JP6639405B2 - ガラス物品およびその形成方法 - Google Patents

ガラス物品およびその形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6639405B2
JP6639405B2 JP2016557015A JP2016557015A JP6639405B2 JP 6639405 B2 JP6639405 B2 JP 6639405B2 JP 2016557015 A JP2016557015 A JP 2016557015A JP 2016557015 A JP2016557015 A JP 2016557015A JP 6639405 B2 JP6639405 B2 JP 6639405B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cladding
core
glass
glass composition
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016557015A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017507892A5 (ja
JP2017507892A (ja
Inventor
セルゲイエヴィチ アモソフ,アレクセイ
セルゲイエヴィチ アモソフ,アレクセイ
デブラ ボーク,ヘザー
デブラ ボーク,ヘザー
トーマス コッポラ,フランク
トーマス コッポラ,フランク
ジョン デジュネカ,マシュー
ジョン デジュネカ,マシュー
クリストファー マウロ,ジョン
クリストファー マウロ,ジョン
ヴェンカタラマン,ナテサン
オーウェン ウェラー,マーク
オーウェン ウェラー,マーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of JP2017507892A publication Critical patent/JP2017507892A/ja
Publication of JP2017507892A5 publication Critical patent/JP2017507892A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6639405B2 publication Critical patent/JP6639405B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/02Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/02Forming molten glass coated with coloured layers; Forming molten glass of different compositions or layers; Forming molten glass comprising reinforcements or inserts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets
    • C03B17/064Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C03C15/02Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching for making a smooth surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/355Temporary coating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Description

優先権
本出願は、各々の内容がここに全て引用される、2014年3月13日に出願された米国仮特許出願第61/952580号および2014年5月7日に出願された米国仮特許出願第61/989717号に対する優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、ガラス物品に関し、より詳しくは、試薬中の分解率が異なる少なくとも2つのガラス層を備えた積層ガラス物品および表面に欠陥のない加工ガラス物品を製造するためのそのようなガラス物品の使用に関する。
ガラス棒やガラス板などのガラス物品を加工したり、取り扱ったりすると、ガラス物品の表面が損傷を受けることがある。例えば、様々な異なる三次元形状のいずれかを有する成形ガラス物品を形成するために、ガラス板を成形することができる。成形過程中、成形型の表面に存在するどのような欠陥も、成形ガラス物品の表面に転写され得る。
結果として生じた欠陥は、研削および研磨によって成形ガラス物品から除去できるが、このような作業は、特に非平坦表面上で、時間がかかり、費用がかかり、実施するのが厄介であり得る。あるいは、欠陥は酸エッチングにより除去することができるが、酸エッチングでは、成形ガラス物品に、目に見えるほどの粗面が残り得る。
ガラス物品およびガラス物品を形成する方法が、ここに開示されている。このガラス物品はコアおよびクラッドを備える。コアはコアガラス組成物から構成され、クラッドは、コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成される。試薬中のクラッドガラス組成物の分解率は、その試薬中のコアガラス組成物の分解率よりも大きい。
ガラス物品を形成する工程を有してなる方法が、ここに開示されている。このガラス物品は、コアおよびそのコアに隣接するクラッドを備える。コアはコアガラス組成物から構成される。クラッドは、コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成される。クラッドガラス組成物は、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含む。クラッドガラス組成物は、AsおよびCdを実質的に含まない。試薬中のクラッドガラス組成物の分解率は、その試薬中のコアガラス組成物の分解率より少なくとも10倍大きい。
第1のクラッド層と第2のクラッド層との間に配置されたコア層を備えた積層ガラス板を形成する工程を有してなる方法も、ここに開示されている。第1のクラッド層および第2のクラッド層は、独立して、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含む。第1のクラッド層および第2のクラッド層は、AsおよびCdを実質的に含まない。この積層ガラス板の外面は、加工ユニットと接触する。第1のクラッド層および第2のクラッド層は、その第1のクラッド層および第2のクラッド層を少なくとも部分的に除去するために、試薬と接触させられる。その試薬中のコア層の分解率に対するその試薬中の第1のクラッド層および第2のクラッド層の各々の分解率の比は、少なくとも10である。
コアおよびそのコアに隣接するクラッドを備えたガラス物品も、ここに開示されている。コアはコアガラス組成物から構成される。クラッドはクラッドガラス組成物から構成される。クラッドガラス組成物は、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含み、約50×10-7/℃から約95×10-7/℃の熱膨張係数(CTE)、および少なくとも約50キロポアズの液相粘度を有する。このクラッドガラス組成物は、Pb、As、およびCdを実質的に含まない。試薬中のコアガラス組成物の分解率に対する、その試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、少なくとも約10である。
コアおよびそのコアを実質的に被包するクラッドを備えたガラス物品も、ここに開示されている。コアはコアガラス組成物から構成される。クラッドはクラッドガラス組成物から構成される。クラッドガラス組成物は、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含み、約50×10-7/℃から約95×10-7/℃の熱膨張係数(CTE)、および少なくとも約50キロポアズの液相粘度を有する。このクラッドガラス組成物は、AsおよびCdを実質的に含まない。このガラス物品を試薬と約0.5時間から約10時間に亘り接触させると、クラッドがコアから少なくとも部分的に除去され、コアの外面が露出される。
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたような実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、単なる例示であり、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、1つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
ガラス物品の1つの例示の実施の形態の部分断面図 ガラス物品の別の例示の実施の形態の部分断面図 ガラス物品を形成するための装置の1つの例示の実施の形態の断面図 その外面に欠陥が形成された、図1に示されたガラス物品の部分断面図 クラッドが除去された、図1および3に示されたガラス物品の部分断面図 突起を含む成形面の1つの例示の実施の形態と接触しているガラス板の1つの例示の実施の形態のシミュレーション応答を示す図 成形面の1つの例示の突起から生じる、ガラス板の1つの例示の実施の形態のコア層における目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフ 成形面の別の例示の突起から生じる、ガラス板の1つの例示の実施の形態のコア層における目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフ 成形面の1つの例示の突起の振幅および幅の関数としての、ガラス物品の1つの例示の実施の形態のコア層における目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフ 時間の関数としての、エッチング厚として表された、1つの例示のコアガラス組成物および1つの例示のクラッドガラス組成物の分解率のグラフ クラッドの除去前の成形ガラス物品の1つの例示の実施の形態の写真 クラッドの除去後の、図11の成形ガラス物品の写真 成形ガラス物品の半分からクラッドを除去した後の、成形ガラス物品の別の例示の実施の形態の写真 クラッドの除去前の成形ガラス物品の別の例示の実施の形態の写真 クラッドの除去後の、図14の成形ガラス物品の写真
ここで、添付図面に示されている例示の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部品を指すために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。図面における構成要素は、必ずしも一定の縮尺ではなく、それどころか、例示の実施の形態の原理を説明する際に、強調されている。
ここに用いたように、「液相粘度」という用語は、ガラス組成物の液相温度でのガラス組成物の剪断粘度を称する。
ここに用いたように、「液相温度」という用語は、ガラス組成物において失透が生じる最高温度を称する。
ここに用いたように、「熱膨張係数」または「CTE」という用語は、約20℃から約300℃の温度範囲に亘り平均された、ガラス組成物の熱膨張係数を称する。
「実質的に含まない」という用語は、ガラス組成物中の特定の酸化物成分の欠如を記載するためにここに使用される場合、その成分が、そのガラス組成物中に不在である、またはそのガラス組成物中に0.2モル%未満の微量しか存在しないことを意味する。
本開示を通じて、構成成分(例えば、SiO2、Al23、B23など)の濃度は、特に明記のない限り、酸化物基準のモルパーセント(モル%)で与えられている。
図1は、コアおよびそのコアに隣接したクラッドを備えたガラス物品の1つの例示の実施の形態の断面図である。そのクラッドは、コアに直接隣接していても、1つ以上の中間ガラス層によってコアから間隔が空けられていても差し支えない。いくつかの実施の形態において、クラッドは、コアを少なくとも部分的に被包する外皮を備える。クラッドは、ここに記載されたようなガラス物品の加工および/または取扱い中にコアを保護するのに役立ち得る。図1に示された実施の形態において、ガラス物品は積層ガラス板100からなる。ガラス板100は、図1に示されるように平面であっても、非平面であっても差し支えない。ガラス板100のコアはコア層102を含む。そのコア層は、図1に示されるように単層からなっても、複数の層からなっても差し支えない。ガラス板100のクラッドは、第1のクラッド層104および第2のクラッド層106からなる。第1のクラッド層および第2のクラッド層の各々は、図1に示されるように単層からなっても、複数の層からなっても差し支えない。コア層102は、第1のクラッド層104と第2のクラッド層106との間に配置されている。第1のクラッド層104および第2のクラッド層106は、ガラス板100の外層である。コア層102は、第1の主面およびこの第1の主面の反対の第2の主面を有する。いくつかの実施の形態において、第1のクラッド層104は、コア層102の第1の主面に融合されている。それに加え、またはそれに代えて、第2のクラッド層106は、コア層102の第2の主面に融合されている。第1のクラッド層104とコア層102との間、および/または第2のクラッド層106とコア層102との間の界面は、例えば、接着剤、コーティング層、もしくはコア層にそれぞれのクラッド層を接着するために加えられたまたは構成された任意の他の非ガラス材料などの、どのような結合材料も含まなくて差し支えない。それゆえ、クラッド層104および106の一方または両方が、コア層102に直接融合されている、および/またはコア層に直接隣接して配置されている。いくつかの実施の形態において、そのガラス板は、コア層と第1のクラッド層との間、および/またはコア層と第2のクラッド層との間に配置された1つ以上の中間層を備える。例えば、その中間層は、コア層およびクラッド層の界面に形成された中間ガラス層および/または拡散層からなる。拡散層は、その拡散層に隣接した各層の成分を含む混合領域を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス板100は、直接隣接する複数のガラス層の間の界面がガラス−ガラス界面である、ガラス−ガラス積層板(例えば、その場で融合された多層ガラス−ガラス積層板)からなる。
図2は、コアおよびそのコアに隣接したクラッドを備えたガラス物品の別の例示の実施の形態の断面図である。図2に示された実施の形態において、ガラス物品は積層ガラス板110からなる。ガラス板110は、図1を参照して説明されたガラス板100と似ている。例えば、ガラス板110は、第1のクラッド層114と第2のクラッド層116との間に配置されたコア層112を備える。コア層112は複数の層を有する。例えば、図2に示された実施の形態において、コア層102は、第1の外側コア層112bと第2の外側コア層112cとの間に配置された内側コア層112aを備える。第1の外側コア層112bは、第1のクラッド層114と内側コア層112aとの間に配置されている。第2の外側コア層112cは、第2のクラッド層116と内側コア層112aとの間に配置されている。
いくつかの実施の形態において、コアはコアガラス組成物から構成され、クラッドは、コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成される。例えば、図1に示された実施の形態において、コア層102はコアガラス組成物から構成され、第1のクラッド層104および第2のクラッド層106の各々はクラッドガラス組成物から構成される。他の実施の形態において、第1のクラッド層104は第1のクラッドガラス組成物から構成され、第2のクラッド層106は、コアガラス組成物および/または第1のクラッドガラス組成物とは異なる第2のクラッドガラス組成物から構成される。図2に示された実施の形態において、内側コア層112aは内側コアガラス組成物から構成され、第1の外側コア層112bおよび第2の外側コア層112cの各々は、内側コアガラス組成物とは異なる外側コアガラス組成物から構成される。他の実施の形態において、第1の外側コア層112bは第1の外側コアガラス組成物から構成され、第2の外側コア層112cは、内側コアガラス組成物および/または第1の外側コアガラス組成物とは異なる第2の外側コアガラス組成物から構成される。
前記ガラス物品は、適切なプロセス(例えば、フュージョンドロー法、ダウンドロー法、スロットドロー法、アップドロー法、圧延法、またはオフライン積層法)を使用して形成できる。いくつかの実施の形態において、ガラス物品は、フュージョンドロー法を使用して形成される。図3は、フュージョンドロー法を使用して、例えば、ガラス板100などのガラス物品を形成するために使用できる積層オーバーフロー式分配装置200の1つの例示の実施の形態を示している。装置200は概して、ここに全てが引用される、米国特許第4214886号明細書に記載されているように、構成されている。装置200は、上側オーバーフロー分配器240の下に位置する下側オーバーフロー分配器220を備える。下側オーバーフロー分配器220は樋222を有する。第1のガラス組成物224(例えば、コアガラス組成物)が溶融され、粘性状態で樋222に送り込まれる。第1のガラス組成物224はガラス板100のコア層102を形成する。上側オーバーフロー分配器240は樋242を有する。第2のガラス組成物244(例えば、クラッドガラス組成物)が溶融され、粘性状態で樋242に送り込まれる。第2のガラス組成物244はガラス板100のクラッド層104および106を形成する。
第1のガラス組成物224は、樋222を溢れ、下側オーバーフロー分配器220の互いに反対にある外側成形面226および228を下方に流れる。外側成形面226および228は引出し線で集束する。下側オーバーフロー分配器220のそれぞれの外側成形面226および228を下方に流れる第1のガラス組成物224の別々の流れが、引出し線230で集束し、そこで別々の流れが互いに融合して、ガラス板100のコア層102を形成する。
第2のガラス組成物244は、樋242を溢れ、上側オーバーフロー分配器240の互いに反対にある外側成形面246および248を下方に流れる。第2のガラス組成物244は、その第2のガラス組成物が下側オーバーフロー分配器220の周りに流れ、下側オーバーフロー分配器の外側成形面226および228を流れる第1のガラス組成物224と接触するように上側オーバーフロー分配器240によって外側にそらされる。第2のガラス組成物244の別々の流れが、下側オーバーフロー分配器220のそれぞれの外側成形面226および228を下方に流れる第1のガラス組成物224のそれぞれの別々の流れに融合される。引出し線230で第1のガラス組成物224の別々の流れが集束した際に、第2のガラス組成物244はガラス板100のクラッド層104および106を形成する。
いくつかの実施の形態において、ガラス板100は、図3に示されるように、下側オーバーフロー分配器220の引出し線230から離れて移動するガラスリボンの部分である。このガラスリボンは、そこからガラス板100を分離するために切断される。このように、ガラス板100は、ガラスリボンから切断される。そのガラスリボンは、例えば、刻み、曲げ、熱衝撃、および/またはレーザ切断などの適切な技法を使用して切断できる。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品(例えば、ガラス板100またはガラス板110)の厚さは、少なくとも約0.05mm、少なくとも約0.1mm、少なくとも約0.2mm、少なくとも約0.3mm、または少なくとも約0.5mmである。それに加え、またはそれに代えて、ガラス物品の厚さは、多くとも約12.5mm、多くとも約10mm、多くとも約5mm、多くとも約3mm、多くとも約1.5mm、または多くとも約0.5mmである。例えば、ガラス物品の厚さは、約0.2mmから約12.5mmである。それに加え、またはそれに代えて、コア(例えば、コア層102またはコア層112)の厚さは、約0.1mmから約12mmである。それに加え、またはそれに代えて、クラッド(例えば、第1のクラッド層104および第2のクラッド層106の各々)の厚さは、約0.025mmから約0.25mmである。
いくつかの実施の形態において、ガラス板の厚さに対するコア層(例えば、コア層102またはコア層112)の厚さの比は、少なくとも約0.7、少なくとも約0.8、少なくとも約0.85、少なくとも約0.9、または少なくとも約0.95である。それに加え、またはそれに代えて、コア層112の厚さに対する内側コア層112aの厚さの比は、少なくとも約0.7、少なくとも約0.8、少なくとも約0.85、少なくとも約0.9、または少なくとも約0.95である。いくつかの実施の形態において、クラッド(例えば、クラッド層104および106の合計厚さ)の厚さに対するコア(例えば、コア層102またはコア層112)の厚さの比は、少なくとも約1、少なくとも約3、少なくとも約5、少なくとも約7、または少なくとも約9である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドの厚さに対するコアの厚さの比は、多くとも約20、多くとも約15、または多くとも約10である。
図1に示されたガラス板100は3層からなり、図2に示されたガラス板110は5層からなるが、本開示に他の実施の形態も含まれる。他の実施の形態において、ガラス板は、2層、4層、またはそれより多い層などの所定の数の層を有することができる。例えば、第1のクラッド層または第2のクラッド層の一方は、ガラス板が2層ガラス板からなるように省略しても差し支えない。2層からなるガラス板は、その2層が、オーバーフロー分配器のそれぞれの引出し線から離れて移動している間に接合されるように配置された2つのオーバーフロー分配器を使用して、または2つのガラス組成物がオーバーフロー分配器の互いに反対の外側成形面を流れ、オーバーフロー分配器の引出し線で集束するように分割された樋を有する1つのオーバーフロー分配器を使用して、形成することができる。4以上の層からなるガラス板は、追加のオーバーフロー分配器を使用して、および/または分割樋を有する複数のオーバーフロー分配器を使用して、形成することができる。このように、所定の数の層を有するガラス板は、オーバーフロー分配器をしかるべく改良することによって、形成することができる。いくつかの実施の形態において、1つ以上の中間層が、コア層とクラッド層との間に配置されている。それゆえ、積層ガラス板に含まれる層の総数にかかわらず、クラッド層が外側層であり得る。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品は、細長コアおよびそのコアの周りに配置されたクラッド層を備えたガラス棒またはフィラメントとして構成することができる。そのガラス物品は、例えば、円形、楕円形、三角形、矩形、または別の多角形もしくは非多角形などの適切な断面形状を有し得る。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品は無垢な外面を有する。その無垢な外面は実質的に滑らかかつ均一である。図1に示された実施の形態において、ガラス板100は、無垢な(すなわち、実質的に滑らかかつ均一である)外面(すなわち、第1と第2のクラッド層104および106の外面)を有する。同様に、図2に示された実施の形態において、ガラス板110は、無垢な外面(すなわち、第1と第2のクラッド層114および116の外面)を有する。いくつかの実施の形態において、ガラス板の無垢な外面は、研削または研磨を行わずに形成される。例えば、無垢な外面は、ここに記載されたようなフュージョンドロー法の最中に形成される。無垢な外面は、ガラス板の形成中に、その外面と装置200との間の接触がない結果であり得る。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品のコアは無垢な外面を有する。コアとクラッドとの間の界面は、実質的に滑らかかつ均一である。図1に示された実施の形態において、ガラス板100のコア層102は、無垢な(すなわち、実質的に滑らかかつ均一である)外面(すなわち、コア層と、第1と第2のクラッド層104および106の各々との間の界面)を有する。同様に、図2に示された実施の形態において、ガラス板110のコア層112は、無垢な外面(すなわち、コア層と、第1と第2のクラッド層114および116の各々との間の界面)を有する。いくつかの実施の形態において、コア層の無垢な外面は、ここに記載されたようなフュージョンドロー法の最中に形成される。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品に加工および/または取扱いが行われ、その最中に、ガラス物品の外面は、1つ以上のガラス加工ユニットと係合する。そのガラス加工ユニットは、例えば、把持ユニット(例えば、吸引カップまたはクランプ)、搬送ユニット(例えば、コンベヤ、カート、またはラック)、成形ユニット(例えば、成形型またはダイ)、またはガラス物品と係合する別のタイプの機器などのガラス物品の加工、輸送、および/または貯蔵中に使用される適切な機器を備え得る。図4は、加工ユニットと係合した後の図1に示されたガラス物品の部分断面図である。ガラス加工ユニットがガラス物品と係合すると、ガラス物品の外面がもはや無垢ではないように、ガラス物品の外面が損なわれることがある。例えば、いくつかの実施の形態において、ガラス物品の外面は、外面が非平滑および/または不均一であるような加工ユニットとの係合後に、欠陥(例えば、圧痕、突起、または引っ掻き傷)を有する。
いくつかの実施の形態において、ガラス板100の外面は成形ユニットと接触する。この成形ユニットは成形面を有し、ガラス板100は、ガラス板が成形ユニットと接触することにより、成形面の形状に相補的な形状がガラス板に与えられるほど十分に高い温度に維持される。成形ユニットはガラス板100と係合して、成形ガラス物品を形成する。いくつかの実施の形態において、成形ユニットの成形面は、成形ガラス物品の成形中にガラス板100の外面に欠陥を与える不完全さ(例えば、圧痕または突起)を有する。成形面上の不完全さは、例えば、製造欠陥、反復使用により生じる成形面上の摩耗、または成形面上に配置された異物の結果であり得る。いくつかの実施の形態において、ガラス板100の外面は、成形ユニットとの係合後に、もはや無垢ではない。例えば、成形ガラス物品は、成形ユニットとの係合後に、図4に示されるように、非平滑および/または不均一な外面を有する。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品の外面上の欠陥は、クラッドにとどまり、コア中に延在しない。例えば、欠陥は、図4に示されるように、第1のクラッド層104および/または第2のクラッド層106にとどまり、コア層102中に延在しない。クラッドは、取扱いおよび/または加工中にコアを損傷から保護する。いくつかの実施の形態において、クラッドは、コアから部分的にまたは実質的に完全に除去されて、コアの外面を露出させる。図5は、クラッドの除去後の図1および4に示されたガラス物品の部分断面図である。損傷を受けたクラッドがコアから除去されて、コアの無垢な外面が露出されている。例えば、いくつかの実施の形態において、第1のクラッド層104および第2のクラッド層106がコア層102から除去されて、図5に示されるように、コア層の外面が露出される。コア層102の露出された外面は無垢な表面である。第1と第2のクラッド層104および106を除去すると、その第1と第2のクラッド層内の欠陥がガラス物品から除去されて、加工ユニットによりガラス物品に与えられた欠陥が実質的にない無垢な表面がガラス物品に残る。
図6は、突起302を含む成形面300の1つの例示の実施の形態と接触しているガラス板100のシミュレーション応答を示している。いくつかの実施の形態において、第1のクラッド層104は、突起302の影響を少なくともある程度吸収し、それによって、コア層と第1のクラッド層との間の界面での、突起302から生じるコア層102の結果を最小にする。言い換えると、その界面でのコア層102内の欠陥は、突起302から生じるガラス板100の表面での第1のクラッド層104内の欠陥と比べて、より幅広く、振幅がより小さい。
突起のサイズに対する成形面上の突起から生じるコア層内の欠陥のサイズは、コア対クラッドの粘度比およびクラッドの厚さに依存する。図7および8は、成形面300上の突起302から生じるコア層102内の目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフである。図7に示されたデータは、5μmの振幅および20μmの幅を有する突起302に基づいて計算されている。コア層内の欠陥の視認性は、欠陥の勾配に関連している。曲線310は、勾配が1/1000であるコア層102内の欠陥に対応する。曲線312は、勾配が1/5000であるコア層102内の欠陥に対応する。図8に示されたデータは、20μmの振幅および20μmの幅を有する突起302に基づいて計算されている。曲線320は、勾配が1/1000であるコア層102内の欠陥に対応する。曲線322は、勾配が1/5000であるコア層102内の欠陥に対応する。図7〜8は、コア内の目に見える欠陥を避けるのに十分なクラッド厚は、コア対クラッドの粘度比が増加するにつれて、減少することを示している。このように、より高いコア対クラッドの粘度比では、コア内の目に見える欠陥を避けるために、より薄いクラッドで十分である。
いくつかの実施の形態において、クラッド厚またはコア対クラッドの粘度比の少なくとも一方が、成形面の表面状態に基づいて調節される。例えば、その表面状態は、予測突起サイズまたは表面粗さを含む。それゆえ、クラッド厚および/またはコア対クラッドの粘度比は、目に見える欠陥を実質的に含まないコアを得るために、成形面の表面状態に基づいて調節される。例えば、コア層は、コアの粘度を増加させる、クラッドの粘度を減少させる、および/またはクラッド厚を増加させることによって、目に見える欠陥に対してより耐性にすることができる。目に見える欠陥に対するコア層の耐性を調節する能力により、ガラス板を成形型表面に対して調整することが可能になる。例えば、成形型の摩耗が増加するにつれて、コアの粘度を増加させることができる。それに加え、またはそれに代えて、成形型の摩耗が増加するにつれて、クラッドの粘度を減少させることができる。それに加え、またはそれに代えて、成形型の摩耗が増加するにつれて、クラッド厚を増加させることができる。成形型の摩耗は、例えば、成形型が使用されている時間の長さまたは成形型内で形成されたガラス物品の数を表すことができる。
いくつかの実施の形態において、ガラス板110は、ガラス板100に関してここに記載されたようなガラス加工ユニットと係合する。例えば、ガラス板110の外面は、成形ガラス物品の成形中にガラス板の外面に欠陥を与える成形ユニットと接触する。いくつかの実施の形態において、欠陥は、第1のクラッド層114および/または第2のクラッド層116にとどまり、コア層112中に延在しない。いくつかの実施の形態において、第1のクラッド層114および第2のクラッド層116がコア層112から少なくとも部分的に除去されて、コア層の外面が露出される。この露出された外面は無垢な表面を含み得る。
クラッドでコアを保護すると、取扱いおよび/または加工中にガラス物品のコアに損傷が生じるのを防ぐことができる。ガラス物品に生じる損傷は、クラッドを除去することによって、除去できる。クラッドでコアを保護すると、その成形面に不完全さがある成形ユニットを使用することができる。これにより、成形面の交換または修復もしくは修繕を行う前に成形ユニットを使用できる時間(すなわち、成形ユニットの有用寿命)を長くすることができる。クラッドでコアを保護すると、成形ガラス物品を研削したり研磨したりせずに、無垢な外面を有する成形ガラス物品を製造することができる。
いくつかの実施の形態において、クラッドはコアほど耐久性がない。例えば、図1に示された実施の形態において、第1のクラッド層104および第2のクラッド層106は、コア層102よりも耐久性がない。図2に示された実施の形態において、第1のクラッド層114および第2のクラッド層116は、第1の外側コア層112bおよび第2の外側コア層112cよりも耐久性がない。いくつかの実施の形態において、内側コア層112aは、第1と第2の外側コア層112bおよび112c内に被包されている。内側コア層112aは第1と第2の外側コア層112bおよび112cにより保護されているので、その内側コア層は、第1と第2のクラッド層114および116または第1と第2の外側コア層112bおよび112cよりも耐久性があるまたはそれよりも耐久性がないことがある。クラッドガラス組成物(例えば、第1と第2のクラッド層104および106の、または第1と第2のクラッド層114および116の)の試薬中の分解率は、コアガラス組成物(例えば、コア層102の、または第1と第2の外側コア層112bおよび112cの)におけるよりも大きい。いくつかの実施の形態において、試薬中のクラッドガラス組成物の分解率は、その試薬中のコアガラス組成物の分解率よりも少なくとも10倍大きい。いくつかの実施の形態において、ガラス物品を試薬と接触させて、コアからクラッドの少なくとも一部を除去し、コアの外面を露出する。クラッドとコアとの間の耐久性の差により、ガラス物品を試薬と接触させて、コアを実質的に分解または溶解せずに、クラッドを分解または溶解することによって、クラッドをコアから除去することができる。
前記試薬は、ガラス物品(例えば、クラッドおよび/またはコア)を分解または溶解することのできる適切な成分を含む。例えば、試薬は、酸、塩基、別の適切な成分、またはそれらの組合せを含む。いくつかの実施の形態において、試薬は、例えば、鉱酸(例えば、HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、H3BO3、HBr、HClO4、またはHF)、カルボン酸(例えば、CH3COOH)、またはそれらの組合せなどの酸を含む。例えば、いくつかの実施の形態において、試薬はHCl(例えば、水中50体積%のHCl)を含む。それに加え、またはそれに代えて、試薬はHNO3を含む。いくつかの実施の形態において、試薬は、例えば、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2、またはそれらの組合せなどの塩基を含む。
いくつかの実施の形態において、試薬はHFを実質的に含まない。HFは多くの様々な酸化物と反応するものであり、したがって、ほとんどのガラス組成物に対して極めて反応性に富む。例えば、HFは二酸化ケイ素と反応して、ガス状または水溶性フッ化ケイ素を形成する。ガラス物品のコアを、HFを含む試薬と接触させると、HFがコアと反応するかもしれず、これにより、コア表面が粗くなったり、傷ついたりし得る。HFを実質的に含まない試薬を使用すると、試薬のコアとの実質的に反応が防がれて、コア表面に損傷を与えずにコアからクラッドを除去することができるであろう。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品に試薬を接触させて、ここに記載されたようにコアからクラッドを少なくとも部分的に除去する。クラッドが除去された際に、コアは、少なくとも部分的に露出され得る。例えば、コアは、積層ガラス物品を試薬に少なくとも約0.1時間、少なくとも約0.5時間、少なくとも約1時間、または少なくとも約2時間に亘り接触させることに応えて、少なくとも部分的に露出される。それに加え、またはそれに代えて、コアは、積層ガラス物品を試薬と多くとも約10時間、多くとも約5時間、または多くとも約2時間に亘り接触させることに応えて、少なくとも部分的に露出される。ガラス物品が試薬と接触させられる条件(例えば、試薬の濃度、温度、および/または超音波撹拌の使用)を調節して、クラッドの分解率を調節することができる。
いくつかの実施の形態において、試薬は第1の試薬および第2の試薬を含む。ガラス物品を第1の試薬と接触させて、コアからクラッドの第1の部分を除去し、次いで、第2の試薬と接触させて、コアからクラッドの第2の部分を除去する。いくつかの実施の形態において、第1の試薬はHFを含む。ガラス物品を第1の試薬と接触させた後であって、ガラス物品を第2の試薬と接触させる前に、コアがクラッド内に実質的に被包されたままであるように十分に短い時間に亘り、ガラス物品を第1の試薬と接触させる。HFを含む第1の試薬は、コアを第1の試薬と接触させずに、クラッドの第1の部分を比較的迅速に分解させるために使用することができる。コアを第1の試薬と接触させると、コアの外面が損傷を受け得る。いくつかの実施の形態において、第2の試薬はHFを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、第2の試薬中のクラッドの分解率は、ここに記載したように、第2の試薬中のコアの分解率よりも大きい。コアは、コアの外面を損傷せずに、第2の試薬と接触させても差し支えない(例えば、クラッドの第2の部分を除去した後)。
いくつかの実施の形態において、クラッドの除去(例えば、クラッドの実質的に完全なまたは部分的な除去)後に、コアの外面を試薬と接触させる。コアはクラッドよりも耐久性であるが、いくつかの実施の形態において、試薬はコアをある程度分解する。コアを試薬と接触させた際に、コアの外面の最も外側の部分が除去されるように、コアの少なくとも一部を試薬により分解することができる。例えば、除去された最も外側の部分の厚さは約1μmまでである。これは、例えば、コアの表面にある裂け目の先端を丸めることによって、コアの強化に役立ち得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドとコアとの間にイオン交換が生じる。コア(例えば、コア層102または第1と第2の外側コア層112bおよび112c)中に存在するより小さい陽イオン(例えば、一価のアルカリ金属陽イオンまたは二価のアルカリ土類金属陽イオン)が、クラッド(例えば、第1と第2のクラッド層104および106または第1と第2のクラッド層114および116)中に存在するより大きい陽イオン(例えば、一価のアルカリ金属陽イオン、二価のアルカリ土類金属陽イオン、またはAg+)と置換される。例えば、いくつかの実施の形態において、コア中に存在するNa+が、クラッド中に存在するK+と置換される。これらのより小さい陽イオンおよびより大きい陽イオンは、同じ価数または酸化状態を有し得る。より小さい陽イオンがより大きい陽イオンにより置換されると、圧縮または圧縮応力(CS)下にある表面層がコアに生じる。その表面層は、コアの内部または嵩中に層の深さ(DOL)まで延在する。このことは、クラッドの除去後にガラス物品の強度を増加させるのに役立ち得る。表面層の圧縮応力は、コアの内部領域中の引張応力(TS)または中央張力と釣り合う。イオン交換は、例えば、コアからクラッドを除去する前にガラス物品を加熱することなどの適切な方法によって行うことができる。
いくつかの実施の形態において、第1と第2の外側コア層112bおよび112cはイオン交換可能である。それゆえ、クラッドの除去後に、ガラス物品にイオン交換処理を行って、圧縮または圧縮応力下にある表面層を外側コア層に生じさせることができる。イオン交換処理は、例えば、ガラス物品を溶融塩と接触させることを含む、適切なイオン交換処理を含むことができる。
いくつかの実施の形態において、コアガラス組成物およびクラッドガラス組成物の各々は、ここに記載されたようなフュージョンドロー法を使用して、ガラス物品(例えば、積層ガラス板100または積層ガラス板110)の形成に適した性質(例えば、液相粘度、液相温度、およびCTE)を有する。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、ここに記載したように、コアガラス組成物よりも耐久性がない。
いくつかの実施の形態において、コアガラス組成物は、約62モル%から約77モル%のSiO2を含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、約2モル%から約13モル%のAl23を含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、約0モル%から約10モル%のB23を含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、Na2O、K2O、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ金属酸化物を含む。例えば、コアガラス組成物は、約0モル%から約15モル%のNa2Oおよび/または約0モル%から約12モル%のK2Oを含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、CaO、MgO、SrO、BaO、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ土類酸化物を含む。例えば、コアガラス組成物は、約0モル%から約1モル%のCaO、約2モル%から約7モル%のMgO、約0モル%から約7モル%のSrO、および/または約0モル%から約3モル%のBaOを含む。それに加え、またはそれに代えて、コアガラス組成物は、約0モル%から約1モル%のSnO2を含む。いくつかの実施の形態において、コアガラス組成物のアルカリ金属酸化物(R2O)濃度と、コアガラス組成物のAl23濃度との間の差は、約1から約9である。
コアガラス組成物の例示の実施の形態をここに記載してきたが、コアガラス組成物は、コアガラス組成物が、ここに記載されたようにガラス物品を形成するためにクラッドガラス組成物に適合するように、適切な成分を適量含むことができる。例えば、コアガラス組成物の液相粘度、液相温度、および/またはCTEは、クラッドガラス組成物のものに対して、ここに記載されたようにフュージョンドロー法を使用して、ガラス物品の形成を可能にするようなものである。また、例えば、コアガラス組成物は、ここに記載されたように、クラッドガラス組成物よりも、試薬中においてより耐久性であり得る。このように、コアガラス組成物は、ここに記載された例示の実施の形態に限定されない。
ここに記載した実施の形態において、クラッドガラス組成物はSiO2を含み、これは、ガラス網目構造形成剤としての機能を果たすことができる。例えば、第2のガラス組成物は、約45モル%から約60モル%のSiO2を含む。SiO2の濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、フュージョンドロー機器(例えば、耐火物)に見られる一般的な成分であるZrと不適合になり得る。SiO2の濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましくなく高い耐久性を有し得、ガラスの成形性に悪影響を与えるほど十分に高い融点を有し得る。
ここに記載された実施の形態において、クラッドガラス組成物はAl23を含み、これは、ガラス網目構造形成剤としての機能を果たすことができる。例えば、クラッドガラス組成物は、約8モル%から約19モル%のAl23を含む。Al23の存在により、クラッドガラス組成物の液相温度を低下させ、それにより、クラッドガラス組成物の液相粘度を増加させることができる。Al23の濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず軟質になり得(例えば、歪み点が望ましからず低くなり得る)、望ましからず高いCTEを有し得る。Al23の濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物は、Zrに不適合になり得、望ましからず高い耐久性を有し得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、B23を含み、これは、ガラス網目構造形成剤としての機能を果たすことができる。例えば、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約25モル%のB23を含む。B23の存在により、第2のガラス組成物の耐久性が低下し得る。それに加え、またはそれに代えて、B23の存在により、クラッドガラス組成物の粘度および液相温度が低下し得る。例えば、B23の濃度を1モル%増加させると、ガラス組成に応じて、約10℃から約14℃、同等の粘度を得るのに必要な温度を減少させることができる。しかしながら、B23の濃度を1モル%増加させると、ガラス組成に応じて、液相温度が約18℃から約22℃、低下し得る。それゆえ、B23は、液相粘度を減少させるよりも急激にガラス組成物の液相温度を減少させることができる。B23の濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず高い耐久性を有し得る。B23の濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず軟質になり得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ金属酸化物を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約8モル%のLi2Oを含む。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約21モル%のNa2Oを含む。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約12モル%のK2Oを含む。アルカリ金属酸化物は、改質剤としての機能を果たすことができる。例えば、Na2Oの存在により、クラッドガラス組成物の溶融温度を低下させることができ、これにより、クラッドガラス組成物の成形性を向上させることができる。Na2Oを含む実施の形態において、Na2Oの濃度が低すぎると、クラッドガラス組成物は、望ましからず高い耐久性を有し得る。Na2Oの濃度が高すぎると、クラッドガラス組成物が望ましからず高いCTEを有し得る。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、CaO、MgO、SrO、およびそれらの組合せからなる群より選択されるアルカリ土類酸化物を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約10モル%のCaOを含む、それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約2モル%のMgOを含む、それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約2モル%のSrOを含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、SnO2、Sb23、Ce23、Cl(例えば、KClまたはNaClに由来)、およびそれらの組合せからなる群より選択される清澄剤を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約0.1モル%のSnO2を含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、P25を含む。例えば、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約10モル%のP25を含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、微量のZrO2を含む、例えば、クラッドガラス組成物は、約0モル%から約0.02モル%のZrO2を含む。
いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、Pb、As、Cd、およびBaのいずれかまたは全て(すなわち、列挙された元素を含む成分)を実質的に含まない。例えば、クラッドガラス組成物は、Pbを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、Asを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、Cdを実質的に含まない。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物は、Baを実質的に含まない。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品は、ここに記載されたようにフュージョンドロー法を使用して形成することができる。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物のCTEは、コアガラス組成物のCTE以下である。例えば、クラッドガラス組成物のCTEは、コアガラス組成物のCTEより約0×10-7/℃から約50×10-7/℃小さい、コアガラス組成物のCTEより約0×10-7/℃から約30×10-7/℃小さい、またはコアガラス組成物のCTEより約0×10-7/℃から約10×10-7/℃小さい。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約50×10-7/℃から約95×10-7/℃のCTEを有する。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物の液相粘度は、少なくとも約50キロポアズ、少なくとも約80キロポアズ、または少なくとも約100キロポアズである。
いくつかの実施の形態において、ガラス物品のコア層は複数の層からなる。例えば、図2に示された実施の形態において、コア層は3層からなる。そのような実施の形態のいくつかにおいて、外側コアガラス組成物のCTEは、内側コアガラス組成物のCTE以下である。例えば、外側コアガラス組成物のCTEは、内側コアガラス組成物のCTEより約0×10-7/℃から約50×10-7/℃小さい、内側コアガラス組成物のCTEより約0×10-7/℃から約30×10-7/℃小さい、または内側コアガラス組成物のCTEより約0×10-7/℃から約10×10-7/℃小さい。それゆえ、第1と第2の外側コア層112bおよび112cと、内側コア層112aとの間のCTEの不一致の結果として、これら第1と第2の外側コア層は圧縮応力を含み、内側コア層は引張応力を含む。この圧縮応力は、クラッドを除去してコアを露出した後、ガラス物品を強化するのに役立ち得る。言い換えると、コアは強化コアを含む。いくつかの実施の形態において、クラッドガラス組成物および外側コアガラス組成物の各々のCTEは、内側コアガラス組成物のCTE以下である。
いくつかの実施の形態において、試薬中のコアガラス組成物の分解率に対するその試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、少なくとも約10、少なくとも約100、または少なくとも約1000である。分解率は、例えば、所定の期間に亘り試薬と接触させた後のサンプルの原質量に対する質量損失を単位として、試薬と接触した際の単位時間当たりのサンプルの表面積当たりの質量損失を単位として、または別の適切な様式で、表すことができる。例えば、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、少なくとも約0.9%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、または少なくとも約20%である。それに加え、またはそれに代えて、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、多くとも約30%である。それに加え、またはそれに代えて、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、コアガラス組成物の分解率は、多くとも約2%、多くとも約0.1%、または多くとも約0.01%である。
前述したことに基づいて、耐久性が比較的低いガラス組成物(例えば、ガラス物品のクラッドガラス組成物として使用するための)の様々な実施の形態がここに開示されていることを理解すべきである。1つの例示の実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約45モル%から約60モル%のSiO2、約13モル%から約19モル%のAl23、約5モル%から約23モル%のB23、および約3モル%から約21モル%のNa2Oを含む。それに加え、またはそれに代えて、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、約0.9%から約29%である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物の分解率は、コアガラス組成物の分解率よりも少なくとも10倍大きい。
別の例示の実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約55モル%から約59モル%のSiO2、約12モル%から約16モル%のAl23、約13モル%から約17モル%のB23、および約12モル%から約16モル%のNa2Oを含む。それに加え、またはそれに代えて、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、約1%から約3%である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物の分解率は、コアガラス組成物の分解率よりも少なくとも10倍大きい。
別の例示の実施の形態において、クラッドガラス組成物は、約47モル%から約51モル%のSiO2、約13モル%から約17モル%のAl23、約17モル%から約21モル%のB23、約13モル%から約17モル%のNa2O、および約0モル%から約4モル%のCaOを含む。それに加え、またはそれに代えて、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表して、クラッドガラス組成物の分解率は、約22%から約25%である。それに加え、またはそれに代えて、クラッドガラス組成物の分解率は、コアガラス組成物の分解率よりも少なくとも10倍大きい。
いくつかの実施の形態において、ディスプレイ(例えば、LEDまたはLCDディスプレイ)は、ここに記載されたようなガラス物品を備える。例えば、そのディスプレイは、そのガラス物品から構成されたカバーガラスを備える。いくつかの実施の形態において、そのカバーガラスは、一体化カバーガラスおよびカラーフィルタを有する。いくつかの実施の形態において、カバーガラスは一体化タッチ式カバーガラスからなる。
いくつかの実施の形態において、自動車用板ガラスは、ここに記載されたようなガラス物品から構成される。その自動車用板ガラスは、例えば、フロントガラス、側部窓(sidelite)(例えば、ドアガラスまたはリアクォーターウインドウ)、サンルーフ、ムーンルーフ、後部窓、または別の適切なガラスまたは窓を構成する。
いくつかの実施の形態において、建築用パネルは、ここに記載されたようなガラス物品を備える。
ここに記載されたガラス物品の様々な実施の形態は、例えば、LCDおよびLEDディスプレイ、コンピュータモニタ、および現金自動預入支払機(ATM)を含む家庭用または商業用電子機器におけるカバーガラスまたはガラスバックプレーン用途;タッチスクリーンまたはタッチセンサ用途;例えば、携帯電話、パーソナル・メディア・プレーヤー、およびタブレット型コンピュータを含む、携帯用電子機器用途;例えば、半導体ウエハを含む集積回路用途;太陽電池用途;建築用ガラス用途;自動車または乗り物用ガラス用途;商業用または家庭用電化製品用途;または例えば、固体照明(例えば、LEDランプの照明器具)を含む照明用途;などを含む様々な用途に使用できる。
以下の実施例により、様々な実施の形態をさらに明白にする。
下記の表1に列挙されたバッチ組成にしたがって、複数のコアガラス組成物を調製した。これらの組成物は、ガラス物品のコアとして使用するのに適し得る。酸化物構成成分のバッチを混合し、溶融し、ガラス板に形成した。ガラス溶融物および得られたガラス物品の性質を測定した。これらの結果が表2に報告されている。表2に報告された分解率は、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表されている。
下記の表3に列挙されたバッチ組成にしたがって、複数のクラッドガラス組成物を調製した。これらの組成物は、ガラス物品のクラッドとして使用するのに適し得る。酸化物構成成分のバッチを混合し、溶融し、ガラス板に形成した。ガラス溶融物および得られたガラス物品の性質を測定した。これらの結果が表4に報告されている。表4に報告された分解率は、30分間に亘る超音波浴中60℃での50体積%のHCl水溶液との接触後のサンプルの原質量に対する質量損失で表されている。
表2および4に示されるように、例示のクラッドガラス組成物は、選択された試薬(例えば、50%のHCl)中の例示のコアガラス組成物ほど耐久性がない(すなわち、分解率が大きい)。
ガラス物品は、ここに記載されたように形成され、例示のコアガラス組成物(例えば、サンプル1−1から1−4)から形成されたコアおよび例示のクラッドガラス組成物(例えば、サンプル2−1から2−68)から形成されたクラッドを備える。
実施例1
サンプル1−2のコアガラス組成物から形成されたコアおよびサンプル2−13のクラッドガラス組成物から形成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する。選択された試薬中のコアガラス組成物の分解率に対するその選択された試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、約213である。クラッドガラス組成物のCTEは、コアガラス組成物のCTEより約10.6×10-7/℃小さい。
図9は、成形面上の突起の振幅および幅の関数としての、ガラス物品のコアにおける目に見える欠陥を避けるのに十分な予測クラッド厚のグラフである。図9の目的について、目に見える欠陥は、1/5000を超える勾配を有する欠陥である。コア対クラッドの粘度比は、7.5であると予測される。
実施例2
サンプル1−2のコアガラス組成物から形成されたコアおよびサンプル2−49のクラッドガラス組成物から形成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する。選択された試薬中のコアガラス組成物の分解率に対するその選択された試薬中のクラッドガラス組成物の分解率の比は、約2285である。クラッドガラス組成物のCTEは、コアガラス組成物のCTEより約3.6×10-7/℃小さい。
実施例3
図1に示される一般構造を有するガラス板を形成した。サンプル1−2のコアガラス組成物からコアを形成し、サンプル2−13のクラッドガラス組成物からクラッドを形成した。そのガラス板の厚さは1mmであった。クラッド層の厚さに対するコア層の厚さの比は、約7であった。
図10は、時間の関数としての、エッチング厚として表された、コアガラス組成物およびクラッドガラス組成物の各々の分解率のグラフである。図10の目的について、エッチング厚は、ガラス板の、室温で静止した50体積%のHCl水溶液への暴露に対して反応したガラス板の厚さの減少である。コアガラス組成物の分解率は、菱形のデータ点330により表されている。クラッドガラス組成物の分解率は、円形のデータ点332により表されている。このように、図10に示されるように、コアガラス組成物の分解率に対するクラッドガラス組成物の分解率の比は、約2000を超えていた。
このガラス板を、真空成形型を使用して、成形ガラス物品に成形した。図11は、成形ガラス物品の写真である。図11に示されるように、この成形ガラス物品は、湾曲縁により囲まれた実質的に平面の中央領域を有する皿形であった。この成形ガラス物品の外観は、霞んでまたは曇っていた。どのような理論でも束縛する意図はないが、この霞んだ状態(Haziness)は、クラッドと成形型との間の接触の結果であると考えられる。
成形ガラス物品を試薬に暴露することによって、この成形ガラス物品からクラッドを除去した。図12は、クラッドの除去後の成形ガラス物品の写真である。成形ガラス物品の外観は、クラッドの除去後に、透明であった。言い換えると、図11において明らかな霞んだ状態は、図12では見えない。
この実施例は、ガラス物品を成形し、次いで、成形ガラス物品をエッチングして、そのエッチング過程後に研磨をほとんどまたは全く行わずに無垢なコア表面を現せることを実証している。目に見える表面損傷は、クラッドの除去中に成形ガラス物品から除去されるので、そのような成形およびエッチング過程は、成形型の寿命を延長することができる。何故ならば、その成形型ではより多くの損傷を許容できるからである。
この実施例におけるコアガラス組成物は、イオン交換できるので、クラッドの除去後に、成形ガラス物品にイオン交換処理を行うことができる。これは、成形ガラス物品を強化するのに役立ち得る。
実施例4
図1に示される一般構造を有するガラス板を、実施例3に記載したように形成した。そのガラス板の厚さは2mmであった。
ガラス板を黒鉛成形型中にプランジャで加圧することによって、このガラス板を成形ガラス物品に成形した。この成形ガラス物品は、湾曲縁により囲まれた実質的に平面の中央領域を有する深皿形であった。中央領域と縁との間の曲げは、ほぼ90°であった。成形ガラス物品を試薬に暴露することによって、成形ガラス物品の約半分から、クラッドを除去した。図13は、成形ガラス物品の半分からクラッドを除去した後の、成形ガラス物品の写真である。図13に示されるように、クラッドを有する成形ガラス物品の右半分の外観は、霞んでまたは曇っており、クラッドのない成形ガラス物品の左半分の外観は、透明であった。
この実施例は、ガラス物品を成形し、次いで、成形ガラス物品をエッチングして、成形過程中にガラス物品が相当な損傷を維持する場合でさえも、エッチング過程後に研磨をほとんどまたは全く行わずに、無垢なコア表面を現せることを実証している。このように、比較的低品質の成形型を使用して、無垢な成形ガラス物品を形成することができる。
実施例5
図1に示される一般構造を有するガラス板を、実施例3に記載したように形成した。そのガラス板の厚さは1mmであった。コア層の厚さは約0.8mmであった、第1と第2のクラッド層の各々の厚さは約0.1mmであった。
ガラス板を円筒状溶融シリカ基体の外面上にたわませることによって、このガラス板を成形ガラス物品に成形した。図14は、成形ガラス物品の写真である。図14に示されるように、成形ガラス物品は、連続湾曲形状であった。この成形ガラス物品の外観は、霞んでまたは曇っていた。
成形ガラス物品を試薬に暴露することによって、その成形ガラス物品からクラッドを除去した。図15は、クラッドの除去後の成形ガラス物品の写真である。この成形ガラス物品の外観は、クラッドの除去後に、透明であった。
この実施例は、ガラス物品を成形し、成形ガラス物品をエッチングして、エッチング過程後に研磨をほとんどまたは全く行わずに、無垢なコア表面を現せることをさらに実証している。
各例示のクラッドガラス組成物は、ここに記載した実施の形態のいくつかの範囲内のガラス物品を形成するために、各例示のコアガラス組成物と共に使用するのに適していないことがあることが認識される。例えば、サンプル2−68の例示のクラッドガラス組成物は、比較的低い分解率(例えば、0.9%未満)を有し、したがって、いくつかの実施の形態に関してここに記載したように、第1のガラス組成物の分解率に対する第2のガラス組成物の分解率の比が少なくとも10であるガラス物品を形成するために、各例示のコアガラス組成物(例えば、サンプル1−1または1−2)と共に使用するのに適していないであろう。また、例えば、サンプル2−65から2−67の例示のクラッドガラス組成物は、比較的低い液相粘度(例えば、50キロポアズ未満)を有し、したがって、いくつかの実施の形態に関してここに記載したように、フュージョンドロー法を使用してガラス物品を形成するのには、適していないであろう。
本発明の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。したがって、本発明は、付随の特許請求の範囲およびその同等物に鑑みることを除いて、制限されるものではない。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
方法において、
コアガラス組成物から構成されたコアおよび該コアに隣接した、前記コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する工程、
を有してなり、
試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率よりも大きく、
前記クラッドガラス組成物が、約50×10-7/℃から約95×10-7/℃の熱膨張係数(CTE)および少なくとも約50キロポアズの液相粘度を有する、方法。
実施形態2
前記クラッドガラス組成物が、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含み、該クラッドガラス組成物が、AsおよびCdを実質的に含まず、前記試薬中の該クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率より少なくとも10倍大きい、実施形態1に記載の方法。
実施形態3
前記ガラス物品を前記試薬と接触させることにより、前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程をさらに含む、実施形態1または2に記載の方法。
実施形態4
前記ガラス物品が積層ガラス板からなり、前記クラッドが第1のクラッド層および第2のクラッド層を有し、前記コアが、該第1のクラッド層と該第2のクラッド層との間に配置されたコア層を有する、実施形態1から3いずれか1つに記載の方法。
実施形態5
前記コア層が、内側コア層、前記第1のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第1の外側コア層、および前記第2のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第2の外側コア層を有し、該第1の外側コア層および該第2の外側コア層の各々が、前記コアガラス組成物から構成された、実施形態4に記載の方法。
実施形態6
前記第1のクラッド層、前記第1の外側コア層、前記第2のクラッド層、および前記第2の外側コア層の各々が、前記内側コア層よりも、CTEが小さい、実施形態5に記載の方法。
実施形態7
前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層の各々が、前記第1の外側コア層および前記第2の外側コア層の各々よりも、前記試薬中の分解率が大きい、実施形態5または6に記載の方法。
実施形態8
前記積層ガラス板を形成する工程が、フュージョンドロー装置において、前記コア層を、前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層の各々と接触させる工程を有する、実施形態4から7いずれか1つに記載の方法。
実施形態9
前記ガラス物品の前記クラッドを成形面と接触させる工程、およびその後、該ガラス物品を前記試薬と接触させることにより前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程をさらに有する、実施形態1から8いずれか1つに記載の方法。
実施形態10
前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程が、第1のクラッド層および第2のクラッド層の各々の少なくとも一部を除去して、第1の外側コア層および第2の外側コア層の各々の少なくとも一部を露出する工程を有する、実施形態9に記載の方法。
実施形態11
前記成形面の表面状態に基づいて、クラッド厚またはコア対クラッドの粘度比の少なくとも一方を決定する工程をさらに有する、実施形態9または10に記載の方法。
実施形態12
前記クラッドを実質的に全て除去して、前記コアの表面を露出させる工程をさらに有する、実施形態1から11いずれか1つに記載の方法。
実施形態13
前記コアの露出された表面を前記試薬と接触させることにより、該コアの少なくとも一部を除去する工程をさらに有する、実施形態12に記載の方法。
実施形態14
前記クラッドの少なくとも一部を除去した後、前記ガラス物品にイオン交換処理を行う工程をさらに有する、実施形態9から13いずれか1つに記載の方法。
実施形態15
前記コアと前記クラッドとの間でイオン交換を行う工程をさらに有する、実施形態1から14いずれか1つに記載の方法。
実施形態16
前記コアと前記クラッドとの間でイオン交換を行う工程が、前記ガラス物品を加熱する工程を有する、実施形態15に記載の方法。
実施形態17
方法において、
第1のクラッド層と、第2のクラッド層との間に配置されたコア層を備えてなる積層ガラス板の外面をガラス加工ユニットと接触させる工程であって、前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層が独立して、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含み、該第1のクラッド層および前記第2のクラッド層が、AsおよびCdを実質的に含まないものである、工程、および
前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層を試薬と接触させて、該第1のクラッド層および該第2のクラッド層を少なくとも部分的に除去する工程であって、前記試薬中の前記コア層の分解率に対する該試薬中の該第1のクラッド層および該第2のクラッド層の各々の分解率の比が、少なくとも10である、工程、
を有してなる方法。
実施形態18
前記試薬がHFを実質的に含まない、実施形態17に記載の方法。
実施形態19
前記ガラス加工ユニットが成形ユニットを備え、前記積層ガラス板を該ガラス加工ユニットと接触させる工程が、該積層ガラス板を該成形ユニットの成形面と係合させて、該形成面に対して相補的な形状を有する成形ガラス物品を形成する工程を有する、実施形態17または18に記載の方法。
実施形態20
前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層を試薬と接触させる工程が、該第1のクラッド層および該第2のクラッド層を前記成形ガラス物品から除去する工程を有する、実施形態19に記載の方法。
実施形態21
前記コア層が、内側コア層、前記第1のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第1の外側コア層、および前記第2のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第2の外側コア層を有する、実施形態17から20いずれか1つに記載の方法。
実施形態22
前記第1の外側コア層および第2の外側コア層の各々が、前記内側コア層よりも、CTEが小さい、実施形態21に記載の方法。
実施形態23
ガラス物品において、
コアガラス組成物から構成されたコア、および
約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含み、約50×10-7/℃から約95×10-7/℃の熱膨張係数(CTE)および少なくとも約50キロポアズの液相粘度を有するクラッドガラス組成物から構成された、前記コアに隣接したクラッド、
を備え、
試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率より大きい、ガラス物品。
実施形態24
前記クラッドガラス組成物が、AsおよびCdを実質的に含まず、前記試薬中の前記コアガラス組成物の分解率に対する該試薬中の該クラッドガラス組成物の分解率が、少なくとも約10である、実施形態23に記載のガラス物品。
実施形態25
前記クラッドガラス組成物のCTEが、前記コアガラス組成物のCTEより小さい、実施形態23または24に記載のガラス物品。
実施形態26
前記クラッドガラス組成物の歪み温度が、前記コアガラス組成物の歪み温度より低い、実施形態23から25いずれか1つに記載のガラス物品。
実施形態27
前記クラッドガラス組成物が、約13モル%から約19モル%のAl23、約5モル%から約23モル%のB23、および約3モル%から約21モル%のNa2Oを含む、実施形態23から26いずれか1つに記載のガラス物品。
実施形態28
前記試薬が50体積%のHCl水溶液を含み、30分間に亘る超音波浴中60℃での前記試薬との接触後の質量損失パーセントで表して、該試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、約0.9%から約29%である、実施形態23から27いずれか1つに記載のガラス物品。
実施形態29
前記クラッドが第1のクラッド層および前記第2のクラッド層を有し、前記コアが、該第1のクラッド層と該第2のクラッド層との間に配置されたコア層を有する、実施形態23から28いずれか1つに記載のガラス物品。
実施形態30
前記コア層が、内側コア層、前記第1のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第1の外側コア層、および前記第2のクラッド層と該内側コア層との間に配置された第2の外側コア層を有し、該第1の外側コア層および第2の外側コア層の各々が、前記コアガラス組成物から構成された、実施形態29のガラス物品。
実施形態31
約0.05mmから約3mmの厚さをさらに有し、前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層の合計厚さに対する前記コア層の厚さの比が少なくとも約1である、実施形態29または30のガラス物品。
実施形態32
前記ガラス物品を前記試薬に約0.1時間から約10時間接触させると、前記クラッドが前記コアから少なくとも部分的に除去され、該コアの外面が露出される、実施形態23から31いずれか1つに記載のガラス物品。
実施形態33
実施形態1から22いずれか1つの記載の方法により形成されたカバーガラスまたは実施形態23から31いずれか1つに記載のガラス物品から構成されたカバーガラスを備えたディスプレイ。
実施形態34
前記カバーガラスが一体化カバーガラスおよびカラーフィルタまたは一体化タッチ式カバーガラスを有する、実施形態33に記載のディスプレイ。
実施形態35
実施形態1から22いずれか1つの記載の方法により形成された自動車用板ガラスまたは実施形態23から31いずれか1つに記載のガラス物品から構成された自動車用板ガラス。
実施形態36
実施形態1から22いずれか1つの記載の方法により形成された建築用パネルまたは実施形態23から31いずれか1つに記載のガラス物品から構成された建築用パネル。
100、110 積層ガラス板
102 コア層
104、114 第1のクラッド層
106、116 第2のクラッド層
112a 内側コア層
112b 第1の外側コア層
112c 第2の外側コア層
200 積層オーバーフロー式分配装置
220 下側オーバーフロー分配器
222、242 樋
224 第1のガラス組成物
240 上側オーバーフロー分配器
244 第2のガラス組成物
300 成形面
302 突起

Claims (9)

  1. 方法において、
    コアガラス組成物から構成されたコアおよび該コアに隣接した、前記コアガラス組成物とは異なるクラッドガラス組成物から構成されたクラッドを備えたガラス物品を形成する工程、および
    前記ガラス物品を試薬と接触させることにより、前記クラッドの少なくとも一部を除去する工程、
    を有してなり、
    前記試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率よりも大きく、
    前記クラッドガラス組成物が、約50×10-7/℃から約95×10-7/℃の熱膨張係数(CTE)および少なくとも約50キロポアズの液相粘度を有し、
    前記クラッドガラス組成物が、約45モル%から約60モル%のSiO2および約8モル%から約19モル%のAl23を含み、
    前記試薬がガラスを溶解可能な成分である、方法。
  2. 前記クラッドガラス組成物が、AsおよびCdを実質的に含まず、前記試薬中の該クラッドガラス組成物の分解率が、該試薬中の前記コアガラス組成物の分解率より少なくとも10倍大きい、請求項1記載の方法。
  3. 前記ガラス物品が積層ガラス板からなり、前記クラッドが第1のクラッド層および第2のクラッド層を有し、前記コアが、該第1のクラッド層と該第2のクラッド層との間に配置されたコア層を有し、
    前記積層ガラス板を形成する工程が、フュージョンドロー装置において、前記コア層を、前記第1のクラッド層および前記第2のクラッド層の各々と接触させる工程を有する、請求項1または2記載の方法。
  4. 前記試薬が、酸または塩基を有し、該酸は、鉱酸(HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、H3BO3、HBr、HClO4、またはHF)、カルボン酸(CH3COOH)、それらの組合せ、またはHCl(水中50体積%のHCl)を含み、該塩基は、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2、またはそれらの組合せを含む、請求項1からいずれか1項記載の方法。
  5. 方法において、
    請求項1からいずれか1項記載の方法により形成されたガラス物品の外面をガラス加工ユニットと接触させる工程、および
    前記クラッドを前記試薬と接触させて、前記ガラス物品から該クラッドを少なくとも部分的に除去する工程、
    を有してなる方法。
  6. 成形面の表面状態に基づいて、クラッド厚またはコア対クラッドの粘度比の少なくとも一方を決定する工程をさらに有する、請求項1からいずれか1項記載の方法。
  7. 前記試薬がHFを実質的に含まない、請求項1からいずれか1項記載の方法。
  8. 前記クラッドガラス組成物の歪み温度が、前記コアガラス組成物の歪み温度より低い、請求項1からいずれか1項記載の方法。
  9. 前記クラッドガラス組成物が、約13モル%から約19モル%のAl23、約5モル%から約23モル%のB23、および約3モル%から約21モル%のNa2Oを含む、または
    前記試薬が50体積%のHCl水溶液を含み、30分間に亘る超音波浴中60℃での前記試薬との接触後の質量損失パーセントで表して、該試薬中の前記クラッドガラス組成物の分解率が、約0.9%から約29%である、
    の少なくとも一方を特徴とする、請求項1からいずれか1項記載の方法。
JP2016557015A 2014-03-13 2015-03-12 ガラス物品およびその形成方法 Expired - Fee Related JP6639405B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461952580P 2014-03-13 2014-03-13
US61/952,580 2014-03-13
US201461989717P 2014-05-07 2014-05-07
US61/989,717 2014-05-07
PCT/US2015/020059 WO2015138660A1 (en) 2014-03-13 2015-03-12 Glass article and method for forming the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017507892A JP2017507892A (ja) 2017-03-23
JP2017507892A5 JP2017507892A5 (ja) 2018-04-19
JP6639405B2 true JP6639405B2 (ja) 2020-02-05

Family

ID=52706306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016557015A Expired - Fee Related JP6639405B2 (ja) 2014-03-13 2015-03-12 ガラス物品およびその形成方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10077208B2 (ja)
EP (1) EP3116834B1 (ja)
JP (1) JP6639405B2 (ja)
KR (1) KR102385315B1 (ja)
CN (1) CN106458700B (ja)
TW (2) TWI664153B (ja)
WO (1) WO2015138660A1 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10399304B2 (en) * 2014-05-07 2019-09-03 Corning Incorporated Laminated glass article and method for forming the same
TWI649277B (zh) 2014-05-07 2019-02-01 美商康寧公司 成形玻璃物件及其形成方法
CN107124878B (zh) 2014-08-21 2020-09-29 康宁股份有限公司 防止层叠玻璃制品中的气泡的方法以及由此形成的层叠玻璃制品
JP2017525650A (ja) * 2014-08-28 2017-09-07 コーニング インコーポレイテッド 対照を成す拡散率を有するイオン交換可能なコア及びクラッドを備えた積層ガラス製品、及びその製造方法
WO2016083862A1 (en) 2014-11-28 2016-06-02 Corning Incorporated Methods for producing shaped glass articles
TWI758263B (zh) 2015-11-19 2022-03-21 美商康寧公司 顯示螢幕保護器
CN110023080A (zh) * 2016-11-28 2019-07-16 康宁股份有限公司 灯具覆盖和包含此类覆盖的灯具
WO2018200898A2 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Corning Incorporated Methods and apparatuses for modifying a glass composition during glass manufacture
EP3658515A1 (en) 2017-07-24 2020-06-03 Corning Incorporated Precision structured glass articles, integrated circuit packages, optical devices, microfluidic devices, and methods for making the same
CN107941638B (zh) * 2017-11-15 2020-05-08 北京工业大学 基于纳米划痕法的非均匀材料各组分性能测试方法
US12032216B2 (en) 2018-04-03 2024-07-09 Corning Incorporated Integrated circuit packages having electrical and optical connectivity and methods of making the same
US11764117B2 (en) 2018-04-03 2023-09-19 Corning Incorporated Hermetically sealed optically transparent wafer-level packages and methods for making the same
CN112189001A (zh) 2018-04-03 2021-01-05 康宁股份有限公司 包含结构化玻璃制品的电子封装件及其制造方法
US12103888B2 (en) 2018-04-03 2024-10-01 Corning Incorporated Methods for making high density vias in a glass article
WO2019195385A1 (en) 2018-04-03 2019-10-10 Corning Incorporated Precision structured glass article having emi shielding and methods for making the same
US11752500B2 (en) * 2018-04-27 2023-09-12 Corning Incorporated Microfluidic devices and methods for manufacturing microfluidic devices
US11795096B2 (en) 2018-05-14 2023-10-24 Corning Incorporated Apparatus and method for processing a glass sheet
JP7538108B2 (ja) 2018-08-07 2024-08-21 コーニング インコーポレイテッド 気密封止パッケージ
CN112839801B (zh) * 2018-08-10 2022-11-25 康宁股份有限公司 用于形成层压玻璃片的方法和设备
CN113227009B (zh) * 2018-11-09 2024-06-11 康宁公司 用于熔垂工艺的具有残余应力和粘度性质的玻璃制品及其组合物
US10700440B1 (en) 2019-01-25 2020-06-30 Corning Incorporated Antenna stack
WO2020180515A1 (en) 2019-03-07 2020-09-10 Corning Incorporated Glass carrier for die-up fan-out packaging and methods for making the same
WO2020180516A1 (en) 2019-03-07 2020-09-10 Corning Incorporated Glass carriers for fan-out packaging having target coefficients of thermal expansion and methods for making the same
US10852482B1 (en) * 2019-05-31 2020-12-01 Alliance Fiber Optic Products, Inc. Precision TFF POSA and WDM systems using parallel fiber interface devices
KR20220093125A (ko) 2019-10-29 2022-07-05 코닝 인코포레이티드 라미네이트 구조체를 위한 높은 모듈러스 및 큰 cte 범위를 갖는 유리 조성물
US20230095982A1 (en) * 2021-09-29 2023-03-30 Lawrence Livermore National Security, Llc System and method for direct electroless plating of 3d-printable glass for selective surface patterning
WO2023172447A1 (en) * 2022-03-09 2023-09-14 Corning Incorporated Boroaluminosilicate glass composition having high fusion flow rate and advantaged pair shaping temperature
WO2023239603A1 (en) * 2022-06-09 2023-12-14 Corning Incorporated System and method for simultaneously forming and improving anti-reflective and anti-glare behavior of a glass article

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737294A (en) 1970-08-28 1973-06-05 Corning Glass Works Method for making multi-layer laminated bodies
US3849097A (en) 1970-10-07 1974-11-19 Corning Glass Works Method for continuously hot forming strong laminated bodies
US3746526A (en) 1971-03-10 1973-07-17 Corning Glass Works Method for forming subsurface fortified laminates
US3785793A (en) 1971-05-31 1974-01-15 Nat Ind Res Inst Method of leaching high silica glass having 0.5-2.0% p2o5
US3931438A (en) 1971-11-08 1976-01-06 Corning Glass Works Differential densification strengthening of glass-ceramics
JPS5336455B2 (ja) 1973-02-03 1978-10-03
US3899314A (en) * 1974-03-18 1975-08-12 American Optical Corp Lens manufacturing process
US4102664A (en) 1977-05-18 1978-07-25 Corning Glass Works Method for making glass articles with defect-free surfaces
US4130680A (en) 1977-08-08 1978-12-19 Corning Glass Works Strong, lightweight photosensitive laminate
US4214886A (en) * 1979-04-05 1980-07-29 Corning Glass Works Forming laminated sheet glass
JPS6033221A (ja) 1983-08-01 1985-02-20 Asahi Optical Co Ltd 精密ガラス物品の製造方法
US4824808A (en) 1987-11-09 1989-04-25 Corning Glass Works Substrate glass for liquid crystal displays
US4880453A (en) * 1988-12-19 1989-11-14 Corning Incorporated Method for making glass articles with defect-free surfaces and soluble glasses therefor
US5034354A (en) 1990-05-16 1991-07-23 Corning Incorporated Alkali-free multichannel plate and glass
US5100452A (en) * 1990-05-17 1992-03-31 Corning Incorporated Making glass articles with defect-free surfaces
US5116788A (en) 1991-08-12 1992-05-26 Corning Incorporated Alkaline earth aluminoborosilicate glasses for flat panel displays
US5116787A (en) 1991-08-12 1992-05-26 Corning Incorporated High alumina, alkaline earth borosilicate glasses for flat panel displays
US5116789A (en) 1991-08-12 1992-05-26 Corning Incorporated Strontium aluminosilicate glasses for flat panel displays
US5204291A (en) 1992-04-17 1993-04-20 Corning Incorporated Transparent lead-free glazes
US5559060A (en) 1992-05-22 1996-09-24 Corning Incorporated Glass for laminated glass articles
US5342426A (en) * 1993-07-16 1994-08-30 Corning Incorporated Making glass sheet with defect-free surfaces and alkali metal-free soluble glasses therefor
GB2315266B (en) 1996-07-12 1999-11-17 Ibm Magnet and method for manufacturing a magnet
JP2000178036A (ja) 1998-12-16 2000-06-27 Fujitsu Ltd 感光性ガラスの結晶化方法
US7514149B2 (en) * 2003-04-04 2009-04-07 Corning Incorporated High-strength laminated sheet for optical applications
US7690221B2 (en) * 2004-02-23 2010-04-06 Corning Incorporated Sheet width control for overflow downdraw sheet glass forming apparatus
US7201965B2 (en) 2004-12-13 2007-04-10 Corning Incorporated Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance
US8007913B2 (en) 2006-02-10 2011-08-30 Corning Incorporated Laminated glass articles and methods of making thereof
US8445394B2 (en) * 2008-10-06 2013-05-21 Corning Incorporated Intermediate thermal expansion coefficient glass
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
DE102009051852B4 (de) 2009-10-28 2013-03-21 Schott Ag Borfreies Glas und dessen Verwendung
JP5656080B2 (ja) * 2010-03-23 2015-01-21 日本電気硝子株式会社 ガラス基板の製造方法
JP2012193067A (ja) 2011-03-16 2012-10-11 Canon Inc ホウケイ酸塩ガラス、多孔質ガラスおよびその製造方法
TWI572480B (zh) * 2011-07-25 2017-03-01 康寧公司 經層壓及離子交換之強化玻璃疊層
EP2762460B1 (en) * 2011-09-29 2019-01-16 Central Glass Company, Limited Chemically strengthened glass plate and method for manufacturing same
US20130125590A1 (en) 2011-11-23 2013-05-23 Jiangwei Feng Reconditioning glass-forming molds
JP6016582B2 (ja) 2011-12-15 2016-10-26 キヤノン株式会社 光学部材の製造方法
TWI614227B (zh) 2012-02-29 2018-02-11 康寧公司 低cte之無鹼硼鋁矽酸鹽玻璃組成物及包含其之玻璃物件
US9517967B2 (en) 2012-05-31 2016-12-13 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with high damage resistance
US9393760B2 (en) * 2013-02-28 2016-07-19 Corning Incorporated Laminated glass articles with phase-separated claddings and methods for forming the same
WO2016083862A1 (en) 2014-11-28 2016-06-02 Corning Incorporated Methods for producing shaped glass articles

Also Published As

Publication number Publication date
CN106458700A (zh) 2017-02-22
EP3116834B1 (en) 2021-06-02
US20170073266A1 (en) 2017-03-16
EP3116834A1 (en) 2017-01-18
US10710927B2 (en) 2020-07-14
KR20160133501A (ko) 2016-11-22
CN106458700B (zh) 2020-03-27
TW201940441A (zh) 2019-10-16
TWI664153B (zh) 2019-07-01
US10077208B2 (en) 2018-09-18
KR102385315B1 (ko) 2022-04-11
JP2017507892A (ja) 2017-03-23
TWI717720B (zh) 2021-02-01
US20180354845A1 (en) 2018-12-13
TW201602019A (zh) 2016-01-16
WO2015138660A1 (en) 2015-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6639405B2 (ja) ガラス物品およびその形成方法
US11084751B2 (en) Shaped glass articles and methods for forming the same
JP6697399B2 (ja) 積層ガラス物品及びその形成方法
JP7346431B2 (ja) 特別な面取り部の形状および高強度を有する超薄ガラス
CN110698059B (zh) 由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法
TWI752252B (zh) 化學強化玻璃及化學強化玻璃的製造方法
KR20130135842A (ko) 유리 제품의 엣지를 강화하는 방법
JP6990192B2 (ja) 強化リチウム系ガラス物品の製作方法およびリチウム系ガラス物品
KR20220007890A (ko) 높은 굽힘 강도의 박형 유리 기판 및 이의 제조 방법
KR102289741B1 (ko) 화학적으로 강화된 방현 유리 및 방현 처리용 유리
JP2022539144A (ja) 熱履歴の影響を受けにくい無アルカリガラス

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180308

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190220

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190520

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6639405

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees