(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリアルミノホウケイ酸ガラスであって、５０〜７０モル％のＳｉＯ2、５〜１５モル％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０モル％のＢ2Ｏ3、０〜１５モル％のＬｉ2Ｏ、０〜２０モル％のＮａ2Ｏ、および０〜１０モル％のＫ2Ｏを含み、Ｂ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3比が１．２超であり、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを含まず、６５０℃から７２５℃未満の軟化点を有し、さらに圧縮応力下にある表面層、および３０００ｇから１０，０００ｇまでの範囲の圧子損傷閾値を有することを特徴とするアルカリアルミノホウケイ酸ガラス。
【請求項２】
前記表面層が、イオン交換されており、少なくとも２０μｍの層の深さおよび少なくとも７００ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする請求項１記載のアルカリアルミノホウケイ酸ガラス。
【請求項３】
イオン交換され、圧縮応力下にある表面層を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスであって、５０〜７０モル％のＳｉＯ2、５〜１５モル％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０モル％のＢ2Ｏ3、０〜２０モル％のＮａ2Ｏ、および０〜１０モル％のＫ2Ｏを含み、リチウム、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを含まず、Ｒ’2Ｏ3／Ｒ2Ｏ比が１．５から１．７までの範囲にあり、Ｒ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3比が０．９５から１．１０までの範囲にあり、式中、Ｒ’2Ｏ3＝Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3およびＲ2Ｏ＝Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏであり、８５０℃から９００℃までの軟化点、および少なくとも４５ｋｇの圧子損傷閾値を有することを特徴とするアルカリアルミノホウケイ酸ガラス。
【請求項４】
イオン交換され、圧縮応力下にある表面層を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスであって、５０〜７０モル％のＳｉＯ2、５〜１５モル％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０モル％のＢ2Ｏ3、０〜２０モル％のＮａ2Ｏ、および０〜１０モル％のＫ2Ｏを含み、リチウム、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを含まず、Ｒ’2Ｏ3／Ｒ2Ｏ比が１．５未満であり、Ｒ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3比が１．２超であり、式中、Ｒ’2Ｏ3＝Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3およびＲ2Ｏ＝Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏであり、７２５℃から７７５℃までの軟化点、および５ｋｇから１５ｋｇまでの圧子損傷閾値を有することを特徴とするアルカリアルミノホウケイ酸ガラス。
【請求項５】
イオン交換され、圧縮応力下にある表面層を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスであって、５０〜７０モル％のＳｉＯ2、５〜１５モル％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０モル％のＢ2Ｏ3、０〜２０モル％のＮａ2Ｏ、および０〜１０モル％のＫ2Ｏを含み、リチウム、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを含まず、Ｒ’2Ｏ3／Ｒ2Ｏ比が１．５から１．７までの範囲にあり、Ｒ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3比が１．１から１．２までの範囲にあり、式中、Ｒ’2Ｏ3＝Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3およびＲ2Ｏ＝Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏであり、８００℃から８２５℃までの軟化点、および２５ｋｇから３５ｋｇまでの圧子損傷閾値を有することを特徴とするアルカリアルミノホウケイ酸ガラス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、米国法典第３５編第１２０条の下での、２０１０年５月２７日に出願された米国特許出願第１２／７８８５５９号の優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、低い軟化点および高い損傷耐性を有するガラスに関する。
【背景技術】
【０００３】
マグネシウムアルカリアルミノケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスが、家庭用電気製品に現在使用されている。マグネシウムアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの軟化点は、多くの場合、選択された用途にとって所望の輪郭にガラスを撓ませるために使用される鋼製鋳型に損傷を与えるほど高く、一方でソーダ石灰ガラスは、イオン交換により適切に強化することができない。その上、そのようなガラスの熱膨張係数は高い傾向にあり、それゆえ、これらのガラスは、急激な熱変化中に亀裂が生じがちである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
低い軟化点および高い損傷を有するガラスが提供される。このガラスは、９００℃未満の、いくつかの実施の形態においては、約６５０℃から約８２５℃までの範囲にある軟化点を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスである。このガラスは、少なくとも３００ｇの圧子損傷閾値を有し、イオン交換により強化されたときには、少なくとも３０００ｇの損傷閾値を有する。このガラスは、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを、いくつかの実施の形態においては、リチウムを含まない。
【０００５】
したがって、本開示の第１の態様は、６５０℃から８２５℃までの範囲にある軟化点および少なくとも３００ｇの圧子損傷閾値を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスを提供することにある。このガラスは、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを含まない。
【０００６】
本開示の第２の態様は、圧縮応力下にある表面層、９００℃未満の軟化点、および少なくとも５ｋｇの圧子損傷閾値を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスを提供することにある。このガラスは、アルカリ土類金属、鉛、ヒ素、およびアンチモンを含まない。
【０００７】
これらと他の態様、利点、および顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付図面および付随する特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】イオン交換により強化されたガラス板の断面図
【図２】Ｂ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3比の関数としてガラスの軟化点をプロットしたグラフ
【図３】イオン交換前（ｐｒｅ−ＩＸ）とイオン交換後（ｐｏｓｔ−ＩＸ）の様々なガラスに関する損傷閾値荷重をプロットしたグラフ
【図４】モル比ΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏの関数として損傷閾値をプロットしたグラフ
【図５】モル比ΣＲ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3の関数として圧子閾値をプロットしたグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明において、図面に示されたいくつかの図に亘り、類似の参照記号は類似の部品または対応する部品を指す。別記しない限り、「上」、「下」、「外側」、「内側」などの用語は、便宜上の単語であり、制限用語と考えるべきではない。その上、群が、成分およびその組合せの群の内の少なくとも１つを含むと記載されているときはいつでも、その群が、列挙されたそれらの成分のどれも、個別かまたは互いの組合せのいずれかで、含む、から実質的になる、またはからなるものであろうと理解される。同様に、群が、成分およびその組合せの群の内の少なくとも１つからなると記載されているときはいつでも、その群が、列挙されたそれらの成分のどれも、個別かまたは互いの組合せのいずれかで、からなるものであろうと理解される。別記しない限り、値の範囲は、列挙された場合、その範囲の上限と下限の両方およびそれらの間の任意の部分的な範囲を含む。別記しない限り、全ての組成は、モルパーセント（モル％）で表される。
【００１０】
概して図面を、特に図１を参照すると、図解は、特定の実施の形態を説明する目的のためであり、本開示または付随の特許請求の範囲をそれに制限することは意図されていないことが理解されよう。図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、その図面の特定の特徴および特定の視野は、明瞭さと簡略さのために、縮尺または図式において誇張されて示されているかもしれない。
【００１１】
ここに用いたように、「軟化点」および「軟化温度」という用語は、ガラスが流動し、１０7.6ポアズ（Ｐ）の粘度を有する温度を称する。別記しない限り、「圧子閾値」という用語は、ビッカース圧子の角部でビッカース（すなわち、放射状の）亀裂を開始するのに必要なビッカース圧子への荷重を称する。
【００１２】
ラップトップコンピュータから、携帯電話、音楽およびビデオプレーヤなどに亘る家庭用電気製品はしばしば、イオン交換により強化できる、アルカリアルミノケイ酸マグネシウムガラスなどのガラスを備えている。しかしながら、そのようなガラスの軟化点は、選択された用途にとって所望の輪郭すなわち三次元形状にガラスを撓ませるために使用される鋼製鋳型に損傷を与えるほど高い。その上、そのようなガラスの熱膨張係数（ＣＴＥ）は高い（例えば、約９１×１０-7／℃）傾向にあり、それゆえ、これらのガラスは、急激な熱変化中に亀裂が生じがちである。
【００１３】
したがって、低い軟化温度および低いＣＴＥを有し、そのような用途に適したガラス物品が提供される。その上、そのガラスは、優れたイオン交換特徴、亀裂の開始に対する高い耐性を有し、フュージョン法により成形可能である。そのガラス物品は、いくつかの実施の形態において、約９００℃未満の軟化点、他の実施の形態において、約８２５℃未満の軟化点、さらに他の実施の形態において、約６５０℃から約８２５℃までの範囲の軟化点を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスを含む。いくつかの実施の形態において、そのアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、イオン交換により化学強化せずに、少なくとも３００ｇの圧子損傷閾値を有する。このアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、アルカリ土類金属および鉛を含まない。いくつかの実施の形態において、アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、リチウム、ヒ素、アンチモン、鉛、および／または遷移金属の少なくとも１つを含まない。
【００１４】
いくつかの実施の形態において、アルカリアルミノホウケイ酸ガラスはイオン交換により強化される。この目的において、そのガラスの表面層におけるイオンが、そのガラス中に存在するイオンと同じ価数または酸化状態を有するより大きいイオンにより置き換えられる−交換される。このアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの表面層中のイオンおよび前記より大きいイオンは、以下に限られないが、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、Ａｇ+、Ｔｌ+、Ｃｕ+などの一価の金属陽イオンである。
【００１５】
イオン交換プロセスは、概して、アルカリアルミノホウケイ酸ガラスを、そのガラス中のより小さいオンと交換されるべきより大きいイオンを含有する溶融塩浴中に浸漬する工程を含む。以下に限られないが、浴の組成と温度、浸漬時間、塩浴中へのガラスの浸漬の回数、多数の塩浴の使用、徐冷、洗浄などの追加の工程を含むイオン交換プロセスのパラメータは、一般に、ガラスの組成と層の所望の深さおよび強化操作により達成すべきガラスの圧縮応力によって決まることが、当業者に認識されるであろう。一例として、アルカリ金属含有ガラスのイオン交換は、以下に限られないが、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などの塩を含有する少なくとも１つの溶融塩浴中の浸漬により行うことができる。溶融塩浴の温度は、概して、約３８０℃から約４５０℃までの範囲にあり、浸漬時間は約１６時間までに及ぶ。しかしながら、上述したものとは異なる温度および浸漬時間を使用しても差し支えない。そのようなイオン交換処理は、概して、圧縮応力下にある外側表面層（ここでは、「層の深さ」または「ＤＯＬ」とも称する）を有する強化済みアルカリアルミノホウケイ酸ガラスをもたらす。
【００１６】
イオン交換により強化されたアルカリアルミノホウケイ酸ガラス板の断面図が図１に示されている。強化ガラス板１００は、厚さｔ、互いに実質的に平行な第１の表面１１０と第２の表面１２０、中央部分１１５、および第１の表面１１０を第２の表面１２０に接続する縁１３０を有する。強化ガラス板１００は、各表面の下に、それぞれ、深さｄ1，ｄ2まで、第１の表面１１０および第２の表面１２０から延在する強化表面層１１２，１２２を有する。強化表面層１１２，１２２は圧縮応力下にあるのに対し、中央部分１１５は引張応力下、または張力下にある。中央部分１１５における引張応力は、強化表面層１１２，１２２における圧縮応力と釣り合い、それゆえ、強化ガラス板１００内に平衡を維持する。強化表面層１１２，１２２が延在する深さｄ1，ｄ2は、一般に、「層の深さ」と個別に称される。縁１３０の一部分１３２も、強化プロセスの結果として強化されているであろう。強化ガラス板１００の厚さｔは、一般に、約０．１ｍｍから約２ｍｍまでの範囲にある。１つの実施の形態において、厚さｔは、約０．５ｍｍから約１．３ｍｍまでの範囲にある。
【００１７】
イオン交換済みガラス板１００は、少なくとも３０００ｇの圧子損傷閾値を有する。いくつかの実施の形態において、アルカリアルミノホウケイ酸ガラスの圧子閾値は約３０００ｇから約１０，０００ｇまでの範囲にある。１つの実施の形態において、イオン交換済み表面層１１２，１２２は各々、少なくとも２０μｍの層の深さおよび少なくとも約６００ＭＰａの圧縮応力を有する。
【００１８】
いくつかの実施の形態において、前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、５０〜７０モル％のＳｉＯ2、５〜１５モル％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０モル％のＢ2Ｏ3、０〜１５モル％のＬｉ2Ｏ、０〜２０モル％のＮａ2Ｏ、および０〜１０モル％のＫ2Ｏを含み、から実質的になり、またはからなり、かつアルカリ土類酸化物を実質的に含まない（すなわち、アルカリ土類酸化物は、積極的すなわち意図的に前記ガラスに加えられないが、微量の汚染物質として少量存在してもよい）。いくつかの実施の形態において、前記ガラスは、１０モル％までのＰ2Ｏ5をさらに含んでも差し支えない、および／または３．３モル％までのＳｎＯ2を清澄剤として加えても差し支えない。いくつかの実施の形態において、前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、リチウム、アンチモン、ヒ素、鉛、銀、および銅の内の少なくとも１種類も実質的に含まない。他の実施の形態において、フッ素、塩素、および臭素などのハロゲンを清澄剤として前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスに加えても差し支えない。あるいは、３．３モル％までのＳｎＯ2を清澄剤として加えても差し支えない。
【００１９】
いくつかの実施の形態において、前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、以下に限られないが、フュージョンドロー法、スロットドロー法、リドロー法などの当該技術分野に公知の方法を使用してダウンドローされ、少なくとも１３５キロポアズ（ｋＰ）の液相線粘度を有する。他の実施の形態において、前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは少なくとも１メガポアズ（ＭＰ）の粘度を有する。上述した実施の形態の全ての中で、前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、いくつかの実施の形態において、ガラスが少なくとも５キロポアズの粘度を有する温度でジルコンに対して不活性である。
【００２０】
ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの代表的な組成および物理的性質が表１ａと１ｂに列挙されている。歪み点、徐冷点、および軟化点などの性質は、ファイバの伸長によって決定した。層の深さおよび表面圧縮応力（ＳＣ）などのイオン交換（ＩＸ）特性は、それぞれ、偏光顕微鏡および／または表面応力メーターにより得た。中央張力または中央引張応力（ＣＴ）はＤＯＬ値およびＣＳ値から計算した。
【００２１】
表１ａに列挙されたイオン交換特性は、単一段階イオン交換処理（すなわち、単一のイオン交換浴または１００％のＮａＮＯ3またはＮａＮＯ3とＫＮＯ3の混合物（質量で６０／４０、８０／２０、または９０／１０）いずれかの塩浴中のガラスの浸漬）を使用して得た。ほとんどの場合、ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、大きいＤＯＬ（一般に１００μｍ超）および比較的低いＣＳ（＜５０ＭＰａ）により特徴付けられる。より大きい圧縮応力は、ガラスを最初に第１のイオン交換浴または塩浴中に浸漬し、次いで、第１の浴の組成とは異なる組成を有する第２のイオン交換浴または塩浴中に浸漬する二段階ＩＸプロセスを使用して得ることができる。例えば、二段階イオン交換プロセスは、２から１５時間に亘る、３９０℃から４１０℃までの範囲の温度での、１００％のＮａＮＯ3または６０％のＫＮＯ3／４０％のＮａＮＯ3の混合物いずれかの組成を有する第１の浴中の浸漬と、それに続く、５分間から１５時間に及ぶ期間に亘る、３９０℃から４１０℃までの範囲の温度での１００％のＫＮＯ3またはより大きい陽イオンの塩（例えば、ＲｂＮＯ3）の第２の浴中の浸漬を含み得る。
【００２２】
表１ｂには、追加のアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの組成および熱的性質と機械的性質が列挙されている。１００％のＮａＮＯ3浴または６０質量％のＫＮＯ3および４０質量％のＮａＮＯ3を含む浴いずれかを使用してイオン交換されたガラスについて、層の深さおよび圧子損傷閾値が報告されている。混合Ｋ+／Ｎａ+浴中のイオン交換により、ガラス中のＬｉ+が浴からのＮａ+と交換されるだけでなく、ガラス中のＮａ+も浴からのＫ+と交換され、それゆえ、ガラス表面での圧縮応力が増加する。表面でのＣＳの増加は、転じて、ガラスの損傷耐性に寄与する。元のガラスについて測定した損傷閾値（すなわち、表１ｂに「Ｐｒｅ−ＩＸ」と表示された、イオン交換前）も列挙されている。１００％のＮａＮＯ3浴中のイオン交換により、ＫＮＯ3：ＮａＮＯ3の６０：４０質量パーセントの混合物の混合塩浴を使用して得たものと、同一ではないかもしれないが、匹敵する層の深さが生じる。ＮａＮＯ3中でイオン交換されたガラスについての損傷閾値は、イオン交換前の元のガラスについて測定したものより少なくとも３倍大きい。混合ＫＮＯ3：ＮａＮＯ3浴中でイオン交換されたガラスについての損傷閾値は、元のガラスについてイオン交換前に測定されたものよりも、少なくとも５倍大きい。
【表１ａ】
0005948321.tif 000002
【表１ｂ】
0005948321.tif 000003
【００２３】
アルカリアルミノホウケイ酸ガラス中のＢ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3比が、ここに記載したガラスの軟化点を低下させる一因であることが分かった。表１ａに列挙されたガラスの軟化点がＢ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3モル比の関数として図２にプロットされている。高温での粘度および軟化点のデータに基づいて、一般に、１６００℃未満の２００Ｐ温度（すなわち、ガラスが２００ポアズの粘度を有する温度）により、ガラスの軟化点が７５０℃未満となる。図２に示されたデータの線形回帰分析から計算できるように、ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスについて７５０℃未満の軟化点を達成するためには、１．２超のＢ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3モル比が必要である。
【００２４】
ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、アルカリアミノケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスよりも、より損傷耐性である。これらのアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの本質的に高い損傷耐性は、その構造中に非架橋酸素の欠如と関連付けられる。この本質的な損傷耐性は、イオン交換によってガラスに圧縮層を加えることによってさらに改善することができる。イオン交換前（ｐｒｅ−ＩＸ）およびイオン交換後（ｐｏｓｔ−ＩＸ）の様々なガラスについて得られた損傷閾値荷重が、図３において比較されている。アルカリアルミノケイ酸塩ガラスおよびソーダ石灰ガラスは、それぞれ、１００ｇと３００ｇのイオン交換前の損傷閾値を有するのに対し、ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、少なくとも５００ｇの、いくつかの場合には、少なくとも１０００ｇの（表の例を参照）イオン交換前の損傷閾値を有する。イオン交換により強化したときに、ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスのいくつかの実施の形態は、７０００ｇほど高い損傷閾値を示す。対照的に、約１０μｍの圧縮層の深さおよび約６５０ＭＰａの圧縮応力を有する、イオン交換済みのソーダ石灰ガラスは、約８００ｇの最大損傷閾値に到達する。約５０μｍのＤＯＬおよび約７５０ＭＰａの圧縮応力を有する、イオン交換済みのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスにおいて、５０００ｇほど高い損傷閾値が達成され得る。ここに記載したガラスのシリカ含有量を増加させることにより、および／またはアルミナ濃度を減少させることにより、ここに記載したガラスへの暴露の際にジルコンの反応性または破損の程度を減少させることができる。
【００２５】
前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、いくつかの実施の形態において、そのガラスがイオン交換により強化されたときに、圧縮応力下にある表面層、９００℃未満の軟化点、および少なくとも５ｋｇの圧子損傷閾値を有する。これらの実施の形態において、このガラスは、５０〜７０モル％のＳｉＯ2、５〜１５モル％のＡｌ2Ｏ3、５〜２０モル％のＢ2Ｏ3、０〜１５モル％のＬｉ2Ｏ、０〜２０モル％のＮａ2Ｏ、および０〜１０モル％のＫ2Ｏを含み、から実質的になり、またはからなり、かつアルカリ土類酸化物を実質的に含まない。いくつかの実施の形態において、前記ガラスは、１０モル％までのＰ2Ｏ5をさらに含んでも差し支えない、および／または３．３モル％までのＳｎＯ2を清澄剤として加えても差し支えない。いくつかの実施の形態において、前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、リチウム、アンチモン、ヒ素、鉛、銀、および銅の内の少なくとも１種類も実質的に含まない。他の実施の形態において、フッ素、塩素、および臭素などのハロゲンを清澄剤として前記アルカリアルミノホウケイ酸ガラスに加えても差し支えない。これらのガラスの様々な成分の濃度を調節することによって、低い軟化点、高い靭性、高い圧縮応力、大きい層の深さ、および低いジルコン破損粘度などの所望の特性の組合せを有するガラスを得ることができる。例えば、ガラスのホウ素とアルカリの含有量を増加させつつ、シリカおよびアルミナの濃度を低下させることによって、低い軟化点を得ることができる。
【００２６】
イオン交換によるガラスの強化後のより大きい靭性（すなわち、より大きい損傷閾値）は、ΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏのモル比が約１．５から約１．７までの範囲にあり、かつΣＲ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3のモル比が１．１２以下となるように、アルミナとＢ2Ｏ3（一緒にして、ここではＲ’2Ｏ3と称される）およびアルカリ金属酸化物（一緒にして、ここではＲ2Ｏと称される）の濃度を調節することによって達成することができる。ΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏのモル比の損傷閾値への影響が図４に示されている。モル比の値が、１．５≦ΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏのモル比≦１．７の範囲から外に移るにつれて、損傷閾値は急激に下落する。ΣＲ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3のモル比の圧子荷重の影響が図５に示されている。このモル比がより大きい値から電荷が釣り合う組成（１．００）に近づくにつれて、圧子荷重が急激に増加する。より大きい層の深さおよび表面圧縮応力は、ガラスのアルミナ含有量を増加させることにより、および／またはホウ素含有量を低下させることにより、イオン交換によって達成できる。
【００２７】
ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの組成は、各ガラスが示す軟化温度と靭性の組合せにしたがって分類することができる。そのようなガラスの群の１つは、ガラスが約７２５℃から約７７５℃までの範囲の軟化点および約１１５０℃から約１６００℃までの範囲の２００ポアズ（２００Ｐ）温度を有する場合の、「軟質かつ靭性」であると判断される。イオン交換により強化した場合、これらのガラスは、約５ｋｇから約１５ｋｇまでの範囲の損傷閾値荷重を有する。組成的に、これらの軟質かつ靭性のガラスについてのΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏのモル比は１．５未満であり、ΣＲ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3のモル比は１．１２超である。その上、そのような軟質かつ靭性のガラスは、１ＭＰ（メガポアズ）超の液相線粘度および約５ｋＰ（キロポアズ）から約１５ｋＰまでの範囲のジルコン破損粘度を有する。軟質かつ靭性のアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの性質および代表的な組成が、表２に列挙されている。
【表２】
0005948321.tif 000004
【００２８】
中間の軟性および靭性を有する、ここに記載したアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、イオン交換により強化した場合、約８００℃から約８２５℃までの範囲の軟化点、約１６００℃から約１６５０℃までの範囲の２００Ｐ温度、および約２５ｋｇから約４０ｋｇまでの範囲の損傷閾値荷重を有する。その上、このアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの中間の群におけるガラスは、１ＭＰ超の液相線粘度、および約１５ｋＰ（キロポアズ）から約４０ｋＰまでの範囲のジルコン破損粘度を有する。これらのガラスについてのΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏのモル比は約１．５から約１．７までの範囲にあり、ΣＲ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3のモル比は約１．１から約１．２までの範囲にある。中間の軟性および靭性を有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの代表的な組成が、表３に列挙されている。
【表３】
0005948321.tif 000005
【００２９】
ここに記載した極めて靭性であるアルカリアルミノホウケイ酸ガラスは、約８５０℃から約９００℃までの範囲の軟化点、および約１６５０℃から約１７００℃までの範囲の２００Ｐ温度を有する。これらのガラスは、イオン交換した場合、少なくとも約４５ｋｇの損傷閾値荷重を有する。これらのガラスの各々は、１ＭＰ超の液相線粘度および約３５ｋＰから約５０ｋＰまでの範囲のジルコン破損粘度を有する。ΣＲ’2Ｏ3／ΣＲ2Ｏのモル比は約１．５から約１．７までの範囲にあり、ΣＲ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3のモル比は約０．９５から約１．１０までの範囲にある。極めて靭性であるアルカリアルミノホウケイ酸ガラスの代表的な組成が、表４に列挙されている。
【表４】
0005948321.tif 000006
【００３０】
ここに記載されたアルカリアルミノホウケイ酸ガラス物品は、以下に限られないが、電話、他の通信装置、エンターテインメント装置、携帯型コンピュータ、ラップトップコンピュータおよびノート型コンピュータを含む、タッチスクリーンおよび携帯型電子装置などの用途における、ディスプレイウィンドウ、カバープレート、スクリーン、構造上の特徴などとして使用するための平面板に形成することができる。いくつかの実施の形態において、そのようなアルカリアルミノホウケイ酸ガラス物品は、形状が平面（すなわち、実質的に平ら）である。あるいは、これらのガラス物品は、ある程度の曲率、輪郭、または半径プロファイル部分を有する非平面すなわち三次元形状に、垂下、成形、研磨、研削、または当該技術分野に公知の他の手段によって形成しても差し支えない。
【００３１】
説明目的で典型的な実施の形態を述べてきたが、先に記載は、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲への制限であると見なすべきではない。したがって、本開示または添付の特許請求の範囲から逸脱せずに、様々な改変、適用、および変更が当業者に想起されるであろう。
【符号の説明】
【００３２】
１００    強化ガラス板
１１０    第１の表面
１１５    中央部分
１２０    第２の表面
１３０    縁
１１２，１２２    強化表面層
【図１】
0005948321.tif 000007
【図２】
0005948321.tif 000008
【図３】
0005948321.tif 000009
【図４】
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【図５】
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