JP6761019B2 - 過剰改質剤の含有量が低いガラス - Google Patents
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Description
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１７年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／５９１９５３号の優先権の恩恵を主張するものである。
本明細書は、広く、電子装置のカバーガラスとして使用するのに適したガラス組成物に関する。本明細書は、より詳しくは、フュージョンドロー法により電子装置用のカバーガラスに成形できるリチウムを含有するアルミノケイ酸塩ガラスに関する。
スマートフォン、タブレット、携帯型メディアプレーヤー、パーソナルコンピュータ、およびカメラなどの携帯型装置の携帯できる性質のために、これらの装置は、地面などの硬い表面に、特に、偶発的に落とされやすい。これらの装置は、典型的に、カバーガラスを備え、このカバーガラスは、硬い表面と衝突したときに、損傷を受けることがある。これらの装置の多くでは、カバーガラスはディスプレイカバーとしての機能を果たし、タッチ機能性を備えることがあり、よって、カバーガラスが損傷を受けた場合、装置の使用が悪影響を受ける。
関連する携帯型装置が硬い表面に落とされた場合、カバーガラスの破壊様式が主に２つある。その様式の一方は屈曲破壊であり、これは、装置が硬い表面との衝突から生じる動荷重に曝されたときのガラスの曲げにより生じる。他方の様式は鋭利接触破壊であり、これは、ガラス表面への損傷の導入により生じる。アスファルト、花崗岩などのザラザラした硬い表面とガラスが衝突すると、ガラス表面に鋭利な圧痕が生じ得る。これらの圧痕は、ガラス表面の破壊部位となり、そこから亀裂が生じ、伝播することがある。
ガラスは、ガラス表面への圧縮応力の導入を含むイオン交換技術によって、屈曲破壊により耐性にすることができる。しかしながら、イオン交換されたガラスは、それでも、鋭利な接触からのガラスの局所的圧痕により生じる高い圧縮集中のために、動的な鋭利接触を受けるであろう。
ガラス製造社および手持ち式装置の製造業者は、鋭利接触破壊に対する手持ち式装置の耐性を改善する努力を継続的に行ってきた。解決策は、カバーガラス上のコーティングから、装置が硬い表面に落ちたときに、カバーガラスが硬い表面に直接衝突するのを防ぐベゼルにまで及ぶ。しかしながら、審美的要件と機能的要件の制約のために、カバーガラスが硬い表面に衝突するのを完全に防ぐことは非常に難しい。
手持ち式装置ができるだけ薄いことも望ましい。したがって、強度に加え、手持ち式装置のカバーガラスとして使用すべきガラスをできるだけ薄く作ることも望ましい。それゆえ、カバーガラスの強度を増加させることに加え、ガラスが、薄いガラスシートなどの薄いガラス物品の製造を可能にする過程によって成形できるようにする機械的特徴を有することも望ましい。
したがって、イオン交換などによって強化でき、薄いガラス物品として成形できるようにする機械的性質を有するガラスが必要とされている。
第１の実施の形態によれば、ガラス組成物は、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および４．０モル％以上から１５．０モル％以下のＮａ２Ｏを含み、−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、および（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０である。
第２の実施の形態によれば、ガラス物品は、第一面；その第一面と反対の第二面であって、その第一面と第二面との間の距離としてガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；およびその第一面と第二面の少なくとも一方からガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層を備え、そのガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、その圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、そのガラス物品は、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および４．０モル％以上から１５．０モル％以下のＮａ２Ｏを含み、−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、および（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０であるガラスから形成される。
第３の実施の形態によれば、ガラス物品は、第一面；その第一面と反対の第二面であって、その第一面と第二面との間の距離としてガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；およびその第一面と第二面の少なくとも一方からガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層を備え、そのガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、その圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、そのガラス物品は、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および４．０モル％以上から１５．０モル％以下のＮａ２Ｏを含み、−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、および（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０である組成をガラス物品の中心深さで有する。
第４の実施の形態によれば、ガラス組成物は、６０．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から１８．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１０．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、４．０モル％以上から１０．０モル％以下のＮａ２Ｏ、および０．７５モル％以上のＰ２Ｏ５を含み、Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは１．００以上であり、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏは２５．２５モル％以下である。
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、様々な実施の形態を記載しており、請求項の主題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目的であることが理解されよう。添付図面は、様々な実施の形態の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、ここに記載された様々な実施の形態を示し、説明と共に、請求項の主題の原理および作動を説明する働きをする。
ここで、様々な実施の形態によるアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを詳しく参照する。アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは良好なイオン交換可能性を有し、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスにおいて高強度および高靱性を達成するために、化学強化過程が使用されてきた。ナトリウムアルミノケイ酸塩ガラスは、ガラスの成形性および品質が高い、高度にイオン交換可能なガラスである。ケイ酸塩ガラスの網目構造中にＡｌ２Ｏ３を置換すると、イオン交換中の一価陽イオンの相互拡散性が増す。溶融塩浴（例えば、ＫＮＯ３および／またはＮａＮＯ３）中の化学強化により、高強度、高靭性、および高い圧入亀裂形成抵抗を有するガラスを得ることができる。
したがって、良好な物理的性質、化学的耐久性、およびイオン交換可能性を有するアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、カバーガラス用として注目を集めてきた。特に、徐冷温度と軟化温度が低く、熱膨張係数（ＣＴＥ）値が低く、イオン交換可能性が高速であるリチウムを含有するアルミノケイ酸塩ガラスが、ここに提供される。異なるイオン交換過程により、より大きい中央張力（ＣＴ）、圧縮深さ（ＤＯＣ）、および高い圧縮応力（ＣＳ）を達成することができる。しかしながら、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスにリチウムを添加すると、そのガラスの融点、軟化点、または液相粘度が低下することがある。
例えば、ガラスシートなどのガラス物品を成形するための延伸過程は、欠陥が少ない薄いガラス物品を成形できるので、望ましい。ガラス組成物は、例えば、フュージョンドロー法またはスロットドロー法などの延伸過程により成形できるためには、１０００ｋＰ超、１１００ｋＰ超、または１２００ｋＰ超などの、比較的高い液相粘度を有する必要があると以前は考えられていた。しかしながら、延伸過程の発展により、延伸過程に液相粘度がより低いガラスを使用できるようになった。それゆえ、延伸過程に使用されるガラスは、以前に考えられていたよりも多くリチアを含むことができ、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３などのガラス網目構造形成成分をより多く含むことができる。したがって、ガラスが、ガラス組成物にリチウムおよびガラス網目構造形成材を添加する恩恵を実現できるようにするが、ガラス組成物に悪影響を与えない様々なガラス成分のバランスが、ここに与えられる。
ここに記載されたガラス組成物の実施の形態において、構成成分（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ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％）で与えられる。実施の形態によるアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物の成分は、下記に個別に論じられる。一成分の様々に列挙された範囲のいずれも、どの他の成分の様々に列挙された範囲のいずれとも個別に組み合わせられることを理解すべきである。
ここに開示されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物の実施の形態において、ＳｉＯ２は最大成分であり、それゆえ、ＳｉＯ２は、ガラス組成物から形成されるガラス網目構造の主成分である。純粋なＳｉＯ２は、比較的低いＣＴＥを有し、アルカリを含まない。しかしながら、純粋なＳｉＯ２は、高い融点を有する。したがって、ガラス組成物中のＳｉＯ２の濃度が高すぎると、ＳｉＯ２の濃度が高くなるとガラスの溶融の難易度が増すので、ガラス組成物の成形性が損なわれ、これは、次に、ガラスの成形性に悪影響を及ぼす。実施の形態において、前記ガラス組成物は、一般に、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＳｉＯ２を含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、６０．０モル％以上、６２．０モル％以上、６４．０モル％以上、６６．０モル％以上、または６８．０モル％以上など、５８．０モル％以上の量でＳｉＯ２を含む。実施の形態において、そのガラス組成物は、６６．０モル％以下、６４．０モル％以下、６２．０モル％以下、６０．０モル％以下、または５８．０モル％以下など、６８．０モル％以下の量でＳｉＯ２を含む。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、６０．０モル％以上から６６．０モル％以下、または６２．０モル％以上から６４．０モル％以下など、５８．０モル％以上から６８．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＳｉＯ２を含む。
実施の形態のガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むことがある。Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と似た、ガラス網目構造形成材として働くことができる。Ａｌ２Ｏ３は、ガラス組成物から形成されたガラス溶融物中の四面体配位のために、ガラス組成物の粘度を増加させることができ、Ａｌ２Ｏ３の量が多すぎると、ガラス組成物の成形性を低下させてしまう。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の濃度が、ガラス組成物中のＳｉＯ２の濃度およびアルカリ酸化物の濃度に対してバランスがとられた場合、Ａｌ２Ｏ３は、ガラス溶融物の液相温度を低下させることができ、それによって、液相粘度が高まり、フュージョン成形法などの特定の成形法とのガラス組成物の適合性が改善される。実施の形態において、そのガラス組成物は、一般に、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下の濃度、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の濃度でＡｌ２Ｏ３を含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１４．０モル％以上、１５．０モル％以上、１６．０モル％以上、１７．０モル％以上、または１８．０モル％以上など、１３．０モル％以上の量でＡｌ２Ｏ３を含む。実施の形態において、そのガラス組成物は、１８．０モル％以下、１７．０モル％以下、１６．０モル％以下、１５．０モル％以下、１４．０モル％以下、または１３．０モル％以下など、１９．０モル％以下の量でＡｌ２Ｏ３を含む。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、１４．０モル％以上から１８．０モル％以下、または１５．０モル％以上から１７．０モル％以下など、１３．０モル％以上から１９．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＡｌ２Ｏ３を含む。
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３のように、Ｐ２Ｏ５は、網目構造形成材としてガラス組成物に加えられ、それによって、ガラス組成物の溶融性および成形性を低下させることがある。それゆえ、Ｐ２Ｏ５は、これらの性質を過度に低下させない量で加えられるであろう。Ｐ２Ｏ５を添加すると、イオン交換処理中にガラス組成物中のイオンの拡散性が増加し、それによって、これらの処理の効率を増加させることもできる。実施の形態において、前記ガラス組成物は、０．０モル％以上から５．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＰ２Ｏ５を含むことができる。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１．０モル％以上、１．５モル％以上、２．０モル％以上、２．５モル％以上、３．０モル％以上、３．５モル％以上、４．０モル％以上、または４．５モル％以上など、０．５モル％以上の量でＰ２Ｏ５を含むことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、４．０モル％以下、３．５モル％以下、３．０モル％以下、２．５モル％以下、２．０モル％以下、１．５モル％以下、１．０モル％以下、または０．５モル％以下など、４．５モル％以下の量でＰ２Ｏ５を含むことがある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、１．０モル％以上から４．０モル％以下、１．５モル％以上から３．５モル％以下、または２．０モル％以上から３．０モル％以下など、０．５モル％以上から４．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＰ２Ｏ５を含むことがある。
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＰ２Ｏ５のように、Ｂ２Ｏ３は、網目構造形成材としてガラス組成物に加えられ、それによって、ガラス組成物の溶融性および成形性を低下させることがある。それゆえ、Ｂ２Ｏ３は、これらの性質を過度に低下させない量で加えられるであろう。実施の形態において、前記ガラス組成物は、０．０モル％以上から８．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＢ２Ｏ３を含むことができる。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１．０モル％以上、１．５モル％以上、２．０モル％以上、２．５モル％以上、３．０モル％以上、３．５モル％以上、４．０モル％以上、４．５モル％以上、５．０モル％以上、５．５モル％以上、６．０モル％以上、６．５モル％以上、７．０モル％以上、または７．５モル％以上など、０．５モル％以上の量でＢ２Ｏ３を含むことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、７．０モル％以下、６．５モル％以下、６．０モル％以下、５．５モル％以下、５．０モル％以下、４．５モル％以下、４．０モル％以下、３．５モル％以下、３．０モル％以下、２．５モル％以下、２．０モル％以下、１．５モル％以下、１．０モル％以下、または０．５モル％以下など、７．５モル％以下の量でＢ２Ｏ３を含むことがある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、１．０モル％以上から７．０モル％以下、１．５モル％以上から６．５モル％以下、２．０モル％以上から６．０モル％以下、２．５モル％以上から５．５モル％以下、または３．０モル％以上から５．０モル％以下など、０．５モル％以上から５．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＢ２Ｏ３を含む。
いくつかの実施の形態において、前記ガラス組成物は、ガラス網目構造形成要素として、Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５の少なくとも一方を含む。したがって、実施の形態において、Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５は、０．５モル％以上、１．０モル％以上、１．５モル％以上、２．０モル％以上、２．５モル％以上、３．０モル％以上、３．５モル％以上、４．０モル％以上、４．５モル％以上、５．０モル％以上、５．５モル％以上、６．０モル％以上、６．５モル％以上、７．０モル％以上、７．５モル％以上、または８．０モル％以上など、０．０モル％超、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。実施の形態において、Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５は、７．０モル％以下、６．５モル％以下、６．０モル％以下、５．５モル％以下、５．０モル％以下、４．５モル％以下、４．０モル％以下、３．５モル％以下、３．０モル％以下、２．５モル％以下、２．０モル％以下、１．５モル％以下、１．０モル％以下、または０．５モル％以下など、７．５モル％以下である。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、１．０モル％以上から７．０モル％以下、１．５モル％以上から６．５モル％以下、２．０モル％以上から６．０モル％以下、２．５モル％以上から５．５モル％以下、または３．０モル％以上から５．０モル％以下など、０．５モル％以上から７．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＢ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５を含む。
ガラス組成物中のＬｉ２Ｏの効果が、先に述べられ、以下にさらに詳しく述べられている。一部には、ガラスにリチウムを添加すると、イオン交換過程をよりよく制御でき、ガラスの軟化点がさらに低下する。実施の形態において、そのガラス組成物は、一般に、５．０モル％以上から１５．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＬｉ２Ｏを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、６．０モル％以上、６．５モル％以上、７．０モル％以上、７．５モル％以上、８．０モル％以上、８．５モル％以上、９．０モル％以上、９．５モル％以上、１０．０モル％以上、１０．５モル％以上、１１．０モル％以上、１１．５モル％以上、１２．０モル％以上、１２．５モル％以上、１３．０モル％以上、１３．５モル％以上、１４．０モル％以上、または１４．５モル％以上など、５．５モル％以上の量でＬｉ２Ｏを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１４．０モル％以下、１３．５モル％以下、１３．０モル％以下、１２．５モル％以下、１２．０モル％以下、１１．５モル％以下、１１．０モル％以下、１０．５モル％以下、１０．０モル％以下、９．５モル％以下、９．０モル％以下、８．５モル％以下、８．０モル％以下、７．５モル％以下、７．０モル％以下、６．５モル％以下、６．０モル％以下、または５．５モル％以下など、１４．５モル％以下の量でＬｉ２Ｏを含む。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、６．０モル％以上から１４．０モル％以下、６．５モル％以上から１３．５モル％以下、７．０モル％以上から１３．０モル％以下、７．５モル％以上から１２．５モル％以下、８．０モル％以上から１２．０モル％以下、８．５モル％以上から１１．５モル％以下、または９．０モル％以上から１０．０モル％以下など、５．５モル％以上から１４．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＬｉ２Ｏを含む。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラス網目構造形成成分であることに加え、ガラス組成物のイオン交換可能性を増加させることにも役立つ。したがって、実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３およびイオン交換されることがある他の成分の量は、比較的多いことがある。例えば、Ｌｉ２Ｏはイオン交換可能な成分である。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏの量は、２２．０モル％以上、２２．５モル％以上、２３．０モル％以上、２３．５モル％以上、２４．０モル％以上、２４．５モル％以上、２５．０モル％以上、２５．５モル％以上、または２６．０モル％以上など、２１．４モル％超、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にあることがある。いくつかの実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏの量は、２６．０モル％以下、２５．５モル％以下、２５．０モル％以下、２４．５モル％以下、２４．０モル％以下、２３．５モル％以下、２３．０モル％以下、２２．５モル％以下、または２２．０モル％以下など、２６．５モル％以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏの量は、２２．０モル％以上から２６．０モル％以下、２２．５モル％以上から２５．５モル％以下、２３．０モル％以上から２５．０モル％以下、または２３．５モル％以上から２４．５モル％以下など、２１．５モル％以上から２６．５モル％以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
実施の形態によれば、前記ガラス組成物は、Ｎａ２Ｏなど、Ｌｉ２Ｏ以外のアルカリ金属酸化物も含むことがある。Ｎａ２Ｏは、ガラス組成物のイオン交換可能性に役立ち、また、ガラス組成物の融点を増加させ、ガラス組成物の成形性を改善する。しかしながら、ガラス組成物に加えられるＮａ２Ｏが多すぎると、ＣＴＥが低すぎることがあり、融点が高すぎることがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、一般に、４．０モル％以上から１５．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＮａ２Ｏを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、５．０モル％以上、５．５モル％以上、６．０モル％以上、６．５モル％以上、７．０モル％以上、７．５モル％以上、８．０モル％以上、８．５モル％以上、９．０モル％以上、９．５モル％以上、１０．０モル％以上、１０．５モル％以上、１１．０モル％以上、１１．５モル％以上、１２．０モル％以上、１２．５モル％以上、１３．０モル％以上、１３．５モル％以上、１４．０モル％以上、または１４．５モル％以上など、４．５モル％以上の量でＮａ２Ｏを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１４．０モル％以下、１３．５モル％以下、１３．０モル％以下、１２．５モル％以下、１２．０モル％以下、１１．５モル％以下、１１．０モル％以下、１０．５モル％以下、１０．０モル％以下、９．５モル％以下、９．０モル％以下、８．５モル％以下、８．０モル％以下、７．５モル％以下、７．０モル％以下、６．５モル％以下、６．０モル％以下、５．５モル％以下、５．０モル％以下、または４．５モル％以下など、１４．５モル％以下の量でＮａ２Ｏを含む。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、５．０モル％以上から１４．０モル％以下、５．５モル％以上から１３．５モル％以下、６．０モル％以上から１３．０モル％以下、６．５モル％以上から１２．５モル％以下、７．０モル％以上から１２．０モル％以下、７．５モル％以上から１１．５モル％以下、または８．０モル％以上から１０．０モル％以下など、４．５モル％以上から１４．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＮａ２Ｏを含む。
上述したように、Ａｌ２Ｏ３は、ガラス組成物のイオン交換可能性に役立つ。したがって、実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３およびイオン交換されることがある他の成分の量は、比較的多いことがある。例えば、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏはイオン交換可能な成分である。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏの量は、２５．５モル％以上、２６．０モル％以上、２６．５モル％以上、２７．０モル％以上、２７．５モル％以上、２８．０モル％以上、２８．５モル％以上、２９．０モル％以上、または２９．５モル％以上など、２５．０モル％超、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にあることがある。いくつかの実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏの量は、２９．５モル％以下、２９．０モル％以下、２８．５モル％以下、２８．０モル％以下、２７．５モル％以下、２７．０モル％以下、２６．５モル％以下、２６．０モル％以下、または２５．５モル％以下など、３０．０モル％以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏの量は、２５．５モル％以上から２９．５モル％以下、２６．０モル％以上から２９．０モル％以下、２６．５モル％以上から２８．５モル％以下、または２７．０モル％以上から２８．０モル％以下など、２５．０モル％以上から３０．０モル％以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
Ｋ２Ｏも、Ｎａ２Ｏのように、イオン交換を促進し、圧縮応力層のＤＯＣを増加させる。しかしながら、Ｋ２Ｏを加えると、ＣＴＥが低すぎることがあり、融点が高すぎることがある。実施の形態において、前記ガラス組成物は、カリウムを実質的に含まない、または含まない。ここに用いられているように、「実質的に含まない」という用語は、その成分が、０．０１モル％未満など、汚染物質として非常に少量で最終的なガラス中に存在することがあっても、その成分はバッチ材料の一成分として加えられないことを意味する。実施の形態において、Ｋ２Ｏは、１モル％未満の量でガラス組成物中に存在することがある。
ＭｇＯはガラスの粘度を低下させ、これにより、成形性、歪み点およびヤング率が向上し、イオン交換能力が改善されることがある。しかしながら、ガラス組成物に加えられるＭｇＯが多すぎると、ガラス組成物の密度およびＣＴＥが増加してしまう。実施の形態において、前記ガラス組成物は、一般に、０．０モル％以上から２．０モル％以下の濃度、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の濃度でＭｇＯを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、０．４モル％以上、０．６モル％以上、０．８モル％以上、１．０モル％以上、１．２モル％以上、１．４モル％以上、１．６モル％以上、または１．８モル％以上など、０．２モル％以上の量でＭｇＯを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１．６モル％以下、１．４モル％以下、１．２モル％以下、１．０モル％以下、０．８モル％以下、０．６モル％以下、０．４モル％以下、または０．２モル％以下など、１．８モル％以下の量でＭｇＯを含む。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．４モル％以上から１．６モル％以下、０．６モル％以上から１．４モル％以下、または０．８モル％以上から１．２モル％以下など、０．２モル％以上から１．８モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＭｇＯを含む。
ＣａＯはガラスの粘度を低下させ、これにより、成形性、歪み点およびヤング率が向上し、イオン交換能力が改善されることがある。しかしながら、ガラス組成物に加えられるＣａＯが多すぎると、ガラス組成物の密度およびＣＴＥが増加してしまう。実施の形態において、前記ガラス組成物は、一般に、０．０モル％以上から３．０モル％以下の濃度、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の濃度でＣａＯを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、０．４モル％以上、０．６モル％以上、０．８モル％以上、１．０モル％以上、１．２モル％以上、１．４モル％以上、１．６モル％以上、１．８モル％以上、２．０モル％以上、２．２モル％以上、２．４モル％以上、２．６モル％以上、または２．８モル％以上など、０．２モル％以上の量でＣａＯを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、２．６モル％以下、２．４モル％以下、２．２モル％以下、２．０モル％以下、１．８モル％以下、１．６モル％以下、１．４モル％以下、１．２モル％以下、１．０モル％以下、０．８モル％以下、０．６モル％以下、０．４モル％以下、または０．２モル％以下など、２．８モル％以下の量でＭｇＯを含む。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．４モル％以上から２．６モル％以下、０．６モル％以上から２．４モル％以下、または０．８モル％以上から２．２モル％以下、１．０モル％以上から２．０モル％以下、１．２モル％以上から１．８モル％以下、または１．４モル％以上から１．６モル％以下など、０．２モル％以上から２．８モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＣａＯを含む。
実施の形態において、前記ガラス組成物は、必要に応じて、１種類以上の清澄剤を含むことがある。いくつかの実施の形態において、その清澄剤の例としては、ＳｎＯ２が挙げられる。そのような実施の形態において、ＳｎＯ２は、０．０モル％以上から０．１モル％以下など、０．２モル％以上の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でガラス組成物中に存在することがある。実施の形態において、ＳｎＯ２は、０．０モル％以上から０．２モル％以下、または０．１モル％以上から０．２モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でガラス組成物中に存在することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、ＳｎＯ２を実質的に含まない、または含まないことがある。
ＺｎＯは、ガラスの圧縮応力を増加させることなどによって、ガラスのイオン交換性能を向上させる。しかしながら、ＺｎＯを多く加えすぎると、密度が増し、相分離が生じることがある。実施の形態において、前記ガラス組成物は、０．２モル％以上から１．０モル％以下などの０．０モル％以上から１．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＺｎＯを含むことがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、０．４モル％以上、または０．５モル％以上など、０．３モル％以上の量でＺｎＯを含むことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．８モル％以下、または０．６モル％以下など、１．０モル％以下の量でＺｎＯを含むことがある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。
ＳｒＯは、ここに開示されたガラス物品の液相温度を低下させる。実施の形態において、前記ガラス組成物は、０．２モル％以上から１．０モル％以下など、０．０モル％以上から１．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＳｒＯを含むことがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、０．２モル％以上、または０．４モル％以上の量でＳｒＯを含むことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．６モル％以下、または０．４モル％以下など、０．８モル％以下の量でＳｒＯを含むことがある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。
ここに開示された実施の形態によるガラス組成物は、先の個々の成分に加え、０．０モル％以上から５．０モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量で二価陽イオン酸化物（ここではＲＯと称される）を含むことがある。ここに用いられているように、二価陽イオン酸化物（ＲＯ）としては、以下に限られないが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＦｅＯ、およびＺｎＯが挙げられる。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、０．５モル％以上、１．０モル％以上、１．５モル％以上、２．０モル％以上、２．５モル％以上、３．０モル％以上、３．５モル％以上、４．０モル％以上、または４．５モル％以上など、０．２モル％以上の量でＲＯを含むことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、４．０モル％以下、３．５モル％以下、３．０モル％以下、２．５モル％以下、２．０モル％以下、１．５モル％以下、１．０モル％以下、または０．５モル％以下など、４．５モル％以下の量でＲＯを含むことがある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．５モル％以上から４．０モル％以下、１．０モル％以上から３．５モル％以下、１．５モル％以上から３．０モル％以下、または２．０モル％以上から２．５モル％以下など、０．２モル％以上から４．５モル％以下の量、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の量でＲＯを含むことがある。
実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）のモル％で表される関係が０．９０超であり、式中、ＲＯは二価陽イオン酸化物の合計であり、Ｒ２Ｏはアルカリ金属酸化物の合計である。ここに用いられているように、Ｒ２Ｏとしては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、およびＦｒ２Ｏが挙げられる。実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）は、０．９０超から１．２０未満である。Ｒ２Ｏ＋ＲＯに対するＡｌ２Ｏ３の比を増加させると、ガラス物品の液相温度および粘度が改善される。この比により、それほど脆くなく、より高い損傷抵抗を有する、より緻密なガラスが得られる。いくつかの実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）のモル比は、１．００以上、１．０５以上、１．０８以上、１．１０以上、または１．１５以上など、０．９５以上である。実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）のモル比は、１．５０以下、１．００以下、０．９８以下、０．９５以下、または０．９２以下など１．２０以下である。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）のモル比は、０．９５以上から１．２０以下、０．９８以上から１．１５以下、または１．００以上から１．１０以下など、０．９０以上から１．５０以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
実施の形態において、網目構造形成成分の総量（例えば、Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）は、８２モル％以上、８４モル％以上、８６モル％以上、８８モル％以上、または９０モル％以上など、８０モル％以上である。多量の網目構造形成成分を有すると、ガラスの密度が増し、これにより、ガラスがそれほど脆くなくなり、損傷抵抗が改善される。実施の形態において、網目構造形成成分の総量は、９２モル％以下、９０モル％以下、８８モル％以下、８６モル％以下、８４モル％以下、または８２モル％以下など、９４モル％以下である。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、網目構造形成成分の総量は、８２モル％以上から９２モル％以下、８４モル％以上から９０モル％以下、または８６モル％以上から８８モル％以下など、８０モル％以上から９４モル％以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
１つ以上の実施の形態において、前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品は、モル％で表される、−８．００≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５の関係を有する。どの特定の理論にも束縛されないが、ガラス組成物中でＲ２ＯとＲＯが過剰になると、ガラス中の非架橋酸素が高レベルになり得る。ガラス中に過剰の非架橋酸素が存在すると、点接触損傷に対する抵抗が低下することがある。他方で、非架橋酸素の量が少なすぎると、ひいては、ガラスの溶融品質が損なわれてしまう。したがって、実施の形態において、ガラス組成物中の非架橋酸素の量を制限するが、それでも、非架橋酸素を完全には除去しないことが望ましいであろう。ガラス組成物中において、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、およびＰ２Ｏ５が、Ｒ２ＯおよびＲＯと反応し、それによって、ガラス組成物中の非架橋酸素の量が制限されると考えられる。したがって、実施の形態において、先の不等式に反映されるように、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、およびＰ２Ｏ５のモルパーセントが、ガラス組成物中のＲ２ＯおよびＲＯのモルパーセントに近いことが望ましいであろう。１つ以上の実施の形態において、−６．５０≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−３．００、−５．５０≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−３．５０、または−４．５０≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−３．５０など、−７．５０≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−２．５０、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
１つ以上の実施の形態において、前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品は、モル％で表される、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏの関係を有する。どの特定の理論にも束縛されないが、Ｎａ＋陽イオンは、Ｓｉ４＋、Ａｌ３＋、およびＬｉ＋の陽イオンよりも低い電界強度を有し、より高い電界強度の陽イオンを含有するガラスは、一般に、より高い充填密度を有し、より高い貯蔵引張応力（ＣＴ）が得られる。ＣＴを改善するために、高い電界強度の陽イオンの酸化物は、低い電界強度の陽イオンの酸化物に対して増加させるべきであるが、液相温度を低下させるために、ある程度の量の低い電界強度の陽イオンの酸化物が望ましい。実施の形態において、９．２０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１５．５０、９．５０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１５．００、１０．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１４．５０、または１０．５０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１４．００など、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１６．００、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
いくつかの実施の形態において、前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品は、モル％で表される、（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０の関係を有する。どの特定の理論にも束縛されないが、Ｎａ２Ｏ改質酸化物は、自由体積および対応する圧入亀裂抵抗を改善するために、Ｌｉ２Ｏ改質酸化物よりも有利であると考えられる。同様に、Ｂ２Ｏ３網目構造形成酸化物は、自由体積および対応する圧入亀裂抵抗を改善するために、Ａｌ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５網目構造形成酸化物よりも有利である。したがって、実施の形態において、Ｌｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、およびＰ２Ｏ５の量に対して、ガラス組成物中のＮａ２ＯおよびＢ２Ｏ３の割合を増加させることが望ましいであろう。したがって、１つ以上の実施の形態において、１．８０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．３５、２．００≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．２０、２．２０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．００、または２．４０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦２．８０など、１．５０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
１つ以上の実施の形態において、ガラス組成物中のＡｌ２Ｏ３およびＬｉ２Ｏの量は、ガラスのＣＴＥおよび成形性に影響を与えずに、ガラスの損傷抵抗を増加させる量で、他のガラス網目構造形成材およびＮａ２Ｏに対してガラス組成物中に含まれることがある。したがって、いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１．２５≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）≦２．５０、１．５０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）≦２．２５、または１．７５≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）≦２．００など、モル％で表される、１．００≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）≦２．７５、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の関係を有する。
いくつかの実施の形態において、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、およびＰ２Ｏ５ガラス網目構造形成成分の量は、例えば、Ｒ２ＯおよびＲＯなどのガラス組成物中の他の成分に対してバランスがとられることがある。いくつかの実施の形態において、１．０＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）＜１．８、１．１＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）＜１．７、１．２＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）＜１．６、または１．３＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）＜１．５など、モル％で表される、１．０＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の関係を有することがある。
実施の形態において、前記ガラス物品は、ヒ素およびアンチモンの一方または両方を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス物品は、ヒ素およびアンチモンの一方または両方を含まないことがある。
１つの実施の形態において、前記ガラス組成物は、モル％で表される、以下の関係を満たすことがある：６．９６Ａｌ２Ｏ３−１．９０Ｂ２Ｏ３＋２．１６ＣａＯ＋３．３０ＭｇＯ−１．５０Ｎａ２Ｏ＋１２．７４Ｌｉ２Ｏ−１．１０ＳｒＯ−１４．５０Ｋ２Ｏ−１．８７Ｌａ２Ｏ３＋６．１３ＺｒＯ２−７６．４０＞５０．００。
先に開示されたようなアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物の物理的性質をここに論じる。これらの物理的性質は、実施例に関してより詳しく論じられるように、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物の成分量を変えることによって達成できる。
実施の形態によるガラス組成物は、２．２５ｇ／ｃｍ３以上から２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．３０ｇ／ｃｍ３以上から２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．３５ｇ／ｃｍ３以上から２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４０ｇ／ｃｍ３以上から２．５０ｇ／ｃｍ３以下、または２．４５ｇ／ｃｍ３以上から２．５０ｇ／ｃｍ３以下など、２．２０ｇ／ｃｍ３以上から２．５０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、２．２０ｇ／ｃｍ３以上から２．４０ｇ／ｃｍ３以下、２．２０ｇ／ｃｍ３以上から２．３５ｇ／ｃｍ３以下、２．２０ｇ／ｃｍ３以上から２．３０ｇ／ｃｍ３以下、または２．２０ｇ／ｃｍ３以上から２．２５ｇ／ｃｍ３以下など、２．２０ｇ／ｃｍ３以上から２．４５ｇ／ｃｍ３以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の密度を有することがある。一般に、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物において、Ｎａ＋またはＫ＋などのより大きく、より緻密なアルカリ金属陽イオンが、Ｌｉ＋などのより小さいアルカリ金属陽イオンと置換されるほど、そのガラス組成物の密度は減少する。したがって、ガラス組成物中のリチウムの量が多いほど、ガラス組成物はそれほど緻密ではなくなる。本開示に挙げられる密度値は、ＡＳＴＭ Ｃ６９３−９３（２０１３）の浮力法により測定されるような値を称する。
実施の形態において、液相粘度は、８００ｋＰ以下、６００ｋＰ以下、４００ｋＰ以下、２００ｋＰ以下、１００ｋＰ以下、または７５ｋＰ以下など、１０００ｋＰ以下である。実施の形態において、液相粘度は、４０ｋＰ以上、６０ｋＰ以上、８０ｋＰ以上、１００ｋＰ以上、１２０ｋＰ以上、１４０ｋＰ以上、または１６０ｋＰ以上など、２０ｋＰ以上である。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、液相粘度は、４０ｋＰ以上から９００ｋＰ以下、６０ｋＰ以上から８００ｋＰ以下、または８０ｋＰ以上から７００ｋＰ以下など、２０ｋＰ以上から１０００ｋＰ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。液相粘度は、ＡＳＴＭ Ｃ８２９−８１（２０１０）にしたがって測定した。
前記ガラス組成物にリチウムを加えると、そのガラス組成物のヤング率、剛性率、およびポアソン比にも影響が生じる。実施の形態において、ガラス組成物のヤング率は、６７ＧＰａ以上から８２ＧＰ以下、７０ＧＰａ以上から８０ＧＰ以下、７２ＧＰａ以上から７８ＧＰ以下、または７４ＧＰａ以上から７６ＧＰ以下など、６５ＧＰａ以上から８５ＧＰ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にあることがある。実施の形態において、そのガラス組成物のヤング率は、６８ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、７０ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、７２ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、７４ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、７６ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、７８ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、８０ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、または８２ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下など、６６ＧＰａ以上から８５ＧＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にあることがある。実施の形態において、そのヤング率は、６５ＧＰａ以上から８２ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から８０ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から７８ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から７６ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から７４ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から７２ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から７０ＧＰａ以下、６５ＧＰａ以上から６８ＧＰａ以下、または６５ＧＰａ以上から１０ＧＰａ以下など、６５ＧＰａ以上から８４ＧＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にあることがある。本開示に列挙されたヤング率の値は、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｄｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｏｔｈ Ｍｅｔａｌｌｉｃ ａｎｄ Ｎｏｎ−ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐａｒｔｓ」と題するＡＳＴＭ Ｅ２００１−１３に述べられた一般型の共鳴超音波スペクトロスコピー技術により測定されたような値を称する。
いくつかの実施の形態によれば、前記ガラス組成物は、２６ＧＰａ以上から３４ＧＰａ以下、２７ＧＰａ以上から３３ＧＰａ以下、２８ＧＰａ以上から３２ＧＰａ以下、または２９ＧＰａ以上から３１ＧＰａ以下など、２５ＧＰａ以上から３５ＧＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の剛性率を有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、２７ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、２８ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、２９ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、３０ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、３１ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、３２ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、３３ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、または３４ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下など、２６ＧＰ以上から３５ＧＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の剛性率を有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、２５ＧＰａ以上から３３ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上から３２ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上から３１ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上から３０ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上から２９ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上から２８ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上から２７ＧＰａ以下、または２５ＧＰａ以上から２６ＧＰａ以下など、２５ＧＰａ以上から３４ＧＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の剛性率を有することがある。本開示に列挙された剛性率の値は、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｄｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｏｔｈ Ｍｅｔａｌｌｉｃ ａｎｄ Ｎｏｎ−ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐａｒｔｓ」と題するＡＳＴＭ Ｅ２００１−１３に述べられた一般型の共鳴超音波スペクトロスコピー技術により測定されたような値を称する。
上記から、実施の形態によるガラス組成物は、スロット成形法、フロート成形法、圧延法、フュージョン成形法など、どの適切な方法によって成形してもよい。
前記ガラス物品は、それを成形する様式によって特徴付けられることがある。例えば、そのガラス物品は、フロート成形可能（すなわち、フロート法により成形される）、ダウンドロー可能、および特に、フュージョン成形可能またはスロット成形可能（すなわち、フュージョンドロー法またはスロットドロー法などのダウンドロー法により成形される）であると特徴付けられることがある。
ここに記載されたガラス物品のいくつかの実施の形態は、ダウンドロー法により成形されることがある。ダウンドロー法により、比較的無垢な表面を備えた、均一な厚さを有するガラス物品が製造される。そのガラス物品の平均曲げ強度は、表面傷の量とサイズにより制御されるので、接触が最小の無垢な表面は、より高い初期強度を有する。その上、ダウンドロー法により製造されたガラス物品は、費用のかかる研削および研磨を行わずに最終用途に使用できる、非常に平坦で滑らかな表面を有する。
そのガラス物品のいくつかの実施の形態は、フュージョン成形可能（すなわち、フュージョンドロー法を使用して成形できる）と記載することができる。フュージョン法では、溶融したガラス原材料を受け取るための通路を有する延伸タンクが使用される。その通路は、通路の両側に通路の長さに沿って上部で開いた堰を有する。通路が溶融材料で満たされると、その溶融ガラスは堰から溢れる。溶融ガラスは、重力のために、延伸タンクの外面を２つの流れるガラス膜として流下する。延伸タンクのこれらの外面は、延伸タンクの下のエッジで接合するように、下方かつ内方に延在する。２つの流れるガラス膜はこのエッジで接合して、融合し、１つの流れるガラス物品を形成する。このフュージョンドロー法は、通路を越えて流れる２つのガラス膜が互いに融合するので、得られるガラス物品の外面はいずれも、その装置のどの部分とも接触しないという利点を与える。それゆえ、フュージョンドロー法により形成されたガラス物品の表面特性は、そのような接触の影響を受けていない。
ここに記載されたガラス物品のいくつかの実施の形態は、スロットドロー法により成形できる。スロットドロー法は、フュージョンドロー法とは異なる。スロットドロー法において、溶融原材料ガラスが延伸タンクに供給される。その延伸タンクの底部に、開けられたスロットであって、スロットの長さに亘り延在するノズルを有するスロットがある。その溶融ガラスは、スロット／ノズルを通って流れ、連続ガラス物品として、徐冷領域へと下方に延伸される。
１つ以上の実施の形態において、ここに記載されたガラス物品は、非晶質微細構造を示すことがあり、結晶または晶子を実質的に含まないことがある。言い換えると、そのガラス物品は、いくつかの実施の形態において、ガラスセラミック材料を除く。
先に述べたように、実施の形態において、前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、イオン交換などによって強化して、以下に限られないが、ディスプレイカバー用のガラスなどの用途のために損傷抵抗であるガラスを製造することができる。図１を参照すると、ガラスは、ガラスの表面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力下にある第１の領域（例えば、図１の第１と第２の圧縮層１２０、１２２）およびガラスのＤＯＣから中央または内部領域に延在する引張応力または中央張力（ＣＴ）下にある第２の領域（例えば、図１の中央領域１３０）を有する。ここに用いられているように、ＤＯＣは、ガラス物品内の応力が圧縮から引張に変化する深さを称する。ＤＯＣでは、応力は正の（圧縮）応力から負の（引張）応力へと交差し、それゆえ、ゼロの応力値を示す。
当該技術分野に通常用いられる慣例にしたがうと、圧縮応力は負の（＜０）応力として表され、引張応力は正の（＞０）応力として表される。しかしながら、本記載中ずっと、ＣＳは正のまたは絶対値として表される−すなわち、ここに述べられているように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜。圧縮応力（ＣＳ）は、ガラスの表面で、またはその近くで最大値を有し、ＣＳ値は、ある関数にしたがって表面からの距離ｄにより変化する。再び図１を参照すると、第１の区域１２０は、第一面１１０から深さｄ１まで延在し、第２の区域１２２は第二面１１２から深さｄ２まで延在する。これらの区域は、共に、ガラス１００の圧縮またはＣＳを規定する。圧縮応力（表面ＣＳを含む）は、折原製作所（日本国）により製造されているＦＳＭ−６０００などの市販の計器を使用する表面応力測定器（ＦＳＭ）によって測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する。次に、ＳＯＣは、その内容がここに全て引用される、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｌａｓｓ Ｓｔｒｅｓｓ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ」と題する、ＡＳＴＭ基準Ｃ７７０−１６に記載の手順Ｃ（ガラスディスク法）に述べられたように測定される。
いくつかの実施の形態において、ＣＳは、４２５ＭＰａ以上から７７５ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上から７５０ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上から７２５ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上から７００ＭＰａ以下、５２５ＭＰａ以上から６７５ＭＰａ以下、５５０ＭＰａ以上から６５０ＭＰａ以下、または５７５ＭＰａ以上から６２５ＭＰａ以下など、４００ＭＰａ以上から８００ＭＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
１つ以上の実施の形態において、Ｎａ＋およびＫ＋イオンは前記ガラス物品中に交換され、そのＮａ＋イオンはＫ＋イオンよりもガラス物品中のより深い深さまで拡散する。Ｋ＋イオンの侵入深さ（「カリウムＤＯＬ」）は、イオン交換過程の結果としてのカリウム侵入深さを表すので、ＤＯＣとは区別される。カリウムＤＯＬは、典型的に、ここに記載された物品のＤＯＣより小さい。カリウムＤＯＬは、ＣＳ測定に関して先に記載されたような、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する、折原製作所（日本国）により製造されている市販のＦＳＭ−６０００表面応力測定器などの表面応力測定器を使用して測定される。第１と第２の圧縮層１２０、１２２の各々のカリウムＤＯＬは、６μｍ以上から２５μｍ以下、７μｍ以上から２０μｍ以下、８μｍ以上から１５μｍ以下、または９μｍ以上から１０μｍ以下など、５μｍ以上から３０μｍ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。実施の形態において、第１と第２の圧縮層１２０、１２２の各々のカリウムＤＯＬは、１０μｍ以上から３０μｍ以下、１５μｍ以上から３０μｍ以下、２０μｍ以上から３０μｍ以下、または２５μｍ以上から３０μｍ以下など、６ｍ以上から３０μｍ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。実施の形態において、第１と第２の圧縮層１２０、１２２の各々のカリウムＤＯＬは、５μｍ以上から２０μｍ以下、５μｍ以上から１５μｍ以下、または５μｍ以上から１０μｍ以下など、５ｍ以上から２５μｍ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲にある。
両主面（図１の１１０、１１２）の圧縮応力は、ガラスの中央領域（１３０）に貯蔵された張力により釣り合わされる。最大中央張力（ＣＴ）およびＤＯＣの値は、当該技術分野で公知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技術を使用して測定される。屈折近視野（ＲＮＦ）法またはＳＣＡＬＰを使用して、応力プロファイルを測定してもよい。応力プロファイルを測定するために、ＲＮＦ法が使用される場合、ＳＣＡＬＰにより与えられる最大ＣＴ値がＲＮＦ法に利用される。詳しくは、ＲＮＦにより測定される応力プロファイルは、ＳＣＡＬＰ測定により与えられる最大ＣＴ値に対して力平衡され、較正される。このＲＮＦ法は、ここに全てが引用される、「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ａ ｇｌａｓｓ ｓａｍｐｌｅ」と題する米国特許第８８５４６２３号明細書に記載されている。詳しくは、ＲＮＦ法は、基準ブロックに隣接してガラス物品を配置する工程、１Ｈｚと５０Ｈｚの間の率で直交偏光の間で切り換えられる偏光切替光線を生成する工程、その偏光切替光線の出力量を測定する工程、および偏光切替基準信号を生成する工程を含み、直交偏光の各々の出力の測定量は互いの５０％以内にある。この方法は、偏光切替光線を、ガラス試料中の異なる深さについて、ガラス試料および基準ブロックに透過させ、次いで、リレー光学系を使用して、透過した偏光切替光線を信号光検出器に中継する工程をさらに含み、その信号光検出器は偏光切替検出器信号を生成する。この方法は、検出器信号を基準信号で割って、正規化検出器信号を形成する工程、およびその正規化検出器信号からガラス試料のプロファイル特徴を決定する工程も含む。
実施の形態において、前記ガラス組成物は、７０ＭＰａ以上、８０ＭＰａ以上、９０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、１１０ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以上、１３０ＭＰａ以上、１４０ＭＰａ以上、または１５０ＭＰａ以上など、６０ＭＰａ以上、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の最大ＣＴを有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、１９０ＭＰａ以下、１８０ＭＰａ以下、１７０ＭＰａ以下、１６０ＭＰａ以下、１５０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以下、または８０ＭＰａ以下など、２００ＭＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の最大ＣＴを有することがある。実施の形態において、上述した範囲のいずれを、どの他の範囲と組み合わせてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、７０ＭＰａ以上から１９０ＭＰａ以下、８０ＭＰａ以上から１８０ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上から１７０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１６０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上から１５０ＭＰａ以下、または１２０ＭＰａ以上から１４０ＭＰａ以下など、６０ＭＰａ以上から２００ＭＰａ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の最大ＣＴを有することがある。
上述したように、ＤＯＣは、当該技術分野で公知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技術を使用して測定される。そのＤＯＣは、ここでのいくつかの実施の形態において、ガラス物品の厚さ（ｔ）の一部として与えられる。実施の形態において、前記ガラス組成物は、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下、または０．１９ｔ以上から０．２１ｔ以下など、０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の圧縮深さ（ＤＯＣ）を有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．１７ｔ以上から０．２５ｔ以下、０．１８ｔ以上から０．２５ｔ以下、０．１９ｔ以上から０．２５ｔ以下、０．２０ｔ以上から０．２５ｔ以下、０．２１ｔ以上から０．２５ｔ以下、０．２２ｔ以上から０．２５ｔ以下、０．２３ｔ以上から０．２５ｔ以下、または０．２４ｔ以上から０．２５ｔ以下など、０．１６ｔ以上から０．２ｔ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲のＤＯＣを有することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、０．１５ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１８ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１７ｔ以下、または０．１５ｔ以上から０．１６ｔ以下など、０．１５ｔ以上から０．２４ｔ以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲のＤＯＣを有することがある。
圧縮応力層は、ガラスをイオン交換溶液に暴露することによって、ガラスに形成することができる。実施の形態において、そのイオン交換溶液は溶融硝酸塩であることがある。いくつかの実施の形態において、イオン交換溶液は、溶融ＫＮＯ３、溶融ＮａＮＯ３、またはそれらの組合せであることがある。実施の形態において、イオン交換溶液は、約９０％の溶融ＫＮＯ３、約８０％の溶融ＫＮＯ３、約７０％の溶融ＫＮＯ３、約６０％の溶融ＫＮＯ３、または約５０％の溶融ＫＮＯ３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換溶液は、約１０％の溶融ＮａＮＯ３、約２０％の溶融ＮａＮＯ３、約３０％の溶融ＮａＮＯ３、または約４０％の溶融ＮａＮＯ３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換溶液は、約８０％の溶融ＫＮＯ３と約２０％の溶融ＮａＮＯ３、約７５％の溶融ＫＮＯ３と約２５％の溶融ＮａＮＯ３、約７０％の溶融ＫＮＯ３と約３０％の溶融ＮａＮＯ３、約６５％の溶融ＫＮＯ３と約３５％の溶融ＮａＮＯ３、または約６０％の溶融ＫＮＯ３と約４０％の溶融ＮａＮＯ３、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲を含むことがある。実施の形態において、例えば、ナトリウムまたはカリウムの硝酸塩、リン酸塩、または硫酸塩などの他のナトリウムとカリウムの塩をイオン交換溶液に使用してもよい。いくつかの実施の形態において、イオン交換溶液は、ＬｉＮＯ３などのリチウム塩を含むことがある。
前記ガラス組成物は、そのガラス組成物から製造されたガラス物品をイオン交換溶液の浴中に浸漬することにより、そのガラス組成物から製造されたガラス物品上にイオン交換溶液を吹き付けることにより、またはそのガラス組成物から製造されたガラス物品にイオン交換溶液を別のやり方で物理的に施すことにより、イオン交換溶液に暴露することができる。そのイオン交換溶液は、ガラス組成物に暴露される際に、実施の形態によれば、４１０℃以上から４９０℃以下、４２０℃以上から４８０℃以下、４３０℃以上から４７０℃以下、または４４０℃以上から４６０℃以下など、４００℃以上から５００℃以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の温度であることがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、８時間以上から４４時間以下、１２時間以上から４０時間以下、１６時間以上から３６時間以下、２０時間以上から３２時間以下、または２４時間以上から２８時間以下など、４時間以上から４８時間以下、並びに先の値の間の全ての範囲と部分的な範囲の期間に亘り、イオン交換溶液に暴露されることがある。
イオン交換過程は、例えば、ここに全てが引用される、米国特許出願公開第２０１６／０１０２０１１号明細書に開示されているように、改善された圧縮応力プロファイルを与える工程条件下において、イオン交換溶液中で行うことができる。
イオン交換過程が行われた後、ガラス物品の表面での組成は、形成されたままのガラス物品（すなわち、イオン交換過程を経る前のガラス物品）の組成とは異なるであろうことを理解すべきである。これは、例えば、Ｌｉ＋またはＮａ＋などの、形成されたままのガラス中のあるタイプのアルカリ金属イオンが、それぞれ、例えば、Ｎａ＋またはＫ＋などのより大きいアルカリ金属イオンと交換されたことにより生じる。しかしながら、そのガラス物品の深さの中心での、またはその近くでのガラス組成は、実施の形態において、ガラス物品を形成するために使用された形成されたままの（イオン交換されていない）ガラスの組成をまだ有する。
ここに開示されたガラス物品は、ディスプレイ（またはディスプレイ物品）を有する物品（例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステムなどを含む家庭用電化製品）、建築物品、輸送物品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、電化製品、もしくはある程度の透明性、耐引掻性、耐摩耗性またはその組合せを必要とする任意の物品などの別の物品に組み込まれることがある。ここに開示されたガラス物品のいずれかを含む例示の物品が、図２Ａおよび２Ｂに示されている。詳しくは、図２Ａおよび２Ｂは、前面２０４、背面２０６、および側面２０８を有する筐体２０２；その筐体内に少なくとも部分的に内側にまたはその中に完全にある電気部品（図示せず）であって、少なくとも制御装置、メモリ、およびその筐体の前面に、またはその近くにあるディスプレイ２１０を含む電気部品；およびディスプレイ上にあるように筐体の前面にあるまたはそれを覆うカバー基板２１２を備える家庭用電子装置２００を示している。いくつかの実施の形態において、カバー基板２１２の一部および／または筐体２０２の一部が、ここに開示されたガラス物品のいずれを含んでもよい。
第１の態様は、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および４．０モル％以上から１５．０モル％以下のＮａ２Ｏを含み、−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、および（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０であるガラス組成物を含む。
第２の態様は、−７．５０モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−２．５０モル％である、第１の態様のガラス組成物を含む。
第３の態様は、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１６．００である、第１と第２の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第４の態様は、９．２０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１５．５０である、第１から第３の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第５の態様は、１．５０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０である、第１から第４の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第６の態様は、１．８０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．３５である、第１から第５の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第７の態様は、Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５が０．０モル％超である、第１から第６の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第８の態様は、１．００≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）≦２．７５である、第１から第７の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第９の態様は、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏが２１．４モル％超である、第１から第８の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第１０の態様は、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏが２５．０モル％超である、第１から第９の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第１１の態様は、０．９０＜Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）＜１．２０である、第１から第１０の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第１２の態様は、１．０＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）である、第１から第１１の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第１３の態様は、６．９６Ａｌ２Ｏ３−１．９０Ｂ２Ｏ３＋２．１６ＣａＯ＋３．３０ＭｇＯ−１．５０Ｎａ２Ｏ＋１２．７４Ｌｉ２Ｏ−１．１０ＳｒＯ−１４．５０Ｋ２Ｏ−１．８７Ｌａ２Ｏ３＋６．１３ＺｒＯ２−７６．４０モル％＞５０．００モル％である、第１から第１２の態様のいずれか１つのガラス組成物を含む。
第１４の態様は、ガラス物品において、第一面；その第一面と反対の第二面であって、その第一面と第二面との間の距離としてガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；およびその第一面と第二面の少なくとも一方からガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層を備えたガラス物品であって、そのガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、その圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、そのガラス物品は、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および４．０モル％以上から１５．０モル％以下のＮａ２Ｏを含み、−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、および（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０であるガラスから形成される、ガラス物品を含む。
第１５の態様は、ガラス物品の中央張力が８０ＭＰａ以上である、第１４の態様のガラス物品を含む。
第１６の態様は、ガラス物品の中央張力が９０ＭＰａ以上である、第１４と第１５の態様のいずれか１つのガラス物品を含む。
第１７の態様は、圧縮応力層が、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下の圧縮深さを有する、第１４から第１６の態様のいずれか１つのガラス物品を含む。
第１８の態様は、ガラス物品が、２０ｋＰ以上から１０００ｋＰ未満の液相粘度を有する、第１４から第１７の態様のいずれか１つのガラス物品を含む。
第１９の態様は、前面、背面、および側面を有する筐体；その筐体内に少なくとも部分的に内部にある電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、およびその筐体の前面に、またはその近くにあるディスプレイを含む電気部品；およびディスプレイ上に配置されたカバー基板を備える家電製品であって、筐体およびカバー基板の少なくとも一方の少なくとも一部が、第１４から第１８の態様のいずれか１つのガラス物品を含む、家電製品を含む。
第２０の態様は、ガラス物品において、第一面；その第一面と反対の第二面であって、その第一面と第二面との間の距離としてガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；およびその第一面と第二面の少なくとも一方からガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層を備えたガラス物品であって、そのガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、その圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、そのガラス物品は、５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および４．０モル％以上から１５．０モル％以下のＮａ２Ｏを含み、−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、および（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０である組成をガラス物品の中心深さで有する、ガラス物品を含む。
第２１の態様は、ガラス組成物において、６０．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、１２．０モル％以上から１８．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、５．０モル％以上から１０．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、４．０モル％以上から１０．０モル％以下のＮａ２Ｏ、および０．７５モル％以上のＰ２Ｏ５を含み、Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは１．００以上であり、Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏは２５．２５モル％以下である、ガラス組成物を含む。
第２２の態様は、ガラス物品において、第一面；その第一面と反対の第二面であって、その第一面と第二面との間の距離としてガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；およびその第一面と第二面の少なくとも一方からガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層を備えたガラス物品であって、そのガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、その圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、そのガラス物品は、第２１の態様によるガラス組成物から形成される、ガラス物品を含む。
第２３の態様は、ガラス物品の中央張力が８０ＭＰａ以上である、第２２の態様のガラス物品を含む。
第２４の態様は、ガラス物品の中央張力が９０ＭＰａ以上である、第２２と第２３の態様のいずれか１つのガラス物品を含む。
第２５の態様は、圧縮応力層が、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下の圧縮深さを有する、第２２から第２４の態様のいずれか１つのガラス物品を含む。
第２６の態様は、ガラス物品が、２０ｋＰ以上から１０００ｋＰ未満の液相粘度を有する、第２２から第２５の態様のいずれか１つのガラス物品を含む。
第２７の態様は、前面、背面、および側面を有する筐体；その筐体内に少なくとも部分的に内部にある電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、およびその筐体の前面に、またはその近くにあるディスプレイを含む電気部品；およびディスプレイ上に配置されたカバー基板を備える家電製品であって、筐体およびカバー基板の少なくとも一方の少なくとも一部が、第２２から第２６の態様のいずれか１つのガラス物品を含む、家電製品を含む。
以下の実施例により、実施の形態をさらに明白にする。これらの実施例は、先に記載された実施の形態に対する限定ではないことを理解すべきである。
下記の表１に列挙された成分を有するガラス組成物を、従来のガラス形成方法によって調製した。表１において、全成分はモル％で表され、ガラス組成物の様々な性質は、本明細書に開示された方法にしたがって測定した。
本明細書に記載された全ての組成成分、関係、および比は、特に明記のない限り、モル％で与えられている。本明細書に開示された全ての範囲は、範囲が開示される前または後に明白に述べられているか否かにかかわらず、広く開示された範囲により包含される任意と全ての範囲および部分的な範囲を含む。
請求項の主題の精神および範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態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。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入るという条件で包含することが意図されている。
ここに用いられているように、数に続く０は、その数の有効桁を表すことを意図している。例えば、「１．０」という数は、二桁の有効桁を示し、「１．００」という数は、三桁の有効桁を表す。
１００ ガラス
１２０ 第１の圧縮層
１２２ 第２の圧縮層
１３０ 中央領域
２００ 家庭用電子装置
２０２ 筐体
２０４ 前面
２０６ 背面
２０８ 側面
２１０ ディスプレイ
２１２ カバー基板
１２０ 第１の圧縮層
１２２ 第２の圧縮層
１３０ 中央領域
２００ 家庭用電子装置
２０２ 筐体
２０４ 前面
２０６ 背面
２０８ 側面
２１０ ディスプレイ
２１２ カバー基板
Claims (25)
- ５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、
１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、
０モル％超から７．５モル％以下のＢ ２ Ｏ ３ 、
５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および
４．０モル％以上から９．５モル％以下のＮａ２Ｏ、
を含み、
−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、
９．１０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、
１．８０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０、
Ａｌ ２ Ｏ ３ ＋Ｌｉ ２ Ｏが２１．４モル％超であり、
ＲＯが、二価陽イオン酸化物の合計であり、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＦｅＯ、およびＺｎＯからなる群から選択され、
Ｒ ２ Ｏが、アルカリ金属酸化物の合計であり、Ｌｉ ２ Ｏ、Ｎａ ２ Ｏ、Ｋ ２ Ｏ、Ｒｂ ２ Ｏ、Ｃｓ ２ Ｏ、およびＦｒ ２ Ｏからなる群から選択される、ガラス組成物。 - −７．５０モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−２．５０モル％である、請求項１記載のガラス組成物。
- ９．１０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１６．００である、請求項１または２記載のガラス組成物。
- ９．２０≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦１５．５０である、請求項１から３いずれか１項記載のガラス組成物。
- １．８０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．３５である、請求項１から４いずれか１項記載のガラス組成物。
- Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５が０．０モル％超である、請求項１から５いずれか１項記載のガラス組成物。
- １．００≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）≦２．７５である、請求項１から６いずれか１項記載のガラス組成物。
- Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏが２５．０モル％超である、請求項１から７いずれか１項記載のガラス組成物。
- ０．９０＜Ａｌ２Ｏ３／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）＜１．２０である、請求項１から８いずれか１項記載のガラス組成物。
- １．０＜（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｒ２Ｏ＋ＲＯ）である、請求項１から９いずれか１項記載のガラス組成物。
- ６．９６Ａｌ２Ｏ３−１．９０Ｂ２Ｏ３＋２．１６ＣａＯ＋３．３０ＭｇＯ−１．５０Ｎａ２Ｏ＋１２．７４Ｌｉ２Ｏ−１．１０ＳｒＯ−１４．５０Ｋ２Ｏ−１．８７Ｌａ２Ｏ３＋６．１３ＺｒＯ２−７６．４０モル％＞５０．００モル％である、請求項１から１０いずれか１項記載のガラス組成物。
- ガラス物品において、
第一面；
前記第一面と反対の第二面であって、該第一面と該第二面との間の距離として前記ガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；および
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方から前記ガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層；
を備えたガラス物品であって、
前記ガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、
前記圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、
前記ガラス物品は、
５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、
１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、
０モル％超から７．５モル％以下のＢ ２ Ｏ ３ 、
５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および
４．０モル％以上から９．５モル％以下のＮａ２Ｏ、
を含み、
−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、
９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、
１．８０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０
Ａｌ ２ Ｏ ３ ＋Ｌｉ ２ Ｏが２１．４モル％超であり、
ＲＯが、二価陽イオン酸化物の合計であり、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＦｅＯ、およびＺｎＯからなる群から選択され、
Ｒ ２ Ｏが、アルカリ金属酸化物の合計であり、Ｌｉ ２ Ｏ、Ｎａ ２ Ｏ、Ｋ ２ Ｏ、Ｒｂ ２ Ｏ、Ｃｓ ２ Ｏ、およびＦｒ ２ Ｏからなる群から選択されるガラスから形成される、ガラス物品。 - 前記ガラス物品の中央張力が８０ＭＰａ以上である、請求項１２記載のガラス物品。
- 前記ガラス物品の中央張力が９０ＭＰａ以上である、請求項１２または１３記載のガラス物品。
- 前記圧縮応力層が、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下の圧縮深さを有する、請求項１２から１４いずれか１項記載のガラス物品。
- 前記ガラス物品が、２０ｋＰ以上から１０００ｋＰ未満の液相粘度を有する、請求項１２から１５いずれか１項記載のガラス物品。
- 前面、背面、および側面を有する筐体；
前記筐体内に少なくとも部分的に内部にある電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、および前記筐体の前面に、またはその近くにあるディスプレイを含む電気部品；および
前記ディスプレイ上に配置されたカバー基板；
を備える家電製品であって、
前記筐体および前記カバー基板の少なくとも一方の少なくとも一部が、請求項１２から１６いずれか１項記載のガラス物品を含む、家電製品。 - ガラス物品において、
第一面；
前記第一面と反対の第二面であって、該第一面と該第二面との間の距離として前記ガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；および
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方から前記ガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層；
を備えたガラス物品であって、
前記ガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、
前記圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、
前記ガラス物品は、
５５．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、
１２．０モル％以上から２０．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、
０モル％超から７．５モル％以下のＢ ２ Ｏ ３ 、
５．０モル％以上から１５．０モル％以下のＬｉ２Ｏ、および
４．０モル％以上から９．５モル％以下のＮａ２Ｏ、
を含み、
−８．００モル％≦Ｒ２Ｏ＋ＲＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５≦−１．７５モル％、
９．００≦（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ、
１．８０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）≦３．５０、
Ａｌ ２ Ｏ ３ ＋Ｌｉ ２ Ｏが２１．４モル％超であり、
ＲＯが、二価陽イオン酸化物の合計であり、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＦｅＯ、およびＺｎＯからなる群から選択され、
Ｒ ２ Ｏが、アルカリ金属酸化物の合計であり、Ｌｉ ２ Ｏ、Ｎａ ２ Ｏ、Ｋ ２ Ｏ、Ｒｂ ２ Ｏ、Ｃｓ ２ Ｏ、およびＦｒ ２ Ｏからなる群から選択される
組成を前記ガラス物品の中心深さで有する、ガラス物品。 - ガラス組成物において、
６０．０モル％以上から７０．０モル％以下のＳｉＯ２、
１２．０モル％以上から１８．０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、
０モル％超から７．５モル％以下のＢ ２ Ｏ ３ 、
５．０モル％以上から９．５モル％以下のＬｉ２Ｏ、
４．０モル％以上から１０．０モル％以下のＮａ２Ｏ、および
０．７５モル％以上のＰ２Ｏ５、
を含み、
Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは１．００以上であり、
Ａｌ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏは２１．４モル％超かつ２５．２５モル％以下である、ガラス組成物。 - ガラス物品において、
第一面；
前記第一面と反対の第二面であって、該第一面と該第二面との間の距離として前記ガラス物品の厚さ（ｔ）が測定される、第二面；および
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方から前記ガラス物品の厚さ（ｔ）中に延在する圧縮応力層；
を備えたガラス物品であって、
前記ガラス物品の中央張力は６０ＭＰａ以上であり、
前記圧縮応力層は０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下の圧縮深さを有し、
前記ガラス物品は、請求項１９記載のガラス組成物から形成される、ガラス物品。 - 前記ガラス物品の中央張力が８０ＭＰａ以上である、請求項２０記載のガラス物品。
- 前記ガラス物品の中央張力が９０ＭＰａ以上である、請求項２０または２１記載のガラス物品。
- 前記圧縮応力層が、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下の圧縮深さを有する、請求項２０から２２いずれか１項記載のガラス物品。
- 前記ガラス物品が、２０ｋＰ以上から１０００ｋＰ未満の液相粘度を有する、請求項２０から２３いずれか１項記載のガラス物品。
- 前面、背面、および側面を有する筐体；
前記筐体内に少なくとも部分的に内部にある電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、および前記筐体の前面に、またはその近くにあるディスプレイを含む電気部品；および
前記ディスプレイ上に配置されたカバー基板；
を備える家電製品であって、
前記筐体および前記カバー基板の少なくとも一方の少なくとも一部が、請求項２０から２４いずれか１項記載のガラス物品を含む、家電製品。
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