TW201522268A - 用作可寫可擦之手寫板的耐用玻璃製品 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於適合用作可寫可擦之手寫板的玻璃製品。更特定而言，本發明揭示一種適合用作可寫可擦之手寫板的強化玻璃製品，其中玻璃板展現為離子交換玻璃，該離子交換玻璃具有前表面及後表面且展現小於2.0mm之厚度以及具有大於20微米之層深度(DOL)及至少300MPa之表面抗壓強度。強化玻璃製品展現某些光學特性，該等光學特性使得該強化玻璃製品尤其適合用作可寫可擦手寫板電子器件，所述光學特性包括：(1)在60度入射光角度下並針對折射率n量測的小於1之陰影視差對厚度比例；及(2)小於50%之霧度。本發明進一步揭示一種具有足以將弱磁鐵固持在適當位置之改良磁力屬性的手寫板。

Description

用作可寫可擦之手寫板的耐用玻璃製品
【交互參照之相關申請案】
本申請案根據專利法主張於2013年12月2日提出申請之美國專利申請案第14/093,649號的權益，該美國專利申請案全文以引用之方式併入本文中。
本發明係關於可用作耐用玻璃製品之玻璃材料，該等耐用玻璃製品用作可寫可擦之手寫板或裝置。詳言之，本發明係關於一種具有所需機械特性及光學特性之離子交換玻璃製品，該等機械特性及光學特性使得該離子交換玻璃製品尤其適合用作可寫可擦之手寫板/裝置。
專利文獻中描述了許多可寫可擦之手寫板。舉例而言，美國專利公開案第2011/091860號(Supera等人；2011年4月21日)揭示一種磁性玻璃乾式擦除板，其包括玻璃板、金屬板及將金屬板附接至玻璃板之黏著層。玻璃板由低鐵玻璃製造且可由強化玻璃製造。金屬板可至少部分地用塗層覆蓋，且塗層可透過玻璃板可見以提供底色，該底色增強磁性 玻璃乾式擦除板上之文字或圖式的可見度。金屬板使得能夠使用磁鐵將物體可移除地安裝於磁性乾式擦除板上。
美國專利公開案第2006/073466號(Solomon；2006 年4月6日)揭示一種玻璃乾式擦除板，其包括具有光滑表面及磨砂表面之強化玻璃板。一層不透明白漆塗飾於磨砂表面上。油漆層及磨砂表面提供非影像反射或非鏡面反射之背景及相對強對比之背景以用於書寫。玻璃乾式擦除板可使用間隔掛鉤或圖片掛鉤安裝於牆壁上。
CN 2542455 Y(2003年4月2日)揭示一種寫字板， 該寫字板包括透明玻璃板。玻璃板主體之背面塗佈有白漆或張貼有白紙層。板主體亦可藉由將兩層較薄透明玻璃板及白紙層合併而形成，該白紙層中間經剪除直至玻璃板層中之一者。
在一個實施例中，揭示一種高強度可寫可擦之手寫板，其具有改良光學特性及機械特性以及磁力特性。詳言之，該可寫可擦之手寫板由強化玻璃製品組成，所述強化玻璃製品展示最小陰影視差(shadow parallax)及霧度(haze)。
更特定而言，茲揭示一種適合用作可寫可擦之手寫板的強化玻璃製品，其中玻璃板展現為離子交換玻璃，該離子交換玻璃具有前表面及後表面且展現小於2.0mm之厚度以及具有大於20微米之層深度(depth of layer；DOL)及至少300MPa之表面抗壓強度。
更進一步，強化玻璃製品展現某些光學特性，該等 光學特性使得該強化玻璃製品尤其適合用作可寫可擦之手寫板。詳言之，使得該玻璃適合用作可寫可擦之手寫板的彼等光學特性包括：(1)以60度入射光角度及針對折射率n量測的小於或等於2/n之陰影視差與厚度之比；及(2)小於50%之霧度。
本文所揭露的強化玻璃製品展現的機械特性可使得強化玻璃製品尤其適合用作可寫可擦之手寫板，所述機械特性包括以下特性：(1)大於0.5MPa．m½之破裂韌性(fracture toughness)；(2)大於350MPa之MOR；(3)至少600kgf/mm2之維克氏硬度；(4)大於70MPa之楊氏模數；(5)在633nm下大於1.5031之折射率。
在又一實施例中，玻璃製品可與磁性或鐵質鋼背板組合，且薄玻璃製品與背板之組合產生可寫可擦之手寫板，其中當手寫板為垂直時，具有小於10 MGOe之最大能量乘積(maximum energy product)的永久磁鐵將僅透過磁力保持附接至玻璃片。
因此，本文所揭露的一個實施例為一種可寫可擦之手寫板，其包括強化玻璃片，該強化玻璃片具有前表面及後表面，其中該玻璃片展現小於2.0mm之厚度、在60度入射光角度下並針對折射率1.5量測時小於1之陰影視差對厚度比例，以及小於50%之透射霧度(transmission haze)。
本文所揭露的另一個實施例為一種可寫可擦之手寫板，其包括強化玻璃片，該強化玻璃片具有前表面及後表面，其中該玻璃片展現小於2.0mm之厚度、在60度入射光角度 下並針對折射率n量測時小於或等於2.12/n之陰影視差，以及小於50%之透射霧度。所述可寫可擦之手寫板也包括磁性或鐵質鋼背板定位於玻璃片的至少一側上，使得當手寫板為垂直時，具有小於10 MGOe之最大能量乘積的永久磁鐵將僅透過磁力而保持附接至玻璃片。
應理解，以上一般描述與以下詳細描述兩者僅為本發明之示例，且意欲提供用於理解所主張之本發明之本質與特徵的概覽或架構。包括隨附圖式以提供對本發明的進一步理解，且隨附圖式併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式繪示了本發明之各種實施例且與描述一起用於解釋本發明之原理及操作。
200‧‧‧玻璃片
202‧‧‧前表面
204‧‧‧後表面
206‧‧‧玻璃厚度
208‧‧‧壓縮應力區域
210‧‧‧壓縮應力區域
212‧‧‧中央拉伸應力區域
300A、300B‧‧‧手寫板
301‧‧‧第一或前玻璃製品表面
302‧‧‧第二或後玻璃製品表面
304、404‧‧‧黏著劑
306、406‧‧‧薄膜
308、408‧‧‧裝飾薄膜或層
400A、400B、40OC、400D‧‧‧手寫板
402‧‧‧強化玻璃製品
404A‧‧‧黏著層
404B‧‧‧黏著劑
410‧‧‧鐵質鋼或磁性層
下文為對隨附圖式中之圖的描述。圖不一定按比例繪製，且圖的某些特徵及某些視圖可為清晰與簡潔起見按比例誇示或示意性地圖示。
第1A圖顯示根據本文所揭示實施例之強化玻璃板/可寫可擦之手寫板。
第1B圖顯示沿第1A圖之線1b-1b的強化玻璃板之橫截面。
第2圖概要地繪示所揭示實施例展示之陰影光學視差光學特徵。
第3圖繪示4個實例及4個比較實例之陰影視差與厚度之關係/比。
第4A至4B圖繪示可寫可擦之手寫板之三個實施 例，每一實施例包含層壓及/或附接至第二薄膜結構或層之強化玻璃板。
第5A至5D圖繪示可寫可擦之手寫板之四個實施例，該等實施例另外包括根據本文所揭示實施例與磁性鋼背板或鐵質鋼背板結合的強化玻璃板。
在以下具體描述中，可闡述眾多具體細節以便提供對本發明之實施例之透徹理解。然而，熟悉此項技術者將明確何時可在無需一些該等具體細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，可不詳細描述熟知之特徵或方法以著重於本發明之新穎性及創造性。另外，類似或相同元件符號可用以識別共用或類似元件。
第1A圖顯示由強化玻璃片200組成之可寫可擦之手寫板或裝置，該強化玻璃片200具有前表面202、後表面204及前表面202與後表面204之間的均勻厚度之玻璃206。在一個實施例中，玻璃厚度206小於2.0mm。在另一實施例中，玻璃厚度206小於1.0mm。在又一實施例中，玻璃厚度206小於0.7mm。玻璃將通常具有約0.2mm至約2.0mm之厚度。在一些實施例中，玻璃厚度可為2.0mm或更大。在一個實施例中，強化玻璃片200為透明玻璃板。在另一實施例中，強化玻璃片200為著色透明玻璃板或著色不透明玻璃板。在一些實施例中，在強化玻璃片200為透明玻璃板之情況下，裝飾或塗飾影像可形成於玻璃片200之後表面204上。裝飾可為足夠密集的，以覆蓋後表面204且裝飾可具有不透明色 彩，以使得後表面204顯得不透明。
前表面202為可寫可擦表面且為在安裝經強化可寫 可擦之裝置100時將處於前部的表面。相較於後表面204，前表面202可或可不具有特殊表面屬性。在一些實施例中，前表面202可用將有助於表面書寫及可擦性之劑處理。後表面204與前表面202平行且處於相反關係。
強化玻璃片200具有至少一個近表面壓縮應力區 域。第1B圖顯示，強化玻璃片200可具有接近強化玻璃片200之前表面202的壓縮應力區域208及/或接近強化玻璃片200之後表面204的壓縮應力區域210。在較佳實施例中，壓縮應力區域208(或210)藉由使「原始玻璃(virgin glass)」經歷化學強化製程(較佳地，離子交換製程)而形成。在此，「原始玻璃」為未經歷化學強化製程之玻璃。儘管形成壓縮應力區域208(或210)之較佳方法為化學強化，但在一些實施例中，熱強化(諸如，回火)可用以形成壓縮應力區域208(或210)。
對於離子交換製程，原始玻璃為含有小鹼金屬或鹼 土金屬離子之可離子交換玻璃，該等小鹼金屬或鹼土金屬離子可與較大鹼金屬或鹼土金屬離子交換。離子交換發生於含有較大鹼金屬或鹼土金屬離子之熔融浴中。將原始玻璃浸漬或浸入熔融浴中，且原始玻璃中之較小鹼金屬或鹼土金屬離子由熔融浴中之較大鹼金屬或鹼土金屬離子取代。佔據先前由較小離子佔據之玻璃中之位點的較大離子在玻璃中形成壓縮應力區域。離子交換遍及玻璃之一或多個表面發生。離子 交換至玻璃中之深度決定壓縮應力區域的至玻璃中深度(depth into the glass)(或壓縮應力區域之厚度或層深度)。
在一個實施例中，壓縮應力區域208(或210)之壓縮 應力為至少300MPa。在此，「壓縮應力區域之壓縮應力」可為壓縮應力區域中之最高或平均或中值壓縮應力。前述亦可表達為強化玻璃板具有至少300MPa之表面抗壓強度。在一些實施例中，壓縮應力區域208(或210)之壓縮應力為至少300MPa，或至少400MPa，或至少500MPa，或至少600MPa。 壓縮應力區域208(或210)之壓縮應力通常為玻璃組成物及壓縮應力區域至玻璃中之層深度的函數。較佳地，壓縮應力區域208(或210)之層深度為至少20微米。對於任何給定玻璃組成物，該層深度可藉由在用於形成壓縮應力區域的強化製程(較佳地，離子交換製程)之條件控制至一定範圍。在一些實施例中，壓縮應力區域208(或210)之層深度為至少20微米，或至少25微米，或至少30微米，或至少35微米，或至少40微米，或至少45微米，或至少50微米。
具有壓縮應力區域208(及/或210)之強化玻璃片200較佳地具有中央拉伸應力區域212，該中央拉伸應力區域212具有至少40MPa之拉伸應力。在此，「拉伸應力區域之拉伸應力(tensile stress of the tensile-stressed region)」可為拉伸應力區域中之最高或平均或中值拉伸應力。前述亦可表達為強化玻璃板具有至少40MPa之內部抗拉強度。在一些實施例中，拉伸應力可大於40MPa，或大於45MPa，或大於50MPa，但小於65MPa，或小於60MPa，或小於55MPa。拉伸應力 區域將大體上佔據未被壓縮應力區域208(及/或210)佔據的玻璃之區域。拉伸應力區域212在形成壓縮應力區域208(及/或210)之同時形成，亦即，當在玻璃之一個區域中形成壓縮時，在鄰近該壓縮區域的玻璃之另一區域中形成拉伸。將在下文進一步描述均勻玻璃板之示例性玻璃組成物及形成均勻玻璃板之示例性方法。
適合用於強化玻璃製品(該強化玻璃製品用作可寫 可擦之手寫板)的玻璃材料較佳地由鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成，原因在於彼等類型之玻璃(尤其是相較於基於塑膠、鹼石灰玻璃及其他非鹼金屬玻璃的材料而言時)通常針對此可寫可擦之裝置應用擁有充足光學特性及機械耐久性的事實。
強化玻璃製品另外展現某些光學特性，這些光學特 性使得強化玻璃製品適合用作可寫可擦之手寫板。第2圖繪示何謂陰影視差。陰影視差為光線(來自光源)接觸或撞擊第一或前玻璃製品表面301處與光線接觸或撞擊第二或後玻璃製品表面302處之間的距離D；此時光線以60°(θ1)之入射角接觸第一或前表面且玻璃展現折射率n。在使用中，寫在可寫可擦之手寫板之前表面上之標記將投射陰影於在後表面上，該陰影將偏置距離D。若該偏置過大，則對於觀察者而言，諸如文字之標記可能變得難以閱讀。詳言之，期望強化玻璃製品能在60°之入射角下展現小於約2.12/n之陰影視差D。對於具有約1.5之折射率之典型玻璃組成物而言，陰影視差D小於約1.41mm，此陰影視差D對於用於典型手寫板馬克筆而言可接受。在某些實施例中，期望當折射率(n)為1.5 時，強化玻璃製品能展現小於1的陰影視差(D)對厚度(t)比例。在其它實施例中，期望當折射率(n)為1.5時，強化玻璃製品能展現小於約0.75的陰影視差(D)對厚度(t)比例。在其它實施例中，期望當折射率(n)為1.5時，強化玻璃製品能展現小於約0.71的陰影視差(D)對厚度(t)比例。
第3圖繪示針對8個玻璃樣品以陰影視差作為玻璃 厚度之函數，其中玻璃折射率為1.5且入射角為60°。樣品A至D展現了小於2mm之所需厚度及小於約1.41之陰影視差D兩者，也展現了小於1的陰影視差(D)對厚度(t)比例，而樣品E至H展現了2mm以上的厚度以及較大的陰影視差值，且因此樣品E至H為不適用於作為可寫可擦之手寫板的玻璃製品。
強化玻璃製品另外展現某些機械特性，該等機械特 性使得強化玻璃製品適合用作可寫可擦之手寫板或裝置。這些特性包括，但不限於，大於0.75MPa．m½的破裂韌性、大於350MPa的MOR、至少600kgf/mm2的維克氏硬度、大於70GPa的楊氏模數、小於2.0W/m℃的熱傳導率、在633nm下大於1.5031的折射率及大於300MPa的表面壓縮應力。
此超過0.75MPa．m½的所需破裂韌性，與超過500 MPa的表面壓縮應力及大於350MPa的MOR結合，全具有產生足夠牢固及耐久以經受典型消費者使用/應用之可寫可擦之手寫板的功能。上述離子交換玻璃製品能夠滿足之此耐久性特徵之一個量度為離子交換玻璃製品經受標準墜落試驗要求的能力，該標準墜落試驗要求包含自一公尺之高度至硬表面 (諸如混凝土或花崗岩)之5次衝擊/墜落。
在又一實施例中，可寫可擦之手板包含強化玻璃，該強化玻璃展現大於0.75MPa．m½之破裂韌性及大於475MPa(較佳地大於525MPa)之MOR。
在某些實施例中，玻璃製品展現幾乎平坦、透明之表面，該表面經界定為展現小於50nm(較佳地小於15nm)之Ra粗糙度，及/或具有>95之影像清晰度的至少一個表面。為達成此程度之表面粗糙度，一個選項為使用標準拋光技術拋光表面以達成小於50nm(較佳地小於15nm)之所需表面粗糙度。或者，可使用具有拋光或無紋理表面之模具形成玻璃製品，以達成小於50nm(較佳地小於15nm)之所需表面粗糙度。或者，可用諸如熔融抽拉(fusion draw)或浮式抽拉(float draw)等製造方法來達成此粗糙度。
在某些其它實施例中，玻璃製品可顯得朦朧或不透明，意謂該製品擁有展現大於50nm且有時大至15μm或更大之Ra粗糙度的至少一個表面。該不透明製品特徵之優點在於，玻璃可寫可擦之手寫板可展現期望的防污跡或抗指紋特性及/或防眩光特性。為達成此程度之表面粗糙度，從而產生顯得朦朧或不透明之製品，玻璃製品可經機械研磨(使用標準研磨技術)且隨後經歷蝕刻步驟，該蝕刻步驟導致移除可能由研磨步驟產生的任何次表面損傷。研磨/蝕刻步驟之此組合可在實際製品成形期間或之後執行。或者，可使用具有紋理化表面之模具形成玻璃製品，以達成大於50nm之所需表面粗糙度。
顯示朦朧或不透明特性之強化玻璃製品具有以下反 射影像清晰度(distinctness-of-reflected image，DOI)：小於95，且在某些實施例中小於90，在其它實施例中小於85，在其它實施例中小於80，在其它實施例中小於75，且在其它實施例中小於50。除非另有說明，本文報告之DOI值係使用下文所描述雙側量測方法(2-side measurement method)以20°之入射角量測。在另一實施例中，當使用雙側方法量測時，玻璃製品具有小於80之DOI，在又一實施例中小於40，且在再一實施例中小於20。大體而言，較低DOI對於防眩光功能較佳。然而，視具體應用而定，當DOI降低時可能發生效能取捨(performance trade-off)。舉例而言，若DOI降低過多，霧度可能增加超過可接受限度。在另一實施例中，當使用單側樣品製備(1-side sample preparation)以自鏡面方向20°之角度量測時，玻璃製品具有小於90之DOI，如下文所描述。術語「鏡面方向(specular direction)」係指觀看/觀察反射影像的自玻璃製品表面的角度，亦被稱為「鏡面觀看角度(specular viewing angle)」。DOI藉由標題為「Standard Test Methods for Instrumental Measurements of Distinctness-of-Image Gloss of Coating Surfaces」的ASTM程序D5767(ASTM 5767)之方法A界定，該程序之內容以全部引用方式併入本文中。根據ASTM 5767之方法A，玻璃反射率因子量測在玻璃製品之至少一個粗糙表面上以鏡面觀看角度及稍微偏離鏡面觀看角度之角度進行。自該等量測獲得之值經組合而提供DOI值。詳言之，可根據以下公式計算DOI： 其中Rs為鏡面方向上之反射率之相對幅度，且Ros為偏離鏡面方向上之反射率之相對幅度。如本文所描述，除非另有說明，否則藉由對在偏離鏡面方向0.2°至0.4°之角度範圍內的反射率求平均來計算Ros。藉由以鏡面方向為中心在±0.05°之角度範圍內的反射率求平均來計算Rs。Rs及Ros兩者使用校準至合格黑玻璃標準(certified black glass standard)之測角光度計(Novo-gloss IQ，Rhopoint Instruments公司)如ASTM程序D523及ASTM程序D5767中所規定量測，該等ASTM程序之內容以全部引用之方式併入本文中。Novo-gloss儀器使用偵測器陣列，在該偵測器陣列中，在偵測器陣列之最大值附近設定鏡面角中心。亦使用單側方法(黑吸收體耦接至玻璃之後部)及雙側方法(允許自玻璃的兩個表面反射，沒有東西耦接至玻璃)評估DOI。單側量測(1-side measurement)允許決定玻璃製品之單一表面(例如，單一粗糙化表面)的光澤度、反射率及DOI，而雙側量測(2-side measurement)使得能夠將玻璃製品作為整體決定光澤度、反射率及DOI。根據上文所描述之針對Rs及Ros所獲得之平均值計算Ros/Rs比。如本文所使用，除非另有說明，術語「20° DOI」係指DOI量測，其中光以與至玻璃表面之法線偏離20°入射於樣品上，如ASTM D5767中所描述。使用雙側方法對DOI或一般光澤度之量測較佳地在暗室或圍室中執行，使得當無樣品存在時，該等特性之量測值為零。
可同時控制霧度及DOI，以達成在玻璃表面中之最 佳組合。霧度及DOI之同時控制相較於霧度或光澤度的單獨控制產生在視覺上更加美觀之防眩光表面，尤其是對於顯示器應用而言。此情況是因為DOI為用於匹配眼睛對反射影像之模糊之反應的更準確量度，且相較於可由低光澤度位準產生的霧度值，低DOI程度可產生更寬範圍之霧度值。
如本文所使用，根據ASTM程序D1003，術語「透 射霧度(transmission haze)」及「霧度(haze)」係指在±4.0°之角錐外部散射之透射光的百分比。對於光學光滑表面而言，透射霧度大體上接近零。根據以下近似法，在兩側上經粗糙化之玻璃片之透射霧度(霧度雙側(Haze 2-side ))可關聯於具有等價表面之僅在一側上粗糙化之玻璃片之透射霧度(霧度單側(Haze 1-side ))： 霧度值通常以霧度百分比作報導。因此，自公式(2)獲得之霧度雙側之值必須乘以100%。在一些實施例中，本文所描述之玻璃製品具有小於約50%之透射霧度，在其它實施例中小於約40%，在其它實施例中小於約30%，在其它實施例中小於約20%，在其它實施例中小於約10%，在其它實施例中小於約5%，在其它實施例中小於約3%，且在其它實施例中小於約1%。
對於一些應用而言，可能需要在以防眩光表面維持低DOI之同時最小化霧度。舉例而言，在顯示器應用中，最小霧度將由於隨意置放之環境光源將離散光散射至觀看者而 導致最小量之顯示器對比度降低，同時維持低DOI(藉由小角度散射控制)將保持模糊反射影像之邊界之防眩光效應，以使得反射較不明顯、較不顯著或較不令人反感。
在某些實施例中，粗糙化表面具有在自約50nm達 約500nm之範圍內的RMS粗糙度、小於約85之影像清晰度(DOI)及小於40%之透射霧度。在一個此類實施例中，透射霧度小於約20%且DOI小於約80。在另一此類實施例中，透射霧度小於約10%且DOI小於約75。在另一此類實施例中，透射霧度小於約10%且DOI小於約50。在另一此類實施例中，透射霧度小於約5%且DOI小於約85。在另一此類實施例中，透射霧度小於約5%且DOI小於約75。在另一此類實施例中，透射霧度小於約5%且DOI小於約50。在另一此類實施例中，透射霧度小於約3%且DOI小於約85。在另一此類實施例中，透射霧度小於約3%且DOI小於約75。在另一此類實施例中，透射霧度小於約3%且DOI小於約50。在另一此類實施例中，透射霧度小於約1%且DOI小於約85。在另一此類實施例中，透射霧度小於約1%且DOI小於約75。在另一此類實施例中，透射霧度小於約1%且DOI小於約50。
現請參見第4A至4B圖，其中繪示一系列可寫/可擦 之手寫板實施例，其中除強化玻璃製品之外，手寫板包括額外層，所述額外層以層壓方式或以其他方式(例如，透過使用黏著劑，包括壓敏黏著劑、溶劑系黏著劑、水系黏著劑、熱活化黏著劑、光固化黏著劑以及電子束固化黏著劑)附接至強化玻璃製品。
具體而言，第4A圖繪示可寫/可擦之手寫板300A， 該可寫/可擦之手寫板300A尤其可用於以下應用：存在對於降低由發生玻璃破碎時玻璃碎片自手寫板主體分離而導致使用者受傷或設備損傷的風險的要求。通常藉由利用諸如防裂薄膜(anti-splinter film)或其它材料之有機(或塑膠)薄膜306來滿足此需求，薄膜306可經由使用黏著劑304附接至強化玻璃製品302；關鍵的是，薄膜306在破裂之後仍保持黏著至強化玻璃製品302且防止碎片與主體分離。可考慮此防裂薄膜實施例為以下實施例：其中玻璃製品與有機(或塑膠)薄膜簡單地經層壓在一起而不使用黏著劑(例如，其中薄膜為熱塑性或熱固性聚合物，包括胺甲酸乙酯、聚酯、聚烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、乙烯基聚合物，且可選的包含矽烷或鈦酸助黏劑)(未圖示)。
舉例而言，通常由光學清澈黏著劑及透明薄膜組成 之防裂薄膜可包括：聚碳酸酯、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚酯、半透射式及/或丙烯酸材料，且該薄膜可包括多個薄膜層。額外材料可接合或以其他方式添加於玻璃面板與薄膜之間及/或薄膜之後。可用以提供此防裂功能之適合薄膜包括可購自通用電機公司(General Electric Corporation)之OQ1030 Lexan®、可購自杜邦公司(DuPont Corporation)之Mylar®或Melinex®，或可購自三菱(Mitsubishi)、SKC之諸如聚酯薄膜之類似產品，或可購自3M之半透射式薄膜。也可考慮除上述薄膜之外的其它材料(包括漆或黏著劑)可提供所需的防薄膜功能，只要該等材料能牢固地附著至玻璃。
可考慮呈任何形式之此防裂薄膜可另外包括裝飾功 能。舉例而言，可使用各種色彩之薄膜及/或具有標識、塗飾標記、圖片、圖式、底色或其他裝飾之薄膜，或薄膜可包含電子特性或磁性特性。
在另一實施例中，如第4B圖所繪示，可寫/可擦之 手寫板300B可包括裝飾薄膜或層308，該裝飾薄膜或層308直接附接至強化玻璃層302。裝飾層可包含任何材料，可以圖案形式施加所述材料以形成設計，在自相反之非裝飾玻璃表面側觀看時可經由玻璃製品觀察該設計。可用於此裝飾層之材料包括漆、印花或油墨(藉由，例如，噴霧、噴墨、網版印刷或軋輥應用(roller application)來施加)。
現請參見第5A至5D圖，其中繪示又一系列之可寫 /可擦之手寫板實施例。第5A圖繪示此實施例之最簡單形式，其中除強化玻璃製品402之外，手寫板400A包括經由使用黏著劑404定位或附接至強化玻璃製品之額外鐵質鋼或磁性層410。
在此等可寫可擦玻璃之手寫板中，期望當手寫板處 於垂直定向時，具有磁性特性之物品能夠附著至手寫板之前書寫表面。此附著通常為含有(例如)永久磁鐵之物品與(例如)附接至或鄰近玻璃片之後表面之鐵質鋼背板之間的磁性吸引力的結果。物品可包含磁鐵、磁性材料之表面層或主要由磁性材料組成，且物品包括裝飾(「冰箱(refrigerator)」)磁鐵、擦除器及筆、筆盒及其它配件等。在存在諸如鋼上瓷(porcelain-on-steel)之非玻璃手寫板之情況下，此類物品將僅 使用低成本弱磁鐵之磁力附著至書寫表面。然而，當使用厚玻璃時，永久磁鐵與鋼板之間的磁力太小以致不能將含有磁鐵之物品固持在適當位置。因為這個原因，製造商被迫使用成本高的高強度磁鐵，諸如稀土磁鐵。較佳的是能夠針對此應用使用相對弱之磁鐵。藉由將展現2.0mm之厚度之薄強化玻璃與鐵質鋼板其他磁吸引材料一起使用，「弱(weak)」的低成本磁鐵可附著至該等可寫可擦之玻璃手寫板，且磁力足以將磁鐵維持在適當位置。
在各種標準文件及該等文件中之參考文獻中指定磁性特性，該等文件諸如標題為永久磁鐵材料之標準規格(Standard Specifications for Permanent Magnet Materials)之美國磁性材料生廠商協會(Magnetic Materials Producers Association)之MMPA標準第0100-00號及其中的參考文獻。磁鐵通常由其最大能量乘積(Maximum Energy Product)來規定，最大能量乘積通常標註為(BH)max。「弱」磁鐵通常以具有10 MGOe(且有時5 MGOe或甚至1 MGOe)之最大能量乘積值為特徵。已發現，薄的強化玻璃使得此類弱磁鐵能夠附著至具有鐵質鋼背板之垂直玻璃表面，而通常需要以具有>10 MGOe(且通常>20 MGOe)之最大能量乘積值為特徵之更強的磁鐵，以使得能夠附著至較厚玻璃板。
綜上所述，茲揭示一種手寫板，除強化玻璃製品之外，該手寫板包括額外的鐵質鋼或磁性層被定位或附接至強化玻璃之至少一側，使得當手寫板為垂直時，具有小於10 MGOe、小於5 MGOe、小於1 MGOe之最大能量乘積之永久 「弱」磁鐵將僅經由磁力保持附接至玻璃片。
現請參見第5B圖，其繪示另一含有鐵質鋼或磁性層 之可寫/可擦之手寫板實施例。除強化玻璃製品402之外，可寫/可擦之手寫板400B包括諸如防裂薄膜或其它材料之有機(或塑膠)薄膜406(如先前所提及)，薄膜406經由使用黏著層404A附接至強化玻璃製品402。此實施例進一步包括鐵質鋼或磁性層410，該鐵質鋼或磁性層410經由使用黏著劑404B定位或附接至薄膜406。
現請參見第5C圖，其顯示第三個含有鐵質鋼或磁性 層之可寫/可擦之手寫板實施例。類似於第5A及5B圖中之實施例，除強化玻璃製品402之外，可寫/可擦之手寫板400C包括鐵質鋼或磁性層410，該鐵質鋼或磁性層410經由黏著劑404A定位或附接至裝飾薄膜或層408，該裝飾薄膜或層408直接附接至強化玻璃層402。
現請參見第5D圖，其繪示最後的含有鐵質鋼或磁 性層之可寫/可擦之手寫板實施例，該實施例基本上包括所有上述特徵。可寫/可擦之手寫板400D包括鐵質鋼或磁性層410，該鐵質鋼或磁性層410經由黏著劑404B定位或附接至裝飾薄膜或層408，該裝飾薄膜或層408直接附接至有機(或塑膠)薄膜406，諸如防裂薄膜或其它材料(如先前所提及)。強化玻璃層402之第一側經由使用第二黏著劑404A定位或附接。
替代實施例允許層或額外層之變體，例如使得防裂 層406處於表面上、藉由黏著劑404A附接至強化玻璃層402， 且強化玻璃層402與裝飾薄膜408直接接觸。
如先前所提及，可寫可擦之手寫板或裝置包括用於將強化玻璃片200安裝至物體之安裝手段(mounting means)。安裝手段可呈各種形式。詳言之，可能適合之安裝手段包括以下各者：(1)強化玻璃片之後表面上之磁性層；(2)強化玻璃片之後表面上之黏著劑層；(3)強化玻璃片之後表面上之靜電附著層(static cling layer)；(4)形成於強化玻璃片中之一或多個安裝孔；(5)附接至強化玻璃片之一或多個玻璃片懸掛元件；及(6)附接至強化玻璃片之一或多個玻璃片裝框元件。
如上文所提及，適合用作可寫可擦之手寫板的玻璃製品包含鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃材料，原因在於，尤其在相較於塑膠及其他基於非鹼金屬玻璃之材料時，彼等材料針對此可寫可擦之手寫板應用具有充分化學耐久性及機械特性。
適合用作可寫可擦之手寫板的代表性鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成族群，以基於批次之氧化物的莫耳百分比計，在其最廣實施例中，包含：40至80%的SiO2、0至28%的Al2O3、0至8%的B2O3、0至18%的Li2O、0至10%的Na2O、0至11%的K2O、0至16%的MgO、0至10%的MgF2、0至8%的CaO、0至15%的CaF2、0至20%的SrO、0至12%的BaO、0至8%的ZnO、0至20%的P2O5、0至8%的TiO2、0至5%的ZrO2、0至1%的SnO2、0至1%的Sb2O3、0至1%的As2O3。
可經向下抽拉(更特定言之，熔融抽拉)成為薄玻璃製品(其可在後續形成可寫可擦之手寫板)之合適的鹼金屬鋁矽酸鹽之另一個更特定的實施例顯示於下。該鹼金屬鋁矽酸 鹽玻璃具體包含：60至70莫耳%的SiO2；6至14莫耳%的Al2O3；0至15莫耳%的B2O3；0至15莫耳%的Li2O；0至20莫耳%的Na2O；0至10莫耳%的K2O；0至8莫耳%的MgO；0至10莫耳%的CaO；0至5莫耳%的ZrO2；0至1莫耳%的SnO2；0至1莫耳%的CeO2；少於50ppm的As2O3；及少於50ppm的Sb2O3；其中12莫耳%Li2O+Na2O+K2O20莫耳%，且0莫耳%MgO+CaO10莫耳%。
在第三實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具體包含、基本上由以下成分組成、或由以下成分組成：61莫耳%SiO2 75莫耳%；7莫耳%Al2O3 15莫耳%；0莫耳%B2O3 12莫耳%；9莫耳%Na2O21莫耳%；0莫耳%K2O4莫耳%；0莫耳%MgO7莫耳%；且0莫耳%CaO3莫耳%。
在第四實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃包含：至少50莫耳%的SiO2、少於10莫耳%的B2O3以及至少8莫耳%的Na2O，其中該鋁硼矽酸鹽玻璃是可離子交換的，其中比例 ，其中Al2O3(莫耳%)>B2O3(莫耳%) 且改質劑為Na2O及，視情況，選自由除了Na2O以外之鹼金屬氧化物R2O及鹼土金屬氧化物RO所組成之群組中的至少一種氧化物，其中鋁硼矽酸鹽玻璃具有小於約69GPa之楊氏模數，且其中-6莫耳%<Σ改質劑-Al2O3<3莫耳%。
無論鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成物是否能夠向下抽拉(down draw)為初始片材配置，最終經選擇用作可寫可擦之手寫板或裝置的玻璃皆應另外展現良好成形性。因此，該玻璃 應能夠容易地成形為所要可寫可擦之手寫板或裝置。具體而言，需要所使用玻璃材料能夠經由使用標準處理容易地成形為所要可寫可擦之手寫板或裝置，該標準處理包括但不限於諸如擠壓、下垂(sagging)、真空下垂、片材模壓(sheet coin)及以上各者之組合的技術。
在表1中提供根據上述鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成範圍之代表性實例。
預期該等基於鹼金屬鋁矽酸鹽的薄強化可寫可擦之手寫板可成形為具有低模數聚合物及/或泡沫型背板之層板，且該手寫板可進一步用作提供聲阻尼建築用面板(sound damping architectural panel)之雙重功能的白板裝置。
在某些實施例中，強化玻璃製品可被用作被動式數位手寫板。在這樣的例子中，可將編碼圖案(coding pattern)沉積於強化玻璃製品上或層壓至強化玻璃製品。在某些實施例中，可例如藉由印刷(如噴墨印刷或網版印刷)將編碼圖案直接沉積於強化玻璃表面的前或後表面上。在其它實施例中， 可將編碼圖案沉積於，或者附接至基板(如，紙或聚合物薄膜)，且可以某種方式將基板層壓至強化玻璃表面(如，透過使用黏著劑，包括壓敏黏著劑、溶劑系黏著劑、水系黏著劑、熱活化黏著劑、光固化黏著劑以及電子束固化黏著劑)，使得編碼圖案設置於強化玻璃表面與基板之間。在某些實施例中，編碼圖案可為複數個點。帶有所述編碼圖案的被動式數位手寫板可結合發射器/接收器裝置使用，以記錄寫在被動式數位手寫板上的訊息，並將訊息發送至另一個裝置(如電腦或行動裝置)。此類發射器/接收器裝置的實例包括Livescribe Smartpen及Anoto Live Digital Pen。
可對本文所描述材料、方法及製品進行各種修改及變化。本文所描述之材料、方法及製品之其他態樣將思及本文所揭示材料、方法及製品之說明及實踐而顯而易見。意欲將說明及實例視為示例性的。
200‧‧‧玻璃片
202‧‧‧前表面
204‧‧‧後表面
206‧‧‧玻璃厚度

Claims (10)

  1. 一種可寫可擦之手寫板，包含：一強化玻璃片具有一前表面及一後表面，其中該玻璃片展現小於2.0mm之一厚度、在一60度入射光角度下並針對折射率n量測時小於2.12/n之陰影視差，以及小於50%之一透射霧度(transmission haze)；以及一磁性或鐵質鋼背板定位於該玻璃片的至少一側上，使得當該手寫板為垂直時，具有小於10 MGOe之最大能量乘積的一永久磁鐵將僅透過磁力而保持附接至該玻璃片。
  2. 如請求項1所述之可寫可擦之手寫板，其中具有小於5 MGOe之最大能量乘積的一永久磁鐵將僅透過磁力而保持附接至該玻璃片。
  3. 如請求項1所述之可寫可擦之手寫板，其中具有小於1 MGOe之最大能量乘積的一永久磁鐵將僅透過磁力而保持附接至該玻璃片。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該手寫板進一步包含：一有機薄膜結構，該有機薄膜結構經層壓至該玻璃片之至少一側，以提供防裂功能。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該手寫板進一步包含：一裝飾層，該裝飾層附接至該玻璃 片之至少一側。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該強化玻璃製品進一步展現：大於0.75MPa．m½之一破裂韌性、大於350MPa之一磨損MOR、至少600kgf/mm2之一維克氏硬度、大於60GPa之一楊氏模數及大於300MPa之一表面壓縮應力。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該強化玻璃片具有至少300MPa之一表面抗壓強度。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該強化玻璃具有在自約50nm達約500nm之一範圍內的一RMS粗糙度，及小於約85之一影像清晰度(DOI)，及小於40%之一透射霧度。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該玻璃係一離子交換的鹼金屬-鋁矽酸鹽玻璃，以基於批次之氧化物的重量百分比計，該玻璃包含：40至80%的SiO2、0至28%的Al2O3、0至8%的B2O3、0至18%的Li2O、0至10%的Na2O、0至11%的K2O、0至16%的MgO、0至18%的CaO、0至15%的CaF2、0至20%的SrO、0至12%的BaO、0至8%的ZnO、0至20%的P2O5、0至8%的TiO2、0至5%的ZrO2、0至1%的SnO2、0至1%的Sb2O3及0至1%的As2O3。
  10. 如請求項1至8中任一項所述之可寫可擦之手寫板，其中該玻璃係一離子交換的鹼金屬-鋁矽酸鹽玻璃，該玻璃包含：60至70莫耳%的SiO2；6至14莫耳%的Al2O3；0至15莫耳%的B2O3；0至15莫耳%的Li2O；0至20莫耳%的Na2O；0至10莫耳%的K2O；0至8莫耳%的MgO；0至10莫耳%的CaO；0至5莫耳%的ZrO2；0至1莫耳%的SnO2；0至1莫耳%的CeO2；及少於50ppm的As2O3；其中12莫耳%Li2O+Na2O+K2O20莫耳%，且0莫耳%MgO+CaO10莫耳%。
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