TWI616416B - 高ｃｔｅ之乳白玻璃組成物及包含其之玻璃物件 - Google Patents

高ｃｔｅ之乳白玻璃組成物及包含其之玻璃物件 Download PDF

Info

Publication number
TWI616416B
TWI616416B TW102107038A TW102107038A TWI616416B TW I616416 B TWI616416 B TW I616416B TW 102107038 A TW102107038 A TW 102107038A TW 102107038 A TW102107038 A TW 102107038A TW I616416 B TWI616416 B TW I616416B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
glass
mole
mol
glass composition
equal
Prior art date
Application number
TW102107038A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201341333A (zh
Inventor
馬羅約翰可里斯多福
史麥克札爾摩頓麥魯佩
文卡塔拉曼納特桑
Original Assignee
康寧公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 康寧公司 filed Critical 康寧公司
Publication of TW201341333A publication Critical patent/TW201341333A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI616416B publication Critical patent/TWI616416B/zh

Links

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
    • C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
    • C03C3/118—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron containing aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/027—Thermal properties
    • 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
    • C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • 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
    • C03C4/005—Compositions for glass with special properties for opaline 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
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/02—Compositions for glass with special properties for coloured glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2315/00—Other materials containing non-metallic inorganic compounds not provided for in groups B32B2311/00 - B32B2313/04
    • B32B2315/08—Glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2451/00—Decorative or ornamental articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/02—Forming molten glass coated with coloured layers; Forming molten glass of different compositions or layers; Forming molten glass comprising reinforcements or inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • 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
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

本發明揭示了乳白玻璃組成物及包含該乳白玻璃組成物之玻璃物件。在一個實施例中，玻璃組成物包括作為玻璃網路形成體之55莫耳%至70莫耳%之SiO2及9莫耳%至15莫耳%之Al2O3。該玻璃組成物亦包括10莫耳%至15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。該玻璃組成物亦包括2莫耳%至8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，該玻璃組成物亦可包括8.5莫耳%至16莫耳%之F-。該玻璃組成物亦可包括0莫耳%至0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。

Description

高CTE之乳白玻璃組成物及包含其之玻璃物件 【相關申請案之交互參照】
本申請案根據專利法主張於2012年2月29日提出申請之美國臨時申請案第61/604,862號之優先權權益，該申請案之內容作為本申請案之依據，且該申請案之全部內容以引用之方式併入本文中。
本說明書大體上係關於玻璃組成物，且更特定言之，係關於具有相對高的平均CTE之乳白玻璃組成物，及包含該高CTE乳白玻璃組成物之玻璃物件。
由乳白玻璃組成物形成之玻璃物件大體上係光學不透明的。據信玻璃之不透明特性至少部分歸因於相分離，該相分離係由於玻璃組成物中之乳白劑而發生於玻璃之中。此乳白玻璃已常用於改進多種消費品之外觀，諸如食具等。
此外，玻璃物件(諸如玻璃板等)可併入消費品(諸如行動電 子裝置、電氣用具等)中。此等玻璃物件必須足夠堅固以忍受經常性接觸而不受損壞。舉例而言，玻璃物件可併入可擕式電子裝置，諸如行動電話、個人媒體播放機及平板電腦，或玻璃物件可用作食具。玻璃物件在運輸及/或使用相關裝置期間可能容易損壞。因此，需要增強用於消費品之玻璃物件之強度來抵抗在物品使用及/或運輸過程中可能發生之難免的接觸和衝擊。
乳白玻璃之獨特外觀使乳白玻璃成為改進含有玻璃物件之消費品之外觀的富有吸引力的選項。然而，此類物品中之乳白玻璃必須足夠堅固以忍受嚴苛的日常使用。因此，存在對替代性乳白玻璃組成物及含有該替代性乳白玻璃組成物之玻璃物件之需求，該替代性乳白玻璃組成物可用于形成機械性堅固之玻璃物件。
根據一個實施例，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。玻璃組成物不含As及含As之化合物。
在一組實施例中，玻璃物件包括安置于第一玻璃包覆層與第二玻璃包覆層之間的玻璃核心層。在此等實施例中之一些實施例中，核心玻璃可具有第一表面及與第一表面相對之第二表面，其中第一玻璃包覆層可熔 融至玻璃核心層之第一表面，且第二玻璃包覆層可熔融至玻璃核心層之第二表面。在其他實施例中，第一擴散玻璃層可安置於玻璃核心層與第一玻璃包覆層之間；此外第二擴散玻璃層可安置於玻璃核心層與第二玻璃包覆層之間；此等擴散層可於(例如)熔融成形製程期間形成。玻璃核心層係由乳白玻璃組成物形成，該乳白玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括約10莫耳%至約15莫耳%之M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃網路亦可包括約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%之SnO2。玻璃組成物可不含As及含As之化合物。
將在以下實施方式中陳述玻璃組成物及由該玻璃組成物形成的玻璃物件之額外的特徵及優勢，且通過彼描述，本領域之技術人員將顯而易見部分該等特徵及優勢，或通過實踐本文所描述之實施例(包括以下實施方式、專利申請範圍及隨附圖式)而認識到部分該等特徵及優勢。
應瞭解，以上一般描述及以下實施方式二者描述各種實施例，且意欲提供概覽或框架以理解所請求之標的之本質與特徵。包括隨附圖式以提供對各種實施例之進一步理解，且隨附圖式併入本說明書中並組成本說明書之一部分。圖式圖示本文描述之各種實施例，且與描述一起用以解釋所請求之標的之原理及操作。
100‧‧‧玻璃物件
102‧‧‧玻璃核心層
104a‧‧‧第一玻璃包覆層
104b‧‧‧第二玻璃包覆層
200‧‧‧層壓熔融拉伸設備
202‧‧‧上等靜壓管
204‧‧‧下等靜壓管
206‧‧‧玻璃包覆層組成物
208‧‧‧玻璃核心組成物
210‧‧‧槽
212‧‧‧槽
216‧‧‧外部成形表面
218‧‧‧外部成形表面
220‧‧‧根部
222‧‧‧外部成形表面
224‧‧‧外部成形表面
第1圖示意性圖示根據本文所圖示及描述之一或更多個實施例之層壓玻璃物件之截面；及 第2圖示意性圖示用於製成第1圖之玻璃物件之熔融拉伸製程。
現將詳細參考具有高平均熱膨脹係數之玻璃組成物及含有該等玻璃組成物之玻璃物件之實施例，在隨附圖式中圖示該等實施例之實例。在任何可能之情況下，相同元件符號在所有圖式中將用以表示相同或相似之部件。本文所描述之玻璃組成物大體上具有相對高的平均熱膨脹係數，且該玻璃組成物本身可與具有相對低的平均熱膨脹係數之玻璃包覆層組成物一起使用以產生層壓玻璃物件，該層壓玻璃物件壓縮地受壓，而未經離子交換或熱回火。在一個實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。玻璃組成物不含As及含As之化合物。本文將詳細參考隨附圖式來更詳細地描述玻璃組成物和由該玻璃組成物形成之玻璃物件的各種實施例。
如本文所用，術語「液相線粘度」係指玻璃組成物在該玻璃組成物之液相線溫度下的剪切粘度。
如本文所用，術語「液相線溫度」係指最高溫度，在該最高溫度下，玻璃組成物中會發生反玻作用。
如本文所用，術語「CTE」係指在自約20℃至約300℃之溫度 範圍內取平均值之玻璃組成物之熱膨脹係數。
當用於描述玻璃組成物中不存在特定的氧化物成分時，術語「實質上不含」意謂該成分以低於1莫耳%之微量作為雜質存在於玻璃組成物中。
在本文所描述之玻璃組成物之實施例中，除非另有說明，組成成分(例如，SiO2、Al2O3等)之濃度係以基於氧化物之莫耳百分比(莫耳%)給出。
在本文所描述之玻璃組成物之實施例中，SiO2係該組成物之最大組份，且同樣，SiO2係玻璃網路之主要組份。當玻璃組成物中之SiO2之濃度低(亦即，低於約55莫耳%)時，合成玻璃之化學耐久性低。此外，合成玻璃之液相線粘度亦可能低，致使該玻璃不適合融合成形，諸如使用熔融下拉製程及/或熔融淋膜法。然而，若玻璃組成物中之SiO2之濃度過高(亦即，高於約70莫耳%)，則由於SiO2之較高的濃度增大了熔融玻璃之難度，繼而不利地影響玻璃之成形性，因此玻璃組成物之成形性可能會減弱。在本文所描述之實施例中，玻璃組成物大體上包含SiO2，該SiO2之濃度高於或等於約55莫耳%且低於或等於約70莫耳%以促進熔融形成玻璃組成物。在一些實施例中，玻璃組成物中之SiO2之濃度高於或等於約58莫耳%且低於或等於約64莫耳%。在其他一些實施例中，玻璃組成物中之SiO2之濃度高於或等於約60莫耳%且低於或等於約64莫耳%。在一些其他實施例中，玻璃組成物包含SiO2，該SiO2之濃度高於或等於約62莫耳%且低於或等於約64莫耳%。
本文所描述之玻璃組成物亦包含Al2O3。Al2O3用作玻璃網路形成體，與SiO2類似。與SiO2相似，歸因於Al2O3在由玻璃組成物形成之玻璃熔體中的四面體配位，該Al2O3提高了玻璃組成物之粘度。Al2O3亦提高 了玻璃之化學耐久性且改良了可提高玻璃強度之程度。特定言之，Al2O3亦增加了玻璃之應變點，藉此提高由於玻璃冷卻而在玻璃中產生壓縮應力時的溫度，且Al2O3同樣增加可在玻璃中產生之應力之量。
在本文所描述之玻璃組成物之實施例中，Al2O3之濃度大體上低於或等於約15莫耳%。舉例而言，在一些實施例中，玻璃組成物中之Al2O3之濃度高於或等於約9莫耳%且低於或等於約15莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物中之Al2O3之濃度可高於或等於約9莫耳%且低於或等於約13莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物中之Al2O3之濃度可高於或等於約10莫耳%且低於或等於約12莫耳%。
玻璃組成物亦可包括鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。因此，應瞭解本文所描述之玻璃組成物可包括K2O、Na2O，或Na2O與K2O之組合。在一些實施例中，存在於玻璃組成物中之鹼金屬氧化物M2O僅由Na2O組成。將鹼金屬氧化物添加至玻璃組成物中提高了合成玻璃之平均熱膨脹係數。鹼金屬氧化物亦降低了玻璃之液相線溫度，藉此改良玻璃之形成性。然而，在利用玻璃組成物以形成層壓玻璃物件之玻璃核心層的實施例中，組成物中存在之鹼金屬氧化物可促進離子交換，該離子交換強化玻璃核心層與熔融至玻璃核心層之玻璃包覆層之間的介面。
在本文所描述之實施例中，玻璃組成物中之鹼金屬氧化物M2O之總濃度大體上低於約15莫耳%。舉例而言，在一些實施例中，玻璃組成物中之M2O之濃度高於或等於約10莫耳%且低於或等於約15莫耳%。在一些其他實施例中，M2O之總濃度高於或等於約10莫耳%且低於或等於約12莫耳%。在其他實施例中，M2O之濃度高於或等於約11莫耳%且低於或等於約13莫耳%。
如上文所述，鹼金屬氧化物M2O可包含Na2O、K2O，或Na2O與K2O之組合。Na2O可以高於或等於約5莫耳%且低於或等於約15莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些實施例中，Na2O之濃度可高於或等於約7莫耳%且低於或等於約13莫耳%。在一些其他實施例中，Na2O之濃度可高於或等於約9莫耳%且低於或等於約13莫耳%。當玻璃組成物中存在K2O時，K2O可以高於或等於約2莫耳%且低於或等於約7莫耳%之濃度存在。在一些實施例中，K2O可以自約3莫耳%至約5莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。添加K2O作為Na2O之替代物在提高玻璃組成物之CTE的同時降低液相線溫度。
本文所描述之玻璃組成物可進一步包括二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。因此，應瞭解該玻璃組成物可包括ZnO、CaO、MgO，或ZnO、CaO及MgO之組合。在一些實施例中，存在於玻璃組成物中之二價氧化物RO僅由ZnO、CaO或MgO中之一者組成。舉例而言，在一些實施例中，二價氧化物RO僅由ZnO組成。二價氧化物藉由提高玻璃組成物之液相線粘度來改良玻璃組成物之熔融特性，該玻璃組成物之液相線粘度可反過來改良玻璃組成物之形成性。儘管稍遜於鹼金屬氧化物，二價氧化物亦提高玻璃組成物之平均熱膨脹係數。詳言之，二價氧化物CaO及MgO(亦即，鹼土金屬氧化物)提高玻璃組成物之平均熱膨脹係數且亦提高液相線粘度。
在本文所描述之實施例中，二價氧化物RO之總濃度(亦即，MgO、CaO及/或ZnO之總濃度)高於或等於約2莫耳%且低於或等於約8莫耳%。在此等實施例之一些實施例中，二價氧化物RO之總濃度低於或等於約5.5莫耳%，諸如當二價氧化物之總濃度高於或等於約2莫耳%且低於或等於約5.5莫耳%時。
如上文所述，二價氧化物RO可包含MgO、CaO、ZnO，或MgO、CaO及ZnO之組合。MgO可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約4.0莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些實施例中，MgO之濃度可高於或等於約0莫耳%且低於或等於約3.5莫耳%。CaO可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約4莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些實施例中，CaO可以自約0莫耳%至約3.5莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。ZnO可以高於或等於約2莫耳%且低於或等於約8莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些實施例中，ZnO可以高於或等於約3莫耳%且低於或等於約8莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些其他實施例中，ZnO可以高於或等於約5.5莫耳%且低於或等於約8莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。
本文所描述之玻璃組成物亦包括氟離子(F-)。F-用作乳白劑，該乳白劑使玻璃從透明或半透明變為不透明。雖不願被理論束縛，但據信玻璃之自透明或半透明至不透明之此轉換係歸因於玻璃基板中之相分離，而該相分離係歸因於氟之存在。在本文所描述之實施例中，此轉換發生在玻璃組成物成形為玻璃物件時(亦即，「在拉伸製程中」)，或者，在成形之後藉由對玻璃物件施加熱處理而發生轉換。自此以後，玻璃係指乳白玻璃。在本文所描述之實施例中，可藉由添加至玻璃配料中之氟前驅體將氟引入玻璃中，該氟前驅體包括(但不限於)CaF2、Na2SiF6、AlF3或Na3AlF6。
在本文所描述之實施例中，經配料之玻璃組成物包括F-，F-之濃度高於或等於約8.5莫耳%且低於或等於約16莫耳%。在一些實施例中，F-之濃度可高於或等於約12.5莫耳%且可低於或等於約16莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物中之F-之濃度可高於或等於約10.5莫耳%且低於或等於約16莫耳%，甚至低於或等於約14莫耳%。
在一些實施例中，玻璃組成物可進一步包含著色劑。著色劑添 加至玻璃組成物中以在發生自透明或半透明至不透明之轉換之後，將顏色賦予乳白玻璃。舉例而言，在轉換為不透明而產生了乳白色之玻璃的實施例中，將著色劑添加至玻璃組成物中將不透明玻璃之顏色改變為著色劑之顏色。適合之著色劑包括(但不限於)Fe2O3、Cr2O3、Co3O4、CuO、Au及V2O5，以上物質中之每一者可賦予乳白玻璃一種獨特之顏色。
在本文所描述之實施例中，著色劑可以高於或等於約0莫耳%(亦即，不含著色劑)之濃度至低於或等於約6莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些實施例中，著色劑可具有高於或等於約0莫耳%至低於或等於約5莫耳%之濃度。在一些其他實施例中，玻璃組成物中之著色劑之濃度可高於或等於約0莫耳%且低於或等於約2莫耳%，甚至低於或等於約1莫耳%。
在著色劑係Fe2O3之實施例中，Fe2O3可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約3莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在著色劑係Cr2O3之實施例中，Cr2O3可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約2莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在著色劑係Co3O4之實施例中，Co3O4可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約1莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在著色劑係CuO之實施例中，CuO可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約3莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在著色劑係Au之實施例中，Au可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約1莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在著色劑係V2O5之實施例中，V2O5可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約4莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。
在本文所描述之玻璃組成物之一些實施例中，玻璃組成物可進一步包含B2O3。與SiO2及Al2O3類似，B2O3有助於形成玻璃網路。B2O3添加至玻璃組成物中以降低玻璃組成物之粘度及液相線溫度。特定言之， 視玻璃之具體組成而定，B2O3之濃度每增加1莫耳%可使得獲得等效粘度所需之溫度降低10℃至14℃。然而，每莫耳%之B2O3可使得玻璃組成物之液相線溫度降低18℃至22℃。照此而言，B2O3降低玻璃組成物之液相線溫度之速度比降低玻璃組成物之液相線粘度之速度快，繼而有效地提高液相線粘度。B2O3亦可添加至玻璃組成物中以軟化玻璃網路。因此，B2O3可用於改良玻璃組成物之熔融效能。將B2O3添加至玻璃組成物中亦降低了玻璃組成物之楊氏模量且改良了玻璃之內在損傷阻抗。
在所描述之實施例中，B2O3可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約5莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。舉例而言，在一些實施例中，玻璃組成物可包括高於或等於約0莫耳%之B2O3及低於或等於約3莫耳%之B2O3。
本文所描述之玻璃組成物可視情況包括澄清劑。舉例而言，澄清劑可係SnO2。澄清劑可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約0.5莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。在一些實施例中，澄清劑可以高於或等於約0莫耳%且低於或等於約0.2莫耳%或甚至低於或等於約0.15莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中。雖然本文所描述之玻璃組成物之實施例可包括澄清劑，但是玻璃組成物實質上不含砷及/或銻及包含以上物質之化合物。照此而言，應瞭解本文所描述之玻璃組成物實質上不含諸如As2O3及Sb2O3之澄清劑。
本文所描述之玻璃組成物大體上具有平均熱膨脹係數(CTE)，該平均熱膨脹係數在自20℃至300℃之範圍內大於或等於約75x10-7/℃。在一些實施例中，玻璃組成物之平均CTE在自20℃至300℃之範圍內可大於或等於約80x10-7/℃。在其他實施例中，在自20℃至300℃之範圍內取平均值之玻璃組成物之平均CTE可大於或等於約85x10-7/℃。玻璃組成物之相 對高的平均CTE值至少部分係歸因於玻璃中之鹼金屬氧化物之濃度。此等相對高的平均CTEs使得玻璃組成物尤其適合用作熔融成形層壓玻璃物件之玻璃核心層。特定言之，當在熔融層壓製程期間低平均CTE之玻璃包覆層與具有較高平均CTE之玻璃核心層配對時，玻璃核心層及玻璃包覆層之平均CTE之差異導致冷卻之後在玻璃包覆層之中形成壓縮應力。因此，本文所描述之玻璃組成物可用于形成經強化層壓玻璃物件。
此外，本文所描述之玻璃組成物具有適合(諸如)藉由熔融下拉製程及/或熔融淋膜法之熔融成形之液相線粘度及液相線溫度。詳言之，本文所描述之玻璃組成物具有大於或等於約35千泊之液相線粘度。在一些實施例中，液相線粘度大於或等於100千泊，或甚至大於或等於200千泊。玻璃組成物中之液相線溫度低於或等於約1400℃。在一些實施例中，液相線溫度低於或等於1350℃，或甚至低於或等於1300℃。
根據前文，應瞭解，本文中揭示高平均CTE乳白玻璃組成物之各種實施例。在第一示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第二示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約58莫耳%至約64莫耳%之SiO2及自約10莫耳%至約12莫耳%之 Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約11莫耳%至約13莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約5.5莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約12.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第三示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約2莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第四示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。著色劑可係選自由下列各物組成之群： Fe2O3、Cr2O3、CO3O4、CuO、Au及V2O5。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第五示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第六示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。玻璃組成物亦可包括B2O3。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第八示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之 Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約10.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第九示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca及Mg中之至少一者。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約12.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第十示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或 等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
在第十一示例性實施例中，玻璃組成物可包括作為玻璃網路形成體之自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2及自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3。玻璃組成物亦可包括自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na及K中之至少一者。玻璃組成物亦可包括自約2莫耳%至約5.5莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn。作為乳白劑，玻璃組成物亦可包括自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-。玻璃組成物亦可包括自約0莫耳%至約0.3莫耳%作為澄清劑之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑。該玻璃組成物不含As及含As之化合物。玻璃組成物可具有大於或等於75x10-7/℃或甚至85x10-7/℃之平均CTE。
雖然參考每一玻璃組成物之各種組成成分(諸如SiO2、Al2O3等)之具體組成範圍在上文中描述了示例性玻璃組成物，但應瞭解，如上文所描述，每一組成成分之每一組成範圍可包括針對該組成成分之一或更多個較窄的組成範圍。此外，亦應瞭解組成成分之此等較窄的範圍及/或各種組成成分之間的關係可併入本文所描述之玻璃組成物之實施例的任意一者中，以產生出具有所要特性之玻璃。
現參考第1圖，本文所描述之玻璃組成物可用于形成玻璃物件，諸如第1圖中以截面圖示意性圖示之層壓玻璃物件100。層壓玻璃物件100大體上包含玻璃核心層102及一對玻璃包覆層104a及104b。歸因於相對高的平均熱膨脹係數，本文所描述之玻璃組成物尤其適合用作玻璃核心層，將在本文中更詳細描述。
第1圖圖示玻璃核心層102，該玻璃核心層102圖示為包含第一表面及與第一表面相對之第二表面。第一玻璃包覆層104a熔融至玻璃核心層102之第一表面，且第二玻璃包覆層104b 熔融至玻璃核心層102之第二表面。玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b熔融至玻璃核心層102，且在玻璃核心層102與玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b之間未安置有任何額外材料(諸如粘著劑、塗層或等)。因此，玻璃核心層之第一表面係與第一玻璃包覆層直接相鄰，且玻璃核心層之第二表面係與第二玻璃包覆層直接相鄰。在一些實施例中，玻璃核心層102及玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b經由熔融淋膜法而成形。擴散層(未圖示)可形成於玻璃核心層102與玻璃包覆層104a之間、或玻璃核心層102與玻璃包覆層104b之間，或以上兩者。在此情況下，第一擴散層之平均擴散層熱膨脹係數具有介於玻璃核心層102之平均核心熱膨脹係數與第一包覆層之平均包覆層熱膨脹係數之間的值，或第二擴散層之平均擴散層熱膨脹係數具有介於玻璃核心層102之平均核心熱膨脹係數與第二包覆層之平均包覆層熱膨脹係數之間的值。
在本文所描述之層壓玻璃物件100之實施例中，玻璃核心層102由第一玻璃組成物形成，該第一玻璃組成物具有平均核心熱膨脹係數CTEcore，且玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b由不同的第二玻璃組成物形成，該第二玻璃組成物具有平均熱膨脹係數CTEclad。CTEcore比CTEclad大，導致玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b壓縮地受壓，而未經離子交換或熱回火。
特定言之，本文所描述之玻璃物件100可藉由諸如美國專利第4,214,886號中所描述之製程的熔融淋膜法成形，該美國專利第4,214,886號通過引用併入本文中。通過實例參考第2圖，用於形成層壓玻璃物件之層壓熔融拉伸設備200包括上等靜壓管(isopipe)202，該上等靜壓管202定位于下等靜壓管204之上方。上等靜壓管202包括槽210，熔化之玻璃包覆層組成物206自熔化器(未圖示)供料至該槽210中。類似地，下等靜壓管 204包括槽212，熔化之玻璃核心組成物208自熔化器(未圖示)供料至該槽212中。在本文所描述之實施例中，熔化之玻璃核心組成物208具有比熔化之玻璃包覆層組成物206之平均熱膨脹係數CTEclad大之平均熱膨脹係數CTEcore。
隨著熔化之玻璃核心組成物208充滿槽212，玻璃核心組成物208溢出該槽212且流過下等靜壓管204之外部成形表面216、外部成形表面218。下等靜壓管204之外部成形表面216、外部成形表面218在根部220處彙聚。因此，流過外部成形表面216、外部成形表面218的熔化之玻璃核心組成物208在下等靜壓管204之根部220處重新彙集，繼而形成層壓玻璃物件之玻璃核心層102。
同時，熔化之玻璃包覆層組成物206溢出形成于上等靜壓管202中之槽210，且流過上等靜壓管202之外部成形表面222、外部成形表面224。熔化之玻璃包覆層組成物206藉由上等靜壓管202而向外偏離，以使得熔化之玻璃包覆層組成物206圍繞下等靜壓管204流動且與流過下等靜壓管之外部成形表面216、外部成形表面218之熔化之玻璃核心組成物208接觸，繼而熔融至熔化的玻璃核心組成物且形成圍繞玻璃核心層102之玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b。
如上文所述，熔化之玻璃核心組成物208大體上具有比熔化之玻璃包覆層組成物206之平均熱膨脹係數CTEclad大之平均熱膨脹係數CTEcore。因此，隨著玻璃核心層102及玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b冷卻，玻璃核心層102及玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b之平均熱膨脹係數之差異導致在玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b中產生壓縮應力。在未經離子交換處理或熱回火處理之情況下，壓縮應力提高了所得層壓玻璃物件之強度。
再次參考第1圖中所圖示之層壓玻璃物件100，層壓玻璃物件之玻璃核心層102由具有相對高的平均熱膨脹係數之玻璃組成物形成，該玻璃組成物諸如本文所描述之具有大於或等於75x10-7/℃之平均熱膨脹係數之玻璃組成物。
舉例而言，在一個實施例中，玻璃核心層由具有高平均CTE之玻璃組成物形成，該玻璃組成物諸如本文中所描述之玻璃組成物，該玻璃組成物包含自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2、自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3、自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O(其中，M係Na及K中之至少一者)、自約2莫耳%至約8莫耳%之二價氧化物RO(其中，R係Zn、Ca及Mg中之至少一者)、自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-、自約0莫耳%至約0.3莫耳%之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑，其中玻璃組成物不含As及含As之化合物。
在另一實施例中，玻璃核心層可由具有高平均CTE之玻璃組成物形成，該玻璃組成物包括自約58莫耳%至約64莫耳%之SiO2、自約10莫耳%至約12莫耳%之Al2O3、自約11莫耳%至約13莫耳%之鹼金屬氧化物M2O、自約2莫耳%至約5.5莫耳%之RO、自約12.5莫耳%至約16莫耳%之F-、自約0莫耳%至約0.3莫耳%之SnO2及自約0莫耳%至約6莫耳%之著色劑，其中玻璃組成物不含As及含As之化合物。
雖然本文中已描述用作玻璃核心層102之特定玻璃組成物，但應瞭解本文中所描述之任何玻璃組成物可用於形成層壓玻璃物件100之玻璃核心層102。
此外，雖然上文中已描述玻璃層壓結構之玻璃核心層102由具有相對高的平均熱膨脹係數之玻璃組成物形成，但玻璃物件100之玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b由具有較低的平均熱膨脹係數之玻璃組成物形 成，以在熔融成形後冷卻層壓玻璃物件之後促進在包覆層中產生壓縮應力。舉例而言，玻璃包覆層可由玻璃組成物形成，該玻璃組成物諸如在讓與康寧公司之題為「Low CTE Alkali-Free BoroAluminosilcate Glass Compositions and Glass Articles Comprising the Same」之共同待決美國專利申請案第61/604,839號中所描述之組成物，該組成物具有在自20℃至300℃之溫度範圍內取平均值且小於或等於40x10-7/℃之平均熱膨脹係數。舉例而言，玻璃包覆層可由包含以下各者之玻璃組成物形成：自約60莫耳%至約66莫耳%之SiO2、自約7莫耳%至約10莫耳%之Al2O3、自約14莫耳%至約18莫耳%之B2O3及自約9莫耳%至約16莫耳%之鹼土金屬氧化物，其中鹼土金屬氧化物至少包含CaO，且CaO以自約3莫耳%至約12莫耳%之濃度存在於玻璃組成物中，且玻璃組成物實質上不含鹼金屬及含鹼金屬之化合物。
在另一實施例中，玻璃包覆層可由玻璃組成物形成，該玻璃組成物描述于讓與康寧公司之題為「Low CTE,Ion-Exchangeable Glass Compositions and Glass Articles Comprising the Same」之共同待決美國專利申請案第61/604,833號中，該組成物具有在自20℃至300℃之溫度範圍內取平均值且小於或等於55x10-7/℃之平均熱膨脹係數。舉例而言，玻璃包覆層可由包含以下各者之玻璃組成物形成：自約65莫耳%至約70莫耳%之SiO2、自約9莫耳%至約14莫耳%之Al2O3、自約0莫耳%至約11莫耳%之B2O3、自約5莫耳%至少于10莫耳%之鹼金屬氧化物R2O(其中R係Li、Na及K中之至少一者)及自約3莫耳%至約11莫耳%之二價氧化物MO，其中M係Mg、Ca、Ba及Zn中之至少一者。在此實施例中，玻璃包覆層可經離子交換以進一步強化玻璃物件。
應瞭解，其他玻璃組成物亦可用於形成層壓玻璃物件100之玻 璃包覆層104a、玻璃包覆層104b，只要玻璃包覆層104a、玻璃包覆層104b之平均熱膨脹係數小於玻璃核心層102之平均熱膨脹係數。
實例
將藉由以下實例進一步闡明本文中所描述之玻璃組成物之實施例。
根據下文表1至表4中列出之配料組成物，製備複數個示例性玻璃組成物。在此等實施例中之每一實施例中，F-以Na2SiF6引入玻璃配料中。氧化物組成成分之配料經混合、熔化且形成為玻璃板。在表1至表4中報告在成形及/或在700℃下退火處理之後的玻璃之乳白狀態。針對實例19至實例24，量測了玻璃熔體之特性(亦即，液相線溫度、退火點，等等)，且在表3中報告結果。針對實例20、實例23及實例24，收集高溫粘度資料，且以Fulcher方程式確定高溫粘度參數A、高溫粘度參數B及高溫粘度參數T0：Logη=A+B/(T-T 0)其中η係剪切粘度，T係攝氏溫度，且A、B及T0係每一具體組成物之常數。
參考表1，實例C1至實例C6在拉伸中或在拉伸後熱處理之後未形成乳白玻璃。因此，實例C1至實例C6經提供用於對比目的。使用對比實例C1、對比實例C2及對比實例C5以評估Al2O3對SiO2之替代效果。使用實例C3及實例C4以評估在玻璃組成物中氟對Na2O之替代效果。使用發明性實例7至發明性實例9以評估Al2O3對SiO2及氟對Na2O之替代效果。此等玻璃組成物在拉伸中至少部分經乳白化。
參考表2，發明性實例10至發明性實例16基於發明性實例8及發明性實例9之玻璃組成物。實例C17至實例C18未乳白化且經提供用於對比目的。使用發明性實例10及發明性實例11以評估CaO及MgO對ZnO之替代效果。此等玻璃中之每一玻璃至少部分乳白化。發明性實例12指示用B2O3替代氟產出良好的乳白玻璃。發明性實例13及發明性實例14指示用K2O替代Na2O亦產出了良好的乳白玻璃。使用發明性實例15及發明性實例16以評估Al2O3對SiO2(實例15)及氟對Na2O(實例16)之替代效果。以上兩個實例皆產出良好的乳白玻璃。關於乳白化之觀察係在700℃下之退火處理之後進行。
參考表3，實例19至實例24係發明性實例8(對比實例19)、發明性實例10(發明性實例20)、發明性實例12(對比實例21)、發明性實例14(對比實例22)、發明性實例15(發明性實例23)及發明性實例10與發明性實例14(發明性實例24)之組合的按比例放大版本。發明性實例20、發明性實例23及發明性實例24產出良好的乳白玻璃，而對比實例19、對比實例21及對比實例22僅產出部分乳白化之玻璃。據信此等玻璃中缺乏乳白成形係歸因於在重新熔化組成物期間蒸發時氟的損失。因此，雖然此等組成物經適當地配料以產生乳白玻璃(如發明性實例8、發明性實例10、發明性實例12、發明性實例14及發明性實例15所指示)，但在處理期間氟的損失減輕了相分離，該相分離正是發生乳白化所必須的。關於乳白化之觀察在700℃下之退火處理之後進行。
參考表4，使用實例25至實例33以評估添加至玻璃配料中之不同著色劑之效果。如實例25至實例30所示，添加Fe2O3、Cr2O3、Co3O4、CuO、Au及V2O5產出了經著色之乳白玻璃。關於乳白化之觀察在700℃下之退火處理之後進行。
現應瞭解，本文所描述之乳白玻璃組成物具有相對高的平均熱膨脹係數。照此而言，本文所描述之玻璃組成物尤其適合與具有相對低的平均熱膨脹係數之玻璃組成物一起使用，以藉由熔融淋膜法形成壓縮地受 壓的層壓玻璃物件。此等玻璃物件之不透明本質使此等玻璃物件適合用於食具、台板、家用電器遮蓋及手持電子裝置之背面板中。
亦應瞭解，本文所描述之玻璃組成物之特性(例如，液相線粘度、液相線溫度等)使得該等玻璃組成物非常適合用於熔融成形製程，諸如熔融下拉製程或熔融淋膜法。
雖然本文中已對玻璃組成物用作層壓玻璃物件之玻璃核心層做出特定參考，但應瞭解，該等玻璃組成物亦可用于獨立地形成玻璃物件(亦即，未經層壓之玻璃物件)，諸如(例如)電子裝置之背面板等。
本領域的技術人員將顯而易見，可對本文所描述之實施例做出各種修改及改變而不背離所請求之標的的精神與範疇。因此，若本文所描述之各種實施例的修改及改變在隨附請求項及請求項之等效物的範疇內，則本說明書意欲涵蓋此類修改及改變。
100‧‧‧玻璃物件
102‧‧‧玻璃核心層
104a‧‧‧第一玻璃包覆層
104b‧‧‧第二玻璃包覆層

Claims (32)

  1. 一種玻璃組成物，該玻璃組成物包含：自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2；自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3；自約10莫耳%至約15莫耳%之鹼金屬氧化物M2O，其中M係Na或K中之至少一者；自約2莫耳%至約5.5莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca或Mg中之至少一者；自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-；自0莫耳%至約0.5莫耳%之SnO2；及自0莫耳%至約6莫耳%之著色劑，其中該玻璃組成物不含As及含As之化合物，且該玻璃組成物在成形期間自發地乳白化或藉由一成形後之熱處理而乳白化。
  2. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該玻璃組成物包含：自約58莫耳%至約64莫耳%之SiO2；自約10莫耳%至約12莫耳%之Al2O3；自約11莫耳%至約13莫耳%之M2O；及高於或等於約12.5莫耳%之F-。
  3. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該著色劑之一濃度係低於或等於2莫耳%。
  4. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該著色劑係選自由Fe2O3、Cr2O3、Co3O4、CuO、Au及V2O5所組成之群組。
  5. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中M係Na。
  6. 如請求項1所述之玻璃組成物，該玻璃組成物進一步包含B2O3。
  7. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該玻璃組成物包含高於或等於約10.5莫耳%之F-。
  8. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該玻璃組成物包含高於或等於約12.5莫耳%之F-。
  9. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中R係Zn。
  10. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該玻璃組成物不含P2O5及PbO。
  11. 如請求項1所述之玻璃組成物，其中該玻璃組成物係經乳白化，該乳白化是相分離的結果。
  12. 一種玻璃物件，該玻璃物件包含：安置于一第一玻璃包覆層與一第二玻璃包覆層之間的一玻璃核心層，其中該玻璃核心層係由一乳白玻璃組成物形成，該乳白玻璃組成物包 含：自約55莫耳%至約70莫耳%之SiO2；自約9莫耳%至約15莫耳%之Al2O3；自約10莫耳%至約15莫耳%之M2O，其中M係Na或K中之至少一者；自約2莫耳%至約5.5莫耳%之二價氧化物RO，其中R係Zn、Ca或Mg中之至少一者；自約8.5莫耳%至約16莫耳%之F-；及自0莫耳%至約0.5莫耳%之SnO2，其中該乳白玻璃組成物不含As及含As之化合物，且該乳白玻璃組成物在成形期間自發地乳白化或藉由一成形後之熱處理而乳白化。
  13. 如請求項12所述之玻璃物件，其中：該玻璃核心層具有一平均核心熱膨脹係數CTEcore；且該第一玻璃包覆層及該第二玻璃包覆層具有一平均包覆層熱膨脹係數CTEclad，該平均包覆層熱膨脹係數CTEclad小於該平均核心熱膨脹係數CTEcore。
  14. 如請求項13所述之玻璃物件，其中在自20℃至300℃之一溫度範圍內取平均值之該平均核心熱膨脹係數CTEcore係大於或等於75x10-7/℃。
  15. 如請求項13所述之玻璃物件，其中在自20℃至300℃之一溫度範圍 內取平均值之該平均核心熱膨脹係數CTEcore係大於或等於85x10-7/℃。
  16. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該第一玻璃包覆層及該第二玻璃包覆層係由可離子交換玻璃形成。
  17. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該第一玻璃包覆層及該第二玻璃包覆層壓縮地受壓。
  18. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該玻璃核心層進一步包含一著色劑。
  19. 如請求項18所述之玻璃物件，其中該著色劑係以低於約6莫耳%之一濃度存在於該玻璃核心層中。
  20. 如請求項18所述之玻璃物件，其中該著色劑係以低於或等於2莫耳%之一濃度存在於該玻璃核心層中。
  21. 如請求項18所述之玻璃物件，其中該著色劑係選自由Fe2O3、Cr2O3、Co3O4、CuO、Au及V2O5所組成之群組。
  22. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該玻璃核心層包含：自約58莫耳%至約64莫耳%之SiO2；自約10莫耳%至約12莫耳%之Al2O3； 自約11莫耳%至約13莫耳%之M2O；及高於或等於約12.5莫耳%之F-。
  23. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該乳白玻璃組成物包含高於或等於約10.5莫耳%之F-。
  24. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該乳白玻璃組成物包含高於或等於約12.5莫耳%之F-。
  25. 如請求項12所述之玻璃物件，其中R係Zn。
  26. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該乳白玻璃組成物不含P2O5及PbO。
  27. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該乳白玻璃組成物係經乳白化，該乳白化是相分離的結果。
  28. 如請求項12所述之玻璃物件，其中該玻璃核心層之一第一表面係與該第一玻璃包覆層直接相鄰，且其中該玻璃核心層之一第二表面係與該第二玻璃包覆層直接相鄰。
  29. 如請求項28所述之玻璃物件，其中：一第一擴散層安置於該第一玻璃包覆層與該玻璃核心層之間；以及 該第一擴散層之一平均擴散層熱膨脹係數具有介於該玻璃核心層之該平均核心熱膨脹係數CTEcore與該第一包覆層之該平均包覆層熱膨脹係數CTEclad之間的一值。
  30. 如請求項29所述之玻璃物件，其中：一第二擴散層安置於該第二玻璃包覆層與該玻璃核心層之間；以及該第二擴散層之一平均擴散層熱膨脹係數具有介於該玻璃核心層之該平均核心熱膨脹係數CTEcore與該第二包覆層之該平均包覆層熱膨脹係數CTEclad之間的一值。
  31. 一種如請求項1至11中任一項所述之玻璃組成物之以下用途：用於包括LCD顯示器及LED顯示器、電腦監視器、自動櫃員機(ATMs)之消費型或商業型電子裝置中之玻璃防護罩應用或玻璃背板應用；用於觸控螢幕應用或觸控感應器應用；用於包括行動電話、個人媒體播放機及平板電腦之攜帶型電子裝置；用於光電應用；用於建築玻璃應用；用於汽車或車輛玻璃應用；或用於商業或家庭電器應用。
  32. 一種如請求項12至30中任一項所述之玻璃物件之以下用途：用於包括LCD顯示器及LED顯示器、電腦監視器、自動櫃員機(ATMs)之消費型或商業型電子裝置中之玻璃防護罩應用或玻璃背板應用；用於觸控螢幕應用或觸控感應器應用；用於包括行動電話、個人媒體播放機及平板電腦 之攜帶型電子裝置；用於光電應用；用於建築玻璃應用；用於汽車或車輛玻璃應用；或用於商業或家庭電器應用。
TW102107038A 2012-02-29 2013-02-27 高ｃｔｅ之乳白玻璃組成物及包含其之玻璃物件 TWI616416B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261604862P 2012-02-29 2012-02-29
US61/604,862 2012-02-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201341333A TW201341333A (zh) 2013-10-16
TWI616416B true TWI616416B (zh) 2018-03-01

Family

ID=47844519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102107038A TWI616416B (zh) 2012-02-29 2013-02-27 高ｃｔｅ之乳白玻璃組成物及包含其之玻璃物件

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9701570B2 (zh)
EP (1) EP2819963A1 (zh)
JP (1) JP6152589B2 (zh)
KR (1) KR101844629B1 (zh)
CN (1) CN104395256B (zh)
IN (1) IN2014DN07758A (zh)
SG (1) SG11201405329TA (zh)
TW (1) TWI616416B (zh)
WO (1) WO2013130668A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9340451B2 (en) 2013-02-28 2016-05-17 Corning Incorporated Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer
US9393760B2 (en) 2013-02-28 2016-07-19 Corning Incorporated Laminated glass articles with phase-separated claddings and methods for forming the same
TWI656022B (zh) 2013-11-13 2019-04-11 美商康寧公司 疊層玻璃物件及其製造方法
DE102013114225B4 (de) * 2013-12-17 2017-03-16 Schott Ag Chemisch vorspannbares Glas und daraus hergestelltes Glaselement
WO2015171883A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Corning Incorporated Laminated glass article and method for forming the same
EP3183223A1 (en) * 2014-08-21 2017-06-28 Corning Incorporated Methods for preventing blisters in laminated glass articles and laminated glass articles formed therefrom
CN104829132B (zh) * 2015-05-28 2017-07-18 南京亚欣照明有限公司 Led用乳白色玻璃灯管、泡壳及其制作方法
EP3950616A1 (en) * 2015-06-02 2022-02-09 Corning Incorporated Laminated glass article with tinted layer
TWI822657B (zh) 2016-05-04 2023-11-21 美商康寧公司 有色的鋁矽酸鹽玻璃成分和包括其之玻璃製品
EP3887329B1 (en) 2018-11-26 2024-04-03 Owens Corning Intellectual Capital, LLC High performance fiberglass composition with improved elastic modulus
KR20210096138A (ko) 2018-11-26 2021-08-04 오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨 비탄성률이 향상된 고성능 섬유 유리 조성물
CN109502969A (zh) * 2018-12-20 2019-03-22 广东健诚高科玻璃制品股份有限公司 一种低透光率颜色玻璃及其制备方法
US11597674B2 (en) 2021-06-18 2023-03-07 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
US11634354B2 (en) 2021-06-18 2023-04-25 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
CN116783151A (zh) * 2021-06-18 2023-09-19 康宁股份有限公司 具有改善的机械耐久性的着色玻璃制品
US12054422B2 (en) 2021-06-18 2024-08-06 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
US11802072B2 (en) 2021-06-18 2023-10-31 Corning Incorporated Gold containing silicate glass
EP4230593A3 (en) 2021-06-18 2023-11-22 Corning Incorporated Colored glass articles having improved mechanical durability
KR20240093821A (ko) * 2021-06-18 2024-06-24 코닝 인코포레이티드 개선된 기계적 내구성을 갖는 착색 유리 물품

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3597305A (en) * 1968-06-06 1971-08-03 Corning Glass Works Subsurface fortified glass or glass-ceramic laminates
US3673049A (en) * 1970-10-07 1972-06-27 Corning Glass Works Glass laminated bodies comprising a tensilely stressed core and a compressively stressed surface layer fused thereto

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3003886A (en) * 1959-05-07 1961-10-10 Kimble Glass Co Production of colored glasses
US3661601A (en) * 1969-03-21 1972-05-09 Corning Glass Works Opal glass compositions
FR2081292B1 (zh) 1970-03-27 1974-05-03 Loing Verreries
US3737294A (en) * 1970-08-28 1973-06-05 Corning Glass Works Method for making multi-layer laminated bodies
US3849097A (en) 1970-10-07 1974-11-19 Corning Glass Works Method for continuously hot forming strong laminated bodies
US3746526A (en) 1971-03-10 1973-07-17 Corning Glass Works Method for forming subsurface fortified laminates
US3931438A (en) 1971-11-08 1976-01-06 Corning Glass Works Differential densification strengthening of glass-ceramics
US4009318A (en) 1974-11-15 1977-02-22 Corning Glass Works Laminated glass body with opal phase produced between laminae
US4102664A (en) 1977-05-18 1978-07-25 Corning Glass Works Method for making glass articles with defect-free surfaces
US4130680A (en) 1977-08-08 1978-12-19 Corning Glass Works Strong, lightweight photosensitive laminate
JPS554702A (en) 1978-06-22 1980-01-14 Toshiba Corp Tape recorder
US4214886A (en) 1979-04-05 1980-07-29 Corning Glass Works Forming laminated sheet glass
US4337295A (en) 1979-12-13 1982-06-29 Corning Glass Works Borosilicate, opal glass article
US4298390A (en) * 1980-08-13 1981-11-03 Corning Glass Works Fluorophosphate opal glasses
FR2493304A1 (fr) 1980-10-30 1982-05-07 Europ Propulsion Procede d'assemblage de pieces refractaires
US4309219A (en) 1981-01-26 1982-01-05 Corning Glass Works Phase separated, non-crystalline opal glasses
NL8304361A (nl) 1983-12-20 1985-07-16 Philips Nv Glassamenstelling geschikt voor gebruik in een fluorescentielamp, buis en lampvat vervaardigd uit deze glassamenstelling en fluorescentielamp voorzien van een lampvat uit deze glassamenstelling.
US4536481A (en) * 1984-03-23 1985-08-20 Corning Glass Works Opal glasses having an apatite opacifying phase
FR2586672B1 (fr) 1985-08-30 1992-02-14 Corning Glass Works Composition pour l'obtention d'un verre opale de teinte blanc-creme
US5019538A (en) 1989-11-13 1991-05-28 Coring Incorporated Colored photosensitive opal glasses
US5559060A (en) 1992-05-22 1996-09-24 Corning Incorporated Glass for laminated glass articles
US5342426A (en) 1993-07-16 1994-08-30 Corning Incorporated Making glass sheet with defect-free surfaces and alkali metal-free soluble glasses therefor
US7514149B2 (en) 2003-04-04 2009-04-07 Corning Incorporated High-strength laminated sheet for optical applications
US7201965B2 (en) * 2004-12-13 2007-04-10 Corning Incorporated Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance
US8007913B2 (en) 2006-02-10 2011-08-30 Corning Incorporated Laminated glass articles and methods of making thereof
JP6214570B2 (ja) 2012-02-29 2017-10-18 コーニング インコーポレイテッド イオン交換可能な低ｃｔｅガラス組成物および該ガラス組成物を含むガラス物品
TWI614227B (zh) 2012-02-29 2018-02-11 康寧公司 低ｃｔｅ之無鹼硼鋁矽酸鹽玻璃組成物及包含其之玻璃物件
CN102690060A (zh) * 2012-04-24 2012-09-26 安徽三和乐玻璃有限公司 一种低硼硅酸盐乳白耐热玻璃器皿

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3597305A (en) * 1968-06-06 1971-08-03 Corning Glass Works Subsurface fortified glass or glass-ceramic laminates
US3673049A (en) * 1970-10-07 1972-06-27 Corning Glass Works Glass laminated bodies comprising a tensilely stressed core and a compressively stressed surface layer fused thereto

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201405329TA (en) 2014-10-30
JP2015516353A (ja) 2015-06-11
JP6152589B2 (ja) 2017-06-28
IN2014DN07758A (zh) 2015-05-15
EP2819963A1 (en) 2015-01-07
TW201341333A (zh) 2013-10-16
US9701570B2 (en) 2017-07-11
KR20140138203A (ko) 2014-12-03
KR101844629B1 (ko) 2018-04-02
CN104395256B (zh) 2017-09-12
CN104395256A (zh) 2015-03-04
WO2013130668A1 (en) 2013-09-06
US20150010739A1 (en) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI616416B (zh) 高ｃｔｅ之乳白玻璃組成物及包含其之玻璃物件
US10112865B2 (en) Intermediate to high CTE glasses and glass articles comprising the same
US10570055B2 (en) Article with glass layer and glass-ceramic layer and method of making the article
KR102250735B1 (ko) 낮은 cte, 이온-교환가능한 유리 조성물 및 이를 포함하는 유리 제품
TWI614227B (zh) 低ｃｔｅ之無鹼硼鋁矽酸鹽玻璃組成物及包含其之玻璃物件
EP2819960A1 (en) High cte potassium borosilicate core glasses and glass articles comprising the same
TWI672282B (zh) 中間ｃｔｅ玻璃及包括該玻璃之玻璃製品

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees