JP2017122039A - 熱強化したガラス要素及びその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
今日では、低いCTE(約3.3ppm/K)を有するホウケイ酸ガラスは、熱分解クリーニング機能付ベーキングオーブンにおけるガラス板として使用される。低い線熱膨張係数(CTE)によって、ガラス板は特定の耐熱衝撃性を獲得する。その際、覗き窓としての適用のために必要とされる、使用前の高い破壊強さは、前記ガラスを熱強化することによっても達成できる。ここでは、前記ガラスが、ガラス温度Tg超に加熱され、焼き入れされる。その際、導入されるプレストレスの大きさは、強化プロセスにおける熱膨張係数及び温度勾配に応じる。標準的に使用されるホウケイ酸ガラスは通常、評価に値するプレストレス(約60MPa)を達成するため、750℃超に加熱する必要がある。
よって、本発明の課題は、従来技術の欠点を低減するガラス及び/又はガラス板を提供することである。その際、本発明のガラス及び/又はガラス板は、容易に熱強化可能であり、ここでその熱強化は高温に対しても安定であるべきであり、かつ高い化学的耐久性をさらに有するべきである。本発明のさらなる態様は、そのようなガラスを、加熱室の扉として使用すること、若しくは調理面としての適用のために使用することに関する。
本課題は、請求項1、並びに請求項9〜11に記載のガラス要素によって解決される。好ましい実施形態は、それぞれの従属請求項中に見られる。本発明のさらなる態様は、そのようなガラス要素の使用に関する。
(1)(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106の値を有することで達成される。本発明の範囲において、温度は全て℃で記載される。この量は、二乗した温度(℃2又はK2)の次元を有する。その際、CTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表す。記載した値は、ISO7991による公称平均線熱膨張係数であり、これは静的測定において求められている。T13は、上部の冷却点における温度、つまり、ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度である。ここで、量Tgは、いわゆる変態温度、又はガラス転移温度を表す。この量は、加熱速度5K/分での測定の際の膨張曲線の2つの部分に対して引いた接線の交点により求められている。これは、ISO7884−8及び/又はDIN52324による測定に対応する。
|ΔCTE|=|CTESol−CTECoat|
が、1ppm/K以下、好ましくは0.5ppm/K以下、そして特に好ましくは0.3ppm/K以下になるように適合されている。
|ΔCTE|=|CTESol−CTECoat|
が、1ppm/K以下、好ましくは0.5ppm/K以下、そして特に好ましくは0.3ppm/K以下となるように適合されている。
本発明の一実施形態によると、ガラスの組成範囲は、以下の組成により質量%で示されている:
SiO2 60〜80
B2O3 4〜15
Al2O3 3〜15
Li2O 0〜5
Na2O 0〜10
K2O 0〜6
MgO 0〜8
CaO 0〜10
SrO 0〜5
TiO2 0〜5
ZrO2 0〜9。
本発明のさらなる一実施形態によると、ガラスのさらなる組成範囲は、以下の組成により質量%で示されている:
SiO2 63〜75
Al2O3 8〜21
Li2O 0〜5
Na2O 0〜14
K2O 0〜5
MgO 0〜12
CaO 0〜18
SrO 0〜5
TiO2 0〜5
ZrO2 0〜9。
さらに、本発明のもう一つのさらなる一実施形態によると、ガラスのさらなる組成範囲は、以下の組成により質量%で示されている:
SiO2 50〜70
B2O3 0〜8
Al2O3 3〜25
Li2O 0〜8
Na2O 0〜7
K2O 0〜5
MgO 0〜5
CaO 0〜7
SrO 0〜5
ZnO 0〜3
TiO2 0〜5
ZrO2 0〜5
P2O5 0〜5。
(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106K2の値を有するような、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでCTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、T13は、前記ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度を表す。
|ΔCTE|=|CTESol−CTECoat|
が、1ppm/K以下、好ましくは0.5ppm/K以下、そして特に好ましくは0.3ppm/K以下となるように適合されている。
Claims (12)
- 圧縮応力がかかっている2つの相対する面(11、12)を有する熱強化したガラス要素(1)であって、圧縮応力は少なくとも40MPaであり、前記ガラス要素(1)のガラスの粘度が104dPa・sである加工温度は最大1350℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量:
(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106K2の値を有するように、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでCTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、かつT13は、前記ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度を表す前記ガラス要素(1)。 - 請求項1に記載のガラス要素(1)において、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数CTESolが、3.5・10−6K−1〜6・10−6K−1の範囲にあることを特徴とする前記ガラス要素(1)。
- 請求項1に記載のガラス要素(1)において、軟化状態における、つまりガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数CTELiqが、11・10−6K−1〜45・10−6K−1にあるように前記ガラスが選択されていることを特徴とする前記ガラス要素(1)。
- 請求項1から3までのいずれか一項に記載のガラス要素(1)において、前記ガラスが、1立方センチメートルあたり少なくとも2.4グラムの密度を有することを特徴とする前記ガラス要素(1)。
- 請求項1から4までのいずれか一項に記載のガラス要素(1)であって、前記ガラスは、化学的耐久性H、S、Lが、少なくとも2、3、3、又はそれより良好であり、ここで化学的耐久性が、ISO719による耐水等級H、DIN12116による耐酸等級S、及びISO695による耐アルカリ等級Lにより求められている前記ガラス要素(1)。
- 請求項1から5までのいずれか一項に記載のガラス要素(1)であって、少なくとも1つの領域において被覆、好ましくはガラスフリットベースの被覆が、備えられている前記ガラス要素(1)。
- 請求項6に記載のガラス要素(1)であって、前記被覆の熱膨張係数CTECoatは、前記ガラス要素の熱膨張係数CTESolに、これら熱膨張係数の差である値:
|ΔCTE|=|CTESol−CTECoat|
が、1ppm/K以下、好ましくは0.5ppm/K以下、そして特に好ましくは0.3ppm/K以下となるように適合されている前記ガラス要素(1)。 - 請求項1から7までのいずれか一項に記載のガラス要素(1)であって、厚さが、2mm以上〜5mm以下、好ましくは3mm以上〜5mm以下である前記ガラス要素(1)。
- 圧縮応力がかかっている2つの相対する面(11、12)を有する熱強化したガラス要素(1)であって、圧縮応力は少なくとも40MPaであり、前記ガラス要素(1)のガラスの粘度が104dPa・sである加工温度は最大1350℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量:
(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106K2の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有し、ここでCTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、T13は、前記ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度を表し、前記ガラスは、以下の組成:
SiO2 60〜80
B2O3 4〜15
Al2O3 3〜15
Li2O 0〜5
Na2O 0〜10
K2O 0〜6
MgO 0〜8
CaO 0〜10
SrO 0〜5
TiO2 0〜5
ZrO2 0〜9
により質量%で示され、ここでさらに、少量成分及び/又は痕跡成分が含有されていてよく、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、SnO2、CeO2、As2O3、Cl−、F−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分が含有されていてよく、ここで、これらのさらなる成分の合計が、一般に2質量%未満にある前記ガラス要素(1)。 - 圧縮応力がかかっている2つの相対する面(11、12)を有する熱強化したガラス要素(1)であって、圧縮応力は少なくとも40MPaであり、前記ガラス要素(1)のガラスの粘度が104dPa・sである加工温度は最大1350℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量:
(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106K2の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有し、ここでCTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、T13は、前記ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度を表し、前記ガラスは、以下の組成:
SiO2 63〜75
Al2O3 8〜21
Li2O 0〜5
Na2O 0〜14
K2O 0〜5
MgO 0〜12
CaO 0〜18
SrO 0〜5
TiO2 0〜5
ZrO2 0〜9
により質量%で示され、ここでさらに、少量成分及び/又は痕跡成分が含有されていてよく、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、SnO2、CeO2、As2O3、Cl−、F−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分が含有されていてよく、ここで、これらのさらなる成分の合計が、一般に2質量%未満にある前記ガラス要素(1)。 - 圧縮応力がかかっている2つの相対する面(11、12)を有する熱強化したガラス要素(1)であって、圧縮応力は少なくとも40MPaであり、前記ガラス要素(1)のガラスの粘度が104dPa・sである加工温度は最大1350℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量:
(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106K2の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有し、ここでCTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、T13は、前記ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度を表し、前記ガラスは、以下の組成:
SiO2 50〜70
B2O3 0〜8
Al2O3 3〜25
Li2O 0〜8
Na2O 0〜7
K2O 0〜5
MgO 0〜5
CaO 0〜7
SrO 0〜5
ZnO 0〜3
TiO2 0〜5
ZrO2 0〜5
P2O5 0〜5
により質量%で示され、ここでさらに、少量成分及び/又は痕跡成分が含有されていてよく、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、SnO2、CeO2、As2O3、Cl−、F−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分が含有されていてよく、ここで、これらのさらなる成分の合計が、一般に2質量%未満にある前記ガラス要素(1)。 - 圧縮応力がかかっている2つの相対する面(11、12)を有する熱強化したガラス要素(1)の使用であって、ここで圧縮応力は少なくとも40MPaであり、前記ガラス要素(1)のガラスの粘度が104dPa・sである加工温度は最大1350℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量:
(750℃−T13)/(CTELiq−CTESol)
が最大5・106K2の値を有するように、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでCTELiqは、ガラス転移温度Tgを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、CTESolは、20℃〜300℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、T13は、前記ガラスが1013dPa・sの粘度を有する温度を表し、
前記ガラス要素(1)を、加熱室の扉として、例えば電気レンジ、殊に熱分解機能付電気レンジにおける加熱室の扉として、又は調理面として、発熱要素のためのカバーとして、殊に調理面若しくは加熱面として、発熱体カバーとして、グリル面として、暖炉用覗き窓として、セラミック産業、太陽光産業、製薬産業、若しくは医療技術におけるキャリアプレート若しくは炉用内張りとして、殊に高純度条件下での製造プロセスのためのキャリアプレート若しくは炉用内張りとして、化学的又は物理的な被覆法が実施される炉の内張りとして、又は耐薬品性のある実験室設備として、高温用途若しくは極低温用途のための基材として、燃焼炉の炉窓として、高温環境を遮蔽するための熱シールドとして、放射体、殊に赤外線放射体、装置中に組み込まれている赤外線放射体、リフレクタ、フラッドライト、投影機、プロジェクタ、複写機のためのカバーとして、熱機械的負荷を伴う適用のため、例えば暗視装置において、ウェハ基板として、UV保護を有する基材として、ケース部材の材料、例えば電子機器のケース部材の材料として、及び/又は、携帯電話、ノートパソコンのようなIT用カバーガラス、スキャナ用ガラスなどとして、ファサードパネルとして、防火窓ガラスとして、又は防弾用部材として用いる前記使用。
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