JP6945648B2 - ガラスを調製するための組成物、ガラス製品およびその使用 - Google Patents
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Description
約100重量部のSiO2に対して、Al2O3の含有量が約20〜約35重量部であり、B2O3の含有量が約10〜約22重量部であり、CaOの含有量が約4〜約17重量部であり、MgOの含有量が約0〜約10重量部であり、SrOの含有量が約0.8〜約14重量部であり、
前記組成物は、以下の経験式(I):
M=0.13×wt(B2O3)×wt(B2O3)+0.42×wt(CaO)+0.55×wt(MgO)+0.75×wt(SrO)−0.05×wt(Al2O3)×wt(Al2O3) 式(I)
(式中、wt(B2O3)は、約100重量部のSiO2に対するB2O3の重量部を示し、
wt(CaO)は、約100重量部のSiO2に対するCaOの重量部を示し、
wt(MgO)は、約100重量部のSiO2に対するMgOの重量部を示し、
wt(SrO)は、約100重量部のSiO2に対するSrOの重量部を示し、および
wt(Al2O3)は、約100重量部のSiO2に対するAl2O3の重量部を示す)
によって計算されるM値が約1〜約10である、組成物に関する。
約100重量部のSiO2に対して、Al2O3の含有量が約20〜約35重量部であり、B2O3の含有量が約10〜約22重量部であり、CaOの含有量が約4〜約17重量部であり、MgOの含有量が約0〜約10重量部であり、およびSrOの含有量が約0.8〜約14重量部であり、ならびに
前記ガラス製品は、以下の経験式(I):
M=0.13×wt(B2O3)×wt(B2O3)+0.42×wt(CaO)+0.55×wt(MgO)+0.75×wt(SrO)−0.05×wt(Al2O3)×wt(Al2O3) 式(I)
(式中、wt(B2O3)は、約100重量部のSiO2に対するB2O3の重量部を示し、
wt(CaO)は、約100重量部のSiO2に対するCaOの重量部を示し、
wt(MgO)は、約100重量部のSiO2に対するMgOの重量部を示し、
wt(SrO)は、約100重量部のSiO2に対するSrOの重量部を示し、および
wt(Al2O3)は、約100重量部のSiO2に対するAl2O3の重量部を示す)
によって計算されるM値が約1〜約10である、ガラス製品に関する。好ましくは、ガラス製品はガラス基材である。
K=1.5×(X/Y)−1.8×D+0.22×H+1.8×N 式(II)
(式中、X/Yは、1.02〜1.24の値を有する前記ガラス基材の長さ−幅比を示し、Dは前記ガラス基材の厚みをミリメートル(mm)で示した数値を示し、Hは前記ガラス基材の厚さ範囲をマイクロメートル(μm)で示した数値を示し、ならびにNは前記ガラス基材のキログラム(Kg)あたりの数で表した固体介在物および気体介在物の合計数を示す値を示す)
によって計算されるK値が約7.0以下である。
1)融解を含むプロセスによって、原料の形態の成分を、融解した透明なガラスに調製するステップ;
2)融解した透明なガラスを均一にするステップ;および
3)均一にした融解した透明なガラスを冷却し、成型するステップ
を含む方法によって製造され、
ステップ1)およびステップ2)のいずれかまたは両方は、超音波処理を含む。さらなる実施形態において、超音波処理中に1つ以上のロッドを融解したガラスに挿入する。
本発明者らは、ガラス製品中の様々な成分の種類と含有量の両方がガラス基材の固体介在物および気体介在物の含有量、厚さ範囲ならびに反りに影響し得ることを見い出した。
約100重量部のSiO2に対して、Al2O3の含有量が約20〜約35重量部であり、B2O3の含有量が約10〜約22重量部であり、CaOの含有量が約4〜約17重量部であり、MgOの含有量が約0〜約10重量部であり、およびSrOの含有量が約0.8〜約14重量部であり、ならびに
前記組成物は、以下の経験式(I):
M=0.13×wt(B2O3)×wt(B2O3)+0.42×wt(CaO)+0.55×wt(MgO)+0.75×wt(SrO)−0.05×wt(Al2O3)×wt(Al2O3) 式(I)
(式中、wt(B2O3)は、約100重量部のSiO2に対するB2O3の重量部を示し、
wt(CaO)は、約100重量部のSiO2に対するCaOの重量部を示し、
wt(MgO)は、約100重量部のSiO2に対するMgOの重量部を示し、
wt(SrO)は、約100重量部のSiO2に対するSrOの重量部を示し、および
wt(Al2O3)は、約100重量部のSiO2に対するAl2O3の重量部を示す)
によって計算されるM値が約1〜約10である、組成物に関する。
約100重量部のSiO2に対して、Al2O3の含有量が約20〜約35重量部であり、B2O3の含有量が約10〜約22重量部であり、CaOの含有量が約4〜約17重量部であり、MgOの含有量が約0〜約10重量部であり、およびSrOの含有量が約0.8〜約14重量部であり、ならびに
前記ガラス製品は、以下の経験式(I):
M=0.13×wt(B2O3)×wt(B2O3)+0.42×wt(CaO)+0.55×wt(MgO)+0.75×wt(SrO)−0.05×wt(Al2O3)×wt(Al2O3) 式(I)
(式中、wt(B2O3)は、約100重量部のSiO2に対するB2O3の重量部を示し、
wt(CaO)は、約100重量部のSiO2に対するCaOの重量部を示し、
wt(MgO)は、約100重量部のSiO2に対するMgOの重量部を示し、
wt(SrO)は、約100重量部のSiO2に対するSrOの重量部を示し、および
wt(Al2O3)は、約100重量部のSiO2に対するAl2O3の重量部を示す)
によって計算されるM値が約1〜約10である、ガラス製品に関する。好ましくは、ガラス製品はガラス基材である。
K=1.5×(X/Y)−1.8×D+0.22×H+1.8×N 式(II)
(式中、X/Yは、1.02〜1.24の値を有する前記ガラス基材の長さ−幅比を示し、Dは前記ガラス基材の厚みをミリメートル(mm)で示した数値を示し、Hは前記ガラス基材の厚さ範囲をマイクロメートル(μm)で示した数値を示し、ならびにNは前記ガラス基材のキログラム(Kg)あたりの数で表した固体介在物および気体介在物の合計数を示す値を示す)
によって計算されるK値が約7.0以下である。
1)融解を含むプロセスによって、原料の形態の成分を、融解した透明なガラスに調製するステップ;
2)融解した透明なガラスを均一にするステップ;および
3)均一にした融解した透明なガラスを冷却し、成型するステップ
を含む方法によって製造され、
ステップ1)およびステップ2)のいずれかまたは両方は、超音波処理を含む。さらなる実施形態において、超音波処理中に1つ以上のロッドを融解したガラスに挿入する。
1)大理石の水平な台を備えた反り測定装置を準備し、台の上には仮想の基準水平面があり;
2)大理石の水平な台上に複数の固定位置を選択し、固定位置における大理石の水平な台からの仮想の基準水平面の高さを測定し、その高さをH1として記録し;
3)大理石の水平な台上にガラス基材のシート全体を置き、固定位置における仮想の基準水平面からガラス基材の上面の高さを測定し、その高さをH2として記録し;
4)H1をH2に加えて、固定位置における実際の高さを得て;および
5)固定位置における実際の高さの最大値から最小値を引いて(すなわち範囲)、ミリメートル(mm)で示した反りを得る、
反り試験手順に従って測定される反り程度を指し、
ここで仮想の基準水平面は、大理石の水平な台を修正するために提供され、H2はH1より大きいものであるべきである。
1)原材料の形態の所定量の成分を混合して、混合物を得た。混合物を約1400〜約1600℃の間の温度に加熱して、融解した透明なガラスを得た。その後、(行う場合は)超音波処理を行い、(挿入する場合は)アレイ状に配置したロッドを融解したガラスに超音波処理中に挿入した。融解したガラスを20分間放置した。
実施例1および比較例1と同じ組成物、含有量および融解温度を使用して、超音波処理およびロッドが、ガラス基材の固体介在物および気体介在物の数、厚さ範囲および反りに与える影響を調査した。
実施例1〜7のガラス基材の破壊靭性(KIC)値をユニバーサルテスターおよびビッカース硬さ試験機を使用して、ASTM E−1820に準拠して、MPa・m1/2で測定した。結果を表4に示す。表2のデータを、表4のM値およびK値に使用する。
前述の実施例は、本発明の単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではないと考えられるべきである。本発明の原理から逸脱することなく、前述の詳細な説明および本発明の実施例に記載の内容に対して多くの改変および変形を施すことができる。このような改変および変形は全て本出願によって包含される。
Claims (32)
- ガラス製品を調製するためのSiO2、Al2O3、B2O3、CaO、MgO、SrO、SnO 2 、および、所望によりBaOからなる組成物であって、
100重量部のSiO2に対して、Al2O3の含有量が20〜35重量部であり、B2O3の含有量が10〜22重量部であり、CaOの含有量が4〜17重量部であり、MgOの含有量が0〜10重量部であり、SrOの含有量が0.8〜1.5重量部であり、SnO 2 含有量が0.1〜0.8重量部であり、およびBaOの含有量が0〜4重量部であり、ならびに
前記組成物は、以下の経験式(I):
M=0.13×wt(B2O3)×wt(B2O3)+0.42×wt(CaO)+0.55×wt(MgO)+0.75×wt(SrO)−0.05×wt(Al2O3)×wt(Al2O3) 式(I)
(式中、wt(B2O3)は、100重量部のSiO2に対するB2O3の重量部を示し、
wt(CaO)は、100重量部のSiO2に対するCaOの重量部を示し、
wt(MgO)は、100重量部のSiO2に対するMgOの重量部を示し、
wt(SrO)は、100重量部のSiO2に対するSrOの重量部を示し、および
wt(Al2O3)は、100重量部のSiO2に対するAl2O3の重量部を示す)
によって計算されるM値が1〜3である、組成物。 - Al2O3の含有量、B2O3の含有量、CaOの含有量、MgOの含有量およびSrOの含有量の1つ以上が、独立して以下のように規定される:、
Al2O3の含有量が25〜30重量部であるか、
B2O3の含有量が15〜18重量部であるか、
CaOの含有量が10〜14重量部であるか、
MgOの含有量が1〜5重量部、好ましくは1.8〜3重量部であるか、または
SrOの含有量が1.1〜1.5重量部である、請求項1に記載の組成物。 - SnO2の含有量およびBaOの含有量の1つ以上が、独立して以下のように規定される:
SnO 2 の含有量が0.2〜0.7重量部であるか、または
BaOの含有量が0.5〜3重量部である、請求項1または2に記載の組成物。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物から製造されるガラス製品。
- ガラス基材であり、前記ガラス基材は、以下の経験式(II):
K=1.5×(X/Y)−1.8×D+0.22×H+1.8×N 式(II)
(式中、X/Yは、1.02〜1.24の値を有する前記ガラス基材の長さ−幅比を示し、Dは前記ガラス基材の厚みをミリメートル(mm)で示した数値を示し、Hは前記ガラス基材の厚さ範囲をマイクロメートル(μm)で示した数値を示し、およびNは前記ガラス基材のキログラム(Kg)あたりの数で表した固体介在物および気体介在物の合計数を示す値を示す)
によって計算されるK値が7.0以下である、請求項4に記載のガラス製品。 - 前記K値が6.5以下、好ましくは6.0以下、最も好ましくは5.5以下である、請求項5に記載のガラス製品。
- 前記ガラス製品が、
1)融解を含むプロセスによって、原材料の形態の成分を、融解した透明なガラスに調製するステップ;
2)前記融解した透明なガラスを均一にするステップ;および
3)均一にした融解した透明なガラスを冷却し、成型するステップ
を含む方法によって製造され、
ステップ1)およびステップ2)のいずれかまたは両方が超音波処理を含む、請求項5または6に記載のガラス製品。 - 前記超音波処理中に1つ以上のロッドが融解したガラスに挿入される、請求項7に記載のガラス製品。
- 前記超音波処理が50〜60W/Lの平均音響エネルギー密度を有する超音波を使用して実施され、および/または前記超音波処理が25〜40kHzの超音波周波数を有する超音波を使用して実施される、請求項7または8に記載のガラス製品。
- 前記超音波処理が1000〜1500℃、好ましくは1100〜1400℃、より好ましくは1200〜1300℃の温度で実施される、請求項7〜9のいずれか一項に記載のガラス製品。
- 前記超音波処理の継続時間が、独立して、3〜60分、好ましくは5〜50分、より好ましくは10〜40分、最も好ましくは15〜30分である、請求項7〜10のいずれか一項に記載のガラス製品。
- 複数の超音波処理を使用し、各超音波処理の間の時間間隔が、独立して、1〜20分、好ましくは2〜15分、さらに好ましくは5〜10分である、請求項7〜10のいずれか一項に記載のガラス製品。
- 前記ロッドが、円柱ならびに/または角柱(例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱および/もしくは八角柱)であり、好ましくは、前記円柱の直径もしくは呼び径または前記角柱の外接円の直径もしくは呼び径が、10〜30ミリメートルである、請求項8に記載のガラス製品。
- 前記ロッドが前記融解したガラスに不純物を与えない不活材料から作製されており、好ましくは、前記ロッドがPtおよび/またはRhを含む材料から作製されている、請求項8に記載のガラス製品。
- 複数の前記ロッドの間隔が、独立して、10〜50mmであり、好ましくは、複数の前記ロッドがアレイ状に配置される、請求項8に記載のガラス製品。
- SiO2、Al2O3、B2O3、CaO、MgO、SrO、SnO 2 、および、所望によりBaOからなるガラス製品であって、
100重量部のSiO2に対して、Al2O3の含有量が20〜35重量部であり、B2O3の含有量が10〜22重量部であり、CaOの含有量が4〜17重量部であり、MgOの含有量が0〜10重量部であり、SrOの含有量が0.8〜1.5重量部であり、SnO 2 含有量が0.1〜0.8重量部であり、およびBaOの含有量が0〜4重量部であり、ならびに
前記ガラス製品は、以下の経験式(I):
M=0.13×wt(B2O3)×wt(B2O3)+0.42×wt(CaO)+0.55×wt(MgO)+0.75×wt(SrO)−0.05×wt(Al2O3)×wt(Al2O3) 式(I)
(式中、wt(B2O3)は、100重量部のSiO2に対するB2O3の重量部を示し、
wt(CaO)は、100重量部のSiO2に対するCaOの重量部を示し、
wt(MgO)は、100重量部のSiO2に対するMgOの重量部を示し、
wt(SrO)は、100重量部のSiO2に対するSrOの重量部を示し、および
wt(Al2O3)は、100重量部のSiO2に対するAl2O3の重量部を示す)
によって計算されるM値が1〜3である、ガラス製品。 - Al2O3の含有量、B2O3の含有量、CaOの含有量、MgOの含有量およびSrOの含有量の1つ以上が、独立して以下のように規定される:
Al2O3の含有量が25〜30重量部であるか、
B2O3の含有量が15〜18重量部であるか、
CaOの含有量が10〜14重量部であるか、
MgOの含有量が1〜5重量部、好ましくは1.8〜3重量部であるか、または
SrOの含有量が1.1〜1.5重量部である、請求項16に記載のガラス製品。 - SnO2の含有量およびBaOの含有量の1つ以上が、独立して以下のように規定される:
SnO 2 の含有量が0.2〜0.7重量部であるか、または
BaOの含有量が0.5〜3重量部である、請求項16または17に記載のガラス製品。 - ガラス基材であり、前記ガラス基材は、以下の経験式(II):
K=1.5×(X/Y)−1.8×D+0.22×H+1.8×N 式(II)
(式中、X/Yは、前記ガラス基材の長さ−幅比を示し、1.02〜1.24の値であり、Dは前記ガラス基材の厚みをミリメートル(mm)で示した数値を示し、Hは前記ガラス基材の厚さ範囲をマイクロメートル(μm)で示した数値を示し、ならびにNは前記ガラス基材のキログラム(Kg)あたりの数で表した固体介在物および気体介在物の合計数を示す値を示す)
によって計算されるK値が7.0以下である、請求項16〜18のいずれか1項に記載のガラス製品。 - 前記K値が6.5以下、好ましくは6.0以下、最も好ましくは5.5以下である、請求項19に記載のガラス製品。
- 前記ガラス製品が、
1)融解を含むプロセスによって、原料の形態の成分を、融解した透明なガラスに調製するステップ;
2)前記融解した透明なガラスを均一にするステップ;および
3)均一にした融解した透明なガラスを冷却し、成型するステップ
を含む方法によって製造され、
ステップ1)およびステップ2)のいずれかまたは両方が1つ以上の超音波処理を含む、請求項19または20に記載のガラス製品。 - 前記超音波処理中に1つ以上のロッドが融解したガラスに挿入される、請求項21に記載のガラス製品。
- 前記超音波処理が50〜60W/Lの平均音響エネルギー密度を有する超音波を使用して実施され、および/または前記超音波処理が25〜40kHzの超音波周波数を有する超音波を使用して実施される、請求項21または22に記載のガラス製品。
- 前記超音波処理が1000〜1500℃、好ましくは1100〜1400℃、より好ましくは1200〜1300℃の温度で実施される、請求項21〜23のいずれか一項に記載のガラス製品。
- 前記超音波処理の継続時間が、独立して、3〜60分、好ましくは5〜50分、より好ましくは10〜40分、最も好ましくは15〜30分である、請求項21〜24のいずれか一項に記載のガラス製品。
- 複数の超音波処理を使用し、各超音波処理の間の時間間隔が、独立して、1〜20分、好ましくは2〜15分、さらに好ましくは5〜10分である、請求項21〜25のいずれか一項に記載のガラス製品。
- 前記ロッドが、円柱ならびに/または角柱(例えば、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱および/もしくは八角柱)であり、好ましくは、前記円柱の直径もしくは呼び径または前記角柱の外接円の直径もしくは呼び径が、10〜30ミリメートルである、請求項22に記載のガラス製品。
- 前記ロッドが前記融解したガラスに不純物を与えない不活材料から作製されており、好ましくは、前記ロッドがPtおよび/またはRhを含む材料から作製されている、請求項22に記載のガラス製品。
- 複数の前記ロッドの間隔が、独立して、10〜50mmであり、好ましくは、複数の前記ロッドがアレイ状に配置される、請求項22に記載のガラス製品。
- 請求項4〜29のいずれか一項に記載の前記ガラス製品を含むディスプレイデバイス。
- ディスプレイスクリーン、テレビ、タッチスクリーン、フラットパネルディスプレイ等のフラットパネルディスプレイデバイス、ポータブルディスプレイデバイス、および携帯電話等のコミュニケーションデバイスである、請求項30に記載のディスプレイデバイス。
- ディスプレイデバイスの製造における請求項4〜29のいずれか一項に記載のガラス製品の使用。
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