强化玻璃和强化用玻璃的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及强化玻璃和强化用玻璃，尤其涉及适于移动电话、数码相机、PDA(便携 终端）、太阳能电池等的盖板玻璃或者适于显示器、尤其是触控面板显示器的玻璃基板的强 化玻璃和强化用玻璃。
【背景技术】
[0002] 移动电话、数码相机、PDA、触控面板显示器、大型电视、非接触供电等设备正在趋 于日益普及。
[0003] 在这些用途中，使用了经离子交换处理等进行过强化处理后的强化玻璃（参见专 利文献1、非专利文献1)。
[0004] 另外，近年来，强化玻璃在数字标牌、鼠标、智能电话等的外装部件中的使用开始 增加。
[0005] 作为强化玻璃的主要的需求特性，可以举出（1)高的机械强度、（2)高的耐损伤 性、（3)轻量、（4)低成本等。尤其在智能电话的用途中，轻量化、即薄型化的要求正在提高。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2006-83045号公报
[0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献1 :泉谷彻郎等、"新型玻璃及其物性"（新LU力' 7只t?物性）、第 一版、株式会社经营系统研究所、1984年8月20日、P.451-498
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问题
[0012] 然而，若将以往的强化玻璃薄型化，则内部的拉伸应力变得过大，在强化玻璃的破 损时，有可能破片飞散或者强化玻璃自身破坏。因此，增加压缩应力层的压缩应力值、厚度 来提高强化玻璃的机械强度自然而然存在极限。因此，尽可能地抑制在强化玻璃造成的表 面损伤来抑制机械强度的下降变的有效。
[0013] 作为不易损伤的强化用玻璃、即裂纹发生率低的强化用玻璃，提出了B2O3高含量 的玻璃。然而，B2O3高含量玻璃不易得到高的强化特性。
[0014] 另外，B2O3含量越多，则强化用玻璃的应变点越容易下降。低应变点的强化用玻 璃存在强化特性容易随着1^0 3熔融盐的温度变化而变化这样的问题。尤其是，若推进薄型 化，则产生由于强化用玻璃面内的强化特性的微小不均会导致强化玻璃的翘曲量变大这样 的问题。为了解决该问题，需要严密地控制强化用玻璃面内的强化特性，在这一方面，强化 用玻璃的高应变点化也是有效的。
[0015] 因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其技术课题为创造即便不过量地含有 B2O3，裂纹发生率也低，并且强化特性和应变点足够高，而且适于薄型化的强化玻璃和强化 用玻璃。
[0016] 用于解决问题的手段
[0017] 本发明人等进行了各种研究，结果发现，通过严密地限制玻璃组成，可以解决上述 技术课题，从而作为本发明而提出。即，本发明的强化玻璃的特征在于，其为在表面具有压 缩应力层的强化玻璃，作为玻璃组成，以摩尔％计含有SiO2 50~80%、Al2O3 10~30%、 8203 0 ~6%、似20 5 ~25%、]\%0 0~10%，实质上不含厶8203、513203、？130和？。此处，"实 质上不含As2O3"是指尽管作为玻璃成分不主动添加As2O3，但容许杂质水平的添加，具体来 说，是指As2O3的含量小于0. 1摩尔％的情况。"实质上不含Sb203"是指尽管作为玻璃成分 不主动添加Sb2O3，但容许杂质水平的添加，具体来说，是指Sb2O3的含量小于0. 1摩尔％的 情况。"实质上不含PbO"是指尽管作为玻璃成分不主动添加PbO,但容许杂质水平的添加， 具体来说，是指PbO的含量小于0. 1摩尔％的情况。"实质上不含F"是指尽管作为玻璃成 分不主动添加F，但容许杂质水平的添加，具体来说，是指F的含量小于0. 1摩尔％的情况。
[0018] 本发明的强化玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计含有SiO2 50~80%、 Al2O3 12 ~18%、B2O3 0 ~3%、Na2O12 ~18%、K2O0 ~2%、MgO0? 1 ~4%、CaO0 ~ 2%，摩尔比Na2OAl2O3为 0.6 ~1.6。
[0019] 本发明的强化玻璃在强化处理前的裂纹发生率优选为80%以下。此处，"裂纹发 生率"是指如下进行测定的值。首先，在保持在湿度30%、温度25°C的恒温恒湿槽内，将设 定成载重1000 gf?的维氏压头压入玻璃表面（光学研磨面）15秒钟，在该15秒后对从压痕 的四个角产生的裂纹的数量进行计数（一个压痕最大为4)。如此压入压头50次，求出总裂 纹产生数后，通过（总裂纹产生数/200)X100的式子求出裂纹发生率。
[0020] 优选本发明的强化玻璃的压缩应力层的压缩应力值为900MPa以上且1500MPa以 下，且压缩应力层的厚度为IOym以上且60ym以下。此处，"压缩应力层的压缩应力值"和 "压缩应力层的厚度"是指，在使用表面应力计（例如株式会社东芝制FSM-6000)观察试样 时，根据所观察到的干涉条纹的根数和其间隔算出的值。
[0021] 本发明的强化玻璃的应变点优选为590°C以上。此处，"应变点"是指基于ASTM C336的方法测定的值。
[0022] 本发明的强化玻璃的液相温度优选为1250°C以下。此处，"液相温度"是指，将通 过标准筛30目（500ixm)但残留于50目（300ixm)的玻璃粉末放入铂坩埚中，在温度梯度 炉中保持24小时后，取出铂坩埚，通过显微镜观察在玻璃内部确认到失透（结晶异物）的 最高温度。
[0023] 本发明的强化玻璃的液相粘度优选为l(^5dPa*s以上。此处，"液相粘度"是指用 铂球提升法对液相温度时的粘度进行测定的值。
[0024] 本发明的强化玻璃在104'°dPa?s的粘度时的温度优选为1400°C以下。此处，"在 104°dPa?s的粘度时的温度"是指用铂球提升法测定的值。
[0025] 优选本发明的强化玻璃在104'5dPa?s的粘度下与氧化铝耐火物接触48小时后， 在接触界面产生的失透结晶为1个/mm2以下。
[0026] 本发明的强化玻璃优选为平板形状。
[0027] 本发明的强化玻璃的厚度优选为0. 3~2. 0mm。
[0028] 本发明的强化玻璃优选用溢流下拉法成形而成。此处，"溢流下拉法"是，使熔融玻 璃从成形体耐火物的两侧溢出，边使溢出的熔融玻璃在成形体耐火物的下端汇合，边对下 方进行拉伸成形而制造玻璃板的方法。溢流下拉法的情况下，玻璃板的要成为表面的面不 与成形体耐火物的表面接触，以自由表面的状态成形。因此，可以廉价地制造未研磨且表面 品质好的玻璃板。
[0029] 本发明的强化玻璃优选用于触控面板显示器。
[0030] 本发明的强化玻璃优选用于移动电话的盖板玻璃。
[0031] 本发明的强化玻璃优选用于太阳能电池的盖板玻璃。
[0032] 本发明的强化玻璃优选用于显示器的保护构件。
[0033] 本发明的强化玻璃的特征在于，作为玻璃组成以摩尔％计含有SiO2 50~80%、 Al2O3 12 ~18%、B2O3 0 ~3%、Na2O12 ~18%、K2O0 ~2%、MgO0? 1 ~4%、CaO0 ~ 2%，摩尔比Na2OAl2O3为0? 6~L6,实质上不含As203、Sb203、PbO和F，压缩应力层的压缩 应力值为900MPa以上且1500MPa以下，压缩应力层的厚度为IOym以上且60ym以下，应 变点为590°C以上，液相温度为1250°C以下，液相粘度为104'5dPa*s以上，在104'5dPa*s的 粘度下与氧化铝耐火物接触48小时后，在接触界面产生的失透结晶为1个/mm2以下，厚度 为0. 3~2. 0mm，为平板形状。
[0034] 本发明的强化用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计含有SiO2 50~ 80%、Al2O3 10 ~30%、B2O3 0 ~6%、Na2O5 ~25%、MgO0 ~10%，实质上不含As203、 Sb203、Pb0 和F。
[0035] 本发明的强化用玻璃的裂纹发生率优选为80%以下。
[0036] 本发明的强化用玻璃的特征在于，厚度为0? 3~2. 0_，压缩应力层的压缩应力值 为900MPa以上且1500MPa以下，压缩应力层的厚度为IOym以上且60ym以下，应变点为 590°C以上，裂纹发生率为80%以下。
[0037] 本发明的强化用玻璃的特征在于，厚度为0? 7~2. 0mm，压缩应力层的压缩应力 值为1000 MPa以上，压缩应力层的厚度为40ym以上，应变点为590°C以上，裂纹发生率为 80%以下。
[0038] 本发明的强化用玻璃的ACS优选为IOOMPa以下。此处，"ACS"是指，对在400°C 的KNO3熔融盐中浸渍4小时后的压缩应力值CS4。。、和在430°C的KNO3熔融盐中浸渍4小时 后的压缩应力值CS43。进行测定后通过ACS=CS4。。-CS43。的式子所计算的值。
【具体实施方式】
[0039] 本发明的强化玻璃在其表面具有压缩应力层。作为在表面形成压缩应力层的方 法，有物理强化法和化学强化法。本发明的强化玻璃优选用化学强化法制作而成。化学强 化法是在玻璃的应变点以下的温度下通过离子交换处理在玻璃的表面导入离子半径大的 碱离子的方法。如果用化学强化法形成压缩应力层，则即便在玻璃的厚度薄的情况下，也可 恰当地形成压缩应力层，并且在形成压缩应力层后，即便对强化玻璃进行裁切，如风冷强化 法等物理强化法那样，强化玻璃也不容易破坏。
[0040] 在本发明的强化玻璃中，限定各成分的含量范围的理由示于下文中。需要说明的 是，在各成分的含量范围的说明中，％的表达只要没有特别声明就是指摩尔％。
[0041]SiO2是形成玻璃的网络的成分。SiO2的含量优选为50~8