(57)【要約】リチウムを含むイオン交換されたガラス系物品の再生方法を提供する。方法は、逆イオン交換処理を含み、ガラス系物品を、イオン交換を行う前にガラス系物品を製造した時に用いたガラスの組成物に、ほぼ戻すようにする。
2021525208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法において、
イオン交換されたガラス系物品を、逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程を含み、
前記逆イオン交換媒体は、リチウム塩、および、非イオン交換可能な多価金属塩を含むものである方法。
【請求項２】
前記リチウム塩は、硝酸リチウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸塩、硫酸塩、および、塩化物の少なくとも１つを含むものである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記逆イオン交換媒体は、前記非イオン交換可能な多価金属塩を、５質量％以上で８０質量％以下の量で含むものである、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記逆イオン交換媒体は、更に、ナトリウム塩を含み、
前記逆イオン交換媒体における前記リチウム塩の前記ナトリウム塩に対する比は、前記イオン交換されたガラス系物品の中心での酸化リチウムの酸化ナトリウムに対する含有量の比の１０％以内である、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記逆イオン交換媒体は、３４０℃以上から５２０℃以下の温度であること、および、
前記逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、１時間以上から４８時間以下の期間に及ぶものであること
の少なくとも１つを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
方法において、
イオン交換されたガラス系物品を、第１の逆イオン交換媒体で逆イオン交換する工程と、
前記イオン交換されたガラス系物品を、第２の逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程と
を含み、
前記第１の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩を含み、前記第２の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩およびリチウム塩を含むものである方法。
【請求項８】
前記第２の逆イオン交換媒体は、更に、非イオン交換可能な多価金属塩を含むものである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の逆イオン交換媒体中の前記ナトリウム塩は、硝酸ナトリウムであり、
前記第２の逆イオン交換媒体中の前記リチウム塩は、硝酸リチウムであり、
前記第２の逆イオン交換媒体中の前記ナトリウム塩は、硝酸ナトリウムである、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の逆イオン交換媒体は、４００℃以上から４２０℃以下の温度であること、
前記第１の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、５分以上から２４時間以下の期間に及ぶものであること、
前記第１の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、該第１の逆イオン交換媒体および前記第２の逆イオン交換媒体での合計イオン交換時間の半分未満の期間に及ぶものであること、
前記第２の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、３８０℃以上から４００℃以下の温度で行われるものであること、
前記第２の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、前記第１の逆イオン交換媒体および該第２の逆イオン交換媒体での合計イオン交換時間の半分以上の期間に及ぶものであること、
前記第１の逆イオン交換媒体は、更に、カリウムを含むものであること、および、
前記第１の逆イオン交換媒体は、前記第２の逆イオン交換媒体のＮａ／Ｌｉ比より大きいＮａ／Ｌｉ比を有するものであること
の少なくとも１つを特徴とする、請求項７から９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１８年５月３１日出願の米国仮特許出願第６２／６７８，５６９号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、リチウム含有ガラス系物品のイオン交換を逆向きに戻す処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス系物品は、電子装置で、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ビデオプレーヤー、情報端末（ＩＴ）装置、ラップトップコンピュータなどの携帯またはモバイル電子通信娯楽装置のカバープレートまたはウインドウとして、更に、他の用途で広く使われている。ガラス系物品が、より広範囲で用いられるようになったので、耐破壊性、特に、引張応力が加えられた時や、並びに／若しくは、堅いか、および／または、先鋭な面との接触により比較的深い傷を受けた時の耐破壊性が改良された強化ガラス系物品を開発することが、より重要になった。
【０００４】
化学強化処理は、引っ掻き傷などの表面欠陥、または、望ましくない応力プロファイルを有するガラス系物品を製造しうる。経済的理由から、そのような欠陥を有するガラス系物品を再生して、望ましい特徴を有する強化ガラス系物品の収量を増加させるのが望ましい。しかしながら、強化ガラス系物品の表面から材料を除去するには、材料の再イオン交換を行って、望ましい表面圧縮応力特性を実現する必要があるが、それは、望ましくないガラス系物品の寸法変化または反りを生じうる。更に、再イオン交換工程は、化学強化手順中に導入されたイオンの望ましくない内部拡散、および、ガラス系物品の応力緩和を生じうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、望ましくない応力プロファイルまたは表面欠陥を有する化学強化ガラス系物品を、結果的に得られるガラス系物品が望ましい応力プロファイルおよび表面圧縮応力を示すように再生可能にすることによって、化学強化された物品の収量を増加させる処理が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
態様（１）によれば、方法を提供する。方法は、イオン交換されたガラス系物品を、逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程を含む。逆イオン交換媒体は、リチウム塩、および、非イオン交換可能な多価金属塩を含むものである。
【０００７】
態様（２）によれば、リチウム塩は、硝酸リチウムである、態様（１）に記載の方法を提供する。
【０００８】
態様（３）によれば、非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸塩、硫酸塩、および、塩化物の少なくとも１つを含むものである、態様（１）または（２）に記載の方法を提供する。
【０００９】
態様（４）によれば、非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、および、硝酸ストロンチウムの少なくとも１つを含むものである、態様（１）から（３）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１０】
態様（５）によれば、逆イオン交換媒体は、非イオン交換可能な多価金属塩を、５質量％以上の量で含むものである、態様（１）から（４）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１１】
態様（６）によれば、逆イオン交換媒体は、非イオン交換可能な多価金属塩を、５０質量％以上の量で含むものである、態様（１）から（５）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１２】
態様（７）によれば、逆イオン交換媒体は、非イオン交換可能な多価金属塩を、８０質量％以下の量で含むものである、態様（１）から（６）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１３】
態様（８）によれば、逆イオン交換媒体は、更に、ナトリウム塩を含むものである、態様（１）から（７）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１４】
態様（９）によれば、逆イオン交換媒体におけるリチウム塩のナトリウム塩に対する比は、イオン交換されたガラス系物品の中心での酸化リチウムの酸化ナトリウムに対する含有量の比の１０％以内である、態様（８）に記載の方法を提供する。
【００１５】
態様（１０）によれば、逆イオン交換媒体は、３４０℃以上から５２０℃以下の温度である、態様（１）から（９）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１６】
態様（１１）によれば、逆イオン交換媒体は、１質量％以下の硝酸カリウムを含むものである、態様（１）から（１０）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１７】
態様（１２）によれば、逆イオン交換媒体は、硝酸カリウムを実質的に含まないものである、態様（１）から（１１）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１８】
態様（１３）によれば、逆イオン交換媒体での逆イオン交換は、１時間以上から４８時間以下の期間に及ぶものである、態様（１）から（１２）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００１９】
態様（１４）によれば、逆イオン交換されたガラス系物品は、逆イオン交換媒体での逆イオン交換後に、Ｋ２Ｏを、逆イオン交換されたガラス系物品の中心で組成物の１モル％以内の量で含むものである、態様（１）から（１３）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００２０】
態様（１５）によれば、方法を提供する。方法は、イオン交換されたガラス系物品を、第１の逆イオン交換媒体で逆イオン交換する工程と、イオン交換されたガラス系物品を、第２の逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程とを含み、第１の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩を含み、第２の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩およびリチウム塩を含むものである。
【００２１】
態様（１６）によれば、第２の逆イオン交換媒体は、更に、非イオン交換可能な多価金属塩を含むものである、態様（１５）に記載の方法を提供する。
【００２２】
態様（１７）によれば、非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸塩、硫酸塩、および、塩化物の少なくとも１つを含むものである、態様（１６）に記載の方法を提供する。
【００２３】
態様（１８）によれば、非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、および、硝酸ストロンチウムの少なくとも１つを含むものである、態様（１６）または（１７）に記載の方法を提供する。
【００２４】
態様（１９）によれば、第２の逆イオン交換媒体は、非イオン交換可能な多価金属塩を、５質量％以上の量で含むものである、態様（１６）から（１８）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００２５】
態様（２０）によれば、第１の逆イオン交換媒体中のナトリウム塩は、硝酸ナトリウムである、態様（１５）から（１９）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００２６】
態様（２１）によれば、第２の逆イオン交換媒体中のリチウム塩は、硝酸リチウムである、態様（１５）から（２０）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００２７】
態様（２２）によれば、第２の逆イオン交換媒体中のナトリウム塩は、硝酸ナトリウムである、態様（１５）から（２１）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００２８】
態様（２３）によれば、第１の逆イオン交換媒体は、４００℃以上から４２０℃以下の温度である、態様（１５）から（２２）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００２９】
態様（２４）によれば、第１の逆イオン交換媒体での逆イオン交換は、５分以上から２４時間以下の期間に及ぶものである、態様（１５）から（２３）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３０】
態様（２５）によれば、第１の逆イオン交換媒体での逆イオン交換は、第１の逆イオン交換媒体および第２の逆イオン交換媒体での合計イオン交換時間の半分未満の期間に及ぶものである、態様（１５）から（２４）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３１】
態様（２６）によれば、第２の逆イオン交換媒体での逆イオン交換は、３８０℃以上から４００℃以下の温度で行われるものである、態様（１５）から（２５）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３２】
態様（２７）によれば、第２の逆イオン交換媒体での逆イオン交換は、第１の逆イオン交換媒体および第２の逆イオン交換媒体での合計イオン交換時間の半分以上の期間に及ぶものである、態様（１５）から（２６）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３３】
態様（２８）によれば、イオン交換されたガラス系物品は、第１の逆イオン交換媒体での逆イオン交換後に、Ｋ２Ｏを、イオン交換されたガラス系物品の中心で組成物の４モル％以内の量で含むものである、態様（１５）から（２７）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３４】
態様（２９）によれば、逆イオン交換されたガラス系物品は、第２の逆イオン交換媒体での逆イオン交換後に、Ｋ２Ｏを、逆イオン交換されたガラス系物品の中心で組成物の１モル％以内の量で含むものである、態様（１５）から（２８）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３５】
態様（３０）によれば、第１の逆イオン交換媒体は、更に、カリウムを含むものである、態様（１５）から（２９）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３６】
態様（３１）によれば、第１の逆イオン交換媒体は、更に、６質量％以上の量のＫＮＯ３を含むものである、態様（１５）から（３０）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３７】
態様（３２）によれば、第１の逆イオン交換媒体は、第２の逆イオン交換媒体のＮａ／Ｌｉ比より大きいＮａ／Ｌｉ比を有するものである、態様（１５）から（３１）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３８】
態様（３３）によれば、逆イオン交換されたガラス系物品の表面から、１μｍから１０μｍを除去する工程を、更に含む、態様（１）から（３２）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００３９】
態様（３４）によれば、逆イオン交換されたガラス系物品を、再イオン交換媒体で再イオン交換して、再イオン交換されたガラス系物品を形成する工程を、更に含む、態様（１）から（３３）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００４０】
態様（３５）によれば、再イオン交換媒体は、１５質量％以上から４０質量％以下のＮａＮＯ３と、６０質量％以上から８５質量％以下のＫＮＯ３とを含むものである、態様（３４）に記載の方法を提供する。
【００４１】
態様（３６）によれば、再イオン交換媒体での再イオン交換は、３０分以上から１２０分以下の期間に及ぶものである、態様（３４）または（３５）に記載の方法を提供する。
【００４２】
態様（３７）によれば、再イオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃の温度の温度である、態様（３４）から（３６）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００４３】
態様（３８）によれば、再イオン交換されたガラス系物品を、第２の再イオン交換媒体で再イオン交換する工程を、更に含む、態様（３４）から（３７）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００４４】
態様（３９）によれば、第２の再イオン交換媒体は、３質量％以上から１５質量％以下のＮａＮＯ３と、８５質量％以上から９７質量％以下のＫＮＯ３とを含むものである、態様（３８）に記載の方法を提供する。
【００４５】
態様（４０）によれば、第２の再イオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃以下の温度である、態様（３８）または（３９）に記載の方法を提供する。
【００４６】
態様（４１）によれば、第２の再イオン交換媒体での再イオン交換は、１０分以上から３０分以下の期間に及ぶものである、態様（３８）から（４０）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００４７】
態様（４２）によれば、ガラス系物品をイオン交換媒体でイオン交換して、イオン交換されたガラス系物品を形成する工程を、更に含む、態様（１）から（４１）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００４８】
態様（４３）によれば、イオン交換媒体は、１５質量％以上から４０質量％以下のＮａＮＯ３と、６０質量％以上から８５質量％以下のＫＮＯ３とを含むものである、態様（４２）に記載の方法を提供する。
【００４９】
態様（４４）によれば、イオン交換媒体でのイオン交換は、３０分以上から１２０分以下の期間に及ぶものである、態様（４２）または（４３）に記載の方法を提供する。
【００５０】
態様（４５）によれば、イオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃以下の温度である、態様（４２）から（４４）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００５１】
態様（４６）によれば、イオン交換されたガラス系物品を、第２のイオン交換媒体でイオン交換する工程を、更に含む、態様（４２）から（４５）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００５２】
態様（４７）によれば、第２のイオン交換媒体は、３質量％以上から１５質量％以下のＮａＮＯ３と、８５質量％以上から９７質量％以下のＫＮＯ３とを含むものである、態様（４６）に記載の方法を提供する。
【００５３】
態様（４８）によれば、第２のイオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃以下の温度である、態様（４６）または（４７）に記載の方法を提供する。
【００５４】
態様（４９）によれば、第２のイオン交換媒体でのイオン交換は、１０分以上から３０分以下の期間に及ぶものである、態様（４６）から（４８）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００５５】
態様（５０）によれば、イオン交換されたガラス系物品は、リチウムを含むものである、態様（１）から（４９）のいずれか１つに記載の方法を提供する。
【００５６】
態様（５１）によれば、態様（１）から（５０）のいずれか１つに記載の方法によって製造された逆イオン交換されたガラス系物品を提供する。
【００５７】
これらの、および、他の態様、利点、および、主な特徴は、以下の詳細な記載、添付の図面、および、添付の請求項から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】１つ以上の実施形態による強化されたアルカリアルミノケイ酸ガラス系物品を概略的に示す断面図である。
【図２】イオン交換されたガラス系物品の製造処理を示すフローチャートである。
【図３】逆イオン交換処理を含む再生処理のフローチャートである。
【図４】本明細書に記載のアルカリアルミノケイ酸ガラス系物品の１つ以上の実施形態を含む消費者用電子製品を概略的に示す前から見た平面図である。
【図５】図４の消費者用電子製品を概略的に示す斜視図である。
【図６】パーセントで表した質量増加を、実施形態および比較例によるイオン交換処理の関数として示すプロットである。
【図７】Ｎａ２Ｏ濃度を、イオン交換後、標準再生処理後、および、実施形態によるＣａ（ＮＯ３）２を用いた再生処理後の深さの関数として示すプロットである。
【図８】Ｌｉ２Ｏ濃度を、イオン交換後、標準再生処理後、および、実施形態によるＣａ（ＮＯ３）２を用いた再生処理後の深さの関数として示すプロットである。
【図９】Ｋ２Ｏ濃度を、イオン交換後、標準再生処理後、および、実施形態によるＣａ（ＮＯ３）２を用いた再生処理後の深さの関数として示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下の記載において、類似の参照符号は、いくつかの図面を通して、類似または対応する部分を示している。更に、別段の記載がない限りは、「上部」、「底部」、「外側に向かって」、「内側に向かって」などの用語は、便宜的なものであり、限定する用語として解釈されるべきではないと理解されるものである。別段の記載がない限りは、値の範囲を記載する場合には、その範囲の上限および下限の両方を含み、更に、それらの間の任意の範囲も含む。本明細書で用いるように、原文の英語の不定冠詞および対応する定冠詞は、別段の記載がない限りは、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を意味する。本明細書および図面で開示した様々な特徴を、任意および全ての組合せで用いうることも分かるだろう。
【００６０】
本明細書で用いるように、「ガラス系物品」という用語は、最も広義で用いており、全体的に、または、部分的にガラスで製造された任意の物体を含み、ガラスセラミックを含む。別段の記載がない限りは、本明細書に記載の全ての組成物は、モルパーセント（モル％）で表され、含有量は、酸化物を基準にして示している。
【００６１】
別段の記載がない限りは、全ての温度は、摂氏（℃）で表している。本明細書で用いるように、「液相線粘度」は、溶融ガラスの液相線温度での粘度を称し、液相線温度は、溶融ガラスが融点から冷却されて結晶が最初に現れる温度、または、温度が室温から上昇して正に最後の結晶が溶融して消える温度のことを称する。
【００６２】
本明細書において、「実質的」および「約」という用語を用いて、任意の量的比較、値、測定値、または、他の表現に起因しうる内在する程度の不確実さを表しうる。本明細書において、これらの用語を用いて、本主題の基本的機能を変化させることなく、量的表現が、記載したものから異なりうる程度も表しうる。例えば、「Ｋ２Ｏを実質的に含まない」ガラスは、Ｋ２Ｏがガラスに積極的に加えられたり、バッチ材料に加えられたりしないが、不純物として、非常に少量存在してもよいものである。本明細書で、値に「約」を付けて開示する際は、丁度その値も開示することを意図する。
【００６３】
（表面ＣＳを含む）圧縮応力は、折原製作所（日本）が製造するＦＳＭ−６０００などの装置を用いた市販の表面応力計で測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関係する応力光学係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依存する。次に、ＳＯＣは、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｔｒｅｓｓ‐Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ」という名称のＡＳＴＭ規格Ｃ７７０−１６に記載の手順Ｃ（ガラスディスク法）により測定され、その内容は、参照により全体として本明細書に組み込まれる。最大引張応力または中心張力（ＣＴ）値は、従来から知られた散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技術を用いて測定される。
【００６４】
本明細書で用いるように、圧縮深さ（ＤＯＣ）は、本明細書に記載の化学強化されたアルカリアルミノケイ酸ガラス系物品の応力が、圧縮状態から引張状態に変化する深さを意味する。ＤＯＣは、イオン交換処理に応じて、ＦＳＭまたは散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）によって測定されうる。ガラス系物品の応力が、カリウムイオンをガラス系物品に取り込む交換によって生じた場合には、ＦＳＭを用いてＤＯＣを測定する。応力が、ナトリウムイオンをガラス系物品に取り込む交換によって生じた場合には、ＳＣＡＬＰを用いてＤＯＣを測定する。ガラス系物品の応力が、カリウムイオンとナトリウムイオンの両方をガラスに取り込む交換によって生じた場合には、ナトリウムの交換深さがＤＯＣを示し、カリウムイオンの交換深さが（圧縮応力から引張応力への変化ではなく）圧縮応力の大きさ変化を示すと考えられるので、ＳＣＡＬＰを用いてＤＯＣを測定する。そのようなガラス系物品のカリウムイオンの交換深さは、ＦＳＭによって測定される。
【００６５】
概して図面について、特定の実施形態を記載するために図示したものであり、本開示も、添付の請求項も限定することを意図しないことが分かるだろう。図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、図面のある特徴および図は、縮尺を強調したり、概略的に示したりして、明確で簡潔に示している。
【００６６】
本明細書は、ガラス系物品の逆イオン交換方法を記載する。例えば、逆イオン交換方法を、製造欠陥を示す化学強化ガラス系物品の再生処理の一部として用いうる。欠陥は、表面欠陥、または、望ましくない応力プロファイルを含みうる。表面欠陥は、製造処理中の取扱いにより生じ、引っ掻き傷、へこみ、および、窪みを含みうる。望ましくない応力プロファイルは、仕様外のイオン交換条件から生じうる。
【００６７】
表面欠陥は、化学強化ガラス系物品から、表面から材料を研磨またはエッチングにより取り除くことによって除去されうる。材料をガラス系物品の表面から除去することで、ガラス系物品の圧縮応力が加わった部分も除去される。したがって、材料を表面から除去した後に、ガラス系物品に追加のイオン交換を行って、望ましい応力プロファイルを実現しなくてはならない。追加のイオン交換は、ガラス系物品の強度および寸法安定性に負の影響を与えうる。例えば、追加のイオン交換は、ガラス系物品において内部拡散および応力緩和を生じ、更に、部分的成長を生じて、ガラス系物品を望ましい寸法許容度を超えたものにさせうる。
【００６８】
本明細書に記載の方法は、化学強化されたガラス系物品を、化学強化イオン交換前のガラス系物品の組成物に、ほぼ戻す役割を果たす逆イオン交換工程を含む。実施形態において、逆イオン交換工程は、リチウム塩および非イオン交換可能な多価金属塩を含む逆イオン交換媒体を用いる。いくつかの実施形態において、逆イオン交換工程は、２つの工程からなる処理を用いうるもので、第１の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩を含み、第２の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩およびリチウム塩を含む。逆イオン交換後に、ガラス系物品を再イオン交換する前に、ガラス系物品を任意で処理して材料を表面から除去し、望ましい応力プロファイルを生成しうる。再生されたガラス系物品は、Ｋ２Ｏ濃度が局所Ｋ２Ｏ濃度最大値まで増加する部分を有するＫ２Ｏ濃度プロファイルに対応する埋め込まれた高屈折率ピークを含み、再生されたガラス系物品を非再生ガラス系物品と識別可能にしうる。
【００６９】
化学強化ガラス系物品を製造し、部分が再生を必要とするかを決定する例示的な処理を、図２に示している。図２に示したように、ガラス系物品製造処理は、溶融処理で形成されたガラス系シートを、スコア切断する工程と、縁部を機械加工する工程と、および／または、結果的に得られた部分に孔を形成し、任意で、機械加工した部分を３次元形成し、次に、任意で、部分の縁部および表面を研磨する工程を含みうる。次に、部分は、イオン交換処理で化学強化されて、イオン交換されたガラス系物品が形成される。次に、イオン交換されたガラス系物品は、ガラス系物品を検査して製造基準を満たすかを特定する前に、任意で研磨されて、１μｍ未満の材料がイオン交換されたガラス系物品の各面から除去される。次に、望ましい基準を満たさない部分は再生処理されて、製造処理の収量を高めるようにする。部分は、表面欠陥を含むか、または、望ましくない応力プロファイルを有するなど様々な理由から製造基準を満たさないことがありうる。表面欠陥は、製造処理の様々な段階での取扱いの結果、形成されうる。検査後に、再生用として指定されなかった部分には、指紋防止膜、および／または、装飾を付与しうる。次に、部分を再検査して、製造基準を満たすかを特定し、製造基準を満たさない部分は、再生用として処理される。
【００７０】
図３は、例示的な再生処理方法を示す。いくつかの実施形態において、図３に示した１つ以上の工程は行われない。いくつかの実施形態において、図３に示されない追加の処理を、再生処理方法の一部として行いうる。再生処理方法は、イオン交換されたガラス系物品を、リチウム塩を含む逆イオン交換浴で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を製造する工程を含む。イオン交換された物品が装飾を含む場合、逆イオン交換の前に、装飾を除去しうる。いくつかの実施形態において、イオン交換されたガラス系物品に逆イオン交換を行う前に、指紋防止（ＡＦ）膜を除去する必要はない。逆イオン交換されたガラス系物品に、任意で、機械的な研磨、または、化学的エッチングを行って、逆イオン交換されたガラス系物品の表面から材料を除去しうる。逆イオン交換されたガラス系物品の表面から材料を除去する工程は、表面欠陥も除去しうる。次に、逆イオン交換されたガラス系物品を、再イオン交換浴で再イオン交換して、再イオン交換されたガラス系物品を形成する。次に、再イオン交換されたガラス系物品を検査して、部分が望ましい製造基準を満たすかを特定する。次に、最終検査を行って部分が望ましい製造基準を満たすかを特定する前に、指紋防止膜、および／または、装飾を、再イオン交換されたガラス系物品に加えうる。
【００７１】
逆イオン交換処理は、イオン交換されたガラス系物品からイオンを放出して、ガラス系物品を、ほぼイオン交換前の状態に戻すようにする。逆イオン交換媒体の組成は、イオン交換処理中にガラス系物品に取り込まれたイオンが放出されるように選択される。いくつかの実施形態において、例えば、限定するものではないが、イオン交換されていないガラス系物品が、Ｌｉ２Ｏ、および、Ｎａ２Ｏを含む場合、逆イオン交換媒体は、ＬｉＮＯ３、および、ＮａＮＯ３を含み、ＬｉＮＯ３とＮａＮＯ３の相対量は、イオン交換されていないガラス系物品の逆イオン交換媒体での平衡質量増加が、ゼロ近くか、正になるように選択されうる。逆イオン交換媒体のＬｉＮＯ３の含有量が高すぎると、過剰なＬｉＯ２が、逆イオン交換されたガラス系物品の表面に蓄積して、ガラス系物品に表面亀裂を生じうる表面張力を生じうる。
【００７２】
実施形態において、逆イオン交換は、単一工程で行われる。単一工程の逆イオン交換で用いられる逆イオン交換媒体は、リチウム塩、および、非イオン交換可能な多価金属塩を含みうる。逆イオン交換媒体は、溶融塩浴でありうるもので、以下、簡略にするために、逆イオン交換浴と称するものとする。本明細書で用いるように、「非イオン交換可能な多価金属塩」は、イオン交換浴の作動条件、時間、および、温度でイオン交換が実質的に行われない多価金属塩のことを称する。実質的にイオン交換が行われないことは、浴に曝された後に、１μｍ未満の交換深さであることを特徴とする。換言すれば、１μｍより深い深さでの多価金属の濃度は、イオン交換前にガラス系物品を形成するのに用いられた組成物の多価金属濃度と同じである。非イオン交換可能な多価金属塩を逆イオン交換浴に含むことで、浴のリチウム成分の他の塩に対する比を望ましいレベルに維持しながら、浴のリチウム塩の総量の削減が可能になる。例えば、逆イオン交換浴のＮａＮＯ３のＬｉＮＯ３に対する望ましい比が４：１の場合、５０質量％の非イオン交換可能な多価金属塩を浴に含むことで、望ましい比を維持しながら、ＮａＮＯ３とＬｉＮＯ３の合計含有量を、半分に削減することが可能になる。
【００７３】
浴のＮａＮＯ３とＬｉＮＯ３の量を削減することで、比較的高額のリチウム塩の必要量を削減することによって、逆イオン交換処理の費用を削減する。逆イオン交換浴のリチウム塩の濃度を低下させることで、同じ量のドラッグアウトで浴から取り除かれるリチウム塩の量が削減されるので、ガラス系物品を逆イオン交換浴から取り除く際のドラッグアウトによるリチウムの損失も削減する。ドラッグアウトとは、ガラス物品を溶融塩浴から取り除く時に、ガラス系物品、および、ガラス系物品を保持する固定部に付着する溶融塩のことを称する。更に、逆イオン交換浴のＬｉＮＯ３の量を削減することで、硝酸リチウムが逆イオン交換浴の温度で分解されることによる酸化窒素の放出を削減し、安全性を高めうる。
【００７４】
実施形態において、逆イオン交換浴に含まれる非イオン交換可能な多価金属塩は、浴の作動温度で実質的にイオン交換されず、溶解される任意の多価金属塩でありうる。例示的な非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸、硫酸、および、塩化物から選択されうる。非イオン交換可能な多価金属塩の金属は、カルシウム、亜鉛、マグネシウム、スズ、および、銅から選択されうる。実施形態において、非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、および、硝酸ストロンチウムの少なくとも１つを含みうる。
【００７５】
逆イオン交換浴は、任意の適切な量の非イオン交換可能な多価金属塩を含みうる。実施形態において、逆イオン交換浴は、非イオン交換可能な多価金属塩を、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、２５質量％以上、３０質量％以上、３５質量％以上、４０質量％以上、４５質量％以上、５０質量％以上、５５質量％以上、６０質量％以上、６５質量％以上、７０質量％以上、または、７５質量％以上など、５質量％以上の量で含みうる。実施形態において、逆イオン交換浴は、非イオン交換可能な多価金属塩を、７５質量％以下、７０質量％以下、６５質量％以下、６０質量％以下、５５質量％以下、５０質量％以下、４５質量％以下、４０質量％以下、３５質量％以下、３０質量％以下、２５質量％以下、２０質量％以下、１５質量％以下、または、１０質量％以下など、８０質量％以下の量で含みうる。実施形態において、逆イオン交換浴は、非イオン交換可能な多価金属塩を、１０質量％以上から７５質量％以下、１５質量％以上から７０質量％以下、２０質量％以上から６５質量％以下、２５質量％以上から６０質量％以下、３０質量％以上から５５質量％以下、３５質量％以上から５０質量％以下、または、４０質量％以上から４５質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、５質量％以上から８０質量％以下の範囲で含みうる。
【００７６】
実施形態において、逆イオン交換浴のリチウム塩は、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ３）でありうる。実施形態において、逆イオン交換浴は、望ましい程度の逆イオン交換を生じるのに十分な任意の適切な量のリチウム塩を含みうる。実施形態において、逆イオン交換浴は、ＬｉＮＯ３を、３質量％以上から３３質量％以下、５質量％以上から３０質量％以下、１０質量％以上から２５質量％以下、または、１５質量％以上から２０質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３質量％以上から４０質量％以下の範囲で含みうる。
【００７７】
実施形態において、逆イオン交換浴は、更に、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）などのナトリウム塩を含みうる。逆イオン交換浴は、ＮａＮＯ３を、３５質量％以上から９０質量％以下、４０質量％以上から８５質量％以下、４５質量％以上から８０質量％以下、５０質量％以上から７５質量％以下、５５質量％以上から７０質量％以下、または、６０質量％以上から６５質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３０質量％以上から９５質量％以下の範囲で含みうる。
【００７８】
いくつかの実施形態において、逆イオン交換浴は、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）を含みうる。逆イオン交換浴のＫＮＯ３は、同じ逆イオン交換浴を多数の逆イオン交換サイクルに用いて、ガラス系物品から放出されたカリウムが逆イオン浴を汚染したことにより生じたものでありうる。逆イオン交換浴は、１質量％以下のＫＮＯ３など、５質量％以下のＫＮＯ３を含みうる。逆イオン交換浴は、ＫＮＯ３を実質的に含まないか、または、含まなくてもよい。
【００７９】
逆イオン交換浴の組成は、イオン交換前のガラス系物品の組成に基づいて決定されうる。適切な逆イオン交換浴の組成は、ガラス系物品の望ましいＬｉ２ＯおよびＮａ２Ｏの含有量に基づいて決定されうる。例えば、リチウム塩の量は、逆イオン交換浴のリチウム塩のナトリウム塩の含有量に対する比が、イオン交換前のガラス系組成物のＬｉ２ＯのＮａ２Ｏに対する比と実質的に同様になるように選択されうる。実施形態において、逆イオン交換浴のリチウム塩のナトリウム塩に対する比は、イオン交換前のガラス系組成物のＬｉ２ＯのＮａ２Ｏに対する比の９％以内、８％以内、７％以内、６％以内、５％以内、４％以内、３％以内、２％以内、または、１％以内など、１０％以内でありうる。いくつかの実施形態において、逆イオン交換浴のリチウム塩のナトリウム塩に対する比は、イオン交換前のガラス系組成物のＬｉ２ＯのＮａ２Ｏに対する比に等しい。多くの化学強化処理において、ガラス系物品の中心は有意にイオン交換されないので、化学強化ガラス系物品の中心の組成物は、イオン交換前のガラス系物品の組成物の近似物として用いうる。
【００８０】
単一工程の逆イオン交換処理は、イオン交換されたガラス系物品を逆イオン交換浴で任意の適切な時間、逆イオン交換する処理を含みうる。実施形態において、逆イオン交換は、２時間以上から２４時間以下、３時間以上から１６時間以下、４時間以上から１４時間以下、６時間以上から１２時間以下、８時間以上から１０時間以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１時間以上から４８時間以下の範囲の時間に及びうる。
【００８１】
逆イオン交換浴は、イオン交換されたガラス系物品の逆イオン交換が単一工程で行われる時に、任意の適切な温度でありうる。実施形態において、逆イオン交換浴は、３６０℃以上から５００℃以下、３８０℃以上から４８０℃以下、４００℃以上から４６０℃以下、または、４２０℃以上から４４０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３４０℃以上から５２０℃以下の範囲の温度でありうる。
【００８２】
実施形態において、単一工程の逆イオン交換処理によって製造された逆イオン交換されたガラス系物品は、逆イオン交換されたガラス系物品の中心で、組成物の１モル％以下のＫ２Ｏ含有量を有しうる。このＫ２Ｏ含有量は、逆イオン交換されたガラス系物品が、イオン交換処理前のガラス系物品の組成物に実質的に戻ったことを示している。
【００８３】
実施形態において、逆イオン交換は、２つの工程の処理で行われる。２つの工程の処理は、イオン交換されたガラス系物品を第１の逆イオン交換媒体で逆イオン交換する工程と、次に、イオン交換されたガラス系物品を第２の逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を製造する工程とを含む。
【００８４】
第１の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩を含む。第１の逆イオン交換媒体は、溶融塩浴であり、以下、簡略にするために、第１の逆イオン交換浴と称するものとする。実施形態において、ナトリウム塩は、硝酸ナトリウムでありうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴は、更に、非イオン交換可能な多価金属塩を含む。非イオン交換可能な多価金属塩は、単一工程の逆イオン交換処理について記載した任意の量の任意のものでありうる。
【００８５】
第１の逆イオン交換浴は、更に、他のイオン交換塩を含みうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴は、カリウム塩の形態などで、カリウムを含みうる。第１の逆イオン交換浴は、ＫＮＯ３を、７質量％以上、８質量％以上、９質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、２５質量％以上、３０質量％以上、３５質量％以上、４０質量％以上、または、４５質量％以上など、６質量％以上の量で含みうる。第１の逆イオン交換浴は、ＫＮＯ３を、７質量％以上から４５質量％以下、８質量％以上から４０質量％以下、９質量％以上から３５質量％以下、１０質量％以上から３０質量％以下、１５質量％以上から２５質量％以下、または、２０質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、６質量％以上から５０質量％以下の量で含みうる。カリウムを含む第１の逆イオン交換浴を用いることで、第１の逆イオン交換について、使用中の汚染を起因とするような、より高い量のカリウムを含む浴を連続して使用することが可能になる。例えば、第２の逆イオン交換浴として用いられたが、カリウムの汚染レベルが望ましい程度の逆イオン交換を実現するには、もう適さないレベルに達した浴を、第１の逆イオン交換浴として用いうる。そのようなカリウムで汚染された浴の再利用は、逆イオン交換処理の費用および廃棄物を削減する。
【００８６】
第１の逆イオン交換浴は、更に、リチウム塩を含みうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴は、第２の逆イオン交換浴のＮａ／Ｌｉ比より大きいＮａ／Ｌｉ比を有する。
【００８７】
第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、任意の適切な時間行われうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、１０分以上から２０時間以下、３０分以上から１８時間以下、１時間以上から１６時間以下、２時間以上から１４時間以下、４時間以上から１２時間以下、６時間以上から１０時間以下、または、８時間以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、５分以上から２４時間以下の範囲の時間行われうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、第１の逆イオン交換浴および第２の逆イオン交換浴での合計逆イオン交換時間の半分未満に及ぶ時間行われうる。
【００８８】
第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、任意の適切な温度で行われうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、４０５℃以上から４１５℃以下、または、４１０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、４００℃以上から４２０℃以下の範囲の温度で行われうる。実施形態において、第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、第２の逆イオン交換浴で逆イオン交換が行われる温度より高い温度で行われうる。
【００８９】
第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換の結果、イオン交換されたガラス系物品は、Ｋ２Ｏを、イオン交換前のガラス系物品の組成物の３モル％以内、または、２モル％以内など、４モル％以内の量で含みうる。ガラス系物品の組成物は、第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換後のイオン交換されたガラス系物品の中心での組成物によって、近似されうる。更に、第１の逆イオン交換浴での逆イオン交換の結果、イオン交換中にガラス系物品に加えられたカリウムが、６０％以上から８０％以下の量で削減されうる。カリウムの実質的な部分を、第１のイオン交換浴でイオン交換されたガラス系物品から除去することで、第２の逆イオン交換浴がカリウムによって汚染される速度を低下させて、第２の逆イオン交換浴の使用寿命を長くする。
【００９０】
第２の逆イオン交換浴は、ナトリウム塩、および、リチウム塩を含む。第２の逆イオン交換媒体は、溶融塩浴でありうるもので、以下、簡略にするために、第２の逆イオン交換浴と称するものとする。実施形態において、ナトリウム塩は、硝酸ナトリウムでありうる。実施形態において、リチウム塩は、硝酸リチウムでありうる。実施形態において、第２の逆イオン交換浴は、更に、非イオン交換可能な多価金属塩を含む。非イオン交換可能な多価金属塩は、単一工程の逆イオン交換処理について記載した任意の量の任意のものでありうる。
【００９１】
第２の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、任意の適切な時間行われうる。実施形態において、第２の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、第１の逆イオン交換浴および第２の逆イオン交換浴での合計逆イオン交換時間の半分以上に及ぶ時間行われうる。
【００９２】
第２の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、任意の適切な温度で行われうる。実施形態において、第２の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、３８５℃以上から３９５℃以下、または、３９０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３８０℃以上から４００℃以下の範囲の温度で行われうる。実施形態において、第２の逆イオン交換浴での逆イオン交換は、第１の逆イオン交換浴で逆イオン交換が行われる温度より低い温度で行われうる。第２の逆イオン交換浴の温度を低くすることで、硝酸リチウムが第２の逆イオン交換浴の温度で分解されることによる酸化窒素の放出を削減し、安全性を高めうる。
【００９３】
実施形態において、第２の逆イオン交換浴での逆イオン交換によって製造された逆イオン交換されたガラス系物品は、Ｋ２Ｏを、逆イオン交換されたガラス系物品の中心で、組成物の１モル％以内の含有量で含みうる。このＫ２Ｏの含有量は、逆イオン交換されたガラス系物品が、イオン交換処理前のガラス系物品の組成物に実質的に戻ったことを示している。
【００９４】
本明細書に記載の任意の逆イオン交換処理によって製造された逆イオン交換されたガラス系物品は、次に、機械的に研磨されるか、または、化学的にエッチングされて、ガラス系物品の表面から材料が取り除かれうる。この材料の除去は、任意の表面欠陥を、逆イオン交換されたガラス系物品から除去する役割を果たす。実施形態において、逆イオン交換されたガラス系物品から除去された材料の量は、３μｍ以上から１０μｍ以下、または、５μｍ以上から１０μｍ以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１μｍ以上から１０μｍ以下の範囲でありうる。実施形態において、材料除去処理は、酸によるエッチング処理などの化学的エッチング処理でありうる。酸によるエッチングは、フッ化水素酸によるエッチング処理でありうる。
【００９５】
本明細書に記載の任意の逆イオン交換処理によって製造された逆イオン交換されたガラス系物品は、次に、再イオン交換媒体で再イオン交換されて、再イオン交換されたガラス系物品が製造されうる。再イオン交換媒体は、溶融塩浴でありうるもので、以下、簡略にするために、再イオン交換浴と称するものとする。再イオン交換浴は、イオン交換されたガラス系物品を製造するのに用いたイオン交換浴と同じでありうる。同様に、再イオン交換されたガラス系物品に、第２の再イオン交換媒体で、第２の再イオン交換処理が行われうる。第２の再イオン交換媒体は、溶融塩浴でありうるもので、簡略にするために、第２の再イオン交換浴と称するものとする。第２の再イオン交換浴は、イオン交換されたガラス系物品を製造するのに用いられる第２のイオン交換浴と同じでありうる。
【００９６】
第１の再イオン交換浴は、任意の適切な塩混合物を含みうる。例えば、第１の再イオン交換浴は、ＮａＮＯ３、および、ＫＮＯ３の混合物を含みうる。実施形態において、第１の再イオン交換浴は、ＮａＮＯ３を、２０質量％以上から３５質量％以下、または、２５質量％以上から３０質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１５質量％以上から４０質量％以下の範囲で含みうる。実施形態において、第１の再イオン交換浴は、ＫＮＯ３を、６５質量％以上から８０質量％以下、または、７０質量％以上から７５質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、６０質量％以上から８５質量％以下の範囲で含みうる。
【００９７】
第１の再イオン交換浴での再イオン交換は、任意の適切な時間行われうる。実施形態において、第１の再イオン交換浴での再イオン交換は、４０分以上から１１０分以下、５０分以上から１００分以下、６０分以上から９０分以下、または、７０分以上から８０分以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３０分以上から１２０分以下の範囲の時間行われうる。
【００９８】
第１の再イオン交換浴での再イオン交換は、任意の適切な温度で行われうる。実施形態において、第１の再イオン交換浴での再イオン交換は、３６０℃以上から４１０℃以下、３７０℃以上から４００℃以下、または、３８０℃以上から３９０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３５０℃以上から４２０℃以下の範囲の温度で行われる。
【００９９】
第２の再イオン交換浴は、任意の適切な塩混合物を含みうる。例えば、第２の再イオン交換浴は、ＮａＮＯ３、および、ＫＮＯ３の混合物を含みうる。実施形態において、第２の再イオン交換浴は、ＮａＮＯ３を、４質量％以上から１０質量％以下、または、５質量％以上から９質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３質量％以上から１５質量％以下の範囲で含みうる。実施形態において、第２の再イオン交換浴は、ＫＮＯ３を、９０質量％以上から９５質量％以下、または、９１質量％以上から９４質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、８５質量％以上から９７質量％以下の範囲で含みうる。
【０１００】
第２の再イオン交換浴での再イオン交換は、任意の適切な時間行われうる。実施形態において、第２の再イオン交換浴での再イオン交換は、１２分以上から２８分以下、１４分以上から２６分以下、１６分以上から２４分以下、１８分以上から２２分以下、または、２０分以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１０分以上から３０分以下の範囲の時間行われる。
【０１０１】
第２の再イオン交換浴での再イオン交換は、任意の適切な温度で行われうる。実施形態において、第２の再イオン交換浴での再イオン交換は、３６０℃以上から４１０℃以下、３７０℃以上から４００℃以下、または、３８０℃以上から３９０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３５０℃以上から４２０℃以下の範囲の温度で行われる。
【０１０２】
１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、均一な微細構造を有する（つまり、ガラスは、相分離していない）。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、非晶質である。本明細書で用いるように、ガラス系物品を記載するのに「非晶質」という用語を用いた場合には、晶子も結晶相も実質的に含まないこと（つまり、１体積％未満の晶子または結晶相を含むこと）を意味する。いくつかの実施形態において、ガラス系物品は、ガラスセラミックを含みうる（つまり、１つ以上の結晶相を含みうる）。
【０１０３】
本明細書に記載のガラス系物品は、溶融成形自在なガラス組成物から形成されうる。１つ以上の実施形態において、溶融成形自在なガラス組成物は、約２００キロポアズ（ｋＰ）より高い液相線粘度を有しうるもので、いくつかの実施形態において、少なくとも約６００ｋＰの液相線粘度を有しうる。いくつかの実施形態において、これらのガラス系物品および組成物は、ジルコンアイソパイプと適合しうるものである。ガラスがジルコンアイソパイプを破損させて、ジルコニア欠陥を生じる粘度は、３５ｋＰ未満である。本明細書に記載の組成範囲内で選択されたガラス組成物は、３５ｋＰより高いジルコン破損粘度を有しうる。そのような場合には、アルミナアイソパイプを用いて、これらのガラス系物品を溶融成形しうる。
【０１０４】
本明細書に記載のガラス系物品は、任意の適切なガラス組成物から成形されうる。実施形態において、ガラス系物品は、アルカリアルミノケイ酸ガラス組成物から形成されうる。実施形態において、ガラス系物品は、５８モル％以上のＳｉＯ２、０．５モル％以上から３モル％以下のＰ２Ｏ５、１１モル％以上のＡｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、および、Ｌｉ２Ｏを含むか、または、それらから実質的になる。実施形態において、ガラス系物品は、５８モル％以上から６５モル％以下のＳｉＯ２、１１モル％以上から２０モル％以下のＡｌ２Ｏ３、０．５モル％以上から３モル％のＰ２Ｏ５、６モル％以上から１８モル％のＮａ２Ｏ、０．１モル％以上から１０モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％以上から６モル％以下のＭｇＯ、および、０モル％以上から６モル％以下のＺｎＯを含むか、それらから、実質的になる。実施形態において、ガラスは、６３モル％以上から６５モル％以下のＳｉＯ２、１１モル％以上から１９モル％以下のＡｌ２Ｏ３、１モル％以上から３モル％以下のＰ２Ｏ５、９モル％以上から２０モル％以下のＮａ２Ｏ、２モル％以上から１０モル％以下のＬｉ２Ｏ、０モル％以上から６モル％以下のＭｇＯ、および、０モル％以上から６モル％以下のＺｎＯを含むか、それらから、実質的になる。
【０１０５】
１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、１．８以下、１．６以下、１．５以下、または、１．４以下など、２以下のＲ２Ｏ（モル％）／Ａｌ２Ｏ３（モル％）の比を有する組成物から形成されうる。本明細書で用いるように、Ｒ２Ｏ＝Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏである。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、ＳｉＯ２、および、Ｐ２Ｏ５の合計量が、６５モル％より多く、６７モル％未満（つまり、６５モル％＜ＳｉＯ２（モル％）＋Ｐ２Ｏ５（モル％）＜６７モル％）であるガラス組成物から形成されうる。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、Ｒ２Ｏ（モル％）＋Ｒ’Ｏ（モル％）−Ａｌ２Ｏ３（モル％）＋Ｐ２Ｏ５（モル％）が−３モル％以上（つまり、Ｒ２Ｏ（モル％）＋Ｒ’Ｏ（モル％）−Ａｌ２Ｏ３（モル％）＋Ｐ２Ｏ５（モル％）＞−３モル％）である組成物から形成されうる。本明細書で用いるように、Ｒ’Ｏは、組成物に存在する２価の金属酸化物の合計量である。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、Ｒ２Ｏ（モル％）＋Ｒ’Ｏ（モル％）−Ａｌ２Ｏ３（モル％）＋Ｐ２Ｏ５（モル％）が、−２モル％以上、−１．５モル％以上、−１モル％以上、−０．５モル％以上、０モル％以上、０．５モル％以上、１モル％以上、１．５モル％以上、２モル％以上、２．５モル％以上、３モル％以上、３．５モル％以上、４モル％以上、４．５モル％以上、５モル％以上、５．５モル％以上、６モル％以上、６．５モル％以上、７モル％以上、７．５モル％以上、８モル％以上、８．５モル％以上、９モル％以上、または、９．５モル％以上など、−２．５モル％以上である組成物から形成されうる。
【０１０６】
１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、少なくとも０．５モル％のＰ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、および、Ｌｉ２Ｏを含む組成物から形成されうる。いくつかの実施形態において、ガラス系物品を形成するのに用いたガラス組成物におけるＬｉ２Ｏ（モル％）／Ｎａ２Ｏ（モル％）は、１未満でありうる。更に、これらのガラスは、Ｂ２Ｏ３、および、Ｋ２Ｏを含まないものでありうる。本明細書に記載のガラス系物品は、更に、ＺｎＯ、ＭｇＯ、および、ＳｎＯ２を含みうる。
【０１０７】
本明細書に記載のアルカリアルミノケイ酸ガラス系物品の基部（または、強化されていない部分）および強化された（つまり、イオン交換で化学強化された）部分の各酸化物成分は、ガラスの製造性および物性について機能を果たすか、および／または、効果を有する。例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、主ガラス形成酸化物であり、溶融ガラスのネットワークバックボーンを形成する。純粋なＳｉＯ２は、低いＣＴＥを有し、アルカリ金属を含まない。しかしながら、純粋なＳｉＯ２は、非常に融点が高いので、フュージョンドロー処理に適合しない。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、ＳｉＯ２を、５９モル％以上から６４モル％以下、６０モル％以上から６３モル％、６１モル％以上から６２モル％以下、６３．２モル％以上から６５モル％以下、６３．３モル％以上から６５モル％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、５８モル％以上から６５モル％以下の範囲の量で含む組成物から形成されうる。
【０１０８】
シリカに追加で、本明細書に記載のガラス系物品は、ネットワーク形成体であるＡｌ２Ｏ３を含む組成物から形成され、安定したガラス形成、低いＣＴＥ、低いヤング率、および、低い剪断弾性率を実現し、溶融処理および形成処理を容易にしうる。ＳｉＯ２のように、Ａｌ２Ｏ３は、ガラスネットワークの剛性に貢献する。アルミナは、ガラスに４配位または５配位のいずれかで存在しうるもので、ガラスネットワークの充填密度を高め、したがって、化学強化により生じる圧縮応力を高める。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、Ａｌ２Ｏ３を、１２モル％以上から１９モル％以下、１３モル％以上から１８モル％以下、１４モル％以上から１７モル％以下、または、１５モル％以上から１６モル％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１１モル％以上から２０モル％以下の範囲の量で含む組成物から形成されうる。
【０１０９】
五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）は、本明細書に記載のガラス系物品を形成するのに用いる組成物に組み込みうるネットワーク形成体である。Ｐ２Ｏ５は、ガラスネットワークにおいて擬四面体構造をとる。つまり、４つの酸素原子で配位されるが、そのうちの３つの原子のみが、残りのネットワークに接続される。第４の酸素原子は、リンの陽イオンと二重結合する末端酸素である。Ｐ２Ｏ５をガラスネットワークに取り込むことは、ヤング率および剪断弾性率を低下させるに非常に効果的である。Ｐ２Ｏ５をガラスネットワークに取り込むことは、更に、高温でのＣＴＥを低下させ、イオン交換相互拡散速度を高めて、ガラスのジルコン耐火材料との適合性を改良する。１つ以上の実施形態において、ガラス系物品は、Ｐ２Ｏ５を、０．６モル％以上から５モル％以下、０．８モル％以上から５モル％以下、１モル％以上から５モル％以下、１．２モル％以上から５モル％以下、１．４モル％以上から５モル％以下、１．５モル％以上から５モル％以下、１．６モル％以上から５モル％以下、１．８モル％以上から５モル％以下、２モル％以上から５モル％以下、０．５モル％以上から３モル％以下、０．５モル％以上から２．８モル％以下、０．５モル％以上から２．６モル％以下、０．５モル％以上から２．５モル％以下、０．５モル％以上から２．４モル％以下、０．５モル％以上から２．２モル％以下、０．５モル％以上から２モル％以下、２．５モル％以上から５モル％以下、２．５モル％以上から４モル％以下、または、２．５モル％以上から３モル％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、０．５モル％以上から５モル％以下の範囲の量で含む組成物から形成されうる。
【０１１０】
本明細書に記載のガラス系物品は、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まないか、または、含まない組成物から形成されうるもので、Ｂ２Ｏ３が存在すると、ガラスをイオン交換によって強化する時に圧縮応力に悪影響を与えるからである。いくつかの実施形態において、ガラス系物品は、Ｂ２Ｏ３を、０．５モル％以上から９モル％以下、１モル％以上から８モル％以下、２モル％以上から７モル％以下、３モル％以上から６モル％以下、または、４モル％以上から５モル％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、０．１モル％以上から１０モル％以下の量で含む組成物から形成されうる。
【０１１１】
アルカリ酸化物Ｎａ２Ｏを用いて、イオン交換によって、本明細書に記載のガラス系物品の化学強化を実現する。本明細書に記載のガラス系物品は、例えば、ＫＮＯ３を含む塩浴に存在するカリウムの陽イオンと交換されるＮａ＋陽イオンを提供するＮａ２Ｏを含む組成物から形成されうる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス系物品は、Ｎａ２Ｏを、４．５モル％以上から１９．５モル％以下、５モル％以上から１９モル％以下、５．５モル％以上から１８．５モル％以下、６モル％以上から１８モル％以下、６．５モル％以上から１７．５モル％以下、７モル％以上から１７モル％以下、７．５モル％以上から１６．５モル％以下、８モル％以上から１６モル％以下、８．５モル％以上から１５．５モル％以下、９モル％以上から１５モル％以下、９．５モル％以上から１４．５モル％以下、１０モル％以上から１４モル％以下、１０．５モル％以上から１３．５モル％以下、１１モル％以上から１３モル％以下、または、１１．５モル％以上から１２．５モル％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、４モル％以上から２０モル％以下の範囲で含む組成物から形成されうる。
【０１１２】
本明細書に記載のガラス系物品は、Ｌｉ２Ｏを含む組成物から形成される。いくつかの実施形態において、ガラス系物品は、Ｌｉ２Ｏを、１０モル％以下など、１３モル％以下の量で含む組成物から形成されうる。いくつかの実施形態において、ガラス系物品は、Ｌｉ２Ｏを、０．５モル％以上から９．５モル％以下、１モル％以上から９モル％以下、１．５モル％以上から８．５モル％以下、２モル％以上から８モル％以下、２．５モル％以上から７．５モル％以下、３モル％以上から７モル％以下、３．５モル％以上から６．５モル％以下、４モル％以上から６モル％以下、４．５モル％以上から５．５モル％以下、または、４モル％以上から以下８モル％、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、０．１モル％以上から１０モル％以下の範囲の量で含む組成物から形成される。
【０１１３】
ガラスに酸化カリウムが存在すると、イオン交換を通してガラスにおいて高い表面圧縮応力レベルを実現する能力に悪影響を与える。初めにイオン交換前に形成された本明細書に記載のガラス系物品は、Ｋ２Ｏを実質的に含まないか、または、含まないものでありうる。実施形態において、ガラス系物品は、Ｋ２Ｏを含む組成物から形成されうる。
【０１１４】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス系物品は、ＺｎＯを、０．５モル％以上から５．５モル％以下、１モル％以上から５モル％以下、１．５モル％以上から４．５モル％以下、２モル％以上から４モル％以下、２．５モル％以上から３．５モル％以下、０．１モル％以上から６モル％以下、０．１モル％以上から３モル％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、０モル％以上から６モル％以下の量で含む組成物から形成されうる。２価の酸化物であるＺｎＯは、粘性が２００ポアズである温度（２００Ｐの温度）を低下させることによって、ガラスの溶融挙動を改良する。
【０１１５】
ＭｇＯ、および、ＣａＯなどのアルカリ土類酸化物も、ガラス系物品を形成するのに用いる組成物に含み、２００Ｐの温度について、同様の効果を実現しうる。実施形態において、本明細書に記載のガラス系物品は、ＭｇＯを、０．０２モル％以上から６モル％以下など、０モル％以上から６モル％以下含む組成物から形成されうる。ＳｒＯ、および、ＢａＯなど、他のアルカリ土類酸化物も、本明細書に記載のガラス系物品を形成するのに用いる組成物に含みうる。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス系物品は、スロットドロー処理、および、フュージョンドロー処理など、従来から知られたダウンドロー処理によって形成される。
【０１１７】
フュージョンドロー処理は、薄いガラスシートの大規模製造で用いられてきた産業技術である。フロートまたはスロットドロー処理などの他の平坦ガラス製造技術と比べて、フュージョンドロー処理は、平坦性および表面品質が優れた薄いガラスシートを生成する。その結果、フュージョンドロー処理は、液晶表示用、および、ノートブック型コンピュータ、エンターテインメント装置、タブレット、ラップトップ、携帯電話などの個人用電子装置のカバーガラス用の薄いガラス基板の製造において、主要な製造技術になった。
【０１１８】
フュージョンドロー処理は、典型的には、ジルコン、または、他の耐火材料で製作された「アイソパイプ」として知られる桶部を越える溶融ガラスの流れを含む。溶融ガラスは、アイソパイプの最上部を両側から越えて流れ、アイソパイプの底部で合流して単一のシートを形成し、その場合には、最終的シートの内側のみが、アイソパイプと直接接触したものとなる。最終的ガラスシートのいずれの露出面も、ドロー処理中にアイソパイプの材料と接触せず、ガラスの両方の外面が処女ガラス品質であり、更なる仕上げ処理を必要としない。
【０１１９】
フュージョンドローを可能とするためには、ガラス組成物は、十分に高い液相線粘度（つまり、溶融ガラスの液相線温度での粘度）を有しなければならない。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス系物品を形成するのに用いた組成物は、少なくとも約２００キロポアズ（ｋＰ）の液相線粘度を有し、他の実施形態において、少なくとも約６００ｋＰの液相線粘度を有する。
【０１２０】
ガラス系物品の形成後に、物品を化学強化する。イオン交換は、ガラスを化学強化するのに広く用いられている。１つの特定の例において、そのような陽イオン源（例えば、溶融塩浴）内のアルカリ陽イオンは、ガラス系物品内のより小さいアルカリ陽イオンと交換されて、ガラス系物品の表面近くで圧縮応力が加わった層を実現する。圧縮層は、表面から、ガラス系物品内の圧縮深さ（ＤＯＣ）に延伸する。本明細書に記載のガラス系物品において、イオン交換中に、例えば、ガラス系物品を、限定するものではないが硝酸カリウム（ＫＮＯ３）などのカリウム塩を含む溶融塩浴に浸漬させることによって、陽イオン源からのカリウムイオンは、ガラス系物品内のナトリウムおよびリチウムイオンと交換される。イオン交換処理で用いうる他のカリウム塩は、限定するものではないが、塩化カリウム（ＫＣｌ）、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）、および、それらの組合せを含む。本明細書に記載のイオン交換浴は、カリウム以外のアルカリイオン、および、対応する塩を含みうる。例えば、イオン交換浴は、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、および、それらの組合せなどのナトリウム塩も含みうる。１つ以上の実施形態において、２つの異なる塩の混合物を用いうる。例えば、ガラス系物品を、ＫＮＯ３、および、ＮａＮＯ３の塩浴に浸漬させうる。いくつかの実施形態において、１つより多くの浴を用いて、ガラスを１つの浴に浸漬させた後、続けて、他の浴に浸漬させるようにしうる。それらの浴は、同じ、または、異なる組成、温度、および／または、浸漬時間を有しうる。
【０１２１】
実施形態において、ガラス系物品は、第１のイオン交換浴および第２のイオン交換浴を用いる２つの工程のイオン交換処理で強化される。第１のイオン交換浴は、任意の適切な塩混合物を含みうる。例えば、第１のイオン交換浴は、ＮａＮＯ３、および、ＫＮＯ３の混合物を含みうる。実施形態において、第１のイオン交換浴は、ＮａＮＯ３を、２０質量％以上から３５質量％以下、または、２５質量％以上から３０質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１５質量％以上から４０質量％以下の範囲で含みうる。実施形態において、第１のイオン交換浴は、ＫＮＯ３を、６５質量％以上から８０質量％以下、または、７０質量％以上から７５質量％、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、６０質量％以上から８５質量％以下の範囲で含みうる。
【０１２２】
第１のイオン交換浴でのイオン交換は、任意の適切な時間行われうる。実施形態において、第１のイオン交換浴でのイオン交換は、４０分以上から１１０分以下、５０分以上から１００分以下、６０分以上から９０分以下、または、７０分以上から８０分以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３０分以上から１２０分以下の範囲の時間行われる。
【０１２３】
第１のイオン交換浴でのイオン交換は、任意の適切な温度で行われうる。実施形態において、第１のイオン交換浴でのイオン交換は、３６０℃以上から４１０℃以下、３７０℃以上から４００℃以下、または、３８０℃以上から３９０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３５０℃以上から４２０℃以下の範囲の温度で行われる。
【０１２４】
第２のイオン交換浴は、任意の適切な塩混合物を含みうる。例えば、第２のイオン交換浴は、ＮａＮＯ３、および、ＫＮＯ３の混合物を含みうる。実施形態において、第２のイオン交換浴は、ＮａＮＯ３を、４質量％以上から１０質量％以下、または、５質量％以上から９質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３質量％以上から１５質量％以下の範囲で含みうる。実施形態において、第２のイオン交換浴は、ＫＮＯ３を、９０質量％以上から９５質量％以下、または、９１質量％以上から９４質量％以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、８５質量％以上から９７質量％以下の範囲で含みうる。
【０１２５】
第２のイオン交換浴でのイオン交換は、任意の適切な時間行われうる。実施形態において、第２のイオン交換浴でのイオン交換は、１２分以上から２８分以下、１４分以上から２６分以下、１６分以上から２４分以下、１８分以上から２２分以下、または、２０分以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、１０分以上から３０分以下の範囲の時間行われる。
【０１２６】
第２のイオン交換浴でのイオン交換は、任意の適切な温度で行われうる。実施形態において、第２のイオン交換浴でのイオン交換は、３６０℃以上から４１０℃以下、３７０℃以上から４００℃以下、または、３８０℃以上から３９０℃以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、３５０℃以上から４２０℃以下の範囲の温度で行われる。
【０１２７】
図１に示した実施形態は、強化ガラス系物品１００を、平坦なシートまたはプレートとして図示しているが、ガラス系物品は、３次元形状または非平面構成など、他の構成を有しうる。強化ガラス系物品１００は、厚さｔを画定する第１の表面１１０および反対側の第２の表面１１２を有する。（図１に示した実施形態などの）１つ以上の実施形態において、強化ガラス系物品は、厚さｔを画定する第１の表面１１０および第２の表面１１２を含むシートである。強化ガラス系物品１００は、第１の表面１１０から層深さｄ１へガラス系物品１００のバルク中に延伸する第１の圧縮層１２０を有する。図１に示した実施形態において、強化ガラス系物品１００は、第２の表面１１２から第２の層深さｄ２へガラス系物品１００のバルク中に延伸する第２の圧縮層１２２も有する。ガラス系物品は、ｄ１からｄ２に延伸する中心領域１３０も有する。中心領域１３０には、引張応力または中心張力（ＣＴ）が加わり、層１２０、１２２の圧縮応力と釣り合うか、または、相殺される。第１および第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ１、ｄ２は、強化ガラス系物品１００を、強化ガラス系物品１００の第１および第２の表面１１０、１１２への鋭利な衝撃によって導入された傷の伝播から保護し、一方、圧縮応力は、傷が第１および第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ１、ｄ２を貫通する尤度を、最小にする。ＤＯＣ  ｄ１と、ＤＯＣ  ｄ２は、互いに等しいか、または、異なりうる。いくつかの実施形態において、中心領域の少なくとも一部（例えば、ＤＯＣから、物品の厚さの０．５倍に等しい深さに延伸する部分）は、Ｋ２Ｏを、（本明細書に定義した意味で）含まないものでありうる。
【０１２８】
ＤＯＣを、ガラス系物品の厚さｔの分数の値として記載しうる。例えば、１つ以上の実施形態において、ＤＯＣは、０．１１ｔ以上、０．１２ｔ以上、０．１３ｔ以上、０．１４ｔ以上、０．１５ｔ以上、０．１６ｔ以上、０．１７ｔ以上、０．１８ｔ以上、０．１９ｔ以上、０．２ｔ以上、または、０．２１ｔ以上など、０．１ｔ以上でありうる。いくつかの実施形態において、ＤＯＣは、０．０９ｔ以上から０．２４ｔ以下、０．１０ｔ以上から０．２３ｔ以下、０．１１ｔ以上から０．２２ｔ以下、０．１２ｔ以上から０．２１ｔ以下、０．１３ｔ以上から０．２０ｔ以下、０．１４ｔ以上から０．１９ｔ以下、０．１５ｔ以上から０．１８ｔ以下、０．１６ｔ以上から０．１９ｔ以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、０．０８ｔ以上から０．２５ｔ以下の範囲でありうる。いくつかの実施形態において、ＤＯＣは、２０μｍ以下でありうる。１つ以上の実施形態において、ＤＯＣは、４０μｍ以上から３００μｍ以下、５０μｍ以上から２８０μｍ以下、６０μｍ以上から２６０μｍ以下、７０μｍ以上から２４０μｍ以下、８０μｍ以上から２２０μｍ以下、９０μｍ以上から２００μｍ、１００μｍ以上から１９０μｍ以下、１１０μｍ以上から１８０μｍ以下、１２０μｍ以上から１７０μｍ以下、１４０μｍ以上から１６０μｍ以下、または、１５０μｍ以上から３００μｍ以下、並びに、上記端点から形成された任意および全ての部分範囲など、４０μｍ以上でありうる。
【０１２９】
１つ以上の実施形態において、強化ガラス系物品は、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上、９３０ＭＰａ以上、１０００ＭＰａ以上、または、１０５０ＭＰａ以上など、４００ＭＰａ以上の（表面またはガラス系物品内の深さ位置で見つけうる）最大圧縮応力を有しうる。
【０１３０】
１つ以上の実施形態において、強化ガラス系物品は、４５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以上、７０ＭＰａ以上、７５ＭＰａ以上、８０ＭＰａ以上、または、８５ＭＰａ以上など、４０ＭＰａ以上の最大引張応力または中心張力（ＣＴ）を有しうる。いくつかの実施形態において、最大引張応力または中心張力（ＣＴ）は、４０ＭＰａ以上から１００ＭＰａ以下の範囲でありうる。
【０１３１】
いくつかの実施形態において、イオン交換されたガラス系物品は、銀、銅、セシウム、または、ルビジウムなどの大きいイオンを含みうる。イオン交換されたガラス系物品における、これらの大きいイオンの含有量は、約３モル％までなど、約５モル％まででありうる。いくつかの実施形態において、再イオン交換浴は大きいイオンの塩を含み、大きいイオンが再イオン交換されて、再生処理の一部として、逆イオン交換されたガラス系物品に取り込まれるようにしうる。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のガラス系物品は、携帯電話またはスマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットなどの消費者用電子製品の一部を形成する。消費者用電子製品（例えば、スマートフォン）を、図４、５に概略的に示している。消費者用電子装置５００は、前面５０４、裏面５０６、および、側面５０８を有する筐体５０２、少なくとも部分的に、または、全体的に筐体の中に位置して、少なくとも制御部、メモリ、および、筐体の前面か前面に隣接した表示部５１０を含む電気的構成要素（不図示）、並びに、筐体の前面か前面の上で表示部を覆うようにするカバー基板５１２を含む。いくつかの実施形態において、カバー基板５１２、および／または、筐体は、本明細書に開示の任意の強化ガラス系物品を含みうる。
【０１３３】
例示的な実施形態  
以下の限定するものではない例示的な実施形態を製造した。
【０１３４】
ガラス系基板を、酸化物を基にした以下の組成で用意した：６３．６０モル％のＳｉＯ２、１５．６７モル％のＡｌ２Ｏ３、１０．８１モル％のＮａ２Ｏ、６．２４モル％のＬｉ２Ｏ、１．１６モル％のＺｎＯ、２．４８モル％のＰ２Ｏ５、および、０．０４モル％のＳｎＯ２。ガラス系基板は、０．７ｍｍの厚さ、４４ｍｍの幅、および、６０ｍｍの長さを有した。ガラス系基板は、２つの工程のイオン交換処理で化学強化されて、イオン交換されたガラス系物品を形成した。
【０１３５】
第１のイオン交換工程において、ガラス系基板を、溶融塩浴に３８０℃の温度で３時間１０分間、浸漬させた。第１のイオン交換浴は、７５質量％のＮａＮＯ３、および、２５質量％のＫＮＯ３を含むものだった。
【０１３６】
第２のイオン交換工程において、ガラス系基板を、溶融塩浴に３８０℃の温度で２５分間、浸漬させた。第２のイオン交換浴は、９質量％のＮａＮＯ３、および、９１質量％のＫＮＯ３を含むものだった。
【０１３７】
イオン交換されたガラス系物品に、次に、逆イオン交換処理を行った。イオン交換されたガラス系物品を、溶融塩浴で４２０℃の温度で、２時間、４時間、および、８時間、逆イオン交換した。逆イオン交換浴は、４１．５質量％のＮａＮＯ３、８．５質量％のＬｉＮＯ３、および、５０質量％のＣａ（ＮＯ３）２を含むものだった。これらの例を、「Ｃａ（ＮＯ３）２を用いた再生」例とも称しうる。
【０１３８】
比較例として、イオン交換されたガラス系物品を、溶融塩浴で４２０℃の温度で、２時間、４時間、および、８時間、逆イオン交換した。対照逆イオン交換浴は、８３質量％のＮａＮＯ３、および、１７質量％のＬｉＮＯ３を含むものだった。比較例は、「標準再生」例とも称しうる。
【０１３９】
平均質量増加、表面から３０μｍの深さにおけるアルカリ濃度、および、カリウム濃度が、試料をイオン交換する前のガラス系基板の濃度に達する深さを、各イオン交換工程後に測定した。アルカリ成分の深さプロファイルを、本明細書に記載のように、グロー放電発光分光分析（ＧＤＯＥＳ）法を用いて測定した。測定値を、次の表１で報告する。
【０１４０】
【表１】
2021525208.tif 000003
【０１４１】
図６に、測定した質量増加を、パーセントでイオン交換処理の関数として示している。図７に、測定したＮａ２Ｏ濃度プロファイルを、表面からの深さの関数として示している。図８に、測定したＬｉ２Ｏ濃度プロファイルを、表面からの深さの関数として示している。図９に、測定したＫ２Ｏの濃度プロファイルを、表面からの深さの関数として示している。図６から９、および、表１に示したように、Ｃａ（ＮＯ３）２を用いた再生例、および、標準再生例は、同様の物性を示し、本明細書に記載の逆イオン交換処理が、十分な逆イオン交換性能を提供することを示している。
【０１４２】
典型的な実施形態を例示のために示したが、ここまでの記載が、本開示の範囲も、添付の請求項の範囲も、限定するものであると、みなされるべきではない。したがって、当業者であれば、本開示または添付の請求項の精神および範囲を逸脱することなく、様々な変更、適合、および、変形を行いうる。
【０１４３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１４４】
実施形態１
方法において、
イオン交換されたガラス系物品を、逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程を含み、
前記逆イオン交換媒体は、リチウム塩、および、非イオン交換可能な多価金属塩を含むものである方法。
【０１４５】
実施形態２
前記リチウム塩は、硝酸リチウムである、実施形態１に記載の方法。
【０１４６】
実施形態３
前記非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸塩、硫酸塩、および、塩化物の少なくとも１つを含むものである、実施形態１または２に記載の方法。
【０１４７】
実施形態４
前記非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、および、硝酸ストロンチウムの少なくとも１つを含むものである、実施形態１から３のいずれか１つに記載の方法。
【０１４８】
実施形態５
前記逆イオン交換媒体は、前記非イオン交換可能な多価金属塩を、５質量％以上の量で含むものである、実施形態１から４のいずれか１つに記載の方法。
【０１４９】
実施形態６
前記逆イオン交換媒体は、前記非イオン交換可能な多価金属塩を、５０質量％以上の量で含むものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１５０】
実施形態７
前記逆イオン交換媒体は、前記非イオン交換可能な多価金属塩を、８０質量％以下の量で含むものである、実施形態１から６のいずれか１つに記載の方法。
【０１５１】
実施形態８
前記逆イオン交換媒体は、更に、ナトリウム塩を含むものである、実施形態１から７のいずれか１つに記載の方法。
【０１５２】
実施形態９
前記逆イオン交換媒体における前記リチウム塩の前記ナトリウム塩に対する比は、前記イオン交換されたガラス系物品の中心での酸化リチウムの酸化ナトリウムに対する含有量の比の１０％以内である、実施形態８に記載の方法。
【０１５３】
実施形態１０
前記逆イオン交換媒体は、３４０℃以上から５２０℃以下の温度である、実施形態１から９のいずれか１つに記載の方法。
【０１５４】
実施形態１１
前記逆イオン交換媒体は、１質量％以下の硝酸カリウムを含むものである、実施形態１から１０のいずれか１つに記載の方法。
【０１５５】
実施形態１２
前記逆イオン交換媒体は、硝酸カリウムを実質的に含まないものである、実施形態１から１１のいずれか１つに記載の方法。
【０１５６】
実施形態１３
前記逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、１時間以上から４８時間以下の期間に及ぶものである、実施形態１から１２のいずれか１つに記載の方法。
【０１５７】
実施形態１４
前記逆イオン交換されたガラス系物品は、前記逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換後に、Ｋ２Ｏを、該逆イオン交換されたガラス系物品の中心で組成物の１モル％以内の量で含むものである、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の方法。
【０１５８】
実施形態１５
方法において、
イオン交換されたガラス系物品を、第１の逆イオン交換媒体で逆イオン交換する工程と、
前記イオン交換されたガラス系物品を、第２の逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程と
を含み、
前記第１の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩を含み、前記第２の逆イオン交換媒体は、ナトリウム塩およびリチウム塩を含むものである方法。
【０１５９】
実施形態１６
前記第２の逆イオン交換媒体は、更に、非イオン交換可能な多価金属塩を含むものである、実施形態１５に記載の方法。
【０１６０】
実施形態１７
前記非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸塩、硫酸塩、および、塩化物の少なくとも１つを含むものである、実施形態１６に記載の方法。
【０１６１】
実施形態１８
前記非イオン交換可能な多価金属塩は、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、および、硝酸ストロンチウムの少なくとも１つを含むものである、実施形態１６または１７に記載の方法。
【０１６２】
実施形態１９
前記第２の逆イオン交換媒体は、前記非イオン交換可能な多価金属塩を、５質量％以上の量で含むものである、実施形態１６から１８のいずれか１つに記載の方法。
【０１６３】
実施形態２０
前記第１の逆イオン交換媒体中の前記ナトリウム塩は、硝酸ナトリウムである、実施形態１５から１９のいずれか１つに記載の方法。
【０１６４】
実施形態２１
前記第２の逆イオン交換媒体中の前記リチウム塩は、硝酸リチウムである、実施形態１５から２０のいずれか１つに記載の方法。
【０１６５】
実施形態２２
前記第２の逆イオン交換媒体中の前記ナトリウム塩は、硝酸ナトリウムである、実施形態１５から２１のいずれか１つに記載の方法。
【０１６６】
実施形態２３
前記第１の逆イオン交換媒体は、４００℃以上から４２０℃以下の温度である、実施形態１５から２２のいずれか１つに記載の方法。
【０１６７】
実施形態２４
前記第１の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、５分以上から２４時間以下の期間に及ぶものである、実施形態１５から２３のいずれか１つに記載の方法。
【０１６８】
実施形態２５
前記第１の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、該第１の逆イオン交換媒体および前記第２の逆イオン交換媒体での合計イオン交換時間の半分未満の期間に及ぶものである、実施形態１５から２４のいずれか１つに記載の方法。
【０１６９】
実施形態２６
前記第２の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、３８０℃以上から４００℃以下の温度で行われるものである、実施形態１５から２５のいずれか１つに記載の方法。
【０１７０】
実施形態２７
前記第２の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換は、前記第１の逆イオン交換媒体および該第２の逆イオン交換媒体での合計イオン交換時間の半分以上の期間に及ぶものである、実施形態１５から２６のいずれか１つに記載の方法。
【０１７１】
実施形態２８
前記イオン交換されたガラス系物品は、前記第１の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換後に、Ｋ２Ｏを、該イオン交換されたガラス系物品の中心で組成物の４モル％以内の量で含むものである、実施形態１５から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１７２】
実施形態２９
前記逆イオン交換されたガラス系物品は、前記第２の逆イオン交換媒体での前記逆イオン交換後に、Ｋ２Ｏを、該逆イオン交換されたガラス系物品の中心で組成物の１モル％以内の量で含むものである、実施形態１５から２８のいずれか１つに記載の方法。
【０１７３】
実施形態３０
前記第１の逆イオン交換媒体は、更に、カリウムを含むものである、実施形態１５から２９のいずれか１つに記載の方法。
【０１７４】
実施形態３１
前記第１の逆イオン交換媒体は、更に、６質量％以上の量のＫＮＯ３を含むものである、実施形態１５から３０のいずれか１つに記載の方法。
【０１７５】
実施形態３２
前記第１の逆イオン交換媒体は、前記第２の逆イオン交換媒体のＮａ／Ｌｉ比より大きいＮａ／Ｌｉ比を有するものである、実施形態１５から３１のいずれか１つに記載の方法。
【０１７６】
実施形態３３
前記逆イオン交換されたガラス系物品の表面から、１μｍから１０μｍを除去する工程を、
更に含む、実施形態１から３２のいずれか１つに記載の方法。
【０１７７】
実施形態３４
前記逆イオン交換されたガラス系物品を、再イオン交換媒体で再イオン交換して、再イオン交換されたガラス系物品を形成する工程を、
更に含む、実施形態１から３３のいずれか１つに記載の方法。
【０１７８】
実施形態３５
前記再イオン交換媒体は、
１５質量％以上から４０質量％以下のＮａＮＯ３と、
６０質量％以上から８５質量％以下のＫＮＯ３と
を含むものである、実施形態３４に記載の方法。
【０１７９】
実施形態３６
前記再イオン交換媒体での前記再イオン交換は、３０分以上から１２０分以下の期間に及ぶものである、実施形態３４または３５に記載の方法。
【０１８０】
実施形態３７
前記再イオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃の温度の温度である、実施形態３４から３６のいずれか１つに記載の方法。
【０１８１】
実施形態３８
前記再イオン交換されたガラス系物品を、第２の再イオン交換媒体で再イオン交換する工程を、
更に含む、実施形態３４から３７のいずれか１つに記載の方法。
【０１８２】
実施形態３９
前記第２の再イオン交換媒体は、
３質量％以上から１５質量％以下のＮａＮＯ３と、
８５質量％以上から９７質量％以下のＫＮＯ３と
を含むものである、実施形態３８に記載の方法。
【０１８３】
実施形態４０
前記第２の再イオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃以下の温度である、実施形態３８または３９に記載の方法。
【０１８４】
実施形態４１
前記第２の再イオン交換媒体での前記再イオン交換は、１０分以上から３０分以下の期間に及ぶものである、実施形態３８から４０のいずれか１つに記載の方法。
【０１８５】
実施形態４２
ガラス系物品をイオン交換媒体でイオン交換して、イオン交換されたガラス系物品を形成する工程を、
更に含む、実施形態１から４１のいずれか１つに記載の方法。
【０１８６】
実施形態４３
前記イオン交換媒体は、
１５質量％以上から４０質量％以下のＮａＮＯ３と、
６０質量％以上から８５質量％以下のＫＮＯ３と
を含むものである、実施形態４２に記載の方法。
【０１８７】
実施形態４４
前記イオン交換媒体での前記イオン交換は、３０分以上から１２０分以下の期間に及ぶものである、実施形態４２または４３に記載の方法。
【０１８８】
実施形態４５
前記イオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃以下の温度である、実施形態４２から４４のいずれか１つに記載の方法。
【０１８９】
実施形態４６
前記イオン交換されたガラス系物品を、第２のイオン交換媒体でイオン交換する工程を、
更に含む、実施形態４２から４５のいずれか１つに記載の方法。
【０１９０】
実施形態４７
前記第２のイオン交換媒体は、
３質量％以上から１５質量％以下のＮａＮＯ３と、
８５質量％以上から９７質量％以下のＫＮＯ３と
を含むものである、実施形態４６に記載の方法。
【０１９１】
実施形態４８
前記第２のイオン交換媒体は、３５０℃以上から４２０℃以下の温度である、実施形態４６または４７に記載の方法。
【０１９２】
実施形態４９
前記第２のイオン交換媒体での前記イオン交換は、１０分以上から３０分以下の期間に及ぶものである、実施形態４６から４８のいずれか１つに記載の方法。
【０１９３】
実施形態５０
前記イオン交換されたガラス系物品は、リチウムを含むものである、実施形態１から４９のいずれか１つに記載の方法。
【０１９４】
実施形態５１
実施形態１から５０のいずれか１つに記載の方法によって製造された逆イオン交換されたガラス系物品。
【符号の説明】
【０１９５】
１００  ガラス系物品
１１０  第１の表面
１１２  第２の表面
１２０  第１の圧縮層
１２２  第２の圧縮層
１３０  中心領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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