特許 6916735 ガラス−セラミック物品の表面の構造的特徴を制御する方法およびそれによって形成された物品

(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】6916735

(24)【登録日】2021年7月20日

(45)【発行日】2021年8月11日

(54)【発明の名称】ガラス−セラミック物品の表面の構造的特徴を制御する方法およびそれによって形成された物品

(51)【国際特許分類】

   C03C 15/00 20060101AFI20210729BHJP

   C04B 41/91 20060101ALI20210729BHJP

   C04B 35/16 20060101ALI20210729BHJP

【ＦＩ】

   C03C15/00 B

   C03C15/00 D

   C04B41/91 B

   C04B35/16

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-544928(P2017-544928)

(86)(22)【出願日】2016年2月24日

(65)【公表番号】特表2018-511547(P2018-511547A)

(43)【公表日】2018年4月26日

(86)【国際出願番号】US2016019211

(87)【国際公開番号】WO2016138051

(87)【国際公開日】20160901

【審査請求日】2019年2月25日

(31)【優先権主張番号】62/121,012

(32)【優先日】2015年2月26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】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】ベイズモア，ブランドン アレン

(72)【発明者】

【氏名】ホウ，ジュン

(72)【発明者】

【氏名】ジン，ユィホイ

(72)【発明者】

【氏名】パク，ウンシク

(72)【発明者】

【氏名】ペトリウスキー，タミー リン

【審査官】 長谷川 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０２１２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０７０８６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０３６１６０９８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０４５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２１９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００９２３５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２３１５４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １５／００

Ｃ０４Ｂ ４１／９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス−セラミック物品の触覚を増加させる方法であって、
第一エッチング液による該ガラス−セラミック物品の表面の第一エッチングを実施することにより、該表面上に複数の構造的特徴を作製する工程であって、
該第一エッチング液が、フッ化水素酸および無機フッ化物塩を含み、ならびに 該複数の構造的特徴が、凸部および凹部を含む、工程と、
該第一エッチング液とは異なる第二エッチング液による該表面の第二エッチングを実施することにより、該複数の構造的特徴を削って、同じタイプの隣接する構造的特徴の間の距離を拡大させる工程であって、
該第二エッチングが該第一エッチングの後に行われ、
該第二エッチングの後に、同じタイプの隣接する構造的特徴の間の平均距離が、０．５μｍから２５μｍの範囲であり、および該同じタイプの構造的特徴の密度が、９，０００個から２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲であり、ならびに
該第二エッチングの後の該表面の触覚が、該第一エッチングの前の該表面の該触覚よりも良好である、工程と、
を含む、方法。

【請求項2】

前記第一エッチング液が、重量パーセントにおいて、３〜６％のフッ化水素酸、２．５〜５％の無機フッ化物塩、および１０〜２５％の湿潤剤を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記湿潤剤が、グリコール類、グリセロール類、アルコール類、界面活性剤類、酸類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記無機フッ化物塩が、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化水素カリウム、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第二エッチング液が、フッ化水素酸および鉱酸を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

同じタイプの隣接する構造的特徴の間の前記平均距離が、７μｍから２０μｍの範囲である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記無機フッ化物塩が、前記ガラス−セラミック物品の前記表面と反応して、前記第一エッチングの際のマスクとしての機能を果たす結晶を形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

複数の構造的特徴を有する表面であって、
該複数の構造的特徴が、該表面の凸部および凹部を含み、ならびに
同じタイプの構造的特徴の間の平均距離が、０．５μｍから２５μｍの範囲であり、該同じタイプの構造的特徴の密度が、９，０００個から２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲であり、前記凸部の平均高さが、８０ｎｍ以上である、表面、
を含むガラス−セラミック物品。

【請求項9】

同じタイプの隣接する構造的特徴の間の前記平均距離が、７μｍから２０μｍの範囲である、請求項８に記載のガラス−セラミック物品。

【請求項10】

前記表面が、使用者が該表面に触ることができるように位置決めされる、請求項８または９に記載のガラス−セラミック物品を含む電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１５年２月２６日に出願された米国特許仮出願第６２／１２１０１２号に対する優先権の恩典を主張するものであり、なお、本出願は当該仮出願の内容に依拠し、ならびに当該仮出願の全体が参照により本明細書に組み入れられる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、ガラス−セラミック物品を修飾する方法に関し、より具体的には、ガラス−セラミック物品の表面を修飾することにより当該表面の触覚を増加させる方法に関する。

【背景技術】

【0003】

電子デバイスにおけるガラスセラミックスの使用は、益々、一般的となっている。電子デバイスにおけるガラスおよびガラスセラミックスの使用は、光学特性および表面テクスチャを提供し、これらは、機能性、触覚、およびそのようなデバイスの外観にかなりの影響を及ぼす。特に、ガラスおよびガラスセラミックスの触覚（触れることによるテクスチャの知覚）は、近年、消費者の需要を満たすために重要となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

触覚は、外部物体または外部力を、身体（とりわけ、手および指）との接触を通じて知覚する能力である。触覚を評価するための因子は、物体（例えば、表面テクスチャ）および当該物体を評価する人の両方に基づいて特定することができる。したがって、触覚は、材料によって、および人によって異なり得る。触覚と物体の表面テクスチャとの間の相関性を確立すること、ならびに触覚を増加させるために物体の表面テクスチャを変更するための方法が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書において、（ａ）第一エッチング液によるガラス−セラミック物品の表面の第一エッチングを実施することにより、当該表面上に複数の構造的特徴を作製する工程であって、当該第一エッチング液が、フッ化水素酸および無機フッ化物塩を含み、ならびに当該複数の構造的特徴が、凸部および凹部を含む、工程と、（ｂ）当該第一エッチング液とは異なる第二エッチング液による当該表面の第二エッチングを実施することにより、当該複数の構造的特徴を削って、同じタイプの隣接する構造的特徴の間の距離を拡大させる工程であって、当該第二エッチングが当該第一エッチングの後に行われ、当該第二エッチングの後に、同じタイプの隣接する構造的特徴の間の平均距離が、０．５μｍから２５μｍの範囲であり、当該同じタイプの構造的特徴の密度が、９，０００個から２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲であり、および、当該第二エッチングの後の表面の触覚が、当該第一エッチングの前の当該表面の触覚よりも良好である、工程と、を含む、ガラス−セラミック物品の触覚を増加させる方法が開示される。いくつかの実施形態において、当該第一エッチング液は、湿潤剤も含み得る。

【0006】

本明細書において、複数の構造的特徴を伴う表面を有するガラス−セラミック物品であって、当該複数の構造的特徴が、当該表面における凸部および凹部を含み、同じタイプの構造的特徴の間の平均距離が、０．５μｍから２５μｍの範囲であり、当該同じタイプの構造的特徴の密度が、９，０００個から２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲である、ガラス−セラミック物品も開示される。

【0007】

さらなる特徴および利点は以下の詳細な説明において述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかとなるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明および特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書において説明されるような実施形態を実施することによって認められるであろう。

【0008】

上述の全般的説明および以下の詳細な説明の両方は、単なる例示であり、特許請求の範囲の本質および特質を理解するための概要または枠組みを提供することを意図していることは理解されたい。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含められており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を成すものである。当該図面は、１つまたは複数の実施形態を例示するものであり、説明と共に、様々な実施形態の原理および作用を説明するのに役に立つ。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】触覚を増加させるためにガラス−セラミック物品の表面を修飾するための例示的プロセスの際の各段階でのガラス−セラミック物品の例示的断面図である。

【図1B】触覚を増加させるためにガラス−セラミック物品の表面を修飾するための例示的プロセスの際の各段階でのガラス−セラミック物品の例示的断面図である。

【図1C】触覚を増加させるためにガラス−セラミック物品の表面を修飾するための例示的プロセスの際の各段階でのガラス−セラミック物品の例示的断面図である。

【図1D】触覚を増加させるためにガラス−セラミック物品の表面を修飾するための例示的プロセスの際の各段階でのガラス−セラミック物品の例示的断面図である。

【図2】図１Ｄの拡大図である。

【図3】構造的特徴の平均距離に対する触覚のプロット図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施形態は、ガラス−セラミック物品の触覚を増加させるための方法に関する。いくつかの実施形態において、触覚の増加は、一連のエッチング手順によりガラス−セラミック物品の表面を粗化することによって達成することができる。例えば、当該方法は、第一エッチング液によるガラス−セラミック物品の表面の第一エッチングを実施して当該表面上に構造的特徴を作製する工程と、それに続いて、第一エッチング液とは異なる第二エッチング液による当該表面の第二エッチングを実施して、表面の構造的特徴を削りおよび／または隣接する構造的特徴の距離を増加させる工程とを含み得る。図１Ａ〜図１Ｄは、触覚を増加するためにガラス−セラミック物品の表面を修飾するための例示的プロセスの際の各段階におけるガラス−セラミック物品の例示的断面図を示している。

【0011】

図１Ａは、反対の第一および第二表面１０２および１０４を有するガラス−セラミック物品１００を示している。米国特許第５，４９１，１１５号明細書において詳細に説明されているように、ガラス−セラミックは、ガラス前駆体の少なくとも一部分に、実質的に均一なパターンで熱的に成長した少なくとも１つの結晶相を有する材料であり、なお、当該特許の内容は、参照により本明細書に組み入れられる。ガラス−セラミックスは、少なくとも１つの結晶相を有することに加えて、非晶相も有する。ガラス−セラミックスは、食品の調製および給仕においてならびに電子デバイスにおいて用いられる物品の製作など、様々な分野での応用が可能である。ガラス−セラミック材料は、一般的に、１）一般的に核形成剤を含む、原材料の混合物を溶融させてガラスを製造する工程と、２）当該ガラスから物品を形成し、当該ガラスをその転移領域より低い温度に冷却する工程と、３）適切な処理によって当該ガラス物品を結晶化（すなわち、「セラミック化（ｃｅｒａｍｍｉｎｇ）」させる工程と、によって製造される。ガラス−セラミックスは、様々な特性、例えば、ゼロ気孔率、高強度、半透明性、靱性、不透明性、顔料着色性、および乳白色など、を有する様々な材料を提供する。そのような特性は、ベースガラスの組成の選択ならびにベースガラスの熱処理および結晶化の制御によって付与され得る。好適なガラス−セラミック物品の例としては、以下のガラス−セラミック系、１）Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系（すなわち、ＬＡＳ系）、２）ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系（すなわち、ＭＡＳ系）、および３）ＺｎＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系（すなわち、ＺＡＳ系）、から形成されるものが挙げられる。

【0012】

好適な透明、半透明、または不透明なガラス−セラミック物品の例としては、ＬＡＳ系のガラス−セラミック物品、すなわち、アルミノケイ酸リチウムガラス−セラミック物品、が挙げられる。米国特許第５，４９１，１１５号明細書において詳細に説明されるように、ＬＡＳ系は、一般的に、１）透明なβ−石英固溶体、または２）不透明なβ−スポジュメン溶液（セラミック化温度に依存する）、の支配的な結晶相を含む、高度に結晶化されたガラス−セラミックスを提供し得る。そのようなＬＡＳ系ガラス−セラミックスの外観は、セラミック化条件、例えば、加熱処理など、を変えることにより、変えることができる。したがって、透明、半透明、または不透明なガラス−セラミックス（ウォーターホワイト、半透明、不透明、白色であっても、または様々に着色されてもよい）を実現することができる。より詳しくは、米国特許第５，４９１，１１５号明細書において詳細に説明されるように、ＬＡＳ系の透明なガラス−セラミックスは、前駆体ガラスを、通常は約９００℃を超えないような比較的低い温度においてセラミック化させることにより、実現することができる。その上、約１１５０℃のより高い温度での同じガラスのセラミック化は、不透明なβ−スポジュメン結晶相を生じ得る。そのような高温では、小さなβ−石英結晶は、β−スポジュメン結晶へと転化し得、サイズが大きく成長し、その結果、当該生成物を不透明にする。

【0013】

好適な半透明または不透明なアルミノケイ酸リチウムガラス−セラミック物品のさらなる例は、国際公開第２０１２／０７５０６８号において詳細に説明されており、なお、当該特許の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。国際公開第２０１２／０７５０６８号において詳細に説明されるように、当該半透明または不透明な、ケイ酸塩結晶含有ガラス−セラミックスは、酸化物ベースでの重量パーセントにおいて、４０〜８０％のＳｉＯ_２、２〜３０％のＡｌ_２Ｏ_３、２〜１０％のＬｉ_２Ｏ、０〜８％のＴｉＯ_２、０〜３％のＺｒＯ、０〜２％のＳｎＯ_２、０〜７％のＢｒＯ_３、０〜４％のＭｇＯ、０〜１２％のＺｎＯ、０〜８％のＢａＯ、０〜３％のＣａＯ、０〜６％のＳｒＯ、０〜４％のＫ_２Ｏ、２％までのＮａ_２Ｏ、０〜１．０％のＳｂ_２Ｏ_３、０〜０．２５％のＡｇ、０〜０．２５％のＣｅＣ_２を含み、この場合、Ｌｉ_２＋Ｎａ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の組み合わせは０．８ｍｏｌ％を超える量であり、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２＋ＳｎＯ_２の組み合わせは少なくとも３．０ｍｏｌ％の量である。そのようなケイ酸塩結晶含有ガラス−セラミックスは、概して、ａ）酸化物ベースの重量パーセントにおいて、４０〜８０％のＳｉＯ_２、２〜３０％のＡｌ_２Ｏ_３、５〜３０％のＮａ_２Ｏ、０〜８％のＴｉＯ_２、０〜１２％のＺｒＯ、０〜２％のＳｎＯ_２、０〜７％のＢ_２Ｏ_３、０〜４％のＭｇＯ、０〜６％のＺｎＯ、０〜８％のＢａＯ、０〜３％のＣａＯ、０〜６％のＳｒＯ、０〜４％のＫ_２Ｏ、０〜２％のＬｉ_２Ｏ、０〜１．０％のＳｂ_２Ｏ_３、０〜０．２５％のＡｇ、０〜０．２５％のＣｅＯ_２を含む組成であって、Ｎａ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の組み合わせが０．８ｍｏｌ％を超える量であり、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２＋ＳｎＯ_２の組み合わせが少なくとも３．０ｍｏｌ％の量である組成を有するガラス物品のバッチを溶融しダウンドロー加工する工程と、ｂ）ガラスひずみ点を十分に超える温度を示すＬｉ含有塩浴に当該ガラス物品を入れて、実質的に当該ガラス物品全体を通してＮａイオンによるＬｉイオンのイオン交換を完了するのに十分な期間において当該ガラスシートを保持することによって当該ガラス物品をイオン交換する工程と、ｃ）アルミノケイ酸リチウム（β−スポジュメンおよび／またはβ−石英固溶体）の支配的ケイ酸塩結晶相、メタケイ酸リチウムおよび／または二ケイ酸リチウム相を含有し、ＳｉＯ_２−Ｒ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ／Ｎａ_２Ｏ−ＴｉＯ_２系内のガラス−セラミック組成を示すガラス−セラミックを生成するのに十分な期間において、約５５０〜１１００℃の間の温度で当該ガラスをセラミック化する工程と、ｄ）当該ガラス−セラミック物品を室温まで冷却する工程と、によって形成することができる。

【0014】

国際公開第２０１２／０７５０６８号においても詳細に説明されるように、支配的なスポジュメン結晶相と、支配的でないルチル結晶相とを有する不透明なガラス−セラミック物品について開示されている。そのような不透明なガラス−セラミック物品は、基本的なＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｎａ_２Ｏ系の前駆体ガラスから形成することができる。より詳しくは、重量パーセントにおいて、以下のバッチ化された組成、５８．８％のＳｉＯ_２、２１．５％のＡｌ_２Ｏ_３、１３．６％のＮａ_２Ｏ、０．３％のＳｎＯ_２、および４．３％のＴｉＯ_２の単純なアルミノケイ酸ナトリウムガラスが製造され得る。このガラスは、バッチ化され、混合され、白金るつぼにおいて１６５０℃で溶融され、その後、６５０℃でアニール処理され得る。次いで、このガラスは、切断され、削られ、７５重量％のＬｉ_２ＳＯ_４および２５重量％のＮａ_２ＳＯ_４を有する組成の溶融塩浴に入れられ、８００℃で２時間保持され得る。この時間および温度は、Ｌｉ^＋イオンとＮａ^＋イオンのイオン交換を可能にしかつ当該ガラスの厚さ全体にわたって内部核生成および結晶化を生じさせるのに十分であり得、すなわち、イオン交換およびセラミック化が当該溶融塩浴内において同時に生じ得る。結果として得られるガラス−セラミック物品は、光沢の外被を示す白色のガラス−セラミックであり得る。さらに、そのような白色のガラス−セラミック物品は、支配的な結晶相としてアルミノケイ酸リチウムを含み得る。より詳しくは、そのような白色のガラス−セラミック物品は、支配的結晶相としてのβ−スポジュメン、支配的でない結晶相としてのルチル、および非晶相を含み得る。

【0015】

さらに、米国特許出願公開第２０１３／０１３６９０９号明細書において詳細に説明されるように、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標） Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，コーニング，ニューヨーク）は、アルミノケイ酸アルカリガラスの例である。そのような特許出願公開も、アルミノケイ酸ガラス物品から、着色されたガラス物品を製造する方法を開示している。なお、米国特許出願公開第２０１３／０１３６９０９号明細書の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。

【0016】

好適なガラス−セラミック物品のさらなる例としては、ＭＡＳ系ガラス−セラミック物品、すなわち、ケイ酸アルミニウムマグネシウムガラス−セラミック物品が挙げられる。米国特許第７，４６５，６８７号明細書において詳細に説明されるように、ＭＡＳ系は、概して、コーディエライトによる支配的な結晶相を有するガラス−セラミック物品を提供し得、なお、当該特許の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。そのようなガラス−セラミック物品は、以下、１）針状結晶相、例えば、チタン酸マグネシウム、チタン酸アルミニウム、およびそれらの組み合わせなどのチタン酸塩など、および／または、２）例えば、エンスタタイトおよび／またはアノーサイトなどの、層状の双晶形成が可能なセラミック化合物、の支配的でない結晶相も含み得る。１つまたは複数の実施形態において、そのようなガラス−セラミック物品は、５０〜８０体積％のコーディエライト、８〜２０体積％の支配的でない針状結晶相、および２０体積％までの、層状の双晶形成が可能なセラミック化合物を含み得る。さらなる実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、重量％において、３５〜５０％のＳｉＯ_２、１０〜３５％のＡｌ_２Ｏ_３、１０〜２５％のＭｇＯ、７〜２０％のＴｉＯ_２、５％までのＣａＯ、および１０％までのＳｒＯ、ならびに５％までのＦを有する組成物であって、ＣａＯ＋ＳｒＯが少なくとも０．５％である組成から形成され得る。

【0017】

好適なガラス−セラミック物品のさらなる例としては、ＺＡＳ系のガラス−セラミック物品、すなわち、酸化亜鉛アルミノケイ酸ガラス−セラミック物品が挙げられる。米国特許第６，９３６，５５５号明細書において詳細に説明されるように、当該ＺＡＳ系は、概して、ＺｎＯ六方晶の支配的な結晶相を示す透明なガラス−セラミック物品を提供し得、なお、当該特許の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。１つまたは複数の実施形態において、そのようなガラス−セラミック物品は、少なくとも１５重量％のＺｎＯ六方晶を含み得る。さらなる実施形態において、そのようなガラス−セラミック物品は、合計で１５〜３５％の範囲の結晶化度のＺｎＯ結晶を含み得る。別の実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、重量％において、２５〜５０％のＳｉＯ_２、０〜２６％のＡｌ_２Ｏ_３、１５〜４５％のＺｎＯ、０〜２５％のＫ_２Ｏ、０〜１０％のＮａ_２Ｏ、０〜３２％のＧａ_２Ｏ_３を含む組成であって、Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＞１０％およびＡｌ_２Ｏ_３＋Ｇａ_２Ｏ_３＞１０％である組成から形成され得る。

【0018】

いくつかの実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、透明、半透明、または不透明である。特定の一実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は黒色である。別の特定の実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は白色である。他の実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、アルミノケイ酸リチウムガラス−セラミック物品、ケイ酸マグネシウムアルミニウムガラス−セラミック物品、または酸化亜鉛アルミノケイ酸ガラス−セラミック物品である。いくつかの実施形態において、米国特許出願公開第２０１４／００８７１９４号明細書において詳細に説明されるように、当該ガラス−セラミック物品は色を微調整され、なお、当該特許出願公開の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。

【0019】

いくつかの実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、主要な結晶相を有する。本明細書において使用される場合、用語「主要な結晶相」は、３０体積％以上の結晶化度を有するガラス−セラミックを意味する。特定の一実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、約９０体積％の結晶化度を有する。あるいは、他の実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、主要な非晶相を有する。本明細書において使用される場合、用語「主要な非晶相」または「主要なガラス相」は、３０体積％未満の結晶化度を有するガラス−セラミックを意味するために相互互換的に使用される。特定の一実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、約９５体積％の非晶相を有する。

【0020】

図１Ｂに示されているように、マスク１０６をガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２上に形成することにより、表面の構造的特徴を第一表面１０２中へ向かって選択的にエッチングすることができ、それにより、ガラス−セラミック物品１００の触覚を増加させることができる。当該ガラス−セラミック物品の表面への第一化学エッチング溶液の適用は、結果として、インサイチューマスクの生成を生じ得、その場合、結晶が当該表面上に形成される。いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、フッ化水素酸（すなわち、ＨＦ）と無機フッ化物塩（すなわち、無機カチオン、Ｘ^＋およびＦ⁻）とを混合することによって形成することができる。ガラス−セラミック物品の溶解は、結果として、アニオンＳｉＦ_６^２−およびＡｌＦ_６^３−の形成を引き起こし、これらは、第一化学エッチング溶液に由来するフッ素イオンと、それによってガラス−セラミック物品から溶解した元素との間において形成される。そのようなアニオンは、次に、第一化学エッチング溶液に由来するカチオン、すなわち、無機フッ化物塩の無機カチオンＸ^＋と結合し得る。そのような無機カチオンＸ^＋と、当該形成されたアニオンＳｉＦ_６^２−およびＡｌＦ_６^３−との結合は、結果として、当該ガラス−セラミック物品の損傷を受けていない表面上において、結晶の形成を生じる。理論に束縛されるわけではないが、当該損傷を受けていない表面上においてのそのような結晶の形成および／または成長は、当該損傷を受けていない表面の一部を遮蔽し、その一方で、その周囲の表面は、化学エッチング溶液に晒され続けると考えられる。換言すれば、当該ガラス−セラミック物品におけるダメージを受けていない表面上においてのそのような結晶の形成および／または成長は、そのような結晶の下部にある当該ガラス−セラミック物品がエッチングおよび／または修飾されることを防ぐ、と考えられる。結果として、ディファレンシャルエッチングを達成することができ、これは、そのような結晶の除去の際に、その結果として、粗化された表面および／またはテクスチャード加工された表面を生じ得る。いくつかの実施形態において、インサイチューマスクの形成を支援するために、ワックス粒子が当該化学エッチング溶液に加えられ得る。当該インサイチューマスクまたは結晶１０６は、第一化学エッチング溶液によるガラス−セラミック物品の一部の溶解の際に形成され得る。

【0021】

フッ化水素酸に関して、当該化学エッチング溶液は、約０．５（ｗ／ｗ）％から約６（ｗ／ｗ）％、約０．５（ｗ／ｗ）％から約５（ｗ／ｗ）％、約０．５（ｗ／ｗ）％から約４（ｗ／ｗ）％、約０．５（ｗ／ｗ）％から約３（ｗ／ｗ）％、約１（ｗ／ｗ）％から約６（ｗ／ｗ）％、約１（ｗ／ｗ）％から約５（ｗ／ｗ）％、約１（ｗ／ｗ）％から約４（ｗ／ｗ）％、約１（ｗ／ｗ）％から約３（ｗ／ｗ）％、約２（ｗ／ｗ）％から約６（ｗ／ｗ）％、約２（ｗ／ｗ）％から約５（ｗ／ｗ）％、約２（ｗ／ｗ）％から約４（ｗ／ｗ）％、約２（ｗ／ｗ）％から約３（ｗ／ｗ）％、約３（ｗ／ｗ）％から約６（ｗ／ｗ）％、約３（ｗ／ｗ）％から約５（ｗ／ｗ）％、約３（ｗ／ｗ）％から約４（ｗ／ｗ）％、または約４（ｗ／ｗ）％から約６（ｗ／ｗ）％のフッ化水素酸を含み得る。無機フッ化物塩に関して、当該化学エッチング溶液は、約２．５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約２．５（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約２．５（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％、約２．５（ｗ／ｗ）％から約１５（ｗ／ｗ）％、約２．５（ｗ／ｗ）％から約１０（ｗ／ｗ）％、約２．５（ｗ／ｗ）％から約５（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約１５（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約１０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約１５（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％，約２０（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約２０（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、または約２５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％の無機フッ化物塩を含み得る。好適な無機フッ化物塩の例としては、これらに限定されるわけではないが、フッ化アンモニウム（すなわち、ＮＨ_４Ｆ）、フッ化水素アンモニウム（すなわち、ＮＨ_４Ｆ・ＨＦ、および以下において「ＡＢＦ」）、バッファードフッ化水素酸（以下において「ＢＨＦ」）、フッ化ナトリウム（すなわち、ＮａＦ）、フッ化水素ナトリウム（すなわち、ＮａＨＦ_２）、フッ化カリウム（すなわち、ＫＦ）、フッ化水素カリウム（すなわち、ＫＨＦ_２）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。しかしながら、明確には記載していないが、当業者に既知のさらなる無機フッ化物塩も、本明細書において説明される使用に対して想到される。

【0022】

いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、湿潤剤も含み得る。そのような実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、約５（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約３５（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約１５（ｗ／ｗ）％、約５（ｗ／ｗ）％から約１０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約３５（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％、約１０（ｗ／ｗ）％から約１５（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約３５（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約１５（ｗ／ｗ）％から約２０（ｗ／ｗ）％、約２０（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％、約２０（ｗ／ｗ）％から約３５（ｗ／ｗ）％、約２０（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約２０（ｗ／ｗ）％から約２５（ｗ／ｗ）％、約２５（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％、約２５（ｗ／ｗ）％から約３５（ｗ／ｗ）％、約２５（ｗ／ｗ）％から約３０（ｗ／ｗ）％、約３０（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％、約３０（ｗ／ｗ）％から約３５（ｗ／ｗ）％、または約３５（ｗ／ｗ）％から約４０（ｗ／ｗ）％の湿潤剤を含み得る。いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、約５（ｗ／ｗ）％まで、約１０（ｗ／ｗ）％まで、約１５（ｗ／ｗ）％まで、約２０（ｗ／ｗ）％まで、約２５（ｗ／ｗ）％まで、約３０（ｗ／ｗ）％まで、約３５（ｗ／ｗ）％まで、または約４０（ｗ／ｗ）％までの湿潤剤を含み得る。本明細書において説明される化学エッチング溶液による使用にとって好適な湿潤剤の例としては、グリコール類（例えば、プロピレングリコール）、グリセロール類（例えば、グリセロール）、アルコール類（例えば、イソプロピルアルコール）、界面活性剤類、酸類（例えば、酢酸）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。しかしながら、明確には記載していないが、当業者に既知のさらなる湿潤剤も、本明細書において説明される使用に対して想到される。

【0023】

いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、鉱酸も含み得る。当該第一化学エッチング溶液への鉱酸の添加は、エッチング速度を加速し得る。本明細書において説明される化学エッチング溶液による使用にとって好適な鉱酸の例としては、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、過塩素酸、およびそれらの組み合わせが挙げられる。

【0024】

いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、ガラス−セラミック物品の表面に適用される。いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、クリーム、スラリー、または溶液であり得る。当該化学エッチング溶液をガラス−セラミック物品の表面に適用する方法の好適な例としては、噴霧、カーテンコーティング、スクリーン印刷、ディップコーティング、スピンコーティング、ローラーによる塗布、ロッドコーティング、ロールコーティング、および同様の方法、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、当該化学エッチング溶液は、ディップコーティング、すなわち、当該ガラス−セラミック物品を当該化学エッチング溶液に浸漬することによって、当該ガラス−セラミック物品の表面に適用される。

【0025】

次に、図１Ｃに示されるように、構造的特徴１０８は、第一表面１０２のディファレンシャルエッチングおよび／または特異的修飾によって形成することができる。いくつかの実施形態において、第一化学エッチング溶液は、ディファレンシャルエッチングを実施するために使用することもできる。いくつかの実施形態において、当該ディファレンシャルエッチングおよび結晶形成は、同時に生じ得る。結晶相と非晶相の両方を有するガラス−セラミックスの独自性が、化学エッチング液、例えば、化学エッチング溶液などによる、それぞれの相のディファレンシャルエッチングおよび／または特異的修飾を可能にする。ディファレンシャルエッチングは、ガラス−セラミック物品の結晶相および非晶相が、同じ化学エッチング液および／または化学エッチング溶液によって、異なる速度においてエッチングおよび／または修飾される能力を意味する。主要な結晶相を有するガラス−セラミック物品および主要な非晶相を有するガラス−セラミック物品の両方にとって好適な化学エッチング溶液に関して、いくつかの実施形態では、当該化学エッチング溶液は、上記において説明した第一化学エッチング溶液であり得、これは、フッ化水素酸（すなわち、ＨＦ）、無機フッ化物塩（すなわち、無機カチオン、Ｘ^＋およびＦ⁻）、および任意選択により湿潤剤を混合することによって形成される。したがって、いくつかの実施形態において、構造的特徴１０８を作製するためにディファレンシャルエッチングに使用される当該化学エッチング溶液は、マスク１０６を作製するために使用される化学エッチング溶液と同じであってもよい。

【0026】

いくつかの実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、構造的特徴１０８を作製するのに十分な期間においてガラス−セラミック物品１００に適用することができる。当該第一化学エッチング溶液は、約５秒から１５分未満のエッチング時間において、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２に適用することができる。あるいは、当該第一化学エッチング溶液は、約１５秒から約８分、１分から約８分、または約１分から約４分、または約４分から約８分、または約２分から約８分、または約２分から約６分、または約１分から約４分のエッチング時間において、当該ガラス−セラミック物品の第一表面１０２に適用することができる。一実施形態において、当該第一化学エッチング溶液は、約１０分未満のエッチング時間において、当該ガラス−セラミック物品の表面に適用することができる。別の実施形態において、当該化学エッチング溶液は、５分未満のエッチング時間において、当該ガラス−セラミック物品の表面に適用することができる。

【0027】

いくつかの実施形態において、構造的特徴１０８は、マスク１０６のパターンに対応し、そのため、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２においてマスク１０６によって覆われたエリアは、エッチングから保護され、マスク１０６によって覆われていないエリアは、エッチング除去される。これは、結果として、凸部または頂点１１０（マスク１０６によって覆われたエリア）ならびに窪みまたは凹部１１２（マスク１０６によって覆われていないエリア）の形成を生じる。したがって、構造的特徴１０８は、凸部１１０および凹部１１２を含み得る。構造的特徴１０８の存在は、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２を粗化し、テクスチャおよび触覚を増加させる。化学エッチング溶液の成分の量の変更は、同様の構造的特徴１０８の間の距離、例えば、隣接する凸部１１０または隣接する凹部１１２の間の距離などに影響を及ぼす。さらに、同様の構造的特徴の間の距離は、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２の触覚に影響を及ぼす。例えば、無機フッ化物塩の量を増加させると、形成される結晶の量が増加し、結果として、マスク１０６の密度が増加する。同様に、増粘剤の量を増加させることにより、より緻密なマスク１０６の形成が促進される。したがって、無機フッ化物塩および増粘剤の量を増加させると、マスク１０６の密度が増加し、それはさらに、隣接する構造的特徴１０８の間の距離を減少させる。逆に、フッ化水素酸の量を増加させると、形成される結晶の量が減少し、それはさらに、隣接する構造的特徴１０８の間の距離を増加させる。

【0028】

第一化学エッチング溶液は、ガラス−セラミック物品１００の約０．０１μｍから約２０μｍの深さ（すなわち、除去の深さ）が、マスク１０６によって覆われていないエリアから除去されるように、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２を修飾および／またはエッチングすることができる。あるいは、当該第一化学エッチング溶液は、ガラス−セラミック物品１００の、約０．０１μｍから約２μｍ、または約０．１μｍから約２μｍ、または約０．２５μｍから約１μｍ、または約０．２５μｍから約０．７５μｍ、または約０．５μｍから約０．７５μｍの深さが、マスク１０６によって覆われていないエリアから除去されるように、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２を修飾および／またはエッチングすることができる。

【0029】

いくつかの実施形態において、第一化学エッチング溶液の組成およびエッチングパラメータを調節することにより、第一表面１０２の表面粗度（Ｒａ）を制御することができる。いくつかの実施形態において、第一表面１０２の表面粗度（Ｒａ）は、約０．０８μｍから約１μｍとなるように制御することができる。表面粗度（Ｒａ）は、Ｎｅｗｖｉｅｗ（商標） ７３００（Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ミドルフィールド，コネチカット州）によって測定した。

【0030】

いくつかの実施形態において、ディファレンシャルエッチングの終了時に、マスク１０６および第一化学エッチング溶液を、第一表面１０２から除去することができる。マスク１０６および第一化学エッチング溶液は、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２を脱イオン水または脱イオン水で希釈した酸溶液で洗い流すことによって除去することができる。

【0031】

次に、図１Ｄに示されているように、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２を第二化学エッチング溶液で削ることにより、同様の構造的特徴の間の距離（例えば、隣接する凸部１１０の間の距離または隣接する凹部１１２の間の距離）を拡大することができる。いくつかの実施形態において、当該第二化学エッチング溶液は、フッ化水素酸（すなわち、ＨＦ）および鉱酸を混合することによって形成することができる。フッ化水素酸に関して、当該第二化学エッチング溶液は、約０．５Ｍから約６Ｍ、約０．５Ｍから約５．５Ｍ、約０．５Ｍから約５Ｍ、約０．５Ｍから約４．５Ｍ、約０．５Ｍから約４Ｍ、約０．５Ｍから約３．５Ｍ、約０．５Ｍから約３Ｍ、約０．５Ｍから約２．５Ｍ、約０．５Ｍから約２Ｍ、約０．５Ｍから約１．５Ｍ、約０．５Ｍから約１Ｍ、約１Ｍから約６Ｍ、約１Ｍから約５．５Ｍ、約１Ｍから約５Ｍ、約１Ｍから約４．５Ｍ、約１Ｍから約４Ｍ、約１Ｍから約３．５Ｍ、約１Ｍから約３Ｍ、約１Ｍから約２．５Ｍ、約１Ｍから約２Ｍ、約１Ｍから約１．５Ｍ、約１．５Ｍから約６Ｍ、約１．５Ｍから約５．５Ｍ、約１．５Ｍから約５Ｍ、約１．５Ｍから約４．５Ｍ、約１．５Ｍから約４Ｍ、約１．５Ｍから約３．５Ｍ、約１．５Ｍから約３Ｍ、約１．５Ｍから約２．５Ｍ、約１．５Ｍから約２Ｍ、約２Ｍから約６Ｍ、約２Ｍから約５．５Ｍ、約２Ｍから約５Ｍ、約２Ｍから約４．５Ｍ、約２Ｍから約４Ｍ、約２Ｍから約３．５Ｍ、約２Ｍから約３Ｍ、約２Ｍから約２．５Ｍ、約２．５Ｍから約６Ｍ、約２．５Ｍから約５．５Ｍ、約２．５Ｍから約５Ｍ、約２．５Ｍから約４．５Ｍ、約２．５Ｍから約４Ｍ、約２．５Ｍから約３．５Ｍ、約２．５Ｍから約３Ｍ、約３Ｍから約６Ｍ、約３Ｍから約５．５Ｍ、約３Ｍから約５Ｍ、約３Ｍから約４．５Ｍ、約３Ｍから約４Ｍ、約３Ｍから約３．５Ｍ、約３．５Ｍから約６Ｍ、約３．５Ｍから約５．５Ｍ、約３．５Ｍから約５Ｍ、約３．５Ｍから約４．５Ｍ、約３．５Ｍから約４Ｍ、約４Ｍから約６Ｍ、約４Ｍから約５．５Ｍ、約４Ｍから約５Ｍ、約４Ｍから約４．５Ｍ、約４．５Ｍから約６Ｍ、約４．５Ｍから約５．５Ｍ、約４．５Ｍから約５Ｍ、約５Ｍから約６Ｍ、約５Ｍから約５．５Ｍ、または約５．５Ｍから約６Ｍの範囲のフッ化水素酸濃度を有することができる。鉱酸に関して、当該第二化学エッチング溶液は、約０．５Ｍから約６Ｍ、約０．５Ｍから約５．５Ｍ、約０．５Ｍから約５Ｍ、約０．５Ｍから約４．５Ｍ、約０．５Ｍから約４Ｍ、約０．５Ｍから約３．５Ｍ、約０．５Ｍから約３Ｍ、約０．５Ｍから約２．５Ｍ、約０．５Ｍから約２Ｍ、約０．５Ｍから約１．５Ｍ、約０．５Ｍから約１Ｍ、約１Ｍから約６Ｍ、約１Ｍから約５．５Ｍ、約１Ｍから約５Ｍ、約１Ｍから約４．５Ｍ、約１Ｍから約４Ｍ、約１Ｍから約３．５Ｍ、約１Ｍから約３Ｍ、約１Ｍから約２．５Ｍ、約１Ｍから約２Ｍ、約１Ｍから約１．５Ｍ、約１．５Ｍから約６Ｍ、約１．５Ｍから約５．５Ｍ、約１．５Ｍから約５Ｍ、約１．５Ｍから約４．５Ｍ、約１．５Ｍから約４Ｍ、約１．５Ｍから約３．５Ｍ、約１．５Ｍから約３Ｍ、約１．５Ｍから約２．５Ｍ、約１．５Ｍから約２Ｍ、約２Ｍから約６Ｍ、約２Ｍから約５．５Ｍ、約２Ｍから約５Ｍ、約２Ｍから約４．５Ｍ、約２Ｍから約４Ｍ、約２Ｍから約３．５Ｍ、約２Ｍから約３Ｍ、約２Ｍから約２．５Ｍ、約２．５Ｍから約６Ｍ、約２．５Ｍから約５．５Ｍ、約２．５Ｍから約５Ｍ、約２．５Ｍから約４．５Ｍ、約２．５Ｍから約４Ｍ、約２．５Ｍから約３．５Ｍ、約２．５Ｍから約３Ｍ、約３Ｍから約６Ｍ、約３Ｍから約５．５Ｍ、約３Ｍから約５Ｍ、約３Ｍから約４．５Ｍ、約３Ｍから約４Ｍ、約３Ｍから約３．５Ｍ、約３．５Ｍから約６Ｍ、約３．５Ｍから約５．５Ｍ、約３．５Ｍから約５Ｍ、約３．５Ｍから約４．５Ｍ、約３．５Ｍから約４Ｍ、約４Ｍから約６Ｍ、約４Ｍから約５．５Ｍ、約４Ｍから約５Ｍ、約４Ｍから約４．５Ｍ、約４．５Ｍから約６Ｍ、約４．５Ｍから約５．５Ｍ、約４．５Ｍから約５Ｍ、約５Ｍから約６Ｍ、約５Ｍから約５．５Ｍ、または約５．５Ｍから約６Ｍの範囲の鉱酸濃度を有することができる。例示的鉱酸としては、これらに限定されるわけではないが、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、臭化水素酸、過塩素酸、およびそれらの組み合わせが挙げられる。

【0032】

当該第二化学エッチング溶液を適用することにより、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２を削ることができ、それにより、それらのテクスチャおよび触覚を微調整および／または最適化することができる。これは、同様の構造的特徴の間の距離（例えば、隣接する凸部１１０の間の距離および隣接する凹部または窪み１１２の間の距離）を増加させること、ならびに構造的特徴１０８の鋭利な端部および／または角を削るかまたは丸みを付けることによって達成される。いくつかの実施形態において、当該第二化学エッチング溶液は、約１分から１５分未満までのエッチング時間において、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２に適用することができる。あるいは、当該第二化学エッチング溶液は、約１分から約８分、または約１分から約４分、または約４分から約８分、または約２分から約８分、または約２分から約６分、または約１分から約４分のエッチング時間において、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２に適用することができる。

【0033】

第二化学エッチング溶液で削った後、第一表面１０２の触覚は、第一化学エッチング溶液を適用する前の触覚より向上している。当該触覚は、表面で指を動かしてみて指でテクスチャをどのくらい感じることができるかにより触覚をランク付けすることによって特定することができる。いくつかの実施形態において、触覚のランク付けは、１から７の段階であり得、この場合、１は最も低い触覚を有し、７は最も高い触覚を有する。

【0034】

いくつかの実施形態において、当該触覚は、上記において説明した方式において第一および第二化学エッチング溶液によって第一表面１０２を処理した結果として作製された構造的特徴１０８の特質の影響を受ける。図２は、図１Ｄの拡大図であり、測定することが可能な、第一表面１０２の触覚に貢献することができる構造的特徴１０８のいくつかの特質または特性を示している。特性としては、凸部の高さＨおよび隣接する同様の構造的特徴の間の距離Ｄ（例えば、隣接する凸部の間の距離または隣接する窪みの間の距離）が挙げられる。高さＨは、凸部の頂点と、隣接する窪みの底との間の距離を測定することによって特定することができる。Ｈは、窪みまたは凹部の深さも意味する。いくつかの実施形態において、当該高さは、表面粗度（Ｒａ）の大きさであり得る。いくつかの実施形態において、第一表面１０２の凸部の高さ（または凹部の深さ）の平均は、約８０ｎｍ以上から約１００ｎｍ以上の範囲であり得る。表面粗度（Ｒａ）は、「Ｎｅｗｖｉｅｗ」７３００（Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ミドルフィールド，コネチカット州）によって測定した。当該距離Ｄは、ある構造的特徴の中心、例えば、図２に示されるような凸部の中心と、同じタイプの隣接する構造的特徴の中心、例えば、図２に示されるような隣接する凸部の中心との間の距離を測定することによって特定することができる。あるいは、当該距離Ｄは、隣接する窪みの中心の間の距離であり得る。いくつかの実施形態において、隣接する同様の構造的特徴の間の距離は、約０．５μｍから約２５μｍ、約０．５μｍから約２３μｍ、約０．５μｍから約２０μｍ、約０．５μｍから約１７μｍ、約０．５μｍから約１５μｍ、約０．５μｍから約１０μｍ、約０．５μｍから約５μｍ、約２μｍから約２５μｍ、約２μｍから約２３μｍ、約２μｍから約２０μｍ、約２μｍから約１７μｍ、約２μｍから約１５μｍ、約２μｍから約１０μｍ、５μｍから約２５μｍ、約５μｍから約２３μｍ、約５μｍから約２０μｍ、約５μｍから約１７μｍ、約５μｍから約１５μｍ、約７μｍから約２５μｍ、約７μｍから約２３μｍ、約７μｍから約２０μｍ、約７μｍから約１７μｍ、約７μｍから約１５μｍ、約１０μｍから約２５μｍ、約１０μｍから約２３μｍ、約１０μｍから約２０μｍ、約１０μｍから約１７μｍ、または約１０μｍから約１５μｍの範囲であり得る。当該構造的特徴の距離Ｄは、当該構造的特徴の密度における因子であり、これは、別の特徴的な触覚である。いくつかの実施形態において、同様の構造的特徴（例えば、凸部または窪み）の密度は、約９，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約９，０００個から約２３，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約９，０００個から約２０，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約９，０００個から約１７，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約９，０００個から約１５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１０，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１０，０００個から約２３，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１０，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１０，０００個から約２０，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１０，０００個から約１７，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１１，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１１，０００個から約２３，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１１，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１１，０００個から約２０，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１１，０００個から約１７，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１２，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１２，０００個から約２３，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１２，０００個から約２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、約１２，０００個から約２０，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２、または約１２，０００個から約１７，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲であり得る。距離Ｄおよび構造的特徴の密度は、光学顕微鏡を使用して表面を約２００倍に拡大し、画像の写真を撮影し、次に同様の構造的特徴の間の距離Ｄを測定し、特定のエリア内の特定のタイプの構造的特徴の数をカウントすることによって測定することができる。

【0035】

いくつかの実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、化学強化プロセス、例えば、イオン交換プロセスなどを施すことができる。いくつかの実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、エッチング工程を実施する前に、化学強化することができる。他の実施形態において、当該ガラス−セラミック物品は、エッチング工程を実施した後に、化学強化することができる。

【0036】

いくつかの実施形態において、本明細書において説明した表面修飾は、当該ガラス−セラミック物品の２つ以上の表面に適用することができる。例えば、本明細書において説明した表面修飾プロセスは、触覚を増加させるために、ガラス−セラミック物品１００の第一表面１０２および第二表面１０４の両方に適用することができる。

【実施例】

【0037】

以下の実施例により、様々な実施形態がさらに明確となるであろう。

【0038】

上記において説明したように、表面の構造的特徴の特性（例えば、構造的特徴の高さ、構造的特徴の距離、および構造的特徴の密度）は、当該表面の触覚に影響を及ぼし得る。さらに、第一化学エッチング溶液の組成は、以下の実施例において示されるように、表面の構造的特徴の特性に影響を及ぼし得る。

【0039】

黒色のガラス−セラミック表面の８つの試料を、それぞれ、下記の表１に示されるような異なるエッチング溶液においてエッチングした。当該黒色のガラス−セラミック試料は、重量パーセントにおいて、約５７％のＳｉＯ_２、約２１％のＡｌ_２Ｏ_３、約５％のＢ_２Ｏ_３、約１３％のＮａ_２Ｏ、約１％のＭｇＯ、約１％のＴｉＯ_２、および約１％のＦｅ_２Ｏ_３の一般的な組成を有していた。当該エッチング溶液のそれぞれは、フッ化水素酸（ＨＦ）、ポリエチレングリコール（ＰＧ）、およびフッ化アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）を含有し、ならびに、当該組成は、３（ｗ／ｗ）％または６（ｗ／ｗ）％のフッ化水素酸、１０（ｗ／ｗ）％または２５（ｗ／ｗ）％のポリエチレングリコール、および２．５（ｗ／ｗ）％または５（ｗ／ｗ）％のフッ化アンモニウムを有するように変量した。当該エッチング溶液は、静的なエッチング浴に各試料を垂直に浸漬することによって適用した。当該試料を、２２℃においておよそ８分間エッチングした。次いで、当該試料を、１．５Ｍのフッ化水素酸および０．９Ｍの硫酸のエッチング溶液において、およそ１０分間削った。表１に、第一エッチング溶液の組成、構造的特徴の平均距離、凸部の平均高さ、表面粗度、光沢度、構造的特徴の密度、および触覚を一覧にする。表面粗度（Ｒａ）、構造的特徴の平均距離、構造的特徴の密度、および触覚は、上記において説明した方法により特定した。６０°での光沢度は、ＡＳＴＭ法Ｄ５２３に従って特定した。

【0040】

【表1】

【0041】

表１から分かるように、フッ化水素酸の量を増加させた場合、構造的特徴の距離は増加し、ポリエチレングリコールまたはフッ化アンモニウムの量を増加させた場合、構造的特徴の距離は減少する。表１のデータは、構造的特徴の平均距離の増加に対し、結果として、触覚のランク付けにおける直線的な減少を生じることを示している。図３は、構造的特徴の平均距離（ｘ軸）に対する触覚のランク付け（ｙ軸）のプロット図であり、０．８７８３のＲ^２値での、触覚のランク付け＝（−０．３４０６^＊構造的特徴平均距離）＋８．１３９５、の直線関係を示している。溶液６は、この関係に従わない異常値であることに留意されたい。可能性として考えられる解釈は、触覚試験の主観性によるものかもしれないということである。

【0042】

本明細書において特定の実施形態について例示し説明したが、権利請求される主題の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な他の変更および修正を為すことができることは理解されるべきである。さらに、権利請求される主題の様々な態様について、本明細書において説明してきたが、そのような態様は、必ずしも組み合わせにおいて利用される必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、権利請求される主題の範囲内の全てのそのような変更および修正を網羅することが意図される。

【0043】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0044】

実施形態１
ガラス−セラミック物品の触覚を増加させる方法であって、
第一エッチング液による前記ガラス−セラミック物品の表面の第一エッチングを実施することにより、前記表面上に複数の構造的特徴を作製する工程であって、
前記第一エッチング液が、フッ化水素酸および無機フッ化物塩を含み、ならびに
前記複数の構造的特徴が、凸部および凹部を含む、工程と、
前記第一エッチング液とは異なる第二エッチング液による前記表面の第二エッチングを実施することにより、前記複数の構造的特徴を削って、同じタイプの隣接する構造的特徴の間の距離を拡大させる工程であって、
前記第二エッチングが前記第一エッチングの後に行われ、
前記第二エッチングの後に、同じタイプの隣接する構造的特徴の間の平均距離が、０．５μｍから２５μｍの範囲であり、および前記同じタイプの構造的特徴の密度が、９，０００個から２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲であり、ならびに、
前記第二エッチングの後の前記表面の触覚が、前記第一エッチングの前の前記表面の前記触覚よりも良好である、工程と、
を含む方法。

【0045】

実施形態２
前記第一エッチング液がさらに、湿潤剤を含む、実施形態１に記載の方法。

【0046】

実施形態３
前記第一エッチング液が、重量パーセントにおいて、３〜６％のフッ化水素酸、２．５〜５％の無機フッ化物塩、および１０〜２５％の湿潤剤を含む、実施形態２に記載の方法。

【0047】

実施形態４
前記無機フッ化物塩が、フッ化アンモニウムであり、および前記湿潤剤が、プロピレングリコールである、実施形態３に記載の方法。

【0048】

実施形態５
前記湿潤剤が、グリコール類、グリセロール類、アルコール類、界面活性剤類、酸類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、実施形態２に記載の方法。

【0049】

実施形態６
前記湿潤剤がプロピレングリコールである、実施形態５に記載の方法。

【0050】

実施形態７
前記無機フッ化物塩が、フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化水素カリウム、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、実施形態１〜６のいずれか一つに記載の方法。

【0051】

実施形態８
前記第二エッチング液が、フッ化水素酸および鉱酸を含む、実施形態１〜７のいずれか一つに記載の方法。

【0052】

実施形態９
前記鉱酸が、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、臭化水素酸、過塩素酸、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、実施形態８に記載の方法。

【0053】

実施形態１０
前記第二エッチング液が、０．５Ｍから６Ｍの範囲の濃度のフッ化水素酸および０．５Ｍから６Ｍの範囲の濃度の鉱酸を含む、実施形態８または９に記載の方法。

【0054】

実施形態１１
同じタイプの隣接する構造的特徴の間の前記平均距離が、７μｍから２０μｍの範囲である、実施形態１〜１０のいずれか一つに記載の方法。

【0055】

実施形態１２
前記無機フッ化物塩が、前記ガラス−セラミック物品の前記表面と反応して、前記第一エッチングの際のマスクとしての機能を果たす結晶を形成する、実施形態１〜１１のいずれか一つに記載の方法。

【0056】

実施形態１３
前記マスクが、前記表面上において該表面の構造的特徴の形成される場所を制御する、実施形態１２に記載の方法。

【0057】

実施形態１４
無機フッ化物および増粘剤の量が、前記マスクの密度を制御する、実施形態１３に記載の方法。

【0058】

実施形態１５
複数の構造的特徴を有する表面であって、
該複数の構造的特徴が、該表面の凸部および凹部を含み、ならびに
同じタイプの構造的特徴の間の平均距離が、０．５μｍから２５μｍの範囲であり、該同じタイプの構造的特徴の密度が、９，０００個から ２５，０００個の構造的特徴／ｍｍ^２の範囲である、表面、
を含むガラス−セラミック物品。

【0059】

実施形態１６
同じタイプの隣接する構造的特徴の間の前記平均距離が、７μｍから２０μｍの範囲である、実施形態１５に記載のガラス−セラミック物品。

【0060】

実施形態１７
前記表面が、使用者が該表面に触ることができるように位置決めされる、実施形態１５または１６に記載のガラス−セラミック物品を含む電子デバイス。

【符号の説明】

【0061】

１００ ガラス−セラミック物品
１０２ 第一表面
１０４ 第二表面
１０６ マスク
１０８ 構造的特徴
１１０ 凸部
１１２ 凹部

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【図3】