玻璃板的制作方法_2

文档序号:9815854阅读:来源:国知局
0.45质量%以上。
[0065]通过浮法制造的玻璃板(以下有时称为浮法玻璃)通常向顶面翘曲约30μπι,因此Δ Na20量大于1.2质量%时,翘曲的改善过度进行而有可能向相反侧发生大幅翘曲。
[0066]另外,在玻璃板为浮法玻璃的情况下,其△ Na20量大于0.7质量%时,有时容易形 成在玻璃板表面存在对于用作保护玻璃带来障碍的程度的凹部的玻璃板。因此,要求在玻 璃表面没有凹部时,ANa20量优选为0.7质量%以下、更优选为0.65质量%以下、特别优选 为0.6质量%以下。
[0067]需要说明的是,此处所谓的凹部是指使用SEM(扫描电子显微镜)在5万倍~20万倍 的倍数下对玻璃板表面进行观察时确认为凹部的凹部,典型地直径为l〇nm~20nm或其以 上、而且典型地直径为40nm以下、深度为5nm~10nm或其以上。另外,产生对于用作保护玻璃 带来障碍的程度的凹部是指表面的凹部密度为7个Λ? 2以上的情况。因此,即使在表面存在 凹部,也优选其密度为6个/μπι2以下。需要说明的是,凹部密度为6个/μπι 2时的凹部平均间隔 为460nm。
[0068] 需要说明的是,在为通过浮法制造的玻璃板的情况下,优选顶面的表面Na20量比 另一个面即底面的表面Na 20量低。
[0069] 在本说明书中,玻璃板的一个面和另一个面是指在板厚方向上相对的一个面和另 一个面。另外,玻璃板的两面是指在板厚方向上相对的两面。
[0070] 2.玻璃板的制造方法
[0071] 在本发明中将熔融玻璃成形为板状的玻璃板的方法没有特别限定,另外,该玻璃 只要是具有能够通过化学强化处理进行强化的组成的玻璃,就可以使用各种组成的玻璃。 例如,以如下方式制造:将各种原料适量调配,加热熔融,然后通过脱泡或搅拌等均质化,利 用公知的浮法、下拉法(例如熔融法等)或压制法等成形为板状,在退火后切割为期望的尺 寸并实施研磨加工。这些制造方法中,通过浮法制造的玻璃特别容易发挥本发明的效果即 化学强化后的翘曲改善效果,因此优选。
[0072] 作为在本发明中使用的玻璃板,具体而言,典型地可以列举例如:包含钠钙硅酸盐 玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、硼硅酸玻璃等的玻璃板。
[0073] 其中,优选含有A1的组成的玻璃。在共存有碱时,A1形成四配位而与Si同样地参与 作为玻璃骨架的网状物的形成。四配位的A1增加时,碱离子的迀移变得容易,在化学强化处 理时容易进行离子交换。
[0074] 玻璃板的厚度没有特别限制,可以列举例如为2mm、0 · 8mm、0 · 73mm、0 · 7mm等,为了 有效地进行后述的化学强化处理,通常优选为5mm以下、更优选为3mm以下、进一步优选为 1.5mm以下、特别优选为0.8mm以下。
[0075] 通常,要求厚度0.7mm的玻璃板的化学强化后的翘曲量为40μηι以下。对于90mm见方 的玻璃板而言,在压应力(CS)为750MPa、压应力层深度(D0L)为40μπι的情况下,化学强化后 的翘曲量为约130μπι。另一方面,化学强化后的玻璃板的翘曲量与板厚的平方存在反比例的 关系,因此,玻璃板的厚度为2.0mm时的翘曲量为约16μπι,实质上翘曲不会成为问题。因此, 在玻璃板的厚度小于2_、典型地为1.5_以下时,有可能产生化学强化后的翘曲的问题。 [0076]作为本发明的玻璃板的组成,可以列举以由摩尔%表示的组成计含有50%~80% 的 Si〇2、0.1 % ~25% 的 Α12〇3、3% ~30% 的Li2〇+Na20+K2〇、0~25% 的 Mg0、0~25% 的CaO 和 0 ~5%的Zr02的玻璃,但没有特别限定。更具体而言,可以列举下述的玻璃的组成。需要说明 的是,例如,"含有0~25%的MgO"是指MgO不是必要成分但可以含有25 %以下的含义。⑴的 玻璃包含在钠钙硅酸盐玻璃中,(i i)和(i i i)的玻璃包含在铝硅酸盐玻璃中。
[0077] (i)以由摩尔%表示的组成计,含有63%~73%的Si02、0.1%~5.2%的Al2〇3、 10%~16%的Na 20、0~1.5%的Κ20、5%~13%的MgO和4%~10%的CaO的玻璃 [0078] (^)以由摩尔%表示的组成计,含有50%~74%的51〇2、1%~10%的厶12〇3、6%~ 14% 的Na20、3% ~11% 的Κ20、2% ~15% 的Mg0、0~6% 的 CaO 和0 ~5% 的 Zr〇2,Si〇2和Al2〇3 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
[0079] (iii)以由摩尔%表示的组成计,含有68%~80%的Si〇2、4%~10%的Al2〇3、5% ~15%的Na20、0~1%的Κ20、4%~15%的MgO和0~1%的Zr02的玻璃
[0080] (iv)以由摩尔%表示的组成计,含有67%~75%的5丨〇2、0~4%的六12〇3、7%~ 15%的Na20、l%~9%的Κ20、6%~14%的MgO和0~1.5%的Zr〇2,Si〇2和Al 2〇3的含量的合计 为71%~75%、Na20和K20的含量的合计为12%~20%,在含有CaO的情况下其含量小于1% 的玻璃
[0081] 在本发明的玻璃板的制造方法中,对玻璃板或玻璃带的至少一个面进行脱碱处理 而除去碱成分,从而使一个面的表面Na2〇量比另一个面的Na2〇量低0.38质量%~1.2质 量%。需要说明的是,下述中,有时将玻璃板这一用语作为玻璃板和玻璃带的统称使用。 [0082]作为玻璃的脱碱处理,可以列举例如:使用浸涂法或CVD法等成膜法形成不含碱成 分的扩散抑止膜的方法、利用与玻璃中的碱成分之间发生离子交换反应的液体或气体进行 处理的方法(日本特表平7-507762号公报)、基于在电场的作用下的离子迀移的方法(日本 特开昭62-230653号公报)、使含有碱成分的硅酸盐玻璃与120°C以上的液态的水(H 20)接触 的方法(日本特开平11-171599号公报)等。
[0083] 作为与玻璃中的碱成分之间发生离子交换反应的液体或气体,可以列举例如:含 有在其结构中存在氟原子的分子的气体或液体、硫或其化合物或氯化物、酸、氮化物的气体 或液体。
[0084] 作为含有在其结构中存在氟原子的分子的气体或液体,可以列举例如:氟化氢 (HF )、氟利昂(例如,氯氟烃、氟烃、氢氯氟烃、氢氟烃和卤代烷等)、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、三氟化氮和三氟化氯等。
[0085] 作为硫或其化合物或氯化物的气体或液体,可以列举例如:亚硫酸、硫酸、过一硫 酸、硫代硫酸、连二亚硫酸、焦硫酸、过二硫酸、连多硫酸、硫化氢和二氧化硫等。作为酸,可 以列举盐酸、碳酸、硼酸和乳酸等。另外,作为氮化物,可以列举硝酸、一氧化氮、二氧化氮和 一氧化二氮等。它们并不限定于气体或液体。
[0086] 其中,在与玻璃板表面的反应性高这一点上,优选氟化氢、氟利昂或氢氟酸。另外, 这些气体之中,也可以混合使用两种以上。另外,氟单质在浮抛窑内的氧化力过强,因此优 选不使用氟单质。
[0087] 另外,在使用液体的情况下,既可以直接以液体的状态、例如通过喷涂向玻璃板表 面供给,也可以将液体气化后向玻璃板表面供给。另外,也可以根据需要利用其它液体或气 体稀释。
[0088] 作为与玻璃中的碱成分之间发生离子交换反应的液体或气体,也可以包含除这些 液体、气体以外的液体或气体,该液体或气体优选为和与玻璃中的碱成分之间发生离子交 换反应的液体或气体在常温下不发生反应的液体或气体。
[0089] 作为上述液体或气体,可以列举例如N2、空气、出、02、此、乂6、〇)2^^!^和&等,但 并不限定于这些。另外,这些气体之中,也可以混合使用两种以上。
[0090] 作为与玻璃中的碱成分之间发生离子交换反应的气体的载气,优选使用N2、氩气 等惰性气体。另外,在含有在其结构中存在氟原子的分子的气体中,可以还含有s〇 2<3s〇2在利 用浮法等连续地生产玻璃板时使用,具有如下作用:防止在退火区域中输送辊与玻璃板接 触而在玻璃中产生瑕疵。另外,也可以含有高温下分解的气体。
[0091] 此外,与玻璃中的碱成分之间发生离子交换反应的液体或气体中,可以含有水蒸 汽或水。水蒸汽可以通过向加热后的水中鼓入氮气、氦气、氩气或二氧化碳等惰性气体来取 得。在需要大量水蒸汽的情况下,也可以采用向气化器中送入水并使其直接气化的方法。
[0092] 作为在本发明中将熔融玻璃成形为板状的玻璃板的方法的具体例,针对浮法进行 详细描述。浮法中,使用具有将玻璃的原料熔化的熔融炉、使熔融玻璃浮在熔融金属(锡等) 上并成形为玻璃带的浮抛窑和对该玻璃带进行退火的退火炉的玻璃制造装置来制造玻璃 板。
[0093] 在熔融金属(锡)浴上将玻璃成形时,对于在熔融金属浴上进行输送的玻璃板,可 以通过从不与金属面接触的一侧供给与玻璃中的碱成分之间发生离子交换反应的液体或 气体而对该玻璃板表面进行处理。在接着熔融金属(锡)浴之后的退火区域中,通过辊输送 玻璃板。
[0094] 在此,退火区域不仅包括退火炉内,还包括在浮抛窑内从上述熔融金属(锡)浴运 出后直到输送至退火炉内的部分。在退火区域中,可以从不与熔融金属(锡)接触的一侧供 给该气体。
[0095] 图4(a)中示出利用浮法的玻璃板的制造中通过供给含有在其结构中存在氟原子 的分子的气体而对玻璃表面进行处理的方法的概略说明图。
[0096] 在使熔融玻璃浮在熔融金属(锡等)上并成形为玻璃带101的浮抛窑中,利用插入 到浮抛窑内的横梁102向该玻璃带101喷吹含有在其结构中存在氟原子的分子的气体。如图 4(a)所示,优选从玻璃带101不与熔融金属面接触的一侧向玻璃带101喷吹该气体。箭头Ya 表示在浮抛窑中玻璃带1 〇 1流动的方向。
[0097] 关于利用横梁102向玻璃带101喷吹上述气体的位置,在玻璃化转变温度为550°C 以上的情况下,优选玻璃带101的温度为600~970°C、更优选为700°C~950°C、进一步优选 为750~950°C。另外,横梁102的位置可
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