung eines Glases mit einer speziell formulierten Zusammensetzung erreicht wird. Im Gegensatz dazu erreicht die Bruchfestigkeit von nur in einfacher Weise einem Ionenaustausch unterzogenen Glasgegenständen kaum das 5fache derjenigen von nicht-gehärte­ ten Glasgegenständen, wenn die Vorbehandlung gemäß der Erfin­ dung ausgelassen wird.
Gemäß der Erfindung wird ein solch hoher Wert der Härtung er­ reicht, ohne daß die Grundzusammensetzung des Glases notwendi­ gerweise modifiziert werden müßte. Beispielsweise kann ein gewöhnliches Natron-Kalkglas in starkem Maße nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gehärtet werden. Sofern eine gewöhnliche Glaszusammensetzung angewandt wird, bringt die Erfindung keine wesentliche Erhöhung der Materialkosten mit sich, und es besteht keine Notwendigkeit der Veränderung der Arbeits­ bedingungen und -apparaturen für das Schmelzen und Formen des Glases, und es besteht keine Möglichkeit eines Nachteiles als Folge einer Entglasung oder irgendein anderes Problem während des Glasherstellungsprozesses oder als Folge einer Verschlechte­ rung des erhaltenen Glases. Jedoch ist es ebenfalls möglich, die vorliegende Erfindung auf eine spezielle Glaszusammensetzung, welche für die konventionelle Ionenaustauschmethode geeignet ist, anzuwenden, um hierdurch Glasgegenstände mit noch höherer Festigkeit bzw. höherem Härtungsgrad zu erhalten.
Die Erfindung ist besonders geeignet für Glastafeln, welche dünner als etwa 3 mm sind, oder für aus solchen Tafeln her­ gestellte Glasgegenstände, obwohl dies keine Begrenzung der Erfindung darstellt. Gehärtete Glasgegenstände gemäß der Erfin­ dung umfassen beispielsweise Unterlagen oder Träger für elek­ tronische Einrichtungen, Unterlagen für Photomasken, Träger für optische Platten, transparente Teile von Anzeigeeinrichtun­ gen, Verglasungen für Bauwerke und Fahrzeuge, Glaswaren für Kochzwecke, Teile von Geschäftsmaschinen und Glasteile für Möbeleinrichtungen oder Hausrat.
Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Die Erfindung ist auf verschiedene Typen von Gläsern einschließ­ lich Natron-Kalkgläsern, Borsilikatgläsern und Aluminium­ silikatgläsern anwendbar. In den meisten Fällen liegt der Glas­ gegenstand gemäß der Erfindung in Form einer ebenen oder gekrümmten Tafel oder Platte vor, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Der Glasgegenstand kann nach einer beliebigen der konventionellen Glasformungsmethoden geformt sein, beispiels­ weise durch Ziehen, Auswalzen, Pressen oder Blasen oder Gießen.
Jedoch wird die Erfindung nicht auf Glastafeln angewandt, welche nach dem Schwimmverfahren (float process) hergestellt wurden, da solche Glastafeln Zinnionen in nur einer der beiden gegen­ überliegenden Oberflächenschichten aufweisen, und diese daher nicht gleichförmig in der Verteilung der von Alkalimetallionen verschiedenen Metallionen sind.
Praktisch gesehen ist das hauptsächliche Alkalimetallion in einem gemäß der Erfindung eingesetzten Glas entweder das Natrium­ ion oder das Lithiumion. Es ist möglich, daß das Glas wenigstens ein unterschiedliches Alkalimetallion enthält, jedoch ist es erforderlich, daß der Gehalt des hauptsächlichen Alkalimetall­ ions wesentlich, d.h. unterscheidungskräftig, höher liegt als der Gesamtgehalt des anderen Alkalimetallions oder der anderen Alkalimetallionen. Falls beispielsweise das Glas nahezu gleiche Mengen an Natriumionen und Kaliumionen enthält, hat die Vor­ behandlung gemäß der Erfindung wenig Einfluß auf den Härtungs­ grad durch die nachfolgende Ionenaustauschbehandlung. Bevor­ zugt liegt der Gesamtgehalt des anderen Alkalimetallions oder der anderen Alkalimetallionen bei nicht mehr als 50% des hauptsächlichen Alkalimetallions, bezogen auf Molanteile.
Die Vorbehandlung zur Erhöhung des Gehaltes des hauptsächlichen Alkalimetallions in dem Glas in jeder Oberflächenschicht des Glasgegenstandes wird dadurch durchgeführt, daß der Glasgegen­ stand mit einem Salz desselben Alkalimetalls bei einer erhöh­ ten Temperatur in Kontakt gebracht wird. Wenn das hauptsächliche Alkalimetallion das Natriumion ist, wird das Alkalimetallsalz üblicherweise unter Natriumnitrat, Natriumsulfat und Natrium­ phosphat ausgewählt, und wenn das hauptsächliche Alkalimetall­ ion das Lithiumion ist, wird die Auswahl üblicherweise unter Lithiumnitrat, Lithiumsulfat und Lithiumphosphat getroffen. Eine Mischung von zwei oder drei Arten von Natriumsalzen oder Lithiumsalzen kann angewandt werden. In jedem Fall ist es wesentlich, daß die äußere Quelle für das hauptsächliche Alkali­ metallion keine andere Sorte von Alkalimetallionen enthält. Falls beispielsweise eine Mischung aus einem Natriumsalz und einem Kaliumsalz angewendet würde, könnte das Ziel der Vor­ behandlung gemäß der Erfindung kaum erreicht werden. Üblicher­ weise wird die Vorbehandlung durch Eintauchen des Glasgegen­ standes in ein Bad eines geschmolzenen Salzes von Natrium oder Lithium durchgeführt, obwohl es ebenfalls möglich ist, eine hiervon verschiedene Kontaktierungsmethode anzuwenden, z.B. den Auftrag eines geschmolzenen Salzes oder einer Paste eines ausgewählten Salzes auf die Oberflächen des Glasgegenstandes.
Die Vorbehandlung wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 350°C bis etwa 650°C durchgeführt, und ein geeigneter Bereich für die Behandlungsdauer beträgt von 0,1 bis 100 Stunden.
Nach Durchführung der zuvor beschriebenen Vorbehandlung wird der Glasgegenstand durch eine bekannte Ionenaustauschbehandlung vom Niedertemperaturtyp gehärtet. Dies bedeutet, daß der Glas­ gegenstand mit einer äußeren Quelle eines Alkalimetallions, das einen größeren Ionenradius als das hauptsächliche Alkali­ metallion in dem Glas besitzt, bei einer erhöhten Temperatur, welche niedriger als die Übergangstemperatur des Glases ist, in Kontakt gebracht wird. Als äußere Quelle eines großen Alkali­ metallions wird üblicherweise Kaliumnitrat verwendet, wenn das hauptsächliche Alkalimetallion das Natriumion ist, und es wird Natriumnitrat und/oder Kaliumnitrat verwendet, wenn das haupt­ sächliche Alkalimetallion das Lithiumion ist.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläu­ tert.
Beispiel 1
Ein Natron-Kalkglas wurde zu einer etwa 3 mm dicken Tafel nach einem Auswalzverfahren geformt. Das Glas besaß folgende Zusammensetzung, ausgedrückt als Oxide auf Gewichtsbasis und unter Vernachlässigung von Verunreinigungen: 73,2% SiO2, 13,0% Na2O, 1,1% K2O, 6,8% CaO, 3,7% MgO, 1,8% Al2O3 und 0,1% Fe2O3. Die Glastafel wurde in quadratische Probestücke mit einer Kantenlänge von etwa 150 mm geschnitten, diese wurden in zwei Gruppen unterteilt.
Die Glasprobestücke der ersten Gruppe wurden in ein Bad aus geschmolzenem Natriumnitrat, das auf etwa 550°C gehalten war, während etwa 6 h eingetaucht, um auf diese Weise die Konzentra­ tion der Natriumionen in den beiden Oberflächenschichten der Glastafel zu erhöhen. Die aus dem Bad entnommenen Probestücke wurden abkühlen gelassen und mit Wasser zur Entfernung von anhaftendem Natriumnitrat gewaschen und getrocknet. Nach die­ ser Vorbehandlung wurden die Probestücke in ein Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat, das auf etwa 470°C gehalten war, für etwa 6 h eingetaucht, um einen partiellen Austausch von Natriumionen in den Oberflächenschichten der Glastafel gegen Kaliumionen herbeizuführen. Nach dieser Härtungsbehandlung bzw. Verfestigungsbehandlung wurden die Probestücke sich abkühlen gelassen, gewaschen und getrocknet.
Die nach der zuvor beschriebenen Verfahrensweise gehärteten Glasprobestücke wurden der Messung der Druckspannung an den Oberflächen mit einem Oberflächenspannungstester (von Toshiba Glass Co.) unterzogen. Die Meßergebnisse reichten von 6,87-8,34×108 Pa. Die Festigkeit der Glasprobe­ stücke wurde nach einer Kreisring-Belastungsbiegetestmethode bestimmt, wobei der Tragring einen Innendurchmesser von 80 mm und der die Belastung übertragende Ring einen Außendurchmesser von 40 mm besaß und die Rate der angelegten Belastung 2 mm/min betrug. Die nach dieser Methode gemessene Bruchfestigkeit reichte von 5,89-7,85×108 Pa (60 bis 80 kg/mm2).
Die Glasprobestücke der zweiten Gruppe wurden der zuvor beschrie­ benen Härtungsbehandlung mit geschmolzenem Kaliumnitrat ohne irgendwelche Vorbehandlung unterworfen. In diesem Fall betru­ gen die Werte der Druckspannung an den Oberflächen der gehär­ teten Glasprobestücke 5,40-6,38×108 Pa und die nach der zuvor beschriebenen Methode gemessene Bruch­ festigkeit reichte von 4,41-5,89×108 Pa. Dies bedeutet, daß die Vorbehandlung mit geschmolzenem Natrium­ nitrat den Effekt der Steigerung des Härtungsgrades von etwa 30% hatte.
Beispiel 2
Ein Natron-Kalkglas wurde zu einer etwa 4 mm dicken Tafel nach einer Gießmethode verformt. Das Glas hatte folgende Zusam­ mensetzung, ausgedrückt als Oxide auf Gewichtsbasis und unter Vernachlässigung von Verunreinigungen:
72,5% SiO2, 13,8% Na2O, 0,1% K2O, 8,8% CaO, 4,1% MgO, 0,2% Al2O3 und 0,1% Fe2O3. Ein ausreichend ebener Bereich der Glasplatte wurde zu quadratischen Probestücken von etwa 35 mm Kantenlänge geschnitten, diese wurden in zwei Gruppen unterteilt.
Die Glasprobestücke der ersten Gruppe wurden in ein Bad von Natriumnitrat eingetaucht, welches 1 Gew.-% Natriumphosphat enthielt, und sie wurden für etwa 16 h auf etwa 480°C gehal­ ten. Die Probestücke wurden aus dem Bad entnommen und nach dem Abkühlen mit Wasser gewaschen und getrocknet. Als nächstes wurden die Probestücke in ein Bad von geschmolzenem Kalium­ nitrat, das auf etwa 450°C gehalten war, für etwa 16 h ein­ getaucht, um hierdurch die Härtung durch Ionenaustausch her­ beizuführen. Die aus dem Bad entnommenen Probestücke wurden gewaschen und getrocknet.
Die Bruchfestigkeit der so gehärteten Glasprobestücke wurden nach der Kreisring-Belastungsbiegetestmethode bestimmt, wobei der Tragring einen inneren Durchmesser von 25 mm, der die Belastung übertragende Ring einen äußeren Durchmesser von 5 mm besaß und die Rate der angelegten Belastung 5 mm/min betrug. Die Meßergebnisse reichten von 5,89×108 Pa bis 8,34×108 Pa.
Die Glasprobestücke der zweiten Gruppe wurden der Härtungs­ behandlung mit geschmolzenem Kaliumnitrat unter denselben Bedin­ gungen, jedoch ohne irgendeine Vorbehandlung unterworfen. In diesem Fall betrug die Bruchfestigkeit der gehärteten Glas­ probestücke, gemessen nach derselben Methode, von 4,91×108 Pa bis 6,38×108 Pa.
Beispiel 3
Ein Glas der folgenden Zusammensetzung, ausgedrückt als Oxide auf Gewichtsbasis, und unter Vernachlässigung der Verunreini­ gungen, wurde in einem Tiegel erschmolzen: 52,2% SiO2, 14,0% Li2O, 0,1% Na2O, 0,1% K2O, 5,1% CaO, 3,8% MgO, 12,7% Al2O3 und 0,1% Fe2O3. Das geschmolzene Glas wurde zu einer etwa 2,5 mm dicken Tafel vergossen. Ein ausreichend ebener Bereich der Glastafel wurde in quadratische Probestücke von etwa 30 mm Kantenlänge geschnitten; diese wurden in zwei Gruppen unter­ teilt.
Die Glasprobestücke der ersten Gruppe wurden in ein Bad aus geschmolzenem Lithiumnitrat, welches 5 Gew.-% Lithiumphosphat enthielt, eingetaucht, und sie wurden hierin für etwa 20 h auf etwa 550°C gehalten. Im Anschluß an diese Vorbehandlung wurden die Proben in ein Bad aus geschmolzenem Natriumnitrat, das auf etwa 450°C gehalten war, während etwa 20 h eingetaucht, um hierdurch die Härtung durch Ionenaustausch herbeizuführen.
Die Bruchfestigkeit der so gehärteten Glasprobestücke wurde nach der Kreisring-Belastungsbiegetestmethode gemessen, wobei der Tragring einen inneren Durchmesser von 20 mm und der Belastungsübertragungsring einen äußeren Durchmesser von 5 mm besaßen und die Rate der angelegten Belastung 5 mm/min betrug. Die Meßergebnisse reichten von 3,43×108 Pa bis 5,40×108 Pa.
Die Glasprobestücke der zweiten Gruppe wurden der Härtungsbehand­ lung mit geschmolzenem Natriumnitrat unter denselben Bedingun­ gen, jedoch ohne irgendeine Vorbehandlung, unterworfen. In die­ sem Fall reichte die Bruchfestigkeit der gehärteten Glasprobe­ stücke, gemessen nach derselben Methode, von 2,94×108 Pa bis 3,92×108 Pa.
Vergleichsversuch
Ein Glas der folgenden Zusammensetzung, angegeben als Oxide auf Gewichtsbasis, und unter Vernachlässigung von Verunreini­ gungen, wurde zu einer etwa 4 mm dicken Tafel nach derselben Methode wie in Beispiel 3 verformt:
173,5% SiO2, 6,8% Na2O, 6,8% K2O, 0,5% Li2O, 6,85% CaO, 3,78% MgO, 1,7% Al2O3 und 0,1% Fe2O3. Ein ausreichend ebener Bereich der Glasplatte wurde in quadratische Probestücke von etwa 35 mm Kantenlänge zerschnitten; diese wurden in zwei Grup­ pen unterteilt.
Die Glasprobestücke der ersten Gruppe wurden in ein Bad von geschmolzenem Natriumnitrat, das auf etwa 500°C gehalten war, für etwa 16 h eingetaucht. Im Anschluß an diese Vorbehandlung wurden die Probestücke in ein Bad von geschmolzenem Kaliumnitrat, das auf etwa 450°C gehalten war, für etwa 16 h eingetaucht, um hierdurch die Härtung durch Ionenaustausch herbeizuführen.
Die Bruchfestigkeit der nach dieser Verfahrensweise gehärteten Glasprobestücke wurde nach derselben Methode wie in Beispiel 3 gemessen. Die Meßergebnisse reichten von 1,96×108 Pa bis 3,92×108 Pa.
Die Glasprobestücke der zweiten Gruppe wurden der zuvor beschrie­ benen Ionenaustauschbehandlung ohne Durchführung irgendeiner Vorbehandlung unterworfen. Die so gehärteten Glasprobestücke zeigten nahezu dieselbe Bruchfestigkeit wie die gehärteten Probestücke der ersten Gruppe.

Claims (8)

1. Verfahren zur chemischen Härtung eines nicht nach dem Floatverfahren hergestellten Glasgegenstandes, in dessen Alkalibestandteil eine Metallionen-Art überwiegt und ge­ gebenenfalls irgendein anderes Alkalimetallion in einer Menge von nicht mehr als 50 mol-% der Haupt-Alkalimetallionen- Komponente vorliegt und in welchem die Verteilung von belie­ bigen anderen Metallionen im wesentlichen gleichförmig ist, durch wenigstens teilweisen Austausch der Alkalimetallionen in der Oberflächenschicht des Glasgegenstandes gegen Alkali­ metallionen mit einem größeren Radius, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ionenaustausch die Menge der Haupt-Alkalimetallionen-Komponente in der Oberflächen­ schicht durch eine äußere Ionenquelle angereichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anreicherung ein Salz der Haupt-Alkalikomponente verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz in geschmolzenem Zustand verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Salz ein Nitrat, Sulfat oder Phosphat verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherung bei einer Temperatur im Bereich von 350°C bis 650°C vorgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Haupt-Alkalimetallionen-Art Natriumionen und als Autausch-Ionenart Kaliumionen verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Haupt-Alkalimetallionen-Art Lithiumionen und für den Austausch Natriumionen oder Kaliumionen verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Glasgegenstand eine Glastafel verwendet wird.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897371A (en) * 1987-02-03 1990-01-30 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glass article protected from coloring by electron rays and method of using
IT214932Z2 (it) * 1988-12-28 1990-07-04 Siv Soc Italiana Vetro Vetratura isolante per veicolo
DE3937529A1 (de) * 1989-11-08 1991-05-16 Siemens Ag Verfahren zum verbinden eines siliziumteiles mit einem glasteil
JP2788800B2 (ja) * 1991-07-11 1998-08-20 日本電気株式会社 光コネクタ
CH686304A5 (de) * 1994-07-08 1996-02-29 Vetrotech Ag Verfahren zum Herstellen von ebenen oder gewoelbten Glasplatten.
US6197209B1 (en) 1995-10-27 2001-03-06 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Method of fabricating a substrate
JP3271691B2 (ja) * 1996-02-29 2002-04-02 セイコーインスツルメンツ株式会社 表示装置の製造方法
KR0180850B1 (ko) * 1996-06-26 1999-03-20 구자홍 유리기판 에칭장치
AU736751B2 (en) 1996-12-26 2001-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Electron source substrate and electron source and image-forming apparatus using such substrate as well as method of manufacturing the same
KR100265556B1 (ko) 1997-03-21 2000-11-01 구본준 식각장치
DE69818541T2 (de) * 1997-04-30 2004-08-05 Agfa-Gevaert Verfahren zur Herstellung von dünnem Glas auf einer Rolle
FR2768857B1 (fr) * 1997-09-23 1999-12-03 Thomson Tubes Electroniques Procede de realisation d'un panneau de visualisation comportant une dalle a stabilite dimensionnelle amelioree
US6327011B2 (en) 1997-10-20 2001-12-04 Lg Electronics, Inc. Liquid crystal display device having thin glass substrate on which protective layer formed and method of making the same
KR100272513B1 (ko) 1998-09-08 2001-01-15 구본준 유리기판의 식각장치
KR100308157B1 (ko) 1998-10-22 2001-11-15 구본준, 론 위라하디락사 액정표시소자용 유리기판
WO2000047529A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-17 The Pennsylvania State University Strengthening, crack arrest and multiple cracking in brittle materials using residual stresses
US8673163B2 (en) 2008-06-27 2014-03-18 Apple Inc. Method for fabricating thin sheets of glass
US7810355B2 (en) 2008-06-30 2010-10-12 Apple Inc. Full perimeter chemical strengthening of substrates
CN102137822B (zh) * 2008-07-29 2015-12-09 康宁股份有限公司 用于化学强化玻璃的双阶段离子交换
CN102388003B (zh) 2009-03-02 2014-11-19 苹果公司 用于强化用于便携式电子设备的玻璃盖的技术
US9778685B2 (en) 2011-05-04 2017-10-03 Apple Inc. Housing for portable electronic device with reduced border region
US9213451B2 (en) 2010-06-04 2015-12-15 Apple Inc. Thin glass for touch panel sensors and methods therefor
US10189743B2 (en) 2010-08-18 2019-01-29 Apple Inc. Enhanced strengthening of glass
US8824140B2 (en) 2010-09-17 2014-09-02 Apple Inc. Glass enclosure
US10781135B2 (en) 2011-03-16 2020-09-22 Apple Inc. Strengthening variable thickness glass
US9725359B2 (en) 2011-03-16 2017-08-08 Apple Inc. Electronic device having selectively strengthened glass
US9128666B2 (en) 2011-05-04 2015-09-08 Apple Inc. Housing for portable electronic device with reduced border region
US9944554B2 (en) 2011-09-15 2018-04-17 Apple Inc. Perforated mother sheet for partial edge chemical strengthening and method therefor
CN103842310B (zh) * 2011-09-29 2016-02-03 中央硝子株式会社 显示装置用盖板玻璃及其制造方法
US9516149B2 (en) 2011-09-29 2016-12-06 Apple Inc. Multi-layer transparent structures for electronic device housings
EP2762461B1 (de) 2011-09-29 2018-11-21 Central Glass Company, Limited Chemisch gehärtetes glas und verfahren zur herstellung desselben
US10144669B2 (en) 2011-11-21 2018-12-04 Apple Inc. Self-optimizing chemical strengthening bath for glass
EP3150377A1 (de) * 2011-12-15 2017-04-05 Asahi Glass Company, Limited Beschlaghinderungsartikel
US10133156B2 (en) 2012-01-10 2018-11-20 Apple Inc. Fused opaque and clear glass for camera or display window
US8773848B2 (en) 2012-01-25 2014-07-08 Apple Inc. Fused glass device housings
US9946302B2 (en) 2012-09-19 2018-04-17 Apple Inc. Exposed glass article with inner recessed area for portable electronic device housing
JP2014133683A (ja) * 2013-01-10 2014-07-24 Central Glass Co Ltd 化学強化ガラス板の製造方法
US9459661B2 (en) 2013-06-19 2016-10-04 Apple Inc. Camouflaged openings in electronic device housings
US9886062B2 (en) 2014-02-28 2018-02-06 Apple Inc. Exposed glass article with enhanced stiffness for portable electronic device housing
CN113603344B (zh) * 2021-09-18 2022-09-16 蓝思科技股份有限公司 玻璃强化处理前的预处理方法及包含其的玻璃强化处理方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL302981A (de) * 1963-01-07
NL135450C (de) * 1964-01-31 1900-01-01
US3585053A (en) * 1964-05-05 1971-06-15 Corning Glass Works Glass-ceramic article and method
US3433611A (en) * 1965-09-09 1969-03-18 Ppg Industries Inc Strengthening glass by multiple alkali ion exchange
US3844754A (en) * 1966-02-23 1974-10-29 Owens Illinois Inc Process of ion exchange of glass
BE755946A (fr) * 1969-09-10 1971-03-09 Saint Gobain Pont A Mousson Perfectionnements aux procedes de traitement superficiel d'articles en verre ou en ceramique par echange d'ions
JPS5417765B1 (de) * 1971-04-26 1979-07-03
JPS5417765A (en) * 1977-07-11 1979-02-09 Oki Kaiyo Electronics Kk Distance measuring system by sound in suspension
DE3330109C2 (de) * 1983-08-20 1986-01-02 K.A. Schmersal Gmbh & Co, 5600 Wuppertal Elektrischer Schalter
JPS6047367A (ja) * 1983-08-24 1985-03-14 松下電器産業株式会社 管球
JPS61200024A (ja) * 1985-03-01 1986-09-04 Nissan Motor Co Ltd 自動車用ドアのウインドウパネル昇降装置
JPS61200023A (ja) * 1985-03-02 1986-09-04 Kinugawa Rubber Ind Co Ltd 合成樹脂製自動車用モ−ルデイング
GB2171990B (en) * 1985-03-08 1988-12-07 Central Glass Co Ltd Method of strengthening glass article formed of float glass by ion exchange and strengthened glass article

Also Published As

Publication number Publication date
DE3729736A1 (de) 1988-03-10
GB2195332A (en) 1988-04-07
GB2195332B (en) 1990-08-01
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FR2603575A1 (fr) 1988-03-11
JPH0818850B2 (ja) 1996-02-28
GB8720395D0 (en) 1987-10-07
FR2603575B1 (fr) 1992-02-28
US4846868A (en) 1989-07-11

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