专利名称：强化玻璃及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种强化玻璃及其制造方法。
背景技术：
移动电话、数码相机、PDA等玻璃盖、或触摸显示器等的基板玻璃使用强化玻璃。近年来，这些装置有逐渐普及的倾向，从而要求廉价且大量地生产。用于这些用途的玻璃基板寻求高的机械强度。于是，目前提出通过离子交换法等进行强化的所谓化学强化玻璃。(例如专利文献1、2)专利文献I :特开2006-83045号公报
专利文献2 :特开2007-31211号公报但是，现有的强化玻璃在进行离子交换处理时需要长时间，从而成为成本高的原因。另外，由于要求移动电话等装置轻量小型，故要求用于该装置的玻璃基板薄型且低密度。但是，用于现有的强化玻璃其失透性差，故只能用滚压成形等方法，而难以成形为薄板。因此，需要在成形后用研磨等方法进行薄壁化。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种对该玻璃进行了强化的轻量的强化玻璃和其制造方法，该玻璃可以以低温或短时间进行离子交换处理，而且不需要研磨。本发明者进行了各种研究，结果发现，玻璃的应变点越低温度越低，或者可在短时间内进行离子交换，及改善玻璃的失透性并通过溢流下拉法成形，由此可实现上述目的，直至提出本发明。S卩，本发明提供一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有Si0260 80%、Al2033 18%、B2030 7%、Li20 O. 01 10%、Na204 16%、K20 O 15%、R’0 O 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)处于O. I 2的范围内的玻璃构成，在表面形成压缩应力层，其中R’ O为碱土类金属氧化物的合计量。另外，本发明提供一种强化玻璃，其特征在于由按质量％计含有SiO2 60 80%、Al2O3 8 18%、B2O3 O 5%、Li2O O. 01 10%、Na204 14%、K2O O. 01 10%、R，OO 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)处于O. 5 2的范围内的玻璃构成，在表面形成压缩应力层，其中R’ O为碱土类金属氧化物的合计量。优选的是，所述强化玻璃在表面形成300MPa以上的压缩应力层，且该压缩应力层的厚度为5μπι以上。本发明中的压缩应力层的压缩应力值及压缩应力层的深度使用表面应力计测定。优选的是，所述强化玻璃由按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值O. 05 2的范围内的玻璃构成。优选的是，所述强化玻璃由液相温度为1050°C以下(特别是1000°C以下)的玻璃构成。本发明的液相温度是指如下测定的值。首先，准备将玻璃粉碎，使其通过标准筛30目(500 μ m)，且在50目(300 μ m)残留的玻璃粉末。接着，将得到的玻璃粉末放入钼舟皿里，在温度梯度炉中保持24小时后，观察试样，以结晶体析出的最高温度设为液相温度。优选的是，所述强化玻璃由液相粘度为104_°dPa · s以上(特别是105_°dPa · s以上)的玻璃构成。本发明中低液相粘度是指如下求得的值。首先，预先准备玻璃的粘度曲线。其次，由粘度曲线求取与通过上述方法求出的液相温度相当的粘度，以其设为液相粘度。优选的是，所述强化玻璃具有未研磨的表面。本发明中的未研磨的表面是指未研磨玻璃的主表面(上面及下面)，换言之，是指上面及下面为热锻面。另外，在端面部即使进行倒角也没有问题。优选的是,所述强化玻璃其板厚为I. 5mm以下。另外，本发明提供一种强化玻璃的制造方法，其特征在于将按照成为按 质量％计含有 SiO2 60 80%、Al2O3 3 18% (优选 8 18%)、B2O3 O 7% (优选 O 5%)、Li2O
O.01 10%、Na20 4 16% (优选 4 14%)、K20 O 15% (优选 O. 01 10%)、R’ O O 5%，且按摩尔比计(Li2O+ Al2O3)/ (Na2O + K2O)处于O. I 2 (优选O. 5 2)的范围内的玻璃组成的方式调合好的玻璃原料熔融，成形为板状之后，进行离子交换处理而在玻璃板表面形成压缩应力层。另外，本发明提供一种玻璃，其特征在于按质量％计含有Si0260 80%、Al2O33 18% (优选 8 18%)、B203 O 7% (优选 O 5%)、Li20 O. 01 10%、Na20 4 16%(优选4 14%)、K2O O 15% (优选O. 01 10%)、R’ O O 5%，且按摩尔比计(Li2O +Al2O3) / (Na2O + K2O)处于O. I 2 (优选O. 5 2)的范围内。本发明的强化玻璃其应变点低，可以在低温下进行离子交换。在以与目前同等的温度进行处理时，离子交换处理不需要长时间。另外，失透性优良，可通过溢流下拉法成形，因此，不需要成形后的研磨工序。因此，本发明的强化玻璃可廉价且大量地生产。另外，由于碱土类金属氧化物成分的含量少，故密度低，另外，由于可通过溢流下拉法成形，故可将板厚减薄。因此，玻璃容易轻量化，可实现装置的轻量化。根据本发明的方法，可廉价且大量地生产机械强度高而且薄型轻量的强化玻璃。因此，适合用于移动电话、数码相机、PDA、显示器、太阳电池等玻璃罩、或触摸显示器等的玻璃基板的强化玻璃制造方法方面。本发明的玻璃为离子交换处理不需要长时间的玻璃。另外，失透性优良，可通过溢流下拉法成形，可廉价且大量地生产。因此，适合用于通过离子交换处理来强化的玻璃方面。
具体实施例方式本发明的强化玻璃具有以下特征。( I)可廉价且大量地制造。(2)容易轻量化。S卩，本发明的强化玻璃由于由失透性优良的玻璃构成，故可通过溢流下拉法成形。失透性差的玻璃不可以用滚压成形及浮法成形进行，而为进行薄壁化，需要有研磨工序。另一方面，若能够进行溢流下拉法的成形，则不需要研磨工序，可降低成本。另外，省略研磨工序对得到高强度的玻璃也有利。即，玻璃的理论强度本来非常高，但大多是以远比理论强度低的应力就会受到破坏。这是由于在玻璃表面因成形后的工序、例如研磨等而产生被称作格里菲斯裂纹的小缺陷。因此，通过采用在未研磨的状态下可使用玻璃的溢流下拉成形，可省略研磨工序，结果容易维持玻璃本来的强度。裂纹，溢流下拉法是适于薄板玻璃成形的方法。本发明的玻璃可通过该方法成形，因此可薄壁化，且容易轻量化。可通过溢流下拉法成形的玻璃的主要条件之一是失透性优良。具体而言，优选液相温度为1050°C以下，特别优选1000°C以下，液相粘度优选104_°dPa · s以上，特别优选105 0dPa · s 以上。另外，本发明的强化玻璃为在表面形成压缩应力层而进行离子交换处理(化学强化)。为高效地进行离子交换处理，本发明的强化玻璃中包含碱金属氧化物成分、及ai2o3。碱金属氧化物成分中的Li2O及K2O其自身为离子交换成分。另外，碱金属氧化物成分具有使玻璃应变点降低的效果，其结果可以以低温或短时间内进行离子交换处理。
另外，通过增加Li2O及Al2O3的含量，能大幅度提高离子交换性，但本发明的组成系中，当它们的含量过高时，失透性恶化。即，液相温度过高、或液相粘度过低，都会导致不能进行溢流下拉法的成形。于是，通过求取离子交换成分即碱金属氧化物和Al2O3的最佳t匕，可同时进行低温或短时间下的压缩应力层形成、和溢流下拉法的成形。另外，若能够在低温下进行玻璃熔融，则熔融容易，可进一步降低制造成本。从该观点出发，优选102 5dPa · s的粘度下的玻璃的温度为1630°C以下。另外，本发明的强化玻璃容易低密度化。作为密度升高的要素，可举出含有碱土类金属氧化物成分。但是，本发明的强化玻璃中，当碱土类金属氧化物成分多时，压缩应力层的深度有变浅的倾向，另外，失透性恶化而难以采用溢流下拉法。因此，本发明中，限制碱土类金属氧化物成分的含量，结果是可容易地将玻璃低密度化。密度的最佳范围为2. 5g/cm3以下。另外，本发明的强化玻璃不仅具备上述特征，而且可以具备下述特征。(3)具有高的机械强度且玻璃基板难以挠曲。(4)热膨胀系数与周边材料适合。玻璃基板容易挠曲时，在触摸面板等装置上，在用笔等按压显示器时，恐怕有可能会压迫装置内部的液晶元件等并引起显示不良。由于玻璃难以挠曲，故玻璃的杨氏模量优选70GPa以上。另外，从玻璃强度的观点出发，裂纹发生率优选60%以下。另外，为提高杨氏模量，只要增加Al2O3及碱土类金属氧化物成分的含量、或添加ZnO、ZrO2、稀土类等即可。为降低裂纹发生率，如后述，只要增加碱金属氧化物成分的含量且将它们的比例调整到适宜的范围即可。在热膨胀系数与周边材料不适合时，恐怕有产生玻璃基板被剥离等问题。例如，在用于玻璃罩的情况下，由于在周边具有金属及粘接剂等有机物，故当与它们的热膨胀系数不匹配时，在使用有机物粘接剂进行粘接时玻璃基板会剥离。为容易与周边材料的热膨胀系数适合，优选在30 380°C下具有70 100X10 —7/°C的热膨胀系数。本发明中，为提高玻璃的热膨胀系数，只要增加碱金属氧化物成分及碱土类金属氧化物成分的含量、或降低SiO2及Al2O3的含量即可，另外，为使热膨胀系数降低，只要减少碱金属氧化物成分及碱土类金属氧化物成分的含量、或增加SiO2及Al2O3的含量即可。
另外，Al2O3、碱土类金属氧化物成分、ZnO、ZrO2、稀土类等都有使玻璃的失透性恶化的倾向。另外，碱土类金属氧化物成分及ZnO有提高裂纹发生率的倾向。因此，在决定这些成分的含量时，充分考虑各成分的平衡是重要的。下面，详细说明本发明。首先，对本发明的玻璃及对其进行了强化的本发明的强化玻璃叙述限定为上述组
成的理由。在此，本说明书中，全部的百分率只要没有特别表示均表示质量％，另外，质量％与重量％为同一意思。SiO2的含量为60 80%。SiO2的含量增多时，玻璃难以熔融、成形，或热膨胀系
数过小而难以取得与周边材料的匹配。另一方面，若含量减少，则热膨胀系数增大，玻璃的耐热冲击性降低。另外，难以进行玻璃化、或失透性恶化。SiO2的最佳范围是上限为78%以下、77%以下、75%以下、特别是73%以下，下限为63%以上、65%以上、特别是67%以上。Al2O3的含量为3 18%。Al2O3具有提高玻璃的耐热性、离子交换性能、杨氏模量的效果。但是，Al2O3的含量增多时，玻璃中容易析出失透晶体，或热膨胀系数减小而难以与周边材料匹配，或闻温粘性提闻。Al2O3的最佳范围是上限为17%以下、16 %以下、15%以下、特别是14%以下，下限为4%以上、5%以上，特别是在要提高离子交换性能时，为8%以上、9%以上、10%以上、11%以上、特别是12%以上。B2O3的含量为O 7%。B2O3有降低玻璃的液相温度、高温粘度及密度的效果。但是，B2O3的含量升高时，因进行离子交换而可能在表面产生烧伤。另外，有时应变点过低，离子交换中应力缓和容易产生，从而可能不能得到所希望的压缩应力。B2O3的最佳含量是上限为5%以下、4. 5%以下、4%以下、3%以下，下限为O. I %以上、O. 5%以上、I %以上。Li2O的含量为0.01 10%。Li2O为离子交换成分，并且是使玻璃的高温粘度降低来提高熔融性及成形性、或使应变点降低的成分。另外，使裂纹发生率降低的效果大。但是，Li2O的含量过多时，不仅玻璃容易失透，而且热膨胀系数过大，导致玻璃的耐热冲击性降低、或难以与周边材料的热膨胀系数匹配。Li2O的最佳范围是上限为8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、特别是3%以下，下限为O. 5%以上、1%以上、特别是为I. 5%以上。Na2O的含量为4 16%。Na2O是离子交换成分，并且具有使玻璃的高温粘度降低来提高熔融性及成形性、或使裂纹发生率降低、或使应变点降低的效果。另外，也是改善失透性的成分。但是，Na2O的含量过大时，热膨胀系数过大，导致玻璃的耐热冲击性降低、或难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外，若过多，则反而有失透性恶化的倾向。Na2O的最佳范围是上限为15%以下、14%以下、11%以下、10%以下、特别是9%以下，下限为5%以上、6%以上、特别是7%以上。K2O的含量为O 15%，K20具有促进离子交换并加深压缩应力层深度的效果。另外，具有使玻璃的高温粘度降低来提高熔融性及成形性、或使裂纹发生率降低、或使应变点降低的效果。另外，也是改善失透性的成分。但是，Ka2O的含量过大时，热膨胀系数过大，导致玻璃的耐热冲击性降低、或难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外，若过多，则反而有失透性恶化的倾向。Ka2O的最佳范围是上限为10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6. 5%以下、特别是6%以下，下限为O. 01%以上、O. 5%以上、I %以上、2%以上、3%以上、特别是4%以上。
另外，碱金属氧化物成分(Li20、Na20、K20)的合计量过多时，玻璃容易失透，难以用溢流下拉法成形。另外，热膨胀系数过大而导致玻璃的耐热冲击性降低、或难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外，有时应变点过低。因此，这些成分的含量(以下记为R2O)优选20%以下、18%以下、特别优选16%以下。另一方面，R2O过少时，离子交换性能及熔融性恶化、或裂纹发生率升高。因此，R2O优选4. I %以上、5%以上、9%以上、特别优选13%以上。从提高离子交换性能的观点看，Li2O及Al2O3的含量越多越好。另一方面,从改善失透性的观点看，Li2O及Al2O3的含量越少越好，另外，Na2O及K2O越多越好。因此，本发明中，关于这些成分的比率，按摩尔比计将(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)的值调整为O. I 2。通过将该值设为2以下，可进一步改善玻璃的失透性。更优选的范围为I. 5以下、I. 3以下、特别优选I. 2以下。另一方面，当(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)的值过小时,担心离子交换性能恶化。另外，有失透性及熔融性恶化、或裂纹发生率上升的倾向。另外，本发明中，将(Li2O + Al2O3) / (Na2O + K2O)的值设为O. I以上。更优选的值为O. 5以上、O. 7以上、特别优选O. 9以上。
为降低裂纹发生率，不仅含有碱金属氧化物成分，而且将它们的比率调整到适宜的范围也是非常重要的。具体而言，按摩尔比计将Li2O/ (Na2O+ K2O)的值设为O. 05以上是重要的，特别是优选设为O. I以上、O. 15以上、O. 2以上、更优选设为O. 25以上。但是，若该值过大，则容易因Li2O引起的失透。因此，Li2O/ (Na2O + K2O)的上限为2以下，优选I. 5以下、I. 3以下、I. O以下、O. 8以下、O. 7以下、特别优选O. 5以下。碱土类金属氧化物成分(MgO、CaO、SrO、BaO)为可以添加如下所述各种目的的成分。但是，若这些成分过多，则有时密度及热膨胀系数提高、或失透性恶化、或裂纹发生率升高、或离子交换后的压缩应力层深度变浅。因此，这些成分的合计量(以下记为R’ O)优选5%以下、3%以下、I %以下、O. 8%以下、特别优选O. 5%以下。MgO是降低玻璃的高温粘度来提高熔融性及成形性、又是提高应变点及杨氏模量的成分。另外，碱土类金属氧化物成分中，提高离子交换性能的效果较高。但是，若MgO的含量过多，则有密度、热膨胀系数、裂纹发生率变高、又玻璃容易失透、容易分相的倾向，因此，其含量优选5%以下、3%以下、1%以下、O. 8%以下、特别优选O. 5%以下。CaO是降低玻璃的高温粘度来提高熔融性及成形性、又是提高应变点及杨氏模量的成分。另外，碱土类金属氧化物成分中，提高离子交换性能的效果较高。但是，若CaO的含量过多，则有密度、热膨胀系数、裂纹发生率变高、又玻璃容易失透、离子交换性能恶化的倾向，因此，其含量优选5%以下、3%以下、1%以下、O. 8%以下、O. 5%以下，理想的是实质上不含有CaO。SrO是降低玻璃的高温粘度来提高熔融性及成形性、又是提高应变点及杨氏模量的成分。但是，若SrO的含量过多，则有密度、热膨胀系数、裂纹发生率变高、又玻璃容易失透、离子交换性能恶化的倾向，因此，其含量优选5%以下、3%以下、1%以下、0.8%以下、特别优选O. 5%以下，理想的是实质上不含有SrO。BaO是降低玻璃的高温粘度来提高熔融性及成形性、又是提高应变点及杨氏模量的成分。但是，若BaO的含量过多，则有密度、热膨胀系数、裂纹发生率变高、又玻璃容易失透、离子交换性能恶化的倾向，因此，其含量优选5%以下、3%以下、1%以下、0.8%以下、特别优选0. 5%以下，理想的是实质上不含有BaO。
另外，若碱土类金属氧化物成分的合计量(R’ O)除以碱金属氧化物成分的合计量(R2O)的值增大，则呈现裂纹发生率变高、或失透性恶化的倾向。因此，该值优选O. 5以下、
0.4以下、O. 3以下、O. I以下。本发明的强化玻璃中，为优选含有合计量为90%以上、特别是95%以上的上述的SiO2, A1203、B2O3> Li2O, Na2O, K2O及R’ O的玻璃。若这些成分的合计量不足90%，则难以得到所希望的特性。另外，本发明的强化玻璃也可以只由这些成分构成，但在不大地损害玻璃特性的范围内可添加其它成分(任意成分 )。具体而言，也可以含有10%以下、特别是5%以下的任意成分。下面举例示出任意成分。ZnO是使玻璃的高温粘度降低、又是使杨氏模量提高的成分。另外还具有提高离子交换性能的效果。但是，若ZnO的含量过多，则热膨胀系数增大。另外，由于有玻璃容易失透、又裂纹发生率升高、又分相的倾向，故优选10%以下、8%以下、5%以下、4%以下、3%以下、特别优选2. 5%以下。ZrO2是提高玻璃的应变点及杨氏模量并提高离子交换性能的成分。但是，若ZrO2的含量过多，则失透性恶化。特别是在进行溢流下拉成形时，在与成形体的界面析出ZrO2引起的晶体，长期的操作中可能使生产性降低。因此，ZrO2的范围优选5%以下、3%以下、
1.5%以下、I %以下、O. 8%以下、O. 5%以下、特别优选O. 1%以下。作为澄清剂，可以含有O 3%的选自F、Cl、S03、Sb203、Sn02、Ce等组中的一种或两种以上。作为更优选的澄清剂的组合，SnO2 + Sb2O3 + Cl为O. 001 2%，优选O. I 1%。另外，在以SnO2单独使用时，为O. 05 1%，优选O. 05 O. 5%，更优选O. I 0.3%。另外，为实现用于离子交换的熔融盐长期稳定性，也可以以超过5%的范围分别含有TiO2及P205。但是，若TiO2的含量过多，则玻璃又着色又失透性恶化，因此，TiO2的最佳范围为O 4%、0 2%、特别为O 1%。另外，P2O5的含量多时，玻璃又分相又耐候性恶化。P2O5的最佳范围为O 4%、0 2%、特别为O 1%。Nb2O5及La2O3那样的稀土类元素氧化物为提高玻璃杨氏模量的成分。但是，原料自身的成本高，若大量含有，则失透性恶化，不能用溢流下拉法成形。因此，稀土类元素氧化物的含量合计应限制在3%以下、2%以下、1%以下、特别是O. 5%以下使用，理想的是不含有。另外，本发明中，将Co、Ni等玻璃强着色的过渡金属元素使透射率降低，故不优选。具体而言，优选诸如O. 5%以下、O. I %以下、特别是O. 05%以下之类调节原料或碎玻璃的使用量。在上述组成范围内，各成分的最佳范围可适宜选择。下面举出最佳的组成范围的例子。(i)按质量％计含有 SiO2 60 80%、A1203 3 18%、B203 O 7%、Li20 O. 01 10%,Na2O 4 16%,K2O O 15%,Rj O O 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3)/ (Na2O +K2O)的值为O. I 2，按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值为O. I O. 5。(ii)按质量％计含有 SiO2 60 80%、A1203 3 HB2O3 O 5%、Li20 O. 01 10%,Na2O 4 16%、K20 O 15%、R20 4. I 20%、R’ O O 5%，且按摩尔比计(Li2O +Al2O3)/ (Na2O + K2O)的值为 O. I 2，按摩尔比计 Li2O/ (Na2O + K2O)的值为 O. I O. 5。(iii)按质量 ％ 计含有 SiO2 60 80 %、Al2O3 8 18%、B2O3 O 5%、Li2OO. Ol 10%、Na20 4 14%、K20 0.01 10%、R’0 0 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)的值为 O. 5 2。(iv)按质量％计含有 SiO2 60 80%、A1203 9 16%、B203 O 5%、Li20 O. 01 10 %、Na2O 4 14%、K2O 0.01 10 %、R’ O O 5 %，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3) /(Na2O + K2O)的值为O. 5 2，按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值为O. I O. 8。(V)按质量％计 含有 SiO2 63 78%、A1203 9 16%、B203 O 4. 5%、Li20 O. 5 5%,Na2O 4 10%、K20 0.5 6.5%、R，0 O 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3V(Na2C) +K2O)的值为O. 5 I. 5，按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值为O. I O. 5。(vi)按质量％计含有 SiO2 60 73%,Al2O3 9 16%,B2O3 O 5%,Li2O O. 5 5%,Na2O 4 10%、K20 O. 5 6. 5%,MgO O 5%、R205 18%、R’ O O 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3) / (Na2O + K2O)的值为 O. 5 I. 5，按摩尔比计 Li2O/ (Na2O + K2O)的值为O. I O. 5。具有以上组成的玻璃是裂纹发生率低的玻璃，但特别理想的是要求裂纹发生率为60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、特别是20%以下。另外，理想的是，特别是用溢流下拉法的成形中为了玻璃不失透，将玻璃的液相温度调整到1050°C以下、1000°C以下、950°C以下、930°C以下、特别是900°C以下，理想的是将液相温度的粘度调整到104 0dPa · s以上、104 3dPa · s以上、104 5dPa · s以上、105_°dPa · s以上、105 3dPa · s 以上、105 5dPa · s 以上、105 7dPa · s 以上、特别是 105 9dPa · s 以上。另外，由于与其它构件的热膨胀系数匹配，故优选将30 380°C下的热膨胀系数调整到诸如 70 X 1(Γ7/ V 100 X 1(T7/ 0C >75 X 1(T7/ °C 95 X 10 — V °C、75 X 10 — V V 90X10 —7/°C、77X10 —7/°C 88X10 —7/°C、特别是 80X10 — 7/°C 88X 10 — 7/°C之类范围。另外，当玻璃的闻温粘度低时，给制造设备的负担小，品质也容易优良。因此，从廉价地制造的观点看，玻璃的高温粘度越低越好。具体而言，优选将102 5dPa · s的温度调整为1630°C、1600°C以下、1550°C以下、特别是1500°C以下。另外，若玻璃的相对杨氏模量(杨氏模量除以密度的值)高，则玻璃难以挠曲，因此，相对杨氏模量优选27GPa/ (g/cm3)以上、28GPa/ (g/cm3)以上、29GPa/ (g/cm3)以上、30GPa/ (g/cm3)以上。杨氏模量优选70GPa以上、71GPa以上、73GPa以上。另外，密度优选
2.55g/cm3 以下、2. 5g/cm3 以下、2. 45g/cm3 以下、2. 4g/cm3 以下。另外，玻璃的应变点越低，在低温或短时间内越能够进行离子交换，故优选之。具体而言，优选应变点为580°C以下、550°C以下，特别优选490°C以下。本发明的强化玻璃具有上述组成，并且在玻璃表面具有压缩应力层。压缩应力层的压缩应力大小优选为300MPa以上、400MPa以上、特别为500MPa以上、600MPa以上、尤其优选700MPa以上。压缩应力越大，玻璃的机械强度越高。另外，压缩应力层的厚度优选5 μ m以上、10 μ m以上、18 μ m以上、20 μ m以上、25 μ m以上、30 μ m以上，特别优选40 μ m以上。压缩应力层的厚度越大越好，即使有深的损伤也难以破裂。另外，本发明的强化玻璃优选具有未研磨的表面。若未研磨，则可廉价地提供强化玻璃。另外，由于没有研磨损伤，故容易维持玻璃本来的强度。另外，本发明的强化玻璃优选其板厚为I. 5mm以下、O. 7mm以下、O. 5mm以下、特别优选O. 3mm以下。板厚越薄,玻璃板越能够轻量化。接着，对制造本发明的强化玻璃的方法进行说明。首先，将玻璃原料调合为上述组成，并在1500 1600°C的温度进行熔融，使之玻璃化。其次，将熔融玻璃成形为板状。成形优选采用溢流下拉法。若使用溢流下拉法，则能够容易形成薄板。另外，由于可成形板厚薄而且表面品质高的玻璃板，故可省略研磨工序。之后，通过对得到的玻璃板实施离子交换处理(化学强化)，可得到本发明的强化玻璃。另外，离子交换处理例如可通过在400 550°C的硝酸钾溶液中将玻璃板浸溃I 8小时而进行。离子交换条件只要考虑玻璃的粘度特性等选择最佳的条件即可。·
实施例下面，基于实施例说明本发明。表1-3表不本发明的实施例(试样No. I 4、No. 6 11)及比较例(试样No. 5、12)。表I
权利要求
1.一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有SiO2 60^80%, Al2O3 3 18%、B2O3OHLi2O O. 0Γ10%,Νβ20 4 16%、K20 0 15%、R，0 0 5%，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)的值在O. 1 2的范围内、按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值在O. 7以下的范围内的玻璃构成，并在表面上形成有压缩应力层，其中，R’ O为碱土类金属氧化物组分的合计量。
2.一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有SiO2 60^80%, Al2O3 8^18%, B2O30^5%, Li2O O. 01 10%、Na2O 4 14%、K2O O. 01 10%、R’ O 0 5%，且按摩尔比计(Li2O +Al2O3) / (Na2O + K2O)的值在O. 5 2的范围内、按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值在O. 7以下的范围内的玻璃构成，并在表面上形成有压缩应力层，其中，R’ O为碱土类金属氧化物的合计量。
3.如权利要求I或2所述的强化玻璃，其特征在于，在表面上形成300MPa以上的压缩应力层，且所述压缩应力层的厚度在5 μ m以上。
4.如权利要求I或2所述的强化玻璃，其特征在于，由按摩尔比计Li2O/(Na2O + K2O)的值在O. 05^0. 5的范围内的玻璃构成。
5.如权利要求I或2所述的强化玻璃，其特征在于，由液相温度为1050°C以下的玻璃构成。
6.如权利要求I或2所述的强化玻璃，其特征在于，由液相粘度为104_°dPa· s以上的玻璃构成。
7.如权利要求I或2所述的强化玻璃，其特征在于，具有未研磨的表面。
8.如权利要求I或2所述的强化玻璃，其特征在于，板厚为I.5mm以下。
9.一种强化玻璃的制造方法，其特征在于，将调制成能够形成按质量％计含有SiO260^80%,Al2O3 3^18%,B2O3 0^7%,Li2O O. 01 10%、Na20 4^16%,K2O 0 15%、R’0 0^5%,且按摩尔比计(Li2O + Al2O3)/ (Na2O + K2O)的值在O. Γ2的范围内、按摩尔比计Li2O/(Na2O + K2O)的值在O. 7以下的范围内的玻璃组成的玻璃原料熔融，成形为板状，之后进行离子交换处理而在玻璃板表面上形成压缩应力层，其中，R’ O为碱土类金属氧化物的合计量。
10.如权利要求9所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，利用溢流下拉法成形为板状。
11.一种玻璃，其特征在于，按质量％计含有SiO2 60 80%、A12033 18%、B203 0 7%、Li2O O. 01 10 %、Na2O 4 16 %、K2O 0 15 %、R’ 00 5 %，且按摩尔比计(Li2O + Al2O3) /(Na2O + K2O)的值在O. Γ2的范围内、按摩尔比计Li2O/ (Na2O + K2O)的值在O. 7以下的范围内，其中R’ O为碱土类金属氧化物的合计量。
全文摘要
本发明涉及一种能够通过短时间离子交换处理而且不需要研磨的强化玻璃。该强化玻璃的特征在于，由按质量％计含有SiO2 60～80％、Al2O3 3～18％、B2O3 0～7％、Li2O 0.01～10％、Na2O 4～16％、K2O 0～15％、R’O(为碱土类金属氧化物的合计量)0～5％，且按摩尔比计(Li2O＋Al2O3)/(Na2O＋K2O)处于0.1～2的范围内、Li2O/(Na2O＋K2O)的值在0.7以下的范围内的玻璃构成，在表面形成有压缩应力层。该强化玻璃通过将调合为规定玻璃组成的玻璃原料熔融，通过溢流下拉玻璃形成方法成形为板状，随后进行离子交换处理，在玻璃板表面形成压缩应力层而形成。
文档编号C03C3/091GK102898023SQ201210343150
公开日2013年1月30日 申请日期2007年5月24日 优先权日2006年5月25日
发明者村田隆 申请人:日本电气硝子株式会社