JP5761473B2 - 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法 - Google Patents
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Description
CT=CS・DOL/(t−2DOL) (1)
の関係にあることが知られている。
1.酸化物基準の質量百分率表示でSiO2を65〜72%、Al2O3を3.4〜8.6%、MgOを3.3〜6%、CaOを6.5〜9%、Na2Oを13〜16%、K2Oを0〜1%、TiO2を0〜0.2%、Fe2O3を0.01〜0.15%、SO3を0.02〜0.4%を含有するガラス板であって、(Na2O+K2O)/Al2O3が1.8〜5である化学強化用ガラス。
2.前記ガラス板の板厚が0.1mm以上1.5mm以下である前項1に記載の化学強化用ガラス。
3.酸化物基準の質量百分率表示でSrOを0〜0.5%、BaOを0〜0.5%、ZrO2を0〜1%を含有し、実質的にB2O3を含有しない前項1または2に記載の化学強化用ガラス。
4.前記ガラス板は、フロート法により成形される前項1〜3のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
5.前項1〜4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られる化学強化ガラス。
6.表面圧縮応力(CS)が600MPa以上、圧縮応力層深さ(DOL)が5μm以上30μm以下、中央引張応力(CT)が30MPa以下である前項5に記載の化学強化ガラス。
ここで、中央引張応力(CT)は、前記ガラス板の板厚をtとして、以下の式(1)により算出される。
CT=CS・DOL/(t−2DOL) (1)
7.前記表面圧縮応力が650MPa以上、前記圧縮応力層深さが7μm以上20μm以下である前項6に記載の化学強化ガラス。
8.前項1〜4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラスをイオン交換処理する化学強化工程を含む化学強化ガラスの製造方法。
9.前記化学強化用ガラスは、フロート法により成形され、成形時に熔融金属と接する面であるボトム面と、該ボトム面の反対側の面であるトップ面とを有し、前記化学強化工程より前に、酸性ガスにより前記トップ面を脱アルカリ処理する工程を含む前項8に記載の化学強化ガラスの製造方法。
CT=CS・DOL/t (2)
(1)比重
比重はアルキメデス法で測定した。
(2)熱膨張係数
熱膨張係数はTMAにより、50〜350℃の平均線熱膨張係数として求めた。
(3)ガラス転移点(Tg)
ガラス転移点はTMAにより測定した。
(4)歪点
ファイバーエロンゲーション法により測定した。
(5)高温粘性
粘度が102dPa・sとなる温度(T2)、粘度が104dPa・sとなる温度(T4)は回転式粘度計を用いて測定した。
(6)失透温度(TL)
失透温度は、ガラスを乳鉢で2mm程度のガラス粒に粉砕し、このガラス粒を白金ボートに並べて置き、温度傾斜炉中において5℃刻みで24時間熱処理した。結晶が析出しているガラス粒の温度の最高値を失透温度とした。
(7)表面圧縮応力(CS)および圧縮応力層深さ(DOL)
表面圧縮応力および圧縮応力層深さは、折原製作所社製表面応力計FSM−6000にて測定した。測定の際に使用した光弾性定数と屈折率は、調合組成〔実施例1、実施例2〕もしくは分析組成〔実施例3〕から回帰計算した値を用いた。実施例4では実測した光弾性定数と屈折率を用いた。
(8)リング・オン・リング試験
リング・オン・リング(Ring on Ring)試験では、ガラス試料を18.5mm角に切断し、SUS304製の受けリングと加圧リングで挟み、サンプルとなるガラス板を水平に設置し、加圧治具を用いてガラス板の上方からガラス板の中央領域を加圧し、ガラスが破壊された際の、破壊荷重(単位N)を面強度とし、100回の測定の平均値を面強度の平均値とした。なお、試験条件は下記の通りである。
サンプルの板厚:0.55(mm)
加圧治具の下降速度:1(mm/min)
(9)ボトム面Sn量
蛍光X線分析により測定した。
(10)光弾性定数
円板圧縮法(「円板圧縮法による化学強化用ガラスの光弾性定数の測定」、横田良助、窯業協会誌、87[10]、1979年、p.519−522)により測定した。
(11)屈折率
分光計を用い、最小偏角法により測定した。
(12)反り
ニデック製フラットネステスターFT17V2型により測定した。
表1の「Design」欄に酸化物基準の質量百分率表示で示す組成になるように、硅砂、ソーダ灰、ドロマイト、長石、芒硝、その他の酸化物、炭酸塩、水酸化物等、一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして1kgとなるように秤量した。ただし、芒硝はSO3量にして2倍の量を投入量とした。秤量した原料を混合し、白金製るつぼに入れ、1480℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、3時間熔融し、脱泡、均質化した。
表2に酸化物基準の質量百分率表示で示した組成になるように、硅砂、ソーダ灰、ドロマイト、長石、芒硝、その他の酸化物、炭酸塩、水酸化物等、一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして500gとなるように秤量した。ただし、芒硝はSO3量にして2倍の量を投入量とした。秤量した原料を混合し、白金製るつぼに入れ、1480℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、3時間熔融し、脱泡、均質化した。
表3に酸化物基準の質量百分率表示で示した組成のガラス板をフロート窯で作成した。表の組成は蛍光X線による分析値である。硅砂、ソーダ灰、ドロマイト、長石、水酸化アルミニウム、芒硝をガラス原料として用い天然ガス燃焼で熔解し、フロートバスで0.55mmのガラスリボンに成形した。得られたガラスリボンを板形状に切断し、エッジ部分は面取り加工して、370mm×470mmのガラス基板を得て、例3−2とした。例3−2は実施例である。
表4に酸化物基準の質量百分率表示で示した組成のガラス板をフロート窯で作成した。表の組成は蛍光X線による分析値である。硅砂、ソーダ灰、ドロマイト、長石、芒硝をガラス原料として用い天然ガス燃焼で熔解し、フロートバスで板厚が0.7mmと5mmとなるようにガラスリボンに成形した。
なお、本出願は、2013年6月6日付けで出願された日本特許出願(特願2013−119906)及び2013年12月13日付けで出願された日本特許出願(特願2013−258469)に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (9)
- 酸化物基準の質量百分率表示でSiO2を65〜72%、Al2O3を3.6〜8.6%、MgOを3.3〜6%、CaOを6.5〜9%、Na2Oを13〜16%、K2Oを0〜1%、TiO2を0〜0.2%、Fe2O3を0.01〜0.15%、SO3を0.02〜0.4%を含有するガラス板であって、(Na2O+K2O)/Al2O3が2.2〜4である化学強化用ガラス。
- 前記ガラス板の板厚が0.1mm以上1.5mm以下である請求項1に記載の化学強化用ガラス。
- 酸化物基準の質量百分率表示でSrOを0〜0.5%、BaOを0〜0.5%、ZrO2を0〜1%を含有し、実質的にB2O3を含有しない請求項1または2に記載の化学強化用ガラス。
- 前記ガラス板は、フロート法により成形される請求項1〜3のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られる化学強化ガラス。
- 表面圧縮応力(CS)が600MPa以上、圧縮応力層深さ(DOL)が5μm以上30μm以下、中央引張応力(CT)が30MPa以下である請求項5に記載の化学強化ガラス。
ここで、中央引張応力(CT)は、前記ガラス板の板厚をtとして、以下の式(1)により算出される。
CT=CS・DOL/(t−2DOL) (1) - 前記表面圧縮応力が650MPa以上、前記圧縮応力層深さが7μm以上20μm以下である請求項6に記載の化学強化ガラス。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラスをイオン交換処理する化学強化工程を含む化学強化ガラスの製造方法。
- 前記化学強化用ガラスは、フロート法により成形され、成形時に熔融金属と接する面であるボトム面と、該ボトム面の反対側の面であるトップ面とを有し、
前記化学強化工程より前に、酸性ガスにより前記トップ面を脱アルカリ処理する工程を含む請求項8に記載の化学強化ガラスの製造方法。
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