KR102385315B1 - 유리 제품 및 이의 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

방법은 유리 제품을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 유리 제품은 코어 및 코어에 인접한 클래드를 포함한다. 상기 코어는 제1 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드는 제1 유리 조성물과 다른 제2 유리 조성물을 포함한다. 시약에서 제2 유리 조성물의 분해율은 시약에서 제1 유리 조성물의 분해율을 초과한다.

Description

유리 제품 및 이의 형성 방법 {Glass Article and Method for Forming the Same}
본 출원은 2014년 3월 14일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/952,580호, 및 2014년 5월 7일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/989,717호의 우선권을 주장하고, 이들의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 유리 제품, 좀 더 구체적으로는 시약에서 다른 분해율 (degradation rates)을 갖는 적어도 두 개의 유리 층을 포함하는 적층 유리 제품 및 결함-없는 표면을 갖는 가공된 유리 제품을 만드는데 이러한 유리 제품의 사용에 관한 것이다.
유리 막대 또는 유리 시트와 같은 유리 제품의 가공 (processing) 또는 취급은 유리 제품의 표면을 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 유리 시트는 다양한 다른 3차원 형상 중 어느 하나를 갖는 몰딩된 유리 제품 (molded glass article)을 형성하기 위해 몰딩될 수 있다. 몰딩 공정 동안, 몰드의 표면상에 존재하는 어떤 결합은 몰딩된 유리 제품의 표면에 이동될 수 있다. 최종 결함은 그라인딩 및 연마에 의해 몰딩된 유리 제품으로부터 제거될 수 있는데, 특히, 비-평면 표면에 대해 수행하는데 시간이-소모되고, 비용이 들며, 및 까다로울 수 있다. 선택적으로, 결함은 산-에칭에 의해 제거될 수 있고, 이것은 가시적으로 거칠어진 표면을 갖는 몰딩된 유리 제품을 남길 수 있다.
유리 제품 및 유리 제품을 형성하기 위한 방법은 여기에 개시된다. 유리 제품은 코어 및 클래드를 포함한다. 상기 코어는 코어 유리 조성물을 포함하고, 상기 클래드는 상기 코어 유리 조성물과 다른 클래드 유리 조성물을 포함한다. 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율은 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율을 초과한다.
유리 제품을 형성하는 단계를 포함하는 방법은 여기에 개시된다. 유리 제품은 코어 및 상기 코어에 인접한 클래드를 포함한다. 상기 코어는 코어 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드는 상기 코어 유리 조성물과 다른 클래드 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드 유리 조성물은 약 45 mol% 내지 약 60 mol% SiO2 및 약 8 mol% 내지 약 19 mol% Al2O3를 포함한다. 상기 클래드 유리 조성물은 As 및 Cd이 실질적으로 없다. 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율은 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율을 적어도 10배 초과한다.
또한, 제1 클래딩 층 및 제2 클래딩 층 사이에 배치된 코어 층을 포함하는 적층 유리 시트를 형성하는 단계를 포함하는 방법은 여기에 개시된다. 상기 제1 클래딩 층 및 상기 제2 클래딩 층은 독립적으로 약 45 mol% 내지 약 60 mol% SiO2 및 약 8 mol% 내지 약 19 mol% Al2O3를 포함한다. 상기 제1 클래딩 층 및 제2 클래딩 층은 As 및 Cd이 실질적으로 없다. 상기 적층 유리 시트의 외부 표면은 가공 장치 (processing unit)와 접촉된다. 상기 제1 클래딩 층 및 제2 클래딩 층은 시약과 접촉되어 상기 제1 클래딩 층 및 상기 제2 클래딩 층을 적어도 부분적으로 제거한다. 시약에서 상기 코어 층의 분해율에 대한 각각의 상기 제1 클래딩 층 및 상기 제2 클래딩 층의 분해율의 비는 적어도 10이다.
코어 및 상기 코어에 인접한 클래드를 포함하는 유리 제품은 여기에 개시된다. 상기 코어는 코어 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드는 클래드 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드 유리 조성물은 약 45 mol% 내지 약 60 mol% SiO2, 약 8 mol% 내지 약 19 mol% Al2O3, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 95 x 10-7/℃의 열팽창계수 (CTE), 및 적어도 약 50 kP의 액상선 점도를 포함한다. 상기 클래드 유리 조성물은 Pb, As, 및 Cd이 실질적으로 없다. 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율에 대하여 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율의 비는 적어도 약 10이다.
또한, 코어 및 상기 코어를 실질적으로 감싸는 클래드를 포함하는 유리 제품은 여기에 개시된다. 상기 코어는 코어 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드는 클래드 유리 조성물을 포함한다. 상기 클래드 유리 조성물은 약 45 mol% 내지 약 60 mol% SiO2, 약 8 mol% 내지 약 19 mol% Al2O3, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 95 x 10-7/℃의 열팽창계수 (CTE), 및 적어도 약 50 kP의 액상선 점도를 포함한다. 상기 클래드 유리 조성물은 As 및 Cd이 실질적으로 없다. 약 0.5 hr 내지 약 10 hr 동안 시약과 유리 제품의 접촉은 클래드를 코어로부터 적어도 부분적으로 제거하고, 상기 코어의 외부 표면을 노출시킨다.
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 단순히 예시적인 것이고, 청구된 주제의 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 유리 제품의 하나의 대표적인 구체 예의 부분 단면도이다.
도 2는 유리 제품의 또 다른 대표적인 구체 예의 부분 단면도이다.
도 3은 유리 제품을 형성하기 위한 장치의 하나의 대표적인 구체 예의 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 유리 제품의 외부 표면에 형성된 결함을 갖는 유리 제품의 부분 단면도이다.
도 5는 클래드가 제거된 도 1 및 3에 나타낸 유리 제품의 부분 단면도이다.
도 6은 돌출부 (protrusion)를 포함하는 형성 표면의 하나의 대표적인 구체 예와 접촉될 유리 시트의 하나의 대표적인 구체 예의 모의 실험된 반응을 예시한다.
도 7은 형성 표면의 하나의 대표적인 돌출부로부터 결과하는 유리 시트의 하나의 대표적인 구체 예의 코어 층에서 가시적인 결함을 피하기에 충분한 예측된 클래드 두께의 그래프적인 예시이다.
도 8은 형성 표면의 또 다른 대표적인 돌출부로부터 결과하는 유리 시트의 하나의 대표적인 구체 예의 코어 층에서 가시적인 결함을 피하기에 충분한 예측된 클래드 두께의 그래프적인 예시이다.
도 9는 형성 표면의 하나의 대표적인 돌출부의 진폭 (amplitude) 및 폭 (width)의 함수에 따른 유리 제품의 하나의 대표적인 구체 예의 코어 층에서 가시적인 결함을 피하기에 충분한 예측된 클래드 두께의 그래프이다.
도 10은 시간의 함수에 따라 에칭 두께로 표시된, 하나의 대표적인 코어 유리 조성물 및 하나의 대표적인 클래드 유리 조성물의 분해율의 그래프이다.
도 11은 클래드의 제거 전에 몰딩된 유리 제품의 하나의 대표적인 구체 예의 사진이다.
도 12는 클래드의 제거 후에, 도 11의 몰딩된 유리 제품의 사진이다.
도 13은 몰딩된 유리 제품의 절반으로부터 클래드의 제거 후에 몰딩된 유리 제품의 또 다른 대표적인 구체 예의 사진이다.
도 14는 클래드의 제거 전에 몰딩된 유리 제품의 또 다른 대표적인 구체 예의 사진이다.
도 15는 클래드의 제거 후에, 도 14의 몰딩된 유리 제품의 사진이다.
이하 참조는 수반되는 도면에 예시된 대표적인 구체 예에 대해 매우 상세하게 만들어질 것이다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하게나 또는 유사한 부품에 대하여 도면 내내 사용될 것이다. 도면 내에 부품은 스케일이 필수적인 것이 아니며, 대신에 강조는 대표적인 구체 예의 원리를 예시하는데 부여된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "액상선 점도"는 유리 조성물의 액상선 온도에서 유리 조성물의 전단 점도를 의미한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "액상선 온도"는 실투가 유리 조성물에서 발생하는 가장 높은 온도를 의미한다.
여기서 사용된 바와 같은, 용어 "열팽창계수" 또는 "CTE"는 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 평균화된 유리 조성물의 열팽창계수를 의미한다.
유리 조성물에 특정 산화물 성분의 부재를 묘사하기 위해 여기에서 사용된 경우, 용어 "실질적으로 없는"은, 성분이 0.2 mol% 미만의 미량으로 유리 조성물에 존재하거나 또는 유리 조성물에 부재인 것을 의미한다.
본 개시 내내, 구성 성분 (예를 들어, SiO2, Al2O3, B2O3, 및 ld와 유사한 것)의 농도는, 특별한 언급이 없다면, 산화물에 기초한 몰 퍼센트 (mol%)로 제공된다.
도 1은 코어 및 상기 코어에 인접한 클래드를 포함하는 유리 제품의 하나의 대표적인 구체 예의 단면도이다. 상기 클래드는 코어에 바로 인접하거나 또는 하나 이상의 중간 유리 층에 의해 상기 코어로부터 이격될 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 클래드는 코어를 적어도 부분적으로 감싸는 외부 쉘 (exterior shell)을 포함한다. 상기 클래드는 여기에 기재된 바와 같은 유리 제품의 가공 및/또는 취급 동안 상기 코어를 보호하는 것을 도울 수 있다. 도 1에 나타낸 구체 예에서, 상기 유리 제품은 적층 유리 시트 (100)를 포함한다. 유리 시트 (100)는 도 1에서 나타낸 바와 같이 평면 또는 비-평면일 수 있다. 유리 시트 (100)의 코어는 코어 층 (102)을 포함한다. 상기 코어 층은 도 1에서 나타낸 바와 같이 단일층 또는 복수의 층을 포함할 수 있다. 유리 시트 (100)의 클래드는 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106)을 포함한다. 각각의 제1 클래딩 층 및 제2 클래딩 층은 도 1에 나타낸 바와 같이 단일층 또는 복수의 층을 포함할 수 있다. 코어 층 (102)은 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106) 사이에 배치된다. 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106)은 유리 시트 (100)의 외부 층이다. 코어 층 (102)은 제1 주표면 및 상기 제1 주표면과 마주보는 제2 주표면을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (104)은 코어 층 (102)의 제1 주표면에 융합된다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 제2 클래딩 층 (106)은 코어 층 (102)의 제2 주표면에 융합된다. 제1 클래딩 층 (104)과 코어 층 (102) 사이 및/또는 제2 클래딩 층 (106)과 코어 층 (102) 사이 계면은, 예를 들어, 접착제, 코팅층, 또는 코어 층에 각각의 클래딩 층을 부착하기 위해 첨가되거나 또는 구성된 어떤 다른 비-유리 물질과 같은 어떤 결합 물질이 없을 수 있다. 따라서, 클래딩 층 (104 및 106) 중 하나 또는 모두는 코어 층 (102)에 직접 융합되거나 및/또는 상기 코어 층에 바로 인접하게 배치된다. 몇몇 구체 예에서, 유리 시트는 코어 층과 제1 클래딩 층 사이 및/또는 코어 층과 제2 클래딩 층 사이에 배치된 하나 이상의 중간층을 포함한다. 예를 들어, 상기 중간층은 코어 층과 클래딩 층의 계면에 형성된 중간 유리 층 및/또는 확산 층을 포함한다. 상기 확산 층은 확산 층에 인접한 각 층의 성분을 포함하는 혼합 영역 (blended region)을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 유리 시트 (100)는, 바로 인접한 유리 층들 사이에 계면이 유리-유리 계면인, 유리-유리 적층 (예를 들어, 인시튜 (in situ) 융합된 다층 유리-유리 적층)을 포함한다.
도 2는 코어 및 상기 코어에 인접한 클래드를 포함하는 유리 제품의 또 다른 대표적인 구체 예의 단면도이다. 도 2에 나타낸 구체 예에서, 유리 제품은 적층 유리 시트 (110)를 포함한다. 유리 시트 (110)는 도 1을 참조하여 묘사된 유리 시트 (100)와 유사하다. 예를 들어, 유리 시트 (110)는 제1 클래딩 층 (114) 및 제2 클래딩 층 (116) 사이에 배치된 코어 층 (112)을 포함한다. 코어 층 (112)은 복수의 층을 포함한다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 구체 예에서, 코어 층 (112)은 제1 외부 코어 층 (112b) 및 제2 외부 코어 층 (112c) 사이에 배치된 내부 코어 층 (112a)을 포함한다. 제1 외부 코어 층 (112b)은 제1 클래딩 층 (114) 및 내부 코어 층 (112a) 사이에 배치된다. 제2 외부 코어 층 (112c)은 제2 클래딩 층 (116) 및 내부 코어 층 (112a) 사이에 배치된다.
몇몇 구체 예에서, 코어는 코어 유리 조성물을 포함하고, 클래드는 상기 코어 유리 조성물과 다른 클래드 유리 조성물을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 구체 예에서, 코어 층 (102)은 코어 유리 조성물을 포함하고, 각각의 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106)은 클래드 유리 조성물을 포함한다. 다른 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (104)은 제1 클래드 유리 조성물을 포함하고, 제2 클래딩 층 (106)은 코어 유리 조성물 및/또는 제1 클래드 유리 조성물과 다른 제2 클래드 유리 조성물을 포함한다. 도 2에 나타낸 구체 예에서, 내부 코어 층 (112a)은 내부 코어 유리 조성물을 포함하고, 각각의 제1 외부 코어 층 (112b) 및 제2 외부 코어 층 (112c)은 내부 코어 조성물과 다른 외부 코어 유리 조성물을 포함한다. 다른 구체 예에서, 제1 외부 코어 층 (112b)은 제1 외부 코어 유리 조성물을 포함하고, 제2 외부 코어 층 (112c)은 내부 코어 유리 조성물 및/또는 제1 외부 코어 유리 조성물과 다른 제2 외부 코어 유리 조성물을 포함한다.
상기 유리 제품은 적절한 공정 (예를 들어, 퓨전-인발, 다운-인발, 슬롯-인발, 업-인발, 롤링 또는 오프라인 적층 공정)을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 유리 제품은 퓨전-인발 공정을 사용하여 형성된다. 도 3은, 예를 들어, 퓨전-인발 공정을 사용한 유리 시트 (100)와 같은 유리 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있는 적층 오버플로우 분배 장치 (200) (laminate overflow distributor apparatus)의 하나의 대표적인 구체 예를 예시한다. 장치 (200)는 일반적으로 미국 특허 제4,214,886호에 기재된 것으로 구성되고, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다. 장치 (200)는 상부 오버플로우 분배기 (240) 아래에 위치한 하부 오버플로우 분배기 (220)를 포함한다. 하부 오버플로우 분배기 (220)는 홈통 (222)을 포함한다. 제1 유리 조성물 (224) (예를 들어, 코어 유리 조성물)은 용융되고 점성 상태에서 홈통 (222)로 공급된다. 제1 유리 조성물 (224)은 유리 시트 (100)의 코어 층 (102)을 형성한다. 상부 오버플로우 분배기 (240)는 홈통 (242)을 포함한다. 제2 유리 조성물 (244) (예를 들어, 클래드 유리 조성물)은 용융되고 점성 상태에서 홈통 (242)에 공급된다. 제2 유리 조성물 (244)은 유리 시트 (100)의 클래딩 층 (104 및 106)을 형성한다.
제1 유리 조성물 (224)은 홈통 (222)을 오버플로우하고, 하부 오버플로우 분배기 (220)의 대향 외부 형성 표면 (226 및 228) 아래로 흐른다. 외부 형성 표면 (226 및 228)은 인발 라인 (230)에서 모인다. 하부 오버플로우 분배기 (220)의 각각의 외부 형성 표면 (226 및 228) 아래로 흐르는 제1 유리 조성물 (224)의 개별 스트림은 유리 시트 (100)의 코어 층 (102)를 형성하기 위해 이들이 함께 융합되는 인발 라인 (230)에서 모인다.
제2 유리 조성물 (244)은 홈통 (242)을 오버플로우하고, 상부 오버플로우 분배기 (240)의 대향 외부 형성 표면 (246 및 248) 아래로 흐른다. 제2 유리 조성물 (244)은 제2 유리 조성물이 하부 오버플로우 분배기 (220) 주위를 흐르고, 하부 오버플로우 분배기의 외부 형성 표면 (226 및 228)에 걸쳐 흐르는 제1 유리 조성물 (224)과 접촉하도록 상부 오버플로우 분배기 (240)에 의해 외부로 방향지워 진다. 제2 유리 조성물 (244)의 개별 스트림은 하부 오버플로우 분배기 (220)의 각각의 외부 형성 표면 (226 및 228) 아래로 흐르는 제1 유리 조성물 (224)의 각각의 개별 스트림과 융합된다. 인발 라인 (230)에서 제1 유리 조성물 (224)의 스트림이 모였을 때, 제2 유리 조성물 (244)은 유리 시트 (100)의 클래딩 층 (104 및 106)을 형성한다.
몇몇 구체 예에서, 도 3에 나타낸 바와 같은 하부 오버플로우 분배기 (220)의 인발 라인 (230)에서 떠나서 이동하는 유리 리본의 일부이다. 상기 유리 리본은 그로부터 유리 시트 (100)을 분리하기 위해 제공된다. 따라서, 유리 시트 (100)는 유리 리본으로부터 절단된다. 유리 리본은, 예를 들어, 스코어링, 벤딩, 열적 쇼킹 및/또는 레이저 절단과 같은 적절한 기술을 사용하여 제공될 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 유리 제품 (예를 들어, 유리 시트 (100) 또는 유리 시트 (110))은 적어도 약 0.05 ㎜, 적어도 약 0.1 ㎜, 적어도 약 0.2 ㎜, 적어도 약 0.3 ㎜, 또는 적어도 약 0.5 ㎜의 두께를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 유리 제품은 최대한 약 12.5 ㎜, 최대한 약 10 ㎜, 최대한 약 5 ㎜, 최대한 약 3 ㎜, 최대한 약 1.5 ㎜, 또는 최대한 약 0.5 ㎜의 두께를 포함한다. 예를 들어, 유리 제품은 약 0.2 ㎜ 내지 약 12.5 ㎜의 두께를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어 (예를 들어, 코어 층 (102) 또는 코어 층 (112))는 약 0.1 ㎜ 내지 약 12 ㎜의 두께를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 (예를 들어, 각각의 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106))는 약 0.025 ㎜ 내지 약 0.25 ㎜의 두께를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 코어 층의 두께 (예를 들어, 코어 층 (102) 또는 코어 층 (112)) 대 유리 시트의 두께의 비는 적어도 약 0.7, 적어도 약 0.8, 적어도 약 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 내부 코어 층 (112a)의 두께 대 코어 층 (112)의 두께의 비는 적어도 약 0.7, 적어도 약 0.8, 적어도 약 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 코어 (예를 들어, 코어 층 (102) 또는 코어 층 (112))의 두께 대 클래드의 두께 (예를 들어, 클래딩 층 (104 및 106)의 조합된 두께)의 비는 적어도 약 1, 적어도 약 3, 적어도 약 5, 적어도 약 7, 또는 적어도 약 9이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어의 두께 대 클래드의 두께의 비는 최대한 약 20, 최대한 약 15, 또는 최대한 약 10이다.
도 1에 나타낸 유리 시트 (100)가 3층을 포함하고, 도 2에 나타낸 유리 시트 (110)가 5층을 포함할지라도, 다른 구체 예는 본 개시에 포함된다. 다른 구체 예에서, 유리 시트는 둘, 넷 또는 그 이상의 층과 같은 결정된 수의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 클래딩 층 또는 제2 클래딩 층 중 하나는 유리 시트가 두-층 유리 시트를 포함하도록 생략될 수 있다. 두 층을 포함하는 유리 시트는, 두 층이 오버플로우 분배기의 각각의 인발 라인에서 떠나 이동하면서 결합되도록 위치된 두 개의 오버플로우 분배기를 사용하거나, 또는 두 유리 조성물이 오버플로우 분배기의 대향 외부 형성 표면에 걸쳐 흐르고, 오버플로우 분배기의 인발 라인에서 모이도록 분할된 홈통을 갖는 단일 오버플로우 분배기를 사용하여 형성될 수 있다. 네 개 이상의 층을 포함하는 유리 시트는 부가적인 오버플로우 분배기를 사용하여 및/또는 분할된 홈통을 갖는 오버플로우 분배기를 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 결정된 수의 층을 갖는 유리 시트는 궁극적으로 오버플로우 분배기를 변형시켜 형성될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 하나 이상의 중간층은 코어 층과 클래딩 층 사이에 배치된다. 따라서, 클래딩 층은 적층 유리 시트에 포함된 층의 총수와 무관한 외부 층일 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 유리 제품은 신장된 (elongate) 코어 및 상기 코어에 대해 배치된 클래딩 층을 포함하는 유리 막대 또는 필라멘트로 구성될 수 있다. 상기 유리 제품은, 예를 들어, 원형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 또는 또 다른 다각형 또는 비-다각형 형상과 같은 적절한 단면 형상을 가질 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 상기 유리 제품은 원래 그대로의 외부 표면을 포함한다. 원래 그대로의 외부 표면은 실질적으로 매끄럽고 균일하다. 도 1에 나타낸 구체 예에서, 유리 시트 (100)는 원래 그대로의 (즉, 실질적으로 매끄럽고 균일한) 외부 표면 (즉, 제1 및 제2 클래딩 층 (104 및 106)의 외부 표면)을 포함한다. 유사하게, 도 2에 나타낸 구체 예에서, 유리 시트 (110)은 원래 그대로의 외부 표면 (즉, 제1 및 제2 클래딩 층 (114 및 116)의 외부 표면)을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 유리 시트의 원래 그대로의 외부 표면은 그라인딩 또는 연마 없이 형성된다. 예를 들어, 원래 그대로의 외부 표면은 여기에 기재된 바와 같은 퓨전-인발 공정 동안 형성된다. 원래 그대로의 외부 표면은 유리 시트의 형성 동안 외부 표면과 장치 (200) 사이에 접촉의 부재의 결과일 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 상기 유리 제품의 코어는 원래 그대로의 외부 표면을 포함한다. 코어와 클래드 사이에 계면은 실질적으로 매끄럽고 균일하다. 도 1에 나타낸 구체 예에서, 유리 시트 (100)의 코어 층 (102)은 원래 그대로의 (예를 들어, 실질적으로 매끄럽고 균일한) 외부 표면 (즉, 코어 층과 각각의 제1 및 제2 클래딩 층 (104 및 106)) 사이의 계면)을 포함한다. 유사하게, 도 2에 나타낸 구체 예에서, 유리 시트 (110)의 코어 층 (112)은 원래 그대로의 외부 표면 (즉, 코어 층과 각각의 제1 및 제2 클래딩 층 (114 및 116) 사이에 계면)을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 코어 층의 원래 그대로의 외부 표면은 여기에 기재된 바와 같은 퓨전-인발 공정 동안 형성된다.
몇몇 구체 예에서, 유리 제품은, 가공 및/또는 취급에 적용되는 동안, 유리 제품의 외부 표면이 하나 이상의 유리 가공 장치에 의해 맞물린다. 유리 가공 장치는, 예를 들어, 그립핑 장치 (예를 들어, 흡입 컵 또는 클램프), 이송 장치 (예를 들어, 켄베이어, 카트, 또는 랙), 형성 장치 (예를 들어, 몰드 또는 다이), 또는 유리 제품과 맞물리는 또 다른 타입의 장비와 같은 유리 제품의 가공, 수송, 및/또는 저장 동안 사용된 적절한 장비를 포함할 수 있다. 도 4는 가공 장치에 의해 맞물려진 후에, 도 1에 나타낸 유리 제품의 부분 단면도이다. 유리 가공 장치에 의해 유리 제품의 맞물림은, 유리 제품의 외부 표면이 전혀 원래 그대로가 아닌 상태로, 유리 제품의 외부 표면을 손상할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구체 예에서, 유리 제품의 외부 표면은, 외부 표면이 매끄럽지 않고 및/또는 균일하지 않도록 가공 장치에 의한 맞물린 후에, 결함 (예를 들어, 눌림 자국, 돌출, 또는 스크래치)을 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 유리 시트 (100)의 외부 표면은 형성 장치에 의해 접촉된다. 상기 형성 장치는 형성 표면을 포함하고, 형성 장치와 유리 시트의 접촉이 형성 표면의 형상에 상보적인 유리 시트에 대한 형상을 부여하도록, 유리 시트 (100)는 충분히 높은 온도에서 유지된다. 상기 형성 장치는 유리 시트 (100)와 맞물리어 몰딩된 유리 제품을 형성한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 형성 장치의 형성 표면은 몰딩된 유리 제품의 형성 동안 유리 시트 (100)의 외부 표면에 결함을 부여하는 결점 (imperfections) (예를 들어, 눌림 자국 또는 돌출)을 포함한다. 형성 표면상에 결점은, 예를 들어, 제작 결함, 반복된 사용에 의해 유발된 형성 표면의 마모 (wear), 또는 형성 표면상에 침착된 외부 물질의 결과일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 유리 시트 (100)의 외부 표면은 형성 장치에 의해 맞물림 이후에 전혀 원래 그대로의 상태가 아니다. 예를 들어, 몰딩된 유리 제품은 형성 장치에 의해 맞물림 이후에, 도 4에 나타낸 바와 같은 매끄럽지 않고 및/또는 균일하지 않은 외부 표면을 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 유리 제품의 외부 표면상에 결함은 클래드에 국한되고, 코어로 확장되지 않는다. 예를 들어, 결함은 제1 클래딩 층 (104) 및/또는 제2 클래딩 층 (106)에 국한되고, 도 4에서 나타낸 바와 같이 코어 층 (102)으로 확장되지 않는다. 상기 클래드는 취급 및/또는 가공 동안 손상으로부터 상기 코어를 보호한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 클래드는 코어로부터 부분적으로 또는 실질적으로 완전하게 제거되어 상기 코어의 외부 표면을 노출시킨다. 도 5는 클래드의 제거 이후에 도 1 및 4에서 나타낸 유리 제품의 부분 단면도이다. 손상된 클래드는 코어로부터 제거되어 상기 코어의 원래 그대로의 외부 표면을 노출시킨다. 예를 들어, 몇몇 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106)은 코어 층 (102)으로부터 제거되어 도 5에 나타낸 바와 같은 코어 층의 외부 표면을 노출시킨다. 코어 층 (102)의 노출된 외부 표면은 원래 그대로의 표면을 포함한다. 제1 및 제2 클래딩 층 (104 및 106)의 제거는 유리 제품으로부터 제1 및 제2 클래딩 층에서 결함을 제거하여, 가공 장치에 의해 유리 제품에 부여된 결함이 실질적으로 없는 원래 그대로의 표면을 갖는 유리 제품을 남긴다.
도 6은 돌출부 (302)를 포함하는 형성 표면 (300)의 하나의 대표적인 구체 예와 접촉되는 유리 시트 (100)의 모의 실험된 반응을 예시한다. 몇몇 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (104)는 돌출부 (302)의 영향을 적어도 부분적으로 흡수하고, 이에 의해 돌출부 (302)로부터 결과하는 코어 층과 제1 클래딩 층 사이에 계면에서 코어 층 (102)의 결함을 최소화시키다. 다시 말해서, 계면에서 코어 층 (102) 내에 결함은 돌출부 (302)로부터 결과하는 유리 시트 (100)의 표면에서 제1 클래딩 층 (104)에 결함과 비교하여 진폭에서 더 작고 더 넓다.
돌출부의 크기에 대하여 형성 표면상에 돌출부로부터 결과하는 코어 층에서 결함의 크기는 코어 대 클래드 점도 비 및 클래드 두께에 의존한다. 도 7 및 8은 형성 표면 (300) 상에 돌출부 (302)로부터 결과하는 코어 층 (102)에 가시적인 결함을 피하기에 충분한 예측된 클래드 두께의 그래프적 예시이다. 도 7에 나타낸 데이터는 5㎛의 진폭 및 20㎛의 폭를 갖는 돌출부 (302)에 기초하여 계산된다. 상기 코어 층에 결함의 가시성은 결함의 기울기에 연관된다. 곡선 (310)은 1/1000의 기울기를 갖는 코어 층 (102) 내에 결함에 상응한다. 곡선 (312)은 1/5000의 기울기를 갖는 코어 층 (102) 내에 결함에 상응한다. 도 8에 나타낸 데이터는 20㎛의 진폭 및 20㎛의 폭을 갖는 돌출부 (302)에 기초하여 계산된다. 곡선 (320)은 1/1000의 기울기를 갖는 코어 층 (102) 내에 결함에 상응한다. 곡선 (322)은 1/5000의 기울기를 갖는 코어 층 (102) 내에 결함과 상응한다. 도 7-8은, 코어에서 가시적인 결함을 피하기에 충분한 클래드 두께가 코어 대 클래드 점도 비가 증가함에 따라 감소하는 것을 예시한다. 따라서, 더 얇아진 클래드는 더 높은 코어 대 클래드 점도 비에서 코어 내에 가시적인 결함을 피하기에 충분하다.
몇몇 구체 예에서, 클래드 두께 또는 코어 대 클래드 점도 비 중 적어도 하나는 형성 표면의 표면 조건에 기초하여 조정된다. 예를 들어, 표면 조건은 예상된 돌출부 크기 또는 표면 거칠기를 포함한다. 따라서, 클래드 두께 및/또는 코어 대 클래드 점도 비는 형성 표면의 표면 조건에 기초하여 조정하여 가시적인 결함이 실질적으로 없는 코어를 달성한다. 예를 들어, 코어 층은 코어 점도를 증가, 클래드 점도를 감소, 및/또는 클래드 두께를 증가시켜 가시적인 결함에 더 큰 저항성을 만들 수 있다. 가시적인 결함에 대한 코어 층의 저항성을 조정하는 능력은 유리 시트를 몰드 표면에 맞추는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 코어 점도는 증가하는 몰드 마모에 따라 증가될 수 있다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 점도는 증가하는 몰드 마모에 따라 감소될 수 있다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 두께는 증가하는 몰드 마모에 따라 증가될 수 있다. 몰드 마모는, 예를 들어, 몰드에 형성된 다수의 유리 제품 또는 몰드가 사용 중인 시간의 길이를 대표할 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 유리 시트 (110)는 유리 시트 (100)를 참조하여 여기에 기재된 바와 같은 유리 가공 장치에 의해 맞물린다. 예를 들어, 유리 시트 (110)의 외부 표면은 몰딩된 유리 제품의 형성 동안 유리 시트의 외부 표면에 결함을 부여하는 형성 장치에 의해 접촉된다. 몇몇 구체 예에서, 결함은 제1 클래딩 층 (114) 및/또는 제2 클래딩 층 (116)에 국한되고, 코어 층 (112)으로 확장되지 않는다. 몇몇 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (114) 및 제2 클래딩 층 (116)은 코어 층 (112)으로부터 적어도 부분적으로 제거되어 원래 그대로의 표면을 포함할 수 있는, 코어 층의 외부 표면을 노출시킨다.
클래드에 의해 코어의 보호는 취급 및/또는 가공 동안 유리 제품의 코어에 유발될 손상을 방지할 수 있다. 유리 제품에 유발된 손상은 클래드를 제거하여 제거될 수 있다. 클래드에 의한 코어의 보호는 이의 형성된 표면상에 결점을 갖는 형성 장치의 사용을 가능하게 할 수 있다. 이것은 형성 장치가 형성 표면의 대체 또는 수리 또는 재생 (즉, 형성 장치의 유효 수명) 전에 사용될 수 있는 시간의 양을 늘릴 수 있다. 클래드에 의한 코어의 보호는 몰딩된 유리 제품을 그라인딩 또는 연마 없이 원래 그대로의 외부 표면을 갖는 몰딩된 유리 제품의 생산을 가능하게 할 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 클래드는 코어보다 덜 내구성이다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (104) 및 제2 클래딩 층 (106)은 코어 층 (102)보다 덜 내구성이다. 도 2에 나타낸 구체 예에서, 제1 클래딩 층 (114) 및 제2 클래딩 층 (116)은 제1 외부 코어 층 (112b) 및 제2 외부 코어 층 (112c)보다 덜 내구성이다. 몇몇 구체 예에서, 내부 코어 층 (112a)은 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c) 내에서 둘러싸인다. 내부 코어 층 (112a)은 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c)에 의해 보호되기 때문에, 상기 내부 코어 층은 제1 및 제2 클래딩 층 (114 및 116) 또는 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c)보다 더 내구성이거나 또는 덜 내구성일 수 있다. (예를 들어, 제1 및 제2 클래딩 층 (104 및 106) 또는 제1 및 제2 클래딩 층 (114 및 116)의) 클래드 유리 조성물은 (예를 들어, 코어 층 (102) 또는 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c)의) 코어 유리 조성물보다 시약에서 더 큰 분해율을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율은 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율을 적어도 10배 초과한다. 몇몇 구체 예에서, 유리 제품은 시약과 접촉되어, 코어로부터 클래드의 적어도 일부를 제거하고, 코어의 외부 표면을 노출시킨다. 클래드 및 코어 사이에 내구성의 차이는 코어를 실질적으로 분해 또는 용해하지 않고 클래드가 분해 또는 용해되도록 시약과 유리 제품을 접촉시켜 코어로부터 클래드를 제거하는 것을 가능하게 할 수 있다.
상기 시약은 유리 제품 (예를 들어, 클래드 및/또는 코어)을 분해 또는 용해시킬 수 있는 적절한 성분을 포함한다. 예를 들어, 시약은 산, 염기, 또 다른 적절한 성분, 또는 이의 조합을 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 시약은, 예를 들어, 무기산 (예를 들어, HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4, H3BO3, HBr, HClO4, 또는 HF), 카르복실산 (예를 들어, CH3COOH), 또는 이의 조합과 같은 산을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 구체 예에서, 시약은 HCl (예를 들어, 물에 50 vol% HCl)을 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 시약은 HNO3를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 시약은 예를 들어, LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, 또는 이의 조합과 같은 염기를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 시약은 HF가 실질적으로 없다. HF는 다수의 다른 산화물과 반응하며, 따라서, 대부분 유리 조성물과 높은 반응성이 있다. 예를 들어, HF는 이산화규소와 반응하여 가스성 또는 수-용성 플르오르화 규소를 형성한다. HF를 포함하는 시약과 유리 제품의 코어의 접촉은, 코어 표면을 거칠게 하거나 또는 훼손을 유발할 수 있는, 코어와 HF의 반응을 결과할 수 있다. 실질적으로 HF가 없는 시약의 사용은 코어와 시약의 실질적인 반응을 방지할 수 있어서 코어 표면을 손상시키지 않고 코어로부터 클래드의 제거를 가능하게 한다.
몇몇 구체 예에서, 유리 제품은 시약과 접촉되어 여기에 기재된 바와 같이 코어로부터 클래드가 적어도 부분적으로 제거된다. 클래드의 제거시, 코어는 적어도 부분적으로 노출될 수 있다. 예를 들어, 코어는 적어도 약 0.1 hr, 적어도 약 0.5 hr, 적어도 약 1 hr, 또는 적어도 약 2 hr 동안 시약과 적층 유리 제품을 접촉시키는 반응에서 적어도 부분적으로 노출된다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어는 최대한 약 10 hr, 최대한 약 5 hr, 또는 최대한 약 2 hr 동안 시약과 적층 유리 제품을 접촉시키는 반응에서 적어도 부분적으로 노출된다. 유리 제품이 시약과 접촉되는 조건 (예를 들어, 시약의 농도, 온도, 및/또는 초음파 교반의 사용)은 조정될 수 있어서 클래드의 분해율을 조정한다.
몇몇 구체 예에서, 시약은 제1 시약 및 제2 시약을 포함한다. 유리 제품은 제1 시약과 접촉하여 코어로부터 클래드의 제1 부분을 제거하고, 그 다음 제2 시약과 접촉하여 코어로부터 클래드의 제2 부분을 제거한다. 몇몇 구체 예에서, 제1 시약은 HF을 포함한다. 유리 제품은 코어가 제1 시약과 유리 제품의 접촉 후 및 제2 시약과 유리 제품의 접촉 전에 클래드 내에 실질적으로 감싸진 채로 남기기 충분히 짧은 시간 동안 제1 시약과 접촉된다. HF를 포함하는 제1 시약은, 코어의 외부 표면을 손상시킬 수 있는, 제1 시약과 코어의 접촉 없이 상대적으로 빠르게 클래드의 제1 부분을 분해하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 제2 시약은 실질적으로 HF가 없다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 제2 시약에서 클래드의 분해율은 여기에 기재된 바와 같이 제2 시약에서 코어의 분해율을 초과한다. 코어는 코어의 외부 표면의 손상 없이 (예를 들어, 클래드의 제2 부분의 제거 이후에) 제2 시약과 접촉될 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 코어의 외부 표면은 클래드의 제거 (예를 들어, 클래드의 실질적으로 완전한 또는 부분적 제거) 이후에 시약과 접촉된다. 비록 코어가 클래드보다 더 내구성이지만, 몇몇 구체 예에서, 시약은 어느 정도로 코어를 분해한다. 시약과 코어의 접촉시, 코어의 적어도 일부는, 코어의 외부 표면의 가장 바깥쪽 부분이 제거되도록 시약에 의해 분해될 수 있다. 예를 들어, 제거된 가장 바깥쪽 부분은 약 1㎛까지의 두께이다. 이것은 코어의 표면에서, 예를 들어, 파단 팁 (fracture tips)을 뭉툭하게 만들어, 코어의 강화를 도울 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 이온 교환은 클래드 및 코어 사이에서 유발된다. 코어 (예를 들어, 코어 층 (102) 또는 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c))에 존재하는 더 작은 양이온 (예를 들어, 일가 알칼리 금속 양이온 또는 이가 알칼리토 금속 양이온)은 클래드 (예를 들어, 제1 및 제2 클래딩 층 (104 및 106) 또는 제1 및 제2 클래딩 층 (114 및 116))에 존재하는 더 큰 양이온 (예를 들어, 일가 알칼리 금속 양이온, 이가 알칼리 토 금속 양이온, 또는 Ag+)으로 대체된다. 예를 들어, 몇몇 구체 예에서, 코어에 존재하는 Na+은 클래드에 존재하는 K+으로 대체된다. 더 작은 양이온 및 더 큰 양이온은 동일한 원자가 또는 산화 상태를 가질 수 있다. 더 큰 양이온으로 더 작은 양이온의 대체는 압축 또는 압축 응력 (CS)하에 있는 코어 내에 표면층을 생성한다. 표면층은 코어의 내부 또는 벌크로 층의 깊이 (DOL)로 확장한다. 이것은 클래드의 제거 후에 유리 제품의 강도의 증가를 도울 수 있다. 표면층에서 압축 응력은 코어의 내부 영역에 인장 응력 (TS) 또는 중심 인장에 의해 균형을 이룬다. 이온 교환은, 예를 들어, 코어로부터 클래드를 제거하기 전에 유리 제품을 가열하는 것과 같은 적절한 방법에 의해 유발될 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c)은 이온 교환 가능하다. 따라서, 유리 제품은 클래드의 제거 후에 이온 교환 공정에 적용될 수 있어서 압력 또는 압축 응력 하에 있는 외부 코어 층 내에 표면층을 생성한다. 이온 교환 공정은, 예를 들어, 용융염과 유리 제품을 접촉시키는 단계를 포함하는 적절한 이온 교환 공정을 포함할 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 각각의 코어 유리 조성물 및 클래드 유리 조성물은 여기에 기재된 바와 같은 퓨전-인발 공정을 사용하여 유리 제품 (예를 들어, 적층 유리 시트 (100) 또는 적층 유리 시트 (110))의 형성을 위해 적절한 특성 (예를 들어, 액상선 점도, 액상선 온도, 및 CTE)을 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 유리 조성물은 여기에 기재된 바와 같은 코어 유리 조성물보다 덜 내구성이다.
몇몇 구체 예에서, 코어 유리 조성물은 약 62 mol% 내지 약 77 mol% SiO2를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어 유리 조성물은 약 2 mol% 내지 약 13 mol% Al2O3를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 10 mol% B2O3를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어 유리 조성물은 Na2O, K2O, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 알칼리 금속 산화물을 포함한다. 예를 들어, 코어 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 15 mol% Na2O 및/또는 약 0 mol% 내지 약 12 mol% K2O를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어 유리 조성물은 CaO, MgO, SrO, BaO, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 알칼리토 산화물을 포함한다. 예를 들어, 코어 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 1 mol% CaO, 약 2 mol% 내지 약 7 mol% MgO, 약 0 mol% 내지 약 7 mol% SrO, 및/또는 약 0 mol% 내지 약 3 mol% BaO를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 코어 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 1 mol% SnO2를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 코어 유리 조성물의 알칼리 금속 산화물 (R2O) 농도와 코어 유리 조성물의 Al2O3 농도 사이의 차이는 약 1 내지 약 9이다.
코어 유리 조성물의 대표적인 구체 예가 여기에 기재될지라도, 상기 코어 유리 조성물은, 코어 유리 조성물이 여기에 기재된 바와 같이 유리 제품의 형성용 클래드 유리 조성물과 양립 가능하도록 적절한 양으로 적절한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 클래드 유리 조성물의 액상선 점도, 액상선 온도, 및/또는 CTE에 대하여 코어 유리 조성물의 액상선 점도, 액상선 온도, 및/또는 CTE는 여기에 기재된 바와 같은 퓨전-인발 공정을 사용하여 유리 제품의 형성을 가능하게 할 수 있다. 또한, 예를 들어, 코어 유리 조성물은 여기에 기재된 바와 같은 클래드 유리 조성물보다 시약에서 좀 더 내구성일 수 있다. 따라서, 상기 코어 유리 조성물은 여기에 기재된 대표적인 구체 예에 제한되지 않는다.
여기에 기재된 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 유리 네트워크 형성제로 제공될 수 있는, SiO2를 포함한다. 예를 들어, 제2 유리 조성물은 약 45 mol% 내지 약 60 mol% SiO2를 포함한다. 만약 SiO2의 농도가 너무 낮다면, 클래드 유리 조성물은 퓨전-인발 장비 (예를 들어, 내화물)에서 발견되는 보통 성분인, Zr과 양립할 수 없다. 만약 SiO2의 농도가 너무 높다면, 클래드 유리 조성물은 바람직하기 않은 높은 내구성을 갖고, 유리의 성형성에 역효과를 내는 충분히 높은 용융점을 가질 수 있다.
여기에 기재된 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 유리 네트워크 형성제로서 제공할 수 있는, Al2O3를 포함한다. 예를 들어, 클래드 유리 조성물은 약 8 mol% 내지 약 19 mol% Al2O3를 포함한다. Al2O3의 존재는 클래드 유리 조성물의 액상선 온도를 감소시킬 수 있고, 이에 의해 클래드 유리 조성물의 액상선 점도를 증가시킨다. 만약 Al2O3의 농도가 너무 낮다면, 클래드 유리 조성물은 바람직하기 않게 연질일 수 있고 (예를 들어, 변형점이 원하지 않게 낮을 수 있다) 및 바람직하기 않은 높은 CTE를 가질 수 있다. 만약 Al2O3의 농도가 너무 높다면, 클래드 유리 조성물은 Zr과 양립할 수 없고, 바람직하지 않은 높은 내구성을 가질 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 유리 네트워크 형성제로 제공할 수 있는, B2O3를 포함한다. 예를 들어, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 25 mol% B2O3를 포함한다. B2O3의 존재는 제2 유리 조성물의 내구성을 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 또는 선택적으로, B2O3의 존재는 클래드 유리 조성물의 점도 및 액상선 온도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 1 mol% 만큼 B2O3의 농도의 증가는, 유리 조성물에 의존하여, 약 10℃ 내지 약 14℃ 만큼 등가의 점도를 얻기 위해 요구된 온도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 1 mol% 만큼 B2O3의 농도 증가는, 유리 조성물에 의존하여, 약 18℃ 내지 약 22℃ 만큼 액상선 온도를 낮출 수 있다. 따라서, B2O3는 이것이 액상선 점도를 증가시키는 것보다 더 빠르게 유리 조성물의 액상선 온도를 감소시킬 수 있다. 만약 B2O3의 농도가 너무 낮다면, 클래드 유리 조성물은 바람직하지 않은 높은 내구성을 가질 수 있다. 만약 B2O3의 농도가 너무 높다면, 클래드 유리 조성물은 바람직하지 않게 연질일 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 알칼리 금속 산화물을 포함한다. 예를 들어, 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 8 mol% Li2O를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 21 mol% Na2O를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 12 mol% K2O를 포함한다. 상기 알칼리 금속 산화물은 개질제로 제공될 수 있다. 예를 들어, Na2O의 존재는, 클래드 유리 조성물의 성형성을 향상할 수 있는, 클래드 유리 조성물의 용융 온도를 감소시킬 수 있다. Na2O를 포함하는 구체 예에서, 만약 Na2O의 농도가 너무 낮다면, 상기 클래드 유리 조성물은 바람직하지 않은 높은 내구성을 가질 수 있다. 만약 Na2O의 농도가 너무 높다면, 상기 코어 유리 조성물은 바람직하기 않은 높은 CTE를 가질 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 CaO, MgO, SrO, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 알칼리토 산화물을 포함한다. 예를 들어, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 10 mol% CaO를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 2 mol% MgO를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 2 mol% SrO를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 SnO2, Sb2O3, Ce2O3, (예를 들어, KCl 또는 NaCl에서 유래된) Cl, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 청징제를 포함한다. 예를 들어, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol% SnO2를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 P2O5를 포함한다. 예를 들어, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 10 mol% P2O5을 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 상기 클래드 유리 조성물은 미량의 ZrO2를 포함한다. 예를 들어, 상기 클래드 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 0.02 mol% ZrO2를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 상기 클래드 유리 조성물은 Pb, As, Cd, 및 Ba 중 어떤 것 또는 모두가 실질적으로 없다 (즉, 열거된 원소를 포함하는 구성분). 예를 들어, 상기 클래드 조성물은 Pb이 실질적으로 없다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 유리 조성물은 As가 실질적으로 없다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 유리 조성물은 Cd이 실질적으로 없다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 상기 클래드 유리 조성물은 Ba이 실질적으로 없다.
몇몇 구체 예에서, 상기 유리 제품은 여기에 기재된 바와 같은 퓨전-인발 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 클래드 유리 조성물의 CTE는 상기 코어 유리 조성물의 CTE 이하이다. 예를 들어, 클래드 유리 조성물의 CTE는 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 0 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃ 적고, 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 0 x 10-7/℃ 내지 약 30 x 10-7/℃ 적고, 또는 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 0 x 10-7/℃ 내지 약 10 x 10-7/℃ 적다. 몇몇 구체 예에서, 상기 클래드 유리 조성물은 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 95 x 10-7/℃의 CTE를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 클래드 유리 조성물의 액상선 점도는 적어도 약 50 kP, 적어도 약 80 kP, 또는 적어도 약 100 kP이다.
몇몇 구체 예에서, 상기 유리 제품의 코어 층은 복수의 층을 포함한다. 예를 들어, 도 2에 나타난 구체 예에서, 상기 코어 층은 세 층을 포함한다. 몇몇 이러한 구체 예에서, 외부 코어 유리 조성물의 CTE는 내부 코어 유리 조성물의 CTE 이하이다. 예를 들어, 외부 코어 유리 조성물의 CTE는 내부 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 0 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃ 적고, 내부 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 0 x 10-7/℃ 내지 약 30 x 10-7/℃ 적고, 또는 내부 코어 유리 조성물의 CTE 보다 약 0 x 10-7/℃ 내지 약 10 x 10-7/℃ 적다. 따라서, 제1 및 제2 외부 코어 층 (112b 및 112c)은 압축 응력을 포함하고, 내부 코어 층 (112a)은 제1 및 제2 외부 코어 층 및 내부 코어 층 사이에 CTE 불일치의 결과로 인장 응력을 포함한다. 압축 응력은 코어를 노출하기 위해 클래드 제거 후에 유리 제품을 강화시키는 것을 도울 수 있다. 다시 말해서, 상기 코어는 강화된 코어를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 클래드 유리 조성물 및 외부 코어 유리 조성물 각각의 CTE는 내부 코어 유리 조성물의 CTE 이하이다.
몇몇 구체 예에서, 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율 대 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율의 비는 적어도 약 10, 적어도 약 100, 또는 적어도 약 1000이다. 분해율은 제공된 시간 동안 시약과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점에서, 시약와 접촉시 단위시간당 샘플의 표면적에 대한 중량 손실의 관점에서, 또는 또 다른 적절한 방식으로 표시될 수 있다. 예를 들어, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃로 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점으로 표시된, 클래드 유리 조성물의 분해율은, 적어도 약 0.9%, 적어도 약 5%, 적어도 약 10%, 또는 적어도 약 20%이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃로 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점으로 표시된, 클래드 유리 조성물의 분해율은 최대한 약 30%이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃로 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점으로 표시된, 코어 유리 조성물의 분해율은 최대한 약 2%, 최대한 약 0.1%, 또는 최대한 약 0.01%이다.
전술된 것에 기초하여, (예를 들어, 유리 제품의 클래드 유리 조성물로 사용하기 위한) 상대적으로 낮은 내구성 유리 조성물의 다양한 구체 예들은 여기에 개시된 것으로 이해되어야 한다. 하나의 대표적인 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 약 45 mol% 내지 약 60 mol% SiO2, 약 13 mol% 내지 약 19 mol% Al2O3, 약 5 mol% 내지 약 23 mol% B2O3, 및 약 3 mol% 내지 약 21 mol% Na2O를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃로 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점으로 표시된, 클래드 유리 조성물의 분해율은 약 0.9% 내지 약 29%이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 유리 조성물의 분해율은 코어 유리 조성물의 분해율을 적어도 10배 초과한다.
또 다른 대표적인 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 약 55 mol% 내지 약 59 mol% SiO2, 약 12 mol% 내지 약 16 mol% Al2O3, 약 13 mol% 내지 약 17 mol% B2O3, 및 약 12 mol% 내지 약 16 mol% Na2O를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃로 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점으로 표시된, 상기 클래드 유리 조성물의 분해율은 약 1% 내지 약 3%이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 유리 조성물의 분해율은 코어 유리 조성물의 분해율을 적어도 10배 초과한다.
또 다른 대표적인 구체 예에서, 클래드 유리 조성물은 약 47 mol% 내지 약 51 mol% SiO2, 약 13 mol% 내지 약 17 mol% Al2O3, 약 17 mol% 내지 약 21 mol% B2O3, 약 13 mol% 내지 약 17 mol% Na2O, 및 약 0 mol% 내지 약 4 mol% CaO를 포함한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃로 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 관점으로 표시된, 클래드 유리 조성물의 분해율은 약 221% 내지 약 25%이다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 클래드 유리 조성물의 분해율은 코어 유리 조성물의 분해율을 적어도 10배 초과한다.
몇몇 구체 예에서, 디스플레이 (예를 들어, LED 또는 LCD 디스플레이)는 여기에 기재된 바와 같은 유리 제품을 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이는 상기 유리 제품을 포함하는 커버 유리를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 커버 유리는 일체형 커버 유리 및 컬러 필터 (color filter)를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 커버 유리는 일체형 터치 커버 유리를 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 자동차 글레이징은 여기에 기재된 바와 같은 유리 제품을 포함한다. 자동차용 글레이징은, 예를 들어, 방풍유리, 옆 창 (sidelite) (예를 들어, 문 유리 또는 쿼터 윈도 (quarter window)), 선 루프, 문 루프, 뒷 창 (rear backlite), 또는 또 다른 적절한 유리 또는 창을 포함한다.
몇몇 구체 예에서, 건축용 패널은 여기에 기재된 바와 같은 유리 제품을 포함한다.
여기에 기재된 유리 제품의 다양한 구체 예는, 예를 들어, LCD 및 LED 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 및 자동 입출금기 (ATMs)를 포함하는 소비자 또는 상업용 전자 장치에서 커버 유리 또는 유리 백플레인 적용; 터치 스크린 또는 터치 센서 적용; 예를 들어, 휴대폰, 개인 미디어 플레이어, 및 테블릿 컴퓨터를 포함하는, 휴대용 전자 장치; 예를 들어, 반도체 웨이퍼를 포함하는, 집적회로 적용; 광전지 적용; 건축용 유리 적용; 자동차 또는 차량 유리 적용; 상업용 또는 가전 적용; 또는 예를 들어, 고체 상태 조명 (예를 들어, LED 램프용 조명 기구)을 포함하는, 조명 적용을 포함하는 다양한 적용을 위해 사용될 수 있다.
실시 예
다양한 구체 예는 하기 실시 예들에 의해 더욱 명확해질 것이다.
유리 제품의 코어로 사용하기에 적절할 수 있는, 복수의 코어 유리 조성물은 하기 표 1에 기재된 배치 조성물에 따라 제조된다. 산화물 구성 성분의 배치는 혼합되고, 용융되며, 유리 플레이트로 형성된다. 유리 용융 및 최종 유리 제품의 특성은 측정되고, 그 결과는 표 2에 보고된다. 표 2에 보고된 분해율은 30분 동안 초음파 욕조에 60℃의 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 면에서 표시된다.
대표적인 코어 유리 조성물
샘플 SiO2
(mol%)		 Al2O3
(mol%)		 B2O3
(mol%)		 Na2O
(mol%)		 K2O
(mol%)		 MgO
(mol%)		 CaO
(mol%)		 SnO2
(mol%)
1-1 66 10.26 0.58 14.23 2.37 5.75 0.59 0.21
1-2 69.18 8.47 0 13.92 1.16 6.54 0.53 0.19
1-3 68.84 10.63 0 14.86 0.02 5.43 0.04 0.17
1-4 67.45 12.69 3.67 13.67 0.02 2.36 0.03 0.09
대표적인 코어 유리 조성물의 특성
샘플 분해율 (%) CTE (x10-7
/℃)		 액상선 온도 (℃) 액상선 점도 (kP) 변형점 (℃) 어닐링점 (℃) 연화점(℃) 밀도 (g/㎤)
1-1 0.01 91.1 900 4250 551 600 843 2.452
1-2 0.01 83.6 950 1498 560 609 844 2.444
1-3 0 80.1 1070 nm 602 652 900 2.432
1-4 0 74.6 1002 2210 589 644 922 2.403
유리 제품의 클래드로서 사용하기에 적절할 수 있는, 복수의 클래드 유리 조성물은 하기 표 3에 열거된 배치 조성물에 따라 제조된다. 산화물 구성 성분의 배치는 혼합되고, 용융되며 및 유리 플레이트로 형성된다. 유리 용융 및 최종 유리 제품의 특성은 측정되고, 그 결과는 표 4에 보고된다. 표 4에 보고된 분해율은 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃의 50 부피% 수성 HCl 용액과 접촉 후에 샘플의 원래 중량에 대하여 중량 손실의 면에서 표시된다.
대표적인 클래드 유리 조성물
샘플 SiO2
(몰%)		 Al2O3
(몰%)		 B2O3
(몰%)		 CaO
(몰%)		 Li2O
(몰%)		 Na2O
(몰%)		 K2O
(몰%)		 SnO2
(몰%)		 ZrO2
(몰%)		 P2O5
(몰%)
2-1 57 18.8 5 0 0 18.7 0.5 0.1 0.02 0
2-2 55 18.8 7 0 0 18.7 0.5 0.1 0.02 0
2-3 53 18.8 9 0 0 18.7 0.5 0.1 0.02 0
2-4 51 18.8 11 0 0 18.7 0.5 0.1 0.02 0
2-5 49 18.8 13 0 0 18.7 0.5 0.1 0.02 0
2-6 57 18.8 5 0 2 16.7 0.5 0.1 0.02 0
2-7 57 18.8 5 0 4 14.7 0.5 0.1 0.02 0
2-8 57 18.8 5 0 8 10.7 0.5 0.1 0.02 0
2-9 57 18 7 0 0 18 0 0.1 0 0
2-10 57 17 9 0 0 17 0 0.1 0 0
2-11 57 16 11 0 0 16 0 0.1 0 0
2-12 57 15 13 0 0 15 0 0.1 0 0
2-13 57.13 13.96 15.16 0.02 0 13.63 0 0.09 0 0
2-14 57 13 17 0 0 13 0 0.1 0 0
2-15 57.9 15 10 2 0 15 0 0.1 0 0
2-16 57.9 15 10 2 0 12 3 0.1 0 0
2-17 57.9 15 10 2 0 9 6 0.1 0 0
2-18 57.9 15 10 2 0 6 9 0.1 0 0
2-19 57.9 15 10 2 0 3 12 0.1 0 0
2-20 55 15 13 2 0 6 9 0.1 0 0
2-21 55 15 13 2 0 9 6 0.1 0 0
2-22 55 15 13 2 0 12 3 0.1 0 0
2-23 55 15 13 2 0 15 0 0.1 0 0
2-24 53 15 15 2 0 6 9 0.1 0 0
2-25 53 15 15 2 0 9 6 0.1 0 0
2-26 53 15 15 2 0 12 3 0.1 0 0
2-27 53 15 15 2 0 15 0 0.1 0 0
2-28 51 15 17 2 0 6 9 0.1 0 0
2-29 51 15 17 2 0 9 6 0.1 0 0
2-30 51 15 17 2 0 12 3 0.1 0 0
2-31 51 15 17 2 0 15 0 0.1 0 0
2-32 56 16 11 2 0 16 0 0.07 0 0
2-33 56 16 11 4 0 16 0 0.07 0 0
2-34 56 18 7 1 0 18 0 0.07 0 0
2-35 56 18 7 2 0 18 0 0.07 0 0
2-36 56 18 7 4 0 18 0 0.07 0 0
2-37 55 17 11 0 0 17 0 0.07 0 0
2-38 54 17.5 11 0 0 17.5 0 0.07 0 0
2-39 53 18 11 0 0 18 0 0.07 0 0
2-40 55 16 13 0 0 16 0 0.07 0 0
[표 3 계속]
Figure 112016098380919-pct00001
대표적인 클래드 유리 조성물의 특성
샘플 분해율 (%) CTE (x10-7
/℃)		 액상선 온도 (℃) 액상선 점도 (kP) 변형점 (℃) 어닐링점 (℃) 연화점(℃) 밀도 (g/㎤)
2-1 22.85 92.7 1085 573 612 668 925 2.428
2-2 16.89 92.6 1035 584 581 633 881 2.410
2-3 12.55 92.6 985 824 557 608 847 2.420
2-4 23.73 92.4 950 898 539 588 813 2.401
2-5 28.92 92.8 900 >2000 522 570 789 2.388
2-6 1.96 92.5 1030 776 580 634 883 2.428
2-7 0.94 89.8 970 1326 557 607 849 2.427
2-8 13.67 84.7 1000 233 541 590 814 2.410
2-9 9.28 85.0 910 >2000 569 624 864 2.407
2-10 6.76 88.0 790 >2000 594 648 899 2.385
2-11 6.29 79.1 775 >2000 524 576 821 2.369
2-12 3.33 82.3 770 >2000 544 596 842 2.350
2-13 2.13 73.0 742 >2000 493 541 779 2.330
2-14 2.53 74.9 760 >2000 508 557 790 2.310
2-15 1.55 76.4 950 1106 543 591 819 2.394
2-16 1.94 82.1 770 >2000 535 583 814 2.394
2-17 2.99 85.1 750 >2000 526 577 819 2.392
2-18 5.25 87.0 940 >2000 528 578 836 2.388
2-19 10.31 87.7 1155 68 536 589 849 2.384
2-20 5.09 87.5 770 >2000 516 565 809 2.370
2-21 7.15 85.8 795 >2000 513 561 789 2.377
2-22 4.59 84.6 760 >2000 514 559 772 2.382
2-23 5.31 79.5 750 >2000 526 571 776 2.385
2-24 9.19 87.1 750 >2000 503 552 777 2.357
2-25 5.73 86.3 775 >2000 498 544 760 2.366
2-26 3.97 84.1 770 >2000 502 547 749 2.374
2-27 6.09 79.2 795 >2000 511 554 744 2.377
2-28 9.89 85.4 715 >2000 491 538 760 2.348
2-29 10.74 86.5 735 >2000 487 533 735 2.355
2-30 14.37 84.9 750 >2000 491 534 731 2.364
2-31 9.73 79.4 790 >2000 501 544 726 2.368
2-32 5.28 81.3 765 >2000 521 566 769 2.405
2-33 6.34 80.9 910 294 524 566 753 2.435
2-34 12.74 88.4 1000 524 555 604 837 2.425
2-35 15.12 87.8 1000 281 545 591 813 2.439
2-36 14 87.4 1030 59 544 589 797 2.465
2-37 15.76 87.1 760 >2000 523 570 800 2.385
2-38 17.13 88.2 750 >2000 521 571 800 2.388
2-39 17.13 90.2 840 >2000 521 570 794 2.394
2-40 7.86 83.6 800 >2000 503 551 785 2.365
[표 4 계속]
Figure 112016098380919-pct00002
표 2 및 4에 나타낸 바와 같이, 대표적인 클래드 유리 조성물은 선택된 시약 (즉, 50% HCl)에서 대표적인 코어 유리 조성물보다 덜 내구성이다 (즉, 더 높은 분해율을 갖는다).
유리 제품은 여기에 기재된 바와 같이 형성되고, 대표적인 코어 유리 조성물 (예를 들어, 샘플 1-1 내지 1-4)로부터 형성된 코어 및 대표적인 클래드 유리 조성물 (예를 들어, 샘플 2-1 내지 2-68)로부터 형성된 클래드를 포함한다.
실시 예 1
샘플 1-2의 코어 유리 조성물로부터 형성된 코어 및 샘플 2-13의 클래드 유리 조성물로부터 형성된 클래드를 포함하는 유리 제품은 형성된다. 선택된 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율 대 선택된 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율의 비는 약 213이다. 상기 클래드 유리 조성물의 CTE는 상기 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 10.6 x 10-7/℃ 적다.
도 9는 형성 표면상에 돌출부의 진폭 및 폭의 함수에 따라 유리 제품의 코어에서 가시적인 결함을 피하기에 충분한 예측된 클래드 두께의 그래프이다. 도 9의 목적을 위해, 가시적인 결함은 1/5000를 초과하는 기울기를 갖는 결함이다. 코어 대 클래드 점도 비는 7.5로 추정된다.
실시 예 2
샘플 1-2의 코어 유리 조성물로부터 형성된 코어 및 샘플 2-49의 클래드 유리 조성물로부터 형성된 클래드를 포함하는 유리 제품은 형성된다. 선택된 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율 대 선택된 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율의 비는 약 2285이다. 상기 클래드 유리 조성물의 CTE는 상기 코어 유리 조성물의 CTE보다 약 3.6 x 10-7/℃ 적다.
실시 예 3
도 1에 나타낸 일반 구조를 갖는 유리 시트는 형성된다. 상기 코어는 샘플 1-2의 코어 유리 조성물로부터 형성되고, 상기 클래드는 샘플 2-13의 클래드 유리 조성물로부터 형성된다. 상기 유리 시트는 1 ㎜의 두께를 갖는다. 상기 코어 층 두께 대 상기 클래드 층 두께의 비는 약 7이다.
도 10은 시간의 함수에 따른 에칭 두께로 표시된, 각각의 코어 유리 조성물 및 클래드 유리 조성물의 분해율의 그래프이다. 도 10의 목적을 위해, 에칭 두께는 실온에서 정적 50부피% 수성 HCl 용액에 유리 시트의 노출에 반응한 유리 시트 두께의 감소이다. 상기 코어 유리 조성물의 분해율은 다이아몬드-모양 데이터 점 (330)으로 나타낸다. 상기 클래드 유리 조성물의 분해율은 원형 데이터 점 (332)으로 나타낸다. 따라서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 클래드 유리 조성물의 분해율 대 상기 코어 유리 조성물의 분해율의 비는 약 2000을 초과한다.
상기 유리 시트는 진공 몰드를 사용하여 몰딩된 유리 제품으로 형성된다. 도 11은 몰딩된 유리 제품의 사진이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 몰딩된 유리 제품은 곡선 립으로 둘러싸인 실질적으로 평면 중심 영역을 포함하는 접시 형상을 갖는다. 몰딩된 유리 제품은 흐릿하거나 또는 흐린 외관을 갖는다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 흐릿함은 클래드와 몰드 사이에 접촉의 결과로 믿어진다.
상기 클래드는 시약에 몰딩된 유리 제품을 노출시켜 몰딩된 유리 제품으로부터 제거된다. 도 12는 클래드의 제거 후에 몰딩된 유리 제품의 사진이다. 상기 몰딩된 유리 제품은 클래드의 제거 후 투명한 외관을 갖는다. 다시 말해서, 도 11에서 분명한 흐릿함은 도 12에 나타나지 않는다.
본 실시 예는, 유리 제품을 몰딩하는 것이 가능하고, 그 다음 몰딩된 유리 제품을 에칭하여 에칭 공정 이후에 거의 연마 단계 없이도 원래 그대로의 코어 표면을 나타내는 것을 입증한다. 가시적인 표면 손상이 클래드의 제거 동안 몰딩된 유리 제품으로부터 제거되기 때문에, 이러한 몰딩 및 에칭 공정은, 더 많은 손상이 몰드로부터 용인될 수 있음에 따라, 연장된 몰드 수명을 가능하게 할 수 있다.
본 실시 예에서 코어 유리 조성물은 이온 교환 가능하기 때문에, 몰딩된 유리 제품은 클래드의 제거 이후에 이온 교환 공정에 적용될 수 있다. 이것은 몰딩된 유리 제품을 강화하는데 도움이 될 수 있다.
실시 예 4
도 1에 나타낸 일반 구조를 갖는 유리 시트는 실시 예 3에 기재된 대로 형성된다. 상기 유리 시트는 2 ㎜의 두께를 갖는다.
유리 시트는 플런저 (plunger)를 갖는 흑연 몰드로 유리 시트를 가압하여 몰딩된 유리 제품으로 형성된다. 상기 몰딩된 유리 제품은 곡선 립에 의해 둘러싸인 실질적으로 평면 중심 영역을 포함하는 깊은 접시 형상을 갖는다. 상기 중심 영역과 립 사이에 굽힘은 90°에 가깝다. 클래드는 시약에 몰딩된 유리 제품을 노출시켜 몰딩된 유리 제품의 약 절반이 제거된다. 도 13은 몰딩된 유리 제품의 절반에서 클래드의 제거 후에 몰딩된 유리 제품의 사진이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 클래드를 갖는 몰딩된 유리 제품의 오른쪽 절반은 흐릿하거나 또는 흐린 외관을 갖고, 클래드가 없는 몰딩된 유리 제품의 왼쪽 절반은 투명한 외관을 갖는다.
본 실시 예는, 유리 제품을 몰딩하는 것이 가능하고, 그 다음 몰딩된 유리 제품을 에칭하여 유리 제품이 몰딩 공정 동안 실질적인 손상을 유지하는 경우조차도, 에칭 공정 후에 거의 연마 없이 원래 그대로의 코어 표면을 나타내는 것을 더욱 입증한다. 따라서, 원래 그대로의 몰딩된 유리 제품은 상대적으로 낮은 품질 몰드를 사용하여 형성될 수 있다.
실시 예 5
도 1에 나타낸 일반 구조를 갖는 유리 시트는 실시 예 3에 기재된 바와 같이 형성된다. 유리 시트는 1 ㎜의 두께를 갖는다. 코어 층은 약 0.8 ㎜의 두께를 갖는다. 각각의 제1 및 제2 클래딩 층은 약 0.1 ㎜의 두께를 갖는다.
유리 시트는 실린더형 용융 실리카 기판의 외부 표면상에 유리 시트를 새깅 (sagging)에 의해 몰딩된 유리 제품으로 형성된다. 도 14는 몰딩된 유리 제품의 사진이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 몰딩된 유리 제품은 연속적인 곡면 형상을 갖는다. 상기 몰딩된 유리 제품은 흐릿하거나 또는 흐린 외관을 갖는다.
클래드는 시약에 몰딩된 유리 제품을 노출시켜 상기 몰딩된 유리 제품으로부터 제거된다. 도 15는 상기 클래드의 제거 후에 몰딩된 유리 제품의 사진이다. 상기 몰딩된 유리 제품은 클래드의 제거 후에 투명한 외관을 갖는다.
본 실시 예는, 유리 제품을 몰딩하는 것이 가능하고, 그 다음 몰딩된 유리 제품을 에칭하여, 에칭 공정 후에 거의 연마 없이 원래 그대로의 코어 표면을 나타내는 것을 더욱 입증한다.
각 대표적인 클래드 유리 조성물은, 여기에 기재된 몇몇 구체 예의 범주 내에 유리 제품을 형성하는데 각 대표적인 코어 유리 조성물과 함께 사용하기에 적절하지 않을 수 있다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 샘플 2-68의 대표적인 클래드 유리 조성물은, 상대적으로 낮은 분해율 (예를 들어, 0.9% 미만)을 가지며, 따라서, 제2 유리 조성물의 분해율 대 제1 유리 조성물의 분해율의 비가 몇몇 구체 예에 대하여 여기에 기재된 바와 같은 적어도 10인 유리 제품을 형성하는데, 각 대표적인 코어 유리 조성물 (예를 들어, 샘플 1-1 또는 1-2)와 함께 사용하기에 적절하지 않을 수 있다. 또한, 예를 들어, 샘플 2-65 내지 2-67의 대표적인 클래드 유리 조성물은 상대적으로 낮은 점도 (예를 들어, 50 kP미만)를 가지며, 따라서, 몇몇 구체 예에 대하여 여기에 기재된 바와 같은 퓨전 인발 공정을 사용하여 유리 제품을 형성하는데 적절하지 않을 수 있다.
기술분야의 당업자에게 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변화가 만들어질 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 이들의 균등물의 관점을 제외하고는 제한되지 않는다.

Claims (36)

  1. 코어 및 상기 코어에 인접한 클래드를 포함하고, 상기 코어는 코어 유리 조성물을 포함하며, 상기 클래드는 상기 코어 유리 조성물과 다른 클래드 유리 조성물을 포함하는 유리 제품을 형성하는 단계를 포함하고;
    여기서 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율은 상기 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율을 초과하며;
    여기서 상기 클래드 유리 조성물은 50 x 10-7/℃ 내지 95 x 10-7/℃의 열팽창계수 (CTE) 및 적어도 50 kP의 액상선 점도를 포함하고,
    상기 클래드 유리 조성물은 45 mol% 내지 60 mol% SiO2 및 8 mol% 내지 19 mol% Al2O3를 포함하며,
    상기 시약은 유리 제품을 용해시킬 수 있는 성분을 포함하는 유리 제품의 형성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클래드 유리 조성물은 As 및 Cd이 실질적으로 없으며; 및 상기 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율은 상기 시약에서 코어 유리 조성물의 분해율을 적어도 10배 초과하는 유리 제품의 형성 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 제품은 적층 유리 시트를 포함하며, 상기 클래드는 제1 클래딩 층 및 제2 클래딩 층을 포함하고, 및 상기 코어는 상기 제1 클래딩 층과 제2 클래딩 층 사이에 배치된 코어 층을 포함하며, 유리 적층의 형성은 퓨전 인발 장치에서 코어 층과 각각의 제1 클래딩 층 및 제2 클래딩 층을 접촉시키는 단계를 포함하는 유리 제품의 형성 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은 상기 유리 제품과 시약을 접촉시켜 상기 클래드의 적어도 일부를 제거하는 단계를 더욱 포함하는 유리 제품의 형성 방법.
  5. 청구항 1의 방법에 따라 형성된 유리 제품의 외부 표면과 유리 가공 장치를 접촉시키는 단계; 및
    상기 유리 제품으로부터 클래드를 적어도 부분적으로 제거하기 위해 상기 클래드와 시약을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 형성 표면의 표면 조건에 기초하여 코어 대 클래드 점도 비 또는 클래드 두께 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더욱 포함하는 유리 제품의 형성 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 시약은 HF가 없는 유리 제품의 형성 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 클래드 유리 조성물의 변형 온도는 코어 유리 조성물의 변형 온도 미만인 유리 제품의 형성 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 클래드 유리 조성물은 13 mol% 내지 19 mol% Al2O3, 5 mol% 내지 23 mol% B2O3, 및 3 mol% 내지 21 mol% Na2O를 포함하거나; 또는
    상기 시약은 50 vol% 수성 HCl 용액을 포함하고, 30분 동안 초음파 욕조에서 60℃의 시약으로 접촉한 후에 중량 퍼센트 손실의 측면에서 표시된 시약에서 클래드 유리 조성물의 분해율은 0.9% 내지 29%인 유리 제품의 형성 방법.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 방법에 따라 형성된 유리 제품.
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