特表 2023-539623 機械的耐久性が改善された調整可能なガラス組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-15

(54)【発明の名称】機械的耐久性が改善された調整可能なガラス組成物

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/091 20060101AFI20230908BHJP

   C03C 3/064 20060101ALI20230908BHJP

【ＦＩ】

C03C3/091

C03C3/064

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023513694

(86)(22)【出願日】2021-08-23

(85)【翻訳文提出日】2023-04-25

(86)【国際出願番号】 US2021047057

(87)【国際公開番号】W WO2022046586

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】63/070,462

(32)【優先日】2020-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】グオ，シアオジュー

(72)【発明者】

【氏名】レッツィ，ピーター ジョゼフ

(72)【発明者】

【氏名】ルオ，ジエン

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA01

4G062BB06

4G062CC10

4G062DA04

4G062DA05

4G062DA06

4G062DB04

4G062DB05

4G062DC03

4G062DC04

4G062DC05

4G062DD01

4G062DE01

4G062DE02

4G062DE03

4G062DE04

4G062DF01

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4G062EA04

4G062EB01

4G062EB02

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4G062EC01

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4G062ED01

4G062ED02

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4G062EE02

4G062EE03

4G062EE04

4G062EF01

4G062EF02

4G062EF03

4G062EF04

4G062EG01

4G062EG02

4G062EG03

4G062EG04

4G062FA01

4G062FA10

4G062FB01

4G062FC01

4G062FD01

4G062FE01

4G062FF01

4G062FG01

4G062FH01

4G062FJ01

4G062FK01

4G062FL01

4G062GA01

4G062GA10

4G062GB01

4G062GC01

4G062GD01

4G062GE01

4G062HH01

4G062HH03

4G062HH05

4G062HH07

4G062HH09

4G062HH11

4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062HH20

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM01

4G062MM27

4G062NN33

(57)【要約】

ガラス組成物は、２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２；２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３；０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏ；０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏ；及び、０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏを含む。ガラス組成物中のＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏ（すなわち、Ｒ_２Ｏ）の合計は、１２モル％以上かつ２０モル％以下でありうる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス組成物であって、
２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２、
２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、
３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３、
０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏ、
０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏ、及び
０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏ
を含み、ここで、
Ｒ_２Ｏは１２モル％以上かつ２０モル％以下であり、Ｒ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏの合計である、
ガラス組成物。

【請求項2】

Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３が２８モル％以上かつ６０モル％以下である、請求項１に記載のガラス組成物。

【請求項3】

前記ガラス組成物が、２４モル％以上かつ３４モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む、請求項１又は請求項２に記載のガラス組成物。

【請求項4】

前記ガラス組成物が、５モル％以上かつ３０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項5】

Ａｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯが－０．５モル％以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項6】

前記ガラス組成物が、３モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項7】

前記ガラス組成物が、
２５モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、及び
３モル％以上かつ１１モル％以下のＬｉ_２Ｏ
を含む、請求項６に記載のガラス組成物。

【請求項8】

前記ガラス組成物が、
２４モル％以上かつ３０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、及び
１０モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏ
を含む、請求項６に記載のガラス組成物。

【請求項9】

Ｒ_２Ｏが１２．５モル％以上かつ１９モル％以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項10】

ＲＯが０モル％以上かつ１７．５モル％以下であり、かつＲＯがＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯの合計である、請求項１から９のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項11】

前記ガラス組成物が、０モル％以上かつ１５モル％以下のＭｇＯを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項12】

Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯが２モル％超である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項13】

前記ガラス組成物が、シェブロンノッチショートバー法で測定して、０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２以上のＫ_Ｉｃ破壊靭性を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項14】

前記ガラス組成物が７０ＭＰａ以上のヤング率を有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【請求項15】

前記ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比が、０．００９５ｍ^１／２以上である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のガラス組成物。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０２０年８月２６日出願の米国仮特許出願第６３／０７０４６２号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。

【技術分野】

【0002】

本明細書は、概して、イオン交換可能なガラス組成物、特に、改善された機械的耐久性を有する、透明、半透明、又は不透明な着色されたガラス物品を提供することができるイオン交換可能なガラス組成物に関する。

【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は、ＬＣＤ及びＬＥＤディスプレイ、コンピュータモニタ、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）などの民生用電子デバイス及び商業用電子デバイスの両方で用いられている。これらのガラス物品の幾つかは、ガラス物品がユーザの指及び／又はスタイラスデバイスを含むさまざまな物体による接触を必要とする、「タッチ」機能を含むことができ、そのため、ガラスは、引っかき傷などの損傷なしに定期的な接触に耐えるのに十分な堅牢性を備えている必要がある。実際、ガラス物品の表面に導入された引っかき傷は、ガラス物品の強度を低下させる可能性があり、これは、引っかき傷が、ガラスの壊滅的な破損につながる亀裂の開始点として機能しうるためである。

【0004】

さらには、ガラス物品の少なくとも一部を着色することが望ましい場合がある。例えば、製造業者は、ガラス物品を電子デバイス（例えば、電話）の背面に、又はカウンタートップとして使用することを所望しうる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、透明、半透明、又は不透明な着色されたガラス物品を製造するために調整可能でありつつ、改善された機械的特性を有する代替的なガラス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Ａ１によれば、ガラス組成物は、２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２；２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３；０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏ；０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏ；及び、０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏを含むことができ、ここで、Ｒ_２Ｏは１２モル％以上かつ２０モル％以下であり、Ｒ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏの合計である。

【0007】

第２の態様Ａ２は、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３が２８モル％以上かつ６０モル％以下である、態様Ａ１に記載のガラス組成物を含む。

【0008】

第３の態様Ａ３は、ガラス組成物が２４モル％以上かつ３４モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む、態様Ａ１又はＡ２に記載のガラス組成物を含む。

【0009】

第４の態様Ａ４は、ガラス組成物が５モル％以上かつ３０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、態様Ａ１からＡ３のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0010】

第５の態様Ａ５は、Ａｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯが－０．５モル％以上である、態様Ａ１からＡ４のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0011】

第６の態様Ａ６は、ガラス組成物が３モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、態様Ａ１からＡ５のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0012】

第７の態様Ａ７は、ガラス組成物が３モル％以上かつ１１モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、態様Ａ６に記載のガラス組成物を含む。

【0013】

第８の態様Ａ８は、ガラス組成物が１０モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、態様Ａ６に記載のガラス組成物を含む。

【0014】

第９の態様Ａ９は、ガラス組成物が、２５モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；及び、３モル％以上かつ１１モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、態様Ａ６に記載のガラス組成物を含む。

【0015】

第１０の態様Ａ１０は、ガラス組成物が、２４モル％以上かつ３０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；及び、１０モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、態様Ａ６に記載のガラス組成物を含む。

【0016】

第１１の態様Ａ１１は、Ｒ_２Ｏが１２．５モル％以上かつ１９モル％以下である、態様Ａ１からＡ１０のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0017】

第１２の態様Ａ１２は、ＲＯが０モル％以上かつ１７．５モル％以下であり、ＲＯがＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯの合計である、態様Ａ１からＡ１１のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0018】

第１３の態様Ａ１３は、ＲＯが０モル％超かつ１５モル％以下である、態様Ａ１２に記載のガラス組成物を含む。

【0019】

第１４の態様Ａ１４は、ガラス組成物が０モル％以上かつ１５モル％以下のＭｇＯを含む、態様Ａ１からＡ１３のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0020】

第１５の態様Ａ１５は、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯが２モル％超である、態様Ａ１からＡ１４のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0021】

第１６の態様Ａ１６は、ガラス組成物が、シェブロンノッチショートバー法で測定して、０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２以上のＫ_Ｉｃ破壊靭性を有する、態様Ａ１からＡ１５のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0022】

第１７の態様Ａ１７は、ガラス組成物が７０ＭＰａ以上のヤング率を有する、態様Ａ１からＡ１６のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0023】

第１８の態様Ａ１８は、ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比が０．００９５ｍ^１／２以上である、態様Ａ１からＡ１７のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0024】

第１９の態様Ａ１９は、ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比が０．０１ｍ^１／２以上である、態様Ａ１８に記載のガラス組成物を含む。

【0025】

第２０の態様Ａ２０は、ガラス組成物が０．２１以上のポアソン比を有する、態様Ａ１からＡ１９のいずれかに記載のガラス組成物を含む。

【0026】

本明細書に記載されるガラス組成物のさらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部には、その説明から当業者には容易に明らかになり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含む、本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識される。

【0027】

前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも、さまざまな実施形態を説明しており、特許請求される主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図していることが理解されるべきである。添付の図面は、さまざまな実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、本明細書に記載されるさまざまな実施形態を例証しており、その説明とともに、特許請求の範囲の主題の原理及び動作を説明する役割を担う。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、多相ガラスを形成するための例示的な冷却スケジュールの時間に対する温度のプロット（ｘ軸：時間；ｙ軸：温度）

【図2】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、例示的なガラス組成物から製造され、冷却スケジュールに供されたガラス物品の写真

【図3】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、ガラス組成物から製造され、冷却スケジュールに供された試料ガラス物品のＸ線回折（「ＸＲＤ」）スペクトルのプロット（ｘ軸：２θ；ｙ軸：強度）

【図4】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、試料ガラス組成物から製造され、冷却スケジュールに供されたガラス物品のＸＲＤスペクトルのプロット（ｘ軸：２θ；ｙ軸：強度）

【図5】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、例示的なガラス組成物から製造され、冷却スケジュールに供されたガラス物品の写真

【図6】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、ガラス組成物から製造され、冷却スケジュールに供されたガラス物品の波長（ｘ軸）に対する透過率（ｙ軸）のプロット

【図7】本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、ガラス組成物から製造され、冷却スケジュールに供されたガラス物品の波長（ｘ軸）に対する反射率（ｙ軸）のプロット

【発明を実施するための形態】

【0029】

これより、機械的耐久性が改善された調整可能なガラス組成物のさまざまな実施形態について詳細に参照する。実施形態によれば、ガラス組成物は、２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２；２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３；０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏ；０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏ；及び、０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏを含む。ガラス組成物中のＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏ（すなわち、Ｒ_２Ｏ）の合計は、１２モル％以上かつ２０モル％以下でありうる。調整可能なガラス組成物、及び透明、半透明、又は着色されたガラス物品を製造する方法のさまざまな実施形態について、添付の図面を特に参照して本明細書で説明する。

【0030】

本明細書では、範囲は、約１つの特定の値から、及び／又は約別の特定の値までとして表現することができる。このような範囲が表現される場合、別の実施形態は、その１つの特定の値から及び／又は他方の特定の値までを含む。同様に、例えば先行詞「約」の使用によって、値が近似値として表される場合、その特定の値は別の実施形態を形成することが理解されよう。さらには、範囲の各々の端点は、他の端点に関連して、及び他の端点とは独立してのいずれにおいても重要であることが理解されよう。

【0031】

本明細書で用いられる方向の用語（例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部）は、描かれた図を参照してのみ作られており、絶対的な方向を意味することは意図していない。

【0032】

特に明記しない限り、本明細書に記載されるいずれの方法も、その工程が特定の順序で実行されることを必要とすること、若しくは、装置には特定の向きが必要であると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームが、そのステップが従うべき順序を実際に記載していない場合、若しくは装置クレームが個々の構成要素に対する順序又は向きを実際に記載していない場合、あるいは、ステップが特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲又は明細書に別段に明確に述べられていない場合、若しくは装置の構成要素に対する特定の順序又は向きが記載されていない場合には、いかなる意味においても、順序又は方向が推測されることは決して意図していない。これには、次のような解釈のためのあらゆる非明示的根拠が当てはまる：ステップの配置、動作フロー、構成要素の順序、又は構成要素の方向に関する論理的事項；文法上の編成又は句読点から派生した平明な意味；及び、明細書に記載される実施形態の数又はタイプ。

【0033】

本明細書で用いられる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。よって、例えば、「ある１つの（ａ）」構成要素への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含む。

【0034】

本明細書に記載されるガラス組成物の実施形態では、特に明記しない限り、構成成分（例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３など）の濃度は、酸化物基準のモルパーセント（モル％）で指定される。

【0035】

「０モル％」及び「実質的に含まない」という用語は、ガラス組成物中の特定の構成成分の濃度及び／又は不存在を説明するために用いられる場合には、構成成分が意図的にガラス組成物に添加されないことを意味する。しかしながら、ガラス組成物は、０．１モル％未満の量で汚染物質又はトランプとして微量の構成成分を含みうる。

【0036】

「破壊靭性」という用語は、本明細書で用いられる場合、Ｋ_Ｉｃ値を指し、シェブロンノッチ付きショートバー法で測定される。シェブロンノッチ付ショートバー（ＣＮＳＢ）法は、Bubsey, R.T. et al., “Closed-Form Expressions for Crack-Mouth Displacement and Stress Intensity Factors for Chevron-Notched Short Bar and Short Rod Specimens Based on Experimental Compliance Measurements,” NASA Technical Memorandum 83796, pp.1-30 (October1992)の式５を使用してＹ＊ｍを計算することを除き、Reddy, K.P.R. et al, “Fracture Toughness Measurement of Glass and Ceramic Materials Using Chevron-Notched Specimens,” J. Am. Ceram. Soc., 71 [6], C-310-C-313 (1988)に開示されている。

【0037】

ガラス組成物を説明するために本明細書で用いられる「調整可能」という用語は、ガラス組成物の特性が調整可能であることを指す。例えば、本明細書に記載されるガラス組成物は、透明又は半透明のガラス物品又は不透明な着色されたガラス－セラミック物品を製造するために成形プロセス温度（すなわち、溶融物）からさまざまな冷却スケジュールに供されうる。

【0038】

本明細書に記載されるＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（米国マサチューセッツ州ビレリカ所在）製のＬＹＮＸＥＹＥ ＸＥ－Ｔ検出器を備えたＤ８ ＥＮＤＥＡＶＯＲ Ｘ線回折システムで測定される。ガラス組成物試料の走査時間は１５分に設定される。

【0039】

本明細書に記載される透過率データ（すなわち、全透過率）は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ Ｉｎｃ．社（米国マサチューセッツ州ウォルサム所在）製のＬａｍｂｄａ ９５０ ＵＶ／Ｖｉｓ分光光度計で測定される。Ｌａｍｂｄａ ９５０装置に１５０ｍｍの積分球を取り付けた。オープンビームベースライン及びＳｐｅｃｔｒａｌｏｎ（登録商標）基準反射率ディスクを使用して、データを回収した。全透過率（全Ｔｘ）では、試料は積分球の入口点に固定される。拡散透過率（拡散Ｔｘ）の場合は、球体の出口ポート上のＳｐｅｃｔｒａｌｏｎ（登録商標）基準反射率ディスクが取り除かれ、軸上の光が球を出て光トラップに入ることを可能にする。光トラップの効率を決定するために、試料なしで、拡散部分のゼロオフセット測定が行われる。拡散透過率の測定値を補正するために、次式を使用して試料測定値からゼロオフセット寄与を差し引く：拡散Ｔｘ＝拡散_測定－（ゼロオフセット＊（全Ｔｘ／１００））。反射率（すなわち、％反射）は、すべての波長について次のように測定される：（％拡散Ｔｘ／％全Ｔｘ）＊１００。

【0040】

本明細書で用いられる「平均透過率」という用語は、所与の波長範囲内でなされた透過率の平均を指し、整数が付された各波長は等しく重み付けされている。本明細書に記載される実施形態では、「平均透過率」は、４００ｎｍから８００ｎｍ（端点を含む）の波長範囲にわたって報告される。

【0041】

本明細書でガラス組成物から形成された物品を説明するために用いられる「透明」という用語は、ガラス組成物が、０．６ｍｍの物品厚さで４００ｎｍから８００ｎｍの範囲（端点を含む）の波長の光に対して垂直入射で測定した場合に、７５％以上の平均透過率を有することを意味する。

【0042】

本明細書でガラス組成物から形成された物品を説明するために用いられる「半透明」という用語は、ガラス組成物が、０．６ｍｍの物品厚さで４００ｎｍから８００ｎｍ（端点を含む）の波長範囲の光に対して垂直入射で測定した場合に、２０％以上かつ７５％未満の平均透過率を有することを意味する。

【0043】

本明細書でガラス組成物から形成された物品を説明するために用いられる「不透明」という用語は、ガラス組成物が、０．６ｍｍの物品厚さで４００ｎｍから８００ｎｍ（端点を含む）の波長範囲の光に対して垂直入射で測定した場合に、２０％未満の平均透過率を有することを意味する。

【0044】

本明細書でガラス組成物から形成された物品を説明するために用いられる「白色」という用語は、ガラス組成物が、８０以上のＬ＊；２以下の｜ａ＊｜；及び、３以下の｜ｂ＊｜のＣＩＥＬＡＢ色空間における透過色座標を有することを意味する。ＣＩＥＬＡＢ色空間は、標準光源Ｄ６５を使用して測定される。

【0045】

本明細書でガラス組成物から形成された物品を説明するために用いられる「パターン化」という用語は、ガラス組成物が、白色のＣＩＥＬＡＢ色空間に第１の透過色座標を有し、白色のＣＩＥＬＡＢ色空間とは異なる別のＣＩＥＬＡＢ色空間に第２の透過色座標を有することを意味する。

【0046】

本明細書で用いられる「フォーゲル・フルチャー・タンマン（「ＶＦＴ」）関係」という用語は、粘度の温度依存性を説明しており、次式で表される：

【0047】

【数1】

【0048】

式中、ηは粘度である。ＶＦＴ Ａ、ＶＦＴ Ｂ、及びＶＦＴ Ｔ_ｏを決定するために、ガラス組成物の粘度が所与の温度範囲にわたって測定される。粘度対温度の生データは、最小二乗フィッティングによってＶＦＴ方程式に当てはめられ、Ａ、Ｂ、及びＴ_ｏが得られる。これらの値を用いて、軟化点を超える任意の温度における粘度点（例えば、２００Ｐ温度、３５０００Ｐ温度、及び２０００００Ｐ温度）を計算することができる。

【0049】

本明細書で用いられる「融点」という用語は、ＡＳＴＭ Ｃ３３８に準拠して測定して、ガラス組成物の粘度が２００ポアズになる温度を指す。

【0050】

本明細書で用いられる「軟化点」という用語は、ガラス組成物の粘度が１×１０^７．６ポアズになる温度を指す。軟化点は、ＡＳＴＭ Ｃ１３５１Ｍと同様に、温度の関数として１０^７から１０^９ポアズの無機ガラスの粘度を測定する、平行板粘度法に従って測定される。

【0051】

本明細書で用いられる「アニール点」又は「有効アニーリング温度」という用語は、ＡＳＴＭ Ｃ５９８に準拠して測定して、ガラス組成物の粘度が１×１０^{１３．１８}ポアズになる温度を指す。

【0052】

本明細書で用いられる「歪み点」という用語は、ＡＳＴＭ Ｃ５９８に準拠して測定して、ガラス組成物の粘度が１×１０^{１４．６８}ポアズになる温度を指す。

【0053】

本明細書に記載される密度は、ＡＳＴＭ Ｃ６９３－９３の浮力法によって測定される。

【0054】

本明細書で用いられる「ＣＴＥ」という用語は、指定されたように、３００℃冷却（すなわち、冷却中に測定された、３００℃での瞬間ＣＴＥ）又は５０℃冷却（すなわち、冷却中に測定された、５０℃での瞬間ＣＴＥ）における、ガラス組成物の瞬間熱膨張係数を指す。

【0055】

本明細書で用いられる「液相粘度」という用語は、失透の開始時の（すなわち、ＡＳＴＭ Ｃ８２９－８１に準拠して勾配炉法で決定した液相線温度における）ガラス組成物の粘度を指す。

【0056】

本明細書で用いられる「液相線温度」という用語は、ＡＳＴＭ Ｃ８２９－８１に準拠して勾配炉法で決定した、ガラス組成物が失透し始める温度を指す。

【0057】

本明細書に記載されるガラス組成物の弾性率（ヤング率とも呼ばれる）は、ギガパスカル（ＧＰａ）の単位で提供され、ＡＳＴＭ Ｃ６２３に準拠して測定される。

【0058】

本明細書に記載されるガラス組成物の剪断弾性率は、ギガパスカル（ＧＰａ）の単位で提供される。ガラス組成物の剪断弾性率は、ＡＳＴＭ Ｃ６２３に準拠して測定される。

【0059】

本明細書に記載されるポアソン比は、ＡＳＴＭ Ｃ６２３に準拠して測定される。

【0060】

本明細書に記載される屈折率は、ＡＳＴＭ Ｅ１９６７に準拠して測定される。

【0061】

表面圧縮応力は、折原製作所（日本所在）製造のＦＳＭ－６０００のような市販の機器などの表面応力計（ＦＳＭ）によって測定される。表面応力測定は、ガラス－セラミックの複屈折に関連する応力光学係数（ＳＯＣ）の測定に依拠している。ＳＯＣ、は、その内容全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、「ガラス応力－光学係数の測定のための標準試験方法（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient）」と題されたＡＳＴＭ規格Ｃ７７０－１６に記載される手順Ｃ（ガラスディスク法）に準拠して測定される。圧縮深さ（ＤＯＣ）は、当技術分野で知られている散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技法と組み合わせたＦＳＭを用いて測定される。ＦＳＭはカリウムイオン交換の圧縮深さを測定し、ＳＣＡＬＰはナトリウムイオン交換の圧縮深さを測定する。最大中央張力（ＣＴ）値は、当技術分野で知られているＳＣＡＬＰ技法を使用して測定される。

【0062】

本明細書で用いられる「圧縮深さ」（ＤＯＣ）という語句は、圧縮応力が引張応力へと移行する物品内の位置を指す。

【0063】

化学強化プロセスは、アルカリケイ酸塩ガラスにおいて高強度及び高靭性を実現するために使用されている。化学的に強化されたガラスの破砕限界は、概して、ガラスの成分の破壊靭性によって制御される。シリカは、約０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２の比較的低いＫ_Ｉｃ破壊靭性を有し、これにより、ケイ酸塩ガラスのＫ_Ｉｃ破壊靭性は約０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２の値に制限されることを強いられる。特定の酸化物は、破壊靭性を増加させうる（例えば、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３）。しかしながら、そのような酸化物は高価であり、それによってガラス組成物から形成されるガラス物品のコストが上昇しうる。

【0064】

Ａｌ_２Ｏ_３の添加は、ガラス組成物の破壊靭性を増加させることができるが、液相粘度も低下させる可能性があり、ガラス組成物を成形困難にする。Ｂ_２Ｏ_３の添加は、ガラス組成物の破壊靭性も改善することができる。しかしながら、Ｂ_２Ｏ_３の存在は、ガラス組成物のイオン交換強化に続くガラス組成物の達成可能な中央張力を低下させる可能性があり、溶融及び成形プロセス中に揮発性の問題を生じる可能性がある。

【0065】

前述の問題を軽減するガラス組成物が本明細書に開示される。具体的には、本明細書に開示されるガラス組成物は、比較的高濃度のＡｌ_２Ｏ_３を含み、これにより、透明若しくは半透明のガラス物品、又は破壊靭性が改善された不透明な着色されたガラスセラミック物品を製造するために、さまざまな冷却スケジュールに供することができる、調整可能なガラス組成物が得られる。

【0066】

本明細書に記載されるガラス組成物は、アルミノホウケイ酸塩ガラス組成物として説明することができ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＢ_２Ｏ_３を含む。本明細書に記載されるガラス組成物はまた、ガラス組成物のイオン交換性を可能にするために、Ｌｉ_２Ｏ及びＮａ_２Ｏなどのアルカリ酸化物も含む。

【0067】

ＳｉＯ_２は、本明細書に記載されるガラス組成物における主要なガラス形成剤であり、ガラス組成物のネットワーク構造を安定化するように機能することができる。ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度は、基本的なガラス形成能力を提供するように十分に高くなければならない（例えば、２４モル％以上）。純粋なＳｉＯ_２又は高ＳｉＯ_２ガラスの溶融温度は望ましくないほど高いため、ガラス組成物の融点を制御するために、ＳｉＯ_２の量を（例えば、６０モル％以下に）制限することができる。したがって、ＳｉＯ_２の濃度を制限することは、ガラス組成物の溶融性及び成形性を改善するのに役立ちうる。

【0068】

したがって、実施形態では、ガラス組成物は、２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２を含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度は、２４モル％以上、２８モル％以上、又はさらに３２モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度は、６０モル％以下、５５モル％以下、５０モル％以下、又はさらに４５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度は、２４モル％以上かつ６０モル％以下、２４モル％以上かつ５５モル％以下、２４モル％以上かつ５０モル％以下、２４モル％以上かつ４５モル％以下、２８モル％以上かつ６０モル％以下、２８モル％以上かつ５５モル％以下、２８モル％以上かつ５０モル％以下、２８モル％以上かつ４５モル％以下、３２モル％以上かつ６０モル％以下、３２モル％以上かつ５５モル％以下、３２モル％以上かつ５０モル％以下、若しくはさらに３２モル％以上かつ４５モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0069】

ＳｉＯ_２と同様に、Ａｌ_２Ｏ_３もまた、ガラスネットワークを安定化させることができ、さらに、ガラス組成物に改善された機械的特性及び化学的耐久性を提供する。ガラス組成物の粘度を制御するために、Ａｌ_２Ｏ_３の量を調整することもできる。Ａｌ_２Ｏ_３の濃度は、得られるガラス組成物が所望の破壊靭性（例えば、０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２以上）を有するように、十分に高くなければならない（例えば、２３モル％以上）。しかしながら、Ａｌ_２Ｏ_３の量が多すぎる（例えば、３５モル％を超える）と、溶融物の粘度が上昇し、それによってガラス組成物の成形性が低下する可能性がある。実施形態では、ガラス組成物は、２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含みうる。実施形態では、ガラス組成物は、２４モル％以上かつ３４モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３の濃度は、２３モル％以上、２４モル％以上、２５モル％以上、又はさらに２６モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３の濃度は、３５モル％以下、３４モル％以下、３２モル％以下、又はさらに３０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３の濃度は、２３モル％以上？かつ３５モル％以下、２３モル％以上かつ３４モル％以下、２３モル％以上かつ３２モル％以下、２３モル％以上かつ３０モル％以下、２４モル％以上かつ３５モル％以下、２４モル％以上かつ３４モル％以下、２４モル％以上かつ３２モル％以下、２４モル％以上かつ３０モル％以下、２５モル％以上かつ３５モル％以下、２５モル％以上かつ３４モル％以下、２５モル％以上かつ３２モル％以下、２５モル％以上かつ３０モル％以下、２６モル％以上かつ３５モル％以下、２６モル％以上かつ３４モル％以下、２６モル％以上かつ３２モル％以下、若しくはさらに２６モル％以上かつ３０モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0070】

Ｂ_２Ｏ_３はガラス組成物の溶融温度を低下させる。さらには、ガラス組成物へのＢ_２Ｏ_３の添加は、ガラス組成物がセラミック化される場合にインターロッキング結晶微細構造の実現を助ける。加えて、Ｂ_２Ｏ_３は、ガラス組成物の耐損傷性も改善することができる。セラミック化後に存在する残留ガラス中のホウ素がアルカリ酸化物又は二価カチオン酸化物（例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯ）によって電荷平衡化されていない場合には、ホウ素は、ガラスの構造を開く、三角配位状態（又は３配位ホウ素）になる。これらの３配位ホウ素原子の周りのネットワークは、四面体配位（又は４配位）ホウ素ほど堅固ではない。理論に縛られはしないが、３配位ホウ素を含むガラス組成物は、４配位ホウ素と比較して、亀裂形成前にある程度の変形を許容することができると考えられる。ある程度の変形を許容することにより、ビッカース圧痕亀裂開始閾値が増加する。３配位ホウ素を含むガラス組成物の破壊靭性もまた増加しうる。Ｂ_２Ｏ_３の濃度は、ガラス組成物の成形性を改善し、破壊靭性を増加させるために、十分に高くなければならない（例えば、３．５モル％以上）。しかしながら、Ｂ_２Ｏ_３が高すぎると、化学的耐久性及び液相粘度が低下し、溶融中のＢ_２Ｏ_３の揮発及び蒸発の制御が難しくなる。したがって、Ｂ_２Ｏ_３の量は、ガラス組成物の化学的耐久性及び製造可能性を維持するように制限されうる（例えば、３５モル％以下）。

【0071】

実施形態では、ガラス組成物は、３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含みうる。実施形態では、ガラス組成物は、５モル％以上かつ３０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＢ_２Ｏ_３の濃度は、３．５モル％以上、５モル％以上、７．５モル％以上、１０モル％以上、１２．５モル％以上、１５モル％以上、又はさらに１７．５モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＢ_２Ｏ_３の濃度は、３５モル％以下、３０モル％以下、２５モル％以下、又はさらに２０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＢ_２Ｏ_３の濃度は、３．５モル％以上かつ３５モル％以下、３．５モル％以上かつ３０モル％以下、３．５モル％以上かつ２５モル％以下、３．５モル％以上かつ２０モル％以下、５モル％以上かつ３５モル％以下、５モル％以上かつ３０モル％以下、５モル％以上かつ２５モル％以下、５モル％以上かつ２０モル％以下、７．５モル％以上かつ３５モル％以下、７．５モル％以上かつ３０モル％以下、７．５モル％以上かつ２５モル％以下、７．５モル％以上かつ２０モル％以下、１０モル％以上かつ３５モル％以下、１０モル％以上かつ３０モル％以下、１０モル％以上かつ２５モル％以下、１０モル％以上かつ２０モル％以下、１２．５モル％以上かつ３５モル％以下、１２．５モル％以上かつ３０モル％以下、１２．５モル％以上かつ２５モル％以下、１２．５モル％以上かつ２０モル％以下、１５モル％以上かつ３５モル％以下、１５モル％以上かつ３０モル％以下、１５モル％以上かつ２５モル％以下、１５モル％以上かつ２０モル％以下、１７．５モル％以上かつ３５モル％以下、１７．５モル％以上かつ３０モル％以下、１７．５モル％以上かつ２５モル％以下、若しくはさらに１７．５モル％以上かつ２０モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0072】

本明細書に記載されるガラス組成物は、比較的高濃度のＡｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３を含み、これにより、ガラス組成物の破壊靭性を高めることができる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３（モル％）＋Ｂ_２Ｏ_３（モル％））は、増強された破壊靭性を提供するように、２８モル％以上でありうる。Ａｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量が増加すると液相線温度が増加するため、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量は、ガラス組成物の液相線温度を制御するように制限されうる（例えば、６０モル％以下）。液相線温度が増加すると、ガラス組成物の液相粘度及び安定性は低下し、その結果、ガラス組成物は下方延伸プロセス又はフュージョン成形プロセスに適さなくなる可能性がある。

【0073】

実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量は、２８モル％以上かつ６０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量は、３０モル％以上かつ５７モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量は、２８モル％以上、３０モル％以上、３２モル％以上、又はさらに３４モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量は、６０モル％以下、５７モル％以下、５３モル％以下、又はさらに５０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計量は、２８モル％以上かつ６０モル％以下、２８モル％以上かつ５７モル％以下、２８モル％以上かつ５５モル％以下、２８モル％以上かつ５３モル％以下、２８モル％以上かつ５０モル％以下、３０モル％以上かつ６０モル％以下、３０モル％以上かつ５７モル％以下、３０モル％以上かつ５５モル％以下、３０モル％以上かつ５３モル％以下、３０モル％以上かつ５０モル％以下、３２モル％以上かつ６０モル％以下、３２モル％以上かつ５７モル％以下、３２モル％以上かつ５５モル％以下、３２モル％以上かつ５３モル％以下、３２モル％以上かつ５０モル％以下、３４モル％以上かつ６０モル％以下、３４モル％以上かつ５７モル％以下、３４モル％以上かつ５５モル％以下、３４モル％以上かつ５３モル％以下、若しくはさらに３４モル％以上かつ５０モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0074】

上述のように、ガラス組成物のイオン交換性を可能にするために、ガラス組成物は、Ｌｉ_２Ｏ及びＮａ_２Ｏなどのアルカリ酸化物を含みうる。Ｌｉ_２Ｏは、ガラス組成物のイオン交換能を助け、また、ガラス組成物の軟化点を低下させ、それによってガラスの成形性を高める。実施形態では、ガラス組成物は、０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏを含みうる。実施形態では、ガラス組成物は、３モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＬｉ_２Ｏの濃度は、０モル％超、３モル％以上、５モル％以上、７モル％以上、又はさらに１０モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＬｉ_２Ｏの濃度は、２０モル％以下、１８モル％以下、１５モル％以下、１３モル％以下、又はさらに１１モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＬｉ_２Ｏの濃度は、０モル％超かつ２０モル％以下、０モル％超かつ１８モル％以下、０モル％超かつ１５モル％以下、０モル％超かつ１３モル％以下、０モル％超かつ１１モル％以下、３モル％以上かつ２０モル％以下、３モル％以上かつ１８モル％以下、３モル％以上かつ１５モル％以下、３モル％以上かつ１３モル％以下、３モル％以上かつ１１モル％以下、５モル％以上かつ２０モル％以下、５モル％以上かつ１８モル％以下、５モル％以上かつ１５モル％以下、５モル％以上かつ１３モル％以下、５モル％以上かつ１１モル％以下、７モル％以上かつ２０モル％以下、７モル％以上かつ１８モル％以下、７モル％以上かつ１５モル％以下、７モル％以上かつ１３モル％以下、７モル％以上かつ１１モル％以下、１０モル％以上かつ２０モル％以下、１０モル％以上かつ１８モル％以下、１０モル％以上かつ１５モル％以下、１０モル％以上かつ１３モル％以下、若しくはさらに１０モル％以上かつ１１モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0075】

実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の量とＬｉ_２Ｏの量とのバランスが取られうる。特に、実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の量は、Ｌｉ_２Ｏの量より多くてもよく、その結果、アルミニウムが５配位の状態（又は５配位アルミニウム）がもたらされ、ガラス組成物の破壊靭性が改善される。例えば、実施形態では、ガラス組成物は、比較的多量のＡｌ_２Ｏ_３（例えば、２５モル％以上かつ３５モル％以下）と、比較的少量のＬｉ_２Ｏ（例えば、３モル％以上かつ１１モル％以下）とを含みうる。実施形態では、ガラス組成物は、比較的少量のＡｌ_２Ｏ_３（例えば、２４モル％以上かつ３０モル％以下）と、比較的多量のＬｉ_２Ｏ（例えば、１０モル％以上かつ１８モル％以下）とを含みうる。

【0076】

ガラス組成物のイオン交換能を助けることに加えて、Ｎａ_２Ｏは、融点を低下させ、ガラス組成物の成形性を改善する。しかしながら、ガラス組成物に添加するＮａ_２Ｏが多すぎると、融点が低くなりすぎる可能性がある。したがって、実施形態では、ガラス組成物中に存在するＬｉ_２Ｏの濃度は、ガラス組成物中に存在するＮａ_２Ｏの濃度より大きくなりうる。実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＮａ_２Ｏの濃度は、０モル％以上、０．５モル％以上、１モル％以上、又はさらに１．５モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＮａ_２Ｏの濃度は、１０モル％以下、９モル％以下、７モル％以下、又はさらに５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＮａ_２Ｏの濃度は、０モル％以上かつ１０モル％以下、０モル％以上かつ９モル％以下、０モル％以上かつ７モル％以下、０モル％以上かつ５モル％以下、０．５モル％以上かつ１０モル％以下、０．５モル％以上かつ９モル％以下、０．５モル％以上かつ７モル％以下、０．５モル％以上かつ５モル％以下、１モル％以上かつ１０モル％以下、１モル％以上かつ９モル％以下、１モル％以上かつ７モル％以下、１モル％以上かつ５モル％以下、１．５モル％以上かつ１０モル％以下、１．５モル％以上かつ９モル％以下、１．５モル％以上かつ７モル％以下、若しくはさらに１．５モル％以上かつ５モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0077】

本明細書に記載されるガラス組成物は、Ｋ_２Ｏなど、Ｌｉ_２Ｏ及びＮａ_２Ｏ以外のアルカリ金属酸化物をさらに含みうる。Ｋ_２Ｏは、含まれる場合には、イオン交換を促進し、圧縮深さを増加させることができ、かつ融点を低下させてガラス組成物の成形性を改善することができる。しかしながら、Ｋ_２Ｏを添加しすぎると、表面の圧縮応力及び融点が低くなりすぎる可能性がある。したがって、実施形態では、ガラス組成物に添加するＫ_２Ｏの量は、制限されうる。実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＫ_２Ｏの濃度は、０モル％以上、又はさらに０．１モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＫ_２Ｏの濃度は、３モル％以下、１モル％以下、又はさらに０．５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＫ_２Ｏの濃度は、０モル％以上かつ３モル％以下、０モル％以上かつ１モル％以下、０モル％以上かつ０．５モル％以下、０．１モル％以上かつ３モル％以下、０．１モル％以上かつ１モル％以下、若しくはさらに０．１モル％以上かつ０．５モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0078】

すべてのアルカリ酸化物の合計は、本明細書ではＲ_２Ｏと表される。具体的には、Ｒ_２Ｏは、ガラス組成物中に存在するＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏの合計（モル％単位）である（すなわち、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ（モル％）＋Ｎａ_２Ｏ（モル％）＋及びＫ_２Ｏ（モル％）。Ｂ_２Ｏ_３と同様に、アルカリ酸化物は、ガラス組成物の軟化点及び成形温度を低下させるのに役立ち、それによって、例えばガラス組成物中のより多くの量のＳｉＯ_２に起因するガラス組成物の軟化点及び成形温度の上昇を相殺する。ガラス組成物中にアルカリ酸化物の組合せ（例えば、２つ以上のアルカリ酸化物）を含めることにより、軟化点及び成形温度をさらに低下させることができ、これは、「混合アルカリ効果」と呼ばれる現象である。しかしながら、アルカリ酸化物の量が多すぎる場合、ガラス組成物の平均熱膨張係数が１００×１０^－７／℃超まで増加することが見出されており、これは望ましくないであろう。

【0079】

実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２Ｏの濃度は、１２モル％以上かつ２０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２Ｏの濃度は、１２．５モル％以上かつ１９モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２Ｏの濃度は、１２モル％以上、１２．５モル％以上、又はさらに１３モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２Ｏの濃度は、２０モル％以下、１９モル％以下、１７モル％以下、又はさらに１５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２Ｏの濃度は、１２モル％以上かつ２０モル％以下、１２モル％以上かつ１９モル％以下、１２モル％以上かつ１７モル％以下、１２モル％以上かつ１５モル％以下、１２．５モル％以上かつ２０モル％以下、１２．５モル％以上かつ１９モル％以下、１２．５モル％以上かつ１７モル％以下、１２．５モル％以上かつ１５モル％以下、１３モル％以上かつ２０モル％以下、１３モル％以上かつ１９モル％以下、１３モル％以上かつ１７モル％以下、若しくはさらに１３モル％以上かつ１５モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0080】

本明細書に記載されるガラス組成物は、ＭｇＯをさらに含みうる。ＭｇＯは、ガラス組成物の粘度を下げ、それにより、成形性、歪み点、及びヤング率を高め、イオン交換性を改善することができる。しかしながら、ガラス組成物に添加されるＭｇＯが多すぎると、ガラス組成物中のナトリウム及びカリウムイオンの拡散性が低下し、それにより、得られるガラスのイオン交換性能（すなわち、イオン交換能力）に悪影響を与える。実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ１５モル％以下のＭｇＯを含みうる。実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ１３モル％以下のＭｇＯを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＭｇＯの濃度は、０モル％以上、１モル％以上、又はさらに２モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＭｇＯの濃度は、１５モル％以下、１３モル％以下、１０モル％以下、７モル％以下、又はさらに５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＭｇＯの濃度は、０モル％以上かつ１５モル％以下、０モル％以上かつ１３モル％以下、０モル％以上かつ１０モル％以下、０モル％以上かつ７モル％以下、０モル％以上かつ５モル％以下、１モル％以上かつ１５モル％以下、１モル％以上かつ１３モル％以下、１モル％以上かつ１０モル％以下、１モル％以上かつ７モル％以下、１モル％以上かつ５モル％以下、２モル％以上かつ１５モル％以下、２モル％以上かつ１３モル％以下、２モル％以上かつ１０モル％以下、２モル％以上かつ７モル％以下、若しくはさらに２モル％以上かつ５モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0081】

本明細書に記載されるガラス組成物は、ＣａＯをさらに含みうる。ＣａＯは、ガラス組成物の粘度を下げ、それにより、成形性、歪み点、及びヤング率を高め、イオン交換性を改善することができる。しかしながら、ガラス組成物に添加されるＣａＯが多すぎると、ガラス組成物中のナトリウム及びカリウムイオンの拡散性が低下し、それにより、得られるガラスのイオン交換性能（すなわち、イオン交換能力）に悪影響を与える。実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ５モル％以下のＣａＯを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＣａＯの濃度は、０モル％以上、０．１モル％以上、０．５モル％以上、又はさらに１モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＣａＯの濃度は、５モル％以下、又はさらに３モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＣａＯの濃度は、０モル％以上かつ５モル％以下、０モル％以上かつ３モル％以下、０．１モル％以上かつ５モル％以下、０．１モル％以上かつ３モル％以下、０．５モル％以上かつ５モル％以下、０．５モル％以上かつ３モル％以下、１モル％以上かつ５モル％以下、若しくはさらに１モル％以上かつ３モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。実施形態では、ガラス組成物は、ＣａＯを含まないものでありうる。

【0082】

実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ５モル％以下のＳｒＯを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｒＯの濃度は、０モル％以上、０．１モル％以上、０．５モル％以上、又はさらに１モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｒＯの濃度は、５モル％以下、又はさらに３モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｒＯの濃度は、０モル％以上かつ５モル％以下、０モル％以上かつ３モル％以下、０．１モル％以上かつ５モル％以下、０．１モル％以上かつ３モル％以下、０．５モル％以上かつ５モル％以下、０．５モル％以上かつ３モル％以下、１モル％以上かつ５モル％以下、若しくはさらに１モル％以上かつ３モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。実施形態では、ガラス組成物は、ＳｒＯを含まないものでありうる。

【0083】

実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ５モル％以下のＢａＯを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＢａＯの濃度は、０モル％以上、０．１モル％以上、０．５モル％以上、又はさらに１モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＢａＯの濃度は、５モル％以下、又はさらに３モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＢａＯの濃度は、０モル％以上かつ５モル％以下、０モル％以上かつ３モル％以下、０．１モル％以上かつ５モル％以下、０．１モル％以上かつ３モル％以下、０．５モル％以上かつ５モル％以下、０．５モル％以上かつ３モル％以下、１モル％以上かつ５モル％以下、若しくはさらに１モル％以上かつ３モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。実施形態では、ガラス組成物は、ＢａＯを含まないものでありうる。

【0084】

実施形態では、ガラス組成物は、０モル％以上かつ５モル％以下のＺｎＯを含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＺｎＯの濃度は、０モル％以上、０．１モル％以上、０．５モル％以上、又はさらに１モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＺｎＯの濃度は、５モル％以下、又はさらに３モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＺｎＯの濃度は、０モル％以上かつ５モル％以下、０モル％以上かつ３モル％以下、０．１モル％以上かつ５モル％以下、０．１モル％以上かつ３モル％以下、０．５モル％以上かつ５モル％以下、０．５モル％以上かつ３モル％以下、１モル％以上かつ５モル％以下、若しくはさらに１モル％以上かつ３モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。実施形態では、ガラス組成物は、ＺｎＯを含まないものでありうる。

【0085】

すべての二価カチオン酸化物の合計は、本明細書ではＲＯで表される。具体的には、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯの合計（モル％単位）である（すなわち、ＲＯ＝ＭｇＯ（モル％）＋ＣａＯ（モル％）＋ＳｒＯ（モル％）＋ＢａＯ（モル％）＋ＺｎＯ（モル％））。ガラス組成物中のＲＯの濃度は、比較的速いイオン交換を可能にするように（例えば、１７．５モル％以下に）制限されうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲＯの濃度は、０モル％以上かつ１７．５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲＯの濃度は、０モル％超かつ１５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲＯの濃度は、０モル％以上、０モル％超、０．１モル％以上、１モル％以上、又はさらに２モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲＯの濃度は、１７．５モル％以下、１５モル％以下、１２．５モル％以下、１０モル％以下、又はさらに７．５モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲＯの濃度は、０モル％以上かつ１７．５モル％以下、０モル％以上かつ１５モル％以下、０モル％以上かつ１２．５モル％以下、０モル％以上かつ１０モル％以下、０モル％以上かつ７．５モル％以下、０モル％超かつ１７．５モル％以下、０モル％超かつ１５モル％以下、０モル％超かつ１２．５モル％以下、０モル％超かつ１０モル％以下、０モル％超かつ７．５モル％以下、０．１モル％以上かつ１７．５モル％以下、０．１モル％以上かつ１５モル％以下、０．１モル％以上かつ１２．５モル％以下、０．１モル％以上かつ１０モル％以下、０．１モル％以上かつ７．５モル％以下、１モル％以上かつ１７．５モル％以下、１モル％以上かつ１５モル％以下、１モル％以上かつ１２．５モル％以下、１モル％以上かつ１０モル％以下、１モル％以上かつ７．５モル％以下、２モル％以上かつ１７．５モル％以下、２モル％以上かつ１５モル％以下、２モル％以上かつ１２．５モル％以下、２モル％以上かつ１０モル％以下、若しくはさらに２モル％以上かつ７．５モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0086】

ガラス組成物中のＲ_２ＯとＲＯの合計量は、ガラス組成物の失透を防ぐように（すなわち、３０モル％以下に）制限されうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２ＯとＲＯの合計量（すなわち、Ｒ_２Ｏ（モル％）＋ＲＯ（モル％））は、１０モル％以上、１２モル％以上、１４モル％以上、又はさらに１６モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２ＯとＲＯの合計量は、３０モル％以下、２５モル％以下、又はさらに２０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＲ_２ＯとＲＯの合計量は、１０モル％以上かつ３０モル％以下、１０モル％以上かつ２５モル％以下、１０モル％以上かつ２０モル％以下、１２モル％以上かつ３０モル％以下、１２モル％以上かつ２５モル％以下、１２モル％以上かつ２０モル％以下、１４モル％以上かつ３０モル％以下、１４モル％以上かつ２５モル％以下、１４モル％以上かつ２０モル％以下、１６モル％以上かつ３０モル％以下、１６モル％以上かつ２５モル％以下、若しくはさらに１６モル％以上かつ２０モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0087】

実施形態では、ガラス組成物は、過アルミナであり（すなわち、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３の量は、Ｒ_２ＯとＲＯの合計より大きい）、これは、ガラス組成物が損傷及び／又は破損に対してより耐性となるように、ガラス組成物の破壊靭性を増加させることができる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３からＲ_２ＯとＲＯの合計を差し引いた量（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３（モル％）－Ｒ_２Ｏ（モル％）－ＲＯ（モル％））は、－０．５モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、０モル％以上かつ２０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、－０．５モル％以上、０モル％以上、０．１モル％以上、１モル％以上、又はさらに２モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、２０モル％以下、１８モル％以下、１６モル％以下、又はさらに１４モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、－０．５モル％以上かつ２０モル％以下、－０．５モル％以上かつ１８モル％以下、－０．５モル％以上かつ１６モル％以下、－０．５モル％以上かつ１４モル％以下、０モル％以上かつ２０モル％以下、０モル％以上かつ１８モル％以下、０モル％以上かつ１６モル％以下、０モル％以上かつ１４モル％以下、０．１モル％以上かつ２０モル％以下、０．１モル％以上かつ１８モル％以下、０．１モル％以上かつ１６モル％以下、０．１モル％以上かつ１４モル％以下、１モル％以上かつ２０モル％以下、１モル％以上かつ１８モル％以下、１モル％以上かつ１６モル％以下、１モル％以上かつ１４モル％以下、２モル％以上かつ２０モル％以下、２モル％以上かつ１８モル％以下、２モル％以上かつ１６モル％以下、若しくはさらに２モル％以上かつ１４モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0088】

実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計はＲ_２ＯとＲＯの合計よりも大きく、これにより、ガラス組成物が損傷及び／又は破損に対してより耐性となるようにガラス組成物の破壊靭性を高めることができる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の合計からＲ_２ＯとＲＯの合計を差し引いた量（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３（モル％）＋Ｂ_２Ｏ_３（モル％）－Ｒ_２Ｏ（モル％）－ＲＯ（モル％））は、２モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、４モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、２モル％以上、４モル％以上、又はさらに６モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、４５モル％以下、４０モル％以下、３５モル％以下、又はさらに３０モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＡｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯは、２モル％以上かつ４５モル％以下、２モル％以上かつ４０モル％以下、２モル％以上かつ３５モル％以下、２モル％以上かつ３０モル％以下、４モル％以上かつ４５モル％以下、４モル％以上かつ４０モル％以下、４モル％以上かつ３５モル％以下、４モル％以上かつ３０モル％以下、６モル％以上かつ４５モル％以下、６モル％以上かつ４０モル％以下、６モル％以上かつ３５モル％以下、若しくはさらに６モル％以上かつ３０モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。

【0089】

実施形態では、本明細書に記載されるガラス組成物はさらに、１つ以上の清澄剤を含みうる。実施形態では、清澄剤は、例えば、ＳｎＯ_２を含みうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｎＯ_２の濃度は、０モル％以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｎＯ_２の濃度は、１モル％以下、０．５モル％以下、０．４モル％以下、０．３モル％以下、０．２モル％以下、又はさらに０．１モル％以下でありうる。実施形態では、ガラス組成物中のＳｎＯ_２の濃度は、０モル％以上かつ１モル％以下、０モル％以上かつ０．５モル％以下、０モル％以上かつ０．４モル％以下、０モル％以上かつ０．３モル％以下、０モル％以上かつ０．２モル％以下、若しくはさらに０モル％以上かつ０．１モル％以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲でありうる。実施形態では、ガラス組成物は、ＳｎＯ_２を含まないものとすることができる。

【0090】

実施形態では、本明細書に記載されるガラス組成物はさらに、トランプ物質、例えば、ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＭｎＯ、ＭｏＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｄＯ、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、硫黄ベースの化合物、例えば、硫酸塩、ハロゲン、又はそれらの組合せを含みうる。

【0091】

実施形態では、ガラス組成物は、２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２；２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３；０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏ；０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏ；及び、０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏを含むことができ、ここで、Ｒ_２Ｏは１２モル％以上かつ２０モル％以下であり、Ｒ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏの合計である。

【0092】

本明細書に記載されるガラス組成物から形成される物品は、任意の適切なの形状又は厚さとすることができ、これは、ガラス組成物の使用のための特定の用途に応じて変化させることができる。ガラスシートの実施形態は、３０μｍ以上、５０μｍ以上、１００μｍ以上、２５０μｍ以上、５００μｍ以上、７５０μｍ以上、又はさらに１ｍｍ以上の厚さを有しうる。実施形態では、ガラスシートの実施形態は、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、又はさらに２ｍｍ以下の厚さを有しうる。実施形態では、ガラスシートの実施形態は、３０μｍ以上かつ６ｍｍ以下、３０μｍ以上かつ５ｍｍ以下、３０μｍ以上かつ４ｍｍ以下、３０μｍ以上かつ３ｍｍ以下、３０μｍ以上かつ２ｍｍ以下、５０μｍ以上かつ６ｍｍ以下、５０μｍ以上かつ５ｍｍ以下、５０μｍ以上かつ４ｍｍ以下、５０μｍ以上かつ３ｍｍ以下、５０μｍ以上かつ２ｍｍ以下、１００μｍ以上かつ６ｍｍ以下、１００μｍ以上かつ５ｍｍ以下、１００μｍ以上かつ４ｍｍ以下、１００μｍ以上かつ３ｍｍ以下、１００μｍ以上かつ２ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ６ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ５ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ４ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ３ｍｍ以下、２５０μｍ以上かつ２ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ６ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ５ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ４ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ３ｍｍ以下、５００μｍ以上かつ２ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ６ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ５ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ４ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ３ｍｍ以下、７５０μｍ以上かつ２ｍｍ以下、１ｍｍ以上及び６ｍｍ以下、１ｍｍ以上及び５ｍｍ以下、１ｍｍ以上及び４ｍｍ以下、１ｍｍ以上及び３ｍｍ以下、若しくはさらに１ｍｍ以上及び２ｍｍ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の厚さを有しうる。

【0093】

上で論じたように、本明細書に記載されるガラス組成物は、該ガラス組成物が損傷に対してより耐性となるように、増加した破壊靭性を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２以上、０．８ＭＰａ・ｍ^１／２以上、０．９ＭＰａ・ｍ^１／２以上、１．０ＭＰａ・ｍ^１／２以上、又はさらに１．１ＭＰａ・ｍ^１／２以上のＫ_Ｉｃ破壊靭性を有しうる。

【0094】

実施形態では、ガラス組成物は、７０ＧＰａ以上、７５ＧＰａ以上、又はさらに８０ＧＰａ以上のヤング率を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、１２０ＧＰａ以下、１１０ＧＰａ以下、又はさらに１００ＧＰａ以下のヤング率を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、７０ＧＰａ以上かつ１２０ＧＰａ以下、７０ＧＰａ以上かつ１１０ＧＰａ以下、７０ＧＰａ以上かつ１００ＧＰａ以下、７５ＧＰａ以上かつ１２０ＧＰａ以下、７５ＧＰａ以上かつ１１０ＧＰａ以下、７５ＧＰａ以上かつ１００ＧＰａ以下、８０ＧＰａ以上かつ１２０ＧＰａ以下、８０ＧＰａ以上かつ１１０ＧＰａ以下、若しくはさらに８０ＧＰａ以上かつ１００ＧＰａ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲のヤング率を有しうる。

【0095】

実施形態では、本明細書に記載されるガラス組成物は、比較的高い、Ｋ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比を有しており、ガラス組成物が損傷に対してより耐性となるように破壊エネルギーを増加させることができる。実施形態では、ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比は０．００９５ｍ^１／２以上でありうる。実施形態では、ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比は０．０１ｍ^１／２以上でありうる。

【0096】

実施形態では、本明細書に記載されるガラス組成物は、比較的高いポアソン比を有しており、ガラス組成物が損傷に対してより耐性となるように破壊エネルギーを増加させることができる。実施形態では、ガラス組成物は、０．２２以上、０．２３以上、又はさらに０．２４以上のポアソン比を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、０．２８以下、０．２７以下、又はさらに０．２６以下のポアソン比を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、０．２２以上及び０．２８以下、０．２２以上及び０．２７以下、０．２２以上及び０．２６以下、０．２３以上及び０．２８以下、０．２３以上及び０．２７以下、０．２３以上及び０．２６以下、０．２４以上及び０．２８以下、０．２４以上及び０．２７以下、若しくはさらに０．２４以上及び０．２６以下、又はこれらの端点のいずれかによって形成されるあらゆる部分範囲のポアソン比を有しうる。

【0097】

実施形態では、ガラス組成物は、２．３ｇ／ｃｍ^３以上、２．３５ｇ／ｃｍ^３以上、又はさらに２．４ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、２．６ｇ／ｃｍ^３以下、２．５５ｇ／ｃｍ^３以下、又はさらに２．５ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、２．３ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下、２．３ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ^３以下、２．３ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．５ｇ／ｃｍ^３以下、２．３５ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下、２．３５ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ^３以下、２．３５ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．５ｇ／ｃｍ^３以下、２．４ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．６ｇ／ｃｍ^３以下、２．４ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．５５ｇ／ｃｍ^３以下、若しくはさらに２．４ｇ／ｃｍ^３以上かつ２．５ｇ／ｃｍ^３以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の密度を有しうる。

【0098】

実施形態では、ガラス組成物は、３ｐｐｍ以上、４ｐｐｍ以上、又はさらに５ｐｐｍ以上の３００℃冷却におけるＣＴＥを有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、８ｐｐｍ以下、７ｐｐｍ以下、又はさらに６ｐｐｍ以下の３００℃冷却におけるＣＴＥを有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、３ｐｐｍ以上かつ８ｐｐｍ以下、３ｐｐｍ以上かつ７ｐｐｍ以下、３ｐｐｍ以上かつ６ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以上かつ８ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以上かつ７ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以上かつ６ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以上かつ８ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以上かつ７ｐｐｍ以下、若しくはさらに５ｐｐｍ以上かつ６ｐｐｍ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の３００℃冷却におけるＣＴＥを有しうる。

【0099】

実施形態では、ガラス組成物は、３ｐｐｍ以上、４ｐｐｍ以上、又はさらに５ｐｐｍ以上の５０℃冷却におけるＣＴＥを有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、８ｐｐｍ以下、７ｐｐｍ以下、又はさらに６ｐｐｍ以下の５０℃冷却におけるＣＴＥを有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、３ｐｐｍ以上かつ８ｐｐｍ以下、３ｐｐｍ以上かつ７ｐｐｍ以下、３ｐｐｍ以上かつ６ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以上かつ８ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以上かつ７ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以上かつ６ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以上かつ８ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以上かつ７ｐｐｍ以下、若しくはさらに５ｐｐｍ以上かつ６ｐｐｍ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の５０℃冷却におけるＣＴＥを有しうる。

【0100】

実施形態では、ガラス組成物は、４００℃以上、４５０℃以上、又はさらに５００℃以上の歪み点を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、７００℃以下、６５０℃以下、又はさらに６００℃以下の歪み点を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、４００℃以上かつ７００℃以下、４００℃以上かつ６５０℃以下、４００℃以上かつ６００℃以下、４５０℃以上かつ７００℃以下、４５０℃以上かつ６５０℃以下、４５０℃以上かつ６００℃以下、５００℃以上かつ７００℃以下、５００℃以上かつ６５０℃以下、若しくはさらに５００℃以上かつ６００℃以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の歪み点を有しうる。

【0101】

実施形態では、ガラス組成物は、５００℃以上、又はさらに５５０℃以上のアニール点を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、８００℃以下、又はさらに７００℃以下のアニール点を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、５００℃以上かつ８００℃以下、５００℃以上かつ７００℃以下、５５０℃以上かつ８００℃以下、若しくはさらに５５０℃以上かつ７００℃以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲のアニール点を有しうる。

【0102】

実施形態では、ガラス組成物は、６００℃以上、又はさらに７００℃以上の軟化点を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、９００℃以下、又はさらに８００℃以下の軟化点を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、６００℃以上かつ９００℃以下、６００℃以上かつ８００℃以下、７００℃以上かつ９００℃以下、若しくはさらに７００℃以上かつ８００℃以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の軟化点を有しうる。

【0103】

実施形態では、ガラス組成物は、２５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以上、又はさらに３２ＧＰａ以上の剪断弾性率を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、５０ＧＰａ以下、４５ＧＰａ以下、又はさらに４３ＧＰａ以下の剪断弾性率を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、２５ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上かつ４５ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以上かつ４３ＧＰａ以下、３０ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、３０ＧＰａ以上かつ４５ＧＰａ以下、３０ＧＰａ以上かつ４３ＧＰａ以下、３２ＧＰａ以上かつ５０ＧＰａ以下、３２ＧＰａ以上かつ４５ＧＰａ以下、若しくはさらに３２ＧＰａ以上かつ４３ＧＰａ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の剪断弾性率を有しうる。

【0104】

実施形態では、ガラス組成物は、１．４以上、１．４５以上、又はさらに１．５以上の屈折率を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、１．６以下、又はさらに１．５５以下の屈折率を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、１．４以上かつ１．６以下、１．４以上かつ１．５５以下、１．４５以上かつ１．６以下、１．４５以上かつ１．５５以下、１．５以上かつ１．６以下、若しくはさらに１．５以上かつ１．５５以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の屈折率を有しうる。

【0105】

実施形態では、ガラス組成物は、２．２５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以上、又はさらに２．５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以上の応力光学係数（ＳＯＣ）を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、３．７５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以下、又はさらに３．５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以下のＳＯＣを有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、２．２５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以上かつ３．７５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以下、２．２５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以上かつ３．５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以下、２．５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以上かつ３．７５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以下、若しくはさらに２．５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以上かつ３．５ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲のＳＯＣを有しうる。

【0106】

実施形態では、ガラス組成物は、１Ｐ以上、５０Ｐ以上、又はさらに１００Ｐ以上の液相粘度を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、２ｋＰ以下、１ｋＰ以下、又はさらに０．５ｋＰ以下の液相粘度を有しうる。実施形態では、ガラス組成物は、１Ｐ以上かつ２ｋＰ以下、１Ｐ以上かつ１ｋＰ以下、１Ｐ以上かつ０．５ｋＰ以下、５０Ｐ以上かつ２ｋＰ以下、５０Ｐ以上かつ１ｋＰ以下、５０Ｐ以上かつ０．５ｋＰ以下、１００Ｐ以上かつ２ｋＰ以下、１００Ｐ以上かつ１ｋＰ以下、若しくはさらに１００Ｐ以上かつ０．５ｋＰ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の液相粘度を有しうる。これらの粘度範囲により、ガラス組成物を、フュージョン成形、スロットドロー、フローティング、圧延、及び当業者に知られている他のシート成形プロセスを含むがこれらに限定されない、さまざまな異なる技法によってシートへと成形することが可能となる。しかしながら、他の物品（すなわち、シート以外）を成形するために、他のプロセスを使用することができるものと理解されたい。

【0107】

実施形態では、本明細書に記載されるガラス組成物は、該ガラス組成物から製造されたガラス物品の強化を促進するようにイオン交換可能である。典型的なイオン交換プロセスでは、ガラス組成物中のより小さい金属イオンが、ガラス組成物から製造されたガラス物品の外面に近い層内の同じ原子価のより大きい金属イオンと置換又は「交換」される。より小さいイオンをより大きいイオンで置換すると、ガラス組成物から製造されたガラス物品の層内に圧縮応力が生じる。実施形態では、金属イオンは一価の金属イオン（例えば、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋など）であり、イオン交換は、ガラス組成物から製造されたガラス物品を、該ガラス物品中のより小さい金属イオンを置換する、より大きい金属イオンの少なくとも１つの溶融塩を含む浴に浸漬することによって達成される。あるいは、Ａｇ^＋、Ｔｌ^＋、Ｃｕ^＋などの他の一価のイオンが、一価のイオンと交換されうる。ガラス組成物から製造されたガラス物品を強化するために用いられる一又は複数のイオン交換プロセスは、浸漬の合間の洗浄及び／又はアニーリングステップを伴う、単一の浴又は同様の組成若しくは異なる組成の複数の浴への浸漬を含みうるが、これらに限定されない。

【0108】

ガラス物品への曝露の際、イオン交換溶液（例えば、ＫＮＯ_３及び／又はＮａＮＯ_３溶融塩浴）は、実施形態によれば、３５０℃以上かつ５００℃以下、３６０℃以上かつ４５０℃以下、３７０℃以上かつ４４０℃以下、３６０℃以上かつ４２０℃以下、３７０℃以上かつ４００℃以下、３７５℃以上かつ４７５℃以下、４００℃以上かつ５００℃以下、４１０℃以上かつ４９０℃以下、４２０℃以上かつ４８０℃以下、４３０℃以上かつ４７０℃以下、若しくはさらに４４０℃以上かつ４６０℃以下、又は前述の値の間のあらゆる部分範囲の温度でありうる。実施形態では、ガラス組成物は、２時間以上かつ４８時間以下、２時間以上かつ２４時間以下、２時間以上かつ１２時間以下、２時間以上かつ６時間以下、８時間以上かつ４４時間以下、１２時間以上かつ４０時間以下、１６時間以上かつ３６時間以下、２０時間以上かつ３２時間以下、若しくはさらに２４時間以上かつ２８時間以下の時間、又は前述の値の間のあらゆる部分範囲の時間、イオン交換溶液に曝露されうる。

【0109】

得られる圧縮応力層は、２時間のイオン交換時間でガラス物品の表面に少なくとも１００μｍの深さ（「圧縮深さ」又は「ＤＯＣ」とも呼ばれる）を有しうる。実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、１０μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、４０μｍ以上、５０μｍ以上、６０μｍ以上、７０μｍ以上、８０μｍ以上、９０μｍ以上、又はさらに１００μｍ以上の圧縮深さを達成するようにイオン交換されうる。実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、少なくとも１０ＭＰａの中央張力を達成するようにイオン交換されうる。この表面圧縮層の発達は、イオン交換されていない材料と比較して、より優れた耐亀裂性及びより高い曲げ強度を達成するのに有益である。表面圧縮層は、ガラス物品の本体（すなわち、表面圧縮を含まない領域）のガラス物品内へと交換されるイオンの濃度と比較して、ガラス物品内へと交換されるイオンの濃度がより高い。

【0110】

実施形態では、ガラス物品は、厚さｔと、０．３２ｔ以下、０．３ｔ以下、０．２８ｔ以下、又はさらに０．２６ｔ以下のＤＯＣとを有しうる。

【0111】

実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、イオン交換強化後に、２０ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以上、７５ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、７５０ＭＰａ以上、又はさらに１ＧＰａ以上の表面圧縮応力を有しうる。実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、イオン交換強化後に、２０ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、２０ＭＰａ以上かつ７５０ＭＰａ以下、２０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、２０ＭＰａ以上及び２５０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、５０ＭＰａ以上かつ７５０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上かつ２５０ＭＰａ以下、７５ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、７５ＭＰａ以上かつ７５０ＭＰａ以下、７５ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、７５ＭＰａ以上及び２５０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ７５０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上及び２５０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ７５０ＭＰａ以下、２５０ＭＰａ以上かつ５００ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、５００ＭＰａ以上かつ７５０ＭＰａ以下、若しくはさらに７５０ＭＰａ以上かつ１ＧＰａ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の表面圧縮応力を有しうる。

【0112】

実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、イオン交換強化後に、１０ＭＰａ以上、２５ＭＰａ以上、又はさらに５０ＭＰａ以上の中央張力を有しうる。実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、イオン交換強化後に、２５０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以下、又はさらに１５０ＭＰａ以下の中央張力を有しうる。実施形態では、ガラス組成物から製造されたガラス物品は、イオン交換強化後に、１０ＭＰａ以上かつ２５０ＭＰａ以下、２５ＭＰａ以上かつ２５０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上かつ２５０ＭＰａ以下、１０ＭＰａ以上かつ２００ＭＰａ以下、２５ＭＰａ以上かつ２００ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上かつ２００ＭＰａ以下、１０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、２５ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、若しくはさらに５０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下、又はこれらの端点のいずれかから形成されるあらゆる部分範囲の中央張力を有しうる。

【0113】

実施形態では、ガラス物品を製造するプロセスは、ガラス組成物を１つ以上の予め選択された温度で１つ以上の予め選択された時間で熱処理してガラスの均質化を誘導することを含む。実施形態では、ガラス物品を製造するための熱処理は、（ｉ）ガラス組成物を１～１００℃／分の速度でガラス均質化温度まで加熱すること；（ｉｉ）ガラス組成物を０．２５時間以上かつ４時間以下の時間、ガラス均質化温度で維持してガラス物品を生成すること；及び、（ｉｉｉ）形成されたガラス物品を室温まで冷却することを含みうる。実施形態では、ガラス均質化温度は、３００℃以上かつ７００℃以下でありうる。

【0114】

上述のように、本明細書に記載されるガラス組成物をさまざまな冷却スケジュールに供して、異なる平均透過率を有するガラス－セラミック物品を製造することができる。実施形態では、ガラス物品は、透明（すなわち、７５％以上の平均透過率を有する）、半透明（すなわち、２０％以上かつ７５％以下の平均透過率を有する）、又は不透明（すなわち、２０％未満の平均透過率を有する）でありうる。

【0115】

実施形態では、ガラス－セラミック物品を製造するプロセスは、再加熱ステップを実施する必要なく、後成形（例えば、圧延、キャスティング、フュージョン、スロットドロー、フロートなど）を直接実施することができる。次に図１を参照すると、熱プロファイルＡに関して示されているように、冷却スケジュールは、（ｉ）成形されたガラス組成物を成形プロセス温度Ｔ_１（すなわち、溶融物）から核形成温度範囲Ｔ_２まで１℃／分以上かつ５００℃／分以下の平均冷却速度で冷却すること；（ｉｉ）成形されたガラス組成物を核形成温度範囲Ｔ_２で６０秒以上かつ４８時間以下の間維持して、ガラス－セラミック物品を生成すること；（ｉｉｉ）形成されたガラス－セラミック物品を１℃／分以上かつ５００℃／分以下の平均冷却速度でガラス－セラミック物品の有効アニーリング温度±２０℃のＴ_３まで冷却すること；（ｉｖ）ガラス－セラミック物品をガラス－セラミック物品の有効アニーリング温度±２０℃のＴ_３で１５分以上かつ１時間以下の時間維持すること；及び、（ｖ）ガラス－セラミック物品を室温Ｔ_４まで冷却することを含みうる。

【0116】

実施形態では、次に図１の熱プロファイルＢを参照すると、冷却スケジュールには、有効なアニーリング温度への冷却が含まれていなくてもよい。したがって、実施形態では、冷却スケジュールは、（ｉ）成形されたガラス組成物を成形プロセス温度Ｔ_１から核形成温度範囲Ｔ_２まで１℃／分以上かつ５００℃／分以下の平均冷却速度で冷却すること；（ｉｉ）成形されたガラス組成物を核形成温度範囲Ｔ_２で６０秒以上かつ４８時間以下の時間維持して、ガラス－セラミック物品を形成すること；（ｉｉｉ）ガラス－セラミック物品を室温Ｔ_４まで冷却することを含みうる。

【0117】

実施形態では、上述の冷却スケジュールのいずれも、一定又は変化する冷却速度を有することができる。

【0118】

実施形態では、成形プロセス温度Ｔ_１から核形成温度範囲Ｔ_２までのより高い平均冷却速度により、透明なガラス物品が得られる。理論に束縛されることは望まないが、より高い平均冷却速度では、ガラス物品がガラスを失透させるためにより高い温度（例えば、Ｔ_２）で十分な時間を費やさないことから、ガラス物品は透明のままであると考えられる。実施形態では、成形プロセス温度Ｔ_１から核形成温度範囲Ｔ_２までのより低い平均冷却速度は、不透明なガラス物品をもたらしうる。理論に束縛されることは望まないが、平均冷却速度が遅いと、ガラス物品がガラスを失透させるのに十分な時間を高温（例えば、＞Ｔ_２）で費やすため、ガラス物品は不透明になると考えられる。

【0119】

実施形態では、核形成温度範囲Ｔ_２は、１０００℃以上かつ１６００℃以下、１１００℃以上かつ１５００℃以下、又はさらに１２００℃以上かつ１４００℃以下でありうる。

【0120】

冷却スケジュールは、結果として得られるガラス－セラミックの最終的な完全性、品質、色、及び／又は不透明度に影響を与える可能性がある、次の所望される属性の１つ以上を生成するように賢明に規定される：ガラス－セラミックの（一又は複数の）結晶相、１つ以上の主結晶相及び／又は１つ以上の副結晶相とガラスとの比率、１つ以上の主結晶相及び／又は１つ以上の副結晶相とガラスとの結晶相集合体、及び１つ以上の主結晶相及び／又は１つ以上の副結晶相の間の粒度又は粒度分布。実施形態では、ガラス－セラミックの結晶相は、ボロムライト（boromullite）、コランダム、スポジュメン、スピネル、ムライト、又はそれらの組合せを含みうるが、これらに限定されない。

【0121】

上述のように、本明細書に記載されるガラス組成物を、これらのさまざまな冷却スケジュールに供して、異なる色を有するガラスセラミック物品を製造することができる。実施形態では、ガラス－セラミック物品は、白色（すなわち、８０以上のＬ＊；２以下の｜ａ＊｜；及び、３以下の｜ｂ＊｜のＣＩＥＬＡＢ色空間における透過色座標を有する）であってもよく、又はパターン化されていてもよい（すなわち、白色のＣＩＥＬＡＢ色空間に第１の透過色座標及び白色のＣＩＥＬＡＢ色空間とは異なる別のＣＩＥＬＡＢ色空間に第２の透過色座標を有する）。

【0122】

実施形態では、ガラス－セラミック物品は、７０以上かつ９８以下のＣＩＥＬＡＢ色空間における明度Ｌ＊値を有しうる。実施形態では、ガラス－セラミック物品は、－２以上かつ３以下のＣＩＥＬＡＢ色空間における赤／緑値ａ＊を有しうる。実施形態では、ガラス－セラミック物品は、－２以上かつ６以下のＣＩＥＬＡＢ色空間における青／黄値ｂ＊を有しうる。

【0123】

実施形態では、１つ以上の結晶相は、非アルカリ含有でありうる。特に、ガラス組成物中に存在するアルカリは、結晶化後に残留ガラス相に存在する可能性があり、そのため、イオン交換を受けやすい。

【0124】

結果として得られるガラス－セラミックは、シートとして提供されてよく、これが次に、プレス、ブロー、曲げ、たるみ、真空成形、又は他の手段によって、均一な厚さの湾曲した又は曲がった片へと再形成されうる。再形成は、熱処理の前に行うことができ、又は成形工程は、成形工程と熱処理工程とが実質的に同時に行われる熱処理工程として機能してもよい。

【0125】

本明細書に記載されるガラス組成物は、例えば、ＬＣＤ及びＬＥＤディスプレイ、コンピュータモニタ、及び現金自動預け払い機（ＡＴＭ）などの消費者用又は商用電子デバイスのためのカバーガラス若しくはガラスバックプレーン用途；タッチスクリーン若しくはタッチセンサ用途；例えば、携帯電話、パーソナルメディアプレーヤー、及びタブレットコンピュータを含む携帯用電子機器；例えば、半導体ウェハを含む集積回路用途；太陽光発電用途；建築用ガラス用途；自動車若しくは車両用ガラス用途；又は、商用若しくは家庭用電化製品用途を含めたさまざまな用途に使用することができる。実施形態では、消費者向け電子デバイス（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ウルトラブック、テレビ、及びカメラ）、建築用ガラス、及び／又は自動車用ガラスは、本明細書に記載されるガラス物品を含みうる。本明細書に開示されるガラス組成物のいずれかを組み込んだ例示的な物品は、筐体；少なくとも部分的に又は完全に筐体内にあり、筐体の前面か又はそれに隣接しているコントローラ、メモリ、及びディスプレイを少なくとも含む電気部品；並びに、筐体の前面又はその上にあってディスプレイを覆うカバー基板を含む、消費者向け電子デバイスでありうる。幾つかの実施形態では、カバー基板及び／又は筐体の少なくとも一方の少なくとも一部は、本明細書に開示されるガラス組成物のいずれかを含みうる。

【実施例】

【0126】

さまざまな実施形態をより容易に理解するために、本明細書に記載されるガラス組成物のさまざまな実施形態を例示することを意図している以下の実施例を参照する。

【0127】

表１は、ガラス組成（モル％単位）、及びそれぞれのガラス組成の特性を示している。ガラス組成１～６７を有するガラスが形成される。

【0128】

【表1-1】

【0129】

【表1-2】

【0130】

【表1-3】

【0131】

【表1-4】

【0132】

【表1-5】

【0133】

【表1-6】

【0134】

【表1-7】

【0135】

【表1-8】

【0136】

【表1-9】

【0137】

【表1-10】

【0138】

【表1-11】

【0139】

【表1-12】

【0140】

表１の実施例のガラス組成によって示されるように、本明細書に記載されるガラス組成物は、該ガラス組成物が損傷に対してより耐性となるように、増加したＫ_Ｉｃ破壊靭性を有する。さらには、本明細書に記載されるガラス組成物は、比較的高い、Ｋ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比、及び比較的高いポアソン比を有しており、その両方が、ガラス組成物が損傷に対してより耐性となるように、破壊エネルギーを増加させる。

【0141】

次に図２を参照すると、実施例のガラス組成物２を溶融物から空気中１６５０℃、室温（すなわち、２０℃）で３分間冷却し、次いで５００℃のオーブン内で冷却すると、透明なガラス物品ＧＣ２Ａが得られる。実施例のガラス組成物２を溶融物から空気中１６５０℃、室温で２分間冷却し、次いで５００℃のオーブン内で冷却すると、不透明な白色のガラス－セラミック物品ＧＣ２Ｂが得られる。実施例のガラス組成物２を溶融物から空気中１６５０℃、室温で１分間冷却し、次いで５００℃のオーブン内で冷却すると、不透明なパターン化されたガラス－セラミック物品ＧＣ２Ｃが得られる。図２に示すガラス物品によって示されるように、本明細書に記載されるガラス組成物は、異なる冷却スケジュールに供されて、透明なガラス物品；不透明な白色のガラス－セラミック物品；及び、不透明なパターン化されたガラス－セラミック物品を生成することができる。

【0142】

次に表２を参照すると、ＸＲＤデータは、実施例のガラス組成物３３～３８を溶融物から空気中１６５０℃、室温（すなわち、２０℃）で２分間冷却し、次いで５００℃のオーブン内で冷却すること（以後、「実施例の冷却スケジュール」）により、ボロムライト結晶相及び／又はコランダム結晶相を有するガラス－セラミック物品がもたらされることを示している。次に図３を参照すると、実施例の冷却スケジュールに供した後の例えばガラス組成物３３のＸＲＤスペクトルは、ボロムライト結晶相の存在を証明するピークを含んでいる。次に図４を参照すると、実施例の冷却スケジュールに供した後の例えばガラス組成物３７のＸＲＤスペクトルは、ボロムライト結晶相とコランダム結晶相の存在を証明するピークを含んでいる。ボロムライト及びコランダム結晶相は非アルカリ含有である。表２並びに図３及び４によって示されるように、本明細書に記載されるガラス組成物を冷却して、該ガラス組成物中に存在するアルカリが結晶化後に残留ガラス中に残され、イオン交換されるように、１つ以上の非アルカリ含有結晶相を有するガラス－セラミックを形成することができる。

【0143】

【表2】

【0144】

次に図５を参照すると、実施例のガラス組成物３３を実施例の冷却スケジュールに供すると、不透明な白色のガラス－セラミック物品ＧＣ３３Ａが得られる。ＧＣ３３Ａの白色は、表３に示されるように、ＧＣ３３ＡのＣＩＥＬＡＢ色空間によって確認される。ＧＣ３３Ａによって示されるように、ボロムライト結晶相の存在は、図３に示されるＸＲＤスペクトルによって証明されるように、不透明な白色のガラス－セラミック物品が得られる。

【0145】

【表3】

【0146】

再び図５を参照すると、実施例のガラス組成物３７を実施例の冷却スケジュールに供すると、不透明なパターン化されたガラス－セラミック物品ＧＣ３７Ａ及びＧＣ３７Ｂが得られる。ＧＣ３７Ａ及びＧＣ３７Ｂによって示されるように、コランダム結晶相の存在は、図４に示されるＸＲＤスペクトルによって証明されるように、不透明なパターン化されたガラス－セラミック物品が得られる。

【0147】

次に図６を参照すると、ガラス組成物３３～３８を実施例の冷却スケジュールに供することにより、０％の平均透過率（すなわち、可視波長範囲内）を有し、ＩＲ波長範囲内（すなわち、８００～２５００ｎｍ）で透過する（これは、得られたガラス－セラミック物品が不透明なガラス－セラミック物品であることを示している）、ガラス－セラミック物品が得られる。次に図７を参照すると、ガラス組成物３３～３８を実施例の冷却スケジュールに供することにより、４００ｎｍから７００ｎｍの間にピーク反射率を有する（これは、得られたガラス－セラミック物品が白色であることを示している）、ガラス－セラミック物品が得られる。

【0148】

表３及び図５～７によって示されるように、本明細書に記載されるガラス組成物は、冷却スケジュールに供されて、不透明な白色のガラス－セラミック物品を形成しうる。

【0149】

特許請求の範囲に記載の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態にさまざまな修正及び変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本明細書は、このような修正及び変更が添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内に入る限り、本明細書、に記載されるさまざまな実施形態の修正及び変更に及ぶことが意図されている。

【0150】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0151】

実施形態１
ガラス組成物であって、
２４モル％以上かつ６０モル％以下のＳｉＯ_２、
２３モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、
３．５モル％以上かつ３５モル％以下のＢ_２Ｏ_３、
０モル％超かつ２０モル％以下のＬｉ_２Ｏ、
０モル％以上かつ１０モル％以下のＮａ_２Ｏ、及び
０モル％以上かつ３モル％以下のＫ_２Ｏ
を含み、ここで、
Ｒ_２Ｏは１２モル％以上かつ２０モル％以下であり、Ｒ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、及びＫ_２Ｏの合計である、
ガラス組成物。

【0152】

実施形態２
Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３が２８モル％以上かつ６０モル％以下である、実施形態１に記載のガラス組成物。

【0153】

実施形態３
前記ガラス組成物が、２４モル％以上かつ３４モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む、実施形態１又は実施形態２に記載のガラス組成物。

【0154】

実施形態４
前記ガラス組成物が、５モル％以上かつ３０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、実施形態１から３のいずれかに記載のガラス組成物。

【0155】

実施形態５
Ａｌ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯが－０．５モル％以上である、実施形態１から４のいずれかに記載のガラス組成物。

【0156】

実施形態６
前記ガラス組成物が、３モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、実施形態１から５のいずれかに記載のガラス組成物。

【0157】

実施形態７
前記ガラス組成物が、３モル％以上かつ１１モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、実施形態６に記載のガラス組成物。

【0158】

実施形態８
前記ガラス組成物が、１０モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏを含む、実施形態６に記載のガラス組成物。

【0159】

実施形態９
前記ガラス組成物が、
２５モル％以上かつ３５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、及び
３モル％以上かつ１１モル％以下のＬｉ_２Ｏ
を含む、実施形態６に記載のガラス組成物。

【0160】

実施形態１０
前記ガラス組成物が、
２４モル％以上かつ３０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３；及び
１０モル％以上かつ１８モル％以下のＬｉ_２Ｏ
を含む、実施形態６に記載のガラス組成物。

【0161】

実施形態１１
Ｒ_２Ｏが１２．５モル％以上かつ１９モル％以下である、実施形態１から１０のいずれかに記載のガラス組成物。

【0162】

実施形態１２
ＲＯが０モル％以上かつ１７．５モル％以下であり、かつＲＯがＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯの合計である、実施形態１から１１のいずれかに記載のガラス組成物。

【0163】

実施形態１３
ＲＯが０モル％超かつ１５モル％以下である、実施形態１２に記載のガラス組成物。

【0164】

実施形態１４
前記ガラス組成物が、０モル％以上かつ１５モル％以下のＭｇＯを含む、実施形態１から１３のいずれかに記載のガラス組成物。

【0165】

実施形態１５
Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３－Ｒ_２Ｏ－ＲＯが２モル％超である、実施形態１から１４のいずれかに記載のガラス組成物。

【0166】

実施形態１６
前記ガラス組成物が、シェブロンノッチショートバー法で測定して、０．７５ＭＰａ・ｍ^１／２以上のＫ_Ｉｃ破壊靭性を有する、実施形態１から１５のいずれかに記載のガラス組成物。

【0167】

実施形態１７
前記ガラス組成物が７０ＭＰａ以上のヤング率を有する、実施形態１から１６のいずれかに記載のガラス組成物。

【0168】

実施形態１８
前記ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する比が、０．００９５ｍ^１／２以上である、実施形態１から１７のいずれかに記載のガラス組成物。

【0169】

実施形態１９
前記ガラス組成物のＫ_Ｉｃ破壊靭性のヤング率に対する前記比が、０．０１ｍ^１／２以上である、実施形態１８に記載のガラス組成物。

【0170】

実施形態２０
前記ガラス組成物が０．２１以上のポアソン比を有する、実施形態１から１９のいずれかに記載のガラス組成物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】