JPS58145642A - ガラス強化法 - Google Patents
ガラス強化法Info
- Publication number
- JPS58145642A JPS58145642A JP2799482A JP2799482A JPS58145642A JP S58145642 A JPS58145642 A JP S58145642A JP 2799482 A JP2799482 A JP 2799482A JP 2799482 A JP2799482 A JP 2799482A JP S58145642 A JPS58145642 A JP S58145642A
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- glass
- film
- ion exchange
- sio2
- ion
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はガラスの強化法に関するものである。
従来例えば電子部品用ガラス基板に用いられるガラスの
強化には、化学的強化と物理的強化の２種類がある。方
ラスには元来Ｇｒｉｆｆｉｔｈ’５ｆｌａｔｙと呼ばれ
るガラスの構造に固有な非常に細かい割れ目が存在する
。二のｆｌａｗの存在するガラスの表面層を取り除いて
も、加工損傷によりカラス表面に新しいマイクロクラッ
クが発生する。
強化には、化学的強化と物理的強化の２種類がある。方
ラスには元来Ｇｒｉｆｆｉｔｈ’５ｆｌａｔｙと呼ばれ
るガラスの構造に固有な非常に細かい割れ目が存在する
。二のｆｌａｗの存在するガラスの表面層を取り除いて
も、加工損傷によりカラス表面に新しいマイクロクラッ
クが発生する。
従って、このマイクロクラックの存在する表面層に永久
的な圧縮応力を導入することにより、ガラスの強度を増
大させることが可能である。
的な圧縮応力を導入することにより、ガラスの強度を増
大させることが可能である。
このカラス表面に圧縮応力髪導入させる方法として化学
的強化、及び物理的強化がある。
的強化、及び物理的強化がある。
化学的強化には、先ずガラスを転移温度以下でカラス中
のアルカリイオンをこれより大きなイオン手軽のアルカ
リイオンと交換することにより表面に圧縮応力を導入す
る低温型イオン交換がある。また刃ラスの転移温度以上
の温度でイオン交換を行ない、これによりガラス表面層
に膨張係数の小さい層を形成し、これを室温まで冷却し
た時、表面層と内部との膨張係数の差により、表面に圧
縮、内部に引っ張り応力を生じさせる高温型イオン交換
がある。更にその他基礎となるガラスより小さい膨張係
数をもつ異種のカラスを高温でコーティングし、冷却し
た時に覆っているガラスが圧縮されていることを用いた
方法もある。
のアルカリイオンをこれより大きなイオン手軽のアルカ
リイオンと交換することにより表面に圧縮応力を導入す
る低温型イオン交換がある。また刃ラスの転移温度以上
の温度でイオン交換を行ない、これによりガラス表面層
に膨張係数の小さい層を形成し、これを室温まで冷却し
た時、表面層と内部との膨張係数の差により、表面に圧
縮、内部に引っ張り応力を生じさせる高温型イオン交換
がある。更にその他基礎となるガラスより小さい膨張係
数をもつ異種のカラスを高温でコーティングし、冷却し
た時に覆っているガラスが圧縮されていることを用いた
方法もある。
次に物理的強化は、板ガラスを軟化点近くまで加熱し、
次に空気を吹きつけ、ガラス表面を急冷することにより
ガラス内外に生じる温度差による熱応力を利用して表面
に圧縮応力を生じさせる風冷強化、又高温に加熱された
ガラスを熱容量の大きな低温の液体に接触させ、表面に
圧縮応力を生じさせる液冷強化である。
次に空気を吹きつけ、ガラス表面を急冷することにより
ガラス内外に生じる温度差による熱応力を利用して表面
に圧縮応力を生じさせる風冷強化、又高温に加熱された
ガラスを熱容量の大きな低温の液体に接触させ、表面に
圧縮応力を生じさせる液冷強化である。
従来のこれらの方法では、表面に永久的な圧縮応力を導
入しても、ガラス表面にマイクロクロクラックが存在す
るため、クラックに応力集中が起き、そ二から破壊が発
生し、強度が低下した。
入しても、ガラス表面にマイクロクロクラックが存在す
るため、クラックに応力集中が起き、そ二から破壊が発
生し、強度が低下した。
二の発明のガラス強化法は、上記のような従来の欠点を
除去するためになされたもので、マイクロクランクのガ
ラスの強度に及ぼす影響をなくそうとしたものである。
除去するためになされたもので、マイクロクランクのガ
ラスの強度に及ぼす影響をなくそうとしたものである。
すなわちナトリウムおよび／またはリチウノ、を含有す
るガラスを１ 用い、方ラスの表面上にＳ
ｉＯ２を塗布し、その後塗布したガラスに対してイオン
交換処理を行うことを特徴とするものである。
るガラスを１ 用い、方ラスの表面上にＳ
ｉＯ２を塗布し、その後塗布したガラスに対してイオン
交換処理を行うことを特徴とするものである。
以下、二の発明を一実施例に基いて説明する。
まず酢酸エチルに溶けている５ｉ０２の入った容器の中
に、ソーダ・石灰・ケイ酸カラス（Ｓｉ０２ ：
７ ０１１１０１ ％ ＋ Ｎ ａ ２ ０
：１５ｍｏ１ ％ 、ＣａＯ： ］ ５ ｍｏ１％）、
大きさ２３．２ｘ＋ＯＯｘ］、６ｍｍを浸し、次にこれ
を取りだしてオーブンにより４５０°Ｃで１時間加熱し
た。５ｉ０２の膜厚は１００ＯＡてあった。そして二の
ガラスを４３Ｆ）℃〜４５０℃に保った電気炉中の硝酸
カリウノ、に浸漬し、４時間イオン交換処理をした。そ
して３０分かけてゆっくり炉から取り出し、室温まで冷
却した後、硝酸カリウムを水で洗い落とした。
に、ソーダ・石灰・ケイ酸カラス（Ｓｉ０２ ：
７ ０１１１０１ ％ ＋ Ｎ ａ ２ ０
：１５ｍｏ１ ％ 、ＣａＯ： ］ ５ ｍｏ１％）、
大きさ２３．２ｘ＋ＯＯｘ］、６ｍｍを浸し、次にこれ
を取りだしてオーブンにより４５０°Ｃで１時間加熱し
た。５ｉ０２の膜厚は１００ＯＡてあった。そして二の
ガラスを４３Ｆ）℃〜４５０℃に保った電気炉中の硝酸
カリウノ、に浸漬し、４時間イオン交換処理をした。そ
して３０分かけてゆっくり炉から取り出し、室温まで冷
却した後、硝酸カリウムを水で洗い落とした。
ウェーブガイド法でこのガラスの歪量及び歪層の深さを
測定した。第１図は基礎となるガラスＪ上に５ｉ０２／
をコーティングしたものであり、マイクロクラック−の
中まて充分に８１０２／かは入り込んでいる。第２図は
これを４５０°Ｃに加熱することによって有機溶剤を追
い出すとともに、カラス３とコーティングされた３− ８ｉ０２／とて相互に拡散が起こるようにしたものであ
る。グは蒸発していく有機溶剤を示す。
測定した。第１図は基礎となるガラスＪ上に５ｉ０２／
をコーティングしたものであり、マイクロクラック−の
中まて充分に８１０２／かは入り込んでいる。第２図は
これを４５０°Ｃに加熱することによって有機溶剤を追
い出すとともに、カラス３とコーティングされた３− ８ｉ０２／とて相互に拡散が起こるようにしたものであ
る。グは蒸発していく有機溶剤を示す。
以」―の工程によってマイクロクラック−を完全に封入
している。次に低温型のイオン交換処理（４５０℃に保
持したＫ Ｎ Ｏ３中において）をすることにより、ガ
ラス表面に圧縮応力を導入した（第３図参照）。二の５
ｉ０２／の網目構造により、コーティングした５ｉ０２
／中をアルカリイオンが拡散するのである。６はに＋イ
オンを、乙はＮａ＋イオンを示す。実験結果から、ガラ
ス表面の歪量はＳｉ○２コーティングなしてイオン交換
した無コーテイング処理ガラス（比較例）で最大４９
、５６ｋｇ／ｍｍ２、最小３８ 、９２ｋｇ／＋ｕｍ２
、平均４４ 、８０ｋｇ／ｍｍ２、σｎ＝３．３０とな
りＳｉＯ２をコーティングしたものは最大５２ 、０８
ｋｇ／ｍｍ２．最小３３゜３２ ｋｇ／ａｖ＋” 、平
均４４．４８ｋｇ／ｍｍ” 、 σｎ６゜２３となる
。また歪層の深さは無コーテイング処理ガラスで最大１
４．７μｍ、最小１４．５ｉ１ ｒｒｌ、平均１４．６
μｍ、ｏｎｏ、１０、Ｓｉ４− 〇２をコーティングしたもので最大１４．６μｍ、最小
１４．２μｎ１、平均１４．４μｍ、σｎｏ、Ｉ２とな
って両者はほぼ一致した。従って、５ｉ０２をコーティ
ングしても充分にイオン交換はされていることを示して
いる。このことを表−１に示す。
している。次に低温型のイオン交換処理（４５０℃に保
持したＫ Ｎ Ｏ３中において）をすることにより、ガ
ラス表面に圧縮応力を導入した（第３図参照）。二の５
ｉ０２／の網目構造により、コーティングした５ｉ０２
／中をアルカリイオンが拡散するのである。６はに＋イ
オンを、乙はＮａ＋イオンを示す。実験結果から、ガラ
ス表面の歪量はＳｉ○２コーティングなしてイオン交換
した無コーテイング処理ガラス（比較例）で最大４９
、５６ｋｇ／ｍｍ２、最小３８ 、９２ｋｇ／＋ｕｍ２
、平均４４ 、８０ｋｇ／ｍｍ２、σｎ＝３．３０とな
りＳｉＯ２をコーティングしたものは最大５２ 、０８
ｋｇ／ｍｍ２．最小３３゜３２ ｋｇ／ａｖ＋” 、平
均４４．４８ｋｇ／ｍｍ” 、 σｎ６゜２３となる
。また歪層の深さは無コーテイング処理ガラスで最大１
４．７μｍ、最小１４．５ｉ１ ｒｒｌ、平均１４．６
μｍ、ｏｎｏ、１０、Ｓｉ４− 〇２をコーティングしたもので最大１４．６μｍ、最小
１４．２μｎ１、平均１４．４μｍ、σｎｏ、Ｉ２とな
って両者はほぼ一致した。従って、５ｉ０２をコーティ
ングしても充分にイオン交換はされていることを示して
いる。このことを表−１に示す。
表−１＊は無次元
なお上記実施例では、低温型イオン交換でナトリウムを
含むガラスについて説明したが、リチウムを含むガラス
をアルカリ塩（例えば硫酸塩、硝酸塩）の中に浸漬し、
ガラス中のリチウムイオンをナトリウムまたはカリウム
イオンと交換しても良く、上記実施例と同様な効果を奏
する。
含むガラスについて説明したが、リチウムを含むガラス
をアルカリ塩（例えば硫酸塩、硝酸塩）の中に浸漬し、
ガラス中のリチウムイオンをナトリウムまたはカリウム
イオンと交換しても良く、上記実施例と同様な効果を奏
する。
またコーティングした５ｉ０２を４５０℃に加熱したが
、これはイオン交換をする際にもカラスを予備加熱する
ので省略しても良い。
、これはイオン交換をする際にもカラスを予備加熱する
ので省略しても良い。
次に第４図に示す通り、オートグラフで抗折強度を測定
した。図において７はガラス、８はスパン、７はガラス
の厚さを、１０は荷重を示す。抗折強度Ｓは次式で求め
た。
した。図において７はガラス、８はスパン、７はガラス
の厚さを、１０は荷重を示す。抗折強度Ｓは次式で求め
た。
２ｄ” ω（ｋｇ／ｍａｎ” ）
以上のように、二の発明のガラス強化法はマイクロクラ
ックを封入するので、５ｉ０２コーテイング後の抗折強
度の測定結果が、Ｓｍａｘ＝１７ 、９０ｋｇ／ｎ＋ｎ
＋” 、 Ｓｍ１ｎ＝ ７ 、 １６ｋｇ／ｍｍ２、Ｓ
＝１１．８７ｋｇ／ｍｍ２．ａｎ＝３．６７ となり
、未処理ガラス（イオン交換処理、Ｓｔ○２コーティン
グともになし）と比べ抗折強度が約２２％増加した。ま
たイオン交換処理後はＳｍａｘ＝４９．０５ｋｇ／ｍｍ
２．８ｍ１ｎ＝２０．９１ｋｇ／ｎｕｎ２ 、 Ｓ：
＝３ ７． ０ ３ｋｇ／ｍｍ” 、 （７ｎ＝９
． ５８となり未処理ガラスと比べ抗折強度が約３゜８
倍となり、また前記無コーテイング処理カラスよりも約
３１．６％抗折強度が増加した。これを表−２に示す。
ックを封入するので、５ｉ０２コーテイング後の抗折強
度の測定結果が、Ｓｍａｘ＝１７ 、９０ｋｇ／ｎ＋ｎ
＋” 、 Ｓｍ１ｎ＝ ７ 、 １６ｋｇ／ｍｍ２、Ｓ
＝１１．８７ｋｇ／ｍｍ２．ａｎ＝３．６７ となり
、未処理ガラス（イオン交換処理、Ｓｔ○２コーティン
グともになし）と比べ抗折強度が約２２％増加した。ま
たイオン交換処理後はＳｍａｘ＝４９．０５ｋｇ／ｍｍ
２．８ｍ１ｎ＝２０．９１ｋｇ／ｎｕｎ２ 、 Ｓ：
＝３ ７． ０ ３ｋｇ／ｍｍ” 、 （７ｎ＝９
． ５８となり未処理ガラスと比べ抗折強度が約３゜８
倍となり、また前記無コーテイング処理カラスよりも約
３１．６％抗折強度が増加した。これを表−２に示す。
表−２＊無次元
（注）参考例１はＳｉ○２コーティングのみ、参考例２
は未処理ガラスである。
は未処理ガラスである。
７−
第１図乃至第３図は本発明のカラス強化法における各工
程でのガラスの状態を示す側面図で、第１図は５１０２
コーテイングを施したとき、第２図は４５０℃で加熱し
たとき、第３図はイオン交換処理をしているときを示す
。第４図は抗折強度の測定方法を示す概略側面図である
。 ／ ５ｉ０２ 、．２ マイクロクラック３ ガ
ラス ダ 有機溶剤 、５に＋イオン 乙 Ｎａ＋イオン７ ガラス
８ スパン ？ ガラスの厚さ １０ 荷重 ８−
程でのガラスの状態を示す側面図で、第１図は５１０２
コーテイングを施したとき、第２図は４５０℃で加熱し
たとき、第３図はイオン交換処理をしているときを示す
。第４図は抗折強度の測定方法を示す概略側面図である
。 ／ ５ｉ０２ 、．２ マイクロクラック３ ガ
ラス ダ 有機溶剤 、５に＋イオン 乙 Ｎａ＋イオン７ ガラス
８ スパン ？ ガラスの厚さ １０ 荷重 ８−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ナトリウムおよび／またはリチウムを含有するガラ
スを用い、ガラスの表面上に５ｉｎ２を塗布し、その後
塗布したガラスに対してイオン交換処理を行うことを特
徴とするガラス強化法。 ２、イオン交換処理が低温型イオン交換処理である特許
請求の範囲第１項記載のガラス強化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2799482A JPS58145642A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | ガラス強化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2799482A JPS58145642A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | ガラス強化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145642A true JPS58145642A (ja) | 1983-08-30 |
| JPH0158135B2 JPH0158135B2 (ja) | 1989-12-08 |
Family
ID=12236370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2799482A Granted JPS58145642A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | ガラス強化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145642A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153148A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 電子線が照射されるガラスパネル及びその製造方法 |
| US5162136A (en) * | 1988-08-01 | 1992-11-10 | Blum Yigal D | Process for increasing strength of glass by forming ceramic coating on glass surface |
| KR100468055B1 (ko) * | 1997-11-26 | 2005-04-08 | 삼성코닝 주식회사 | 디스플레이용유리의강화법 |
| WO2013094479A1 (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | 旭硝子株式会社 | 化学強化用ガラス基板およびその製造方法 |
| WO2013099620A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | 旭硝子株式会社 | 化学強化処理によるガラス基板の反りを低減する方法、および化学強化ガラス基板の製造方法 |
| JP2014533233A (ja) * | 2011-11-09 | 2014-12-11 | コーニング インコーポレイテッド | ナノ粒子をガラスに結合する方法 |
| US9499434B1 (en) | 2012-08-31 | 2016-11-22 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Strengthening glass containers |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243860A (ja) * | 1996-03-11 | 1997-09-19 | Fujikura Ltd | 石英系ガラス製フェルールおよびその製造装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141718A (en) * | 1974-10-08 | 1976-04-08 | Ishizuka Glass | Garasuseihinno kyokashorihoho |
| JPS529015A (en) * | 1975-07-11 | 1977-01-24 | Sharp Kk | Substrate |
| JPS5510553A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-25 | Komatsu Ltd | Position detector |
-
1982
- 1982-02-22 JP JP2799482A patent/JPS58145642A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141718A (en) * | 1974-10-08 | 1976-04-08 | Ishizuka Glass | Garasuseihinno kyokashorihoho |
| JPS529015A (en) * | 1975-07-11 | 1977-01-24 | Sharp Kk | Substrate |
| JPS5510553A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-25 | Komatsu Ltd | Position detector |
Cited By (14)
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| US5162136A (en) * | 1988-08-01 | 1992-11-10 | Blum Yigal D | Process for increasing strength of glass by forming ceramic coating on glass surface |
| KR100468055B1 (ko) * | 1997-11-26 | 2005-04-08 | 삼성코닝 주식회사 | 디스플레이용유리의강화법 |
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| US10155361B2 (en) | 2011-11-09 | 2018-12-18 | Corning Incorporated | Method of binding nanoparticles to glass |
| WO2013094479A1 (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | 旭硝子株式会社 | 化学強化用ガラス基板およびその製造方法 |
| CN104039730A (zh) * | 2011-12-19 | 2014-09-10 | 旭硝子株式会社 | 化学强化用玻璃基板及其制造方法 |
| JPWO2013094479A1 (ja) * | 2011-12-19 | 2015-04-27 | 旭硝子株式会社 | 化学強化用ガラス基板およびその製造方法 |
| US9023480B2 (en) | 2011-12-19 | 2015-05-05 | Asahi Glass Company, Limited | Glass substrate for chemical strengthening, and method for producing same |
| JPWO2013099620A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2015-04-30 | 旭硝子株式会社 | 化学強化処理によるガラス基板の反りを低減する方法、および化学強化ガラス基板の製造方法 |
| US9090501B2 (en) | 2011-12-26 | 2015-07-28 | Asahi Glass Company, Limited | Method for reducing warpage of glass substrate caused by chemical strengthening process, and method for producing chemically strengthened glass substrate |
| WO2013099620A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | 旭硝子株式会社 | 化学強化処理によるガラス基板の反りを低減する方法、および化学強化ガラス基板の製造方法 |
| US9499434B1 (en) | 2012-08-31 | 2016-11-22 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Strengthening glass containers |
| US9932266B2 (en) | 2012-08-31 | 2018-04-03 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Strengthening glass containers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158135B2 (ja) | 1989-12-08 |
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