KR20170093879A - 화학 템퍼링 가능한 유리판 - Google Patents
화학 템퍼링 가능한 유리판 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170093879A KR20170093879A KR1020177018339A KR20177018339A KR20170093879A KR 20170093879 A KR20170093879 A KR 20170093879A KR 1020177018339 A KR1020177018339 A KR 1020177018339A KR 20177018339 A KR20177018339 A KR 20177018339A KR 20170093879 A KR20170093879 A KR 20170093879A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glass
- composition
- glass plate
- glass sheet
- present
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 143
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 118
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 13
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 11
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 9
- 239000006066 glass batch Substances 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 5
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010052128 Glare Diseases 0.000 description 3
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 3
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 2
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003666 anti-fingerprint Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 241000282575 Gorilla Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
- C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
본 발명은, 유리의 총 중량에 대한 중량 퍼센트로, 65 ≤ SiO2 ≤ 78%, 8 ≤ Na2O ≤ 15%, 1 ≤ K2O < 6%, 1 ≤ Al2O3 < 3%, 2 ≤ CaO < 10%, 0 ≤ MgO ≤ 6%, 0.002 내지 0.02 wt% 범위의 함량의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철, 및 0.1 내지 0.7 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함하는, 붕소, 스트론튬 및 리튬을 함유하지 않는 유리 조성을 가진 유리판에 관한 것이다. 본 발명은 전자 장치 용품에 사용하기에 더 적합한, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있는 소다-석회-실리카 타입의 유리 조성물에 해당한다.
Description
본 발명은 화학 템퍼링/강화될 수 있는 유리판에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용이하게 화학 템퍼링/강화될 수 있고 저렴하며 제조가 용이한 유리판에 관한 것이다.
화학 강화 유리판은 수송(즉, 항공, 자동차), 건물/건축 및 디스플레이 산업처럼 모놀리식 또는 적층 형태로 기계적 저항성이 필요하거나 필수적인 특수 판유리(glazing) 작업에서의 용도가 증가하고 있다. 이러한 용도들 중에서, 디스플레이 산업은 지난 몇 년간 휴대폰, 스마트폰, TV, 컴퓨터, 디지털 카메라 등과 같은 다양한 전자 장치용 보호/커버 유리, 화면창, (터치)스크린으로서 화학 강화 투명 유리판에 대한 수요로 거대 시장이 되었다. 실제로, 이러한 장치 대부분은 휴대용이므로, 사용되는 유리는 기계적 성질이 많이 요구되며, 따라서 사용 및 이동 중에 스크래치 또는 충격과 같은 충격 및/또는 손상을 견딜 수 있는 것이 매우 바람직하다. 화학 강화는 디스플레이 영역에서 훨씬 더 중요한데, 이러한 영역은 두께가 얇은(1 mm 미만) 유리판을 필요로 하고 화학 강화는 (초)박 유리판을 기계적으로 강화하기 위해 선택되는 과정으로 알려져 있기 때문이다. 무게 및 에너지 전송의 이유로 인해, 태양광, 열 또는 광전기 장치, 및 이중 또는 삼중 판유리와 같은 절연 판유리 유닛용 커버 유리로서 얇은 유리판을 사용하는 것이 또한 유리하다. 무게 감소 및 에너지 소비 절감을 위해, 얇은 강화 유리는 자동차 및 운송 투명 판유리에 있어 큰 관심사이기도 하다.
종래 기술의 해법
유리 물품의 화학 강화는 유리의 표면층에 있는 작은 크기의 알칼리 나트륨 이온을 더 큰 이온, 예를 들어 알칼리 칼륨 이온으로 대체하는 것을 포함하는 열 유도 이온 교환이다. 이전에 나트륨 이온이 차지하던 작은 사이트에 더 큰 이온이 "끼어"들어가기 때문에 유리에서 표면 압축 응력의 증가가 발생한다. 이러한 화학 처리는 일반적으로 온도와 시간을 정확하게 제어하여 하나 이상의 더 큰 이온의 용융 염(들)을 함유한 이온 교환 용융조에 유리를 침지시켜 수행된다. 따라서, 그렇게 처리된 유리 물품의 파단 강도는 발생된 표면 압축 응력과 대략 같은 값만큼 증가된다.
그럼에도 불구하고, 사용 중 화학 강화 유리의 표면에 영향을 줄 수 있는 손상은 이러한 강화 효과의 감소로 이어지며, 압축 하에서의 층이 관통될 정도의 손상인 경우 심지어 강화 효과를 소멸시킬 수 있다. 결과적으로, 화학 강화 유리의 용도에 따라, 유리가 겪을 수 있는 가장 가능성이 큰 결함/손상의 깊이와 이상적으로는 적어도 동일한 표면 압축 응력(또는 "CS")의 높은 값 및/또는 ("층의 깊이" 또는 "DoL"이라고 하는 파라미터, 즉 도입된 이온이 도달하는 깊이와 연관된) 압축 하에서의 층 두께의 높은 값을 달성하는 데 초점이 맞추어진다. 이 두 파라미터의 조합은 일반적으로 결과적인 기계적 강도의 품질을 적절하게 규정하는 것으로 간주된다.
특히, 디스플레이 영역에서, 화학 강화 유리판을 제조하기 위해 "부품별(piece-by-piece) 공정"을 사용하는 경우(최종 크기로의 절단이 템퍼링 처리 전에 수행됨), 에지 강도에 대해 DoL의 높은 값(즉, 12~15 미크론 초과) 및 충분한 CS(즉, 400 MPa 초과)가 검토되는 반면, "시트 공정"을 사용하는 경우(최종 크기로의 절단이 템퍼링 처리 후에 수행됨), "중앙 장력"((CS*DoL)/(유리 두께 - 2*DoL)로 정의됨)은 낮게 유지되어야 한다.
두 개의 강화 파라미터는 또한 소정의 유리 조성에 대해 이온 교환 공정의 온도 및 시간 조건에 상당히 의존하는 것으로 또한 알려져 있다. 따라서, 압축 하에서의 층의 두께는 알려진 확산 법칙에 따라 온도 및 이온 교환 기간에 따라 증가한다. 그러나, 온도가 높아질수록 이온 교환에 의해 유도된 응력은 더 빠르게 완화된다. 마찬가지로, 너무 오랜 기간 동안 처리를 연장하면 응력이 완화되는 데 필요한 시간을 줄 수 있고, 따라서 더 낮은 정도의 인성을 초래한다. 따라서, 공정을 위해 선택되어야 하는 조건은 일반적으로 공정 비용 및 제품 특성을 최적화하기 위해 최적 온도와 최소 기간을 절충하는 데 있다.
화학 강화의 비용을 줄이기 위해(검토된 값의 압축 응력 및 DOL에 이르도록 기간 및/또는 온도를 제한함), "용이하게 화학 템퍼링할 수 있는"(이온 교환에 특히 유리하다는 것을 의미) 많은 유리 조성이 제안되었지만(단순히 기술되었거나 이미 판매되고 있음), 일반적으로 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
이들 대부분은 고가의 원료에서 유래하고/하거나 (용융 또는 최종) 유리의 물리적 성질을 상당히 변경하는 성분을 포함한다. 화학 템퍼링할 수 있는 일부 공지된 유리 조성은, 예를 들어 상당량의 리튬 및/또는 붕소를 함유한다. 그러나, 리튬은 유리의 밀도를 증가시키는 단점이 있는 반면, 붕소는 때때로 증발에 의한 림(ream)의 형성 및 노벽/내화물 부식을 일으키는 단점이 있다. 게다가, 둘 다 해당 원료의 높은 가격으로 인해, 최종 유리 가격을 크게 높이는 추가적인 상당한 문제점을 가지고 있다.
예를 들어, 미국 특허 출원 2012/0196110 A1에 기재된 것과 같은 알루미노규산염 타입의 유리 조성물인, Corning사의 GORILLA® 유리 제품 또는 Asahi Glass사의 DragonTrail® 유리 제품은 화학 템퍼링에 매우 효율적인 것으로 또한 알려져 있다. 그러나, 이것들은 많은 문제점을 가지고 있다. 이들의 고온 특성은 제조를 어렵게 한다(점도, 정제 능력, 성형, 내화물 부식). 사용되는 일부 원료(즉, 알루미나)의 높은 가격 및 제조에 필요한 높은 온도(높은 에너지/연료량)로 인해 이들의 가격은 비교적 높다.
알루미노규산염 유리 조성물과 달리, 소다-석회-실리카 유리 조성물은 훨씬 저렴하더라도, 일반적으로 용이하게 화학 템퍼링할 수 있는 조성물을 위한 좋은 후보 물질로 간주되지 않는다.
마지막으로, 다음과 같은 이유로 유리 조성을, 약간이라도, 변경하기는 매우 어려운 것으로 알려져 있다:
- 유리 제조 라인, 특히 플로트(float) 라인은 상당한 투자에 해당하고, 조성이 예를 들어, 내화물 손상을 일으키는 경우, 보수가 불가능하며;
- 하나의 조성을 다른 조성으로 변경하는 동안의 전이 시간은, 길어질 경우 최종 유리의 제조 비용에 현저하게 부정적인 영향을 미치기 때문에, 유리 제조 시 매우 중요한 하나의 파라미터이다.
따라서, 디스플레이 영역에서, 특히, 알루미노규산염 유리보다 대량 생산에 더 적합하므로 기존 대량 생산에서 이미 사용되는 조성에 가깝거나 매우 유사한 기본 유리/매트릭스 조성을 가지고 저가로 이용 가능한, 가능하게 화학 템퍼링할 수 있는 소다-석회-실리카 타입의 유리 조성에 대한 시장의 요구가 존재한다.
본 발명의 목적은 특히, 언급한 단점을 개선하고 기술적 문제를 해결하는 것, 즉 용이하게 화학 템퍼링할 수 있는, 다시 말해서, 종래의 소다-석회-실리카 유리 조성물보다 이온 교환에 더 유리한, 유리 조성물을 제공하는 것이다.
적어도 하나의 구현예에서 본 발명의 다른 목적은, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있고 디스플레이 장치용 커버 유리를 제조하는 데 사용되는 "부품별" 공정에 적절한 강화 파라미터에 이를 수 있는 유리 조성물을 제공하는 것이다. 특히, 이러한 맥락에서 본 발명의 목적은, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있고, 결과적으로 유리의 충분한 강화(특히, 400 MPa 이상)를 나타내는 압축 응력값을 유지하면서, 큰 교환 깊이(특히, 12 μm 이상)를 얻을 수 있는 유리 조성물을 제공하는 것이다.
적어도 하나의 구현예에서 본 발명의 다른 목적은, 유리를 더 높은 온도의 공정에 적용할 때 응력 완화를 제한할 수 있어 압축 응력에 너무 부정적인 영향을 주지 않고 더 깊은 교환 깊이를 달성할 수 있게 하는 유리 조성물을 제공하는 것이다.
적어도 하나의 구현예에서 본 발명의 다른 목적은, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있고, 특히 종래의 소다-석회-실리카 유리의 기존 제조 라인 상에서, 제조가 용이한 유리 조성물을 제공하는 것이다. 특히, 이러한 맥락에서 본 발명의 목적은, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있고, 종래의 소다-석회-실리카 조성물의 제조부터 템퍼링 가능한 조성물의 제조로 (그리고 그 반대로) 옮겨질 때 긴 전이 시간이 필요 없고, 통상적으로 제조되는 종래의 소다-석회-실리카 유리에 사용되는 것과 재료적으로 다른 원료, 기술 및/또는 산업 설비를 사용할 필요가 없는 유리 조성물을 제공하는 것이다.
적어도 하나의 구현예에서 본 발명의 다른 목적은, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있고 플로트 공정에 적합한 유리 조성물을 제공하는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 다른 목적은, 간단하고 빠르고, 무엇보다도, 경제적인, 종래 기술의 단점에 대한 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명은, 유리의 총 중량에 대한 중량 퍼센트로,
65 ≤ SiO2 ≤ 78%
5 ≤ Na2O ≤ 20%
1 ≤ K2O < 8%
1 ≤ Al2O3 < 6%
2 ≤ CaO < 10%
0 ≤ MgO ≤ 8%,
0.002 내지 0.06 wt% 범위의 함량의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철, 및 0.1 내지 0.7 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함하는, 붕소, 스트론튬 및 리튬을 함유하지 않는 유리 조성을 가진 유리판에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은, 적어도 부분적으로 장점을 유지하면서, 종래 기술의 단점, 특히 알루미노규산염 유리의 단점에 대한 해결책을 구할 수 있으므로, 새롭고 창의적인 접근 방법에 기초를 두고 있다.
본 발명자들은, 소다-실리카 유리 매트릭스에 낮은 알루미나 함량 및 종래의 산업용 유리 조성(소다-석회-실리카 포함, 종래의 산업용 유리 조성은 칼륨 이온과 나트륨 이온의 비율에 대한 일반적인 값이 0.1 미만임)에서보다 더 큰 비율의 칼륨 이온과 나트륨 이온의 조합을 결합하여 저렴하고 대량 생산이 용이하며 고온에 의한 응력 완화를 제한하는, 용이하게 화학 템퍼링할 수 있는 유리판을 얻을 수 있음을 실제 확인하였다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 범위가 표시된 경우, 상한 및 하한 값이 포함된다. 또한, 수치 범위 내 모든 정수 및 서브도메인 값은 명시적으로 기재된 것과 같이 명백히 포함된다. 또한, 본 명세서 전반에 걸쳐, 백분율 함량 값은 유리의 총 중량에 대한 중량 값이다(wt%로 언급되기도 함).
본 발명의 다른 특징 및 장점은 간단한 예시 및 비제한적 예로 주어진 바람직한 구현예에 대한 다음의 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
본 발명의 유리판은, SiO2, CaO, Na2O 및 K2O를 주 성분으로 포함하고 MgO, Al2O3 등을 더 포함하는 소다-석회-실리카 유리 조성물/매트릭스로 만들어진다.
본 발명의 유리판은 화학 템퍼링될 수 있는, 다시 말해서, 이온 교환 가능한/이온 교환을 겪을 수 있는 것이다.
본 발명의 유리판은 플로트 공정, 인발 공정, 압연 공정, 또는 용융 유리 조성물로부터 시작하여 유리판을 제조하는 것으로 알려진 기타 임의의 공정에 의해 얻은 유리판일 수 있다. 바람직한 구현예에 따르면, 유리판은 플로트 유리판이다. 용어 "플로트 유리판"은, 환원 조건 하에서 용융 주석조에 용융 유리를 붓는 단계로 이루어진 플로트 공정에 의해 형성된 유리판을 의미하는 것으로 이해된다. 플로트 유리판은, 알려진 방식으로, "주석면", 즉 판의 표면 근처 유리 바디에서 주석이 풍부한 면을 포함한다. 용어 "주석이 풍부"는, 중심부 유리 조성에 대한 주석 농도의 증가를 의미하며, 주석 농도는 실질적으로 0(주석이 없음)이거나 그렇지 않을 수 있다. 따라서, 플로트 유리판은 특히, 예를 들어 전자 현미경에 의해 약 10 미크론 깊이까지 측정될 수 있는 산화주석 함량에 의해, 다른 유리제조 공정에 의해 얻은 판들과 쉽게 구별될 수 있다. 많은 경우에, 그리고 예로서, 이 함량은 표면으로부터 시작해서 처음 10 미크론에 걸쳐 총 1 내지 5 wt% 사이에 있다.
본 발명에 따른 유리판은 다양한 비교적 큰 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 유리판은 3.21 m × 6 m 또는 3.21 m × 5.50 m, 3.21 m × 5.10 m 또는 3.21 m × 4.50 m("PLF" 유리판) 또는 예를 들어, 3.21 m × 2.55 m 또는 3.21 m × 2.25 m("DLF" 유리판) 범위에 이르는 크기를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 유리판은 0.1 내지 25 mm의 두께를 가질 수 있다. 유리하게, 디스플레이 용도의 경우, 본 발명에 따른 유리판은 바람직하게는 0.1 내지 6 mm의 두께를 갖는다. 더 바람직하게, 디스플레이 용도의 경우 무게 이유로 인해, 본 발명에 따른 유리판의 두께는 0.1 내지 2.2 mm이다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 붕소를 함유하지 않는다. 이는 붕소가 유리 배치(batch)/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 B2O3 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다. 예를 들어, 본 발명의 유리판의 조성에서 B2O3 함량은 0.01 wt% 미만 또는 훨씬 더 좋게는 0.005 wt% 미만이다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 리튬을 함유하지 않는다. 이는 리튬이 유리 배치/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 Li2O 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다. 예를 들어, 본 발명의 유리판의 조성에서 Li2O 함량은 0.01 wt% 미만 또는 훨씬 더 좋게는 0.005 wt% 미만이다.
본 발명에 따르면, 유리판 조성은 스트론튬을 함유하지 않는다. 이는 원소 스트론튬이 유리 배치/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 SrO 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다. 예를 들어, 본 발명의 유리판 조성에서 SrO 함량은 0.01 wt% 미만 또는 훨씬 더 좋게는 0.005 wt% 미만이다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 1 ≤ Al2O3 < 6 wt%를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 1 ≤ Al2O3 ≤ 4 wt%, 더 바람직하게는 1 ≤ Al2O3 ≤ 3 wt%를 포함한다. 대안적으로, 유리판의 조성은 2 ≤ Al2O3 ≤ 4 wt%를 포함한다. 가장 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 2 ≤ Al2O3 ≤ 3 wt%를 포함한다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 2 ≤ CaO < 10 wt%를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 3 ≤ CaO < 10 wt%, 더 바람직하게는 4 ≤ CaO < 10 wt%를 포함한다. 특히 매우 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 5 ≤ CaO < 10 wt%를 포함한다. 가장 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 6 ≤ CaO < 10 wt%를 포함한다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 0 ≤ MgO ≤ 8 wt%를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 0 ≤ MgO ≤ 7 wt%, 더 바람직하게는 0 ≤ MgO ≤ 6 wt%를 포함한다. 가장 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 0 ≤ MgO < 5 wt%를 포함한다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 1 ≤ K2O < 8 wt%를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 1 ≤ K2O < 7 wt%, 더 바람직하게는 1 ≤ K2O < 6 wt%를 포함한다. 특히 매우 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 1 ≤ K2O < 5 wt%를 포함한다. 대안적으로, 유리판의 조성은 2 ≤ K2O ≤ 6 wt%, 또는 훨씬 더 좋게는 3 ≤ K2O ≤ 6 wt%를 포함한다. 가장 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 2 ≤ K2O ≤ 4 wt%를 포함한다.
본 발명에 따르면, 유리판의 조성은 0.1 내지 0.7 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다. 바람직하게 유리판의 조성은 0.1 내지 0.6 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다. 더 바람직하게, 유리판의 조성은 0.2 내지 0.6 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다. 대안적으로, 유리판의 조성은 0.1 내지 0.5 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다. 특히 매우 바람직한 구현예에서, 유리판의 조성은 0.2 내지 0.5 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다. 본 발명의 가장 바람직한 구현예에서, 조성은 0.2 내지 0.4 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 조성은 0.002 내지 0.06 wt% 범위의 (Fe2O3로 표현된) 총 철 함량을 포함한다. 0.06 wt% 이하의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철 함량은 거의 보이지 않는 착색을 가지고 미적 디자인에서 높은 수준의 유연성을 가능케 하는(예를 들어, 스마트폰의 일부 유리 요소에 흰색 실크 인쇄시 왜곡되지 않는) 유리판을 얻을 수 있게 한다. 낮은 철 수치는 흔히 고가의 매우 순수한 출발 물질들뿐만 아니라 이 물질들의 정제를 필요로 하므로 최소값은 유리의 가격에 과도한 악영향을 끼치지 않도록 할 수 있다. 바람직하게, 조성은 0.002 내지 0.04 wt% 범위의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철 함량을 포함한다. 더 바람직하게, 조성은 0.002 내지 0.02 wt% 범위의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철 함량을 포함한다. 특히 매우 바람직한 구현예에서, 조성은 0.002 내지 0.015 wt% 범위의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철 함량을 포함한다.
가장 바람직한 구현예에서, 조성은 0.002 내지 0.01 wt% 범위의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철 함량을 포함한다.
특히 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 유리판의 조성은, 유리의 총 중량에 대한 중량 퍼센트로,
65 ≤ SiO2 ≤ 78%
8 ≤ Na2O ≤ 15%
1 ≤ K2O < 6%
1 ≤ Al2O3 < 3%
4 ≤ CaO < 10%
0 ≤ MgO ≤ 6%,
0.002 내지 0.02 wt%의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철, 및 0.1 내지 0.5 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다.
이 마지막 구현예에 따르면, 본 발명의 유리판의 조성은 더 바람직하게,
65 ≤ SiO2 ≤ 78%
8 ≤ Na2O ≤ 15%
2 ≤ K2O < 6%
1 ≤ Al2O3 < 3%
6 ≤ CaO < 10%
0 ≤ MgO ≤ 6%,
0.002 내지 0.02 wt%의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철, 및 0.2 내지 0.5 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다.
이 마지막 구현예에 따라 가장 바람직하게는, 본 발명의 유리판의 조성은,
65 ≤ SiO2 ≤ 78%
8 ≤ Na2O ≤ 15%
2 ≤ K2O < 4%
1 ≤ Al2O3 < 3%
6 ≤ CaO < 10%
0 ≤ MgO ≤ 5%,
0.002 내지 0.02 wt%의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철, 및 0.2 내지 0.4 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함한다.
다른 구현예에 따르면, 유리판의 조성은 0.1 wt% 미만 함량의 ZnO를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 ZnO를 함유하지 않는다. 이는 원소 아연이 유리 배치/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 ZnO 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다.
다른 구현예에 따르면, 유리판의 조성은 0.1 wt% 미만 함량의 ZrO2를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 ZrO2를 함유하지 않는다. 이는 원소 지르코늄이 유리 배치/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 ZrO2 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다.
또 다른 구현예에 따르면, 유리판의 조성은 0.1 wt% 미만 함량의 BaO를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 BaO를 함유하지 않는다. 이는 원소 바륨이 유리 배치/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 BaO 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다.
또 다른 구현예에 따르면, 유리판의 조성은 0.1 wt% 미만 함량(플로트 유리판의 "주석면"에서의 SnO2를 배제한 벌크 함량)의 벌크 SnO2를 포함한다. 바람직하게, 유리판의 조성은 벌크 SnO2를 함유하지 않는다. 이는 원소 주석이 유리 배치/원료에 의도적으로 첨가되지 않으며, 존재하더라도, 유리판의 조성에서 벌크 SnO2 함량이 제조에서 불가피하게 포함되는 불순물 수준에만 도달함을 의미한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 조성물은 철, 크롬 및 코발트의 산화물 외에 총 함량 0.005 wt% 미만의 착색 성분을 포함한다. 이러한 구현예는 색 제어를 가능하게 하므로, 디스플레이 응용에 주로 요구되는 중성의 유리판을 제공하도록 할 수 있다. 더 바람직하게, 본 발명의 조성물은 철, 크롬 및 코발트의 산화물 외에 총 함량 0.003 wt% 미만의 착색 성분을 포함한다.
유리하게, 본 발명의 조성물은 총 함량 0.001 내지 0.0025 wt%의 크롬 및/또는 코발트의 산화물을 더 포함할 수 있다. 이는 조성물이 크롬만 포함하거나 코발트만 포함하거나 이 둘을 모두 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 특정 조성물은 IR 전송 기반 터치 기술에 특히 적합한 유리를 만든다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 유리판은 적어도 하나의 투명 전기 전도성 박층으로 코팅된다. 본 발명에 따른 투명 전도성 박층은, 예를 들어 SnO2:F, SnO2:Sb 또는 ITO(인듐 주석 산화물), ZnO:Al 또는 ZnO:Ga 기반의 층일 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 구현예에 따르면, 유리판은 적어도 하나의 반사방지 층으로 코팅된다. 이 구현예는 본 발명의 유리판을 스크린의 전면으로 사용하는 경우 분명히 유리하다. 본 발명에 따른 반사방지 층은, 예를 들어 굴절률이 낮은 다공성 실리카 기반의 층일 수 있거나, 여러 층(스택), 특히 굴절률이 낮은 층과 굴절률이 높은 층이 번갈아 적층되고 굴절률이 낮은 층으로 끝나는 유전 물질 층들의 스택으로 이루어질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 유리판은 적어도 하나의 지문방지 층으로 코팅되거나, 지문이 나타나는 것을 감소시키거나 방지하도록 처리되었다. 이 구현예는 본 발명의 유리판을 터치스크린 전면으로 사용하는 경우에 또한 유리하다. 이러한 층 또는 이러한 처리는 반대면에 증착된 투명 전기 전도성 박층과 조합될 수 있다. 이러한 층은 동일한 면에 증착된 반사방지 층과 조합될 수 있으며, 지문방지 층이 스택의 외측에 존재하여 반사방지 층을 덮는다.
또 다른 구현예에 따르면, 유리판은 적어도 하나의 층으로 코팅되거나 눈부심 및/또는 반짝임을 감소시키거나 방지하도록 처리되었다. 이 구현예는 본 발명의 유리판을 디스플레이 장치의 전면으로 사용하는 경우에 물론 유리하다. 이러한 눈부심 방지 또는 반짝임 방지 처리는, 예를 들어 유리판의 처리면에 특정 거칠기를 생성하는 산-에칭 처리이다.
원하는 용도 및/또는 특성에 따라, 본 발명에 따른 유리판의 한 면 및/또는 다른 면에 다른 층(들)/처리(들)이 증착/수행될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 플로트 방법에 의해 제조되는 경우, 유리판은 화학 템퍼링 후 휨을 방지하도록 처리된다. 이 구현예는 비대칭 응력 프로파일로 인한 변형이 클 수 있는 (매우) 얇은 유리의 경우에 유리하며, 고가의 작업(추가적 적층, 접착 등)이 보충될 필요가 있다. 이러한 처리는 연마, 에칭, 반투과층 증착(CVD, 마그네트론 스퍼터링), 탈알칼리화 공정 등일 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 화학 템퍼링된 본 발명에 따른 유리판에 관한 것이다. 전술한 모든 구현예 및 바람직한 조성 범위는 화학 템퍼링된 유리판 발명에도 적용된다.
마지막으로, 본 발명은 또한, 전자 장치에 있어서 본 발명에 따른 화학 템퍼링된 유리판의 용도에 관한 것이다. 유사하게, 본 발명은 또한, 무게 및/또는 안정성에 있어 상당한 이득을 얻을 수 있는 자동차 판유리에서의 본 발명에 따른 화학 템퍼링된 유리판의 용도에 관한 것이다. 태양 에너지 변환장치(열, 광전기)에서, 매우 얇고 철 함량이 낮은 화학 템퍼링된 유리판의 사용은 커버의 더 낮은 에너지 손실, 더 높은 기계적 저항 및/또는 유연한 디자인을 가능케 하므로 특히 관심을 받고 있다. 따라서, 본 발명은 또한, 태양 에너지 변환장치에서의 본 발명에 따른 화학 템퍼링된 유리판의 용도에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 또한, 건물에서 무게를 현저히 줄이고 천연 에너지 이득을 높일 수 있는 건물 절연 판유리 유닛에서의 본 발명에 따른 화학 템퍼링된 유리판의 용도에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따르지 않은 일부 비교예와 함께, 단지 실시예로써 본 발명의 구현예를 더 설명한다. 다음의 실시예는 예시의 목적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
다음 표에 명시된 조성에 따라, 분말 원료들을 서로 혼합하여 용융 도가니에 장입하였다. 그리고 나서, 원료를 완전히 용융시킬 수 있는 온도까지 전기로에서 원료 혼합물을 가열하였다.
첫 번째 시리즈(실시예 1.x)에서, 기본 몰 조성을 일정하게 유지하였고, 전체 조성에 걸쳐 알칼리의 몰 분율을 일정하게 유지하면서(Na2O + K2O: 약 13.3 몰%) 본 발명의 범위 내에서 Na2O와 K2O 간의 비율을 변화시켰다. 제1 실시예는 최신 플로트 조성과 유사한 비교 샘플이다.
두 번째 시리즈(실시예 2.x.x)에서, SiO2 및 Al2O3의 몰 조성을 일정하게 유지하였다. 총 알칼리(Na2O + K2O: 약 13.3 몰%) 및 총 알칼리토(MgO + CaO: 약 15 몰%)의 몰 분율 또한 일정하게 유지하였지만, K2O와 Na2O 간의 비율 및 MgO와 CaO 간의 비율은 변화시켰다. CaO를 MgO로 대체하면 DoL을 향상시키는 것으로 알려져 있으므로, 조성의 넓은 범위에 걸쳐 개선된 K2O/(K2O+Na2O) 비의 이로운 효과를 보여주기 위해 세 가지 수준의 CaO/MgO(실시예 2.1.x, 2.2.x 및 2.3.x)를 시험하였다. 각각의 서브 시리즈에 대해, 제1 실시예는 종래의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 가진 비교 샘플이다.
세 번째 시리즈(실시예 3.x)는 시리즈 2.2와 유사하지만, Al2O3의 함량이 더 높다. 여기서 다시, 제1 실시예(3.1)는 종래의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 가진 비교 샘플이다.
조성물의 용융 및 균질화 후, 유리를 40*40 mm의 여러 작은 샘플로 주조하고 소둔로에서 소둔하였다. 이어서, 샘플을 플로트 유리와 유사한 표면 상태까지 연마하였다(경면 연마). 각 조성에 대해 상이한 템퍼링 처리를 수행할 수 있도록 하기 위해, 각 조성에 대해 여러 샘플을 제조하였다.
화학 템퍼링
상기 절에서 제조된 샘플을 두 가지 다른 템퍼링 조건에서 화학 템퍼링하였고, 서로 다른 샘플 각각은 동일한 시간 및 동일한 조건에서 화학 템퍼링하였다. 상이한 조성의 샘플들을 카세트에 넣고, 예열한 후 용융 KNO3(>99%) 조에 침지시켰다. 이온 교환 후, 샘플을 냉각시켜 세척하였다.
서로 다른 유리 조성에 대해 두 가지 형태의 처리를 적용하였다. 420℃에서 220분의 침지 시간 동안 첫 번째 처리를 수행하였다(소위 "저온"). 465℃에서 480분 동안 두 번째 처리를 수행하였다(소위 "고온"). 이어서, 광탄성측정기를 통해 표면 압축 응력(CS) 및 교환층의 깊이(DoL)를 측정하였다. 다음 표는 각각의 조성의 3개의 랜덤 샘플 및 각각의 처리에 대한 CS 및 DoL의 평균값을 요약한 것이다.
화학 템퍼링 특성(CS 및 DoL)의 측정값에 기초하여, 고온 및 저온의 압축 응력 간 비 R을 계산할 수 있다: R = CS465℃/CS420℃. 이 R비는 고온에서의 표면 압축 응력 보존의 이미지이다. 1에 가까운 R 값은 유리가 고온에서의 응력 완화를 제한하려는 경향이 있다는 것과 저온 및 고온 처리가 최종적으로 동일한 수준의 압축 응력을 초래한다는 것을 의미한다. 반면, R비가 작은 경우, 이는 고온 처리를 받은 유리가 발생 응력을 크게 완화시키는 경향이 있다는 것을 의미한다.
상응하는 비교 샘플을 사용하여 본 발명에 따른 각각의 조성에 대해 DoL의 증가(G 인자)를 또한 계산할 수 있다: G = (DoL샘플-DoL비교)/ DoL비교. 기계적 요청에 대한 유리 조각의 저항을 개선하기 위해 이 G 인자는 가능한 한 높아야 한다. 서로 다른 조성에 대한 R비 및 G 인자는 다음 표에 요약되어 있다.
상기 표들로부터, 본 발명의 이로운 효과가 강조된다. 몰 관점에서 조성의 나머지를 안정하게 유지하면서 K2O/(K2O+Na2O) 비를 증가시키면, 조성물의 G 인자(420℃ 및 465℃)가 현저히 증가하는데, 이는 본 발명에 따른 조성물이 두 가지 시험 온도에서 보다 빠른 이온 교환을 가능하게 함을 의미한다.
유사하게, K2O/(K2O+Na2O) 값이 높을수록 R비는 증가하며, 고온 처리에 대한 응력 보존 효과를 강조한다. 이 실험 세트에서, 비교 샘플은 약 0.7의 R비를 나타내는데, 이는 처리 온도를 420℃에서 465℃로 증가시키면 표면 압축 응력을 30% 감소시킬 것이라는 것을 의미한다. 반면, 본 발명에 따른 샘플은 최대 0.9의 R비를 나타내는데, 이는 더 높은 온도의 처리가 단지 압축 응력을 저온 처리에 대해 10% 감소시킨다는 것을 의미한다.
이러한 방식으로, 더 높은 온도의 처리를 적용함으로써, 본 발명에 따른 조성물로 (최대 50 μm의) DoL과 (400 MPa보다 더 높게 유지되는) CS의 흥미로운 조합을 얻을 수 있다.
Claims (14)
- 유리의 총 중량에 대한 중량 퍼센트로,
65 ≤ SiO2 ≤ 78%
5 ≤ Na2O ≤ 20%
1 ≤ K2O < 8%
1 ≤ Al2O3 < 6%
2 ≤ CaO < 10%
0 ≤ MgO ≤ 8%,
0.002 내지 0.06 wt% 범위의 함량의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철, 및 0.1 내지 0.7의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함하는, 붕소, 스트론튬 및 리튬을 함유하지 않는 유리 조성을 가진 유리판. - 제1항에 있어서, 상기 조성은 1 ≤ Al2O3 ≤ 4 wt%가 되도록 낮은 알루미나 함량을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제2항에 있어서, 상기 조성은 2 ≤ Al2O3 ≤ 3 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성은 5 ≤ CaO < 10 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성은 1 ≤ K2O < 6 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성은 3 ≤ K2O ≤ 6 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성은 0 ≤ MgO ≤ 6 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성은 0.1 내지 0.5 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제8항에 있어서, 상기 조성은 0.2 내지 0.5 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제9항에 있어서, 상기 조성은 0.2 내지 0.4 범위의 K2O/(K2O+Na2O) 비를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 제10항에 있어서, 상기 조성은 유리의 총 중량에 대한 중량 퍼센트로,
65 ≤ SiO2 ≤ 78%
8 ≤ Na2O ≤ 15%
2 ≤ K2O < 4%
1 ≤ Al2O3 < 3%
6 ≤ CaO < 10%
0 ≤ MgO ≤ 5%, 및
0.002 내지 0.02 wt%의 (Fe2O3 형태로 표현된) 총 철을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유리판. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 화학 템퍼링된 유리판.
- 제12항에 있어서, 표면으로부터 층의 깊이까지 연장되는 압축 응력 하에 표면 및 층을 갖되, 상기 층의 깊이는 적어도 7 μm이고 상기 압축 응력은 적어도 400 MPa인 것을 특징으로 하는, 유리판.
- 전자 장치, 자동차 판유리, 태양 에너지 변환장치 또는 절연 판유리 유닛으로부터 선택되는 적어도 하나의 용품에서 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 유리판의 용도.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP14197020.2 | 2014-12-09 | ||
| EP14197020.2A EP3031783A1 (en) | 2014-12-09 | 2014-12-09 | Chemically temperable glass sheet |
| PCT/EP2015/078305 WO2016091672A1 (en) | 2014-12-09 | 2015-12-02 | Chemically temperable glass sheet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170093879A true KR20170093879A (ko) | 2017-08-16 |
Family
ID=52011108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020177018339A KR20170093879A (ko) | 2014-12-09 | 2015-12-02 | 화학 템퍼링 가능한 유리판 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10654750B2 (ko) |
| EP (2) | EP3031783A1 (ko) |
| JP (1) | JP2017537051A (ko) |
| KR (1) | KR20170093879A (ko) |
| CN (1) | CN107001111A (ko) |
| TW (1) | TWI743029B (ko) |
| WO (1) | WO2016091672A1 (ko) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017068857A1 (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | セントラル硝子株式会社 | 化学強化用ガラス板及び化学強化ガラス板の製造方法 |
| EP3402763A1 (en) * | 2016-01-13 | 2018-11-21 | Corning Incorporated | Ultra-thin, non-frangible glass and methods of making |
| EP3272717A1 (en) | 2016-07-20 | 2018-01-24 | AGC Glass Europe | Glass sheet having a high ir and visible transmission with a pleasing slight color to neutral color |
| EP3272719A1 (en) | 2016-07-20 | 2018-01-24 | AGC Glass Europe | Glass sheet approaching neutrality irrespective of its thickness |
| JP2018087116A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Ａｇｃテクノグラス株式会社 | ガラス管 |
| US11214509B2 (en) | 2016-12-19 | 2022-01-04 | Agc Glass Europe | Glass sheet having edges which are achromatic and luminous |
| KR20200130682A (ko) | 2018-01-23 | 2020-11-19 | 에이쥐씨 글래스 유럽 | 비대칭적 진공-단열 게이징 유닛 |
| CA3098098A1 (en) | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Agc Glass Europe | Asymmetrical safe vacuum-insulated glazing unit |
| KR20210044184A (ko) | 2018-05-14 | 2021-04-22 | 에이쥐씨 글래스 유럽 | 비대칭적인 진공-절연된 글레이징 유닛 |
| HUE061523T2 (hu) | 2018-05-14 | 2023-07-28 | Agc Glass Europe | Aszimmetrikus vákuumszigetelt üvegezõegység |
| WO2019219595A1 (en) | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Agc Glass Europe | Asymmetrical vacuum-insulated glazing unit |
| KR20210044186A (ko) | 2018-05-25 | 2021-04-22 | 에이쥐씨 글래스 유럽 | 고성능 진공 절연 글레이징 유닛 |
| EP3810880A1 (en) | 2018-06-21 | 2021-04-28 | AGC Glass Europe | Security insulted glazing unit |
| WO2020048848A1 (en) | 2018-09-07 | 2020-03-12 | Agc Glass Europe | Window and assembly comprising a frameless sash flush with a fixed frame |
| JP7430710B2 (ja) | 2018-09-17 | 2024-02-13 | エージーシー グラス ユーロップ | 高い近赤外透過率及び非常に低い可視透過率を有するガラスシート |
| WO2020094466A1 (en) | 2018-11-05 | 2020-05-14 | Agc Glass Europe | Window and assembly comprising a stiffened frameless sash, and method for producing a stiffened frameless sash |
| EA202191425A1 (ru) | 2018-12-14 | 2021-09-16 | Агк Гласс Юроп | Сборка многослойного вакуумного изоляционного остекления |
| CN109650720B (zh) * | 2019-01-14 | 2021-09-03 | 宁波行殊新能源科技有限公司 | 移动终端玻璃背盖基片及其生产方法 |
| EP3942143B1 (en) | 2019-03-19 | 2023-11-22 | AGC Glass Europe | Asymmetrical vacuum-insulated glazing unit |
| EA202192503A1 (ru) | 2019-03-19 | 2021-12-13 | Агк Гласс Юроп | Асимметричный вакуумный изоляционный блок остекления |
| CN113423913A (zh) | 2019-03-19 | 2021-09-21 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 非对称真空隔热玻璃窗单元 |
| CN113646277B (zh) | 2019-04-03 | 2023-11-10 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 具有高近ir透射率和极低可见光透射率的玻璃板 |
| US20220250965A1 (en) | 2019-04-03 | 2022-08-11 | Agc Glass Europe | Glass sheet with high near-ir transmission and very low visible transmission |
| WO2020216620A1 (en) | 2019-04-24 | 2020-10-29 | Agc Glass Europe | Window and assembly comprising a handle free frameless sash |
| KR20220023836A (ko) * | 2020-08-20 | 2022-03-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 및 이를 포함하는 전자장치 |
| CN114634307A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-06-17 | 清远南玻节能新材料有限公司 | 适用于一窑两线生产的玻璃及其生产方法 |
| EP4249721A1 (en) | 2022-03-23 | 2023-09-27 | AGC Glass Europe | Window and assembly comprising a frameless sash covering a fixed frame |
| WO2023209132A1 (en) | 2022-04-29 | 2023-11-02 | Agc Glass Europe | Grey glass sheet with wide range of visible transmission and superior near infrared transmission |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2342910C (en) * | 1998-09-04 | 2008-08-05 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Light-colored high-transmittance glass and method of manufacturing the same, glass sheet with conductive film using the same and method of manufacturing the glass sheet, and glassarticle |
| WO2001066477A1 (fr) * | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Verre plat a coefficient de transmission eleve |
| JP2007238398A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | ソーダ石灰系ガラス組成物 |
| WO2008038779A1 (fr) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Composition de verre et article en verre l'utilisant |
| FR2921357B1 (fr) * | 2007-09-21 | 2011-01-21 | Saint Gobain | Composition de verre silico-sodo-calcique |
| JP2010208906A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Asahi Glass Co Ltd | 光デバイス用基板ガラス |
| DE102010023176B4 (de) * | 2010-06-09 | 2013-02-21 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von Klarglas oder klarem Ziehglas unter Verwendung eines speziellen Läuterverfahrens |
| US20120196110A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-08-02 | Takashi Murata | Tempered glass and tempered glass sheet |
| WO2013047806A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 旭硝子株式会社 | 透明導電膜付きガラス板および透明導電膜形成用ガラス板 |
| KR102006509B1 (ko) * | 2011-09-29 | 2019-08-01 | 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 | 화학 강화 유리판 및 그 제조 방법 |
| US20140248495A1 (en) | 2011-09-29 | 2014-09-04 | Central Glass Company, Limited | Chemically strengthened glass and method for producing same |
| CN104010980A (zh) * | 2011-12-27 | 2014-08-27 | 旭硝子株式会社 | 玻璃基板和玻璃基板的制造方法 |
| KR20150103004A (ko) * | 2012-12-27 | 2015-09-09 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 화학 강화용 플로트 유리 |
-
2014
- 2014-12-09 EP EP14197020.2A patent/EP3031783A1/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-11-30 TW TW104139974A patent/TWI743029B/zh active
- 2015-12-02 WO PCT/EP2015/078305 patent/WO2016091672A1/en active Application Filing
- 2015-12-02 EP EP15802154.3A patent/EP3230222B1/en active Active
- 2015-12-02 US US15/529,356 patent/US10654750B2/en active Active
- 2015-12-02 JP JP2017530125A patent/JP2017537051A/ja active Pending
- 2015-12-02 KR KR1020177018339A patent/KR20170093879A/ko unknown
- 2015-12-02 CN CN201580066507.XA patent/CN107001111A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3230222A1 (en) | 2017-10-18 |
| EP3230222B1 (en) | 2023-12-13 |
| US20180312430A1 (en) | 2018-11-01 |
| US10654750B2 (en) | 2020-05-19 |
| CN107001111A (zh) | 2017-08-01 |
| EP3031783A1 (en) | 2016-06-15 |
| WO2016091672A1 (en) | 2016-06-16 |
| TW201639798A (zh) | 2016-11-16 |
| JP2017537051A (ja) | 2017-12-14 |
| TWI743029B (zh) | 2021-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20170093879A (ko) | 화학 템퍼링 가능한 유리판 | |
| KR102593850B1 (ko) | 화학 템퍼링 가능한 유리판 | |
| CN107531546B (zh) | 可化学回火的玻璃板 | |
| EP3126302B1 (en) | Chemically temperable glass sheet | |
| KR20180016377A (ko) | 화학 강화를 통해 휨을 제어할 수 있는 유리판 | |
| US11718552B2 (en) | Chemically temperable glass sheet | |
| EP3103776A1 (en) | Chemically temperable glass sheet |