(57)【要約】【課題】イオン交換強化のためのさらなるリチア−アルミナ−シリカガラス組成物、特に現在入手可能なリチア−アルミナ−シリカガラス組成より高い強さを達成し得るリチア−アルミナ−シリカガラス組成物を提供すること。【解決手段】本明細書中に記載される成分を含むガラスであって、ここでＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％、１９〜２７ｗｔ％、２０〜２６ｗｔ％、１８〜２９ｗｔ％、１９〜２８．５ｗｔ％および２０〜２６ｗｔ％の群から選択され、そしてここで該ガラスは以下の特性：（ａ）少なくとも１２８０°Ｆ（６９４℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）２３５０°Ｆ（１２８８℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．８３〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２１〜２３．５１；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜６．５；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２；
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１；
ＣａＯ                        ０〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０〜２．４９；
ＳＯ３                        ０〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１；
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０〜１．１９
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５；
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０〜０．５；
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．５５；
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    ２１〜２３．５１；
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．５４；および
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．０７
を含むガラスであって、ここで該ガラスは以下の特性：（ａ）少なくとも１２８０°Ｆ（６９４℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）２３５０°Ｆ（１２８８℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス。
【請求項２】
請求項１に記載のガラスであって、ここで該ガラスは以下の特性：少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度および少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガラスであって、ここで該ガラスは１３２８°Ｆ（７２０℃）〜１４９９°Ｆ（８１５℃）の温度範囲のｌｏｇ１０粘度、２４３７°Ｆ（１３３６℃）〜２５７５°Ｆ（１４１３℃）の温度範囲の液相線温度、および１５４４°Ｆ（８４０℃）〜１７２４°Ｆ（９４０℃）の温度範囲のｌｏｇ７．６軟化点温度を有する、ガラス。
【請求項４】
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．８３〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２１〜２３．５１；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜６．５；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２；
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１；
ＣａＯ                        ０〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０〜２．４９；
ＳＯ３                        ０〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１；
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０〜１．１９
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５；
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０〜０．５；
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．５５；
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    ２１〜２３．５１；
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．５４；および
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．０７
を含む化学的焼戻しのためのガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は以下の特性：（ａ）少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス組成物。
【請求項５】
請求項４に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は少なくとも１４１３°Ｆのｌｏｇ１０粘度温度を有する、ガラス組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（引用出願）
本出願は、２００３年１０月２４日に出願された米国仮特許出願番号６０／５１４，１３６に関する利益を主張し、その出願は本明細書においてその全体に援用される。
【０００２】
（発明の背景）
１．本発明の分野
本発明は、化学的焼戻しに適したガラス組成およびガラス含むリチア−アルミナ−シリカおよび化学的に焼戻しされたガラスを用いて製造される物品（例えば、航空機の透明部品）に関連する。
【背景技術】
【０００３】
２．技術および有用性の議論
ガラスの化学的強化（または「化学的焼戻し」）は、ガラス表面近くのイオンの交換（例えば、外部の供給源、代表的には融解無機塩バスからのイオンをもつガラス物品）を伴い、ガラスの表面近くにガラスの内部に比較して圧縮の状態にある領域を生じる。理論および操作において実質的に異なる、２つのタイプのイオン交換強化がある。イオン交換処理の１つめのタイプは、ガラスの歪み点より高温で実行され、その目的としてこの表面でガラス組成の変化を有し、表面層において熱膨張係数を下げる。このガラスを冷ますにつれて、圧縮応力がガラス表面で膨張差のため生じる。イオン交換強化の１つめのタイプは（特許文献１）において考察される。イオン交換強化の２つめのタイプは、ガラスの歪み点より低温での処理により特徴付けられる。２つめのタイプにおいて表面の圧縮は、ガラス中のより小さいイオンを外部供給源（例えば融解塩バス）からの大きいイオンに置換することにより発生される。代表的に、この置換は、リチア−アルミナ−シリカガラスにおいてリチウムイオンの代わりにナトリウムイオンまたはカリウムイオン（例えば（特許文献２〜６）で考察されるタイプ）であるか、またはソーダ−アルミナ−シリカガラスにおいてナトリウムイオンの代わりにカリウムイオン（例えば、（特許文献３および７〜９）において考察されるタイプ）である。
【０００４】
２つのタイプのイオン交換強化において、その歪み点より低温でガラスを維持することは、ガラス中の望ましくないひずみの欠陥を避けるので、２つめ（歪み点より低温）のタイプは、大きなスケールの商業的使用において好まれる。２つのタイプのガラス組成において、リチア−アルミナ−シリカガラスの組成は、ソーダ−アルミナ−シリカガラスの組成より好まれ、そしてこの好ましいイオン交換は、リチウムイオンの代わりにナトリウムイオンである。このリチア−アルミナ−シリカガラスの組成およびリチウムイオンとナトリウムイオンの交換は、低い温度でより短い時間にイオン交換のより深い深度（「外層深度」）が得られ得るので好まれる。
【０００５】
ナトリウム、リチウムおよびカリウムイオンのイオン結晶半径の比較が行われると、リチア−アルミナ−シリカガラスの組成の選択およびリチウムイオンとナトリウムイオンの交換についての理解がもたれる。ナトリウム原子は約９５ピコメートル（「ｐｍ」）のイオン結晶半径を有し、リチウム原子は６０ｐｍのイオン結晶半径を有し、そしてカリウムイオンは約１３３ｐｍのイオン結晶半径を有する。ナトリウムイオンより小さいイオン結晶半径を有するリチウムイオンは、ガラスから移動させるのにナトリウムイオンより少ないエネルギーを必要とし、そしてカリウムイオンより小さいイオン結晶半径を有するナトリウムイオンは、ガラスからリチウムイオンを移動させるのにカリウムイオンより少ないエネルギーを必要とする。
【０００６】
上記に言及したように、リチア−アルミナ−シリカガラスは入手できる（例えば、（特許文献２〜６）に開示される）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第２，７７９，１３６号明細書
【特許文献２】米国特許第３，２１８，２２０号明細書
【特許文献３】米国特許第３，７５２，７２９号明細書
【特許文献４】米国特許第３，９００，３２９号明細書
【特許文献５】米国特許第４，１５６，７５５号明細書
【特許文献６】米国特許第５，９２８，７９３号明細書
【特許文献７】米国特許第３，４８５，７０２号明細書
【特許文献８】米国特許第４，０５５，７０３号明細書
【特許文献９】米国特許第４，０１５，０４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
当業者によって理解され得るように、イオン交換強化のためのさらなるリチア−アルミナ−シリカガラス組成物、特に現在入手可能なリチア−アルミナ−シリカガラス組成より高い強さを達成し得るリチア−アルミナ−シリカガラス組成物を提供することは有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、例えば、以下を提供する：
（項目１）
成分                      重量パーセント
ＳｉＯ２                    ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                  １８〜２９；１８〜２８、１９〜２８．５および
２０〜２５の群から選択される
Ｌｉ２Ｏ                    ３〜９；および
ＺｒＯ２                    ０〜３；
を含むガラスであって、ここでＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％、１９〜２７ｗｔ％、２０〜２６ｗｔ％、１８〜２９ｗｔ％、１９〜２８．５ｗｔ％および２０〜２６ｗｔ％の群から選択され、そしてここで該ガラスは以下の特性：（ａ）少なくとも１２８０°Ｆ（６９４℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）２３５０°Ｆ（１２８８℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス。
（項目２）
項目１に記載のガラスであって、ここで該ガラスは以下の特性：少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度および少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス。
（項目３）
項目１に記載のガラスであって、ここでＳｉＯ２のｗｔ％範囲は６２〜７２ｗｔ％および６４〜７２ｗｔ％の群から選択され、そしてＬｉ２Ｏのｗｔ％範囲は４〜７．５ｗｔ％および４．５〜７ｗｔ％の群から選択される、ガラス。
（項目４）
項目３に記載のガラスであって、ここでＳｉＯ２のｗｔ％範囲は６４〜７２ｗｔ％であり、Ａｌ２Ｏ３のｗｔ％範囲は２０〜２５ｗｔ％であり、そしてＬｉ２Ｏのｗｔ％範囲は４．５〜７ｗｔ％であり、該ガラスは少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度範囲および少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度を有する、ガラス。
（項目５）
項目１に記載のガラスであって、ここで該ガラスは：
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６３．４２〜７４．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      １８．２６〜２８．５１；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜７．５；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２．３９；
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．２５；
ＣａＯ                        ０〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０〜２．６；
ＳＯ３                        ０〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１；
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０〜１．５；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５；
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０〜０．５；
Ｂ２Ｏ３                      ０〜２；
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    １８．２６〜２８．５１；
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．６４；および
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．４９
を含む、ガラス。
（項目６）
項目５に記載のガラスであって、ここで該ガラスは：
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６３．４２〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２１〜２６；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜７；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２．３９；
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１；
ＣａＯ                        ０〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０〜２．６；
ＳＯ３                        ０〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１；
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０〜１．１９；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５；
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０〜０．５；
Ｂ２Ｏ３                      ０〜２；
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    ２１〜２６；
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．６４；および
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．４９
を含む、ガラス。
（項目７）
項目５に記載のガラスであって、ここで該ガラスは：
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６３．４２〜６６．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２４．８７〜２６；
Ｌｉ２Ｏ                      ５〜７；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２．３９；
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１；
ＣａＯ                        ０〜０．０４；
ＭｇＯ                        ０〜２．６；
ＳＯ３                        ０〜０．０９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１；
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０；
ＴｉＯ２                      ０〜０．０１；
Ｐ２Ｏ５                      ０；
ＺｎＯ                        ０；
Ｂ２Ｏ３                      ０〜２；
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    ２４．８７〜２６；
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．６４；および
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．４９
を含む、ガラス。
（項目８）
項目５に記載のガラスであって、ここで該ガラスは：
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．８３〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２１〜２３．５１；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜６．５；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２；
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１；
ＣａＯ                        ０〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０〜２．４９；
ＳＯ３                        ０〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１；
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０〜１．１９
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５；
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０〜０．５；
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．５５；
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    ２１〜２３．５１；
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．５４；および
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．０７
を含む、ガラス。
（項目９）
項目８に記載のガラスであって、ここで該ガラスは１３２８°Ｆ（７２０℃）〜１４９９°Ｆ（８１５℃）の温度範囲のｌｏｇ１０粘度、２４３７°Ｆ（１３３６℃）〜２５７５°Ｆ（１４１３℃）の温度範囲の液相線温度、および１５４４°Ｆ（８４０℃）〜１７２４°Ｆ（９４０℃）の温度範囲のｌｏｇ７．６軟化点温度を有する、ガラス。
（項目１０）
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                      １８〜２８；および
Ｌｉ２Ｏ                      ３〜９；
を含む化学的焼戻しのためのガラス組成物であって、ここでＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％であり、ここで該ガラス組成物は以下の特性：（ａ）少なくとも１４１３°Ｆのｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）少なくとも２４３６°Ｆの液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス組成物。
（項目１１）
項目１０に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は少なくとも１４１３°Ｆのｌｏｇ１０粘度温度を有する、ガラス組成物。
（項目１２）
項目１０に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は：
成分                          重量パーセント
Ｎａ２Ｏ                      ０〜３；
Ｋ２Ｏ                        ０〜０．５；
ＣａＯ                        ０〜３；
ＭｇＯ                        ０〜３；
ＳＯ３                        ０〜０．２０；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０〜１．２５；
ＺｒＯ２                      ０〜３；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．７０；
ＴｉＯ２                      ０〜５；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．７５；
ＺｎＯ                        ０〜１．２５；および
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．７５；
をさらに含み、ここで、ＲＯとして定義されるＣａＯ＋ＭｇＯは０〜６ｗｔ％であり、Ｒ２Ｏとして定義されるＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは０．０５〜３．００ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目１３）
項目１０に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は少なくとも２４３６°Ｆの液相線温度を有する、ガラス組成物。
（項目１４）
項目１３に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４〜７２；
Ａｌ２Ｏ３                      ２０〜２５；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．５０〜７；および
Ｎａ２Ｏ                      ０．３〜１．５０；
を含み、ここで、ＲＯは０〜４ｗｔ％であり；ＮＦは２０〜２６ｗｔ％であり、そしてＲ２Ｏは０．３０から１．５０ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目１５）
項目１４に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
Ｎａ２Ｏ                      ０．３〜１．５０；
Ｋ２Ｏ                        ０〜０．３０；
ＣａＯ                        ０〜１．７５；
ＭｇＯ                        ０〜２．５０；
ＳＯ３                        ０〜０．２０；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０〜０．５０；
ＺｒＯ２                      ０〜１．７５；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５５；
ＴｉＯ２                      ０〜５；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．２５；
ＺｎＯ                        ０〜０．７５；および
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．２５；
をさらに含み、ここでＲＯは、０〜４ｗｔ％であり；ＮＦは２０〜２６ｗｔ％であり、そしてＲ２Ｏは０．３０〜１．５０ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目１６）
項目１０に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は、少なくとも１４１３°Ｆのｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）少なくとも２４３６°Ｆの液相線温度を有する、ガラス組成物。
（項目１７）
項目１６に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６２〜７２；
Ａｌ２Ｏ３                      １９〜２７；
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜８；および
Ｎａ２Ｏ                      ０．２５〜２．００
を含む、ガラス組成物。
（項目１８）
項目１７に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
Ｋ２Ｏ                        ０〜０．３５；
ＣａＯ                        ０〜２；
ＭｇＯ                        ０〜２．７５；
ＳＯ３                        ０〜０．２０；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０〜１．００；
ＺｒＯ２                      ０〜２；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．６０；
ＴｉＯ２                      ０〜５；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．５０；
ＺｎＯ                        ０〜１；および
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．５０；
をさらに含み、ここでＲＯは、０〜５ｗｔ％であり；ＮＦは１９〜２７ｗｔ％であり、そしてＲ２Ｏは０．１０〜２．２５ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目１９）
項目１０に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．６０〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２１．９７〜２３．５１；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜６．５０；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２．００；および
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．２５；
を含み、ここでＲ２Ｏは０．４９〜２．０４ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目２０）
項目１９に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＣａＯ                        ０．００〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０．００〜２．４９；
ＳＯ３                        ０．００〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．００〜０．５０；
ＭｎＯ２                      ０．００〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０．００〜１．５０；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０．００〜０．５０；
ＴｉＯ２                      ０．００〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０．００〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０．００〜０．５７；および
Ｂ２Ｏ３                      ０．００〜１．５５；
をさらに含み、ここでＲＯは、０．０４〜２．５４ｗｔ％であり、ＮＦは２２．００〜２３．５１ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目２１）
項目２０に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．８３〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                      ２１．９７〜２３．５１；
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜６．５０；
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２．００；および
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１０；
を含み、ここでＲ２Ｏは０．４９〜２．０７ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目２２）
項目２１に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＣａＯ                        ０．００〜１．２７；
ＭｇＯ                        ０．００〜２．４９；
ＳＯ３                        ０．００〜０．１９；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．００〜０．５０；
ＭｎＯ２                      ０．００〜０．０２；
ＺｒＯ２                      ０．００〜１．１９；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０．００〜０．５０；
ＴｉＯ２                      ０．００〜１．８９；
Ｐ２Ｏ５                      ０．００〜１．０６；
ＺｎＯ                        ０．００〜０．５０；および
Ｂ２Ｏ３                      ０．００〜１．５５；
をさらに含み、ここでＲＯは、０．８９〜２．４９ｗｔ％であり、ＮＦは２１．００〜２３．５１ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目２３）
項目２１に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．６０〜６６．７５；
Ａｌ２Ｏ３                      ２２．００〜２３．００；
Ｌｉ２Ｏ                      ６．００〜６．５０；
Ｎａ２Ｏ                      １．００〜１．５０；および
Ｋ２Ｏ                        ０．００〜０．２５；
を含み、ここでＮＦは２１．００〜２３．５０ｗｔ％であり、Ｒ２Ｏは１．６０〜１．７５ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目２４）
項目２２に記載のガラス組成物であって、ここで該ガラス組成物は；
成分                          重量パーセント
ＣａＯ                        ０．００〜０．５０；
ＭｇＯ                        ０．００〜１．６０；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．００〜０．５０；
ＺｒＯ２                      ０．００〜１．５０；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０．００〜０．５０；
ＴｉＯ２                      ０．００〜０．５０；
Ｐ２Ｏ５                      ０．００〜１．００；
ＺｎＯ                        ０．００〜０．５０；および
Ｂ２Ｏ３                      ０．００〜０．５０；
をさらに含み、ここでＲＯは、１．６０〜２．１０ｗｔ％である、ガラス組成物。
（項目２５）
化学的に焼戻しされたガラス断片の表面から該ガラス断片内のゼロ応力がある点までの距離として定義される外層深度を有し、該ガラス断片内の該外層深度より深いところにおいて内部ガラスとして定義される引張応力部を有する、化学的に焼戻しされたガラス断片であって、該引張応力部のガラスは：
成分                      重量パーセント
ＳｉＯ２                    ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                  １８〜２９；１８〜２８、１９〜２８．５および
２０〜２５の群から選択される
Ｌｉ２Ｏ                    ３〜９；および
ＺｒＯ２                    ０〜３；
を含むガラス組成を有し、ここで、ＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％、１９〜２７ｗｔ％、２０〜２６ｗｔ％、１８〜２９ｗｔ％、１９〜２８．５％および２０〜２６ｗｔ％の群から選択され、そしてここで引張応力部のガラスは以下の特性：（ａ）少なくとも１２８０°Ｆ（６９４℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）少なくとも２３５０°Ｆ（１２８８℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス断片。
（項目２６）
項目２５に記載のガラス断片であって、ここで前記引張応力部の該ガラスは、１３２８°Ｆ（７２０℃）〜１４９９°Ｆ（８１５℃）の温度範囲のｌｏｇ１０粘度を有し；２４３７°Ｆ（１３３６℃）〜２５７５°Ｆ（１４１３℃）の温度範囲の液相線温度、および１５４４°Ｆ（８４０℃）〜１７２４°Ｆ（９４０℃）の温度範囲のｌｏｇ７．６軟化点温度を有する、ガラス断片。
（項目２７）
項目２６に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は、以下の特性：７〜１３．３ミルの範囲の外層深度、７２，０００〜７８，６００パウンズ  パー  スクエア  インチ（「ＫＰＳＩ」（ｐｏｕｎｄｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈ)）の範囲の侵食破壊係数（「ＡＭＯＲ」（ａｂｒａｄｅｄ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ｏｆ  ｒｕｐｔｕｒｅ））、７６〜１０６ＫＰＳＩの範囲の破壊係数（「ＭＯＲ」（ｍｏｄｕｌｕｓ  ｏｆ  ｒｕｐｔｕｒｅ））、６．１〜１０．３ＫＰＳＩの範囲の中心張力、５５４〜１０３３パウンズ／インチの範囲のＣＴＡ、６００〜６１４ｋｇ／ｍｍ２の範囲のビッカース硬度および／または５０３〜５２６ｋｇ／ｍｍ２の範囲のヌープ硬度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス断片。
（項目２８）
項目２７に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は、以下の特性：１１．５〜１７．４ミルの範囲の外層深度、７７〜７８ＫＰＳＩの範囲のＡＭＯＲ、７１〜１１２ＫＰＳＩの範囲のＭＯＲ、６．１〜１０．３ＫＰＳＩの範囲の中心張力、７４９〜１０８０パウンズ／インチの範囲のＣＴＡ、５９８〜６０６ｋｇ／ｍｍ２の範囲のビッカース硬度および／または５０５〜５２２ｋｇ／ｍｍ２の範囲のヌープ硬度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス断片。
（項目２９）
項目２８に記載のガラス断片であって、該ガラス断片は、３０分間、沸騰している０．５０ｗｔ％硫酸の容器中に沈められる場合に、０．００２〜０．０１４ミリグラム  パー  スクエア  ｃｍ・時間（ｍｉｌｌｉｇｒａｍｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｃｍ−ｈｏｕｒ）の範囲の重量の減少を有する、ガラス断片。
（項目３０）
項目２６に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は以下の特性：１１．５〜１７．４ミルの範囲の外層深度、７７〜７８ＫＰＳＩの範囲のＡＭＯＲ、７１〜１１２ＫＰＳＩの範囲のＭＯＲ、６．１〜１０．３ＫＰＳＩの範囲の中心張力、７４９〜１０８０パウンズ／インチの範囲のＣＴＡ、５９８〜６０６ｋｇ／ｍｍ２の範囲のビッカース硬度および／または５０５〜５２２ｋｇ／ｍｍ２の範囲のヌープ硬度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス断片。
（項目３１）
項目３０に記載のガラス断片であって、該ガラス断片は、３０分間、沸騰している０．５０ｗｔ％硫酸の容器中に沈められる場合に、０．００２〜０．０１４ミリグラム  パー  スクエア  ｃｍ・時間の範囲の重量の減少を有する。
（項目３２）
化学的に焼戻しされたガラス断片の表面から該ガラス断片内のゼロ応力がある点までの距離として定義される外層深度を有し、該ガラス断片内の該外層深度より深いところにおいて内部ガラスとして定義される引張応力部を有する、化学的に焼戻しれされたガラス断片であって、該引張応力部のガラスは：
成分                      重量パーセント
ＳｉＯ２                    ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                  １８〜２８；および
Ｌｉ２Ｏ                    ３〜９；
を含むガラス組成を有し、ここで、ＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％であり、そしてここで該ガラス組成物は以下の特性（ａ）少なくとも１４１３°Ｆのｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）少なくとも２４３６°Ｆの液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、ガラス断片。
（項目３３）
項目３２に記載のガラス断片であって、ここで上記外層深度内のガラスは上記引張応力部のガラスより低いリチウム濃度を有する、ガラス断片。
（項目３４）
項目３２に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は７〜１６．５ミルの範囲の外層深度を有する、ガラス断片。
（項目３５）
項目３２に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス組成物は：
成分                      重量パーセント
ＳｉＯ２                    ６４．８３〜６９．２９；
Ａｌ２Ｏ３                  ２１．９７〜２３．５１；
Ｌｉ２Ｏ                    ４．９４〜６．５０；
Ｎａ２Ｏ                    ０．３９〜２．００；および
Ｋ２Ｏ                      ０．０７〜０．１０；
ここで、Ｒ２Ｏは０．４９〜２．０７ｗｔ％である。
（項目３６）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該外層深度は７〜１６．５ミルの範囲である、ガラス断片。
（項目３７）
項目３５に記載のガラス  断片あって、ここで該ガラス断片は、５，７００〜１４，９００パウンズ  パー  スクエア  インチの範囲のガラス断片の中心張力を有する、ガラス断片。
（項目３８）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は６，５００〜１１，０００パウンズ  パー  スクエア  インチの範囲の中心張力を有する、ガラス断片。
（項目３９）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は６３２〜９７９パウンズ  パー  インチの範囲の中心張力面積を有する、ガラス断片。
（項目４０）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は７００〜１０８０パウンズ  パー  インチの範囲の中心張力面積を有する、ガラス断片。
（項目４１）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は７１，０００〜１１２，０００パウンズ  パー  スクエア  インチの範囲の破壊係数を有する、ガラス断片。
（項目４２）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は６７，０００〜７８，０００パウンズ  パー  スクエア  インチの範囲の侵食破壊係数を有する、ガラス断片。
（項目４３）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は外側表面で測定される場合に５８６〜６１４キログラム  パー  スクエア  ミリメートル（ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｓ）の範囲のＨＶ１０００を有する、ガラス断片。
（項目４４）
項目３５に記載のガラス断片であって、ここで該ガラス断片は外側表面で測定されるとして５０３〜５２９キログラム  パー  スクエア  ミリメートルの範囲のＨＫ１０００を有する、ガラス断片。
（項目４５）
項目３５に記載のガラス断片であって、５８６〜６１４キログラム  パー  スクエア
ミリメートルの範囲内のＨＶ１０００を有する、ガラス組成物。
（項目４６）
項目３５に記載のガラス断片であって、５０３〜５２９キログラム  パー  スクエア  ミリメートルの範囲のＨＫ１０００を有する、ガラス断片。
（項目４７）
取り付けフレーム；該取り付けフレームに固定される透明部品を含む航空機の透明部品であって、該透明部品は化学的に焼戻しされたガラスシートを少なくとも１つ含み、ここで該化学的に焼戻しされたガラスシートは、該化学的に焼戻しされたガラスシートの表面に対して垂直な仮想の線に沿って該線上の、該ガラスシート内のゼロ応力がある点まで測定される距離として定義される外層深度を有し、そして該ガラスシート内の該外層深度より深いところにおいて内部ガラスとして定義される引張応力部を有し、該引張応力部内のガラスは：
成分                      重量パーセント
ＳｉＯ２                  ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                １８〜２９、１８〜２８、１９〜２８．５および
２０〜２５の群から選択される
Ｌｉ２Ｏ                  ３〜９；および
ＺｒＯ２                  ０〜３；
を含むガラス組成を有し、ここでＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％、１９〜２７ｗｔ％、２０〜２６ｗｔ％、１８〜２９ｗｔ％、１９〜２８．５ｗｔ％および２０〜２６ｗｔ％の群から選択され、そしてここで引張応力部中の該ガラスは以下の特性：（ａ）少なくとも１２８０°Ｆ（６９４℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）２３５０°Ｆ（１２８８℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する、航空機の透明部品。
（項目４８）
取り付けフレーム；該取り付けフレームに固定される透明部品を含む航空機の透明部品であって、該透明部品は化学的に焼戻しされたガラスシートを少なくとも１つ含み、ここで該化学的に焼戻しされたガラスシートは、該化学的に焼戻しされたガラスシートの表面に対して垂直な仮想の線に沿って該線上の、該ガラスシート内のゼロ応力がある点まで測定される距離として定義される外層深度を有し、そして該ガラスシート内の該外層深度より深いところにおいて内部ガラスとして定義される引張応力部を有し、該引張応力部内のガラスは：
成分                      重量パーセント
ＳｉＯ２                  ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                １８〜２８；および
Ｌｉ２Ｏ                  ３〜９；
を含むガラス組成を有し、ここでＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％であり、そしてここで引張応力部の該ガラスは、少なくとも１４１３°Ｆのｌｏｇ１０粘度温度および少なくとも２４３６°Ｆの液相線温度を有する、航空機の透明部品。
（項目４９）
ガラス断片を化学的に強化する方法であって、該方法は：あらかじめ決められた形および厚さ、ならびに
成分                          重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                      １８〜２８；
Ｌｉ２Ｏ                      ３〜９；
Ｎａ２Ｏ                      ０〜３；
Ｋ２Ｏ                        ０〜０．５；
ＣａＯ                        ０〜３；
ＭｇＯ                        ０〜３；
ＳＯ３                        ０〜０．２０；
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０〜１．２５；
ＺｒＯ２                      ０〜３；
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．７０；
ＴｉＯ２                      ０〜５；
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．７５；
ＺｎＯ                        ０〜１．２５；および
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．７５；
を含む組成を有するガラス断片を提供する工程であって、ここでＣａＯ＋ＭｇＯは０〜６ｗｔ％であり、Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は１８〜２８ｗｔ％であり、そしてＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは０．０５〜３．００ｗｔ％であり、ここで該ガラス断片は少なくとも１４１３Ｆ°のｌｏｇ１０粘度温度および少なくとも、２４３５Ｆ°の液相線温度を有する、工程；
該ガラス断片を３００°Ｆより高い温度に熱した硝酸ナトリウム融解バス中に少なくとも８時間沈め、７〜１６．５ミルの範囲の外層深度を有するガラス断片を提供する工程；ならびに該バスから該ガラス断片を取り出す工程を含む、方法。
（項目５０）
項目４９に記載の方法であって、ここで該ガラス断片は形づくられたガラス断片である、方法。
（項目５１）
項目４９に記載の方法であって、ここで該ガラス断片は以下の特性：
該ガラス断片の引張応力部内のガラスは、該ガラス断片の圧縮部のガラスより高濃度のリチウムを有すること；
該ガラス断片は７〜１６．５ミル（０．１７〜０．４１９ミリメートル）の範囲の外層深度を有すること；
該ガラス断片の中心張力は、５，７００〜１４，９００パウンズ  パー  スクエア  インチ（３９〜１０３メガパスカル（「ｍＰａ」））の範囲であること；
該ガラスは、６３２〜１，３９０パウンズ  パー  インチ（１１３〜２４８キログラム  パー  センチメートル）の範囲のＣＴＡを有すること；
該ガラス断片は、７６，０００〜１２０，０００パウンズ  パー  スクエア  インチ（５２４〜８２７ｍＰａ）の範囲の破壊係数を有すること；
ガラス断片は、６７，０００〜８９，０００パウンズ  パー  スクエア  インチ（４６２〜６１４ｍＰａ）の範囲の侵食破壊係数を有すること；
該ガラス断片は、５８６〜６１４キログラム重パー  スクエア  ミリメートル（ｋｉｌｏｇｒａｍｓ  ｆｏｒｃｅ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ）の範囲のＨＶ（ビッカース硬度）１０００を有すること；および
該ガラス断片は、５０３〜５２９キログラム重パー  スクエア  ミリメートルの範囲のＨＫ（ヌープ硬度）１０００を有すること
のうちの少なくとも１つを有する、
方法。
（発明の要旨）
本発明はガラスおよびガラス組成物に関する。本発明の非限定的実施形態においてガラスおよびガラス組成物は、化学的に強化され、そして限定されないが、列挙されたｗｔ％範囲において以下の成分および以下の特性を有するガラスを含む。本発明のある非限定的実施形態において、このガラスは：
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                  ６０〜７５；
Ａｌ２Ｏ３                １８〜２９、１８〜２８、１９〜２８．５および
２０〜２５の群から選択される
Ｌｉ２Ｏ                  ３〜９；および
ＺｒＯ２                  ０〜３；
を含み、ここでＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は１８〜２８ｗｔ％、１９〜２７ｗｔ％；２０〜２６ｗｔ％；１８〜２９ｗｔ％、１９〜２８．５ｗｔ％および２０〜２６ｗｔ％の群から選択され、そしてここでこのガラスは以下の特性、（ａ）少なくとも１２８０°Ｆ（６９４℃）のｌｏｇ１０粘度温度および（ｂ）少なくとも２３５０°Ｆ（１２８８℃）の液相線温度のうちの少なくとも１つを有する。
【００１０】
本発明のさらなる非限定的実施形態は：
Ａ．６４〜７２ｗｔ％の範囲のＳｉＯ２ｗｔ％範囲、２０〜２５ｗｔ％の範囲のＡｌ２Ｏ３ｗｔ％範囲、および４．５〜７ｗｔ％の範囲のＬｉ２Ｏｗｔ％範囲を有するガラスであり、このガラスは少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度範囲および少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度を有するガラス；
Ｂ．
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６３．４２〜７４．２９
Ａｌ２Ｏ３                    １８．２６〜２８．５１
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜７．５
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２．３９
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．２５
ＣａＯ                        ０〜１．２７
ＭｇＯ                        ０〜２．６
ＳＯ３                        ０〜０．１９
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２
ＺｒＯ２                      ０〜１．５
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６
ＺｎＯ                        ０〜０．５
Ｂ２Ｏ３                      ０〜２
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    １８．２６〜２８．５１
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．６４
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．４９
を有するガラス；
Ｃ．
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                      ６４．８３〜６９．２９
Ａｌ２Ｏ３                    ２１〜２３．５１
Ｌｉ２Ｏ                      ４．９４〜６．５
Ｎａ２Ｏ                      ０．３９〜２
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．１
ＣａＯ                        ０〜１．２７
ＭｇＯ                        ０〜２．４９
ＳＯ３                        ０〜０．１９
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．０６１
ＭｎＯ２                      ０〜０．０２
ＺｒＯ２                      ０〜１．１９
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．５
ＴｉＯ２                      ０〜１．８９
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．０６
ＺｎＯ                        ０〜０．５
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．５５
ＮＦ（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）    ２１〜２３．５１
ＲＯ（ＣａＯ＋ＭｇＯ）        ０．０４〜２．５４
Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）      ０．４９〜２．０７；
を有するガラス；および
Ｄ．１３２８°Ｆ（７２０℃）〜１４９９°Ｆ（８１５℃）の温度範囲のｌｏｇ１０粘度；２４３７°Ｆ（１３３６℃）〜２５７５°Ｆ（１４１３℃）の温度範囲の液相線温度、および１５４４°Ｆ（８４０℃）〜１７２４°Ｆ（９４０℃）の温度範囲のｌｏｇ７．６軟化点温度を有するガラスを含む。
【００１１】
本発明のさらなる非限定的実施形態は、
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                  ６０〜７５
Ａｌ２Ｏ３                １８〜２８
Ｌｉ２Ｏ                  ３〜９
を有するガラス組成物を含み、ここでこのガラス組成物は少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度および／または少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度を有する。
【００１２】
上記の成分に加えてこのガラス組成物は、
Ｎａ２Ｏ                      ０〜３
Ｋ２Ｏ                        ０〜０．５
ＣａＯ                        ０〜３
ＭｇＯ                        ０〜３
ＳＯ３                        ０〜０．２０
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０〜１．２５
ＺｒＯ２                      ０〜３
ＳｎＯ２としての全スズ        ０〜０．７０
ＴｉＯ２                      ０〜５
Ｐ２Ｏ５                      ０〜１．７５
ＺｎＯ                        ０〜１．２５
Ｂ２Ｏ３                      ０〜１．７５
をさらに含み得る。ここでＲＯとして定義されるＣａＯ＋ＭｇＯは、０〜６ｗｔ％であり；ＮＦとして定義されるＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２は、１８〜２８ｗｔ％であり、そしてＲ２Ｏとして定義されるＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、０．０５〜３．００ｗｔ％である。
【００１３】
別の非限定的ガラス組成物において
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                  ６４．６０〜６９．２９
Ａｌ２Ｏ３                ２１．９７〜２３．５１
Ｌｉ２Ｏ                  ４．９４〜６．５０
Ｎａ２Ｏ                  ０．３９〜２．００
を含み、ここでこのガラス組成物は少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度および／または少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度を有し、そして必要に応じて：
Ｋ２Ｏ                        ０．０７〜０．２５
ＣａＯ                        ０．００〜１．２７
ＭｇＯ                        ０．００〜２．４９
ＳＯ３                        ０．００〜０．１９
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．１５
ＭｎＯ２                      ０．００〜０．０２
ＺｒＯ２                      ０．００〜１．５０
ＳｎＯ２としての全スズ        ０．００〜０．５０
ＴｉＯ２                      ０．００〜１．８９
Ｐ２Ｏ５                      ０．００〜１．０６
ＺｎＯ                        ０．００〜０．５７
Ｂ２Ｏ３                      ０．００〜１．５５
をさらに含み得る。ここで、ＲＯは０．０４〜２．５４ｗｔ％であり；ＮＦは２２．００〜２３．５１ｗｔ％であり、そしてＲ２Ｏは０．４９〜２．０４ｗｔ％である。
【００１４】
本発明のなおさらなる非限定的実施形態において、このガラス組成物は：
成分 重量パーセント
ＳｉＯ２                  ６４．８３〜６９．２９
Ａｌ２Ｏ３                ２１．９７〜２３．５１
Ｌｉ２Ｏ                  ４．９４〜６．５０
Ｎａ２Ｏ                  ０．３９〜２．００
Ｋ２Ｏ                    ０．０７〜０．１０
を含み、ここでこのガラス組成物は少なくとも１４１３°Ｆ（７６７℃）のｌｏｇ１０粘度温度および／または少なくとも２４３６°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度を有し、そしてＲ２Ｏは０．４９〜２．０７ｗｔ％である。
【００１５】
このガラス組成物は、必要に応じて：
ＣａＯ                        ０．００〜１．２７
ＭｇＯ                        ０．００〜２．４９
ＳＯ３                        ０．００〜０．１９
Ｆｅ２Ｏ３としての全鉄          ０．０５〜０．１５
ＭｎＯ２                      ０．００〜０．０２
ＺｒＯ２                      ０．００〜１．１９
ＳｎＯ２＋ＳｎＯ              ０．００〜０．５０
ＴｉＯ２                      ０．００〜１．８９
Ｐ２Ｏ５                      ０．００〜１．０６
ＺｎＯ                        ０．００〜０．５０
Ｂ２Ｏ３                      ０．００〜１．５５
を含み得る。ここでＲＯは０．８９〜２．４９ｗｔ％であり、そしてＮＦは２１．００〜２３．５１ｗｔ％である。
【００１６】
本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、外層深度を有する化学的に焼戻しされたガラス断片を含み、ここで外層深度とは化学的に焼戻しされたガラス断片の表面からガラス断片内のゼロ応力がある点までの距離であること。外層深度内のこのガラスは、圧縮の状態にあり、そして圧縮部中のガラスとして定義される。この外層深度より大きい深さでガラス断片の内部は張力下にあり、引張応力部内のガラスとして定義される。本発明の別の非限定的実施形態において、引張応力部内のガラスは、上記で考察された本発明の非限定的ガラス組成を有する。
【００１７】
本発明の化学的に焼戻しされたガラスのさらなる非限定的実施形態は：
圧縮部のガラスより高濃度のリチウムを有する引張応力部内のガラス；
ガラス断片は、７〜１６．５ミル（０．１７〜０．４１９ミリメートル）の範囲の外層深度を有すること；
ガラス断片の中心張力は、５，７００〜１４，９００パウンズ  パー  スクエア  インチ（３９〜１０３メガパスカル（「ｍＰａ」）の範囲にあること；
このガラスは、６３２〜１，３９０パウンズ  パー  インチ（１１３〜２４８キログラム  パー  センチメートル）の範囲のＣＴＡを有すること；
このガラスは、７６，０００〜１２０，０００パウンズ  パー  スクエア  インチ（５２４〜８２７ｍＰａ）の範囲の破壊係数を有すること；
このガラスは、６７，０００〜８９，０００パウンズ  パー  スクエア  インチ（４６２〜６１４ｍＰａ）の範囲の侵食破壊係数を有すること；
このガラスは、５８６〜６１４キログラム重  パー  スクエア  ミリメートルの範囲のＨＶ（ビッカース硬度）１０００を有すること；および／または
このガラスは、５０３〜５２９キログラム重  パー  スクエア  ミリメートルの範囲のＨＫ（ヌープ硬度）１０００を有することを含む。
【００１８】
外層深度、中心張力、ＣＴＡ、破壊係数、侵食破壊係数、ＨＶおよびＨＫを決定するための測定技術は、以下で考察される。
【００１９】
本発明の別の非限定的実施形態は、とりわけ、取り付けフレームおよびこの取り付けフレームに固定される透明部品を有する航空機の透明部品を含む。この透明部品は、少なくとも１つの化学的に焼戻しされたガラスシート、外層深度を有する化学的に焼戻しされたガラスシートを含み、ここで引張応力部のガラスは本発明の非限定的ガラス組成を含む。このガラスシートは上記で考察された本発明の化学的に焼戻しされたガラスの特性を１つ以上有する。
【００２０】
この航空機の透明部品は必要に応じてその外部表面に疎水性コーティングおよび／または自己クリーニングコーティングを有し得る。
【００２１】
本発明はさらに、本発明の非限定的ガラス組成を有するガラス断片を化学的に強化して、上記に考察された特性を１つ以上有する化学的に強化されたガラスの層を提供する方法を意図する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（発明の詳細な記述）
あとに続く考察において、本明細書および請求項中に用いた寸法、物理的特徴などを表しているすべての数は、すべての例において、「約」という語により修飾されていると理解されるべきであることが理解される。従って、反対のことが示されないかぎり、後に続く明細書中および請求項に示される数値は、本発明により得られることが求められる望まれる特徴に依存して変化し得る。少なくとも、請求項の範囲に対して均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数的パラメーターは、いずれにせよ報告される有意な桁の数の観点および普通の丸め手法を適用することにより解釈されるべきである。さらにここに開示されるすべての範囲は、そこに組み込まれた任意のおよびすべての分割範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１〜１０」という、記載される範囲は、最小値の１と最大値の１０との間および最小値の１と最大値の１０を含めた任意のおよびすべての分割範囲を含んでいるとみなされるべきである。すなわち最小値１以上で始まり、かつ最大値１０以下で終るすべての分割範囲、例えば５．５〜１０。さらに、「参考として援用される」任意の参考文献は、その参考文献全体の援用を意味する。
【００２３】
ガラスバッチの原料を溶かす、融解されたガラスを清澄するおよび／または清澄した融解ガラスからのガラスリボンを形成するための温度に関連するような、ガラス組成物またはガラスの熱の特性の考察について、通常以下の用語が用いられ、以下の意味を有する。用語「融解温度」および「ＴＭ」は、ガラスの粘度がｌｏｇ２ポイズすなわち１００ポイズであるガラスの温度を意味し；用語「形成温度」および「ＴＦ」は、ガラスの粘度がｌｏｇ４ポイズすなわち１０，０００ポイズであるガラス温度を意味し、用語「液相線の温度」および「ＴＬ」は、微細な結晶が、ガラスの融解物の液相と平衡である温度を意味する。ＴＦとＴＬの間の違いは、「形成窓」、「作動範囲」または「ΔＴ」と言及され、与えられた融解組成物の結晶化力の共通の尺度である。ΔＴが低いほど、言い換えれば、形成温度と液相線温度の差が小さければ小さいほど、結晶化力は大きい。上記の用語は、本発明の非限定的な実施形態の考察および請求項で用いられるとき上記の用語は、上記の意味を有すると理解される。
【００２４】
本明細書中で用いられる場合、用語「歪み点」は、１４．５のｌｏｇ粘度すなわち１０１４．５ポイズを有するガラスにおける応力が４時間後に軽減される温度を意味する。本明細書中で用いられる場合、用語「焼きなまし点（ａｎｎｅａｌｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）」は、１３のｌｏｇ粘度すなわち１０１３ポイズを有するガラスでの応力が１５分で軽減される温度を意味する。用語「外層（ｃａｓｅ）深度」は、ガラス断片の表面から、ガラス断片の内側のガラス断片内において応力がゼロである位置を測定した距離を意味する。外層深度内のガラスはまた「圧縮部のガラス」と称される。当業者により理解され得るように、外層深度は、ガラス断片中のイオン交換の深度にいつも等しいわけではない。イオン交換の深度は、新しい交換されたイオンの濃度が、ガラス断片の内側で新たに交換されたイオンの濃度におよそ等しいガラス断片中の深度である。表面は、イオン交換バスの融解塩、例えば本発明に対する限定ではないが硝酸ナトリウムの融解バスに曝露されたガラス断片の任意の表面であり得る。ガラスを、化学的に焼き戻すことの一般的な実施において、ガラス断片を、硝酸ナトリウム融解バス中に沈める。この場合、融解バスに曝露されたガラス断片のすべての表面は、ある外層深度を有する。さらに、圧縮部内でのガラス断片の組成は、「引張応力部のガラス」としても称される圧縮部外のガラス断片部分とは違う組成を有する。換言すれば、「引張応力部のガラス」は、外層深度より大きい距離だけ、ガラス断片表面から間隔を置いたガラス断片の内側部分である。ガラス断片の引張応力部とガラス断片の圧縮部の組成の違いについての理由は、圧縮部内のガラス断片部分が引張応力部のガラス断片の部分より多くのナトリウムイオンを有することにある。上記の用語は、本発明の非限定的実施形態の考察および請求項で用いられるとき、上記の意味を有すると理解される。
【００２５】
本発明のガラス組成物の非限定的実施形態についてあとに続く考察において、本成分を重量パーセント（「ｗｔ％」）で与える；しかしながら、理解され得るように、本発明は、それに限定されず、成分はバッチの原料中の成分の量または成分の質（例えばガラス組成物中の酸化物）を同定する任意の次元（例えばモルまたはモルパーセント）で与えられ得る。さらにあとに続く考察において、「不純物」または「トランプ」として同定されたガラス中の成分または物質のｗｔ％の範囲は、不純物またはトランプの成分または物質として故意にバッチの材料に加えられようと、バッチの材料に存在しようと、そのｗｔ％範囲内でガラス中に存在する不純物またはトランプの成分または物質が、不純物またはトランプの成分または物質であることを意味する。
【００２６】
本発明および／または本発明の実施を限定しないが、本発明および／または本発明の実施は、リチア（Ｌｉ２Ｏ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物を含む一般的なガラス系、例えばＬｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２ならびに選択される一つおよび／または選択されるＮａ２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｎＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３およびＫ２Ｏの量、ならびに必要に応じて、付加物またはトランプ材料どちらかとして他の金属酸化物、例えば本発明を限定しないが、ＣａＯ、ＳＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｎＯ２、ＺｒＯ２およびＺｎＯを含む、ガラス系を用いて考察される。
【００２７】
ガラス中に存在するとき、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＺｒＯ２およびＳｎＯ２は、網目形成体である。重量パーセントに置き換えてガラス組成の中で最も多い酸化物成分であるＳｉＯ２が、このタイプのある与えられる組成物において減少するにつれて、融解粘度および結果として生じるｌｏｇ４形成温度が降下すること、ならびに逆もまた同様であることが推測され得る。ＳｉＯ２を、高温安定性および化学的耐久性を有するガラスを供給するために含む。低濃度（例えば５０ｗｔ％より低い）のＳｉＯ２は、ガラスの耐久性を減少させる一方、高濃度（例えば８０ｗｔ％より高い）のＳｉＯ２は、より高い融解温度およびより長い融解時間を必要とする。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、６０〜７５ｗｔ％、６２〜７２ｗｔ％および６４〜７２ｗｔ％の群から選択される範囲でＳｉＯ２を含む。
【００２８】
Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換後、ガラス強度を増加させるためおよびイオン交換傾向を促進するためにガラス系の中に存在する。ガラス中の高濃度のＡｌ２Ｏ３（例えば７ｗｔ％より高い）はガラスの歪み点を上昇させ、高温（例えば７５２°Ｆ（４００℃）より高い）で、イオン交換を行うこと可能にし、イオン交換速度をより速く、外層深度をより深く、イオン交換の浸透をより高くする結果となる。高濃度のＡｌ２Ｏ３（例えば３０ｗｔ％より高い）はまたガラスの融解温度を上昇させ、不十分な酸耐久性を有するガラスを生じる。７ｗｔ％より低いガラス中のＡｌ２Ｏ３濃度は、外層深度を減少する。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、１８〜２９ｗｔ％、１８〜２８ｗｔ％、１９〜２８．５ｗｔ％および２０〜２５ｗｔ％の群から選択される範囲でＡｌ２Ｏ３を含む。
【００２９】
Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５は網目形成体であり、ガラスのｌｏｇ２融解粘度を下げるために、必要に応じてバッチ物質に加えられる。ガラス中各０．０５ｗｔ％以下の量のＢ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５を、不純物またはトランプ成分とみなす。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜１．７５ｗｔ％、例えば１．７５ｗｔ％より大きくない；０〜１．５ｗｔ％、例えば１．５ｗｔ％より大きくない；０〜１．２５ｗｔ％、例えば１．２５ｗｔ％より大きくない；０〜２．５ｗｔ％、例えば２．５ｗｔ％より大きくない；０〜２．２５ｗｔ％、例えば２．２５ｗｔ％より大きくない；０〜２ｗｔ％、例えば２ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＢ２Ｏ３を含む。さらに、本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜１．７５ｗｔ％、例えば１．７５ｗｔ％より大きくない、好ましくは０〜１．５ｗｔ％の範囲、例えば１．５ｗｔ％より大きくない、さらに好ましくは０〜１．２５ｗｔ％の範囲、例えば１．２５ｗｔ％より大きくない、の群から選択される範囲でＰ２Ｏ５を含む。
【００３０】
Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５のようにＺｒＯ２は、網目形成体であり、ガラスのｌｏｇ２融解粘度を下げるために、任意でバッチ物質に加えられる。約３ｗｔ％までの量のＺｒＯ２は、ガラス強度を増加させ、ガラスの融解温度を低下させる。１０ｗｔ％より多いＺｒＯ２は、結晶化温度を上昇させ、ガラスの作用範囲を低下させる。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜３ｗｔ％、例えば３ｗｔ％より大きくない；０〜２ｗｔ％、例えば２ｗｔ％より大きくない、および０〜１．７５ｗｔ％、例えば１．７５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＺｒＯ２を含む。
【００３１】
Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２のｗｔ％の合計（下文でまた“ＮＦ”と称される）は、与えられるガラスの組成のエンベロープを表している、別のパラメーターである。与えられる融解物についてＡｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の低い値は、代表的に低い結晶化力を生じ；Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の高い値は、代表的に高い結晶化力を生じる。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、１８〜２８ｗｔ％；１９〜２７ｗｔ％；２０〜２６ｗｔ％；１８〜２９ｗｔ％；１９〜２８．５ｗｔ％および２０〜２６ｗｔ％の群から選択される範囲でＮＦを含む。
【００３２】
上記で考察したように、ＳｎＯ２は、網目形成体である。熱している間、ＳｎＯ２は、清澄工程の一部として、酸素を失って、ＳｎＯを形成する。当業者に理解され得るように、本明細書中に開示されるガラス組成物の「全スズ」含有量は、ガラス中に実際に存在するスズの形態とは関係なく、標準的な分析の実施に従って、ＳｎＯ２に換算して表される。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜０．７ｗｔ％、例えば０．７ｗｔ％より大きくない；０〜０．６ｗｔ％、例えば０．６ｗｔ％より大きくない、および０〜０．５５ｗｔ％、例えば０．５５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＳｎＯ２を含む。
【００３３】
ＣａＯおよびＭｇＯは、網目修飾体および融剤であり、バッチ物質中の網目形成体の融解を助ける。ＣａＯおよびＭｇＯのｗｔ％の合計をＲＯと称すること、すなわちＲＯは（ＣａＯ＋ＭｇＯ）と等しいというのは、通常の実施である。ＲＯを増加させると、作動窓あるいはΔＴが減少し；より具体的には、ＲＯを増加させると、結果として生じる融解物の流動性が増加する、すなわち融解物の粘度および形成温度を減少させ、そして、結果として生じる融解物の結晶化が増加する、すなわちその液相線温度を上昇させる。本発明の実施において、ＣａＯはリチウムイオンとナトリウムイオンとの交換を遅らせ、それによってイオン交換速度を遅らせるので、ＣａＯのｗｔ％を減少させることが好ましい。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜３ｗｔ％、例えば３ｗｔ％より大きくない；０〜２ｗｔ％，例えば２ｗｔ％より大きくない；０〜１．７５％、例えば１．７５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＣａＯを含む。
【００３４】
ＭｇＯは、リチウムイオンとナトリウムイオンとの交換を妨害することに関してＣａＯより影響が少ない。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜３ｗｔ％、例えば３ｗｔ％より大きくない；０〜２．７５ｗｔ％，例えば２．７５ｗｔ％より大きくない、および０〜２．５％、例えば２．５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＭｇＯを含む。許容できる作動範囲（例えば１０℃より高い）を提供しながら、網目形成体の融解を助けるために、本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜６ｗｔ％、例えば６ｗｔ％より大きくない；０〜５ｗｔ％，例えば５ｗｔ％より大きくない；０〜４％、例えば４ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＲＯを含む。
【００３５】
本発明の実施において、ＺｎＯを、ＭｇＯおよび／またはＣａＯの代わりに用い得るか、あるいはＭｇＯおよび／またはＣａＯの量を減少させるために用い得る。ガラス製造に関して、当業者により理解され得るように、ＺｎＯはアルカリ土類ではないが、Ｚｎは＋２の酸化状態を有し、ＭｇイオンおよびＣａイオンと類似した様式で働く。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜１．２５ｗｔ％、例えば１．２５ｗｔ％より大きくない；０〜１ｗｔ％，例えば１ｗｔ％より大きくない；０〜０．７５％、例えば０．７５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＺｎＯを含む。
【００３６】
Ｌｉ２Ｏは、Ｌｉイオンを供給し、Ｌｉイオンは、外部の供給源（例えば硝酸ナトリウムの融解バス）からのナトリウムイオンによりガラスから置換される。ＮａイオンでＬｉイオンをイオン交換することが、外部の供給源からガラス中への置換Ｎａイオンの十分かつ均一な分布を供給するように、本発明の実施において、ガラス中にＬｉイオンの十分かつ均一な分布を有することが好ましい。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、３〜９ｗｔ％：４〜７．５ｗｔ％および４．５〜７ｗｔ％の群から選択される範囲でＬｉ２Ｏを含む。
【００３７】
ナトリウム酸化物は、ガラスの粘度を下げることによりバッチ物質の融解を助ける融剤である。ガラス中のＮａ２Ｏのトランプ量は０．０５ｗｔ％以下である。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０ｗｔ％または３ｗｔ％までのトランプ量、例えば３ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または２ｗｔ％までのトランプ量、例えば２ｗｔ％より大きくない、および０ｗｔ％または１．５ｗｔ％までのトランプ量、例えば１．５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＮａ２Ｏを含む。
【００３８】
ナトリウム酸化物のように、カリウム酸化物は、ガラス粘度を下げることにより、バッチ物質の融解を助ける融剤である。ガラス中のＫ２Ｏのトランプ量は、０．０７ｗｔ％以下である。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０ｗｔ％または０．５ｗｔ％までのトランプ量、例えば０．５ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または０．３５ｗｔ％までの微量、例えば０．３５ｗｔ％より大きくない、および０ｗｔ％または０．３ｗｔ％までの微量、例えば０．３ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＫ２Ｏを含む。
【００３９】
ガラス中のＫ２Ｏのｗｔ％の減少は、ガラスの粘度レベルを維持するためにＮａ２Ｏのｗｔ％の増加により補われるはずである。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのｗｔ％の合計を「Ｒ２Ｏ」と称する、すなわちＲ２ＯはＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏと等しいということは、通常の実施である。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０〜３ｗｔ％、０〜２．２５ｗｔ％および０．１５〜１．７５ｗｔ％の群から選択される範囲でＲ２Ｏを含む。
【００４０】
他の成分は、ガラスの特性（例えばそれに本発明を限定しないが、色および太陽光線吸収の特性）を変えるためにバッチ物質に故意に加えられ得るか、または不純物としてバッチ物質中に存在し得る。例えば、それに本発明を限定しないが、以下で考察されるサンプル５は、０．０２ｗｔ％ＭｎＯ２のトランプ量を有した。以下に述べることは、本発明のガラス系に加えられ得るか、または不純物として存在し得る成分の非限定的な考察である。ガラスの製造の分野、特に平らなガラスの製造の分野の当業者により理解され得るように、以下で考察される成分以外の成分は、本発明のガラス系に加えられ得るか、または不純物もしくはトランプ成分として存在し得る。
【００４１】
本発明の非限定的実施形態において、ＴｉＯ２を、必要に応じてバッチ物質に加え、ガラスのｌｏｇ２融解粘度を下げる。ガラス中０．０５ｗｔ％より少ない量のＴｉＯ２を、不純物またはトランプの成分とみなす。１ｗｔ％までの量のＴｉＯ２を、通常バッチ物質中に加え、望ましい特性（例えば太陽光線コントロール特性）を有するガラスを供給する。１ｗｔ％より多い量はまた、紫外線透過を減少させるために用いられ得る。例えば米国特許第５，５９３，９２９号を参照。しかしながら、ガラスの下部表面が、フロートガラスプロセス中形成チャンバーを通ってスズのバス上を移動するとき、ガラス中１ｗｔ％より多いＴｉＯ２は、スズのバスと反応し得る。本反応は、スズのバスに浮かんでいるガラスリボンの表面を茶色に変色させる。理解され得るように、例えばガラスの色が、必要とされるガラスの特性でないとき、または茶色を有するガラスが許容できるとき、あるいはガラスの製造工程がガラス表面から物質を除去すること(例えば磨くこと）を含むとき、あるいはガラスがシート延伸プロセスにより製造されるとき（例えばＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．により開発され、商標ＰＥＮＮＶＥＲＮＯＮで同業者に知られるシート延伸プロセス）、あるいはガラスがダウンドローまたは融合シートプロセス（ｄｏｗｎ  ｄｒａｗ  ｏｒ  ｆｕｓｉｏｎ  ｓｈｅｅｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）により製造されるとき、１ｗｔ％より多い（例えば５ｗｔ％までの）ＴｉＯ２が、バッチ物質に加えられ得る。ガラスの液相線温度が上昇し、ガラス形成工程に有害に影響するので、５ｗｔ％より多い量のＴｉＯ２は、好ましくはバッチ物質に加えられない。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０ｗｔ％または５ｗｔ％までの微量、例えば５ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または２ｗｔ％までの微量、例えば２ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または１ｗｔ％までの微量、例えば１ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または０．７５ｗｔ％までの微量、例えば０．７５ｗｔ％より大きくない、および０ｗｔ％または０．５ｗｔ％までのトランプ量、例えば０．５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲でＴｉＯ２を含む。
【００４２】
ＳＯ３は、清澄剤としてバッチ物質に加えられ得る。ＳＯ３は通常別のバッチ成分（例えば通常石膏として加えられるＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、および／または通常芒硝として加えられるＮａ２ＳＯ４）の一部として、バッチ物質に加えられる。ＳＯ３は、シリカ皮膜（砂粒子の塊）の形成を防ぐことにより融解補助として働く。本発明の非限定的実施形態において、ＳＯ３が化学的精製に用いられるとき、通常約０．２〜０．４ｗｔ％のＳＯ３は、ＳＯ３を含む他のバッチ物質として直接または間接的にバッチに加えられる。バッチ中のＳＯ３の全てがガラス融解物またはガラスに保持されるとは限らない。本発明の非限定的実施形態において、０．０２〜０．２ｗｔ％；０．０２〜０．１５ｗｔ％および０．０２〜０．１ｗｔ％の群から選択される範囲でＳＯ３は、ガラス中に保持される。
【００４３】
本発明の実施は、ＳＯ３を用いて融解ガラスを化学的に精製することおよび融解ガラスを物理的に精製すること（例えば参考として本明細書に援用される米国特許第４，９１９，６９７号で教示されるような真空チャンバーを用いること）を意図する。ガラスが真空精製されるとき、ガラス中に存在するＳＯ３は検出限界より小さくなり得る（例えば１０  パーツ  パー  ミリオン（「ｐｐｍ」）より小さい）。
【００４４】
Ｆｅ２Ｏ３は、着色剤として、および融解ガラス中に熱の対流を供給する温度勾配を確立することにより融解ガラスを精製する補助としてバッチに加えられる。もしＦｅ２Ｏ３が適切な温度勾配を維持するためだけにガラスに加えられるならば、機械的手段（例えば攪拌器）が融解ガラスをホモジナイズするのに用いられるときには省略され得る。ガラス中０．０５ｗｔ％より少ない鉄全体の量は、不純物あるいはトランプ物質または成分とみなされる。当業者により理解され得るように、本明細書中に開示されるガラス組成物の全鉄の含有量は、実際に存在する鉄の形態にかかわらず、標準的な分析の実施に従ってＦｅ２Ｏ３に換算して表される。同様に、実際にＦｅＯとしてガラス中に存在しないかもしれないが、第一鉄状態の鉄の総量はＦｅＯとして報告される。用語「全鉄」はＦｅ２Ｏ３に換算して表される全鉄を意味し、用語「ＦｅＯ」はＦｅＯに換算して表される第一鉄状態の鉄を意味する。本発明の実施において、本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、０ｗｔ％または１．２５ｗｔ％までのトランプ量、例えば１．２５ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または１ｗｔ％までのトランプ量、例えば１ｗｔ％より大きくない；０ｗｔ％または０．５ｗｔ％までのトランプ量、例えば０．５ｗｔ％より大きくない、および０ｗｔ％または０．１５ｗｔ％までのトランプ量、例えば０．１５ｗｔ％より大きくない；の群から選択される範囲で全鉄を含む。
【００４５】
上記に言及される成分のほかに、本発明を限定しないが、ＮａＣｌ、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＢａＳＯ４、フッ化物およびそれの組み合わせのようなバッチ融解物および／または精製剤は、ガラスバッチおよび／またはガラス融解物に加えられ得る。ガラスの特性（例えば、太陽光線コントロール特性および色）を変える薬品（例えば、コバルト、ニッケル、セリウム、ネオジム、エルビウム、クロム、銅、マンガン、モリブデン、タングステン、ランタン、金、銀、セレンおよびその組み合わせを含む化合物）は、ガラスバッチおよび／またはガラス融解物に加えられ得る。理解され得るように、ガラスバッチおよび／またはガラス融解物への追加物は、ガラスのイオン交換特性を損なわない量の濃度であるべきである。
【００４６】
理解され得るように、本発明のガラス組成物は、反応したとき望ましい組成のガラスを生じるように適切に調合され、完全に混合された通常のガラス製造物質から製造され得る。適したバッチ成分は、限定されないが、ガラスカレット、砂、ソーダ灰（炭酸ナトリウム）、苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）、マグネサイト、ドロマイト、タルク、アルミニウム水和物、長石、アプライト、かすみ石閃長岩、ジルコン砂、炭素、リシア輝石、炭酸リチウムおよび葉長石を含む。
【００４７】
本発明の非限定的ガラス組成物は、高温特性（例えば２７３２°Ｆ〜３２７２°Ｆ（１５００℃〜１８００℃）の範囲のｌｏｇ２温度）を有するので、従来のフロートガラス装置（例えば、従来のオーバーヘッドクロスファイアまたはソーダ石灰ケイ酸塩ガラスのバッチ物質を融解するのに用いられ、しばしばジーメンス炉（Ｓｉｅｍｅｎｓ  ｆｕｒｎａｃｅｓ）と称される型のエンドファイヤリング回生式炉）中での融解、精製、ホモジナイズおよび形成に役に立たない。この型の炉は、発火装置を変更すること（例えば、本発明を限定しないが、炉中にガス−酸素発火装置を用いることおよび／または炉に電気的ブーストを備え付けることおよび／または高温耐火性物質で炉の壁の内側を覆うこと）により、本発明のガラスバッチを融解し、融解されるバッチ物質を精製し、精製されるガラスをホモジナイズするのに用いられ得る。本発明の融解ガラス組成物は、高温耐火性物質で形成チャンバーの内側を覆うことによりフロートバス中で形成され得る。本発明の実施で用いられ得る他のタイプの炉およびプロセスは、参考として本明細書中に援用される、米国特許第４，３７５，２３５号および同第４，６３２，６８７号、ならびにＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．６，２０００年１２月、１７７〜１８１ページに掲載されたＴ．Ｋｌｏｓｓらによる、「Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｏｆ  Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ  ａｎｄ  Ｓｏｍｅ  Ｒｅｃｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ」という表題の論文に開示される。
【実施例】
【００４８】
本発明の特徴を組み込んでいる非限定的サンプル１−１０を、以下の方法で作製した。処方物あたりおおよそ３０００グラムのバッチを、市販の成分を用いて調製した。別の方法を示さない限り、本明細書中で作製され、考察される任意のガラスサンプルは、既知の不純物またはトランプ成分を有する市販のガラスバッチの材料を用いた。不純物およびトランプ材料を、ガラスサンプル中の酸化物の計算に含めた。各成分の重量を測定し、ガラス中の酸化物の成分とｗｔ％を決定するのに用いた。成分の揮発が起こり得ることは、認識されていた；しかしながら、揮発が最小であると仮定し、ガラスサンプル中の酸化物のｗｔ％の計算をその仮定に基づいて行った。
【００４９】
各サンプルのバッチを、綿密に混和し、約１５００グラムを白金のるつぼに充填し、２５５０°Ｆ（１３９９℃）に熱せられた電気炉に入れた。１時間後、バッチの残り、約１５００グラムをこのるつぼに加え、温度を２８００°Ｆ（１５３８℃）に上昇させた。このるつぼを１時間、２８００°Ｆ（１５３８℃）で炉に入れたまま；その後、炉の温度を２９２５°Ｆ（１６０７℃）に上昇させた。１時間後、ガラスの融解物（ｌｏｇ３温度または１０００ポイズで存在すると見積もられる）を、炉から取り出し、５０°Ｆ（１０℃）の温度の水に流し込んだ。結晶したガラスを乾燥し、破砕し、るつぼに戻し、２９２５°Ｆ（１６０７℃）の温度の炉に入れた。１時間後、ガラスの融解物をもう一度炉から取り出し、冷水に流し込んだ；乾燥した結晶ガラスを破砕し、るつぼに戻し、２９２５°Ｆ（１６０７℃）の温度の炉に入れた。炉の温度を２７５０°Ｆ（１５１０℃）に下げ、ガラス融解物を有するるつぼを、一晩（おおよそ１５〜１６時間）、炉内で放置した。翌朝、炉の温度を２９２５°Ｆ（１６０７℃）に上昇させた。１時間後、るつぼを炉から取り出し、融解したガラスを５００°Ｆ（２６０℃）に熱したスチールプレート上に流し込み、融解したガラスをスチールシリンダーで圧延した。ガラス平板を１２００°Ｆ（６４９℃）に熱した炉の中に移し、１時間置いた。炉の発熱体を止め、ガラスを、ガラス平板を焼きなますのに、一晩冷やすために、炉の中に放置した。
【００５０】
サンプル１−１０の組成を以下の表１に示す。上記に考察したように、サンプル１−１０の酸化物のｗｔ％をバッチ材料の重量から計算した。
【００５１】
【表１】
2010001216.tif 000002
サンプル１−７のガラス平板の表面を、５０倍〜１０００倍の倍率下で観察した。スチールローラーにより接触されるガラス平板の表面（以下「上部表面」とも称される）は、約１５〜５０ミクロンのサイズを有する大量の晶子の、間隔を空けて配置されたクラスターを有した。これらのクラスターは、上部表面でお互いから不規則に間隔を空けていた。スチールプレートと接触しているガラス平板の表面（以下「下部表面」とも称される）は、晶子の間隔を空けて配置されたクラスターを少量有した。下部表面のクラスターは、クラスター中に、平板の上部表面より有意に少数の晶子を有した。サンプル５は、下部表面にクラスターを有さないことが観察された。サンプル１−７のクラスター中の晶子を、数えなかったが、上部表面のクラスターは、視覚的に、下部表面のクラスターより２桁多い晶子を有するようであった。上部表面のおおよそ０．０３インチ（０．７６ミリメートル（「ｍｍ」））を研磨用スラリーを用いて取り除き、表面を磨いた。磨いた上部表面を５０倍〜１０００倍の倍率下で観察した。ガラス平板の磨かれた上部表面と下部表面は、間隔を空けて配置されたクラスター中におおよそ同じ数の晶子を有した。晶子のＸ線回折を行い、その結果は、晶子がケイ酸リチウムアルミニウム（ＬｉＡｌ（ＳｉＯ３）２およびＬｉＡｌＳｉ３Ｏ８）およびリシア輝石（ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６）の異なる結晶の相であったことを示した。サンプル８−１０のガラス平板は、室温に冷ますにつれ結晶化し、この結晶化によりこのガラス平板は、断片に粉砕された。結果として、これらサンプルの特性を、測定することができなかった。サンプル１−７で観察される晶子およびサンプル８−１０で観察される結晶化の原因は、決定されていない。晶子と結晶化を引き起こすことが知られているメカニズムとしては、結晶の核を形成するバッチの材料の不完全な融解および不純物、ならびに相分離が挙げられる。
【００５２】
上記に言及したように、晶子、例えばサンプル１−７に観察されるタイプの晶子を引き起こし得るメカニズムの一つは、バッチの成分の不完全な融解である。晶子の原因が不完全なバッチの融解かどうか決定するために、以下表２に示される組成を有するサンプル１１−１６を作った。
【００５３】
【表２】
2010001216.tif 000003
以下の手順をサンプル１１−１６を作るために実行した。各サンプルについてバッチ１００グラムを綿密に混和し、白金のるつぼの中に充填し、３０００°Ｆ（１６４９℃）に熱した電気炉に入れた。２時間半後、ガラス融解物（ｌｏｇ３温度または１０００ポイズであると見積もられる）を炉から取り出し、５０°Ｆ（１０℃）の温度の水に流し込んだ。固体化したガラスを乾燥し、破砕し、るつぼに戻し、３０００°Ｆ（１６４９℃）の温度の炉に入れた。２時間後、このガラス融解物をもう一度炉から取り出し、そして冷水に流し込んだ；乾燥した固体ガラスを粉砕し、るつぼに戻し、３０００°Ｆ（１６４９℃）の温度の炉の中に入れた。炉の温度を２７５０°Ｆ（１５１０℃）に下げ、ガラス融解物を有するるつぼを一晩（おおよそ１５〜１６時間）炉の中に放置した。翌朝、炉の温度を３０００°Ｆ（１６４９℃）に上昇させた。２時間後、このるつぼを、炉から取り出し、溶解したガラスをスチールプレート上に流し込み、冷ましながらガラス平板を形成した。ガラス平板を１３５０°Ｆ（７３２℃）に熱した炉の中に１時間入れた。炉を止め、ガラス平板を、ガラス平板を焼きなますのに、一晩冷やすために、炉の中に放置した。
【００５４】
サンプル１１は、サンプル５のガラス組成と同じようなガラス組成を有する。サンプル５は、さらに詳細をあとで考察するが、少ない晶子を有し、かつ以下に示し、考察されるようにサンプル１−４、６および７より良好な化学的強度の結果を有したので二連で行った。サンプル１３、１４、および１６についてガラス平板は、不透明であった。サンプル１１、１２、および１５のガラス平板の上部表面を以前考察したように研ぎ、洗い、乾燥し、５０倍〜１０００倍の倍率で観察した。サンプル１１、１２、および１５はサンプル５の晶子総数と同じような晶子総数であった。本実験結果に基づいて、晶子は、融解していないバッチにより生じないという結論となった。
【００５５】
表２に示される組成を有するサンプル１７−２０を作製し、サンプル５の成分のｗｔ％と比較して、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯおよびＢ２Ｏ３のｗｔ％を変化させるか、またはこれらの成分を加えることによる、結晶化に対する効果を観察した。サンプル１７−２０を、サンプル１−７を作製する手順を用いて作製した。サンプル１７のガラス断片は、サンプル５と同じような晶子総数を有した。サンプル５および１７の成分のｗｔ％を比較すると、ＳｉＯ２は減少し、Ａｌ２Ｏ３およびＬｉ２Ｏは増加した。２つのサンプルの比較をもとにすると、ＳｉＯ２とＬｉ２Ｏのｗｔ％の減少およびＡｌ２Ｏ３のｗｔ％の増加は、たとえあったとしても、結晶化に対して効果をほとんど有さないという指標がある。サンプル１８の成分のｗｔ％をサンプル５と比較すると、サンプル１８は、ＳｉＯ２が減少され；Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏが増加され、そしてＢ２Ｏ３が追加された。サンプル１８のガラス断片は、サンプル５より有意に多い晶子を含んだ。サンプル１９の成分のｗｔ％をサンプル５および１８と比較すると、サンプル１９は、サンプル１９がＢ２Ｏ３を含まず、ＭｇＯが追加されたことを除けば、サンプル１８に類似していた。サンプル１８および１９のガラス断片は、サンプル５より有意に多い晶子を含んだ。３つのサンプルの比較をもとにすると、サンプル５の成分のｗｔ％に比較して、ＳｉＯ２のｗｔ％の有意な減少、例えば１０％の減少、Ｎａ２Ｏのｗｔ％の有意な増加、例えば６００％の増加、およびＡｌ２Ｏ３のｗｔ％の中程度の増加、例えば５％の増加は、結晶化を増加させるようである。２つのサンプルの比較の際のＭｇＯおよびＢ２Ｏ３の追加は、例えばサンプル１８および１９では、決定的ではない。すなわち、結晶化に対して効果がないか、結晶化に対して有意な効果があるかのいずれかである。サンプル２０は、ガラスを曲げるのに望ましい温度より低い、１３００°Ｆ（７０４℃）で結晶化されるので、サンプル２０について結晶化に関するデータを集めなかった。
【００５６】
表２にまた示されるのは、市販製品ＡおよびＢである。市販製品Ａは、Ｃａｒｌｉｓｌｅ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａにあるＰＰＧ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓのＣａｒｌｉｓｌｅ  Ｐｌａｎｔで１９９７年１月２５日に製造されたガラスである。市販製品Ｂは、１９７３年に製造されたガラスセラミックスで、登録商標ＨｅｒｃｕｖｉｔでＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓにより販売されている。市販製品ＡおよびＢは、本発明の非限定的な実施形態を組み入れているガラスの組成およびガラスの特性を、以前から入手可能な市販製品のガラスの組成および選択された性質と比較するために、表２に示している。
【００５７】
以下の実験は、何らかの熱が、晶子に対して効果を有する場合にその効果を決定するために行われた。サンプル１−７、１７および２０のガラス平板から切断されたガラス断片を熱的に処理した。この熱的な加熱過程は、Ｌｉｎｄｂｅｒｇ炉内に断片を入れ、炉を望ましい温度まで加熱し、望ましい時間、炉内に断片を放置し、熱源を止め、部分的に炉のドアを開け、ガラス断片を冷まさせる工程を含んだ。ガラス断片の温度を、ガラス断片の表面に配置されたジルコニウム線を有する熱電対の出力を読むことにより決定した。断片が室温に達したあと、断片の主要表面を５０倍〜１０００倍の倍率のもと観察した。別の方法を以下に示さない限り、新しいガラス断片を各加熱操作に用いた。
【００５８】
サンプル１−４および６のガラス断片を４時間９００°Ｆ（４８２℃）の温度で加熱した。晶子の数にもサイズにも変化は観察されなかった。サンプル１および６のガラス断片を４時間１１００°Ｆ（５９３℃）で加熱した；晶子の数またはサイズに変化は観察されなかった。サンプル１−４および６のガラス断片を１時間１３００°Ｆ（７０４℃）の温度で加熱した。サンプル１−４について晶子の数またはサイズに変化は観察されなかった；しかしながら、サンプル６のガラス断片は晶子のサイズにわずかな増加を示した。サンプル１−４および６のガラス断片を２時間１３００°Ｆ（７０４℃）の温度で加熱した。サンプル６の晶子のサイズの増加に比較して、サンプル１および２の晶子のサイズの増加はわずかであり；サンプル１、２および６の晶子のサイズの増加に比較してサンプル３および４の晶子のサイズの増加は中程度であった。またサンプル１および２の晶子のサイズに比較してサンプル６の晶子のサイズに大きな増加があった。
【００５９】
サンプル１−４、６および７のガラス断片を４時間１３００°Ｆ（７０４℃）の温度で加熱した。次に述べることがサンプル１−４、６および７のガラス断片で観察された。サンプル１：晶子のサイズは２倍で、表面の晶子の数が増加し、そしてジルコニウム熱電対線の領域に晶子があった；サンプル２−４：晶子のサイズは２倍で、ジルコニウム熱電対線の領域に晶子があった；サンプル６：断片は白い多結晶であり、少数の表面の晶子を有した；サンプル７：晶子の数の増加はわずかであった。サンプル５、１７および２０のガラス断片を６．２時間１３００°Ｆ（７０４℃）の温度で熱した。サンプル５および１７の晶子の数またはサイズの変化は観察されなかった。サンプル２０のガラス断片は、晶子のサイズまたは数の増加を示すヘーズのある外観を有した。サンプル５，１７および２０のガラス断片を１時間１４２７°Ｆ（７７５℃）の温度で熱した。サンプル５および１７の晶子の数またはサイズに変化は観察されなかった；しかしながら、サンプル１７はジルコニウム熱電対線の位置で晶子を有した。サンプル２０のガラス断片は、ヘーズが多く、晶子で満ちていた。
【００６０】
サンプル１、５−７、１７および２０のガラス断片を１時間１６００°Ｆ（８７１℃）の温度で熱した。サンプル１および６のガラス断片は、ベージュ色を有した；サンプル７のガラス断片は灰色を有した；サンプル２０のガラスは白色を有し、サンプル１、６，７および２０のガラス断片は、ほぼ完全に結晶化された。サンプル５および１７のガラス断片は、ヘーズのある外観で晶子のサイズの増加を有した。サンプル１、５−７、１７および２０のガラス断片を、１時間１８００°Ｆ（９８２℃）の温度で熱した。サンプル１および６のガラス断片はベージュ色を有し；サンプル７のガラス断片は灰色を有し；サンプル５、１７および２０のガラス断片は白色を有し、サンプル１、５−６、７、１７および２０のガラス断片はほぼ完全に結晶化された。サンプル５のガラス断片を３分間２０５１°Ｆ（１１２２℃）の温度および２２．７分間２０５４°Ｆ（９８２℃）の温度で熱した。サンプル５のガラス断片は白色を有し、ほぼ完全に結晶化された。
【００６１】
上記の実験を、実験室のるつぼ中、高温で融解および焼きなましされるガラスについて行って、有意な結晶化なしにこれらガラスを形成することが可能であることを示した。主に上部表面にある結晶の外観は、これら結晶の発生が、少なくとも部分的に、このガラス表面において明らかなプロセス条件に依存し、単にガラス組成によるものではないことを示している。これらの実験はさらに、ガラス形成後の熱曝露がガラスの広範囲におよぶ結晶化を起こし得ることを示している。この結晶化に必要とされる温度は、ガラスを曲げるための予想される温度より一般的に高く、このことは、有意な結晶化なしに、次の曲げる操作でガラスが形づくられることを可能にするはずである。
【００６２】
上記の実験から、ガラスの組成は高温での熱処理中、どの程度の結晶化が起こるか決定するのに重要であることが結論付けられる。
【００６３】
上記で考察されたすべての時間および温度ですべてのサンプルのガラス断片の熱処置が、晶子に対して時間と温度の効果に関して少しも付加的な識見を与えることが期待されないので、サンプルそれぞれのガラス断片を、各時間および各温度で熱処置しなかった。
【００６４】
以前に言及したように、表２は市販製品ＡおよびＢの組成を列挙する。市販製品Ａの成分のｗｔ％を、Ｌｉ２Ｏを除いて、Ｘ線蛍光分光法を用いて決定し、Ｌｉ２Ｏのｗｔ％を原子吸光光度法を用いて測定した。市販製品Ｂの成分および成分のｗｔ％を決定する手順を記述している書類は入手できない；しかしながら、Ｌｉ２Ｏを除くすべての成分のｗｔ％を、Ｘ線蛍光分光法を用いて決定したと考えられる。さらに、Ｌｉ２Ｏは、原子吸光光度法を用いて決定されたと考えられる。
【００６５】
切り取り試片を、ガラス組成物の熱および強度の特性を決定するのにサンプル１−７および市販製品Ａの平板から切断した。一般的に、サンプル１−７および市販製品Ａのガラス平板または平板の破片を、水と混合されたグリットを用いることにより、望ましい厚さに磨いた。様々なサイズの切り取り試片を、磨いた平板から切断した。切り取り試片を磨くことおよび研磨することを、なめらかな表面を供給するために必要とされる程度まで行った。切り取り試片の縁部を、２２０グリットベルトサンダーを用いてわずかに丸くした。
【００６６】
サンプル１および市販製品Ａのｌｏｇ１０粘度温度（曲げ温度）および液相線温度を測定した。ｌｏｇ１０温度を、ビームの曲がりにより軟化点と焼きなまし範囲の間でガラスの粘度を測定する標準テスト法であるＡＳＴＭ  Ｃ１３５０Ｍ−９６（Ａｎｎｕａｌ  Ｂｏｏｋ  ｏｆ  ＡＳＴＭ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，Ｖｏｌ．１５．０２（２００１）４２３−４２６）に従って測定した。この切り取り試片は、３．５センチメートル（「ｃｍ」）の長さ、約３．１ミリメートル（「ｍｍ」）の厚さおよび２．８ｍｍの深さであった。テスト中、温度を１分ごとに５℃上げ、１分ごとに４℃下げた。この手順をさらに３回繰り返し、４つの測定値を平均した。液相線温度をＡＳＴＭ法Ｃ８２９−８１で説明される手順に従って測定した。
【００６７】
サンプル１は１４１４°Ｆ（７６８℃）の平均ｌｏｇ１０粘度温度および２４３７°Ｆ（１３３６℃）の液相線温度を有した。サンプル５は１４９０°Ｆ（８１０℃）の平均ｌｏｇ１０粘度温度、２５７５°Ｆ（１４１３℃）の液相線温度および１７２４°Ｆ（９４０℃）の軟化点温度（ｌｏｇ７．６）を有し；サンプル１７は１４９９°Ｆ（８１５℃）の平均ｌｏｇ１０粘度温度、２５７５°Ｆ（１４１３℃）の液相線温度および１７２０°Ｆ（９３８℃）の軟化点温度を有し、サンプル２０は、１３２８°Ｆ（７２０℃）の平均ｌｏｇ１０粘度温度、２４９３°Ｆ（１３６７℃）の液相線温度および１５４４°Ｆ（８４０℃）の軟化点温度を有した。市販製品Ａは、１１１２°Ｆ（６００℃）のｌｏｇ１０粘度温度および１５３３°Ｆ（８３４℃）の液相線温度を有した。市販製品Ｂについて史実的に（ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ）記録された軟化点温度（ｌｏｇ７．６）は、１７６５°Ｆ（９６３℃）であり、史実的に（ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ）記録された液相線温度は２４３０°Ｆ（１３３２℃）である。上記の結果は、サンプル１，５、１７および２０のガラス組成が市販製品Ａより高いｌｏｇ１０粘度温度および液相線温度を有し、サンプル５、１７および２０が市販製品Ｂの軟化点温度より低い軟化点温度、ならびに市販製品Ｂとほぼ等しいまたはわずかに高い液相線温度を有したことを示す。上記の結果から、サンプル１、５、１７および２０のガラスは市販製品Ａより有意に高い温度で形状を維持することが注目される。このことは、本発明のガラを、熱された環境で用いるために適切にする。
【００６８】
上記で測定された温度から理解され得るように、本発明の非限定的実施形態は、１３２８°Ｆ（７２０℃）より高いｌｏｇ１０粘度温度、１４１４°Ｆ（７６８℃）より高いｌｏｇ１０粘度温度および１３２８°Ｆ（７２０℃）〜１４９９°Ｆ（８１５℃）の温度範囲のｌｏｇ１０粘度温度；２４３７°Ｆ（１３３６℃）より高い液相線温度、２４９３°Ｆ（１３６７℃）より高い液相線温度および２４３７°Ｆ（１３３６℃）〜２５７５°Ｆ（１４１３℃）の温度範囲の液相線温度、ならびに１５４４°Ｆ（８４０℃）より高いｌｏｇ７．６軟化点温度、１７２０°Ｆ（９３８℃）より高いｌｏｇ７．６軟化点温度および１５４４°Ｆ（８４０℃）〜１７２４°Ｆ（９４０℃）の温度範囲のｌｏｇ７．６軟化点温度を有する。本発明は上記明細書中で考察した温度範囲には限定されず、本発明の非限定的実施形態は、１２８０°Ｆ（６９４℃）より高いｌｏｇ１０粘度温度、１３５０°Ｆ（７３２℃）より高いｌｏｇ１０粘度温度および１４１４°Ｆ（７６８℃）より高いｌｏｇ１０粘度温度、ならびに２３５０°Ｆ（１２８８℃）より高い液相線温度、２４００°Ｆ（１３１６℃）より高い液相線温度および２４３６°Ｆ（１３３６℃）より高い液相線温度を有するガラスを意図する。
【００６９】
サンプル１−７および市販製品Ａのガラス切り取り試片を、１００％純度の硝酸ナトリウムの融解バス中で、時間および温度の変化する条件のもと化学的に焼戻しをした。理解され得るように、硝酸ナトリウムの融解バスの組成は本発明を限定せず、硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムのような他のナトリウム塩を含有する（または一部分含有する）他のバス溶液は、当該分野で周知である。焼戻ししたガラス物品で許容できる侵食される強度（ａｂｒａｄｅｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）（例えば、４０ＫＰＳＩ（２７６ｍＰａ））を得るにはナトリウム塩の割合が好ましくは高い（５０％より大きい）が、必要に応じて、バスはナトリウム塩およびカリウム塩の混合物である。ガラスを化学的に強化するための硝酸ナトリウムバスは当該分野で周知であり、本発明は、それに限定されない。前述に基づき、さらなる考察を必要と判断しない。
【００７０】
サンプル１−７および市販製品Ａのガラス切り取り試片を、重さを量り、かごのスロットに置き、あらかじめ決めた期間、あらかじめセットした温度の硝酸ナトリウムバス中に沈めた。表３に示されたのは、各サンプルおよび市販製品Ａの切り取り試片について時間を単位とする期間および℃を単位とする温度を表すデータである。浸漬の完了時に、サンプルをバスから取り出し、周囲空気で冷まさし、ガラス表面から結晶塩を取り除くために水ですすぎ、そして切り取り試片を乾かした。
【００７１】
ガラス切り取り試片を、化学的焼戻しの後、重さを量り、切り取り試片の重量増加を決定した。重さを量った切り取り試片の各表面積を測定し、単位面積当たりの重量増加を得るために６つの表面の面積を加算し、その合計を切り取り試片の重量増加で除算した。切り取り試片の重量増加は、イオン交換の程度について量的尺度を提供する。切り取り試片および市販製品Ａの単位面積あたりの重量増加の平均を表３に列挙する。
【００７２】
【表３−１】
2010001216.tif 000004
【００７３】
【表３−２】
2010001216.tif 000005
注釈：
Ａ．ＣＰ−Ａは市販製品Ａの呼称である。
Ｂ．右の値は０．２２インチ（「ｉｎ．」）×０．２４ｉｎ．×３ｉｎ．（５．６ミリメートル（「ｍｍ」）×６．１ｍｍ×７６ｍｍ）の大きさを有する切り取り試片についてである。それ以外は、値を約０．１１ｉｎ．×０．１１ｉｎ．×１．５ｉｎ．（２．８ｍｍ×２．８ｍｍ×３．８センチメートル（「ｃｍ」））で測定した。
Ｃ．左の数字は０．３５ｉｎ．×３ｉｎ．（０．８９ｍｍ×７．６ｃｍ）の接触面積を有する切り取り試片についてであり、右の数字は１ｉｎ．×８ｉｎ．（２．５４ｃｍ×２０ｃｍ）の接触表面を有する。
Ｄ．数字は測定された値の分布範囲を示す。
Ｅ．「〜」によりつながれている数字は測定された値の分布範囲を示す。
Ｆ．切り取り試片のサイズは１ｉｎ．×８ｉｎ．（２．５４ｃｍ×２０ｃｍ）であった。
Ｇ．括弧内の数字は化学的に焼戻しされなかった切り取り試片の試験結果である。
Ｈ．２つの値は同じ切り取り試片の２つの異なる測定値である。
【００７４】
同様の時間および温度についてのサンプル１−７および市販製品Ａの切り取り試片の重量増加の比較は、サンプル１−７により代表される本発明の非限定的ガラス組成物が、市販製品Ａより多い重量増加を有することを示している。より多い重量増加は、より速い交換速度およびより大きなイオン交換の程度の典型である。より多い重量増加は、応力緩和が有意でないとすればより高い応力レベルおよび強さを示し得る。市販製品Ｂについて、史実的な重量増加のデータは同定されていない。
【００７５】
サンプル１−７のそれぞれについて、各異なる時間および温度で、３ｍｍ×３ｍｍ×３．８ｃｍの２つの切り取り試片の外層深度を、石英くさび顕微鏡で切り取り試片の断面を見ることにより測定した。５．６ｍｍ×６．１ｍｍ×７．６ｃｍの大きさを有するサンプル１の２つの切り取り試片の外層深度を、より厚いガラスの外層深度の比較のために測定した。市販製品Ａの切り取り試片は、４．８ｍｍ×３．０ｍｍ×３．８ｃｍであった。この測定の結果を、表３に列挙する。同じ時間および温度について、より薄い切り取り試片の外層深度は、市販製品Ａの外層深度以下であると思われる。しかしながら、サンプル１のより厚い切り取り試片は、より大きい外層深度を有する。より厚いガラスはより大きい外層深度を有することが当該分野において理解される；それゆえ、厚いガラス切り取り試片とより薄いガラス切り取り試片の外層深度間の比較を行うべきではない。５．６ｍｍの厚さの市販製品Ｂの史実的データは、４５４℃の温度で４時間加熱された切り取り試片について１３．５ミルの外層深度を示し、同じ温度で１６時間加熱した切り取り試片について２６ミルの外層深度を示す。外層深度は、損傷に対する抵抗を示すのに有用な特性であり、約１０ミルより多い外層深度は、航空機の透明部品のような特定のガラスの用途に望ましいと考えられる。本発明の非限定的ガラス組成物はその基準に適合する。
【００７６】
破壊係数（「ＭＯＲ」）を測定するための切り取り試片は、５．４ｃｍ×５．４ｃｍ×厚さ３．０ｍｍであり、侵食破壊係数（「ＡＭＯＲ」）を測定するための切り取り試片は、２．５４ｃｍ×２０．３ｃｍ×厚さ３ｍｍであった。ＡＭＯＲを測定するための８〜１２の切り取り試片は、５秒間２ｃｍ３の１００Ｂ  Ｎｏｒｔｏｎ  Ａｌｕｎｄｕｍ研磨材（これはすなわち３０パウンズ  パー  スクエア  インチ（「ｐｓｉ」）と同じ力である）で切り取り試片の大きな表面の中心の直径２．５４ｃｍの円を侵食された。侵食された表面のない、同様な数の切り取り試片をＭＯＲを試験するためにとっておいた。ＡＭＯＲを測定する試験は、単に４つのポイントを支持する配置を用い、その配置は１５．２ｃｍ離れた間隔を空けられた直径６．２ｍｍの平行なシリンダー上に切り取り試片の大きな表面を配置することおよび切り取り試片の上部表面でお互いから５．０８ｃｍ間隔を空けられた直径６．２ｍｍの２つの平行なシリンダー上にプラットフォームを配置することを含む。ＡＭＯＲ試験について、侵食される部分を有する切り取り試片の表面は、プラットフォームに面しており、そして侵食される部分はプラットフォームを支持しているシリンダー間である。次第に増加する測定される力は、切り取り試片が破砕するまでプラットフォームに適用する。
【００７７】
ＭＯＲ用切り取り試片を、同一中心のリング装置を用いて試験する。この試験において、リングが同一中心でありガラスをリング間で中心合わせするように、ガラス切り取り試片を、直径２インチ（５．０８ｃｍ）の支持リング上に配置し、直径１インチ（２．５４ｃｍ）の負荷リングをこのガラス上に配置する。組み立ての前に、ガラスを明らかな傷について検査し、それが著しい場合、サンプルに破砕の原因の場所を決定ができるようにテープを貼る。まれな場合に、ガラスはあらかじめ決定される傷または高い応力を加えられる領域の外側で破砕し、これらの場合には、このデータを考察から除外した。
【００７８】
切り取り試片を破砕するのに必要とされる力および切り取り試片の大きさは、公知の式により破損時応力を計算するのに用いられる。サンプル１−７および市販製品Ａのそれぞれについて切り取り試片の平均を表３に列挙する。市販製品ＡのＡＭＯＲを、この試験を用いて測定しなかった。市販製品Ｂについて史実的データは、それぞれ４５４℃で４時間および１６時間、化学的に強化した後、６０ＫＰＳＩおよび５０ＫＰＳＩのＭＯＲを示す。サンプル１−７の切り取り試片のＡＭＯＲおよびＭＯＲの値は、概して市販製品Ａより高い値を有し、本発明の化学的に焼戻しされるガラスは、市販製品Ａより強くないにしても、市販製品Ａと同じくらい強いことが予測される。
【００７９】
外層深度を測定するのに用いられたサンプル１−７の各切り取り試片を、中心張力を測定するのに用いた。外層深度を測定するのに用いられたサンプル１−６の各切り取り試片の中心張力を、中心張力を測定するのに用いた。サンプル７について、大きさは、厚さ３．０ｍｍ×深さ４．８ｍｍ×長さ３．８ｃｍであった。中心張力を、石英くさび顕微鏡を用いて測定し、切り取り試片の中心で光学的リダーデーションを得た。サンプルの深さまたは複屈折で除算された光学的リダーデーションを、１．８４（ｐｓｉ−ｉｎｃｈ）／ｍｕの応力−光学係数を用いて引張応力に変換した。サンプル１−７について、この係数の使用は、ガラスの組成の相対的な類似により中心張力への精密な近似を与える。外層深度測定用の切り取り試片（ｃａｓｅ  ｄｅｐｔｈ  ｃｏｕｐｏｎ）の中心張力の測定される値を、「中心張力（ＫＰＳＩ）（ｃａｓｅ  ｄｅｐｔｈ  ｃｏｕｐｏｎ）」と題する列に列挙する。すべての切り取り試片の表面をほぼ同様に加圧し、ガラス内部で釣り合っている張力を、広範に厚さが変化し得る中心領域に適用するので、中心張力の値は、切り取り試片の厚さに非常に高い依存性を有する。
【００８０】
サンプル１−７および市販製品Ａの０．３５ｉｎ×３ｉｎ（８．９ｍｍ×７．６ｃｍ）または１ｉｎ×８ｉｎ（２．５４ｃｍ×２０ｃｍ）の大きな表面を有する切り取り試片の中心張力をさらに上記で考察された手順を実施して測定した。測定値を表３に列挙する。サンプルの深度がより小さい部分で縁部効果が起こるので、これらの数字は、大きなプレートの中心張力のいっそう正確な概算を提供すると考えられる。サンプル１−４の４０５℃で１６時間について左の数字は、０．３５ｉｎ×３ｉｎの表面での測定結果であり、右の数字は、１ｉｎ×８ｉｎを有する表面についてである。それゆえ、浅い深度のサンプルについて報告される値は、大きなプレートにおける値の過小評価であると観測され得る。サンプルが非常に深くなり、引張応力が大きくなるにつれて、石英くさび顕微鏡により見られる場合の応力プロフィールの画像の質は低下するので、小さいサンプルを用いた。
【００８１】
中心張力面積（ＣＴＡ）の値はガラス中の全応力の尺度を提供し、変化するサンプルの厚さを部分的に考慮する。ＣＴＶの値を、サンプルの厚さ、外層深度および中心張力の値から計算し、このＣＴＶの値は、ガラスの厚さによって応力を概算する試みである。このように、中心張力の値に、（切り取り断片の厚さから切り取り試片の外層深度の２倍を引いたもの）をかけ、ポンド／インチを単位とするＣＴＡの値を得る。このデータはサンプル１−７が市販製品Ａより有意に高いＣＴＡ値を有することを示している。
【００８２】
サンプル１−７の化学的に焼戻しされた切り取り試片および焼戻しされていない切り取り試片を、１０００グラム重を用いるＡＳＴＭ  Ｃ−７３０−９８［２００３］に従ってヌープ硬度およびビッカース硬度を測定し、表面貫入に対する切り取り試片の抵抗性を決定した。ビッカース硬度試験の結果は、「ＨＶ１０００」と題した表３の列にあり、ヌープ硬度試験の結果は、「ＨＫ１０００」と題した列にある。これらの値は、単位平方ミリメートルあたりキログラム重（ｋｇ・ｆ／ｍｍ２）で与えられる。括弧内の値は焼戻しされていない切り取り試片の測定値である。表３から、化学的に焼戻しされた全ての切り取り試片は焼戻しされなかった切り取り試片より強かったことがわかる。市販製品ＡおよびＢについて測定値は得ることが出来ない。
【００８３】
サンプル１−４および７のガラスの化学的耐久性を、サンプルのガラス片を沸騰している０．５０ｗｔ％硫酸の容器中に沈め、容器にふたをすることにより決定した。３０分後ガラス断片を酸から取り出し、冷まし、すすぎ、そして乾かした。ガラス断片のグラムを単位とする重量および平方ｃｍを単位とする面積を、酸にガラス断片を入れる前およびサンプルを乾かした後に測定した。断片の重量における差を断片の面積で除算し、その商に２をかけて、平方ｃｍ・時間あたりのグラムを単位とする減少を得る。下記は、サンプル１−４および７の平方ｃｍ・時間あたりのミリグラムを単位（「ｍｇ／ｃｍ２・ｈｒ」）とするガラスの減少である。：この減少は０．００２〜０．０１４ｍｇ／ｃｍ２・ｈｒの範囲である。
サンプル 減少
１                ０．０１３
２                ０．０１４
３                ０．００５
４                ０．００２
７                ０．００７
市販製品Ａの史実的データは、単位平方ｃｍ・時間あたり０．００７ミリグラムの減少を示す。種々のガラスについて以前の実験は、単位平方ｃｍ・時間あたり約０．０２ミリグラム以下の値が、ガラス表面が曝露されるところでの使用に適していることを示している。上記のデータから結論付けられ得るように、本発明のガラスの酸耐久性は、市販製品Ａと類似している。市販製品Ａは、非常に耐久性があるという商業的使用経歴を有する。市販製品Ｂについて、史実的データを得ることはできない。以下の表４に列挙されるサンプル２１−２６の組成は、上記で考察されるサンプル１−２０の成分および性能に基づいて考案された。
【００８４】
以下の表４に列挙されるサンプル２１−２６の組成は上記で考察されるサンプル１−２０の成分および性能に基づいて考案された仮定的組成である。
表４  予測的例のガラス組成
【００８５】
【表４】
2010001216.tif 000006
表１、２および４から創り出される本発明の非限定的ガラス組成の成分および各成分のｗｔ％範囲を、以下の表５に列挙する。最初の列は、表１，２および４に列挙されるサンプル１−７および１１−２６の成分から創り出されるガラスの成分とｗｔ％範囲を列挙する。２番目の列は、表１および２に列挙されるサンプル１−７および１７−２０の成分から創り出されるガラスの成分とｗｔ％範囲を列挙する。３番目の列は、他のサンプルに基づいて成分の操作上の範囲を考慮して、表２に列挙されるサンプル１７−２０の成分から創り出されるガラスの成分およびｗｔ％範囲を列挙する。４番目の列は、表１に列挙されるサンプル１−７の成分から創り出されるガラスの成分およびｗｔ％の範囲を列挙する。５番目の列は、表４に列挙されるサンプル２１−２６の成分から創り出されるガラスの成分およびｗｔ％を列挙する。
【００８６】
【表５】
2010001216.tif 000007
理解され得るように、下限が「０」である範囲を有する成分を、組成から除外され得る成分と考える。さらに本発明の実施において、狭い範囲または単一のｗｔ％の値は、この成分について考察された範囲内に拡張され得るか、またはこの範囲のいずれでもあり得る。実例として、本発明を制限しないが、０．０５〜０．０６１の範囲または０．０５０ｗｔ％のＦｅ２Ｏ３は、１．２５ｗｔ％より小さい範囲（例えば、０ｗｔ％またはトランプ量から１．２５ｗｔ％までの範囲）、好ましくは１．００ｗｔ％より小さい範囲（例えば、０ｗｔ％またはトランプ量から１．００ｗｔ％までの範囲）、さらに好ましくは０．５０ｗｔ％より小さい範囲（例えば、０ｗｔ％または微量から０．５０ｗｔ％までの範囲）に拡張され得る。
【００８７】
上記の列５に列挙する範囲で成分を有し、１００％純度の硝酸ナトリウムの融解バス中３７４℃で１６〜２２時間加熱されるガラスについて本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、少なくとも以下の特性の１つを有するガラスを含む：１．４〜２．５ｍｇ／ｃｍ２の範囲の重量増加、７〜１３．３ミルの範囲の外層深度、７２〜７８．６ＫＰＳＩの範囲のＡＭＯＲ、７６〜１０６ＫＰＳＩ範囲のＭＯＲ、６．１〜１０．３ＫＰＳＩ範囲の中心張力、５５４〜１０３３ポンド／インチの範囲のＣＴＡ、６００〜６１４ｋｇ／ｍｍ２の範囲のビッカース硬度、および／または５０３〜５２６ｋｇ／ｍｍ２の範囲のヌープ硬度。さらに、上記列５に列挙する範囲で成分を有し、１００％純度の硝酸ナトリウムの融解バス中４０５℃で１６〜２２時間加熱されるガラスについて本発明の非限定的実施形態は、限定されないが、少なくとも以下の特性の１つを有するガラスを含む：１．８〜２．７ｍｇ／ｃｍ２の範囲の重量増加、１１．５〜１７．４ミルの範囲の外層深度、７７〜７８ＫＰＳＩの範囲のＡＭＯＲ、７１〜１１２ＫＰＳＩ範囲のＭＯＲ、６．１〜１０．３ＫＰＳＩ範囲の中心張力、７４９〜１０８０ポンド／インチの範囲のＣＴＡ、５９８〜６０６ｋｇ／ｍｍ２の範囲のビッカース硬度、および／または５０５〜５２２ｋｇ／ｍｍ２の範囲のヌープ硬度。上記範囲を表３のデータから導き出した。
【００８８】
本発明の化学的に強化されたガラスは、航空機の透明部品の製造に用いられ得る。このガラスは、積層の透明部品またはモノリシックな透明部品の一部になり得る。本発明はガラスを形成すること、形成されたガラスを化学的に焼戻しすること、積層を形成するために形成されたガラスの１つ以上の断片を１つ以上のプラスチックの断片および／または標準ソーダ石灰シリカガラスと用いること、および航空機に透明部品を提供するために積層に取り付けフレームを固定して、航空機の機体にこの透明部品のフレームを固定することを意図している。前述の同定されたプロセスは当該分野において周知であり、さらなる考察を必要とすると思われない。
【００８９】
本発明は、物品（例えば、乗り物の透明部品）に強化されたガラスを組立てる前または後に化学的に強化されたガラスの大きな表面の一方または両方にコーティングを適用することを意図している。例えば、本発明を限定しないが、物品の外側表面は、自己クリーニングコーティング（例えば、参考として本明細書中に援用される米国特許第６，０２７，７６６号で開示されているタイプおよび／または商標ＳＵＮＣＬＥＡＮでＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．より販売されているものおよび／または商標ＳＵＲＦＡＣＥ  ＳＥＡＬでＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．より販売され、米国特許第６，０２５，０２５号で開示されているタイプの疎水性コーティング）を含み得る。さらに本発明は、当該分野で用いられるタイプの電気的に加熱可能なコーティングまたは太陽光線コントロールコーティング（例えば、参考として本明細書中に援用される米国特許第５，３６４，６８５号）を本発明のガラスの大きな表面の一方または両方に適用することを意図している。
【００９０】
本発明の実施形態の説明に基づいて、本発明は開示された特定の実施形態に限定されず、添付された特許請求の範囲により明らかなように、本発明の意図および範囲内にある改良を包含することを意図すると理解され得る。