(57)【要約】  化学強化された超薄ガラス物品が０．４ｍｍ以下の厚さを有する。鋭利物接触耐性を改善するために、前記ガラス物品は、ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に３０を乗算した値を上回る破壊荷重（Ｎで示される）を有する。前記ガラス物品は、物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に１０００００を乗算して、第１の表面での表面圧縮応力の数値（ＭＰａ）で除算した値未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有する。
2020521700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学強化されたガラス物品（１）であって、０．４ｍｍ未満の厚さ（ｔ）、第１の表面（２）および第２の表面（３）、および前記第１の表面から前記ガラス物品内の第１の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで前記第１の表面（２）での表面圧縮応力（ＣＳ）が少なくとも１００ＭＰａであり、
・  前記ガラス物品は、少なくともガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））の数値に３０を乗算した破壊荷重（Ｎで示される）を有し、前記破壊荷重はサンドペーパー押付試験において測定され、前記試験において、前記ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、前記ガラス物品の第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの平坦な前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する、および
・  前記ガラス物品は、該物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に１０００００を乗算し、その結果を第１の表面で測定された表面圧縮応力の数値（ＭＰａ）で除算した値未満、好ましくは該ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に８００００を乗算し、その結果を第１の表面で測定された表面圧縮応力の数値（ＭＰａ）で除算した値未満、特に好ましくは該ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に７００００を乗算し、その結果を第１の表面で測定された表面圧縮応力の数値（ＭＰａ）で除算した値未満、さらに好ましくは該ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に６００００を乗算し、その結果を第１の表面で測定された表面圧縮応力の数値（ＭＰａ）で除算した値未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有する、前記化学強化されたガラス物品。
【請求項２】
前記ガラス物品が、０．３３ｍｍ以下、好ましくは０．２５ｍｍ以下、より好ましくは０．２１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１８ｍｍ以下、また好ましくは０．１５ｍｍ以下、好ましくは０．１３ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．０８ｍｍ以下、また好ましくは０．０７ｍｍ以下、また好ましくは０．０５ｍｍ以下、また好ましくは０．０３ｍｍ以下、また好ましくは０．０１ｍｍ以下且つ／または０．００５ｍｍ以上の厚さを有する、請求項１に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項３】
前記物品が、０．５μｍ〜１２０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）、好ましくは０．５μｍ〜９０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは０．５μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは０．５μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、さらに好ましくは０．５μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬを有し、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である、請求項１または２に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項４】
前記ガラス物品が、２００ＭＰａ以下、好ましくは１５０ＭＰａ以下、好ましくは１２０ＭＰａ以下、より好ましくは１００ＭＰａ以下、さらに好ましくは６５ＭＰａ以下、さらに好ましくは４５ＭＰａ以下、さらに好ましくは２５ＭＰａ以下の内部引張応力（ＣＴ）を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項５】
前記物品が、２７×ｔ／ＣＳμｍ〜０．５×ｔμｍの範囲、好ましくは４５×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４５×ｔμｍの範囲、より好ましくは６０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４×ｔμｍの範囲、さらに好ましくは９０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．３５×ｔμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）を有し、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である、請求項１または２に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項６】
前記ガラス物品が、２７ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１００ＭＰａ以上の内部引張応力（ＣＴ）を有する、請求項５に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項７】
前記ガラス物品が貼り合わせられたポリマー層を含み、前記ポリマー層は１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは４０μｍ以上且つ／または２００μｍ未満の厚さを有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項８】
前記ガラス物品が、少なくとも１つの表面で、被覆材料を含む被覆層を有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項９】
前記ガラス物品が、前記第２の表面（３）から前記ガラス物品内の第２の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ第２の圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで前記第２の表面（３）での表面圧縮応力は少なくとも１００ＭＰａである、請求項１から８までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項１０】
前記第１の表面（２）および／または前記第２の表面（３）でのガラス物品（１）の表面圧縮応力（ＣＳ）が、１００ＭＰａを上回り、有利には２００ＭＰａ以上、好ましくは３００ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上、より好ましくは５００ＭＰａ以上、さらに好ましくは６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは７００ＭＰａ以上、また好ましくは８００ＭＰａ以上である、請求項１から９までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項１１】
前記ガラス物品が、平板状の物品および／またはフレキシブルな物品および／または変形可能な物品である、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品。
【請求項１２】
前記ガラスが、以下の成分を示された量（質量％）で含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品：
【表１】
2020521700.tif 000028
【請求項１３】
前記ガラスが、以下の成分を示された量（質量％）で含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品：
【表２】
2020521700.tif 000029
【請求項１４】
前記ガラスが、以下の成分を示された量（質量％）で含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品：
【表３】
2020521700.tif 000030
【請求項１５】
前記ガラスが、以下の成分を示された量（質量％）で含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品：
【表４】
2020521700.tif 000031
【請求項１６】
抵抗スクリーン用のカバーフィルム、およびディスプレイスクリーン、携帯電話、カメラ、ゲーム用ガジェット、タブレット、ラップトップ、ＴＶ、鏡、窓、航空機の窓、家具および白物家電用の使い捨て保護フィルムとしての、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品の使用。
【請求項１７】
ディスプレイの基板およびカバー、壊れやすいセンサ、指紋センサモジュールの基板またはカバー、半導体のパッケージ、薄膜電池の基板およびカバー、折り曲げられるディスプレイ、カメラレンズカバーの用途における、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品の使用。
【請求項１８】
貼り合わせられた層状構造を形成するための請求項１から１５までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品の使用であって、貼り合わせられた層状構造が少なくとも２つの超薄ガラス層と、それらの間の有機層とを含み、少なくとも１つのガラス層は請求項１から１５までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品であり、且つ有機層は好ましくは光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）、光学的に透明な樹脂（ＯＣＲ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなる群から選択される、前記使用。
【請求項１９】
請求項１から１５までのいずれか１項に記載の化学強化されたガラス物品の製造方法であって、以下の段階：
ａ）  所望のガラスのための原料の組成物を準備する段階、
ｂ）  前記組成物を溶融する段階、
ｃ）  板ガラス工程においてガラス物品を製造する段階、
ｄ）  前記ガラス物品を化学強化する段階、および
ｅ）  任意に、前記ガラス物品の少なくとも１つの表面を被覆層で被覆する段階、
ｆ）  任意に、前記ガラス物品の少なくとも１つの表面をポリマー層と貼り合わせる段階
を含み、ここで強化温度が３４０℃〜４８０℃であり、且つ強化時間が３０秒〜４８時間である、前記方法。
【請求項２０】
前記板ガラス工程がダウンドローまたはリドローである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記化学強化する段階が、イオン交換工程を含む、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記イオン交換工程が、ガラス物品または該物品の一部を、一価のカチオンを含有する塩浴中に浸漬することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記一価のカチオンがカリウムイオンおよび／またはナトリウムイオンである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記化学強化が２つの連続した強化段階を含み、ここで第１の段階が第１の強化剤での強化を含み、且つ第２の段階が第２の強化剤での強化を含む、請求項１９から２３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の強化剤および前記第２の強化剤は、ＫＮＯ3、ＮａＮＯ3および／またはそれらの混合物を含むか、またはそれらからなる、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い鋭利物接触耐性と高い柔軟性とを兼備する超薄ガラス物品に関する。本発明は、フレキシブルおよびプリンテッド・エレクトロニクスにおけるフレキシブルユニバーサル基板、タッチ制御パネル用のセンサ、指紋センサ、薄膜電池基板、モバイル電子機器、半導体インターポーザ、曲げることができるディスプレイ、太陽電池、または高い化学的安定性と、温度安定性と、低いガス透過性と、柔軟性と、薄い厚さとの組み合わせが必要とされる他の用途としての、高強度フレキシブルガラスの使用にも関する。消費者用および産業用の電子機器のほかに、前記発明は、産業上の生産または測定における保護用途のためにも使用できる。
【背景技術】
【０００２】
種々の組成を有する薄ガラスは、透明性、高い化学的耐性および耐熱性、および定義された化学的特性および物理的特性が重要である多くの用途のために適した基板材料である。例えば、無アルカリガラスは、ディスプレイパネルのために、およびウェハ形式における電子的なパッケージング材料として使用され得る。アルカリ含有シリケートガラスは、フィルタコーティング基板、タッチセンサ基板および指紋センサモジュールのカバーのために使用される。
【０００３】
アルミノシリケート（ＡＳ）ガラス、リチウムアルミノシリケート（ＬＡＳ）ガラス、ホウケイ酸ガラスおよびソーダライムガラスは、指紋センサ（ＦＰＳ）用のカバー、保護カバーおよびディスプレイカバーなどの用途のために幅広く使用されている。それらの用途において、前記ガラスは通常、特別な試験、例えば３点曲げ（３ＰＢ）、球の落下、引掻耐性およびその他によって測定される高い機械的強度を達成するために化学強化される。
【０００４】
化学強化は、例えばディスプレイ用途のためのカバーガラスとして使用されるソーダライムガラスまたはアルミノシリケート（ＡＳ）ガラスまたはリチウムアルミノシリケート（ＬＡＳ）ガラスまたはホウケイ酸ガラスなどのガラスの強度を高めるための周知の方法である。この状況下で、表面圧縮応力（ＣＳ）は典型的には５００〜１０００ＭＰａであり、且つイオン交換層の深さは典型的には３０μｍを上回り、好ましくは４０μｍを上回る。輸送または航空における安全保護用途のためには、ＡＳガラスは１００μｍを上回る交換層を有することがある。通常、高いＣＳと高いＤｏＬとを兼備するガラスは、それら全ての用途を目的としており、且つガラスの厚さは通常約０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。
【０００５】
現在、製品の新たな機能性およびより広い用途分野についての継続的な要請により、高い強度と柔軟性とを有するさらにより薄く且つ軽いガラス基板が必要とされている。超薄ガラス（ＵＴＧ）が典型的に適用される分野は、微細電子機器の保護カバーである。現在、製品の新たな機能性に対する高まる要請、および新規且つ広範な用途の探索により、新たな特性、例えば柔軟性を有するより薄く且つ軽いガラス基板が必要とされている。ＵＴＧの柔軟性ゆえに、そのようなガラスは、例えばスマートホン、タブレット、時計および他のウェアラブル機器などの機器のためのカバーガラスおよびディスプレイとして調査および開発されてきた。そのようなガラスは、指紋センサモジュールのカバーガラスとして、およびカメラのレンズカバーとしても使用され得る。
【０００６】
しかしながら、ガラスシートが０．５ｍｍより薄くなってくると、主に破壊をもたらす欠陥、例えばクラックおよびガラス端部での欠けに起因して、取り扱いがどんどん困難になる。また、全体の機械的強度、つまり曲げまたは衝撃強度に反映される強度は、著しく低下する。通常、より厚いガラスの端部はＣＮＣ（コンピュータ数値制御）研削されて欠陥が除去され得るが、その機械的研削を０．３ｍｍ未満の厚さを有する超薄ガラスに適用するのは難しい。端部のエッチングは、超薄ガラスの欠陥を除去するための１つの解決策であり得るが、薄いガラスシートの柔軟性は、ガラス自体の低い曲げ強度によって制限されたままである。従って、薄いガラスについてガラスの強化は極めて重要である。しかしながら、超薄ガラスの強化は、ガラスの高い内部引張応力に起因して、自己破壊のリスクを常に伴う。
【０００７】
典型的には、０．５ｍｍ未満の厚さの超薄板ガラスは、熱間成型法、例えばダウンドロー法、オーバーフローフュージョン法または特別なフロート法によって製造され得る。リドロー法も可能である。化学的な方法または物理的な方法によって後処理された（例えば研削および研磨によって製造された）薄いガラスと比較して、直接的に熱間成型された薄いガラスは、遙かに良好な表面均一性および表面粗さを有し、なぜなら、表面が高温溶融状態から室温へと冷却されるからである。ダウンドロー法を使用して、０．３ｍｍより薄い、またはさらには０．１ｍｍより薄いガラス、例えばアルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラスまたは無アルカリアルミノホウケイ酸ガラスを製造できる。
【０００８】
ＵＴＧの化学強化は、いくつかの発明によって記載されている。米国特許出願公開第２０１５／１８３６８０号明細書(US2015183680)は、限定的な範囲の内部引張応力の範囲および３０μｍを上回るＤｏＬを有する０．４ｍｍ未満のガラスの強化を記載している。しかしながら、ＤｏＬが３０μｍを上回ると、強化された超薄ガラスにおける脆性および自己破壊などの問題が生じる。さらには、０．４ｍｍ未満の厚さのガラスをどのように製造するかは、この特許出願においては説明されていない。国際公開第２０１４／１３９１４７号(WO2014/139147A1)は、７００ＭＰａ未満の圧縮応力および３０μｍ未満のＤｏＬを有する０．５ｍｍ未満のガラスの強化を開示している。しかし、ここでもまた、強化された超薄アルミノシリケートガラスは、低い機械的耐性を有する傾向があり、鋭利で硬い物体との接触に際して破壊されやすい。一般に、最適な曲げ半径を有するフレキシブルガラスを得るためには、ＤｏＬ（イオン交換層の深さ）が、それぞれのガラス厚（μｍで示される）の約０．１〜０．２倍の高い値に達するべきであるとみなされていた。対照的に、公知の強化された超薄ガラスは、非常に低い鋭利物接触耐性（鋭利物の押付耐性を意味する）を有することが判明した。従って、そのような強化されたガラスは、固い物体、例えば砂、金属、端部等によって引っ掻かれた際に容易に破壊されかねない。鋭利物の押付耐性とは、鋭利な物体がガラス表面に対して押し付けられる場合の押付力に耐えるＵＴＧの特性である。
【０００９】
ＵＴＧに関して、非常に多くのガラスの厚さ、強化方法および結果（種々のＣＳ、ＤｏＬ、ＣＴ）があるので、ガラス物品が特別な用途において使用できるか否かを予測することは重要である。しかしながら、（例えば指紋センサ上に破壊するまで砂のついた指で押しつけることによる）試験を終えた実際の製品は、無効なだけでなくその製品自体が無駄にもなる。顧客側での破損のリスクを低減するために、ガラスの製造業者および加工業者によって、強化された超薄ガラスの接触耐性および柔軟性を証明するための多くの試験が開発されている。例えば、３点曲げ（３ＢＰ）、球の落下、引掻耐性およびその他である。しかしながら、それらの試験は複雑であり、且つ失敗することも多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／１８３６８０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１４／１３９１４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、先行技術の問題を解決し、高い柔軟性と高い鋭利物接触耐性との両方を達成できる超薄ガラスを提供することである。本発明のさらなる課題は、エレクトロニクス用途のために信頼性のある特性を有するＵＴＧについての評価基準を設定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
技術用語の説明
ガラス物品：  ガラス物品は、任意の大きさのものであってよい。例えばそれは、巻かれた長い超薄ガラスリボン（ガラスロール）、長いガラスシート、ガラスロールからの、またはガラスシートからのより小さいガラス部材、または単独の小さいガラス物品（例えばＦＰＳまたはディスプレイのカバーガラス）等であってよい。
【００１３】
厚さ（ｔ）：  ガラス物品の厚さは、測定される試料の厚さの算術平均である。
【００１４】
圧縮応力（ＣＳ）：  ガラスの表面層上でイオン交換後にガラスの網目間で誘導される圧縮。そのような圧縮は、ガラスの変形によって緩和され得ず、応力として維持される。ＣＳは、ガラス物品表面での最大値（表面ＣＳ）から、ガラス物品内側に向かって低下する。市販の試験機、例えばＦＳＭ６０００（株式会社ルケオ、日本／東京）は、導波管の機構によってＣＳを測定できる。
【００１５】
層深さ（ＤｏＬ）：  ＣＳが存在する領域のイオン交換層の厚さ。市販の試験機、例えばＦＳＭ６０００（株式会社ルケオ、日本／東京）は、導波管の機構によってＤｏＬを測定できる。
【００１６】
内部引張応力（ＣＴ）：  ＣＳが１枚のガラスシートの片側または両側上で誘導される場合、ニュートンの法則の第三原理に従って応力を均衡させるために、ガラスの中心領域では引張応力が誘導されなければならず、それが内部引張応力と称される。ＣＴは、測定されたＣＳとＤｏＬとから計算できる。
【００１７】
表面粗さ（Ｒa）：  表面組織の尺度。実際の表面の理想的な形態からの垂直方向のずれによって定量化される。慣例的に、振幅パラメータが、粗さプロファイルの中心線からの垂直方向のずれに基づいて表面を特徴付ける。Ｒaは、それらの垂直方向のずれの絶対値の算術平均である。
【００１８】
破壊荷重(Breakage force)：  破壊荷重は、化学強化超薄ガラス物品が破壊される（クラックが生じることを意味する）まで、物体によってかけられ得る荷重（Ｎで示される）である。破壊荷重は、以下により詳細に記載される鋼ロッドのサンドペーパー押付試験によって測定される。
【００１９】
破壊曲げ半径（ＢＢＲ）：  破壊曲げ半径（ｍｍで示される）は、ガラス物品がよれる、または損傷する、または破壊される前に最大のたわみに達するところの、曲げ位置での円弧の最小半径（ｒ）である。それは、ガラス材料の曲げ位置での内側の曲率で測定される。半径が小さいほど、ガラスの柔軟性およびたわみが大きいことを意味する。曲げ半径は、ガラスの厚さ、ヤング率、およびガラスの強度に依存するパラメータである。化学強化された超薄ガラスは非常に薄い厚さ、低いヤング率、および高い強度を有する。３つ全ての要素が、小さい曲げ半径およびより良好な柔軟性に寄与する。ＢＢＲを測定するための試験は、以下により詳細に記載される。
【００２０】
本発明の詳細な説明
本発明は、化学強化されたガラス物品であって、０．４ｍｍ未満の厚さ（ｔ）、第１の表面および第２の表面、および前記第１の表面から前記ガラス物品内の第１の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで、前記第１の表面での表面ＣＳが少なくとも１００ＭＰａである、前記化学強化されたガラス物品を提供する。第１の表面および第２の表面は、ガラス物品の反対側に位置している。前記ガラス物品は、少なくともガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））の数値に３０を乗算した破壊荷重（Ｎで示される）を有する。破壊荷重はサンドペーパー押付試験において測定される。この試験において、ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、ガラス物品の第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ且つ押し付けられ、ここで、Ｐ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する。さらに、本発明によるガラス物品は、ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に１０００００を乗算し、その結果を、第１の表面で測定された表面圧縮応力（ＭＰａ）の数値で除算した値未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有する。
【００２１】
そのような本発明によるガラス物品は最適化された応力プロファイルを有する。それは小さな曲げ半径と高い鋭利物接触耐性、特に押付耐性との間の均衡を有する。意外なことに、以下の条件が満たされる場合に、前記ガラス物品が超薄ガラス物品の用途、特に日常的な使用に適合するために十分に合理的に強いことが判明した：
ａ）  ガラス物品が、前述のサンドペーパー試験において３０×ｔ以上の破壊荷重（Ｎで示される）を有し（ｔはガラス物品のそれぞれの厚さの「ｍｍ」の単位での数値である）、且つ、
ｂ）  その破壊曲げ半径（ｍｍで示される）が１０００００×ｔ／ＣＳ未満である（ここで、ｔはガラス物品の厚さ（「ｍｍ」の単位で示される）であり、且つＣＳは測定された表面圧縮応力の（「ＭＰａ」の単位で示される）数値である）。これは、後者の計算において、その積が、ガラス物品の第１の表面でそれぞれ測定された表面圧縮強度（ＭＰａで示される）に相応する数値で除算されることを意味する。
【００２２】
それらの規準によって、強化された超薄ガラス物品が、それぞれの用途に使用するために十分に適切に強く且つ柔軟性があるかどうかを、それが製品の一部となる前に決定できる。意外なことに、破壊荷重はガラスの厚さに強く関連することが判明した。従って、より薄いガラスは特に、硬く且つ鋭利な物体との接触によって引き起こされる破壊に敏感である。
【００２３】
意外なことに、本発明者らは、超薄ガラスについての破壊荷重の規準を、本発明の係数３０およびガラス物品の厚さによって記載できることを見出した。本発明の係数は、ガラス物品の破壊荷重が、本発明のサンドペーパー押付試験において測定され、万能試験機（ＵＴＭ）を使用して記録される場合に有効である。この試験において、ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、ガラス物品の（化学強化された）第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ且つ押し付けられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する。鋼ロッドの長軸は、ガラス物品の第１の表面に対して垂直に向いている。鋼ロッドはその長軸に相応する方向に、連続的にかけられる負荷速度１ｍｍ／分で、破壊するまで移動する。該試験は、小さい試料（１１ｍｍ×１１ｍｍ）上で、約２０℃の室温および約５０％の相対湿度で、ＩＳＯ  ６３４４に準拠するサンドペーパーＰ１８０（例えば「Ｂｕｅｈｌｅｒ」社製の＃１８０サンドペーパー）を使用して実施される。より大きなサイズのガラス物品が試験される場合、ダイヤモンドの切断砥石を使用して小さい試料が切り出される。さらなる端部処理は試料上で実施されない。試料は、破壊される（クラックが生成する）までロッドを押し付けられる。破壊荷重（「サンドペーパー押付荷重」とも称する）は、ガラス物品が破壊される際にかけられ得る最大の荷重である。破壊とは、ガラス物品が表面クラックを起こすか、または２つまたは複数の破片に破壊されることを意味する。破壊は、ＵＴＭソフトウェアの信号で測定される。
【００２４】
この試験は、超薄ガラス物品に適合されており、且つそれに特に適しており、且つ非常に単純な方法で上記の問題、つまりガラス物品（例えばＦＰＳまたはタッチディスプレイ）と鋭利で硬い物体との間の押付接触を再現する。
【００２５】
意外なことに、本発明者らは、超薄ガラスについての破壊曲げ半径の規準を、本発明の係数１０００００、ガラス物品の厚さおよび測定された表面ＣＳによって記載できることを見出した。前記の本発明の係数は、ガラス物品の破壊曲げ半径が、ここで記載されるとおり２点曲げ試験において測定される場合に有効である。破壊曲げ半径は、ＵＴＭ（万能試験機）を使用して、小さい試料（２０ｍｍ×７０ｍｍ）上で、約２０℃の室温および約５０％の相対湿度で測定される。より大きなサイズのガラス物品を試験すべき場合、ダイヤモンドの切断砥石を使用して小さい試料が切り出される。さらなる端部処理は試料上で実施されない。ガラス物品が曲げ位置に持ち込まれ、その反対の端部は２つの平行なプレート（鋼板）の間に配置される。次いで、プレート間の距離を連続的に低下させて、破壊されるまでガラス物品の曲げ半径が減少し、ここで負荷速度は６０ｍｍ／分である。超薄ガラス物品がよれる、または損傷する、または２つまたは複数の破片へと破壊される際のプレート間の距離を記録し、それはＵＴＭソフトウェアの信号によって測定される。その距離から、破壊時点でのガラス物品の相応の曲げ半径を計算する。処理された端部を有するガラス物品を試験する場合（該ガラス物品は例えばＣＮＣ研削によって端部処理され、酸（例えばＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4、ＮＨ4ＨＦ2またはそれらの混合物）によってエッチングされ、次いで強化されていることがある）、曲げ半径は、処理された端部を有さない相応のガラス物品と比較してさらに小さく、なぜなら、端部処理が強度を高め、ひいては曲げ半径を減少させるからである。
【００２６】
この２点曲げ試験は、超薄ガラス物品に適合されており、且つそれに特に適しており、且つ非常に単純な方法で上記の問題、つまり負荷がかかる際のガラス物品（例えばＦＰＳまたはタッチディスプレイの曲げを再現する。本発明に関して、２点曲げ法は、他の公知の曲げ強度試験、例えば３点および４点曲げ試験よりも意味があることが判明した。
【００２７】
本発明の有利な実施態様において、化学強化されたガラス物品の破壊曲げ半径（ｍｍ）は、ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に８００００を乗算し、その結果を、第１の表面で測定された表面圧縮応力（ＭＰａ）の数値で除算した値未満である（＜ｔ×８００００／ＣＳ）。好ましくは、破壊曲げ半径（ｍｍ）は、ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に７００００を乗算し、その結果を、第１の表面で測定された表面圧縮応力（ＭＰａ）の数値で除算した値未満であってよい（＜ｔ×７００００／ＣＳ）。いくつかの態様においては、破壊曲げ半径（ｍｍ）は、ガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））に６００００を乗算し、その結果を、第１の表面で測定された表面圧縮応力（ＭＰａ）の数値で除算した値未満であってよい（＜ｔ×６００００／ＣＳ）。
【００２８】
上述のとおり、超薄ガラス物品は日常用途の多くの分野、例えば、特にスマートホンおよびタブレットの指紋センサ用のカバーとして使用される。カバーガラスの強度を高めるために、強化、好ましくは化学強化が実施される。これに関し、先行技術においては一般に、超薄ガラスの柔軟性および強度を確実にするためには高い圧縮強度および高いＤｏＬが必要とみなされていた。従って、そのような公知の強化されたガラス物品は通常、高い圧縮応力（ＣＳ）および２０μｍを上回るＤｏＬを有し、これは、ガラスの内側の部分での高い内部引張応力（ＣＴ）をみちびく。しかしながら意外なことに、本発明者らは、そのような公知の強化されたガラスの鋭利物接触耐性はＤｏＬの増加と共にすぐに低下し、ＤｏＬ（μｍで示される）と厚さ（μｍで示される）との比が概ね０．１〜０．２である場合に、鋭利物の接触に対するさらなる表面保護がなければ、最小値に達することを見出した。従って、そのような公知の強化ガラス物品が、高硬度を有する物体によって押し付けられるかまたは衝撃を与えられる場合（例えば、指に砂粒をつけてＦＰＳのカバーガラスを押す）、接触荷重が非常に低くても、クラックが生じ、それがカバーガラスの強化された層（圧縮応力（ＣＳ）によって定義される）を通じて広がり、ガラスの引張応力部分に達する。そのガラス領域中に存在する高い内部引張応力ゆえに、公知のガラス物品は自発的にクラックを生じ、且つカバーガラスが損傷される。
【００２９】
意外なことに、本発明者らは、本発明によるガラス物品は、さらなる加工および日常用途における柔軟性および接触耐性に関してより信頼性があることを見出した。その原因は、改善され且つ最適化された本発明によるガラス物品の応力プロファイルである。逆に、超薄ガラス物品が特許請求される破壊荷重および特許請求される破壊曲げ半径（そのそれぞれの厚さおよび測定された表面ＳＣに関する）に合致すれば、本発明のガラス物品が（例えば指紋センサの例えばカバーガラスとして）使用される場合の破壊のリスクは低い。
【００３０】
上記のとおり、本発明による化学強化されたガラス物品は、非常に様々なサイズを有することができる。従って、破壊荷重および破壊曲げ半径を測定する過程で、以下を考慮しなければならない：
より大きなガラス物品（例えばガラスロールまたは大きなガラスシート）の場合、サンドペーパー押付試験を使用して、破壊荷重に関して複数の試料が測定される。このために、ランダムな試料のＮ個の値が取得される。Ｎは、統計学的に確実な平均値を得るために十分に高くなければならない。好ましくは少なくとも２０、より好ましくは少なくとも３０の試料が試験される。試料数は、試験されるガラス物品のそれぞれのサイズに依存する。測定された値を、ワイブル法を使用して統計的に評価する。ワイブル分布のＢ１０値（つまり、１０％の試料が破壊されるところでの計算された力（Ｎ））が決定され、それが特許請求される破壊荷重を表すために採用される。
【００３１】
しかしながら、小さいガラス物品（例えば個々の小さなカバーガラス）の場合、破壊荷重の単独の測定値で十分であり、それが特許請求される破壊荷重を表すために採用される。
【００３２】
測定された値の数が２〜１９の場合、平均の測定された破壊荷重が、特許請求される破壊荷重を表すために採用される。
【００３３】
破壊曲げ半径については、平均値を計算できる。このために、ランダムな試料のＮ個の値が取得される。試料数は、評価されるガラス物品のそれぞれのサイズに依存する。好ましくは、Ｎは、統計学的に確実な平均値を得るために十分に高くなければならない。好ましくは少なくとも２０、より好ましくは少なくとも３０の試料が試験される。従って、ランダムな試料のＮ個の値が破壊曲げ半径Ｒ1…ＲNについて取得され、それらのランダムな試料の値について、平均値
【数１】
2020521700.tif 000003
および分散
【数２】
2020521700.tif 000004
が計算される。
【００３４】
その平均破壊曲げ半径が、特許請求される破壊曲げ半径を表すために採用される。しかしながら、小さいガラス物品（例えば個々の小さなカバーガラス）の場合、破壊曲げ半径の単独の測定値で十分であり、それが特許請求される破壊曲げ半径を表すために採用される。
【００３５】
破壊荷重の平均値および分散はそのように計算される。
【００３６】
１つの実施態様において、前記ガラスはアルカリ含有ガラス、例えばアルカリアルミノシリケートガラス、アルカリシリケートガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、アルカリアルミノホウケイ酸ガラス、アルカリホウ素ガラス、アルカリゲルマン酸ガラス、アルカリボロゲルマン酸ガラス、アルカリソーダライムガラスおよびそれらの組み合わせである。
【００３７】
本発明による超薄ガラス物品は、４００μｍ以下、好ましくは３３０μｍ以下、また好ましくは２５０μｍ以下、さらに好ましくは２１０μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、また好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１３０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは７０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍの厚さを有する。厚さは少なくとも５μｍであってよい。そのような特に薄いガラス物品が、上記の様々な用途のために望ましい。特に、厚さが薄いとガラスの柔軟性が与えられる。
【００３８】
有利な実施態様によれば、ガラス物品は平板状の物品および／またはフレキシブル物品および／または変形可能な物品であってよい。「平板状の」物品とは、例えば本質的に平板または平面状のガラス物品であってよい。しかしながら、本発明の意味において「平板状の」とは、二次元または三次元的に変換可能または変換された物品も含む。
【００３９】
それらの態様および他の態様、利点および特徴を、以下の段落、図面および添付の特許請求の範囲においてより詳細に記載する。
【００４０】
良好な化学強化性能を達成するために、前記ガラスはかなりの量のアルカリ金属イオン、好ましくはＮａ2Ｏを含有すべきであり、さらには、より少ない量のＫ2Ｏをガラス組成物に添加することも、化学強化速度を改善できる。さらには、Ａｌ2Ｏ3をガラス組成物に添加すると、ガラスの強化性能を著しく改善できることが判明している。
【００４１】
ＳｉＯ2は、本発明のガラスにおける主たるガラスの網目形成成分である。さらには、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5もガラスの網目形成成分として使用され得る。ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5の合計の含有率は、慣例的な製造方法のためには４０％未満であってはならない。そうでなければ、ガラスシートは成型が困難になることがあり、且つ、脆くなり且つ透明性を失うことがある。高いＳｉＯ2含有率は、ガラスの製造の高い溶融温度および作業温度を必要とし、それは通常、９０％未満であるべきである。好ましい実施態様において、ガラス中のＳｉＯ2含有率は、４０〜７５質量％、より好ましくは５０〜７０質量％、さらにより好ましくは５５〜６８質量％である。他の好ましい実施態様において、ガラス中のＳｉＯ2含有率は、５５〜６９質量％、より好ましくは５７〜６６質量％、さらにより好ましくは５７〜６３質量％である。さらなる好ましい実施態様において、ガラス中のＳｉＯ2含有率は、６０〜８５質量％、より好ましくは６３〜８４質量％、さらにより好ましくは６３〜８３質量％である。他のさらなる好ましい実施態様において、ガラス中のＳｉＯ2含有率は、４０〜８１質量％、より好ましくは５０〜８１質量％、さらにより好ましくは５５〜７６質量％である。Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5をＳｉＯ2に添加すると、網目特性を修飾でき且つガラスの溶融温度および作業温度を低下させることができる。ガラスの網目形成成分も、ガラスのＣＴＥに大きな影響を及ぼす。
【００４２】
さらには、ガラスの網目中のＢ2Ｏ3は、２つの異なる多面体構造を形成し、そのことにより、外側からかかる力に対する適合性が増す。Ｂ2Ｏ3の添加は通常、より低い熱膨張およびより低いヤング率をもたらし、そのことが良好な熱衝撃耐性およびよりゆっくりとした化学強化速度をみちびき、それを通じて低いＣＳおよび低いＤｏＬが容易に得られる。従って、Ｂ2Ｏ3の超薄ガラスへの添加は、化学強化処理のウィンドウおよび超薄ガラスを大々的に改善でき、且つ、化学強化された超薄ガラスの実用上の用途を広げることができる。好ましい実施態様において、本発明のガラス中のＢ2Ｏ3の量は、０〜２０質量％、より好ましくは０〜１８質量％、より好ましくは０〜１５質量％である。いくつかの実施態様において、Ｂ2Ｏ3の量は０〜５質量％、好ましくは０〜２質量％であってよい。他の実施態様において、Ｂ2Ｏ3の量は５〜２０質量％、好ましくは５〜１８質量％であってよい。Ｂ2Ｏ3の量が多すぎると、ガラスの融点が高くなりすぎることがある。さらには、化学強化性能は、Ｂ2Ｏ3の量が多すぎると低下する。Ｂ2Ｏ3不含の態様が好ましいことがある。
【００４３】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの網目形成成分とガラスの網目修飾成分との両方として作用する。［ＡｌＯ4］四面体および［ＡｌＯ6］六面体が、ガラスの網目中でＡｌ2Ｏ3の量に依存して形成され、それらは、ガラスの網目内部のイオン交換のための空間のサイズを変化させることによってイオン交換速度を調節できる。一般に、この成分の含有率は、それぞれのガラスの種類に依存して変化する。従って、本発明のいくつかのガラスは好ましくは、Ａｌ2Ｏ3を少なくとも２質量％の量、より好ましくは少なくとも１０質量％、さらには少なくとも１５質量％の量で含む。しかしながら、Ａｌ2Ｏ3の含有率が高すぎると、ガラスの溶融温度および作業温度も非常に高くなり、且つ結晶が形成されやすくなり、ガラスが透明性および柔軟性をなくす。従って、本発明のいくつかのガラスは好ましくは、最大３０質量％、より好ましくは最大２７質量％、より好ましくは最大２５質量％の量のＡｌ2Ｏ3を含む。いくつかの有利な実施態様は、Ａｌ2Ｏ3を、最大２０質量％、好ましくは最大１５質量％または最大１０質量％、またはさらに好ましくは最大８質量％、好ましくは最大７質量％、好ましくは最大６質量％、好ましくは最大５質量％の量で含んでよい。いくつかのガラスの態様は、Ａｌ2Ｏ3不含であってよい。他の有利なガラスの態様は、少なくとも１５質量％、好ましくは少なくとも１８質量％のＡｌ2Ｏ3、および／または最大２５質量％、好ましくは最大２３質量％、より好ましくは最大２２質量％のＡｌ2Ｏ3を含んでよい。
【００４４】
アルカリ酸化物、例えばＫ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＬｉ2Ｏは、ガラスの網目修飾成分として作用する。それらは、ガラスの網目を破壊し、ガラスの網目内部で非架橋酸化物を形成できる。アルカリを添加することは、ガラスの作業温度を低下させ且つガラスのＣＴＥを高めることができる。Ｎａ+／Ｌｉ+、Ｎａ+／Ｋ+、Ｌｉ+／Ｋ+のイオン交換は強化のために必須の段階であるので、ナトリウムおよびリチウム含有率は、化学強化可能である超薄フレキシブルガラスにとって重要であり、アルカリ自体が含有されなければガラスは強化されない。しかしながら、ナトリウムはリチウムよりも好ましく、なぜなら、リチウムはガラスの拡散率を著しく低減しかねないからである。従って、本発明のいくつかのガラスは好ましくは、Ｌｉ2Ｏを最大５質量％、より好ましくは最大４質量％、より好ましくは最大２質量％、より好ましくは最大１質量％、より好ましくは最大０．１質量％の量で含む。いくつかの好ましい実施態様はＬｉ2Ｏ不含ですらある。ガラスの種類に依存して、Ｌｉ2Ｏについての下限は３質量％、好ましくは３．５質量％であってよい。
【００４５】
本発明のガラスは好ましくは、Ｎａ2Ｏを少なくとも４質量％、より好ましくは少なくとも５質量％、より好ましくは少なくとも６質量％、より好ましくは少なくとも８質量％、より好ましくは少なくとも１０質量％の量で含む。ナトリウムは化学強化性能のために非常に重要であり、なぜなら、化学強化は好ましくは、ガラス中のナトリウムと、化学強化媒体中のカリウムとのイオン交換を含むからである。しかしながら、ナトリウム含有率も高すぎてはならず、なぜなら、ガラスの網目が酷く悪化することがあり、且つガラスが極めて形成されにくくなることがあるからである。他の重要な要因は、超薄ガラスが低いＣＴＥを有するべきであることであり、そのような要請に合致するためにガラスは多すぎるＮａ2Ｏを含有すべきではない。従って、ガラスは好ましくは、Ｎａ2Ｏを最大３０質量％、より好ましくは最大２８質量％、より好ましくは最大２７質量％、より好ましくは最大２５質量％、より好ましくは最大２０質量％の量で含む。
【００４６】
本発明のガラスはＫ2Ｏを含んでよい。しかしながら、ガラスは好ましくは、ガラス中のナトリウムイオンと化学強化媒体中のカリウムイオンとを交換することにより化学強化されるので、ガラス中の多すぎる量のＫ2Ｏは化学強化性能を損なうことがある。従って、本発明のガラスは好ましくは、Ｋ2Ｏを最大１０質量％、より好ましくは最大８質量％の量で含む。いくつかの好ましい実施態様は、最大７質量％で含み、他の好ましい実施態様は、最大４質量％、より好ましくは最大２質量％、より好ましくは最大１質量％、より好ましくは最大０．１質量％で含む。いくつかの好ましい実施態様はＫ2Ｏ不含ですらある。
【００４７】
しかし、ガラスの網目が酷く悪化することがあり且つガラスが極めて形成しにくくなることがあるので、アルカリ含有率の総量は、好ましくは３５質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２８質量％以下、より好ましくは２７質量％以下、さらに好ましくは２５質量％以下であるべきである。いくつかの態様は、最大１６質量％、好ましくは最大１４質量％のアルカリ含有率を有する。他の重要な要因は、超薄ガラスが低いＣＴＥを有するべきであることであり、そのような要請に合致するためにガラスは多すぎるアルカリ元素を含有すべきではない。しかしながら、上述のとおり、化学強化を容易にするためには、ガラスはアルカリ元素を含有すべきである。従って、本発明のガラスは好ましくは、アルカリ金属酸化物を少なくとも２質量％、より好ましくは少なくとも３質量％、より好ましくは少なくとも４質量％、より好ましくは少なくとも５質量％、より好ましくは少なくとも６質量％の量で含む。
【００４８】
アルカル土類酸化物、例えばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは網目修飾成分として作用し、且つガラスの形成温度を低下させる。それらの酸化物を添加して、ガラスのＣＴＥおよびヤング率を調節できる。アルカリ土類酸化物は、特別な要請に合致させるためにガラスの屈折率を変えることができるという非常に重要な機能を有する。例えば、ＭｇＯはガラスの屈折率を低下させることができ、ＢａＯは屈折率を高めることができる。アルカリ土類酸化物の質量含有率は、好ましくは４０質量％以下、好ましくは３０質量％以下、好ましくは２５質量％以下、また好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１３質量％以下、より好ましくは１２質量％以下であるべきである。ガラスのいくつかの態様は、最大１０質量％、好ましくは最大５質量％、より好ましくは最大４質量％のアルカリ土類酸化物を含んでよい。アルカリ土類酸化物の量が多すぎると、化学強化性能が悪化することがある。アルカリ土類酸化物についての下限は、１質量％または５質量％であってよい。さらには、アルカリ土類酸化物の量が多すぎると、結晶化傾向が高まることがある。いくつかの有利な態様は、アルカリ土類酸化物不含であることがある。
【００４９】
ガラス内のいくつかの遷移金属酸化物、例えばＺｎＯおよびＺｒＯ2は、アルカリ土類酸化物と類似した機能を有し、いくつかの実施態様において含まれることがある。他の遷移金属元素、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2およびＣｒ2Ｏ3は、特定の光学的機能またはフォトニック機能を有するガラス、例えばカラーフィルタまたは光変換器を製造するための着色剤として機能する。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として、０〜２質量％の量で添加することもできる。希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００５０】
以下の有利な組成は、強化前の様々な種類のガラスに関する。
【００５１】
１つの実施態様において、超薄フレキシブルガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含むアルカリ金属アルミノシリケートガラスである：
【表１】
2020521700.tif 000005
【００５２】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として、０〜２質量％の量で添加することもできる。希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００５３】
本発明のアルカリ金属アルミノシリケートガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表２】
2020521700.tif 000006
【００５４】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００５５】
最も好ましくは、本発明のアルカリ金属アルミノシリケートガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表３】
2020521700.tif 000007
【００５６】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００５７】
１つの実施態様において、超薄フレキシブルガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含むソーダライムガラスである：
【表４】
2020521700.tif 000008
【００５８】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００５９】
この発明のソーダライムガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表５】
2020521700.tif 000009
【００６０】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００６１】
この発明のソーダライムガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表６】
2020521700.tif 000010
【００６２】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００６３】
この発明のソーダライムガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表７】
2020521700.tif 000011
【００６４】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００６５】
最も好ましくは、本発明のソーダライムガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表８】
2020521700.tif 000012
【００６６】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００６７】
最も好ましくは、本発明のソーダライムガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表９】
2020521700.tif 000013
【００６８】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００６９】
１つの実施態様において、超薄フレキシブルガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含むリチウムアルミノシリケートガラスである：
【表１０】
2020521700.tif 000014
【００７０】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として、０〜２質量％の量で添加することもできる。希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００７１】
本発明のリチウムアルミノシリケートガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表１１】
2020521700.tif 000015
【００７２】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００７３】
最も好ましくは、本発明のリチウムアルミノシリケートガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表１２】
2020521700.tif 000016
【００７４】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００７５】
１つの実施態様において、超薄フレキシブルガラスは、以下の成分を示された量（質量％）で含むホウケイ酸ガラスである：
【表１３】
2020521700.tif 000017
【００７６】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００７７】
本発明のホウケイ酸ガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表１４】
2020521700.tif 000018
【００７８】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００７９】
本発明のホウケイ酸ガラスは好ましくは、以下の成分を示された量（質量％）で含む：
【表１５】
2020521700.tif 000019
【００８０】
任意に、着色酸化物、例えばＮｄ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、Ｃｒ2Ｏ3を添加できる。０〜２質量％のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳＯ3、Ｃｌおよび／またはＦを清澄剤として添加することもできる。０〜５質量％の希土類酸化物を添加して、ガラスシートに磁性またはフォトニックまたは光学的機能を付加することもできる。
【００８１】
典型的には、本発明による超薄ガラスを、より厚いガラスから研磨により薄くするかまたはエッチングすることによって製造できる。それら２つの方法は経済的ではなく、且つ例えばＲa粗さによって定量化される粗悪な表面品質をもたらす。
【００８２】
直接的な熱間成型製造、例えばダウンドロー法、オーバーフローフュージョン法が量産には好ましい。リドロー法も有利である。上記の方法は経済的であり、且つガラス表面の品質が高く、且つ厚さ５μｍ（またはさらに下）〜５００μｍを有する超薄ガラスを製造できる。例えば、ダウンドロー／オーバーフローフュージョン法は、５ｎｍ未満、好ましくは２ｎｍ未満、さらに好ましくは１ｎｍ未満の粗さＲａを有する、初期状態の(pristine)表面またはファイヤーポリッシュされた表面を製造できる。厚さを、５μｍ〜５００μｍの範囲に正確に制御することもできる。薄い厚さはガラスの柔軟性を与える。特別なフロート法は、初期状態の表面を有する超薄ガラスを製造でき、経済的且つ量産のためにも適しているが、フロート法によって製造されたガラスは、スズの側としての一方の側が他方の側とは異なる。２つの側の間の相違は、化学強化の後にガラスの反りの問題を引き起こし、印刷または被覆工程に影響することがあり、なぜなら、２つの側が異なる表面エネルギーを有するからである。他の態様のＵＴＧは、超薄ガラス物品を厚いガラスインゴット、バー、ブロック等から切り出すことによって製造できる。
【００８３】
強くすることは強化と称され、カリウムイオンを有する溶融塩浴中にガラスを浸漬するか、またはカリウムイオンまたは他のアルカリ金属イオンを含有するペーストによってガラスを被覆し、高温で特定の時間加熱することによって行うことができる。塩浴またはペースト中のより大きなイオン半径を有するアルカリ金属イオンが、ガラス物品中のより小さな半径を有するアルカリ金属イオンと交換され、イオン交換に起因して表面圧縮応力が形成される。
【００８４】
本発明の化学強化されたガラス物品は、化学強化可能なガラス物品を化学的に強化することにより得られる。超薄ガラス物品を、一価のイオンを含有する塩浴中に浸漬して、ガラス内部のアルカリイオンと交換することによって、強化工程を行うことができる。塩浴中の一価のイオンは、ガラス内部のアルカリイオンよりも大きな半径を有する。ガラスへの圧縮応力は、より大きなイオンがガラスの網目中に割り込むことに起因して、イオン交換後に形成される。イオン交換後、超薄ガラスの強度および柔軟性は意外なことに、著しく改善される。さらに、化学強化によって誘導されるＣＳは、強化されたガラス物品の曲げ特性を改善し、ガラスの引掻耐性を高めることができる。
【００８５】
化学強化のために最も使用される塩は、Ｎａ+含有溶融塩またはＫ+含有溶融塩、またはそれらの混合物である。慣例的に使用される塩は、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｋ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｎａ2ＣＯ3およびＫ2ＣＯ3である。添加剤、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨおよび他のナトリウム塩またはカリウム塩を使用して、化学強化の間のイオン交換の速度、ＣＳおよびＤｏＬをより良好に制御することもできる。Ａｇ+含有またはＣｕ2+含有塩浴を使用して、超薄ガラスに抗菌機能を付加することができる。
【００８６】
化学強化は１段階に限定されない。それは、より良好な強化性能を達成するための、様々な濃度のアルカリ金属イオンを有する塩浴中での多段階を含み得る。従って、本発明による化学強化されたガラス物品を、１段階、または複数の段階、例えば２段階の過程で強化することができる。
【００８７】
本発明による化学強化されたガラス物品は、１つだけの表面（第１の表面）を有することができ、ここで、第１の表面からガラス物品内の第１の深さまでに及ぶ圧縮応力領域が存在し、前記領域は圧縮応力によって定義される。この場合、ガラス物品は強化された側を１つだけ含む。好ましくは、本発明によるガラス物品は、第２の表面からガラス物品内の第２の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ第２の圧縮応力領域も含み、前記領域は圧縮応力によって定義され、ここで、第２の表面での表面圧縮応力（ＣＳ）は少なくとも１００ＭＰａである。第２の表面は第１の表面の反対側に位置している。従って、この好ましいガラス物品は両側上で強化されている。
【００８８】
圧縮応力（ＣＳ）は主にガラスの組成に依存する。より高いＡｌ2Ｏ3の含有率は、より高い圧縮応力を達成するために役立ち得る。均衡の取れたガラスの熱間成型能力と化学強化性能とを達成するためには、表面圧縮応力は好ましくは１２００ＭＰａ未満である。強化後、超薄ガラスは、高い強度を達成するために十分に高い圧縮応力を有するべきである。従って、好ましくは第１の表面および／または第２の表面での表面圧縮応力は、１００ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以上、より好ましくは３００ＭＰａ以上、また好ましくは４００ＭＰａ以上、さらに好ましくは５００ＭＰａ以上である。特に好ましい実施態様において、表面圧縮応力は、６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは７００ＭＰａ以上、より好ましくは８００ＭＰａ以上である。当然、第１の表面でのＣＳと第２の表面でのＣＳとは、本質的に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００８９】
一般に、ＤｏＬはガラスの組成に依存するが、それは強化時間および強化温度の増加に伴ってほぼ無限に増加し得る。強化されたガラスの安定な強度を確実にするためには定義されたＤｏＬが必須であるが、高すぎるＤｏＬは、超薄ガラス物品が圧縮応力下にある際の自己破壊率および強度性能を高める。
【００９０】
従って、本発明の第１の好ましい態様によれば、ＤｏＬは好ましくは非常に低くなるように調節されるべきである（低ＤｏＬの態様）。定義された低いＤｏＬを達成するために、強化温度および／または強化時間を減少させる。本発明によれば、より低い強化温度が好ましいことがあり、なぜなら、ＤｏＬは温度に対してより敏感であり、より長い強化時間を量産の間に設定するのは容易であるからである。しかしながら、ガラス物品のＤｏＬを低下させるために、強化時間を減らすことも可能である。
【００９１】
本発明者らは、本発明による超薄ガラス物品の応力プロファイルについて、該ガラス物品が０．５μｍ〜１２０×ｔ／ＣＳμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）を有する場合に有利であることを見出した。好ましくは、前記ガラス物品は０．５μｍ〜９０×ｔ／ＣＳμｍ、好ましくは１μｍ〜９０×ｔ／ＣＳμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）、さらに好ましくは０．５μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍ、好ましくは１μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）を有する。いくつかの有利な実施態様は、０．５μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍ、好ましくは１μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することがある。他の有利な実施態様は、０．５μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍ、好ましくは１μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することがある。上記の計算において、「ｘ×ｔ／ＣＳ」とは、ｘにガラス物品の厚さを乗算して、測定された表面ＣＳの数値で除算したことを意味し、ここでｘは１２０、９０、６０、４５、２７であってよい。
【００９２】
ＤｏＬの有利な値は、各々の場合において、それぞれのガラス物品のガラス組成、厚さおよび適用されるＣＳに依存する。一般に、上記の有利な実施態様によるガラス物品は非常に低いＤｏＬを有する。ＤｏＬを減少させることで、ＣＴが減少する。そのような実施態様において鋭利な物体で高い押付荷重がかけられると、ガラス表面上だけに欠陥が生じる。ＣＴが著しく低下されているので、生じる欠陥はガラス物品の内部強度を克服できず、従ってガラス物品は２つまたは複数の破片へと破壊されない。低いＤｏＬを有するそのようなガラス物品は、改善された鋭利物押付耐性を有する。
【００９３】
本発明の第２の好ましい態様によれば、ガラス物品のＤｏＬは非常に高くてもよい（高ＤｏＬの態様）。ガラス物品が２７×ｔ／ＣＳμｍ〜０．５×ｔμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）、好ましくは４５×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４５×ｔμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）、より好ましくは６０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４×ｔμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）、より好ましくは９０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．３５×ｔμｍ（ｔはμｍで示され、ＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である）の範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することが有利であることがある。上記の計算において、「ｙ×ｔ／ＣＳ」とは、ｙにガラス物品の厚さを乗算して、測定された表面ＣＳの数値で除算したことを意味し、ここでｙは２７、４５、６０、９０であってよい。「ｚ×ｔ」は、ｚにガラス物品の厚さを乗算することを意味し、ここでｚは０．５、０．４５、０．４、０．３５であってよい。均衡のとれた応力プロファイルを達成するために、そのようなガラス物品は好ましくは被覆されたおよび／または貼り合わせられた層を含む。被覆されたおよび／または貼り合わせられた層は、ガラス物品のＤｏＬが非常に高くても、鋭利な物体によってガラス表面に誘導された引掻傷の欠陥に耐えることができる。従って、本発明者らは、ＤｏＬを低下させる代わりに、ガラス物品の一方または両方の表面上に、被覆物を堆積および／またはポリマー層を貼り合わせて、鋭利物接触耐性を高めることができることを見出した。当然、低いＤｏＬを有するガラス物品も、被覆された層または貼り合わせられた層を有してもよい。貼り合わせられたポリマー層および／または被覆された層は、ガラス物品の表面を完全または部分的に覆うことができる。
【００９４】
有利な実施態様によれば、強化されたガラス物品は、貼り合わせられたポリマー層を含み、ここでポリマー層は少なくとも１μｍ、好ましくは少なくとも５μｍ、さらに好ましくは少なくとも１０μｍ、より好ましくは少なくとも２０μｍ、最も好ましくは少なくとも４０μｍの厚さを有して、改善された鋭利物接触耐性を達成する。ポリマー層の厚さの上限は２００μｍであってよい。貼り合わせを種々の公知の方法によって実施できる。
【００９５】
貼り合わせの場合、ポリマー材料を例えば、シリコーンポリマー、ゾルゲルポリマー、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリイミド（ＰＩ）、無機シリカ／ポリマーハイブリッド、シクロオレフィンコポリマー、ポリオレフィン、シリコーン樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリプロピレンポリ塩化ビニル、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、フッ素化ポリマー、塩素化ポリマー、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、テトラフルオロエチレン製のターポリマー、ヘキサフルオロプロピレン製のターポリマー、およびフッ化ビニリデン（ＴＨＶ）製のターポリマーまたはポリウレタンまたはそれらの混合物からなる群から選択することができる。ポリマー層を、化学強化された超薄ガラス物品上に任意の公知の方法によって施与できる。
【００９６】
さらなる有利な実施態様によれば、強化されたガラス物品は、被覆材料を含む被覆層の少なくとも１つの表面を含む。保護層の被覆を、任意の公知の被覆方法、例えば化学気相堆積法（ＣＶＤ）、浸漬塗布、スピン塗布、インクジェット、キャスティング、スクリーン印刷、ペイントおよび噴霧によって施与することができる。しかしながら、本発明はそれらの方法に限定されない。適した被覆材料も当該技術分野で公知である。例えば、それらはフェノプラスト、フェノールホルムアルデヒド樹脂、アミノプラスト、ウレアホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェナクリレート(phenacrylate)樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、架橋ポリウレタン樹脂、ポリメタクリレート反応樹脂およびポリアクリレート反応樹脂からなる群から選択されるポリマーであるデュロプラスチック反応樹脂を含み得る。
【００９７】
本発明の有利な実施態様によれば、強化されたガラス物品は、２００ＭＰａ以下、より好ましくは１５０ＭＰａ以下、より好ましくは１２０ＭＰａ以下、より好ましくは１００ＭＰａ以下のＣＴを有する。いくつかの有利な実施態様は、６５ＭＰａ以下のＣＴを有することができる。他の有利な実施態様は、４５ＭＰａ以下のＣＴを有することができる。いくつかの態様は、２５ＭＰａ以下のＣＴすら有することがある。それらのＣＴの値は、低ＤｏＬ態様に属するガラス物品にとって特に有利である。
【００９８】
ＤｏＬが低いので、それらのガラス物品は低減された内部ＣＴを有する。低減されたＣＴは、強化されたガラス物品の押付耐性に大きな影響を及ぼす。鋭利で硬い物体が非常に低いＣＴを有するガラス物品の強化された表面を損傷しても該物品は破壊されず、なぜなら、低いＣＴは、ガラス構造の内部強度を克服できないからである。
【００９９】
選択的に、高ＤｏＬ態様に属するガラス物品については、それらが２７ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１００ＭＰａ以上の内部引張応力（ＣＴ）を有する場合が有利であることがある。
【０１００】
前記ガラス物品を、例えば反射防止、傷防止、指紋防止、抗菌、防眩、およびそれらの機能の組み合わせのために、さらに被覆できる。
【０１０１】
上記のとおり、ＣＳ、ＤｏＬおよびＣＴは、ガラス組成（ガラスの種類）、ガラスの厚さおよび強化条件に依存する。
【０１０２】
本発明者らは、ＵＴＧアルミノシリケートガラスの場合、以下の特徴が有利であることを見出した：
化学強化されたガラス物品であって、０．４ｍｍ未満の厚さ（ｔ）、第１の表面および第２の表面、および前記第１の表面から前記ガラス物品内の第１の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで、前記第１の表面での表面ＣＳが少なくとも４５０ＭＰａであり、
・  前記ガラス物品が少なくともガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））の数値に３０を乗算した破壊荷重（Ｎで示される）を有し、前記破壊荷重はサンドペーパー押付試験において測定され、前記試験において、前記ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、ガラス物品の第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの平坦な前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する、および
・  前記ガラス物品は、１０００００×ｔ／ＣＳ未満、好ましくは８００００×ｔ／ＣＳ未満、より好ましくは７００００×ｔ／ＣＳ未満、さらに好ましくは６００００×Ｔ／ＣＳ未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有し、ここで、厚さｔはｍｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。
【０１０３】
好ましくは、化学強化されたガラス物品は、０．５μｍ〜１２０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）、好ましくは１μｍ〜９０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは１μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは１μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、さらに好ましくは１μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬを有し、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。好ましくは、ＣＴは２００ＭＰａ以下、好ましくは１５０ＭＰａ以下、好ましくは１２０ＭＰａ以下、より好ましくは１００ＭＰａ以下、さらに好ましくは６５ＭＰａ以下、さらに好ましくは４５ＭＰａ以下であってよい。
【０１０４】
選択的に、化学強化されたガラス物品は、２７×ｔ／ＣＳμｍ〜０．５×ｔμｍの範囲、好ましくは４５×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４５×ｔμｍの範囲、より好ましくは６０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４×ｔμｍの範囲、さらに好ましくは９０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．３５×ｔμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することができ、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。それらの実施態様において、ＣＴは好ましくは２７ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上であってよい。
【０１０５】
好ましくは、アルミノシリケートガラスにおいて、ガラス物品の第１の表面および／または第２の表面での表面ＣＳは、４５０ＭＰａ以上、好ましくは５００ＭＰａ以上、好ましくは５５０ＭＰａ以上、好ましくは６００ＭＰａ以上であってよい。いくつかの有利な実施態様において、表面ＣＳは７００ＭＰａ以上、より好ましくは８００ＭＰａ以上であってよい。
【０１０６】
ＵＴＧリチウムアルミノシリケートガラスの場合、以下の特徴が有利である：
化学強化されたガラス物品であって、０．４ｍｍ未満の厚さ（ｔ）、第１の表面および第２の表面、および前記第１の表面から前記ガラス物品内の第１の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで、前記第１の表面での表面ＣＳが少なくとも３５０ＭＰａであり、
・  前記ガラス物品が少なくともガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））の数値に３０を乗算した破壊荷重（Ｎで示される）を有し、前記破壊荷重はサンドペーパー押付試験において測定され、前記試験において、前記ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、ガラス物品の第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの平坦な前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する、および
・  前記ガラス物品は、１０００００×ｔ／ＣＳ未満、好ましくは８００００×ｔ／ＣＳ未満、より好ましくは７００００×ｔ／ＣＳ未満、さらに好ましくは６００００×Ｔ／ＣＳ未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有し、ここで、厚さｔはｍｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。
【０１０７】
好ましくは、化学強化されたガラス物品は、０．５μｍ〜１２０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）、好ましくは１μｍ〜９０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは１μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは１μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、さらに好ましくは１μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬを有し、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。好ましくは、ＣＴは１５０ＭＰａ以下、より好ましくは１００ＭＰａ以下、さらに好ましくは６５ＭＰａ以下、さらに好ましくは４５ＭＰａ以下であってよい。
【０１０８】
選択的に、化学強化されたガラス物品は、２７×ｔ／ＣＳμｍ〜０．５×ｔμｍの範囲、好ましくは４５×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４５×ｔμｍの範囲、より好ましくは６０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４×ｔμｍの範囲、さらに好ましくは９０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．３５×ｔμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することができ、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。それらの実施態様のＣＴは２７ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１００ＭＰａ以上であってよい。
【０１０９】
好ましくは、ガラス物品の第１の表面および／または第２の表面でのリチウムアルミノシリケートガラスの表面ＣＳは、３５０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、好ましくは７００ＭＰａ以上、より好ましくは８００ＭＰａ以上であってよい。
【０１１０】
ＵＴＧホウケイ酸ガラスの場合、以下の特徴が有利である：
化学強化されたガラス物品であって、０．４ｍｍ未満の厚さ（ｔ）、第１の表面および第２の表面、および前記第１の表面から前記ガラス物品内の第１の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで、前記第１の表面での表面ＣＳが少なくとも１００ＭＰａであり、
・  前記ガラス物品が少なくともガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））の数値に３０を乗算した破壊荷重（Ｎで示される）を有し、前記破壊荷重はサンドペーパー押付試験において測定され、前記試験において、前記ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、ガラス物品の第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの平坦な前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する、および
・  前記ガラス物品は、１０００００×ｔ／ＣＳ未満、好ましくは８００００×ｔ／ＣＳ未満、より好ましくは７００００×ｔ／ＣＳ未満、さらに好ましくは６００００×Ｔ／ＣＳ未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有し、ここで、厚さｔはｍｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。
【０１１１】
好ましくは、化学強化されたガラス物品は、０．５μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）、より好ましくは１μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、さらに好ましくは１μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬを有し、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。好ましくは、ＣＴは１５０ＭＰａ以下、好ましくは１２０ＭＰａ以下、より好ましくは１００ＭＰａ以下、さらに好ましくは６５ＭＰａ以下、さらに好ましくは４５ＭＰａ以下、さらに好ましくは２５ＭＰａ以下であってよい。
【０１１２】
選択的に、化学強化されたガラス物品は、２７×ｔ／ＣＳμｍ〜０．５×ｔμｍの範囲、好ましくは４５×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４５×ｔμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することができ、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。その選択肢におけるＣＴは２７ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上であってよい。
【０１１３】
好ましくは、ホウケイ酸ガラスの第１の表面および／または第２の表面での表面ＣＳは、１００ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以上、より好ましくは３００ＭＰａ以上であってよい。
【０１１４】
ＵＴＧソーダライムガラスの場合、以下の特徴が有利である：
化学強化されたガラス物品であって、０．４ｍｍ未満の厚さ（ｔ）、第１の表面および第２の表面、および前記第１の表面から前記ガラス物品内の第１の深さ（ＤｏＬ）までに及ぶ圧縮応力領域を有し、前記領域は圧縮応力（ＣＳ）によって定義され、ここで、前記第１の表面での表面ＣＳが第１の表面で少なくとも２００ＭＰａであり、
・  前記ガラス物品が少なくともガラス物品の厚さ（ｔ（ｍｍ））の数値に３０を乗算した平均破壊荷重（Ｎで示される）を有し、前記破壊荷重はサンドペーパー押付試験において測定され、前記試験において、前記ガラス物品はその第２の表面で鋼板上に配置され、ガラス物品の第１の表面は、直径３ｍｍを有する鋼ロッドによって、その平坦な前面で破壊されるまで負荷がかけられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパーが鋼ロッドの平坦な前面とガラス物品の第１の表面との間に配置され、サンドペーパーの研削側が前記第１の表面と接触する、および
・  前記ガラス物品は、１０００００×ｔ／ＣＳ未満、好ましくは８００００×ｔ／ＣＳ未満、より好ましくは７００００×ｔ／ＣＳ未満、さらに好ましくは６００００×Ｔ／ＣＳ未満の破壊曲げ半径（ｍｍで示される）を有し、ここで、厚さｔはｍｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。
【０１１５】
好ましくは、化学強化されたガラス物品は、０．５μｍ〜９０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）、より好ましくは０．５μｍ〜６０×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、より好ましくは１μｍ〜４５×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬ、さらに好ましくは１μｍ〜２７×ｔ／ＣＳμｍの範囲のＤｏＬを有し、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。好ましくは、ＣＴは１５０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以下、さらに好ましくは６５ＭＰａ以下、さらに好ましくは４５ＭＰａ以下であってよい。
【０１１６】
選択的に、化学強化されたガラス物品は、２７×ｔ／ＣＳμｍ〜０．５×ｔμｍの範囲、好ましくは４５×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４５×ｔμｍの範囲、より好ましくは６０×ｔ／ＣＳμｍ〜０．４×ｔμｍの範囲のＤｏＬ（μｍ）を有することができ、ここでｔはμｍで示され、且つＣＳは第１の表面で測定された表面圧縮応力の（ＭＰａで示される）数値である。それらの実施態様のＣＴは２７ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１００ＭＰａ以上であってよい。
【０１１７】
好ましくは、ソーダライムガラスの第１の表面および／または第２の表面での表面ＣＳは、２００ＭＰａ以上、好ましくは３００ＭＰａ以上であってよい。
【０１１８】
前記ガラス物品を、例えば以下の用途分野：  ディスプレイの基板または保護カバー、指紋センサカバー、一般的なセンサの基板またはカバー、消費者用電子機器のカバーガラス、ディスプレイおよび他の表面、特に曲げられた表面の保護カバーのために使用できる。さらには、前記ガラス物品を、ディスプレイの基板およびカバー、壊れやすいセンサ、指紋センサモジュールの基板またはカバー、半導体のパッケージ、薄膜電池の基板およびカバー、折り曲げられるディスプレイ、カメラレンズカバーの用途においても使用できる。特定の実施態様において、前記ガラス物品を、抵抗スクリーン用のカバーフィルム、およびディスプレイスクリーン、携帯電話、カメラ、ゲーム用ガジェット、タブレット、ラップトップ、ＴＶ、鏡、窓、航空機の窓、家具および白物家電用の使い捨て保護フィルムとして使用できる。
【０１１９】
本発明は特に、薄く、軽量で且つフレキシブルな特性を備えたフレキシブル電子機器（例えば曲がるディスプレイ、ウェアラブル機器）において使用するために適している。そのようなフレキシブル機器はまた、例えば部品を保持または搭載するためにフレキシブル基板を必要とする。さらに、高い接触耐性および小さな曲げ半径を有するフレキシブルディスプレイが可能である。
【０１２０】
さらに本発明は、貼り合わせられた層状構造を形成するために使用するために特に適しており、ここで、貼り合わせられた層状構造は、少なくとも２つの超薄ガラス層と、それらの間の有機層とを含み、ここで、少なくとも１つのガラス層は本発明による化学強化されたガラス物品であり、且つ有機層は好ましくは光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）、光学的に透明な樹脂（ＯＣＲ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなる群から選択される。上述の貼り合わせられた層状構造の形態でのガラス物品も本発明の対象である。
【０１２１】
本発明の好ましい態様によれば、化学強化された超薄ガラス物品は、貼り合わせられた層状構造（「ガラス貼り合わせ物」とも称する）を形成するために使用される。貼り合わせられた層状構造は例えば、２つの超薄ガラス層と、それらの間の有機層とを含む。それらのＵＴＧ層の少なくとも１つは本発明によるガラス物品である。１つの場合において、ガラス貼り合わせ物は、１つの強化されたガラス層と１つの強化されていないガラス層とを含み、ここで、強化されたガラス層は、ガラス貼り合わせ物の外側に位置する少なくとも１つの強化された表面を有する。当然、両方のＵＴＧ層が本発明によるガラス物品であってもよい（ガラス貼り合わせ物が２つの強化されたガラス層を含むことを意味する）。後者の場合、好ましくは各々のガラス層が、ガラス貼り合わせ物の外側に位置し得る少なくとも１つの強化された表面を有する。当然、ガラス貼り合わせ物が２つより多くの超薄ガラス層で構成されてもよい。３、４、５およびそれより多くのＵＴＧ層（強化されたものおよび／または強化されていないものの任意の組み合わせ）を有し、該ＵＴＧ層の間に有機層を有する、ガラス貼り合わせ物も可能である。有機層は好ましくは光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）、光学的に透明な樹脂（ＯＣＲ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）からなる群から選択される。そのようなガラス貼り合わせ物を製造する方法は公知である。
【０１２２】
ガラス貼り合わせ物は、低いＤｏＬを有するか、または高いＤｏＬを有する、少なくとも１つの強化されたガラス層を含むことができる。ガラス貼り合わせ物が貼り合わせられたポリマー層および／または被覆された層を少なくとも一方の側の上で含み、ここでポリマー層は少なくとも１μｍ、好ましくは少なくとも５μｍ、さらに好ましくは少なくとも１０μｍ、より好ましくは少なくとも２０μｍ、最も好ましくは少なくとも４０μｍの厚さを有して、改善された鋭利物接触耐性を達成する場合、有利であることがある。貼り合わせられたポリマー層は、ガラス貼り合わせ物の表面を完全または部分的に被覆できる。
【０１２３】
ガラス貼り合わせ物は、同じ厚さおよび／またはＤｏＬを有する複数のガラス層を含んでよい。選択的に、ガラス貼り合わせ物は、異なる厚さおよび／または異なるＤｏＬを有する複数の超薄ガラス層を含んでよい。例えば、ガラス貼り合わせ物は、「０．０５ｍｍのガラス層＋ＯＣＡ／ＯＣＲ＋０．０７ｍｍのガラス層」の構成を有することができ、ここで、該ガラス層は同じＤｏＬ（例えば６μｍ）を有する。他の構造は、「０．０５ｍｍのガラス層（ＤｏＬ１１μｍ）＋ＯＣＡ／ＯＣＲ＋０．０７ｍｍのガラス層（ＤｏＬ４μｍ）であってよい。
【０１２４】
有利なことに、貼り合わせられた層状構造は、同じ厚さの一枚板のガラス物品に比較してより高い強度または安定性を有することができる。同時に、貼り合わせられた層状構造の層は、薄いかまたは非常に薄いガラス製であることができ、ひいては、層状構造が、全体的な強度または安定性にいかなる影響も及ぼすことなくより薄く且つフレキシブルであることを可能にする。従って、ガラス貼り合わせ物の曲げ性能は、一枚板のガラス物品の曲げ性能よりも良好であることすらある。例えば、２つの０．０５ｍｍの強化されたガラス層と、それらの間のＯＣＡ層とを含むガラス貼り合わせ物は、０．１ｍｍの厚さを有するガラス物品よりも小さい曲げ半径を有することがある。
【０１２５】
一枚板のガラス物品が破壊されると、それは例えば電子機器のディプレイを台無しにすることがある。ガラス貼り合わせ物はより多くの保護をもたらす。台無しにされるガラス物品の外側に超薄ガラス層が位置していても、裏側上に保護のための他のガラス層がまだある。
【０１２６】
本発明によるガラス物品の製造方法であって、以下の段階：
ａ）  所望のガラスのための原料の組成物を準備する段階、
ｂ）  前記組成物を溶融する段階、
ｃ）  板ガラス工程においてガラス物品を製造する段階、
ｄ）  前記ガラス物品を化学強化する段階、および
ｅ）  任意に、前記ガラス物品の少なくとも１つの表面を被覆層で被覆する段階、
ｆ）  任意に、前記ガラス物品の少なくとも１つの表面をポリマー層と貼り合わせる段階
を含み、ここで強化温度が３４０℃〜４８０℃であり、且つ強化時間が３０秒〜４８時間である、前記方法も本発明による。
【０１２７】
本発明の方法によれば、強化温度および／または強化時間を低減して、最適な応力プロファイルを有する本発明のガラス物品を達成する。
【０１２８】
好ましくは、板ガラス工程は、ダウンドロー工程またはリドロー工程である。
【０１２９】
有利には、化学強化工程はイオン交換工程を含む。量産のためには、イオン交換工程が、一価のカチオンを含有する塩浴中にガラス物品または該ガラス物品の一部を浸漬することを含む場合が好ましい。好ましくは、一価のカチオンはカリウムイオンおよび／またはナトリウムイオン(soda ion)である。
【０１３０】
いくつかのガラスの種類について、化学強化が２つの連続した強化段階を含み、ここで第１の段階が第１の強化剤での強化を含み、且つ第２の段階が第２の強化剤での強化を含む場合が好ましいことがある。好ましくは第１の強化剤および第２の強化剤は、ＫＮＯ3および／またはＮａＮＯ3および／またはそれらの混合物を含むか、またはそれらからなる。
【０１３１】
製造および強化方法のさらなる詳細は既に上述されている。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】図１は、サンドペーパー押付試験の単純化した図である。
【図２】図２は、ガラスタイプ１の比較例および実施例の平均破壊荷重である。
【図３】図３は、ガラスタイプ１の比較例および実施例のＢ１０破壊荷重である。
【図４】図４は、実施例（実施態様２）の平均破壊荷重である。
【図５】図５は、実施例（実施態様２）のＢ１０破壊荷重である。
【実施例】
【０１３３】
実施態様の記載
表１は、化学強化可能である超薄ガラスを直接的に熱間成型するいくつかの典型的な実施態様（タイプ１〜５）の組成を示す。
【０１３４】
【表１６】
2020521700.tif 000020
【０１３５】
種々のガラスタイプのガラス物品１をダウンドロー工程で製造し、化学強化して、化学強化された超薄ガラス物品を形成した。各々の超薄ガラス物品は、第１の表面２と第２の表面３とを有する。示される実施態様において、ガラス物品を表す各々の試料は両側上で強化されている。従って、ガラス物品の各々の側の上で特定の深さ（ＤｏＬ）を有する圧縮応力領域がある。全ての試料を、ダイヤモンドの切断砥石を使用してより大きなガラス物品から切り出した。該試料を、さらなる端部処理（例えば研磨、エッチング）を行わずに試験した。
【０１３６】
比較用実施態様−ガラスタイプ１
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．０５ｍｍ、０．０７ｍｍおよび０．１ｍｍを有するガラスタイプ１の多くの試料を製造し、化学強化した。種々のＣＳおよび１０μｍを上回るＤｏＬを持たせるために、種々の強化条件（表２）を用いる。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。
【０１３７】
鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記で詳述したサンドペーパー押付試験で試験した。その試験の単純化した図を図１に示す。ガラス物品１をその第２の表面３で鋼板４上に配置する。ガラス物品１の第１の表面２は、直径３ｍｍを有する鋼ロッド７によって、その平坦な前面８で破壊されるまで負荷をかけられ且つ押し付けられ、ここでＰ１８０型のサンドペーパー５が、鋼ロッド７の前面８と、ガラス物品１の第１の表面２との間に配置される。サンドペーパー５の研削側は、第１の表面２と接触している。各々の厚さおよび各々のＤｏＬの２０個の強化された試料を試験し、評価した。平均破壊荷重を上記のように計算し、Ｂ１０荷重をワイブル法を使用して計算した。
【０１３８】
さらに、破壊曲げ半径を測定するために、各々の厚さおよびＤｏＬの２０個の強化された試料を、２０ｍｍ×７０ｍｍのサイズの試料を使用して上記の２点曲げ法において試験した。平均破壊曲げ半径を上記のとおり計算した。
【０１３９】
表２は、比較例Ａ〜Ｈについて、接触耐性および曲げ半径に関する試験結果を示す（平均値およびワイブル法を使用して計算されたＢ１０値）。図２において、サンドペーパー押付試験（平均破壊荷重）の結果を、比較例Ａ〜Ｃ、Ｅ〜Ｈについて示す。垂直の線は、各々の場合において相応の平均値付近で測定された値の広がりを示す。図３において、比較例Ａ〜Ｃ、Ｅ〜Ｈについて計算されたＢ１０荷重を示す。
【０１４０】
【表１７】
2020521700.tif 000021
【０１４１】
実施態様１−ガラスタイプ１：
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．０５ｍｍ、０．０７ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１４５ｍｍ、０．２５ｍｍおよび０．３３ｍｍを有するガラスタイプ１の多くの試料を製造し、化学強化した。種々のＣＳおよびＤｏＬを持たせるために、種々の強化条件（表３）を用いる。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。
【０１４２】
鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記で詳述したサンドペーパー押付試験で試験した。その試験の単純化した図を図１に示す。各々の厚さおよび各々のＤｏＬの２０個の強化された試料を上記のとおり試験し、評価した。表３は、種々のＤｏＬおよび種々の厚さに相応して、ガラス試料が損傷するまでかけることができる平均サンドペーパー押付荷重（＝平均破壊荷重、単位は「Ｎ」）を示す。さらに、計算されたＢ１０荷重（Ｎ）を示す。図２は、実施例１〜６について、０．０５ｍｍ、０．０７ｍｍおよび０．１ｍｍの厚さおよび種々のＤｏＬを有する試料の平均破壊荷重（サンドペーパー荷重試験の結果）を示す。垂直の線は、各々の場合において相応の平均値付近で測定された値の広がりを示す。図３において、計算されたＢ１０荷重（サンドペーパー押付試験）を、実施例１〜６について示す。
【０１４３】
さらに、平均破壊曲げ半径を測定するために、各々の厚さおよび各々のＤｏＬの２０個の強化された試料を、２０ｍｍ×７０ｍｍのサイズの試料を使用して上記の２点曲げ法において試験し、上記のとおり評価した。該試料は切断したまま（いかなる端部処理もしていないことを意味する）で測定されたので、処理された端部を有するガラス物品の曲げ半径はさらに小さいであろう。
【０１４４】
【表１８】
2020521700.tif 000022
【０１４５】
図２および３を見ると、例えば１０μｍ未満のＤｏＬを有する０．１ｍｍ厚のガラスタイプ１の試料（例４〜６）が、同じ厚さでより高いＤｏＬの試料（比較例Ｅ〜Ｈ）よりも高い平均破壊荷重およびより高いＢ１０荷重を有することが明らかに理解できる。従って、実施例は、比較例に比して、高い鋭利物接触（押付接触）に対して遙かに高い耐性がある。相応の厚さ（例えば０．０５ｍｍ、０．０７ｍｍ）の他の例を比較すると、同じ結果が理解できる。さらに、前記の数値は、同じ厚さを有する実施例を参照すると（例えば実施例４〜６、または実施例２および３）、平均破壊荷重とＢ１０荷重との両方が、ＤｏＬが減少する際に増加することを示す。種々のＤｏＬは、表２および３に示されるとおり、強化条件を変化させることによって実現される（この場合は非常に低い強化温度での強化時間）。
【０１４６】
１つの好ましい実施態様においては、０．１ｍｍ厚の超薄ガラスを強化して８２８ＭＰａの表面ＣＳおよび９μｍのＤｏＬが得られ、且つ生じるＣＴは９１ＭＰａしかない（例６）。該ガラス物品は、サンドペーパー押付について９．９ＮのＢ１０荷重を有する。従って、その破壊荷重（Ｎ）は３を上回る（≧３０×０．１によって計算）。さらに、その実施態様の平均破壊曲げ半径は７ｍｍ未満である。従って、その破壊曲げ半径は、「１２未満」の基準内であり（＜１０００００×０．１／８２８によって計算）、さらには「７．２未満」の基準内である（＜６００００×０．１／８２８によって計算）。従って、そのようなガラス物品は、高い柔軟性（小さい曲げ半径）と高い鋭利物接触耐性との均衡がとれた、最適化された応力プロファイルを有する。
【０１４７】
対照的に、比較例Ｅは０．１ｍｍ厚の超薄ガラスであり、強化して７９３ＭＰａの表面ＣＳおよび１５μｍのＤｏＬが得られ、且つ生じるＣＴは１７０ＭＰａしかない。該ガラス物品は、サンドペーパー押付について０．７ＮのＢ１０荷重を有する。従って、その破壊荷重（Ｎ）は３未満である（≧３０×０．１によって計算）。その実施態様の平均破壊曲げ半径は６ｍｍ未満である。従って、その破壊曲げ半径は、「１３未満」の基準内であり（＜１０００００×０．１／７９３によって計算）、さらには「７．６未満」の基準内である（＜６００００×０．１／７９３によって計算）。この比較例の曲げ半径は受け容れ可能ではあるものの、そのようなガラス物品は製品の部材となるためにはあまり適しておらず、なぜなら、高い柔軟性（小さい曲げ半径）と高い鋭利物接触耐性との均衡が取れた、最適化された応力プロファイルが得られていないからである。その破壊荷重は低すぎる。
【０１４８】
実施態様２−高いＤｏＬを有するガラスタイプ１、貼り合わせ
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．１ｍｍを有するガラスタイプ１の多くの試料を製造し、化学強化した。７１７ＭＰａのＣＳおよび２８μｍのＤｏＬを持たせる強化条件を用いる。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。種々の厚さ（ここでは１０μｍまたは５０μｍ）のＰＥまたはＰＥＴフィルムをガラス試料（例１３〜１６）上に貼り合わせた。次いで、鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記のとおり、鋭利物押付実験（サンドペーパー押付試験）によって試験した。各々の実験において、各々の種類の貼り合わせ処理の２０個の試料を、実施態様１に関連して記載したとおり試験し且つ評価した。表４は試料の条件および実験の結果を示す。関連する図４は、相応の実施例についてのサンドペーパー押付試験結果（平均破壊荷重）を示す。図５は、相応の実施例についての計算されたＢ１０荷重を示す。
【０１４９】
図４および５から理解できるとおり、例１５および１６は試料のＤｏＬが非常に高いにもかかわらず、鋭利物押付荷重に対する改善された耐性を有する。これはポリマー層をガラス上に貼り合わせることによって達成され、ここで５０μｍの厚いほうのポリマー層は薄いほうのポリマー層よりも、鋭利物接触荷重に対する保護がより良好である。例１３は貼り合わせのないガラス試料である。貼り合わせ材料の特性に起因して、５０μｍのＰＥＴ層は、５０μｍのＰＥ層よりも良好な効果を有すると見られる。
【０１５０】
【表１９】
2020521700.tif 000023
【０１５１】
実施態様３−ガラスタイプ２：
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．１ｍｍ、０．２５ｍｍおよび０．３３ｍｍを有するガラスタイプ２の試料を製造し、化学強化した。種々のＣＳおよびＤｏＬを持たせるために、種々の強化条件を使用する。例１７は１段階で強化された一方で、例１８〜２０は２段階で強化される。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。次いで、鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記のとおり、鋭利物押付実験（サンドペーパー押付試験）によって試験した。さらに、破壊曲げ半径を、上記の２点曲げ法によって、長さ７０ｍｍおよび幅２０ｍｍを有する試料を使用して測定した。各々の試験／実験において、各々の厚さおよび各々のＤｏＬの種類の複数の２０個の試料を、実施態様１に関連して記載したとおり試験し且つ評価した。表５は試料の条件および実験の結果を示す（実施例１７〜２０）。
【０１５２】
【表２０】
2020521700.tif 000024
【０１５３】
実施態様４−ガラスタイプ３：
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．１および０．２１ｍｍを有するガラスタイプ３の試料を製造し、化学強化した。種々のＣＳおよびＤｏＬを持たせるために、種々の強化条件を使用する。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。次いで、鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記のとおり、鋭利物押付実験（サンドペーパー押付試験）によって試験した。さらに、破壊曲げ半径を、上記の２点曲げ法によって、長さ７０ｍｍおよび幅２０ｍｍを有する各々の厚さの試料を使用して測定した。各々の試験／実験において、各々の厚さおよびＤｏＬの複数の２０個の試料を、実施態様１に関連して記載したとおり試験し且つ評価した。表６は試料の条件および実験の結果を示す（実施例２１〜２３）。
【０１５４】
【表２１】
2020521700.tif 000025
【０１５５】
実施態様５−ガラスタイプ４：
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．１４５ｍｍ、０．３３ｍｍ、０．４ｍｍを有するガラスタイプ４の試料を製造し、化学強化した。種々のＣＳおよびＤｏＬを持たせるために、種々の強化条件を使用する。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。次いで、鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記のとおり、鋭利物押付実験（サンドペーパー押付試験）によって試験した。さらに、破壊曲げ半径を、上記の２点曲げ法によって、長さ７０ｍｍおよび幅２０ｍｍを有する各々の厚さの試料を使用して測定した。各々の試験／実験において、各々の厚さの複数の２０個の試料を、実施態様１に関連して記載したとおり試験し且つ評価した。表７は試料の条件および実験の結果を示す（実施例２４〜２６）。
【０１５６】
【表２２】
2020521700.tif 000026
【０１５７】
このガラスタイプのＣＴは非常に低い。しかしながら、ＣＳが高くなくても、鋭利で硬い物体に対するより良好な耐性を有することができる。
【０１５８】
実施態様６−ガラスタイプ５：
長さ１１ｍｍ、幅１１ｍｍおよび厚さ０．１ｍｍを有するガラスタイプ５の試料を製造し、化学強化した。種々のＣＳおよびＤｏＬを持たせるために、種々の強化条件を使用する。イオン交換後、強化された試料を洗浄し、ＦＳＭ  ６０００で測定した。次いで、鋭利で硬い物体に対する接触耐性を、上記のとおり、鋭利物押付実験（サンドペーパー押付試験）によって試験した。さらに、破壊曲げ半径を、上記の２点曲げ法によって、長さ７０ｍｍおよび幅２０ｍｍを有する試料を使用して測定した。各々の試験／実験において、各々のＤｏＬの複数の２０個の試料を、実施態様１に関連して記載したとおり試験し且つ評価した。表８は試料の条件および実験の結果を示す（実施例２７〜２９）。
【０１５９】
【表２３】
2020521700.tif 000027
【０１６０】
一般に、サンドペーパー押付試験により測定される本発明による化学強化された超薄ガラス物品の強度はワイブル分布に従う。試料の１０％が破壊される際の荷重を定義するＢ１０値を表２〜７に示す。
【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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【国際調査報告】
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