(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの相対する面を有する熱強化したガラス要素に関する。【解決手段】ガラス要素の圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、かつガラス要素を形成するガラスの加工温度Ｔ４、つまりガラスが１０４ｄＰａｓの粘度を有する温度は最大１３５０℃である。さらに、このガラスは、以下の量（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）が最大５・１０６Ｋ２の値を有するような、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、そしてＴ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表す。さらに、ガラス要素の使用に関する。【選択図】図１
2017122039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮応力がかかっている２つの相対する面（１１、１２）を有する熱強化したガラス要素（１）であって、圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、前記ガラス要素（１）のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓである加工温度は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量：
（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、かつＴ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表す前記ガラス要素（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス要素（１）において、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数ＣＴＥＳｏｌが、３．５・１０−６Ｋ−１〜６・１０−６Ｋ−１の範囲にあることを特徴とする前記ガラス要素（１）。
【請求項３】
請求項１に記載のガラス要素（１）において、軟化状態における、つまりガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数ＣＴＥＬｉｑが、１１・１０−６Ｋ−１〜４５・１０−６Ｋ−１にあるように前記ガラスが選択されていることを特徴とする前記ガラス要素（１）。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載のガラス要素（１）において、前記ガラスが、１立方センチメートルあたり少なくとも２．４グラムの密度を有することを特徴とする前記ガラス要素（１）。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載のガラス要素（１）であって、前記ガラスは、化学的耐久性Ｈ、Ｓ、Ｌが、少なくとも２、３、３、又はそれより良好であり、ここで化学的耐久性が、ＩＳＯ７１９による耐水等級Ｈ、ＤＩＮ１２１１６による耐酸等級Ｓ、及びＩＳＯ６９５による耐アルカリ等級Ｌにより求められている前記ガラス要素（１）。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載のガラス要素（１）であって、少なくとも１つの領域において被覆、好ましくはガラスフリットベースの被覆が、備えられている前記ガラス要素（１）。
【請求項７】
請求項６に記載のガラス要素（１）であって、前記被覆の熱膨張係数ＣＴＥＣｏａｔは、前記ガラス要素の熱膨張係数ＣＴＥＳｏｌに、これら熱膨張係数の差である値：
｜ΔＣＴＥ｜＝｜ＣＴＥＳｏｌ−ＣＴＥＣｏａｔ｜
が、１ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは０．５ｐｐｍ／Ｋ以下、そして特に好ましくは０．３ｐｐｍ／Ｋ以下となるように適合されている前記ガラス要素（１）。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載のガラス要素（１）であって、厚さが、２ｍｍ以上〜５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上〜５ｍｍ以下である前記ガラス要素（１）。
【請求項９】
圧縮応力がかかっている２つの相対する面（１１、１２）を有する熱強化したガラス要素（１）であって、圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、前記ガラス要素（１）のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓである加工温度は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量：
（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、Ｔ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表し、前記ガラスは、以下の組成：
ＳｉＯ２  ６０〜８０
Ｂ２Ｏ３  ４〜１５
Ａｌ２Ｏ３  ３〜１５
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５
Ｎａ２Ｏ  ０〜１０
Ｋ２Ｏ  ０〜６
ＭｇＯ  ０〜８
ＣａＯ  ０〜１０
ＳｒＯ  ０〜５
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜９
により質量％で示され、ここでさらに、少量成分及び／又は痕跡成分が含有されていてよく、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｃｌ−、Ｆ−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分が含有されていてよく、ここで、これらのさらなる成分の合計が、一般に２質量％未満にある前記ガラス要素（１）。
【請求項１０】
圧縮応力がかかっている２つの相対する面（１１、１２）を有する熱強化したガラス要素（１）であって、圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、前記ガラス要素（１）のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓである加工温度は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量：
（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、Ｔ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表し、前記ガラスは、以下の組成：
ＳｉＯ２  ６３〜７５
Ａｌ２Ｏ３  ８〜２１
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５
Ｎａ２Ｏ  ０〜１４
Ｋ２Ｏ  ０〜５
ＭｇＯ  ０〜１２
ＣａＯ  ０〜１８
ＳｒＯ  ０〜５
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜９
により質量％で示され、ここでさらに、少量成分及び／又は痕跡成分が含有されていてよく、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｃｌ−、Ｆ−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分が含有されていてよく、ここで、これらのさらなる成分の合計が、一般に２質量％未満にある前記ガラス要素（１）。
【請求項１１】
圧縮応力がかかっている２つの相対する面（１１、１２）を有する熱強化したガラス要素（１）であって、圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、前記ガラス要素（１）のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓである加工温度は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量：
（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、Ｔ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表し、前記ガラスは、以下の組成：
ＳｉＯ２  ５０〜７０
Ｂ２Ｏ３  ０〜８
Ａｌ２Ｏ３  ３〜２５
Ｌｉ２Ｏ  ０〜８
Ｎａ２Ｏ  ０〜７
Ｋ２Ｏ  ０〜５
ＭｇＯ  ０〜５
ＣａＯ  ０〜７
ＳｒＯ  ０〜５
ＺｎＯ  ０〜３
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜５
Ｐ２Ｏ５  ０〜５
により質量％で示され、ここでさらに、少量成分及び／又は痕跡成分が含有されていてよく、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｃｌ−、Ｆ−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分が含有されていてよく、ここで、これらのさらなる成分の合計が、一般に２質量％未満にある前記ガラス要素（１）。
【請求項１２】
圧縮応力がかかっている２つの相対する面（１１、１２）を有する熱強化したガラス要素（１）の使用であって、ここで圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、前記ガラス要素（１）のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓである加工温度は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスは、以下の量：
（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、Ｔ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表し、
前記ガラス要素（１）を、加熱室の扉として、例えば電気レンジ、殊に熱分解機能付電気レンジにおける加熱室の扉として、又は調理面として、発熱要素のためのカバーとして、殊に調理面若しくは加熱面として、発熱体カバーとして、グリル面として、暖炉用覗き窓として、セラミック産業、太陽光産業、製薬産業、若しくは医療技術におけるキャリアプレート若しくは炉用内張りとして、殊に高純度条件下での製造プロセスのためのキャリアプレート若しくは炉用内張りとして、化学的又は物理的な被覆法が実施される炉の内張りとして、又は耐薬品性のある実験室設備として、高温用途若しくは極低温用途のための基材として、燃焼炉の炉窓として、高温環境を遮蔽するための熱シールドとして、放射体、殊に赤外線放射体、装置中に組み込まれている赤外線放射体、リフレクタ、フラッドライト、投影機、プロジェクタ、複写機のためのカバーとして、熱機械的負荷を伴う適用のため、例えば暗視装置において、ウェハ基板として、ＵＶ保護を有する基材として、ケース部材の材料、例えば電子機器のケース部材の材料として、及び／又は、携帯電話、ノートパソコンのようなＩＴ用カバーガラス、スキャナ用ガラスなどとして、ファサードパネルとして、防火窓ガラスとして、又は防弾用部材として用いる前記使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、強化ガラスに関する。本発明は殊に、熱強化したガラス要素及びその使用に関する。
【０００２】
発明の背景
今日では、低いＣＴＥ（約３．３ｐｐｍ／Ｋ）を有するホウケイ酸ガラスは、熱分解クリーニング機能付ベーキングオーブンにおけるガラス板として使用される。低い線熱膨張係数（ＣＴＥ）によって、ガラス板は特定の耐熱衝撃性を獲得する。その際、覗き窓としての適用のために必要とされる、使用前の高い破壊強さは、前記ガラスを熱強化することによっても達成できる。ここでは、前記ガラスが、ガラス温度Ｔｇ超に加熱され、焼き入れされる。その際、導入されるプレストレスの大きさは、強化プロセスにおける熱膨張係数及び温度勾配に応じる。標準的に使用されるホウケイ酸ガラスは通常、評価に値するプレストレス（約６０ＭＰａ）を達成するため、７５０℃超に加熱する必要がある。
【０００３】
従来技術の欠点は、第一の熱分解クリーニングサイクル後に、低いＣＴＥ（約３．３ｐｐｍ／Ｋ）を有するホウケイ酸ガラスが、約７０％の出発プレストレスを緩和により損失してしまうことである。それに相応して破壊強さも減少する。さらに、ガラス構造の緩和によって、いわゆるコンパクション作用（つまり、ガラス板の変形をまねく密度変化）が生じる。一方で、さらなる欠点は、小さなＣＴＥを有するホウケイ酸ガラスを強化するために必要とされている高い温度である。例えば、低い熱膨張係数を有するホウケイ酸ガラスを強化するために７５０℃超の温度が必要である一方で、ソーダ石灰ガラスでは、十分に高い熱強化、延いては破壊強さを達成するのに６５０℃の温度で既に十分である。他方で、標準的な強化炉によりもたらすことができるプレストレスの高さを著しく制限するようなガラスの低いＣＴＥは不利である。
【０００４】
独国特許発明第４３２５６５６号明細書（ＤＥ４３２５６５６Ｃ２）には、従来の風冷強化設備での、防火安全ガラスとして適する強化ガラス体の製造が記載されている。ガラス体は、熱膨張係数が３〜６・１０−６Ｋ−１、熱応力が０．３〜０．５Ｎ／ｍｍ２／Ｋであり、そのガラス転移温度Ｔｇは５３５℃〜８５０℃にあり、ガラスの粘度が１０13ｄＰａ・ｓである温度Ｔ１３は５６０℃超であることが望ましい。リトルトンによる軟化点Ｔ７．６は、８３０℃超にあることが望ましく、ガラスが１０４ｄＰａ・ｓの粘度を有する加工温度Ｔ４は、１３００℃未満にあることが望ましい。このガラスの組成は、酸化物を基準として、ＳｉＯ２について７３〜７８質量％、好ましくは５７〜６４質量％、Ａｌ２Ｏ３について１１〜１８質量％、ＭｇＯについて５〜１０質量％、ＣａＯについて５〜１０質量％、Ｂ２Ｏ３について９〜１２質量％であり、ここで成分ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２の合計は、６〜１０質量％の範囲にある。
【０００５】
国際公開第２０１５／００９４８３号（ＷＯ２０１５／００９４８３Ａ１）には、アルカリ金属不含アルミノケイ酸ガラスが記載されており、その組成は、酸化物を基準として、ＳｉＯ２について６０〜７０質量％、Ａｌ２Ｏ３について１３〜２２質量％、Ｂ２Ｏ３について０〜９質量％、ＭｇＯについて１〜６質量％、ＣａＯについて０〜５質量％、ＢａＯについて１〜５質量％、ＺｎＯについて２〜１２質量％、及びＳｒＯについて０〜３質量％であり、ここでＡｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＺｎＯの合計含分は２３質量％超であり、かつ以下の条件が満たされる：Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ−ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｒＯは６質量％未満。前記ガラスは、低い熱膨張率及び強い耐酸性及び強い耐アルカリ性を有することが望ましく、調理面として使用可能であることが所望される。前記ガラスは、３０・１０−７Ｋ−１未満という低い熱膨張率を有することが望まれる。そのために、このガラスはもちろん熱強化できない、若しくは少ししか熱強化できない。さらに、Ａｌ２Ｏ３含分が高いことにより、典型的には高いＴ１３値がもたらされ、それにより所望の熱強化が、標準的な強化炉内では可能とならない。そのうえ、一般にＡｌ２Ｏ３含分が高いことにより、耐酸性が低減する。
【０００６】
米国特許出願公開第２００５／１４５２４１号明細書（ＵＳ２００５／１４５２４１Ａ）にはさらに、熱分解機能付調理装置の扉が記載されており、その扉にはホウケイ酸ガラス板が含まれている。このガラス板は少なくとも、１つの領域において、着色層で被覆されている。その際、着色層は、前記ガラス板の強度が前記被覆により影響を受けないように、つまりはまた、殊に減少しないように構成されている。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１５／１０７５７５号明細書（ＵＳ２０１５／１０７５７５Ａ１）から、酸化物を基準として、ＳｉＯ２  ５５〜７０質量％、Ａｌ２Ｏ３  １２〜２５質量％、Ｂ２Ｏ３  ０〜０．５質量％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２質量％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０〜５質量％、ＭｇＯ  ０〜１０質量％、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯそれぞれ０〜１５質量％、ＺｎＯ  ０〜５質量％、及びＲＯ  ５〜２５質量％（ただし、ＲＯは、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯである）、ＴｉＯ２  ０〜３質量％、及びＺｒＯ２  ０〜４質量％の組成を有する外部ガラス板及び内部ガラス板を含むオーブンの扉が公知である。
【０００８】
従来技術から公知であるこれらのガラスに関して、熱分解クリーニングの際に生じる温度でも耐性のあるガラス板の強化（ここで、ガラス板は、さらに高い化学的耐久性をも有することが望まれる）を提供する問題の解決策がまだ存在していない。ベーキングオーブン中にて、そこでの稼動時に支配的な温度下で適用する場合、及びそれによって条件付けられる化学反応性が比較的高い場合に特に、化学的耐久性が重要となる。また、前記強化は容易に作製可能であるべきである。これは、前記ガラスが、通例の強化炉中で作製可能な温度勾配で十分高度に強化可能であるべきであることを意味する。
【０００９】
発明の課題
よって、本発明の課題は、従来技術の欠点を低減するガラス及び／又はガラス板を提供することである。その際、本発明のガラス及び／又はガラス板は、容易に熱強化可能であり、ここでその熱強化は高温に対しても安定であるべきであり、かつ高い化学的耐久性をさらに有するべきである。本発明のさらなる態様は、そのようなガラスを、加熱室の扉として使用すること、若しくは調理面としての適用のために使用することに関する。
【００１０】
発明の概要
本課題は、請求項１、並びに請求項９〜１１に記載のガラス要素によって解決される。好ましい実施形態は、それぞれの従属請求項中に見られる。本発明のさらなる態様は、そのようなガラス要素の使用に関する。
【００１１】
先に挙げた課題を解決する本発明によるガラスは、そのガラスが、４０ＭＰａのプレストレスを少なくとも有し、かつ／又はそのような値まで熱強化可能である点、及びプレストレスが、最大５００℃の熱処理（例えば、熱分解オーブンプロセス）により１０％未満しか緩和されない点で優れている。さらに、このガラスは標準的な溶融技術により製造可能である。殊に、加工温度、つまり、ガラスが１０４ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度が最大１３５０℃であることを伴う。さらに、実施形態に記載のガラスは、化学的耐久性ＨＳＬが２、３、３、又はそれより良好である。それに加えて、本発明によるガラスは高い機械的安定性を示す。
【００１２】
上記の要件は殊に、以下の量：
（１）（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６の値を有することで達成される。本発明の範囲において、温度は全て℃で記載される。この量は、二乗した温度（℃２又はＫ２）の次元を有する。その際、ＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表す。記載した値は、ＩＳＯ７９９１による公称平均線熱膨張係数であり、これは静的測定において求められている。Ｔ１３は、上部の冷却点における温度、つまり、ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度である。ここで、量Ｔｇは、いわゆる変態温度、又はガラス転移温度を表す。この量は、加熱速度５Ｋ／分での測定の際の膨張曲線の２つの部分に対して引いた接線の交点により求められている。これは、ＩＳＯ７８８４−８及び／又はＤＩＮ５２３２４による測定に対応する。
【００１３】
つまり、本発明は、上記に対応して、圧縮応力がかかっている２つの相対する面を有する熱強化したガラス要素に関し、ここで圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、前記ガラス要素のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓである加工温度は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスは、上記関係式１による量が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有する。
【００１４】
本発明の発展形によると、３．５〜６ｐｐｍ／Ｋ（３．５・１０−６Ｋ−１〜６・１０−６Ｋ−１）の範囲にある前記ガラスの膨張係数ＣＴＥＳｏｌが使用される。
【００１５】
そのようなガラスにより、３．３ｐｐｍ／Ｋほどの膨張係数を有する通例のホウケイ酸ガラスと比較して、より高いプレストレスをそのガラス基材にもたらすことができる。
【００１６】
本発明のもう１つのさらなる発展形によると、軟化状態における、つまりガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの膨張係数ＣＴＥＬｉｑが１１・１０−６Ｋ−１〜４５・１０−６Ｋ−１の範囲にあるように前記ガラスは選択される。
【００１７】
そのようにして、高いプレストレスを達成するために前記ガラスを過剰に加熱する必要もなくなる。というのも、前記ガラスは高い熱膨張係数を軟化状態において有するからである。また、それにより、熱伝達係数の低下ももたらされる。熱伝達係数が小さいことによって、特定のプレストレスを生じさせるために、より小さな温度勾配も適用できる。
【００１８】
さらなる利点は、比較的高く選択された熱膨張係数によって、固体状態及び軟化状態において、本発明によるガラス基材の破損パターンが、むしろ安全ガラスの破損パターンに相応することである。３．３ｐｐｍ／Ｋほどの範囲にある熱膨張係数を有する従来的に使用されているホウケイ酸ガラスの場合、破損パターンは安全ガラスのものと比較にならず、そのため、ガラス破壊の際により高い傷害リスクがもたらされる。このリスクはさらに、ホウケイ酸ガラスのプレストレスが緩和されている場合、よりいっそう上昇する。
【００１９】
温度Ｔ１３が６００〜７３０℃の範囲にあることによって、一方では標準的な強化炉における強化性がさらに満たされ、そして他方では最大５００℃の熱負荷プロセス（例えば熱分解オーブンプログラム）において、プレストレスの緩和が出発応力の１０％未満に維持される。
【００２０】
本発明のさらなるもう１つの発展形によると、前記ガラスはさらに、１立方センチメートルあたり少なくとも２．４グラムの高い密度を有する。高い密度を有するまさにそのようなガラスが、良好に強化可能であり、かつ熱分解クリーニング後のプレストレスの緩和に対してより耐性があることが判明した。
【００２１】
好ましくは、本発明によるガラスは高い化学的耐久性を有する。その際、ガラスの化学的耐久性は一般に３つの等級で記載され、ここでは、前記ガラスの耐水性、耐酸性、及び耐アルカリ性が区別される。
【００２２】
その際、ガラスの耐水性の測定、及び耐水等級の記載は、ＩＳＯ７１９及び／又はＤＩＮ１２１１１の規定に従って行う。抽出されるガラス成分の量に応じて、調べたガラスを相応して等級分けし、ここで等級１は、僅かな物質しか抽出されなかった等級を表し、そして水による攻撃によりガラスの浸出が高まるにつれ、等級数が上昇する。
【００２３】
ガラスの耐酸性の測定、及び／又は耐酸等級の測定は、ＤＩＮ１２１１６の規定に従って行う。ここでもまた、抽出されるガラス成分の量に応じて等級分けを行い、ここで最良の等級は同様に等級１である。
【００２４】
ガラスの耐アルカリ性の測定、及び／又は耐アルカリ等級の測定は、ＩＳＯ６９５及び／又はＤＩＮ５２３２２に従って行う。ここでもまた、最良の等級（つまり、最も高い耐アルカリ性を有する等級）は同様に等級１である。
【００２５】
本発明によるガラスの化学的耐久性は、本発明の実施形態によると、耐水性Ｈ、耐酸性Ｓ、及び耐アルカリ性Ｌの等級が少なくとも２、３、３であるという記載により示されている。
【００２６】
本発明のもう１つのさらなる実施形態によると、前記ガラス要素には、少なくとも１つの領域において被覆が備えられており、これは、好ましくはガラスフリットベースの被覆から成る。
【００２７】
ガラスフリットベースの被覆（エナメルとも称する）は、前記基材と、表面の部分的溶融により引き起こされる強固な結合をする。それにより、ガラスフリットベースの被覆は、そのような溶融反応域を有さない他の被覆と比べて、特に良好な接着強度において優れている。その無機的性質によって、そのように獲得された被覆は、特に高い、化学的、熱的、及び機械的な耐性をも有する。しかしながら、そのような被覆において不利なことに、その被覆によって、前記のように被覆された基材の強度がひどく減少し得る。これは、この基材が低い熱膨張率を有する場合に、特に重大である。例えば、基材材料とガラスフリットベースの被覆との熱膨張係数差が十分に大きい場合、剥離及び亀裂が生じ得る。それに対して、本発明によるガラス及び／又は本発明によるガラス要素は、ガラスフリットベースの被覆で被覆可能な点で優れる。殊に、本発明の好ましい一実施形態によると、前記ガラス要素は、少なくとも１つの領域において被覆、好ましくはガラスフリットベースの被覆を有する。
【００２８】
その際、本発明のさらに好ましい一実施形態によると、前記被覆の熱膨張係数ＣＴＥＣｏａｔは、前記ガラス要素の熱膨張係数ＣＴＥＳｏｌに、これら熱膨張係数の差である値：
｜ΔＣＴＥ｜＝｜ＣＴＥＳｏｌ−ＣＴＥＣｏａｔ｜
が、１ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは０．５ｐｐｍ／Ｋ以下、そして特に好ましくは０．３ｐｐｍ／Ｋ以下になるように適合されている。
【００２９】
圧縮応力がかかっている２つの相対する面を有し、ここで、圧縮応力は少なくとも４０ＭＰａであり、かつガラス要素を形成しているガラスの粘度が１０４ｄＰａｓであるガラス加工温度Ｔ４は最大１３５０℃であり、かつ前記ガラスはさらに、関係式１による量が最大５・１０６Ｋ２の値を有するように、温度に応じた粘度及び膨張係数の推移を有する、本発明によるガラス要素は、例えば電気レンジ、殊に熱分解機能付電気レンジにおける、加熱室の扉として使用することに適する。しかしながら、そのようなガラス要素を調理面として使用することも可能である。さらに、発熱要素のためのカバーとして、殊に調理面若しくは加熱面(Bratflaeche)として、発熱体カバーとして、グリル面として、暖炉用覗き窓として、セラミック産業、太陽光産業、製薬産業、若しくは医療技術における、殊に高純度条件下での製造プロセスのための、キャリアプレート若しくは炉用内張りとして、化学的又は物理的な被覆法が実施される炉の内張りとして、又は耐薬品性のある実験室設備として、高温用途若しくは極低温用途のための基材として、燃焼炉の炉窓として、高温環境を遮蔽するための熱シールドとして、放射体、殊に赤外線放射体、装置中に組み込まれている赤外線放射体、リフレクタ、フラッドライト、投影機、プロジェクタ、複写機のためのカバーとして、熱機械的負荷を伴う適用のため、例えば暗視装置において、ウェハ基板として、ＵＶ保護を有する基材として、例えば電子機器の、ケース部材の材料として、及び／又は、携帯電話、ノートパソコンのようなＩＴ用カバーガラス、スキャナ用ガラスなどとして、ファサードパネルとして、防火窓ガラスとして、又は防弾用部材としての、前記ガラス要素の使用が可能である。
【００３０】
本発明のさらなる一実施形態によると、前記ガラス要素には、少なくとも１箇所で被覆が備えられている。好ましくは、この少なくとも１つの被覆が、ガラスフリットベースの被覆、又はエナメルである。
【００３１】
本発明の特に好ましい一実施形態によると、前記被覆の熱膨張係数ＣＴＥＣｏａｔは、前記ガラス要素の熱膨張係数ＣＴＥＳｏｌに、これら熱膨張係数の差である値：
｜ΔＣＴＥ｜＝｜ＣＴＥＳｏｌ−ＣＴＥＣｏａｔ｜
が、１ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは０．５ｐｐｍ／Ｋ以下、そして特に好ましくは０．３ｐｐｍ／Ｋ以下となるように適合されている。
【００３２】
本発明の一実施形態によると、前記ガラス要素は、厚さが、２ｍｍ以上〜５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上〜５ｍｍ以下である。
【実施例】
【００３３】
実施例１
本発明の一実施形態によると、ガラスの組成範囲は、以下の組成により質量％で示されている：
ＳｉＯ２  ６０〜８０
Ｂ２Ｏ３  ４〜１５
Ａｌ２Ｏ３  ３〜１５
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５
Ｎａ２Ｏ  ０〜１０
Ｋ２Ｏ  ０〜６
ＭｇＯ  ０〜８
ＣａＯ  ０〜１０
ＳｒＯ  ０〜５
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜９。
【００３４】
実施例２
本発明のさらなる一実施形態によると、ガラスのさらなる組成範囲は、以下の組成により質量％で示されている：
ＳｉＯ２  ６３〜７５
Ａｌ２Ｏ３  ８〜２１
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５
Ｎａ２Ｏ  ０〜１４
Ｋ２Ｏ  ０〜５
ＭｇＯ  ０〜１２
ＣａＯ  ０〜１８
ＳｒＯ  ０〜５
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜９。
【００３５】
実施例３
さらに、本発明のもう一つのさらなる一実施形態によると、ガラスのさらなる組成範囲は、以下の組成により質量％で示されている：
ＳｉＯ２  ５０〜７０
Ｂ２Ｏ３  ０〜８
Ａｌ２Ｏ３  ３〜２５
Ｌｉ２Ｏ  ０〜８
Ｎａ２Ｏ  ０〜７
Ｋ２Ｏ  ０〜５
ＭｇＯ  ０〜５
ＣａＯ  ０〜７
ＳｒＯ  ０〜５
ＺｎＯ  ０〜３
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜５
Ｐ２Ｏ５  ０〜５。
【００３６】
さらに、前記ガラスは少量成分及び／又は痕跡成分を有することができ、例えばプロセス工学的に必要な添加物、例えば清澄剤の形態で、例えば、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｃｌ−、Ｆ−、若しくは硫酸塩、又は適した色彩に調整するための薬剤、並びに、例えば、原材料に必ず含有されている痕跡成分に基づき不純物となる、さらなる成分を有することができる。その際、これらのさらなる成分の合計は、一般に２質量％未満にある。
【００３７】
下記の表には、本発明による３つのガラスの組成及び特性が、２つの比較例と共にまとめられている。
【表１】
2017122039.tif 000003
【００３８】
ここで、量Ｔｇは、いわゆる変態温度、又はガラス転移温度を表す。この量は、加熱速度５Ｋ／分での測定の際の膨張曲線の２つの部分に対して引いた接線の交点により求められている。これは、ＩＳＯ７８８４−８及び／又はＤＩＮ５２３２４による測定に対応する。
【００３９】
好ましい一実施形態によると、本発明によるガラスは、密度が２．４ｇ／ｃｍ３を上回る一方で、比較例１の密度は、２．３ｇ／ｃｍ３未満にある。
【００４０】
さらに、本発明によるガラスの場合の上記関係式（１）の値は、４．８８５・１０６Ｋ２、又はそれ未満にある。それに対して、比較例１は約６倍大きい値を有する。
【００４１】
以下に、本発明をより詳細に説明するため、添付図が参照される。図において、同一の符号は、同一又は相応する要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】熱分解サイクル後のプレストレスの測定値を有する従来の熱強化したガラス要素を示す。
【図２】１つの領域において被覆が備えられている本発明によるガラス要素を示す。
【００４３】
図１では、ベーキングオーブンのためのガラス要素の略図が示されている。そのガラス板は、上記表の比較例によるホウケイ酸ガラスである。前記ガラス要素及び／又はガラス板を温度処理（これは、２回の熱分解クリーニングサイクルによる温度負荷に相当する）に掛けた。
【００４４】
楕円フィールド内にある数字は、それぞれのフィールドにおける箇所で測定した残留プレストレスを示す。明白ではあるが、プレストレスは、ガラス板の縁部において５０ＭＰａ超で非常に高いものの、中心に向かって著しく減少する。ガラス板の中心では、わずか１７ＭＰａが維持されているだけである。つまりこれによって、プレストレスが僅かな時間で既に、元々の値の半分未満に減少するといえる。
【００４５】
図２は、本発明によるガラス要素１（ここでは、ガラス要素１の領域２に施与されている被覆と共に例示する）を概略図で示し、ここで、図２の上部では、ガラス要素１が上面図で示されており、それに対して図２の下部では、切断線Ａ−Ｂに沿った側面図で示されている。
【００４６】
本発明によるガラス要素１は、熱強化されており、かつ圧縮応力がかかっている２つの相対する面１１及び１２を有し、ここで圧縮応力が少なくとも４０ＭＰａである。さらに、加工温度、つまり、前記ガラス要素１を形成しているガラスの粘度が１０４ｄＰａｓにある温度Ｔ４は、最大１３５０℃である。このガラスは、以下の量：
（７５０℃−Ｔ１３）／（ＣＴＥＬｉｑ−ＣＴＥＳｏｌ）
が最大５・１０６Ｋ２の値を有するような、温度に応じた粘度及び熱膨張係数の推移を有し、ここでＣＴＥＬｉｑは、ガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの線熱膨張係数を表し、ＣＴＥＳｏｌは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの線熱膨張係数を表し、Ｔ１３は、前記ガラスが１０13ｄＰａ・ｓの粘度を有する温度を表す。
【００４７】
好ましくは、２０℃〜３００℃の温度範囲内の前記ガラスの膨張係数ＣＴＥＳｏｌは、３．５・１０−６Ｋ−１〜６・１０−６Ｋ−１の範囲にある。
【００４８】
さらに好ましくは、軟化状態における、つまりガラス転移温度Ｔｇを上回る前記ガラスの膨張係数ＣＴＥＬｉｑが１１・１０−６Ｋ−１〜４５・１０−６Ｋ−１にあるように前記ガラスは選択されている。
【００４９】
本発明のさらなる一実施形態によると、前記ガラス要素は、前記ガラスが１立方センチメートルあたり少なくとも２．４グラムの密度を有することを特徴としている。
【００５０】
本発明のさらなる一実施形態によると、前記ガラス要素１の厚さは、２ｍｍ以上〜５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上〜５ｍｍ以下である。
【００５１】
本発明のもう一つのさらなる一実施形態によると、前記ガラスは、化学的耐久性Ｈ、Ｓ、Ｌが、少なくとも２、３、３、又はそれより良好であり、ここで化学的耐久性は、ＩＳＯ７１９による耐水等級Ｈ、ＤＩＮ１２１１６による耐酸等級Ｓ、及びＩＳＯ６９５による耐アルカリ等級Ｌとして求められている。
【００５２】
さらに、本発明のさらなる一実施形態によると、前記ガラス要素１には、ここで例示的に図示されているように、少なくとも１つの領域２において、被覆が備えられていてよい。好ましくは、そのような被覆は、ガラスフリットベースの被覆又はエナメルである。
【００５３】
その際、本発明の好ましい一実施形態によると、前記被覆の熱膨張係数ＣＴＥＣｏａｔは、前記ガラス要素の熱膨張係数ＣＴＥＳｏｌに、これら熱膨張係数の差である値：
｜ΔＣＴＥ｜＝｜ＣＴＥＳｏｌ−ＣＴＥＣｏａｔ｜
が、１ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは０．５ｐｐｍ／Ｋ以下、そして特に好ましくは０．３ｐｐｍ／Ｋ以下となるように適合されている。
【００５４】
しかしながら一般的に、図２に示される例に制限されることなく、前記ガラス要素１は、そのような被覆なしでも形成されていてよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  ガラス要素、  １１、１２  ガラス要素の面、  ２  ガラス要素の被覆領域
【図１】
2017122039.tif 000004
【図２】
2017122039.tif 000005
【外国語明細書】
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