(57)【要約】  本発明は、化学強化に適したフロートガラス組成物、及びこれを製造する方法に関する。本発明の特定の実施形態は、ガラスのより高い強度及び改善された耐久性が要求される用途に使用するための、改善されたイオン交換、表面耐久性、及び／又は機械的特性を有するガラス組成物に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的に強化するのに適し、次の成分を含有するフロートガラス組成物を含むフロートガラス。
成分                    （重量％）
ＳｉＯ２                ６７〜６９．５％
Ａ１２Ｏ３              ２．５〜４．５％
（ＳｉＯ２＋Ａ１２Ｏ３）  ＜７３％
Ｎａ２Ｏ                １６．６〜２０％
Ｋ２Ｏ                  ０．５〜２．０％
ＣａＯ                  ４．０〜７．０％
ＭｇＯ                  ２．５〜３．５％
ＣａＯ＋ＭｇＯ          ６．５〜１０．５％
ＣａＯ％／ＭｇＯ％      １．１〜３．５
【請求項２】
前記フロートガラスは、化学強化され、前記化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さを有し、参照として使用される４３５℃における４時間の化学強化処理において、層の深さは少なくとも２５μｍである、請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
前記フロートガラスは、化学強化され、前記化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さを有し、参照として使用される４３５℃における４時間の化学強化処理において、層の深さは少なくとも２６μｍである、請求項１に記載のガラス。
【請求項４】
前記圧縮応力層は、最大表面応力が４５０〜５５０ＭＰａである、請求項２〜３のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項５】
前記ガラスは、ヤング率が７４〜７６．５ＧＰａである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項６】
前記ガラスは、ヤング率が７４．５〜７５．５ＧＰａである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項７】
前記ガラスは、可視透過率Ｌｔａが少なくとも約６０％である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項８】
前記ガラスは、６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項９】
前記ガラスは、２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１０】
前記ガラスは、１８〜１９％のＮａ２Ｏを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１１】
前記ガラスは、５．０〜７．０％のＣａＯを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１２】
前記ガラスは、５．５〜６．５％のＣａＯを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１３】
前記ガラスは、２．８〜３．２％のＭｇＯを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１４】
前記ガラスは、７．５〜１０．５％のＣａＯ＋ＭｇＯを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１５】
前記ガラスは、８．５〜９．７％のＣａＯ＋ＭｇＯを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１６】
前記ガラス中のＣａＯ％／ＭｇＯ％の比が１．４から３．５である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１７】
前記ガラス中のＣａＯ％／ＭｇＯ％の比が１．８から２．３である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１８】
化学的に強化されて次の成分を含有するフロートガラス組成物を含む化学的に強化されたフロートガラスであって、
前記ガラスは、化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さが少なくとも２５μｍである、化学的に強化されたフロートガラス。
成分                    （重量％）
ＳｉＯ２                ６７〜６９．５％
Ａ１２Ｏ３              ２．５〜４．５％
（ＳｉＯ２＋Ａ１２Ｏ３）  ＜７３％
Ｎａ２Ｏ                １６．６〜２０％
Ｋ２Ｏ                  ０．５〜２．０％
ＣａＯ                  ４．０〜７．０％
ＭｇＯ                  ２．５〜３．５％
ＣａＯ＋ＭｇＯ          ６．５〜１０．５％
ＣａＯ％／ＭｇＯ％      １．１〜３．５
【請求項１９】
前記圧縮応力層は、最大表面応力が４５０〜５５０ＭＰａである、請求項１８に記載のガラス。
【請求項２０】
前記ガラスは、６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２を含む、請求項１８〜１９のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項２１】
前記ガラスは、２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３を含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項２２】
前記ガラスは、１８〜１９％のＮａ２Ｏを含む、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項２３】
前記ガラスは、５．０〜７．０％のＣａＯを含む、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項２４】
前記ガラスは、５．５〜６．５％のＣａＯを含む、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項２５】
前記ガラスは、６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２、２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３、１８〜１９％のＮａ２Ｏ、及び５．５〜６．５％のＣａＯを含む、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項２６】
前記ガラスは、６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２、２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３、１８〜１９％のＮａ２Ｏ、及び５．５〜６．５％のＣａＯを含む、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載のガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学強化に適したフロートガラス組成物、及びこれを製造する方法に関する。本発明の特定の実施形態は、ガラスのより高い強度及び改善された耐久性が要求される用途に使用するための、改善されたイオン交換、表面耐久性、及び／又は機械的特性を有するガラス組成物に関する。このようなガラス組成物は、例えば、建築及び／又は自動車産業におけるウィンドウガラス又はディスプレイ装置のカバーガラスに有用である。
【背景技術】
【０００２】
２つの形態のガラス強化（焼戻し）が当該技術分野において知られている。最も一般的なものは、熱と焼き入れを伴う焼き戻し処理である。焼き戻し処理に使用される熱処理は、一般に５８０℃超過、主に６００℃超過である。第２の形態のガラス強化は、化学強化（又は化学的焼戻し）として知られている。
【０００３】
化学的に強化されたガラスは、基礎ガラスが製造された後に化学的処理を行って強度を増加させたガラスの形態である。このようなガラスは、破壊される場合、依然として長く尖った破片によって破壊される。そのような理由により、安全ガラスの用途に使用される場合、積層されることが多い。しかし、化学的に強化されたガラスは、典型的には、非化学的に強化されたフロートガラスよりもはるかに強い（例えば、６から８倍の強度）。イオン交換による化学強化処理は、多くの場合、ガラスに含まれる半径の小さい金属イオン（例えば、Ｎａイオン）をガラス中に含まれるより大きい半径を有するイオン（例えば、Ｋイオン）に置き換えてガラス表面上に圧縮応力層を生成し、ガラス強度を改善する処理である。化学強化法は、ガラス板表面に存在するイオン半径の小さいアルカリ金属イオン（典型的には、Ｌｉイオン及び／又はＮａイオン）を、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によって、より大きいイオン半径を有するアルカリイオン（例えば、Ｌｉイオンの代わりにＮａイオン、及び／又はＫイオン、Ｎａイオンの代わりにＫイオン）に置き換えることである。例示的な化学強化処理は、例えば、米国特許第２０１４／０３０２３３０号、同第２０１３／０１０１７９８号、及びシリアルナンバー第１３／１３７，６９６号に記載されており、その開示の内容は、全て本明細書に参照として含まれる。
【０００４】
ガラスは、典型的には、表面仕上げ処理によって化学的に強化される。例えば、約３００℃のような高温で、カリウム塩（一般に硝酸カリウム）を含む浴中にガラスを浸漬してもよい。これにより、ガラス表面のナトリウムイオンが浴溶液からのカリウムイオンによって置換される。これらのカリウムイオンはナトリウムイオンよりも大きいため、ナトリウムイオンが硝酸カリウム溶液に移動する際に、カリウムイオンはより小さいナトリウムイオンによって残された隙に挟まる。このイオンの置換によってガラスの表面が圧縮状態になり、コアは張力を補償する。
【０００５】
また別の例示的な化学強化処理は、多段工程によってガラスをまず約４３０〜４５０℃のような高温で硝酸ナトリウム浴に浸漬させ、表面のナトリウムイオンを富化させる。これは、ガラス上により多くのナトリウムイオンを残し、カリウムイオンに置換するために硝酸カリウム中に浸漬させる。このようにして、硝酸ナトリウム浴の使用は、完成品の表面圧縮の可能性を高める。いずれにせよ、化学強化は強化ガラスと類似の強化をもたらす。しかし、このような処理は、極端な温度変化を使用しない（例えば、５８０℃又は６００℃を超える温度は要求しない）ため、化学強化ガラスは、反り又は湾曲、光学歪み又は変形のパターンを略又は全く持たない。
【０００６】
従来のフロートガラスは、多くの場合、次のような組成物を有する
【０００７】
成分                    重量％
ＳｉＯ２                ７１．１８％
Ａ１２Ｏ３              １．０２％
Ｎａ２Ｏ                １３．５２％
Ｋ２Ｏ                  ０．２４％
ＣａＯ                  ８．７６％
ＭｇＯ                  ３．９９％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）      ０．０９％
ＳＯ３                  ０．２０％
【０００８】
従来のフロートガラスは、任意の化学強化前に変形温度（ｌｏｇη＝１４．５）５１９℃、冷却時間（秒）１００．９９、ＵＳＰＸＸＩＩＩ（ｍｌ）６．１４、ガラスモル体積（ｃｍ３）２３．６７、ヤング率（ＧＰａ）７２．２、剪断弾性率（ＧＰａ）２９．６、非架橋酸素（ＮＢＯ）１７．８１、及び％ＮＢＯ２９．５４である。
【０００９】
残念なことに、上記の従来のフロートガラス組成物は、化学強化にはあまり適していないことが判明した。化学的に強化した後、ガラス中の「層の深さ」は化学焼戻し処理のイオン交換後のガラス中の圧縮応力層の深さを示す。層の深さが深くなるほど、ガラスは強くなる。従って、化学的に強化された後に、高い「層の深さ」が要求されるが、これは（薄い層に比べて）化学的に強化されたガラスにおいて、より優れた耐引掻性及びより優れた耐衝撃性を提供するためである。化学的に強化された後に、上記で特定した従来のフロートガラスの「層の深さ」は、不所望に小さく／薄いため、特定の場合には、要求され得る高い耐衝撃性及び耐引掻性を提供することができない。例えば、最大圧縮応力（ＭＰａ）が７１０．６ＭＰａとなった４３５℃での４時間のイオン交換化学強化処理後に、上記で特定した従来のフロートガラスの「層の深さ」はわずか１０．５μｍであった。このような圧縮応力層の厚さ（「層の深さ」）は、望ましくなく小さく／薄い。
【００１０】
上記の点において、化学強化時により大きい（さらに深い）「層の深さ」を達成し、耐衝撃性及び／又は耐引掻性を改善することができるガラス組成物の必要性が当該技術分野において存在することは明らかである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の例示的な実施形態は、化学的に強化するのに適し、次の成分を含有するフロートガラス組成物を含むフロートガラスである。
【００１２】
成分                                  （重量％）
ＳｉＯ２                              ６７〜６９．５％
Ａ１２Ｏ３                            ２．５〜４．５％
任意に（ＳｉＯ２＋Ａ１２Ｏ３）        ＜７３％
Ｎａ２Ｏ                              １６．６〜２０％
Ｋ２Ｏ                                ０．５〜２．０％
ＣａＯ                                ４．０〜７．０％
ＭｇＯ                                ２．５〜３．５％
任意にＣａＯ＋ＭｇＯ                  ６．５〜１０．５％
任意にＣａＯ％／ＭｇＯ％              １．１〜３．５
【００１３】
フロートガラスは、化学的に強化されて化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さを有し、参照として使用される４３５℃における４時間の化学強化処理において、層の深さは少なくとも２５μｍであってもよい。もちろん、その他の化学強化時間及び温度を使用してもよい。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の異なる実施形態に係るガラスは、例えば、建築ガラスの用途（例えば、一体型及び／又はＩＧ窓ユニット）、自動車産業（例えば、フロントガラス、バックライト、サイドウィンドウなど）、及び／又はその他の適切な用途、例えば、ディスプレイ装置用カバーガラスに使用され得る。このようなガラスは、必要に応じて、様々な着色剤を介した様々な方法によって透明に又は着色されてもよい。
【００１５】
本発明に係る特定のガラスは、その基礎組成物／ガラスとしてフロート法により製造されたソーダ石灰シリカ平板ガラスを使用し、任意の着色剤部分を構成するための特定の成分を添加してもよい。
【００１６】
従来のフロートガラス組成物は、ガラス温度粘度曲線が（上記の従来のガラスと比較して）２０〜４０℃、さらに好ましくは２５〜３５℃程低い温度の構造緩和（ｌｏｇ１４．５→変形点）を低減して変更するように改質される。改質された組成物はまた、基礎ガラス組成物の機械的特性を変化させて、従来のフロートガラス組成物と比較してイオン交換強化を改善することができる。このような改善によって、非常に深い（大きい）「層の深さ」を形成し、これは、化学強化後の圧縮応力層の深さが従来のガラス組成物に比べて有意に増加し、従来のイオン交換処理下で最大圧縮応力がわずかに減少する可能性があることを意味する。本発明の例示的な実施形態に係る基礎ガラスは、従来のフロートライン上に製造することができ、必要に応じて任意の化学強化を異なる位置で実施することができる。本発明の例示的な実施形態に係るフロートガラスは、化学強化されたガラスの用途に使用することができるが、他の用途において化学的に強化する必要はない。
【００１７】
本発明の特定の実施形態に係る例示的なソーダ石灰シリカベースフロートガラス（本発明の実施形態の「発明の実施例」及び「より好ましい範囲」に関して）は、重量百分率（重量％）に基づいて（背景技術の項で上述した「従来の」フロートガラスと比較して）次の基本成分を含む。
【００１８】
【表１】
2018508456.tif 000002
【００１９】
様々な従来の及び精製助剤、例えば、ＳＯ３（例えば、０．２から０．４％、一例として０．３１％）、炭素、石膏などを含むその他の副成分がまた、基礎ガラスに含まれてもよい。鉄（例えば、０．０７から０．３％、一例として０．０８％）、コバルト、エルビウムなどの着色剤がまた、ガラスに含まれてもよい。特定の実施形態において、例えば、本明細書のガラスは、バッチ原料ケイ砂、ソーダ灰（又はソーダ源としてのＮａＯＨ）、ドロマイト、石灰岩から製造されることができ、芒硝（ＳＯ３）及び／又はエプソム塩（例えば、約１：１配合）を精製剤として使用する。Ｓｉ（金属）、Ｓｉ、一酸化ケイ素、ＳｉＯ、スクロース、及び／又は炭素などの還元剤も使用することができる。
【００２０】
上記の表から、本発明の例示的な実施形態に係るフロートガラス組成物は、従来のフロートガラスより少ないＳｉＯ２、従来のフロートガラスより多いＡ１２Ｏ３、従来のフロートガラスより多いＮａ２Ｏ、任意に従来のフロートガラスより多いＫ２Ｏ、従来のフロートガラスより少ないＣａＯ、及び任意に従来のフロートガラスより少ないＭｇＯを有することが分かる。本発明の例示的な実施形態に係るフロートガラスは、上述した従来のフロートガラスに比べて低い変形温度（ｌｏｇη＝１４．５）［例えば、４７０〜５００℃、さらに好ましくは４８０〜４９２℃、一例として４８８℃］を有し、これは、低い変形点が化学強化中に多くのＫイオンを受容するようにするため、上述した従来のフロートガラスに比べて化学的に強化した後に高い「層の深さ」、高い冷却時間（例えば、１１３秒）、上述した従来のフロートガラスに比べて高いＵＳＰＸＸＩＩＩ（ｍｌ）（例えば、１５．７３）、上述した従来のフロートガラスに比べて高いガラスモル体積（ｃｍ３）（例えば、２４．１３）であり；これは、上述した従来のフロートガラスに比べて改善された耐久性、高いヤング率（ＧＰａ）（例えば、７４〜７６．５ＧＰａ、さらに好ましくは７４．５から７５．５ＧＰａ、一例として７５．０６）を示し；これは、上述した従来のフロートガラスに比べて改善された耐久性、高い剪断弾性率（ＧＰａ）（例えば、３０〜３１．５ＧＰａ、さらに好ましくは３０．５から３１．２５ＧＰａ、一例として３０．７６）を示し；これは、上述した従来のフロートガラスに比べて改善された耐久性、低い非架橋酸素（ＮＢＯ）（例えば、１３．６０）及び低い％ＮＢＯ（例えば、２０〜２５％、さらに好ましくは２２．０〜２４．０％、一例として２３．０４％）を示し、これは、改善された化学耐久性を示す。
【００２１】
本発明の例示的な実施形態に係るフロートガラスの例は、錫浴上でフロートガラス工程を使用して次に記載される。
【実施例】
【００２２】
【表２】
2018508456.tif 000003
【００２３】
錫浴上でフロート法により製造した後、実施例１のガラスを４３５℃で４時間イオン交換強化法により化学強化した。これは、前記検討された従来のフロートガラス及び比較例を含む、本明細書の他の全ての実施例が実施されたものと同一の化学強化処理である。このような化学強化処理後に、実施例１のガラスは、最大圧縮応力が約５３０ＭＰａ、「層の深さ」が２６．３μｍであった。４時間の代わりに６時間にすることを除いて同じ化学強化処理をした後、実施例１のガラスは、最大圧縮応力が約４８７ＭＰａ、「層の深さ」が２８．２μｍであった。４時間の代わりに８時間にすることを除いて同じ化学強化処理をした後、実施例１のガラスは、最大圧縮応力が約４８７ＭＰａ、「層の深さ」が３３．７μｍであった。バルクガラス組成物は、化学的焼き戻し処理の前後に同一に保持されるが、表面積は、例えば、カリウムをナトリウムに置き換えることによって「層の深さ」の表面積がわずかに変化し、化学強化表面応力が増加する。本発明の特定の実施形態において、４時間の化学強化後に、ガラスは、「層の深さ」が少なくとも２５μｍ、さらに好ましくは少なくとも２６μｍ、より好ましくは少なくとも２７μｍ、最も好ましくは少なくとも３０μｍであった。「層の深さ」面積で最大表面応力は、好ましくは本発明の例示的な実施形態で４５０〜５５０ＭＰａである。
【００２４】
「層の深さ」が実施例１の改質されたガラス組成物によって有意に増加する点で、実施例１のガラス組成物が前記検討された従来のフロートガラスに比べて有意に改善されていることが分かる。特に、同じ４時間の化学強化後の「層の深さ」は、実施例１のフロートガラスでは２６．３μｍであったが、従来のフロートガラスではわずか１０．５μｍであった。これは、実施例１のガラスが従来のフロートガラスに比べて非常に耐久性、耐衝撃性、及び耐引掻性があることを意味する。
【００２５】
［他の比較例］
他の比較例は、以下の通りである。これらの比較例について、上記の実施例１と同一の化学強化処理を行った。
【００２６】
［比較例１］
【表３】
2018508456.tif 000004
【００２７】
従って、比較例１は、実施例１よりＣａＯが１．１１％多く、Ａ１２Ｏ３が０．８９％少ないことが分かる。これは、好ましくない方法での化学強化後に「層の深さ」を著しく減少させたことを下記に示す。錫浴上でフロート法により製造した後、比較例１のガラスは、４３５℃で４時間の間、同一のイオン交換強化法により化学強化した。これは、上述した従来のフロートガラス及び比較例を含む、本明細書の他の全ての実施例を行うのと同一の化学強化処理であった。化学強化処理後、比較例１のガラスは、最大圧縮応力が約５４８ＭＰａであり、「層の深さ」が（実施例１の２６．３μｍに比べて）２０．４μｍであった。４時間の代わりに６時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例１のガラスは、最大圧縮応力が約５２０ＭＰａであり、「層の深さ」が２６．１μｍであった（実施例１では、２８．２μｍ）。４時間の代わりに８時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例１のガラスは、最大圧縮応力が約４６９ＭＰａであり、「層の深さ」が２８．７μｍであった（実施例１では、３３．７μｍ）。４時間の代わりに１２時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例１のガラスは、最大圧縮応力が約４３２ＭＰａであり、「層の深さ」が３４．５μｍであった（１２時間後の実施例１では、３９．９μｍ）。従って、比較例１のＣａＯ含有量が高いこと、及びアルミナ含有量低いことは、驚くべきことに、不所望に実施例１に比べて「層の深さ」が低くなっていることが分かり、これは、これらの変化が好ましくない方法でガラスの耐久性、耐引掻性、及び耐衝撃性を低下させることを意味する。
【００２８】
比較例２は、以下の通りである。
【００２９】
［比較例２］
【表４】
2018508456.tif 000005
【００３０】
従って、比較例２のフロートガラスは、実施例１のフロートガラスよりも１．８３％多いＣａＯ、及び１．７９％少ないＡ１２Ｏ３を有することが分かる。これは、好ましくない方法での化学強化後に「層の深さ」を著しく減少させることを下記に示す。錫浴上でフロート法により製造した後、比較例２のガラスは、４３５℃で４時間の間、同一のイオン交換強化法により化学強化した。これは、上述した従来のフロートガラス及び比較例を含む、本明細書の他の全ての実施例を行うのと同一の化学強化処理であった。化学強化処理後、比較例２のガラスは、最大圧縮応力が約５４２ＭＰａであり、「層の深さ」が１９．５μｍであった（実施例１では、２６．３μｍ）。４時間の代わりに６時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例２のガラスは、最大圧縮応力が約５１２ＭＰａであり、「層の深さ」が２４．２μｍであった（実施例１では、２８．２μｍ）。４時間の代わりに８時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例２のガラスは、最大圧縮応力約４６２ＭＰａであり、「層の深さ」が２６．３μｍであった（実施例１では、３３．７μｍ）。４時間の代わりに１２時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例２のガラスは、最大圧縮応力が約４３０ＭＰａであり、「層の深さ」が３１．４μｍであった（１２時間後の実施例１では、３９．９μｍ）。従って、比較例２のＣａＯ含有量が高いこと、及びアルミナ含有量が低いことは、驚くべきことに、不所望に実施例１に比べて「層の深さ」が低くなっていることが分かり、これは、これらの変化が好ましくない方法でガラスの耐久性、耐引掻性、及び耐衝撃性を低下させることを意味する。
【００３１】
比較例３は、以下の通りである。
【００３２】
［比較例３］
【表５】
2018508456.tif 000006
【００３３】
従って、比較例３は、実施例１より１．８９％多くのＳｉＯ２及び２．０５％少ないＮａ２Ｏを有することが分かった。これは、好ましくない方法での化学強化後に「層の深さ」を著しく減少させることを下記に示す。錫浴上でフロート法により製造した後、比較例３のガラスは、４３５℃で４時間の間、同一のイオン交換強化法により化学強化した。これは、比較例及び上述した従来のフロートガラスを含む、本明細書の他の全ての実施例を行うのと同一の化学強化処理であった。この化学強化処理後、比較例３のガラスは、最大圧縮応力が約６６４ＭＰａであり、「層の深さ」が１９．４μｍであった（実施例１では、２６．３μｍ）。４時間の代わりに６時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例３のガラスは、最大圧縮応力が約６１９ＭＰａであり、「層の深さ」が２４．８μｍであった（実施例１では、２８．２μｍ）。４時間の代わりに８時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例３のガラスは、最大圧縮応力が約５９２ＭＰａであり、「層の深さ」が２８．３μｍであった（実施例１では、３３．７μｍ）。４時間の代わりに１２時間にしたことを除いて同じ化学強化処理をした後、比較例３のガラスは、最大圧縮応力が約５９１ＭＰａであり、「層の深さ」が３５．２μｍであった（１２時間後の実施例１では、３９．９μｍ）。従って、比較例３のＳｉＯ２含有量が高いこと、及びＮａ２Ｏ含有量が低いことは、驚くべきことに、不所望に実施例１に比べて「層の深さ」が低くなっていることが分かり、これは、これらの変化が好ましくない方法でガラスの耐久性、耐引掻性、及び耐衝撃性を低下させることを意味する。
【００３４】
本発明の例示的な実施形態は、化学的に強化するのに適し、次の成分を含有するフロートガラス組成物を含むフロートガラスである。
【００３５】
成分                    （重量％）
ＳｉＯ２                ６７〜６９．５％
Ａ１２Ｏ３              ２．５〜４．５％
（ＳｉＯ２＋Ａ１２Ｏ３）  ＜７３％
Ｎａ２Ｏ                １６．６〜２０％
Ｋ２Ｏ                  ０．５〜２．０％
ＣａＯ                  ５．０〜７．０％又は４．０〜７．０％
ＭｇＯ                  ２．５〜３．５％
ＣａＯ＋ＭｇＯ          ７．５〜１０．５％又は６．５〜１０．５％
ＣａＯ％／ＭｇＯ％      １．４〜３．５又は１．１〜３．５％。
【００３６】
前の段落のフロートガラスは、化学強化され、前記化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さを有し、参照として使用される４３５℃における４時間の化学強化処理において、層の深さは少なくとも２５μｍであってもよい。
【００３７】
前記２つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、化学強化され、前記化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さを有し、参照として使用される４３５℃における４時間の化学強化処理において、層の深さは少なくとも２６μｍであってもよい。
【００３８】
前記３つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、（化学強化による）圧縮応力層の最大表面応力が４５０〜５５０ＭＰａであってもよい。
【００３９】
前記４つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、ヤング率が７４〜７６．５ＧＰａであり、さらに好ましくは７４．５〜７５．５ＧＰａであってもよい。
【００４０】
前記５つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、可視透過率Ｌｔａが少なくとも約５０％であり、さらに好ましくは少なくとも６０％であり、最も好ましくは少なくとも７０％であってもよい。
【００４１】
前記６つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２を含んでもよい。
【００４２】
前記７つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３を含んでもよい。
【００４３】
前記８つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、１８〜１９％のＮａ２Ｏを含んでもよい。
【００４４】
前記９つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、５．５〜６．５％のＣａＯを含んでもよい。
【００４５】
前記１０個の段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、２．８〜３．２％のＭｇＯを含んでもよい。
【００４６】
前記１１個の段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、８．５〜９．７％のＣａＯ＋ＭｇＯを含んでもよい。
【００４７】
前記１２個の段落のうちいずれか１つのフロートガラスのうちのＣａＯ％／ＭｇＯ％の比が１．８から２．３であってもよい。
【００４８】
前記１３個の段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、（ｉ）６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２、（ｉｉ）２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３、（ｉｉｉ）１８〜１９％のＮａ２Ｏ、及び（ｉｖ）５．５〜６．５％のＣａＯのうちの２つ、３つ又は４つの全てを含んでもよい。
【００４９】
本発明の例示的な実施形態は、化学的に強化されて次の成分を含有するフロートガラス組成物を含む化学的に強化されたフロートガラスであって、前記ガラスは、化学強化によるガラス中の圧縮応力層の深さである層の深さが少なくとも２５μｍであってもよい。
【００５０】
成分                                  （重量％）
ＳｉＯ２                              ６７〜６９．５％
Ａ１２Ｏ３                            ２．５〜４．５％
任意にＳｉＯ２＋Ａ１２Ｏ３              ＜７３％
Ｎａ２Ｏ                              １６．６〜２０％
Ｋ２Ｏ                                ０．５〜２．０％
ＣａＯ                                ５．０〜７．０％又は４．０〜７．０
ＭｇＯ                                ２．５〜３．５％
任意にＣａＯ＋ＭｇＯ                  ７．５〜１０．５％又は６．５〜１０．５
任意にＣａＯ％／ＭｇＯ％              １．４〜３．５又は１．１〜３．５
【００５１】
前の段落のフロートガラスは、圧縮応力層の最大表面応力が４５０〜５５０ＭＰａであってもよい。
【００５２】
前記２つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２を含んでもよい。
【００５３】
前記３つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３を含んでもよい。
【００５４】
前記４つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、１８〜１９％のＮａ２Ｏを含んでもよい。
【００５５】
前記５つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、５．５〜６．５％のＣａＯを含んでもよい。
【００５６】
前記６つの段落のうちいずれか１つのフロートガラスは、（ｉ）６７．５〜６８．５％のＳｉＯ２、（ｉｉ）２．７〜３．４％のＡ１２Ｏ３、（ｉｉｉ）１８〜１９％のＮａ２Ｏ、及び（ｉｖ）５．５〜６．５％のＣａＯの１つ、２つ、３つ又は４つの全てを含んでもよい。
【００５７】
上述の開示内容が提供されれば、多くの異なる特徴、修正、及び改良が当業者に明らかになるであろう。従って、このような特徴、修正、及び改良は、本発明の一部であると考えられ、その範囲は、以下の請求の範囲によって決定される。
【国際調査報告】
2018508456.tif 000007
2018508456.tif 000008