特許 6584013 ＣＴＥが中程度から高いガラスおよびそれを備えたガラス物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6584013

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】ＣＴＥが中程度から高いガラスおよびそれを備えたガラス物品

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/091 20060101AFI20190919BHJP

   C03C 3/093 20060101ALI20190919BHJP

   C03B 23/203 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   C03C3/091

   C03C3/093

   C03B23/203

【請求項の数】17

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2016-534765(P2016-534765)

(86)(22)【出願日】2014年8月11日

(65)【公表番号】特表2016-528153(P2016-528153A)

(43)【公表日】2016年9月15日

(86)【国際出願番号】US2014050486

(87)【国際公開番号】WO2015023561

(87)【国際公開日】20150219

【審査請求日】2017年8月8日

(31)【優先権主張番号】61/866,168

(32)【優先日】2013年8月15日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/878,829

(32)【優先日】2013年9月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】キツェンスキ，ティモシー ジェイムズ

(72)【発明者】

【氏名】マウロ，ジョン クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】ピアソン−ストゥル，ミシェル ダイアン

(72)【発明者】

【氏名】シャウト，ロバート アンソニー

(72)【発明者】

【氏名】ヴェンカタラマン，ナテサン

【審査官】 吉川 潤

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５２８０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３０１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２２９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０４５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４６３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８９２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６３６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９３７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０６５６４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ ３／０７６ − ３／０９３

Ｃ０３Ｂ ２３／０２３

Ｃ０３Ｂ １７／０６

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス組成物において、
６５モル％から７３モル％のＳｉＯ₂、
５モル％から１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
４モル％から１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０．０９モル％から０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
２モル％から１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から７モル％のＭｇＯ、
０モル％超から９モル％のＣａＯ、
２モル％から６モル％のＳｒＯ、および
０モル％超から１モル％のＢａＯ
を含むガラス組成物であって、
Ｒ’Ｏが該組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが５モル％から１６モル％であるガラス組成物。

【請求項2】

ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の１種類以上をさらに含み、存在する場合、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の各々の量が０超から３モル％である、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項3】

２０℃から３００℃の範囲で５５×１０^-7／℃から１２０×１０^-7／℃の熱膨張係数を有する、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項4】

１００キロポアズ以上の液相線粘度を有する、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項5】

前記液相線粘度が２５０キロポアズ以上である、請求項４記載のガラス組成物。

【請求項6】

ガラスコアおよび少なくとも１つのガラスクラッドを備えたガラス積層板であって、前記ガラスコアが、請求項１記載のガラス組成物から構成される、ガラス積層板。

【請求項7】

前記ガラス組成物が、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の１種類以上を含み、存在する場合、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の各々の量が０超から３モル％である、請求項６記載のガラス積層板。

【請求項8】

家庭用または業務用電子機器におけるカバーガラスまたはガラスバックプレーンとして請求項１記載のガラス組成物を備えた機器。

【請求項9】

前記ガラスが、
６５モル％から７３モル％のＳｉＯ₂、
５モル％から９モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
４モル％から１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０．０９モル％から０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
２モル％から１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から７モル％のＭｇＯ、
０モル％超から９モル％のＣａＯ、
２モル％から６モル％のＳｒＯ、および
０モル％超から１モル％のＢａＯ
を含み、
Ｒ’Ｏが該組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが５モル％から１６モル％である、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項10】

前記ガラスが、
６５モル％から７３モル％のＳｉＯ₂、
８モル％から１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
４モル％から１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０．０９モル％から０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
２モル％から１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から７モル％のＭｇＯ、
０モル％超から９モル％のＣａＯ、
２モル％から６モル％のＳｒＯ、および
０モル％超から１モル％のＢａＯ
を含み、
Ｒ’Ｏが該組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが５モル％から１６モル％である、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項11】

前記ガラスが、
６５モル％から７３モル％のＳｉＯ₂、
５モル％から９モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
４モル％から９モル％のＢ₂Ｏ₃、
０．０９モル％から０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
２モル％から１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から７モル％のＭｇＯ、
０モル％超から９モル％のＣａＯ、
２モル％から６モル％のＳｒＯ、および
０モル％超から１モル％のＢａＯ
を含み、
Ｒ’Ｏが該組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが５モル％から１６モル％である、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項12】

前記ガラスが、
６５モル％から７３モル％のＳｉＯ₂、
５モル％から９モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
４モル％から１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０．０９モル％から０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
５モル％から１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から７モル％のＭｇＯ、
０モル％超から９モル％のＣａＯ、
２モル％から６モル％のＳｒＯ、および
０モル％超から１モル％のＢａＯ
を含み、
Ｒ’Ｏが該組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが５モル％から１６モル％である、請求項１記載のガラス組成物。

【請求項13】

ガラス組成物において、
６５モル％から７３モル％のＳｉＯ₂、
５モル％から１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
４モル％から１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０．０９モル％から０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
２モル％から１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から７モル％のＭｇＯ、
０モル％超から９モル％のＣａＯ、
２モル％から６モル％のＳｒＯ、
０モル％超から１モル％のＢａＯ、および
０モル％超から３モル％のＳｎＯ₂
から実質的になるガラス組成物であって、
Ｒ’Ｏが該組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが５モル％から１６モル％であるガラス組成物。

【請求項14】

２０℃から３００℃の範囲で５５×１０^-7／℃から１２０×１０^-7／℃の熱膨張係数を有する、請求項１３記載のガラス組成物。

【請求項15】

１００キロポアズ以上の液相線粘度を有する、請求項１３記載のガラス組成物。

【請求項16】

前記液相線粘度が２５０キロポアズ以上である、請求項１５記載のガラス組成物。

【請求項17】

ガラスコアおよび少なくとも１つのガラスクラッドを備えたガラス積層板であって、前記ガラスコアが、請求項１３記載のガラス組成物から構成される、ガラス積層板。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の説明】

【0001】

本出願は、２０１３年９月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／８７８８２９号に米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものであり、２０１３年８月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／８６６１６８号に関連しており、それらの内容の全てがここに依拠され、全体として引用される。

【技術分野】

【0002】

本明細書は、概して、ガラス組成物に関し、より詳しくは、ＣＴＥが中程度から高いカリウム含有アルミノケイ酸塩および／またはアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物、およびそれを備えたガラス物品に関する。

【背景技術】

【0003】

カバーガラス、ガラスバックプレーンなどのガラス物品が、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、コンピュータ用モニタ、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）などの家庭用および業務用の両方の電子機器に使用されている。これらのガラス物品のいくつかは、ガラス物品に、利用者の指および／またはスタイラス器具を含む様々な物体が触れる必要がある「タッチ」機能を備えることがあり、ガラスは、それ自体で、損傷を受けずに頻繁に行われる接触に耐えるのに十分に頑丈でなければならない。さらに、そのようなガラス物品は、携帯電話、パーソナル・メディア・プレーヤー、およびタブレット型コンピュータなどの携帯用電子機器に組み込まれることもある。それらの機器に組み込まれたガラス物品は、関連する機器の運送中および／または使用中に損傷を受けやすいであろう。したがって、電子機器に使用されるガラス物品は、実際の使用からの日常的な「タッチ」による接触だけでなく、機器が持ち運ばれているときに生じることがある偶発的な接触と衝撃にも耐えられる増強された強度を必要とするであろう。

【0004】

ガラス物品は、通常、熱強化(thermal tempering)および／またはイオン交換処理によって強化される。いずれの場合にも、ガラス物品は、そのガラス物品が形成された後に、追加の処理工程が施される。これらの追加の処理工程により、ガラス物品の全体のコストが増加するであろう。さらに、これらの処理工程を実施するのに必要な追加の取扱いのために、ガラス物品が損傷を受けるおそれが増し、これにより、製造の歩留まりが低下し、製造費およびガラス物品の最終的なコストがさらに増してしまう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、追加の処理工程を必要としない強化ガラス物品を製造するために使用できる代わりのガラス組成物およびそのような組成物から製造されるガラス物品が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、０モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物を含む。

【0007】

第２の態様は、約６５モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約５モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約０．５モル％のＮａ₂Ｏ、約２モル％から約１３モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約２モル％から約６モル％のＳｒＯ、および０モル％から約１モル％のＢａＯを含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物を含む。

【0008】

別の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約５モル％から８モル％未満（＜８）のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物を含む。

【0009】

第４の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から７モル％未満のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物を含む。

【0010】

第５の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、８モル％超から約１４モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物を含む。

【0011】

第６の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約９モル％未満であるガラス組成物を含む。

【0012】

いくつかの実施の形態において、上述したガラス組成物は、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の１種類以上をさらに含み、存在する場合、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の各々の量は０超から約３モル％である。

【0013】

いくつかの実施の形態において、上述したガラス組成物は、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の１種類以上を０モル％超から約３モル％、およびＴｉＯ₂、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＣｄＯ、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆ^-、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、またはＩ^-の１種類以上を０から約３モル％と共に、先に列挙した成分から実質的になる。

【0014】

いくつかの実施の形態において、上述したガラス組成物は、２０℃から３００℃の範囲で約５５×１０^-7／℃から約１２０×１０^-7／℃のＣＴＥを有する。他の実施の形態において、上述したガラス組成物は、２０℃から３００℃の範囲で約７５×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃のＣＴＥを有する。いくつかの実施の形態において、上述したガラス組成物は、約１００キロポアズ以上の液相線粘度を有する。他の実施の形態において、上述したガラス組成物は、約２５０キロポアズ以上の液相線粘度を有する。

【0015】

コアガラスおよび少なくとも１つのクラッドガラスを備えたガラス積層板もここに具体化される。第７の態様は、コアガラスおよび少なくとも１つのクラッドガラスを備えたガラス積層板であって、そのガラスコアが、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、０モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含み、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％である、ガラス積層板を含む。

【0016】

第８の態様は、約６５モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約５モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約０．５モル％のＮａ₂Ｏ、約２モル％から約１３モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約２モル％から約６モル％のＳｒＯ、および０モル％から約１モル％のＢａＯを含むガラスコアであって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラスコアを備えたガラス積層板を含む。

【0017】

第９の態様は、約６５モル％から約７３モル％のＳｉＯ₂、約５モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％超から約０．５モル％のＮａ₂Ｏ、約２モル％から約１３モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％超から約９モル％のＣａＯ、約２モル％から約６モル％のＳｒＯ、および０モル％超から約１モル％のＢａＯを含むガラスコアであって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約５モル％から約１６モル％であるガラスコアを備えたガラス積層板を含む。

【0018】

第１０の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約５モル％から８モル％未満（＜８）のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス積層板であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス積層板を含む。

【0019】

第１１の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から７モル％未満のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス積層板であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス積層板を含む。

【0020】

第１２の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、８モル％超から約１４モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス積層板であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス積層板を含む。

【0021】

別の態様は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むガラス積層板であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約９モル％未満であるガラス積層板を含む。

【0022】

いくつかの実施の形態において、上述したガラス積層板のいずれのガラスコアも、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の１種類以上をさらに含み、存在する場合、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の各々の量は０超から約３モル％である。

【0023】

いくつかの実施の形態において、上述したガラス組成物は、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂の１種類以上を０モル％超から約３モル％、およびＴｉＯ₂、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＣｄＯ、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆ^-、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、またはＩ^-の１種類以上を０から約３モル％と共に、先に列挙した成分から実質的になる。

【0024】

いくつかの実施の形態において、上述したガラスコアは、２０℃から３００℃の範囲で約５５×１０^-7／℃から約１２０×１０^-7／℃のＣＴＥを有する。他の実施の形態において、上述したガラスコアは、２０℃から３００℃の範囲で約７５×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃のＣＴＥを有する。いくつかの実施の形態において、上述したガラスコアは、約１００キロポアズ以上の液相線粘度を有する。他の実施の形態において、上述したガラスコアは、約２５０キロポアズ以上の液相線粘度を有する。

【0025】

いくつかの実施の形態において、上述したガラス積層板は、約６０モル％から約６６モル％のＳｉＯ₂、約７モル％から約１０モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約１４モル％から約１８モル％のＢ₂Ｏ₃、および約９モル％から約１６モル％のアルカリ土類酸化物を含むクラッドガラスであって、アルカリ土類酸化物が少なくともＣａＯを含み、ＣａＯは、約３モル％から約１２モル％の濃度でそのガラス組成物中に存在し、そのガラス組成物がアルカリ金属およびアルカリ金属を含有する化合物を実質的に含まない、クラッドガラスを備えている。

【0026】

第１４の態様は、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、コンピュータ用モニタ、現金自動預入支払機（ＡＴＭ）を含む家庭用または業務用電子機器におけるカバーガラスまたはガラスバックプレーン用途、タッチスクリーンまたはタッチセンサ用途、携帯電話、パーソナル・メディア・プレーヤー、およびタブレット型コンピュータを含む携帯用電子機器向け、太陽電池用途、建築用ガラス用途、自動車または車両ガラス用途、もしくは業務用または家庭用電化製品用途への、上述したガラス組成物または積層板のいずれの使用も含む。

【0027】

ガラス組成物およびここに記載されたガラス組成物から形成されたガラス物品の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者にとって容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。

【0028】

先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、様々な実施の形態を記載しており、請求項の主題の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、様々な実施の形態のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。それらの図面は、記載された様々な実施の形態を図解しており、説明と共に、請求項の主題の原理および作動を説明する働きをする。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図示され、ここに記載された１つ以上の実施の形態による積層ガラス物品の概略断面図

【図2】図１のガラス物品を製造するためのフュージョンドロー法を示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下の詳細な説明において、本発明の実施の形態の完全な理解を与えるために、数多くの特定の詳細が述べられているであろう。しかしながら、本発明の実施の形態を、これらの特定の詳細のいくつかまたは全てがなくとも、実施してよい場合が、当業者に明白であろう。他の場合、周知の特徴またはプロセスは、本発明を不必要に分かりにくくしないように、詳細に記載されないことがある。その上、共通のまたは類似の要素を特定するために、同様のまたは同じ参照番号が使用されることがある。さらに、特に明記のない限り、ここに用いた全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。対立する場合、この中の定義を含む本明細書が優先する。

【0031】

本発明の実施または試験に、他の方法を使用しても差し支えないが、特定の適切な方法および材料がここに記載されている。

【0032】

開示された方法および組成物に使用できる、それと共に使用できる、その調製に使用できる、またはその実施の形態である、材料、化合物、組成物、および成分が開示されている。これらと他の材料がここに開示されており、これらの材料の組合せ、部分集合、相互作用、群などが開示されている場合、これらの化合物の様々な個々と集合の組合せと置換の各々の具体的な参照が明白に開示されていなくても、各々が具体的に考えられ、ここに記載されていることが理解されよう。

【0033】

それゆえ、置換基Ａ、ＢおよびＣの群、並びに置換基Ｄ、ＥおよびＦの群が開示され、組合せの実施の形態の一例Ａ−Ｄが開示されている場合、各々が個別と集合的に考えられる。すなわち、この例において、組合せＡ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−ＥおよびＣ−Ｆの各々が、具体的に考えられ、Ａ、Ｂおよび／またはＣ；Ｄ、Ｅおよび／またはＦ；並びに例の組合せＡ−Ｄの開示から開示されていると考えるべきである。同様に、これらの任意の部分集合または組合せも、具体的に考えられ、開示されている。それゆえ、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−ＦおよびＣ−Ｅの部分群が、具体的に考えられ、Ａ、Ｂおよび／またはＣ；Ｄ、Ｅおよび／またはＦ；並びに例の組合せＡ−Ｄの開示から開示されていると考えるべきである。この概念は、以下に限られないが、組成物の任意の成分、並びに開示された組成物を製造する方法および使用する方法におえける工程を含む、本開示の全ての態様に適用される。より詳しくは、ここに与えられた例の組成物範囲は、本明細書の一部であると考えられ、さらに、文章におけるそれらの特定の包有にあらゆる面で同等な、例の数値範囲の端点を提供すると考えられ、全ての組合せが具体的に考えられ、開示されている。さらに、実施できる様々な追加の工程がある場合、これらの追加の工程の各々が、開示された方法のどの特定の実施の形態または実施の形態の組合せにより行えること、またそのような組合せの各々が、具体的に考えられ、開示されていると考えるべきであることが理解されよう。

【0034】

さらに、上限値および下限値を含む、数値の範囲がここに列挙されている場合、特定の環境において特に明記のない限り、その範囲は、当該範囲内に、その端点、並びに全ての整数および分数を含むことが意図されている。本発明の領域は、ある範囲を定義する場合に列挙された特定の値に制限されることは意図されていない。さらに、量、濃度、もしくは他の値またはパラメータが、範囲、１つ以上の好ましい範囲もしくは好ましい上限値と好ましい下限値のリストとして与えられている場合、これは、そのような対が別々に開示されているか否かにかかわらず、任意の上限範囲値または好ましい値および任意の下限範囲値または好ましい値の任意の対から形成される全ての範囲が具体的に開示されていると考えるべきである。最後に、値または範囲の端点を記述する際に、「約」という用語が使用されている場合、その開示は、称された特定の値または端点を含むと理解すべきである。

【0035】

ここに用いたように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴が、正確ではなく、正確である必要がないが、許容誤差、換算率、丸め、測定誤差など、および当業者に公知の他の要因を反映して、所望のように、近似および／またはより大きいかより小さくてもよいことを意味する。一般に、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴は、そうであると明白に述べられているか否かにかかわらず、「約」または「近似」である。

【0036】

ここに用いた「または」という用語は、包含的である；より詳しくは、「ＡまたはＢ」という句は、「Ａ、Ｂ、またはＡとＢの両方」を意味する。排他的な「または」は、例えば、「ＡまたはＢのいずれか」および「ＡまたはＢの一方」などの用語によりここに示される。

【0037】

名詞は、本発明の要素および成分を記載するために用いられている。名詞の使用は、これらの要素または成分の１つまたは少なくとも１つが存在することを意味する。名詞は、従来、特定の場合に特に明記のない限り、単数だけではなく、複数の対象を示すために用いられる。

【0038】

実施の形態を記述する目的で、ある変数が、あるパラメータまたは別の変数の「関数」であるという言及は、その変数が、排他的に、列挙されたパラメータまたは変数の関数であることを意味することは意図していないことに留意のこと。そうではなく、列挙されたパラメータの「関数」である変数への言及は、その変数が単一のパラメータまたは複数のパラメータの関数であってよいように、制約がないことを意図している。

【0039】

「好ましくは」、「通常」、および「典型的に」などの用語は、ここに用いられる場合、請求項に記載された発明の範囲を制限するため、または特定の特徴が、請求項に記載された発明の構造または機能にとって絶対不可欠、必須または重要でさえあることを示唆するために用いられていないことを留意のこと。そうではなく、これらの用語は、本開示の実施の形態の特定の態様を特定すること、または本開示の特定の実施の形態に使用されてもされなくてもよい代わりのまたは追加の特徴を強調することが単に意図されている。

【0040】

請求項の１つ以上が、移行句において「ここで」という用語を使用することがあることに留意のこと。本発明を定義する目的で、この用語は、構造の一連の特徴の列挙を導入するために使用される制限のない移行句として請求項に導入され、より一般に使用される制約のない前置き用語の「含む」と同様の様式で解釈すべきであることに留意のこと。

【0041】

本発明のガラスまたはガラスセラミック組成物を製造するために使用される原料および／または設備の結果として、意図的に添加されないある不純物または成分が、最終的なガラスまたはガラスセラミック組成物中に存在し得る。そのような材料は、微量にガラスまたはガラスセラミック組成物中に存在し、ここでは、「混入物」と称される。

【0042】

ここに用いたように、０モル％の化合物を有するガラスまたはガラスセラミック組成物は、その化合物、分子、または元素が、その組成物に意図的に加えられなかったが、その組成物は、それでも、その化合物を、典型的に混入量すなわち微量で含むことがあることを意味するものとして定義される。同様に、「鉄不含有」、「ナトリウム不含有」、「リチウム不含有」、「ジルコニウム不含有」、「アルカリ土類金属不含有」、「重金属不含有」などは、その化合物、分子、または元素が、その組成物に意図的に加えられなかったが、その組成物は、それでも、鉄、ナトリウム、リチウム、ジルコニウム、アルカリ土類金属、または重金属などを、おおよそ混入量すなわち微量で含むことがある。

【0043】

「実質的に含まない」という用語は、ガラス組成物における特定の酸化物成分の不在を記載するために使用される場合、その成分がガラス組成物中に、１モル％未満の微量で汚染物質として存在することを意味する。

【0044】

ここに記載されたガラス組成物の実施の形態において、構成成分（例えば、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃など）の濃度は、特に明記のない限り、酸化物基準のモルパーセント（モル％）で与えられている。

【0045】

ここに用いた「液相線粘度」という用語は、液相線温度でのガラス組成物の剪断粘度を称する。

【0046】

ここに用いた「液相線温度」という用語は、ガラス組成物中で失透が生じる最高温度を称する。

【0047】

ここに用いた「ＣＴＥ」という用語は、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘り平均したガラス組成物の熱膨張係数を称する。

【0048】

ＣＴＥが中程度から高いガラス
ここに記載されたガラス組成物は、そのためにそれらのガラス組成物が、フュージョン・ダウン・ドロー法および／またはフュージョン積層法などのフュージョン成形法に使用するのに特に適したものとなる、液相線粘度または液相線温度などの性質を有する。これらの性質は、ここにより詳しく記載されるように、ガラスの特定の組成物に起因する。

【0049】

第１の態様は、中程度から高いＣＴＥを有するガラス組成物であって、
約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、
約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
０モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、
約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から約７モル％のＭｇＯ、
０モル％から約９モル％のＣａＯ、
約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および
０モル％から約４モル％のＢａＯ
を含み、
Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物（組成物１）を含む。

【0050】

別の態様において、そのガラスは、
約６５モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、
約５モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０モル％から約０．５モル％のＮａ₂Ｏ、
約２モル％から約１３モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から約７モル％のＭｇＯ、
０モル％から約９モル％のＣａＯ、
約２モル％から約６モル％のＳｒＯ、および
０モル％から約１モル％のＢａＯ
を含む組成であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％である組成（組成物２）を含むことがある。

【0051】

別の態様において、そのガラス組成物は、
約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、
約５モル％から８モル％未満のＡｌ₂Ｏ₃、
約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、
約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から約７モル％のＭｇＯ、
０モル％から約９モル％のＣａＯ、
約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および
０モル％から約４モル％のＢａＯ
を含み、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％である（組成物３）。

【0052】

第４の態様は、
約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、
約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
約４モル％から７モル％未満のＢ₂Ｏ₃、
０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、
約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から約７モル％のＭｇＯ、
０モル％から約９モル％のＣａＯ、
約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および
０モル％から約４モル％のＢａＯ
を含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物（組成物４）を含む。

【0053】

第５の態様は、
約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、
約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、
８モル％超から約１４モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から約７モル％のＭｇＯ、
０モル％から約９モル％のＣａＯ、
約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および
０モル％から約４モル％のＢａＯ
を含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約１６モル％であるガラス組成物（組成物５）を含む。

【0054】

第６の態様は、
約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、
約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、
約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、
０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、
約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、
０モル％から約７モル％のＭｇＯ、
０モル％から約９モル％のＣａＯ、
約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および
０モル％から約４モル％のＢａＯ
を含むガラス組成物であって、Ｒ’Ｏがその組成物中のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのモル％を表して、Ｒ’Ｏが約３モル％から約９モル％未満であるガラス組成物（組成物６）を含む。

【0055】

ここに詳述するように、前記ガラス組成物は、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂などの、追加の成分および清澄剤を、０から約３モル％、またはある場合には、０超から約１モル％さらに含んでよい。その上、そのガラス組成物は、約１モル％から約２８モル％のアルカリ土類酸化物を含んでよい。このアルカリ土類酸化物は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ、およびＢａＯの少なくとも１つを含んでよい。

【0056】

ここに記載されたガラス組成物の実施の形態において、ＳｉＯ₂が組成物の最大成分であり、ＳｉＯ₂は、それ自体、結果として形成されるガラス網目構造の主成分である。ＳｉＯ₂は、所望の液相線粘度を得るのと同時に、組成物に添加されるＡｌ₂Ｏ₃の量を相殺するために、ここに記載されたガラス組成物中に使用される。したがって、高いＳｉＯ₂濃度が一般に望ましい。しかしながら、ＳｉＯ₂の含有量が多すぎる場合、ＳｉＯ₂の濃度が高まるにつれて、ガラスを溶融する難しさが増し、これは転じて、ガラスの成形性に悪影響を与えるので、ガラスの成形性が損なわれるであろう。ここに記載された実施の形態において、ガラス組成物は、一般に、約６０から約７５モル％の量でＳｉＯ₂を含む。他の実施の形態において、ガラス組成物は、一般に、約６５から約７５モル％のＳｉＯ₂を含む。例えば、いくつかの実施の形態において、ガラス組成物中のＳｉＯ₂の量は、約６０から約７５モル％、約６０から約７３モル％、約６０から約７０モル％、約６０から約６７モル％、約６０から約６５モル％、約６０から約６３モル％、約６３から約７５モル％、約６３から約７３モル％、約６３から約７０モル％、約６３から約６７モル％、約６３から約６５モル％、約６５から約７５モル％、約６５から約７３モル％、約６５から約７０モル％、約６５から約６７モル％、約６７から約７５モル％、約６７から約７３モル％、約６７から約７０モル％、約７０から約７５モル％、約７０から約７３モル％、または約７３から約７５モル％である。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、または７５モル％のＳｉＯ₂を含む。

【0057】

いくつかの実施の形態において、前記ガラス組成物はＡｌ₂Ｏ₃をさらに含むことがある。Ａｌ₂Ｏ₃は、存在する場合、ＳｉＯ₂と同様に作用することがあり、ガラス組成物から形成されたガラス溶融物における四面体配位中に存在する場合、ガラス組成物の粘度を上昇させることがある。しかしながら、ガラス組成物中にＡｌ₂Ｏ₃が存在すると、ガラス成分中のアルカリ成分の移動度も増すことがある。したがって、ガラス組成物中のＡｌ₂Ｏ₃の量は、注意深く検討する必要がある。

【0058】

ここに記載されたガラス組成物の実施の形態において、ガラス組成物中のＡｌ₂Ｏ₃の濃度は、存在する場合、一般に、約２から約１１モル％である。いくつかの実施の形態において、Ａｌ₂Ｏ₃は、ガラス組成物中に約５から８モル％未満で存在する。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約２から約１１モル％、約２から約１０モル％、約２から約８モル％、約２から８モル％未満、約２から約５モル％、約４から約１１モル％、約４から約１０モル％、約４から約８モル％、約４から８モル％未満、約５から約１１モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約５から約８モル％未満、約８から約１１モル％、または約８から約１０モル％ のＡｌ₂Ｏ₃を含んで差し支えない。いくつかの実施の形態において、ガラスまたはガラスセラミック組成物は、約２、３、４、５、６、７、８未満、８、９、１０、または１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃を含んで差し支えない。

【0059】

ここに記載された実施の形態におけるガラス組成物は、Ｂ₂Ｏ₃をさらに含む。ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃のように、Ｂ₂Ｏ₃はガラス網目構造の形成に寄与する。従来、Ｂ₂Ｏ₃は、ガラス組成物の粘度を減少させるためにガラス組成物に加えられる。しかしながら、ここに記載された実施の形態のいくつかにおいては、Ｂ₂Ｏ₃は、Ｋ₂ＯおよびＡｌ₂Ｏ₃（存在する場合）の添加と併せて、ガラス組成物の徐冷点を上昇させ、液相線粘度を上昇させ、アルカリの移動度を阻害するように働くことがある。ここに記載された実施の形態において、Ｂ₂Ｏ₃は、一般に、０から約１１モル％の量でガラス組成物中に存在する。いくつかの実施の形態において、ガラスは、０超から約１１モル％の量でＢ₂Ｏ₃を含む。いくつかの実施の形態において、ガラスは、約４から約１１モル％の量でＢ₂Ｏ₃を含む。他の実施の形態において、ガラスは、０から約６．５モル％のＢ₂Ｏ₃を含む。さらに他の実施の形態において、ガラスは、約４から７モル％未満のＢ₂Ｏ₃を含む。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０から約１１モル％、０から約１０モル％、０から約８モル％、０から約６モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、０から約１モル％、０超から約１１モル％、０超から約１０モル％、０超から約８モル％、０超から約６モル％、０超から約５モル％、０超から約３モル％、０超から約１モル％、約１から約１１モル％、約１から約１０モル％、約１から約８モル％、約１から約６モル％、約１から約５モル％、約１から３モル％、約１から２モル％、約２から約１１モル％、約２から約１０モル％、約２から約８モル％、約２から約６モル％、約２から約５モル％、約２から３モル％、約４から約１１モル％、約４から約１０モル％、約４から約８モル％、約４から約７モル％未満、約３から約６モル％、約３から約５モル％、約５から約１１モル％、約５から約１０モル％、約５から約８モル％、約５から約６モル％、約６から約１１モル％、約６から約１０モル％、約６から約８モル％、約８から約１１モル％、または約８から約１０モル％のＢ₂Ｏ₃を含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約０、０超、１、２、３、４、５、６、７未満、７、８、９、１０、または１１モル％のＢ₂Ｏ₃を含み得る。

【0060】

ここに記載された実施の形態のガラス組成物は、アルカリ酸化物も含む。詳しくは、ここに記載されたガラス組成物は少なくともＫ₂Ｏを含む。Ｋ₂Ｏなどのアルカリ酸化物をガラス組成物に添加すると、結果として得られたガラスの平均熱膨張係数が上昇し、またガラスの液相線温度が減少することもある。Ｋ₂Ｏの比較的大きいイオン半径（Ｎａ₂ＯおよびＬｉ₂Ｏなどの他のアルカリ酸化物と比べて）により、ガラス中のＫ₂Ｏの拡散性が減少するので、Ｋ₂Ｏは主なアルカリ酸化物成分として使用される。ガラス組成物がディスプレイ用バックプレーンを形成するために使用され、ガラスから、ガラス上に堆積される薄膜トランジスタへのＫ₂Ｏの拡散によりトランジスタが損傷を受ける場合、Ｋ₂Ｏの低い拡散性が特に重要である。積層ガラス物品のガラスコア層を形成するために前記ガラス組成物が使用される実施の形態において、その組成物中にＫ₂Ｏが存在することにより、ガラスコア層と、そのガラスコア層に融合されるガラスクラッド層との間の界面でのクラッド層のイオン交換強化が促進されるであろう。ここに記載された実施の形態において、ガラス組成物中のＫ₂Ｏの濃度はである。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、１から約１８モル％のＫ₂Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、５から約１８モル％のＫ₂Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、８超から約１４モル％のＫ₂Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１から１８モル％、約１から約１５モル％、約１から約１２モル％、約１から約１０モル％、約３から約１８モル％、約３から約１５モル％、約３から約１２モル％、約３から約１０モル％、約５から約１８モル％、約５から約１８モル％、約５から約１５モル％、約５から約１２モル％、約５から約１０モル％、約８から約１８モル％、約８から約１５モル％、約８から約１２モル％、約８から約１０モル％、８超から約１８モル％、８超から約１５モル％、８から約１４モル％、８超から約１０モル％、約１０から約１８モル％、約１０から約１５モル％、約１０から約１２モル％、約１２から約１８モル％、または約１２から約１５モル％のＫ₂Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１、２、３、４、５、６、７、８、８超、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、または１８モル％のＫ₂Ｏを含み得る。

【0061】

ここに記載されたガラス組成物のいくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、Ｎａ₂ＯまたはＬｉ₂Ｏなどの追加のアルカリ酸化物を１種類以上含むことがある。追加のアルカリ酸化物が存在するいくつかの実施の形態において、アルカリ酸化物は特にＮａ₂Ｏである。追加のアルカリ酸化物がガラス組成物中に存在する実施の形態において、その追加のアルカリ酸化物の濃度は０超から約３モル％である。いくつかの他の実施の形態において、追加のアルカリ酸化物はＮａ₂Ｏであり、これは、０モル％超から約１モル％でガラス組成物中に存在する。いくつかの実施の形態において、ガラスは、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、０から約０．５モル％、０から約０．１モル％、０から約０．０５モル％、０から約０．０１モル％、０超から約３モル％、０超から約２モル％、０超から約１モル％、０超から約０．５モル％、０超から約０．１モル％、０超から約０．０５モル％、または０超から約０．０１モル％のＮａ₂ＯまたはＬｉ₂Ｏもしくはそれらの組合せを含み得る。

【0062】

ここに記載されたガラス組成物のいくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１から約１８モル％の全アルカリ酸化物Ｒ₂Ｏを含むことがあり、ここで、Ｒ₂Ｏは、Ｎａ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、およびＣｓ₂Ｏの合計である。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１から約１８モル％の全アルカリ酸化物Ｒ₂Ｏを含み、ここで、Ｎａ₂Ｏ＜１モル％、Ｌｉ₂Ｏ＜１モル％、およびＲｂ₂Ｏ＝０モル％およびＣｓ₂Ｏ＝０モル％である。

【0063】

ここに記載されたガラス組成物は、１種類以上のアルカリ土類酸化物をさらに含むことがある。アルカリ土類酸化物は、ガラス組成物の溶融挙動を改善し、ガラス組成物の溶融温度を低下させ、ガラス組成物中のアルカリ成分の拡散を阻害する。ここに記載された実施の形態のいくつかにおいて、アルカリ土類酸化物としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯまたはそれらの組合せが挙げられる。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物中に存在する主なアルカリ土類酸化物はＭｇＯである。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物中に存在する主なアルカリ土類酸化物は、アルカリの拡散性を減少させるために使用されるＢａＯである。しかしながら、他の実施の形態において、アルカリ土類酸化物は主にＳｒＯおよび／またはＣａＯを含む。さらに他の実施の形態において、ガラス組成物が「ＳｕｐｅｒＧｒｅｅｎ（環境に非常に優しい）」である、すなわち環境に優しいガラス組成物である場合など、ガラス組成物はＢａＯを実質的に含まない。

【0064】

ここに定義したように、Ｒ’Ｏは、ガラス組成物中にそのモル％のＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯを含む。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１から約２８モル％のＲ’Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約３から約１６モル％のＲ’Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約５から約１６モル％のＲ’Ｏまたは約３から約１６モル％のＲ’Ｏを含み得る。他の実施の形態において、ガラス組成物は、約３から約９モル％未満のＲ’Ｏを含む。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１から約２８モル％、約１から約２４モル％、約１から約２０モル％、約１から約１６モル％、約１から約１２モル％、約１から約８モル％、約１から約５モル％、約３から約２８モル％、約３から約２４モル％、約３から約２０モル％、約３から約１６モル％、約３から約１２モル％、約３から約９モル％未満、約３から約８モル％、約３から約５モル％、約５から約２８モル％、約５から約２４モル％、約５から約２０モル％、約５から約１６モル％、約５から約１２モル％、約５から約８モル％、約８から約２８モル％、約８から約２４モル％、約８から約２０モル％、約８から約１６モル％、約８から約１２モル％、約１２から約２８モル％、約１２から約２４モル％、約１２から約２０モル％、約１２から約１６モル％、約１６から約２８モル％、約１６から約２４モル％、約８から約２０モル％、または約２０から約２８モル％のＲ’Ｏを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９未満、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、または２８モル％のＲ’Ｏを含み得る。

【0065】

いくつかの実施の形態において、ＭｇＯは、溶融温度を低下させるため、歪み点を上昇させるため、または他のアルカリ土類化合物（例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯ）と併用して使用される場合、ＣＴＥを調節するために、ガラスに加えることができる。いくつかの実施の形態において、ガラスは、約０から約７モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０超から約５モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０超から約５モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０から約７モル％、０から約５モル％、０から約４モル％、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、０超から約７モル％、０超から約５モル％、０超から約４モル％、０超から約３モル％、０超から約２モル％、０超から約１モル％、約１から約７モル％、約１から約５モル％、約１から約４モル％、約１から約３モル％、約１から約２モル％、約２から約７モル％、約２から約５モル％、約２から約４モル％、約２から約３モル％、約３から約７モル％、約３から約５モル％、約３から約４モル％、約４から約７モル％、約４から約５モル％、または約５から約７モル％のＭｇＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約０、０超、１、２、３、４、５、６、または７モル％のＭｇＯを含み得る。

【0066】

いくつかの実施の形態において、ＣａＯは、より高い歪み点、より低い密度、およびより低い溶融温度に寄与し得る。より一般には、ＣａＯは、ある潜在的な失透相、特に灰長石（ＣａＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈）の一成分であり得、この相は、類似のナトリウム相である曹長石（ＮａＡｌＳｉ₃Ｏ₈）との完全な固溶体を有する。ＣａＯ源としては、体積と低コストが要因である限りは、安価な材料である石灰石が挙げられ、いくつかの実施の形態において、ＣａＯ含有量を、他のアルカリ土類酸化物に対して適度に達成できるほど高くすることが、有用であり得る。ここに記載されたガラスまたはガラスセラミックは、０から１０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、そのガラスまたはガラスセラミック組成物は、０から約１０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約０から約９モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０超から約９モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０から約１０モル％、０から約９モル％、０から約６モル％、０から約５モル％、０から約３モル％、０から約１モル％、０超から約１０モル％、０超から約９モル％、０超から約６モル％、０超から約５モル％、０超から３モル％、０超から約１モル％、１から約１０モル％、約１から約９モル％、約１から約６モル％、約１から約５モル％、約１から３モル％、約１から２モル％、約２から約１０モル％、約２から約９モル％、約２から約６モル％、約２から約５モル％、約２から３モル％、約３から約１０モル％、約３から約９モル％、約３から約６モル％、約３から約５モル％、約５から約１０モル％、約５から約９モル％、約５から約６モル％、約６から約１０モル％、約６から約９モル％、または約９から約１０モル％のＣａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約０、０超、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０モル％のＣａＯを含み得る。

【0067】

いくつかの実施の形態において、ガラスは、約０から約５モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、０超から約４モル％のＢａＯを含み得る。他の実施の形態において、ガラス組成物は、０超から約１モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスまたはガラス組成物は、０から約５モル％、０から４モル％、０から３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、０超から約５モル％、０超から約４モル％、０超から約３モル％、０超から約２モル％、０超から約１モル％、約１から約５モル％、約１から約４モル％、約１から約３モル％、約１から約２モル％、約２から約５モル％、約２から約４モル％、約２から約３モル％、約３から約５モル％、約３から約４モル％、または約４から約５モル％のＢａＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約０、０超、１、２、３、４、または５モル％のＢａＯを含み得る。

【0068】

ＳｒＯは、より高い熱膨張係数に寄与し得、ＳｒＯおよびＳｒＯの相対的比率を操作して、液相線温度、それゆえ、液相線粘度を改善し得る。いくつかの実施の形態において、ガラスは、約１から約８モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約２から約６モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１から約８モル％、約１から約６モル％、約１から約４モル％、約１から約２モル％、約２から約８モル％、約２から約６モル％、約２から約４モル％、約４から約８モル％、約４から約６モル％、または約６から約８モル％のＳｒＯを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、約１、２、３、４、５、６、７、または８モル％のＳｒＯを含み得る。

【0069】

ＺｒＯ₂の濃度が、随意的に、成形過程の作用としてガラス中に見つけられる、または追加の成分として添加されることがある。いくつかの実施の形態において、ガラスは、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、０から０．５モル％、０から０．１モル％、０から０．０５モル％、０から０．０１モル％、０超から約３モル％、０超から約２モル％、０超から約１モル％、０超から０．５モル％、０超から０．１モル％、０超から０．０５モル％、０超から０．０１モル％のＺｒＯ₂を含み得る。

【0070】

本発明のガラスまたはガラスセラミック組成物を製造するのに使用される原料および／または設備の結果として、意図的に加えられない特定の不純物または成分が、最終的なガラスまたはガラスセラミック組成物中に存在し得る。そのような材料は、そのガラスまたはガラスセラミック組成物中に微量で存在し、ここでは「混入物」と称される。

【0071】

ここに用いたように、０モル％の化合物を有するガラスまたはガラスセラミック組成物は、その化合物、分子、または元素が、その組成物に意図的に加えられなかったが、その組成物はそれでもその化合物を、典型的に、混入量すなわち微量で含むことがあることを意味するものと定義される。同様に、「鉄不含有」、「ナトリウム不含有」、「リチウム不含有」、「ジルコニウム不含有」、「アルカリ土類金属不含有」、「重金属不含有」などは、その化合物、分子、または元素が、その組成物に意図的に加えられなかったが、その組成物は、それでも、鉄、ナトリウム、リチウム、ジルコニウム、アルカリ土類金属、または重金属などを、おおよそ混入量すなわち微量で含むことがあることを意味するものと定義される。ここに具体化されたガラスまたはガラスセラミック中に見つけられることのある混入化合物としては、以下に限られないが、Ｎａ₂Ｏ、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＣｄＯ、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、硫酸塩などの硫黄系化合物、ハロゲン、またはそれらの組合せが挙げられる。

【0072】

いくつかの実施の形態において、前記ガラスまたはガラスセラミックは、化学的清澄剤をさらに含む。そのような清澄剤としては、以下に限られないが、ＳｎＯ₂、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｆ、ＣｌおよびＢｒが挙げられる。いくつかの実施の形態において、化学的清澄剤の濃度は、３、２、１、または０．５、＞０モル％のレベルに維持される。いくつかの実施の形態において、清澄剤の量は、０超から約３モル％である。化学的清澄剤は、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、およびＭｎＯ₂などの遷移金属の他の酸化物も含んでよい。これらの酸化物は、ガラス中のそれらの最終的な原子価状態における可視吸収のために、ガラスまたはガラスセラミックに色を与えることがあり、それゆえ、存在する場合、それらの濃度は、通常、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１または＞０モル％のレベルに維持される。

【0073】

Ａｓ₂Ｏ₃およびＳｂ₂Ｏ₃による清澄と比べると、スズによる清澄（すなわち、ＳｎＯ₂による清澄）はそれほど効果的ではないが、ＳｎＯ₂は、公知の有害性がない、至る所にある材料である。スズによる清澄は、単独で、または所望であれば、他の清澄技法との併用で、使用することができる。例えば、スズによる清澄を、ハロゲン化物による清澄、例えば、臭素による清澄と組み合わせることができる。他の可能性のある組合せとしては、以下に限られないが、スズによる清澄に加えて、硫酸塩、硫化物、酸化セリウム、機械式泡立て、および／または真空による清澄が挙げられる。これらの他の清澄技法を単独で使用しても差し支えないと考えられる。それらの全てをここに全体として引用する、米国特許第５７８５７２６号、同第６１２８９２４号、同第５８２４１２７号、および同時係属出願である米国特許出願第１１／１１６６６９号の各明細書には、ヒ素不含有ガラスを製造するプロセスが開示されている。その全体が引用される、米国特許第７６９６１１３号明細書には、ガス状包有物を最小にするために、鉄およびスズを使用して、ヒ素およびアンチモン不含有ガラスを製造するプロセスが開示されている。

【0074】

前記ガラスまたはガラスセラミックは、酸化スズ電極を使用したジュール溶融の結果として、スズ含有材料、例えば、ＳｎＯ₂、ＳｎＯ、ＳｎＣＯ₃、ＳｎＣ₂Ｏ₂などのバッチ配合により、または様々な物理的特性、溶融特性、および成形性を調節するための作用物質としてのＳｎＯ₂の添加により、ＳｎＯ₂も含有し得る。そのガラスは、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、０から０．５モル％、または０から０．１モル％のＳｎＯ₂を含有し得る。

【0075】

いくつかの実施の形態において、前記ガラスは、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃、またはそれらの組合せを実質的に含まないことがあり得る。例えば、ガラスは、０．０５質量パーセント以下しかＳｂ₂Ｏ₃またはＡｓ₂Ｏ₃もしくはそれらの組合せを含まないことがあり得る、ガラスは、ゼロ質量パーセントのＳｂ₂Ｏ₃またはＡｓ₂Ｏ₃もしくはそれらの組合せを含むことがある、あるいはガラスは、例えば、意図的に添加されたＳｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃、またはそれらの組合せのいずれも含まないことがある。

【0076】

追加の成分は、追加の恩恵を提供するためにガラス組成物中に含むことができる、あるいは、商業的に調製されたガラス中に典型的に見られる汚染物質をさらに含み得る。例えば、追加の成分は、様々な物理的特性、溶融特性、および成形性を調節するために添加することができる。いくつかの実施の形態によるガラスは、バッチ材料に関連する、および／またはガラスを製造するために使用される溶融、清澄、および／または成形設備によりガラス中に導入される（例えば、ＺｒＯ₂）様々な汚染物質も含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスは、紫外線吸収剤として有用な化合物を１種類以上含むことがある。いくつかの実施の形態において、ガラスは、３モル％以下のＴｉＯ₂、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＣｄＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、ハロゲン、またはそれらの組合せを含み得る。いくつかの実施の形態において、ガラスは、０から約３モル％、０から約２モル％、０から約１モル％、０から０．５モル％、０から０．１モル％、０から０．０５モル％、または０から０．０１モル％のＴｉＯ₂、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＣｄＯ、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ハロゲン、またはそれらの組合せを含み得る。

【0077】

ここに記載されたガラス組成物は、一般に、２０℃から３００℃の範囲に亘り平均して約５５×１０^-7／℃以上の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物のＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約５５×１０^-7／℃から約１２０×１０^-7／℃であることがある。他の実施の形態において、ガラス組成物のＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約７５×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃であることがある。さらに他の実施の形態において、ガラス組成物のＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約９０×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃であることがある。これらの比較的高いＣＴＥのために、そのガラス組成物は、フュージョン形成される積層ガラス物品におけるガラスコア層として使用するのに特にうまく適したものとなる。詳しくは、フュージョン積層プロセス中に、高いＣＴＥのガラスコア層と、ＣＴＥがそれより低いガラスクラッド層と対になった場合、ガラスコア層とガラスクラッド層のＣＴＥの差により、冷却の際に、ガラスクラッド層中に圧縮応力が生じる。したがって、ここに記載されたガラス組成物は、イオン交換処理または熱強化の必要なく、強化された積層ガラス物品を形成するために利用してよい。

【0078】

ここに記載されたガラス組成物は、そのためにこれらのガラス組成物がフュージョンドロー法に使用するのに適したものとなる、特に、フュージョン積層法におけるガラスコア組成物として使用するのに適したものとなる、液相線粘度を有する。いくつかの実施の形態において、その液相線粘度は約１００キロポアズ以上である。いくつかの他の実施の形態において、液相線粘度は、３５０キロポアズ以上またさらには５００キロポアズ以上であることがある。ここに記載されたガラス組成物の高い液相線粘度値は、ＳｉＯ₂含有量の多い高度に重合した溶融物と低い液相線粘度との組合せに起因する。

【0079】

ここに記載されたガラス組成物は、低い液相線温度を有し、これは、液相線粘度のように、そのガラス組成物を、フュージョンドロー法に使用するのに、特に、フュージョン積層法におけるガラスコア層として使用するのに適したものとする。低い液相線温度により、フュージョンドロー法中にガラスの失透が防がれる。これにより、高品質の均質なガラスおよび一貫した流動作用が確保される。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物の液相線温度は約９００℃から約１３００℃である。いくつかの他の実施の形態において、その液相線温度は約１０００℃以下、またさらには約９５０℃以下であることがある。いくつかの実施の形態において、ガラス組成物の液相線温度は９００℃以下であることがある。ガラス組成物の液相線温度は、Ｂ₂Ｏ₃、アルカリ酸化物および／またはアルカリ土類酸化物の濃度の上昇と共に、一般に減少する。

【0080】

表１は、ここに論じたように、ここに開示された特性、性質または所望の特質も提供することがある、具体化された例示の組成範囲を提供している。ゼロ（「０」）もしくは未満または超（「＞」または「＜」）の符号が先行していない限り、表における全ての数値は、「約」その値を称するものと考えるべきである。

【0081】

【表1-1】

【0082】

【表1-2】

【0083】

【表1-3】

【0084】

【表1-4】

【0085】

【表1-5】

【0086】

積層板
ここで図１を参照すると、ここに記載されたガラス組成物を使用して、図１に断面で概略示された積層ガラス物品１００などの、ガラス物品を形成してもよい。積層ガラス物品１００は、概して、ガラスコア層１０２および一対のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂを備えている。ここに記載されたガラス組成物は、ここにさらに詳しく論じられるように、その比較的高い熱膨張係数のために、ガラスコア層として使用するのに特にうまく適している。

【0087】

図１は、第１の表面１０３ａおよび第１の表面１０３ａと反対の第２の表面１０３ｂを有するガラスコア層１０２を示している。第１のガラスクラッド層１０４ａはガラスコア層１０２の第１の表面１０３ａに融合されており、第２のガラスクラッド層１０４ｂはガラスコア層１０２の第２の表面１０３ｂに融合されている。ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、ガラスコア層１０２と、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂとの間に配置された、接着剤、コーティング層などのどのような追加の材料もなく、ガラスコア層１０２に融合されている。それゆえ、ガラスコア層の第１の表面は第１のガラスクラッド層に直接隣接しており、ガラスコア層の第２の表面は第２のガラスクラッド層に直接隣接している。いくつかの実施の形態において、ガラスコア層１０２およびガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、フュージョン積層法により形成される。拡散層（図示せず）が、ガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ａとの間、またはガラスコア層１０２とガラスクラッド層１０４ｂとの間、もしくはその両方に形成されることがある。そのような場合、第１の拡散層の平均クラッド熱膨張係数は、コアの平均コア熱膨張係数の値と、第１のクラッド層の平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有するか、または第２の拡散層の平均クラッド熱膨張係数は、コアの平均コア熱膨張係数の値と、第２のクラッド層の平均クラッド熱膨張係数の値との間の値を有する。

【0088】

ここに記載された積層ガラス物品１００の実施の形態において、ガラスコア層１０２は、平均コア熱膨張係数ＣＴＥ_コアを有する第１のガラス組成物から形成され、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥ_{クラット゛}を有する第２の異なるガラス組成物から形成されている。ＣＴＥ_コアはＣＴＥ_{クラット゛}より大きく、それにより、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、イオン交換または熱強化されずに、圧縮応力が印加される。

【0089】

詳しくは、ここに記載されたガラス物品１００は、ここに引用する米国特許第４２１４８８６号明細書に記載されているプロセスなどのフュージョン積層法により形成されてよい。一例として図２を参照すると、積層ガラス物品を形成するための積層フュージョンドロー装置２００は、下側アイソパイプ２０４の上方に配置された上側アイソパイプ２０２を備えている。上側アイソパイプ２０２はトラフ２１０を備え、その中に、溶融したガラスクラッド組成物２０６が溶融装置（図示せず）から供給される。同様に、下側アイソパイプ２０４はトラフ２１２を備え、その中に、溶融したガラスコア組成物２０８が溶融装置（図示せず）から供給される。ここに記載された実施の形態において、溶融したガラスコア組成物２０８は、溶融したガラスクラッド組成物２０６の平均熱膨張係数ＣＴＥ_{クラット゛}よりも大きい平均熱膨張係数ＣＴＥ_コアを有する。

【0090】

溶融したガラスコア組成物２０８がトラフ２１２を満たすと、トラフ２１２を溢れ、下側アイソパイプ２０４の外側形成表面２１６、２１８上を流れる。下側アイソパイプ２０４の外側形成表面２１６、２１８は、基部２２０で合わさる。したがって、外側形成表面２１６、２１８上を流れる溶融したガラスコア組成物２０８は、下側アイソパイプ２０４の基部２２０で再び接合し、それによって、積層ガラス物品のガラスコア層１０２を形成する。

【0091】

それと同時に、溶融したガラスクラッド組成物２０６が、上側アイソパイプ２０２に形成されたトラフ２１０を溢れ、上側アイソパイプ２０２の外側形成表面２２２、２２４上を流れる。溶融したガラスクラッド組成物２０６は、この溶融したガラスクラッド組成物２０６が下側アイソパイプ２０４の周りを流れ、下側アイソパイプの外側形成表面２１６、２１８上を流れる溶融したガラスコア組成物２０８と接触し、溶融したガラスコア組成物に融合し、ガラスコア層１０２の周りにガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂを形成するように、上側アイソパイプ２０２により外側に逸らされる。

【0092】

上述したように、溶融したガラスコア組成物２０８は、概して、溶融したガラスクラッド組成物２０６の平均クラッド熱膨張係数ＣＴＥ_{クラット゛}よりも大きい平均熱膨張係数ＣＴＥ_コアを有する。したがって、ガラスコア層１０２およびガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂが冷えたときに、ガラスコア層１０２およびガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの熱膨張係数の差により、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂに圧縮応力が生じる。この圧縮応力により、イオン交換処理または熱強化を行わずに、結果として得られた積層ガラス物品の強度が増加する。

【0093】

図１に示された積層ガラス物品１００を再び参照すると、この積層ガラス物品のガラスコア層１０２は、５５×１０^-7／℃以上の熱膨張係数を有する、ここに記載されたガラス組成物などの、平均熱膨張係数が比較的高いガラス組成物から形成される。いくつかの実施の形態において、カラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約５５×１０^-7／℃から約１２０×１０^-7／℃であることがある。他の実施の形態において、カラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約６０×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃であることがある。他の実施の形態において、カラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約７５×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃であることがある。さらに他の実施の形態において、カラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で約９０×１０^-7／℃から約１１０×１０^-7／℃であることがある。

【0094】

１つの実施の形態において、ガラスコア層は、先の組成物１〜６に記載されたガラス組成物、表１に示されたもの、および下記の実施例に示されたものなどの、ＣＴＥが中程度から高いガラス組成物から形成される。

【0095】

例えば、第１のガラス積層板は、約６０モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約２モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、０モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約１モル％のＮａ₂Ｏ、約１モル％から約１８モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約１モル％から約８モル％のＳｒＯ、および０モル％から約４モル％のＢａＯを含むコアガラス組成物を備えている。他の実施の形態において、ガラスコアは、約６５モル％から約７５モル％のＳｉＯ₂、約５モル％から約１１モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約４モル％から約１１モル％のＢ₂Ｏ₃、０モル％から約０．５モル％のＮａ₂Ｏ、約２モル％から約１３モル％のＫ₂Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、０モル％から約９モル％のＣａＯ、約２モル％から約６モル％のＳｒＯ、および０モル％から約１モル％のＢａＯを含む組成物から構成されることがある。これらのガラス組成物は、ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂などの追加の成分および清澄剤を、０から約３モル％、またはある場合には、０超から約１モル％さらに含むことがある。

【0096】

ガラスコア層１０２として使用するための特別なガラス組成物をここに記載してきたが、積層ガラス物品１００のガラスコア層１０２を形成するために、ここに記載されたガラス組成物のいずれを使用してもよいことを理解すべきである。

【0097】

前記ガラス積層板構造のガラスコア層１０２を、平均熱膨張係数が比較的高いガラス組成物から形成されていると先に記載されているのに対し、ガラス物品１００のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂは、フュージョン形成後の積層ガラス物品の冷却の際に、クラッド層における圧縮応力の発生を促進させるのにより低い平均熱膨張係数を有するガラス組成物から形成される。例えば、ガラスクラッド層は、全てがＣｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社に譲渡され、その全てが全体としてここに引用される、「Low CTE Alkali-Free Boroaluminosilicate Glass Compositions and Glass Articles Comprising the Same」と題する同時係属出願である米国仮特許出願第６１／６０４８３９号、「Alkali-Free Boroaluminosilicate Glasses with High Native Scratch Resistance」と題する米国仮特許出願第６１／８６６２７２号、および「Alkali-Free Phosphoboroaluminosilicate Glass」と題する米国仮特許出願第６１／８２１４２６号に記載されたガラス組成物から形成されてもよい。いくつかの実施の形態において、前記ガラスクラッド層は、２０℃から３００℃の温度範囲で約１０から約４５×１０^-7／℃の熱膨張係数を有する。他の実施の形態において、ガラスクラッド層は、２０℃から３００℃の温度範囲で約２０から約４０×１０^-7／℃の熱膨張係数を有する。さらに他の実施の形態において、ガラスクラッドは、２０℃から３００℃の温度範囲で４０×１０^-7／℃未満の熱膨張係数を有する。

【0098】

あるいは、特定の環境において、クラッドおよびコアを、それら２つの間のＣＴＥの差が特定の値以上となるように設計することが都合よいかもしれない。そのような設計により、複合積層板の圧縮応力の制御が可能になるであろう。いくつかの実施の形態において、ガラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で、ガラスクラッドよりも、少なくとも約２０×１０^-7／℃大きい。他の実施の形態において、ガラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で、ガラスクラッドよりも、少なくとも約３０×１０^-7／℃大きい。さらに他の実施の形態において、ガラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で、ガラスクラッドよりも、約１０×１０^-7／℃から約８０×１０^-7／℃大きい。他の実施の形態において、ガラスコアのＣＴＥは、２０℃から３００℃の範囲で、ガラスクラッドよりも、約２０×１０^-7／℃から約６０×１０^-7／℃大きい。

【0099】

一例のガラスクラッドは、約６０モル％から約６６モル％のＳｉＯ₂、約７モル％から約１０モル％のＡｌ₂Ｏ₃、約１４モル％から約１８モル％のＢ₂Ｏ₃、および約９モル％から約１６モル％のアルカリ土類酸化物を含むガラス組成物から構成され、ここで、アルカリ土類酸化物は少なくともＣａＯを含み、ＣａＯは、約３モル％から約１２モル％の濃度でそのガラス組成物中に存在し、そのガラス組成物はアルカリ金属およびアルカリ金属を含有する化合物を実質的に含まない。しかしながら、ガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂの熱膨張係数がガラスコア層１０２の平均熱膨張係数よりも低い限り、積層ガラス物品１００のガラスクラッド層１０４ａ、１０４ｂを形成するために、他のガラス組成物も使用してよいことが理解されよう。

【実施例】

【0100】

ここに記載されたガラス組成物の実施の形態を、以下の実施例により、さらに明確にする。表２に述べられたガラス特性は、ガラスの技術分野で慣習的な技法にしたがって測定した。それゆえ、Ｔ_str（℃）は、ビーム曲げまたはファイバ伸張により測定した、粘度が１０^14.7ポアズと等しい温度である歪み点である。線熱膨張係数（ＣＴＥ）は、２５〜３００℃の温度範囲に亘り、ＡＳＴＭ Ｅ２２８−８５にしたがって測定し、×１０^-7／℃で表されている。徐冷点は、℃で表され、ファイバ伸張技法（ＡＳＴＭ Ｃ３３６）から決定した。ｇ／ｃｍ³で表される密度は、アルキメデス法（ＡＳＴＭ Ｃ６９３）により測定した。℃で表される溶融温度（ガラス溶融物が４００ポアズの粘度を示す温度として定義される）は、回転シリンダ粘度測定法（ＡＳＴＭ Ｃ９６５−８１）により測定した高温粘度データに対するファルチャー方程式の近似を利用して計算した。

【0101】

Ｔ_liq（℃）は、液相線温度−標準勾配ボート液相線法（ＡＳＴＭ Ｃ８２９−８１）で最初の結晶が観察される温度である。これらの条件下で、サンプルの内部に結晶が観察される温度を採用して、ガラスの液相線を表す（対応する試験期間に亘る）。試験は、２４時間からそれより長い時間（例えば、７２時間）まで行ってもよく、時間がより長いと、より遅く成長する相を観察する機会が得られる。ポアズで表される液相線粘度は、液相線温度およびファルチャー方程式の係数から決定した。

【0102】

下記の表２に列挙したバッチ組成物にしたがって、複数の例示のガラス組成物を調製した。酸化物構成成分のバッチを混合し、溶融し、ガラスプレートに成形した。ガラス溶融物の性質（すなわち、液相線温度、徐冷点など）および結果として得られたガラス物品の性質を測定した。その結果が表２に報告されている。示されるように、実施例１〜２０の各々は、そのガラス組成物をフュージョン成形法に使用するのに、特に、フュージョン成形された積層ガラス物品におけるガラスコア層として使用するのにうまく適したものとする、比較的高い熱膨張係数（約６０×１０^-7／℃以上）を示す。

【0103】

【表2-1】

【0104】

【表2-2】

【0105】

【表2-3】

【0106】

【表2-4】

【0107】

【表2-5】

【0108】

【表2-6】

【0109】

【表2-7】

【0110】

【表2-8】

【0111】

ここに記載されたガラス組成物の平均熱膨張係数は比較的高いので、それらガラス組成物は、フュージョン積層法により圧縮応力が印加された積層ガラス物品を形成するために、熱膨張係数が比較的より低いガラス組成物と併せて使用するのに特にうまく適している。これらのガラス物品は、制限するものではないが、携帯電話、パーソナル音楽プレーヤー、タブレット型コンピュータ、ＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、現金自動預入支払機などを含む多種多様な家庭用および業務用電子機器に利用してよい。さらに、ここに記載されたガラス組成物の性質（例えば、液相線粘度、液相線温度など）のために、それらのガラス組成物は、フュージョン・ダウン・ドロー法やフュージョン積層法などのフュージョン成形法に使用するのにうまく適したものとなる。その上、ガラス組成物中のアルカリイオンの移動度が、そのガラス組成物中のＡｌ₂Ｏ₃の濃度が低く、またＢ₂Ｏ₃の濃度がより高いために、著しく低下し、その組成物が、バックプレーン基板中の極めて移動性の高いアルカリイオンが存在するために、基板上の薄膜トランジスタが損なわれることのあるＬＣＤ、ＬＥＤ、およびＯＬＥＤディスプレイのバックプレーン基板として使用するのに特にうまく適したものとなる。最後に、ここでは、積層ガラス物品におるガラスコア層としてのガラス組成物としての使用に具体的に言及しているが、そのガラス組成物は、電子機器用のカバーガラスおよびその他の類似のガラス物品などのガラス物品を形成するために独立して（すなわち、積層構造の一部としてではなく）使用してもよいことを理解すべきである。

【0112】

請求項の主題の精神および範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態に様々な改変および変更を行えることが、当業者には明白であろう。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内に入るという条件で、包含することが意図されている。

【符号の説明】

【0113】

１００ 積層ガラス物品
１０２ ガラスコア層
１０４ａ、１０４ｂ ガラスクラッド層
２００ 積層フュージョンドロー装置
２０２ 上側アイソパイプ
２０４ 下側アイソパイプ
２０６ ガラスクラッド組成物
２０８ ガラスコア組成物
２１０、２１２ トラフ

【図1】

【図2】