JP2020059645A - 蓄積可能な引張応力が増加していることが好ましいガラス、蓄積可能な引張応力が増加していることが好ましいガラスを有する化学的に強化されたガラス製品、それを製造する方法、およびその使用 - Google Patents
蓄積可能な引張応力が増加していることが好ましいガラス、蓄積可能な引張応力が増加していることが好ましいガラスを有する化学的に強化されたガラス製品、それを製造する方法、およびその使用 Download PDFInfo
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Abstract
Description
強化可能な、および強化されたガラスおよび/またはガラス製品は、例えば以下の文献から公知である:米国特許出願公開第2018/0057401号明細書、米国特許出願公開第2018/0029932号明細書、米国特許出願公開第2017/0166478号明細書、米国特許第9,908,811号明細書、米国特許出願公開第2016/0122240号明細書、米国特許出願公開第2016/0122239号明細書、米国特許出願公開第2017/0295657号明細書、米国特許第8,312,739号明細書、米国特許第9,359,251号明細書、米国特許第9,718,727号明細書、米国特許出願公開第2012/0052271号明細書、米国特許出願公開第2015/0030840号明細書、米国特許出願公開第2014/0345325号明細書、米国特許第9,487,434号明細書、米国特許第9,517,968号明細書、米国特許第9,567,254号明細書、米国特許第9,676,663号明細書、米国特許出願公開第2018/0002223号明細書、米国特許出願公開第2017/0166478号明細書、米国特許出願公開第2017/0129803号明細書、米国特許出願公開第2016/01002014号明細書、米国特許出願公開第2015/0368153号明細書、米国特許出願公開第2015/0368148号明細書、米国特許出願公開第2015/0239775号明細書、米国特許第9,908,812号明細書、米国特許第9,902,648号明細書、米国特許第9,593,042号明細書、国際公開第2012/126394号、米国特許第9,54,0278号明細書、米国特許第8,759,238号明細書、米国特許第8,075,999号明細書、米国特許第4,055,703号明細書、独国特許発明第102010009584号明細書、および中国特許出願公開第102690059号明細書。
CS*DoL/2*1000*d
により行われ、ここで、CSは、ガラス製品の表面における最大圧縮応力であると理解され、DoLは圧縮応力深さであり、dはガラス製品の厚さである。
[K CS*K DoL/2*1000+Na CS交点*((Na DoL−K DoL)+(Na DoL−K DoL交点))/2*1000]/d
により求められる。
カリウムについての圧縮応力深さが、少なくとも4μmで、かつ最大8μmであり、ナトリウム交換による深さ30μmでの圧縮応力が、0.5mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも90MPaであり、0.55mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも100MPaであり、0.6mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも110MPaであり、0.7mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも120MPaであり、1mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも140MPaであり、好ましくは最大200MPaであり、ここで、mmでのガラス製品の厚さに対するμmでのナトリウム交換深さの比率が、0.130より大きく、蓄積可能な引張応力が、少なくとも20.6MPaで、かつ最大30MPa、好ましくは最大27.5MPa、特に好ましくは最大25MPa、極めて特に好ましくは最大24MPaであり、
以下の成分:
SiO2 54〜64、好ましくは57〜64、特に好ましくは60〜62、極めて特に好ましくは61〜62;
Al2O3 16〜28、好ましくは16〜21、特に好ましくは17.5〜19.5、極めて特に好ましくは18〜19;
B2O3 0〜0.6、好ましくは0〜0.45、特に好ましくは0〜0.28、極めて特に好ましくは0〜0.1;
Li2O 3.5〜6.5、好ましくは3.7〜5.7、特に好ましくは3.9〜5.5、極めて特に好ましくは4〜5.4、最も好ましくは4.5〜5.4;
Na2O 3〜11.1、好ましくは7.1〜11.1、特に好ましくは7.5〜10.7、極めて特に好ましくは7.8〜10.5;
K2O 0〜1.5、好ましくは0.1〜1.5、特に好ましくは0.2〜1、極めて特に好ましくは0.3〜0.75;
MgO 0〜2、好ましくは0〜1.5、特に好ましくは0〜1;
CaO 0〜0.55、好ましくは0〜0.5、特に好ましくは0〜0.25、極めて特に好ましくは0〜0.1;
ZnO 0〜3、好ましくは0〜2、特に好ましくは0〜1.5、極めて特に好ましくは0〜1;
P2O5 0.1〜4.5、好ましくは0.1〜2、特に好ましくは0.25〜1.75、極めて特に好ましくは0.5〜1.5;
ZrO2 1〜4.5、好ましくは2.5〜4.5、特に好ましくは2.8〜4.2、極めて特に好ましくは2.9〜4.1
を質量%で含み、
ここで、ガラス製品が、好適には0.15質量%までのCeO2、好ましくは0.1質量%までのCeO2および/または0.1質量%までのFe2O3を含み、かつここで、さらに好適にはガラス製品が、SrOおよびBaOを、不可避の痕跡量としてのみ、それぞれ最大500ppmの濃度で含み、かつ
ここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12
である、
厚さが少なくとも0.4mmで、かつ最大3.0mmのシート状のガラス製品、
好ましくは、化学的に強化された、または化学的に強化可能なシート状のガラス製品、
殊に好ましくは、シート状の化学的に強化されたガラス製品に関する。
[P2O5+(Na2O*ZnO)]
により表すことができると発見した。
リチウムアルミノシリケートガラスの二段階のイオン交換により製造され、ここで
1.5時間〜4時間の期間にわたる、380℃〜最大400℃未満、殊に最大395℃の温度での、少なくとも40質量%〜最大70質量%未満のカリウム塩、殊にKNO3と、最大60質量%〜少なくとも30質量%超のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第一のイオン交換が実施され、かつ
2.5時間〜5時間の期間にわたる、360℃〜390℃の温度での、90質量%〜95質量%のカリウム塩、殊にKNO3と、10質量%〜5質量%のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第二のイオン交換が実施される、
厚さが少なくとも0.4mmで、かつ最大3mmである化学的に強化されたシート状のガラス製品、
好ましくは本開示の第一および/または第二の態様によるガラス製品に関する。
SiO2 54〜64、好ましくは57〜64、特に好ましくは60〜62、極めて特に好ましくは61〜62;
Al2O3 16〜28、好ましくは16〜21、特に好ましくは17.5〜19.5、極めて特に好ましくは18〜19;
B2O3 0〜0.6、好ましくは0〜0.45、特に好ましくは0〜0.28、極めて特に好ましくは0〜0.1;
Li2O 3.5〜6.5、好ましくは3.7〜5.7、特に好ましくは3.9〜5.5、極めて特に好ましくは4〜5.4、最も好ましくは4.5〜5.4;
Na2O 3〜11.1、好ましくは7.1〜11.1、特に好ましくは7.5〜10.7、極めて特に好ましくは7.8〜10.5;
K2O 0〜1.5、好ましくは0.1〜1.5、特に好ましくは0.2〜1、極めて特に好ましくは0.3〜0.75;
MgO 0〜2、好ましくは0〜1.5、特に好ましくは0〜1;
CaO 0〜0.55、好ましくは0〜0.5、特に好ましくは0〜0.25、極めて特に好ましくは0〜0.1;
ZnO 0〜3、好ましくは0〜2、特に好ましくは0〜1.5、極めて特に好ましくは0〜1;
P2O5 0.1〜4.5、好ましくは0.1〜2、特に好ましくは0.25〜1.75、極めて特に好ましくは0.5〜1.5;
ZrO2 1〜4.5、好ましくは2.5〜4.5、特に好ましくは2.8〜4.2、極めて特に好ましくは2.9〜4.1
を質量%で含み、
ここで、ガラスおよび/またはガラスを含むガラス製品が、好適には0.15質量%までのCeO2、好ましくは0.1質量%までのCeO2および/または0.1質量%までのFe2O3を含み、かつここで、さらに好適にはガラスが、SrOおよびBaOを、不可避の痕跡量としてのみ、それぞれ最大500ppmの濃度で含み、かつ
ここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12
である、ガラスに関する。
− 1.5時間〜4時間の期間にわたる、380℃〜最大400℃未満の温度での、少なくとも40質量%〜最大70質量%未満のカリウム塩、殊にKNO3と、最大60質量%〜少なくとも30質量%超のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第一のイオン交換、および
− 2.5時間〜5時間の期間にわたる、360℃〜390℃の温度での、90質量%〜95質量%のカリウム塩、殊にKNO3と、10質量%〜5質量%のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第二のイオン交換
を含む、本開示の実施形態によるガラス製品を製造する方法にも関する。
以下で実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
SiO2 54〜64
Al2O3 16〜28
B2O3 0〜0.6
Li2O 3.5〜6.5
Na2O 3〜11.1
K2O 0〜1.5
MgO 0〜2
CaO 0〜0.55
ZnO 0〜3、好ましくは0〜2、特に好ましくは0〜1.5、極めて特に好ましくは0〜1
P2O5 0.1〜4.5
ZrO2 1〜4.5
を含み、かつここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12である。
SiO2 57〜64
Al2O3 16〜21
B2O3 0〜0.45
Li2O 3.7〜5.7
Na2O 7.1〜11.1
K2O 0.1〜1.5
MgO 0〜2
CaO 0〜0.5
ZnO 0〜2
P2O5 0.1〜2
ZrO2 2.5〜4.5
を含み、かつここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12である。
SiO2 60〜62
Al2O3 17.5〜19.5
B2O3 0〜0.28
Li2O 3.9〜5.5
Na2O 7.5〜10.7
K2O 0.2〜1
MgO 0〜1.5
CaO 0〜0.25
ZnO 0〜1.5
P2O5 0.25〜1.75
ZrO2 2.8〜4.2
を含み、かつここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12である。
SiO2 61〜62
Al2O3 18〜19
B2O3 0〜0.1
Li2O 4〜5.4
Na2O 7.8〜10.5
K2O 0〜1、好ましくは0.3〜0.75
MgO 0〜1
CaO 0〜0.1
ZnO 0〜1
P2O5 0.5〜1.5
ZrO2 2.9〜4.1
を含み、かつここで0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12である。
Claims (9)
- 厚さが少なくとも0.4mmで、かつ最大3.0mmであり、カリウムについての圧縮応力深さが、少なくとも4μmで、かつ最大8μmであり、ナトリウム交換による深さ30μmでの圧縮応力が、0.5mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも90MPaであり、0.55mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも100MPaであり、0.6mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも110MPaであり、0.7mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも120MPaであり、1mmのガラス製品の厚さの場合に少なくとも140MPaであり、好ましくは最大200MPaであり、ここで、mmでの前記ガラス製品の厚さに対するμmでのナトリウム交換深さの比率が、0.130より大きく、正規化された引張応力積分値、よって蓄積可能な引張応力が、少なくとも20.6MPaで、かつ最大30MPa、好ましくは最大27.5MPa、特に好ましくは最大25MPa、極めて特に好ましくは最大24MPaである、化学的に強化されたシート状のガラス製品(7)。
- 以下の成分:
SiO2 54〜64、好ましくは57〜64、特に好ましくは60〜62、極めて特に好ましくは61〜62;
Al2O3 16〜28、好ましくは16〜21、特に好ましくは17.5〜19.5、極めて特に好ましくは18〜19;
B2O3 0〜0.6、好ましくは0〜0.45、特に好ましくは0〜0.28、極めて特に好ましくは0〜0.1;
Li2O 3.5〜6.5、好ましくは3.7〜5.7、特に好ましくは3.9〜5.5、極めて特に好ましくは4〜5.4、最も好ましくは4.5〜5.4;
Na2O 3〜11.1、好ましくは7.1〜11.1、特に好ましくは7.5〜10.7、極めて特に好ましくは7.8〜10.5;
K2O 0〜1.5、好ましくは0.1〜1.5、特に好ましくは0.2〜1、極めて特に好ましくは0.3〜0.75;
MgO 0〜2、好ましくは0〜1.5、特に好ましくは0〜1;
CaO 0〜0.55、好ましくは0〜0.5、特に好ましくは0〜0.25、極めて特に好ましくは0〜0.1;
ZnO 0〜3、好ましくは0〜2、特に好ましくは0〜1.5、極めて特に好ましくは0〜1;
P2O5 0.1〜4.5、好ましくは0.1〜2、特に好ましくは0.25〜1.75、極めて特に好ましくは0.5〜1.5;
ZrO2 1〜4.5、好ましくは2.5〜4.5、特に好ましくは2.8〜4.2、極めて特に好ましくは2.9〜4.1
を質量%で含み、
ここで、ガラス製品(7)が、好適には0.15質量%までのCeO2、好ましくは0.1質量%までのCeO2および/または0.1質量%までのFe2O3を含み、かつここで、さらに好適には前記ガラス製品が、SrOおよびBaOを、不可避の痕跡量としてのみ、それぞれ最大500ppmの濃度で含み、かつ
ここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12
である、厚さが少なくとも0.4mmで、かつ最大3mmであるシート状のガラス製品(7)、好適には化学的に強化された、または化学的に強化可能なシート状のガラス製品(7)、好適には請求項1記載の化学的に強化されたシート状のガラス製品(7)。 - リチウムアルミノシリケートガラスの二段階のイオン交換により製造され、ここで
1.5時間〜4時間の期間にわたる、380℃〜最大400℃未満、殊に最大395℃の温度での、少なくとも40質量%〜最大70質量%未満のカリウム塩、殊にKNO3と、最大60質量%〜少なくとも30質量%超のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第一のイオン交換が実施され、かつ
2.5時間〜5時間の期間にわたる、360℃〜390℃の温度での、90質量%〜95質量%のカリウム塩、殊にKNO3と、10質量%〜5質量%のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第二のイオン交換が実施される、
厚さが少なくとも0.4mmで、かつ最大3mmである化学的に強化されたシート状のガラス製品(7)、好ましくは請求項1または2記載の化学的に強化されたシート状のガラス製品(7)。 - 最大引張応力が55MPa〜85MPaである、請求項1から3までのいずれか1項記載のガラス製品(7)。
- 前記ガラス製品の厚さが少なくとも0.5mmである、請求項1から4までのいずれか1項記載のガラス製品(7)。
- 前記ガラス製品の厚さが、最大2mm、好ましくは最大1mmである、請求項1から5までのいずれか1項記載のガラス製品(7)。
- カバーシートとしての、殊に家庭用電化製品におけるカバーシートとしての、または保護ガラス部材としての、殊に機械用の保護ガラス部材としての、または高速列車におけるガラス部材としての、または安全ガラス部材としての、または自動車ガラス部材としての、またはダイバーズウォッチにおける、または潜水艦における、または防爆装置用の、殊にガラスの使用が必須と規定されている装置用のカバーシートとしての、請求項1から6までのいずれか1項記載のガラス製品(7)の使用。
- 以下の成分:
SiO2 54〜64、好ましくは57〜64、特に好ましくは60〜62、極めて特に好ましくは61〜62;
Al2O3 16〜28、好ましくは16〜21、特に好ましくは17.5〜19.5、極めて特に好ましくは18〜19;
B2O3 0〜0.6、好ましくは0〜0.45、特に好ましくは0〜0.28、極めて特に好ましくは0〜0.1;
Li2O 3.5〜6.5、好ましくは3.7〜5.7、特に好ましくは3.9〜5.5、極めて特に好ましくは4〜5.4、最も好ましくは4.5〜5.4;
Na2O 3〜11.1、好ましくは7.1〜11.1、特に好ましくは7.5〜10.7、極めて特に好ましくは7.8〜10.5;
K2O 0〜1.5、好ましくは0.1〜1.5、特に好ましくは0.2〜1、極めて特に好ましくは0.3〜0.75;
MgO 0〜2、好ましくは0〜1.5、特に好ましくは0〜1;
CaO 0〜0.55、好ましくは0〜0.5、特に好ましくは0〜0.25、極めて特に好ましくは0〜0.1;
SrO 0〜3;
ZnO 0〜3、好ましくは0〜2、特に好ましくは0〜1.5、極めて特に好ましくは0〜1;
P2O5 0.1〜4.5、好ましくは0.1〜2、特に好ましくは0.25〜1.75、極めて特に好ましくは0.5〜1.5;
ZrO2 1〜4.5、好ましくは2.5〜4.5、特に好ましくは2.8〜4.2、極めて特に好ましくは2.9〜4.1
を質量%で含み、
ここで、ガラスが、好適には0.15質量%までのCeO2、好ましくは0.1質量%までのCeO2および/または0.1質量%までのFe2O3を含み、かつここで、さらに好適にはガラスが、SrOおよびBaOを、不可避の痕跡量としてのみ、それぞれ最大500ppmの濃度で含み、かつ
ここで、0.8<[P2O5+(Na2O*ZnO)]<12
である、ガラス。 - − 1.5時間〜4時間の期間にわたる、380℃〜395℃の温度での、少なくとも40質量%〜最大70質量%未満のカリウム塩、殊にKNO3と、最大60質量%〜少なくとも30質量%超のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第一のイオン交換、および
− 2.5時間〜5時間の期間にわたる、360℃〜390℃の温度での、90質量%〜95質量%のカリウム塩、殊にKNO3と、10質量%〜5質量%のナトリウム塩、殊にNaNO3との交換浴組成物を用いた第二のイオン交換
を含む、請求項1から6までのいずれか1項記載のガラス製品(7)の製造。
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