JP7020794B2 - 高められたエッジ強度を有する板ガラス製品およびその製造方法 - Google Patents

高められたエッジ強度を有する板ガラス製品およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7020794B2
JP7020794B2 JP2017083415A JP2017083415A JP7020794B2 JP 7020794 B2 JP7020794 B2 JP 7020794B2 JP 2017083415 A JP2017083415 A JP 2017083415A JP 2017083415 A JP2017083415 A JP 2017083415A JP 7020794 B2 JP7020794 B2 JP 7020794B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surface portion
edge
glass
edge surface
groove
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.)
Active
Application number
JP2017083415A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017193482A (ja
Inventor
ヨッツ マティアス
ハイス－シュケ マークス
エーゼマン ハウケ
オッターマン クレメンス
シュトルツ クラウディア
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.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
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 Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of JP2017193482A publication Critical patent/JP2017193482A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7020794B2 publication Critical patent/JP7020794B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/08—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass
    • B24B9/10—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of plate glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/04—Cutting or splitting in curves, especially for making spectacle lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/004—Refining agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0018—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0027—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/009—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition having a superconducting crystal phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
    • C03C3/118—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron containing aluminium

Landscapes

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

Description

本発明は、全体として、板状のガラス要素に関する。特に本発明は、かかるガラス要素のエッジの形成および加工に関する。
ガラスは、負荷の下での破損に関して、例えば延性材料とは異なる特性を有する。延性材料、特に多くの金属は、曲げ応力または引張応力下に降伏点まで伸び、その後、比較的明確に定められた負荷がかかると破断する。それに対して、例えばガラスのような脆性破壊を生じる材料の破壊は、材料特性値の意味での強度限界で生じるのではなく、作用する引張応力に左右される確率でランダムに生じる。その際、破壊確率分布（例えば正規分布またはワイブル分布）のパラメータは、ガラスの種類、既に存在する損傷、ひいてはさらには特にガラス要素の加工に依存する。
板状のガラス要素に曲げ負荷がかかると、これに加えてさらなる効果として、その強度が主にこの要素のエッジの破壊強度によって決まる。その際、面内で生じる破壊は通常、要素のエッジから始まる破壊よりも稀である。したがって、ガラス要素のエッジの形成は特に重要である。
現在、極めて薄い板ガラス品はエッジ加工が全くなされておらず、比較的厚いガラスはエッジでの面取りまたはＣ加工がなされている。その際に注目されているのは、エッジ強度ではなく、いわゆる「チッピング」である。
国際公開第２０１５／０７２３６０号（ＷＯ ２０１５／０７２３６０ Ａ１）には、ガラス支持体上にガラスフィルムが積層されているガラスフィルム積層体および液晶ディスプレイの製造が開示されている。このガラスフィルムは、この支持体との結合部とは反対側の面上に面取り部を有している。
国際公開第２０１５／１５３２５１号（ＷＯ ２０１５／１５３２５１ Ａ１）にも、積層体の加工が記載されている。この積層体の場合、基材上に薄いガラスが接着されており、この基材は、例えばプラスチック基材であってもよい。この積層体は切断され、そのガラスのエッジが研磨加工され、その際に面取りを行う。
米国特許出願公開第２０１４／０６５９２８号明細書（ＵＳ ２０１４／０６５９２８ Ａ）は、エッジ研削装置およびガラス基材の研削方法に関する。特に、場合により生じうるずれまたは基材のサイズによらず、研削の際には常に所定量の材料を切削するための措置が予定される。
米国特許出願公開第２０１３／２８８０１０号明細書（ＵＳ ２０１３／２８８０１０ Ａ）には、エッジ強度が向上した強化ガラス板が記載されている。切断し、次いで研削によって所定の切り口の形態とすることで、エッジが作製される。
米国特許出願公開第２０１２／３２９３６９号明細書（ＵＳ ２０１２／３２９３６９ Ａ）は、基材を支持体基材に接着し、この基材のエッジ範囲を接着剤とともに除去し、その後にこの基材の非接着面を加工する、という基材の加工を予定している。
米国特許出願公開第２０１５／１１０９９１号明細書（ＵＳ ２０１５／１１０９９１ Ａ）には、薄い外側の２つのガラス層が面取りされているガラス積層体が記載されている。
米国特許出願公開第２０１２／０５２３０２号明細書（ＵＳ ２０１２／０５２３０２ Ａ）から、ガラス製品のエッジ強度を向上させるための方法であって、主面またはその上の被覆の光学的品質をそのまま維持することが望ましい方法が知られている。このガラスの少なくとも１つの表面上に、ポリマー保護層を施与する。その後、エッジをエッチングすることにより、このエッジにおける欠陥の数およびサイズを低減させる。
米国特許出願公開第２０１１／００１９１２３号明細書（ＵＳ ２０１１／００１９１２３ Ａ１）は、電子機器の薄いカバーガラスのエッジ安定性を向上させるための装置および方法に関する。この向上は、エッジの化学強化および丸め加工により達成される。
国際公開第２０１５／０７２３６０号 国際公開第２０１５／１５３２５１号 米国特許出願公開第２０１４／０６５９２８号明細書 米国特許出願公開第２０１３／２８８０１０号明細書 米国特許出願公開第２０１２／３２９３６９号明細書 米国特許出願公開第２０１５／１１０９９１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０５２３０２号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００１９１２３号明細書
本発明は、その使用に関して予定された負荷下での破壊確率が低い、可とう性のガラスを提供するという課題に基づく。この課題は、独立請求項に記載された対象により解決される。
前記課題は本発明により、２つの向かい合う平行な側面と、前記側面をつなぐエッジとを有する板ガラス要素であって、前記板ガラス要素は、最大で７００μｍ、好ましくは最大で３００μｍ、特に好ましくは最大で２００μｍの厚さを有し、前記エッジの少なくとも１つの部分は、エッジ面部分を伴って形成され、前記エッジ面部分は凸状に湾曲していることによって、前記側面の少なくとも一方が前記エッジ面部分へと移行し、前記エッジ面部分は、前記板ガラス要素の厚さの少なくとも１／３０、好ましくは少なくとも１／２０、特に好ましくは少なくとも１／１０である湾曲の弧長を有する板ガラス要素が予定される。エッジ面部分は、凸状に湾曲した範囲に溝の形態の凹部を有し、該溝の長さは、該溝の幅および深さよりも大きい。より薄いガラスであっても、特に優れた利点が生じる。したがって、本発明のさらなる一実施形態によれば、より薄いガラス、特に最大で１５０μｍまたは最大で１００μｍの厚さを有するガラスが使用され、極めて特には最大で７０μｍ、最大で５０μｍの厚さを有するガラスが使用され、さらには厚さが最大で３０μｍしかないガラスも使用される。さらに、特に安定性上の理由から、ある特定の最小厚さが好ましい。最小厚さとしては、本発明のさらなる実施形態においては、少なくとも２μｍ、好ましくは少なくとも４μｍ、特に好ましくは少なくとも８μｍの厚さが予定される。
表面上の多数の小さな溝によって、既存の亀裂または生じる亀裂のどちらもが影響を受け、亀裂先端での応力強さが低下し、ひいては意想外にも全体の強度が増大する。
上述の好ましいガラスの厚さに相応して、ガラス要素の厚さが７００μｍ以下であると、まず剛性が低くなる。エッジを特別に形成することによって、このガラス要素は、撓みながらも破壊から良好に保護され、その結果、曲げられた状態で、破壊確率が低下するとともに耐用年数が長くなる。
本発明による成果を達成するために、以下の
－ 最大で７００μｍの厚さか、または上述の３００μｍと２μｍとの間の厚さの上限および下限の１つを有する板ガラス要素を準備するステップ、
－ 前記板ガラス要素の少なくとも１つのエッジを、前記エッジにエッジ面部分が生じ、前記エッジ面部分が凸状に湾曲しているために前記側面の少なくとも一方が前記エッジ面部分へと移行するように加工するステップであって、前記エッジ面部分（９）は、前記板ガラス要素の厚さの少なくとも１／３０、好ましくは少なくとも１／２０、特に好ましくは少なくとも１／１０である弧長を有するものとするステップ、
を有するガラスの加工方法において、
－ 前記加工を、特定されない刃具を備えかつエッジに対して相対的に動く少なくとも１つの切削工具を用いて行い、かつ、
－ 前記加工の際に曲率半径を大きくし、そして前記エッジ面部分において溝の形態の凹部を設け、前記溝の長さは前記溝の幅および深さよりも大きい方法が予定される。
溝の深さは、特に最小で１０ｎｍであり、最大で５μｍであり、好ましくは最大で２μｍであり、特に好ましくは最大で１μｍである。この溝を設けるために、適切な粒度の研磨媒体を備えた相応する切削工具を選択する。
凸状に形成されたエッジ面部分に対して、湾曲弧の始点、中点および終点を通る接触円の半径と定義される曲率半径を割り当てることができる。本発明の好ましい一実施形態によれば、この半径は、板ガラス要素の厚さの少なくとも１／４０、好ましくは少なくとも１／３０、特に好ましくは少なくとも１／２０である。こうした半径によって、特に円筒状に曲げられた表面における湾曲の特性がうまく表される。板ガラス要素の安定性にとっては、より大きな半径が有利である。したがって本発明のさらなる一実施形態によれば、接触円の半径が、板ガラス要素の厚さの少なくとも１／１０、好ましくは少なくとも１／５、特に少なくとも半分であることが予定される。この半径がガラスの厚さよりも十分に大きいことも可能である。
エッジ面部分が表面のその他の部分と接しており、その移行部において曲率半径が本発明により予定される曲率半径よりも小さい場合には、本発明のさらなる実施形態において、エッジ面部分と、該エッジ面部分に隣接した板ガラス要素の表面の部分との間で、これら２つの部分の接線の間の角度が、最大で４５°、好ましくは最大で２０°、特に好ましくは最大で１０°であることが予定される。この箇所でのエッジ半径が比較的小さいことによって、隣接する面の勾配が多少なりとも急激に変化する稜線が形成される。
エッジ面部分の丸みをおびた形状を保持するためには、切削工具として、エッジの輪郭にぴったりと合う軟質のポリシング工具を使用することが有利である。
この加工は、複数のステップで、特に研磨媒体の粒子を順次細かくしていきながら行うことができる。
さらに、所定の弾性を示す切削工具を使用する場合に極めて有利であることが判明した。特に、本発明の一実施形態によれば、切削工具の弾性率は１０ＧＰａ未満であることが予定される。
特に好ましいのは回転式切削工具を用いた切削であり、特に回転式ポリシング工具を用いた切削も好ましい。その際、切削工具は、前面のみならず、側面または周囲面も研磨面として使用することができる。前面とは、円筒体または円錐体の、回転軸が貫通している面のことである。この場合には、研磨面の接線速度は、回転軸との間隔によって変化する。研磨面として側面または周囲面が使用される場合には、ガラス要素と接触する範囲において、この間隔は実質的に同一のままである。それに応じて、接線速度もあまり変化しない。円錐体または円錐台の形状の切削工具の円錐体の側面も考えられる。そのような面でも接線速度は同様に変化するが、前面ほど大きくは変化しない。本発明の一実施形態によれば、エッジの最終形状に適合された切削工具を使用することもできる。研磨媒体を、切削工具と併せることができる。あるいは、またはそれに加えてさらに、研磨媒体を、ガラスおよび／または切削工具に施与することができる。研磨媒体の一例は、ポリシングペーストである。
曲げ負荷時の亀裂伝播を止めるためには、さらに、溝が異なる方向に互いに斜めにまたは垂直に走る場合に有利である。その際特に、互いに斜めにまたは垂直に走る溝が交差することもできる。
以下に、本発明をより詳しくかつ図面を参照しながら説明する。図面において、同一の符号はそれぞれ、同一または対応する要素を示す。
図１は、板ガラス要素を示す。 図２は、本発明のもう１つの実施形態による板ガラス要素の横断面を示す。 図３は、図２に示す例の変形を示す。 図４は、ガラス要素のエッジの電子顕微鏡写真を示す。 図５は、ガラス要素のエッジの電子顕微鏡写真を示す。 図６は、ガラス要素のエッジの電子顕微鏡写真を示す。 図７は、切削工具を用いた板ガラス要素のエッジの加工を示す。 図８は、図１に示す例の変形であって、側面の範囲に溝を有するものを示す。 図９は、異なる加工を行ったエッジを有するガラス試料の、破壊強度およびワイブル係数の測定点を有するグラフを示す。 図１０は、関連するワイブル線図を回帰線と共に示す。 図１１は、関連するワイブル線図を回帰線と共に示す。 図１２は、関連するワイブル線図を回帰線と共に示す。
図１に、本発明による板ガラス要素１を斜視図で示す。板ガラス要素１は、２つの向かい合う、特にさらには互いに平行な、側面３、５を有する。板ガラス要素１の厚さＤは、これらの側面３、５の間隔によって定められ、７００μｍ未満であり、好ましくは３００μｍ未満であり、好ましくは最大で２００μｍであり、特に好ましくは最大で１５０μｍである。最大で１００μｍという、より小さな厚さも同様に可能であり、特に最大で７０μｍの厚さ、最大で５０μｍの厚さも同様に可能であり、またさらには、厚さが最大で３０μｍしかないことも同様に可能である。
この図において、右側および左側に示す周囲のエッジ７の部分は、本発明により形成されたものである。これらの部分は、凸状に湾曲したエッジ面部分９を含む。このエッジ面部分９の、エッジ７の長手方向に対して垂直の方向での、一方の側面３から他方の向かい合う側面５への行路に沿った弧長は、要素１の厚さＤの少なくとも１／３０であり、好ましくは少なくとも１／２０であり、特に好ましくは少なくとも１／１０である。図１には、これに関連する凸状に湾曲したエッジ面部分９の湾曲弧２４が描かれている。
さらに、図１に示すように、エッジ面部分９は、このエッジ面部分９が凸状に湾曲した部分に、溝１１の形態の凹部を有する。これらの溝１１は、わずかな深さしか有しない。亀裂伝播に効果的に抗するためには、これで十分である。いずれにせよ、本発明によれば、溝の長さがその幅および深さよりも大きいことが予定される。この図には、エッジ面部分９が側面３へと移行する箇所に、実際には存在しない仮想の境界線が描かれている。
一実施形態（この実施形態は、図１に示す実施例においても実現されている）によれば、溝は複数の方向に延びている。それに伴って、溝が様々に互いに斜めにも存在している。溝１１の長さおよび密度が十分である場合には、示されている例でもそうであるように、溝の交差が生じる。このことは有利である。それというのも、たとえ生じる亀裂の最初の方向が他の溝１１と平行であったとしても、このようにして、こうした亀裂が、高い確率で、ある溝の上を走るためである。方向の分布は、１つ以上の優先方向を有しうる。同様に好ましくは所定の方向に走る亀裂の発生を抑えるためには、優先方向が１つであることが有利でありうる。本発明の一実施形態によれば、溝は、エッジの長手方向に沿って優先方向を１つ有する。
特に目指すべきことは、板ガラス要素のエッジ７において、面の勾配の急激な変化により生じ、かつその結果横断面における角として現れるような稜線を回避することである。なぜならば、そのような稜線は欠陥を生じ易く、また脆弱箇所を生じるためである。しかし、場合によっては他の理由から、そのような稜線が予定されることがあり、またその上、望ましいことがある。これは例えば、エッジにおける面部分が平坦であって、この平坦な面部分の境界部は、隣接する面の勾配が急激に変化する稜線によって形成されることが望ましいという場合でありうる。例えば、そのような面は、要素を固定するためには望ましい場合がある。図２に、一実施形態の一例を、横断面での稜線とともに示す。特にここでは、凸状に湾曲した２つのエッジ面部分９によってエッジ７が形成されており、これらのエッジ面部分９の間にはさらなる面部分１５が広がっている。エッジ７での、この面部分１５から隣接する面部分９への移行は、稜線１６上で行われる。ここで、本発明の一実施形態によれば、板ガラス要素１の表面２のエッジ面部分９および面部分１５上での接線２０と接線２１との間の角度が、最大で４５°、好ましくは最大で２０°、特に好ましくは最大で１０°であることが予定される。その際、接線２０、２１は、エッジ面部分９の湾曲の湾曲方向に対して垂直となるように、面部分に引かれる。この構造によって、接線２０、２１は、稜線１６に対して垂直な平面内にも存在する。
凸状に湾曲したエッジ面部分９にはさらに、曲率半径を割り当てることができる。この曲率半径は、弧２４の３つの点、すなわち図２に示すように、弧２４の始点２５、終点２７および中点２６を通る接触円により定義される。図２の例においては、板ガラス要素１の厚さＤの半分よりも大きい曲率半径が生じる。
図１および図２の例は、板ガラス要素１のエッジ７の特に好ましい一実施形態を具体化したものである。本発明のこの実施形態は、エッジ７が、凸状に湾曲した２つのエッジ面部分９を含んでおり、これらのエッジ面部分９は、それぞれ側面３、５の一方に移行し、その際、これらのエッジ面部分９の間には、エッジ７のさらなる面部分１５が広がり、この面部分１５は、図２にも示すように、横断面において直線状に延在するということに基づいている。エッジ７が直線状に延在する場合には、この面部分１５は平坦である。好ましくは、面部分１５の表面は、側面３、５に対して垂直に延在する。
図２の例に示すものとは異なって、このさらなる面部分１５は、側面３、５の一方であってもよい。つまり、このさらなる面部分１５がエッジの必須の構成成分ではないことも可能である。隣接する面部分１５が、凸状に湾曲したもう１つのエッジ面部分９と一致していることも可能である。そのような一例を、図３の変形に示す。ここでは、エッジ７の２つのエッジ面部分９が互いに隣接しており、その結果、稜線上でのその接線２０、２１は、４５°未満の小さな角度２３を成している。
図４から図６までは、本発明により加工された板ガラス要素１の電子顕微鏡写真を、倍率を増加させながら示したものである。この例の板ガラス要素１は、約１００μｍの厚さを有する。エッジ７は、各側面３、５上に、凸状に湾曲したエッジ面部分９を有する。図１に示す例と同様に、これら２つのエッジ面部分９の間には、さらなる、好ましくは湾曲していない、面部分１５が、エッジ７の構成成分として延びている。エッジ面部分９は実質的に丸く湾曲しており、その際、曲率半径は板ガラス要素１の厚さの約四分の一である。図６に、エッジ面部分９の上面図を示す。
図５および図６では、溝１１が明らかに見て取れる。溝１１は長く延びており、その長さは幅および深さを明らかに上回っている。さらに、溝１１は異なる方向で互いに斜めにも走っており、そして部分的に交差していることが見て取れる。この例では、切削工具での加工に起因して、溝１１の方向は多少なりともランダムである。しかし図６では、多くの溝１１が左下から右上へ向かって斜めに走っており、その結果、方向の分布において、ある一定の優先方向が存在している。
溝の深さは、平均で１０ｎｍの値を上回るが、５μｍを超えることはなく、特に５００ｎｍの深さを超えることもない。こうしたことは、欠陥が生じにくい平滑な表面を保ちつつも、一方ではこの表面によってすでに溝において亀裂の伝播を停止できるようにするために有利である。
以下に、板ガラス要素１の製造方法を詳細に説明する。本発明により形成されるエッジ７は、機械的切削により、特に、幾何学的に特定されない刃具を備えた工具を用いた切削方法により製造することができ、例えば、比較的小さなエッジ半径を有する任意の元の形状から研削および／またはポリシングおよび／またはラッピングにより製造することができる。幾何学的に特定されない刃具を備えた工具を用いた切削とは、ＤＩＮ ８５８９の意味での分類による方法と理解される。
図７に、切削工具１２を用いた、板ガラス要素１のエッジ７の加工を示す。切削工具１２には、回転式研削体１３が包含される。切削工具１２を用いて、板ガラス要素１のエッジ７を加工するが、これは、エッジ７での曲率半径を増大させながら、エッジ面部分９を生じさせ、これらのエッジ面部分９は凸状に湾曲しているために側面３、５の少なくとも一方がこれらのエッジ面部分９へと移行するように加工するものである。エッジ面部分９の凸状の包絡面が板ガラス要素の厚さの少なくとも１／４０の最小曲率半径を有するまで、加工を行う。この研削またはポリシングのプロセスによって、同時に、エッジ面部分９において溝１１の形態の凹部も設けられる。
その際、一方では、図７にも示すように、切削工具が軟質であり、エッジ７にぴったりと合う（もしくは密着する）ことが有利である。他方では、切削工具が比較的高い押圧力で同一の相対的な動きが行われた際に、該切削工具によって比較的高度のガラス切削が生じる状態にある場合に有利である。このことと、切削工具がぴったりと合うこととが相まって、エッジ７での曲率半径の増大が生じる。
ポリシング工具は、本方法の一実施形態によれば、ガラスの側面３、５に対して０°と９０°との間の角度でエッジ７に当てられ、それに応じて動かされる。回転運動とエッジ７に沿った長手方向での動きの他に、図７に両方向の矢印で示すように、切削工具１２の横方向への動きも可能である。研削体１３の幾何学的形状は好ましくは、ガラスのエッジ７がこのステップでその他の範囲よりも強度にポリシング工具に押しつけられるような状態にある。
研削体のヤング率が一定である場合には、エッジでより強く押しつけることによってより強い力がかかるとともに、その箇所での切削がより強度になる。例えば、採用する角度、加工時間、その他の加工パラメータ、工具材料および工具の幾何学的形状を適切に選択することによって、本発明によるエッジを形成することができる。
加工プロセスは、１つまたは複数のプロセスステップで行うことができる。プロセスステップが複数である場合には、異なるステップにおいて、一方では、研削／ポリシング／ラッピングの工具、研磨媒体、例えば使用されるポリシングペーストを、またさらには、プロセスパラメータ（押圧力、回転速度、押圧角度、添加物質など）を、変更することができる。こうしたプロセスパラメータを、単独のプロセスステップ内で変更することもできる。特に、押圧角度を連続的に変更することができる。
切削工具１２あるいはその研削体１３はいくつかの特性を有しており、これらは好ましくは所定の限度内で選択される：
－ 弾性：好ましくは、そのヤング率（複合体での平均ヤング率）が１０ＧＰａ未満である研削体１３が選択される。
－ 粒径は好ましくは、上述の溝１１の寸法が達成されうるように選択される。粒径は、粒子材料に応じて適宜異なっていてよい。好ましくは、１８０を上回る特性値（研削手段の製造者の団体による表示）を有する少なくとも１種の粒子が使用される。
－ 粒子材料が適切に選択される。ここでは、粒子材料が、被加工ガラスよりも硬質であることが想定されうる。好ましくは、材料は、ダイヤモンド、酸化セリウム、コランダム、酸化ジルコニウム、立方晶窒化ホウ素である。
－ 切削時に用いられる粒子は、堅固に結合されているか、またはペーストや液体などの形態で、研削体１３に与えられるかまたは研削体１３もしくはガラスに施与することができる。しかし、堅固に結合されていない粒子の場合には、押圧力が比較的高いと切削も比較的高度に行われる、という前提が、場合によっては必ずしも成り立つわけではないかあるいは崩れることに留意すべきである。なぜならば、粒子が場合により押圧帯域から移送されてしまうためである。総じて、特定の実施例に限定されるものではないが、本方法のさらなる一実施形態によれば、板ガラス要素１の表面２への押圧力の増加に伴って切削の増大を生じる切削工具１２を用いてエッジ７を加工することも予定される。
必要な負荷がかけられた際に板ガラス要素１が強度に撓むことのないように、そしてこの撓みによって破壊または望ましくないポリシング作用が生じることのないように、板ガラス要素１は好ましくは、堅固な支持体上に固定される。しかし、相応する加工パラメータで以て、保持を行わずに自由に加工することも考えられる。
図５の写真は、さらにもう１つの効果を示す。詳しく観察すると、互いに平行に位置する側面３、５の上にも、凸状に湾曲したエッジ面部分に続く表面範囲に溝１１が存在することが分かる。それに応じて、一実施形態によれば、側面３、５の縁部側の帯状部も、上述の幾何学的形状を有する溝１１を有する。このことは、エッジ近傍範囲での亀裂の伝播を抑える上で特に有利でありうる。図８には、図１のさらなる実施形態として概略的に、この実施形態の一実施例を示す。この図から分かるように、凸状に湾曲したエッジ面部分９はそれぞれ側面３、５へと移行し、その際、側面３、５の、エッジ面部分９に隣接した範囲１８も、同様に溝１１を有する。その際、これらの溝１１は特に、凸状に湾曲したエッジ面部分９から、側面３、５の隣接する範囲１８へと続くこともできる。この図には、上記で論じた範囲の長さおよび大きさを明確に示すために、実際には存在しない境界線が描かれている。
本発明を、多くのガラスに対して適用することができる。しかしながら好ましくは、本発明は、薄いシートへと良好に加工することができるとともに予定された薄いガラスの厚さでなおも高い強度を有するガラスに対して適用される。
使用されるガラスがアルカリを含有する場合には、本発明のさらなる一実施形態によれば、板ガラス要素１の化学強化も考えられる。化学強化は、エッジ加工の前および／または後に行うことができる。本発明の特別な一実施形態によれば、エッジ加工後に化学強化が行われ、それによって、エッジにおいて、凸状に湾曲したエッジ面部分９に沿って延びかつ相応して同様に湾曲したイオン交換帯域が形成される。その際、この特別なエッジ形態によって、化学強化により生じた強度向上がこの要素の縁部でも保たれる。
有利に、低鉄ガラスまたは鉄不含のガラスを使用することができ、特にＦｅ２Ｏ３含有率が０．０５質量％未満、好ましくは０．０３質量％未満であるガラスを使用することができる。なぜならば、こうしたガラスは吸収率が低く、したがって特に高められた透明性が可能となるためである。
しかし、他の用途に関しては、灰色ガラスまたは着色ガラスも好ましい。
一実施形態によれば、その使用のために強化されているガラスまたはガラスセラミックスが使用される。こうしたガラスまたはガラスセラミックスは、イオン交換により化学強化されていてもよいし、熱強化されていてもよいし、熱強化と化学強化とが組み合わされて行われていてもよい。
ガラス材料としては、光学ガラスを利用することもでき、例えば重フリントガラス、ランタン重フリントガラス、フリントガラス、軽フリントガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸クラウンガラス、バリウムクラウンガラス、重クラウンガラスまたはフルオロクラウンガラスを利用することができる。
有利に、低鉄ガラスまたは鉄不含のガラスを使用することができ、特にＦｅ２Ｏ３含有率が０．０５質量％未満、好ましくは０．０３質量％未満であるガラスを使用することができる。なぜならば、こうしたガラスは吸収率が低く、したがって特に高められた透明性が可能となるためである。
しかし、他の用途に関しては、灰色ガラスまたは着色ガラスも好ましい。
本発明は、いずれにせよすでに高強度であるガラスの機械的特性の最適化に特に適している。高強度ガラスは、典型的には、該ガラスが高い機械的応力にも曝される用途に使用される。したがって、このようなガラスは、面に作用する曲げ応力に耐えうるように設計されている。ここで、決定的に重要な脆弱箇所であるのが、ガラスのエッジである。このガラス板のエッジが欠陥を有しており、そしてさらには曲げ応力に曝されると、最終的には、その箇所で、高強度ガラス製のガラス板が極めて迅速に破壊する。今や、本発明によって、例えば１枚の比較的大きなガラス板を分割することによって個々のガラス板を集成する際に、エッジの品質が変わらないかどうかを調べることができる。例えば、摩滅によってガラスエッジにクラックの損傷が残ることが考えられる。そうなると、ガラス板全体の強度が明らかに低下する。
それに対して、本発明によって、極めて高強度の薄いガラスを達成することができた。アルモケイ酸板ガラス要素について、例えば５００ＭＰａを上回る強度と同時に、高いワイブル係数を測定することができた。これに関して、図９から図１３までをもとに、一例を説明する。図９に、破壊強度およびワイブル係数の３つの測定点を有するグラフを示す。これの３つの測定点３０、３１、３２は、異なる加工を行ったエッジを有するガラス要素の強度を表す。これらのガラス要素は、エッジ加工に関してのみ異なっている。ガラス（アルミノケイ酸ガラス）の組成およびガラス要素の厚さ（１００μｍ）は、同一である。
図９に示す測定点は、関連するワイブル線図の回帰線の傾きおよび位置によって求めたものである。測定点３０、３１、３２に関するワイブル線図を、回帰線とともに、図１０、図１１、図１２に示す。
まずこれらの測定点から読み取れることは、エッジの形成が強度に対して大きな影響を及ぼすということである。測定点３０は、図１０にワイブル線図として示されている破壊試験から求めたものである。試料は、クラック破壊によって生成されたエッジを有するガラス要素である。平均破壊強度として、Ｔ＝１５２．７ＭＰａの値が求められる。ワイブル係数は、ｂ＝９．０９である。この測定点３０によって、図９において曲線を引いた。この曲線は、測定点３０に対して同一の５％フラクタイルを有する全ての線により定められる。したがって、この曲線上にある測定点は、同等の強度を有するガラス要素に属する。
平均破壊強度４２８．６ＭＰａおよびワイブル係数ｂ＝５．０を有する、図９における測定点３１は、図１１に示す回帰線から求めたものである。図１１のワイブル線図の測定値は、レーザーで切断したエッジを有するガラス試料について測定したものである。切り離し、あるいはエッジの作製は、ＣＯ２レーザーを用いて行った。
最後に、測定点３２は、図１２に示す回帰線から、ワイブル係数６．９および平均破壊強度５７２．７ＭＰａで求められる。これらの値は、図４から図６までに示すのと同様に、本発明により加工したエッジ７を有する試料について測定したものである。
これらの測定点３０、３１、３２は、レーザーで切断されたエッジと本発明により加工されたエッジとがそれぞれ、クラック破壊により切断されたエッジよりも高い強度をもたらすことを裏付けている。その際、本発明により加工されたエッジ７の強度は、レーザーで切断されたエッジよりもさらに明らかに高い。
以下に、本発明によりエッジ強度を監視することにより強度向上を達成することのできる高強度ガラスを示す。
一実施形態によれば、モル組成（モル％）の以下の成分を有するガラスが適している：
Figure 0007020794000001
その際さらに、さらなる条件として、Ｂ２Ｏ３のモル含分に対するフッ素のモル含分の比、すなわちＦ／Ｂ２Ｏ３は、０．０００３から１５までの範囲内、好ましくは０．０００３から１１までの範囲内、特に好ましくは０．０００３から１０までの範囲内にある。こうしたガラスは化学強化可能であり、モバイルディスプレイにおいてカバーガラスとして使用可能である。
その際、以下の成分を含む組成が好ましい：
Figure 0007020794000002
特に、以下の成分を含む組成が好ましい：
Figure 0007020794000003
好ましくは、本発明のさらなる一実施形態によればさらに、以下の成分（質量％）からなる以下のガラス組成のホウケイ酸ガラスが使用される：
ＳｉＯ２ ６０～８５
Ａｌ２Ｏ３ １～１０
Ｂ２Ｏ３ ５～２０
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ２～１６
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの合計 ０～１５
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の合計 ０～５
Ｐ２Ｏ５ ０～２
および場合により、着色酸化物の添加物、例えばＮｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、希土類酸化物を０～５質量％の含有率で、あるいは「黒色ガラス」に関しては０～１５質量％の含有率で、および清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｆ、ＣｅＯ２を０～２質量％の含有率で含む。
さらに適したガラスの一群は、無アルカリホウケイ酸ガラスである。ここでは、以下の組成（質量％）が好ましい：
Figure 0007020794000004
こうしたガラスは、米国特許出願公開第２００２／００３２１１７号明細書（ＵＳ ２００２／００３２１１７ Ａ１）にも記載されており、ガラス組成およびガラス特性に関する該文献の内容も完全に本願の対象とされる。このクラスのガラスは、本出願人よりＡＦ３２の商品名で販売されている。
以下の表に、さらに適した無アルカリホウケイ酸ガラスの成分の含分を列挙するとともに、右欄に、類似の特性を有するガラスのクラスの、このガラスをベースとする組成範囲を列挙する：
Figure 0007020794000005
好ましいガラスタイプのさらなるクラスは、以下の成分（質量％）を有するホウケイ酸ガラスである：
Figure 0007020794000006
複数のガラスのうちのこのクラスのガラスの１つが、ＳｃｈｏｔｔガラスＤ ２６３である。これらのガラスは、詳細な組成とともに、米国特許出願公開第２０１３／２０７０５８号明細書（ＵＳ ２０１３／２０７０５８ Ａ１）にも記載されており、ガラス組成およびその特性に関する該文献の内容も完全に本願の対象とされる。
ソーダ石灰ガラスも適している。以下の表に、２つの実施例と、好ましい組成範囲による成分の割合（質量％）を列挙する：
Figure 0007020794000007
その際、ガラス２は、フロート法での板ガラスの製造に特に良好に適している。
一実施形態によればさらに、ガラスとして、以下の成分（質量％）からなる以下の組成のソーダ石灰ケイ酸塩ガラスが使用される：
ＳｉＯ２ ４０～８０
Ａｌ２Ｏ３ ０～６
Ｂ２Ｏ３ ０～５
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ５～３０
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの合計 ５～３０
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の合計 ０～７
Ｐ２Ｏ５ ０～２
および場合により、着色酸化物の添加物、例えばＮｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、希土類酸化物を０～５質量％の含有率で、あるいは「黒色ガラス」に関しては０～１５質量％の含有率で、および清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｆ、ＣｅＯ２を０～２質量％の含有率で含む。
本発明のさらなる一実施形態によれば、ガラス材料のために、以下の成分（質量％）からなる以下の組成のリチウムアルミニウムケイ酸塩ガラスが使用される：
ＳｉＯ２ ５５～６９
Ａｌ２Ｏ３ １９～２５
Ｌｉ２Ｏ ３～５
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ０～３
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計 ０～５
ＺｎＯ ０～４
ＴｉＯ２ ０～５
ＺｒＯ２ ０～３
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｎＯ２の合計 ２～６
Ｐ２Ｏ５ ０～８
Ｆ ０～１
Ｂ２Ｏ３ ０～２
および場合により、着色酸化物の添加物、例えばＮｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、希土類酸化物を０～１質量％の含有率で、および清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｆ、ＣｅＯ２を０～２質量％の含有率で含む。
好ましくはさらに、支持体材料として、以下の成分（質量％）からなる以下のガラス組成のアルカリアルモシリケートガラスが使用される：
ＳｉＯ２ ４０～７５
Ａｌ２Ｏ３ １０～３０
Ｂ２Ｏ３ ０～２０
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ４～３０
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの合計 ０～１５
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の合計 ０～１５
Ｐ２Ｏ５ ０～１０
および場合により、着色酸化物の添加物、例えばＮｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、希土類酸化物を０～５質量％の含有率で、あるいは「黒色ガラス」に関しては０～１５質量％の含有率で、および清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｆ、ＣｅＯ２を０～２質量％の含有率で含む。
好ましくはさらに、支持体材料として、以下の成分（質量％）からなる以下のガラス組成の無アルカリアルミノシリケートガラスが使用される：
ＳｉＯ２ ５０～７５
Ａｌ２Ｏ３ ７～２５
Ｂ２Ｏ３ ０～２０
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ０～０．１
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの合計 ５～２５
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の合計 ０～１０
Ｐ２Ｏ５ ０～５
および場合により、着色酸化物の添加物、例えばＮｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、希土類酸化物を０～５質量％の含有率で、あるいは「黒色ガラス」に関しては０～１５質量％の含有率で、および清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｆ、ＣｅＯ２を０～２質量％の含有率で含む。
好ましくはさらに、以下の成分（質量％）からなる以下のガラス組成の低アルカリアルミノシリケートガラスが使用される：
ＳｉＯ２ ５０～７５
Ａｌ２Ｏ３ ７～２５
Ｂ２Ｏ３ ０～２０
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ０～４
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの合計 ５～２５
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の合計 ０～１０
Ｐ２Ｏ５ ０～５
および場合により、着色酸化物の添加物、例えばＮｄ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｎｄ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、希土類酸化物を０～５質量％の含有率で、あるいは「黒色ガラス」に関しては０～１５質量％の含有率で、および清澄剤、例えばＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌ、Ｆ、ＣｅＯ２を０～２質量％の含有率で含む。
例えば、マインツ在Ｓｃｈｏｔｔ ＡＧ社よりＤ２６３、Ｄ２６３ ｅｃｏ、Ｂ２７０、Ｂ２７０ ｅｃｏ、Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ、Ｘｅｎｓａｔｉｏｎ Ｃｏｖｅｒ、Ｘｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒ ３Ｄ、ＡＦ４５、ＡＦ３７、ＡＦ ３２またはＡＦ３２ ｅｃｏの名称で販売されているような薄いガラスを使用することができる。
さらなる一実施形態において、板ガラス要素は、ガラスセラミックスであるか、またはガラスセラミックス板を含み、その際、このガラスセラミックスは、セラミックス化されたアルモシリケートガラスまたはリチウムアルミノシリケートガラスからなり、特に、化学硬化および／または熱硬化されたセラミックス化アルモシリケートガラスまたはリチウムアルミノシリケートガラスからなる。さらなる一実施形態において、脆性破壊を生じる材料は、セラミックス化可能な出発ガラスであって、火災発生時に熱作用下でセラミックス化されるかまたはさらにセラミックス化が進行する出発ガラスを含み、それゆえに、高められた火災安全性がもたらされる。
好ましくは、以下の組成（質量％）を有する、出発ガラスのガラスセラミックスまたはセラミックス化可能なガラスが使用される：
Ｌｉ２Ｏ ３．２～５．０
Ｎａ２Ｏ ０～１．５
Ｋ２Ｏ ０～１．５
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ０．２～２．０
ＭｇＯ ０．１～２．２
ＣａＯ ０～１．５
ＳｒＯ ０～１．５
ＢａＯ ０～２．５
ＺｎＯ ０～１．５
Ａｌ２Ｏ３ １９～２５
ＳｉＯ２ ５５～６９
ＴｉＯ２ １．０～５．０
ＺｒＯ２ １．０～２．５
ＳｎＯ２ ０～１．０
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｎＯ２の合計 ２．５～５．０
Ｐ２Ｏ５ ０～３．０。
他の一実施形態において、以下の組成（質量％）を有する、出発ガラスのガラスセラミックスまたはセラミックス化可能なガラスを使用することが好ましい：
Ｌｉ２Ｏ ３～５
Ｎａ２Ｏ ０～１．５
Ｋ２Ｏ ０～１．５
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ０．２～２
ＭｇＯ ０．１～２．５
ＣａＯ ０～２
ＳｒＯ ０～２
ＢａＯ ０～３
ＺｎＯ ０～１．５
Ａｌ２Ｏ３ １５～２５
ＳｉＯ２ ５０～７５
ＴｉＯ２ １～５
ＺｒＯ２ １～２．５
ＳｎＯ２ ０～１．０
ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋ＳｎＯ２の合計 ２．５～５
Ｐ２Ｏ５ ０～３．０。
他の一実施形態において、以下の組成（質量％）を有する、出発ガラスのガラスセラミックスまたはセラミックス化可能なガラスを使用することが好ましい：
Ｌｉ２Ｏ ３～４．５
Ｎａ２Ｏ ０～１．５
Ｋ２Ｏ ０～１．５
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計 ０．２～２
ＭｇＯ ０～２
ＣａＯ ０～１．５
ＳｒＯ ０～１．５
ＢａＯ ０～２．５
ＺｎＯ ０～２．５
Ｂ２Ｏ３ ０～１
Ａｌ２Ｏ３ １９～２５
ＳｉＯ２ ５５～６９
ＴｉＯ２ １．４～２．７
ＺｒＯ２ １．３～２．５
ＳｎＯ２ ０～０．４
ＴｉＯ２＋ＳｎＯ２の合計 ２．７未満
Ｐ２Ｏ５ ０～３
ＺｒＯ２＋０．８７（ＴｉＯ２＋ＳｎＯ２）の合計 ３．６～４．３。
ガラスセラミックスは好ましくは、主要な結晶相として、高石英混晶またはケアタイト混晶を含む。結晶サイズは、好ましくは７０ｎｍ未満であり、特に好ましくは５０ｎｍ以下であり、極めて特に好ましくは１０ｎｍ以下である。
本発明による板ガラス要素は、
－ 薄膜蓄電池としての、例えば再充電可能なリチウム系薄膜蓄電池への、
－ 電子部品および／または光学部品のための支持体としての、
－ 複合材料のための層材料としての、
－ 電気的接続の立体的な再配線を行うための、インターポーザ要素としての、
－ 電子表示装置のカバーガラスとしての、特にタッチスクリーンのカバーガラスとしての、
－ 携帯電話またはテレビの部分としての、
－ 鏡面基板または封着体としての、特に電子部品用の鏡面基板または封着体としての、
－ 生物学的用途、例えばシーケンシングにおけるパターン化された要素のための出発製品としての、生物学的フィルタとしての、または細胞増殖用のベースプレートとしての
使用に、特に適している。
１ 板ガラス要素
２ １の表面
３ １の側面
５ １の側面
７ エッジ
９ エッジ面部分
１１ 溝
１２ 切削工具
１３ 研削体
１５ ９に隣接する面部分
１６ 稜線
１８ ３、５の、溝が設けられた表面範囲
２０ ９での接線
２１ １５での接線
２３ ２０と２１との間の角度
２４ 弧
２５ 始点
２６ 中点
２７ 終点
３０ 破壊強度およびワイブル係数に関する測定点
３１ 破壊強度およびワイブル係数に関する測定点
３２ 破壊強度およびワイブル係数に関する測定点

Claims (11)

  1. ２つの向かい合う平行な側面（３、５）と、前記側面（３、５）をつなぐエッジ（７）とを有する板ガラス要素（１）であって、前記板ガラス要素（１）は、最大で３００μｍの厚さを有し、前記エッジ（７）の少なくとも１つの部分は、エッジ面部分（９）を伴って形成され、前記エッジ面部分（９）は凸状に湾曲しているため、前記側面（３、５）の少なくとも一方が前記エッジ面部分（９）へと移行し、前記エッジ面部分（９）は、前記板ガラス要素（１）の厚さの少なくとも１／３０である湾曲の弧長を有し、前記エッジ面部分（９）は、凸状に湾曲した範囲に溝（１１）の形態の凹部を有し、前記溝（１１）の長さは、前記溝（１１）の幅および深さよりも大きく、前記溝（１１）の深さは、最小で１０ｎｍであり、最大で５μｍであり、前記溝（１１）は、互いに斜めに、または垂直に走っており、前記溝（１１）によって、既存の亀裂または生じる亀裂のどちらもが影響を受け、続いて亀裂先端での応力強さが低下し、前記溝（１１）の方向の分布が、１つ以上の優先方向を有する、板ガラス要素（１）。
  2. 前記凸状に形成されたエッジ面部分（９）が、前記板ガラス要素（１）の厚さの少なくとも１／４０である曲率半径を有し、前記曲率半径とは、湾曲弧（２４）の始点、中点および終点を通る接触円の半径と定義されることを特徴とする、請求項１に記載の板ガラス要素（１）。
  3. 前記エッジ面部分（９）と、前記エッジ面部分（９）に隣接した前記板ガラス要素（１）の表面（２）の部分（１５）との間で、それらの、前記エッジ面部分（９）の湾曲の湾曲方向に対して垂直に位置する接線の間の角度（２３）が、最大で４５°であることを特徴とする、請求項１または２に記載の板ガラス要素（１）。
  4. 前記溝（１１）が交差することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の板ガラス要素（１）。
  5. 前記エッジ（７）が、凸状に湾曲した２つのエッジ面部分（９）を含み、前記エッジ面部分（９）はそれぞれ前記側面（３、５）の一方に移行し、前記エッジ面部分（９）の間には、前記エッジ（７）のさらなる面部分（１５）が広がり、前記面部分（１５）は、横断面において直線状に延在し、前記面部分（１５）の表面は、前記側面（３、５）に対して垂直に位置することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の板ガラス要素（１）。
  6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の板ガラス要素（１）の使用であって、
    － 薄膜蓄電池としての、
    － 電子部品および／または光学部品のための支持体としての、
    － 複合材料のための層材料としての、
    － 電気的接続の立体的な再配線を行うためのインターポーザ要素としての、
    － 電子表示装置のカバーガラスとしての、
    － 携帯電話またはテレビの部分としての、
    － 電子部品用の鏡面基板または封着体としての、
    － 生物学的用途におけるパターン化された要素のための出発製品としての、生物学的フィルタとしての、または細胞増殖用のベースプレートとしての、
    前記使用。
  7. 板ガラス要素（１）の加工方法であって、
    － 最大で３００μｍの厚さを有する板ガラス要素（１）を準備するステップ、
    － 前記板ガラス要素（１）の少なくとも１つのエッジ（７）を、前記エッジ（７）にエッジ面部分（９）が生じ、前記エッジ面部分（９）が凸状に湾曲していることによって前記側面（３、５）の少なくとも一方が前記エッジ面部分（９）へと移行するように加工するステップであって、前記エッジ面部分（９）は、前記板ガラス要素（１）の厚さの少なくとも１／３０である弧長を有するものとするステップ、
    を有する方法において、
    － 前記加工を、特定されない刃具を備えた少なくとも１つの可動式の切削工具（１２）を用いて行い、前記加工の際に、前記エッジ（７）の輪郭にぴったりと合う軟質のポリシング工具を使用し、かつ、
    － 前記加工の際に前記エッジ面部分（９）の曲率半径を大きくし、そして前記エッジ面部分（９）において溝（１１）の形態の凹部を設け、前記溝（１１）の長さは、前記溝（１１）の幅および深さよりも大きく、
    － 前記切削工具（１２）を用いた前記加工の際に、前記エッジ面部分（９）に、互いに斜めに、または垂直に走る溝（１１）を設け、前記溝（１１）の方向の分布が、１つ以上の優先方向を有する、前記加工方法。
  8. 弾性率が１０ＧＰａ未満である切削工具（１２）を使用して切削することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 前記切削工具（１２）を用いた前記加工の際に、互いに交差する溝（１１）を前記エッジ面部分（９）に設けることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
  10. 深さが最小で１０ｎｍであり、最大で５μｍである溝（１１）を設けることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記板ガラス要素（１）の表面（２）への押圧力の増加に伴って切削の増大を生じる切削工具（１２）を用いて前記エッジ（７）を加工することを特徴とする、請求項７から１０までのいずれか１項に記載の方法。
JP2017083415A 2016-04-22 2017-04-20 高められたエッジ強度を有する板ガラス製品およびその製造方法 Active JP7020794B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016107535.3A DE102016107535A1 (de) 2016-04-22 2016-04-22 Flachglasprodukt mit erhöhter Kantenfestigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102016107535.3 2016-04-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017193482A JP2017193482A (ja) 2017-10-26
JP7020794B2 true JP7020794B2 (ja) 2022-02-16

Family

ID=60020970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017083415A Active JP7020794B2 (ja) 2016-04-22 2017-04-20 高められたエッジ強度を有する板ガラス製品およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10343249B2 (ja)
JP (1) JP7020794B2 (ja)
CN (1) CN107304105B (ja)
DE (1) DE102016107535A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102547372B1 (ko) * 2016-05-03 2023-06-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
WO2017217388A1 (ja) * 2016-06-17 2017-12-21 日本電気硝子株式会社 強化ガラス板および強化ガラス板の製造方法
KR102607582B1 (ko) * 2016-08-30 2023-11-30 삼성디스플레이 주식회사 커버 윈도우, 커버 윈도우를 포함하는 표시 장치 및 커버 윈도우의 제조 방법
KR102585391B1 (ko) 2018-07-25 2023-10-06 삼성디스플레이 주식회사 커버 글래스, 이의 제조 방법, 및 커버 글래스를 포함하는 표시장치
DE102019110488A1 (de) * 2019-04-23 2020-11-12 Schott Ag Glas- oder Glaskeramikplatte und Verfahren zur Herstellung derartiger Platten
KR20210021710A (ko) * 2019-08-19 2021-03-02 삼성전자주식회사 유도 가열 조리장치
KR102462339B1 (ko) * 2020-07-22 2022-11-04 (주)하나기술 내충격성이 강화된 초박막 유리 및 그 제조 방법
US11307458B2 (en) * 2020-09-23 2022-04-19 Luca HUNG Display device
CN112852362A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 中国人民解放军火箭军工程大学 一种胶黏固化增韧抑制硬脆材料加工边缘碎裂损伤的方法
CN113673154B (zh) * 2021-08-16 2024-03-12 深圳市八零联合装备有限公司 一种晶粒分选过程中的寻径方法、装置、设备及存储介质
KR102443796B1 (ko) * 2022-05-30 2022-09-16 주식회사 도우인시스 유리 절단 및 후처리 방법에 의해 제조된 셀 단위 박막 글라스

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011140409A (ja) 2010-01-05 2011-07-21 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス基板およびその製造方法
JP2013099821A (ja) 2011-11-08 2013-05-23 Nihon Micro Coating Co Ltd 端縁部を研磨テープにより研磨仕上げした板ガラス並びに板ガラス端縁部の研磨方法及び研磨装置
JP2014179160A (ja) 2012-09-28 2014-09-25 Hoya Corp 磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスク、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
WO2015152316A1 (ja) 2014-03-31 2015-10-08 Hoya株式会社 磁気ディスク用ガラス基板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100217406B1 (ko) * 1994-10-26 1999-09-01 마쯔무라 미노루 판유리의 단부 마무리 방법 및 이 방법을 이용한 열강화 판유리 및 이 열강화 판유리를 이용한 방화 창호
DE10000836B4 (de) 2000-01-12 2005-03-17 Schott Ag Alkalifreies Aluminoborosilicatglas und dessen Verwendungen
JP5616907B2 (ja) 2009-03-02 2014-10-29 アップル インコーポレイテッド ポータブル電子デバイスのガラスカバーを強化する技術
KR101707056B1 (ko) * 2009-03-10 2017-02-15 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 유리 기판 및 그 제조 방법
US20120052302A1 (en) 2010-08-24 2012-03-01 Matusick Joseph M Method of strengthening edge of glass article
WO2012090364A1 (ja) * 2010-12-28 2012-07-05 コニカミノルタオプト株式会社 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法
KR102043657B1 (ko) 2011-05-13 2019-11-12 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 적층체, 적층체의 절단 방법, 적층체의 가공 방법, 및 취성 판상물의 절단 장치 및 절단 방법
JP2013008915A (ja) 2011-06-27 2013-01-10 Toshiba Corp 基板加工方法及び基板加工装置
US8721392B2 (en) * 2011-06-28 2014-05-13 Corning Incorporated Glass edge finishing method
DE102011052622B9 (de) 2011-08-12 2013-03-21 Schott Ag Arsen- und antimonfreies, titanoxidhaltiges Borosilikatglas, Verfahren zu dessen Herstellung, Verwendung des Glases und Verwendung sauerstoffhaltiger Selenverbindungen zur Läuterung
US20130288010A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 Ravindra Kumar Akarapu Strengthened glass article having shaped edge and method of making
KR101389377B1 (ko) 2012-09-05 2014-04-25 삼성코닝정밀소재 주식회사 유리기판 면취 장치
JP2015096313A (ja) 2013-11-15 2015-05-21 日本電気硝子株式会社 ガラスフィルム積層体および液晶パネルの製造方法
CN106458688A (zh) 2014-03-31 2017-02-22 康宁股份有限公司 形成层压玻璃结构的机械加工方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011140409A (ja) 2010-01-05 2011-07-21 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス基板およびその製造方法
JP2013099821A (ja) 2011-11-08 2013-05-23 Nihon Micro Coating Co Ltd 端縁部を研磨テープにより研磨仕上げした板ガラス並びに板ガラス端縁部の研磨方法及び研磨装置
JP2014179160A (ja) 2012-09-28 2014-09-25 Hoya Corp 磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスク、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
WO2015152316A1 (ja) 2014-03-31 2015-10-08 Hoya株式会社 磁気ディスク用ガラス基板

Also Published As

Publication number Publication date
CN107304105A (zh) 2017-10-31
US20190314948A1 (en) 2019-10-17
JP2017193482A (ja) 2017-10-26
DE102016107535A1 (de) 2017-10-26
CN107304105B (zh) 2022-06-17
US11931862B2 (en) 2024-03-19
US20170304980A1 (en) 2017-10-26
US10343249B2 (en) 2019-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7020794B2 (ja) 高められたエッジ強度を有する板ガラス製品およびその製造方法
TWI794169B (zh) 包含金屬氧化物濃度梯度之玻璃基物件、形成該物件之方法、及包含該物件之裝置
JP6128401B2 (ja) 亀裂および引っ掻き抵抗性のガラスおよびそれから製造されたエンクロージャ
JP5376032B1 (ja) 化学強化ガラス板、カバーガラスおよびディスプレイ装置
TWI547453B (zh) A cover glass for display device and a method for manufacturing the same
JP7479549B2 (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
KR102227298B1 (ko) 내파괴성 적층-기판 및 이를 포함하는 제품
CN107032638B (zh) 显示器的防护玻璃板
TWI424972B (zh) 強化板玻璃
WO2018186402A1 (ja) 化学強化ガラス
JPWO2017126605A1 (ja) 化学強化ガラス及び化学強化ガラスの製造方法
WO2013176150A1 (ja) 化学強化ガラス板、カバーガラス、タッチセンサ付化学強化ガラスおよびディスプレイ装置
JP5668828B1 (ja) 化学強化ガラス板
JPWO2013031547A1 (ja) ガラス板、およびガラス板の製造方法
JP7184791B2 (ja) 高い接触耐性を有するフレキシブル超薄ガラス
WO2014045809A1 (ja) 化学強化ガラスの製造方法
CN111747656B (zh) 用于改善覆盖基材对冲击断裂的可靠性的方法和设备
JP2013245158A (ja) 強化ガラス板の製造方法、強化用ガラス板の製造方法、強化ガラス板及びタッチパネル
KR20230068389A (ko) 강화 유리
KR20230107437A (ko) 유리 조성물, 이로부터 제조된 유리 제품 및 디스플레이 장치
KR20210127268A (ko) 유리 제품 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP2014201516A (ja) 化学強化ガラス板及び化学強化ガラス物品
KR20210097143A (ko) 박형 다층 적층체

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210225

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211108

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20211108

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20211115

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20211117

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: 20220124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7020794

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150