玻璃板的制造方法_3

文档序号:9815848阅读:来源:国知局
板。
[0109] 这些之中,优选含有A1的组成的玻璃。A1与碱金属共存时,呈4配位而与Si同样地 参与成为玻璃的骨架的网状结构的形成。4配位的A1增加时,碱离子的移动变得容易,从而 在化学强化处理时离子交换变得容易进行。
[0110] 作为本发明的玻璃板的组成,可以列举在由摩尔%表示的组成中含有Si02 50~ 80%、Ah〇3 0.1 ~25%、Li2〇+Na20+K2〇 3~30%、Mg00~25%、Ca0 0~25%和Zr〇2 0~5% 的玻璃,但没有特别限定。更具体而言,可以列举以下的玻璃的组成。需要说明的是,例如, "含有MgO 0~25%"是指MgO虽非必需但可以最多含有25%的含义。(i)的玻璃属于钠钙硅 酸盐玻璃,(i i)和(i i i)的玻璃属于铝硅酸盐玻璃。
[0111] (i)在由摩尔%表示的组成中含有Si02 63~73%、Al2〇3 0.1~5.2%、Na20 10~ 16%、Κ20 0~1.5%、Mg0 5~13%和CaO 4~10%的玻璃
[0112] (ii)由摩尔%表示的组成含有Si02 50~74%、Ah〇3 1 ~10%、Na206~14%、Κ20 3 ~ll%、MgO 2~15%、Ca0 0~6%和Zr〇2 0~5%,Si〇2和AI2O3的含量的合计为75%以下、 Na20和K20的含量的合计为12~25%、Mg0和CaO的含量的合计为7~15%的玻璃
[0113] (iii)由摩尔%表示的组成含有Si02 68~80%、Al2〇3 4~10%、Na205~15%、Κ20 0~l%、MgO 4~15%和Zr〇2 0~1%的玻璃
[0114] (iv)由摩尔%表示的组成含有Si02 67~75%、Al2〇3 0~4%、Na207~15%、Κ20 1 ~9%、Mg0 6~14%和Zr〇2 0~1.5%,Si〇2和AI2O3的含量的合计为71~75%,Na20和K2O的 含量的合计为12~20%,含有CaO时其含量小于1 %的玻璃
[0115] 在本发明的玻璃板的制造方法中,对玻璃带的至少一个面,使含有在其结构中存 在氟原子的分子的气体或液体(以下称作含氟流体)与其接触而进行表面处理。对玻璃带的 至少一个面使含氟流体与其接触而进行表面处理的情况下,玻璃带的粘度优选为1.0X10 4 ~2.5X101QPa · s、更优选为 1.5Χ104~9.8X107Pa · s。通过设定为2.0X101QPa · s以下, 可以有效地抑制化学强化后的玻璃的翘曲。另外,通过设定为1.5 X 104~5.0 X 105Pa · s,以 下的(1)~(3)的效果变得显著,为更优选。
[0116] (1)玻璃的由化学强化产生的翘曲是由于玻璃两个表面的压应力之差而产生的。 通常而言,由浮法制作的玻璃板,其正反面的深度方向的组成分布不同。因此,由化学强化 产生的玻璃正反面的向深度方向的压应力的产生程度也不同,结果玻璃产生翘曲。该翘曲 依赖于压应力层的厚度(以下表述为D0L)。
[0117]另一方面,根据本发明人的研究结果,发现玻璃中的氟具有使由化学强化产生的 压应力松弛的效果。因此,通过将氟导入玻璃表面,可以减小上述的玻璃正反面的压应力 差,从而减小翘曲。此时,到D0L的深度为止产生的压应力之中,在到氟侵入深度为止的区域 产生应力松弛。因此,氟侵入深度深的情况下,在D0L发生变动时,氟侵入深度相对于压应力 深度的比例的变动减小,因此应力松弛的变动减小。作为其结果,翘曲改善量的变动也减 小。
[0118]根据以上的理由,通过将玻璃带的粘度设定为9.8X107Pa · s以下、尤其设定为 5.0X105Pa · s以下,可以使氟向玻璃中的侵入深度加深,并减少玻璃的最外表面的氟浓 度,从而抑制由化学强化产生的玻璃的翘曲的D0L依赖性。
[0119] (2)在对玻璃进行氟化处理后对玻璃进行研磨或蚀刻处理时,玻璃表面的氟减少, 由对玻璃进行氟化处理而产生的化学强化后的翘曲降低效果减少。通过将玻璃带的粘度设 定为9.8X107Pa · s以下、尤其设定为5.0X105Pa · s以下而使氟向玻璃中的侵入深度加深, 即使在化学强化前对玻璃进行了研磨或蚀刻处理的情况下,也能够充分确保由氟化处理产 生的化学强化后的玻璃的翘曲降低效果。
[0120] (3)通过对玻璃的一个面进行氟化处理而使最外表面的氟浓度升高时,存在由于 氟而应力仅在一个面松弛、变得难以产生CS这样的问题。通过将玻璃带的粘度设定为9.8X 107Pa· s以下、尤其设定为5.0X105Pa· s以下,可以防止最外表面的氟浓度升高,从而使Δ CS(顶面的CS的值与底面的CS的值之差)接近0,因此可以得到可以降低由化学强化产生的 翘曲同时在强度方面也优异的玻璃。
[0121] 由此,从氟的侵入深度、氟浓度的观点考虑,玻璃带的粘度越低越优选。但是,玻璃 带的粘度过低时,从使氟侵入起至对玻璃带进行缓冷而得到浮法玻璃为止的时间长,因此 侵入玻璃的氟反而脱离,结果有时向浮法玻璃中的氟侵入量降低。另外,氟侵入时的粘度过 低时,玻璃带处于非常厚的状态,使氟侵入该厚的状态的玻璃带时,之后,在将玻璃带拉薄 的同时进行成形而得到浮法玻璃时,结果浮法玻璃的每单位体积的氟浓度降低,而且氟的 侵入深度也变浅。
[0122] 根据以上,使氟侵入时的玻璃带的粘度优选以1.5X104Pa · s为下限。
[0123] 玻璃板的温度与粘度相关,其相关性根据玻璃的组成而不同。
[0124] 另外,将玻璃带的粘度设定为9.8 X 107以下,由此良好地保持玻璃带的表面平滑 性,并且容易以足以使化学强化后的玻璃的翘曲量降低的氟总接触量实施氟喷吹处理。需 要说明的是,在下文中,玻璃板这一用语有时作为统称玻璃板和玻璃带来使用。
[0125] 作为含氟流体,可以列举例如:氟化氢(HF)、氟利昂(例如氯氟烃、碳氟化合物、氢 氯氟烃、氢氟烃及哈龙)、氢氟酸、氟单质、三氟乙酸、四氟化碳、四氟化硅、五氟化磷、三氟化 磷、三氟化硼、三氟化氮、三氟化氯等,但不限于这些流体。
[0126] 这些之中,从与玻璃板表面的反应性高的方面考虑,优选氟化氢、氟利昂或氢氟 酸。另外,也可以将这些气体中的2种以上混合使用。另外,在由浮法制造玻璃时,对玻璃带 喷吹含氟流体的情况下,由于浮抛窑内氧化力过强,因此优选不使用氟单质。
[0127] 另外,在使用液体的情况下,可以以液体的原样通过例如喷涂供给至玻璃板表面, 也可以将液体汽化后供给至玻璃板表面。另外,也可以根据需要用其它流体进行稀释。
[0128] 作为含氟流体,也可以包含上述流体以外的流体,优选为在常温下不与存在有氟 原子的分子反应的流体。
[0129] 作为上述流体,可以列举例如:N2、空气、出、02、如、乂6、〇) 2^匕他和&等,但不限于 这些流体。另外,也可以将这些气体中的2种以上混合使用。
[0130] 作为含有在其结构中存在有氟原子的分子的气体的载气,优选使用N2、氩等惰性 气体。另外,含有在其结构中存在氟原子的分子的气体中还可以含有s〇 2(3s〇2在利用浮法等 连续生产玻璃板时使用,具有防止在缓冷区域中运送辊与玻璃板接触而在玻璃上产生损伤 的作用。另外,也可以含有在高温下分解的气体。
[0131] 此外,含有在其结构中存在氟原子的分子的气体或液体中也可以含有水蒸汽或 水。水蒸汽可以通过向经加热的水中鼓入氮气、氦气、氩气、二氧化碳等惰性气体而取出。在 需要大量水蒸汽的情况下,也可以采用将水送入汽化器而使其直接汽化的方法。
[0132] 通过对玻璃或玻璃带喷吹含氟流体,由此可以使氟从玻璃表面侵入而得到含有氟 的玻璃。
[0133] 在浮法中对玻璃带喷吹含氟流体而使氟侵入的情况下,含氟流体中的氟原子浓度 为0.1体积%~15体积%从降低对设备的负荷的方面考虑是优选的。
[0134] 在本发明中的浮法中,使用具有将玻璃原料熔融的熔融炉(包含澄清槽)、使熔融 玻璃漂浮在熔融金属(锡等)上并成形为玻璃带的浮抛窑以和对该玻璃带进行缓冷的缓冷 炉的玻璃制造装置来制造玻璃板。在紧接着熔融金属(锡)浴之后的缓冷区域中,玻璃板通 过辊运送而进行运送。此处,缓冷区域不仅包括缓冷炉内,还包括在浮抛窑内从上述熔融金 属(锡)浴运出后运送至缓冷炉内为止的部分。
[0135] 图9(a)中示出在利用浮法的玻璃板的制造中,对玻璃带上表面喷吹含有在其结构 中存在氟原子的分子的气体(以下称作含氟气体)的方法的概略说明图。
[0136] 在使熔融玻璃漂浮在熔融金属(锡等)上而形成玻璃带101的浮抛窑中,通过插入 到浮抛窑内的横梁1 〇 2,将含氟气体喷吹至该玻璃带101。如图9 (a)所示,该含氟气体优选从 玻璃带101未接触熔融金属面的一侧喷吹至玻璃带101。箭头Ya表示浮抛窑中玻璃带101流 动的方向。
[0137] 利用横梁102向玻璃带101喷吹上述含氟气体位置优选玻璃带101的粘度为1.0 X 104~2.5X101()Pa · s的位置,更优选为1.5X104~9.8X107Pa · s的位置。优选的玻璃带的 粘度根据喷吹的气体的种类而有所不同,但原则上,在上述范围内,通过对更低粘度的玻璃 带喷吹更高浓度和/或更多量的含氟流体,由此可以增加所得到的玻璃中的氟量。
[0138] 另外,横梁102的位置可以在辐射堰板工一シ3レ歹一卜)103的上游,也可以 在其下游。在HF的情况下,喷吹到玻璃带101的上述含氟流体的量优选为1 X 10-6~5 X 10-3 摩尔/玻璃带lcm2。
[0139] 需要说明的是,在使规定量的氟侵入至玻璃的较深的位置的情况下,如上述的那 样,尽管可以通过对更低粘度的玻璃带喷吹更高浓度和/或更多量的含氟流体而实现,但在 低粘度的
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