JP6679585B2 - 高められた強度を有する合わせガラス - Google Patents
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Description
本発明は、一般的に、ガラス品、特に、高められた強度を有する合わせガラス、及び当該ガラスを製造する方法に関する。特に、本発明は、前駆体物品のリドロー成形(Wiederziehen)によって高められた強度を有するガラス品の製造に関する。
ガラス品の強度は、これを、例えば、電子デバイス用のディスプレイカバーとして使用するための重要な選択基準である。そのため、特に、例えばタッチディスプレイにおいて使用されるような薄板ガラスの場合、高い破断強度及び十分な耐引掻性が保証されていなければならない。
それゆえ、本発明の課題は、上記欠点を有さず、かつ異なる組成のガラスを加工することができる、特に、温度安定性の圧縮応力ゾーンを有する、ガラス品、特に、高められた強度の板ガラスを製造する方法を提供することである。更なる課題は、相応のガラス品、特に、高められた強度を有する板ガラスを提供することにある。
本発明による方法では、表面付近の圧縮応力ゾーンを有するガラス品、特に板ガラスが、リドロー成形によって製造される。その際、本発明によるガラス品は、2つの異なるガラスの少なくとも3層の積層体として構成されている。これと関連して、積層体とは、全面が摩擦結合式に(kraftschluessig)互いに結合されている異なる膜又は層を含む複合材料を意味する。特に、積層体の個々の層は、接着促進剤なしで互いに結合されている。
a)プリフォームを準備する工程であって、ここで、プリフォームは、少なくとも1つの第1のガラス及び少なくとも1つの第2のガラスを含み、ここで、第2のガラス(3)は、第1のガラスよりも高い熱膨張係数を有し、ここで、長さLの第1のガラスは、幅Bにわたって延在する2つの側部をともなって形成されており、かつ第2のガラスは、長さLにわたって延在する第1のガラスの2つの側部間に配置されている、
b)ここで、第1のガラスは、横手方向で第2のガラスを越える側方部をともなって延在し、
c)プリフォームをリドロー成形する工程であって、ここで、プリフォームは高温ゾーンを通過することで、ドローバルブを形成し、その後、機械的な力を作用させることによって変形させ、
d)ここで、横手方向で第2のガラスを越えて延在する第1のガラスの側方部は、リドロー成形中に、側方で閉じられた(seitlich geschlossen)ボディを、特に、第2のガラスを取り囲む非円形の横断面を有するガラス管の形態で形成する。
rα=α第2のガラス/α第1のガラス
は、>1.03、有利には>2、とりわけ有利には>2.5であり、最も有利には>5であり、この比は、好ましくは、125よりも小さい絶対値を有する。
Δα=α第2のガラス−α第1のガラス
は、0.1〜12×10−6/K、有利には0.1〜5×10−6/K、とりわけ有利には0.1〜2.5×10−6/K、最も有利には0.1〜0.8×10−6/Kである。
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は、0.1〜12×10−6/K、有利には0.1〜5×10−6/K、とりわけ有利には0.1〜2.5×10−6/K、最も有利には0.1〜0.8×10−6/Kである。
rα=α第2のガラス/α第1のガラス
が、1.5超、有利には2超、とりわけ有利には2.5超である場合に達成することができる。このことは、前述のさらにもう1つの実施形態のガラスにも、特に、このガラスにおいて、第1の熱膨張係数に対する第2の熱膨張係数の比rαが、>1.03、有利には>2、とりわけ有利には>2.5、最も有利には>5であり、この比が、好ましくは、125よりも小さい絶対値を有する場合に当てはまる。
有利な実施形態の以下の詳細な説明において、同じ参照番号は、実質的に等しい若しくは同一の構成要素又は特徴を示す。
2da/dm=wd1/wd2
が適用される。
Claims (45)
- リドロー成形によって表面付近に圧縮応力ゾーンを有するガラス品を製造する方法であって、少なくとも以下の工程:
a)プリフォーム(4)を準備する工程であって、ここで、プリフォーム(4)は、少なくとも1つの第1のガラス及び少なくとも1つの第2のガラス(3)を含み、
ここで、第2のガラス(3)は、第1のガラスよりも高い熱膨張係数を有し、
ここで、第1のガラスは、幅Bにわたって延在する2つの側部をともなう長さLのガラス管(1)として形成されており、かつ第2のガラス(3)は、ガラス管(1)の内側に存在する当該工程、
b)プリフォーム(4)をリドロー成形する工程であって、ここで、プリフォーム(4)は高温ゾーンを通過することで、ドローバルブを形成し、その後、機械的な力を作用させることによって変形させる当該工程
を含む、前記方法。 - リドロー成形によって表面付近に圧縮応力ゾーンを有するガラス品を製造する方法であって、少なくとも以下の工程:
a)プリフォーム(42)を準備する工程であって、ここで、プリフォーム(42)は、少なくとも1つの第1のガラス及び少なくとも1つの第2のガラス(3)を含み、
ここで、第2のガラス(3)は、第1のガラスよりも高い熱膨張係数を有し、
ここで、長さLの第1のガラスは、幅Bにわたって延在する2つの側部をともなって形成されており、かつ第2のガラス(3)は、長さLにわたって延在する第1のガラス(1)の2つの側部間に配置されている当該工程、
b)ここで、第1のガラスは、横手方向で第2のガラスを越える側方部(44、45、46、47)をともなって延在し、
c)プリフォーム(42)をリドロー成形する工程であって、ここで、プリフォーム(42)は高温ゾーンを通過することで、ドローバルブを形成し、その後、機械的な力を作用させることによって変形させる当該工程、
d)ここで、横手方向で第2のガラスを越えて延在する第1のガラスの側方部(44、45、46、47)は、リドロー成形中に、側方で閉じられたボディを、特に、第2のガラスを取り囲む非円形の横断面を有するガラス管(1)の形態で形成する、
ことを含む、前記方法。 - 請求項1に記載の方法において、長さLのガラス管(1)が、互いにd1の間隔で存在する、幅Bにわたって延在する2つの平行平面な側部をともなって形成されており、かつ第2のガラス(3)が、第1のガラスのガラス管(2)の内側に存在し、ここで、L>B>d1が適用される、前記方法。
- 請求項1、2又は3に記載の方法において、プリフォーム(4)が、矩形又は卵形の横断面を有する、前記方法。
- 請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法において、第2のガラス(3)が、板ガラスとして形成されている、前記方法。
- 請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法において、第1及び第2のガラス(3)が、プリフォーム(4)において互いに摩擦結合式に結合されていない、前記方法。
- 請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法において、第1のガラスが、ホウケイ酸塩ガラス、ガラスセラミック又はアルカリケイ酸塩ガラスであり、及び/又は第2のガラスが、ソーダ石灰ガラス、水ガラス又はアルカリケイ酸塩ガラスである、前記方法。
- 請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法において、工程a)で準備したプリフォーム(4)に負圧をかける、前記方法。
- 請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法であって、工程a)で平坦なプリフォーム(4)を準備し、ここで、プリフォーム(4)の準備には、少なくとも以下の工程:
− 角形又は卵形のガラス管(1)を製造する工程であって、ここで、ガラス管(1)は、第1のガラスからなる当該工程、
− 管の一方の端部を、管(1)の融着によって閉じる工程、
− 片面が閉じられたガラス管(2)に第2のガラス(3)を充填する工程
が含まれる、前記方法。 - 請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法であって、工程b)でプリフォーム(4)の上方領域を、負圧を発生させる装置に拘束されるように結合する、前記方法。
- 請求項9に記載の方法であって、ガラス管(1)をレーザーベースの変形プロセスによって製造し、ここで、第1のガラスの板ガラスを熱変形させる、前記方法。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法であって、工程b)の後に、ガラス品を片面又は両面でコーティングする、前記方法。
- 請求項1から12までのいずれか1項に記載の方法であって、ガラス品に、有利には耐引掻性を高めるためのコーティング(14)、サファイアガラスによるコーティング、イージー・トゥー・クリーンコーティング、指紋防止コーティング、アンチグレアコーティング、反射防止コーティング及び/又は抗菌コーティングを設ける、前記方法。
- 請求項1から13までのいずれか1項に記載の方法であって、ガラス品を、工程b)に続く工程で、熱強化及び/又は化学強化する、前記方法。
- 請求項1から14までのいずれか1項に記載の方法であって、工程b)で、プリフォーム(4)を、<3mm、有利には<1mm、とりわけ有利には<0.5mm、極めて有利には<0.2mmの厚さを有する板ガラスに変形させる、前記方法。
- 請求項1から15までのいずれか1項に記載の方法であって、第1のガラスが、−0.1×10−6/K〜12×10−6/K、有利には2.5×10−6/K〜10.5×10−6/K、とりわけ有利には2.5×10−6/K〜9.1×10−6/Kの範囲の熱膨張係数を有し、及び/又は第2のガラス(3)は、0×10−6/K〜12.1×10−6/Kの範囲、有利には2.6×10−6/K〜10.6×10−6/Kの範囲、とりわけ有利には2.6×10−6/K〜9.2×10−6/Kの範囲の熱膨張係数を有する、前記方法。
- 請求項1から16までのいずれか1項に記載の方法であって、第2のガラス(3)と第1のガラスとの熱膨張係数の比rα
rα=α第2のガラス/α第1のガラス
が、>1.03、有利には>2、とりわけ有利には>2.5であり、最も有利には>5であり、この比が、好ましくは、125よりも小さい絶対値を有する、前記方法。 - 請求項1から17までのいずれか1項に記載の方法であって、第2のガラス(3)と第1のガラスとの熱膨張係数の差Δα
Δα=α第2のガラス−α第1のガラス
が、0.1〜12×10−6/K、有利には0.1〜5×10−6/K、とりわけ有利には0.1〜2.5×10−6/K、最も有利には0.1〜0.8×10−6/Kである、前記方法。 - 請求項1から18までのいずれか1項に記載の方法であって、工程a)で準備したプリフォーム(4)が、第3のガラスをさらに含み、ここで、第3のガラスは、矩形の横断面を有するガラス管(50)として形成されており、かつ第3のガラスのガラス管(50)は、第1のガラスのガラス管(2)の内側に存在し、第2のガラス(3)は、第3のガラスのガラス管(50)の内側に存在する、前記方法。
- 2つの異なるガラスの少なくとも3つの層(11a、11b、12)を有する層複合体を含み、各層の全面が摩擦結合式に互いに結合されている、高められた強度を有する合わせガラス(9)において、該合わせガラス(9)が、層複合体の表面付近の領域に圧縮応力ゾーンを有し、かつ層複合体の内側領域に引張応力ゾーンを有することを特徴とし、ここで、層複合体の外側層(11a、11b)は、第1のガラスによって形成されており、かつ層複合体の外側層(11a、11b)の間に位置決めされた内側(12)の層は、第2のガラス(3)によって形成されており、ここで、第1のガラスは、第1の熱膨張係数を有し、第2のガラス(3)は、第2の熱膨張係数を有し、かつ第1の熱膨張係数は、第2の熱膨張係数よりも小さく、ここで、圧縮応力ゾーンは、熱安定性であり、第1のガラスがアルカリ金属イオンを含有する、前記合わせガラス(9)。
- 2つの異なるガラスの少なくとも3つの層(11a、11b、12)を有する層複合体を含み、各層の全面が摩擦結合式に互いに結合されている、高められた強度を有する合わせガラス(9)において、該合わせガラス(9)が、層複合体の表面付近の領域に圧縮応力ゾーンを有し、かつ層複合体の内側領域に引張応力ゾーンを有することを特徴とし、ここで、層複合体の外側層(11a、11b)は、第1のガラスによって形成されており、かつ層複合体の外側層(11a、11b)の間に位置決めされた内側(12)の層は、第2のガラス(3)によって形成されており、ここで、第1のガラスは、第1の熱膨張係数を有し、第2のガラス(3)は、第2の熱膨張係数を有し、かつ第1の熱膨張係数は、第2の熱膨張係数よりも小さく、ここで、第1及び/又は第2のガラス(3)は、104〜105dPa・sの粘度範囲において、>0.5μm/分の結晶化速度を示し、ここで、圧縮応力ゾーンは、熱安定性であり、合わせガラス(9)は0.2mmの厚さを有する、前記合わせガラス(9)。
- 3つの異なるガラスの少なくとも5つの層(11a、11b、12、16a、16b)を有する層複合体を含み、各層の全面が摩擦結合式に互いに結合されており、ここで、層複合体の外側層(11a、11b)は、第1のガラスによって形成されており、層複合体の最も内側の層(12)は、第2のガラス(3)によって形成されており、そのつど層複合体の各外側層と最も内側の層(12)との間には、第3のガラスの層(16a、16b)が配置されている、高められた強度を有する合わせガラス(9)において、該合わせガラス(9)が、層複合体の表面付近の領域に圧縮応力ゾーンを有し、かつ層複合体の内側領域に引張応力ゾーンを有することを特徴とし、ここで、層複合体の外側層(11a、11b)は、第1のガラスによって形成されており、かつ層複合体の外側層(11a、11b)の間に位置決めされた内側(12)の層は、第2のガラス(3)によって形成されており、ここで、第1のガラスは、第1の熱膨張係数を有し、第2のガラス(3)は、第2の熱膨張係数を有し、かつ第1の熱膨張係数は、第2の熱膨張係数よりも小さく、ここで、圧縮応力ゾーンは、熱安定性である、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20、21又は22に記載の合わせガラス(9)であって、合わせガラス(9)は、最大で800MPa、有利には最大で600MPa、とりわけ有利には最大で400MPaの、かつ有利には少なくとも20MPaの圧縮応力を有する、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20から23までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、第1のガラスは、−0.1×10−6/K〜12×10−6/K、有利には2.5×10−6/K〜10.5×10−6/K、とりわけ有利には2.5×10−6/K〜9.1×10−6/Kの範囲の熱膨張係数を有し、及び/又は第2のガラス(3)は、0×10−6/K〜12.1×10−6/Kの範囲、有利には2.6×10−6/K〜10.6×10−6/Kの範囲、とりわけ有利には2.6×10−6/K〜9.2×10−6/Kの範囲の熱膨張係数を有する、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20から24までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、第2のガラス(3)と第1のガラスとの熱膨張係数の比rα
rα=α第2のガラス/α第1のガラス
が、>1.03、有利には>2、とりわけ有利には>2.5であり、最も有利には>5であり、この比が、好ましくは、125よりも小さい絶対値を有する、前記合わせガラス(9)。 - 請求項20から25までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、第2のガラス(3)と第1のガラスとの熱膨張係数の差Δα
Δα=α第2のガラス−α第1のガラス
が、0.1〜12×10−6/K、有利には0.1〜5×10−6/K、とりわけ有利には0.1〜2.5×10−6/K、最も有利には0.1〜0.8×10−6/Kである、前記合わせガラス(9)。 - 請求項20から26までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、第1のガラスが、ホウケイ酸塩ガラス、ガラスセラミック、セラミック化によってガラスセラミックに変換可能な未加工ガラス、又はアルカリケイ酸塩ガラスであり、及び/又は第2のガラスは、ソーダ石灰ガラス、水ガラス、リチウムアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス又はアルカリケイ酸塩ガラスである、前記合わせガラス(9)。
- 請求項21から27までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、第1のガラスが、アルカリ金属イオンを含有する、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20又は22から27までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、合わせガラス(9)が板ガラスとして形成されており、及び/又は合わせガラス(9)が、<3mm、有利には<1mm、とりわけ有利には<0.5mm、極めて有利には<0.2mm、特に有利には0.1mm及び0.05mm及び0.025mmの厚さを有し、下限値が5μm、有利には3μmである、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20から29までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、層厚d2/d1の比が、3:2、有利には4:1、とりわけ有利には9:1である、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20から30までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、第1及び/又は第2のガラス(3)が、104〜105dPa・sの粘度範囲において、>0.5μm/分、有利には>1μm/分、とりわけ有利には>5μm/分の結晶化速度を示す、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20から31までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、合わせガラス(9)が、さらに熱強化及び/又は化学強化されている、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20から32までのいずれか1項に記載の合わせガラス(9)であって、合わせガラスが、片面又は両面で、単層又は多層コーティングを有する、前記合わせガラス(9)。
- 請求項33に記載の合わせガラス(9)であって、コーティング(14)が、耐引掻性を高めるためのコーティング、サファイアガラスによるコーティング、イージー・トゥー・クリーンコーティング、指紋防止コーティング、アンチグレアコーティング、反射防止コーティング及び/又は抗菌コーティングである、前記合わせガラス(9)。
- 請求項20、21及び請求項23から34までのいずれか1項に記載の合わせガラス(15)であって、3つの異なるガラスの少なくとも5つの層(11a、11b、12、16a、16b)を有する層複合体を含み、各層の全面が摩擦結合式に互いに結合されており、ここで、層複合体の外側層(11a、11b)が、第1のガラスによって形成されており、層複合体の最も内側の層(12)が、第2のガラス(3)によって形成されており、そのつど層複合体の各外側層と最も内側の層(12)との間には、第3のガラスの層(16a、16b)が配置されている、前記合わせガラス(15)。
- 請求項35に記載の合わせガラス(15)であって、第3のガラスは、第3の熱膨張係数を有し、第3の熱膨張係数は、第2の熱膨張係数よりも小さく、かつ第1の熱膨張係数よりも大きい、前記合わせガラス(15)。
- 350μm未満、好ましくは250μm未満、有利には100μm未満、とりわけ有利には50μm未満、さらに有利には25μm未満の厚さを有し、かつ下限値が5μm、有利には3μmである薄型ガラスリボン又はガラスフィルムを含む、請求項20〜44のいずれかに記載の合わせガラス。
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