化学强化玻璃的制造方法和化学强化玻璃与流程

本发明涉及化学强化玻璃的制造方法和化学强化玻璃。

背景技术：

1、在智能手机等便携式终端的保护玻璃等中使用化学强化玻璃。化学强化玻璃为通过使玻璃与硝酸钠、硝酸钾等熔融盐组合物接触的离子交换处理而在玻璃的表面部分形成了压应力层的玻璃。在该离子交换处理中，在玻璃中所含的碱金属离子与熔融盐组合物中所含的离子半径大的碱金属离子之间发生离子交换，从而在玻璃的表面部分形成了压应力层。化学强化玻璃的强度依赖于由将从玻璃表面起算的深度作为变量的压应力(以下，也简称为cs。)表示的应力分布。

2、便携式终端等的保护玻璃有时因落下时等的变形而破裂。为了防止这样的断裂、即由弯曲引起的断裂，增大玻璃表面处的压应力是有效的。因此，最近形成700mpa以上的高表面压应力的情况增多。

3、便携式终端等的保护玻璃在终端落下到沥青、沙子上时，有时因与突起物的碰撞而破裂。为了防止这样的断裂、即由冲击引起的断裂，增大压应力层深度，将压应力层形成至玻璃的更深部分而提高强度是有效的。

4、另一方面，当在玻璃物品的表面部分形成压应力层时，在玻璃物品中心部必然产生与压应力的总量对应的拉应力(以下也简称为ct。)。当该ct值过大时，在玻璃物品断裂时剧烈地破裂，碎片飞散。当ct值大于其阈值(以下也简称为ct极限。)时，玻璃自行破碎，损伤时的破碎数量会爆炸性地增加。ct极限对于玻璃组成而言为固有值。

5、因此，设计化学强化玻璃的表层的压应力的总量，以使得增大表面压应力，将压应力层形成至更深的部分，另一方面不超过ct极限。例如，在专利文献1中公开了将ct控制在特定范围内的化学强化玻璃。

6、作为评价在智能手机中使用的玻璃类材料的强度的指标之一，有“set落下强度试验”。“set落下强度试验”为使将智能手机壳体或模拟了智能手机的模拟板和玻璃类材料贴合而得到的样品落下并将发生破裂时的落下高度作为强度的指标的试验。set落下强度为能够反映作为制品使用时的玻璃类材料的强度的指标。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特表2017-523110号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、在化学强化玻璃中，当ct值大于ct极限值时，容易自行破碎，因此以往设计成化学强化玻璃中的表层压应力的总量不大于ct极限值。因此，由set落下强度表示的化学强化玻璃的强度取决于ct极限值，能够实现的set落下强度存在界限。

3、因此，本发明的目的在于提供一种化学强化玻璃的制造方法和化学强化玻璃，该化学强化玻璃在避开ct极限的同时显示出比以往优异的set落下强度。

4、用于解决问题的手段

5、本发明人对上述问题进行了研究，结果发现，在化学强化玻璃的制造方法中，通过包含以下的第一离子交换处理和以下的第二离子交换处理，能够解决上述问题，从而完成了本发明，在第一离子交换处理中，对化学强化用玻璃施加大于构成化学强化用玻璃的玻璃材料的ct极限值的拉应力，在第二离子交换处理中，在该第一离子交换处理后，将化学强化用玻璃的拉应力降低至小于ct极限值。

6、本发明涉及一种化学强化玻璃的制造方法，对由下式(1)求出的cta值为x(单位mpa)的化学强化用玻璃实施离子交换处理而得到化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的制造方法包含：

7、第一离子交换处理，其中使第一熔融盐组合物与上述化学强化用玻璃接触，使上述化学强化用玻璃的由下式(2)求出的ctave值大于x(单位mpa)；和

8、第二离子交换处理，其中在上述第一离子交换处理后，使具有与上述第一熔融盐组合物不同的成分比率的第二熔融盐组合物与上述化学强化用玻璃接触，使上述化学强化用玻璃的上述ctave值小于x(单位mpa)。

9、

10、t：板厚(μm)

11、k1c：断裂韧性值(mpa·m1/2)

12、ctave＝ict/lct…式(2)

13、ict：拉应力的积分值(pa·m)

14、lct：拉应力区域的板厚方向长度(μm)

15、另外，本发明涉及一种化学强化玻璃，其中，由下式(3)表示的z的值满足下述不等式(4)。

16、z＝(cs30-60积分值/ict)…式(3)

17、z>0.29×y3+0.00086×ln(y2)+0.0013×y-0.0213×t…式(4)

18、在不等式(4)中，y＝k1c。

19、cs30-60积分值：从表面起算的深度30μm～60μm的压应力cs的积分值(pa·m)

20、ict：拉应力的积分值(pa·m)

21、k1c：断裂韧性值(mpa·m1/2)

22、发明效果

23、根据本发明的制造方法，通过第一离子交换处理对化学强化用玻璃施加大于ct极限值的拉应力，然后通过随后的第二离子交换处理使拉应力小于ct极限值，从而增加离子的扩散量。由此，能够在避开ct极限的同时提高有助于set落下强度的玻璃的表层压应力，能够制造利用以往的制造方法难以实现的具有高set落下强度的化学强化玻璃。

技术特征：

1.一种化学强化玻璃的制造方法，其为对由下式(1)求出的cta值为x(mpa)的化学强化用玻璃实施离子交换处理而得到化学强化玻璃的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化玻璃的制造方法包含：

2.如权利要求1所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述第一离子交换处理中，所述化学强化用玻璃含有第一碱金属离子，所述第一熔融盐组合物含有离子半径比所述第一碱金属离子大的第二碱金属离子，在所述第二离子交换处理中，所述第二熔融盐组合物含有离子半径比所述第二碱金属离子大的第三碱金属离子。

3.如权利要求2所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述第二熔融盐组合物还含有所述第一碱金属离子。

4.如权利要求2或3所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述第一碱金属离子为锂离子，

5.如权利要求4所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述第一熔融盐组合物含有硝酸钠，

6.如权利要求5所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述第二熔融盐组合物还含有硝酸锂。

7.如权利要求1～6中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述第一离子交换处理和所述第二离子交换处理中的至少一者为两步以上的离子交换处理。

8.如权利要求1～7中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，以氧化物基准的摩尔％计，所述化学强化用玻璃含有：

9.如权利要求1～7中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，以氧化物基准的摩尔％计，所述化学强化用玻璃含有：

10.如权利要求1～9中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述第一离子交换处理中，所述第一熔融盐组合物的温度为360℃以上且450℃以下。

11.如权利要求10所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述第一离子交换处理中，使所述化学强化用玻璃与所述第一熔融盐组合物接触的时间为0.5小时以上且12小时以下。

12.如权利要求1～11中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述第二离子交换处理中，所述第二熔融盐组合物的温度为360℃以上且450℃以下。

13.如权利要求12所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述第二离子交换处理中，使所述化学强化用玻璃与所述第二熔融盐组合物接触的时间t2(分钟)使用所述第二熔融盐组合物的温度t[℃]由下式表示，

14.一种化学强化玻璃，其中，由下式(3)表示的z的值满足下述不等式(4)，

15.如权利要求14所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度30μm～60μm的压应力cs的积分值(mpa)除以拉应力的积分值ict(pa·m)而得到的值为0.145以上，

16.如权利要求15所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以断裂韧性值k1c(mpa·m1/2)而得到的值为152以上。

17.如权利要求15或16所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以表面压应力cs0(mpa)而得到的值为0.140以上。

18.如权利要求15～17中任一项所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以由下式(2)求出的ctave值(mpa)而得到的值为2.0以上，

19.如权利要求14所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度30μm～60μm的压应力cs的积分值(mpa)除以拉应力的积分值ict(pa·m)而得到的值为0.205以上，

20.如权利要求18所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以断裂韧性值k1c(mpa·m1/2)而得到的值为240以上。

21.如权利要求19或20所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为0.7mm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以由下式(2)求出的ctave值(mpa)而得到的值为2.6以上，

22.如权利要求14所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度30μm～60μm的压应力cs的积分值(mpa)除以拉应力的积分值ict(pa·m)而得到的值为-0.442×t+0.2以上，

23.如权利要求22所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以断裂韧性值k1c(mpa·m1/2)而得到的值cs50/k1c为225×t-25以上。

24.如权利要求22或23所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以表面压应力cs0(mpa)而得到的值cs50/cs0为0.25×t-0.05以上。

25.如权利要求22～24中任一项所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以由下式(2)求出的ctave值(mpa)而得到的值cs50/ctave为4.3×t-1以上，

26.如权利要求14所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度30μm～60μm的压应力cs的积分值(mpa)除以拉应力的积分值ict(pa·m)而得到的值cs30-60积分值/ict/t为-0.6×t+0.70以上，

27.如权利要求26所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以断裂韧性值k1c(mpa·m1/2)而得到的值cs50/k1c为350×t-15以上。

28.如权利要求26或27所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为tmm的情况下，将从表面起算的深度50μm处的压应力cs50(mpa)除以由下式(2)求出的ctave值(mpa)而得到的值cs50/ctave为5×t-0.85以上，

技术总结
本发明的目的在于提供在避开CT极限的同时显示出比以往优异的set落下强度的化学强化玻璃的制造方法和化学强化玻璃。一种化学强化玻璃的制造方法，其为对由下式(1)求出的CTA值为x(单位MPa)的化学强化用玻璃实施离子交换处理而得到化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃的制造方法包含：第一离子交换处理，其中使第一熔融盐组合物与所述化学强化用玻璃接触，从而使所述化学强化用玻璃的由下式(2)求出的CTave值大于x(单位MPa)；和第二离子交换处理，其中在所述第一离子交换处理后，使具有与所述第一熔融盐组合物不同的成分比率的第二熔融盐组合物与所述化学强化用玻璃接触，从而使所述化学强化用玻璃的所述CTave值小于x(单位MPa)。CTave＝ICT/L<subgt;CT</subgt;…式(2)。

技术研发人员：关谷要,鹿岛出
受保护的技术使用者：AGC株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15