CN106966586A - 化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法 - Google Patents

化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法。本发明涉及一种化学强化用玻璃，其为以氧化物基准的质量百分率表示含有63～75％的SiO2、3～12％的Al2O3、3～10％的MgO、0.5～10％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、10～18％的Na2O、0～8％的K2O、0～3％的ZrO2和0.005～0.25％的Fe2O3的玻璃板，其中，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1525℃以下，并且，R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)为2.0以上且4.6以下。根据本发明的化学强化用玻璃，解决现有的铝硅酸盐玻璃难以熔融的问题点和CTE升高的问题点，并且可以进一步提高CS和DOL。

Description

化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造 方法
本申请是申请日为2014年12月12日、国际申请号为PCT/JP2014/083007、中国申请号为201480067980.5的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及化学强化用玻璃和使用了该化学强化用玻璃的化学强化玻璃及化学强化玻璃的制造方法。所述化学强化用玻璃适合作为在平板电脑、笔记本电脑、智能手机和电子书阅读器等信息设备中所具备的触控面板显示器的保护玻璃和接触传感器玻璃、液晶电视和电脑监视器等的保护玻璃、太阳能电池用保护玻璃、以及用于建筑物或住宅的窗户的多层玻璃等中使用的化学强化玻璃的坯板(素板)玻璃。
背景技术
近年来，信息设备如平板电脑、智能手机和电子书阅读器等所见那样，具备触控面板显示器的设备已成为主流。触控面板显示器具有在显示器用玻璃基板上重叠接触传感器玻璃和保护玻璃而成的结构。另外，还存在有被称为OGS(单片玻璃方案，One glasssolution)的将接触传感器玻璃和保护玻璃一体化的构成的结构。
要求接触传感器玻璃、保护玻璃和OGS玻璃中的任一种玻璃均薄且高强度，使用通过离子交换实施了化学强化处理的化学强化玻璃。
这些化学强化玻璃的强化特性通常以表面压应力(CS；Compressive stress)和压应力深度(DOL；Depth oflayer)来表示。在将通常的钠钙玻璃作为坯板玻璃而实施了化学强化处理的情况下，一般可以得到CS为500～600MPa、DOL为6～10μm的化学强化玻璃。
另外，为了使强度比钠钙玻璃高，提出了容易进行离子交换的组成的铝硅酸盐玻璃，在将铝硅酸盐玻璃作为坯板玻璃而实施了化学强化处理的情况下，可以得到CS为700～850MPa、DOL为20～100μm的化学强化玻璃。
例如，公开了一种玻璃组合物，其以质量％表示，含有SiO2：60～64％、Al2O3：8～12％、B2O3：0～1％、MgO：6～10％、CaO：0～1％、SrO：1～3％、BaO：0～1％、Li2O：0～1％、Na2O：15～20％、K2O：0～4％，且MgO+CaO+SrO+BaO在7～12％的范围内(参见专利文献1)。另外，公开了一种能够进行离子交换的铝硅酸盐玻璃，其不含锂，含有0.1～10摩尔％的P2O5和至少5摩尔％的Al2O3，能够利用钠、钾、铷、铯、铜、铊和银中的至少一种进行离子交换，并具有至少100千泊的液相粘度(参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-193887号公报
专利文献2：日本特表2013-533838号公报
发明内容
发明所要解决的问题
为了提高CS和DOL，这样的铝硅酸盐玻璃增加了玻璃中的Al2O3量。但是，Al2O3是使玻璃的粘性增加的成分，在铝硅酸盐玻璃中存在粘度达到102dPa·s时的温度(T2)高而难以熔融的问题，在玻璃熔液的澄清、制造所需要的能量成本等方面变得不利。因此，为了降低T2，存在使碱金属增加或者使碱土金属增加等手段，采用这些手段时，产生使得热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion；CTE)升高、耐热冲击性的变差、热翘曲、热变形等其它问题。
可见，对于铝硅酸盐玻璃而言，虽然强度提高，但存在熔化温度增加或CTE升高的问题。
因此，本发明的目的在于提供与现有的钠钙玻璃相比在化学强化时容易导入强化、并且解决了铝硅酸盐玻璃的难以熔融的问题点或CTE升高的问题点的化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明人发现利用具有特定组成的玻璃能够解决上述问题，从而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
1.一种化学强化用玻璃，其为以氧化物基准的质量百分率表示含有63～75％的SiO2、3～12％的Al2O3、3～10％的MgO、0.5～10％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、10～18％的Na2O、0～8％的K2O、0～3％的ZrO2和0.005～0.25％的Fe2O3的玻璃板，其中，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1525℃以下，并且，R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)为2.0以上且4.6以下。
2.如前项1所述的化学强化用玻璃，其含有1％以上的CaO。
3.如前项1或2所述的化学强化用玻璃，其中，R2O/Al2O3为2.4以上。
4.如前项1～3中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，R2O为10～18％。
5.如前项1～4中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，Al2O3为4％以上、MgO为3.5％以上、CaO为5％以上、BaO为1％以下。
6.如前项1～4中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，CaO低于5％、BaO为1％以下、R2O/Al2O3为3.2以下。
7.如前项1～6中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，K2O为2％以下。
8.如前项1～7中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率表示，所述化学强化用玻璃还含有1％以下的B2O3。
9.如前项1～8中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率表示，所述化学强化用玻璃还含有0.2％以下的TiO2。
10.如前项1～9中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的T2为1510℃以下。
11.如前项1～10中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的玻璃化转变温度(Tg)为530℃以上。
12.如前项1～11中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的50～350℃下的平均线性热膨胀系数为100×10-7℃-1以下。
13.如前项1～12中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的失透温度为粘度达到104dPa·s时的温度(T4)以下。
14.如前项1～13中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，上述玻璃板通过浮法成形。
15.一种化学强化玻璃，其通过对前项1～14中任一项所述的化学强化用玻璃进行化学强化处理而得到。
16.如前项15所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的表面压应力为580MPa以上、压应力深度为5μm以上且30μm以下。
17.一种化学强化玻璃的制造方法，其包括对前项1～16中任一项所述的化学强化用玻璃进行离子交换处理的化学强化工序。
18.一种玻璃，其为以氧化物基准的质量百分率表示含有63～75％的SiO2、3～12％的Al2O3、3～10％的MgO、0.5～10％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、10～18％的Na2O、0～8％的K2O、0～3％的ZrO2和0.005～0.25％的Fe2O3的玻璃板，其中，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1525℃以下，并且，R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)为2.0以上且4.6以下。
19.如前项18所述的玻璃，其含有1％以上的CaO。
20.如前项18或19所述的玻璃，其中，R2O/Al2O3为2.4以上。
21.如前项18～20中任一项所述的玻璃，其中，R2O为10～18％。
22.如前项18～21中任一项所述的玻璃，其中，Al2O3为4％以上、MgO为3.5％以上、CaO为5％以上、BaO为1％以下。
23.如前项18～21中任一项所述的玻璃，其中，CaO低于5％、BaO为1％以下、R2O/Al2O3为3.2以下。
24.如前项18～23中任一项所述的玻璃，其中，K2O为2％以下。
25.如前项18～24中任一项所述的玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率表示，所述玻璃还含有1％以下的B2O3。
26.如前项18～25中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的T2为1510℃以下。
27.如前项18～26中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的失透温度为粘度达到104dPa·s时的温度(T4)以下。
28.如前项18～27中任一项所述的玻璃，其中，上述玻璃板能够应对化学强化处理。
29.一种化学强化玻璃，其通过对前项28所述的玻璃进行化学强化处理而得到。
发明效果
本发明的化学强化用玻璃通过具有特定的组成、特别是使Al2O3、MgO和CaO的含量、以及(Na2O+K2O)/Al2O3在特定范围内，由此可以提供与现有的钠钙玻璃相比在化学强化时容易进行强化、并且与铝硅酸盐玻璃相比熔融容易且CTE低的化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法。
具体实施方式
以下对本发明的一个实施方式进行说明。将本实施方式的化学强化用玻璃和对该化学强化用玻璃实施了化学强化处理的化学强化玻璃统称为本实施方式的玻璃。
本实施方式的化学强化用玻璃是以氧化物基准的质量百分率表示含有63～75％的SiO2、3～12％的Al2O3、3～10％的MgO、0.5～10％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、10～18％的Na2O、0～8％的K2O、0～3％的ZrO2和0.005～0.25％的Fe2O3的玻璃板，其特征在于，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1525℃以下，并且，R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)为2.0以上且4.6以下。
以下，对在本实施方式的化学强化用玻璃中将玻璃组成限定为上述范围的理由进行说明。
SiO2已知作为在玻璃微细结构中形成网状结构的成分，是构成玻璃的主要成分。SiO2的含量为63％以上、优选为64％以上、更优选为65％以上、进一步优选为67％以上。另外，SiO2的含量为75％以下、优选为73％以下、更优选为71％以下、特别优选为70％以下。SiO2的含量为63％以上时，在作为玻璃的稳定性、耐候性方面是优越的。另外，通过形成网状结构能够抑制膨胀的增大。另一方面，SiO2的含量为75％以下时，在熔化性和成形性方面是优越的。
Al2O3具有提高化学强化中的离子交换性能的作用，特别是提高CS的作用大。还作为提高玻璃的耐候性的成分而为人所知。另外，在通过浮法进行成形时具有抑制锡从底面渗入的作用。此外，在进行了SO2处理时具有促进脱碱的作用。
Al2O3的含量为3％以上、优选为3.8％以上、更优选为4％以上、进一步优选为4.5％以上、特别优选为5％以上、最优选为5.5％以上。另外，Al2O3的含量为12％以下、更优选为11％以下、进一步优选为10％以下、特别优选为8％以下、最优选为7％以下。Al2O3的含量为3％以上时，通过离子交换可以得到期望的CS值，另外，在浮法中，可以得到抑制锡从与锡熔融槽接触的面(底面)的渗入而在化学强化时使玻璃不易翘曲的效果、对水分量变化的稳定性的效果、脱碱促进效果。另一方面，Al2O3的含量为12％以下时，即使在玻璃的粘性高的情况下失透温度也不大幅升高，因此，在钠钙玻璃生产线中的熔化、成形方面是优越的。
MgO是能够使玻璃稳定、提高熔化性、并且通过添加MgO使碱金属的含量降低从而抑制CTE的升高的成分，是必须的。MgO的含量为3％以上、优选为3.5％以上、更优选为4％以上、特别优选为5％以上。另外，MgO的含量为10％以下、优选为8％以下、更优选为7％以下。MgO的含量为3％以上时，发挥CTE的升高抑制效果。另一方面，MgO的含量为10％以下时，可保持不易发生失透、或者可以得到充分的离子交换速度。更优选为6％以下、进一步优选为5％以下、特别优选为4.5％以下。
CaO是使玻璃稳定的成分，具有防止由MgO的存在引起的失透、并且抑制CTE的升高的同时提高熔化性的效果，是必须的。CaO的含量为0.5％以上、优选为1％以上、更优选为3％以上、进一步优选为4％以上、特别优选为5％以上、最优选为6％以上。另外，CaO的含量为10％以下、优选为9％以下、更优选为8％以下。CaO的含量为0.5％以上时，高温时的熔化性变好，不易发生失透，CTE的升高也被抑制。另一方面，CaO的含量为10％以下时，可以得到充分的离子交换速度，且可以得到期望的DOL。另外，特别是在要提高化学强化中的离子交换性能的情况下，CaO小于6.5％、优选为6％以下、更优选为小于5％、进一步优选为3％以下、特别优选为2.5％以下。
SrO是用于降低玻璃的粘性和失透温度的有效成分，特别是MgO/CaO为3以上时降低失透温度的效果大。但是，与MgO、CaO相比，使离子交换速度降低的效果大，因此，即使在含有的情况下也为3％以下。
BaO是用于降低玻璃的粘性和失透温度的有效成分。BaO的含量为3％以下、优选为2％以下、更优选为1％以下。但是，BaO在碱土金属氧化物中使离子交换速度降低的效果最大，因此，将BaO设定为基本上不含有、或者即使在含有的情况下其含量也设定为3％以下。
需要说明的是，在本申请中“基本上不含有”是指除了原材料等中所含的不可避免的杂质以外不含有、即是指不有意地含有。
Na2O是通过离子交换形成表面压应力层的必要成分，具有加深DOL的作用。另外，是降低玻璃的熔化温度和失透温度、提高玻璃的熔化性、成形性的成分。Na2O是产生非桥氧(NBO；Non bridge oxygen)的成分，玻璃中的水分量发生变化时的化学强化特性的变动减少。
Na2O的含量为10％以上、优选为11％以上、更优选为13％以上。另外，Na2O的含量为18％以下、优选为17％以下、更优选为16％以下。Na2O的含量为10％以上时，可以通过离子交换形成期望的表面压应力层，还可以抑制对于水分量变化的变动。另一方面，Na2O的含量为18％以下时，可以得到充分的耐候性，还可以在通过浮法进行成形时抑制锡从底面的渗入量，并且可以在化学强化处理后使玻璃不易翘曲。
K2O具有增大离子交换速度、加深DOL、降低玻璃的熔化温度的效果，是使非桥氧增加的成分，因此可以在8％以下的范围内含有。为8％以下时，DOL不会变得过深，并且可以得到充分的CS，且能够降低玻璃的熔化温度。在含有K2O的情况下，优选为5％以下、更优选为4％以下、进一步优选为2％以下。另外，K2O使得由熔融盐的劣化引起的化学强化时的表面压应力的降低增大，因此，在考虑强化特性的劣化的情况下，基本上不含有为好。在含有的情况下，优选抑制到0.4％以下、更优选为0.3％以下。另一方面、少量的K2O具有在通过浮法进行成形时抑制锡从底面渗入的效果，因此，在通过浮法进行成形时优选含有。这种情况下，K2O的含量优选为0.01％以上、更优选为0.1％以上。
ZrO2不是必须的，但为了在不提高CTE的情况下降低高温下的粘性、或者为了增大表面压应力、或者为了提高耐酸性，可以在3％以下的范围内含有。添加过量ZrO2时，反而熔化温度升高，但通过设定为3％以下可以抑制粘性的增加和失透的发生。优选为2％以下、更优选为1％以下。
Fe2O3在玻璃的熔化时吸收热，因此是用于提高熔化性的必要成分。Fe2O3的含量为0.005％以上、优选为0.008％以上、更优选为0.01％以上。另外，Fe2O3的含量为0.25％以下、优选为0.2％以下、更优选为0.15％以下。为了防止炉的槽底温度(敷温度)升高，Fe2O3的含量为0.005％以上即可。另一方面，Fe2O3的含量为0.25％以下时，可以抑制着色。
本发明人发现：为了得到相对于铝硅酸盐玻璃的熔融温度的降低、CTE的降低、相对于钠钙玻璃的化学强化时容易导入强化、特别是CS的提高效果，将R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)设定为2.0以上且4.6以下是有效的。
Al2O3具有提高CS的作用，与此相对，导致熔化温度的升高。Na2O具有提高CS的效果。K2O具有增大离子交换速度、加深DOL的作用。需要说明的是，Na2O和K2O具有在抑制玻璃的熔化温度的升高的同时使CTE升高的作用。
因此，通过以特定的比率含有Al2O3、Na2O、K2O，可以在抑制熔融温度的升高、抑制CTE的升高的同时升高CS的提高效果。从上述观点考虑，(Na2O+K2O)/Al2O3的比率为4.6以下、优选为4.2以下、更优选为4以下、进一步优选为3.8以下、特别优选为3.2以下。(Na2O+K2O)/Al2O3的比率为2.0以上、优选为2.4以上、更优选为2.6以上、进一步优选为3.0以上。通过使(Na2O+K2O)/Al2O3的比率为4.6以下，可以降低CTE、提高CS。通过使(Na2O+K2O)/Al2O3的比率为2.0以上，熔融温度变好。
需要说明的是，(Na2O+K2O)/Al2O3的比率为特定值以下是指Na2O和K2O的量相对于Al2O3较少，但从保持上述玻璃的粘性的观点考虑，本发明人发现MgO可以填补这些碱金属的作用。
除此以外，可以适当地含有氯化物、氟化物等作为玻璃的熔融的澄清剂。本实施方式的玻璃本质上包括上述说明的成分，但在不损害本发明的目的的范围内可以含有其它成分。在含有这样的成分的情况下，这些成分的含量的合计优选为5％以下、更优选为3％以下、典型地为1％以下。以下，对上述其它成分例示说明。
TiO2不是必须的，但已知其在天然原料中大量存在，且成为黄色的着色源。含有TiO2的情况下，优选为0.2％以下。
SO3不是必须的，但已知作为玻璃的熔融的澄清剂。含有SO3的情况下，优选为0.3％以下。
为了提高玻璃在高温下的熔融性，可以含有例如2％以下的ZnO。但是，在通过浮法进行制造的情况下，由于在浮抛窑中被还原而成为产品缺陷，因此优选基本上不含有。
为了提高高温下的熔融性或玻璃强度，可以在4％以下的范围内含有B2O3。优选为3％以下、更优选为2％以下、进一步优选为1％以下。通常，同时含有Na2O或K2O这些碱性成分和B2O3时，挥发剧烈，显著侵蚀砖，因此，B2O3优选基本上不含有。
Li2O是降低应变点而容易引起应力松弛、其结果不能得到稳定的表面压应力层的成分，因此优选不含有，即使在含有的情况下，其含量也优选小于1％、更优选为0.05％以下、特别优选为小于0.01％。
本实施方式的玻璃通常制成平板形状，既可以是平板也可以是实施了弯曲加工的玻璃板。本实施方式的玻璃是通过浮法、熔融法、狭缝下引法等已知的玻璃成形方法成形为平板形状的玻璃板。
本实施方式的化学强化用玻璃具有能够通过现有的成形法进行成形的尺寸。即，通过浮法进行成形时，可以得到浮法成形宽度连续的带状玻璃。另外，本实施方式的玻璃最终被切割成适合于使用目的的大小。
即，制成平板电脑或智能手机等的显示器的大小、或者制成建筑物或住宅的窗户玻璃的大小。本实施方式的玻璃通常被切割成矩形，但即使为圆形或多边形等其它形状也没有问题，还包括实施了开孔加工的玻璃。
据报道，通过浮法成形的玻璃在化学强化后会产生翘曲而损害平坦性(例如，日本专利第2033034号公报)。认为：该翘曲是由于在通过浮法进行成形时与熔融锡不接触的玻璃面即顶面和与熔融锡接触的玻璃面即底面的化学强化的进行程度不同而产生的。
本实施方式的玻璃即使与熔融锡接触，化学强化特性的变化也小、由水分量的差异引起的化学强化特性的变化也小，因此，特别是在利用浮法的成形中发挥能够降低化学强化时的翘曲的效果。由此，本实施方式的玻璃即使制成薄板，化学强化处理后的翘曲也小，并且，通过实施化学强化处理，翘曲小且为高强度。
通过浮法成形的玻璃由于水分从顶面挥发，因此在顶面和底面中所含有的水分量不同。通过将Na2O、K2O和Al2O3的比例设定为上述范围，由此还能够减小由水分量变化引起的化学强化后的玻璃的翘曲。
除此以外，作为减小化学强化后的玻璃的翘曲的手段，控制表层的碱金属浓度是有效的。具体而言，通过进行顶面表层的脱碱处理，使顶面的离子交换能力降低，从而使化学强化中产生的顶面的应力与底面的应力均衡，由此可以减小翘曲。
作为脱碱的方法，利用选自SO2气体、HCl气体或HF气体等中的至少一种酸性气体、或者含有选自上述气体中的至少一种酸性气体的混合气体对顶面表层进行处理是有效的。本发明人发现，通过增加Al2O3的含量，可有效地推进利用SO2处理进行的脱碱。
认为是由于通过使玻璃中的Al增加而使玻璃的网络结构的间隙扩大，从而促进Na+与H+的离子交换。通过将Al2O3的含量设定为3％以上，能够有效地推进利用SO2气体进行的脱碱处理，从而容易地控制化学强化后的玻璃的翘曲。
玻璃的板厚可以根据用途变化3倍以上，因此，为了论述CS和DOL的值，优选对玻璃的板厚进行规定，优选为0.1mm以上、更优选为0.2mm以上、进一步优选为0.3mm以上。另外，通常为3mm以下、优选为2mm以下、更优选为1.5mm以下、进一步优选为1.3mm以下、特别优选为1.1mm以下。
为0.1mm以上的板厚时，通过化学强化处理而具有充分的强度提高的效果。另外，超过3mm板厚的玻璃容易进行物理强化处理，因此，实施化学强化处理的必要性高的是板厚为3mm以下的玻璃的情况。另一方面，即使是3mm以上的板厚的玻璃，从使化学强化后的切割性良好等理由考虑，也有时优选压应力层深度小的化学强化，而不是压应力层深度大的物理强化。
例如，对于作为本实施方式中最优选事例的0.7mm或1.1mm的板厚的玻璃板而言，化学强化玻璃的CS的值通常为550MPa以上、优选为580MPa以上、更优选为600MPa以上、进一步优选为650MPa以上。为了能够进行化学强化处理后的切割，优选为900MPa以下、更优选为850MPa以下。CS的调节可以通过调节在离子交换中使用的熔融硝酸钾盐中的Na浓度、强化时间和熔融盐温度来进行。为了得到更高的CS，要降低Na浓度。具体而言，Na浓度优选为3重量％以下、更优选为2.5重量％以下、进一步优选为1重量％以下。
本实施方式的化学强化玻璃的DOL的值优选为5μm以上、更优选为7μm以上。特别是在受到玻璃的操作损伤的影响的情况下，优选为10μm以上。为了使化学强化处理后的切割成为可能，优选为30μm以下、更优选为25μm以下、进一步优选为20μm以下。DOL的调节可以通过调节在离子交换中使用的熔融硝酸钾盐中的Na浓度、强化时间和熔融盐温度来进行。为了得到更高的DOL，要提高熔融盐的温度。具体而言，熔融硝酸钾盐的温度优选为400℃以上、更优选为420℃以上、进一步优选为430℃以上。
本实施方式的玻璃在制造特性、商品特性这两个方面具有能够自通常的钠钙玻璃容易地变更的特征。对于通常的钠钙玻璃而言，作为成为玻璃熔化时的基准的粘度的102dPa·s时的温度(T2)通常为1445～1475℃。
熔化时T2的升高在约+50℃的范围以内时，能够利用将通常的钠钙玻璃熔化的生产炉来容易地制造。本实施方式的玻璃的熔化中的T2为1525℃以下、优选为1510℃以下、更优选为1500℃以下、进一步优选为1490℃以下。另外，T2优选为1450℃以上。通过使T2为1525℃以下，可以解决现有的铝硅酸盐玻璃难以熔融的问题。
另外，T2的调节能够通过调节SiO2和Al2O3的总量与R2O和RO(式中，RO为MgO、CaO、SrO和BaO)总量的差分、即NBO量等来进行。
对于通常的钠钙玻璃而言，作为成为通过浮法进行玻璃成形时的基准的粘度的104dPa·s时的温度(T4)通常为1020～1050℃。成为该粘性时的温度T4的升高在约+30℃的范围以内时，能够利用将通常的钠钙玻璃成形的生产炉来容易地制造。本实施方式的玻璃的成形中的T4优选为1080℃以下、更优选为1070℃以下、进一步优选为1060℃以下。
在通过浮法制造玻璃时，失透温度与上述T4进行比较而关系到失透产生的危险性。通常玻璃的失透温度在比T4高15℃的温度以下时，能够通过浮法在不产生失透的情况下进行制造，优选为T4以下、更优选为比T4低10℃的温度以下、进一步优选为比T4低20℃的温度以下、最优选为比T4低30℃的温度以下。
本实施方式中的失透温度为：将粉碎后的玻璃粒子放于铂制的皿上，在控制成恒定温度的电炉中进行17小时热处理，通过热处理后的光学显微镜观察，在玻璃的表面和内部晶体析出的最高温度和晶体不析出的最低温度的平均值。
本实施方式的玻璃的玻璃化转变温度(Tg)例如为530℃以上、优选为540℃以上、更优选为550℃以上、进一步优选为550～600℃。通过使Tg为530℃以上，在抑制化学强化处理时的应力松弛、抑制热翘曲等方面有利。另外，Tg的调节可以通过调节SiO2和Al2O3的总量、R2O和RO的量等来进行。
本实施方式的玻璃的CTE在50～350℃的温度范围内例如为80～100×10-7℃-1、更优选为82～98×10-7℃-1、进一步优选为84～97×10-7℃-1、特别优选为85～95×10-7℃-1。通过使CTE为80×10-7℃-1以上，在与金属或其它物质的热膨胀系数的匹配方面变得有利。另外，通过使CTE为100×10-7℃-1以下，在耐热冲击性、翘曲特性等方面变得有利。另外，CTE的调节可以通过调节R2O和RO的量等来进行。为了实现优选的CTE，R2O的量优选为10～18质量％、更优选为12～17质量％、特别优选为13～16质量％。
需要说明的是，显示器用的玻璃经过成膜、贴合等各种工序而制成信息设备等产品，因此，要求CTE不会自以往的值发生大幅变动。通常的钠钙玻璃的CTE在50～350℃的温度范围内通常为85×10-7～93×10-7℃-1的值，本实施方式的玻璃的CTE优选在该范围内。
通常的钠钙玻璃在室温下的比重为2.490～2.505。考虑到将本实施方式的玻璃和通常的钠钙玻璃在同一炉中交替生产，比重的变动为0.01以下时，组成变更容易。本实施方式的玻璃的比重优选为2.480以上且2.515以下。
实施化学强化处理的温度可以以玻璃的应变点为基准来确定有效的处理温度。通常化学强化处理在比应变点低50～100℃的温度下实施。通常的钠钙玻璃的应变点为490～520℃。
本实施方式的玻璃应用与迄今为止相同的化学强化处理，因此，应变点优选为480～540℃、更优选为490～530℃。应变点的测定需要熟练的技术，因此，有时测定热膨胀系数求出Tg而以此来进行代替。通常Tg是比应变点高约40℃的温度。
本实施方式的玻璃通过实施迄今为止应用于通常的钠钙玻璃的通常的化学强化处理，可以得到强度更高的化学强化玻璃。例如，可以通过在410～470℃的硝酸钾熔融盐中浸渍1～24小时来进行化学强化处理。
本实施方式的玻璃可以在化学强化处理后进行切割。切割方法可以应用通常的利用轮式切片机(木イ一ルチツプ力ッタ一)的划线和断裂，也可以利用激光进行切割。为了保持玻璃强度，可以在切割后实施切割边缘的倒角加工。倒角可以为机械性磨削加工，也可以使用利用氢氟酸等化学溶液进行处理的方法。
实施例
以下，通过实施例和比较例对本发明进一步进行说明，但本发明并不限于下述例子。
[评价方法]
(1)比重
比重通过阿基米德法进行测定。
(2)CTE、玻璃化转变温度(Tg)
CTE是基于JIS R 1618：2002在测定玻璃化转变温度(Tg)的同时使用热膨胀计(Bruker AXS公司制，TD5000SA)以5℃/分钟的升温速度进行测定而求出了50～350℃的平均线性热膨胀系数。
(3)表面压应力(CS)和压应力层深度(DOL)
表面压应力和压应力层深度利用折原制作所公司制造的表面应力计FSM-6000进行测定。
(4)高温粘性
粘度达到102dPa·s时的温度(T2)、粘度达到104dPa·s时的温度(T4)使用旋转式粘度计进行测定。
[实施例1～24、比较例1～3]
适当选择硅砂、纯碱、白云石、长石、芒硝、其它氧化物、碳酸盐、氢氧化物等通常使用的玻璃原料以形成下述表1～3的以氧化物基准的质量百分率计所表示的组成，并进行称量以成为以玻璃计为1kg。但是，关于芒硝，将以SO3量计为2倍的量作为投入量。将称量后的原料混合，放入铂制坩埚中，放入1480℃的电阻加热式电炉中，进行3小时熔融，并进行脱泡、均质化。
将所得到的熔融玻璃流入模具材料中，在Tg+50℃的温度下保持1小时，然后以0.5℃/分钟的速度冷却至室温，得到了几个玻璃块。对于实施化学强化处理的试样，对该玻璃块进行切割、磨削，最后将双面加工成镜面，从而得到了尺寸为30mm×30mm、板厚为1.0mm的玻璃板。对该玻璃板的比重、CTE、Tg、T2和T4进行测定。将其结果示于表1～3中。需要说明的是，括号中记载的值为计算值。
另外，在实验室中将下述表1～3中记载的玻璃分别在425℃的混合盐(硝酸钾97.8重量％+硝酸钠2.2重量％)中浸渍150分钟来实施化学强化处理。对于化学强化处理后的各玻璃，利用折原制作所公司制造的表面应力计FSM-6000测定了表面压应力CS(单位：MPa)和压应力层深度DOL(单位：μm)。将其结果示于表1～3中。需要说明的是，括号中记载的值为推测值。
表1
表2
表3
可以看出，各实施例中制备的本发明的化学强化用玻璃通过使特别是Al2O3、MgO和CaO的含量、以及(Na2O+K2O)/Al2O3在特定范围内，由此T2低，CTE的升高被抑制，并且可以有效地提高利用化学强化处理而得到的CS的值。
与此相对，比较例1的化学强化用玻璃的(Na2O+K2O)/AllO3小于2.0。因此，在比较例1中，T2高达1669℃，熔化性变差。另一方面，比较例2中，SiO2为63％以下，虽然使得T2降低，但CTE增加至109×10-7℃-1。另外，比较例3的化学强化用玻璃的Al2O3小于3％，(Na2O+K2O)/Al2O3超过4.6。因此，在比较例3中CS降低。
参照特定的方式对本发明详细地进行了说明，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变更和修正。
需要说明的是，本申请基于2013年12月13日提出的日本专利申请(日本特愿2013-258465)、2014年2月7日提出的日本专利申请(日本特愿2014-022725)和2014年3月28日提出的日本专利申请(日本特愿2014-070099)，通过引用援引其整体。
产业实用性
通过对本发明的化学强化用玻璃进行化学强化处理而得到的本发明的化学强化玻璃可以用于平板电脑、笔记本电脑、智能手机和电子书阅读器等信息设备中所具备的触控面板显示器的保护玻璃和接触传感器玻璃、液晶电视和电脑监视器等的保护玻璃、太阳能电池用保护玻璃、以及用于建筑物或住宅的窗户的多层玻璃等。

Claims (27)

1.一种化学强化用玻璃，其为以氧化物基准的质量百分率表示含有63～75％的SiO2、4～10％的Al2O3、3～10％的MgO、0.5～10％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、10～18％的Na2O、0～8％的K2O、0～3％的ZrO2和0.005～0.25％的Fe2O3的玻璃板，其中，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1525℃以下，并且，R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)为2.4以上且4以下。
2.如权利要求1所述的化学强化用玻璃，其含有1％以上的CaO。
3.如权利要求1或2所述的化学强化用玻璃，其中，R2O为10～18％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，MgO为3.5％以上、CaO为5％以上、BaO为1％以下。
5.如权利要求1～3中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，CaO低于5％、BaO为1％以下、R2O/Al2O3为3.2以下。
6.如权利要求1～5中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，K2O为2％以下。
7.如权利要求1～7中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率表示，所述化学强化用玻璃还含有0％以上且1％以下的B2O3。
8.如权利要求1～7中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率表示，所述化学强化用玻璃还含有0％以上且0.2％以下的TiO2。
9.如权利要求1～8中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的T2为1510℃以下。
10.如权利要求1～9中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的玻璃化转变温度(Tg)为530℃以上。
11.如权利要求1～10中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃在50～350℃下的平均线性热膨胀系数为100×10-7℃-1以下。
12.如权利要求1～11中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述化学强化用玻璃的失透温度为粘度达到104dPa·s时的温度(T4)以下。
13.如权利要求1～12中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，所述玻璃板通过浮法成形。
14.一种化学强化玻璃，其通过对权利要求1～13中任一项所述的化学强化用玻璃进行化学强化处理而得到。
15.如权利要求14所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的表面压应力为580MPa以上、压应力深度为5μm以上且30μm以下。
16.一种化学强化玻璃的制造方法，其包括对权利要求1～15中任一项所述的化学强化用玻璃进行离子交换处理的化学强化工序。
17.一种玻璃，其为以氧化物基准的质量百分率表示含有63～75％的SiO2、4～10％的Al2O3、3～10％的MgO、0.5～10％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、10～18％的Na2O、0～8％的K2O、0～3％的ZrO2和0.005～0.25％的Fe2O3的玻璃板，其中，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1525℃以下，并且，R2O/Al2O3(式中，R2O为Na2O+K2O)为2.4以上且4以下。
18.如权利要求17所述的玻璃，其含有1％以上的CaO。
19.如权利要求17或18所述的玻璃，其中，R2O为10～18％。
20.如权利要求17～19中任一项所述的玻璃，其中，MgO为3.5％以上、CaO为5％以上、BaO为1％以下。
21.如权利要求17～19中任一项所述的玻璃，其中，CaO低于5％、BaO为1％以下、R2O/Al2O3为3.2以下。
22.如权利要求17～21中任一项所述的玻璃，其中，K2O为2％以下。
23.如权利要求17～22中任一项所述的玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率表示，所述玻璃还含有0％以上且1％以下的B2O3。
24.如权利要求17～23中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的T2为1510℃以下。
25.如权利要求17～24中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃的失透温度为粘度达到104dPa·s时的温度(T4)以下。
26.如权利要求17～25中任一项所述的玻璃，其中，所述玻璃板能够应对化学强化处理。
27.一种化学强化玻璃，其通过对权利要求26所述的玻璃进行化学强化处理而得到。
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