KR20220002360A - 화학적으로 내구성이 있고, 리튬이 없는 유리 조성물 - Google Patents

화학적으로 내구성이 있고, 리튬이 없는 유리 조성물 Download PDF

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Abstract

화학적으로 내구성이 있는 유리 조성물은 개시된다. 구현예에서, 상기 유리 조성물은: 48 mol.% 내지 61 mol.%의 SiO2; 0 mol.% 내지 1 mol.%의 Al2O3; 7 mol.% 내지 20 mol.%의 B2O3; 9 mol.% 내지 16 mol.%의 R2O, 여기서, R2O는 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물의 합임; 9 mol.% 내지 15 mol.%의 Na2O; 및 8 mol.% 내지 21 mol.%의 ZnO를 포함한다. 상기 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없을 수 있다. RO(mol.%) < 0.5 x ZnO(mol.%)이고, 여기서, RO는 유리 조성물에 알칼리토 산화물의 합이다. 상기 유리 조성물의 평균 열팽창계수는 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 75 x 10-7/℃ 내지 88 x 10-7/℃이다. 상기 유리 조성물은 660℃ 이하의 연화점을 포함한다. 상기 유리 조성물은 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 포함한다.

Description

화학적으로 내구성이 있고, 리튬이 없는 유리 조성물
본 출원은 2019년 4월 30일자에 출원된 미국 가출원 제62/840,711호의 우선권을 주장하며, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 혼입된다.
본 명세서는 일반적으로 화학적으로 내구성이 있는 유리 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 우수한 내가수분해성(hydrolytic resistance)을 갖고 리튬 및 리튬 함유 화합물이 실질적으로 없는 화학적으로 내구성이 있는 유리 조성물에 관한 것이다.
유리는, 이의 광학적 특징, 기밀 밀봉(hermetic seals)을 형성하고 유지하는 능력, 및/또는 상대적인 불활성으로 인해 소비자 전자 장치로부터 제약 패키징 물질(packaging materials)에 이르는 다양한 제품에 널리 사용된다.
다양한 제품에서 유리의 채택이 증가함에 따라, 복잡한 기하학적 구조로 형성 또는 형상화될 수 있는 유리 조성물을 제공할 필요성도 증가하고 있다. 그러나, 특정 적용들을 위해 바람직한 물질을 만드는 유리의 특성은 유리를 복잡한, 3-차원 형상으로 형성하는 능력을 방해할 수도 있다.
따라서, 화학적으로 내구성이 있고, 스톡 형태(stock form)로부터 3-차원 형상으로 용이하게 재몰딩될 수 있는 대안적인 유리 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
제1 관점 A1에 따르면, 유리 조성물은: 48 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2; 0 mol.% 이상 내지 1 mol.% 이하의 Al2O3; 7 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하의 B2O3; 9 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하의 R2O, 여기서, R2O는 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물의 합임; 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하의 Na2O; 및 8 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하의 ZnO를 포함할 수 있으며, 여기서: 상기 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없고; RO(mol.%) < 0.5 x ZnO(mol.%)이며, 여기서, RO는 유리 조성물에서 알칼리토 산화물인, MgO, CaO, BaO, 및 SrO의 합임; 상기 유리 조성물의 평균 열팽창계수는, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 75 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하이고; 상기 유리 조성물은 660℃ 이하의 연화점을 포함하며; 그리고 상기 유리 조성물은 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 포함한다.
제2 관점 A2는 제1 관점 A1에 따른 유리 조성물을 포함하며, 여기서: SiO2는 52 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하이고; B2O3는 12 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이며; 그리고 ZnO는 8 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다.
제3 관점 A3은 제2 관점 A2에 따른 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Al2O3는 0.1 mol.% 초과 내지 1.0 mol.% 이하이다.
제4 관점 A4는 제2 관점 A2 또는 제3 관점 A3에 따른 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Al2O3는 0.1 mol.% 초과 내지 0.7mol.% 이하이다.
제5 관점 A5는 제2 내지 제4 관점 A2-A4 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, B2O3는 12 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다.
제6 관점 A6은 제2 내지 제5 관점 A2-A5 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, R2O는 15 mol.% 이하이다.
제7 관점 A7은 제2 내지 제6 관점 A2-A6 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, R2O는 14 mol.% 이하이다.
제8 관점 A8은 제2 내지 제7 관점 A2-A7 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Na2O는 9 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다.
제9 관점 A9는 제2 내지 제8 관점 A2-A8 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Na2O는 9 mol.% 이상 내지 12 mol.% 이하이다.
제10 관점 A10은 제2 내지 제9 관점 A2-A9 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, ZnO는 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다.
제11 관점 A11은 제2 내지 제10 관점 A2-A10 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 1 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함한다.
제12 관점 A12는 제2 내지 제11 관점 A2-A11 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 1 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함한다.
제13 관점 A13은 제2 내지 제12 관점 A2-A12 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 K2O가 실질적으로 없다.
제14 관점 A14는 제2 내지 제13 관점 A2-A13 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, RO는 5 mol.% 이하이다.
제15 관점 A15는 제2 내지 제14 관점 A2-A14 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, MgO(mol.%) + SrO(mol.%)의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 4 mol.% 이하이다.
제16 관점 A16은 제2 내지 제15 관점 A2-A15 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 SrO를 더욱 포함한다.
제17 관점 A17은 제2 내지 제16 관점 A2-A16 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.0 mol.% 이하의 SrO를 더욱 포함한다.
제18 관점 A18은 제2 내지 제17 관점 A2-A17 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 SrO가 실질적으로 없다.
제19 관점 A19는 제2 내지 제18 관점 A2-A18 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 MgO를 더욱 포함한다.
제20 관점 A20은 제2 내지 제19 관점 A2-A19 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.0 mol.% 이하의 MgO를 더욱 포함한다.
제21 관점 A21은 제2 내지 제20 관점 A2-A20 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 MgO가 실질적으로 없다.
제22 관점 A22는 제2 내지 제21 관점 A2-A21 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 0.1 mol.% 초과 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 포함한다.
제23 관점 A23은 제2 내지 제22 관점 A2-A22 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 90 kilopoise(kP)를 초과하는 액상선 점도를 포함한다.
제24 관점 A24는 제2 내지 제23 관점 A2-A23 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 630℃ 미만의 몰딩 온도(molding temperature)를 포함한다.
제25 관점 A25는 제2 내지 제24 관점 A2-A24 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 염기성 시험에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실(weight loss)을 갖는다.
제26 관점 A26은 제2 내지 제25 관점 A2-A25 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 산성 시험에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는다.
제27 관점 A27은 제1 관점의 유리 조성물을 포함하며, 여기서: SiO2는 48 mol.% 이상 내지 55 mol.% 이하이고; ZnO는 13 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하이며, 여기서, R2O(mol.%)에 대한 ZnO(mol.%)의 비는 0.75 이상 내지 2.0 이하이다.
제28 관점 A28은 제27 관점 A27의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, R2O(mol.%)에 대한 ZnO(mol.%)의 비는 1.0 이상이다.
제29 관점 A29는 제27 내지 제28 관점 A27-A28 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, SiO2는 49 mol.% 이상 내지 52 mol.% 이하이다.
제30 관점 A30은 제27 내지 제29 관점 A27-A29 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Al2O3는 0.1 mol.% 초과 내지 1.0 mol.% 이하이다.
제31 관점 A31은 제27 내지 제30 관점 A27-A30 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Al2O3는 0.1 mol.% 초과 내지 0.7 mol.% 이하이다.
제32 관점 A32는 제27 내지 제31 관점 A27-A31 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, B2O3는 12 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다.
제33 관점 A33은 제27 내지 제32 관점 A27-A32 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, B2O3는 14 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다.
제34 관점 A34는 제27 내지 제33 관점 A27-A33 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, R2O는 14 mol.% 이하이다.
제35 관점 A35는 제27 내지 제34 관점 A27-A34 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, R2O는 13 mol.% 이하이다.
제36 관점 A36은 제27 내지 제35 관점 A27-A35 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Na2O는 9 mol.% 이상 내지 14 mol.% 이하이다.
제37 관점 A37은 제27 내지 제36 관점 A27-A36 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Na2O는 10 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다.
제38 관점 A38은 제27 내지 제37 관점 A27-A37 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, ZnO는 14 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다.
제39 관점 A39는 제27 내지 제38 관점 A27-A38 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, ZnO는 15 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다.
제40 관점 A40은 제27 내지 제39 관점 A27-A39 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 1 mol.% 이상 내지 3 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함한다.
제41 관점 A41은 제27 내지 제40 관점 A27-A40 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 1 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함한다.
제42 관점 A42는 제27 내지 제41 관점 A27-A41 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 K2O가 실질적으로 없다.
제43 관점 A43은 제27 내지 제42 관점 A27-A42 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, RO는 10 mol.% 이하이다.
제44 관점 A44는 제27 내지 제43 관점 A27-A43 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, RO는 5 mol.% 이하이다.
제45 관점 A45는 제27 내지 제44 관점 A27-A44 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, MgO(mol.%) + SrO(mol.%)의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 10 mol.% 이하이다.
제46 관점 A46은 제27 내지 제45 관점 A27-A45 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, MgO(mol.%) + SrO(mol.%)의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하이다.
제47 관점 A47은 제27 내지 제46 관점 A27-A46 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, MgO(mol.%) + SrO(mol.%)의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 2 mol.% 이하이다.
제48 관점 A48은 제27 내지 제47 관점 A27-A47 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 SrO를 더욱 포함한다.
제49 관점 A49는 제27 내지 제48 관점 A27-A48 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 SrO를 더욱 포함한다.
제50 관점 A50은 제27 내지 제49 관점 A27-A49 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 SrO가 실질적으로 없다.
제51 관점 A51은 제27 내지 제50 관점 A27-A50 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 MgO를 더욱 포함한다.
제52 관점 A52는 제27 내지 제51 관점 A27-A51 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 MgO를 더욱 포함한다.
제53 관점 A53은 제27 내지 제52 관점 A27-A52 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 MgO가 실질적으로 없다.
제54 관점 A54는 제27 내지 제53 관점 A27-A53 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 CaO를 더욱 포함한다.
제55 관점 A55는 제27 내지 제54 관점 A27-A54 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 CaO를 더욱 포함한다.
제56 관점 A56은 제27 내지 제55 관점 A27-A55 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 0.1 mol.% 초과 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 포함한다.
제57 관점 A57은 제27 내지 제56 관점 A27-A56 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 1 kilopoise(kP) 초과 내지 50 kP 이하의 액상선 점도를 포함한다.
제58 관점 A58은 제27 내지 제57 관점 A27-A57 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 620℃ 미만의 몰딩 온도를 포함한다.
제59 관점 A59는 제27 내지 제58 관점 A27-A58 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 염기성 시험에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는다.
제60 관점 A60은 제27 내지 제59 관점 A27-A59 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 산성 시험에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는다.
제61 관점 A61에 따르면, 유리 조성물은, 66 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2; 3 mol.% 이상 내지 7 mol.% 이하의 Al2O3; 11 mol.% 이상 내지 23 mol.% 이하의 R2O, 여기서, R2O는 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물(mol.%)의 합임); 11 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하의 Na2O; 3.0 mol.% 이하의 ZnO; 및 2.5 mol.% 초과 내지 5 mol.% 이하의 F2를 포함하며, 여기서: 상기 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없고; 상기 유리 조성물의 평균 열팽창계수는, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 80 x 10-7/℃ 이상 내지 92 x 10-7/℃ 이하이며; 상기 유리 조성물은 680℃ 이하의 연화점을 포함하고; 그리고 상기 유리 조성물은 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 포함한다.
제62 관점 A62는 제61 관점 A61의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, SiO2는 70 mol.% 이상 내지 73 mol.% 이하이다.
제63 관점 A63은 제61 내지 제62 관점 A61-A62 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Al2O3는 5 mol.% 이상 내지 7 mol.% 이하이다.
제64 관점 A64는 제61 내지 제63 관점 A61-A63 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.1 mol.% 이상 내지 6 mol.% 이하의 B2O3를 더욱 포함한다.
제65 관점 A65는 제61 내지 제64 관점 A61-A64 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.3 mol.% 이상 내지 3 mol.% 이하의 B2O3를 더욱 포함한다.
제66 관점 A66은 제61 내지 제65 관점 A61-A65 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 P2O5가 실질적으로 없다.
제67 관점 A67은 제61 내지 제66 관점 A61-A66 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, Na2O는 12 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다.
제68 관점 A68은 제61 내지 제67 관점 A61-A67 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 0.5 mol.% 이상의 K2O 내지 4 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함한다.
제69 관점 A69는 제61 내지 제68 관점 A61-A68 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, K2O는 0.75 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하이다.
제70 관점 A70은 제61 내지 제69 관점 A61-A69 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 200 kilopoise(kP)를 초과하는 액상선 점도를 포함한다.
제71 관점 A71은 제61 내지 제70 관점 A61-A70 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 620℃ 미만의 몰딩 온도를 포함한다.
제72 관점 A72는 제61 내지 제71 관점 A61-A71 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 염기성 시험에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는다.
제73 관점 A73은 제61 관점 내지 제72 관점 A61-A72 중 어느 하나의 유리 조성물을 포함하며, 여기서, 상기 유리 조성물은 산성 시험에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는다.
여기에 기재된 유리 조성물의 부가적인 특색 및 장점들은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구현예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구현예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구현예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구현예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
이하 언급은 화학적으로 내구성이 있는, 리튬이 없는 유리 조성물의 다양한 구현예에 대해 상세하게 이루어질 것이다. 일 구현예에 따르면, 화학적으로 내구성이 있는 유리 조성물은: 48 mol.% 내지 61 mol.%의 SiO2; 0 mol.% 내지 1 mol.%의 Al2O3; 7 mol.% 내지 20 mol.%의 B2O3; 9 mol.% 내지 16 mol.%의 R2O, 여기서, R2O는 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물의 합임; 9 mol.% 내지 15 mol.%의 Na2O; 및 8 mol.% 내지 21 mol.%의 ZnO를 포함한다. 상기 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없을 수 있다. 상기 유리 조성물은 RO(mol.%) < 0.5 x ZnO(mol.%)의 관계를 만족하는 RO 함량을 가질 수 있으며, 여기서, RO는 유리 조성물에 알칼리토 산화물의 합이다. 유리 조성물의 평균 열팽창계수는 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 75 x 10-7/℃ 내지 88 x 10-7/℃이다. 상기 유리 조성물은 660℃ 이하의 연화점을 포함한다. 상기 유리 조성물은 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 포함한다. 상기 유리 조성물 및 이의 특성의 다양한 구현예는 예시적인 실시예를 구체적으로 참조하여 여기에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "연화점"은 유리 조성물의 점도가 1x107.6 poise인 온도를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "어닐링점"은, 유리 조성물의 점도가 1x1013 poise인 온도를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "변형점" 및 "Tstrain"은, 유리 조성물의 점도가 3x1014 poise인 온도를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "몰딩 온도"는, 유리의 점도가 1x108.8 poise인 온도를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "액상선 온도"는, 결정이 열역학적 평형으로 유리 용융물에서 용융 유리와 공-존할 수 있는 최대 온도를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "액상선 점도"는, 실투의 시작시(즉, 액상선 온도에서) 유리의 점도를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "CTE"는, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸친 유리 조성물의 열팽창계수를 지칭한다.
여기에 기재된 유리 조성물의 구현예에서, 구성 성분(예를 들어, SiO2, Al2O3, 및 이와 유사한 것)의 농도는, 별도로 명시되지 않는 한, 산화물 기준으로 몰 퍼센트(mol.%)로 명시된다.
유리 조성물에서 특정 구성 성분의 농도 및/또는 부재를 설명하기 위해 사용되는 경우, 용어 "없는" 및 "실질적으로 없는"은, 구성 성분이 유리 조성물에 의도적으로 첨가되지 않음을 의미한다. 그러나, 유리 조성물은 미량의 구성 성분을 0.05 mol.% 미만의 양으로 오염물질 또는 트램프(tramp)로서 함유할 수 있다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "화학적 내구성"은, 명시된 화학적 조건에 노출시 열화에 저항하는 유리 조성물의 능력을 지칭한다. 구체적으로, 여기에 기재된 유리 조성물의 화학적 내구성은, 산성 용액, 염기성 용액, 및 물에서 평가된다. 물 분해에 대한 유리의 내성은, 명칭이 "유리 -- 121℃에서 유리 알갱이(glass grains)의 내가수분해성 -- 시험 및 분류의 방법"인 ISO 720:1985에 따른 결정된다. 산 분해에 대한 유리의 내성은, 95℃에서 24시간 동안 물 중 5 wt.% HCl의 용액에 2.54 ㎝ x 5.08 in. x 1 ㎜ 두께의 유리 조성물의 샘플을 침지시켜 측정된다(이하 "산성 시험"). 샘플의 중량은 침지 전 및 침지 후에 측정되고, 중량 손실은 단위 면적에 대해 결정된다(즉, (초기 중량 - 최종 중량)/총 표면적(㎠)). 중량 손실이 10 ㎎/㎠ 미만인 샘플은 산 분해에 대한 내성이 있는 것으로 간주된다. 염기성 용액에서 분해에 대한 유리의 내성은 95℃에서 6시간 동안 물 중 5 wt.% NaOH의 용액에 2.54 ㎝ x 5.08 in. x 1 ㎜ 두께의 유리 조성물의 샘플을 침지시켜 측정된다(이하, 염기성 시험). 샘플의 중량은 침지 전 및 침지 후에 측정되고, 중량 손실은 단위 면적에 대해 결정된다(즉, (초기 중량 - 최종 중량)/총 표면적(㎠)). 중량 손실이 10 ㎎/㎠ 미만인 샘플은 염기성 용액에서 분해에 대한 내성이 있는 것으로 간주된다.
변형점 및 어닐링점은 ASTM C598에 따라 온도의 함수에 따라 1012 내지 1014 poise의 무기 유리의 점도를 측정하는 빔 굽힘 점도 방법(beam bending viscosity method)에 따라 측정된다.
연화점 및 몰딩 온도는, ASTM C1351M과 유사하게, 온도의 함수에 따라 107 내지 109 poise의 무기 유리의 점도를 측정하는 평행판 점도법에 따라 측정된다.
액상선 온도는 ASTM C829-81에 따라 구배 가열로 법(gradient furnace method)으로 측정된다.
범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 또 다른 구현예들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 구현예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 상기 범위의 각 말단점은 다른 말단점과 관련하여, 그리고 상기 다른 말단점에 독립적으로 모두 의미있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
여기에 사용된 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는 오직 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어진 것이고, 절대 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
별도의 언급이 없는 한, 여기에서 서술된 임의의 방법은, 이의 단계들이 특정한 순서로 수행되거나, 또는 임의의 장치에서 특정 방향이 요구되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 이의 단계들이 수반되는 순서를 사실상 열거하지 않거나, 또는 임의의 장치 청구항이 개별적인 구성요소에 대한 순서 또는 방향을 사실상 열거하지 않거나, 또는 단계들이 특정한 순서로 제한되거나, 또는 장치의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 방향이 열거되지 않은 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 이것은, 어떤 면에서, 특정 순서 또는 방향으로 추정되는 것으로 의도되지 않는다. 이것은, 단계의 배열, 작동의 흐름, 구성요소의 순서, 또는 구성요소의 방향에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에서 기재된 구현예들의 수 또는 타입을 포함하는, 해석에 대한 어떤 가능한 비-표현적 근거에 대해서도 마찬가지다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어들의 "단수"는, 별도의 언급이 없는 한, 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "단수 형태의" 구성요소에 대한 언급은, 별도의 언급이 없는 한, 둘 이상의 이러한 구성요소들을 갖는 관점들을 포함한다.
스톡 형태(예컨대, 시트, 튜브, 막대, 보울(boules), 및 이와 유사한 것)의 유리 조성물은 복잡한 3-차원 형상을 갖는 완성된 유리 물품을 형성하기 위해 재몰딩될 수 있다. 제한 없는 예로서, 유리 스톡의 튜브는 액체 제품을 담기 위한 유리 용기로 재몰딩될 수 있고, 유리의 시트는 재몰딩되어 전자 장치용 커버 유리 또는 전자 장치에 혼입될 수 있는 광학 부품(예컨대, 렌즈, 콘(cones), 또는 이와 유사한 것)을 형성할 수 있다. 그래서, 유리 조성물은 재몰딩을 용이하게 하기 위해 비교적 낮은 연화점(및 변형점, 어닐링점, 및 몰딩점과 같은 다른 비교적 낮은 특성 온도(characteristic temperatures))을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 비교적 낮은 특성 온도는 유리 조성물을 바람직한 형태로 재몰딩하는 것을 용이하게 하고 또한 유리와 접촉하는 몰드의 사용 기간을 연장시킨다. 특히, 재몰딩되는 유리의 비교적 낮은 특성 온도는 재몰딩 공정의 온도를 낮추고, 이는, 결과적으로, 몰드의 금속 부품의 산화를 감소시키고 몰드와 유리 조성물 사이에 화학 반응을 최소화시킨다.
유리의 특성 온도는, 예를 들어, Li2O의 형태로 리튬을 유리에 첨가시켜 감소될 수 있다. 그러나, 유리에서 리튬 이온은 이동성이 높아 유리가 특정 적용들에 사용될 때 해로운 영향을 미칠 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 제약 용기 또는 패키지를 형성하는데 유리 조성물이 사용되는 경우 또는 액체와 접촉하는 광학 부품용으로 유리 조성물이 사용되는 경우와 같이, 완성된 유리 물품이 액체와 접촉해야 하는 적용들 용도로 의도된 경우, 높은 이동성 리튬 이온은 유리 조성물에서 액체 내로 침출될 수 있어, 액체의 조성물을 분해시키거나 또는 변화시킨다. 선택적으로 또는 부가적으로, 금속화된 코팅과 같은, 코팅이 완성된 유리 물품에 적용되는 적용들에 완성된 유리 물품이 사용되는 경우, 유리 조성물 유래의 리튬 이온은 코팅 내로 이동할 수 있고 코팅의 특성을 저하시킬 수 있다.
전술한 문제를 완화시키는 유리 조성물을 정의하는 2개의 유리 조성물 공간은 여기에 개시된다. 구체적으로, 이들 조성물 공간의 유리 조성물은, 유리 조성물이 용이하게 연화되고 원하는 형상으로 몰딩될 수 있도록 우수한 내가수분해성 및 비교적 낮은 특성 온도를 갖는다.
조성물 공간 A: 리튬이 없는 고 ZnO 유리 조성물
조성물 공간 A에서 유리 조성물은, 비교적 낮은 열팽창계수(예를 들어, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 88 x 10-7/℃ 이하), 660℃ 이하의 연화점, 및 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 갖는 유리 조성물을 제공하는 SiO2, B2O3, 알칼리 산화물(R2O), 및 ZnO의 조합을 포함한다. 조성물 공간 A 내에 이들 유리들 중 일부는, 유리가 시트-형성 공정(예를 들어, 퓨전 인발 공정(fusion drawing processes), 슬롯 인발 공정, 및 이와 유사한 것)과 양립 가능하도록 90 kP를 초과하는 액상선 점도를 가질 수 있다.
조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, SiO2는 조성물의 가장 큰 구성분이며, 그래서, 그 결과로 생긴 유리 네트워크(network)의 주요 구성분이다. 즉, SiO2는 주요 네트워크 형성제(network former)이다. SiO2는 유리의 화학적 내구성, 특히, 유리 조성물의 산 분해에 대한 내성 및 유리 조성물의 물 분해에 대한 내성을 향상시킨다. 따라서, 높은 SiO2 농도는 일반적으로 바람직하다. 그러나, SiO2의 함량이 너무 많으면, SiO2의 농도가 높을수록 유리의 용융, 연화 및 몰딩의 어려움을 증가시켜, 결과적으로, 유리의 성형성(formability)에 악영향을 미치므로, 유리의 성형성은 감소될 수 있다. 여기에 기재된 유리 조성물의 구현예에서, 더 적은 양의 SiO2가 유리의 성형성을 유지하기 위해 유리 조성물에 포함될 수 있고, 부가적인 구성분은 비교적 적은 양의 SiO2가 유리에 함유되기 때문에 화학적 내구성에서 감소를 상쇄시키기 위해 유리에 첨가될 수 있다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 48 mol.% 이상의 양으로 SiO2를 포함할 수 있다. SiO2의 양은, 유리 조성물이 용이하게 용융되고 형성될 수 있도록 61 mol.% 이하일 수 있다. 따라서, 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 48 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 양으로 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SiO2의 양의 하한은, 48 mol.% 이상, 49 mol.% 이상, 50 mol.% 이상, 51 mol.% 이상, 52 mol.% 이상, 53 mol.% 이상, 또는 심지어 54 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SiO2의 양의 상한은, 61 mol.% 이하, 60 mol.% 이하, 59 mol.% 이하, 58 mol.% 이하, 57 mol.% 이하, 56 mol.% 이하, 55 mol.% 이하, 54 mol.% 이하, 53 mol.% 이하, 또는 심지어 52 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 SiO2의 양은 여기에 기재된 SiO2에 대한 하한 중 임의의 하나 및 SiO2의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 48 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 49 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 50 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 51 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 52 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 52 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 53 mol.% 이상 내지 60 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 54 mol.% 이상 내지 59 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 48 mol.% 이상 내지 55 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 49 mol.% 이상 내지 54 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 49 mol.% 이상 내지 53 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 49 mol.% 이상 내지 52 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다.
조성물 공간 A의 유리 조성물은 선택적으로 Al2O3를 포함할 수 있다. Al2O3는 네트워크 형성제 및 개질제(modifier) 모두로 작용할 수 있다. Al2O3는, 포함된 경우, 유리 네트워크에서 알칼리 산화물을 결합시켜, 유리의 점도를 증가시킨다. Al2O3는 또한 유리 조성물에 B2O3의 첨가로 인한 상 분리(phase separation)를 감소시키기 위해 유리 조성물에 첨가될 수 있다. 그러나, 유리 조성물에 Al2O3의 첨가는 또한 유리의 연화점을 증가시키고, 액상선 온도를 낮출 수 있고, 이는 유리 조성물의 성형성에 악영향을 미칠 수 있다. 부가적으로, 유리 조성물에서 Al2O3의 양이 너무 많으면, 산 공격에 대한 유리 조성물의 내성은 감소된다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 Al2O3가 실질적으로 없을 수 있다. 다른 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 0 mol.% 초과 내지 1 mol.% 이하의 양으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 유리의 점도를 향상시키고 상 분리를 감소시키기 위해 0.1 mol.%를 초과할 수 있다. Al2O3의 양은, 산 공격에 대한 유리 조성물의 내성이 감소되지 않고 연화점 및 액상선 온도에 악영향을 미치지 않도록 1 mol.% 이하일 수 있다. 따라서, Al2O3를 함유하는 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 일반적으로 0.1 mol.% 이상 내지 1 mol.% 이하의 양으로 Al2O3를 포함한다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양의 하한은, 0.1 mol.% 이상, 0.2 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 0.4 mol.% 이상, 또는 심지어 0.5 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양의 상한은, 1.0 mol.% 이하, 0.9 mol.% 이하, 0.8 mol.% 이하, 또는 심지어 0.7 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 여기에 기재된 Al2O3에 대한 하한 중 임의의 하나 및 Al2O3의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 0.1 mol.% 이상 내지 1.0 mol.% 이하의 양으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 0.1 mol.% 이상 내지 0.9 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 0.1 mol.% 이상 내지 0.8 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은, 0.1 mol.% 이상 내지 0.7 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 0.2 mol.% 이상 내지 1.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 0.3 mol.% 이상 내지 1.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 0.4 mol.% 이상 내지 1.0 mol.% 이하이다.
산화 붕소(B2O3)는, 주어진 온도에서 유리의 점도를 감소시키고, 이에 의해 유리의 성형성을 개선시키기 위해 조성물 공간 A의 유리 조성물에 첨가될 수 있는 유리 형성제이다. 달리 말하면, 유리에 B2O3의 첨가는, 유리 조성물의 변형 온도, 어닐링 온도, 연화 온도, 및 몰딩 온도를 감소시키고, 이에 의해 유리의 성형성을 개선시킨다. 그래서, B2O3의 첨가는 비교적 더 많은 양의 SiO2를 갖는 유리 조성물의 성형성의 감소를 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 유리 조성물에서 B2O3의 양이 너무 많으면, 산 및 물 모두에서 분해에 대한 유리 조성물의 내성이 감소될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 구현예에서, 유리 조성물에 첨가되는 B2O3의 양은, 유리 조성물의 화학적 내구성을 유지하기 위해 제한된다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 유리 조성물의 성형성을 향상시키기 위해 7 mol.% 이상의 농도로 B2O3를 포함한다. B2O3의 농도는 산 및 물에서 분해에 대한 유리 조성물의 내성이 감소되지 않도록 20 mol.% 이하이다. 따라서, 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 일반적으로 7 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하의 양으로 B2O3를 포함한다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양의 하한은, 7 mol.% 이상, 8 mol.% 이상, 9 mol.% 이상, 10 mol.% 이상, 11 mol.% 이상, 12 mol.% 이상, 13 mol.% 이상, 14 mol.% 이상, 또는 심지어 15 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양의 상한은, 20 mol.% 이하, 19 mol.% 이하, 18 mol.% 이하, 17 mol.% 이하, 16 mol.% 이하, 또는 심지어 15 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 B2O3의 양은 여기에 기재된 B2O3에 대한 하한 중 임의의 하나 및 B2O3의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 7 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하의 양으로 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 10 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 11 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 19 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 19 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 12 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 13 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은 14 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다.
조성물 공간 A의 유리 조성물은 또한 하나 이상의 알칼리 산화물을 포함한다. 모든 알칼리 산화물의 합(mol.%)은 여기에서 R2O로 표시된다. 구체적으로, R2O는 유리 조성물에 존재하는 Na2O (mol.%), K2O (mol.%), 및 Li2O (mol.%)의 합이다. B2O3와 마찬가지로, 알칼리 산화물은 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 낮추는데 도움이 되며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도에서 증가를 상쇄시킨다. 연화점 및 몰딩 온도에서 감소는, "혼합된 알칼리 효과"로 지칭되는 현상인, 유리 조성물에서 알칼리 산화물의 조합(예를 들어, 둘 이상의 알칼리 산화물)을 포함시켜 더욱 향상될 수 있다. 그러나, 알칼리 산화물의 양이 너무 많으면, 유리 조성물의 평균 열팽창계수가, 바람직하지 않을 수 있는, 100 x 10-7/℃를 초과하여 증가하는 것으로 밝혀졌다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물에서 알칼리 산화물의 양(즉, R2O의 양)은 9 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양의 하한은, 9 mol.% 이상, 9.5 mol.% 이상, 10 mol.% 이상, 10.5 mol.% 이상, 11 mol.% 이상, 11.5 mol.% 이상, 12 mol.% 이상, 12.5 mol.% 이상, 또는 심지어 13 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양의 상한은, 16.5 mol.% 이하, 16 mol.% 이하, 15.5 mol.% 이하, 15 mol.% 이하, 14.5 mol.% 이하, 또는 심지어 14 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 R2O의 양은 여기에 기재된 R2O에 대한 하한 중 임의의 하나 및 R2O의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 9 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하의 양으로 R2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 14 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 14 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 11 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 11 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 11 mol.% 이상 내지 14 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은 11 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다.
알칼리 산화물 Li2O는, 유리 조성물의 용융점, 연화점, 및 몰딩 온도를 낮추는데 현저한 영향을 미치며, 그래서, Li2O는, 유리 조성물에서 더 높은 농도의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 성형성에서 감소를 상쇄시키는데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 그러나, 여기에 언급된 바와 같이, 리튬 이온은 유리에서 이동성이 높고, 그래서, 유리 밖으로 이동하는 경향이 있다. 유리가, 예컨대, 금속층 또는 이와 유사한 것으로 코팅되는 경우, 또는 유리가 액체와 접촉하는 경우, 유리로부터 침출되는 리튬 이온은, 코팅 및/또는 액체를 오염시키거나 분해시킬 수 있다. 그래서, 여기에 기재된 구현예에서, 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없다(즉, R2O는 Li2O가 실질적으로 없다).
조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 알칼리 산화물(R2O)은 Na2O를 포함한다. 여기에서 언급된 바와 같이, Na2O와 같은 알칼리 산화물의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도에서 증가를 상쇄시킨다. 그러나, Na2O의 양이 너무 많으면, 유리 조성물의 열팽창계수는, 너무 높아져 바람직하지 않다.
Na2O를 포함하는 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, Na2O는, 유리 조성물의 성형성을 개선시키기 위해 9 mol.% 이상의 양으로 유리 조성물에 존재할 수 있다. 유리 조성물에서 Na2O의 양은 열팽창계수가 바람직하지 않게 높지 않도록 15 mol.% 이하일 수 있다. 따라서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양의 하한은 9 mol.% 이상, 9.5 mol.% 이상, 10 mol.% 이상, 10.5 mol.%, 또는 심지어 11 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양의 상한은, 15 mol.% 이하, 14.5 mol.% 이하, 14 mol.% 이하, 13.5 mol.% 이하, 13 mol.% 이하, 12.5 mol.% 이하, 또는 심지어 12 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 Na2O의 양은 여기에 기재된 Na2O에 대한 하한 중 임의의 하나 및 Na2O의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하의 양으로 Na2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 14 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 9 mol.% 이상 내지 12 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 14 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은 10 mol.% 이상 내지 12 mol.% 이하이다.
조성물 공간 A의 유리 조성물에서 알칼리 산화물은 K2O를 선택적으로 포함할 수 있다. Na2O와 마찬가지로, K2O의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도에서 증가를 상쇄시킨다. 그러나, K2O의 양이 너무 많으면, 유리 조성물의 열팽창계수가 너무 높아져 바람직하지 않다. 따라서, 유리 조성물에 존재하는 K2O의 양을 제한하는 것이 바람직하다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 실질적으로 K2O가 없을 수 있다. 알칼리 산화물이 K2O를 포함하는 구현예에서, K2O는 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상 또는 심지어 1 mol.% 이상의 양으로 유리 조성물에 존재할 수 있어, 유리 조성물의 성형성의 개선을 돕는다. K2O의 양은 열팽창계수가 바람직하지 않게 높지 않도록 5 mol.% 이하이다. 따라서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양의 하한은 0.5 mol.% 이상, 1 mol.% 이상, 1.25 mol.% 이상, 1.5 mol.% 이상, 1.75 mol.% 이상, 2.0 mol.% 이상, 2.25 mol.% 이상, 2.5 mol.% 이상, 2.5 mol.% 이상, 2.75 mol.% 이상, 또는 심지어 3.0 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양의 상한은, 5 mol.% 이하, 4.75 mol.% 이하, 4.5 mol.% 이하, 4.25 mol.% 이하, 4 mol.% 이하, 3.75 mol.% 이하, 3.5 mol.% 이하, 3.25 mol.% 이하, 또는 심지어 3 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 K2O의 양은 여기에 기재된 K2O에 대한 하한 중 임의의 하나 및 K2O의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 1 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 양으로 K2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 4.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 4.25 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 4 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 3.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 3.25 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은 1 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하이다.
조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예는, 유리 조성물의 주요 개질제로서 ZnO를 더욱 포함한다. 유리 조성물에 ZnO의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도에서 증가를 상쇄시킨다. 중요한 것은, ZnO의 첨가는, 몇몇 다른 개질제(예를 들어, 알칼리 산화물 및/또는 알칼리토 산화물 CaO, BaO, 및 SrO)만큼 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 증가시키지 않는다. 그래서, 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키기 위해 ZnO를 첨가하는 이점은, 유리 조성물의 평균 열팽창계수의 상당한 증가 없이 최대화될 수 있다. 이와 관련하여, ZnO는 MgO와 유사한 유리 조성물에 영향을 미친다(예를 들어, 이것은 평균 열팽창계수를 크게 증가시키지 않으면서 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 낮춘다). 그러나, 이들 특성을 달성하기 위한 ZnO의 첨가는, ZnO가 연화점에 더 뚜렷한 영향을 미치고 ZnO가 MgO만큼 유리에서 핵생성 및 결정화를 촉진하지 않기 때문에, MgO의 첨가보다 선호된다.
조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 유리 조성물의 성형성을 향상시키기 위해 8 mol.% 이상의 양으로 ZnO를 포함한다. ZnO의 함량은, 유리 조성물의 액상선 점도가 저하되지 않도록, 21 mol.% 이하이다. 따라서, 여기에 기재된 구현예에서, 유리 조성물은 일반적으로 8 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하의 양으로 ZnO를 포함한다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양의 하한은, 8 mol.% 이상, 9 mol.% 이상, 10 mol.% 이상, 11 mol.% 이상, 12 mol.% 이상, 13 mol.% 이상, 14 mol.% 이상, 15 mol.% 이상, 16 mol.% 이상, 17 mol.% 이상, 18 mol.% 이상, 또는 심지어 19 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양의 상한은, 21 mol.% 이하, 20 mol.% 이하, 19 mol.% 이하, 18 mol.% 이하, 17 mol.% 이하, 16 mol.% 이하, 또는 심지어 15 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 ZnO의 양은 여기에 기재된 ZnO에 대한 하한 중 임의의 하나 및 ZnO의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 7 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하의 양으로 ZnO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 13 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 14 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 15 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 8 mol.% 이상 내지 19 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 8 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 8 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 8 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 8 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 9 mol.% 이상 내지 19 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 9 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 9 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 9 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하이다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양 대 알칼리 산화물의 총량의 비(즉, ZnO(mol.%): R2O(mol.%))는, 낮은 액상선 온도, 연화점, 및 CTE를 유지하기 위해 0.75 이상 내지 2.0 이하이다. 이러한 범위 내에서 ZnO 대 RO의 비를 갖는 유리 조성물은 일반적으로 비교적 낮은 연화 온도 및 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 비교적 낮은 평균 열팽창계수를 갖는다. 구현예에서, ZnO(mol.%) : R2O(mol.%)의 비는 1.0 이상 내지 2.0 이하이다. 상기 비가 2를 초과하면, 액상선 온도가 증가할 수 있어 액상선 점도 및 유리 안정성을 감소시켜 다운인발 또는 퓨전 형성 공정에 전혀 적합하지 않을 수 있다.
조성물 공간 A의 유리 조성물은 또한 하나 이상의 알칼리토 산화물을 포함한다. 모든 알칼리토 산화물의 합(mol.%)은 여기에서 RO로 표시된다. 구체적으로, RO는 유리 조성물에 존재하는 MgO(mol.%), CaO(mol.%), BaO(mol.%), 및 SrO(mol.%)의 합이다. 알칼리토 산화물은 다양한 특성을 향상시키기 위해 유리에 도입될 수 있다. 예를 들어, 특정 알칼리토 산화물의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 낮추는데 도움이 될 수 있으며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도의 증가를 상쇄시킨다. 특정 알칼리토 산화물의 첨가는 또한 유리가 결정화되는 경향을 줄이는데 도움이 될 수 있다. 일반적으로, 알칼리토 산화물의 첨가는 다른 개질제(예를 들어, 알칼리 산화물)만큼 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 증가시키지 않는다. 부가하여, 비교적 더 작은 알칼리토 산화물은 더 큰 알칼리토 산화물만큼 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 증가시키지 않는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, MgO는 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 증가시키는 BaO보다 적게 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 증가시킨다.
조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리토 산화물의 양(즉, RO의 양)은, 유리 조성물이 알칼리토 산화물에 비해 ZnO가 풍부하여 낮은 몰딩 온도 및 CTE를 유지하도록, 유리 조성물에서 ZnO의 양의 1/2 미만(즉, RO(mol. %) < 0.5 x ZnO(mol.%))이다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 알칼리토 산화물이 실질적으로 없을 수 있다. 알칼리토 산화물을 포함하는 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 알칼리토 산화물은 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상 내지 10 mol.% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리토 산화물의 양의 하한은, 0.5 mol.% 이상, 0.75 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 1.5 mol.% 이상, 1.75 mol.% 이상, 2.0 mol.% 이상, 2.25 mol.% 이상, 2.5 mol.% 이상, 2.75 mol.% 이상, 3.0 mol.% 이상, 3.25 mol.% 이상, 3.5 mol.% 이상, 3.75 mol.% 이상, 또는 심지어 4.0 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리토 산화물의 양의 상한은, 10.0 mol.% 이하, 9.5 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.5 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.5 mol.% 이하, 또는 심지어 7.0 mol.% 이하, 6.5 mol.% 이하, 6.0 mol.% 이하, 5.5 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이하, 4.5 mol.% 이하, 또는 심지어 4.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 알칼리토 산화물의 양은 여기에 기재된 알칼리토 산화물에 대한 하한 중 임의의 하나 및 알칼리토 산화물의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 10.0 mol.% 이하의 양으로 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 9.0 mol.%의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 8.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 7.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 6.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.75 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 1.0 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 1.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 1.75 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 2.0 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 2.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 알칼리토 산화물을 포함할 수 있다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리토 산화물은 MgO를 선택적으로 포함할 수 있다. 유리 조성물의 성형성 및 용융성을 개선시키는 것에 부가하여, MgO는 또한 유리의 점도를 증가시키고, 유리가 결정화되는 경향을 감소시킬 수 있다. 너무 많은 MgO는 유리에서 결정화를 일으키는 경향이 있어, 액상선 점도를 증가시키고 성형성을 감소시킨다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 MgO가 실질적으로 없을 수 있다. 유리 조성물이 MgO를 포함하는 구현예에서, MgO의 양은 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 MgO 양의 하한은, 0 mol.% 초과, 0.5 mol.% 이상, 0.75 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 1.25 mol.% 이상, 1.5 mol.% 이상, 1.75 mol.% 이상, 또는 심지어 2 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 MgO의 양의 상한은, 2.5 mol.% 이하, 2.25 mol.% 이하, 또는 심지어 2.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 MgO의 양은 여기에 기재된 MgO에 대한 하한 중 임의의 하나 및 MgO의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 양으로 MgO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.0 mol.% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 MgO를 포함할 수 있다.
여기에 기재된 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물에서 알칼리토 산화물은 SrO를 선택적으로 포함할 수 있다. 유리 조성물의 성형성 및 용융성을 개선시키는 것에 부가하여, SrO는 또한 유리가 결정화되는 경향을 감소시킬 수 있다. 너무 많은 SrO는 액상선 점도를 변화시키고 유리의 CTE를 증가시킬 수 있다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 실질적으로 SrO가 없을 수 있다. 유리 조성물이 SrO를 포함하는 구현예에서, SrO의 양은 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO의 양의 하한은, 0 mol.% 초과, 0.5 mol.% 이상, 0.75 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 1.25 mol.% 이상, 1.5 mol.% 이상, 1.75 mol.% 이상, 또는 심지어 2 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO의 양의 상한은, 2.5 mol.% 이하, 2.25 mol.% 이하, 또는 심지어 2.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 SrO의 양은 여기에 기재된 SrO에 대한 하한 중 임의의 하나 및 SrO의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 양으로 SrO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.0 mol.% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 SrO를 포함할 수 있다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량(즉, SrO(mol.%) + MgO(mol.%))은, 0.5 mol.% 이상 내지 10 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은, 0.5 mol.% 이상 내지 9 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 8 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은, 0.5 mol.% 이상 내지 7 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 6 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은, 0.5 mol.% 이상 내지 4 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은, 0.5 mol.% 이상 내지 3 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SrO 및 MgO의 총량은, 0.5 mol.% 이상 내지 2 mol.% 이하이다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리토 산화물은 BaO를 선택적으로 포함할 수 있다. 유리 조성물의 성형성 및 용융성을 개선시키는 것에 부가하여, 소량의 BaO 첨가는 또한 액상선 온도를 낮추는데 도움이 될 수 있다. 너무 높은 BaO 농도는 유리의 CTE 및 밀도를 바람직하지 않게 증가시키는 경향이 있다. 밀도의 증가는 성형성에 부정적인 영향을 미친다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 BaO가 실질적으로 없을 수 있다. 유리 조성물이 BaO를 포함하는 구현예에서, BaO의 양은 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 BaO의 양의 하한은, 0 mol.% 초과, 0.5 mol.% 이상, 0.75 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 1.25 mol.% 이상, 1.5 mol.% 이상, 1.75 mol.% 이상, 또는 심지어 2 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 BaO의 양의 상한은, 2.5 mol.% 이하, 2.25 mol.% 이하, 또는 심지어 2.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 BaO의 양은 여기에 기재된 BaO에 대한 하한 중 임의의 하나 및 BaO의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 양으로 BaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.0 mol.% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 BaO를 포함할 수 있다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리토 산화물은 CaO를 선택적으로 포함할 수 있다. 유리 조성물의 성형성 및 용융성을 개선시키는 것에 부가하여, CaO는 또한 소량으로 화학적 내구성을 개선시키고 CTE를 낮추면서 액상선 온도를 낮출 수 있다. CaO 함량이 너무 많으면(또는 MgO+CaO 함량이 너무 많으면), 그 다음 투휘석(diopside) 결정이 형성될 수 있고 액상선 점도를 저하시킬 수 있다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 CaO가 실질적으로 없을 수 있다. 유리 조성물이 CaO를 포함하는 구현예에서, CaO의 양은, 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 CaO의 양의 하한은, 0 mol.% 초과, 0.5 mol.% 이상, 0.75 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 1.25 mol.% 이상, 1.5 mol.% 이상, 1.75 mol.% 이상, 또는 심지어 2 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 CaO의 양의 상한은, 2.5 mol.% 이하, 2.25 mol.% 이하, 또는 심지어 2.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 CaO의 양은 여기에 기재된 CaO에 대한 하한 중 임의의 하나 및 CaO의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 양으로 CaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4.0 mol.% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 CaO를 포함할 수 있다.
조성물 공간 A의 유리 조성물은, 유리 조성물의 화학적 내구성을 더욱 개선시키기 위해 하나 이상의 부가적인 금속 산화물을 더욱 포함할 수 있다. 구체적으로, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나의 첨가는 유리 조성물의 화학적 내구성을 더욱 증가시킬 수 있어서, 특히, 염기성 용액에서 유리의 화학적 내구성과 관련하여, 우수한 화학적 내구성을 갖는 유리 조성물을 결과하는 것으로 밝혀졌다. 또한, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나의 첨가는, 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 유리하게 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나의 첨가는, 유리 조성물에서 Al2O3의 기능성을 향상시켜 유리의 특성을 개선시키는 것으로 믿어진다. 화학적 내구성과 관련하여, 유리 조성물에 Al2O3의 첨가는, 유리 조성물에서 비-가교 산소의 양을 감소시켜, 결과적으로, 유리의 화학적 내구성을 개선시키는 것으로 믿어진다. 그러나, 유리 조성물에서 Al2O3의 양이 너무 많으면, 산 공격에 대한 유리 조성물의 내성이 감소되는 것으로 밝혀졌다. Al2O3에 부가하여 TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 포함하는 것은, 유리 조성물에서 비-가교 산소의 양을 더욱 감소시켜, 결과적으로, Al2O3를 단독으로 첨가하여 달성가능한 것을 넘어서 유리의 화학적 내구성을 더욱 개선시키는 것으로 현재 밝혀졌다.
구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 TiO2를 선택적으로 포함할 수 있다. 유리 조성물에 TiO2의 첨가는, 유리 조성물의 내가수분해성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. TiO2를 포함하는 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에 존재하는 TiO2의 양의 하한은, 0.1 mol.% 이상, 0.2 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 0.4 mol.% 이상, 0.5 mol.% 이상, 0.6 mol.% 이상, 0.7 mol.% 이상, 0.8 mol.% 이상, 0.9 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 또는 심지어 1.25 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 TiO2의 양의 상한은, 1.5 mol.% 이하, 1.25 mol.% 이하, 또는 심지어 1.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 TiO2의 양은 여기에 기재된 TiO2에 대한 하한 중 임의의 하나 및 TiO2의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 0.1 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 양으로 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.1 mol.% 이상 내지 1.0 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.1 mol.% 이상 내지 0.75 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.1 mol.% 이상 내지 0.5 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.25 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.75 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 1.0 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 1.0 mol.% 이상 내지 1.25 mol.% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다.
조성물 공간 A의 유리 조성물에 ZrO2의 첨가는, 유리 조성물의 내염기성(base resistance)을 개선시킨다. ZrO2를 포함하는 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물에 존재하는 ZrO2의 양의 하한은, 0.1 mol.% 이상, 0.2 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 0.4 mol.% 이상, 0.5 mol.% 이상, 0.6 mol.% 이상, 0.7 mol.% 이상, 0.8 mol.% 이상, 0.9 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 또는 심지어 1.25 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZrO2의 양의 상한은, 1.5 mol.% 이하, 1.25 mol.% 이하, 또는 심지어 1.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 ZrO2의 양은 여기에 기재된 ZrO2에 대한 하한 중 임의의 하나 및 ZrO2의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 0.1 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 양으로 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 0.1 mol.% 이상 내지 1.0 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.1 mol.% 이상 내지 0.75 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은, 0.1 mol.% 이상 내지 0.5 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.25 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.75 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 1.0 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 1.0 mol.% 이상 내지 1.25 mol.% 이하의 ZrO2를 포함할 수 있다.
더욱이, 위에서 언급한 바와 같이, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 여기에 기재된 산성 시험 및 염기성 시험, 뿐만 아니라 ISO 720 표준에 의해 결정된 것으로, 산성 용액, 염기성 용액, 및 물에서 분해에 대한 내성 및 화학적 내구성이 있다. 유리 조성물의 화학적 내구성은 유리 조성물을 산성 액체, 염기성 액체, 및 수성 액체를 제한 없이 포함하는, 액체와 유리가 접촉하는 적용들에 사용하는데 특히 적합하게 한다.
ISO 720 표준은, 정제된, CO2가 없는 물에서 유리의 내분해성의 측정이다. 간단히 말해서, ISO 720 표준 프로토콜은, 121℃ 및 2기압에서 정제된, CO2가 없는 물과 접촉하에 배치된 분쇄된 유리 알갱이를 활용한다. 용액은 그 다음 묽은 HCl를 이용하여 중성 pH로 비색계를 사용하여 적정된다. 중성 용액으로 적정하는데 요구된 HCl의 양은 그 다음 유리로부터 추출된 Na2O의 등가물로 변환되고, 더 작은 값이 더 큰 내구성을 나타내는 것으로 유리의 중량당 ㎍ Na2O로 보고된다. ISO 720 표준은 개별 타입으로 분류된다. 타입 HGA1은 시험된 유리의 그램당 Na2O의 62 ㎍까지 추출된 등가물을 나타내고; 타입 HGA2는 시험된 유리의 그램당 Na2O의 62 ㎍ 초과 내지 527 ㎍까지 추출된 등가물을 나타내며; 타입 HGA3은 시험된 유리의 그램당 Na2O의 527 ㎍ 초과 내지 930 ㎍까지 추출된 등가물을 나타낸다.
여기에 언급된 바와 같이, 산에서 분해에 대한 유리의 내성은, 95℃에서 24시간 동안 물 중 5 wt.% HCl의 용액에 2.54 ㎝ x 5.08 in. x 1 ㎜ 두께의 유리 조성물의 샘플을 침지시켜 측정된다(이하 "산성 시험"). 샘플의 중량은 침지 전 및 침지 후에 측정되고, 중량 손실은 단위 면적에 대해 결정된다(즉, (초기 중량 - 최종 중량)/총 표면적(㎠)).
여기에서 언급된 바와 같이, 염기성 용액에서 분해에 대한 유리의 내성은 2.54 ㎝ x 5.08 in. x 1 ㎜ 두께의 유리 조성물 샘플을 95℃에서 6시간 동안 물 중 5 wt.% NaOH의 용액에 침지시켜 측정된다(이하 "염기성 시험"). 샘플의 중량은 침지 전 및 침지 후에 측정되고, 중량 손실은 단위 면적에 대해 결정된다(즉, (초기 중량 - 최종 중량)/총 표면적(㎠)).
조성물 공간 A의 유리 조성물은, ISO 720 타입 HGA2 또는 타입 HGA1 내가수분해성을 갖는다. 구현예에서, 여기에 기재된 유리 조성물은 ISO 720 타입 HGA1 내가수분해성을 갖는다. 몇몇 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 산성 시험에 노출 후에 10 ㎎/㎠ 미만, 1 ㎎/㎠ 이하, 또는 심지어 0.1 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 가질 수 있다. 몇몇 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 염기성 시험에 노출 후에 10 ㎎/㎠ 미만, 5 ㎎/㎠ 이하, 또는 심지어 2 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 가질 수 있다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은, 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 75 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다. 예를 들어, 구현예에서, 유리 조성물은, 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 77 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은, 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 78 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은, 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 79 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은, 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 80 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다. 이러한 비교적 낮은 CTE 값은, 비교적 더 높은 CTEs를 갖는 유리 조성물과 비교하여 열 순환 또는 열 응력 조건에 대한 유리의 생존성을 개선시킨다.
여기에 언급된 바와 같이, 유리 조성물은 비교적 낮은 몰딩 온도 및 연화점을 갖는다. 이것은 스톡 물질로부터 최종 형태로 유리 조성물을 재몰딩하는 것을 용이하게 한다. 이러한 비교적 낮은 온도는 또한 더 낮은 몰딩 온도가 몰드의 금속 부품의 산화를 감소시키고 몰드와 유리 조성물 사이에 화학 반응을 최소화하기 때문에 유리와 접촉하는 몰드의 사용 기간을 연장시킬 수 있다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 660℃ 이하의 연화점을 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은 650℃ 이하 또는 심지어 640℃ 이하의 연화점을 갖는다.
여기에 기재된 조성물 공간 A의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 630℃ 이하의 몰딩 온도를 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은, 620℃ 이하, 610℃ 이하, 600℃ 이하, 또는 심지어 590℃ 이하의 몰딩 온도를 갖는다.
조성물 공간 A의 유리 조성물은 일반적으로 약 400℃ 이상 내지 약 550℃ 이하 또는 심지어 약 400℃ 이상 내지 약 500℃ 이하의 변형점을 가질 수 있다. 유리 조성물은 또한 약 450℃ 이상 내지 약 600℃ 이하 또는 심지어 약 500℃ 이상 내지 약 550℃ 이하의 어닐링점을 가질 수 있다.
몇몇 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은, 유리가 시트-형성 공정(즉, 퓨전 인발 공정, 슬롯 인발 공정, 및 이와 유사한 것)과 양립할 수 있도록 90 kilopoise(kP) 이상의 액상선 점도를 가질 수 있다. 몇몇 다른 구현예에서, 조성물 공간 A의 유리 조성물은 90 kilopoise(kP) 미만의 액상선 점도를 가질 수 있다.
조성물 공간 B: 리튬이 없는, 불소를 갖는 저 ZnO 유리 조성물
조성물 공간 B에서 유리 조성물은, SiO2, Al2O3, 알칼리 산화물(R2O), 및 F2의 조합을 포함하여 유리 조성물에 비교적 낮은 열팽창계수(예를 들어, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 92 x 10-7/℃ 이하), 680℃ 이하의 연화점, 및 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 제공한다.
조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, SiO2는 조성물의 가장 큰 구성분이고, 그래서, 그 결과로 생긴 유리 네트워크의 주요 구성분이다. 즉, SiO2는 주요 네트워크 형성제이다. SiO2는 유리의 화학적 내구성, 특히, 유리 조성물의 산 분해에 대한 내성 및 유리 조성물의 물 분해에 대한 내성을 향상시킨다. 따라서, 높은 SiO2 농도는 일반적으로 바람직하다. 그러나, SiO2의 함량이 너무 높으면, 유리의 성형성은, 더 높은 농도의 SiO2가 유리를 연화, 몰딩, 및 용융시키는 어려움을 증가시켜, 결과적으로, 유리의 성형성에 악영향을 미치기 때문에, 감소될 수 있다. 조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 비교적 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 특성은, 유리 조성물의 성형성을 개선시키는, 불소 및 이와 유사한 것과 같은, 다른 구성분의 첨가에 의해 상쇄될 수 있다.
구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 화학적으로 내구성이 있는 유리 조성물을 제공하기 위해 66 mol.% 이상의 양으로 SiO2를 포함할 수 있다. SiO2의 양은, 다른 유리 개질제의 첨가와 함께, 유리 조성물이 쉽게 용융되고 형성될 수 있도록, 74 mol.% 이하일 수 있다. 따라서, 여기에 기재된 구현예에서, 유리 조성물은, 66 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 양으로 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SiO2의 양의 하한은, 66 mol.% 이상, 67 mol.% 이상, 68 mol.% 이상, 69 mol.% 이상, 70 mol.% 이상, 또는 심지어 71 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 SiO2의 양의 상한은, 74 mol.% 이하, 73 mol.% 이하, 72 mol.% 이하, 또는 심지어 71 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 SiO2의 양은 여기에 기재된 SiO2에 대한 하한 중 임의의 하나 및 SiO2의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은 66 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 67 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 68 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 69 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 70 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 70 mol.% 이상 내지 73 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 70 mol.% 이상 내지 72 mol.% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다.
조성물 공간 B의 유리 조성물은 또한 Al2O3를 포함한다. Al2O3는 네트워크 형성제 및 개질제 모두로 작용할 수 있다. Al2O3는 유리 네트워크에서 알칼리 산화물과 결합하여, 유리의 점도를 증가시킨다. Al2O3는 또한 유리 조성물에 B2O3의 첨가로 인한 상 분리를 감소시키기 위해 유리 조성물에 첨가될 수 있다. 그러나, 유리 조성물에 Al2O3의 첨가는 또한 유리의 연화점을 증가시키고 액상선 온도를 낮출 수 있으며, 이는 유리 조성물의 성형성에 악영향을 미칠 수 있다. 부가적으로, 유리 조성물에서 Al2O3의 양이 너무 많으면, 산 공격에 대한 유리 조성물의 내성은 감소된다.
구현예에서, 유리 조성물은 Al2O3가 실질적으로 없을 수 있다. 다른 구현예에서, 유리 조성물은 3 mol.% 초과 내지 7 mol.% 이하의 양으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 3 mol.%를 초과할 수 있다. Al2O3의 양은, 산 공격에 대한 유리 조성물의 내성이 감소되지 않도록, 7 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양의 하한은, 3 mol.% 이상, 3.5 mol.% 이상, 4.0 mol.% 이상, 4.5 mol.% 이상, 또는 심지어 5.0 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양의 상한은, 7.0 mol.% 이하, 6.75 mol.% 이하, 6.5 mol.% 이하, 또는 심지어 6.25 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 Al2O3의 양은 여기에 기재된 Al2O3에 대한 하한 중 임의의 하나 및 Al2O3의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 3 mol.% 이상 내지 7.0 mol.% 이하의 양으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은, 3.5 mol.% 이상 내지 7.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은, 4.0 mol.% 이상 내지 7.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은, 4.5 mol.% 이상 내지 7.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은, 5.0 mol.% 이상 내지 7.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Al2O3의 양은, 5.5 mol.% 이상 내지 7.0 mol.% 이하이다.
산화 붕소(B2O3)는, 주어진 온도에서 유리의 점도를 감소시키고, 이에 의해 유리의 성형성을 개선시키기 위해 조성물 공간 B의 유리 조성물에 첨가될 수 있는 유리 형성제이다. 달리 말하면, 유리에 B2O3의 첨가는, 유리 조성물의 변형 온도, 어닐링 온도, 연화 온도, 및 몰딩 온도를 감소시키고, 이에 의해 유리의 성형성을 개선시킨다. 그래서, B2O3의 첨가는 비교적 더 많은 양의 SiO2를 갖는 유리 조성물의 성형성의 감소를 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 유리 조성물에서 B2O3의 양이 너무 많으면, 산 및 물 모두에서 분해에 대한 유리 조성물의 내성이 감소될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 구현예에서, 유리 조성물에 첨가되는 B2O3의 양은, 유리 조성물의 화학적 내구성을 유지하기 위해 제한된다.
구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은 B2O3가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 유리 조성물의 성형성을 향상시키기 위해 0 mol.%를 초과하는 B2O3, 예컨대, 0.1 mol.% 이상의 B2O3를 포함할 수 있다. B2O3의 농도는, 산 및 물에서 분해에 대한 유리 조성물의 내성이 감소되지 않도록, 6 mol.% 이하이다. B2O3를 포함하는 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 일반적으로 0.1 mol.% 이상 내지 6 mol.% 이하의 양으로 B2O3를 포함한다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양의 하한은, 0.1 mol.% 이상, 0.2 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 0.4 mol.% 이상, 0.5 mol.% 이상, 0.6 mol.% 이상, 0.7 mol.% 이상, 0.8 mol.% 이상, 0.9 mol.% 이상, 또는 심지어 1.0 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양의 상한은, 6 mol.% 이하, 5.5 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이하, 4.5 mol.% 이하, 4.0 mol.% 이하, 3.5 mol.% 이하, 또는 심지어 3.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 B2O3의 양은 여기에 기재된 B2O3에 대한 하한 중 임의의 하나 및 B2O3의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 0.1 mol.% 이상 내지 6 mol.% 이하의 양으로 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.2 mol.% 이상 내지 6.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 6.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.4 mol.% 이상 내지 6.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 5.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 4.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 B2O3의 양은, 0.3 mol.% 이상 내지 2.0 mol.% 이하이다.
조성물 공간 B의 유리 조성물은 또한 하나 이상의 알칼리 산화물을 포함한다. 모든 알칼리 산화물의 합(mol.%)은 여기에서 R2O로 표시된다. 구체적으로, R2O는 유리 조성물에 존재하는 Na2O(mol.%), K2O(mol.%), 및 Li2O(mol.%)의 합이다. B2O3와 마찬가지로, 알칼리 산화물은 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 낮추는데 도움이 되며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도의 증가를 상쇄시킨다. 연화점 및 몰딩 온도에서 감소는, "혼합된 알칼리 효과"로 지칭되는 현상인, 유리 조성물에 알칼리 산화물의 조합(예를 들어, 둘 이상의 알칼리 산화물)을 포함시켜 더욱 향상될 수 있다. 그러나, 알칼리 산화물의 양이 너무 많으면, 유리 조성물의 평균 열팽창계수는, 바람직하지 않은, 100 x 10-7/℃를 초과하여 증가하는 것으로 밝혀졌다.
구현예에서, 유리 조성물에서 알칼리 산화물의 양(즉, R2O의 양)은, 11 mol.% 이상 내지 23 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양의 하한은, 11 mol.% 이상, 11.5 mol.% 이상, 12 mol.% 이상, 12.5 mol.% 이상, 13 mol.% 이상, 13.5 mol.% 이상, 14 mol.% 이상, 또는 심지어 14.5 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양의 상한은, 23 mol.% 이하, 22.5 mol.% 이하, 22 mol.% 이하, 21.5 mol.% 이하, 21 mol.% 이하, 20.5 mol.% 이하, 20 mol.% 이하, 19.5 mol.% 이하, 19 mol.% 이하, 18.5 mol.% 이하, 18 mol.% 이하, 17.5 mol.% 이하, 또는 심지어 17 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 R2O의 양은 여기에 기재된 R2O에 대한 하한 중 임의의 하나 및 R2O의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 11 mol.% 이상 내지 23 mol.% 이하의 양으로 R2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 11 mol.% 이상 내지 22 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 11 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 11 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물은, 11 mol.% 이상 내지 19 mol.% 이하의 양으로 R2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 11 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 11 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 12 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물은, 13 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하의 양으로 R2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 14 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 15 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 R2O의 양은, 16 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하이다.
알칼리 산화물인, Li2O는, 유리 조성물의 용융점, 연화점, 및 몰딩 온도를 낮추는데 현저한 영향을 미치며, 그래서, 유리 조성물에서 더 높은 농도의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 성형성의 감소를 상쇄하는데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 그러나, 여기에서 언급된 바와 같이, 리튬 이온은 유리에서 이동성이 높으며, 그래서, 유리 밖으로 이동하는 경향이 있다. 유리가, 예컨대, 금속층 또는 이와 유사한 것으로 코팅되는 경우, 또는 유리가 액체와 접촉하는 경우, 유리로부터 침출되는 리튬 이온은, 코팅 및/또는 액체를 오염시키거나 분해시킬 수 있다. 그래서, 여기에 기재된 구현예에서, 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없다(즉, R2O는 Li2O가 실질적으로 없다).
조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 알칼리 산화물(R2O)은 Na2O를 포함한다. 여기에서 언급된 바와 같이, Na2O와 같은 알칼리 산화물의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키며, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도의 증가를 상쇄시킨다. 그러나, Na2O의 양이 너무 많으면, 유리 조성물의 열팽창계수는 너무 높아져, 바람직하지 않다.
알칼리 산화물이 Na2O를 포함하는 구현예에서, Na2O는 유리 조성물의 성형성을 개선시키기 위해 11 mol.% 이상의 양으로 유리 조성물에 존재할 수 있다. 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 열팽창계수가 바람직하지 않게 높지 않도록, 18 mol.% 이하일 수 있다. 따라서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 11 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양의 하한은, 11 mol.% 이상, 11.5 mol.% 이상, 12 mol.% 이상, 12.5 mol.% 이상, 13 mol.% 이상, 13.5 mol.% 이상, 14 mol.% 이상, 14.5 mol.% 이상, 또는 심지어 15 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양의 상한은, 18 mol.% 이하, 17.5 mol.% 이하, 17 mol.% 이하, 16.5 mol.% 이하, 16 mol.% 이하, 또는 심지어 15.5 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 Na2O의 양은 여기에 기재된 Na2O에 대한 하한 중 임의의 하나 및 Na2O의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 11 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하의 양으로 Na2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 12 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 13 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 14 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 15 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 12 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 12 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 Na2O의 양은, 13 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하이다.
조성물 공간 B의 유리 조성물에서 알칼리 산화물(R2O)은 K2O를 선택적으로 포함할 수 있다. Na2O와 마찬가지로, K2O의 첨가는 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키며, 이에 의해 유리 조성물에 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도의 증가를 상쇄시킨다. 그러나, K2O의 양이 너무 많으면, 유리 조성물의 열팽창계수는 너무 높아져, 바람직하지 않다. 따라서, 유리 조성물에 존재하는 K2O의 양을 제한하는 것이 바람직하다.
구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은 실질적으로 K2O가 없을 수 있다. 알칼리 산화물이 K2O를 포함하는 구현예에서, K2O는 유리 조성물의 성형성을 개선시키는 것을 돕기 위해 0 mol.% 초과, 예컨대, 0.5 mol.% 이상의 양으로 유리 조성물에 존재할 수 있다. K2O의 양은, 열팽창계수가 바람직하지 않게 높지 않도록, 4 mol.% 이하이다. 따라서, 유리 조성물에서 K2O의 함량은 0.5 mol.% 이상 내지 4 mol.% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O 양의 하한은, 0.5 mol.% 이상, 0.75 mol.% 이상, 또는 심지어 1.0 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양의 상한은, 4 mol.% 이하, 3.75 mol.% 이하, 3.5 mol.% 이하, 3.25 mol.% 이하, 3 mol.% 이하, 2.75 mol.% 이하, 2.5 mol.% 이하, 2.25 mol.% 이하, 2.0 mol.% 이하, 1.75 mol.% 이하, 또는 심지어 1.5 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 K2O의 양은 여기에 기재된 K2O에 대한 하한 중 임의의 하나 및 K2O의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은 0.5 mol.% 이상 내지 4 mol.% 이하의 양으로 K2O를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 3.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 3.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 3.25 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 2.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 2.25 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 2.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 1.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 K2O의 양은, 0.75 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하이다.
조성물 공간 B의 유리 조성물은 또한 불소(F2)를 함유한다. 유리 조성물에 대한 불소의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 상당히 감소시켜, 유리에서 SiO2의 양을 증가시키는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 유리 조성물의 화학적 내구성을 개선시킨다. 그래서, F2의 첨가는, 비교적 더 많은 양의 SiO2를 갖는 유리 조성물의 성형성의 감소를 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다.
구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 유리 조성물의 성형성을 향상시키기 위해 2.5 mol.%를 초과하는 F2, 예컨대, 3.0 mol.% 이상의 F2를 포함할 수 있다. F2의 농도는 5 mol.% 이하이다. F2의 농도가 너무 높으면, 유리는 불안정해지고 결정화될 수 있다. 알칼리 및 알칼리토 불화물 결정은, 유리에 Al2O3가 충분하지 않은 경우, 특히, 어닐링점을 초과하여 유리를 재가열할 때, 5 mol.% 초과 및 심지어 더 낮은 F2 농도에서 문제가 될 수 있다. 따라서, 여기에 기재된 조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 일반적으로 2.5 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 양으로 F2를 포함한다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양의 하한은, 2.5 mol.% 이상, 2.75 mol.% 이상, 3.0 mol.% 이상, 또는 심지어 3.25 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양의 상한은, 5 mol.% 이하, 4.75 mol.% 이하, 4.5 mol.% 이하, 4.25 mol.% 이하, 4.0 mol.% 이하, 3.75 mol.% 이하, 또는 심지어 3.5 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 F2의 양은 여기에 기재된 F2에 대한 하한 중 임의의 하나 및 F2의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 2.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 양으로 F2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 2.75 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.0 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.25 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.75 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.0 mol.% 이상 내지 4.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.0 mol.% 이상 내지 4.25 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.0 mol.% 이상 내지 4.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 F2의 양은, 3.0 mol.% 이상 내지 3.75 mol.% 이하이다.
조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예는 ZnO를 선택적으로 포함할 수 있다. 유리 조성물에 ZnO의 첨가는, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키고, 이에 의해 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2에 기인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도의 증가를 상쇄시킨다. 중요한 것은, ZnO의 첨가는, 몇몇 다른 개질제(예를 들어, 알칼리 산화물 및/또는 알칼리토 산화물 CaO, BaO, 및 SrO)만큼 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 유리 조성물의 평균 열팽창계수를 증가시키지 않는다. 그래서, 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키기 위해 ZnO를 첨가하는 이점은, 유리 조성물의 평균 열팽창계수의 상당한 증가 없이 최대화될 수 있다.
조성물 공간 B에서 유리 조성물의 구현예는 ZnO가 실질적으로 없을 수 있다. 조성물 공간 B의 유리 조성물의 몇몇 구현예는, 유리 조성물의 성형성을 향상시키기 위해 0 mol.%를 초과하는 ZnO, 예컨대, 0.1 mol.% 이상의 ZnO를 포함할 수 있다. ZnO의 농도는, 유리 조성물의 액상선 점도가 감소되지 않도록, 3.0 mol.% 이하이다. 따라서, 유리 조성물이 ZnO를 포함하는 구현예에서, 유리 조성물은 일반적으로 0.1 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하의 양으로 ZnO를 포함한다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양의 하한은, 0.1 mol.% 이상, 0.2 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 0.4 mol.% 이상, 0.5 mol.% 이상, 0.6 mol.% 이상, 0.7 mol.% 이상, 0.8 mol.% 이상, 0.9 mol.% 이상, 또는 심지어 1 mol.% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양의 상한은, 3.0 mol.% 이하, 2.75 mol.% 이하, 2.5 mol.% 이하, 2.25 mol.% 이하, 또는 심지어 2.0 mol.% 이하일 수 있다. 유리 조성물에서 ZnO의 양은 여기에 기재된 ZnO에 대한 하한 중 임의의 하나 및 ZnO의 상한 중 임의의 하나로부터 형성된 범위 내에 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
제한 없는 예로서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 0.5 mol.% 이상 내지 3.0 mol.% 이하의 양으로 ZnO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 0.5 mol.% 이상 내지 2.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 0.5 mol.% 이상 내지 2.25 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 0.5 mol.% 이상 내지 2.0 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 0.5 mol.% 이상 내지 1.75 mol.% 이하이다. 구현예에서, 유리 조성물에서 ZnO의 양은, 0.5 mol.% 이상 내지 1.5 mol.% 이하이다.
조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은, 알칼리토 산화물(예컨대, MgO, CaO, SrO, 및 BaO), P2O5, 및 Fe2O3를 제한 없이 포함하는, 다른 구성 성분이 실질적으로 없을 수 있다.
더욱이, 위에서 언급한 바와 같이, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 여기에 기재된 산성 시험 및 염기성 시험, 뿐만 아니라 ISO 720 표준에 의해 결정된 것으로, 산성 용액, 염기성 용액, 및 물에서 분해에 대한 내성 및 화학적 내구성이 있다. 유리 조성물의 화학적 내구성은 유리 조성물을 산성 액체, 염기성 액체, 및 수성 액체를 제한 없이 포함하는, 액체와 유리가 접촉하는 적용들에 사용하는데 특히 적합하게 한다.
여기에서 조성물 공간 B의 유리 조성물은, ISO 720 타입 HGA2 또는 타입 HGA1의 내가수분해성을 갖는다. 구현예에서, 여기에 기재된 유리 조성물은 ISO 720 타입 HGA1의 내가수분해성을 가질 수 있다. 구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은 산성 시험에 노출 후에 10 ㎎/㎠ 미만, 1 ㎎/㎠ 이하, 또는 심지어 0.1 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 가질 수 있다. 구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은 염기성 시험에 노출 후에 10 ㎎/㎠ 미만, 5 ㎎/㎠ 이하, 또는 심지어 2 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 가질 수 있다.
여기에 기재된 조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은, 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 80 x 10-7/℃ 이상 내지 92 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다. 예를 들어, 구현예에서, 유리 조성물은 20℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 85 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하의 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는다.
여기에서 언급된 바와 같이, 유리 조성물은 비교적 낮은 연화점 및 몰딩 온도를 갖는다. 이것은 스톡 물질로부터 최종 형태로 유리 조성물을 재몰딩하는 것을 용이하게 한다. 이러한 비교적 낮은 온도는 또한 더 낮은 몰딩 온도가 몰드의 금속 부품의 산화를 감소시키고 몰드와 유리 조성물 사이에 화학 반응을 최소화시키기 때문에 유리와 접촉하는 몰드의 사용 기간을 연장시킬 수 있다.
여기에 기재된 조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 680℃ 이하의 연화점을 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은 670℃ 이하 또는 심지어 660℃ 이하의 연화점을 갖는다.
여기에 기재된 조성물 공간 B의 유리 조성물의 구현예에서, 유리 조성물은 620℃ 이하의 몰딩 온도를 갖는다. 구현예에서, 유리 조성물은 615℃ 이하, 610℃ 이하, 또는 심지어 605℃ 이하의 몰딩 온도를 갖는다.
조성물 공간 B의 유리 조성물은 일반적으로 약 400℃ 이상 내지 약 500℃ 이하 또는 심지어 약 400℃ 이상 내지 약 450℃ 이하의 변형점을 가질 수 있다. 유리 조성물은 또한 약 400℃ 이상 내지 약 500℃ 이하 또는 심지어 약 450℃ 이상 내지 약 500℃ 이하의 어닐링점을 가질 수 있다.
몇몇 구현예에서, 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 유리가 시트-형성 공정(즉, 퓨전 인발 공정, 슬롯 인발 공정, 및 이와 유사한 것)과 양립할 수 있도록 90 kilopoise(kP) 이상의 액상선 점도를 가질 수 있다.
조성물 공간 A 및 조성물 공간 B의 유리 조성물은, 유리 원료(예를 들어, SiO2, Al2O3, 알칼리 산화물, 알칼리토 산화물 및 이와 유사한 것의 분말)의 배치(batch)가 원하는 조성을 갖도록, 유리 원료의 배치를 혼합시켜 형성된다. 그 후, 유리 원료의 배치는 가열되어 용융된 유리 조성물을 형성하고, 이는 나중에 냉각되고 고형화되어 유리 조성물을 형성한다. 고형화 동안(즉, 유리 조성물이 소성 변형 가능한 경우), 유리 조성물은 원하는 최종 형태로 유리 조성물을 형상화하기 위해 표준 형성 기술을 사용하여 형상화될 수 있다. 선택적으로, 유리 물품은, 시트, 튜브 또는 이와 유사한 것과 같은, 스톡 형태로 형상화될 수 있고, 나중에 재가열되어, 예컨대, 몰딩 또는 이와 유사한 것에 의해, 원하는 최종 형태로 형성될 수 있다.
실시예
여기에 기재된 구현예는 하기 실시예에 의해 더욱 명확해질 것이다.
실시예 1
조성물 공간 A 유래의 유리 조성물의 샘플은 용융 및 형성되고, 샘플의 특성은 측정되거나 모델링된다(모델링된 값은 "*"로 표시됨). 결과는 하기 표 1, 2, 3, 및 4에 보고된다. ISO 720 시험에 대한 산 소모는 시험된 유리 알갱이의 그램당 0.02 mol/ℓ HCl로 보고된다. 산 중량 손실은 유리 샘플을 여기에 기재된 산성 시험에 노출시킨 후 보고된다. 염기 중량 손실은 유리 샘플을 여기에 기재된 염기성 시험에 노출시킨 후 보고된다.
표 1의 샘플 1-5 및 표 2의 샘플 6-9는 90 kP를 초과하는 액상선 점도를 가지며, 이는 이들 샘플의 유리 조성물이 퓨전 인발 공정 및 슬롯 인발 공정과 같은 시트 형성 공정과 양립할 수 있음을 나타낸다. 표 1 및 표 2에서 샘플은 660℃ 미만의 비교적 낮은 연화점 및 630℃ 미만의 비교적 낮은 몰딩 온도를 가지며, 이는 이러한 유리 조성물이 쉽게 재몰딩되어 몰드의 물질과 반응 및/또는 몰드를 산화시킬 낮은 위험으로 3-차원 형상의 유리 물품을 형성할 수 있음을 나타낸다. 부가하여, 표 1 및 표 2에서 샘플은 부류 HGA2 또는 부류 HGA1의 내가수분해성을 가지며, 이는 이러한 유리 조성물이 수용액과 접촉시 쉽게 분해되지 않으며, 그래서, 이러한 유리가 비교적 낮은 농도의 SiO2를 가짐에도 불구하고 화학적 내구성이 있음을 나타낸다. 표 1 및 2에서 각각의 샘플은 또한 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 평균화된 88 x 10-7/℃ 미만의 평균 열팽창계수를 갖는다.
이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 표 1 및 2에서 확인된 유리 조성물의 특성은, 유리에서 구성 성분의 조합에 기인, 특히, 다른 개질제에 대한 ZnO의 함량에 기인하는 것으로 믿어진다. 좀 더 구체적으로, ZnO의 첨가는, 평균 열팽창계수를 크게 증가시키지 않으면서 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 감소시키는데 도움이 된다. 표 1 및 2에서 샘플 1-9의 경우, ZnO 함량을 16 mol.% 미만으로 제한하는 것은, 유리 조성물의 결정화를 감소시키고, 유리 조성물의 액상선 점도를 90 kP를 초과하는 수준으로 유지하는데 도움이 된다. 부가하여, 혼합된 알칼리토 산화물 또는 ZnO와 혼합된 알칼리 산화물의 사용은, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 낮추는데 도움이 되고, 또한 유리의 액상선 온도를 낮추는데 도움이 된다. 구체적으로, (알칼리토 산화물을 함유하지 않는) 샘플 3 및 5는, ZnO 및 알칼리토 산화물의 조합을 포함하는 유리 조성물보다 더 높은 연화점, 몰딩 온도, 및 액상선 온도를 갖는다. 부가하여, ZnO의 첨가는 ISO 720에 따른 유리 조성물의 내가수분해성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다.
샘플/mol.% 1 2 3 4 5
SiO2 59.74 59.44 60.17 59.58 57.82
Al2O3 0.48 0.47 0.47
B2O3 15.47 16.41 16.74 14.68 14.92
Na2O 9.45 10.89 10.96 11.97 14.22
K2O 4.64 3.33 3.1 2.33
MgO 1.96 0.96 1.95
SrO
ZnO 8.23 8.92 8.89 9.01 11.09
ZrO2 1.44
R2O 14.09 14.22 13.97 14.3 14.22
RO 1.96 0.96 1.95
평균 CTE(10-7/C) (20-300℃) 86.3 86.1 83.8 85.2 77.4
변형점(℃) 482.3 480.5 487.9 483.8 491.8
어닐링점(℃) 520.3 518.5 525.2 521.3 528.3
연화점(℃) 656 653 657 655 659
몰딩 온도(℃) 618 616 621 618 623
액상선 온도 (℃) <700 745 785 <715 770
액상선 상(Liquidus phase) 석영 석영 Na/K 장석 석영
액상선 점도 >3.3MP 352kP 95kP 1.5MP 172kP
ISO720 부류 HGA2 HGA2 HGA2 HGA2 HGA2
ISO720 HCl 소모 0.19 0.13 0.15 0.11
산 중량 손실[㎎/㎠] 54 86 79 39 38
염기 중량 손실[㎎/㎠] 4.38 4.54 4.58 4.05 1.02
샘플/mol.% 6 7 8 9 10
SiO2 57.02 54.76 54.64 55.42 53.35
Al2O3 0.47 0.47 0.47 0.48 0.47
B2O3 12.92 14.97 14.98 14.14 15.46
Na2O 12.48 11.06 12.02 11.94 13.25
K2O 1.4 2.33 1.40 1.86
MgO 1.94 1.95 1.0
SrO 0.99 1.97 1.98 1.41 0.98
ZnO 12.75 14.42 12.53 13.66 15.96
ZrO2 0.48
R2O 13.52 13.39 14.42 13.8 13.25
RO 1.93 1.97 3.93 2.41 0.98
평균 CTE(10-7/C)(20-300℃) 83.1 82.9 83.4 ~83* 78.3
변형점(℃) 481.3 478 480.4 ~478* 480.1
어닐링점(℃) 518.1 514.6 517.2 ~515* 516.2
연화점(℃) 647 640 635 <640* 636
몰딩 온도(℃) 611 603 602 605* 603
액상선 온도 (℃) 735 <645 720 810
액상선 상 윌레마이트
(Willemite)		 윌레마이트
액상선 점도 383kP >1.5MP ~315kP >300kP* 13kP
ISO720 부류 HGA2 HGA2 HGA2 HGA2 HGA1
ISO720 HCl 소모 0.13 0.13 0.17 0.090
산 중량 손실[㎎/㎠] 61 118 109 120
염기 중량 손실[㎎/㎠] 3.26 3.3 3.43 2.75
표 3 및 4에서 샘플 11-20은, 표 1 및 2에서 샘플 1-9에 비해 더 낮은 액상선 점도를 갖는다. 특히, 표 3 및 4에서 샘플은 50 kP 미만의 액상선 점도를 갖는다. 이러한 더 낮은 액상선 점도는 표 3 및 4의 샘플에서 더 높은 함량의 ZnO에 기인하는 것으로 믿어진다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 이들 유리 조성물에서 더 많은 양의 ZnO는, 액상선 상에서 규산아연인, 윌레마이트(Zn2SiO4)의 형성을 결과하는 것으로 믿어진다. 윌레마이트 상은 용액에서 쉽게 빠져나오고, 이에 의해 액상선 점도를 낮추는 것으로 믿어진다.
낮은 액상선 점도를 갖는 것에 부가하여, 표 3 및 4에서 샘플은 또한 660℃ 미만의 비교적 낮은 연화점 및 620℃ 미만의 비교적 낮은 몰딩 온도를 갖는데, 이는 이러한 유리 조성물이 몰드의 물질과 반응하거나 및/또는 몰드를 산화시킬 낮은 위험으로 3-차원 형상을 갖는 유리 물품을 형성하는데 용이하게 재몰딩될 수 있음을 나타낸다. 액상선 점도에서와 같이, 표 1 및 2의 샘플에 비해 이들 샘플의 더 낮은 몰딩 온도는, 적어도 부분적으로, 표 3 및 4의 샘플에서 비교적 더 높은 농도의 ZnO에 기인하는 것으로 믿어진다.
표 3 및 표 4에서 샘플은 부류 HGA2 또는 부류 HGA1의 내가수분해성을 갖는데, 이는 이러한 유리 조성물이 수용액과 접촉시 쉽게 분해되지 않으며, 그래서, 이러한 유리가 비교적 낮은 농도의 SiO2를 가짐에도 불구하고 화학적 내구성이 있음을 나타낸다. 표 1-4의 모든 유리 조성물의 경우, 비교적 낮은 SiO2 농도에도 불구하고 유리의 내가수분해성의 개선은 적어도 부분적으로는 유리 조성물에 ZnO의 첨가에 기인하는 것으로 믿어진다.
표 3 및 표 4에서 각각의 샘플은 또한 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 평균화된 88 x 10-7/℃ 미만의 평균 열팽창계수를 갖는다.
샘플/mol.% 11 12 13 14 15
SiO2 49.98 58.94 53.22 53.42 50.02
Al2O3 0.46 0.47 0.46 0.47 0.47
B2O3 14.72 7.63 15.55 16.31 16.68
Na2O 10.42 13.23 13.29 13.24 11.67
K2O 2.34 0.00 0.00 0.00 1.70
MgO 1.97 0.00 0.96 0.00 1.96
SrO 0.00 0.00 0.00 0.97 1.58
ZnO 20.08 19.71 16.00 15.05 15.87
ZrO2 0.00 0.00 0.49 0.49 0.00
R2O 12.76 13.23 13.29 13.24 13.37
RO 1.97 0 0.96 0.97 3.54
ZnO/R2O 1.63 1.49 1.20 1.14 1.19
평균 CTE(10-7/C) (20-300℃) 80.6 79 78.7 80 84.1
변형점(℃) 465.1 486.8 476.7 481.5 473.1
어닐링점(℃) 500.4 523.2 512.3 516.8 508.9
연화점(℃) 623 656 634 638 623
몰딩 온도(℃) 589 618 601 605 592
액상선 온도 (℃) 930 925 840 785 815
액상선 상 윌레마이트 Zn2SiO4 윌레마이트 윌레마이트 윌레마이트 윌레마이트
액상선 점도 500P 3.5kP 6.0kP 31.6kP 5.9kP
ISO720 부류 HGA1 HGA2 HGA1 HGA1
ISO720 HCl 소모 0.08 0.11 0.10 0.095
산 중량 손실[㎎/㎠] 147 31 112 119 165
염기 중량 손실[㎎/㎠] 6.2 3.6 3.5 2.5 4.6
샘플/mol.% 16 17 18 19 20
SiO2 50.01 49.99 50.07 51.06 51.72
Al2O3 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47
B2O3 19.60 14.96 15.09 14.99 15.96
Na2O 11.61 10.62 11.84 11.82 12.02
K2O 1.88 2.36 1.13 1.13 1.13
MgO 1.94 0.00 1.45 1.96 1.94
SrO 0.99 1.97 2.45 1.98 1.98
ZnO 13.45 19.57 17.45 16.55 14.73
ZrO2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
R2O 13.49 12.98 12.97 12.95 12.02
RO 1.93 1.97 3.90 3.94 3.92
ZnO/R2O 0.97 1.51 1.37 1.28 1.23
평균 CTE(10-7/C) (20-300℃) 83.8 84.4 83 82.8 83.8
변형점(℃) 471 470 476 474.2 477.5
어닐링점(℃) 506.4 504.5 511.7 509.8 513.4
연화점(℃) 621 620 627 627 627
몰딩 온도(℃) 590 588 596 595 595
액상선 온도(℃) 780 900 830 815 785
액상선 상 윌레마이트 윌레마이트 윌레마이트 윌레마이트 알 수 없음
액상선 점도 15.6kP 1.1kP 4.1kP 7.1kP 17.6kP
ISO720 부류
ISO720 HCl 소모
산 중량 손실[㎎/㎠] 154 167 163 155 145
염기 중량 손실[㎎/㎠] 5.2 4.9 4.2 4.0 4.2
실시예 2
조성물 공간 B 유래의 유리 조성물 샘플은 용융 및 형성되고, 샘플의 특성은 측정되거나 모델링된다(모델링된 값은 "*"로 표시됨). 결과는 하기 표 5에 보고된다. ISO720 시험을 위한 산 소모는 시험된 유리 알갱이의 그램당 0.02 mol/ℓ HCl로 보고된다. 산 중량 손실은 유리 샘플을 여기에 기재된 산성 시험에 노출시킨 후 보고된다. 염기 중량 손실은 여기에 기재된 염기성 시험에 유리 샘플을 노출시킨 후 보고된다.
표 5의 샘플 21-26은, 200 kP를 초과하는 액상선 점도를 가져서, 이들 샘플의 유리 조성물이 퓨전 인발 공정 및 슬롯 인발 공정과 같은 시트 형성 공정과 양립할 수 있음을 나타낸다. 표 5에서 샘플은 680℃ 미만의 비교적 낮은 연화점 및 620℃ 미만의 비교적 낮은 몰딩 온도를 가져서, 이들 유리 조성물이 쉽게 재몰딩되어 몰드 물질과 반응 및/또는 몰드를 산화시킬 위험이 낮은 3-차원 형상을 갖는 유리 물품을 형성할 수 있음을 나타낸다. 부가적으로, 표 5에서 샘플은 부류 HGA2의 내가수분해성을 가져서, 이들 유리 조성물이 수용액과 접촉시 쉽게 분해되지 않으며, 그래서, 이들 유리가 비교적 낮은 농도의 SiO2를 가짐에도 불구하고 화학적 내구성이 있음을 나타낸다. 표 5에서 각각의 샘플은 또한 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐서 평균화된 92 x 10-7/℃ 미만의 평균 열팽창계수를 갖는다.
이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 표 5에서 확인된 유리 조성물의 비교적 낮은 연화점 및 몰딩 온도는, 유리 조성물에 F2의 첨가에 기인하는 것으로 믿어진다. 구체적으로, 표 5에서 각각의 유리 조성물은 비교적 높은 농도의 SiO2를 갖는다. 여기에서 언급된 바와 같이, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도는 일반적으로 SiO2의 농도가 증가함에 따라 증가한다. 그러나, 표 5의 샘플에서, 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도는 비교적 낮은 값으로 유지된다. 특히, 표 5에서 샘플의 몰딩 온도는 SiO2의 농도가 상당히 높음에도 불구하고 표 1-4에서 확인된 유리의 몰딩 온도와 유사하다.
샘플/mol.% 21 22 23 24 25 26
SiO2 72.83 73.14 73.00 71.69 69.89 71.53
Al2O3 6.25 6.29 6.29 6.16 5.99 6.15
B2O3 0.49 0.49 0.49 2.35 4.16 0.87
P2O5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Li2O 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Na2O 15.69 14.79 12.97 15.40 15.10 15.32
K2O 0.88 1.77 3.57 0.87 0.85 0.87
MgO 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00
CaO 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
Fe2O3 0.005 0.005 0.006 0.005 0.005 0.005
ZnO 0.002 0.001 0.002 0.002 0.001 1.654
F2 3.78 3.45 3.61 3.45 3.95 3.54
변형점(℃) 425.9 427.0 423.5 439.2 451.8 437.6
어닐링점(℃) 465.1 466.4 462.6 478.3 491.4 475.4
연화점(℃) 658.6 676.4 xtl 666.6 670.2 662.9
CTE(10-7/℃) (20-300℃) 86.1 87.9 91 85.5 85 87.9
밀도(g/㎤) 2.414 2.415 2.416 2.435 2.448 2.45
몰딩 온도(℃) 604 606 604 613 619 612
액상선 온도(℃) 835 810 830 820 815 850
액상선 상 조장석 조장석 K/Na 장석 조장석 조장석 조장석
액상선 점도(kP) 276.9 506.9 565.7 399.8 213.5
ISO 720 HGA2 HGA2 HGA2 HGA2 HGA2 HGA2
산 중량 손실 5% HCl 95℃ 24hrs (㎎/㎠) 0.033 0.026 0.024 0.025 0.032 0.029
염기 중량 손실 5% NaOH 95℃ 6hrs (㎎/㎠) 1.795 1.820 1.789 1.785 1.822 1.507
청구된 주제의 사상 및 범주를 벗어나지 않고, 여기에 기재된 구현예들에 대해 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서는 여기에 기재된 다양한 구현예들의 변경 및 변화를 포함하고, 이러한 변경 및 변화가 첨부된 청구범위 및 이의 균등물의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims (39)

  1. 48 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하의 SiO2;
    0 mol.% 이상 내지 1 mol.% 이하의 Al2O3;
    7 mol.% 이상 내지 20 mol.% 이하의 B2O3;
    9 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하의 R2O, 여기서, R2O는 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물의 합임;
    9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하의 Na2O; 및
    8 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하의 ZnO를 포함하는 유리 조성물로서, 여기서:
    상기 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없고;
    RO(mol.%) < 0.5 x ZnO(mol.%)이며, 여기서, RO는 유리 조성물에서 알칼리토 산화물인, MgO, CaO, BaO, 및 SrO의 합임;
    상기 유리 조성물의 평균 열팽창계수는, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 75 x 10-7/℃ 이상 내지 88 x 10-7/℃ 이하이고;
    상기 유리 조성물은 660℃ 이하의 연화점을 포함하며; 그리고
    상기 유리 조성물은 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 포함하는, 유리 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    SiO2는 52 mol.% 이상 내지 61 mol.% 이하이고;
    B2O3는 12 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하이며; 그리고
    ZnO는 8 mol.% 이상 내지 16 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    Al2O3는 0.1 mol.% 초과 내지 1.0 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    B2O3는 12 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O는 15 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  6. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    Na2O는 9 mol.% 이상 내지 13 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  7. 청구항 2 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    ZnO는 9 mol.% 이상 내지 15 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  8. 청구항 2 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    1 mol.% 이상 내지 5 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  9. 청구항 2 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 K2O가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  10. 청구항 2 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    RO는 5 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  11. 청구항 2 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    MgO(mol.%) + SrO(mol.%)의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 4 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  12. 청구항 2 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 SrO를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  13. 청구항 2 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 SrO가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  14. 청구항 2 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    0.5 mol.% 이상 내지 2.5 mol.% 이하의 MgO를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  15. 청구항 2 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 MgO가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  16. 청구항 2 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.1 mol.% 초과 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 포함하는, 유리 조성물.
  17. 청구항 2 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 90 kilopoise(kP)를 초과하는 액상선 점도를 포함하는, 유리 조성물.
  18. 청구항 2 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 염기성 시험 또는 산성 시험 중 적어도 하나에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는, 유리 조성물.
  19. 청구항 1에 있어서,
    SiO2는 48 mol.% 이상 내지 55 mol.% 이하이고; 그리고
    ZnO는 13 mol.% 이상 내지 21 mol.% 이하이며, 여기서, R2O(mol.%)에 대한 ZnO(mol.%)의 비는 0.75 이상 내지 2.0 이하인, 유리 조성물.
  20. 청구항 19에 있어서,
    Al2O3는 0.1 mol.% 초과 내지 1.0 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  21. 청구항 19 또는 20에 있어서,
    B2O3는 12 mol.% 이상 내지 17 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  22. 청구항 19 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    1 mol.% 이상 내지 3 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  23. 청구항 19 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 K2O가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  24. 청구항 19 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    RO는 10 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  25. 청구항 19 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    MgO(mol.%) + SrO(mol.%)의 총량은 0.5 mol.% 이상 내지 10 mol.% 이하인, 유리 조성물.
  26. 청구항 19 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 SrO를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  27. 청구항 19 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 SrO가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  28. 청구항 19 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,
    0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 MgO를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  29. 청구항 19 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 MgO가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  30. 청구항 19 내지 29 중 어느 한 항에 있어서,
    0.5 mol.% 이상 내지 5.0 mol.% 이하의 CaO를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  31. 청구항 19 내지 30 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.1 mol.% 초과 내지 1.5 mol.% 이하의 TiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 포함하는, 유리 조성물.
  32. 청구항 19 내지 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 1 kilopoise(kP) 초과 내지 50 kP 이하의 액상선 점도를 포함하는, 유리 조성물.
  33. 청구항 19 내지 32 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 염기성 시험 또는 산성 시험 중 적어도 하나에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는, 유리 조성물.
  34. 66 mol.% 이상 내지 74 mol.% 이하의 SiO2;
    3 mol.% 이상 내지 7 mol.% 이하의 Al2O3;
    11 mol.% 이상 내지 23 mol.% 이하의 R2O, 여기서, R2O는 유리 조성물에 존재하는 알칼리 산화물(mol.%)의 합임);
    11 mol.% 이상 내지 18 mol.% 이하의 Na2O;
    3.0 mol.% 이하의 ZnO; 및
    2.5 mol.% 초과 내지 5 mol.% 이하의 F2를 포함하는 유리 조성물로서, 여기서:
    상기 유리 조성물은 Li2O가 실질적으로 없고;
    상기 유리 조성물의 평균 열팽창계수는, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 80 x 10-7/℃ 이상 내지 92 x 10-7/℃ 이하이며;
    상기 유리 조성물은 680℃ 이하의 연화점을 포함하고; 그리고
    상기 유리 조성물은 ISO 720:1985에 따른 부류 HGA1 또는 부류 HGA2의 내가수분해성을 포함하는, 유리 조성물.
  35. 청구항 34에 있어서,
    0.1 mol.% 이상 내지 6 mol.% 이하의 B2O3를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  36. 청구항 34 또는 35에 있어서,
    상기 유리 조성물은 P2O5가 실질적으로 없는, 유리 조성물.
  37. 청구항 34 내지 36 중 어느 한 항에 있어서,
    0.5 mol.% 이상의 K2O 내지 4 mol.% 이하의 K2O를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  38. 청구항 34 내지 37 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 200 kilopoise(kP)를 초과하는 액상선 점도를 포함하는, 유리 조성물.
  39. 청구항 34 내지 38 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 염기성 시험 또는 산성 시험 중 적어도 하나에 따른 10 ㎎/㎠ 이하의 중량 손실을 갖는, 유리 조성물.
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