化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适合作为在平板电脑、笔记本电脑、智能手机以及电子书阅读器等信 息设备中所具备的触控面板显示器的保护玻璃及触摸传感器玻璃、液晶电视及电脑监视器 等的保护玻璃、太阳能电池用保护玻璃、以及用于建筑物、住宅的窗户的复层玻璃等中使用 的化学强化玻璃的素板玻璃的化学强化用玻璃、和使用该化学强化用玻璃的化学强化玻璃 及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，对于信息设备而言，如平板电脑、智能手机及电子书阅读器等所看到的那 样，具备触控面板显示器的设备已成为主流。触控面板显示器具有在显示器用玻璃基板上 重叠有触摸传感器玻璃和保护玻璃的结构。另外，还有被称为OGS (One glass solution，单 片玻璃方案）的将触摸传感器玻璃与保护玻璃一体化的构成的结构。
[0003] 触摸传感器玻璃、保护玻璃及OGS的玻璃中的任意一种玻璃都要求薄且高强度， 使用通过离子交换实施了化学强化处理的化学强化玻璃。
[0004] 这些化学强化玻璃的强化特性通常用表面压应力（CS ;Compressive stress)和 压应力层深度（D0L;D印th of layer)来表示。在以通常的钠钙玻璃作为素板玻璃来实施 化学强化处理的情况下，一般可得到CS为500~600MPa、DOL为6~10 μ m的化学强化玻 璃。
[0005] 另外，为了提高强度，提出了容易进行离子交换的组成的铝硅酸盐玻璃，在以铝硅 酸盐玻璃作为素板玻璃来实施化学强化处理的情况下，可得到CS为700~850MPa、DOL为 20~100 μm的化学强化玻璃。
[0006] 触摸传感器玻璃或OGS的玻璃中，在化学强化处理后在单面或双面形成ITO等导 电性膜。为了高效地进行化学强化处理或成膜处理，利用尽可能大的玻璃板进行这些处理 并在这些处理后切断成多个产品形状的多倒角是有效的。
[0007] 如上所述，钠钙玻璃的化学强化玻璃的CS和DOL的值并没有那么大，因此，在化学 强化处理后能够切断，适合于多倒角。
[0008] 但是，对于现有的钠钙玻璃的化学强化玻璃而言，难以使CS提高至近年来所要求 的玻璃强度水平。因此，提出了即使是使用钠钙玻璃的化学强化玻璃也能够进行化学强化 处理后的切断并且能够提高玻璃强度的化学强化处理方法（例如参见专利文献1)。
[0009] 另一方面，铝硅酸盐玻璃的化学强化玻璃通常CS和DOL的值大，因此不适合于化 学强化处理后的切断。因此，需要在切断成产品形状后对每张实施化学强化处理，成为制造 成本升高的因素之一。因此，即使是铝硅酸盐玻璃，也已知有通过缩短化学强化处理时间而 有意地使DOL变薄从而能够进行化学强化处理后的切断这样的化学强化玻璃（例如参见专 利文献2)。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :国际公开第2013/47676号
[0013] 专利文献2 :日本特开2013-14512号公报
【发明内容】
[0014] 发明所要解决的问题
[0015] 根据专利文献1中公开的方法，需要进行严格控制的两个阶段的化学强化处理， 在第一阶段和第二阶段的处理中使用成分不同的硝酸盐且处理温度也不同。因此，要使用 两个强化处理槽进行处理，是制造成本比以往高的方法，因此会失去廉价这样的使用钠钙 玻璃的优越性。另外，由于进行两次化学强化处理，因此强化后的玻璃的翘曲增大。为了避 免上述情况，需要进行预先除去因锡浸入等的影响而使强化特性改变的表面层的工序。
[0016] 另一方面，在专利文献2中公开了能够在化学强化处理后切断的应力的范围。专 利文献2中表示为压应力函数F的值已知通常作为中央拉应力（内部拉应力，CT ;Center tension)，将玻璃板的板厚设为t时，已知处于下述关系。
[0017] CT = CS · DOL/ (t-2D0L) (1)
[0018] 但是，专利文献2规定了与对通常的钠钙玻璃实施常规的化学强化处理而得到的 应力相比没有任何变化的应力范围，并没有针对通常的钠钙玻璃示出提高强度的方针。
[0019] 另外，铝硅酸盐玻璃含有比通常的钠钙玻璃更昂贵的成分，并且与通常的钠钙玻 璃相比需要在更高的温度下进行熔化、成形，因此，存在制造成本高这样的问题，在相同的 强度水平时，不具有使用铝硅酸盐玻璃的优越性。
[0020] 本发明的目的在于提供能够进行化学强化处理后的切断（后切割）并且即使实施 与以往相同的化学强化处理也能够使强度与现有的钠钙玻璃相比得以提高的化学强化用 玻璃和使用该化学强化用玻璃的化学强化玻璃及其制造方法。
[0021] 用于解决问题的手段
[0022] 本发明人发现，通过具有特定组成的玻璃，能够进行化学强化处理后的切断，并且 即使实施与以往相同的化学强化处理也能够使强度与现有的钠钙玻璃相比得以提高，从而 完成了本发明。
[0023] 即，本发明如下所述。
[0024] 1. 一种化学强化用玻璃，其为以基于氧化物的质量百分率计含有65~72%的 Si02、3. 4 ~8. 6% 的 Α1203、3· 3 ~6% 的 Mg0、6. 5 ~9% 的 Ca0、13 ~16% 的 Na20、0 ~1% 的 K20、0 ~0· 2% 的 Ti02、0. 01 ~0· 15% 的 Fe203、0. 02 ~0· 4% 的 SO3的玻璃板，其中， (Na2CHK2O)/Al 2O3为 1. 8 ~5。
[0025] 2.如前项1所述的化学强化用玻璃，其中，上述玻璃板的板厚为0.1 mm以上且 I. 5mm以下。
[0026] 3.如前项1或2所述的化学强化用玻璃，其中，以基于氧化物的质量百分率计，所 述化学强化用玻璃含有0~0. 5%的Sr0、0~0. 5%的Ba0、0~1 %的ZrO2，并且实质上不 含有B2O3。
[0027] 4.如前项1~3中任一项所述的化学强化用玻璃，其中，上述玻璃板通过浮法成 形。
[0028] 5. -种化学强化玻璃，其通过对前项1~4中任一项所述的化学强化用玻璃进行 化学强化处理而得到。
[0029] 6.如前项5所述的化学强化玻璃，其中，表面压应力（CS)为600MPa以上、压应力 层深度（DOL)为5μπι以上且30μπι以下、中央拉应力（CT)为30MPa以下，
[0030] 在此，将上述玻璃板的板厚设为t，中央拉应力（CT)通过下述式（1)计算出，
[0031] CT = CS · DOL/(t-2D0L) (1) 〇
[0032] 7.如前项6所述的化学强化玻璃，其中，上述表面压应力为650MPa以上、上述压应 力层深度为7 μπι以上且20 μπι以下。
[0033] 8. -种化学强化玻璃的制造方法，其包括对前项1~4中任一项所述的化学强化 用玻璃进行离子交换处理的化学强化工序。
[0034] 9.如前项8所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，上述化学强化用玻璃通过浮 法成形，并且具有底面和顶面，所述底面为在成形时与熔融金属接触的面，所述顶面为该底 面的相反侧的面，在上述化学强化工序之前，包括利用酸性气体对上述顶面进行脱碱处理 的工序。
[0035] 发明效果
[0036] 本发明的化学强化用玻璃通过具有特定的组成、特别是使Al2O3和Na 20的含量以 及（Na2CHK2O)/Al2O 3为特定范围，能够提供能有效地提高基于化学强化处理的CS的值并且 能够在化学强化处理后切断的化学强化玻璃。
【附图说明】
[0037] 图1是表示CSXDOL与翘曲的相关关系的图（实施例4)。
【具体实施方式】
[0038] 将本发明的化学强化用玻璃和对该化学强化用玻璃实施了化学强化处理的化学 强化玻璃统称为本发明的玻璃。
[0039] 以下，对本发明的一个实施方式进行说明。本实施方式的化学强化用玻璃的特征 在于，以基于氧化物的质量百分率计，含有65~72%的Si0 2、3. 4~8. 6%的A1203、3. 3~ 6%的 Mg0、6.5 ~9% 的 Ca0、13 ~16%的 Na20、0 ~1%的1(20、0 ~0.2%的 Ti02、0.01 ~ 0· 15%的 Fe203、0. 02 ~0· 4%的 SO3，并且，（Na2CHK2O)/Al2O 3为 L 8 ~5。
[0040] 以下，对在本实施方式的化学强化用玻璃中将玻璃组成限定为上述范围的理由进 行说明。
[0041] SiO2已知作为在玻璃微细结构中形成网状结构的成分，是构成玻璃的主要成分。 51〇 2的含量为65%以上、优选为66%以上、更优选为66. 5%以上、进一步优选为67%以上。 另外，3102的含量为72%以下、优选为71. 5%以下、更优选为71%以下。5102的含量为65% 以上时，在作为玻璃的稳定性、耐候性方面是优越的。另一方面，310 2的含量为72%以下时， 在熔化性和成形性方面是优越的。
[0042] Al2O3具有提高化学强化中的离子交换性能的作用，特别是提高CS的作用大。还 已知Al 2O3作为提高玻璃的耐候性的成分。另外，具有在浮法成形时抑制锡从底面浸入的作 用。此外，具有在进行SO 2处理时促进脱碱的作用。
[0043] Al2O3的含量为3. 4%以上、优选为3. 8%以上、更优选为4. 2%以上。另外，Al2O3 的含量为8. 6%以下、更优选为8%以下、进一步优选为7. 5%以下、特别优选为7%以下。 Al2O3的含量为3. 4%以上时，通过离子交换可以得到期望的CS值，另外，可以得到抑制锡的 浸入的效果、相对于水分量变化的稳定性的效果、脱碱促进效果。另一方面，Al 2O3的含量为 8. 6%以下时，即使在玻璃的粘性高的情况下，失透温度也不会大幅升高，因此，在钠钙玻璃 生产线中的熔化、成形方面是优越的。
[0044] MgO是使玻璃稳定的成分，是必须的。MgO的含量为3. 3%以上、优选为3. 6%以上、 更优选为3. 9%以上。另外，MgO的含量为6%以下、优选为5. 7%以下、更优选为5. 4%以 下。MgO的含量为3. 3%以上时，高温下的熔化性良好，不易发生失透。另一方面，MgO的含 量为6%以下时，可维持不易发生失透，可得到充分的离子交换速度。
[0045] CaO是使玻璃稳定的成分，是必须的。CaO的含量为6. 5%以上、优选为6. 7%