KR20130135842A - 유리 제품의 엣지를 강화하는 방법 - Google Patents

유리 제품의 엣지를 강화하는 방법 Download PDF

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Abstract

주 표면의 광학적 투명도를 유지 또는 제품의 표면에 증착된 층 또는 구조를 보호하면서 유리 제품의 엣지를 강화하는 방법. 보호 코팅 또는 필름 수지는 상기 유리 제품의 적어도 하나의 표면에 적용된다. 상기 표면은 용해-유도 또는 연마되거나, 및/또는 화학적 또는 열적으로 강화될 수 있다. 상기 엣지는 상기 엣지의 결함의 크기 및 수를 감소시키기 위해 에칭제로 에칭되고, 이에 의해 상기 엣지를 강화시킨다. 상기 방법에 의해 강화된 엣지를 갖는 유리 제품은 또한 제공된다.

Description

유리 제품의 엣지를 강화하는 방법 {Method of strengthening edge of glass article}
본 출원은 2010년 8월 24일 출원된 미국 특허출원 제12/862096호의 우선권을 주장하며, 상기 특허들의 내용은 전체적으로 본 발명에 포함된다.
본 발명은 유리 제품의 엣지를 강화하는 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명은 상기 제품의 엣지 상에 결함의 수 및 크기를 감소시켜 유리 제품을 강화하는 방법에 관한 것이다. 좀 더 바람직하게는, 본 발명은 엣지를 강화하는 동안 상기 유리 제품의 주 표면을 보호하는 방법에 관한 것이다.
산 에칭 (Acid etching) 또는 강화 (fortification)는 표면 결함 (surface flaws)의 모양 및 크기를 변형시켜 유리 표면의 강도를 증가하기 위해 널리 사용되고, 일반적으로 유리 제품, 특히 다른 방법에 의해 강화되지 않는 이러한 제품의 모든 표면에 적용된다. 산 에칭 후 이런 표면의 취급은 강도의 감소를 유발하는 결함을 유도할 수 있다. 평면 유리 제품의 모든 유리 표면의 에칭은 불균일 에칭 (non-uniform etching)에 의해 발생된 광학적 왜곡 (optical distortion)을 유도할 수 있고, 에칭 공정으로 의한 물질의 제거 때문에 두께를 부분적으로 변화시킨다.
광학적 왜곡은 얇은 평면 유리 제품에서 쉽게 관찰될 수 있고, 두께 부분에서 변동 (fluctuations)을 초래할 수 있다. 이러한 왜곡은 불규칙하게 분산된 유기 잔유물 또는 유리 자체에서 또는 에칭제에서의 이질성 (inhomogeneities)에 의해 유발될 수 있다. 에칭 공정에 의해 유발된 표면 거칠기는 또한 평면 표면의 광학 투명도 (clarity)를 감소시키고, 헤이즈 (haze) 또는 확산 산란 (diffuse scattering)으로 명백히 된다. 많은 적용품들은 두께 부분의 엄격한 조절이 요구된다. 그러나, 전체 부분의 산 에칭은 부분 두께를 감소시키고, 원하는 내성 (tolerance)을 충족시키기 위한 에칭 후 두께보정 (thickness compensation)을 요구할 수 있다.
유리 제품의 엣지를 강화하는 방법 및 상기 방법에 의해 강화된 엣지를 갖는 유리 제품은 제공된다. 상기 방법은 상기 제품의 주표면의 광학적 투명도를 유지 및/또는 표면 상에 증착된 층 또는 구조를 보호한다. 중합체 또는 중합체 수지를 포함하는 보호 코팅 또는 필름은 상기 유리제품의 표면의 적어도 일 부분에 적용된다. 상기 표면은 용해-유도되거나 (melt-derived) 또는 연마될 수 있고, 부가적으로, 화학적으로 또는 열적으로 강화될 수 있다. 상기 엣지는 엣지상에 결함의 크기 및 수를 감소시키기 위해 에칭제로 에칭되며, 이에 의해 상기 엣지는 강화된다.
따라서, 본 발명의 한 관점은 유리 제품의 엣지를 강화하는 방법을 제공하는데 있다. 상기 방법은 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계; 상기 표면의 적어도 일 부분을 보호하는 단계; 및 상기 유리 제품의 보호된 표면에 인접한 엣지 상에 다수의 결함의 각각의 수치를 감소시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 엣지는 상기 표면에 인접하고, 여기서 상기 엣지는 압축 응력하의 제 1 부분 및 압축 응력이 없는 제 2 부분을 가지며, 여기서 상기 결함의 치수의 감소시키는 단계는 상기 엣지를 강화시킨다.
본 발명의 제2 관점은 유리 제공하는데 있다. 상기 유리 제품은 압축 응력 (compressive stress)하의 표면 및 상기 표면에 인접한 엣지를 갖고, 여기서 상기 엣지의 적어도 일 부분은 압축 응력하가 아니다. 상기 엣지는 미리결정된 프로파일을 갖고 에칭된다. 상기 에칭된 엣지는 적어도 250 MPa의 엣지 강도를 갖는다.
이러한 및 다른 관점, 장점, 및 두드러진 특징은 다음의 상세한 설명, 첨부된 도면, 및 첨부된 청구항에서 명확하게 될 것이다.
본 발명의 유리 제품의 엣지를 강화하는 방법은 주 표면의 광학적 투명도를 유지 또는 제품의 표면에 증착된 층 또는 구조를 보호할 수 있다.
도 1a는 유리 제품의 엣지를 강화하는 제1 방법을 나타내는 개략도이다.
도 1b는 유리 제품의 엣지를 강화하는 제2 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 모따기 된 (chamfered), 둥근 (rounded, (둥그스름한 (bullnose)), 및 형성에 따른 프로파일을 갖는 엣지의 개략적인 단면도이다.
도 3은 강화된 엣지를 갖는 유리 제품의 개략적인 단면도이다.
도 4는 다른 이온 교환 조건을 사용하여 강화된 표면을 갖는 유리 샘플에 대한 웨이블 (Weibull) 엣지 강화 분포의 그래프이다.
도 5는 다른 접착제-부착된 LDPE-계 (adhesive-backed LDPE-based) 필름 타입에 의해 보호된 표면을 갖는 유리 샘플에 대한 웨이블 엣지 강화 분포의 그래프이다.
도 6은 에징 (edging) 전 또는 에징 후에 접착제-부착된 LDPE-계 필름에 의해 보호된 유리 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다.
도 7은 다른 에징 기술을 사용하여 에칭된 엣지를 갖는 유리 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다.
도 8은 다른 에칭 시간에 대해 에칭된 엣지를 갖는 유리 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다.
도 9는 정적 에칭 욕조 (static etch bath) 또는 교반 에칭 욕조 (agitated etch bath)에서 32분 동안 에칭된 엣지를 갖는 유리 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다.
도 10은 정적 에칭 욕조 또는 교반 에칭 욕조에서 128분 동안 에칭된 엣지를 갖는 유리 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다.
도 11a는 유리 샘플의 그라인딩 및 연마된 엣지의 주사전자 현미경 (scanning electron microscopy) (SEM) 사진이다.
도 11b는 1분 동안 이어서 에칭된 유리 샘플의 그라인딩 및 연마된 엣지의 SEM 사진이다.
도 11c는 8분 동안 이어서 에칭된 유리 샘플의 그라인딩 및 연마된 엣지의 SEM 사진이다.
도 11d는 16분 동안 이어서 에칭된 유리 샘플의 그라인딩 및 연마된 엣지의 SEM 사진이다.
도 11e는 32분 동안 이어서 에칭된 유리 샘플의 그라인딩 및 연마된 엣지의 SEM 사진이다.
이하 상세한 설명에 있어서, 유사한 참조 기호 (reference character)는 도면에 도시된 몇 가지 도에 대하여 유사하거나 대응하는 부품을 지정한다. 이것은 또한, 특별한 언급이 없는 한, "상부", "하부", "외부", "내부" 등과 같은 용어는 편의상의 낱말이고, 한정 용어로서 구성되는 것은 아니다. 부가적으로, 군 (group)이 요소의 군 및 이의 결합의 적어도 하나를 포함하는 경우, 상기 군은 독립적으로 또는 서로 결합하여 인용된 다수의 이들 요소를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이루어질 수 있는 것으로 이해된다. 유사하게, 상기 군이 요소의 군 및 이의 결합의 적어도 하나로 이루어진 경우, 상기 군은 독립적으로 또는 서로 결합하여 인용된 다수의 이들 요소로 이루어질 수 있는 것으로 이해된다. 별도의 언급이 없는 한, 인용된 경우, 값의 범위는 상기 범위의 상한 및 하한 모두를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같은 용어들은 단수 복수 구분없이 사용되었고, 특별한 언급이 없는 한, 적어도 하나, 또는 하나 이상을 의미한다.
일반적으로 도면 및 특히 도 1을 참조한 설명은 특정 구체 예를 기술할 목적을 위한 것이고, 본 발명 또는 하기 첨부된 청구항을 제한하는 것은 아니다. 상기 도면은 반드시 동일한 규모는 아니며, 상기 도면의 어떤 특징 및 어떤 도들 (views)은 명확하고 간결한 관점에서 규모 및 도식 측면에서 과장되게 보일 수 있다.
유리 제품의 엣지를 강화하는 방법은 제공된다. 상기 방법은 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계, 상기 표면의 적어도 일부분을 보호하는 단계, 및 상기 엣지 상에 다수의 결함의 각각의 치수를 감소시켜 상기 엣지를 강화시키는 단계를 포함한다. 비록 여기에 한 표면이라 기술하였을 지라도, 특별히 언급되지 않는 한, 여기에 기술된 방법은 유리 제품의 하나 이상의 표면에 적용될 수 있다.
본 방법의 어떤 구체 예는 도 1a에서 도식적으로 도시되었다. 방법 (100)의 제 1단계 (110)에 있어서, 표면 (205)를 갖는 상기 유리 제품 (200)은 먼저 제공된다.
평면 시트에 있어서, 상기 유리제품 (200)의 대립하는 주 표면 (205)은 서로 등가이고, 상기 제품의, 엣지를 포함하는, 모든 표면의 가장 큰 표면적을 갖는다. 어떤 구체 예에 있어서, 표면 (205)은 용해-유도된 표면이다. 이러한 용해-유도된 표면은 실질적으로 (즉, 대량으로, 거의, 또는 상당한 정도) 결함이 없고, 기술분야에서 알려진 슬롯-인발 (slot-draw) 및 융합-인발 (fusion-draw) 공정과 같은 다운-인발 (down-draw)에 의해 형성될 수 있다. 선택적으로, 표면 (또는 표면들) (205)은 플로트 공정 (float processes) 또는 이와 유사한 것에 의해 형성될 수 있다.
다운-인발 공정은 상대적으로 원시적인 (pristine) 용해-유도된 표면 (205)를 생성한다. 상기 유리 표면의 강도는 표면 결합의 양 및 크기에 의해 조절되기 때문에, 원시적인 표면은 외부의 요소와 최소의 접촉을 갖고, 더 높은 초기 강도를 갖는다. 다운-인발 유리는 약 2mm 미만의 두께로 인발될 수 있다. 부가적으로 다운-인발 유리는 값비싼 그라인딩 및 연마없이 이의 최종 적용에 사용될 수 있는, 매우 평평하고, 부드러운 표면을 갖는다.
상기 융합 인발 공정은 허용가능한 용융된 유리 원료 물질에 대한 채널을 갖는 드로잉 탱크 (drawing tank)를 이용한다. 상기 채널은 상기 채널의 양 측면상에 채널의 길이에 따라 상부가 개방된 웨어 (weirs)를 갖는다. 상기 채널이 용융 물질로 채워질 때, 상기 용융 유리는 상기 웨어를 흘러넘친다. 중력 때문에, 상기 용융 유리는 상기 드로잉 탱크의 외부 표면에 아래로 흐른다. 이런 외부 표면은 상기 드로잉 탱크 아래의 엣지에서 연결되도록 하부 및 내부적으로 확장된다. 상기 표면을 흐르는 두 개의 유리는 단일 흐름 시트로 융합하고 형성시키시 위해 상기 엣지에서 연결된다. 상기 융합 인발 방법은, 상기 채널을 넘쳐 흐르는 상기 두 개의 유리 필름이 서로 융합되기 때문에, 상기 최종 유리 시트의 외부 표면이 장치의 어떤 부분과 접촉하지 않는다는 장점을 제공한다. 따라서, 상기 유리 시트의 표면 특성은 이러한 접촉에 위해 영향받지 않는다.
상기 슬롯 인발 방법은 상기 융합 인발 방법과는 구별된다. 여기서 상기 용융된 원료 물질 유리는 드로잉 탱크에 제공된다. 상기 드로잉 탱크의 하부는 상기 슬롯의 길이를 확장하는 노즐 (nozzle)을 구비한 개방 슬롯을 갖는다. 상기 용융 유리는 상기 슬롯/노즐을 통해 흐르고, 연속적인 시트로 하향식으로 인발되며, 그 결과 어닐링 (annealing) 영역으로 향한다. 상기 융합 인발 공정과 비교하여, 상기 슬롯 인발 공정은, 상기 융합 다운-인발 공정에서와 같이, 두 개의 시트가 함께 융합되는 것이 아니라, 상기 슬롯을 통해 인발된 오직 단일 시트로서 더 얇은 시트를 제공한다.
그러나, 다른 구체 예에 있어서, 표면 (205)은 적어도 200 MPa의 압축 응력하의 층을 갖고, 크기가 10 ㎛ 미만의 평균 결함을 갖는 연마된 표면이다. 여기서, 표면 (205)은, 예를 들어, 이온 교환 또는 열 템퍼링 (thermal tempering)과 같은 화학적 수단에 의해 강화되기 이전에 연마된다.
몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (200)은 소다 라임 (soda lime) 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리이거나 포함한다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 알루미나, 적어도 하나의 알칼리 금속, 및 몇몇 구체 예에 있어서, 적어도 50 mol%, SiO2, 다른 구체 예에 있어서, 적어도 58 mol%, 및 또 다른 구체 예에 있어서, 적어도 60 mol% SiO2을 포함하고, 여기서 상기 비는
Figure pct00001
이고, 여기서 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 특정 구체 예에 있어서, 상기 유리는: 58-72 mol% SiO2; 9-17 mol% Al2O3; 2-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol% K2O로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나 또는 포함하고, 여기서 상기 비는
Figure pct00002
이고, 여기서 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 개질제는 알칼리 토 산화물을 더욱 포함한다. 또 다른 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO; 및 0-3 mol% CaO로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나 또는 포함한다. 또 다른 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리 기판은: 60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3; 여기서 12 mol% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 mol% 및 0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나 또는 포함한다.
몇몇 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 실질적으로 리튬이 없는 반면, 다른 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 비소, 안티몬, 및 바륨의 적어도 하나가 실질적으로 없다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 적어도 135 kpoise의 액상 점도를 갖는다.
몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (200)의 표면 (205)은 화학적 또는 열적으로 강화된다. 이러한 화학적 강화는 이온교화에 위해 완성될 수 있다. 이런 공정에 있어서, 상기 유리의 표면층에서 이온은 상기 유리에서 존재하는 이온으로서 동일한 원자가 (valence) 또는 산화 상태를 갖는 더 큰 이온으로 교환되거나 대체된다. 상기 유리의 표면층의 이온 및 더 큰 이온은 통상적으로 Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Ag+, Tl+, Cu+, 및 이와 유사한 것과 같은 1가 금속 양이온이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 금속 양이온의 교환은 통상적으로 상기 유리 내의 작은 양이온을 욕조의 큰 양이온으로 대체하는, 용융염 욕조에서 수행된다. 이온 교환은 유리 제품 (200)의 표면 (205)로부터 표면 (205) 아래 깊이 (층의 깊이)까지 확장하는 영역으로 제한된다. 예로써, 알칼리 금속-함유 유리의 이온 교환은 상기 더 큰 알칼리 금속 이온의 질산염, 황산염 및 염산염과 같은 염을 함유하는 적어도 하나의 염 욕조에 상기 유리를 침지하여 달성될 수 있지만, 이에 제한하지는 않는다. 이러한 용융염 욕조의 온도는 통상적으로 약 380℃ 내지 약 450℃의 범위이고, 약 16 시간까지의 범위내의 침지 시간을 갖는다. 그러나, 여기에 기술된 것과는 다른 온도 및 침지 시간은 또한 사용될 수 있다. 더 큰 양이온으로 상기 유리 내에 더 작은 양이온의 대체 또는 교환은 유리 제품 (200)의 표면 (205)으로부터 층의 깊이까지 확장하는 영역에서 압축 응력을 생성한다. 상기 표면 (205) 근처의 압축 응력은 상기 유리내의 힘의 균형을 위하여 상기 유리 제품 (200)의 내부 또는 중심 영역에서 중심 인장을 상승시키는 것을 제공한다. 상기 유리가 소다 라임 유리인 구체 예에 있어서, 상기 압축 응력은 적어도 500 MPa이고, 상기 층의 깊이는 적어도 약 13 ㎛이다. 상기 유리가 알칼리 알루미노실리케이트 유리 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리인 구체 예에 있어서, 상기 압축 응력은 적어도 약 600 MPa이고, 상기 층의 깊이는 적어도 약 20 ㎛이며, 몇몇 구체 예에 있어서, 약 20 ㎛ 내지 약 35 ㎛의 범위이다.
몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (200)은 표면 (205) 상에 증착된 적어도 하나의 전기적 활성층 (250)을 더욱 포함한다. 이러한 전기적 활성층은 터치 스크린, 패널, 또는 디스플레이의 제조에서 사용된 유전체 (dielectric) 또는 전도성 물질 (예를 들어, 인듐 산화 주석, 산화 주석, 또는 이와 유사한)을 포함하는 이들 층을 포함한다.
방법 (100)의 다음 단계 (120)에 있어서, 상기 유리 제품의 표면 (205)은 각각 표면 (205)의 적어도 일부분에 보호 코팅 (220)을 적용하여 보호된다. 상기 보호 코팅 (220)은 취급 동안 손상으로부터 상기 표면 (205) (및 그 위에 증착된 어떤 전기적 활성층 (250))를 보호하기 위하여, 표면 (205)의 형성 후에 - 예를 들어, 여기에 기술된 다운-인발 방법에 의해 용해-유도된 표면의 형성 후에 - 직접적으로 적용될 수 있다. 다른 구체 예에 있어서, 보호 코팅 (220)은 표면 (205)이 강화되거나 또는 그렇지 않으면 처리된 또는 가공된 후에 적용된다. 표면 (205)은, 예를 들어, 보호 코팅 (22)이 적용되기 전에 먼저 연마될 수 있고, 그 다음 강화된다. 선택적으로, 전기적 활성층 (250)은 보호 코팅 (220)의 적용 전에 표면 (205)에 적용될 수 있고, 그 다음 보호 코팅 (220)에 의해 피복된다.
몇몇 구체 예에 있어서, 상기 보호 코팅 (220)은 스프레이 코팅, 딥 코팅, 및 스핀-코팅을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 기술분야에서 알려진 코팅 방법을 사용하여 적용된 중합체 코팅 (polymeric coating)이다. 이러한 코팅은 표면 (205)에 적용된 중합체 전구체를 포함할 수 있고, 증착 후에 순차적으로 경화 또는 건조된다. 다른 구체 예에 있어서, 상기 보호 코팅 (220)은 자립형 (free-standing) 중합체 필름으로서 표면 (205)에 적용된다. 상기 중합체 필름은 상기 필름의 일 표면상에 증착된 접착제 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 중합체 필름은 표면 (205)의 부분에 접착 물질에 접촉하여 유리 제품 (100)의 표면 (205)의 적어도 일부분에 적용된다. 이러한 접착제가 부착된 중합체 필름은 필링 (peeling)에 의해 제거될 수 있고, 표면 (205)상에 증착된 표면 또는 어떤 코팅 또는 층 (예를 들어, 전기적 활성층 (250))에 손상없이 표면 (205)로부터 제거될 수 있다. 이런 필름의 제한하지 않는 예로는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께 범위를 갖는 상업적으로 이용가능한 접착제가 부착된 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)-계 필름을 포함한다.
상기 유리 제품의 표면을 보호하기 위해 사용된 물질의 실질적 선택은 기계적 가공단계 또는 마감단계 (글라인딩, 랩핑, 및 연마의 적어도 하나를 포함 할 수 있는) 동안 상기 보호 코팅의 강성 (stiffness), 강산에 대하여 상기 보호 코팅 (220)의 화학적 내구성 (durability), 및 상기 보호 코팅 (220)의 제거의 완화에 의존할 수 있다.
보호 코팅 (220)으로 사용하기 위한 내산성 (acid-resistant) 중합체 코팅 및 필름의 한정되지 않는 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) (PTFE; 예를 들어, TEFLON™, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리메틸 펜텐 (PMP), 및 이와 유사한 것을 포함한다. 산과 미미하게 오직 반응하고, 어느 정도의 기능성을 보유하는 다른 중합체들이 또한 사용될 수 있다. 이러한 중합체 물질은 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 (ABS), 폴리카보네이트 (PC), 폴리프로필렌 (PP), 폴리스티렌 (PS), 및 이와 유사한 것을 포함한다. 상기 보호 코팅 (220)의 두께는, 예를 들어, 산성 에칭제와 같은 에칭제에 의한 공격으로부터 상기 유리 제품의 표면 (205)를 보호하기에 충분하다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 보호 코팅 (220)은 약 5 ㎛ 내지 약 250 ㎛의 범위에서 두께를 갖는다.
다음 단계 (도 1a에서 (130))에서, 엣지 (215)는 상기 코팅된 유리 제품 (210)상에 형성된다. 어떤 구체 예에 있어서, 코팅된 유리 제품 (210)은 스크라이빙 (scribing) 및 파단, 기계적 절단, 레이저 절단, 또는 이와 유사한, 종래의 기술에서 알려진 방법을 사용하여, 다중편 (211, 212)으로 조절가능하게 분리 또는 분할된다. 코팅된 유리 제품 (210)은, 예를 들어, 기계적 수단 또는 CO2 레이저에 의해 먼저 스크라이빙시킨 다음, 상기 코팅된 유리 제품 (210)을 다중편 (211, 212)으로 조절가능하게 파쇄 (즉, 원하는 형상 및 치수로 유리를 파쇄)시켜 다중편 (211, 212)으로 분리될 수 있다. 상기 코팅된 유리 제품 (210)을 코팅된 유리제품 (210)의 다중편 (211, 212)으로 분리는 엣지 (215)를 생성한다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 엣지 (215)는 다양한 그릿 크기 (grit sizes)를 갖는 그라인딩 휠 (grinding wheels) 또는 페이스트와 결합된 금속의 사용과 같이, 기술분야에서 알려진, 그라인딩, 랩핑, 및 연마 기술을 사용하여 원하는 엣지 형상 또는 프로파일 (단계 140)을 갖는 마감된 엣지 (217)을 얻기 위해 기계 가공되거나 마감된다. 얻어질 수 있는 엣지 프로파일의 예는 도 2에서 개략적으로 도시되었고, 모따기 된 프로파일 (217a), 둥근 (즉, 둥그스름한) 프로파일 (217b), 및 형성된 (즉, 스코어되고 파쇄된) 프로파일 (217c) 같은 것을 포함한다. 이러한 마감된 엣지 (217)는 분리 및 가공 공정에 의해 유도된 다양한 모양, 크기, 및 치수의 표면 결함 (즉, 균열, 칩, 등)을 함유한다. 이러한 표면 결함은 마감된 엣지 (217)의 강도를 감소시키고, 균열 발생을 유발할 수 있다.
상기 보호 중합체 코팅 (220)의 적용 후 엣지 형성은 마감 도구 (finishing tool)의 그릿을 오염 (fouling), 막힘 (clogging), 또는 고무 분비 (gumming up)를 초래할 수 있다. 따라서, 이것은 엣지가 엣지 (215)에 인접한 코팅되지 않은 영역을 생성하기 위해 형성될 수 있는 상기 표면의 부분으로부터 떨어진 보호 코팅 (220)을 잘라내거나 또는 제거하는 몇몇 구체 예에 유용하다.
상기 엣지의 강도는 상기 엣지 (215)에 존재하는 결함의 크기와 치수를 감소하거나 또는 기하학을 변형하여 증가될 수 있다. 결함 또는 균열의 전파에 요구되는 에너지는 상기 균열 팁 (crack tip)의 반경 및 상기 균열의 길이에 비례한다. 다음 단계 (단계 (150))에 있어서, 마감된 엣지 (217)의 강도는 상기 마감된 엣지 (217)상에 결함의 치수 및 수를 감소시켜 증가된다. 어떤 구체 예에 있어서, 결함의 수는 에칭제로 마감된 엣지 (217)을 에칭시켜 감소된다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 에칭제는 적어도 하나의 산을 포함한다. 상기 산은 미세결함을 사라지게 에칭하고, 더 큰 결함은 드러나지 않게 하며, 따라서 균열을 개시 및/또는 전파하는데 요구된 에너지는 증가시킨다. 다른 구체 예에 있어서, 상기 마감된 엣지 (217)는 반응성 기체 (reactive gas) 또는 플라스마 에칭으로 에칭과 같은, 기술분야에서 알려진 다른 기술을 사용하여 에칭될 수 있다.
엣지 강도의 원하는 정도를 제공하기 위해서, 상기 엣지는 상기 엣지에 존재하는 결함의 수 및 크기를 감소하기 위해 충분한 조건 (예를 들어, 시간, 에칭제 강도, 온도)하에서 에칭된다. 제거된 이러한 결함의 정도는 상기 에칭 공정 동안 상기 엣지 상에 형성된 엣지 피트 (etch pits)의 수 및 크기에 반영된다. 임계 농도 및 크기 이하에서, 결함의 불충분한 수가 제거, 변형, 및/또는 충분하게 드러나지 않게 됨에 따라, 상기 엣지 피트는 너무 적고 너무 작아서 원하는 엣지 강도를 생성할 수 없다. 반대로, 만약 상기 엣지 피트의 수 (또는 표면적 단위 당 엣지 피트의 밀도) 및 크기가 임계 값에 도달한다면, 상기 엣지 상에 결함의 수 및/또는 크기의 수는 원하는 엣지 강도를 달성하기 위하여 충분히 감소된다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 에칭된 엣지는 다수의 엣지 피트를 포함한다. 상기 엣지 피트의 각각은 적어도 약 5㎛의 직경 - 또는 최대 단면 치수 d -, 여기서 상기 에칭된 엣지에서 상기 엣지 피트의 적어도 약 10%는 약 10 ㎛ 초과하는 직경을 갖는다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 엣지는 엣지의 1000 ㎛2 표면적 당 적어도 5 엣지 피트를 갖는다.
상기 엣지의 모폴로지에 대한 상기 에칭 공정의 효과는 에칭되지 않은 엣지 (도 11a) 및 5 vol% HF + 5 vol% HCl을 포함하는 에칭 용액을 사용하여 1 분 내지 32 분의 범위 시간동안 에칭된 엣지 (도 11b-e)의 1000X 확대된 주사 전자 현미경 (SEM)사진인, 도 11 a-e에서 설명된다. 표 1에서 엣지 강도 (10% 웨이블), 에칭 시간, SEM 사진 (88 ㎛ x 110 ㎛)에 존재하는 엣지 피트의 수, 상기 엣지 피트의 평균 직경/최대 치수를 요약하였다.
샘플
 에칭 시간
(분)		 엣지강도
(MPa)		 영상에서
엣지 피트		 엣지 피트
/1000㎛2 		직경 (㎛)
평균 > 10㎛
a1 0 140
a'2 0 180
b 1 ∼140
c 8 ＞250 210 23 ~5 ~10%
d 16 ＞350 140 15 ~7 ~25%
e 32 ＞450 56 6 ~75%
1 400 그릿 연마 (grit polish)
2 3000 그릿 연마 (grit polish)
도 11a은 400 연마를 한 엣지의 거칠고 파열된 표면의 SEM 사진이다. 도 11a에 보여진 상기 엣지는 다수의 칩 및 둥근 홈을 나타내고, 140 MPa의 엣지 강도를 갖는다. 더 부드러운 (3000 그릿; 표 1에서 샘플 a') 연마를 갖는 엣지는 가장 나쁜 결함이 바닥에서 깊이 있는 것이기 때문에, 더 큰 엣지 강도 (약 180 MPa)를 갖는다. 1 분 동안 에칭 (표 1에서 샘플 b, 도 11b에 도시함)은 비록 상기 결함이 에칭되고 오픈되기 시작하고, "엣지 피트 (즉, 상기 에칭 작용/공정에 의해 형성된 요철 (depression))"가 단지 형성하기 위해 출발할지라도, 엣지 강도 상에 효과는 없다.
에칭 단계 (표 1에서 샘플 c, 도 11c)의 8분 후에 , 상기 에칭된 표면은 다수의 엣지 피트를 포함한다. 각 엣지 피트는 약 10 ㎛를 초과하는 직경을 갖는 상기 엣지 피트의 약 10%를 갖는, 약 5㎛ ± 2㎛의 최대 단면 치수 d (상기 엣지 피트의 직경과 등가)를 갖는다. 210 개의 엣지 피트는 88 ㎛ x 110 ㎛의 사진 영역 (image field)에서 카운트되고, 1000 ㎛2 당 약 23 엣지 피트의 밀도를 제공한다. 약 250 MPa를 초과하는 측정된 엣지 강도는 400 그릿으로 연마된 에칭되지 않은 엣지의 강도에 대해 크게 개선된다.
증가된 에칭 시간에 따라, 상기 엣지 피트는 크기를 증가 (및 상기 엣지 피트의 밀도는 상대적으로 감소)시키고, 상기 엣지 강도는 증강한다. 에칭 단계 (표 1의 샘플 d, 도 11d에 도시) 16분 후에, 약 140 엣지 피트 (또는 약 15 엣지 피트/1000 ㎛2)는 SEM 사진에서 관찰되고, 약 350 MPa을 초과하는 엣지 강도는 측정된다. 상기 엣지 피트는 약 10 ㎛를 초과하는 직경을 갖는 상기 엣지 피트가 약 25%이며, 평균 직경은 약 7 ㎛이다. 만약 상기 엣지가 3000 그릿으로 초기에 그라인딩되고, 연마된다면, 에칭 16분 후의 상기 에칭 강도는 약 450 MPa를 초과할 것이다.
다음의 에칭 32 분 (표 1에서 샘플 3, 도 11e에 도시)에 따라, 상기 엣지 강도는 약 450 MPa를 초과한다. 약 56 엣지 피트 (또는 약 6 엣지 피트/1000 ㎛2)는 SEM 사진에서 관찰된다. 상기 엣지 피트의 약 25%는 약 10 ㎛을 초과하는 직경을 갖는다.
몇몇 구체 예에 있어서, 상기 에칭제는 약 1 부피% 내지 약 50 부피%의 농도 범위에서 불화수소산 (hydrofluoric acid) (HF)을 포함하는 수성의 용액이고, 몇몇구체 예에 있어서, 약 5 부피% 내지 약 50 부피%의 범위이다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 에칭제는 황산 (H2SO4), 염산 (HCl), 질산 (HNO3), 인산 (H3PO4), 또는 이와 유사한 것과 같은 무기산의 50 부피%까지 더욱 포함한다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 에칭제는 질산의 약 5 부피% 내지 약 50 부피%까지 포함하는 수성 용액이다. 어떤 비-제한적인 예에서, 상기 에칭제는 5 부피% HF 및 5 부피% H2SO4를 포함한다. 선택적으로, 상기 에칭제는 아세트산, 포름산, 구연산 또는 이와 유사한 것과 같은 유기산을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 구체 예에 있어서, 상기 에칭제는, 예를 들어, 알칼리 금속 수산화물과 같은 무기염, 및 선택적으로 EDTA 또는 이와 유사한 킬레이트제 (chelating agent)를 포함하는 수성 용액이다.
상기 에칭제는 적어도 하나의 무기 플루오르화 염 (fluoride salt)을 더욱 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 무기 플루오르화 염은 중불화 암모늄 (ammonium bifluoride), 중불화 나트륨 (sodium bifluoride), 중불화 칼륨 (potassium bifluoride), 이의 조합, 및 등등과 같은 무기 중불화물이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 구체 예에 있어서, 상기 무기 플루오르화 염은 플루오르화 암모늄, 플루오르화 나트륨, 플루오르화 칼륨, 이의 조합 또는 이와 유사한 것의 하나이다. 부가적으로, 상기 에칭제는 또한 기술분야에서 알려진 계면활성제뿐만 아니라, 글리세롤, (예를 들어, 프로필렌 글리콜), 글리세롤, 알코올 (예를 들어, 이소프로필 알코올), 글리세롤, 아세트산, 및 이와 유사한 것을 포함하는, 기술 분야에서 알려진 것과 같은 수용성 습윤제를 포함할 수 있다.
상기 에칭제는 상기 엣지에 실온 (20-25℃)에서 적용될 수 있다. 선택적으로, 상기 에칭제는 실온을 초과한 온도로 에칭 단계를 위해 가열될 수 있다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 에칭제는 약 30℃ 내지 약 60℃까지의 온도 범위에서 가열된다.
상기 에칭제는 상기 에칭제를 포함하는 욕조에서 상기 엣지에 딥핑, 상기 에칭제로 상기 엣지에 스프레이, 또는 기술 분야에서 알려진 다른 방법에 의해 상기 유리 제품의 엣지에 적용될 수 있다. 모든 구체 예에 있어서, 상기 유리 제품의 표면 (205)은 여기에 전술된 물질을 포함하는, 보호 코팅 (220)에 의해 보호된다.
상기 마감된 엣지 (217)는 원하는 수준 또는 크기로 상기 결합 크기 또는 기하학을 감소 또는 변형 및/또는 원하는 엣지 강도를 달성하기에 충분한 시간동안 에칭 - 즉, 상기 에칭제에 노출 - 된다. 상기 마감된 엣지 (217)는, 예를 들어, 선택된 배율 (예를 들어, 50-100X)에서 광 현미경하에 보이는 모든 표면 균열/결함을 제거하기 위해, 또는 4-점 수평 밴드 (four point horizontal bend) 시험을 기초하여, 적어도 250 MPa, 몇몇 구체 예에 있어서, 적어도 300 MPa의 평균 엣지 강도를 달성하기 위해, 충분한 시간동안 에칭제에 노출될 수 있다. 상기 에칭 시간의 말단에서, 상기 에칭되고 강화된 엣지 (218)는 통상적으로 어떤 잔여물 또는 남아있는 특별한 물질을 제거하기 위해 물로 세척되고, 그 다음 건조된다.
상기 엣지가 욕조에서 침지시켜 에칭되는 예에 있어서, 상기 에칭 단계 (150)는 상기 욕조의 교반을 포함할 수 있다. 교반은 침전하는 침전물 (예를 들어, 칼슘- 또는 나트륨-함유 침전)의 경향성을 감소하여 더 균일한 에칭을 생성할 수 있다. 이러한 침전은 에칭 속도를 감소시켜 에칭제로부터 상기 엣지의 부분을 막는 경향이 있고, 통상적으로 상기 에칭된 표면 (218)상에 거친 영역을 초래한다. 정적인 욕조 (static bath)에 있어서, 질량 전달 (mass transfer)은 엣지, 특히 상기 보호 필름이 최대 부하를 받는 부분에서 상기 엣지를 돌출시키는 영역에서 신선한 에칭제의 수송을 억제할 수 있다. 교반은 또한 상기 에칭 욕조를 순환하고 균질화하는데 도움이 될 수 있고, 따라서 상기 엣지의 개선된 에칭을 허용한다.
상술된 방법 (100)에 있어서, 상기 엣지의 노출된 부분은 기계 가공된 것으로 제한되거나, 또는 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 보호 코팅 (220)이 엣지 형성 이전에 상기 유리 제품 표면의 부분으로부터 잘라내거나 제거되는 상기 엣지 (215)에 바로 인접한 여분으로 제한된다. 전술한 바와 같이, 상기 보호 코팅을 잘라내는 단계는 상기 엣지를 마감하기 위해 사용된 도구의 오염, 막힘, 고무 분비를 방지한다. 모든 다른 표면은 상기 엣지가 기계 가공되고 에칭되는 동안에, 상기 보호 코팅 또는 필름에 의해 피복되어 유지된다. 상기 보호 코팅 또는 필름의 적용 이전에 엣지의 형성은 상기 평면의 부분에 잠재적 노출을 초래할 수 있다. 상기 표면의 노출된 부분 및 그 위에 증착된 어떤 층은 결과적으로 에칭될 것이고, 따라서 광학적 변형 또는 손상을 입는다. 상기 보호 코팅 (220)에 의해 상기 엣지 부분의 보호 범위를 결과할 수 있다. 상기 엣지 상에 보호 코팅 (220)의 존재는 상기 피복된 부분에 내재하는 결함의 치수 및 수를 감소하는 것으로부터 에칭제를 방지하고, 따라서 상기 최종의 부분 강도는 감소한다. 상기 엣지 (215)의 생성 전에 상기 보호 코팅 (220)을 적용하여, 상술된 방법 (100)에 따라, 표면 (205)의 원시적 성질 (pristine nature)은 보존되고, 상기 보호 코팅 및 상기 엣지 (215) 사이의 경계면은 윤곽이 뚜렷하다.
전술된 바와 같이, 상기 평면 (205)의 광학적 투명도는 에칭 때문에 상기 표면의 거칠기에 의해 잠재적으로 감소될 수 있다. 이러한 거칠기는 증가된 헤이즈 또는 확산 산란, 또는 상기 유리 제품의 두께에서 작은 변형에 의해 명확하게 된다. 상기 엣지 (215)를 형성하기 전에 상기 유리 (200)의 표면 (205)에 보호 코팅 (220)을 제공하여, 이들 표면의 광학적 투명도는 보존되고 광학적 변형이 최소화된다. 몇몇 구체 예에 있어서, 엣지의 에칭 후에 측정된, 상기 표면 (205)의 헤이즈는 상기 보호 코팅 (220)의 적용 이전에 측정된 개시 헤이즈 값으로부터 10% 미만까지 변화한다.
유리 제품 (200)이 적어도 하나의 전기적 활성층 (250)을 포함하는 구체 예에 있어서, 보호 코팅 (220)은 에징, 마감, 및 에칭 강화 작업 동안 손상으로부터 전기적 활성층 (250)을 보호한다. 에칭 단계 (150) 및 에칭 및 강화된 엣지 (218)의 형성 이후에, 보호 코팅 또는 필름 (220)은 용매, 용융, 또는 표면 (205)으로부터 보호 코팅의 필링과 같은 기계적 수단에 의해 필름 또는 코팅의 용해와 같은 기술분야에 알려진 이런 수단에 의해 표면 (205)으로부터 제거 (단계 160)될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 에칭 및 강화된 엣지 (218)를 갖는 상기 유리 제품 (230)은 그 다음 원하는 적용에 사용하기 위해 준비된다.
본 방법에 또 다른 구체 예에 있어서, 도 1b에서 개략적으로 도시된, 엣지 (215)는 보호 코팅 또는 필름 (220)의 적용 이전에 유리 제품 (200)상에 형성된다. 방법 (400)은 전술된 방법 (100)의 단계 (110)와 동일한, 표면 (205) (단계 410)을 갖는 유리 제품 (200)을 제공하는 단계를 포함한다. 유리 제품 (200)은 몇몇 구체 예에 있어서, 전술된 바와 같은, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리이다. 몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (200)의 표면 (205)은 전술된 바와 같이, 이온 교환에 의해 화학적 또는 열적 템퍼링에 의해 강화된다. 전술된 바와 같이, 표면 (205)은 용해-유도된 표면 또는 연마된 표면일 수 있다. 유리 제품 (200)은 전술된 바와 같이 표면 (205) 상에 증착된 적어도 하나의 전기적 활성층 (250)을 더욱 포함할 수 있다.
다음 단계 (도 1b에서 420)에서 엣지 (215)는 형성된다. 도 1b에서 도시된 구체 예에 있어서, 유리 제품은 전술한 바와 같이 기술분야에서 알려진 이러한 방법을 사용하여 다중편 (201, 202)으로 조절 가능하게 분리 또는 분할된다. 엣지 (215)를 형성한 후에, 유리 제품의 표면 (205)의 적어도 일부분이 표면 (205) (방법 (400)의 단계 (430))의 각각의 선택된 부분에 보호 코팅 (220)을 적용하여 보호된다. 전술된 바와 같이, 보호 코팅 (220)은 표면 (205)에 적용되고, 증착 후에 순차적으로 경화 또는 건조된 중합체 전구물질, 또는 접착제가 부착된, 자립형 중합체 필름을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에 있어서, 엣지 (215)에 인접한 표면 (205)의 부분 (205a)은 엣지 (215)를 마감하기 위해 사용된 도구의 그릿을 오염, 막힘, 또는 고무 분비를 방지할 뿐만 아니라, 돌출하는 엣지 (215)로부터 보호 코팅의 부분을 방지하도록, 보호 코팅 (220)으로 코팅되지 않으며, 따라서 실링 (shielding) 결함은 상기 에칭/강화 공정으로부터 엣지 (215)에 존재한다.
몇몇 구체 예에 있어서, 상기 코팅된 유리 제품 (203)의 엣지 (215)는 전술된 및 기술분야에서 알려진 그라인딩, 랩핑, 및 연마 기술을 사용하여 원하는 엣지 형상 또는 프로파일을 갖는 마감된 엣지 (217) (단계 440)를 얻기 위해 기계 가공 또는 마감된다. 다음 단계 (단계 450)에 있어서, 상기 마감된 엣지 (217)의 강도는 상기 마감된 엣지 (217) 상의 결함의 치수 및 수를 감소시켜 증가된다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 결함의 수는 에칭제로 마감된 엣지 (217)를 에칭하여 또는 전술된 바와 같이, 기술 분야에서 알려진 다른 에칭 기술을 사용하여 감소된다. 에칭제 조성물, 에칭 조건, 및 에칭제 적용 방법은 전술된 바와 같다.
에칭 단계 (450) 및 에칭 및 강화된 엣지 (218)의 형성 이후에, 상기 보호 코팅 또는 필름 (220)은 용매, 용융에 의해 코팅 또는 필름의 용해와 같은 기술분야에서 알려진 이들 방법 또는 표면 (205)로부터 보호 코팅을 필링과 같은 기계적 방법에 의해 표면 (205) (단계 460)으로부터 제거될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 에칭 및 강화된 엣지 (218)를 갖는 상기 유리 제품 (230)은 그 다음 원하는 제품에 사용을 위해 준비된다.
전술된 바와 같이, 표면 (205)의 광학적 투명도는 보존할 수 있고, 광학적 왜곡을 최소화할 수 있다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 표면 (205)의 헤이즈는 엣지의 에칭 및 보호 코팅 (220) (단계 160,460)의 제거 후에 측정되고, 상기 보호 코팅 (220)의 적용 이전에 측정된 상기 초기 헤이즈 값으로부터 10% 미만까지 변화한다. 유리제품 (200)이 적어도 하나의 전기적 활성층 (250)을 포함하는 구체 예에 있어서, 보호 코팅 (220)은 마감 (단계 140, 440) 및 에칭/엣지 강화 (단계 150, 450)동안 초래된 손상으로부터 전기적 활성층 (250)을 보호한다.
몇몇 구체 예에 있어서, 강화된 엣지 (218)는 4 점 수평 밴드 시험에 기초하여, 적어도 250 MPa의 평균 엣지 강도를 갖는다. 몇몇 구체 예에 있어서, 에칭 및 강화된 엣지 (218)의 일부분은 압축 응력 하의 일부분을 갖는다. 상기 부분은 엣지 (218)의 표면에서 15 ㎛의 깊이까지 확장된다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 압축 응력은 적어도 200 MPa이다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 압축 응력은 200 MPa 및 800 MPa 사이이다.
에칭 및 강화된 엣지를 갖는 유리 제품은 또한 제공된다. 상기 유리 제품의 단면도는 도 3에서 개략적으로 도시하였다. 유리 제품 (300)의 두께 t는 압축 응력하에서 적어도 하나의 표면 (305)를 갖는다. 압축 응력층 (307)은 표면 (305)으로부터 표면 (305) 하부의 층의 깊이 d까지 확장된다. 몇몇 구체 예에 있어서, 압축 응력층 (307)에서 상기 압축 응력은 적어도 200 MPa이고, 상기 층의 깊이 d는 적어도 약 15 ㎛이다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 압축 응력은 약 200 MPa 내지 약 800 MPa의 범위이고, 상기 층의 깊이 d는 약 15 ㎛ 내지 약 60 ㎛의 범위이다. 상기 유리가 소다 라임 유리인 구체 예에 있어서, 상기 압축 응력은 적어도 500 MPa이고, 상기 층의 깊이는 적어도 약 15 ㎛이다. 상기 유리가 알칼리 알루미노실리케이트 유리 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리인 구체 예에 있어서, 상기 층의 깊이는 적어도 약 20 ㎛이고, 몇몇 구체 예에 있어서, 20 ㎛ 내지 약 35 ㎛의 범위이다.
유리 제품 (300)은 표면에 인접한 적어도 하나의 강화된 엣지 (310)을 갖는다. 강화된 엣지 (310)는 미리결정된 엣지 프로파일 (즉, 마감 전에 선택된 프로파일)을 얻기 위하여, 전술된 방법을 사용하여 상기 엣지를 먼저 마감하여 형성된다. 도 3에 도시된 상기 엣지 프로파일은 둥근 또는 "둥그스름한" 엣지 (도 2에서 217b)이다. 상기 마감된 엣지는 그 다음 상기 엣지에서 존재하는 결함의 치수를 감소시켜 강화된다. 이러한 결함은 통상적으로 상기 엣지의 형성 또는 마감 동안 도입된다. 이러한 결함의 치수는, 전술된 바와 같이, 상기 마감된 엣지에 에칭제를 적용시켜 감소된다.
강화된 엣지 (310)의 부분 (315)는 압축 응력하가 아닌 반면, 부분 (317)은 상기 엣지의 형성 및 마감 동안 압축 응력층 (307)의 노출 때문에, 압축 응력 상태이다. 몇몇 구체 예에 있어서, 부분 (317)은 적어도 200 MPa이다. 어떤 구체 예에 있어서, 부분 (317)의 압축 응력은 200 MPa 및 800 MPa 사이이다. 몇몇 구체 예에 있어서, 강화된 엣지 (310)는 4 점 수평 밴드 시험에 의해 측정된 바와 같이, 적어도 250 MPa, 몇몇 구체 예에 있어서, 적어도 300 MPa의 평균 엣지 강도를 갖는다.
몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (300)은 전술된 바와 같이, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리이다. 어떤 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 알루미나, 적어도 하나의 알칼리 금속, 및 몇몇 구체 예에 있어서, 적어도 50 mol%, SiO2, 다른 구체 예에 있어서, 적어도 58 mol%, 및 또 다른 구체 예에 있어서, 적어도 60 mol% SiO2을 포함하고, 여기서 상기 비는
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이며, 여기서 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 바람직한 구체 예에 있어서, 상기 유리는: 58-72 mol% SiO2; 9-17 mol% Al2O3; 2-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol% K2O로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 포함하고, 여기서 상기 비는 이며, 여기서 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 또 다른 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO; 및 0-3 mol% CaO로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나 또는 포함한다. 또 다른 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리 기판은: 60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3; 여기서 12 mol% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 mol% 및 0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나 또는 포함한다.
몇몇 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 실질적으로 리튬이 없는 반면, 다른 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 적어도 비소, 안티몬, 및 바륨 중 적어도 하나가 실질적으로 없다. 몇몇 구체 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 적어도 135 kpoise의 액상 점도를 갖는다.
몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (300)의 표면 (305)은 전술된 바와 같이, 화학적으로 또는 열적으로 강화된다. 이러한 화학적 강화는 이온 교환에 의해 달성될 수 있다. 이러한 공정에 있어서, 상기 유리의 표면 층에서 이온은 상기 유리에 존재하는 이온과 등가 또는 동일한 산화 상태를 갖는 더 큰 이온에 의해 대체 -또는 교환 - 된다. 상기 유리의 표면층의 이온 및 상기 더 큰 이온은 통상적으로 Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Ag+, Tl+, Cu+, 및 이와 유사한 일가 금속 양이온이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 구체 예에 있어서, 유리 제품 (300)은, 전술된 바와 같이, 다운-인발 (예를 들어, 융합- 또는 슬롯-인발)된다. 몇몇 구체 예에 있어서, 압축 응력층 (307)은 유리제품 (300)의 이온교환에 의해 형성된다.
유리 제품 (300)은 표면 (305)의 적어도 하나 상에 터치 스크린, 패널, 또는 디스플레이의 제조에서 사용된 유전체 물질을 포함하는 것과 같이, 전기적 활성층을 더욱 포함할 수 있다. 유리 제품 (300)은 또한 터치 스크린, 터치 패널, 디스플레이 패널, 창, 디스플레이 스크린, 커버 플레이트, 포장재 (casing), 또는 전자 통신용 인클로저 (enclosure) 및 게임과 같은 오락기기, 휴대폰, 음악 및 DVD 플레이어 및 이와 유사한 것 뿐만 아니라, 랩탑 컴퓨터 및 이와 유사한 것과 같은 정보 터미널 장치용으로도 사용될 수 있다.
실시 예
이하 실시 예를 통하여 본 발명의 방법 및 제품의 특징 및 장점을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예가 본 발명의 범주 및 청구항을 한정하는 것은 아니다.
특별히 언급하지 않는 한, 다음의 실시 예에 따른 상기 유리 샘플은 66 mol% SiO2; 10 mol% Al2O3; 0.6 mol% B2O3; 14 mol% Na2O; 2.5 mol% K2O; 5.7 mol% MgO; 및 0.2 mol% SnO2의 명목상 조성물을 갖는 알칼리 알루미노실리케이트 유리이다. 다양한 실시 예에서 특정된 바와 같이, 상기 샘플은 용융염 욕조에서 이온 교환에 의해 강화되거나, 또는 이러한 강화를 수행하지 않는다.
샘플은 기계적으로 스크라이빙 또는 CO2 레이저를 사용하여 스크라이빙되고, 그 다음 시험을 위해 적절한 크기로 파쇄된다. 예를 들어, 상기 샘플은 파괴 계수 (modulus of rupture) (MOR) 사점 수평 밴드 측정에 대해 44 mm x 60 mm 쿠폰 (coupon)으로 파쇄된다.
특별한 언급이 없는 한, 보호 접착제-부착된 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)-계 필름은 스크라이빙 및 파쇄 후 각 샘플의 표면에 적용된다. LDPE-계 접착제-부착된 필름의 4 가지 타입은: 필 강도 (peel strength) 250 g을 갖는 타입 A; 필 강도 350 g을 갖는 타입 B; 필 강도 350 g을 갖는 타입 C; 및 필 강도 550 g을 갖는 타입 D가 사용된다. 여기에 사용된 바와 같은, "필 강도"는 상기 유리 샘플의 표면으로부터 필름을 분리하기 위해 요구된 단위 넓이당 평균 부하에 관한 것이다. 특별한 언급이 없는 한, 상기 샘플의 엣지는 보호 필름의 적용 후에 둥그스름한 또는 모따기하기 위해 기계적으로 분쇄 및 형상화된다. 특별한 언급이 없는 한, 각 샘플의 분쇄 및 형상화된 엣지는 그 다음 다양한 실시 예에서 기술된 바와 같이, 1분 내지 128분의 기간 범위 동안 5부피% HF 및 5 부피% HCl를 함유하는 용액에서 에칭된다.
모든 샘플의 엣지 강도는 4-점 수평 밴드 시험을 사용하는 엣지 파쇄에 기초하여 측정되고, 상기 데이터는 파단 (fracture)의 확률 퍼센트가 강도의 함수로써 플럿되는 웨이블 플럿을 사용하여 플럿된다.
1. 이온 교환 효과
엣지 성능에 대한 이온교환의 효과를 측정하기 위하여, 이온 교환에 의해 강화된 표면을 갖는 샘플의 상기 엣지 강도는 평가된다. 압축 응력 (CS) 및 압축 층의 깊이 ("층의 깊이" 또는 DOL)는 표면 응력 미터로 측정된다. 어떤 그룹 (그룹 a)에서, 샘플은 약 625 MPa의 "낮은" CS 및 약 36 ㎛의 DOL을 갖는다. 제2 그룹 (그룹 b)에서, 샘플은 약 750 MPa의 "표준" 압축 응력 및 약 30 ㎛의 DOL을 갖는다. 이온 교환에 따라, 상기 강화된 표면은 타입 A 보호 중합체 층으로 코팅된다. 상기 샘플의 엣지는 그 다음 원하는 엣지 프로파일 또는 형상을 생성하기 위해 가공 (즉, 그라인딩)되고, 그 다음 32분 동안 5 부피% HF 및 5 부피% HCl를 함유하는 용액에서 에칭된다.
상기 그룹 a 및 그룹 b 샘플, 및 코팅된, 에칭되지 않은 대조구 샘플의 그룹 (그룹 c)의 상기 웨이블 엣지 강도 분포는 도 4에서 플럿된다. 상기 도는 엣지 강도의 전체 분포는 이동되는 것을 나타내고, 심지어 상기 가장 약한 산으로 에칭된 엣지도 상기 에칭되지 않은 엣지보다 더 강하다는 것을 나타낸다. 부가적으로, 도 4에 도시된 데이터는 그룹 a 및 b 사이의 CS 및 DOL에서 차이가 엣지 강도 성능에서 구별가능한 차이점이 없이 생성된다는 것을 가리킨다.
2. 필름 효과
상기 샘플 엣지의 산 에칭 동안 유리 샘플의 표면을 보호하는 효과는 조사된다. 전술된 바와 같이, 타입 A, B, C, 및 D 점착제가-부착된 LDPE-계 필름은 이온 교환된 유리 샘플의 표면에 적용된다. 샘플 그룹의 표지 (labeling)는 각 그룹 (예를 들어, 타입 A 필름은 그룹 A에서의 샘플에 적용)에 적용된 필름 타입에 대응한다. 상기 샘플의 엣지는 그 다음 32 분동안 5 부피% HF 및 5 부피% HCl을 함유하는 용액에서 에칭된다. 비록 타입 B 및 C 필름이 동일한 필 강도를 갖는 것으로 보고될지라도, 상기 타입 C 필름은 타입 B 필름보다 상기 유리에 더욱 강하게 부착되는 것으로 나타난다. 샘플 A-D 및 코팅되지 않는 대조구 샘플 (e)에 대해 얻어진 상기 웨이블 엣지 강화 분포는 도 5에서 플럿된다. 다른 LDPE-계 보호 필름 (도 5에서 A, B, C, 및 D)으로 코팅된 상기 샘플을 얻기 위해 상기 엣지 강도 성능은 상기 필름의 증가하는 필 강도 - 즉, 그룹 D > 그룹 C > 그룹 B > 그룹 A로 개선된다.
3. 에징 효과 (Edging effects)
상기 엣지 가공 또는 "에징" 공정은 가장 큰 결함 소스이다. 따라서 다수의 관점의 에징 공정은 평가된다. 상기 보호 필름의 적용 및 에징의 단계가 수행되는 순서의 효과가 먼저 연구된다. 엣지 가공 후 상기 샘플에 상기 보호 필름을 적용하는 것은 상기 코팅 공정 동안 상기 샘플의 부가적인 조작 및 엣지 손상을 도입하는 위험이 있는 반면, 필름 적용 후 상기 유리 샘플을 에징하는 단계는 상기 필름 재료로 상기 에징 장비를 잠재적으로 오염 또는 "고무 분비"시킬 수 있다. 상기 에징 장비 상에 오염 효과는 상기 필름 적용 공정 동안 상기 엣지에 밀접한 보호 필름을 잘라내어 최소화될 수 있다. 상기 엣지에 밀접한 보호 필름을 자라내어서, 엣지 결함의 대부분은 이의 상기 에징 공정을 통해 도입되고, 따라서 후에 에칭에 의해 제거될 수 있다. 상기 샘플의 모든 엣지는 둥근 또는 "둥그스름한" 프로파일 (예를 들어, 도 2에서 217a)에 마감된/엣지이고, 그 다음 32분 동안 5 부피% HF 및 5 부피% HCl 용액에서 에칭된다. 보호 타입 A LDPE-계 필름은 (a) 에징 전 또는 (b) 에징 후에 적용된다. 도 6은 에징 전 (a); 에징 후 (b); 및 에칭되지 않은, 코팅되지 않은 대조구 샘플 (c)의 보호 타입 A LDPE 필름으로 코팅된 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다. 도 6에서 나타난 상기 엣지 강도 분포는 상기 보호 필름이 에징 후보다 에징 전에 적용된 경우, 관찰된 엣지 강도에서 증가를 설명하고 있다.
다른 에징 기술의 효과는 또한 연구된다. 모든 샘플의 표면은 보호, LDPE-계, 에징전 타입 A 또는 타입 B의 접착제-부착된 필름으로 코팅된다. 유리 샘플의 제1 그룹은 타입 B의 LDPE-계 필름으로 코팅되고, 그 다음 0.003인치의 절단의 깊이로 분당 15 인치 (ipm)의 공급 속도 (feed rate) 및 4500 rpm으로 회전하는 휠에 결합된 270/320 그릿 금속을 이용하여 "천연의" 둥그스름한 프로파일로 에칭된다. 유리 샘플의 제2 그룹은 타입 B LDPE-계 필름으로 코팅되고, 그 다음 절단의 깊이 0.003인치로 15 ipm 공급 속도 및 4500 rpm으로 회전하는 휠에 결합된 400 그릿 금속을 사용하여 "표준" 둥그스름한 프로파일로 에칭된다. 유리 샘플의 제3 그룹은 타입 A LDPE-계 필름으로 코팅되고, 그 다음 절단의 깊이 0.003인치로 15 ipm 공급 속도 및 4500 rpm으로 회전하는 휠에 결합된 400 그릿 금속을 사용하여 "표준" 둥그스름한 프로파일로 에칭된다. 상기 샘플의 엣지는 5 부피% HF 및 5 부피% HCl을 함유하는 에칭 용액으로 32 분 동안 에칭된다. 상기 에칭된 엣지의 엣지 강도는 그 다음 4 점 수평 밴드 시험을 사용하여 측정된다. 1) "천연의" 둥그스름한 프로파일 및 타입 B 보호 필름으로 코팅된 에칭된 샘플; 2) 표준 둥그스름한 프로파일 및 타입 B 보호 필름으로 코팅된 에칭된 샘플; 3) "표준" 둥그스름한 프로파일 및 타입 A 보호필름으로 코팅된 에칭된 샘플; 및 4) 코팅되지 않고 에칭되지 않은 "표준" 둥그스름한 프로파일에 에칭된 대조구 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포는 도 7에 나타내었다. 상기 에칭된 샘플의 웨이블 기울기는 다른 에징 공정에 의해 유발되는 초기 코어스 (initial coarse) 및 미세 파단 (fine fractures)의 존재를 반영하고, 상기 엣지에서 초기 결함이 더 미세해 질수록, 에칭 후에 상기 엣지가 더 강해지는 전제를 뒤받침한다.
4. 에칭 효과 (Etching effects)
에칭 시간의 효과 및 상기 에칭 욕조의 교반은 조사된다. 유리 샘플은 "낮은" 압축 응력 (약 36 ㎛ DOL을 갖는 대략 625 MPa) 또는 "표준" 압축 응력 (약 30 ㎛ DOL을 갖는 대략 750 MPa)을 갖는 표면층을 생성하기 위해 이온교환된다. 각각 이온 교환된 샘플은 타입 A LDPE 보호 필름으로 코팅되고, 그 다음 절단 깊이 0.003 인치로 15 ipm 공급 속도 및 4500rpm으로 회전하는 휠에 결합된 400 그릿 금속을 사용하여 "표준" 둥그스름한 프로파일로 에칭된다. 상기 에칭된 샘플은 0 내지 128분의 시간 범위 동안 5 부피% HF 및 5 부피% HCl을 함유하는 에칭 용액으로 에칭된다.
엣지 강도는 4-점 수평 밴드 시험을 사용하여 측정된다. 도 8은: a) 에칭된 0분, "표준" 압축 응력을 갖는 샘플; b) 에칭된 8분, "표준" 압축 응력을 갖는 샘플; c) 에칭된 32분, "표준" 압축 응력을 갖는 샘플; d) 에칭된 32분, "낮은" 압축 응력을 갖는 샘플; e) 에칭된 64분, "낮은" 압축 응력을 갖는 샘플; 및 f) 에칭된 128분, "표준" 압축 응력을 갖는 샘플의 엣지에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다.
도 8에서 도시된 결과는 가장 큰 결함의 모두가 에칭의 128분에서 조차도 크기에서 제거 또는 감소되지 않는다는 것을 나타낸다. 그러나, 충분한 수의 이러한 결함은 약 250 MP로부터 약 900 MPa까지 거의 4배의 평균 강도를 증가시켜 크기에서 제거 또는 감소된다. 32 분 (도 8에서 샘플 그룹 c 및 d)동안 에칭된 상기 샘플 분포의 대다수는 250 MPa를 초과하는 엣지 강도를 갖는다. 64 또는 128 분의 각 시간은 상기 타겟 엣지 강도 이상의 전체 분포를 증가시키는데 사용될 수 있다.
정적인 욕조 또는 교반된 욕조에서 상기 유리 샘플을 에칭하는 효과는 또한 조사된다. 교반은 상기 산 에칭 욕조의 순환 및 균질화를 도울수 있고 따라서 상기 엣지의 개선된 에칭을 허용할 수 있다. 상기 정적인 욕조에서, 질량 전달은 엣지, 특히 상기 보호 필름이 수평 4-점 밴드 시험동안 최대 부하를 받는 부분에서 상기 엣지를 돌출시키는 영역에서 신선한 에칭제의 수송을 억제할 수 있다.
유리 샘플은 타입 B LDPE 보호 필름으로 코팅되고, 그 다음 0.003 인치 절단 깊이를 갖는 15 ipm 공급 속도 및 4500 rpm로 회전하는 휠에 결합된 400 그릿 금속을 사용하여 "표준" 둥그스름한 프로파일로 에칭된다. 상기 엣지 샘플은 정적인 욕조 또는 교반된 욕조에서 32분 또는 128분 동안 5 부피% HF 및 5 부피% HCl을 함유하는 에칭 용액으로 에칭된다.
도 9 및 10은 각각 32 분 및 128 분 동안 에칭된 엣지: a) 정적인 욕조에서 에칭된 샘플; b) 교반된 욕조에서 에칭된 샘플; 및 c) 에칭되지 않은 대조구 샘플에 대한 웨이블 엣지 강도 분포의 그래프이다. 도 9 및 10에서 나타난 결과를 기초하여, 상기 에칭제 욕조의 교반은 엣지 강도를 개선하지 못한다.
통상적으로 구체 예들은 본 발명을 설명할 목적으로 기술한 것으로, 하기 청구항 및 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 당업자들은 하기 청구항 및 본 발명의 발명 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 적용 및 변경이 가능할 수 있다.
100: 방법 200 및 300: 유리 제품
205: 표면 211, 212: 다중편
215: 엣지 217: 마감된 엣지
220: 보호 코팅 250: 전기적 활성층
305: 표면 307: 압축 응력층

Claims (38)

  1. a. 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계;
    b. 상기 표면의 적어도 일 부분을 보호하는 단계; 및
    c. 상기 유리 제품의 표면에 인접한 엣지의 다수의 결함의 각각의 치수를 감소시키는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 엣지는 압축 응력하의 제1 부분 및 압축 응력이 없는 제2 부분을 가지며, 여기서 상기 결함의 치수의 감소는 상기 엣지를 강화시키는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 표면의 적어도 일 부분을 보호하는 단계는 상기 표면의 보호를 위한 중합체 코팅을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 표면의 적어도 일 부분에 상기 중합체 코팅을 적용하는 단계는 스프레이-코팅, 스핀-코팅, 및 딥-코팅 중 적어도 하나에 의해 상기 표면의 적어도 일 부분에 중합체 전구체를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 중합체 코팅은 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리메틸 펜텐 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 중합체 코팅은 표면에 증착된 접착제를 갖는 중합 필름이고, 여기서 상기 중합체 필름은 상기 유리 제품의 표면의 부분과 상기 접착제를 접촉시켜 상기 유리 제품의 표면의 적어도 일 부분에 적용되는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 결함의 각각의 치수를 감소시키는 단계는 에칭제로 상기 엣지를 에칭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 에칭제는 1-50 부피%의 불화수소산, 및 무기산 및 유기산 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 에칭 단계는 다수의 엣지 피트를 형성시키는 단계를 포함하고, 상기 다수의 엣지 피트의 각각은 적어도 약 5㎛의 최대 단면 치수 d를 가지며, 상기 다수의 엣지 피트의 적어도 10%는 약 10㎛를 초과하는 최대 단면 치수 d를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 다수의 엣지 피트를 형성시키는 단계는 1000 ㎛2의 엣지 표면적 당 적어도 5 엣지 피트를 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  10. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 제품은 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리는: 58-72 mol% SiO2; 9-17 mol% Al2O3; 2-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol% K2O를 포함하며, 여기서 상기 비율은
    Figure pct00005
    이고, 여기서 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO; 및 0-3 mol% CaO을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하며; 여기서 12 mol% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 mol% 및 0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  14. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면은 상기 표면 하부 깊이로 확장하는 압축 응력층을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  15. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 제품을 제공하는 단계는 상기 유리 제품을 융합-인발 (fusion-drawing)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  16. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면은 용해-유도 표면인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  17. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면은 연마된 표면이고, 여기서 상기 연마된 표면은 적어도 200 MPa의 압축 응력하에 있으며, 10 ㎛ 미만의 평균 크기의 결함을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  18. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 엣지를 형성시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 엣지를 형성시키는 단계는 상기 표면을 보호하는 단계에 우선하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 엣지를 형성시키는 단계는 상기 표면을 보호하는 단계에 후속하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 엣지를 형성시키는 단계는 상기 엣지를 형성하기 위해 상기 표면을 스크라이빙 (scribing)하는 단계 및 상기 유리 제품을 파단 (breaking)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 엣지를 형성시키는 단계는 상기 엣지를 형성하기 위한 상기 유리 제품을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  23. 청구항 18에 있어서,
    상기 엣지를 형성시키는 단계는:
    a. 엣지 형상을 선택하는 단계; 및
    b. 상기 엣지 형상을 얻기 위해 상기 엣지를 가공하는 단계, 여기서 상기 엣지를 가공하는 단계는 상기 그라인딩 단계, 랩핑 단계, 및 연마 단계의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 엣지 형상은 둥그스름한 (bullnose) 및 모따기된 엣지 중 하나인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  25. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화된 엣지는 적어도 250 MPa의 평균 엣지 강도를 갖는 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  26. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 제품을 제공하는 단계는 상기 표면 하부 깊이로 상기 표면으로부터 확장하는 압축 응축층을 갖는 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 압축 응력층은 이온 교환에 의해 형성되고, 적어도 500 MPa의 압축 응력을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  28. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면은 상기 결함의 각각의 치수를 감소시키는 단계 전의 제1 헤이즈 값 및 상기 결함의 각각의 치수를 감소시키는 단계 후의 제2 헤이즈 값을 가지며, 여기서, 상기 제2 헤이즈 값은 상기 제1 헤이즈 값보다 10% 미만으로 변화하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  29. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화된 엣지를 갖는 유리 제품은 터치 스크린, 터치 패널, 디스플레이 패널, 창, 디스플레이 스크린, 커버 플레이트, 포장재, 및 전자통신 장치, 전자오락 장치, 및 정보단말 장치용 인클로저 중 하나인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 엣지를 강화시키는 방법.
  30. 압축 응력하의 표면 및 상기 표면에 인접한 엣지를 가지며, 여기서 상기 엣지는 가공되고, 미리결정된 프로파일을 가지며, 여기서 상기 엣지는 압축 응력하의 제1 부분 및 압축 응력이 없는 제2 부분을 가지며, 여기서 상기 엣지는 다수의 엣지 피트를 포함하고, 적어도 250 MPa의 평균 엣지 강도를 갖는 유리 제품.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 유리 제품은 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리는: 58-72 mol% SiO2; 9-17 mol% Al2O3; 2-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol% K2O를 포함하고, 여기서 상기 비율은
    Figure pct00006
    이며, 여기서 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  33. 청구항 31에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO; 및 0-3 mol% CaO를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  34. 청구항 31에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하며; 여기서 12 mol% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 mol% 및 0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  35. 청구항 30-34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 제품은 터치 스크린, 터치 패널, 디스플레이 패널, 창, 디스플레이 스크린, 커버 플레이트, 포장재, 및 전자통신 장치, 전자오락 장치, 및 정보단말 장치용 인클로저 중 하나인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  36. 청구항 30-34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엣지는 다수의 엣지 피트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  37. 청구항 36에 있어서,
    상기 다수의 엣지 피트의 각각은 적어도 약 5㎛의 최대 단면 치수 d를 가지며, 여기서 상기 다수의 엣지 피트의 적어도 10%는 약 10㎛를 초과하는 최대 단면 치수 d를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
  38. 청구항 36에 있어서,
    상기 엣지는 1000 ㎛2의 엣지 표면적 당 적어도 5 엣지 피트를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
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