JP6190827B2 - 高ｃｔｅのホウケイ酸カリウムコアガラスおよびそれを含むガラス物品 - Google Patents
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Description
本出願は、参照により本明細書中に全体が援用されその内容が拠となっている２０１２年２月２９日出願の米国仮特許出願第６１／６０４，８６９号の米国法典第３５編第１１９条に基づく利益を主張するものである。
本発明は、概してガラス組成物、より具体的には高ＣＴＥのホウケイ酸カリウムガラス組成物およびそれを含むガラス物品に関する。
カバーガラス、ガラスバックプレーンなどのガラス物品は、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレー、コンピュータモニター、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）などの消費者および業務用電子デバイスの両方において利用されている。これらのガラス物品の一部には、ガラス物品がユーザーの指および／またはスタイラスデバイスを含むさまざまな物体により接触される必要のある「タッチ」機能性が含まれることもあり、したがって、ガラスは、損傷なく通常の接触に耐えるのに充分頑強なものでなければならない。その上このようなガラス物品は同様に、携帯電話、パーソナルメディアプレーヤーおよびタブレットコンピュータなどのポータブル式電子デバイス内に組込まれる場合もある。これらのデバイス内に組込まれるガラス物品は、付随するデバイスの輸送および／または使用中に損傷を受け易い場合がある。したがって、電子デバイス内で使用されるガラス物品は、実際の使用による日常的な「タッチ」接触だけでなく、デバイスの輸送中に発生し得る偶発的な接触および衝撃に耐えることができるように増強された強度を必要とする場合がある。
ガラス物品は一般に、熱焼戻しおよび／またはイオン交換処理によって強化される。いずれの場合でも、ガラス物品は、ガラス物品が成形された後、追加の加工ステップに付される。これらの追加の加工ステップは、ガラス物品の全体的コストを増大させ得る。その上、これらの加工ステップを実施するのに必要とされる追加の取扱いは、ガラス物品に対する損傷の危険性を増大させ、このことは製造生産量を減少させ、ガラス物品の生産コストおよび最終コストをさらに増大させる。
したがって、追加の加工ステップの必要無く、強化ガラス物品を生産するために使用してよい、代替的ガラス組成物ならびにこのような組成物から製造されるガラス物品に対するニーズが存在する。
一実施形態によると、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２と；約０モル％〜約８モル％のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３とを含んでいてよい。ガラス組成物はさらに、約０モル％〜約２モル％のＮａ２Ｏおよび約１０モル％〜約１５モル％のＫ２Ｏなどのアルカリ酸化物を含んでいてよい。さらにガラス組成物は、約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含んでいてよい。しかしながら、ガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数、および２５０キロポアズ以上の液相粘度を含む。ガラス組成物は、フュージョン積層プロセスによって成形される積層ガラス物品などの積層ガラス物品中におけるコアガラス層としての使用に極めて好適である。
一組の実施形態において、ガラス物品は、第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置されたガラスコア層を含む。これらの実施形態の一部において、コアガラスは第１の表面および第１の表面の反対側の第２の表面を有していてよく、ここで第１のガラスクラッド層は、ガラスコア層の第１の表面に融着されてよく、第２のガラスクラッド層はガラスコア層の第２の表面に融着されてよい。他の実施形態において、第１の拡散ガラス層がガラスコア層と第１のガラスクラッド層との間に配置されてよく；さらに第２の拡散ガラス層がガラスコア層と第２のガラスクラッド層との間に配置されていてよく；これらの拡散層は、例えばフュージョン成形プロセス中に成形されてよい。ガラスコア層は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２と；約０モル％〜約８モル％のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３とを含むガラス組成物から成形される。ガラス組成物はさらに、約０モル％〜約２モル％のＮａ２Ｏおよび約１０モル％〜約１５モル％のＫ２Ｏなどのアルカリ酸化物を含んでいてよい。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数を含む。
ガラス組成物および本発明のガラス組成物から成形されたガラス物品のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明中に記載されており、部分的には、この説明から当業者には直ちに明らかとなるものであり、あるいは以下の詳細な説明ならびに添付図面を含む本明細書中に記載の実施形態を実施することにより認識されるものである。
以上の一般的説明および以下の詳細な説明は両方共、さまざまな実施形態を記述しており、請求対象の主題の内容および特徴を理解するための概観または枠組を提供するように意図されていることを理解すべきである。添付図面は、さまざまな実施形態をさらに良く理解するために含まれており、本明細書の一部を構成する。図面は、本明細書中に記載されているさまざまな実施形態を示し、明細書と共に、請求対象の主題の原理および作用を説明するのに役立つ。
添付図面に実施例が示されている、高い熱膨張係数を有するガラス組成物およびそれを組込んだガラス物品の実施形態について、ここで詳細に言及する。可能である場合にはつねに、図面全体を通して同じまたは同様の部分に言及するために同じ参照番号が使用される。本明細書中に記載のガラス組成物は一般に比較的高い熱膨張係数を有し、そのため、これを比較的低い熱膨張係数を有するクラッドガラス組成物と併用して、イオン交換または熱焼戻しを受けることなく圧縮応力付与された積層ガラス物品を生産してもよい。一実施形態において、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２と；約０モル％〜約８モル％のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３とを含んでいてよい。ガラス組成物はさらに、約０モル％〜約２モル％のＮａ２Ｏおよび約１０モル％〜約１５モル％のＫ２Ｏなどのアルカリ酸化物を含んでいてよい。さらにガラス組成物は、約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含んでいてよい。しかしながら、ガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。ガラス組成物およびガラス組成物から成形されたガラス物品については、添付図面を具体的に参照しながら、本明細書中でより詳細に説明される。
本明細書中で使用される「液相粘度」という用語は、ガラス組成物の液相温度におけるせん断粘度を意味する。
本明細書中で使用される「液相温度」という用語は、ガラス組成物中で失透が発生する最高温度を意味する。
本明細書中で使用される「ＣＴＥ」という用語は、約２０℃〜約３００℃の温度範囲にわたり平均したガラス組成物の熱膨張係数を意味する。
ガラス組成物中の特定の酸化物構成成分の不在を記述するために使用される場合の「実質的に含まない」という用語は、その構成成分がガラス組成物中に１モル％未満の微量で汚染物質として存在することを意味している。
本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態において、成分構成要素（例えばＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３など）の濃度は、別段の規定のないかぎり酸化物ベースのモル百分率（モル％）で提供されている。
本明細書中に記載のガラス組成物は、フュージョンダウンドロープロセスおよび／またはフュージョン積層プロセスなどのフュージョン成形プロセスで使用するのにガラス組成物を極めて好適なものにする液相粘度および液相温度などの特性を有する。これらの特性は、本明細書中でさらに詳細に説明する通り、ガラスの具体的組成に起因する。
本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態において、ＳｉＯ２は組成物の最大の成分であり、そのためＳｉＯ２が、結果として得られるガラス網目の主成分である。ＳｉＯ２は、本明細書中でさらに詳述される通り、所望の液相粘度を得ると同時に組成物に添加されるＡｌ２Ｏ３の量を相殺するために、本明細書中に記載のガラス組成物内において利用される。したがって、高いＳｉＯ２濃度が概して所望される。しかしながら、ＳｉＯ２の含有量が過度に高い場合、ＳｉＯ２の濃度が高くなればガラス溶融の難度が増大し、このことがガラスの成形性に不利な影響を及ぼすことになるため、ガラスの成形性は低下する場合がある。本明細書中に記載の実施形態において、ガラス組成物は概して約７０モル％以上の量でＳｉＯ２を含む。例えば、一部の実施形態において、ガラス組成物中のＳｉＯ２の量は、約７０モル％以上、約８０モル％以下である。他の一部の実施形態において、ＳｉＯ２はガラス組成物中に、約７３モル％以上、約７７モル％以下の量で存在する。
一部の実施形態において、ガラス組成物はさらにＡｌ２Ｏ３を含んでいてよい。Ａｌ２Ｏ３が存在する場合、それもＳｉＯ２と同様に、ガラス網目形成物質として役立つ。ＳｉＯ２と同様、Ａｌ２Ｏ３は、ガラス組成物から成形されるガラス溶融物中のその４面体配位に起因して、ガラス組成物の粘度を増大させる。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の濃度がガラス組成物中のＳｉＯ２濃度およびアルカリおよび／またはアルカリ土類酸化物の濃度に対して平衡が保たれている場合、Ａｌ２Ｏ３はガラス溶融物の液相温度を低減させ、こうして液相粘度を増大させかつ例えばフュージョンドロープロセスなどの一部の成形プロセスとのガラス組成物の適合性を改善することができる。しかしながら、ガラス組成物中にＡｌ２Ｏ３が存在することは同様に、電荷補償のためにアルミニウムを使用するアルカリ成分が、ホウ素または他のアルカリ成分の電荷補償のために使用されるアルカリ成分に比べてガラス網目に対してより緩く結合することを理由として、ガラス構成要素中のアルカリ成分の移動度を増大させ、これがガラス網目中の非架橋酸素の形成に寄与する。したがって、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３の量は最小限に抑えられるべきである。
本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態において、ガラス組成物中にＡｌ２Ｏ３が存在する場合、その濃度は、所望の液相温度を有するガラス組成物を達成するため、概して約１０モル％以下である。例えば一部の実施形態において、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３の濃度は、約０モル％以上、約８モル％以下である。一部の実施形態において、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３濃度は約６モル％以下である。例えば一部の実施形態において、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３の濃度は約０モル％以上、約５モル％以下、またはさらには約０モル％以上、約４モル％以下である。他の一部の実施形態において、Ａｌ２Ｏ３の濃度は約０モル％以上、約３モル％以下である。
本明細書中に記載の実施形態中のガラス組成物はさらに、Ｂ２Ｏ３を含む。ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３と同様に、Ｂ２Ｏ３はガラス網目の形成に寄与する。従来、Ｂ２Ｏ３は、ガラス組成物の粘度を減少させるためにガラス組成物に添加される。しかしながら、本明細書中に記載の実施形態において、Ｂ２Ｏ３はＫ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３（存在する場合）の添加と併せて作用して、ガラス組成物の焼鈍点を上昇させ、液相粘度を増大させ、かつアルカリ移動度を阻害する。Ｋ２Ｏそして任意選択でＡｌ２Ｏ３との相互作用については、本明細書中でさらに詳しく説明される。
本明細書中に記載の実施形態において、Ｂ２Ｏ３は概してガラス組成物中に約３モル％以上の量で存在する。例えば、一部の実施形態において、Ｂ２Ｏ３は、約３モル％以上、約１０モル％以下の濃度でガラス組成物中に存在する。本明細書中に記載の他の実施形態において、Ｂ２Ｏ３は約８モル％未満の濃度でガラス組成物中に存在する。例えば一部の実施形態において、ガラス組成物中のＢ２Ｏ３の濃度は約３モル％以上、約８モル％以下、さらには約７モル％以下である。他の一部の実施形態において、ガラス組成物中のＢ２Ｏ３の濃度は、約４モル％以上、約５モル％以下である。
本明細書中に記載の実施形態におけるガラス組成物は同様にアルカリ酸化物をも含んでいる。具体的には、本明細書中に記載のガラス組成物は少なくともＫ２Ｏを含む。ガラス組成物にＫ２Ｏなどのアルカリ酸化物を添加することで、結果として得られるガラスの平均熱膨張係数は増大し、同様にガラスの液相温度は低下する。（Ｎａ２ＯおよびＬｉ２Ｏなどの他のアルカリ酸化物に比べて）Ｋ２Ｏの比較的大きいイオン半径はガラス内のＫ２Ｏの拡散性を減少させることから、Ｋ２Ｏがアルカリ酸化物主成分として使用される。ガラス組成物がディスプレー向けのバックプレーンを成形するために使用され、ガラスからガラス上に被着した薄膜トランジスタへのＫ２Ｏの拡散がトランジスタに損傷を及ぼす場合、Ｋ２Ｏの拡散性が低いことは極めて重要である。ガラス組成物が積層ガラス物品のガラスコア層を成形するために利用される実施形態において、組成物中にＫ２Ｏが存在することで、ガラスコア層とそれに融着されるガラスクラッド層との間の界面におけるクラッド層のイオン交換による強化が容易になり得る。
本明細書中に記載の実施形態において、ガラス組成物中のＫ２Ｏの濃度は概して約１５モル％未満である。例えば、一部の実施形態において、ガラス組成物中のＫ２Ｏの濃度は約１０モル％以上、約１５モル％以下である。一部の他の実施形態において、Ｋ２Ｏの濃度は約１１．５モル％以上、約１２．５モル％以下である。
以上で指摘されている通り、ガラス組成物中のＫ２Ｏは、ガラスの粘度を増大させアルカリの拡散性を阻害するために、Ｂ２Ｏ３との併用で作用する。詳細には、本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態において、Ｋ２Ｏの濃度は、Ｂ２Ｏ３の濃度とＡｌ２Ｏ３の濃度の和より大きい（すなわちＫ２Ｏ（モル％）＞Ｂ２Ｏ３（モル％）＋Ａｌ２Ｏ３（モル％））。この余剰のアルカリ酸化物は、結果として得られるガラスの複数の特性を改変する。具体的には、Ａｌ２Ｏ３はアルカリ金属、例えばＫ２Ｏ由来のカリウムを電荷安定化のために利用する。ひとたびアルミニウムが電荷安定化されたならば、ガラス組成物中の余剰のカリウムがガラス組成物中のホウ素と相互作用し、ホウ素をその標準的三角形（３重配位）立体配置から４面体（４重配位）立体配置へと変換する。三角形から４面体へのホウ素の配位変更は、余剰のアルカリ（すなわちカリウム）がホウ素に結合させられるにつれてアルカリ拡散性を阻害する一方でガラスの焼鈍点および液相粘度を増大させる。
本明細書中に記載のガラス組成物の一部の実施形態において、ガラス組成物は、例えばＮａ２Ｏなどの追加のアルカリ酸化物を含んでいてよい。Ｎａ２Ｏがガラス組成物中に存在する実施形態では、再生ガラスカレットなどのナトリウム含有ガラスカレットがガラス組成物の生産に利用される場合に組成物中にＮａ２Ｏが導入されることがある。本明細書に記載の実施形態において、Ｎａ２Ｏの濃度は約０モル％以上、約２モル％以下であってよい。一部の他の実施形態において、ガラス組成物中のＮａ２Ｏの濃度は約０モル％以上、約１モル％以下であってよい。Ｎａ２Ｏがガラス組成物中に存在する一部の実施形態において、Ｎａ２Ｏは、約０．１モル％以上の濃度で存在してよい。例えば一部の実施形態において、ガラス組成物中のＮａ２Ｏの濃度は約０．１モル％以上、約２モル％以下であってよい。一部の他の実施形態において、ガラス組成物中のＮａ２Ｏの濃度は、約０．１モル％以上、約１モル％以下であってよい。
本明細書中に記載のガラス組成物はさらに、１つ以上のアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ガラス組成物の溶融挙動を改善し、ガラス組成物の溶融温度を低下させ、ガラス組成物中のアルカリ成分の拡散を阻害する。本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態において、アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯまたはそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含む。一部の実施形態において、ガラス組成物中に存在する主要なアルカリ土類酸化物は、アルカリ拡散性を最小限に抑えるために利用されるＢａＯである。しかしながら他の実施形態において、アルカリ土類酸化物は、ガラス組成物の密度を低下させるために、主としてＳｒＯおよび／またはＣａＯを含む。さらに他の実施形態において、ガラス組成物は、例えばガラス組成物が「ＳｕｐｅｒＧｒｅｅｎ」または環境にやさしいガラス組成物である場合など、実質的にＢａＯを含まない。
本明細書中に記載の実施形態において、ガラス組成物は概して約６モル％未満のアルカリ土類酸化物を含む。例えば、ガラス組成物は、約５モル％以上、約６モル％以下のアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。一部の特定の実施形態において、アルカリ土類酸化物は、約１．５モル％以上の濃度のＳｒＯと、約０モル％以上、約２モル％以下の濃度のＢａＯを含む。以上で指摘した通り、一部の実施形態において、ガラス組成物は実質的にＢａＯを含まない。
本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態は、１つ以上のアルカリ土類酸化物を含む。しかしながら、本明細書中に記載の全ての実施形態において、ガラス組成物は実質的にＭｇＯを含まない。したがって本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態において、ＭｇＯは、１モル％未満の濃度でガラス組成物中に存在する。再生ガラスカレットなどのマグネシウム含有ガラスカレットを利用してガラス組成物を生産する場合に、組成物中にＭｇＯが導入されることがある。
本明細書中に記載のガラス組成物は任意選択で、１つ以上の清澄剤を含んでいてよい。清澄剤は、例えばＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３またはその組合せを含んでいてよい。清澄剤は、約０モル％以上、約０．５モル％以下の量で、ガラス組成物中に存在してよい。例示的実施形態において、清澄剤はＳｎＯ２であり、これは約０モル％超、約０．２モル％以下の量でガラス組成物中に存在する。
本明細書中に記載の一部の実施形態において、ガラス組成物はさらに微量のＦｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２および／またはＴｉＯ２を含んでいてよい。例えば、一部の実施形態において、ガラス組成物は、０モル％以上、０．２モル％以下の濃度でＦｅ２Ｏ３を含んでいてよい。代替的にあるいは追加で、ガラス組成物は０モル％以上、約０．０８モル％以下の濃度でＺｒＯ２を含んでいてよい。さらに、ガラス組成物は、０モル％以上、２モル％以下の濃度でＴｉＯ２を含んでいてよい。
本明細書中に記載の一部の実施形態において、ガラス組成物は、重金属および重金属含有化合物を実質的に含まない。重金属および重金属含有化合物を実質的に含まないガラス組成物は同様に、「ＳｕｐｅｒＧｒｅｅｎ」ガラス組成物と称される場合もある。本明細書中で使用する「重金属」という用語は、Ｂａ、Ａｓ、Ｓｂ、ＣｄおよびＰｂを意味する。
本明細書中に記載のガラス組成物は概して、２０℃〜３００℃の範囲にわたり平均して約７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。一部の実施形態において、ガラス組成物のＣＴＥは、２０℃〜３００℃の範囲内で約８５×１０−７／℃以上であってよい。さらに他の実施形態において、ガラス組成物のＣＴＥは、２０℃〜３００℃の範囲内で約９５×１０−７／℃以上であってよい。組成物の高いＣＴＥ値は、少なくとも一部には、ガラス組成物中の比較的高いアルカリ濃度（すなわち、存在する場合にはＫ２ＯおよびＮａ２Ｏの濃度）に起因する。したがって、一般に、ガラス組成物中のアルカリ酸化物の量を増大させると、結果として得られるガラスのＣＴＥも同様に増大する。これらの比較的高いＣＴＥにより、ガラス組成物は、フュージョン成形された積層ガラス物品中でガラスコア層として使用するのに極めて好適なものとなっている。具体的には、ガラスコア層の高いＣＴＥが、フュージョン積層プロセスにおいてより低いＣＴＥを有するガラスクラッド層と対にされた場合、ガラスコア層とガラスクラッド層のＣＴＥの差は、冷却時点でガラスクラッド層内に圧縮応力を形成する結果となる。したがって、本明細書中に記載のガラス組成物は、イオン交換処理または熱焼戻しの必要無く、強化された積層ガラス物品を成形するために利用されてよい。
本明細書中に記載のガラス組成物は、それをフュージョンドロープロセスにおける使用および詳細にはフュージョン積層プロセスにおけるガラスコア組成物としての使用に好適なものにする液相粘度を有する。一部の実施形態において、液相粘度は、約２５０キロポアズ以上である。一部の他の実施形態において、液相粘度は、３５０キロポアズ以上、あるいは５００キロポアズ以上であってよい。本明細書中に記載のガラス組成物の液相粘度が高い原因は、ガラス組成物中の余剰のアルカリ成分（すなわちＭ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）に起因する正方晶ホウ素の高い濃度と併せた高いＳｉＯ２含有量の組合せにある。
本明細書中に記載のガラス組成物は、液相粘度と同様、ガラス組成物をフュージョンドロープロセスにおける使用、詳細にはフュージョン積層プロセスにおけるガラスコア層としての使用に好適なものにする低い液相温度を有する。低い液相温度は、フュージョンドロープロセス中のガラスの失透を防止する。こうして、高品質の均質ガラスおよび一貫した流動挙動が保証される。一部の実施形態において、ガラス組成物は、約１０５０℃以下の液相温度を有する。一部の他の実施形態において、液相温度は約１０００℃以下、さらには約９５０℃以下であってよい。一部の実施形態おいて、ガラス組成物の液相温度は９００℃以下であってよい。ガラス組成物の液相温度は概して、Ｂ２Ｏ３、アルカリ酸化物および／またはアルカリ土類酸化物の濃度の増大に伴って低下する。
以上のことに基づいて、高ＣＴＥのガラスのさまざまな実施形態が本明細書中で開示されていることを理解すべきである。高ＣＴＥを有するガラス組成物の第１の例示的実施形態において、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％以上、約８０モル％以下の濃度のＳｉＯ２と；約０モル％以上、約８モル％以下の濃度のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％以上、約１０モル％以下の濃度のＢ２Ｏ３と、を含む。ガラス組成物はさらにアルカリ酸化物を含んでいてよい。アルカリ酸化物は、約０モル％以上、約２モル％以下の濃度のＮａ２Ｏと約１０モル％以上、約１５モル％以下の濃度のＫ２Ｏを含んでいてよい。ガラス組成物はさらに、約５モル％以上、約６モル％以下の濃度でアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含む。さらにガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数、および２５０キロポアズ以上の液相粘度を含む。
第２の例示的実施形態において、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７３モル％以上、約７７モル％以下の濃度のＳｉＯ２と；約０モル％以上、約３モル％以下の濃度のＡｌ２Ｏ３と；約４モル％以上、約５モル％以下の濃度のＢ２Ｏ３と、を含む。ガラス組成物はさらにアルカリ酸化物を含んでいてよい。アルカリ酸化物は、約０モル％以上、約２モル％以下の濃度のＮａ２Ｏと約１１．５モル％以上、約１２．５モル％以下の濃度のＫ２Ｏを含んでいてよい。ガラス組成物はさらに、約５モル％以上、約６モル％以下の濃度でアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含む。さらにガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数、および２５０キロポアズ以上の液相粘度を含む。
第３の例示的実施形態において、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％以上、約８０モル％以下の濃度のＳｉＯ２と；約０モル％以上、約８モル％以下の濃度のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％以上、約１０モル％以下の濃度のＢ２Ｏ３と、を含む。ガラス組成物はさらにアルカリ酸化物を含んでいてよい。アルカリ酸化物は、約０モル％以上、約２モル％以下の濃度のＮａ２Ｏと約１０モル％以上、約１５モル％以下の濃度のＫ２Ｏを含んでいてよい。ガラス組成物はさらに、約５モル％以上、約６モル％以下の濃度でアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、約１．５モル％以上の濃度のＳｒＯおよび約０モル％〜約２モル％の濃度のＢａＯを含む。さらにガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数、および２５０キロポアズ以上の液相粘度を含む。
第４の例示的実施形態において、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％以上、約８０モル％以下の濃度のＳｉＯ２と；約０モル％以上、約８モル％以下の濃度のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％以上、約１０モル％以下の濃度のＢ２Ｏ３と、を含む。ガラス組成物はさらにアルカリ酸化物を含んでいてよい。アルカリ酸化物は、約０．１モル％以上、約２モル％以下の濃度のＮａ２Ｏと約１０モル％以上、約１５モル％以下の濃度のＫ２Ｏを含んでいてよい。ガラス組成物はさらに、約５モル％以上、約６モル％以下の濃度でアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含む。さらにガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数、および２５０キロポアズ以上の液相粘度を含む。
第５の例示的実施形態において、ガラス組成物は、ガラス網目形成物質として、約７０モル％以上、約８０モル％以下の濃度のＳｉＯ２と；約０モル％以上、約８モル％以下の濃度のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％以上、約１０モル％以下の濃度のＢ２Ｏ３と、を含む。ガラス組成物はさらにアルカリ酸化物を含んでいてよい。アルカリ酸化物は、約０モル％以上、約２モル％以下の濃度のＮａ２Ｏと約１０モル％以上、約１５モル％以下の濃度のＫ２Ｏを含んでいてよい。この実施形態において、Ｋ２Ｏの濃度は、Ｂ２Ｏ３の濃度とＡｌ２Ｏ３の濃度の和よりも大きい。ガラス組成物はさらに、約５モル％以上、約６モル％以下の濃度でアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。アルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含む。ガラス組成物は、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数、および２５０キロポアズ以上の液相粘度を含む。
以上では、各々のガラス組成物のさまざまな成分構成要素（例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３Ｂ２Ｏ３など）についての具体的な組成範囲を参照しながら、例示的ガラス組成物が記述されてきたが、各々の成分構成要素の各組成範囲には、上述の通り、その成分構成要素についての１つ以上のより狭い組成範囲が含まれていてよいということを理解すべきである。さらに、所望の特性を有するガラスを生産するために、本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態のいずれの中にも、成分構成要素のこれらのより狭い範囲および／またはさまざまな成分構成要素間の関係が包含されてよいということも理解すべきである。
ここで図１を参照すると、本明細書中に記載のガラス組成物を使用して、図１中に断面図で概略的に描かれている積層ガラス物品１００などのガラス物品を成形してよい。積層ガラス物品１００は概して、ガラスコア層１０２および一対のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂを含む。本明細書中に記載のガラス組成物は、本明細書中でさらに詳細に論述される通り、その比較的高い熱膨張係数に起因して、ガラスコア層としての使用に極めて好適である。
図１は、第１の表面１０３ａおよび第１の表面１０３ａとは反対側の第２の表面１０３ｂを含んで示されたガラスコア層１０２を示している。第１のガラスクラッド層１０４ａはガラスコア層１０２の第１の表面１０３ａに融着され、第２のガラスクラッド層１０４ｂはガラスコア層１０２の第２の表面１０３ｂに融着されている。ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂとの間に接着剤、コーティング層などのいかなる追加の材料も無く、ガラスコア層１０２に融着される。こうして、ガラスコア層の第１の表面は第１のガラスクラッド層に直接隣接しており、ガラスコア層の第２の表面は第２のガラスクラッド層に直接隣接している。一部の実施形態において、ガラスコア層１０２およびガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、フュージョン積層プロセスを介して成形される。ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａとの間またはガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ｂとの間またはその両方に、拡散層（図示せず）を形成してよい。このような場合、第１の拡散層の平均クラッド熱膨張係数は、コアの平均クラッド熱膨張係数の値と第１のクラッド層の平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有し、あるいは、第２の拡散層の平均クラッド熱膨張係数は、コアの平均クラッド熱膨張係数の値と第２のクラッド層の平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有する。
本明細書中に記載の積層ガラス物品１００の実施形態において、ガラスコア層１０２は、平均コア熱膨張係数ＣＴＥコアを有する第１のガラス組成物から成形され、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥクラッドを有する第２の異なるガラス組成物から成形される。ＣＴＥコアはＣＴＥクラッドよりも大きく、その結果、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂはイオン交換または熱焼戻しを受けることなく、圧縮応力を受けることになる。
具体的には、本明細書中に記載のガラス物品１００は、参照により本明細書に援用されている米国特許第４，２１４，８８６号明細書中に記載のプロセスなどのフュージョン積層プロセスによって成形されてよい。一例として図２を参照すると、積層ガラス物品を成形するための積層フュージョンドロー装置２００には、下部アイソパイプ２０４の上に位置づけされる上部アイソパイプ２０２が含まれる。上部アイソパイプ２０２には、溶融装置（図示せず）から溶融ガラスクラッド組成物２０６が中に補給されるトラフ２１０が含まれる。同様にして、下部アイソパイプ２０４には、溶融装置（図示せず）から溶融ガラスコア組成物２０８が中に補給されるトラフ２１２が含まれる。本明細書中に記載の実施形態において、溶融ガラスコア組成物２０８は、溶融ガラスクラッド組成物２０６の平均熱膨張係数ＣＴＥクラッドよりも高い平均熱膨張係数ＣＴＥコアを有する。
溶融ガラスコア組成物２０８は、それがトラフ２１２を充填するにつれて、トラフ２１２から溢れ、下部アイソパイプ２０４の外側成形表面２１６、２１８上を流動する。下部アイソパイプ２０４の外側成形表面２１６、２１８は、根元２２０で収束する。したがって、外側成形表面２１６、２１８上を流動する溶融ガラスコア組成物２０８は、下部アイソパイプ２０４の根元２２０で合流して、積層ガラス物品のガラスコア層１０２を成形する。
同時に、溶融ガラスクラッド組成物２０６は、上部アイソパイプ２０２内に形成されたトラフ２１０から溢れ、上部アイソパイプ２０２の外側成形表面２２２、２２４上を流動する。溶融ガラスクラッド組成物２０６は、上部アイソパイプ２０２により外向きに偏向させられ、こうして、溶融ガラスクラッド組成物２０６は、下部アイソパイプ２０４のまわりを流動し、下部アイソパイプの外側成形表面２１６、２１８の上を流れる溶融ガラスコア組成物２０８と接触し、溶融ガラスコア組成物に融着し、ガラスコア層１０２のまわりにガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂを形成する。
以上で指摘した通り、溶融ガラスコア組成物２０８は概して、溶融ガラスクラッド組成物２０６の平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥクラッドよりも高い平均熱膨張係数ＣＴＥコアを有する。したがって、ガラスコア層１０２およびガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが冷却するにつれて、ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの熱膨張係数の差により、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂ内に圧縮応力が発生する。圧縮応力は、イオン交換処理または熱焼戻し処理無しで、結果として得られた積層ガラス物品の強度を増大させる。
図１に描かれた積層ガラス物品１００を再度参照すると、積層ガラス物品のガラスコア層１０２は、７５×１０−７／℃以上の熱膨張係数を有する本明細書中に記載のガラス組成物などの、比較的高い平均熱膨張係数を有するガラス組成物から成形される。
例えば、一実施形態において、ガラスコア層はガラス網目形成物質として、約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ２と；約０モル％〜約８モル％のＡｌ２Ｏ３と；約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３とを含む、以上に記載のガラス組成物などの高いＣＴＥを有するガラス組成物から成形される。ガラス組成物は同様に、約０モル％〜約２モル％のＮａ２Ｏおよび約１０モル％〜約１５モル％のＫ２Ｏを含んでいてよい。一部の実施形態においてガラス組成物はさらに、約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物を含んでいてよい。組成物中のアルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つを含む。しかしながら、ガラス組成物はＭｇＯを実質的に含まなくてよい。
別の実施形態において、ガラスコア層は、ガラス網目形成物質として約７３モル％〜約７７モル％のＳｉＯ２と；約０モル％〜約３モル％のＡｌ２Ｏ３と；約４モル％〜約５モル％のＢ２Ｏ３とを含む高いＣＴＥを有するガラス組成物から成形されてよい。ガラス組成物はさらに、約０モル％〜約２モル％のＮａ２Ｏと約１１．５モル％〜約１２．５モル％のＫ２Ｏを含んでいてよい。
ガラスコア層１０２として使用するための具体的ガラス組成物が本明細書中に記載されているものの、本明細書中に記載のガラス組成物のいずれを用いて積層ガラス物品１００のガラスコア層１０２を成形してもよいということを理解すべきである。
ガラス積層構造のガラスコア層１０２は以上で比較的高い熱膨張係数を有するガラス組成物から成形されているものとして記述されてきたが、ガラス物品１００のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、フュージョン成形後に積層ガラス物品を冷却した時点でクラッド層中の圧縮応力の発生を容易にするため、より低い平均熱膨張係数を有するガラス組成物から成形される。例えば、ガラスクラッド層は、２０℃〜３００℃の温度範囲において平均して４０×１０−７／℃以下の熱膨張係数を有する、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡された「アルカリを含まない低ＣＴＥアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物およびそれを含むガラス物品（Ｌｏｗ ＣＴＥ Ａｌｋａｌｉ−Ｆｒｅｅ ＢｏｒｏＡｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｇｌａｓｓ Ａｒｔｉｃｌｅｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ）」［代理人整理番号ＳＰ１２−０４９Ｐ］という名称の同時係属米国特許出願第６１／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書中に記載の組成物などのガラス組成物から成形されてよい。例えば、ガラスクラッド層は、約６０モル％〜約６６モル％のＳｉＯ２と；約７モル％〜約１０モル％のＡｌ２Ｏ３と；約１４モル％〜約１８モル％のＢ２Ｏ３と；約９モル％〜約１６モル％のアルカリ土類酸化物とを含み（ここでアルカリ土類酸化物は少なくともＣａＯを含み、ＣａＯは約３モル％〜約１２モル％の濃度でガラス組成物中に存在する）、アルカリ金属およびアルカリ金属含有化合物を実質的に含まないガラス組成物から成形されてよい。ただし、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの熱膨張係数がガラスコア層１０２の平均熱膨張係数よりも低いのであれば、積層ガラス物品１００のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂを成形するために他のガラス組成物を使用してもよい、ということを理解すべきである。
本明細書中に記載のガラス組成物の実施形態は、以下の実施例によりさらに明確になる。
下表１〜３に列挙されたバッチ組成にしたがって、複数の例示的ガラス組成物を調製した。酸化物成分構成要素のバッチを混合し、溶融させ、ガラス板の形に成形した。ガラス溶融物および結果としてのガラス物品の特性（すなわち液相温度、焼鈍点など）を測定し、結果を表１〜３に報告する。
表１〜３を参照すると、本発明のガラス組成物（すなわち実施例Ａ１〜Ａ１２）および比較用のガラス組成物（すなわち実施例Ｃ１〜Ｃ１３）の組成および特性が提供されている。表中に示されている通り、実施例Ａ１〜Ａ１２は各々、比較的高い液相粘度（約２５０キロポアズ超）、およびガラス組成物をフュージョン成形プロセスでの使用、詳細にはフュージョン成形された積層ガラス物品中のガラスコア層としての使用に充分好適なものにする比較的高い熱膨張係数（約７５×１０−７／℃以上）を示した。
比較例Ｃ１〜Ｃ１３は、本発明に由来しない組成物で成形されたものであり、本明細書中では単に比較を目的として提示されている。比較例Ｃ１およびＣ２は、カリウム−バリウム−ケイ酸塩の三元空間（ｔｅｒｎａｒｙ ｓｐａｃｅ）内で低い液相領域を調査するために利用された。比較例Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ９およびＣ１１は、組成物の液相粘度を２５０キロポアズ未満まで減少させる高濃度のＫ２Ｏを含んでいた。比較例Ｃ７およびＣ８は、同様に組成物の液相粘度を２５０キロポアズ未満まで減少させる効果を有する高濃度のＢ２Ｏ３を含んでいた。比較例Ｃ１０は、同様に組成物の液相粘度を減少させる効果を有する高濃度のＮａ２Ｏを含んでいた。比較例１２および１３は、各々、相互作用してガラス組成物の液相粘度を有意に低下させる比較的低濃度のＳｉＯ２と高濃度のＫ２Ｏを有していた。
ここで、本明細書中に記載のガラス組成物が比較的高い平均熱膨張係数を有することを理解すべきである。したがって、本明細書中に記載のガラス組成物は、フュージョン積層プロセスにより圧縮応力を受けた積層ガラス物品を成形する目的で比較的低い熱膨張係数を有するガラス組成物と併用するために極めて好適である。これらのガラス物品は、非限定的に、携帯電話、パーソナルミュージックプレーヤー、タブレットコンピュータ、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレー、現金自動預入支払機などを含むさまざまな消費者電子デバイスにおいて利用されてよい。
本明細書においては、積層ガラス物品のガラスコア層としてのガラス組成物の使用に具体的に言及してきたが、ガラス組成物を例えば電子デバイスのバックパネルなどのガラス物品（すなわち非積層ガラス物品）を独立して成形するためにも使用してよいということを理解すべきである。
その上、ガラス組成物中の低いＡｌ２Ｏ３濃度ならびにより高いＢ２Ｏ３濃度に起因して、ガラス組成物中でのアルカリイオン移動度は有意に低下させられる。したがって、本明細書中に記載のガラス組成物は、パックプレーン基板内に移動度の非常に高いアルカリイオンが存在すると基板上の薄膜トランジスタが損傷を受けることのあるＬＣＤ、ＬＥＤおよびＯＬＥＤディスプレーのバックプレーン基板として使用するために極めて好適である。本明細書中に記載のガラス組成物は、バックプレーン基板全体を成形するために使用されてよく、あるいは積層ガラス基板内のアルカリを含まないガラスクラッド層に包み込まれたガラスコア層として使用されてもよい。
さらに、本明細書においては、積層ガラス物品中のガラスコア層としてのガラス組成物の使用に具体的に言及してきたが、電子デバイス用カバーガラスなどのガラス物品および他の類似のガラス物品を成形するために独立して（すなわち積層構造の一部としてではなく）ガラス組成物を使用してもよいということを理解すべきである。
当業者にとっては、請求対象の主題の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書中に記載の実施形態に対しさまざまな修正および変形を加えることができるということは明白である。したがって、明細書は、添付のクレームおよびそれらの均等物の範囲内に入ることを条件として本明細書中に記載のさまざまな実施形態の修正形態および変形形態を網羅するように意図される。
他の実施態様
１．ガラス組成物において、
約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ ２ と；
約０モル％〜約８モル％のＡｌ ２ Ｏ ３ と；
約３モル％〜約１０モル％のＢ ２ Ｏ ３ と；
約０モル％〜約２モル％のＮａ ２ Ｏと；
約１０モル％〜約１５モル％のＫ ２ Ｏと；
約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物と；
を含み、
前記アルカリ土類酸化物がＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つであり；
前記ガラス組成物が、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０ −７ ／℃以上である熱膨張係数を含み；
前記ガラス組成物が２５０キロポアズ以上の液相粘度を含み：
前記ガラス組成物がＭｇＯを実質的に含まない、ガラス組成物。
２．第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置されたガラスコア層を含むガラス物品において、前記ガラスコア層が、
約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ ２ と；
約０モル％〜約８モル％のＡｌ ２ Ｏ ３ と；
約３モル％〜約１０モル％のＢ ２ Ｏ ３ と；
約０モル％〜約２モル％のＮａ ２ Ｏと；
約１０モル％〜約１５モル％のＫ ２ Ｏと；
を含み、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０ −７ ／℃以上である熱膨張係数を含むガラス組成物から成形されている、ガラス物品。
３．前記ガラス組成物が約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物を含み、
前記アルカリ土類酸化物がＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つであり；
前記ガラス組成物がＭｇＯを実質的に含まず；
前記アルカリ土類酸化物が、
・ 約１．５モル％以上のＳｒＯと；
・ 約０モル％〜約２モル％のＢａＯと；
を含む、実施態様１に記載のガラス組成物または実施態様２に記載のガラス物品。
４．前記ガラス組成物が、
約７３モル％〜約７７モル％のＳｉＯ ２ と；
約０モル％〜約３モル％のＡｌ ２ Ｏ ３ と；
約４モル％〜約５モル％のＢ ２ Ｏ ３ と；
約０モル％〜約２モル％のＮａ ２ Ｏと；
約１１．５モル％〜約１２．５モル％のＫ ２ Ｏと、
を含む、実施態様１または３に記載のガラス組成物、もしくは実施態様２または３に記載のガラス物品。
５．前記ガラス組成物中のＮａ ２ Ｏの濃度が約０．１モル％以上であるか、
前記ガラス組成物がＢａＯを実質的に含まないか、または
前記ガラス組成物が重金属を実質的に含まないか、
の少なくとも１つである、実施態様１、３および４のいずれかに記載のガラス組成物または実施態様２〜４のいずれかに記載のガラス物品。
６．前記ガラス組成物中のＫ ２ Ｏ濃度（モル％）が、前記ガラス組成物中のＢ ２ Ｏ ３ 濃度（モル％）と前記ガラス組成物中のＡｌ ２ Ｏ ３ 濃度（モル％）の和より大きい、実施態様１および３〜５のいずれかに記載のガラス組成物または実施態様２〜５のいずれかに記載のガラス物品。
７．前記ガラスコア層が平均コア熱膨張係数ＣＴＥ コア を有し；
前記第１のガラスクラッド層および前記第２のガラスクラッド層が、前記平均コア熱膨張係数ＣＴＥ コア よりも低い平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥ クラッド を有する、実施態様２〜６のいずれかに記載のガラス物品。
８．前記ガラスコア層の第１の表面が前記第１のガラスクラッド層に直接隣接し、前記ガラスコア層の第２の表面が前記第２のガラスクラッド層に直接隣接する、実施態様２〜７のいずれかに記載のガラス物品。
９．拡散層が、前記第１のガラスクラッド層または前記第２のガラスクラッド層の少なくとも１つと前記ガラスコア層との間に配置されており、前記拡散層の前記平均熱膨張係数が、前記ガラスコア層の平均コア熱膨張係数の値と前記第１のガラスクラッド層または第２のガラスクラッド層のうちの前記少なくとも１つの平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有する、実施態様２〜８のいずれかに記載のガラス物品。
１０．ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレー、コンピュータモニター、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）を含む消費者用または業務用電子デバイスにおけるカバーガラスまたはガラスバックプレーンの利用分野；携帯電話、パーソナルメディアプレーヤーおよびタブレットコンピュータを含むポータブル式電子デバイス用のタッチスクリーンまたはタッチセンサーの利用分野；太陽電池の利用分野；建築用ガラスの利用分野；自動車または車両用ガラスの利用分野；または業務用または家庭用電化製品の利用分野を目的とする、実施態様１および３〜６のいずれかに記載のガラス組成物または実施態様２〜９のいずれかに記載のガラス物品の使用。
他の実施態様
１．ガラス組成物において、
約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ ２ と；
約０モル％〜約８モル％のＡｌ ２ Ｏ ３ と；
約３モル％〜約１０モル％のＢ ２ Ｏ ３ と；
約０モル％〜約２モル％のＮａ ２ Ｏと；
約１０モル％〜約１５モル％のＫ ２ Ｏと；
約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物と；
を含み、
前記アルカリ土類酸化物がＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つであり；
前記ガラス組成物が、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０ −７ ／℃以上である熱膨張係数を含み；
前記ガラス組成物が２５０キロポアズ以上の液相粘度を含み：
前記ガラス組成物がＭｇＯを実質的に含まない、ガラス組成物。
２．第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置されたガラスコア層を含むガラス物品において、前記ガラスコア層が、
約７０モル％〜約８０モル％のＳｉＯ ２ と；
約０モル％〜約８モル％のＡｌ ２ Ｏ ３ と；
約３モル％〜約１０モル％のＢ ２ Ｏ ３ と；
約０モル％〜約２モル％のＮａ ２ Ｏと；
約１０モル％〜約１５モル％のＫ ２ Ｏと；
を含み、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０ −７ ／℃以上である熱膨張係数を含むガラス組成物から成形されている、ガラス物品。
３．前記ガラス組成物が約５モル％〜約６モル％のアルカリ土類酸化物を含み、
前記アルカリ土類酸化物がＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのうちの少なくとも１つであり；
前記ガラス組成物がＭｇＯを実質的に含まず；
前記アルカリ土類酸化物が、
・ 約１．５モル％以上のＳｒＯと；
・ 約０モル％〜約２モル％のＢａＯと；
を含む、実施態様１に記載のガラス組成物または実施態様２に記載のガラス物品。
４．前記ガラス組成物が、
約７３モル％〜約７７モル％のＳｉＯ ２ と；
約０モル％〜約３モル％のＡｌ ２ Ｏ ３ と；
約４モル％〜約５モル％のＢ ２ Ｏ ３ と；
約０モル％〜約２モル％のＮａ ２ Ｏと；
約１１．５モル％〜約１２．５モル％のＫ ２ Ｏと、
を含む、実施態様１または３に記載のガラス組成物、もしくは実施態様２または３に記載のガラス物品。
５．前記ガラス組成物中のＮａ ２ Ｏの濃度が約０．１モル％以上であるか、
前記ガラス組成物がＢａＯを実質的に含まないか、または
前記ガラス組成物が重金属を実質的に含まないか、
の少なくとも１つである、実施態様１、３および４のいずれかに記載のガラス組成物または実施態様２〜４のいずれかに記載のガラス物品。
６．前記ガラス組成物中のＫ ２ Ｏ濃度（モル％）が、前記ガラス組成物中のＢ ２ Ｏ ３ 濃度（モル％）と前記ガラス組成物中のＡｌ ２ Ｏ ３ 濃度（モル％）の和より大きい、実施態様１および３〜５のいずれかに記載のガラス組成物または実施態様２〜５のいずれかに記載のガラス物品。
７．前記ガラスコア層が平均コア熱膨張係数ＣＴＥ コア を有し；
前記第１のガラスクラッド層および前記第２のガラスクラッド層が、前記平均コア熱膨張係数ＣＴＥ コア よりも低い平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥ クラッド を有する、実施態様２〜６のいずれかに記載のガラス物品。
８．前記ガラスコア層の第１の表面が前記第１のガラスクラッド層に直接隣接し、前記ガラスコア層の第２の表面が前記第２のガラスクラッド層に直接隣接する、実施態様２〜７のいずれかに記載のガラス物品。
９．拡散層が、前記第１のガラスクラッド層または前記第２のガラスクラッド層の少なくとも１つと前記ガラスコア層との間に配置されており、前記拡散層の前記平均熱膨張係数が、前記ガラスコア層の平均コア熱膨張係数の値と前記第１のガラスクラッド層または第２のガラスクラッド層のうちの前記少なくとも１つの平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有する、実施態様２〜８のいずれかに記載のガラス物品。
１０．ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレー、コンピュータモニター、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）を含む消費者用または業務用電子デバイスにおけるカバーガラスまたはガラスバックプレーンの利用分野；携帯電話、パーソナルメディアプレーヤーおよびタブレットコンピュータを含むポータブル式電子デバイス用のタッチスクリーンまたはタッチセンサーの利用分野；太陽電池の利用分野；建築用ガラスの利用分野；自動車または車両用ガラスの利用分野；または業務用または家庭用電化製品の利用分野を目的とする、実施態様１および３〜６のいずれかに記載のガラス組成物または実施態様２〜９のいずれかに記載のガラス物品の使用。
Claims (11)
- ガラス組成物において、
７０モル％〜８０モル％のＳｉＯ２と；
０モル％〜８モル％のＡｌ２Ｏ３と；
３モル％〜１０モル％のＢ２Ｏ３と；
０モル％〜２モル％のＮａ２Ｏと；
１０モル％〜１５モル％のＫ２Ｏと；
５モル％〜６モル％のアルカリ土類酸化物であって、主としてＳｒＯまたはＢａＯを含むアルカリ土類酸化物と；
を含み、
２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数を含み；
２５０キロポアズ以上の液相粘度を含み；
前記ガラス組成物中のＭｇＯの濃度が１モル％未満であり；および
前記ガラス組成物中のＣａＯの濃度が０モル％である；
ことを特徴とするガラス組成物。 - 第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置されたガラスコア層を含むガラス物品において、前記ガラスコア層が、
７０モル％〜８０モル％のＳｉＯ２と；
０モル％〜８モル％のＡｌ２Ｏ３と；
３モル％〜１０モル％のＢ２Ｏ３と；
０モル％〜２モル％のＮａ２Ｏと；
１０モル％〜１５モル％のＫ２Ｏと；
５モル％〜６モル％のアルカリ土類酸化物であって、主としてＳｒＯまたはＢａＯを含むアルカリ土類酸化物と；
を含み、２０℃〜３００℃の温度範囲にわたり平均して７５×１０−７／℃以上である熱膨張係数を含み、ＭｇＯの濃度が１モル％未満であり、およびＣａＯの濃度が０モル％であるガラス組成物から形成されている、ガラス物品。 - 前記アルカリ土類酸化物が、
１．５モル％以上のＳｒＯと；
０モル％〜２モル％のＢａＯと；
を含む、請求項１記載のガラス組成物。 - ７３モル％〜７７モル％のＳｉＯ２と；
０モル％〜３モル％のＡｌ２Ｏ３と；
４モル％〜５モル％のＢ２Ｏ３と；
０モル％〜２モル％のＮａ２Ｏと；
１１．５モル％〜１２．５モル％のＫ２Ｏと、
を含む、請求項１または３記載のガラス組成物。 - 前記ガラス組成物中のＮａ２Ｏの濃度が０．１モル％以上であるか、
前記ガラス組成物中のＢａＯの濃度が１モル％未満であるか、または
前記ガラス組成物中の重金属の濃度が１モル％未満であるか、
の少なくとも１つである、請求項１、３および４いずれか１項記載のガラス組成物。 - 前記ガラス組成物中のＫ２Ｏ濃度（モル％）が、該ガラス組成物中のＢ２Ｏ３濃度（モル％）と前記ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３濃度（モル％）の和より大きい、請求項１および３〜５いずれか１項記載のガラス組成物。
- 第１のガラスクラッド層と第２のガラスクラッド層との間に配置されたガラスコア層を含むガラス物品において、前記ガラスコア層が、請求項１および３〜６いずれか１項記載のガラス組成物から形成されている、ガラス物品。
- 前記ガラスコア層が平均コア熱膨張係数ＣＴＥコアを有し；
前記第１のガラスクラッド層および前記第２のガラスクラッド層が、前記平均コア熱膨張係数ＣＴＥコアよりも低い平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥクラッドを有する、請求項２または７記載のガラス物品。 - 前記ガラスコア層の第１の表面が前記第１のガラスクラッド層に直接隣接し、前記ガラスコア層の第２の表面が前記第２のガラスクラッド層に直接隣接する、請求項２、７および８いずれか１項記載のガラス物品。
- 拡散層が、前記第１のガラスクラッド層または前記第２のガラスクラッド層の少なくとも１つと前記ガラスコア層との間に配置されており、前記拡散層の平均熱膨張係数が、前記ガラスコア層の平均コア熱膨張係数の値と前記第１のガラスクラッド層または第２のガラスクラッド層のうちの前記少なくとも１つの平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有する、請求項２、７および８いずれか１項記載のガラス物品。
- ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレー、コンピュータモニター、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）を含む消費者用または業務用電子デバイスにおけるカバーガラスまたはガラスバックプレーンの利用分野；携帯電話、パーソナルメディアプレーヤーおよびタブレットコンピュータを含むポータブル式電子デバイス用のタッチスクリーンまたはタッチセンサーの利用分野；太陽電池の利用分野；建築用ガラスの利用分野；自動車または車両用ガラスの利用分野；または業務用または家庭用電化製品の利用分野のための、請求項１および３〜７いずれか１項記載のガラス組成物または請求項２および７〜１０いずれか１項記載のガラス物品の使用。
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