JP2014040353A - 化学強化結晶化ガラス物品 - Google Patents
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Abstract
【課題】機械的強度が高く、しかも意匠性に優れた化学強化結晶化ガラス物品とその製造方法を提供することである。
【解決手段】表面及び裏面の何れもが自由表面で構成されており、且つ前記表面及び裏面に圧縮応力層が形成されていることを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】表面及び裏面の何れもが自由表面で構成されており、且つ前記表面及び裏面に圧縮応力層が形成されていることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾に好適な高強度の結晶化ガラス物品と、その製造方法に関する。
従来、高強度ガラスとしては、風冷強化ソーダ石灰ガラス、風冷強化硼珪酸ガラス及び各種ガラスのイオン交換処理品が用いられてきた。風冷強化ガラスは、ガラスの軟化点以上の温度に加熱した後、冷却空気を高圧で吹き付けることにより、ガラス表面層に圧縮応力を付与させて強化する。一方、イオン交換処理品は通常ソーダ石灰ガラス又は硼珪酸ガラスであるが、500℃以下に加熱された溶融塩に浸漬することにより、ガラス表面においてガラス中のイオン半径の小さいNa+イオンと、溶融塩中のイオン半径の大きいK+イオンとのアルカリイオンの交換反応(その他、K+→Cs+、Li+→K+)が進行し、ガラス表面の容積増加が起こり、ガラス表層中に圧縮応力が発生し、その結果、ガラス板の機械的強度が向上する。このような例として、特許文献1には、SiO2−Al2O3−B2O3系ガラスをイオン交換処理により強化する事例の開示がある。また、特許文献2には、SiO2−Al2O3−Li2O系ガラスをイオン交換処理により強化する事例の開示がある。
しかしながら、風冷強化硼珪酸ガラスや風冷強化ソーダ石灰ガラスは、機械的強度を向上させるためには、風冷強化処理温度を、ガラスの軟化点と同等か若しくはそれ以上の温度にして風冷強化処理を行わなければならず、その結果、ガラス表面にうねりが生じたり、ガラスに反りが発生したりして、像の歪みが生じやすい。又その効果はガラスの膨張係数により異なり、特に硼珪酸ガラスは膨張係数が低い為にその効果は小さく、2倍程度の強度向上しか見られない。
従来の硼珪酸ガラスやソーダ石灰ガラスは、イオン交換処理による強化の効果が低いものである。硼珪酸ガラスの強化が十分にできない要因は、ガラス中のNa2Oや他のアルカリ成分(Li、K、Cs)の酸化物等の含有量が少ないことにある。ソーダ石灰ガラスは、ガラス中のNa2Oの含有量は多いが、Al2O3の含有量が少ないためにイオンの拡散係数が低くなっている。そのため、ガラス表面でのイオン交換の速度が遅くなり、アルカリイオンの交換反応が劣る結果、ソーダ石灰ガラスは強化が十分にできない。当然ながら、これらのガラスは結晶化ガラスでないことから透明であり、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾には不適当であった。さらに、これらの用途には強度が不十分である。
また、特許文献1に記載のイオン交換処理により強化されたSiO2−Al2O3−B2O3系ガラスは、Al2O3含有量が5%以下と少ないために、イオン交換処理による機械的強度の向上する程度が小さいものであった。
さらに、特許文献2に記載のSiO2−Al2O3−Li2O系ガラスは、防火性能を追求した透明ガラスで開口部に用いる防火ガラスであり、意匠性を有する結晶化ガラスではないので、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾には不適当であった。
本発明の目的は、機械的強度が高く、しかも意匠性に優れた化学強化結晶化ガラス物品とその製造方法を提供することである。
本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、表面及び裏面の何れもが自由表面で構成されており、且つ前記表面及び裏面に圧縮応力層が形成されていることを特徴とする。ここで「自由表面」とは火造り面を意味する。より具体的には、表面粗さRaが0.1μm以下の面を指す。また本発明においては、ガラスの端面に圧縮応力が形成されているか否かは問わない。
本発明においては、ガラス相の体積比率が70%以上であることが好ましい。
上記構成によれば、イオン交換処理による機械的強度の向上効果が大きくなる。
本発明においては、応力値が300MPa以上で、かつ応力層の深さが30μm以上である圧縮応力層が形成されていることが好ましい。なお「圧縮応力値」と「圧縮応力層の深さ」は、顕微レーザーラマン分光法で測定した値を指す。
上記構成によれば、携帯電子機器の筐体として使用された場合に、加傷等による破壊が生じ難くなる。
本発明においては、ルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、及びジルコニア(ZrO2)から選ばれる一種類以上の結晶を析出していることが好ましい。
上記構成によれば、不透明でセラミック質の外観となり、意匠性に優れた結晶化ガラス物品を得ることができる。
本発明においては、ガラス組成として、質量%で、SiO2 40〜60%、TiO2+ZrO2 0.5〜10%、Al2O3 10〜25%、B2O3 2〜15%、Na2O+K2O+Li2O 2〜20%、ZnO+MgO+CaO+BaO 0〜20%含有することが好ましい。ここで「TiO2+ZrO2」とは、TiO2及びZrO2の含有量の合量を意味する。「Na2O+K2O+Li2O」とはNa2O、K2O及びLi2Oの含有量の合量を意味する。「ZnO+MgO+CaO+BaO」とは、ZnO、MgO、CaO及びBaOの含有量の合量を意味する。
上記構成によれば、ルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、及び/又はジルコニア(ZrO2)を容易に析出させることができる。またAl2O3の含有量が多いことから、イオン交換処理による機械的強度の向上効果が大きくなる。
本発明においては、電子機器の筐体として使用されることが好ましい。
本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、析出結晶及び圧縮応力層の存在により、高い機械的強度を示す。しかも万一破損した場合でも、析出結晶の存在によってクラックが伸展し難く、破片が粉々になり難い。
また本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、表面及び裏面が自由表面であるため、イオン交換による化学強化処理が、表面と裏面とで均等に行われる結果、基板の反りが極めて少ない。なお表面及び裏面の一方が自由表面、もう片面が研磨面といった表面状態が異なる面で構成されている場合、均等にイオン交換が行われないため、圧縮応力が不均一となり基板の反りが発生する。この反りは基板の厚みが薄くなるほど顕在化するので、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾用途では重要な問題となる。それゆえ反りのない本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、携帯電子機器、コンピュータ等の電子機器の筐体部材として好適である。
さらに本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、表面及び裏面が自由表面で構成されており、光沢のある外観が得られ、意匠性に優れる。
本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、表面及び裏面がともに自由表面で構成されており、当該表面及び裏面に圧縮応力層が形成されていることを特徴とする。
また本発明の化学強化結晶化ガラスは、ガラス相の体積比率が70%以上(即ち結晶相の体積比率が30%以下)、特に75%以上(即ち結晶相の体積比率が25%以下)であることが好ましい。ガラス相の体積比率が少なすぎると、イオン交換処理の対象となるガラス相の体積比率が少なくなるので、イオン交換処理により高い圧縮応力層を形成することが困難になる。そのため、結晶化ガラスはガラス相の体積比率が70%以上であることが重要である。なお機械的強度や不透明性等の特性を得るために、ガラス相の体積比率は99%以下(即ち結晶相の体積比率が1%以上)、特に95%以下(即ち結晶相の体積比率が5%以上)であることが望ましい。
また本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、その表面に形成される圧縮応力層の圧縮応力値CSが300MPa以上、特に400MPa以上であることが好ましく、また圧縮応力層の深さDOLが30μm以上、特に35μm以上であることが好ましい。表面に形成される圧縮応力層の応力値が300MPa未満であると、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾用材料としては強度が不十分となりやすい。また、圧縮応力層の深さが30μm未満であると、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾用材料として使用された際の加傷に対して、強度の維持が不十分となりやすい。
また本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、ルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、及びジルコニア(ZrO2)から選ばれる一種類以上の結晶を析出しており、少なくともルチル、特にルチル及びジルコニアを析出していることが望ましい。ルチルやMgO・2TiO2を析出させれば、結晶化ガラスの白色度が高くなる。それゆえ結晶量を少なくしてガラス相の割合を増やし、効果的にイオン交換させることが可能になる。またジルコニアを析出させると結晶化ガラスの機械的強度が高くなる。なお本発明においては、ルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、及びジルコニア(ZrO2)以外の結晶(例えばガーナイトやフォルステライト)の析出を排除するものではない。またルチル、MgO・2TiO2、及びジルコニアは、必ずしも主結晶であることを要しない。
また、本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、歪点が500℃以上、特に530℃以上、30〜380℃における熱膨張係数が40〜80×10−7/K、特に60〜75×10−7/Kである結晶化ガラスからなると、耐熱衝撃性や耐熱性に優れ、イオン交換処理時の急熱急冷にも耐えることができるため好ましい。
本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、ルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、及び/又はジルコニア(ZrO2)を析出する結晶化ガラスであれば、その組成は限定されないが、上記した種々の特性を兼ね備えるためには、特に質量%で、SiO2 40〜60%、TiO2+ZrO2 0.5〜10%、Al2O3 10〜25%、B2O3 2〜15%、Na2O+K2O+Li2O 2〜20%、ZnO+MgO+CaO+BaO 0〜20%含有する結晶化ガラスを採用することが好ましい。なお以下の説明において、特に断りがない限り「%」は質量%を意味する。
結晶化ガラスの組成を上記のように限定した理由は、以下の通りである。
SiO2は化学的耐久性を高める成分であり、その含有量は40.0〜60.0%、特に42.0〜58.0%であることが好ましい。SiO2の含有量が40.0%より少ないと耐候性が著しく悪くなり易く、一方、SiO2の含有量が60.0%より多いとガラスの溶融が困難になり易い。
TiO2とZrO2はルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、ジルコニア(ZrO2)が析出するための必須成分である。その含有量は合量で0.5〜10.0%、特に1.0〜5.0%であることが好ましい。TiO2とZrO2の含有量の合量が0.5%より少ないと析出結晶量が少なくなって機械的強度が低下し易くなり、一方、TiO2とZrO2の含有量の合量が10.0%より多いとガラス溶解時に未溶解が発生し易くなる。なおTiO2の含有量は0.05〜5.0%、特に0.5〜3.5%であることが好ましい。ZrO2の含有量は、0.05〜5.0%、特に0.2〜3.0%であることが好ましい。
Al2O3はイオン交換性能を決定する成分であり、その含有量は10.0〜25.0%、特に13.0〜23.0%であることが好ましい。Al2O3の含有量が10.0%より少ないとイオン交換処理時のイオンの拡散係数が低下してイオン交換速度が遅くなり、イオン交換性が低下するおそれがある。一方、Al2O3の含有量が25.0%より多いとガラスの溶解性が悪くなり易い。
Na2OとK2OとLi2Oの含有量は合量で2.0%〜20.0%、特に2.5〜18.0%であることが好ましい。これらの成分の合量が2.0%より少ないとガラスの溶融性が劣ったり、イオン交換性が低下したりする。一方、これらの成分の合量が20.0%より多いと結晶化し難くなる。なおNa2Oの含有量は2.0〜15.0%、特に5.0〜12.0%であることが好ましい。K2Oの含有量は0.5〜5.0%、特に1.0〜4.0%であることが好ましい。Li2Oの含有量は0〜8.0%、特に0.5〜5.0%であることが好ましい。
B2O3はガラスの溶融性を向上させ、また液相温度を下げる効果があり、その含有量は2.0〜15.0%、特に4.0〜13.0%であることが好ましい。B2O3の含有量が2.0%より少ないとガラスの溶融性が劣るだけではなく、液相温度が高くなり、原ガラスの成形時に失透しやすくなる。一方、B2O3の含有量が15.0%より多いと結晶化し難くなる。
ZnOとMgOとCaOとBaOの含有量は合量で0〜20.0%、特に2.0〜12.0%であることが好ましい。これらの成分は溶融性を向上させることができる。なおZnOの含有量は0〜10%、特に2.0〜6.0%であることが好ましい。MgOの含有量は0〜10%、特に2.0〜6.0%であることが好ましい。CaOの含有量は0〜5.0%、特に0.1〜1.0%であることが好ましい。BaOの含有量は0〜3.0%、特に0.2〜2.0%であることが好ましい。
また、必須成分ではないがCeO2を加えてもよい。CeO2の含有量は、0〜0.5%、特に0.05〜0.5%、さらには0.1〜0.3%であることが好ましい。CeO2は溶解性を向上させるだけではなく、酸化剤としての効果があり、不純物である全Fe中のFe2+の増加を抑え、結晶化ガラスの白色度を上げ発色を鮮やかにさせる成分である。CeO2の含有量が0.5%より多いとCe4+による着色が強くなりすぎて、結晶化ガラスに褐色を発する虞がある。CeO2の含有量が0.01%より少ないと上記の効果が得難くなる。
さらに、必須成分ではないがSO3を加えてもよい。SO3の含有量は0〜0.5%、特に0.02〜0.5%、さらには0.05〜0.3%であることが好ましい。SO3はボウ硝として添加できる。SO3の効果は、原ガラスの溶解性を向上させ、CeO2と同様に酸化剤として働き、CeO2と共存させることによりその効果が顕著に現れる。SO3が0.5%より多いと異種結晶が析出し結晶化ガラスの表面品位を悪くさせる虞がある。0.02%より少ないと上記の効果が得難くなる。
本発明の結晶化ガラス物品は、上記した成分以外にもCoO、NiO、Fe2O3、MnO2、Cr2O3等の着色酸化物を10.0%まで含有させることにより、着色結晶化ガラスとすることが可能である。
次に本発明の化学強化結晶化ガラス物品の製造方法を説明する。
まず所望の組成となるように調合した原料バッチを1500〜1600℃で溶融し、所定の形状に成形する。ここで、熱処理するとルチル(TiO2)、MgO・2TiO2及び/又はジルコニア(ZrO2)を析出可能な組成となるように原料バッチを選択することが重要である。
表面及び裏面が自由表面である結晶化ガラス物品を得る方法としては、予備成形された結晶化ガラスをリドロー成形する方法と、オーバーフローダウンドロー法を用いて溶融ガラスから直接、板状の結晶化ガラスを成形する方法の何れかを採用することが好ましい。
リドロー成形法を用いる場合、まず溶融ガラスをフロート法、スリットダウンドロー法、ロールアウト法等の周知の成形法で板状に予備成形する。
次にこの予備成形体を熱処理して結晶化させる。ガラスの結晶化は、ガラスの粘度が104.5〜105.5dPa・sとなる温度で熱処理すればよい。熱処理することにより、ガラス中からルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、ジルコニア(ZrO2)等の結晶を析出させ、白色若しくは着色した不透明な結晶化ガラス体を得ることができる。析出する結晶は、これら3種のみでもよいが、その他の結晶が析出してもよい。また析出した結晶の総量が体積比率で1〜25%(即ちガラス相の体積比率が75〜99体積%)になるように、組成を選択し、また熱処理条件を調整することが好ましい。
その後、リドロー成形法によって再成形し、表面及び裏面が自由表面である結晶化ガラス体を得る。リドロー成形法による再加熱温度は(ガラスの軟化点+50℃)〜(ガラスの軟化点+100℃)、ガラスの粘度としては106〜107dPa・sの範囲で行うことが望ましい。このようにして結晶化ガラス体を再加熱しリドロー法により厚み0.5〜2.0mmの結晶化ガラス物品を得る。
またオーバーフローダウンドロー法を用いる場合、ガラスを下方へ引き抜く最中に適切な温度管理を行い、ガラスの板状成形と結晶化を同時に行い、結晶化ガラス物品を得る。なおオーバーフローダウンドロー法とは、くさび状の断面形状を有する成形体に連続的に供給される溶融ガラスを、成形体の頂部から両側面に沿って流下させることにより、成形体の下端部で融合させて連続した板状形態とし、この形態になった板状ガラスを、引張りローラで挟持しつつ下方に引き抜く方法である。
このようにして得られた結晶化ガラス物品をイオン交換し、化学強化結晶化ガラス物品を得る。イオン交換は、結晶化ガラスの歪点温度付近に調整した溶融塩に、結晶化ガラス物品を接触させることにより、表層部のガラス相中のアルカリイオン(例えばNaイオンやLiイオン)をそれよりもイオン半径が大きいアルカリイオン(例えばKイオン)と置換させる。このようにして、圧縮応力値が300MPa以上で、かつ圧縮応力深さが30μm以上の圧縮応力層を結晶化ガラス物品の表面及び裏面に形成することができる。
なお必要に応じてイオン交換前又は後に、膜付け等の表面加工、切断・穴開け等の機械加工等を施してもよい。
以下、本発明の化学強化結晶化ガラス物品を実施例に基づいて詳細に説明する。表1は、実施例1〜2と比較例1〜4を示すものである。
実施例1の結晶化ガラス物品は、携帯電子機器、コンピュータなどの筐体装飾用材料であって、寸法が一辺90mm×他辺45mm×厚さ0.7mmであり、ガラス相の体積比率が90%の結晶化ガラス板からなり、リドロー成形法により表面及び裏面が自由表面で構成されている。さらに前記表面及び裏面には応力値が700MPaで、かつ深さ40μmの圧縮応力層がイオン交換処理により形成されている。
実施例2の結晶化ガラス物品は、実施例1と同一寸法を有し、ガラス相の体積比率が85%の結晶化ガラス板からなり、表面及び裏面が自由表面で構成されている。さらに、応力値が750MPaで、かつ深さ45μmの圧縮応力層がイオン交換処理により形成されている。
比較例1および比較例2は、表面が自由表面、裏面がセッター接触面である試料をイオン強化処理したものである。
実施例1、2は以下のようにして作製した。
まず、表中の組成になるように調合したバッチ原料を溶融窯に投入し、1500〜1600℃で溶融した後、溶融ガラス生地をロール成形し、次いで徐冷して、900×1200×7mmのガラス板を作製した。このガラス板をガラスの粘度が104.5〜105.5dPa・sとなる1050℃で熱処理することにより、ルチルやジルコニアを析出させた。
次に950℃の温度でリドロー成形することにより、幅130mm、厚さ0.7mmであり、表面及び裏面が自由表面である結晶化ガラス物品を得た。この結晶化ガラス物品から短辺4mm×長辺50mm×厚さ1mmの曲げ強度測定用試料、50mm×50mm×0.7mmの鋼球落下試験用試料、及び50mm×5mm×0.7mmの反り評価用試料をそれぞれ切り出した。続いて切り出した試料を結晶化ガラスの歪点温度付近の500℃に保持したKNO3溶融塩中に24時間浸漬することによってイオン交換処理を行った。
比較例1、2については、リドロー成形を行っていないことを除き、実施例1、2と同様にして結晶化ガラス物品を作製し、同様の方法で曲げ強度測定試料、鋼球落下試験用試料及び反り評価用試料を切り出し、イオン交換処理を行った。
なお、比較例3は、一般の窓ガラス用に市販されている肉厚が1mmのソーダ石灰ガラス板を、比較例4には、市販されている肉厚が1mmの硼珪酸ガラス板をそれぞれ用い、これらのガラスから曲げ強度測定用試料及び鋼球落下試験用試料を切り出した。その後、切り出したガラス片を、軟化点と同じ温度に設定した電気炉中に入れ、1時間保持した後、取り出し、冷却空気を吹き付けることによって風冷強化処理を行った。
このようにして作製した各試料について、熱膨張係数、転移点、屈伏点、歪点、軟化点、外観品位、外観色調、強化前後の曲げ強度、鋼球落下高さ及び試料の反りを評価した。結果を表1に示す。
尚、析出結晶種は粉末X線回折法にて確認した。この方法によってルチルやジルコニアの析出が確認された場合を「○」、確認されなかった場合を「−」で示した。析出結晶量は試料断面のSEM写真の結晶面積比率より算出した。
圧縮応力層の応力値は、顕微ラマン分光法により、ラマン散乱ピークのピーク移動量より求めた。また、応力層の深さは同様に顕微ラマン分光法により、表面よりラマン散乱を測定し、ピーク移動が起こらなくなる深さを測定することにより求めた。
処理後の外観品位は、目視によって評価し、全く像に歪みが見られない場合を「○」、像にゆがみがみられる場合を「×」とした。
熱膨張係数、転移点及び屈伏点は、JIS R 3103−3:2001に準じてDilato計を用いて測定した。軟化点及び歪点は、Fiber Elongation法(JIS R 3103−2:2001、ISO 7884−6:1987)によって測定した。
曲げ強度はASTM C880−78に準じた3点荷重法を用いて測定した。又、鋼球落下試験はJIS R 3206 「強化ガラス」に準じて32.5gの鋼球を落下させ試験体が破損した高さを値とした。
反りは次の様にして評価した。まずイオン交換した反り評価用試料を定盤上に載置して反りの有無を確認した。試料に反りが生じている場合は、凹面となる側を下に向け、定盤と試料との隙間を測定した。
本発明の実施例1及び2はガラス相が多く含まれており、イオン交換処理により、曲げ強度が非常に高くなり、衝撃強度も強く、破損し難かった。また、イオン交換処理後の外観品位も、うねりや反りがなく問題がなかった。しかもルチルが析出していることから、結晶量が少ないにも関わらず、白色度の高い外観が得ることができた。また実施例2はジルコニアも析出しており、より機械的強度の高い結晶化ガラス物品を得ることができた。
一方、比較例1及び2は大きい反りが見られた。
本発明の化学強化結晶化ガラス物品は、携帯電子機器、コンピュータ等の電子機器以外の筐体部材としても使用可能である。また高強度及び意匠性が求められる各種用途にも好適に使用可能である。
Claims (6)
- 表面及び裏面の何れもが自由表面で構成されており、且つ前記表面及び裏面に圧縮応力層が形成されていることを特徴とする化学強化結晶化ガラス物品。
- ガラス相の体積比率が70%以上であることを特徴とする請求項1に記載の化学強化結晶化ガラス物品。
- 応力値が300MPa以上で、かつ応力層の深さが30μm以上である圧縮応力層が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の化学強化結晶化ガラス物品。
- ルチル(TiO2)、MgO・2TiO2、及びジルコニア(ZrO2)から選ばれる一種類以上の結晶を析出していることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の強化結晶化ガラス物品。
- ガラス組成として、質量%で、SiO2 40〜60%、TiO2+ZrO2 0.5〜10%、Al2O3 10〜25%、B2O3 2〜15%、Na2O+K2O+Li2O 2〜20%、ZnO+MgO+CaO+BaO 0〜20%含有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の化学強化結晶化ガラス物品。
- 電子機器の筐体として使用されることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の強化結晶化ガラス物品。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016088841A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG | セラミック化可能なグリーンガラス材料の製造方法、及びセラミック化可能なグリーンガラス材料、及びガラスセラミック製品 |
WO2019003565A1 (ja) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 株式会社 オハラ | 結晶化ガラス基板 |
JP2021100909A (ja) * | 2014-10-08 | 2021-07-08 | コーニング インコーポレイテッド | ペタライト及びリチウムシリケート構造を有する高強度ガラスセラミック |
US11104603B2 (en) | 2017-06-26 | 2021-08-31 | Ohara Inc. | Crystallized glass substrate |
JP2021181388A (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | 日本電気硝子株式会社 | 結晶化ガラス |
WO2021256304A1 (ja) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | 株式会社 オハラ | 強化結晶化ガラス |
JP2022117461A (ja) * | 2021-01-29 | 2022-08-10 | 重慶▲シン▼景特種玻璃有限公司 | 撥水撥油性が向上したコーティング微結晶化ガラス及びその製造方法と応用 |
WO2022172813A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラス板及びその製造方法 |
WO2023053786A1 (ja) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラスの製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120135848A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | George Halsey Beall | Fusion formed and ion exchanged glass-ceramics |
JP2012148955A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-08-09 | Avanstrate Inc | カバーガラスの製造方法及びカバーガラス |
WO2013011897A1 (ja) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | 旭硝子株式会社 | 結晶化ガラス筐体 |
-
2012
- 2012-08-23 JP JP2012184204A patent/JP2014040353A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012148955A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-08-09 | Avanstrate Inc | カバーガラスの製造方法及びカバーガラス |
US20120135848A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | George Halsey Beall | Fusion formed and ion exchanged glass-ceramics |
WO2013011897A1 (ja) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | 旭硝子株式会社 | 結晶化ガラス筐体 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11634357B2 (en) | 2014-10-08 | 2023-04-25 | Corning Incorporated | High strength glass-ceramics having petalite and lithium silicate structures |
JP2021100909A (ja) * | 2014-10-08 | 2021-07-08 | コーニング インコーポレイテッド | ペタライト及びリチウムシリケート構造を有する高強度ガラスセラミック |
JP7083932B2 (ja) | 2014-10-08 | 2022-06-13 | コーニング インコーポレイテッド | ペタライト及びリチウムシリケート構造を有する高強度ガラスセラミック |
US11952306B2 (en) | 2014-10-08 | 2024-04-09 | Corning Incorporated | High strength glass-ceramics having petalite and lithium silicate structures |
JP2020079203A (ja) * | 2014-10-29 | 2020-05-28 | ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG | セラミック化可能なグリーンガラス材料の製造方法、及びセラミック化可能なグリーンガラス材料、及びガラスセラミック製品 |
JP2016088841A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG | セラミック化可能なグリーンガラス材料の製造方法、及びセラミック化可能なグリーンガラス材料、及びガラスセラミック製品 |
WO2019003565A1 (ja) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 株式会社 オハラ | 結晶化ガラス基板 |
US11104603B2 (en) | 2017-06-26 | 2021-08-31 | Ohara Inc. | Crystallized glass substrate |
TWI768037B (zh) * | 2017-06-26 | 2022-06-21 | 日商小原股份有限公司 | 結晶化玻璃基板 |
JP2021181388A (ja) * | 2020-05-19 | 2021-11-25 | 日本電気硝子株式会社 | 結晶化ガラス |
WO2021256304A1 (ja) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | 株式会社 オハラ | 強化結晶化ガラス |
JP2022117461A (ja) * | 2021-01-29 | 2022-08-10 | 重慶▲シン▼景特種玻璃有限公司 | 撥水撥油性が向上したコーティング微結晶化ガラス及びその製造方法と応用 |
JP7477542B2 (ja) | 2021-01-29 | 2024-05-01 | 重慶▲シン▼景特種玻璃有限公司 | 撥水撥油性が向上したコーティング微結晶化ガラス及びその製造方法と応用 |
WO2022172813A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラス板及びその製造方法 |
WO2023053786A1 (ja) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラスの製造方法 |
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