CN115124260A - 化学强化玻璃和化学强化玻璃的制造方法 - Google Patents

化学强化玻璃和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玻璃和化学强化玻璃的制造方法。本发明涉及一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃为包含碱金属离子的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的厚度为0.20mm以下，所述化学强化玻璃具有表面进行了化学强化处理的相反的一对主面，并且上述一对主面中的至少一者的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10‑4(/nm)以下。

Description

化学强化玻璃和化学强化玻璃的制造方法
技术领域
本发明涉及化学强化玻璃和化学强化玻璃的制造方法。
背景技术
作为以智能手机为代表的设备的显示器用保护罩，从提高美观的观点考虑，要求玻璃制的保护玻璃。玻璃虽然理论强度高，但因形成划痕而强度大幅降低。因此，在要求耐冲击性等强度的保护玻璃中使用通过离子交换等在玻璃表面形成了压应力层的化学强化玻璃。
另一方面，为了应对最近的新技术、新产品，也要求超薄的保护玻璃。对于超薄片的保护玻璃，在要求通过薄型化实现轻量化的同时，还要求还可以适用于如可折叠设备那样的产品的优异的破裂强度和弯曲强度。
作为可折叠设备、即折叠式设备用覆盖元件，在专利文献1中公开了一种特定的覆盖元件，其具有厚度为约25μm～约200μm的折叠式玻璃元件和配置在其第一主表面上的厚度为约10μm～约100μm的聚合物层。
在专利文献2中公开了一种折叠式电子设备模块，其具有：覆盖元件，所述覆盖元件具有约25μm～约200μm的厚度和约20GPa～约140GPa的覆盖元件弹性模量，并且还包含具有玻璃组成、第一主面和第二主面的构成要素；中间层，所述中间层具有约0.01GPa～约10GPa的中间层弹性模量和约50μm～约200μm的厚度；和胶粘剂，所述胶粘剂将两者接合并且具有约5μm～约25μm的厚度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2019-504812号公报
专利文献2：日本特表2020-537185号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1中记载的覆盖元件能够被构成为：与不具有聚合物层的覆盖元件相比，具有能够承受至少1.5倍的笔落下高度的能力，折叠式电子设备组装体根据规定的落下试验，能够承受超过8cm的笔落下高度。
另外，在专利文献2中记载的设备模块包含如下特征的耐冲击性：在笔落下试验中，对于对覆盖元件的一系列的冲击，平均笔落下高度为约6cm以上。
但是，在专利文献1中记载的折叠式电子设备由于具有聚合物层，因此具有承受覆盖元件的笔落下高度的能力，但玻璃元件单独的承受笔落下高度的能力低。另外，在专利文献2中记载的覆盖元件显示出对笔落下试验具有规定的强度，但鉴于在笔落下试验中使用的笔的重量、其前端的直径，不能说是非常严格的试验条件。由此，对于在可折叠设备中使用的保护玻璃，期望进一步提高对笔落下试验的破裂强度。
因此，本发明的目的在于提供化学强化玻璃及其制造方法，所述化学强化玻璃还可以适用于可折叠设备等的保护玻璃，并且对笔落下试验具有优异的破裂强度。
用于解决问题的手段
在化学强化玻璃为超薄片、例如厚度为0.2mm以下的情况下，如笔落下试验那样，通过与前端尖的物体碰撞，在保护玻璃的与笔等碰撞的面的相反侧产生破裂。该破裂在化学强化玻璃的厚度充分的情况下不会发生。
本发明人等对作为超薄板的化学强化玻璃的破裂进行了深入研究，结果发现，化学强化玻璃的破裂与化学强化玻璃的表面特性中的表面粗糙度有关，进一步而言，特别与中心粗糙度深度Sk和峰顶部的算术平均曲率Ssc相关。即，发现通过将化学强化玻璃的主面中的中心粗糙度深度Sk和峰顶部的算术平均曲率Ssc调节到规定的范围内，能够解决上述问题，从而完成了本发明。
即，本发明及其一个方式涉及下述[1]～[15]。
[1]一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃为包含碱金属离子的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的厚度为0.20mm以下，所述化学强化玻璃具有表面进行了化学强化处理的相反的一对主面，并且所述一对主面中的至少一者的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
[2]如上述[1]所述的化学强化玻璃，其中，所述一对主面中的至少一者的峰顶密度Sds为125(/μm2)以下。
[3]如上述[1]或[2]所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃能够弯曲至弯曲半径R为20mm以下。
[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述一对主面中的至少一者的压应力层深度为4μm～30μm。
[5]如上述[1]～[4]中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述一对主面中的至少一者的表面压应力值CS为300MPa～1400MPa。
[6]一种化学强化玻璃的制造方法，所述化学强化玻璃的制造方法包含：准备厚度为0.20mm以下的包含碱金属离子的玻璃板；和使所述玻璃板的表面中的所述碱金属离子与其它的碱金属离子进行离子交换处理，所述其它的碱金属离子具有比所述碱金属离子的离子半径大的离子半径，其中，在所述离子交换处理之前和/或之后，对所述玻璃板的至少一个主面进行研磨，以使所述至少一个主面的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
[7]如上述[6]所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，使用胶态二氧化硅作为磨粒进行所述研磨。
[8]如上述[7]所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述胶态二氧化硅的平均粒径为1nm～100nm。
[9]如上述[7]或[8]所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，使用氧化铈作为磨粒进行所述研磨，然后进一步使用所述胶态二氧化硅作为磨粒进行所述研磨。
[10]如上述[9]所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，上述氧化铈的平均粒径为0.05μm～5μm。
[11]如上述[6]～[10]中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在露点温度为20℃以上的气氛中进行所述离子交换处理。
[12]如上述[6]～[11]中任一项上述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述玻璃板中所含的所述碱金属离子包含钠离子，并且在所述离子交换处理中，通过使所述玻璃板与无机盐组合物接触而将所述钠离子与所述无机盐组合物中的钾离子进行离子交换，所述无机盐组合物包含硝酸钾和选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH构成的组中的至少一种熔剂。
[13]如上述[6]～[12]中任一项上述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在进行所述离子交换处理之前，所述化学强化玻璃的制造方法包含通过化学蚀刻或短脉冲激光对所述玻璃板进行切割。
[14]如上述[13]所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，通过使包含氢氟酸的水溶液与切割部位进行接触而进行所述切割。
[15]如上述[13]或[14]所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在进行所述切割之后且在进行所述离子交换处理之前，所述化学强化玻璃的制造方法包含仅对作为切割面的端面进行化学蚀刻。
发明效果
根据本发明，即使在厚度薄的情况下，也能够实现对笔落下试验具有优异的破裂强度的化学强化玻璃。因此，本发明的化学强化玻璃在应用于要求轻量化的设备、要求弯曲的可折叠设备等的保护玻璃时的可靠性非常高。
附图说明
图1为用于说明中心粗糙度深度Sk的图。
图2为表示化学强化玻璃的主面的中心粗糙度深度Sk与破裂强度的关系的图。
图3为表示化学强化玻璃的主面的峰顶部的算术平均曲率Ssc与破裂强度的关系的图。
图4为表示化学强化玻璃的主面的峰顶密度Sds与破裂强度的关系的图。
图5为表示本实施方式中的笔落下试验的方法的示意性侧视图。
图6为用于说明弯曲试验装置的图。
标号说明
1 化学强化玻璃
1a 第一主面
1b 第二主面
1α、1β 端部
2 PET膜
3 石材平台
4 笔
5 落下辅助管
100 弯曲试验装置
12 基座
14 上侧支撑盘(第一支撑盘)
14a 支撑面
16 下侧支撑盘(第二支撑盘)
16a 支撑面
200 移动部
21 升降框架
22 电机
23 滚珠丝杆机构
24 滑块
300 调节部
40 检测部
50 支撑部
52 连接部
60 载置部
具体实施方式
以下，对本发明详细地进行说明，但本发明不限于以下的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内任意地变形来实施。另外，表示数值范围的“～”是指以包含在其前后记载的数值作为下限值和上限值的含义使用。
＜化学强化玻璃＞
本实施方式的化学强化玻璃(以下，有时简称为“玻璃”)为厚度为0.20mm以下的超薄片。化学强化玻璃包含碱金属离子，并且具有表面进行了化学强化处理的相反的一对主面。一对主面中的至少一者的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
中心粗糙度深度Sk(The Core Roughness Depth：DIN 4776(1990))是指表示玻璃表面的峰部和谷部的凹凸的偏差的变量，在图1中所示的Abbott曲线、即高度分布的直方图的积分值中的轮廓支撑长度率曲线(ベアリング曲線)的近似线中，划出最小斜率的线的情况下的截距的高度作为“Sk”表示中心粗糙度深度。
本说明书中的中心粗糙度深度Sk如下述测定方法所示，使用在使用AFM(原子力显微镜)的表面分析中使用SPIP软件进行分析而得到的中心粗糙度深度Sk值。
“中心粗糙度深度Sk”的测定方法：
首先，通过AFM(XE-HDM；Park systems公司制造)、测定模式：非接触模式、扫描尺寸：10μm×5μm、色标：±1nm、扫描速度：1Hz，悬臂：Non-Contact Cantilever(Item：PPP-NCHR 10M；Park systems公司制造)获取形状图像。然后，使用图像分析软件(ImageMetrology公司制造，SPIP6.2.6)实施上述形状图像的匀整化处理(レべリング処理)和L-滤波处理(ISO值2.0μm)，并通过粗糙度分析求出中心粗糙度深度(Sk)。
峰顶部的算术平均曲率Ssc(The Mean Summit Curvature)为玻璃表面的峰部的顶端、即峰顶部的曲率的算术平均值，通过下式计算出。
Figure BDA0003564806410000081
在上式中，n表示表面观察面内的峰顶部的个数，Z表示峰顶部(凸部)的高度。变量X、Y为观察面的X坐标、Y坐标，(X,Y)表示观察面中的峰顶部的位置。(Xi,Yi)表示第i个峰顶部的坐标。
观察面内的算术平均曲率Ssc越大，则面内的峰顶部越尖，观察面内的算术平均曲率Ssc越小，则表示为越带有圆度的形状。本说明书中的峰顶部的算术平均曲率Ssc使用在使用AFM(原子力显微镜)的表面分析中使用SPIP软件分析而得到的峰顶部的算术平均曲率Ssc的值，与上式同样地计算出。具体的测定方法如下所示。需要说明的是，峰顶部的算术平均曲率与被称为平均最高曲率的曲率相同。
“峰顶部的算术平均曲率Ssc”的测定方法：
首先，通过AFM(XE-HDM；Park systems公司制造)、测定模式：非接触模式、扫描尺寸：10μm×5μm、色标：±1nm、扫描速度：1Hz，悬臂：Non-Contact Cantilever(Item：PPP-NCHR 10M；Park systems公司制造)获取形状图像。然后，使用图像分析软件(ImageMetrology公司制造，SPIP6.2.6)实施上述形状图像的匀整化处理和L-滤波处理(ISO值2.0μm)，并通过粗糙度分析求出峰顶部的算术平均曲率(Ssc)。
化学强化玻璃的至少一个主面的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。对于厚度为0.20mm以下的化学强化玻璃，通过满足上述范围，基于笔落下试验的破裂强度(以下有时简称为“破裂强度”)变得良好。
通过对玻璃表面进行研磨，轮廓支撑长度率曲线的高度高的区域的曲线向下侧移动，并且轮廓支撑长度率曲线的高度低的部分向上侧移动，由此具有中心粗糙度深度Sk变小的倾向。本实施方式的玻璃表面的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下，表示玻璃表面中的小的凹凸所占的比例变大。需要说明的是，图2为实施例和比较例的结果，发现中心粗糙度深度Sk与基于笔落下试验的破裂强度之间具有相关性。在玻璃表面的凹凸部大的情况下，在笔落下试验时容易发生凹凸部处的局部应力集中。结果认为，这是笔落下试验的破裂强度降低的主要原因。相反，认为如本实施方式的玻璃那样，在玻璃表面小的凹凸所占的比例大的情况下，在笔落下试验时不易产生局部集中应力，笔落下试验的破裂强度提高。
但是，仅仅从中心粗糙度深度Sk因素只是观察到与破裂强度具有轻微的相关，仅凭这一点来解释破裂强度是回归不充分的。
因此，在非常多的参数中，进一步着眼于峰顶部的算术平均曲率Ssc，结果如图3所示，能够观察到当峰顶部的算术平均曲率Ssc大时，基于笔落下试验的破裂强度降低的倾向，可知存在相关性。认为这是因为在进行笔落下试验时，在峰顶部的曲率大的部分容易引起局部应力集中，可能成为局部破坏的原动力。需要说明的是，图3为实施例和比较例的结果，发现能够使作为仅凭中心粗糙度深度不能充分回归的数据的破裂强度回归。由此认为，除了满足玻璃表面整体的凹凸的尺寸分布以外还通过峰顶部的算术平均曲率小而使局部集中应力最难发生，由此笔落下试验的破裂强度提高。
由此知道了，为了提高化学强化玻璃的基于笔落下试验的破裂强度，不仅需要减小中心粗糙度深度Sk，还需要同时控制峰顶部的算术平均曲率Ssc。
因此，将本实施方式的化学强化玻璃的主面的中心粗糙度深度Sk设定为0.90nm以下，并且将峰顶部的算术平均曲率Ssc设定为13.0×10-4(/nm)以下。
中心粗糙度深度Sk优选为0.80nm以下，更优选为0.70nm以下。对中心粗糙度深度Sk的下限没有特别限制，通常为0.20nm以上。
峰顶部的算术平均曲率Ssc优选为12.0×10-4(/nm)以下，更优选为10.0×10-4(/nm)以下，进一步优选为9.0×10-4(/nm)以下。对峰顶部的算术平均曲率Ssc的下限没有特别限制，但通常为4.0×10-4(/nm)以上。
由此，能够提高化学强化玻璃的破裂强度。
中心粗糙度深度Sk和峰顶部的算术平均曲率Ssc可以通过后述的玻璃主面的研磨来控制。关于研磨，例如通过使用胶态二氧化硅作为磨粒进行研磨，能够减小中心粗糙度深度Sk和峰顶部的算术平均曲率Ssc。另外，在使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨之前，通过使用氧化铈作为磨粒来进行研磨，能够在更短的时间内减小中心粗糙度深度Sk。通过在此基础上使用胶态二氧化硅作为磨粒来进行研磨，能够更适当地控制峰顶部的算术平均曲率Ssc。
另外，除上述以外，优选进一步控制峰顶密度Sds(Density of Summits)。
峰顶密度Sds表示在玻璃表面中的每单位面积1μm2的高度最大的点、即顶点的数量。图4表示峰顶密度Sds与破裂强度的关系，可知它们具有一定的相关性。认为峰顶密度Sds越低，则玻璃表面的平坦性越高，可能成为由笔落下试验产生的冲击引起的应力集中的起点的突出部的数量变少，结果基于笔落下试验的破裂强度变高。需要说明的是，图4为实施例和比较例的结果，详细情况在后面说明。另外，本说明书中的峰顶密度Sds使用在使用AFM(原子力显微镜)的表面分析中使用SPIP软件分析而得到的峰顶密度Sds的值。具体的测定方法如下所示。
“峰顶密度Sds”的测定方法：
首先，通过AFM(XE-HDM；Park systems公司制造)、测定模式：非接触模式、扫描尺寸：10μm×5μm、色标：±1nm、扫描速度：1Hz、悬臂：Non-Contact Cantilever(Item：PPP-NCHR 10M；Park systems公司制造)获取形状图像。然后，使用图像分析软件(ImageMetrology公司制造，SPIP6.2.6)实施上述形状图像的匀整化处理和L-滤波处理(ISO值2.0μm)，并通过粗糙度分析求出峰顶密度(Sds)。
化学强化玻璃的主面处的峰顶密度Sds优选为125(/μm2)以下，更优选为115(/μm2)以下，进一步优选为100(/μm2)以下，更进一步优选为90(/μm2)以下。对峰顶密度Sds的下限没有特别限制，通常为40(/μm2)以上。
峰顶密度Sds也与中心粗糙度深度Sk和峰顶部的算术平均曲率Ssc同样地可以通过玻璃主面的研磨来控制，例如可以列举使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨。另外，也优选在使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨之前，使用氧化铈作为磨粒来进行研磨。
化学强化玻璃的破裂强度为由在下述条件进行的笔落下试验得到的破裂强度。
在图5中示出了试验方法的示意性侧视图，准备利用OCA(Optical ClearAdhesive：高透明粘合)片将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜2胶粘在石材平台3上而得到的平台。PET膜2的厚度为100μm，弹性模量为4GPa。
以第一主面1a成为上方的方式将化学强化玻璃1设置在PET膜2上。化学强化玻璃1的第二主面1b为满足中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下的面。
在化学强化玻璃1的上方设置利用丙烯酸类树脂制的落下辅助管5固定的笔4，仅使笔4从规定的高度落下。笔4的前端为直径为0.5mm的不锈钢制的球。将笔4的重量调节为12g。
以5mm为单位逐渐升高笔4落下到化学强化玻璃1的主面上的高度，测定在化学强化玻璃1的第二主面1b上产生破裂时的、从化学强化玻璃的第一主面1a到笔4的前端的高度h。另外，由于存在笔4的前端因笔落下时的冲击而变形的情况，因此每次落下时通过显微镜确认笔4的前端没有变形。在观察到变形的情况下，将笔4变更为前端没有变形的笔。将该测定进行至少5次以上，并将其平均值作为基于笔落下试验的破裂高度。
基于笔落下试验的破裂高度的优选值根据化学强化玻璃的用途、构成而不同。例如，在图像显示装置的最外表面使用化学强化玻璃作为可折叠设备的保护玻璃的情况下，在玻璃厚度为100μm的情况下，所述基于笔落下试验的破裂高度优选为10cm以上，更优选为12cm以上。对破裂高度的上限没有特别限制，在玻璃厚度为100μm的情况下，通常为20cm以下。
另外，作为图像显示装置，在用于在化学强化玻璃上层叠树脂膜而得到的构成构件的情况下，破裂高度优选为20cm以上，更优选为30cm以上。同样地，即使在使用对化学强化玻璃进行硬涂而得到的构成构件作为图像显示装置的情况下，破裂高度也优选为20cm以上，更优选为30cm以上。
另外，基于笔落下试验的破裂高度不仅根据与化学强化玻璃的表面粗糙度有关的性质而变化，还根据玻璃组成或厚度、化学强化处理条件等而变化。因此，有时难以确定优选的绝对的数值。
因此，作为本发明的效果的验证，可以与仅对玻璃进行化学强化处理而未进行表面粗糙度的调节的未加工的化学强化玻璃的基于笔落下试验的破裂高度进行比较。本实施方式的化学强化玻璃的破裂高度相对于未加工的化学强化玻璃的破裂高度优选为1.4倍以上，更优选为1.6倍以上，进一步优选为1.8倍以上。对破裂高度的上限没有特别限制，但通常为未加工的化学强化玻璃的破裂高度的3.0倍以下。
如上所述，本实施方式的化学强化玻璃将可折叠设备等的保护玻璃假定为用途之一。在此基础上，其目的在于防止如笔落下试验那样，因前端尖的物体碰撞而在保护玻璃的与笔等碰撞的面相反侧产生破裂。该破裂在化学强化玻璃的厚度足够的情况下不会发生，因此将化学强化玻璃的厚度设定为0.20mm以下。从弯曲时的最小破坏弯曲半径的观点考虑，化学强化玻璃的厚度优选为0.19mm以下，更优选为0.18mm以下，进一步优选为0.17mm以下。另外，从强度的观点考虑，化学强化玻璃的厚度优选为0.04mm以上，更优选为0.05mm以上，进一步优选为0.06mm以上，更进一步优选为0.08mm以上。
化学强化玻璃在作为可折叠设备的保护玻璃使用的情况下，优选厚度t为0.20mm以下，能够弯曲至弯曲半径R为20mm以下。另外，弯曲半径R更优选为18mm以下，进一步优选为16mm以下，更进一步优选为14mm以下，特别优选为12mm以下，最优选为10mm以下。对能够弯曲的弯曲半径R的下限没有特别限制，通常为1mm以上。
能够弯曲的弯曲半径R可以通过仅对玻璃的端面进行化学蚀刻等而提高平滑性来减小。另外，通过化学强化处理提高表面压应力值CS、通过在化学强化处理之后进行酸处理和碱处理而除去存在于玻璃的主面、端面的裂纹、潜伤，也能够减小能够弯曲的弯曲半径R。
本说明书中的化学强化玻璃的弯曲半径R为通过使用弯曲试验装置的弯曲试验方法而得到的值。
如图6所示，弯曲试验装置100为使本实施方式的化学强化玻璃1弯曲的装置。通过调查在弯曲的化学强化玻璃1上是否产生裂纹，能够判断化学强化玻璃1的耐久性。
如图6所示，弯曲试验装置100具有基座12、第一支撑盘(上侧支撑盘)14、第二支撑盘(下侧支撑盘)16、移动部200、调节部300、检测部40、支撑部50和载置部60。
第一支撑盘14支撑化学强化玻璃1的端部1α。第一支撑盘14的支撑面14a为向下的平坦面，并且为固定化学强化玻璃1的端部1α的面。
第二支撑盘16与第一支撑盘14同样地支撑化学强化玻璃1的端部1β。第二支撑盘16的支撑面16a为向上的平坦面，并且为载置化学强化玻璃1的端部1β的载置面。第一支撑盘14和第二支撑盘16以第一支撑盘14的支撑面14a和第二支撑盘16的支撑面16a彼此相对的方式平行地配置。化学强化玻璃1的另一端部在重力下被按压在第二支撑盘16的支撑面16a上，并通过摩擦力固定。在第二支撑盘16的支撑面16a上，为了防止化学强化玻璃1的错位，设置有与化学强化玻璃1的端部1β接触的挡块17。
移动部200在保持相互平行的第一支撑盘14的支撑面14a与第二支撑盘16的支撑面16a的间隔D的状态下，使第二支撑盘16相对于第一支撑盘14的位置移动。为了使第二支撑盘16相对于第一支撑盘14的位置移动，移动部200使第二支撑盘16沿相对于基座12平行且不改变化学强化玻璃1的弯曲方向的方向移动。需要说明的是，当使第二支撑盘16相对于基座12在与纸面垂直的方向上移动时，由于化学强化玻璃1的弯曲方向发生变化，因此不能准确地实施弯曲试验。
需要说明的是，移动部200使第二支撑盘16相对于基座12平行地移动，但也可以使第一支撑盘14相对于基座12平行地移动，还可以使第一支撑盘14和第二支撑盘16这两者相对于基座12平行地移动。在任一情况下，都是第二支撑盘16的相对于第一支撑盘14的位置发生移动。
移动部200由升降框架21、电机22、滚珠丝杆机构23、滑块24等构成。升降框架21能够相对于基座12自由移动。电机22安装在升降框架21上。滚珠丝杆机构23将电机22的旋转运动转换为直线运动并传递至滑块24。滑块24与第二支撑盘16连接，并与第二支撑盘16一起相对于基座12平行地移动。电机22在利用由微型计算机等构成的控制器进行的控制下，使滚珠丝杆轴23a旋转，使滚珠丝杆螺母23b移动。随着滚珠丝杆螺母23b的移动，滑块24和第二支撑盘16相对于基座12平行地移动。
调节部300调节相互平行的第一支撑盘14的支撑面14a与第二支撑盘16的支撑面16a的间隔D。调节部300例如由缩放式千斤顶构成。
检测部40由检测在化学强化玻璃1上产生裂纹时产生的弹性波、例如AE(声发射)波的传感器、例如AE传感器构成。所述检测部40能够在保持由第一支撑盘14和第二支撑盘16支撑的状态下判断在化学强化玻璃1上是否产生裂纹。化学强化玻璃1的裂纹以在化学强化玻璃1中存在的缺陷、即划痕、附着物、内含物等为起点而产生。需要说明的是，在本实施方式的弯曲试验装置100中，检测部40安装在支撑化学强化玻璃1的第二支撑盘16上，也可以安装在第一支撑盘14上。
支撑部50固定在基座12上，利用铰链等连接部52自由转动地支撑第一支撑盘14。第一支撑盘14在第一支撑盘14的支撑面14a相对于第二支撑盘16的支撑面16a平行的试验位置(第一位置)和第一支撑盘14的支撑面14a相对于第二支撑盘16的支撑面16a倾斜的设定位置(第二位置)之间自由转动。在第一支撑盘14从试验位置转动到设定位置期间，由第一支撑盘14和第二支撑盘16支撑的化学强化玻璃的弯曲部的曲率半径逐渐变大。
载置部60固定在基座12上，并且载置配置在比第二支撑盘16更靠近上方的位置的第一支撑盘14。第一支撑盘14位于试验位置(图6的位置)时，载置在载置部60的上端面。第一支撑盘14可以载置在多个载置部60上，以使得第一支撑盘14的姿势稳定。在各载置部60上形成有与螺栓62的轴部62b螺合的螺栓孔。另外，在第一支撑盘14上形成有贯穿螺栓62的轴部62b的通孔。第一支撑盘14夹在螺栓62的头部62a和各载置部60之间，能够使第一支撑盘14的姿势稳定。
使用这样的弯曲试验装置进行基于下述弯曲试验方法的试验。
(弯曲试验方法)
弯曲试验方法如下：以第一支撑盘的支撑面与第二支撑盘的支撑面彼此相对的方式平行地配置第一支撑盘和第二支撑盘，由第一支撑盘和第二支撑盘分别支撑化学强化玻璃的端部，将第一支撑盘的支撑面与第二支撑盘的支撑面之间的间隔保持为通过下式求出的间隔D[mm]。在该状态下，使第二支撑盘的相对于第一支撑盘的位置沿与第一支撑盘的支撑面和第二支撑盘的支撑面平行且不改变化学强化玻璃的弯曲方向的方向往复移动100mm，研究在第一支撑盘与第二支撑盘之间弯曲的化学强化玻璃上是否形成裂纹。需要说明的是，弯曲半径R由下式求出。另外，求出弯曲半径R的D相当于由下式计算出的值。
R＝D/2
D＝(A×E×t/σ)+t
R：化学强化玻璃的弯曲半径(单位[mm])
D：第一支撑盘的支撑面与第二支撑盘的支撑面的间隔(单位[mm])
A＝1.198
E：化学强化玻璃的杨氏模量(单位[MPa])
t：化学强化玻璃的厚度(单位[mm])
σ：弯曲应力(单位[MPa])
从弯曲强度的观点考虑，化学强化玻璃的表面压应力值CS优选为300MPa以上，更优选为500MPa以上，进一步优选为800MPa以上。另外，从防止破碎时的飞散的观点考虑，表面压应力值CS优选为1400MPa以下，更优选为1300MPa以下，进一步优选为1200MPa以下。需要说明的是，在本说明书中的表面压应力值CS和压应力层深度DOL可以使用EPMA(电子探针显微分析仪)或表面应力计(例如，折原制作所制造，FSM-6000)等进行测定。
从表面应力计的测定下限值的观点考虑，化学强化玻璃的压应力层深度DOL优选为4μm以上，更优选为4.5μm以上，进一步优选为5μm以上。另外，从防止破碎时的飞散的观点考虑，压应力层深度DOL优选为30μm以下，更优选为20μm以下，进一步优选为10μm以下。
＜化学强化玻璃的制造方法＞
化学强化玻璃的制造方法包含：准备厚度为0.20mm以下的包含碱金属离子的玻璃板的工序；和使上述玻璃板的表面中的上述碱金属离子与其它的碱金属离子进行离子交换处理的工序，所述其它的碱金属离子具有比上述碱金属离子的离子半径大的离子半径，还包含对上述玻璃板的至少一个主面进行研磨的工序。
上述研磨工序可以在进行离子交换处理的工序之前和/或之后进行，由此使所得到的化学强化玻璃的主面的中心粗糙度深度Sk为0.90(nm)以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
从能够除去在离子交换处理工序之前施加到玻璃表面的微细损伤的观点考虑，研磨工序优选在进行离子交换处理的工序之后进行。
在准备玻璃板的工序与进行离子交换处理的工序之间，优选还包含通过化学蚀刻或短脉冲激光对玻璃板进行切割的工序。在进行离子交换处理的工序之前进行研磨工序的情况下，可以在准备玻璃板的工序与切割的工序之间包含上述研磨工序，也可以在切割的工序与进行离子交换处理的工序之间包含上述研磨工序。
以下，对各工序依次进行说明。
(准备厚度为0.20mm以下的包含碱金属离子的玻璃板的工序)
在本实施方式中使用的玻璃板只要包含碱金属离子即可，只要具有能够进行成型、能够利用化学强化处理而强化的组成，可以使用各种组成的玻璃板。其中，优选包含钠的玻璃板，例如可以列举：铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、碱钡玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等。
对玻璃板的制造方法没有特别限制，可以通过如下方式制造：将所期望的玻璃原料放入到连续熔融炉中，优选在1500℃～1600℃下将玻璃原料加热熔融，并进行澄清，然后供给至成型装置中，然后将溶融玻璃成型为板状，并进行缓慢冷却。
需要说明的是，在玻璃的成型中可以采用各种方法。例如可以列举：溢流下拉法、流孔下引法和再曳引法等下拉法；浮法；辊压法；压制法等。
成型后的玻璃板可以根据需要通过化学蚀刻、磨削、研磨等薄化处理进行薄板化，形成所期望的厚度。这样的宽度减小处理可以应用以往公知的方法，但从容易除去玻璃面的微细的伤痕、进一步得到本发明的效果的观点考虑，优选使用化学蚀刻法。
玻璃板的厚度可以为0.20mm以下，可以不经过薄化处理制成0.20mm以下的厚度，也可以通过薄化处理制成0.20mm以下的厚度。
对玻璃板的形状没有特别限制。例如，可以列举具有均匀的板厚的平板形状、在至少一个主面具有曲面的形状和具有弯曲部等立体形状等各种形状的玻璃板。
对玻璃板的组成没有特别限制，均为以氧化物基准的摩尔％表示的组成，例如可以列举以下的(1)～(9)的组成。
(1)包含50％～80％的SiO2、2％～25％的Al2O3、0～10％的Li2O、0～18％的Na2O、0～10％的K2O、0～15％的MgO、0～5％的CaO和0～5％的ZrO2的玻璃；
(2)含有50％～74％的SiO2、1％～10％的Al2O3、6％～14％的Na2O、3％～11％的K2O、2％～15％的MgO、0～6％的CaO和0～5％的ZrO2并且SiO2和Al2O3的含量的合计为75％以下、Na2O和K2O的含量的合计为12％～25％、MgO和CaO的含量的合计为7％～15％的玻璃；
(3)含有68％～80％的SiO2、4％～10％的Al2O3、5％～15％的Na2O、0～1％的K2O、4％～15％的MgO和0～1％的ZrO2的玻璃；
(4)含有67％～75％的SiO2、0～4％的Al2O3、7％～15％的Na2O、1％～9％的K2O、6％～14％的MgO和0～1.5％的ZrO2并且SiO2和Al2O3的含量的合计为71％～75％、Na2O和K2O的含量的合计为12％～20％并且在含有CaO的情况下其含量小于1％的玻璃；
(5)含有65％～75％的SiO2、0.1％～5％的Al2O3、1％～6％的MgO和1％～15％的CaO并且Na2O+K2O为10％～18％的玻璃；
(6)含有60％～72％的SiO2、1％～10％的Al2O3、5％～12％的MgO、0.1％～5％的CaO、13％～19％的Na2O和0～5％的K2O并且RO/(RO+R2O)为0.20以上且0.42以下(式中，RO表示碱土金属氧化物，R2O表示碱金属氧化物)的玻璃；
(7)含有55.5％～80％的SiO2、12％～20％的Al2O3、8％～25％的Na2O、2.5％以上的P2O5和1％以上的碱土金属RO(RO为MgO+CaO+SrO+BaO)的玻璃；
(8)含有57％～76.5％的SiO2、12％～18％的Al2O3、8％～25％的Na2O、2.5％～10％的P2O5和1％以上的碱土金属RO的玻璃；
(9)含有56％～72％的SiO2、8％～20％的Al2O3、3％～20％的B2O3、8％～25％的Na2O、0～5％的K2O、0～15％的MgO、0～15％的CaO、0～15％的SrO2、0～15％的BaO和0～8％的ZrO2的玻璃。
(对玻璃板进行切割的工序)
对玻璃板进行切割的工序为任意的，但优选通过化学蚀刻或短脉冲激光对玻璃板进行切割。
在通过化学蚀刻切割玻璃板的情况下，首先，将抗蚀材料涂布在玻璃板的主面上而形成抗蚀图案。将该抗蚀图案作为掩模，对利用蚀刻剂露出的玻璃板进行蚀刻。
在玻璃板的蚀刻中，将抗蚀材料涂布在玻璃板的两主面上，然后隔着具有所期望的外形形状的图案的光掩模对抗蚀材料进行曝光。接着，对曝光后的抗蚀材料进行显影，在玻璃基板的除被蚀刻区域以外的区域形成抗蚀图案。然后，通过蚀刻对玻璃板的被蚀刻区域进行切割。此时，在使用湿式蚀刻剂作为蚀刻剂的情况下，对玻璃板进行各向同性蚀刻，剥离抗蚀材料，由此得到具有端面的玻璃板。
蚀刻剂只要能够蚀刻切割玻璃板，则对其没有特别限制，例如优选通过使包含氢氟酸的水溶液与切割部位进行接触而进行切割。作为包含氢氟酸的水溶液，例如可以列举加入了氢氟酸和硫酸、硝酸、盐酸、氟硅酸中的至少一种酸而得到的水溶液。需要说明的是，抗蚀材料只要是对蚀刻剂具有耐性的材料，则可以从公知的材料中适当地选择。另外，作为抗蚀材料的剥离液，例如可以列举KOH或NaOH等的碱溶液。
另外，上述利用化学蚀刻的切割为采用湿式蚀刻的例子，也可以采用使用含氟气体的干式蚀刻。当像这样通过化学蚀刻对玻璃板进行切割时，端面的平滑性变得非常高，能够得到具有无微裂纹的表面状态的玻璃板。
其次，在利用短脉冲激光对玻璃板进行切割的情况下，例如可以列举使用皮秒激光、飞秒激光、阿秒激光等作为短脉冲激光并使用公知的装置对玻璃板进行切割的方法。即使在利用短脉冲激光对玻璃板进行切割的情况下，玻璃板的端面的平滑性也变高，是优选的。
另外，优选在进行玻璃板的切割之后且在进行离子交换处理的工序之前，仅对作为玻璃板的切割面的端面进一步进行化学蚀刻。由此，进一步提高玻璃板的端面的平滑性，并且进一步提高玻璃板的弯曲强度。
对作为玻璃板的切割面的端面的化学蚀刻进行说明。
在通过化学蚀刻对玻璃板进行切割的情况下，在贯穿蚀刻槽、即划分槽的时刻，玻璃板的端面有时在棱线的位置成为尖锐的形状。因此，更优选在贯穿划分槽而得到多个玻璃板之后，也以玻璃板的端面在剖面观察时成为圆弧状的方式进行端面蚀刻。
通常，在玻璃板的端面具有损伤等缺陷部分的情况下，当应力集中在端面的缺陷部分时，玻璃板发生破裂。即，缺陷部分成为使玻璃板的强度降低的原因。因此，为了防止玻璃板的强度的降低，重要的是使在端面存在的损伤等缺陷部分的前端充分变圆。需要说明的是，在使用化学蚀刻或短脉冲激光对玻璃板进行切割的情况下，在端面不存在被称为微裂纹的微细的损伤而是平滑的，因此玻璃板容易实现高强度。
(使玻璃板的表面中的碱金属离子与其它的碱金属离子进行离子交换处理的工序，所述其它的碱金属离子具有比该碱金属离子的离子半径大的离子半径)
在进行离子交换处理的工序中，使包含碱金属离子的玻璃板中的碱金属离子与其它的碱金属离子进行离子交换，所述其它的碱金属离子具有比该碱金属离子的离子半径大的离子半径。由此，在玻璃板的表面形成离子交换后的压应力层，成为化学强化玻璃。
具体而言，为如下处理：在玻璃化转变温度以下的温度下通过离子交换将玻璃板表面的离子半径小的碱金属离子，例如Li离子、Na离子置换为离子半径更大的其它的碱金属离子，例如相对于Li离子为Na离子或K离子、相对于Na离子为K离子。由此，在玻璃板表面残留压应力，玻璃板的强度提高。
化学强化处理通过如下方式进行：使上述包含碱金属离子的玻璃与包含其它的碱金属离子的无机盐组合物接触而进行离子交换，所述其它的碱金属离子具有比在玻璃中所含的碱金属离子的离子半径大的离子半径。即，在玻璃中所含的碱金属离子与在无机盐组合物中所含的其它的碱金属离子进行离子交换。
化学强化处理可以应用以往公知的方法，但在玻璃板中包含Na离子作为碱金属离子的情况下，无机盐组合物例如为含有硝酸钾(KNO3)的无机盐组合物，从无机盐的寿命延长的观点考虑，更优选为还含有选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH构成的组中的至少一种熔剂。通过使玻璃板与该无机盐组合物接触，玻璃板中的Na离子与无机盐组合物中的K离子进行离子交换。
作为使玻璃板与无机盐组合物接触的方法，可以为将糊状的无机盐组合物涂布在玻璃板上的方法、将无机盐组合物的水溶液喷射在玻璃板上的方法、将玻璃板浸渍在加热至熔点以上的熔融盐的盐浴中的方法等，其中，优选将玻璃板浸渍在熔融盐中的方法。
在通过浸渍在熔融盐中进行化学强化处理的情况下，首先将玻璃板预热，将熔融盐调节至进行化学强化处理的温度。接着，将预热至例如100℃以上的玻璃板在熔融盐槽的熔融盐中浸渍规定的时间，然后将玻璃从熔融盐中提起，自然冷却，由此得到化学强化玻璃。
化学强化温度、即熔融盐的温度只要在玻璃板的应变点以下即可。需要说明的是，玻璃板的应变点通常为约500℃～约600℃。另外，为了得到更高的压应力层深度DOL，更优选为350℃以上，为了缩短处理时间并且促进低密度层的形成，进一步优选为400℃以上，特别优选为430℃以上。
玻璃板在熔融盐中的浸渍时间优选为1分钟～10小时，更优选为5分钟～8小时，进一步优选为10分钟～4小时。在该范围内，能够得到强度与压应力层深度的平衡优异的化学强化玻璃。
在进行离子交换处理后进行后述的酸处理的情况下，通过增加浸渍玻璃板时的熔融盐中的水蒸气量，能够使在上述酸处理中在玻璃板上形成的低密度层更厚，因此是优选的。当能够使玻璃板的低密度层的厚度成为存在于玻璃主面和端面的裂纹、潜伤的平均深度以上的厚度时，在之后的与碱接触的工序中除去该低密度层时能够在除去低密度层的同时还能够除去该裂纹、潜伤。因此，能够实现化学强化玻璃的更优异的弯曲强度，还能够实现具有能够弯曲至弯曲半径R例如为5mm以下的可折叠的特性的化学强化玻璃。
在增加浸渍玻璃板时的熔融盐中的水蒸气量的条件下进行离子交换处理的情况下，更优选在露点温度为20℃以上的气氛中进行，露点温度进一步优选为30℃以上，更进一步优选为40℃以上，特别优选为50℃以上。另外，露点温度的上限优选为进行离子交换的无机盐组合物、例如熔融盐的温度以下。
对于露点温度，只要熔融盐的至少界面附近的露点温度在上述范围内即可，界面附近是指从熔融盐的界面起算的200mm以下的区域的气氛。露点温度可以通过VaisalaDRYCAP(注册商标)DMT346露点转换器进行测定。需要说明的是，在本说明书中的露点温度是指认为在熔融盐与熔融盐界面附近的气氛之间的平衡成立时的值。
通过在进行离子交换处理的工序之前或与进行离子交换处理的工序同时，将水蒸气引入熔融盐、界面附近的气氛中，能够达到上述露点。例如，通过在熔融盐槽中附加水蒸气供给部，能够将水蒸气引入熔融盐和/或熔融盐的界面附近的气氛中。
即，可以将由水蒸气供给部供给的水蒸气本身、包含水蒸气的气体、作为液体的水直接鼓泡到熔融盐中，也可以将水蒸气、包含水蒸气的气体引入到熔融盐上部的空间中。另外，在不发生水蒸气***的范围内，也可以将作为液体的水本身滴加并引入到熔融盐上。需要说明的是，包含水蒸气的气体可以使用不影响化学强化处理的气体。例如可以通过将空气、氮气、二氧化碳等干燥的气体引入到加热后的水中而得到。
在引入水蒸气、包含水蒸气的气体、作为液体的水时，搅拌熔融盐不是必须的，但从缩短达到平衡的时间的观点考虑，优选进行搅拌。需要说明的是，如果气氛的露点稳定且变得恒定，则能够判断为达到了平衡。
使用这些物质使露点温度成为20℃以上的气氛的方法可以应用以往公知的方法。
优选在进行化学强化处理之后，进一步进行对玻璃板进行清洗的工序。在清洗的工序中，使用工业用水、离子交换水等进行玻璃的清洗。作为工业用水，根据需要使用处理过的水。其中，优选离子交换水。
清洗的条件根据使用的清洗液而不同，在使用离子交换水的情况下，从完全除去附着的盐的观点考虑，优选在0℃～100℃下进行清洗。在清洗的工序中，可以使用在装有离子交换水等的水槽中浸渍化学强化玻璃的方法、将玻璃表面暴露在流水中的方法、通过喷淋向玻璃表面喷射清洗液的方法等各种方法。
化学强化玻璃还优选依次进行酸处理工序和碱处理工序。
进行酸处理的工序是指通过将化学强化玻璃浸渍在酸性溶液中，将化学强化玻璃表面的Na、K置换为H。由此，在玻璃表面还具有压应力层的表层变质了的、具体而言低密度化的低密度层。在接下来的碱处理工序中除去该低密度层。
通过酸处理工序形成的低密度层越厚，则通过接下来的碱处理工序除去的玻璃表面的量越大。从在通过碱处理除去低密度层时也同时除去裂纹、潜伤考虑，优选使低密度层的厚度为这些裂纹、潜伤的平均深度以上。即，从玻璃表面除去性的观点考虑，低密度层的厚度优选为50nm以上，更优选为100nm以上，进一步优选为150nm以上。
另外，从玻璃表面除去性的观点考虑，低密度层的密度优选比进行了离子交换的压应力层深的区域、即体积密度低。
需要说明的是，低密度层的厚度由通过X射线反射率法(X-ray-Reflectometry：XRR)测定的周期(Δθ)求出。低密度层的密度由通过XRR测定的临界角(θc)求出。此外，通过简单地利用扫描型电子显微镜(SEM)观察玻璃的剖面，能够确认低密度层的形成和层的厚度。
在酸处理工序之后，优选对通过与清洗上述玻璃板的工序相同的工序清洗的化学强化玻璃进行碱处理。
碱处理通过在碱性溶液中浸渍化学强化玻璃来进行，由此能够除去在酸处理工序中形成的低密度层的一部分或全部。
溶液只要是碱性，就没有特别限制，只要超过pH7即可，可以使用弱碱，也可以使用强碱。具体而言，优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠等碱。这些碱可以单独使用，也可以组合多种使用。
通过碱处理，H侵入的低密度层的一部分或全部被除去，可以与低密度层一起除去存在于玻璃表面的裂纹、潜伤。需要说明的是，在碱处理后，优选通过与清洗上述玻璃板的工序相同的工序进行清洗。
(对玻璃板的至少一个主面进行研磨的工序)
在进行上述离子交换处理的工序之前和/或之后，对玻璃板的至少一个主面进行研磨。由此，能够使最终得到的化学强化玻璃的中心粗糙度深度Sk为0.90(nm)以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
研磨工序优选至少在进行离子交换处理的工序之后进行。
研磨工序优选包含使用胶态二氧化硅作为磨粒进行研磨的工序。由此，厚度为0.2mm以下的化学强化玻璃的破裂强度与不进行研磨工序的未处理的化学强化玻璃的破裂强度相比提高。在使用胶态二氧化硅作为磨粒来进行研磨的工序之前还使用氧化铈作为磨粒来进行研磨的工序的情况下，该效果显著。
即，研磨工序更优选包含：使用氧化铈作为磨粒来进行研磨的工序，接着使用胶态二氧化硅作为磨粒来进行研磨的工序。
通过使用胶态二氧化硅作为磨粒进行研磨，能够切削玻璃表面的凹凸中的特别是突出的峰部，并且能够在减小中心粗糙度深度Sk的同时减小峰顶部的算术平均曲率Ssc。另外，还能够减小峰顶密度Sds。
从保持研磨特性的观点考虑，胶态二氧化硅的平均粒径以平均二次粒径计优选为1nm以上，更优选为5nm以上，进一步优选为10nm以上。另一方面，从使磨粒的浓度为一定以上的观点考虑，平均粒径优选为100nm以下，更优选为90nm以下，进一步优选为80nm以下。需要说明的是，胶态二氧化硅的平均二次粒径使用分散在纯水等分散介质中的分散液并使用激光衍射/散射式等粒度分布仪进行测定。
从保持研磨特性的观点考虑，使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨的研磨量优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上。另外，从防止玻璃翘曲的观点考虑，研磨量优选为9μm以下，更优选为7μm以下，进一步优选为5μm以下。
从保持研磨特性的观点考虑，使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨的研磨压力优选为1kPa以上，更优选为2kPa以上，进一步优选为3kPa以上。另外，从防止基板破裂的观点考虑，研磨压力优选为100kPa以下，更优选为90kPa以下，进一步优选为80kPa以下。
从保持研磨特性的观点考虑，使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨中的研磨装置的平台的转速优选最外周的圆周速度为1m/分钟以上，更优选为3m/分钟以上，进一步优选为5m/分钟以上。另外，从防止研磨划痕的观点考虑，转速优选为90m/分钟以下，更优选为80m/分钟以下，进一步优选为70m/分钟以下。
在不损害本发明的效果的范围内，磨粒除了胶态二氧化硅以外，还可以含有其它公知的磨粒。在此，作为可以含有的磨粒，可以列举纳米氧化铈微粒、纳米氧化铝微粒等。
胶态二氧化硅只要是作为磨粒使用的胶态二氧化硅就没有特别限制，例如可以使用通过使包含胶体粒子的研磨粒子分散在纯水等水中而制备的方法制造的胶态二氧化硅。其中，优选具有高分散性。
磨粒只要含有二氧化硅粒子即可，但在使用两种以上的磨粒的情况下，磨粒中的二氧化硅粒子的含量优选为1质量％以上，更优选为5质量％以上，特别优选为100质量％，即不含有其它的磨粒。
从保持研磨特性的观点考虑，胶态二氧化硅的二氧化硅粒子的浓度优选为1质量％以上，更优选为5质量％以上，进一步优选为10质量％以上。另外，从防止侵蚀和研磨划痕的观点考虑，二氧化硅粒子的浓度优选为50质量％以下，更优选为45质量％以下，进一步优选为40质量％以下。
在胶态二氧化硅中可以根据需要适当地含有表面活性剂、氧化抑制剂等作为其它任选成分。
通过使用氧化铈粒子作为磨粒，能够以高研磨速度研磨玻璃板或化学强化玻璃。由此，在玻璃表面的凹凸中，特别适合于削去突出的峰部，并且减小峰顶密度Sds。像这样，在通过使用氧化铈作为磨粒的研磨进行粗加工之后，通过进行使用上述胶态二氧化硅作为磨粒的研磨，能够更有效地发挥使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨的效果中的、特别是中心粗糙度深度Sk的降低和峰顶部的算术平均曲率Ssc的降低。
从保持研磨特性的方面考虑，氧化铈的平均粒径以平均二次粒径计优选为0.05μm以上，更优选为0.1μm以上，进一步优选为0.5μm以上。另一方面，从使磨粒的浓度为一定以上的观点考虑，平均粒径优选5μm以下，更优选为4μm以下，进一步优选为3μm以下。需要说明的是，氧化铈的平均二次粒径使用在纯水等分散介质中分散的分散液，使用激光衍射/散射式等粒度分布仪进行测定。
从保持研磨特性的观点考虑，使用氧化铈作为磨粒的研磨的研磨量优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上。另外，从防止玻璃翘曲的方面考虑，研磨量优选为9μm以下，更优选为7μm以下，进一步优选为5μm以下。
从保持研磨特性的观点考虑，使用氧化铈作为磨粒的研磨的研磨压力优选为1kPa以上，更优选为2kPa以上，进一步优选为3kPa以上。另外，从防止基板破裂的观点考虑，研磨压力优选为100kPa以下，更优选为90kPa以下，进一步优选为80kPa以下。
从保持研磨特性的观点考虑，使用氧化铈作为磨粒的研磨中的研磨装置的平台的转速优选最外周的圆周速度为1m/分钟以上，更优选为3m/分钟以上，进一步优选为5m/分钟以上。另外，从防止研磨划痕的观点考虑，转速优选为90m/分钟以下，更优选为80m/分钟以下，进一步优选为70m/分钟以下。
在不损害本发明的效果的范围内，磨粒除了氧化铈(二氧化铈)以外，还可以含有其它公知的磨粒。在此，作为可以含有的磨粒，可以列举包含氧化硅(二氧化硅)、氧化铝(三氧化二铝)、氧化锆(二氧化锆)、氧化钛(二氧化钛)、氧化铬、氧化铁、氧化锡、氧化锌、氧化锗、氧化锰等金属氧化物；金刚石、碳化硅、碳化硼、氮化硼等的微粒。
氧化铈粒子只要是作为磨粒使用的粒子就没有特别限制，例如可以使用通过在日本特开平11-12561号公报或日本特开2001-35818号公报中记载的方法制造的氧化铈粒子。即，可以使用在硝酸铈(IV)铵水溶液中加入碱来制作氢氧化铈凝胶、将其过滤、清洗、煅烧而得到的氧化铈粒子；或者将高纯度的碳酸铈粉碎、然后进行煅烧、进一步粉碎、分级而得到的氧化铈粒子。另外，如在日本特表2010-505735号公报中记载的那样，也可以使用在液体中将铈(III)盐进行化学氧化而得到的氧化铈粒子。
磨粒只要含有氧化铈即可，但在使用两种以上的磨粒的情况下，磨粒中的氧化铈的含量优选为1质量％以上，更优选为5质量％以上，特别优选为100质量％，即不含有其它的磨粒。
研磨中使用在水或水溶性介质中分散有磨粒的研磨用组合物。从保持研磨特性的观点考虑，研磨用组合物中的氧化铈的含量优选为1质量％以上，更优选为5质量％以上，进一步优选为10质量％以上。另外，从防止研磨划痕的观点考虑，研磨用组合物中的氧化铈的含量优选为50质量％以下，更优选为45质量％以下，进一步优选为40质量％以下。
研磨用组合物以水或水溶性介质为分散介质，因此含有水作为必不可少的成分。水优选使用进行了离子交换并除去了异物的纯水。作为水溶性溶剂，可以使用水溶性醇、水溶性多元醇、水溶性酯、水溶性醚等。其中，更优选使用仅由水构成的分散介质。
从防止对玻璃基板的损伤的观点考虑，优选将研磨用组合物的pH设定为2.0～11.0，作为pH调节剂，可以含有各种无机酸和有机酸或它们的盐或碱性化合物。这些可以使用以往公知的物质。
在研磨用组合物中，作为其它的任选成分，可以根据需要适当地含有防锈剂、分散剂、氧化剂、润滑剂、增稠剂或粘度调节剂、防腐剂等。
作为防锈剂，可以使用公知的防锈剂，例如可以列举含氮杂环化合物、非离子型表面活性剂等。
作为分散剂，可以使用公知的分散剂，例如可以列举阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂、阴离子型高分子化合物、阳离子型高分子化合物、两性高分子化合物，可以含有这些物质中的一种或两种以上。
作为氧化剂，可以列举具有通过热、光等外部能量解离氧-氧键而生成自由基的氧-氧键的过氧化物，但优选不含有氧化剂。
[实施例]
以下，通过实施例和比较例进一步对本发明进行说明，但本发明不限于下述例子。需要说明的是，例1～例4为实施例，例5～9为比较例。
(例1)
准备300mm×210mm×厚度0.4mm的玻璃板A。
玻璃板A具有以下的玻璃组成(以氧化物基准的摩尔％计)。
SiO2：64.45％，Al2O3：10.5％、Na2O：16％、K2O：0.6％，MgO：8.3％，ZrO2：0.15％，TiO2：0.04％
利用蚀刻剂对该玻璃板A进行化学蚀刻，使其变薄为厚度0.10mm。蚀刻剂以水为溶剂，并且添加了2摩尔/L的氢氟酸和4摩尔/L的盐酸。
接着，通过短脉冲激光对厚度为0.10mm的玻璃板A进行切割。由此，玻璃板A的尺寸成为49mm×49mm×厚度0.10mm。
在不锈钢(SUS)制的罐中加入40kg的硝酸钾，利用覆套式电阻加热器加热至430℃，由此制备了熔融盐。
将上述准备的玻璃板A预热至350℃～400℃，然后在370℃的熔融盐中浸渍15分钟，进行离子交换处理，然后冷却至室温附近，由此进行了化学强化处理。对所得到的化学强化玻璃进行水洗并干燥。化学强化玻璃的两主面的表面压应力值CS为950MPa±50MPa，压应力层深度DOL为5μm±1μm。此时，最小弯曲半径为5mm。
接着，制备将氧化铈(昭和电工株式会社制造，SHOROX(注册商标)NX23，平均粒径1μm～2μm)分散在离子交换水中而得到的研磨用组合物A。研磨用组合物的pH为8，研磨用组合物中的氧化铈的含量为30质量％。
使用该研磨用组合物进行化学强化玻璃的研磨。以研磨压力为5kPa、转速为最外周的圆周速度为40m/分钟、研磨量为400nm的方式进行了研磨。
接着，使用胶态二氧化硅(花王株式会社制造，メモリード，平均粒径20nm)进行研磨。胶态二氧化硅的二氧化硅粒子的浓度为40质量％。以研磨压力为5kPa、转速为最外周的圆周速度为40m/分钟、研磨量为100nm的方式进行了研磨。
由此，得到了例1的化学强化玻璃。例1的化学强化玻璃的厚度为0.10mm。
(例2)
在进行使用氧化铈作为磨粒的研磨之前进行使用氢氟酸的蚀刻，将在使用氧化铈作为磨粒的研磨中的研磨量设定为100nm，在使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨中的研磨量设定为30nm，除此以外，与例1同样地操作，得到了例2的化学强化玻璃。
使用氢氟酸的蚀刻在以水为溶剂并加入了0.5摩尔/L的氢氟酸和3摩尔/L的盐酸而得到的溶液的条件下进行，并且主面的除去量为1000nm。
(例3)
不进行使用氧化铈作为磨粒的研磨，将使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨中的研磨量设定为30nm，除此以外，与例1同样地操作而得到了例3的化学强化玻璃。
(例4)
在进行使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨之前进行使用氢氟酸的蚀刻，不进行使用氧化铈作为磨粒的研磨，将使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨中的研磨量设定为100nm，除此以外，与例1同样地操作，得到了例4的化学强化玻璃。
使用氢氟酸的蚀刻在与例2相同的条件下进行，主面的除去量为1000nm。
(例5)
在不锈钢(SUS)制的罐中加入36.490kg的硝酸钾、3.215kg的碳酸钾和296g硝酸钠，利用覆套式电阻加热器加热至430℃，制备了碳酸钾为6摩尔％、钠为2000重量ppm的熔融盐。在熔融盐的界面附近的气氛中，使引入到加热至70℃的水中的空气以40L/分钟流动，由此使熔融盐中含有水蒸气。
此时，使用空气作为干燥后的气体，将该空气通过水槽通入加热至70℃的水中而进行加湿，制成加湿后的包含水蒸气的气体(空气)B。
将包含水蒸气的气体B通过带状加热器加热的路径引入到进行化学强化处理的槽的无机盐组合物、即熔融盐的上部空间，由此进行离子交换的工序中的露点的控制。此时的每1cm3空间的水蒸气供给量为0.2mg/分钟，熔融盐的界面附近的露点为55℃。
将上述准备的玻璃板A预热至350℃～400℃，然后在370℃的熔融盐中浸渍15分钟，进行离子交换处理，然后冷却至室温附近，由此进行化学强化处理。将所得到的化学强化玻璃水洗并干燥。
然后，在烧杯中准备6.0重量％的硝酸[利用离子交换水稀释硝酸1.38(关东化学公司制造)]，使用水浴将温度调节至50℃。在其中浸渍经过离子交换处理的化学强化玻璃180秒，由此进行了酸处理。然后，对玻璃进行水洗。
接着，在烧杯中准备4.0重量％的氢氧化钠水溶液[利用离子交换水稀释48％的氢氧化钠溶液(关东化学公司制造)]，使用水浴将温度调节至50℃。在其中，将经过酸处理清洗的化学强化玻璃浸渍180秒，由此进行了碱处理。然后，对玻璃进行水洗并使其干燥，由此得到了例5的化学强化玻璃。需要说明的是，未进行研磨。
通过酸处理和碱处理除去的主表面的量为30nm。
(例6)
在与例1相同的化学强化处理之后，进行与例2同样的使用氢氟酸的蚀刻，由此得到了例6的化学强化玻璃。需要说明的是，未进行研磨。通过使用氢氟酸的蚀刻除去的主表面的量为1000nm。
(例7)
在与例5相同的化学强化处理之后，进行酸处理和碱处理。然后，不进行使用氧化铈作为磨粒的研磨，进行使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨。除了将研磨量设定为70nm以外，使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨与例1的使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨同样地操作，得到了例7的化学强化玻璃。
(例8)
不进行使用胶态二氧化硅作为磨粒的研磨，将使用氧化铈作为磨粒的研磨中的研磨量设定为100nm，除此以外，与例1同样地操作，得到了例8的化学强化玻璃。
(例9)
进行与例1相同的化学强化处理，然后不进行研磨、酸处理和碱处理，得到了例9的化学强化玻璃。
(中心粗糙度深度Sk、峰顶部的算术平均曲率Ssc和峰顶密度Sds)
使用原子力显微镜(AFM，Park Systems公司制造，WPA-100)对化学强化玻璃的研磨侧的主面进行了表面分析。通过使用SPIP软件对分析结果进行分析，求出中心粗糙度深度Sk、峰顶部的算术平均曲率Ssc和峰顶密度Sds的值。需要说明的是，在未进行研磨的情况下，由于在相同条件下对两主面实施化学强化处理、酸处理和碱处理，因此可以将任一主面作为分析对象。将结果示于表1和图2～图4中。
(破裂强度)
在下述条件下进行笔落下试验，评价化学强化玻璃的破裂强度。
在图5中表示试验方法的示意性侧视图，准备利用OCA(Optical Clear Adhesive：高透明粘合)片将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜2胶粘在石材平台3上而得到的平台。PET膜2的厚度为100μm，弹性模量为4GPa。
以第一主面1a成为上方的方式将化学强化玻璃1设置在PET膜2上。化学强化玻璃1的第二主面1b为被研磨侧的面。需要说明的是，在未进行研磨的情况下，在相同条件下对第一主面1a和第二主面1b的两主面实施化学强化处理、酸处理和碱处理，因此在此情况下，可以将任一个主面作为第二主面1b。
在化学强化玻璃1的上方设置利用丙烯酸制的落下辅助管5固定的笔4，从规定的高度仅使笔4落下。笔4的前端为直径为0.5mm的不锈钢制的球。
以5mm为单位升高使笔4落下在化学强化玻璃1的主面上的高度，测定在化学强化玻璃1的第二主面1b产生裂纹时的、从化学强化玻璃的第一主面1a到笔4的前端为止的高度h。进行至少5次以上该测定，并将其平均值作为笔落下试验的比例。如果基于笔落下试验的破裂高度为10cm以上，则为合格，更优选为12cm以上。将结果示于表1中。
Figure BDA0003564806410000371
由表1和图2的结果可知，当中心粗糙度深度Sk小时，基于笔落下试验的破裂强度具有变高的倾向。具体而言，在实施了胶态二氧化硅的组(图2：涂黑的图示)中，全部都有效地降低了中心粗糙度深度Sk。另外，笔落下试验的破裂高度平均值仅为化学强化处理的例9在5.45cm时破裂，与此相对，在实施了胶态二氧化硅的组(图2：涂黑的图示)中，最大为13.9cm，提高至约2.6倍。由此发现，由胶态二氧化硅引起的中心粗糙度深度Sk的降低对笔落下试验的破裂高度有效。
但是，仅仅从图2的中心粗糙度深度Sk因素只是观察到与破裂强度具有轻微的相关，仅凭这一点来解释破裂强度是回归不充分的。因此，为了说明实施了胶态二氧化硅的组的笔落下试验的破裂高度相对于中心粗糙度深度Sk波动的机理，当进一步着眼于表1和图3所示的实施了胶态二氧化硅的组中的峰顶部的算术平均曲率Ssc时，可以观察到具有当峰顶部的算术平均曲率Ssc大时，笔落下试验的破裂强度变低的倾向，可知存在相关性。认为这是因为：在进行笔落下试验时，在峰顶部的曲率大的部分容易引起局部地应力集中，容易发生破裂，有可能成为局部破坏的原动力。其中，在进行胶态二氧化硅之前进行了氧化铈研磨的组(图3：例1)中，峰顶部的算术平均曲率Ssc降低最多，并且笔落下试验的破裂强度也取最高值，因此发现将这些研磨组合时也是有效的。
由以上结果可知，通过化学强化玻璃的主面满足中心粗糙度深度Sk为0.90(nm)以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下，具有优异的破裂强度。
另外，除上述以外，如表1和图4所示，可知峰顶密度Sds与破裂强度也具有一定的相关性。认为峰顶密度Sds越低，则玻璃表面的平坦性越高，可能成为由笔落下试验产生的冲击引起的应力集中的起点的突出部的数量变少，结果基于笔落下试验的破裂强度变高。更详细而言，在进行胶态二氧化硅之前进行了氧化铈研磨的组(图4：例1、例2)中，峰顶密度Sds降低最多，并且笔落下试验的破裂强度也取最高值，因此发现将这些研磨组合也是有效的。即，发现笔落下试验的破裂强度整体高的组除了中心粗糙度深度Sk、峰顶部的算术平均曲率Ssc降低以外，峰顶密度Sds也有降低的倾向。
本申请基于在2021年3月26日申请的日本专利申请2021-053744，其内容以引用的形式并入本文中。

Claims (15)

1.一种化学强化玻璃，所述化学强化玻璃为包含碱金属离子的化学强化玻璃，其中，
所述化学强化玻璃的厚度为0.20mm以下，
所述化学强化玻璃具有表面进行了化学强化处理的相反的一对主面，并且
所述一对主面中的至少一者的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
2.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，所述一对主面中的至少一者的峰顶密度Sds为125(/μm2)以下。
3.如权利要求1或2所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃能够弯曲至弯曲半径R为20mm以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述一对主面中的至少一者的压应力层深度为4μm～30μm。
5.如权利要求1～4中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述一对主面中的至少一者的表面压应力值CS为300MPa～1400MPa。
6.一种化学强化玻璃的制造方法，所述化学强化玻璃的制造方法包含：
准备厚度为0.20mm以下的包含碱金属离子的玻璃板；和
使所述玻璃板的表面中的所述碱金属离子与其它的碱金属离子进行离子交换处理，所述其它的碱金属离子具有比所述碱金属离子的离子半径大的离子半径，其中，
在所述离子交换处理之前和/或之后，对所述玻璃板的至少一个主面进行研磨，以使所述至少一个主面的中心粗糙度深度Sk为0.90nm以下且峰顶部的算术平均曲率Ssc为13.0×10-4(/nm)以下。
7.如权利要求6所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，使用胶态二氧化硅作为磨粒进行所述研磨。
8.如权利要求7所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述胶态二氧化硅的平均粒径为1nm～100nm。
9.如权利要求7或8所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，使用氧化铈作为磨粒进行所述研磨，然后进一步使用所述胶态二氧化硅作为磨粒进行所述研磨。
10.如权利要求9所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述氧化铈的平均粒径为0.05μm～5μm。
11.如权利要求6～10中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在露点温度为20℃以上的气氛中进行所述离子交换处理。
12.如权利要求6～11中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述玻璃板中所含的所述碱金属离子包含钠离子，并且
在所述离子交换处理中，通过使所述玻璃板与无机盐组合物接触而将所述钠离子与所述无机盐组合物中的钾离子进行离子交换，所述无机盐组合物包含硝酸钾和选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH构成的组中的至少一种熔剂。
13.如权利要求6～12中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在进行所述离子交换处理之前，所述化学强化玻璃的制造方法包含通过化学蚀刻或短脉冲激光对所述玻璃板进行切割。
14.如权利要求13所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，通过使包含氢氟酸的水溶液与切割部位进行接触而进行所述切割。
15.如权利要求13或14所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在进行所述切割之后且在进行所述离子交换处理之前，所述化学强化玻璃的制造方法包含仅对作为切割面的端面进行化学蚀刻。
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