KR102314817B1 - 이온 교환 가능한 높은 내손상성 유리 - Google Patents

이온 교환 가능한 높은 내손상성 유리 Download PDF

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Abstract

적어도 약 65 mol% SiO2, 약 7 mol% 내지 약 11 mol% 범위의 Al2O3, 약 13 mol% 내지 약 16 mol% 범위의 Na2O; 및 MgO, CaO 및 ZnO로부터 선택된 0이 아닌 양의 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물을 포함하는 유리 조성물의 구체 예는 개시되며, 여기서 상기 알칼리토 금속 산화물의 합은 약 6 mol%까지이다. 상기 유리 조성물은 퓨전 형성 공정 및 플로우트 형성 공정을 사용하여 가공될 수 있고, 이온 교환 가능하다. 이러한 유리 조성물을 포함하는 유리 제품 및 이러한 유리 제품을 형성하는 방법은 또한 개시된다. 하나 이상의 구체 예의 상기 유리 제품은 적어도 8 kgf의 비커스 압입 균열 개시 하중을 나타낸다.

Description

이온 교환 가능한 높은 내손상성 유리 {Ion Exchangeable High Damage Resistance Glasses}
본 출원은 2013년 11월 19일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/906,098호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 이온-교환 가능한 유리 조성물 및 이로부터 형성된 높은 내손상성을 나타내는 강화 유리 제품에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 퓨전 (fusion) 및 플로우트 공정 (float processes)에 의해 유리 제품으로 형성될 수 있는 이온-교환 가능한 유리 조성물에 관한 것이다.
전자 장치 (예를 들어, 휴대폰, 스마트폰, 테블릿, 비디오 플레이어, 정보 단말기, 랩탑 컴퓨터, 등), 가전제품 (예를 들어, 쿡탑, 냉장고, 및 세척기 문, 등), 정보 디스플레이 (예를 들어, 화이트보드), 및 자동차 부품 (예를 들어, 대시보드 (dashboards), 방풍유리, 창 부품 등)과 같은 장치는 다양한 유리 제품을 혼입한다. 상기 유리 제품은 이러한 제품에서 디스플레이의 일부일 수 있다. 디스플레이에 사용된 경우, 상기 유리 제품은 커버 유리 제품으로 언급될 수 있고, 몇몇 경우에서, 터치 모듈의 일부를 형성할 수 있다.
이러한 용도의 유리 제품은 종종 상기 유리 제품이 필요한 양의 내손상성을 나타내도록 요구된다. 예를 들어, 이온 교환 공정에 의해 강화된 유리 제품은 통상적으로 필요한 내손상성을 나타낸다. 이러한 유리 제품은 플로우트 공정 또는 퓨전 공정에 의해 형성될 수 있다; 그러나, 공지의 유리 조성물은 상기 공정들 중 하나와 호환 가능하지 않는 어떤 부식성 구성요소 및 특성의 존재에 기인하여 공정 모두의 사용을 허용하지 않는다. 따라서, 강화될 수 있고, 내손상성을 나타내는 유리 제품을 형성하기 위해 퓨전 및 플로우트 공정들에서 사용될 수 있는 유리 조성물에 대한 요구가 있다.
본 개시의 제1 관점은 적어도 약 65 mol% 또는 적어도 약 70 mol%의 SiO2, 약 7 mol% 내지 약 11 mol% 범위의 Al2O3, 약 8 mol% 내지 약 16 mol% 범위의 Na2O, 및 MgO, CaO 및 ZnO로부터 선택된 0이 아닌 양의 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물을 포함하는 유리 조성물에 관련된다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 알칼리토 금속 산화물의 합은 약 6 mol%까지, 또는 선택적으로 약 2 mol% 내지 약 6 mol%의 범위이다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 약 3 mol%까지의 0이 아닌 양의 P2O5, 및/또는 약 5 mol% 미만의 B2O3를 포함할 수 있다. 상기 유리 조성물은 K2O, Li2O, Fe2O3 및 ZrO2 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에 따른 유리 조성물은 또한 SnO2를 포함할 수 있다.
상기 조성물은 1300℃에서 약 15 kP 미만 또는 약 10 kP 미만의 점도를 나타낼 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 1100℃ 이하의 액상선 온도를 나타낼 수 있다.
본 개시의 제2 관점은 여기에 개시된 유리 조성물을 포함하거나 이로부터 만들어진 유리 제품에 관련된다. 상기 유리 제품은 전자 장치에 포함될 수 있고, 이러한 전자 장치용 디스프레이의 커버 유리 또는 다른 부품을 형성할 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품은 이온 교환 공정과 같은 화학적 강화 공정에 의해 강화될 수 있다. 이온 교환에 의해 달성된 화학적 강화의 정도는 중심 장력 (CT), 압축 응력 (CS), 및 층의 깊이 (DOL)의 파라미터에 기초하여 정량화될 수 있다. 압축 응력 (CS)은 다양한 깊이에서 강화된 유리 제품 내 또는 표면 근처에서 측정될 수 있다. 이온 교환 공정은 층의 깊이 (DOL)로 정의된 두께를 갖는 압축 응력 층을 산출한다. 최대 압축 응력 값은 강화된 유리 제품의 측정된 압축 응력 (CS)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품은 상기 유리 제품의 표면으로부터 층의 깊이로 연장하는 압축 응력 층을 포함할 수 있다. 상기 압축 응력 층은 약 500MPa 이상 또는 700MPa 이상의 압축 응력을 나타낼 수 있다. 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하는, 상기 압축 응력 층의 깊이 또는 층의 깊이 (DOL)는 약 30㎛ 이상일 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 700MPa 이상의 압축 응력 및 약 30㎛ 이상의 층의 깊이를 갖는 압축 응력 층은 약 4시간 이하 동안 상기 유리 제품을 이온 교환시켜 형성될 수 있다. 다른 구체 예에서, 650MPa 이상의 압축 응력 및 약 40㎛ 이상의 층의 깊이를 포함하는 압축 응력 층은 8시간 이하 동안 상기 유리 제품을 이온 교환시켜 형성될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 650MPa 이상의 압축 응력 및 약 50㎛ 이상의 층의 깊이를 포함하는 압축 응력 층은 약 16시간 미만 동안 상기 유리 제품을 이온 교환시켜 형성될 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품은 적어도 약 8 kgf 또는 적어도 약 14 kgf의 비커스 압입 균열 개시 하중 (Vickers indentation crack initiation load)을 나타낸다.
몇몇 구체 예의 유리 제품은 플로우트-형성된 유리 제품일 수 있거나 또는 플로우트 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 구체 예에서, 상기 유리 제품은 퓨전-형성된 유리 제품일 수 있거나, 또는 퓨전 공정으로부터 형성될 수 있다.
하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 상기 유리 제품은 여기에 개시된 바와 같은 유리 조성물을 갖는 표면층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 제품은 적어도 약 65 mol% 또는 적어도 약 70 mol%의 SiO2, 약 7 mol% 내지 약 11 mol% 범위의 Al2O3, 약 8 mol% 내지 약 16 mol% 범위의 Na2O 및 MgO, CaO 및 ZnO로부터 선택된 0이 아닌 양의 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물의 유리 조성물을 갖는 표면층을 포함할 수 있다. (상기 표면층을 배제한) 상기 유리 제품의 나머지는 다른 유리 조성물을 가질 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 표면층은 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하고, 적어도 100㎚의 두께를 가질 수 있다. 이러한 유리 제품은 또한 상기 유리 제품의 제1 표면으로부터 층의 깊이로 연장하는 압축 응력 층을 포함할 수 있다. 상기 압축 응력 층은 약 500MPa 이상의 압축 응력을 나타낼 수 있고, 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하는 층의 깊이는 약 30㎛ 이상일 수 있다.
본 개시의 제3 관점은 여기에 개시된 유리 제품을 형성하는 방법에 관련된다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 방법은, 여기에 기재된 바와 같은, 유리 조성물의 배치를 용융하는 단계, 및 퓨전 공정 또는 플로우트 공정에 의해 유리 제품을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 유리 제품 내에 압축 응력 층을 형성하기 위해 유리 제품을 이온 교환 처리시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이온 교환 처리는 16시간 미만 동안 지속될 수 있다. 최종 압축 응력 층은 적어도 약 700MPa의 압축 응력을 가질 수 있고, 상기 압축 응력 층은 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 적어도 약 50㎛의 층의 깊이로 연장될 수 있다.
부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백할 것이며, 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 대표적인 것이며, 청구항의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서의 일부를 구성하고 혼입된다. 도면은 하나 이상의 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 다양한 구체 예의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 제품의 측면도를 나타낸다.
도 2는 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 제품의 측면도를 나타낸다.
도 3은 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 제품의 측면도를 나타낸다.
도 4는 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 조성물의 1300℃에서 점도의 플롯 (plot)이다.
도 5는 하나 이상의 구체 예에 따른 화학적으로 강화된 유리 제품의 압축 응력 및 압축 응력 층의 깊이 (DOL)의 플롯이다.
도 6은 하나 이상의 구체 예에 따른 화학적으로 강화된 유리 제품에서 50㎛의 DOL을 달성하기 위해 요구된 이온 교환 공정의 지속기간을 나타내는 플롯이다.
도 7은 하나 이상의 구체 예에 따른 화학적으로 강화된 유리 제품의 50㎛의 DOL에서 CS를 나타내는 플롯이다.
도 8은 하나 이상의 구체 예에 따른 화학적으로 강화된 유리 제품에 대한 압입 파단 임계값의 하한을 나타내는 플롯이다.
이하 참조는 바람직한 구체 예에 대해 매우 상세하게 만들어질 것이고, 이의 실시 예는 수반되는 도면에 예시된다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하게나 또는 유사한 부품에 대하여 도면 전반에 걸쳐 사용될 것이다.
부가적으로, 군이 요소의 군 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 기재된 경우, 상기 군은 개별적으로 또는 서로 조합하여, 인용된 이들 요소의 어떤 수로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 유사하게, 군이 요소의 군 및 이들의 조합 중 적어도 하나로 이루어진 것으로 기재된 경우, 상기 군은 개별적으로 또는 서로 조합하여, 인용된 이들 요소의 어떤 수로 이루어질 수 있는 것으로 이해된다. 별도의 언급이 없는 한, 인용된 경우, 값의 범위는, 상기 범위의 상한 및 하한값뿐만 아니라 이들 사이의 어떤 준-범위 모두를 포함한다. 별도의 언급이 없는 한, 여기에 기재된 조성물의 구성분을 포함하는 모든 조성물 및 관계는 몰 퍼센트 (mol%)로 표시된다.
본 개시의 제1 관점은 SiO2, Al2O3, Na2O, 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물 및 선택적으로, P2O5를 포함하는 유리 조성물에 관련된다. 하나 이상이 구체 예에 따른 유리 조성물은 이온 교환가능하고, 몇몇 구체 예에서, 1300℃에서 고온 점도를 나타내어, 퓨전 공정 및/또는 플로우트 공정을 사용하여 유리 조성물이 가공되는 것을 가능하게 한다. 다시 말해서, 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 조성물은, 여기에서 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 퓨전 공정 또는 플로우트 공정을 사용하여 다양한 종류의 유리 제품으로 형성될 수 있다. 또한, 여기에 기재된 바와 같이, 기재된 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품의 이온 교환 속도는, 공지의, 퓨전-형성 가능한, 유리 조성물을 포함하는 유리 제품과 비슷하거나 또는 심지어 개선된다. 예를 들어, 본 개시의 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 조성물은, 약 10시간 이하의 지속기간 동안 약 410℃의 온도에서 이온 교환 공정을 수행한 후에, 약 50㎛ 이상의 층의 깊이 (또는 두께)를 나타내는 압축 응력 층을 달성할 수 있다. 여기에 개시된 유리 조성물을 포함하는 유리 제품은 공지의 퓨전 형성 가능한 유리 조성물을 포함하는 제품과 동일하거나 또는 초과하는 압입 파단 임계값을 나타낼 수 있다.
상기 유리 조성물의 하나 이상의 구체 예는 적어도 약 65 mol%의 SiO2, 약 7 mol% 내지 약 11 mol% 범위의 Al2O3, 약 8 mol% 내지 약 16 mol% 범위의 Na2O, 및 MgO, CaO 및 ZnO으로부터 선택된 0이 아닌 양의 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물을 포함한다.
하나 이상의 구체 예에서, SiO2의 양은 66 mol% 이상, 67 mol% 이상, 68 mol% 이상, 69 mol% 이상, 70 mol% 이상, 71 mol% 이상, 72 mol% 이상, 73 mol% 이상, 74 mol% 이상, 75 mol% 이상 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, SiO2는 약 65 mol% 내지 약 76 mol%, 66 mol% 내지 약 76 mol%, 67 mol% 내지 약 76 ml%, 68 mol% 내지 약 76 mol%, 69 mol% 내지 약 76 mol%, 65 mol% 내지 약 75 mol%, 65 mol% 내지 약 74 mol%, 65 mol% 내지 약 73 mol%, 65 mol% 내지 약 72 mol%, 65 mol% 내지 약 71 mol%, 65 mol% 내지 약 70 mol%, 65 mol% 내지 약 69 mol%의 범위 및 이들 사이 모든 범위 및 서브-범위에 존재할 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 약 69 mol% 내지 약 72 mol%, 약 69.5 mol% 내지 약 71.5mol%, 약 70 mol% 내지 약 71 mol%, 약 70 mol% 초과 및 약 72 mol% 미만의 범위 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 SiO2를 포함할 수 있다. SiO2의 하한값은 67 mol%, 67.5 mol%, 68 mol%, 68.5 mol%, 69 mol%, 69.5 mol%, 70 mol%, 70.5 mol% 및 이들 사이 모든 범위 및 서브-범위를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서 SiO2의 상한값은 75.5 mol%, 75.6 mol%, 75.7 mol%, 75.8 mol%, 75.9 mol%, 76 mol%, 76.1 mol%, 76.2 mol%, 76.3 mol%, 76.4 mol%, 76.5 mol%, 76.6 mol%, 76.7 mol%, 76.8 mol%, 76.9 mol%, 77 mol% 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함할 수 있다.
여기에 기재된 유리 조성물의 구체 예에서, SiO2는 주된 유리-형성 산화물로 제공된다. 유리 조성물에 존재하는 SiO2의 양은 이의 사용 또는 적용 (예를 들어, 터치 적용)에 대해 적합한 필요한 화학적 내구성을 나타내는 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품을 제공하는데 충분하여야 한다. SiO2의 상한값은 여기에 기재된 유리 조성물의 용융 온도를 조절하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 과잉의 SiO2는 200 poise에서 용융 온도를, 미세한 버블 (fining bubbles)과 같은 결함이 가공 동안 및 최종 유리 제품에서 나타나거나 또는 발생될 수 있는, 고온으로 몰아갈 수 있다. 더군다나, 대부분 산화물과 비교하여, SiO2는 이온 교환에 의해 생성된 압축 응력을 감소시킨다. 다시 말해서, 과잉의 SiO2를 갖는 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품은 과잉의 SiO2가 없는 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품과 동일한 정도로 이온 교환 가능하지 않을 수 있다. 또한, 과잉의 SiO2를 갖는 유리 조성물은 결핍의 SiO2을 갖는 유리 조성물보다 유리 형성 공정 동안 용융하는데 좀 더 어려운 것으로 믿어진다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 유리 조성물에 존재하는 SiO2는 유리 제품 구조를 개방할 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 하나 이상의 구체 예에 따른 유리 조성물에 존재하는 SiO2는 최종 유리 제품의 소성 변형 전 파괴 특성 (plastic deformation prior break properties)을 증가시킬 수 있다. 여기에 기재된 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품에서 SiO2 함량은 또한 유리 제품의 압입 파단 임계값을 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 약 5 mol% 내지 약 15 mol%, 약 5 mol% 내지 약 14 mol%, 약 5 mol% 내지 약 13 mol%, 약 5 mol% 내지 약 12 mol%, 약 5 mol% 내지 약 11 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 약 6 mol% 내지 약 15 mol%, 약 7 mol% 내지 약 15 mol%, 약 8 mol% 내지 약 15 mol%, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%, 약 10 mol% 내지 약 15 mol%의 범위 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 상기 유리 조성물의 하나 이상의 구체 예에서 Al2O3의 하한값은 8 mol%, 8.2 mol%, 8.4 mol%, 8.6 mol%, 8.8 mol%, 9 mol% 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, Al2O3의 상한값은 10 mol%, 10.2 mol%, 10.4 mol%, 10.8 mol%, 11 mol%, 11.2 mol%, 11.4 mol%, 11.6 mol%, 11.8 mol%, 12 mol% 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, Al2O3는 약 9 mol%, 9.2 mol%, 9.4 mol%, 9.6 mol%, 9.8 mol%, 10 mol%, 10.2 mol%, 10.4 mol%, 10.6 mol%, 10.8 mol% 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재할 수 있다.
Al2O3의 양은 유리 형성 산화물로 제공되기 위해, 및/또는 용융 유리 조성물의 점도를 조절하기 위해 조정될 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 다른 알칼리 및/또는 알칼리 토에 대하여 유리 조성물에서 Al2O3 양의 증가는 이러한 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품의 내구성을 개선 또는 증가시킬 수 있다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 유리 조성물에서 알칼리 산화물 (R2O)의 농도가 Al2O3의 농도와 같거나 또는 초과하는 경우, 알루미늄 이온은 전하-밸런서 (charge-balancers)로서 작용하는 알칼리 이온으로 사면체 배위 (tetrahedral coordination)에서 확인되는 것으로 믿어진다. 이 사면체 배위는 이러한 유리 조성물로부터 형성된 유리 제품의 이온 교환을 크게 향상시킨다. 이것은 여기에서의 표 1에 기재된 몇몇 실시 예에서 입증된다. 표 1에 기재된 다른 실시 예에서, 알칼리 산화물의 농도는 알루미늄 이온의 농도 미만이고; 이 경우에서, 이가 양이온 산화물 (RO)은 다양한 정도로 사면체 알루미늄의 전하 균형을 이룰 수 있다. 칼슘, 아연, 스트론튬, 및 바륨과 같은 원소가 두 개의 알칼리 이온과 대등하게 거동하는 반면, 마그네슘 이온의 높은 전계 강도 (field strength)는 이들이 사면체 배위에서 알루미늄의 충분한 전하 균형을 이루지 못하게 하여, 5- 및 6-배 배위된 알루미늄의 형성을 결과한다. 일반적으로, Al2O3는, 알칼리 이온의 상대적으로 빠른 확산을 허용하면서, 강한 네트워크 백본 (즉, 높은 변형점)을 가능하게 하기 때문에 이온-교환 가능한 유리 조성물 및 강화된 유리 제품에서 중요한 역할을 할 수 있다. 그러나, Al2O3의 농도가 너무 높은 경우, 상기 유리 조성물은 더 낮은 액상선 점도를 나타낼 수 있고, 따라서, Al2O3 농도는 합리적인 범위 내에서 조절될 수 있다. 또한, 과잉의 Al2O3을 갖는 유리 조성물은 적은 Al2O3를 갖는 유리 조성물보다 유리 형성 공정 동안 용융하는 것이 좀 더 어려울 것으로 믿어진다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 알칼리 토 산화물 및/또는 ZnO과 같은, 하나 이상의 이가 양이온 산화물을 포함할 수 있다. 이러한 이가 양이온 산화물은 유리 조성물의 용융 거동을 개선하기 위해 포함될 수 있다. 이온 교환 성능에 관하여, 이가 양이온의 존재는 알칼리 이동성을 감소시키도록 작용할 수 있다. 더 큰 이가 양이온 산화물이 활용된 경우, 이들은 이온 교환 성능에 역효과를 나타낼 수 있다. 더군다나, 더 작은 이가 양이온 산화물은 일반적으로 더 큰 이가 양이온 산화물보다 훨씬 이온 교환된 유리 제품에서 압축 응력의 성장을 돕는다. 그러므로, MgO 및 ZnO와 같은 이가 양이온 산화물은 개선된 응력 이완에 대하여 장점을 제공할 수 있으면서, 알칼리 확산도에 대한 역효과를 최소화시킨다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 유일한 이가 양이온 산화물로서 MgO 및/또는 ZnO를 혼입할 수 있고, 선택적으로, 어떤 다른 이가 양이온 산화물이 실질적으로 없을 수 있다.
여기서 사용된 바와 같은, 유리 조성물 및/또는 유리 제품의 성분에 관하여 문구 "실질적으로 없는"은 상기 성분이 초기 배칭 (batching) 또는 뒤이은 이온 교환 동안 유리 조성물에 능동적으로 또는 의도적으로 첨가되지는 않지만, 불순물로서 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 유리 조성물 또는 유리 제품은, 성분이 약 0.10 mol% 미만의 양으로 존재하는 경우, 상기 성분이 실질적으로 없는 것으로 기재될 수 있다.
몇몇 구체 예에 따른 유리 조성물은, MgO, CaO 및 ZnO와 같은, 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물의 총 양은 0이 아닌 양으로부터 약 6 mol%까지일 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 알칼리토 금속 산화물 중 어느 하나의 양은 약 6 mol%까지, 약 5.5 mol%까지, 약 5 mol%까지, 약 4.5 mol%까지, 약 4 mol%까지, 약 3.5 mol%까지, 약 3 mol%까지, 약 2.5 mol%까지, 약 2 mol%까지, 약 1.5 mol%까지, 약 1 mol%까지, 약 0.5 mol%까지, 약 1 mol%까지, 약 0.5 mol%까지 및 상기 알칼리토 금속 산화물의 합이 약 6 mol%를 초과하지 않는다는 전제하에서, 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 알칼리토 금속 산화물의 총 양은 약 2 mol% 내지 약 6 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5.5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 4.5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 4 mol%, 약 2 mol% 내지 약 3.5 mol%, 약 2.5 mol% 내지 약 6 mol%, 약 3 mol% 내지 약 6 mol%, 약 3.5 mol% 내지 약 6 mol%, 약 4 mol% 내지 약 6 mol%, 약 4.5 mol% 내지 약 6 mol%의 범위 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 MgO를 포함할 수 있고, CaO 및 ZnO가 실질적으로 없을 수 있다. 하나의 변형에서, 상기 유리 조성물은 CaO를 포함할 수 있고, MgO 및 ZnO가 실질적으로 없을 수 있다. 또 다른 변형에서, 상기 유리 조성물은 ZnO를 포함할 수 있고, CaO 및 MgO가 실질적으로 없을 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 MgO, CaO 및 ZnO의 알칼리토 금속 산화물 중 오직 둘을 포함할 수 있고, 제3의 토금속 산화물이 실질적으로 없을 수 있다. 또 다른 변형에서, 상기 유리 조성물은 MgO, CaO 및 ZnO 중 셋 모두를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 약 8 mol% 내지 약 18 mol%, 약 9 mol% 내지 약 18 mol%, 약 10 mol% 내지 약 18 mol%, 약 12 mol% 내지 약 18 mol%, 약 13 mol% 내지 약 16 mol% 또는 약 15 mol% 내지 약 16 mol% 범위의 양으로 Na2O를 포함한다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 Na2O은 약 8 mol% 내지 약 17.5 mol%, 약 8 mol% 내지 약 17 mol%, 약 8 mol% 내지 약 16.5 mol%, 약 8 mol% 내지 약 16 mol%, 약 8 mol% 내지 약 15.5 mol%, 약 8 mol% 내지 약 15 mol%, 약 8.5 mol% 내지 약 15 mol%, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%, 약 9.5 mol% 내지 약 15 mol%, 약 10 mol% 내지 약 15 mol%, 약 10.5 mol% 내지 약 18 mol%, 약 11 mol% 내지 약 18 mol%, 약 11.5 mol% 내지 약 18 mol%, 약 12 mol% 내지 약 18 mol%, 약 12.5 mol% 내지 약 18 mol%, 약 13 mol% 내지 약 18 mol%, 약 13.5 mol% 내지 약 18 mol%, 약 14 mol% 내지 약 18 mol% 약 15 mol% 내지 약 18 mol% 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재한다. 특정 구체 예에서, Na2O는 약 15.1 mol%, 15.2 mol%, 15.3 mol%, 15.4 mol%, 15.5 mol%, 15.6 mol%, 15.7 mol%, 15.8 mol%, 15.9 mol%, 또는 16 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 K2O를 포함할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 상기 K2O는 약 1 mol% 미만, 약 0.9 mol% 미만, 약 0.8 mol% 미만, 약 0.7 mol% 미만, 약 0.6 mol% 미만, 약 0.5 mol% 미만, 약 0.4 mol% 미만, 약 0.3 mol% 미만, 약 0.2 mol% 미만, 약 0.1 mol% 미만 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재할 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 상기 유리 조성물은, 여기에 정의된 바와 같이, K2O가 실질적으로 없을 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 Li2O를 포함할 수 있다. 이러한 구체 예에서, Li2O는 약 1 mol% 미만, 약 0.9 mol% 미만, 약 0.8 mol% 미만, 약 0.7 mol% 미만, 약 0.6 mol% 미만, 약 0.5 mol% 미만, 약 0.4 mol% 미만, 약 0.3 mol% 미만, 약 0.2 mol% 미만, 약 0.1 mol% 미만 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재할 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 상기 유리 조성물은, 여기에 정의된 바와 같이, Li2O가 실질적으로 없을 수 있다.
Rb2O 및 Cs2O와 같은 다른 알칼리 산화물은 하나 이상의 구체 예의 유리 조성물에 존재할 수 있다. 이러한 알칼리 산화물은 Li2O 및 K2O에 관하여 여기에 개시된 바와 같은 같거나 또는 다른 양으로 존재할 수 있다. 선택적으로, 상기 유리 조성물은, 여기에 정의된 바와 같이, Rb2O 및/또는 Cs2O가 실질적으로 없을 수 있다.
알칼리 산화물 (R2O) (예를 들어, Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및/또는 Cs2O)은 이러한 조성물의 용융 온도 및/또는 액상선 온도를 변경시키기 위해 여기에 기재된 유리 조성물에 존재한다. 하나 이상의 구체 예에서, 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물의 양은 낮은 용융 온도 및/또는 낮은 액상선 온도를 나타내는 유리 조성물을 제공하기 위해 조정될 수 있다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 알칼리 산화물의 첨가는 이러한 유리 조성물을 포함하는 유리 제품의 열팽창계수 (CTE)를 증가시킬 수 있고, 및/또는 화학적 내구성을 낮출 수 있다. 몇몇 경우에서, 이들 속성은 알칼리 산화물의 첨가에 의해 극적으로 변화될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 이온 교환을 수행하기 위해, 소량의 (Li2O 및 Na2O과 같은) 알칼리 산화물의 존재는 더 큰 알칼리이온 (예를 들어, K+)으로 이온 교환을 촉진하기 위해 요구되어, 예를 들어, 유리 제품으로부터의 더 작은 알칼리 이온을 더 큰 알칼리 이온을 함유하는 용융염 욕조로부터의 더 큰 알칼리 이온으로 교환시킨다. 여기에 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이, 세 타입의 이온 교환은 일반적으로 수행될 수 있다. 하나의 이온 교환은 Li+-에 대한-Na+ 교환을 포함하고, 이것은 깊은 층의 깊이지만 낮은 압축 응력을 결과한다. 또 다른 이온 교환은 Li+-에 대한-K+ 교환을 포함하고, 이것은 얕은 층의 깊이이지만 상대적으로 큰 압축 응력을 결과한다. 제3의 이온 교환은 Na+-에 대한-K+ 교환을 포함하고, 이것은 중간의 층의 깊이 및 압축 응력을 결과한다. 유리 조성물에서 작은 알칼리 산화물의 충분히 높은 농도는 이러한 유리 조성물을 포함하는 유리 제품에서 더 큰 압축 응력을 생산하기 위해 필요할 수 있는데, 이는 압축 응력이 유리 제품의 밖으로 교환된 알칼리 이온의 수에 비례하기 때문이다. 표 1에 나타낸 실시 예 중 몇몇에서, 소량의 K2O은 유리 조성물에 도입되어 확산도를 개선하고, 액상선 온도를 낮춘다. 그러나, K2O의 함량은 최종 유리 제품에서 압축 응력 (CS)의 감소 및/또는 열팽창계수 (CTE)의 바람직하지 않은 증가를 피하기 위해 (예를 들어, 여기에 별도로 기재된 바대로, 전혀 다르게, 낮은 수준, 또는 매우 낮은 수준으로) 조절될 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 Fe2O3를 포함할 수 있다. 이러한 구체 예에서, Fe2O3는 약 1 mol% 미만, 약 0.9 mol% 미만, 약 0.8 mol% 미만, 약 0.7 mol% 미만, 약 0.6 mol% 미만, 약 0.5 mol% 미만, 약 0.4 mol% 미만, 약 0.3 mol% 미만, 약 0.2 mol% 미만, 약 0.1 mol% 미만 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, Fe2O3의 양은, 활용된 원료에 의존하는, 트램프 수준 (tramp levels)으로 조절될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, Fe2O3의 양은 색상 및/또는 UV 차단 특성들을 부가하기 위해 의도적으로 첨가될 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 상기 유리 조성물은, 여기에 정의된 바와 같이, Fe2O3가 실질적으로 없을 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 ZrO2를 포함할 수 있다. 이러한 구체 예에서, ZrO2는 약 1 mol% 미만, 약 0.9 mol% 미만, 약 0.8 mol% 미만, 약 0.7 mol% 미만, 약 0.6 mol% 미만, 약 0.5 mol% 미만, 약 0.4 mol% 미만, 약 0.3 mol% 미만, 약 0.2 mol% 미만, 약 0.1 mol% 미만 범위 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재할 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 상기 유리 조성물은, 여기에 정의된 바와 같이, ZrO2가 실질적으로 없을 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 0이 아닌 양의 P2O5를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, P2O5의 상한값은 약 7 mol%, 6 mol%, 5 mol%, 약 4 mol%, 또는 약 3 mol%일 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, P2O5는 약 0.01 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.2 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.3 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.4 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.5 mol%, 내지 약 7 mol%, 약 0.6 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.7 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.8 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.9 mol% 내지 약 7 mol%, 약 1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6.8 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6.6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6.4 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6.2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 5.8 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 5.6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 5.4 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 5.2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.9 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.8 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.7 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.5 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.4 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4.1 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4 mol%, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위로 존재할 수 있다. 또 다른 특정 구체 예에서, P2O5는 약 0.1 mol%, 0.2 mol%, 0.3 mol%, 0.4 mol%, 0.5 mol%, 0.6 mol%, 0.7 mol%, 0.8 mol%, 0.9 mol%, 1 mol%, 1.1 mol%, 1.2 mol%, 1.3 mol%, 1.4 mol%, 1.5 mol%, 1.6 mol%, 1.7 mol%, 1.8 mol%, 1.9 mol%, 2 mol%, 2.1 mol%, 2.2 mol%, 2.3 mol%, 2.4 mol%, 2.5 mol%, 2.6 mol%, 2.7 mol%, 2.8 mol%, 2.9 mol%, 3 mol% 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 유리 조성물에 P2O5의 양은 이러한 유리 조성물을 포함하는 유리 제품의 바람직한 내손상성에 기초하여 조정될 수 있다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, P2O5은 SiO2와 비교하여 용융 점도를 감소시킬 수 있다. 몇몇 경우에서, P2O5는 지르콘 분해 점도 (즉, 지르콘이 분해되어 ZrO2을 형성하는 점도)를 억제하는 것을 돕는 것으로 믿어지고, 이와 관련하여 SiO2보다 좀 더 효과적일 수 있다. P2O5는, 네트워크 형성제 (예를 들어, SiO2 및/또는 B2O3)로 때때로 특징화되는 다른 성분과 비교된 경우, 확산도를 개선할 수 있고 이온 교환 시간을 감소시킬 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 B2O3가 실질적으로 없다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 유리 조성물에 B2O3의 포함은 이러한 유리 조성물을 혼입하는 유리 제품에 내손상성을 부여하는 것으로 믿어진다. 또한, B2O3는 내손상성을 개선시키는 기여자 (contributor) 또는 주요 기여자인 것으로 믿어진다; 그러나, 이것은 또한 용융 공정에서 B2O3 휘발 (volatilization)이 퓨전 공정 및 플로우트 공정에서 현 내화성 물질에 부식성이 있는 것으로 믿어진다. 따라서, 하나 이상의 구체 예에서, 여기에 개시된 유리 조성물은 B2O3가 실질적으로 없지만, 필요한 내손상성을 나타낸다. 부가적으로, B2O3이 실질적으로 없는 유리 조성물은, 이러한 유리 조성물이 B2O3를 포함하는 조성물과 동일한 부식성을 나타내지 않기 때문에, 플로우트 및 퓨전 공정과 호환 가능하다.
하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 약 5 mol% 미만, 약 4 mol% 미만, 약 3 mol% 미만, 약 2 mol% 미만, 약 1 mol% 미만, 약 0.1 mol% 미만 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위인 0이 아닌 양의 B2O3를 포함할 수 있다.
하나 이상의 구체 예에 따른 유리 조성물은 약 2 mol%까지 0이 아닌 양의 SnO2를 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, SnO2은 약 0 내지 약 2, 약 0 내지 약 1, 약 0.1 내지 약 2, 약 0.1 내지 약 1, 약 1 내지 약 2 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위에서 존재할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, SnO2의 양은, mol%로, 약 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다. 여기에 개시된 유리 조성물은 As2O3 및/또는 Sb2O3가 실질적으로 없을 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 1300℃에서 약 15 kP 미만, 약 14 kP 미만, 약 13 kP 미만, 약 12 kP 미만, 약 11kP 미만, 약 10 kP 미만, 약 9 kP 미만, 약 8 kP 미만, 약 7 kP 미만 또는 심지어 약 6 kP 미만의 점도를 나타낸다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 1300℃에서 약 10 kP 미만의 점도를 나타내는 유리 조성물은 플로우트 공정이 가능하거나, 또는 다시 말해서, 플로우트 공정에 활용된 주석 욕조에서 가공될 수 있는 것으로 믿어진다. 몇몇 구체 예에서, 1300℃에서 상기 유리 조성물의 점도는 약 5kP 내지 약 15 kP, 약 5 kP 내지 약 14 kP, 약 5 kP 내지 약 13 kP, 약 5 kP 내지 약 12 kP, 약 5 kP 내지 약 11 kP, 약 5 kP 내지 약 10kP, 약 5 kP 내지 약 9 kP, 약 5 kP 내지 약 8 kP, 약 5 kP 내지 약 7 kP, 약 6 kP 내지 약 15 kP, 약 7 kP 내지 약 15 kP, 약 8 kP 내지 약 15 kP, 약 9 kP 내지 약 15 kP, 약 10 kP 내지 약 15 kP 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 1300℃에서 약 5 kP, 5.5 kP, 6 kP, 6.5 kP, 7 kP, 7.5 kP, 8 kP, 8.5 kP, 9 kP, 9.5 kP, 10 kP, 10.5 kP, 11 kP, 11.5 kP, 12 kP, 12.5 kP, 13 kP, 13.5 kP, 14 kP, 14.5 kP 또는 15 kP 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 점도를 나타낼 수 있다.
하나 이상의 구체 예에 따른 유리 조성물은 약 1100℃ 이하의 액상선 온도를 나타낸다. 하나의 구체 예에서, 상기 액상선 온도는 약 1100℃ 내지 약 750℃ 범위이다. 몇몇 구체 예에서, 상기 액상선 온도의 하한값은 약 760℃, 770℃, 780℃, 790℃, 800℃ 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 조성물은 적어도 약 1400℃, 또는 약 1400℃ 내지 1800℃ 범위에서, 용융 온도 또는 200 poise 온도를 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 용융 온도 또는 200 poise 온도는 약 1425℃ 내지 약 1800℃, 약 1450℃ 내지 약 1800℃, 약 1475℃ 내지 약 1800℃, 약 1500℃ 내지 약 1800℃, 약 1525℃ 내지 약 1800℃, 약 1550℃ 내지 약 1800℃, 약 1575℃ 내지 약 1800℃, 약 1400℃ 내지 약 1775℃, 약 1400℃ 내지 약 1750℃, 약 1400℃ 내지 약 1725℃, 약 1400℃ 내지 약 1700℃, 약 1400℃ 내지 약 1675℃, 약 1400℃ 내지 약 1650℃ 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위이다.
본 개시의 제2 관점은 여기에 기재된 유리 조성물을 포함하는 유리 제품에 관련된다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품은 퓨전 인발 및 슬롯 인발과 같은 플로우트 공정 및 다운-인발 공정을 포함하는 다양한 공정을 사용하여 만들어질 수 있다.
플로우트 공정은 일반적으로 환원 분위기에서 액체 금속 (예를 들어, 주석)상에 부어진 용융 유리 조성물을 형상화하여 유리 제품을 형성한다. 플로우트 유리 공정 설비는 일반적으로 유리 조성물이 용융 및 정제되는, 용융 탱크, 및 유리 조성물이 액체 금속상에서 형상화되는, 용융 탱크의 산화 분위기에서 설비의 다운스트림 부분에서 환원분위기로 전환에 책임이 있는 경계면 (interface)을 포함한다. 상기 용융 유리 조성물은 액체 주석 욕조의 표면상에 부어지고, 플로우팅 유리 리본을 형성한다. 상기 액체 금속 욕조의 매끄러운 흐름은 용융 유리 조성물 및 따라서 유리 제품을 형상화한다. 유리 리본이 주석 욕조를 따라 흐름에 따라, 온도는 유리 리본이 고체 유리 제품으로 고화될 때까지 점진적으로 감소된다. 몇몇 경우에서, 롤러는 용융 유리 조성물 표면상에 힘을 가하는데 사용될 수 있다. 고체 유리 제품은 통상적으로 더욱 냉각되기 위해 이동된다. 종종, 최종 유리 제품은 평평한 형상을 갖는다. 상기 플로우트 유리 공정에 의해 형성된 유리 제품은 매끄러운 표면 및 균일한 두께를 특징으로 할 수 있다.
다운-인발 공정은 상대적으로 고유한 표면을 보유할 수 있는 균일한 두께를 갖는 유리 제품을 생산한다. 유리 제품의 평균 휨 강도 (flexural strength)가 표면 흠의 양 및 크기에 의해 조절되기 때문에, 최소 접촉을 가진 고유한 표면은 더 높은 초기 강도를 갖는다. 이러한 고강도 유리 제품이 그 다음 (예를 들어, 화학적으로) 더욱 강화된 경우, 최종 강도는 랩 (lapped) 및 연마된 표면을 갖는 유리 제품의 것보다 더 높을 수 있다. 다운-인발 유리 제품은 약 2㎜ 미만의 두께로 인발될 수 있다. 부가적으로, 다운 인발 유리 제품은 고가의 그라인딩 (grinding) 및 연마 없이 이의 최종 적용에 사용될 수 있는, 매우 평평하고, 매끄러운 표면을 가질 수 있다.
상기 퓨전 인발 공정은, 예를 들어, 용융 유리 원료를 받아들이기 위한 채널을 갖는 인발 탱크를 사용한다. 상기 채널은 채널의 양 측면 상에 채널의 길이를 따라 상부에서 개방된 웨어 (weirs)를 갖는다. 상기 채널이 용융 물질로 충진된 경우, 상기 용융 유리는 상기 웨어를 넘쳐 흐른다. 중력에 기인하여, 상기 용융 유리는 두 개의 흐르는 유리 필름으로 상기 인발 탱크의 외부 표면을 따라 아래로 흐른다. 상기 인발 탱크의 외부 표면은 아래로 및 안쪽으로 연장되고 이들은 인발 탱크 하부의 에지에서 합쳐진다. 두 개의 흐르는 유리 필름은 이 에지에서 합류하여 융합하고 단일의 흐르는 유리 제품을 형성한다. 상기 퓨전 인발 방법은, 상기 채널을 넘쳐 흐르는 두 개의 유리 필름이 서로 융합하기 때문에, 최종 유리 제품의 외부 표면의 어느 것도 장치의 어떤 부분과도 접촉하지 않는, 장점을 제공한다. 따라서, 상기 퓨전 인발 유리 제품의 표면 특성은 이러한 접촉에 의해 영향받지 않는다.
상기 슬롯 인발 공정은 퓨전 인발 방법과 구별된다. 슬롯 인발 공정에서, 용융 원료 유리는 인발 탱크에 제공된다. 상기 인발 탱크의 버텀은 슬롯의 길이를 연장하는 노즐을 구비한 개방 슬롯을 갖는다. 상기 용융 유리는 슬롯/노즐을 통해 흐르고, 연속적 제품, 및 어닐링 영역으로 하향 인발된다.
형성시, (플로우트 공정 또는 다운 인발 공정에 의해 형성되든지 간에) 상기 유리 제품은 강화된 유리 제품을 형성하기 위해 강화될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "강화된 유리 제품"은, 예를 들어, 유리 제품의 표면에 더 작은 이온을 더 큰 이온으로 이온-교환은 통해, 화학적으로 강화된 유리 제품을 의미할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 열 템퍼링과 같은, 또는 압축 응력 및 중심 장력 영역들을 생성하기 위해 유리 제품의 부분들 사이에 열팽창계수의 불일치를 활용하는, 기술분야에서 알려진 다른 강화 방법은, 강화된 유리 제품을 형성하는데 활용될 수 있다.
상기 유리 제품의 화학적으로 강화된 하나 이상의 구체 예에 사용된 이온 교환 공정에서, 상기 유리 제품의 표면층에 이온은 동일한 원자가 또는 산화 상태를 갖는 더 큰 이온에 의해 대체 -또는 교환-된다. 이들 구체 예에서, 상기 유리 제품의 표면층에서 이온 및 더 큰 이온은 (유리에 존재하는 경우) Li+, Na+, K+, Rb+, 및 Cs+와 같은, 일가 알칼리 금속 이온이다. 선택적으로, 상기 유리 제품의 표면에서 일가 양이온은 Ag+ 또는 이와 유사한 것과 같은, 알칼리 금속 양이온 이외의 일가 양이온으로 대체될 수 있다.
이온 교환 공정은 통상적으로 유리 제품에 더 작은 이온과 교환될 더 큰 이온을 함유하는 용융염 욕조에 유리 제품을 침지시켜 수행된다. 욕조 조성물 및 온도, 침지 시간, 염 욕조 (또는 욕조들)에서 유리의 침지의 수, 다중 염 욕조의 사용, 어닐링, 세척, 및 이와 유사한 것과 같은 부가적인 단계를 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 이온 교환 공정에 대한 파라미터가 일반적으로 강화 작업으로부터 결과하는 바람직한 층의 깊이 및 압축 응력 및 유리 제품의 조성물에 의해 결정되는 것으로 기술분야의 당업자는 인식할 것이다. 예로서, 여기에 기재된 유리 제품의 이온 교환은 더 큰 알칼리 금속 이온의 질화물, 황화물 및 염화물과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 염을 함유하는 적어도 하나의 용융 욕조에 침지시켜 달성될 수 있다. 상기 용융염 욕조의 온도는 통상적으로 약 380℃ 내지 약 450℃ 범위이고, 침지 시간은 약 15분 내지 약 40시간이다. 그러나, 전술된 것과 다른 온도 및 침지 시간은 또한 사용될 수 있다.
부가적으로, 유리 제품이 침지 사이에 세척 및/또는 어닐링 단계를 갖는, 다중 이온 교환 욕조에 침지되는 이온 교환 공정의 비-제한 예로는, 2008년 7월 11일자에 출원된, 미국 가 특허출원 제61/079,995호의 우선권을 주장하여, 2009년 7월 10일자에, 발명의 명칭이 "Glass with Compressive Surface for Consumer Applications"으로 Douglas C. Allan 등에 의해 출원된, 미국 특허 출원 제12/500,650호, 여기서 유리 제품은 다른 농도의 염 욕조에서 다중, 연속적, 이온 교환 처리의 침지에 의해 강화되며; 및 2008년 7월 29일자에 출원한 미국 가 특허 출원 제61/084,398호의 우선권을 주장하여, 발명의 명칭이 "Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass"로 2012년 11월 20일자에 등록된, Christopher M. Lee 등에 의한 미국 특허 제8,312,739호에 기재되며, 여기서 유리 제품은 용출 이온으로 희석된 제1 욕조에서 이온 교환에 의해 강화되고, 그 다음 제1 욕조보다 더 작은 농도의 용출 이온을 갖는 제2 욕조에서 침지가 수반된다. 미국 특허 출원 제12/500,650호 및 미국 특허 제8,312,739호의 내용은 이들 전체적으로 참조로서 여기에 혼입된다.
여기에 언급된 바와 같이, 상기 유리의 강화 정도는 중심 장력 CT, 압축 응력 CS 및 층의 깊이 DOL의 파라미터에 기초하여 정량화될 수 있다. 유리 제품 내에서 압축 응력 층에 인접한 내부 영역에 대해 계산된, 중심 장력 CT은 압축 응력 CS, 두께 t, 및 DOL로부터 계산될 수 있다. 압축 응력 및 층의 깊이는 기술분야에서 알려진 이들 수단들을 사용하여 측정된다. 이러한 수단은 Luceo Co., Ltd. (Tokyo, Japan) 등에 의해 제작된, FSM-6000과 같은 상업적으로 이용 가능한 기구를 사용하여 표면 응력의 측정 (FSM)을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 압축 응력 및 층의 깊이를 측정하는 방법은 명칭이 "Standard Specification for Chemically Strengthened Flat Glass"인 ASTM 1422C-99, 및 ASTM 1279.19779 "Standard Test Method for Non-Destructive Photoelastic Measurement of Edge and Surface Stresses in Annealed, Heat-Strengthened, and Fully-Tempered Flat Glass"에 기재되며, 이들의 전제적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다. 표면 응력 측정은, 유리 제품의 복굴절 (birefringence)과 연관된, 응력 광학 계수 (SOC)의 정확한 측정에 의존한다. SOC는 결과적으로 섬유 및 4점 굽힘 방법, 및 벌크 실린더 방법과 같은, 기술분야에서 알려진 이들 방법에 의해 측정되며, 이들 모두는 명칭이 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"인 ASTM 표준 C770-98 (2008)에 기재되고, 이들의 전제적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다. CS 및 중심 장력 CT 사이의 관계는 하기 수학식 1에 의해 제공된다:
[수학식 1]
CT = (CS ㆍDOL)/(t - 2 DOL)
여기서 t는 microns (㎛)으로 표시되는, 유리 제품의 두께이다. 본 개시의 다양한 부분에서, 중심 장력 CT 및 압축 응력 CS는 여기에서 메가파스칼 (MPa)로 표시되고, 두께 t는 microns (㎛) 또는 millimeters (mm)로 표시되며, 층의 깊이 DOL은 microns (㎛)으로 표시된다.
하나의 구체 예에서, 강화된 유리 제품은 250 MPa 이상, 300 MPa 이상, 예를 들어, 400 MPa 이상, 450 MPa 이상, 500 MPa 이상, 550 MPa 이상, 600 MPa 이상, 650 MPa 이상, 700 MPa 이상, 750 MPa 이상 또는 800 MPa 이상의 표면 또는 평균 압축 응력을 가질 수 있다. 상기 강화된 유리 제품은 10㎛ 이상, 15㎛ 이상, 20㎛ 이상 (예를 들어, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛, 50㎛ 이상)의 층의 응력 깊이, 및/또는 10 MPa 이상, 20 MPa 이상, 30 MPa 이상, 40 MPa 이상 (예를 들어, 42 MPa, 45 MPa, 또는 50 MPa 이상), 그러나 100 MPa 미만 (예를 들어, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55 MPa 이하)의 중심 장력을 가질 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 강화된 유리 제품은 다음 중 하나 이상을 갖는다: 500 MPa 초과 또는 700 MPa 이상의 압축 응력, 15㎛ 초과 또는 30㎛ 이상의 (유리의 표면에서 유리 제품으로 연장하는) 압축 층의 깊이, 및 18 MPa 초과의 중심 장력.
하나의 변형에서, 상기 강화된 유리 제품은 700 MPa 이상 (예를 들어, 775 MPa, 800 MPa, 825 MPa, 850 MPa, 900 MPa 등)의 CS 및 약 30㎛ 이상 (예를 들어, 32㎛, 34㎛, 36㎛, 38㎛, 40㎛, 42㎛, 44㎛, 46㎛, 48㎛, 50㎛ 이상)의 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하는 DOL을 포함한다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 압축 응력 층은 약 4시간 이하, 3시간 이하, 또는 심지어 2시간 이하 동안 강화된 유리 제품을 이온 교환시켜 형성된다.
또 다른 변형에서, 상기 강화된 유리 제품은 650 MPa 이상 (예를 들어, 675 MPa, 700 MPa, 725 MPa, 750 MPa, 775 MPa, 800 MPa)의 CS 및 약 40㎛ 이상 (예를 들어, 42㎛, 44㎛, 46㎛, 48㎛, 50㎛, 52㎛, 54㎛, 56㎛, 58㎛, 60㎛ 이상)의 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하는 DOL을 포함한다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 압축 응력 층은 약 8시간 이하, 약 7시간 이하, 약 6시간 이하 또는 심지어 5시간 이하 동안 상기 유리 제품을 이온 교환시켜 형성된다.
또 다른 변형에서, 상기 강화된 유리 제품은 650 MPa 이상 (예를 들어, 675 MPa, 700 MPa, 725 MPa, 750 MPa, 775 MPa, 800 MPa)의 CS 및 약 50㎛ 이상 (예를 들어, 52㎛, 54㎛, 56㎛, 58㎛, 60㎛, 62㎛, 64㎛, 66㎛, 68㎛, 70㎛ 이상)의 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하는 DOL을 포함한다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 압축 응력 층은 약 16시간 미만, 15시간 이하, 14시간 이하, 13시간 이하 또는 심지어 12시간 이하 동안 유리 제품을 이온 교환시켜 형성된다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품은 적어도 8 kgf의 비커스 압입 균열 개시 하중을 나타낸다. 하나의 변형에서, 상기 유리 제품은 적어도 9 kgf, 10 kgf, 11 kgf, 12 kgf, 13 kgf, 14 kgf, 15 kgf, 16 kgf, 17 kgf, 18 kgf, 19 kgf 또는 20 kgf 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 비커스 압입 균열 개시 하중을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 상기 비커스 압입 균열 개시 하중은 약 8 kgf 내지 약 20kgf, 약 9 kgf 내지 약 20 kgf, 약 10 kgf 내지 약 20 kgf, 약 11 kgf 내지 약 20 kgf, 약 12 kgf 내지 약 20 kgf, 약 13 kgf 내지 약 20 kgf, 약 14 kgf 내지 약 20 kgf, 약 8 kgf 내지 약 19 kgf, 약 8 kgf 내지 약 18 kgf, 약 8 kgf 내지 약 17 kgf, 약 8 kgf 내지 약 16 kgf, 약 8 kgf 내지 약 15 kgf, 약 8 kgf 내지 약 14 kgf 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다.
하나 이상의 구체 예에 따른 유리 제품은 약 100㎛ 내지 5㎜의 두께 범위를 가질 수 있다. 유리 제품 두께는 100㎛ 내지 500㎛의 범위, 예를 들어, 100㎛, 200㎛, 300㎛, 400㎛ 또는 500㎛이다. 또 다른 대표적인 유리 제품 두께는 500㎛ 내지 1000㎛의 범위, 예를 들어, 500㎛, 600㎛, 700㎛, 800㎛, 900㎛ 또는 1000㎛이다. 선택적으로, 상기 유리 제품은 1 mm초과, 예를 들어, 약 2, 3, 4, 또는 5㎜의 두께를 가질 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 유리 제품은 2㎜ 이하 또는 1㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품은 여기에 기재된 유리 조성물을 포함하는 층을 포함할 수 있다. 특정 구체 예에서, 상기 층은 유리 제품에 통합되고 및/또는 유리 제품의 표면층으로 특징화될 수 있다. 상기 유리 제품의 나머지는 표면층과 다른 조성물을 가질 수 있다. 표면층은 유리 제품의 하나 이상의 표면상에 존재할 수 있다. 예를 들어, 유리 제품 (100)이 유리 시트의 형상인, 도 1에 나타낸 바와 같이, 표면층 (200)은 유리 제품의 한쪽 또는 양쪽 주 표면 (110, 120) 상에 존재할 수 있다. 선택적으로, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 상기 표면층 (210)은 유리 제품의 한쪽 또는 양쪽 부 표면 (130, 140) 상에 존재할 수 있다. 도 3에서 나타낸 바와 같이, 상기 유리 제품의 모든 표면은 표면층 (200, 210)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 표면층은 유리 제품의 적어도 하나의 표면 (110, 120, 130, 140)으로부터 유리 제품으로 연장하는 적어도 100㎚의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 표면층의 두께는 적어도 약 110㎚, 적어도 약 120㎚, 적어도 약 130㎚, 적어도 약 140㎚, 적어도 약 150㎚, 적어도 약 160㎚, 적어도 약 170㎚, 적어도 약 180㎚, 적어도 약 190㎚, 적어도 약 200㎚, 적어도 약 250㎚, 적어도 약 300㎚, 적어도 약 350㎚, 적어도 약 400㎚, 적어도 약 500㎚, 적어도 약 600㎚, 적어도 약 700㎚, 적어도 약 800㎚, 적어도 약 900㎚, 적어도 약 1㎛, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다.
표면층 (200)의 두께는 유리 제품 (예를 들어, 도 1 및 2)에 배치된 모든 표면상에서 같을 수 있거나, 또는 표면층 (210)의 두께는 (도 3에서 나타낸 바와 같은) 유리 제품의 다른 표면층 (200)의 두께와 다를 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 유리 제품의 표면층은, 여기에 기재된 바대로, 화학적으로 강화될 수 있다. 하나 이상의 특정 구체 예에서, 상기 유리 제품의 표면층 및 다른 부분은, 여기에 기재된 바대로, 화학적으로 강화될 수 있다.
본 개시의 제3 관점은 유리 제품의 형성 방법에 관련된다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 방법은, 여기에서 별도로 기재된 바와 같은, 유리 조성물을 포함하는 배치를 용융시키는 단계 및, 다운 인발 공정 (예를 들어, 퓨전 공정 또는 슬롯 인발 공정) 또는 플로우트 공정을 통해 상기 용융 배치로 유리 제품을 형성하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 상기 방법은 강화된 유리 제품을 형성하기 위해 이온교환 처리에 상기 유리 제품을 적용시켜 유리 제품을 강화시키는 단계를 더욱 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 방법은 16시간 미만으로 이온 교환 처리에 상기 유리 제품에 적용시키는 단계를 포함한다. 특정 구체 예에서, 최종 강화된 유리 제품은 압축 응력 층의 두께에 따라 측정된, 적어도 약 700 MPa의 CS를 나타낸다. 또 다른 특정 구체 예에서, 상기 강화된 유리 제품은 적어도 약 50㎛의 층의 깊이로 상기 유리 제품의 표면으로부터 유리 제품으로 연장하는 압축 응력 층을 포함한다.
(이온 교환될 수 있는) 유리 조성물 및 유리 제품의 특징화
본 개시의 관점 및/또는 구체 예에 따른 유리 조성물의 점도는, ASTM C965-96 (및 이의 부록, 모두 여기에서 참조로 혼입됨) "Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point"; ASTM C1351M-96 (및 이의 부록, 모두 여기에서 참조로 혼입됨) "Standard Test Method for Measurement of Viscosity of Glass Between 10E4 Paㆍs and 10E8 Paㆍs by Viscous Compression of a Solid Right Cylinder"; 및 ASTM C1350M-96 (및 이의 부록, 모두 여기에서 참조로 혼입됨) "Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Between Softening Point and Annealing Range (Approximately 10E8 Paㆍs to Approximately 10E13 Paㆍs)," ASTM International, Conshohocken, PA, US.에 기재된 것과 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 결정될 수 있다.
본 개시의 관점 및/또는 구체 예에 따른 유리 조성물의 어닐링점 및 변형점은 ASTM C598 (및 이의 부록, 모두 여기에서 참조로 혼입됨) "Standard Test Method for Annealing Point and Strain Point of Glass by Beam Bending," ASTM International, Conshohocken, PA, US.에 기재된 바와 같은, 기술분야에 알려진 방법에 의해 결정될 수 있다.
본 개시의 관점 및/또는 구체 예에 따른 유리 제품의 표면을 특징화하기 위해 측정된 원소 프로파일은 전자 현미분석기 (EMP); x-선 광발광 분광계 (photoluminescence spectroscopy) (XPS); 이차 이온 질량 분광계 (secondary ion mass spectroscopy) (SIMS) ... 등과 같은, 기술분야에서 알려진 분석적 기술에 의해 결정된다.
이온 교환된 유리 제품의 표면층에서 압축 응력 (σs), 평균 표면 압축 (CSavg), 및 층의 깊이 (DOL)는 모두 Japan, Tokyo에 있는, Luceo Co., Ltd. 및/또는 Orihara Industrial Co., Ltd.로부터 이용 가능한, 모델 FSM-30, FSM-60, FSM-6000LE, FSM-7000H 등의 상업적으로 이용 가능한 표면 응력 미터와 같은 종래의 광학 기술 및 장비를 사용하여 편리하게 측정될 수 있다 (예를 들어, FSM-30 Surface Stress Meter Brochure, Cat no. FS-0013E at http://www.orihara-ss.co.jp/catalog/fsm/fsm-30-Ecat.pdf; FSM-60 Surface Stress Meter Brochure, Cat no. FS-0013E at http://www.luceo.co.jp/english/pdf/FSM-60LE%20Ecat.pdf; FSM-6000LE Surface Stress Meter Brochure, Revision 2009.04 at http://www.luceo.co.jp/english/pdf/FSM-6000LE%20Ecat.pdf; FSM-7000H Surface Stress Meter Brochure, Cat no. FS-0024 2009.08 at http://www.luceo.co.jp/catalog/catalog-pdf/FSM-7000H_cat.pdf; T. Kishii, "Surface Stress Meters Utilising the Optical Waveguide Effect of Chemically Tempered Glasses," Optics & Lasers in Engineering 4 (1983) pp. 25-38 at http://www.orihara-ss.co.jp/data/literature01/A034.pdf; 및 K. Kobayashi et al., "Chemical Strengthening of Glass and Industrial Application," 소화 52년 (1977) [52 (1977)], pp. 109-112 at http://www.orihara-ss.co.jp/data/literature01/A001.pdf 참조, 이의 모두는 여기에 참조로서 혼입된다).
본 개시의 관점 및/또는 구체 예에 따른 유리 조성물의 영률, 전단 탄성계수, 및 푸아송비는 ASTM C1259 (및 이의 부록, 모두 여기에서 참조로 혼입됨) "Standard Test Method for Dynamic Young's Modulus, Shear Modulus, and Possion's Ratio for Advanced Ceramics by Impulse Excitation of Vibration," ASTM International, Conshohocken, PA, US.에 기재된 바와 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 특징화될 수 있다.
본 개시의 관점 및/또는 구체 예에 따른 유리 조성물 및 유리 제품의 열팽창계수 (CTE)는 ASTM E228 (및 이의 부록, 모두 여기에서 참조로 혼입됨) Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Solid Materials with a Push-Rod Dilatometer," ASTM International, Conshohocken, PA, US.에 기재된 바와 같은, 기술분야에서 알려진 방법에 의해 특징화될 수 있다.
실시 예
다양한 구체 예는 하기 실시 예에 의해 더욱 명백하게 설명되지만, 이에 의해 본 개시가 제한되는 것은 아니다.
개별적 구성성분의 총 합이 100이거나 또는 대략 100에 가까운 점을 고려하여, 실제로 보고된 값은 mole%로 나타내는 것으로 간주될 수 있다. 실제 유리 조성물 배치 성분은, 다른 배치 성분과 함께 용융된 경우, 적절한 비율로 원하는 산화물로 전환되는, 다른 성분, 또는 산화물인 어떤 물질을 포함할 수 있다.
실시 예 1-20
표 1에 기재된 대표적인 유리 조성물 1-20은 원료의 배치를 사용하여 백금 도가니에 만들어진다. 조제된 원료 배치를 함유하는 각 도가니는 1575℃-1650℃로 예열된 가열로에 놓이고, 상기 조제된 원료 배치는 용융 및 정제되어 용융 유리 조성물을 생산한다.
유리 조성물
표 1
실시 예 ⇒ 1 2 3 4 5
산화물 [mole%]
Al2O3 9.27 9.37 9.61 9.81 9.92
Na2O 15.09 15.40 15.40 15.34 15.35
SiO2 71.75 72.22 71.90 71.37 71.13
P2O5 0.00 0.00 0.00 0.32 0.42
MgO 3.73 2.89 2.96 3.03 3.04
B2O3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Li2O 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
K2O 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
CaO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ZnO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
BaO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Fe2O3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
ZrO2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
SnO2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
MgO + CaO + ZnO 3.73 2.89 2.96 3.03 3.04
어닐링점 (℃): 615 603 609 616 619
변형점 (℃): 562 551 557 563 566
연화점 (℃): 869.6 857.3 861.7 871.4 875.7
밀도 (g/㎤):
CTE (x10-7/C):
푸아송비: 0.204 0.212 0.209 0.209 0.214
전단 탄성계수 (Mpsi): 4.226 4.202 4.203 4.189 4.184
영률(Mpsi): 10.18 10.183 10.164 10.134 10.156
응력 광학 계수 30.27 30.17 30.27 30.29 30.27
액상선 온도
HTV -A -1.883 -2.318 -2.452 -2.465 -2.592
HTV -B 6252 7455.8 7714 7748.4 8026.6
HTV -T0 212.9 84.2 84.7 86.6 72.7
1300℃에서 점도(poise) 7380.42 6522.64 7859.66 8330.92 8872.53
200 Poise 온도 1707.15 1698.35 1707.66 1712.36 1713.12
Figure 112016055611346-pct00001
Figure 112016055611346-pct00002
Figure 112016055611346-pct00003
표 1에 기재된 유리 조성물은 X-선 형광발광 (XRF)에 의해 분석된다. 어닐링점, 변형점 및 연화점은 섬유 신장 (fiber elongation)에 의해 결정된다. 밀도는 Buoyancy 방법에 의해 결정된다. 각각의 열팽창계수 (CTE) 값은 실온 내지 300℃의 평균값이다. 각 유리 조성물에 대한 탄성률은 공명 초음파 분광법 (resonant ultrasound spectroscopy)에 의해 결정된다. 응력 광학 계수 (SOC") 값은 직경 압축 방법에 의해 결정된다. 액상선 온도 측정은 72시간 시험에 기초하여 보고된다.
유리 조성물 1-9는 9개의 유리 제품 샘플로 각각 형성되고, 표 2에 나타낸 바와 같은 지속기간 동안, 약 410℃의 온도를 갖는, 염 욕조에 유리 제품 샘플을 침지시켜 이온 교환 공정에 적용된다. 상기 유리 제품 샘플의 이온 교환 특성은 FSM 측정을 사용하여 결정된다. 유리 13 및 유리 16 내지 20은 퓨전 공정을 모의실험하기 위해 더 높은 온도에서 6 개의 유리 제품 샘플로 각각 가상화된다 (fictivated). 유리 13 및 16-20으로부터 형성된 유리 제품 샘플은, 표 3에 나타낸 바와 같이, 2h, 4h, 8h 및 16h 동안 410℃의 염 욕조에서 이온 교환 공정에 적용된다. 상기 유리 제품의 압축 응력 (CS) 및 층의 깊이 (DOL)은 정제등급 KNO3를 포함하는 염 욕조에서 퓨전 인발 (유리 조성물 1 내지 9) 또는 가상화된 (유리 조성물 13 및 유리 16 내지 20) 샘플의 처리 결과로서 얻어진다. 각 유리 제품 샘플의 CS 및 DOL은 각각 MPa 및 ㎛의 단위로 표 2 및 3에서 열거된다. 유리 조성물 1 내지 9에 기초한 유리 제품 샘플에 대하여, CS 및 DOL은 SOC 및 RI로 보정된, 평균값으로 기재되고, 여기서 굴절률은 1.5로 가정된다. 유리 조성물 13, 16 내지 20에 기초한 가상화된 유리 제품 샘플에 대하여, CS 및 DOL은 SOC=31.8 및 RI =1.5인 것으로 가정하여 기재된다.
유리 조성물 1-9의 이온 교환 특성
표 2
실시 예 ⇒ 1 2 3 4 5
CS (MPa) 801.4 732.6 746.6 787.9 793.4
DOL (㎛) 33.5 34.1 34.7 36.4 36.7
이온 교환 시간 (hours) 4 4 4 4 4
CS (MPa) 754.2 685.5 704.4 747.1 752.0
DOL (㎛) 45.6 46.5 48.3 50 50.6
이온 교환 시간 (hours) 8 8 8 8 8
CS (MPa) 691.9 622.0 644.5 686.5 688.9
DOL (㎛) 66.0 66.0 68.2 71.4 73.3
이온 교환 시간 (hours) 16 16 16 16 16
실시 예 ⇒ 6 7 8 9
CS (MPa) 806.6 844.9 864.5 878.2
DOL (㎛) 38.4 30.1 31.4 32.6
이온 교환 시간 (hours) 4 2 2 2
CS (MPa) 759.5 808.1 832.8 854.1
DOL (㎛) 53.5 40.7 42.3 44.2
이온 교환 시간 (hours) 8 4 4 4
CS (MPa) 698.4 785.8 810.7 830.0
DOL (㎛) 77 53.6 56.8 57.9
이온 교환 시간 (hours) 16 8 8 8
표 3
실시 예 ⇒ 13 16 17 18 19 20
CS (MPa) 483 571 611 554 447 482
DOL (㎛) 42 36 35 48 34 33
이온 교환 시간 (hours) 4 4 4 4 4 4
CS (MPa) 462 528 575 524 409 443
DOL (㎛) 57 50 47 67 46 44
이온 교환 시간 (hours) 8 8 8 8 8 8
CS (MPa) 430 488 530 491 369 404
DOL (㎛) 81 71 67 97 66 62
이온 교환 시간 (hours) 16 16 16 16 16 16
1300℃에서 유리 조성물 1-9의 점도는 도 4에 나타낸다. 도 5는 나타낸 지속기간 동안 동일한 이온 교환 공정에 유리 조성물 1-9로부터 형성된 유리 제품을 적용시킨 후 CS 및 DOL의 플롯이다.
도 6은 유리 조성물 1-9에 기초한 유리 제품에 대해 50㎛의 DOL을 달성하기 위해 요구된 이온 교환 공정의 지속기간을 나타낸다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 유리 조성물 1-9에 기초한 유리 제품 모두는 10시간 이하에서 적어도 50㎛의 DOL을 달성한다. 도 7은 50㎛의 DOL에서 유리 조성물 1-9에 기초한 유리 제품에 대한 CS를 나타낸다. 도 8은 유리 조성물 1-9에 기초한 유리 제품에 대한 압입 파단 임계값의 하한을 예시한다. 유리 제품에 대한 압입 파단 임계값은, 유리 조성물 1-6에 기초한 유리 제품이 8시간 동안 410℃에서 이온 교환 후 및 유리 조성물 7-9에 기초한 유리 제품이 16시간 동안 410℃에서 이온 교환 된 후에 측정된다.
실시 예 21-32
표 4에 기재된 대표적인 유리 조성물 21-32는 원료의 배치를 사용하여 백금 도가니에서 만들어진다. 조제된 원료 배치를 함유하는 각 도가니는 1575℃-1650℃로 예열된 가열로에 놓이고, 조제된 원료 배치는 용융 및 정제되어 용융 유리 조성물을 생산한다.
유리 조성물
실시 예 ⇒ 21 22 23 24 25 26
산화물 [mole%]
SiO2 69.4 68.4 67.4 69.4 68.4 67.4
Al2O3 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2
Na2O 15 15 15 15 15 15
K2O 3 3 3 1 1 1
MgO 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
ZnO 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
P2O5 0.6 1.6 2.6 2.6 3.6 4.6
SnO2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
MgO+CaO+ZnO 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
어닐링점 581 597 631 653 665 659
변형점 534 547 578 600 611 602
연화점 828 864 895 915 917 914
SOC 29.09 29.25 29.47 30.34 30.43 30.58
CS, 390℃ 염 욕조에서 8h 동안 IOX 750 745 737 754 724 704
DOL, 390℃ 염 욕조에서 8h 동안 IOX 51 60 70 67 74 71
CS, 390℃ KNO3 염 욕조에서 16h 동안 IOX 704 710 695 717 675 638
DOL, 390℃ KNO3 염 욕조에서 16h 동안 IOX 71 80 97 93 102 114
실시 예 ⇒ 27 28 29 30 31 32
산화물 [mole%]
SiO2 69.4 69.4 69.4 69.4 69.4 69.4
Al2O3 10.7 10.7 10.7 9.5 9.5 9.5
Na2O 16 15 13 13 15 14
K2O 2 2 2 2 1 1
MgO 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
ZnO 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
P2O5 0.75 0.75 0.75 2 1 1
SnO2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
MgO+CaO+ZnO 1 1 1 1 1 1
어닐링점 578 556 548 581 530 526
변형점 530 508 502 532 483 480
연화점 820 802 785 828 760 761
SOC 29.06 28.75 28.73 29.08 28.39 28.4
CS, 390℃ KNO3 염 욕조에서 16h 동안 IOX 670
DOL, 390℃ KNO3 염 욕조에서 16h 동안 IOX 65
CS, 410℃ KNO3/NaNO3 염 욕조에서 15h 동안 IOX 690 723 648 632 625
DOL, 410℃ KNO3/NaNO3 염 욕조에서 15h 동안 IOX 62 48 63 46 42
유리 조성물 21-32는 12개의 유리 제품 샘플로 각각 형성되고, 염 욕조에 유리 제품 샘플을 침지시켜 이온 교환 공정에 적용된다. 유리 조성물 21-26으로부터 형성된 유리 제품 샘플에 대해 활용된 염 욕조는 KNO3를 포함한다. 유리 조성물 27-32로부터 형성된 유리 제품 샘플에 대해 활용된 염 욕조는, 표 4에 나타낸 바와 같이, KNO3 및 NaNO3의 90:10 혼합물을 포함하는 염 욕조 또는 KNO3 염 욕조를 포함한다.
실시 예 33-79
표 5에 기재된 대표적인 유리 조성물 33-79는 ("배치 mol%"로 나타낸) 원료의 배치를 사용하여 백금 도가니에서 만들어진다. 조제된 원료 배치를 함유하는 각 도가니는 1575℃-1650℃로 예열된 가열로에 놓이고, 상기 조제된 원료 배치는 용융 및 정제되어 용융 유리 조성물을 생산한다. 최종 유리 조성물은 다른 속성들과 함께, 표 5에 "분석 mol%"로 나타낸다. 유리 33-79는 형성되고, 1시간 동안 410℃의 온도를 갖는 KNO3의 염 욕조에 유리 제품 샘플을 침지시켜 이온 교환 공정에 적용된다. 측정된 CS 및 DOL 측정은 표 5에 나타낸다.
표 5: (배치 및 형성 후) 유리 조성물
배치 mol% 실. 33 실. 34 실. 35 실. 36 실. 37 실. 38
SiO2 71.5 72 72.5 73 73.5 74
Al2O3 9.6 9.6 9.6 9.6 9.6 9.6
Na2O 15.9 15.4 14.9 14.4 13.9 13.4
K2O 　 　 　 　 　 　
MgO 3 3 3 3 3 3
CaO 　 　 　 　 　 　
SnO2 　 　 　 　 　 　
분석 mol%
Al2O3 9.56 9.49 9.64 9.78 9.70 9.79
CaO 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04
Cl 0.04 0.04 0.03 0.03 0.04 0.03
Fe2O3 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
K2O 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
MgO 3.10 3.25 3.04 2.95 3.02 2.90
Na2O 15.49 15.25 14.34 13.45 13.15 12.82
SO3 　 　 　 　 　 　
SiO2 71.74 71.92 72.88 73.73 74.04 74.40
SnO2 　 　 　 　 　 　
SrO 　 　 　 　 　 　
ZnO 　 　 　 　 　 　
Fulchers
A -2.442 -2.367 -2.576 -2.849 -2.628 -2.81
B 7667.6 7564.6 8183 8848.6 8385 8895.2
To 72.6 90.4 75.1 40.2 105.8 81.3
200 1689 1711 1753 1758 1807 1822
35000 1170 1185 1224 1237 1275 1291
100000 1103 1117 1155 1168 1205 1220
160000 1075 1090 1127 1139 1176 1191
200000 1063 1077 1114 1126 1163 1178
Figure 112016055611346-pct00004
Figure 112016055611346-pct00005
Figure 112016055611346-pct00006
Figure 112016055611346-pct00007
Figure 112016055611346-pct00008
Figure 112016055611346-pct00009
Figure 112016055611346-pct00010
Figure 112016055611346-pct00011
Figure 112016055611346-pct00012
Figure 112016055611346-pct00013
Figure 112016055611346-pct00014
Figure 112016055611346-pct00015
Figure 112016055611346-pct00016
본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 만들어질 수 있음은 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (23)

  1. 유리 조성물을 포함하는 유리 제품으로서, 상기 유리 조성물은
    적어도 70 mol%의 SiO2;
    7 mol% 내지 11 mol% 범위의 Al2O3;
    13 mol% 내지 16 mol% 범위의 Na2O;
    3 mol%까지의 0이 아닌 양의 P2O5; 및
    MgO, CaO 및 ZnO로부터 선택된 0이 아닌 양의 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물을 포함하고,
    여기서 상기 유리 조성물 내 알칼리토 금속 산화물의 합은 6 mol%까지이며,
    상기 조성물은 1300℃에서 15 kP 미만의 점도를 포함하고, 및
    상기 유리 제품은 적어도 8 kgf의 비커스 압입 균열 개시 하중을 갖는, 유리 제품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 조성물은 1300℃에서 10 kP 미만의 점도 및 1100℃ 이하의 액상선 온도 중 하나 이상을 포함하는, 유리 제품.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 조성물은 하기 중 하나 이상을 더욱 포함하는, 유리 제품:
    5 mol% 미만의 B2O3; 및
    K2O, Li2O, Fe2O3 및 ZrO2 중 하나 이상.
  4. 삭제
  5. 청구항 1-3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 제품은, 상기 유리 제품의 표면으로부터 층의 깊이로 연장하는 압축 응력 층을 더욱 포함하고, 상기 압축 응력 층은 500 MPa 이상의 압축 응력 및 상기 유리 제품의 표면으로부터 상기 유리 제품으로 연장하는 30㎛ 이상의 층의 깊이를 포함하는 유리 제품.
  6. 청구항 1-3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 제품은 플로우트 공정 및 퓨전 공정 중 어느 하나를 사용하여 형성된 유리 제품.
  7. 표면층을 포함하고, 여기서 상기 표면층은 청구항 1-3 중 어느 한 항에 열거된 조성물을 포함하는 유리 제품.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 표면층은 상기 유리 제품의 제1 표면으로부터 상기 유리 제품으로 연장하며, 적어도 100㎚의 두께를 갖는 유리 제품.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유리 제품은, 상기 유리 제품의 제1 표면으로부터 층의 깊이로 연장하는 압축 응력 층을 더욱 포함하고, 상기 압축 응력 층은 500 MPa 이상의 압축 응력 및 상기 유리 제품의 표면으로부터 상기 유리 제품으로 연장하는 30㎛ 이상의 층의 깊이를 포함하는 유리 제품.
  10. 유리 제품의 형성 방법으로서,
    적어도 70 mol% SiO2;
    7 mol% 내지 11 mol% 범위의 Al2O3;
    13 mol% 내지 16 mol% 범위의 Na2O;
    3 mol%까지의 0이 아닌 양의 P2O5; 및
    MgO, CaO 및 ZnO로부터 선택된 0이 아닌 양의 하나 이상의 알칼리토 금속 산화물을 포함하는 조성물을 갖는 유리 제품용 배치를 용융시키는 단계로, 여기서 상기 알칼리토 금속 산화물의 합은 6 mol%까지이며, 여기서 상기 조성물은 1300℃에서 15 kP 미만의 점도를 포함하는 용융 단계; 및
    상기 유리 제품을 퓨전 공정 또는 플로우트 공정 중 어느 하나를 사용하여 형성시키는 단계; 및
    상기 유리 제품을 이온 교환하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 이온 교환된 유리 제품은 적어도 8 kgf의 비커스 압입 균열 개시 하중을 갖는, 유리 제품의 형성 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9359251B2 (en) 2012-02-29 2016-06-07 Corning Incorporated Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles
US9139469B2 (en) 2012-07-17 2015-09-22 Corning Incorporated Ion exchangeable Li-containing glass compositions for 3-D forming
US11079309B2 (en) 2013-07-26 2021-08-03 Corning Incorporated Strengthened glass articles having improved survivability
CN105916824A (zh) * 2013-11-19 2016-08-31 康宁股份有限公司 可离子交换的具有高耐损坏性的玻璃
US9321677B2 (en) 2014-01-29 2016-04-26 Corning Incorporated Bendable glass stack assemblies, articles and methods of making the same
US9517968B2 (en) 2014-02-24 2016-12-13 Corning Incorporated Strengthened glass with deep depth of compression
TWI729925B (zh) 2014-06-19 2021-06-01 美商康寧公司 無易碎應力分布曲線的玻璃
KR20190090090A (ko) 2014-10-08 2019-07-31 코닝 인코포레이티드 금속 산화물 농도 구배를 포함한 유리 및 유리 세라믹
US10150698B2 (en) 2014-10-31 2018-12-11 Corning Incorporated Strengthened glass with ultra deep depth of compression
TWI768788B (zh) 2014-11-04 2022-06-21 美商康寧公司 深不易碎的應力分佈及其製造方法
US11104602B2 (en) 2015-06-26 2021-08-31 Corning Incorporated Glass with high surface strength
EP3502074A1 (en) 2015-06-26 2019-06-26 Corning Incorporated Glass with high surface strength
US11613103B2 (en) 2015-07-21 2023-03-28 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
US10579106B2 (en) 2015-07-21 2020-03-03 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
EP3909927A1 (en) 2015-12-11 2021-11-17 Corning Incorporated Fusion-formable glass-based articles including a metal oxide concentration gradient
WO2017106629A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with fast diffusion
US11286203B2 (en) * 2016-01-13 2022-03-29 Corning Incorporated Ultra-thin, non-frangible glass and methods of making
TWI750807B (zh) 2016-04-08 2021-12-21 美商康寧公司 包含金屬氧化物濃度梯度之玻璃基底物件
KR20180132077A (ko) 2016-04-08 2018-12-11 코닝 인코포레이티드 두 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하는 유리-계 물품, 및 제조 방법
US20170320769A1 (en) * 2016-05-06 2017-11-09 Corning Incorporated Glass compositions that retain high compressive stress after post-ion exchange heat treatment
US11059744B2 (en) * 2016-06-14 2021-07-13 Corning Incorporated Glasses having improved drop performance
CN105948536B (zh) * 2016-06-16 2019-02-26 深圳市东丽华科技有限公司 单一强化层玻璃及其制备方法
CN106231830A (zh) * 2016-08-03 2016-12-14 南昌欧菲光学技术有限公司 玻璃外壳及具有该玻璃外壳的电子产品
US20180148368A1 (en) * 2016-11-30 2018-05-31 Corning Incorporated Automotive glass compositions, articles and laminates
EP3548277B1 (en) * 2016-11-30 2023-10-25 Corning Incorporated Fusion-formable automotive glass compositions, articles, and laminates
EP3565789B1 (en) * 2017-01-09 2022-11-09 Corning Incorporated Ion-exchangeable glass with low coefficient of thermal expansion
CN106746605A (zh) * 2017-03-17 2017-05-31 四川旭虹光电科技有限公司 一种化学强化用玻璃以及由其制备的抗断裂玻璃板
US11028007B2 (en) * 2017-06-22 2021-06-08 Corning Incorporated Automotive glass compositions, articles and hybrid laminates
JP7328629B2 (ja) * 2018-02-28 2023-08-17 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化用ガラス
JP7134397B2 (ja) * 2018-02-28 2022-09-12 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化用ガラス
NL2020914B1 (en) * 2018-05-11 2019-11-18 Corning Inc Glasses having high fracture toughness
WO2019191480A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Corning Incorporated Glasses having high fracture toughness
JP7248020B2 (ja) * 2018-04-04 2023-03-29 Ａｇｃ株式会社 化学強化用ガラス
US11897804B2 (en) 2018-04-13 2024-02-13 Corning Incorporated Uniformly pair sagged glass articles and hybrid laminates
US10829412B2 (en) * 2018-07-13 2020-11-10 Corning Incorporated Carriers for microelectronics fabrication
EP3830048A1 (en) * 2018-08-03 2021-06-09 Corning Incorporated Glass compositions that enable high compressive stress
KR20210050551A (ko) * 2018-08-30 2021-05-07 코닝 인코포레이티드 적층물용 연질의, 화학적-강화가능한 유리
US20220002186A1 (en) * 2018-11-30 2022-01-06 Corning Incorporated Glass articles exhibiting high compressive stress, automotive interior systems that include such glass articles and methods for making the same
CN109836037A (zh) * 2019-03-22 2019-06-04 科立视材料科技有限公司 一种具有低成本高压缩应力层的磷铝硅酸盐玻璃
EP4010292A1 (de) 2019-08-05 2022-06-15 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter oder chemisch vorspannbarer glasartikel und verfahren zu dessen herstellung
DE102019121146A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Heißgeformter chemisch vorspannbarer Glasartikel mit geringem Kristallanteil, insbesondere scheibenförmiger chemisch vorspannbarer Glasartikel, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
DE102019121147A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter Glasartikel und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2021024781A (ja) * 2019-08-08 2021-02-22 コーニング インコーポレイテッド 積層板用の化学強化可能なガラス
CN114901604A (zh) * 2019-11-12 2022-08-12 康宁股份有限公司 高cte、高uv透射率和高杨氏模量玻璃
TW202120449A (zh) * 2019-11-20 2021-06-01 美商康寧公司 具有高斷裂韌性的含硼玻璃組成
US11584681B2 (en) 2019-11-26 2023-02-21 Corning Incorporated Ion exchangeable alkali aluminosilicate glass compositions having improved mechanical durability
JP2024506552A (ja) * 2021-02-04 2024-02-14 コーニング インコーポレイテッド 製造可能性が向上した、低弾性率のイオン交換可能なガラス
DE202021103861U1 (de) 2021-07-20 2021-10-04 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter oder chemisch vorspannbarer Glasartikel
WO2023064070A1 (en) 2021-10-14 2023-04-20 Corning Incorporated Low-modulus ion-exchangeable glasses with enhanced thermal properties for manufacturing
WO2023224799A1 (en) 2022-05-18 2023-11-23 Corning Incorporated Decorative enamel for automotive glasses and associated methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100009154A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Douglas Clippinger Allan Glass with compressive surface for consumer applications
JP2010527892A (ja) * 2007-05-18 2010-08-19 コーニング インコーポレイテッド ダウンドロー法で製造可能な、化学的に強化されたカバープレート用ガラス
JP2012180270A (ja) * 2010-05-19 2012-09-20 Asahi Glass Co Ltd 化学強化用ガラスおよびディスプレイ装置用ガラス板
JP2013043795A (ja) * 2011-08-23 2013-03-04 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス及びその製造方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2051664B1 (ko) 1969-07-10 1974-10-11 Asahi Glass Co Ltd
US4461839A (en) 1982-12-20 1984-07-24 Corning Glass Works Colored transparent, translucent and opaque glass-ceramics
EP0953549B1 (en) 1998-04-28 2002-09-11 Asahi Glass Company Ltd. Plate glass and substrate glass for electronics
JP3596511B2 (ja) 2001-10-18 2004-12-02 住友電気工業株式会社 光ファイバケーブル
DE102004022629B9 (de) 2004-05-07 2008-09-04 Schott Ag Gefloatetes Lithium-Aluminosilikat-Flachglas mit hoher Temperaturbeständigkeit, das chemisch und thermisch vorspannbar ist und dessen Verwendung
JP5743125B2 (ja) 2007-09-27 2015-07-01 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化ガラス基板
CN101910079A (zh) 2007-11-29 2010-12-08 康宁股份有限公司 具有改进的韧性和抗刮性的玻璃
KR20100120683A (ko) * 2008-02-08 2010-11-16 코닝 인코포레이티드 내손상성, 화학적으로-강화된 보호 커버 유리
JP5146041B2 (ja) 2008-03-26 2013-02-20 コニカミノルタＩｊ株式会社 インクジェットプリンタ及びインクジェットヘッド洗浄液
JP5777109B2 (ja) 2008-07-29 2015-09-09 コーニング インコーポレイテッド ガラスの化学強化のための二段階イオン交換
KR20180015272A (ko) * 2008-08-08 2018-02-12 코닝 인코포레이티드 강화 유리 제품 및 제조방법
US8439808B2 (en) 2008-09-08 2013-05-14 Brian H Hamilton Bicycle trainer with variable resistance to pedaling
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US8802581B2 (en) * 2009-08-21 2014-08-12 Corning Incorporated Zircon compatible glasses for down draw
US8759238B2 (en) 2010-05-27 2014-06-24 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses
US8883663B2 (en) 2010-11-30 2014-11-11 Corning Incorporated Fusion formed and ion exchanged glass-ceramics
JP5834793B2 (ja) * 2010-12-24 2015-12-24 旭硝子株式会社 化学強化ガラスの製造方法
JP2012148909A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス及び強化ガラス板
US20120196110A1 (en) * 2011-01-19 2012-08-02 Takashi Murata Tempered glass and tempered glass sheet
CN102690059B (zh) 2011-03-23 2016-08-03 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 用于化学钢化的铝硅酸盐玻璃和玻璃陶瓷
TWI591039B (zh) * 2011-07-01 2017-07-11 康寧公司 具高壓縮應力的離子可交換玻璃
AU2011101310A4 (en) * 2011-08-26 2011-11-10 Sterlite Technologies Limited Glass composition for strengthened cover glass
US20140105953A1 (en) 2012-10-11 2014-04-17 George Halsey Beall Antimicrobial glass-ceramics
TW201321031A (zh) 2011-10-12 2013-06-01 Corning Inc 抗菌的玻璃陶瓷
EP2771296B1 (en) * 2011-10-25 2017-09-27 Corning Incorporated Delamination resistant pharmaceutical glass containers containing active pharmaceutical ingredients
US8746010B2 (en) * 2012-03-12 2014-06-10 Corning Incorporated Methods for reducing zirconia defects in glass sheets
JP6168288B2 (ja) * 2012-06-13 2017-07-26 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化ガラス板
CN110330225A (zh) * 2012-08-17 2019-10-15 康宁股份有限公司 超薄强化玻璃
TWI647200B (zh) * 2013-01-31 2019-01-11 康寧公司 虛擬化（ｆｉｃｔｉｖａｔｅｄ）玻璃及其製造方法
KR102290967B1 (ko) 2013-08-27 2021-08-19 코닝 인코포레이티드 높은 열팽창계수를 갖는 내손상성 유리
TWI632121B (zh) * 2013-08-29 2018-08-11 康寧公司 含有硼及磷的可離子交換玻璃
US9714188B2 (en) * 2013-09-13 2017-07-25 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses with high crack initiation threshold
CN105916824A (zh) * 2013-11-19 2016-08-31 康宁股份有限公司 可离子交换的具有高耐损坏性的玻璃
CN114230176A (zh) * 2013-11-26 2022-03-25 康宁股份有限公司 具有高压痕阈值的可快速离子交换玻璃
KR102347803B1 (ko) * 2014-02-27 2022-01-06 코닝 인코포레이티드 3-차원 형성을 위한 이온 교환 가능한 유리

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010527892A (ja) * 2007-05-18 2010-08-19 コーニング インコーポレイテッド ダウンドロー法で製造可能な、化学的に強化されたカバープレート用ガラス
US20100009154A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Douglas Clippinger Allan Glass with compressive surface for consumer applications
JP2012180270A (ja) * 2010-05-19 2012-09-20 Asahi Glass Co Ltd 化学強化用ガラスおよびディスプレイ装置用ガラス板
JP2013043795A (ja) * 2011-08-23 2013-03-04 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3071526A1 (en) 2016-09-28
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