(57)【要約】  それを超えるとガラスが脆性挙動を示す閾値より低い中央張力を有する強化ガラス物品。中央張力はガラスの厚さによって非線形に変化する。ガラス物品は、例えば携帯電話、ミュージックプレーヤーなどの携帯型または移動式電子デバイス、ラップトップコンピュータ等の情報端末（ＩＴ）デバイスのためのカバープレートまたはウインドウとして使用されてもよい。
2015523310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さｔ＜０．５ｍｍを有する強化ガラス物品であって、
前記物品の表面から該物品内の層の深さＤＯＬまで延在し、圧縮応力ＣＳ下にある外側領域と、
中央張力ＣＴ下にある内側領域と、
を含み、
−１５．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｔ（ｍｍ）＋５２．５（ＭＰａ）＜ＣＴ（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）であることを特徴とする、強化ガラス物品。
【請求項２】
前記強化ガラス物品を破断するのに十分な点衝撃を受ける時に実質的に非脆性であることを特徴とする、請求項１に記載の強化ガラス物品。
【請求項３】
前記強化ガラス物品を破断するのに十分な点衝撃を受ける時に、３未満の脆性指数を有することを特徴とする、請求項１に記載の強化ガラス物品。
【請求項４】
前記強化ガラス物品が前記点衝撃によって破断される時に、０％≦ｎ１≦５％の破片サイズｎ１（％≦１ｍｍ）、０個の破片／ｃｍ２≦ｎ２≦３個の破片／ｃｍ２の破片密度ｎ２（破片／ｃｍ２）、０≦ｎ３≦５の亀裂の分岐ｎ３および０％≦ｎ４≦２％の飛散ｎ４（％≧５ｃｍ）の少なくとも１つ、またはそれらの組合せを示すことを特徴とする、請求項３に記載の強化ガラス物品。
【請求項５】
前記外層が、少なくとも３０μｍの層の深さおよび少なくとも６００ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする、請求項１に記載の強化ガラス物品。
【請求項６】
前記外層が少なくとも約７００ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする、請求項５に記載の強化ガラス物品。
【請求項７】
前記外層が少なくとも約５２μｍの層の深さを有することを特徴とする、請求項５に記載の強化ガラス物品。
【請求項８】
前記強化ガラス物品の前記厚さが０．３≦ｔ＜０．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の強化ガラス物品。
【請求項９】
前記強化ガラス物品の前記厚さが０．３≦ｔ≦０．４５ｍｍであることを特徴とする、請求項８に記載の強化ガラス物品。
【請求項１０】
アルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含むことを特徴とする、請求項１に記載の強化ガラス物品。
【請求項１１】
厚さｔ＜０．５ｍｍを有する強化ガラス物品であって、
前記物品の表面から該物品内の層の深さＤＯＬまで延在し、圧縮応力ＣＳ下にある外側領域と、
中央張力ＣＴ下の内側領域と、
を含み、
ＣＴ（ＭＰａ）＞−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）であり、該強化ガラス物品を破断するのに十分である点衝撃を受ける時に実質的に非脆性であることを特徴とする、強化ガラス物品。
【請求項１２】
前記外層が少なくとも３０μｍの層の深さおよび少なくとも６００ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする、請求項１１に記載の強化ガラス物品。
【請求項１３】
前記外層が少なくとも７００ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする、請求項１２に記載の強化ガラス物品。
【請求項１４】
前記外層が少なくとも約５２μｍの層の深さを有することを特徴とする、請求項１２に記載の強化ガラス物品。
【請求項１５】
前記強化ガラス物品の前記厚さが０．３≦ｔ＜０．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１１に記載の強化ガラス物品。
【請求項１６】
前記強化ガラス物品の前記厚さが０．３≦ｔ≦０．４５ｍｍであることを特徴とする、請求項１５に記載の強化ガラス物品。
【請求項１７】
アルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の強化ガラス物品。
【請求項１８】
厚さｔ＜０．５ｍｍを有する強化ガラス物品であって、
前記物品の表面から該物品内の少なくとも３０μｍの層の深さＤＯＬまで延在し、少なくとも６００ＭＰａの圧縮応力ＣＳ下にある外側領域と、
中央張力ＣＴ下にある内側領域と、
を含み、
−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）≦ＣＴ（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）であり、
前記強化ガラス物品が、該強化ガラス物品を破断するために十分な点衝撃を受ける時に、実質的に非脆性であり、３未満の脆性指数を有することを特徴とする、強化ガラス物品。
【請求項１９】
前記強化ガラス物品が前記点衝撃によって破断される時に、０％≦ｎ１≦５％の破片サイズｎ１（％≦１ｍｍ）、０個の破片／ｃｍ２≦ｎ２≦３個の破片／ｃｍ２の破片密度ｎ２（破片／ｃｍ２）、０≦ｎ３≦５の亀裂の分岐ｎ３および０％≦ｎ４≦２％の飛散ｎ４（％≧５ｃｍ）の少なくとも１つ、またはそれらの組合せを示すことを特徴とする、請求項１８に記載の強化ガラス物品。
【請求項２０】
前記外層が少なくとも７００ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする、請求項１８に記載の強化ガラス物品。
【請求項２１】
前記外層が少なくとも約５２μｍの層の深さを有することを特徴とする、請求項１８に記載の強化ガラス物品。
【請求項２２】
前記強化ガラス物品の前記厚さが０．３≦ｔ＜０．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１８に記載の強化ガラス物品。
【請求項２３】
前記強化ガラス物品の前記厚さが０．３≦ｔ≦０．４５ｍｍであることを特徴とする、請求項２２に記載の強化ガラス物品。
【請求項２４】
アルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の強化ガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１２年６月８日に出願された米国仮特許出願第６１／６５７，２７９号明細書（その内容をその全体において参照によって本願に組み込む）に対する優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、強化ガラス物品と製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
化学的に強化されたガラスは、例えば携帯電話、メディアプレーヤーなどのハンドヘルド形デバイス、および透明性、高い強度および耐磨耗性を必要とするその他のデバイス、ならびに他の用途に使用することが認識されている。しかしながら、このようなガラスは脆性挙動をとりやすい可能性がある−すなわち、ガラスが、十分な貫通力によって衝撃を与えられる時に多数の小片に激しく砕ける。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
それを超えるとガラスが脆性挙動を示す閾値より低い中央張力を示す強化ガラスが提供され、本明細書において記載される。脆性挙動の閾値中央張力は、ガラスの厚さによって非線形に変化する。このガラスは例えば携帯電話、ミュージックプレーヤーなどの携帯型または移動式電子通信および娯楽機器、および例えばラップトップコンピュータ等の情報端末（ＩＴ）デバイスのためのカバープレートまたはウインドウとして使用されてもよい。
【０００５】
したがって、本開示の一態様は、物品の表面から物品内の層の深さＤＯＬまで延在し、圧縮応力ＣＳ下にある外側領域と、中央張力ＣＴ下にある内側領域とを含む、厚さｔ＜０．５ｍｍを有する強化ガラス物品を提供することであり、そこで−１５．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｔ（ｍｍ）＋５２．５（ＭＰａ）＜ＣＴ（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）であり、ＣＴはメガパスカル（ＭＰａ）で表され、ｔはミリメートル（ｍｍ）単位で表される。
【０００６】
本開示の別の態様は、物品の表面から物品内の層の深さＤＯＬまで延在し、圧縮応力ＣＳ下にある外側領域と、メガパスカル（ＭＰａ）単位で表される、中央張力ＣＴ下の内側領域とを含む、厚さｔ＜０．５ｍｍを有する強化ガラス物品を提供することであり、そこでＣＴ（ＭＰａ）＞−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）である。強化ガラス物品は強化ガラス物品を破断するために十分である点衝撃を受ける時に実質的に非脆性である。
【０００７】
本開示のさらに別の態様は、物品の表面から物品内の少なくとも３０μｍの層の深さＤＯＬまで延在し、少なくとも６００ＭＰａの圧縮応力ＣＳ下にある外側領域と、中央張力ＣＴ下にある内側領域とを含む、厚さｔ＜０．５ｍｍを有する強化ガラス物品を提供することであり、そこで−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）≦ＣＴ（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）である。強化ガラス物品は、強化ガラス物品を破断するために十分な点衝撃を受ける時に実質的に非脆性であり、３未満の脆性指数を有する。
【０００８】
これらおよびその他の態様、利点、および顕著な特徴が以下の詳細な説明、添付した図面、および添付した請求の範囲から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１ａ】１）破砕時に脆性挙動を示す、２）破砕時に非脆性挙動を示す強化ガラス物品を示す写真である。
【図１ｂ】破砕時に非脆性挙動を示す強化ガラス板を示す写真である。
【図１ｃ】破片の飛散を測定するためにそしてガラス試料とガラス試料上の衝撃点との両方を位置決めするために使用されるグリッドの中央に置かれた衝撃後の試料を示す写真である。
【図２】強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品のガラス厚さの関数として閾値中央張力のプロットを示す。
【図３】強化ガラス物品の略図である。
【図４】強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品のガラス厚さの関数として閾値中央張力のプロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明において、同じ参照符号は、図面に示されるいくつかの図の全体にわたって同じまたは相当する部分を示す。また、特に断りがない限り、「上部」、「下部」、「外部の」、「内部の」等の用語は便宜的な語であり、制限的な用語として解釈されるべきでないことは理解されたい。さらに、群が、要素の群およびそれらの組み合わせの少なくとも１つを含むと説明されるときはいつでも、群は、個々にまたは互いに組合せてどちらかで、任意の数の列挙されたそれらの要素を含む、本質的にからなる、またはからなってもよいということは理解されたい。同様に、群が、要素の群またはそれらの組み合わせの少なくとも１つからなると説明されるときはいつでも、群が、個々にまたは互いに組合せてどちらかで、任意の数の列挙されたそれらの要素からなってもよいということは理解されたい。特に断りがない限り、値の範囲は、列挙されるとき、範囲の上限と下限の両方ならびにその間の任意の部分範囲を包含する。
【００１１】
図面全般を参照して、図解は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本開示または添付した請求の範囲をそれに制限することを意図しないことは理解されるであろう。図面は必ずしも縮尺通りではなく、図面の特定の特徴および特定の図は、縮尺において極端に強調されて示されるかまたは明確かつ簡潔にする目的で、略図で示される場合がある。
【００１２】
脆性挙動（ここで「脆性」とも称される）は、ガラス物品の極端な破砕挙動を指す。脆性挙動は、物品内の過度の内部または中央の張力ＣＴの発生の結果であり、破損時に物品の激しいまたは力強い破砕を生じる。熱的に調節され、積層され、または化学的に強化された（例えばイオン交換により強化された）ガラス物品において、ガラス物品（例えばプレートまたはシート）の表面または外側領域における圧縮応力（ＣＳ）とガラスプレートの中央における引張応力とのバランスが、物品からのガラス小片および／または粒子の飛散または「トシング」（ｔｏｓｓｉｎｇ）と共に複数の亀裂の分岐を生じるのに十分なエネルギーを提供する時に、脆性挙動が生じ得る。このような飛散が起こる速度は、中央張力ＣＴとして蓄えられたガラス物品内の過度のエネルギーの結果である。
【００１３】
ガラス物品の脆性は中央張力ＣＴおよび圧縮応力ＣＳの関数である。特に、ガラス物品内の中央張力ＣＴは、圧縮応力ＣＳから計算することができる。圧縮応力ＣＳは、表面近く（すなわち１００μｍ内）で測定され、最大ＣＳ値および圧縮応力層の測定深さ（「層の深さ」または「ＤＯＬ」とも称される）を与える。圧縮応力および層の深さは、当技術分野に公知のそれらの手段を使用して測定される。このような手段には、株式会社ルケオ（日本国、東京）によって製造された、ＦＳＭ−６０００などの市販の計測器を使用する表面応力の測定（ＦＳＭ）等があるがそれらに限定されず、圧縮応力および層の深さを測定する方法は、「化学的に強化された平板ガラスのための標準規格（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ  Ｆｌａｔ  Ｇｌａｓｓ）」と題されたＡＳＴＭ  １４２２Ｃ−９９および「アニール処理され、熱強化された、完全焼入れ平板ガラスのエッジおよび表面応力の非破壊光弾性測定のための標準試験法（“Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｎｏｎ−Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｐｈｏｔｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｄｇｅ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｔｒｅｓｓｅｓ  ｉｎ  Ａｎｎｅａｌｅｄ，  Ｈｅａｔ−Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ，  ａｎｄ  Ｆｕｌｌｙ−Ｔｅｍｐｅｒｅｄ  Ｆｌａｔ  Ｇｌａｓｓ”）」のＡＳＴＭ  １２７９．１９７７９（それらの内容をそれらの全体において参照によって本願明細書に組み込む）に記載されている。表面応力の測定は、応力光係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依拠し、それはガラスの複屈折に関連している。そして次にＳＯＣは、繊維および４点曲げ方法（両方とも、「ガラス繊維応力−光係数の測定のための標準試験法（“Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｔｒｅｓｓ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ”）」と題されたＡＳＴＭ  標準Ｃ７７０−９８（２００８）に記載されている）（それらの内容をそれらの全体において参照によって本願明細書に組み込む）、およびバルクシリンダー方法などの当技術分野に公知のそれらの方法によって測定される。ＣＳと中央張力ＣＴとの間の関係は、式：
ＣＴ＝（ＣＳ・ＤＯＬ）／（ｔ−２ＤＯＬ）  （１）
により与えられ、ここで、ｔはガラス物品の厚さである。特に断りがない限り、中央張力ＣＴおよび圧縮応力ＣＳは本明細書においてメガパスカル（ＭＰａ）で示され、厚さｔおよび層の深さＤＯＬはミリメートル（ｍｍ）で示される。ガラス物品に設計または提供できる圧縮層の深さＤＯＬおよび圧縮応力ＣＳの最大値は、そのような脆性挙動により制限される。したがって、脆性挙動は、様々なガラス物品の設計において考慮されるべき一つの問題である。
【００１４】
脆性挙動は、以下の少なくとも一つを特徴としている：強化ガラス物品（例えばプレートまたはシート）の複数小片（例えば≦１ｍｍ）への破壊、ガラス物品の単位面積毎に形成される破片の数、ガラス物品中の初期亀裂からの複数の亀裂の分岐、およびその元の位置から特定距離（例えば約５ｃｍ、または約２インチ）の少なくとも１つの破片の激しい飛散、および上記の破壊（サイズおよび密度）、亀裂および飛散作用のいずれかの組合せ。本明細書中で用いられるとき、「脆性挙動」および「脆性」という用語は、コーティング、接着層等の任意の外側拘束物を有しない強化ガラス物品の激しいまたは力強い破砕の形態を指す。コーティング、接着層等をここに記載される強化ガラス物品と共に使用してもよいが、このような外側拘束物は、ガラス物品の脆性または脆性挙動を決定する際に使用されない。
【００１５】
図１ａおよび１ｂは、鋭い圧子ツール、例えば、シリコンカーバイド先端を有する圧子を用いた点衝突による強化ガラス物品の脆性挙動および非脆性／実質的に非脆性の挙動の例を示す。脆性挙動を決定するために使用される点衝突試験は、上述のような圧子ツールを含む−それは、強化ガラス物品内に存在する内蔵エネルギーを放出するのにちょうど十分な力でガラス物品の表面に与えられ、ガラス表面上に落とされるか、または重みをかけられてガラス物品の破砕をもたらすために必要とされる力を提供する。すなわち、点衝突力は、強化ガラスシートの表面に少なくとも１つの新しい亀裂を生じ、圧縮応力ＣＳ領域（すなわち層の深さ）を通って中央張力ＣＴ下の領域中まで亀裂を広げるのに十分である。このような亀裂を生じるために十分である点衝撃力は、圧子ツールの重量または圧子ツールガラス物品の表面上に落とされる距離のどちらかを調節することによって調節されてもよい。強化ガラスシート中に亀裂を生じるまたは開始させるのに必要とされる衝突エネルギーは、物品の圧縮応力ＣＳおよび層の深さＤＯＬに依存し、したがって、シートが強化された条件（すなわち、イオン交換によりガラスを強化するために使用された条件）に依存する。あるいは、イオン交換された各ガラスプレートは、引張応力下であるプレートの内側領域中まで亀裂を伝播するのに十分に鋭いダート圧子（ｄａｒｔ  ｉｎｄｅｎｔｅｒ）に接触された。ガラスプレートに適用される力は、亀裂が内側領域の始まりに達するのにちょうど十分であり、したがって、亀裂を生じるエネルギーを、外側表面上のダート衝突の力からではなく内側領域中の引張応力から生じさせる。破片の飛散を正確に測定しガラス物品と物品上の衝撃点との両方を再現可能に位置決めするため、このような再現性を確実にするために各々の試料をグリッド上に位置決め／配置してもよい。図１ｃは、このようなグリッドの中央に位置決めされた（衝撃後の）試料を示す写真である。配置線ａは、衝撃前にガラス試料を中心ｃに適切に配置することおよび試料から試料までの衝撃点のばらつきのない位置を確実にする。中心ｃから発する同心円ｂを使用して、各々のガラス破片の飛散距離を測定する。
【００１６】
図１ａおよび１ｂに示されるガラスシートは、５０ｍｍ×５０ｍｍのイオン交換されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスプレートであり、各試料は０．５ｍｍの厚さを有する。試料の各々は、以下のいずれかの組成を有した。６６．７モル％のＳｉＯ２、１０．５モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６４モル％のＢ２Ｏ３、１３．８モル％のＮａ２Ｏ、２．０６モル％のＫ２Ｏ、５．５０モル％のＭｇＯ、０．４６モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．３４モル％のＡｓ２Ｏ３、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３、または６６．４モル％のＳｉＯ２、１０．３モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６０モル％のＢ２Ｏ３、１４．０モル％のＮａ２Ｏ、２．１０モル％のＫ２Ｏ、５．７６モル％のＭｇＯ、０．５８モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．２１モル％のＳｎＯ２、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３。図１ａおよび１ｂに示されるガラスプレートの各々はイオン交換された。
【００１７】
図１ａを参照すると、ガラスプレートａ（図１ａ）は、脆性であると分類できる。特に、ガラスプレートａは飛散される複数の小片に破砕され、初期亀裂から大規模の亀裂の分岐を示し、小片を生じた。破片の約５０％は、１ｍｍ未満のサイズであり、約８から１０の亀裂が初期亀裂から分岐したと推定される。図１ａに示されるように、ガラス片はまた、元のガラスプレートａから約５ｃｍ飛散された。上記の３つの基準（すなわち、複数の亀裂の分岐、飛散および極端な破砕）のいずれかを示すガラス物品は、脆性であると分類される。例えば、ガラスが過度の分岐のみを示すが上記のような飛散または極端な破砕を示さない場合、ガラスは依然として脆性を特徴としている。
【００１８】
ガラスプレートｂ、ｃ（図１ｂ）およびｄ（図１ａ）は非脆性または実質的に非脆性であると分類される。これらの試料の各々において、ガラスシートは、割れて少数の大きい断片になる。例えば、ガラスプレートｂ（図１ｂ）は、割れて亀裂の分岐のない２つの大きい断片になる。ガラスプレートｃ（図１ｂ）は、割れて初期亀裂から分岐する２つの亀裂を有する４つの断片になる。そしてガラスプレートｄ（図１ａ）は、割れて初期亀裂から分岐する２つの亀裂を有する４つの断片になる。飛散された破片がないこと（すなわち、それらの元の位置から２インチ（５．０８センチメートル）超に強く飛散されたガラス片がない）、≦１ｍｍのサイズの目に見える破片がないこと、および観察された亀裂の分岐が最低限の量であることに基づいて、試料ｂ、ｃおよびｄは、非脆性または実質的に非脆性であると分類される。
【００１９】
上記に基づいて、別の物体との衝突時のガラス、ガラスセラミック、および／またはセラミック物品の脆性または非脆性挙動の程度を定量化するために、脆性指数（表１）を作成することができる。指数番号は、非脆性挙動について１から高い脆性挙動について５までの範囲で、脆性または非脆性の異なるレベルを記述するために割り当てられた。指数を使用して、脆性は以下の多くのパラメータを用いて特性決定され得る：１）１ｍｍ未満の直径（すなわち最大寸法）を有する破片の母集団のパーセンテージ（表１における「破片サイズ」）、２）試料の単位面積毎（この場合ｃｍ２）に形成される破片の数（表１における「破片密度」）、３）衝突時に形成された初期亀裂から分岐する亀裂の数（表１における「亀裂の分岐」）、および４）衝突時にそれらの元の位置から約５ｃｍ（または約２インチ）超に飛散される破片の母集団のパーセンテージ（表１における「飛散」）。
【００２０】
【表１】
2015523310.tif 000003
【００２１】
特定の指数値と関連する基準の少なくとも一つを物品が満たす場合、脆性指数がガラス物品に割り当てられる。あるいは、ガラス物品が脆性の２つの特定のレベルの間の基準を満たす場合、物品は脆性指数範囲（例えば２〜３の脆性指数）を割り当てられてもよい。ガラス物品は、表１に記載される個々の基準から決定される、脆性指数の最高値を割り当てられてもよい。多くの場合、表１に記載される、破片密度またはそれらの元の位置から５ｃｍ超に飛散された破片のパーセンテージなどの、それぞれの基準の値を確認することは不可能である。したがって、異なる基準は、脆性挙動の個別の代わりの尺度であると考えられ、一つの基準レベル内に含まれるガラス物品は、対応する脆性の程度および脆性指数が割り当てられる。表１に記載される４つの基準のいずれかに基づく脆性指数が３以上である場合、ガラス物品は脆性であると分類される。
【００２２】
上記の脆性指数を図１ａおよび１ｂに示される試料に当てはめると、ガラスプレートａは複数の飛散小片に破砕し、初期亀裂から分岐し小片を生じる大規模の亀裂を示す。破片の約５０％が、１ｍｍ未満のサイズであり、約８から１０の亀裂が初期亀裂から分岐したと推定される。表１に記載される基準に基づいて、ガラスプレートａは、約４〜５の脆性指数を有し、中−高程度の脆性を有すると分類される。
【００２３】
３未満の脆性指数（低脆性）を有するガラス物品は、非脆性または実質的に非脆性であると考えられてもよい。ガラスプレートｂ、ｃおよびｄはそれぞれ、１ｍｍ未満の直径を有する破片、衝突時に形成される初期亀裂からの複数の分岐、およびそれらの元の位置から５ｃｍ超に飛散された破片を有しない。ガラスプレートｂ、ｃおよびｄは、非脆性であり、したがって１の脆性指数を有する（脆性ではない）。
【００２４】
上に考察したように、図１ａおよび１ｂにおいて、脆性挙動を示したガラスプレートａと、非脆性挙動を示したガラスプレートｂ、ｃおよびｄとの間で観察された挙動の違いは、試験された試料間の中央張力ＣＴの違いによる可能性がある。このような脆性挙動の可能性は、携帯電話、娯楽機器等の携帯型または移動式電子デバイスのための、並びにラップトップコンピュータなどの情報端末（ＩＴ）デバイスのディスプレイのためのカバープレートまたはウインドウなど、様々のガラス製品の設計における一つの問題点である。さらに、ガラス物品中に設計されるかまたは提供され得る圧縮層の深さＤＯＬおよび圧縮応力ＣＳの最大値は、このような脆性挙動により制限される。
【００２５】
したがって、脆性を避け、非脆性または実質的に非脆性であるために（すなわち、ガラスプレートまたはガラス物品が脆性挙動を示す５％以下の確率）、ガラス物品は、圧縮応力ＣＳおよび層の深さＤＯＬの両方を考慮に入れながら、ガラス物品について臨界または閾値中央張力ＣＴのまたはそれより低い中央応力ＣＴを有するように設計されて、別の物体との衝突時の脆性を避けるべきである。約２ｍｍ以上の厚さを有するガラス物品の脆性挙動の経験的観察に基づいて、許容できない脆性挙動を生じる中央張力の「臨界」または「閾値」量とガラス厚さｔとの間の関係は、これまで線形であると考えられていた。許容できない脆性挙動の始まり（本明細書において「臨界」または「閾値」中央張力値とも称される）が生じると考えられる閾値中央張力ＣＴ（本明細書において「閾値ＣＴ」とも称される）の例が、図２に厚さの関数としてプロットされる（線２）。
【００２６】
図２に示される線２によって表されるデータは、以下のいずれかの組成を有し、イオン交換によって強化された、一連の化学的に強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス試料について実験的に観察された挙動に基づいている。すなわち、６６．７モル％のＳｉＯ２、１０．５モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６４モル％のＢ２Ｏ３、１３．８モル％のＮａ２Ｏ、２．０６モル％のＫ２Ｏ、５．５０モル％のＭｇＯ、０．４６モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．３４モル％のＡｓ２Ｏ３、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３、または６６．４モル％のＳｉＯ２、１０．３モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６０モル％のＢ２Ｏ３、１４．０モル％のＮａ２Ｏ、２．１０モル％のＫ２Ｏ、５．７６モル％のＭｇＯ、０．５８モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．２１モル％のＳｎＯ２、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３。試料の各々は少なくとも２ｍｍの厚さを有した。図２の線２によって表されるデータは、閾値中央張力ＣＴ（式（１）およびＣＳ、ＤＯＬ、およびｔから決定される）とガラスの厚さｔとの間の関係が線形であり（以下に「線形閾値中央張力ＣＴ２」または「ＣＴ２と称される）、式：
ＣＴ２（ＭＰａ）＝−１５．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｔ（ｍｍ）＋５２．５（ＭＰａ）  （２）
によって記述されることを示す。
【００２７】
式（２）は、それぞれ少なくとも２ｍｍの厚さを有する、化学的に強化されたガラス試料について得られた実験的圧縮応力および層の深さのデータから導き出される。より小さい厚さに挿入されると、式（２）は、ここに記載される強化ガラスについてＣＴの下限値を提供する。厚さｔ≧２ｍｍである試料について得られ式（２）で示されるデータから導き出される中央張力、圧縮応力、および層の深さの間の関係により、厚さｔに対する閾値ＣＴ２の線形挙動は、生じる場合がある圧縮応力の量および層の深さを制限する。したがって、特定の用途、特にガラスのより薄いシートが使用される用途のための設計柔軟性は、そのような線形挙動に基づいて制限されると予想される。例えば、ガラスシートは、式（２）により予測され図２の線２によって示される閾値ＣＴ２値より低い中央張力を達成するＣＳおよびＤＯＬ値を達成するよう強化される。
【００２８】
ここに記載されるように、強化ガラス物品、特に２ｍｍ未満の厚さｔを有するガラス物品において脆性挙動を生じる中央張力ＣＴの臨界または閾値量の間の関係は、非線形であることが分かった。したがって、ここに記載される基準によって定められるように、実質的に非脆性の（すなわち脆性のない）強化シートまたはプレートなどの強化ガラス物品が提供され、図３に図解的に示される。強化ガラス物品３００は、厚さｔ、第１の表面３１０から層の深さｄ１まで強化ガラス物品３００のバルク中に延在する第１の圧縮層３２０を有する。図３に示される実施形態において、ガラス物品３００はまた、第２の表面３１２から第２の層の深さｄ２まで延在する第２の圧縮層３２２を有する。強化ガラス物品３００はまた、ｄ１からｄ２まで延在する中央領域３３０を有する。中央領域３３０は、張力または中央張力（ＣＴ）下であり、それは、層３２０および３２２の圧縮応力とバランスをとるかまたは相殺する。第１および第２の圧縮層３２０、３２２の深さｄ１、ｄ２は、圧縮応力が第１および第２の圧縮層３２０、３２２の深さｄ１、ｄ２を貫通する傷が生じる可能性を最小に抑えたまま、第１および第２の表面３１０、３１２に対する鋭い衝撃によって生じた傷の拡大から強化ガラス物品３００を保護する。圧縮応力層３２０、３２２の深さＤＯＬは、表面から、測定された圧縮応力が引張応力領域（内側領域３３０）との境界でゼロ応力に低減される点までの深さである。中央張力ＣＴと圧縮応力ＣＳとの間の関係は、前に示された式（１）：
ＣＴ＝（ＣＳ・ＤＯＬ）／（ｔ−２ＤＯＬ）  （１）
により与えられる。
【００２９】
図２を参照すると、許容できない脆性挙動の始まり（ここで臨界または閾値中央張力とも称される）が実際に起こる閾値中央張力（閾値ＣＴ）が、厚さｔの関数としてプロットされ、図２で線１により示される。線１は、以下のいずれかの組成を有し、イオン交換された、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの実験的に観察された挙動に基づいている。すなわち、６６．７モル％のＳｉＯ２、１０．５モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６４モル％のＢ２Ｏ３、１３．８モル％のＮａ２Ｏ、２．０６モル％のＫ２Ｏ、５．５０モル％のＭｇＯ、０．４６モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．３４モル％のＡｓ２Ｏ３、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３、または６６．４モル％のＳｉＯ２、１０．３モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６０モル％のＢ２Ｏ３、１４．０モル％のＮａ２Ｏ、２．１０モル％のＫ２Ｏ、５．７６モル％のＭｇＯ、０．５８モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．２１モル％のＳｎＯ２、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３。線１により示されるデータは、中央張力ＣＴ（以下、「非線形閾値中央張力ＣＴ１」または「ＣＴ１」と称される）とガラスの厚さｔとの間の関係を示し、実質的に非線形であり、式：
ＣＴ１（ＭＰａ）≦−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）  （３）
により示される。
【００３０】
式（３）は、それぞれ約１．４ｍｍ未満の厚さを有するイオン交換されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス試料の圧縮応力ＣＳおよび層の深さＤＯＬの実験的測定値から導き出される。式（２）により示されるＣＴとｔとの間の以前に予想された線形関係により定められる線形中央張力ＣＴ２よりも大きい非線形閾値中央張力ＣＴ１をガラス物品が有することが観察された。したがって、許容できない脆性挙動が最小化されるかまたは存在しない中央張力ＣＴ１の予期せぬ範囲は、式：
−１５．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｔ（ｍｍ）＋５２．５（ＭＰａ）≦ＣＴ１（ＭＰａ）≦−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ＭＰａ）＋４８．２（ＭＰａ）  （４）
により表される。
【００３１】
類似したまたは同一の組成のより厚い強化ガラス試料についてこれまで観察された挙動を考慮に入れると、図２の線１および式（３）により例示される、許容最大ＣＴ１とガラス物品厚さとの間の非線形関係は予想外である。図２の線２により示され式（２）により表されるように、ＣＴと厚さとの間の関係が線形（ＣＴ２）である場合、約０．２から２ｍｍまでの範囲の成形品の厚さについてのＣＴ閾値脆性は、式（３）から決定されるよりも小さく、ＣＳおよびＤＯＬの少なくとも１つは、それに相応して制限される。小さい厚さでの圧縮層の深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力ＣＳの最大値もまた低減されなければならない。図２に示される線形挙動により決定されるような、これらの範囲におけるＣＳおよびＤＯＬのそのような低減は、特定の用途について設計の柔軟性を制限するであろう。
【００３２】
閾値ＣＴの予め予想されていた線形挙動（図２の線２により示されるＣＴ２）は、厚さの関数としての脆性ｔ（図２の線１）についての実際の閾値ＣＴ極限（ＣＴ１）の間の非線形関係を示唆しない。この予期せぬ結果をさらに説明するために、表２は、ここに記載される、図２の線１から式（３）を使用して計算される実際の非線形閾値中央張力ＣＴ１、図２の線２から式（２）を使用して計算される線形閾値中央張力ＣＴ２、および選択されたガラス厚さについて式（２）および（３）を使用して計算される閾値ＣＴ値の差（ＣＴ１−ＣＴ２）を記載する。
【００３３】
【表２】
2015523310.tif 000004
【００３４】
表２に記載される値から見ることができるように、予想される期待閾値ＣＴ２（式（２））と非線形関係により予想される実際の閾値ＣＴ１（式（３））との間の差（ＣＴ１−ＣＴ２）は、厚さｔの減少と共に増加する。ＣＴは厚さｔ、層の深さＤＯＬ、および圧縮応力（ＣＳ）に関連するので（式（１））、ここに記載される非線形関係により予想される、より大きい閾値ＣＴ値（ＣＴ１：式（３））は、より大きい範囲のＣＳおよびＤＯＬ値を提供し、これは、非脆性を示す、すなわち３より小さい脆性指数を有する強化ガラスシートを設計および作製するために使用されてもよい。結果として、非脆性強化ガラス物品は、特定の厚さに製造され、以前に可能であると考えられていたよりも大きい閾値中央張力ＣＴを有するように強化され得る。
【００３５】
一実施形態において、強化ガラス物品３００は、上述のように、実質的に非脆性であるかまたは脆性挙動を有しない。すなわち、強化ガラス物品３００は、本明細書の表１に記載されるように、３未満の脆性指数を有する。強化ガラス３００の破砕を引き起こすのに十分な力で衝突時に、１ｍｍ以下の直径（すなわち、最大寸法）を有する破片の母集団のパーセンテージｎ１（表１における「破片サイズ」）は、５％以下である（すなわち、０％≦ｎ１≦５％）。試料の単位面積毎（この場合、ｃｍ２）に形成される破片の数ｎ２（表１における「破片密度」）は、３個の破片／ｃｍ２以下である。衝突時に形成された初期亀裂から分岐する亀裂の数ｎ３（表１における「亀裂の分岐」）は、５以下である（すなわち、０≦ｎ３≦５）。そして衝突時にそれらの元の位置から約５ｃｍ（または約２インチ）超に飛散される破片の母集団のパーセンテージｎ４（表１における「飛散」）は、２％以下である（すなわち、０％≦ｎ４≦２％）。
【００３６】
図１の線２に示されるデータは、厚さの関数として脆性について閾値ＣＴ極限ＣＴ１の非線形挙動を示唆しない。表２に記載される値から見ることができるように、式（２）により予想される閾値ＣＴと非線形関係により予想される閾値ＣＴ（式３）との間の差は、厚さｔの減少と共に増加する。
【００３７】
脆性を避けるために、ガラス物品は、許容できない脆性挙動を生じるとこれまで考えられた非線形中央張力閾値を実際に超える、より小さい厚さにおいて中央張力ＣＴを有するように設計され得る（すなわち、より小さい厚さについて、ガラスが、図２において厚さｔの関数としてプロットされる中央張力（線２）を超える中央張力を有する場合がある）ことがさらに発見された。図４を参照すると、許容できない脆性挙動の始まりが０．７５ｍｍ以下の厚さを有するガラス物品において実際に起こる閾値中央張力が、厚さｔの関数としてプロットされ、線３により示される。線３は、以下のいずれかの組成を有するアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの実験的に観察された挙動に基づいている。すなわち、１）約６０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２、約６モル％〜約１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約１５モル％のＢ２Ｏ３、０モル％〜約１５モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約１０モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約８モル％のＭｇＯ、０モル％〜約１０モル％のＣａＯ、０モル％〜約５モル％のＺｒＯ２、０モル％〜約１モル％のＳｎＯ２、０モル％〜約１モル％のＣｅＯ２、約５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および約５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３、ここで１２モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦２０モル％および０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル、または２）約６１モル％〜約７５モル％のＳｉＯ２、約７モル％〜約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約１２モル％のＢ２Ｏ３、約９モル％〜約２１モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約４モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約７モル％のＭｇＯ、および０モル％〜約３モル％のＣａＯ、または３）少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２および少なくとも約１１モル％のＮａ２Ｏ、約７モル％〜約２６モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約９モル％のＢ２Ｏ３、０モル％〜約２．５モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約８．５モル％のＭｇＯ、および０モル％〜約１．５モル％のＣａＯ。
【００３８】
線３によって表されるデータは、中央張力ＣＴとガラスの厚さｔとの間の関係が、図２の線１の上にある、少なくとも．７５ｍｍ未満の厚さについて、（ＣＴ１（ＭＰａ）≦−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ））であり、式：
ＣＴ３（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）  （５）
によって記述されることを示す。
【００３９】
式（５）は、それぞれ約０．７５ｍｍ以下の厚さを有するイオン交換されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス試料の圧縮応力ＣＳおよび層の深さＤＯＬの実験的測定値から導き出される。式（１）により示されるＣＴとｔとの間のこれまで予想された線形関係により定められる線形中央張力ＣＴ２よりも大きく、そして０．７５ｍｍ未満の厚さについて、式（３）により示される非線形中央張力ＣＴ１よりも大きい非線形閾値中央張力ＣＴ３をガラス物品が有することが観察された。したがって、許容できない脆性挙動が最小化されるかまたは存在しない（ガラスプレートまたはガラス物品が脆性挙動を示す５％以下の確率）中央張力ＣＴ３の予期せぬ全範囲は、式：
−１５．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｔ（ｍｍ）＋５２．５（ＭＰａ）＜ＣＴ３（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）  （６）
によって記述される。
【００４０】
許容できない脆性挙動が最小化されるかまたは存在しない（ガラスプレートまたはガラス物品が脆性挙動を示す５％以下の確率）ＣＴ１を超える中央張力ＣＴ３の予期せぬ範囲は、式：
−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）≦ＣＴ３（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）  （７）
によって記述される。
【００４１】
より厚い強化ガラス試料についてこれまで観察された挙動を考慮に入れると、図４の線３および式（５）により例示される、許容最大ＣＴ３とガラス物品厚さとの間の関係は予想外である。この予想外の結果をさらに説明するために、表３は、厚さがわずか０．３ｍｍの試料で測定された実際の非線形閾値中央張力ＣＴ３を含む。
【００４２】
【表３】
2015523310.tif 000005
【００４３】
表３は、０．７５ｍｍ以下の厚さｔの減少と共に閾値ＣＴ１（式（３））と閾値ＣＴ３（式（５））との間の違いを示す。ＣＴは厚さｔ、層の深さＤＯＬ、および圧縮応力ＣＳに関連するので（式（１））、ここに記載される非線形関係により予想される、より大きい閾値ＣＴ値（ＣＴ３：式（５））は、より大きい範囲のＣＳおよびＤＯＬ値を提供し、これは、式（３）において予想されるように３より小さい脆性指数を有する強化ガラスシートを設計および作製するために使用されてもよい（すなわち、ガラスプレートまたはガラス物品が脆性挙動を示す５％以下の確率を有する非脆性または実質的に非脆性挙動）。結果として、非脆性強化ガラス物品は、特定の厚さに製造され、以前に可能であると考えられていたよりも大きい閾値中央張力ＣＴを有するように強化され得る。
【００４４】
一実施形態において、式（５）に従って製造された強化ガラス物品（例えば、強化ガラス物品３００）は、上述のように、非脆性、実質的に非脆性である、または脆性挙動を有しない。すなわち、強化ガラス物品３００は、本明細書の表１に記載されるように、３未満の脆性指数を有する。強化ガラス３００の破砕を引き起こすのに十分な力で衝突時に、１ｍｍ以下の直径（すなわち、最大寸法）を有する破片の母集団のパーセンテージｎ１（表１における「破片サイズ」）は、５％以下である（すなわち、０％≦ｎ１≦５％）。試料の単位面積毎（この場合、ｃｍ２）に形成される破片の数ｎ２（表１における「破片密度」）は、３個の破片／ｃｍ２以下である。衝突時に形成された初期亀裂から分岐する亀裂の数ｎ３（表１における「亀裂の分岐」）は、５以下である（すなわち、０≦ｎ３≦５）。そして衝突時にそれらの元の位置から約５ｃｍ（または約２インチ）超に飛散される破片の母集団のパーセンテージｎ４（表１における「飛散」）は、２％以下である（すなわち、０％≦ｎ４≦２％）。
【００４５】
本明細書に記載された強化ガラス物品は、多数の組成物を含んでもよい。一実施形態において、強化ガラス物品はアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含む。特定の一実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは以下の組成を有する：６６．７モル％のＳｉＯ２、１０．５モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６４モル％のＢ２Ｏ３、１３．８モル％のＮａ２Ｏ、２．０６モル％のＫ２Ｏ、５．５０モル％のＭｇＯ、０．４６モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．３４モル％のＡｓ２Ｏ３、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３。別の特定の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは以下の組成を有する：６６．４モル％のＳｉＯ２、１０．３モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６０モル％のＢ２Ｏ３、１４．０モル％のＮａ２Ｏ、２．１０モル％のＫ２Ｏ、５．７６モル％のＭｇＯ、０．５８モル％のＣａＯ、０．０１モル％のＺｒＯ２、０．２１モル％のＳｎＯ２、および０．００７モル％のＦｅ２Ｏ３。
【００４６】
一実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６４モル％〜約６８モル％のＳｉＯ２、約１２モル％〜約１６モル％のＮａ２Ｏ、約８モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約３モル％のＢ２Ｏ３、約２モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ、約４モル％〜約６モル％のＭｇＯ、および０モル％〜約５モル％のＣａＯを含み、そこで６６モル％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦６９モル％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０モル％、５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８モル％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）−Ａｌ２Ｏ３≧２モル％、２モル％≦Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≦６モル％、および４モル％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３≦１０モル％である。このガラスは、２００７年７月２７日に出願された“Ｄｏｗｎ−Ｄｒａｗａｂｌｅ，  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ  Ｇｌａｓｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｖｅｒ  Ｐｌａｔｅ”と題されたＡｄａｍ  Ｊ．Ｅｌｌｉｓｏｎらによる米国特許第７，６６６，５１１号明細書に記載されており、それは２００７年５月１８日に出願された米国仮特許出願第６０／９３０，８０８号明細書に対する優先権を主張し、その内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００４７】
別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、アルミナおよび酸化ホウ素の少なくとも１つ、ならびにアルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の少なくとも１つを含み、そこで−１５モル％≦（Ｒ２Ｏ＋Ｒ’Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２）−Ｂ２Ｏ３≦４モル％であり、ＲがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、およびＣｓのうちの１つであり、Ｒ’がＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａのうちの１つである。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２、０モル％〜約１８モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３、０モル％〜約１５モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約１８モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約１７モル％のＭｇＯ、０モル％〜約１８モル％のＣａＯ、および０モル％〜約５モル％のＺｒＯ２を含む。このガラスは、２００８年１１月２５日に出願された“Ｇｌａｓｓｅｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ  Ａｎｄ  Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ”と題されたＭａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる米国特許出願第１２／２７７，５７３号明細書に記載されており、２００８年１１月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／００４，６７７号明細書に対する優先権を主張し、その内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００４８】
別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２、約６モル％〜約１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約１５モル％のＢ２Ｏ３、０モル％〜約１５モル％のＬｉ２Ｏ、０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約１０モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約８モル％のＭｇＯ、０モル％〜約１０モル％のＣａＯ、０モル％〜約５モル％のＺｒＯ２、０モル％〜約１モル％のＳｎＯ２、０モル％〜約１モル％のＣｅＯ２、約５０ｐｐｍのＡｓ２Ｏ３、および約５０ｐｐｍのＳｂ２Ｏ３を含み、そこで１２モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦２０モル％および０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル％である。特定の実施形態において、ガラスが、６０〜７２モル％のＳｉＯ２、６〜１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜１５モル％のＢ２Ｏ３、０〜１モル％のＬｉ２Ｏ、０〜２０モル％のＮａ２Ｏ、０〜１０モル％のＫ２Ｏ、０〜２．５モル％のＣａＯ、０〜５モル％のＺｒＯ２、０〜１モル％のＳｎＯ２、および０〜１モル％のＣｅＯ２（１２モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦２０モル％）、および５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３を含む。このガラスは、２００９年２月２５日に出願された“Ｆｉｎｉｎｇ  Ａｇｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓｅｓ”と題された、Ｓｉｎｕｅ  Ｇｏｍｅｚらによる米国特許第８，１５８，５４３号明細書および２０１２年６月１３日に出願された、“ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓｅｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｌｏｗ  Ｓｅｅｄ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ”と題されたＳｉｎｕｅ  Ｇｏｍｅｚらによる米国特許出願第１３／４９５，３５５号明細書に記載されており、両方とも、２００８年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／０６７，１３０号明細書に対する優先権を主張し、それらの内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００４９】
別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ＳｉＯ２およびＮａ２Ｏを含み、そこでガラスは、ガラスが３５キロポアズ（ｋｐｏｉｓｅ）の粘度を有する温度Ｔ３５ｋｐを有し、ジルコンが分解してＺｒＯ２およびＳｉＯ２を形成する温度Ｔｂｒｅａｋｄｏｗｎが、Ｔ３５ｋｐより大きい。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６１モル％〜約７５モル％のＳｉＯ２、約７モル％〜約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約１２モル％のＢ２Ｏ３、約９モル％〜約２１モル％のＮａ２Ｏ、約０モル％〜約４モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約７モル％のＭｇＯ、および０モル％〜約３モル％のＣａＯを含む。このガラスは、２０１０年８月１０日に出願された“Ｚｉｒｃｏｎ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  Ｇｌａｓｓｅｓ  ｆｏｒ  Ｄｏｗｎ  Ｄｒａｗ”と題されたＭａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる米国特許出願第１２／８５６，８４０号明細書に記載されており、それは２００９年８月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／２３５，７６２号明細書に対する優先権を主張し、それらの内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００５０】
別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも５０モル％のＳｉＯ２と、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの改質剤とを含み、そこで［（Ａｌ２Ｏ３（モル％）＋Ｂ２Ｏ３（モル％））／（Σアルカリ金属改質剤（モル％））］＞１である。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、５０モル％〜約７２モル％のＳｉＯ２、約９モル％〜約１７モル％のＡｌ２Ｏ３、約２モル％〜約１２モル％のＢ２Ｏ３、約８モル％〜約１６モル％のＮａ２Ｏ、および０モル％〜約４モル％のＫ２Ｏを含む。このガラスは、２０１０年８月１８日に出願された“Ｃｒａｃｋ  Ａｎｄ  Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｇｌａｓｓ  ａｎｄ  Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅｓ  Ｍａｄｅ  Ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ”と題されたＫｒｉｓｔｅｎ  Ｌ．  Ｂａｒｅｆｏｏｔらによる米国特許出願第１２／８５８，４９０号明細書に記載されており、それは２００９年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／２３５，７６７号明細書に対する優先権を主張し、それらの内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００５１】
別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、および少なくとも１つのアルカリ金属酸化物（Ｒ２Ｏ）（０．７５≦［（Ｐ２Ｏ５（モル％）＋Ｒ２Ｏ（モル％））／Ｍ２Ｏ３（モル％）］≦１．２、Ｍ２Ｏ３＝Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）を含む。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約４０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２、０モル％〜約２８モル％のＢ２Ｏ３、０モル％〜約２８モル％のＡｌ２Ｏ３、約１モル％〜約１４モル％のＰ２Ｏ５、および約１２モル％〜約１６モル％のＲ２Ｏを含み、特定の実施形態において、約４０〜約６４モル％のＳｉＯ２、０モル％〜約８モル％のＢ２Ｏ３、約１６モル％〜約２８モル％のＡｌ２Ｏ３、約２モル％〜約１２％のＰ２Ｏ５、および約１２モル％〜約１６モル％のＲ２Ｏを含む。このガラスは、２０１１年１１月２８日に出願された“Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｅｅｐ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  Ｌａｙｅｒ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｄａｍａｇｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”と題されたＤａｎａ  Ｃ．Ｂｏｏｋｂｉｎｄｅｒらによる米国特許出願第１３／３０５，２７１号明細書に記載されており、それは２０１０年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／４１７，９４１号明細書に対する優先権を主張し、それらの内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００５２】
さらに他の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約４モル％のＰ２Ｏ５を含み、そこで（Ｍ２Ｏ３（モル％）／ＲｘＯ（モル％））＜１、Ｍ２Ｏ３＝Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３、そしてＲｘＯが、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス中に存在している一価および二価カチオン酸化物の総計である。いくつかの実施形態において、一価および二価カチオン酸化物が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＺｎＯからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、ガラスが０モル％のＢ２Ｏ３を含む。このガラスは、２０１２年１１月１５日に出願された“Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｃｒａｃｋ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”と題されたＴｉｍｏｔｈｙ  Ｍ．Ｇｒｏｓｓによる米国特許出願第１３／６７７，８０５号明細書に記載されており、それは２０１１年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／５６０，４３４号明細書に対する優先権を主張し、それらの内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００５３】
さらに別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２および少なくとも約１１モル％のＮａ２Ｏを含み、圧縮応力が少なくとも約９００ＭＰａである。いくつかの実施形態において、ガラスはさらに、Ａｌ２Ｏ３と、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯおよびＺｎＯの少なくとも１つとを含み、そこで−３４０＋２７．１・Ａｌ２Ｏ３−２８．７・Ｂ２Ｏ３＋１５．６・Ｎａ２Ｏ−６１．４・Ｋ２Ｏ＋８．１・（ＭｇＯ＋ＺｎＯ）≧０モル％である。特定の実施形態において、ガラスが、約７モル％〜約２６モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％〜約９モル％のＢ２Ｏ３、約１１モル％〜約２５モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約２．５モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜約８．５モル％のＭｇＯ、および０モル％〜約１．５モル％のＣａＯを含む。このガラスは、２０１１年６月２６日に出願された“Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  Ｓｔｒｅｓｓ”と題されたＭａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる米国特許出願第１３／５３３，２９８号明細書に記載されており、それは２０１１年７月１日に出願された米国仮特許出願第６１／５０３，７３４号明細書に対する優先権を主張し、それらの内容をそれらの全体において参照によって本明細書に組み込む。
【００５４】
他の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２、少なくとも約１０モル％のＲ２Ｏ（Ｒ２ＯがＮａ２Ｏを含む）、Ａｌ２Ｏ３（−０．５モル％≦Ａｌ２Ｏ３（モル％）−Ｒ２Ｏ（モル％）≦２モル％）およびＢ２Ｏ３（Ｂ２Ｏ３（モル％）−（Ｒ２Ｏ（モル％）−Ａｌ２Ｏ３（モル％））≧４．５モル％）を含む。特定の実施形態において、ガラスが、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２、約１２モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３、約４．５モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３、約１０モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯ、またはそれらの組合せ（０モル％≦ＭｇＯ≦６および０≦ＺｎＯ≦６モル％）、そして、任意選択により、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＳｒＯの少なくとも１つ（０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％）を含む。このガラスは、２０１２年５月３１日に出願された“Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｄａｍａｇｅ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ”と題されたＭａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる米国仮特許出願第６１／６５３，４８５号明細書に記載されており、その内容をそれらの全体において参照によって組み込む。
【００５５】
他の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２、少なくとも約１０モル％のＲ２Ｏ（Ｒ２ＯがＮａ２Ｏを含む）、Ａｌ２Ｏ３（Ａｌ２Ｏ３（モル％）＜Ｒ２Ｏ（モル％））、およびＢ２Ｏ３（Ｂ２Ｏ３（モル％）−（Ｒ２Ｏ（モル％）−Ａｌ２Ｏ３（モル％））≧３モル％）を含む。特定の実施形態において、ガラスが、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２、約９モル％〜約２２モル％のＡｌ２Ｏ３、約３モル％〜約１０モル％のＢ２Ｏ３、約９モル％〜約２０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜約５モル％のＫ２Ｏ、少なくとも約０．１モル％のＭｇＯ、ＺｎＯ、またはそれらの組合せ（０≦ＭｇＯ≦６モル％および０≦ＺｎＯ≦６モル％）、そして、任意選択により、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＳｒＯの少なくとも１つ（０モル％≦ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ≦２モル％）を含む。特定の実施形態において、ガラスは、ガラスが約３０キロポアズ〜約４０キロポアズの範囲の粘度を有する温度に等しいジルコン分解温度を有する。ガラスは、２０１２年５月３１日に出願された“Ｚｉｒｃｏｎ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ，  Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｄａｍａｇｅ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ”と題されたＭａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる米国仮特許出願第６１／６５３，４８９号明細書に記載されており、その内容をそれらの全体において参照によって組み込む。
【００５６】
いくつかの実施形態において、上述のアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、リチウム、ホウ素、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、アンチモン、およびヒ素のうちの少なくとも１つを実質的に含有しない（すなわち、０モル％を含有する）。
【００５７】
いくつかの実施形態において、上述のアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、スロット延伸、溶融延伸、再延伸等の当技術分野に公知の方法によってダウンドロー可能であり、少なくとも１３０キロポアズの液相線粘度を有する。
【００５８】
一実施形態において、ガラス物品３００などのここに記載されるガラス物品は、イオン交換により化学的に強化される。このプロセスにおいて、ガラスの表面層中のイオンは、同じ原子価数または酸化数を有するより大きいイオンにより置換される−または交換される。ガラス物品がアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含む、から実質的になる、またはからなるそれらの実施形態において、ガラスの表面層中のイオンおよびより大きいイオンは、Ｌｉ＋（ガラス中に存在する時）、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、およびＣｓ＋などの一価アルカリ金属カチオンである。あるいは、表面層中の一価カチオンは、Ａｇ＋等の、アルカリ金属カチオン以外の一価カチオンと交換されてもよい。
【００５９】
イオン交換プロセスは、通常、ガラス中のより小さいイオンと交換されるより大きいイオンを含有する溶融塩浴中にガラス物品を浸漬することにより行われる。浴槽の組成および温度、浸漬時間、塩浴（または複数塩浴）中のガラスの浸漬の数、複数塩浴の使用の他、アニーリング、洗浄等の追加の工程を含めるがこれらに限定されないイオン交換プロセスについてのパラメータは、ガラスの組成、および強化操作の結果としてのガラスの所望の層の深さおよび圧縮応力によって一般に決定されることが、当業者により理解されるであろう。例として、アルカリ金属含有ガラスのイオン交換は、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などであるがこれらに限定されない塩を含有する少なくとも一つの溶融浴中に浸漬することにより達成されてもよい。溶融塩浴の温度は通常、約３８０℃から約４５０℃までの範囲であり、浸漬時間は約１５分間から約１６時間までの範囲である。しかしながら、上記の温度および浸漬時間と異なる温度および浸漬時間も使用してよい。このようなイオン交換処理は通常、約２００ＭＰａから約８００ＭＰａまでの範囲の圧縮応力および約２００ＭＰａ未満の中央張力を有する、約１０μｍから少なくとも５０μｍまでの範囲の層の深さを有する強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスをもたらす。
【００６０】
イオン交換プロセスの非限定的な例は、本明細書において先に参照された米国特許出願および仮特許出願に提供される。さらに、ガラスが複数のイオン交換浴中に浸漬され、浸漬の間に洗浄および／またはアニーリング工程があるイオン交換プロセスの非限定的な例は、ガラスが、異なる濃度の塩浴中での複数の連続的なイオン交換処理での浸漬により強化される、２００８年７月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／０７９，９９５号明細書に対する優先権を主張する、“Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”と題されたＤｏｕｇｌａｓ  Ｃ．Ａｌｌａｎらによる米国特許出願第１２／５００，６５０号明細書、および、ガラスが、排出イオンにより希釈される第一浴でのイオン交換と、その後の第一浴よりも小さい濃度の排出イオンを有する第二浴中の浸漬とにより強化される、２００８年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／０８４，３９８号明細書に対する優先権を主張する、２００９年７月２８日に出願された“Ｄｕａｌ  Ｓｔａｇｅ  Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ”と題された、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｍ．  Ｌｅｅらによる米国特許第８，３１２，７３９号明細書に記載される。米国仮特許出願第６１／０７９，９９５号明細書および第６１／０８４，３９８号明細書の内容は、参照によりそれらの全体において本明細書に組み込まれる。
【００６１】
一実施形態において、ガラスは、スロット延伸、溶融延伸、再延伸等の当技術分野に公知の方法によってダウンドロー可能であり、少なくとも１３０キロポアズの液相線粘度を有する。
【００６２】
いくつかの実施形態において、強化ガラス物品は、約２ｍｍまでの厚さを有し、特定の実施形態において、厚さは約０．１ｍｍから約２ｍｍまでの範囲である。別の実施形態において、ガラス物品の厚さは約０．１ｍｍ〜約０．７ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約０．７５ｍｍまたは、別の実施形態において、約０．９ｍｍ〜約２ｍｍの範囲である。
【００６３】
さらなる実施形態において、強化ガラス物品はまた、より小さい厚さにおいて、例えば、０．５ｍｍ未満の厚さにおいて実質的に非脆性であってもよい。別の実施形態において、強化ガラス物品は、以下のように定められた厚さ：０．３≦ｔ＜０．５ｍｍを備えてもよい。さらに別の実施形態において、強化ガラス物品の厚さは０．３〜０．４５ｍｍであってもよい。
【００６４】
さらに、強化ガラス物品の外側領域は、少なくとも３０μｍの層の深さおよび少なくとも６００ＭＰａの圧縮応力を有してもよい。さらなる実施形態において、層の深さは、少なくとも約４０μｍ、または少なくとも約５２μｍであってもよい。さらに、強化ガラス物品の外側領域は、７００ＭＰａ超、または約７００〜８００ＭＰａの間の圧縮応力を含んでもよい。
【００６５】
実質的に非脆性であるかまたは脆性挙動を有しない、（すなわち、ここに記載されるように、３未満の脆性指数を有する）強化ガラス物品を製造する方法もまた提供される。厚さｔを有するガラス物品が最初に提供される。一実施形態において、ガラス物品は、上述したようなアルカリアルミノケイ酸塩ガラスである。ガラス物品の外側領域に圧縮応力ＣＳを生じさせ、ガラス物品を強化する。圧縮応力ＣＳは、ガラス物品の中央領域に中央張力ＣＴを生じさせるために十分であり、ＣＴ（ＭＰａ）≦−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）である。一実施形態において、圧縮応力ＣＳは、ガラス物品の中央領域に中央張力ＣＴを生じさせるために十分であり、−１５．７ｔ＋５２．５≦ＣＴ≦−３８．７ｌｎ（ｔ）＋４８．２である。ガラス物品は、別の実施形態において、上述したようなアルカリアルミノケイ酸塩ガラスである。ガラス物品の外側領域に圧縮応力ＣＳを生じさせ、ガラス物品を強化する。圧縮応力ＣＳは、ガラス物品の中央領域に中央張力ＣＴを生じさせるために十分であり、ＣＴ（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）．−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）である。別の実施形態において、圧縮応力ＣＳは、ガラス物品の中央領域に中央張力ＣＴを生じさせるために十分であり、−１５．７ｔ＋５２．５≦ＣＴ≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）または−３８．７（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４８．２（ＭＰａ）≦ＣＴ（ＭＰａ）≦５７（ＭＰａ）−９．０（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ（ｔ）（ｍｍ）＋４９．３（ＭＰａ／ｍｍ）・ｌｎ２（ｔ）（ｍｍ）である。
【００６６】
一実施形態において、ガラス物品を化学的に強化することによって、例えば、ガラス物品の外側領域の複数の第１の金属イオンが複数の第２の金属イオンと交換され、外側領域が複数の第２の金属イオンを含むようにする、先述のイオン交換プロセスによって圧縮応力を生じさせる。第１の金属イオンの各々は、第１のイオン半径を有し、第２のアルカリ金属イオンの各々は第２のイオン半径を有する。第２のイオン半径は第１のイオン半径よりも大きく、外側領域により大きな第２のアルカリ金属イオンが存在することによって外側領域に圧縮応力を生じる。
【００６７】
第１の金属イオンおよび第２の金属イオンの少なくとも１つは好ましくは、アルカリ金属のイオンである。第１のイオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム、およびルビジウムのイオンであってもよい。第２の金属イオンは、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、およびセシウムのイオンであってもよいが、ただし、第２のアルカリ金属イオンは、第１のアルカリ金属イオンのイオン半径よりも大きいイオン半径を有することを条件とする。
【００６８】
強化ガラス物品（例えば図３に示されるガラス物品３００など）３００は、例えば、限定されないが、電話、ミュージックプレーヤー、ビデオプレーヤー等の携帯通信および娯楽機器などのディスプレイおよびタッチスクリーン用途のための保護カバープレート（本明細書中で用いられるとき、「カバープレート」という用語は、ウインドウ等を包含する）として、および情報端末（ＩＴ）（例えば、携帯型またはラップトップコンピュータ）デバイス用のディスプレイスクリーンとして、ならびに他の用途において使用され得る。
【００６９】
典型的な実施形態が説明目的で示されたが、前述の説明は、本開示の範囲または添付した請求の範囲に制限を課すと考えられるべきでない。例えば、イオン交換以外のプロセスを使用して、ガラスを強化してもよく、ガラスを強化する異なった手段を互いに併用して、ガラス内の圧縮応力を達成してもよい。別の一実施形態において、イオン交換プロセスにおいて銀等の金属イオンを、アルカリ金属イオンの代わりにまたは組合せて使用してもよい。したがって、本開示の精神および範囲または添付した請求の範囲から逸脱せずに様々な改良、改作、および代替物が当業者には考えられるであろう。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2015523310.tif 000012
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