WO2018199046A1 - 化学強化ガラスおよび化学強化用ガラス - Google Patents

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WO2018199046A1
WO2018199046A1 PCT/JP2018/016505 JP2018016505W WO2018199046A1 WO 2018199046 A1 WO2018199046 A1 WO 2018199046A1 JP 2018016505 W JP2018016505 W JP 2018016505W WO 2018199046 A1 WO2018199046 A1 WO 2018199046A1
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chemical strengthening
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優 村山
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Ａｇｃ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a chemically strengthened glass and a chemically strengthened glass.
  • cover glasses made of chemically strengthened glass have been used to enhance the protection and aesthetics of display devices of mobile devices such as mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs), and tablet terminals.
  • mobile devices such as mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs), and tablet terminals.
  • PDAs personal digital assistants
  • Patent Document 1 discloses Equation (10) indicating the allowable limit of internal tensile stress of chemically strengthened glass, and even if the strength of chemically strengthened glass is increased by adjusting CT ′ below, the scattering of fragments is small. It was said that chemically tempered glass was obtained.
  • the internal tensile stress CT ′ described in Patent Document 1 is derived from the following formula (11) using measured values of CS and DOL ′.
  • CT ′ ⁇ ⁇ 38.7 ⁇ ln (t) +48.2 (10)
  • CS ⁇ DOL ′ (t ⁇ 2 ⁇ DOL ′) ⁇ CT ′ (11)
  • DOL ′ corresponds to the depth of the ion exchange layer.
  • an object of the present invention is to provide a chemically strengthened glass and a chemically strengthened glass having improved strength and scratch resistance.
  • the present invention relates to the following ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • Oxide-based molar percentage display 38 to 75% of SiO 2 Al 2 O 3 1-30%, 3-20% MgO, Li 2 O more than 0 and 20% or less, Y 2 O 3 more than 0 and 20% or less, 0 to 5% of B 2 O 3 0-6% of P 2 O 5 Na 2 O 0-8%, 0 to 10% of K 2 O, 0-20% CaO, 0-20% SrO, BaO 0-15%, ZnO 0-10%, TiO 2 0 to 1%, ZrO 2 0 to 8%, Young's modulus is 90 GPa or more, Vickers hardness is 700 kgf / mm 2 or more, A chemically strengthened glass having a surface compressive stress (CS) of 300 MPa or more and a compressive stress value (CS 50 ) of a depth portion of 50 ⁇ m from the glass surface of 30 MPa or more.
  • CS surface compressive stress
  • CS 50 compressive stress value
  • a chemically strengthened glass and a chemically strengthened glass having improved strength and scratch resistance can be provided.
  • FIG. 1 is a view showing a scratch test result of the present invention.
  • the chemically strengthened glass and the chemically strengthened glass of the present invention will be described in detail.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention. Can be implemented.
  • the glass composition of the chemically strengthened glass is sometimes referred to as a mother composition of the chemically strengthened glass.
  • “to” indicating a numerical range is used in the sense of including the numerical values described before and after the numerical value as a lower limit value and an upper limit value.
  • the portion having the tensile stress of the chemically tempered glass (hereinafter also referred to as the tensile stress portion) is not ion-exchanged. It has the same composition as the previous glass. In that case, the composition of the tensile stress portion of the chemically strengthened glass can be regarded as the mother composition of the chemically strengthened glass.
  • the composition of the glass can be measured by a wet analysis method such as ICP emission analysis. Moreover, it calculates
  • the chemically tempered glass of the present invention is expressed in terms of oxide-based mole percentage, and SiO 2 is 38 to 75%, Al 2 O 3 is 1 to 30%, MgO is 3 to 20%, Li 2 O is more than 0 to 20%.
  • Y 2 O 3 is more than 0 and less than 20%
  • B 2 O 3 is 0 to 5%
  • P 2 O 5 is 0 to 6%
  • Na 2 O is 0 to 8%
  • K 2 O is 0 to 10%.
  • the rate is 90 GPa or more, the Vickers hardness is 700 kgf / mm 2 or more, the surface compressive stress (CS) is 300 MPa or more, and the compressive stress value (CS 50 ) at a depth of 50 ⁇ m from the glass surface is 30 MPa or more. is there.
  • composition of the glass for chemical strengthening of the present invention (the mother composition of the chemically strengthened glass of the present invention) is expressed in terms of mole percentages based on oxides, 38 to 75% for SiO 2 , 1 to 30% for Al 2 O 3 , MgO 3-20%, Li 2 O over 0-20%, Y 2 O 3 over 0-20%, B 2 O 3 0-5%, P 2 O 5 0-6%, Na 2 O 0-8%, K 2 O 0-10%, CaO 0-20%, SrO 0-20%, BaO 0-15%, ZnO 0-10%, TiO 2 0-1% , And 0 to 8% of ZrO 2 , Young's modulus is 90 GPa or more, and Vickers hardness is 650 kgf / mm 2 or more.
  • SiO 2 is a component that constitutes the skeleton of the glass, and is a component that increases chemical durability.
  • the SiO 2 content is preferably 38% or more.
  • the content of SiO 2 is more preferably 42% or more, 46% or more, 50% or more, 54% or more, 58% or more, or 62% or more stepwise.
  • the content of SiO 2 is 75% or less, more preferably 72% or less, further preferably 70% or less, particularly preferably 68% or less, and most preferably 66% or less in order to increase the meltability of the glass. It is.
  • Al 2 O 3 is a component that reduces the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and suppresses the scattering of the fragments.
  • the content of Al 2 O 3 is 1% or more. %, 5%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13% or more.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, even more preferably 20% or less, particularly Preferably it is 18% or less, Most preferably, it is 15% or less.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 11% or less, and is preferably 10% or less, 9% or less, 8% or less, or 7% or less stepwise.
  • MgO is a component that increases the surface compressive stress of chemically strengthened glass. Further, in order to reduce the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and to suppress the scattering of the fragments, the content of MgO is preferably 3% or more, more preferably 4 steps below. % Or more, 5% or more, 6% or more, 7% or more, or 8% or more. On the other hand, in order to suppress devitrification at the time of glass melting, the content of MgO is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, 15% or less, 14% or less, 13% or less, stepwise. 12% or less, 11% or less, 10% or less.
  • Li 2 O is a component that forms surface compressive stress by ion exchange, and is a component that reduces the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and suppresses the scattering of the fragments.
  • the content of Li 2 O is preferably more than 0%, more preferably 4%. More preferably, it is 5% or more, more preferably 6% or more, and particularly preferably 7% or more.
  • the content of Li 2 O is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, still more preferably 16% or less, particularly preferably 15% or less, and most preferably 13 % Or less.
  • Y 2 O 3 is a component that increases the Young's modulus without increasing the density so much and improves the chipping resistance.
  • the content of Y 2 O 3 is more than 0%, preferably 1% or more, more preferably 1.5% or more, further preferably 3% or more, particularly preferably 5% or more, most preferably 7.5. % Or more.
  • the acid resistance of the glass is lowered or the devitrification temperature is increased, so that it is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, and still more preferably 12 % Or less, particularly preferably 9% or less.
  • B 2 O 3 is a component that improves the chipping resistance of the chemically strengthened glass and improves the meltability.
  • B 2 O 3 is not essential, but the content in the case of containing B 2 O 3 is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably, in order to improve the meltability. 2% or more.
  • the content of B 2 O 3 is preferably 5% or less.
  • the content of B 2 O 3 is more preferably 4% or less, still more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. In order to prevent the occurrence of striae at the time of melting, it is preferably not substantially contained.
  • P 2 O 5 is a component that improves ion exchange performance and chipping resistance.
  • P 2 O 5 may not be contained, but the content in the case of containing P 2 O 5 is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, and further preferably 2% or more. is there.
  • the content of P 2 O 5 is 6% or less, preferably 4% or less, more preferably 3 in order to reduce the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and to suppress the scattering of the fragments. % Or less, more preferably 2% or less, and particularly preferably 1% or less. In order to prevent the occurrence of striae at the time of melting, it is preferably not substantially contained.
  • Na 2 O is a component that forms a surface compressive stress layer by ion exchange and improves the meltability of the glass.
  • Na 2 O may not be contained, but the content when the Li ion on the glass surface is exchanged with Na ion and Na 2 O is contained is preferably 1% or more.
  • the content of Na 2 O is more preferably 2% or more, and further preferably 3% or more.
  • the content of Na 2 O is excessive, the surface compressive stress formed by ion exchange is significantly reduced.
  • the content of Na 2 O is preferably 8% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 6% or less, particularly preferably 5% or less, and most preferably 4% or less.
  • the content of Na 2 O is more preferably It is 7% or less, particularly preferably 6% or less, and most preferably 5% or less. Further, the content of Na 2 O is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, and further preferably 4% or more.
  • K 2 O may be included to improve ion exchange performance.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more, and particularly preferably 3% or more.
  • the content of K 2 O is excessive, the number of pieces when the chemically strengthened glass is broken is reduced, and the content of K 2 O is preferably 10% or less in order to suppress scattering of the pieces.
  • the content of K 2 O is more preferably 8% or less, further preferably 6% or less, particularly preferably 4% or less, and most preferably 2% or less.
  • CaO is a component that improves the meltability of the glass, is a component that reduces the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken, and suppresses the scattering of the fragments, and may be included.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. is there. On the other hand, 20% or less is preferable in order to increase the ion exchange performance.
  • the content of CaO is more preferably 14% or less, and still more preferably 10% or less, 8% or less, 6% or less, 3% or less, 1% or less stepwise.
  • SrO is a component that improves the meltability of the glass, is a component that reduces the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken, and suppresses the scattering of the fragments, and may be included.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. is there. On the other hand, 20% or less is preferable in order to improve ion exchange performance.
  • the content of the SrO content is more preferably 14% or less, and further preferably 10% or less, 8% or less, 6% or less, 3% or less, or 1% or less stepwise.
  • BaO is a component that improves the meltability of the chemically strengthened glass, is a component that reduces the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken, and suppresses the scattering of the fragments, and may be included.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. is there.
  • the content of BaO is preferably 15% or less in order to improve ion exchange performance, and more preferably, 10% or less, 8% or less, 6% or less, 3% or less, 1% or less in steps. It is. In order to improve chipping resistance, it is preferably not contained.
  • ZnO is a component that improves the meltability of the glass and may be contained. Content in the case of containing ZnO becomes like this. Preferably it is 0.25% or more, More preferably, it is 0.5% or more. On the other hand, in order to maintain the weather resistance of the glass, the content of ZnO is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, further preferably 5% or less, particularly preferably 2% or less, and most preferably 1% or less. is there.
  • TiO 2 is a component that reduces the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and suppresses the scattering of the fragments, and may be contained.
  • the content in the case of containing TiO 2 is preferably 0.1% or more, more preferably 0.15% or more, and further preferably 0.2% or more.
  • the content of TiO 2 is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and further preferably 0.25% or less.
  • ZrO 2 is a component that increases the surface compressive stress due to ion exchange, has the effect of reducing the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken, and suppressing the scattering of fragments, and may be contained.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more.
  • the content of ZrO 2 is preferably 8% or less, more preferably 6% or less, further preferably 4% or less, particularly preferably 2% or less, and most preferably 1.2% in order to prevent devitrification when melted. % Or less.
  • La 2 O 3 and Nb 2 O 5 are components that reduce the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and suppress the scattering of the fragments, and may be contained.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 1.5% or more, particularly preferably 2% or more, most preferably Preferably it is 2.5% or more.
  • the contents of La 2 O 3 and Nb 2 O 5 are each preferably 8% or less, more preferably 6% or less, still more preferably 5% or less, and particularly preferably 4% or less. Preferably it is 3% or less.
  • Ta 2 O 5 and Gd 2 O 3 may be contained in a small amount in order to reduce the number of fragments when the chemically strengthened glass is broken and to suppress the scattering of the fragments, but the refractive index and reflectivity are increased. It is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and still more preferably not contained.
  • Fe 2 O 3 is a component that improves the meltability of the glass. Since Fe 2 O 3 is a component that absorbs heat rays, it promotes thermal convection of the molten glass to increase the homogeneity of the glass, and prevents the bottom brick of the melting kiln from being heated to prolong the life of the kiln. It is effective and is preferably included in the composition in the melting process of plate glass using a large kiln.
  • the content of Fe 2 O 3 is preferably 0.002% or more, more preferably 0.006% or more, still more preferably 0.01% or more, and particularly preferably 0.02% or more. On the other hand, if excessively contained coloring by Fe 2 O 3 becomes a problem.
  • Fe 2 O 3 in the oxidized state causes yellow coloring
  • FeO in the reduced state causes blue coloring
  • the balance between the two is known to cause the glass to turn green. Yes.
  • the content of Fe 2 O 3 is preferably 0.3% or less, more preferably 0.04% or less, further preferably 0.03% or less, and particularly preferably 0.025% or less.
  • a coloring component may be added within a range that does not hinder achievement of desired chemical strengthening characteristics.
  • the coloring component include Co 3 O 4 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , NiO, CuO, Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , Bi 2 O 3 , SeO 2 , TiO 2 , CeO 2 , and Er 2.
  • O 3 , Nd 2 O 3 and the like are preferable.
  • the content of the coloring component is preferably in a range of 7% or less in total in terms of oxide-based mole percentage. If it exceeds 7%, the glass tends to be devitrified, which is not desirable. This content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and even more preferably 1% or less. When giving priority to the visible light transmittance of glass, it is preferable that these components are not substantially contained.
  • SO 3 As a fining agent for melting the glass, SO 3 , chloride, fluoride and the like may be appropriately contained. It is preferable not to contain As 2 O 3 . When containing Sb 2 O 3 content of preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less, and most preferably not contained.
  • the chemically strengthened glass or the chemically strengthened glass of the present invention can impart antibacterial properties by having silver ions on the surface.
  • the glass for chemical strengthening or the chemically strengthened glass of the present invention preferably has a fracture toughness value (K1c) of 0.7 MPa ⁇ m 1/2 or more, and preferably 0.75 MPa ⁇ m 1/2 or more. more preferably, further preferably 0.77MPa ⁇ m 1/2 or more, particularly preferably at 0.80 MPa ⁇ m 1/2 or more, and most preferably 0.82 MPa ⁇ m 1/2 or more .
  • K1c fracture toughness value
  • the fracture toughness value (K1c) in this specification is a stress intensity factor K1 at which a K1-v curve is measured by a DCDC method (Double Cleavage Drilled Compression method) and a crack growth rate v is 10 ⁇ 1 m / sec. Fracture toughness value calculated as (MPa ⁇ m 1/2 ).
  • the Young's modulus of the chemically strengthened glass is 70 GPa or more, the compressive stress value (CS) at the outermost surface of the chemically strengthened glass, and the compressive stress value (CS) at a depth of 1 ⁇ m from the glass surface.
  • the difference from 1 ) is preferably 50 MPa or less. This is preferable because warpage hardly occurs when the glass surface is polished after the chemical strengthening treatment.
  • the Young's modulus (E) of the chemically strengthened glass or the chemically strengthened glass is more preferably 90 GPa or more, particularly preferably 95 GPa or more, and further preferably 100 GPa or more.
  • the upper limit of the Young's modulus is not particularly limited, but when considering the acid resistance and devitrification properties of the glass, for example, it is 150 GPa or less, preferably 145 GPa or less, more preferably 135 GPa or less, particularly preferably 125 GPa or less, and most preferably. Is 118 GPa or less.
  • the Young's modulus can be measured by, for example, an ultrasonic pulse method.
  • the density ( ⁇ ) of the glass for chemical strengthening is preferably 3.2 g / cm 3 or less, more preferably 3.1 g / cm 3 or less, in order to reduce the weight of the product and further improve the chipping resistance. More preferably, it is 3.0 g / cm 3 or less.
  • the lower limit of the density is not particularly limited, but is, for example, 2.3 g / cm 3 or more, preferably 2.5 g / cm 3 or more, more preferably 2.7 g / cm 3 in order to maintain chemical resistance such as acid resistance. That's it.
  • the average linear thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient ⁇ ) of the glass for chemical strengthening of 50 to 350 ° C. is preferably 120 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less, more preferably 100 ⁇ 10 6 in order to reduce warpage after chemical strengthening. It is ⁇ 7 / ° C. or less, more preferably 90 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less, and particularly preferably 80 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the linear expansion coefficient is, for example, 45 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more, preferably 55 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the glass transition point (Tg) of the glass for chemical strengthening is preferably 550 ° C. or higher, more preferably 570 ° C. or higher, and further preferably 590 ° C. or higher in order to reduce warpage after chemical strengthening.
  • Tg glass transition point
  • members that can be used at the time of plate forming such as float forming are limited.
  • it is 750 degrees C or less, More preferably, it is 720 degrees C or less, More preferably, it is 700 degrees C or less, Most preferably, it is 660 degrees C or less.
  • Chemically strengthened glass for Vickers hardness (Hv) preferably being 650 kgf / mm 2 or more, further preferably 700 kgf / mm 2 or more.
  • the upper limit of the Vickers hardness (Hv) of the glass for chemical strengthening is not particularly limited. However, when considering the production characteristics of the glass, for example, it is 1000 kgf / mm 2 or less, preferably 900 kgf / mm 2 or less. Preferably it is 800 kgf / mm 2 or less.
  • Chemically tempered glass Vickers hardness is preferably 700 kgf / mm 2 or more, more preferably 750 kgf / mm 2 or more, further preferably 800 kgf / mm 2 or more.
  • the upper limit is not particularly limited in the chemically tempered glass of Vickers hardness (Hvct), when considering the manufacturing properties of the glass, for example, at 1,100 kgf / mm 2 or less, preferably 1000 kgf / mm 2 or less, more preferably Is 900 kgf / mm 2 or less.
  • the surface of the chemically strengthened glass of the present invention has a compressive stress value (CS 0 ) (hereinafter sometimes referred to as “surface compressive stress value” or simply “CS”), preferably 300 MPa or more, more preferably 350 MPa. Above, more preferably 400 MPa or more.
  • CS 0 is not particularly limited, but is, for example, 1200 MPa or less, preferably 1000 MPa or less, and more preferably 800 MPa or less.
  • the depth (DOL) of the compressive stress layer of the chemically strengthened glass of the present invention is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 70 ⁇ m or more, still more preferably 90 ⁇ m or more, and particularly preferably 110 ⁇ m or more.
  • DOL is more than 200 ⁇ m, the CT becomes large, and there is a risk of debris scattering when cracked.
  • DOL is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 160 ⁇ m or less.
  • the compressive stress value (CS 50 ) at a depth of 50 ⁇ m from the glass surface of the chemically strengthened glass of the present invention is preferably 30 MPa or more. More preferably, it is 40 MPa or more, More preferably, it is 50 MPa or more, Especially preferably, it is 60 MPa or more.
  • the compressive stress value (CS 90 ) at a depth of 90 ⁇ m from the glass surface of the chemically strengthened glass of the present invention is preferably 25 MPa or more. More preferably, it is 30 MPa or more, More preferably, it is 40 MPa or more, Most preferably, it is 50 MPa or more.
  • the relationship between the surface compressive stress (CS) and the compressive stress value (CS 50 ) is preferably expressed by at least two different functions.
  • two different functions are the first region from the glass surface to a predetermined depth, and the second region from the first region to the depth at which the surface compressive stress is zero.
  • the function indicating the first area and the function indicating the second area are both linear functions
  • the slope of the linear function indicating the first area is a linear function indicating the second area. It is preferable that it is larger than the slope of the function.
  • the chemically strengthened glass of the present invention can be produced, for example, as follows.
  • the glass for chemical strengthening treatment is preferably the glass for chemical strengthening of the present invention.
  • the glass used for the chemical strengthening treatment can be produced by a usual method. For example, the raw material of each component of glass is prepared and heated and melted in a glass melting furnace. Thereafter, the glass is homogenized by a known method, formed into a desired shape such as a glass plate, and slowly cooled.
  • Examples of the glass plate forming method include a float method, a press method, a fusion method, and a downdraw method.
  • a float method suitable for mass production is preferable.
  • continuous molding methods other than the float method, that is, the fusion method and the downdraw method are also preferable.
  • the molded glass is ground and polished as necessary to form a glass substrate.
  • the glass substrate is cut into a predetermined shape and size or chamfered, if the glass substrate is cut or chamfered before performing the chemical strengthening process described later, the end face is obtained by the subsequent chemical strengthening process. Since a compressive stress layer is also formed, it is preferable.
  • the chemically strengthened glass of the present invention can be produced by subjecting the obtained glass plate to chemical strengthening treatment, followed by washing and drying.
  • the chemical strengthening treatment can be performed by a conventionally known method.
  • the glass plate is brought into contact with a melt of a metal salt (for example, potassium nitrate) containing a metal ion (typically, K ions) having a large ionic radius by dipping or the like.
  • a metal salt for example, potassium nitrate
  • K ions typically, K ions
  • Small ion radius metal ions typically Na or Li ions
  • K ions are large ion radius metal ions (typically K ions for Na ions, Na ions or K for Li ions) Ion).
  • the chemical strengthening treatment can be performed, for example, by immersing the glass plate in a molten salt such as potassium nitrate heated to 360 to 600 ° C. for 0.1 to 500 hours.
  • a molten salt such as potassium nitrate heated to 360 to 600 ° C. for 0.1 to 500 hours.
  • the heating temperature of the molten salt is preferably 375 to 500 ° C.
  • the immersion time of the glass plate in the molten salt is preferably 0.3 to 200 hours.
  • Examples of molten salts for performing chemical strengthening treatment include nitrates, sulfates, carbonates, and chlorides.
  • examples of the nitrate include lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, cesium nitrate, and silver nitrate.
  • examples of the sulfate include lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, cesium sulfate, and silver sulfate.
  • Examples of the carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
  • Examples of the chloride include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, cesium chloride, silver chloride and the like. These molten salts may be used alone or in combination of two or more.
  • the processing conditions of the chemical strengthening treatment include the characteristics and composition of the glass, the type of the molten salt, and the surface compressive stress (CS) desired for the finally obtained chemically strengthened glass and the depth of the compressive stress layer.
  • Appropriate conditions may be selected in consideration of chemical strengthening characteristics such as (DOL).
  • the chemical strengthening treatment may be performed only once, or multiple times of chemical strengthening treatment (multi-stage strengthening) may be performed under two or more different conditions.
  • multi-stage strengthening may be performed under two or more different conditions.
  • the first-stage chemical strengthening process after performing the chemical strengthening process under the condition that the CS is relatively low, the second-stage chemical strengthening process is performed under the condition that the CS is relatively high.
  • the tempering process is performed, the internal tensile stress area (St) can be suppressed while increasing the CS on the outermost surface of the chemically strengthened glass, and as a result, the internal tensile stress (CT) can be suppressed to a low level.
  • the chemically tempered glass of the present invention is particularly useful as a cover glass used for mobile devices such as mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs), and tablet terminals.
  • mobile devices such as mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs), and tablet terminals.
  • non-portable products such as televisions (TVs), personal computers (PCs), cover glass for display devices such as touch panels, wall surfaces of elevators, wall surfaces of buildings such as houses and buildings (full display), and construction of window glass, etc.
  • TVs televisions
  • PCs personal computers
  • cover glass for display devices such as touch panels, wall surfaces of elevators, wall surfaces of buildings such as houses and buildings (full display), and construction of window glass, etc.
  • materials such as construction materials, table tops, interiors of automobiles, airplanes, etc., and cover glasses thereof, and also for applications such as a case having a curved surface shape that is not flat by bending or processing.
  • the devitrification temperature T is preferably a temperature T4 or less at which the viscosity becomes 10 4 dPa ⁇ s. This is because when the devitrification temperature T is higher than T4, quality deterioration due to devitrification is likely to occur during glass plate forming by the float method or the like.
  • the glass for chemical strengthening of the present invention preferably has a surface compressive stress value (CSg) after performing chemical strengthening of NaNO 3 : 100%, 500 ° C. for 15 hours to glass having a thickness of 0.8 mm, preferably 300 MPa. It is above, More preferably, it is 350 Mpa or more, More preferably, it is 400 Mpa or more.
  • the upper limit of CSg is not particularly limited, but is, for example, 1200 MPa or less, preferably 1000 MPa or less, and more preferably 800 MPa or less.
  • chemically tempered glass of the present invention to the glass of a thickness 0.8mm, NaNO 3: 100%, 500 °C, the depth of the compressive stress layer after the chemical strengthening of 15 hours (DOLg) is The thickness is preferably 30 ⁇ m or more, more preferably 40 ⁇ m or more, still more preferably 50 ⁇ m or more, and particularly preferably 60 ⁇ m or more.
  • the thickness (t) thereof is, for example, 2 mm or less, preferably 1.5 mm or less in order to increase the effect of chemical strengthening. More preferably 1 mm or less, still more preferably 0.9 mm or less, particularly preferably 0.8 mm or less, and most preferably 0.7 mm or less.
  • the plate thickness is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.4 mm or more, from the viewpoint of obtaining a sufficient strength improvement effect by the chemical strengthening treatment. More preferably, it is 0.5 mm or more.
  • the chemically tempered glass of the present invention may have a shape other than a plate shape depending on a product to be applied, an application, and the like. Further, the glass plate may have an edge shape with different outer peripheral thicknesses. Moreover, the said glass plate has two main surfaces and the end surface which forms plate thickness adjacent to these, and the two main surfaces may form the flat surface mutually parallel. However, the form of the glass plate is not limited to this. For example, the two main surfaces may not be parallel to each other, and all or a part of one or both of the two main surfaces may be a curved surface. More specifically, the glass plate may be, for example, a flat glass plate without warpage or a curved glass plate having a curved surface.
  • a glass plate was prepared by melting a platinum crucible so that each glass composition represented by the mole percentage on the oxide basis shown in the table was obtained. Commonly used glass materials such as oxides, hydroxides, carbonates or nitrates were appropriately selected and weighed so as to give 1000 g of glass. Next, the mixed raw materials were put into a platinum crucible, put into a resistance heating electric furnace at 1500 to 1700 ° C., melted for about 3 hours, defoamed and homogenized. The obtained molten glass was poured into a mold material, held at a temperature of glass transition point + 50 ° C.
  • the obtained glass block was cut and ground, and finally both surfaces were processed into mirror surfaces to obtain plate glass (chemical strengthening glass) having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a plate thickness of 0.8 (mm).
  • the amount of Fe 2 O 3 in the glass was 0.0125%.
  • ⁇ Density ( ⁇ )> The density was measured by a submerged weighing method (JISZ 8807: 2012 method for measuring the density and specific gravity of a solid). The unit is g / cm 3 .
  • Young's modulus (E)> Young's modulus E (unit: GPa) was measured by an ultrasonic pulse method (JIS R1602: 1995).
  • ⁇ Vickers hardness (Hv)> With respect to the glass before and after chemical strengthening, the Vickers hardness Hv (unit: kgf / mm 2 ) was measured according to the method of JIS Z 2244: 2009 “Vickers Hardness Test—Test Method” with a load of 100 gf.
  • Tg Glass transition point
  • Tg glass transition point
  • Tg the glass transition point Tg (unit: ° C.) was measured using a thermomechanical analyzer (TMA) according to the method defined in JIS R3103-3: 2001.
  • ⁇ Linear expansion coefficient ( ⁇ )> The linear expansion coefficient ⁇ and the glass transition point Tg are in accordance with the method of JIS R3102: 1995 “Test Method for Average Linear Expansion Coefficient of Glass”, 50 to 350 ° C. average linear thermal expansion coefficient ( ⁇ 50 to 350 ) (unit: / ° C).
  • ⁇ CS, DOL> The surface compressive stress CS (unit: MPa) was measured with a surface stress meter FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho.
  • the thickness DOL (unit: ⁇ m) of the compressive stress layer, CS 50 , CS 90 , Csg and DOLg were measured by the method using Abrio-IM and flake samples for the glasses of Examples 1 and 2, and Examples 3 to 7
  • the glass was measured using a measuring machine SLP1000 manufactured by Orihara Seisakusho using scattered light photoelasticity.
  • ⁇ Scratch test> A # 80 garnet sandpaper was cut into about 1 cm square, attached to a tribogear manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd., rubbed with a load of 300 gf, and the appearance of the generated scratches was observed.
  • Examples 1 to 6 have excellent scratch resistance because the Vickers hardness Hv after chemical strengthening is 700 (kgf / mm 2 ) or more.
  • the Vickers hardness Hv was 700 (kgf / mm 2 ) or more
  • the DOLg was 30 ⁇ m or more
  • the scratch resistance was excellent
  • the bending fracture resistance was excellent.

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Abstract

本発明は強度及び耐擦傷性が向上した化学強化ガラスを提供することを目的とする。本発明は、ＳｉＯ２を３８～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、ＭｇＯを３～２０％、Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、Ｂ２Ｏ３を０～５％、Ｐ２Ｏ５を０～６％、Ｎａ２Ｏを０～８％、Ｋ２Ｏを０～１０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～２０％、ＢａＯを０～１５％、ＺｎＯを０～１０％、ＴｉＯ２を０～１％、及びＺｒＯ２を０～８％を含有し、かつ所定値以上のヤング率、ビッカース硬度、ＣＳ及びＣＳ５０を有する化学強化ガラスに関する。

Description

化学強化ガラスおよび化学強化用ガラス
　本発明は、化学強化ガラス及び化学強化用ガラスに関する。
　近年、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末等のモバイル機器のディスプレイ装置の保護ならびに美観を高めるために、化学強化されたガラスからなるカバーガラスが用いられている。
　化学強化されたガラス（いわゆる化学強化ガラス）においては、表面圧縮応力（値）（ＣＳ）や圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）が高くなるほど強度が高くなる傾向がある。一方で、表面圧縮応力との均衡を保つために、ガラス内部には内部引張応力（ＣＴ）が発生するので、ＣＳやＤＯＬが大きいほどＣＴが大きくなる。ＣＴが大きいガラスが割れるときには、破片数が多い激しい割れ方となり、破片が飛散しやすい。
　そこで、たとえば特許文献１は化学強化ガラスの内部引張応力の許容限界を示す式（１０）を開示し、下記ＣＴ’を調節することで化学強化ガラスの強度を大きくしても破片の飛散が少ない化学強化ガラスが得られるとしていた。特許文献１に記載の内部引張応力ＣＴ’はＣＳおよびＤＯＬ’の測定値を使用し、下記式（１１）にて導出している。
　ＣＴ’≦－３８．７×ｌｎ（ｔ）＋４８．２　（１０）
　ＣＳ×ＤＯＬ’＝（ｔ－２×ＤＯＬ’）×ＣＴ’　（１１）
　ここで、ＤＯＬ’はイオン交換層の深さに相当する。
米国特許第８０７５９９９号明細書
　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、化学強化ガラスの強度が不足する場合がある。これは、ガラス組成の影響が十分に考慮されていないこと、ＣＴ’を求める上記式では、応力プロファイルを線形で近似していること、応力がゼロとなる点をイオン拡散層深さと等しいと仮定していることなどが原因と考えられる。また、特許文献１に記載の方法は、化学強化ガラスの割れに対する強度についてのみ言及されており、実際の使用において重要な耐擦傷性についての対策が不十分である。
　そこで、本発明は、強度及び耐擦傷性が向上した化学強化ガラス及び化学強化用ガラスを提供することを目的とする。
　本発明者は鋭意研鑽を積んだ結果、ガラス組成と物性を限定することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
　すなわち、本発明は下記＜１＞～＜５＞に関するものである。
＜１＞　酸化物基準のモル百分率表示で、
　ＳｉＯ２を３８～７５％、
　Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、
　ＭｇＯを３～２０％、
　Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、
　Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、
　Ｂ２Ｏ３を０～５％、
　Ｐ２Ｏ５を０～６％、
　Ｎａ２Ｏを０～８％、
　Ｋ２Ｏを０～１０％、
　ＣａＯを０～２０％、
　ＳｒＯを０～２０％、
　ＢａＯを０～１５％、
　ＺｎＯを０～１０％、
　ＴｉＯ２を０～１％、及び
　ＺｒＯ２を０～８％を含有し、かつ
　ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、ビッカース硬度が６５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上である化学強化用ガラス。
＜２＞　酸化物基準のモル百分率表示で、
　ＳｉＯ２を３８～７５％、
　Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、
　ＭｇＯを３～２０％、
　Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、
　Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、
　Ｂ２Ｏ３を０～５％、
　Ｐ２Ｏ５を０～６％、
　Ｎａ２Ｏを０～８％、
　Ｋ２Ｏを０～１０％、
　ＣａＯを０～２０％、
　ＳｒＯを０～２０％、
　ＢａＯを０～１５％、
　ＺｎＯを０～１０％、
　ＴｉＯ２を０～１％、及び
　ＺｒＯ２を０～８％を含有し、かつ
　ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、ビッカース硬度が７００ｋｇｆ／ｍｍ２以上であり、
　表面圧縮応力（ＣＳ）が３００ＭＰａ以上であり、ガラス表面から５０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ５０）が３０ＭＰａ以上である化学強化ガラス。
＜３＞　ガラス表面から９０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ９０）が２５ＭＰａ以上である前記＜２＞に記載の化学強化ガラス。
＜４＞　前記表面圧縮応力と前記圧縮応力値（ＣＳ５０）との関係が、少なくとも２つの異なる関数で示される前記＜２＞または＜３＞に記載の化学強化ガラス。
＜５＞　前記２つの異なる関数が、ガラス表面から所定の深さまでの第１の領域と、前記第１の領域から前記表面圧縮応力が０になる深さまでの第２の領域において、前記第１の領域を示す一次関数及び前記第２の領域を示す一次関数である場合、前記第１の領域を示す一次関数の傾きは、前記第２の領域を示す一次関数の傾きよりも大きい前記＜４＞に記載の化学強化ガラス。
　本発明によれば、強度及び耐擦傷性が向上した化学強化ガラス及び化学強化用ガラスを提供することができる。
図１は、本発明のスクラッチ試験結果を示す図面である。
　以下に、本発明の化学強化ガラス及び化学強化用ガラスについて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施できる。
　本明細書において化学強化用ガラスのガラス組成を、化学強化ガラスの母組成ということがある。また、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
＜ガラス組成＞
　化学強化ガラスの厚みが十分大きい場合には、化学強化ガラスの引張応力を有する部分（以下、引張応力部分ともいう）は、イオン交換されていないから、化学強化ガラスの引張応力部分は、化学強化前のガラスと同じ組成を有している。その場合は、化学強化ガラスの、引張応力部分の組成を化学強化ガラスの母組成とみなすことができる。
　ガラスの組成は、ＩＣＰ発光分析等の湿式分析法により測定できる。また、溶融時に特に揮散しやすい成分を多量に含む場合を除いて、用いたガラス原料の配合量から計算で求められる。
　なお、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のモル百分率表示で表すものとする。
　本発明の化学強化ガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３８～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、ＭｇＯを３～２０％、Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、Ｂ２Ｏ３を０～５％、Ｐ２Ｏ５を０～６％、Ｎａ２Ｏを０～８％、Ｋ２Ｏを０～１０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～２０％、ＢａＯを０～１５％、ＺｎＯを０～１０％、ＴｉＯ２を０～１％、及びＺｒＯ２を０～８％含有し、かつヤング率が９０ＧＰａ以上であり、ビッカース硬度が７００ｋｇｆ／ｍｍ２以上であり、表面圧縮応力（ＣＳ）が３００ＭＰａ以上であり、ガラス表面から５０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ５０）が３０ＭＰａ以上である。
　本発明の化学強化用ガラスの組成（本発明の化学強化ガラスの母組成）は、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３８～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、ＭｇＯを３～２０％、Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、Ｂ２Ｏ３を０～５％、Ｐ２Ｏ５を０～６％、Ｎａ２Ｏを０～８％、Ｋ２Ｏを０～１０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～２０％、ＢａＯを０～１５％、ＺｎＯを０～１０％、ＴｉＯ２を０～１％、及びＺｒＯ２を０～８％含有し、かつヤング率が９０ＧＰａ以上であり、ビッカース硬度が６５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上である。
　以下に、本発明の化学強化ガラス及び化学強化用ガラスの各組成について説明する。
　ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり、化学的耐久性を上げる成分である。また、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させるために、ＳｉＯ２の含有量は３８％以上が好ましい。ＳｉＯ２の含有量は、より好ましくは、以下、段階的に、４２％以上、４６％以上、５０％以上、５４％以上、５８％以上、６２％以上である。
　一方、ガラスの溶融性を高くするためにＳｉＯ２の含有量は７５％以下であり、より好ましくは７２％以下、さらに好ましくは７０％以下、特に好ましくは６８％以下、最も好ましくは６６％以下である。
　Ａｌ２Ｏ３は化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分である。また、化学強化の際のイオン交換性能を向上させ、強化後の表面圧縮応力を大きくするために、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１％以上であり、好ましくは、以下、段階的に、３％以上、５％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上である。
　一方、ガラスの耐酸性を高め、または失透温度を下げるために、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２０％以下、特に好ましくは１８％以下、最も好ましくは１５％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多い場合はガラスの溶融温度が高くなり生産性が低下する。生産性を高くするためには、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１１％以下が好ましく、以下、段階的に、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下が好ましい。
　ＭｇＯは、化学強化ガラスの表面圧縮応力を増大させる成分である。また、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制するために、ＭｇＯの含有量は、好ましくは３％以上であり、より好ましくは、以下、段階的に、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上である。
　一方、ガラス溶融時の失透を抑制するためにＭｇＯの含有量は２０％以下が好ましく、より好ましくは、以下、段階的に、１８％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、１０％以下である。
　Ｌｉ２Ｏは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分であり、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分である。ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換し、上記ＣＳ９０が３０ＭＰａ以上になるような化学強化処理を行う場合、Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０％超であり、より好ましくは４％以上、さらに好ましくは５％以上、よりさらに好ましくは６％以上、特に好ましくは７％以上である。
　一方、ガラスの耐酸性を保つために、Ｌｉ２Ｏの含有量は、２０％以下が好ましく、より好ましくは１８％以下、さらに好ましくは１６％以下、特に好ましくは１５％以下、最も好ましくは１３％以下である。
　Ｙ２Ｏ３は、密度をあまり大きくせずにヤング率を大きくし、チッピング耐性を向上させる成分である。Ｙ２Ｏ３の含有量は、０％超であり、好ましくは１％以上、より好ましくは１．５％以上、さらに好ましくは３％以上、特に好ましくは５％以上、最も好ましくは７．５％以上である。
　一方、Ｙ２Ｏ３の含有量が過剰になるとガラスの耐酸性が低下し、または失透温度が高くなることから２０％以下であることが好ましく、より好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１２％以下、特に好ましくは９％以下である。
　Ｂ２Ｏ３は、化学強化ガラスのチッピング耐性を向上させ、また溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、Ｂ２Ｏ３を含有させる場合の含有量は、溶融性を向上するために好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。
　一方、ガラスの耐酸性を維持するために、Ｂ２Ｏ３の含有量は５％以下が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。溶融時の脈理の発生を防止するためには、実質的に含有しないことが好ましい。
　Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能およびチッピング耐性を向上させる成分である。Ｐ２Ｏ５は含有させなくてもよいが、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。
　一方、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制するために、Ｐ２Ｏ５の含有量は、６％以下であり、好ましくは４％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下である。溶融時の脈理の発生を防止するためには、実質的に含有しないことが好ましい。
　Ｎａ２Ｏはイオン交換により表面圧縮応力層を形成させ、またガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏは含有させなくてもよいが、ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換し、Ｎａ２Ｏを含有させる場合の含有量は１％以上が好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量は、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。
　一方、Ｎａ２Ｏの含有量が過剰になるとイオン交換により形成される表面圧縮応力が著しく低下する。Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは８％以下であり、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは６％以下、特に好ましくは５％以下、最も好ましくは４％以下である。
　硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合溶融塩に浸漬する等の方法により、ガラス表面のＬｉイオンとＮａイオン、ＮａイオンとＫイオンを同時にイオン交換する場合には、Ｎａ２Ｏの含有量は、さらに好ましくは７％以下、特に好ましくは６％以下、最も好ましくは５％以下である。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは２％以上、より好ましくは３％以上、さらに好ましくは４％以上である。
　Ｋ２Ｏは、イオン交換性能を向上させる等のために含有させてもよい。Ｋ２Ｏを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上、特に好ましくは３％以上である。
　一方、Ｋ２Ｏの含有量が過剰であると、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制するため、Ｋ２Ｏの含有量は１０％以下が好ましい。Ｋ２Ｏの含有量は、より好ましくは８％以下であり、さらに好ましくは６％以下であり、特に好ましくは４％以下であり、最も好ましくは２％以下である。
　ＣａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分であり、含有させてもよい。ＣａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。
　一方、イオン交換性能を高くするために、２０％以下が好ましい。ＣａＯの含有量は、より好ましくは１４％以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
　ＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分であり、含有させてもよい。ＳｒＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。
　一方、イオン交換性能を高くするために２０％以下が好ましい。ＳｒＯの含有量の含有量は、より好ましくは１４％以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
　ＢａＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分であり、含有させてもよい。ＢａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。
　一方、イオン交換性能を高くするためにＢａＯの含有量は１５％以下が好ましく、より好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。チッピング耐性を向上させるためには、含有しないことが好ましい。
　ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．２５％以上であり、より好ましくは０．５％以上である。
　一方、ガラスの耐候性を維持するためにＺｎＯの含有量は１０％以下が好ましく、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは２％以下、最も好ましくは１％以下である。
　ＴｉＯ２は、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．１５％以上、さらに好ましくは０．２％以上である。
　一方、溶融時の失透を抑制するために、ＴｉＯ２の含有量は１％以下が好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．２５％以下である。
　ＺｒＯ２は、イオン交換による表面圧縮応力を増大させる成分であり、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する効果があり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。
　一方、溶融時に失透しにくいためにはＺｒＯ２の含有量は８％以下が好ましく、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは４％以下、特に好ましくは２％以下、最も好ましくは１．２％以下である。
　Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５は、いずれも化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制する成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上であり、特に好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。
　一方、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ過剰であると溶融時にガラスが失透しやすくなり化学強化ガラスの品質が低下する恐れがある。Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、８％以下であることが好ましく、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは４％以下であり、最も好ましくは３％以下である。
　Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、化学強化ガラスが割れた際の破片数を少なくし、破片の飛散を抑制するために少量含有してもよいが、屈折率や反射率が高くなるので１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
　Ｆｅ２Ｏ３は、ガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｆｅ２Ｏ３は、熱線を吸収する成分であることから、溶融ガラスの熱対流を促してガラスの均質性を増し、また溶融窯の底煉瓦の高温化を防いで窯の寿命を延ばす等の効果があり、大型窯を用いる板ガラスの溶融プロセスでは組成中に含まれることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は好ましくは０．００２％以上、より好ましくは０．００６％以上、さらに好ましくは０．０１％以上、特に好ましくは０．０２％以上である。
　一方、過度に含有するとＦｅ２Ｏ３による着色が問題となる。酸化状態にあるＦｅ２Ｏ３が黄色の着色原因となり、還元状態にあるＦｅＯが青色の着色原因となることが知られており、両者のバランスでガラスは、緑色に着色することが知られている。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．３％以下が好ましく、０．０４％以下がより好ましく、０．０３％以下がさらに好ましく、０．０２５％以下が特に好ましい。
　さらに、ガラスを着色する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
　着色成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で、合計で７％以下の範囲が好ましい。７％を超えるとガラスが失透しやすくなり望ましくない。この含有量は好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。ガラスの可視光透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
　ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。Ａｓ２Ｏ３は含有しないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
　また、本発明の化学強化ガラス又は化学強化用ガラスは、銀イオンを表面に有することで、抗菌性を付与することができる。
　また、本発明の化学強化用ガラス又は化学強化ガラスは、破壊靱性値（Ｋ１ｃ）が０．７ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが好ましく、０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以上であることがより好ましく、０．７７ＭＰａ・ｍ１／２以上であることがさらに好ましく、０．８０ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが特に好ましく、０．８２ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが最も好ましい。当該破壊靱性値（Ｋ１ｃ）が０．７ＭＰａ・ｍ１／２以上であると、ガラスが破壊した時に生じる破片の数を抑制できる。
　なお、本明細書における破壊靱性値（Ｋ１ｃ）とは、ＤＣＤＣ法（Ｄｏｕｌｂｌｅ　Ｃｌｅａｖａｇｅ　Ｄｒｉｌｌｅｄ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ法）によりＫ１－ｖ曲線を測定し、クラック進展速度ｖが１０－１ｍ／ｓｅｃとなる応力拡大係数Ｋ１（ＭＰａ・ｍ１／２）として求められる破壊靱性値である。
　また、本発明においては、化学強化用ガラスのヤング率が７０ＧＰａ以上であるとともに、化学強化ガラスの最表面における圧縮応力値（ＣＳ）とガラス表面から１μｍの深さの部分の圧縮応力値（ＣＳ１）との差が５０ＭＰａ以下であることが好ましい。このようにすれば、化学強化処理後にガラス表面の研磨処理を行ったときに反りが生じにくいので好ましい。
　化学強化用ガラス又は化学強化ガラスのヤング率（Ｅ）は、より好ましくは９０ＧＰａ以上、特に好ましくは９５ＧＰａ以上、さらに好ましくは１００ＧＰａ以上である。ヤング率の上限は特に限定されないが、ガラスの耐酸性や失透特性を考慮した場合には、例えば１５０ＧＰａ以下であり、好ましくは１４５ＧＰａ以下、さらに好ましくは１３５ＧＰａ以下、特に好ましくは１２５ＧＰａ以下、最も好ましくは１１８ＧＰａ以下である。ヤング率は、たとえば超音波パルス法により測定できる。
　化学強化用ガラスの密度（ρ）は、製品の重さを軽くするため、さらにはチッピング耐性を向上させるため、好ましくは３．２ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは３．１ｇ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは３．０ｇ／ｃｍ３以下である。密度の下限は特に限定されないが、耐酸性など耐薬品性を維持するため、例えば２．３ｇ／ｃｍ３以上であり、好ましくは２．５ｇ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは２．７ｇ／ｃｍ３以上である。
　化学強化用ガラスの５０～３５０℃の平均線熱膨張係数（線膨張係数α）は、化学強化後の反りを低減するため、好ましくは１２０×１０－７／℃以下、より好ましくは１００×１０－７／℃以下、さらに好ましくは９０×１０－７／℃以下、特に好ましくは８０×１０－７／℃以下である。線膨張係数は、例えば、４５×１０－７／℃以上であり、好ましくは５５×１０－７／℃以上である。
　化学強化用ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、化学強化後の反りを低減するため、好ましくは５５０℃以上、より好ましくは５７０℃以上、さらに好ましくは５９０℃以上である。一方、ガラス転移点が７５０℃超ではフロート成形などの板成形時に使用できる部材が限定される。好ましくは７５０℃以下であり、より好ましくは７２０℃以下、さらに好ましくは７００℃以下、特に好ましくは６６０℃以下である。
　化学強化用ガラスのビッカース硬度（Ｈｖ）は、好ましくは６５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上であり、さらに好ましくは７００ｋｇｆ／ｍｍ２以上である。化学強化用ガラスのビッカース硬度（Ｈｖ）の上限は特に限定されるものではないが、ガラスの製造特性を考慮する場合、例えば、１０００ｋｇｆ／ｍｍ２以下であり、好ましくは９００ｋｇｆ／ｍｍ２以下、より好ましくは８００ｋｇｆ／ｍｍ２以下である。
　化学強化ガラスのビッカース硬度（Ｈｖｃｔ又はＨｖ）は、好ましくは７００ｋｇｆ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは７５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上であり、さらに好ましくは８００ｋｇｆ／ｍｍ２以上である。化学強化ガラスのビッカース硬度（Ｈｖｃｔ）の上限は特に限定されるものではないが、ガラスの製造特性を考慮する場合、例えば、１１００ｋｇｆ／ｍｍ２以下であり、好ましくは１０００ｋｇｆ／ｍｍ２以下、より好ましくは９００ｋｇｆ／ｍｍ２以下である。
　本発明の化学強化ガラスの表面の圧縮応力値（ＣＳ０）（以下、「表面圧縮応力値」や単に「ＣＳ」と称することもある。）は、好ましくは３００ＭＰａ以上であり、より好ましくは３５０ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは４００ＭＰａ以上である。一方、ＣＳ０の上限は特に限定されるものではないが、例えば１２００ＭＰａ以下であり、好ましくは１０００ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは８００ＭＰａ以下である。
　本発明の化学強化ガラスの圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、好ましくは５０μｍ以上であり、より好ましくは７０μｍ以上であり、さらに好ましくは９０μｍ以上であり、特に好ましくは１１０μｍ以上である。一方、ＤＯＬが２００μｍ超だとＣＴが大きくなり、割れた際に破片が飛散する危険性がある。ＤＯＬは好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１６０μｍ以下である。
　本発明の化学強化ガラスのガラス表面から５０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ５０）は、３０ＭＰａ以上が好ましい。より好ましくは４０ＭＰａ以上、さらに好ましくは５０ＭＰａ以上、特に好ましくは６０ＭＰａ以上である。
　本発明の化学強化ガラスのガラス表面から９０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ９０）は、２５ＭＰａ以上が好ましい。より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａ以上、特に好ましくは５０ＭＰａ以上である。
　表面圧縮応力（ＣＳ）と圧縮応力値（ＣＳ５０）との関係は、少なくとも２つの異なる関数で示されることが好ましい。例えば、２つの異なる関数とは、ガラス表面から所定の深さまでの第１の領域と、前記第１の領域から前記表面圧縮応力が０になる深さまでの第２の領域において、前記第１の領域を示す関数及び前記第２の領域を示す関数である。この時、前記第１の領域を示す関数と前記第２の領域を示す関数はいずれも一次関数であって、前記第１の領域を示す一次関数の傾きは、前記第２の領域を示す一次関数の傾きよりも大きいことが好ましい。
　本発明の化学強化ガラスは、例えば、以下のようにして製造できる。
　まず、化学強化処理に供するガラスを用意する。化学強化処理に供するガラスは、本発明の化学強化用ガラスが好ましい。化学強化処理に供するガラスは通常の方法で製造できる。例えば、ガラスの各成分の原料を調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。その後、公知の方法によりガラスを均質化し、ガラス板等の所望の形状に成形し、徐冷する。
　ガラス板の成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法及びダウンドロー法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好ましい。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法およびダウンドロー法も好ましい。
　その後、成形したガラスを必要に応じて研削および研磨処理して、ガラス基板を形成する。なお、ガラス基板を所定の形状及びサイズに切断したり、面取り加工したりする場合、後述する化学強化処理を施す前に、ガラス基板の切断や面取り加工を行えば、その後の化学強化処理によって端面にも圧縮応力層が形成されるため、好ましい。
　得られたガラス板に化学強化処理を施した後、洗浄および乾燥することにより、本発明の化学強化ガラスを製造できる。
　化学強化処理は、従来公知の方法によって行うことができる。化学強化処理においては、大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｋイオン）を含む金属塩（例えば、硝酸カリウム）の融液に、浸漬などによってガラス板を接触させることにより、ガラス板中の小さなイオン半径の金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＬｉイオン）が大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｎａイオンに対してはＫイオン、Ｌｉイオンに対してはＮａイオン又はＫイオン）と置換される。
　化学強化処理（イオン交換処理）は、例えば、３６０～６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ガラス板を０．１～５００時間浸漬することによって行うことができる。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５～５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３～２００時間が好ましい。
　化学強化処理を行うための溶融塩としては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
　本発明において、化学強化処理の処理条件は、ガラスの特性・組成や溶融塩の種類、ならびに、最終的に得られる化学強化ガラスに所望される表面圧縮応力（ＣＳ）や圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）等の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。
　また、本発明においては、化学強化処理を一回のみ行ってもよく、あるいは２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。ここで、例えば、１段階目の化学強化処理として、ＣＳが相対的に低くなる条件で化学強化処理を行った後に、２段階目の化学強化処理として、ＣＳが相対的に高くなる条件で化学強化処理を行うと、化学強化ガラスの最表面のＣＳを高めつつ、内部引張応力面積（Ｓｔ）を抑制でき、結果として内部引張応力（ＣＴ）を低めに抑えることができる。
　本発明の化学強化ガラスは、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末等のモバイル機器等に用いられるカバーガラスとして、特に有用である。さらに、携帯を目的としない、テレビ（ＴＶ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タッチパネル等のディスプレイ装置のカバーガラス、エレベータ壁面、家屋やビル等の建築物の壁面（全面ディスプレイ）、窓ガラス等の建築用資材、テーブルトップ、自動車や飛行機等の内装等やそれらのカバーガラスとして、また曲げ成形や加工により平板状でない曲面形状を有する筺体等の用途にも有用である。
　本発明の化学強化用ガラスは、失透温度Ｔが、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４以下であることが好ましい。失透温度ＴがＴ４より高い場合には、フロート法等によるガラス板成形時に失透による品質低下が生じやすいからである。
　本発明の化学強化用ガラスは、板厚０．８ｍｍのガラスに対し、ＮａＮＯ３：１００％、５００℃、１５時間の化学強化を行った後の表面圧縮応力値（ＣＳｇ）が、好ましくは３００ＭＰａ以上であり、より好ましくは３５０ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは４００ＭＰａ以上である。一方、ＣＳｇの上限は特に限定されるものではないが、例えば１２００ＭＰａ以下であり、好ましくは１０００ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは８００ＭＰａ以下である。
　また、本発明の化学強化用ガラスは、板厚０．８ｍｍのガラスに対し、ＮａＮＯ３：１００％、５００℃、１５時間の化学強化を行った後の圧縮応力層の深さ（ＤＯＬｇ）は、好ましくは３０μｍ以上であり、より好ましくは４０μｍ以上であり、さらに好ましくは５０μｍ以上であり、特に好ましくは６０μｍ以上である。
　本発明の化学強化ガラスは、板状（ガラス板）である場合、その板厚（ｔ）は、化学強化の効果を高くするためには、例えば２ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．９ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．８ｍｍ以下であり、最も好ましくは０．７ｍｍ以下である。また、当該板厚は、化学強化処理による十分な強度向上の効果を得る観点からは、例えば０．１ｍｍ以上であり、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、より好ましくは０．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。
　本発明の化学強化ガラスは、適用される製品や用途等に応じて、板状以外の形状でもよい。またガラス板は、外周の厚みが異なる縁取り形状などを有してもよい。また、上記ガラス板は、２つの主面と、これらに隣接して板厚を形成する端面とを有し、２つの主面は互いに平行な平坦面を形成していてもよい。ただし、ガラス板の形態はこれに限定されず、例えば２つの主面は互いに平行でなくともよく、また、２つの主面の一方又は両方の全部又は一部が曲面であってもよい。より具体的には、ガラス板は、例えば、反りの無い平板状のガラス板であってもよく、また、湾曲した表面を有する曲面ガラス板であってもよい。
　以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、表中の各測定結果について、空欄は未測定であることを表す。
（化学強化ガラスの作製）
　表中に示される酸化物基準のモル百分率表示の各ガラス組成となるようにガラス板を白金るつぼ溶融にて作製した。酸化物、水酸化物、炭酸塩または硝酸塩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１０００ｇになるように秤量した。ついで、混合した原料を白金るつぼに入れ、１５００～１７００℃の抵抗加熱式電気炉に投入して３時間程度溶融し、脱泡、均質化した。得られた溶融ガラスを型材に流し込み、ガラス転移点＋５０℃の温度において１時間保持した後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られたガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工して、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×板厚０．８（ｍｍ）の板状ガラス（化学強化用ガラス）を得た。ガラス中のＦｅ２Ｏ３量は０．０１２５％であった。
　つづいて、各ガラスに対して、化学強化処理を行うことにより、化学強化ガラスを得た。ＣＳｇ、ＤＯＬｇを得るため、例１～７のガラスについて板厚０．８ｍｍ、ＮａＮＯ３：１００％、５００℃、１５時間の条件で化学強化処理を行った。表１に結果を示す。なお、例１、例７のＣＳｇ、ＤＯＬｇの値は計算値である。
　また、スクラッチ試験に用いたガラスとしては、例１のガラスについては２種の溶融塩で処理を行い、板厚０．８ｍｍ、（１回目）ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、４時間、（２回目）ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、６時間で行った。例２～６のガラスについては、１種の溶融塩を用いて、板厚０．８ｍｍ、ＮａＮＯ３：１００％、５００℃、１５時間の条件で化学強化処理を行った。例７のガラスについては２種の溶融塩で処理を行い、板厚０．８ｍｍ、（１回目）ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、３時間、（２回目）ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間で行った。
＜密度（ρ）＞
　密度測定は液中ひょう量法（ＪＩＳＺ８８０７：２０１２　固体の密度及び比重の測定方法）で行った。単位は、ｇ／ｃｍ３である。
＜ヤング率（Ｅ）＞
　化学強化前のガラスについて、ヤング率Ｅ（単位；ＧＰａ）は、超音波パルス法（ＪＩＳ　Ｒ１６０２：１９９５）により測定した。
＜ビッカース硬度（Ｈｖ）＞
　化学強化前後のガラスについて、ビッカース硬度Ｈｖ（単位：ｋｇｆ／ｍｍ２）はＪＩＳ　Ｚ　２２４４：２００９『ビッカース硬さ試験－試験方法』の方法に準じ、荷重を１００ｇｆとして測定した。
＜ガラス転移点（Ｔｇ）＞
　化学強化前のガラスについて、ガラス転移点Ｔｇ（単位；℃）は、ＪＩＳ　Ｒ３１０３－３：２００１に規定されている方法に従い、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて測定した。
＜線膨張係数（α）＞
　線膨張係数αおよびガラス転移点ＴｇはＪＩＳ　Ｒ３１０２：１９９５『ガラスの平均線膨張係数の試験方法』の方法に準じ、５０～３５０℃の平均線熱膨張係数（α５０～３５０）（単位：／℃）を測定した。
＜ＣＳ、ＤＯＬ＞
　表面圧縮応力ＣＳ（単位：ＭＰａ）は、折原製作所社製の表面応力計ＦＳＭ－６０００によりＣＳを測定した。圧縮応力層の厚みＤＯＬ（単位：μｍ）、ＣＳ５０、ＣＳ９０、Ｃｓｇ及びＤＯＬｇについては、例１および２のガラスについてはＡｂｒｉｏ－ＩＭおよび薄片サンプルを用いた手法により測定し、例３～７のガラスについては散乱光光弾性を応用した折原製作所製の測定機ＳＬＰ１０００を用いて測定した。
＜スクラッチ試験＞
　＃８０ガーネットのサンドペーパーを約１ｃｍ角に切り出し、新東科学株式会社製トライボギアに取り付けて、３００ｇｆの荷重を加えて擦り、生成したキズの外観を観察した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上の結果から、例１～６は化学強化後のビッカース硬度Ｈｖが７００（ｋｇｆ／ｍｍ２）以上であることからスクラッチ耐性が優れていることがわかった。例１、３～６はビッカース硬度Ｈｖが７００（ｋｇｆ／ｍｍ２）以上、かつ、ＤＯＬｇが３０μｍ以上であり、スクラッチ耐性に優れており、かつ曲げ破壊耐性が優れていることがわかった。
　本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は２０１７年４月２８日出願の日本特許出願（特願２０１７－０８９９８４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (5)

  1. 　酸化物基準のモル百分率表示で、
    　ＳｉＯ２を３８～７５％、
    　Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、
    　ＭｇＯを３～２０％、
    　Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、
    　Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、
    　Ｂ２Ｏ３を０～５％、
    　Ｐ２Ｏ５を０～６％、
    　Ｎａ２Ｏを０～８％、
    　Ｋ２Ｏを０～１０％、
    　ＣａＯを０～２０％、
    　ＳｒＯを０～２０％、
    　ＢａＯを０～１５％、
    　ＺｎＯを０～１０％、
    　ＴｉＯ２を０～１％、及び
    　ＺｒＯ２を０～８％を含有し、かつ
    　ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、ビッカース硬度が６５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上である化学強化用ガラス。
  2. 　酸化物基準のモル百分率表示で、
    　ＳｉＯ２を３８～７５％、
    　Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、
    　ＭｇＯを３～２０％、
    　Ｌｉ２Ｏを０超２０％以下、
    　Ｙ２Ｏ３を０超２０％以下、
    　Ｂ２Ｏ３を０～５％、
    　Ｐ２Ｏ５を０～６％、
    　Ｎａ２Ｏを０～８％、
    　Ｋ２Ｏを０～１０％、
    　ＣａＯを０～２０％、
    　ＳｒＯを０～２０％、
    　ＢａＯを０～１５％、
    　ＺｎＯを０～１０％、
    　ＴｉＯ２を０～１％、及び
    　ＺｒＯ２を０～８％を含有し、かつ
    　ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、ビッカース硬度が７００ｋｇｆ／ｍｍ２以上であり、
    　表面圧縮応力（ＣＳ）が３００ＭＰａ以上であり、ガラス表面から５０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ５０）が３０ＭＰａ以上である化学強化ガラス。
  3. 　ガラス表面から９０μｍの深さ部分の圧縮応力値（ＣＳ９０）が２５ＭＰａ以上である請求項２に記載の化学強化ガラス。
  4. 　前記表面圧縮応力と前記圧縮応力値（ＣＳ５０）との関係が、少なくとも２つの異なる関数で示される請求項２または３に記載の化学強化ガラス。
  5. 　前記２つの異なる関数が、ガラス表面から所定の深さまでの第１の領域と、前記第１の領域から前記表面圧縮応力が０になる深さまでの第２の領域において、前記第１の領域を示す一次関数及び前記第２の領域を示す一次関数である場合、前記第１の領域を示す一次関数の傾きは、前記第２の領域を示す一次関数の傾きよりも大きい請求項４に記載の化学強化ガラス。
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