室外用化学强化玻璃板的制作方法_2

文档序号:9437924阅读:来源:国知局
5102、1~20%的厶1203、8~22%的似 20、0~10%的1(20、0~14%的]\%0、 0~5%的Zr02、0~10%的CaO。以下,对于百分比表示,如果没有特别限定,就是指摩尔 百分比表不含量。
[0039] 以下说明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。
[0040] SiO2作为在玻璃微细结构中形成网状结构的成分而被知晓,是构成玻璃的主要成 分。3丨02的含量为56 %以上,优选60 %以上,更优选63 %以上,进一步优选65 %以上。此 外,3丨02的含量为75%以下,优选73%以下,更优选71%以下。若SiO2的含量在56%以上, 则在作为玻璃的稳定性和耐候性的方面是极优的。另一方面,若3;[02的含量在75%以下, 则在熔化性和成形性的方面是极优的。
[0041] Al2O3具有能提高化学强化中的离子交换性能的作用,特别是提高表面压缩应力 (CS)的作用较大。也作为提高玻璃的耐候性的成分而被知晓。此外,在浮法成形时具有抑 制锡从底面浸入的作用。Al2O3的含量为1%以上,优选3%以上,更优选5%以上。此外, Al2O3的含量为20%以下,优选17%以下,更优选12%以下,进一步优选10%以下,特别优 选7 %以下。如果Al2O3的含量在1 %以上,则通过离子交换可得所需的CS,而且可获得抑 制锡的浸入的效果。另一方面,如果Al2O3的含量在20%以下,则即使在玻璃的粘性高的情 况下,失透温度也不会大幅上升,所以从钠钙玻璃生产线上的熔化、成形的方面来看是极优 的。
[0042] SiOjP Al 203的含量的总和SiO 2+Α1203优选在80 %以下。大于80 %时,高温下的玻 璃的粘性增大,熔融有时会变得困难,优选在79 %以下、更优选78 %以下。此外,Si02+Al203优选70%以上。低于70%时,打入压痕时的耐裂纹性降低,更好是72%以上。
[0043] Na2O是通过离子交换形成表面压缩应力层的必需成分,具有加深压缩应力深度 (DOL)的作用。此外,是降低玻璃的高温粘性和失透温度、提高玻璃的熔化性、成形性的成 分。Na2O的含量为8%以上,优选12%以上,更优选13%以上。此外,Na2O的含量为22%以 下,优选20 %以下,更优选16 %以下。如果Na2O的含量在8 %以上,则能够通过离子交换形 成所需的表面压缩应力层。另一方面,如果Na2O的含量在22%以下,则可获得足够的耐候 性。
[0044] K2O不是必需的,但因为具有增大离子交换速度、加深DOL的效果,所以也可以含有 K2〇。另一方面,如果K2O过多,将不能获得足够的CS。含有K2O的情况下,优选在10%以下, 更优选8%以下,进一步优选6%以下。如果K2O的含量在10%以下,则可得到足够的CS。
[0045] MgO不是必需的,但是使玻璃稳定化的成分。MgO的含量优选2%以上,更优选3% 以上,进一步优选3. 6%以上。此外,MgO的含量优选14%以下,更优选8%以下,进一步优 选6%以下。如果MgO的含量在2%以上,则玻璃的耐化学品性良好。高温下的熔化性良好, 不易发生失透。另一方面,如果MgO的含量在14%以下,则可维持不易发生失透,获得足够 的离子交换速度。
[0046] ZrO2不是必需的,但通常已知其具有增大化学强化时的表面压缩应力的作用。但 是,即使含有少量的ZrO2,不但会增加成本,其效果也不大。因此,可以在成本允许的范围内 含有任意比例的ZrO2。含有的情况下,优选在5%以下。
[0047] CaO不是必需的,但是使玻璃稳定化的成分。CaO具有阻碍碱金属离子的交换的倾 向,所以特别是在希望增大DOL的情况下,优选减少其含量、或者不含CaO。另一方面,为了 提尚耐化学品性,CaO的含量优选为2%以上,更优选为4%以上,进一步优选6%以上。含 有CaO时的量优选为10%以下,更优选9%以下,进一步优选8. 2%以下。如果CaO的含量 在10%以下,则可保证足够的离子交换速度,获得所需的D0L。
[0048] SrO不是必需的,但也可以为了降低玻璃的高温粘性、降低失透温度的目的而含 有。SrO具有能降低离子交换效率的作用,所以特别是在希望增大DOL的情况下,优选不含 SrO。含有SrO时的量优选为3%以下,更优选2%以下,进一步优选1%以下。
[0049] BaO不是必需的,但也可以为了降低玻璃的高温粘性、降低失透温度的目的而含 有。BaO具有增加玻璃的比重的作用,所以在希望轻量化的情况下,优选不含BaO。含有BaO 时的量优选为3 %以下,更优选2 %以下,进一步优选1 %以下。
[0050] 已知1102大多存在于天然原料中,是黄色的着色源。TiO2的含量优选为0.3%以 下,更优选〇. 2%以下,进一步优选0. 1 %以下。如果TiO2的含量超过0. 3%,则玻璃略带黄 色。
[0051] 除此以外,作为玻璃熔融的澄清剂,可适当含有氯化物、氟化物等。
[0052] 本发明的玻璃实质上由以上说明的成分形成,但在不损害本发明的目的的范围 内,可以含有其他成分。含有这种成分的情况下,优选这些成分的含量的总和为5 %以下,更 优选3%以下,典型的是1 %以下。以下,对上述的其他成分举例说明。
[0053] 为了提高玻璃在高温下的熔融性,例如最多可以含有2%的ZnO。但是,在用浮法 进行制造时,在浮法锡槽中被还原而成为制品缺陷,所以优选不含ZnO。
[0054] 为了提高高温下的熔融性或玻璃强度,可以在低于1%的范围内含有B203。通常而 言,如果同时含有Na2O或K2O的碱金属成分和B2O3,则挥发剧烈,明显地侵蚀耐火砖,所以优 选实质上不含B203。
[0055] Li2O是降低应变点而容易引起应力松弛、结果导致难以得到稳定的表面压缩应力 层的成分,因此优选不含Li2O,即使在含有Li2O的情况下,也优选其含量低于1 %,更优选 0. 05 %以下,特别优选低于0. 01%。
[0056] 除了这样的成分的玻璃以外,也可以在获得所需的应力值的范围内使用钠钙硅酸 盐玻璃。
[0057] 此外,如上所述,如果10年、20年长期暴露于风雨及沙尘,则无法预想到在玻璃板 的主面上形成多大程度的损伤,此外,没有人关注作为其结果可能产生的玻璃板的破损的 担忧。本发明人对于这样在室外环境中暴露20年的玻璃板的主面上形成了多大程度的损 伤进行了分析。
[0058] (分析例1)
[0059] 在位于日本的京浜工厂地区的卡车及乘用车频繁通过的道路附近,收集了两块在 飞来的沙尘较多的建筑物上设置了 20年的建筑窗户玻璃(嵌丝玻璃;850X950mm)。从该 窗户玻璃分别取出3块200X200mm的玻璃片,测定了在面向室外的主面上形成的、目视观 察为显著的损伤的各片的板厚方向上的最大深度。在对主面进行蚀刻以使损伤变清楚后, 用激光显微镜进行测定。其结果示于表1。表中玻璃片的编号表示从图2(a)的窗户玻璃的 正面示意图中示出的部位取出的玻璃片。此外,图3中示出对玻璃片1、2的主面进行拍摄 后的放大照片。另外,该窗户玻璃的板厚为6. 8_。
[0060] (分析例2)
[0061] 收集1块在位于日本的京浜工厂地区的面向大海的、暴露于含有沙尘及盐分的风 雨的工厂中设置了 20年的建筑窗户玻璃(浮法玻璃;855X 1150mm)。从该窗户玻璃取出8 块200X200mm的玻璃片,测定了在面向室外的主面形成的、目视观察为显著的损伤的各片 的板厚方向上的最大深度(单位:μπι)。在对主面进行蚀刻以使损伤变清楚后,用激光显微 镜进行测定。其结果示于表1。表1中玻璃片的编号表示从图2(b)的窗户玻璃的正面示意 图中示出的部位取出的玻璃片。此外,图4中示出对玻璃片9、11、13的主面进行拍摄后的 放大照片。另外,该窗户玻璃的板厚为5. 0mm。
[0062] [表 1]
[0064] 根据以上的结果可知,在风雨和沙尘多的受到瞩目的地区,在设置了 20年的玻璃 板的主面所形成的损伤的深度最大约为9 μ m。由此,通过将本发明的室外用化学强化玻璃 板的压缩应力层的厚度设为IOym以上,为了充分体现由压缩应力层引起的强度增加量优 选设为15 μ m以上,从而能够预防损伤穿透压缩应力层,即使长期暴露于室外环境,也能降 低玻璃板的破损。
[0065] 另一方面,不仅仅是在自然环境中静置,在长期使用的过程中有时还会对玻璃板 施加不可预测的冲击。对玻璃板施加这样的冲击时,有时也防止不了玻璃板的破损。化学 强化玻璃板在内部具有压缩应力,所以在破损时蓄积于内部的能量释放,碎片有时会飞散 到远处。如果蓄积于内部的能量
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