JP2022033904A - 高強度の超薄ガラスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、厚さ0.5mm以下を有する化学強化可能なガラス物品であって、前記ガラスが1100℃を上回る作業点T4を有し、且つ前記ガラスが25℃~300℃の温度範囲で6×10-6/℃を上回る平均線熱膨張係数CTEを有し、前記物品が、少なくとも1.5μm2/時間の閾値拡散率D、および厚さが200μmを上回る物品について0.4m×0.5mの面積内で40μm未満の全体厚さばらつき(TTV)、厚さが50μm~200μmの物品について0.4m×0.5mの面積内で物品の厚さの20%未満のTTV、および厚さが50μm未満の物品について0.4m×0.5mの面積内で最大10μmのTTVを有することを特徴とする、前記物品を提供する。
圧縮応力(CS): ガラスの表面層上でイオン交換後にガラスの網目間で誘導される圧縮。そのような圧縮は、ガラスの変形によって緩和され得ず、応力として維持される。市販の試験機、例えばFSM6000は、導波管の機構によってCSを測定できる。
薄板ガラスの熱間形成は、ガラス厚が0.5mmより薄くなると困難になってくる。ガラス溶融物は高温から冷却され、104dPa・s付近の粘度で所望の形態を形成し始める。従って、粘度が104dPa・sである際の温度T4は、ガラスの熱間成型の容易さにとって重要である。T4が低いほどガラスの成型は容易であり、なぜなら、材料および熱間成型装置の操業条件が、あまり高温適合性でなくてもよいからである。さらには、より低いT4は通常、低い溶融温度および清澄温度を意味し、そのことにより、溶融タンクの設計の努力および耐火物の侵食を著しく低減でき、且つ引き延ばされたタンクの寿命はさらにガラス溶融物の安定な製造を保証し、ひいては板ガラスの熱間成型工程を容易にする。
a) 所望のガラスのための原料の組成物を準備する段階、
b) 前記組成物を溶融する段階、
c) 板ガラス工程においてガラス物品を製造する段階、および
d) 前記物品の少なくとも1つの表面を、被覆層で任意に被覆する段階、
を含み、ここで、前記溶融物を板ガラス工程において、Tgの100℃上である温度TaからTgの50℃下である温度Tbへと、一方ではTaとTbとの間の平均冷却速度Cと、他方ではガラス物品の厚さtとの積が300mm℃/分未満であるように冷却する。
表1は、比較用試料(1~3)と、化学強化可能である超薄ガラスの直接的な熱間成型のいくつかの典型的な実施態様(4~16)を示す。表2は、KNO3塩浴中、420℃で2時間、化学強化された後のそれらの試料の特性を示す。
Claims (33)
- 厚さ0.5mm以下を有する化学強化可能なガラス物品であって、前記ガラスが1100℃を上回る作業点T4を有し、且つ前記ガラスが25℃~300℃の温度範囲で6×10-6/℃を上回る平均線熱膨張係数CTEを有し、前記物品が、少なくとも1.5μm2/時間の閾値拡散率D、および厚さが200μmを上回る物品について0.4m×0.5mの面積内で40μm未満の全体厚さばらつき(TTV)、厚さが50μm~200μmの物品について0.4m×0.5mの面積内で物品の厚さの20%未満のTTV、および厚さが50μm未満の物品について0.4m×0.5mの面積内で最大10μmのTTVを有することを特徴とする、前記物品。
- 前記物品が、400μm以下の厚さを有する、請求項1に記載のガラス物品。
- 前記物品が、1350℃より低い作業点T4を有する、請求項1または2に記載のガラス物品。
- 前記CTEが、7×10-6/℃よりも高い、請求項1から3までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 熱間成型の難易度係数が、8060×10-6~14000×10-6の範囲である、請求項1から4までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 逆剛性が、0.032~0.0355(s/mm)2の範囲である、請求項1から5までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 前記物品が、少なくとも4μm2/時間の閾値拡散率Dを有する、請求項1から6までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 前記物品の圧縮応力感受性CSSが、少なくとも450MPaである、請求項1から7までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 前記物品が、厚さが200μmを上回る物品について0.4m×0.5mの面積内で15μm未満のTTV、厚さが67μm~200μmの物品について0.4m×0.5mの面積内で物品の厚さの7.5%未満のTTV、および厚さが67μm未満の物品について0.4m×0.5mの面積内で最大5μmのTTVを有する、請求項1から8までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 前記物品が、5nm未満の表面粗さRaを有する、請求項1から13までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、層の深さ(DoL)が50μm未満である、前記物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、圧縮応力CSが1200MPa未満である、前記物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、内部引張応力の圧縮応力に対する比率が0.05~2.0の範囲である、前記物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、熱衝撃パラメータRが190W/m2より高い、前記物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、最大熱負荷ΔTが380℃よりも高い、前記物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、温度勾配に対する耐性(RTG)が50Kより高い、前記物品。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の物品を強化することによって製造された化学強化ガラス物品であって、熱衝撃に対する耐性(RTS)が75Kより高い、前記物品。
- 抵抗スクリーン用のカバーフィルム、およびディスプレイスクリーン、携帯電話、カメラ、ゲーム用ガジェット、タブレット、ラップトップ、TV、鏡、窓、航空機の窓、家具および白物家電用の使い捨て保護フィルムとしての、請求項15から21までのいずれか1項に記載の化学強化ガラス物品の使用。
- ディスプレイの基板およびカバー、指紋センサモジュールの基板またはカバー、半導体のパッケージ、薄膜電池の基板およびカバーの用途における、請求項15から21までのいずれか1項に記載の化学強化ガラス物品の使用。
- 前記物品が、反射防止、傷防止、指紋防止、抗菌、防眩またはそれらの組み合わせの機能を達成するために、被覆または表面改質されている、請求項1から21までのいずれか1項に記載のガラス物品。
- 請求項1から21までのいずれか1項に記載のガラス物品の製造方法であって、以下の段階:
a) 所望のガラスのための原料の組成物を準備する段階、
b) 前記組成物を溶融する段階、
c) 板ガラス工程においてガラス物品を製造する段階、および
d) 前記物品の少なくとも1つの表面を、被覆層で任意に被覆する段階、
を含み、ここで、前記溶融物を板ガラス工程において、Tgの100℃上である温度TaからTgの50℃下である温度Tbへと、一方ではTaとTbとの間の平均冷却速度Cと、他方ではガラス物品の厚さtとの積が300mm℃/分未満であるように冷却する、前記方法。 - 一方ではTaとTbとの間の平均冷却速度Cと、他方ではガラス物品の厚さtとの積が、280mm℃/分未満である、請求項25に記載の方法。
- T4×CTE×ln(C×t)が、40000×10-6~80000×10-6ln(mm℃/分)の範囲である、請求項25または26に記載の方法。
- 前記板ガラス工程がダウンドローである、請求項25から27までのいずれか1項に記載の方法。
- 請求項15から21までのいずれか1項に記載の化学強化ガラス物品を製造するための、請求項25から28までのいずれか1項に記載の方法であって、化学強化するさらなる段階を含むことを特徴とする、前記方法。
- 化学強化する段階が、イオン交換工程を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記イオン交換工程が、前記ガラス物品または該物品の一部を、一価のカチオンを含有する塩浴中に浸漬することを含む、請求項30に記載の方法。
- 前記一価のカチオンが、カリウムイオンである、請求項31に記載の方法。
- 前記ガラス物品または該物品の一部を、350℃~700℃の間の温度で5分~48時間の間、前記塩浴中に浸漬する、請求項31または32に記載の方法。
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