CN104619662A - 强化玻璃、强化玻璃板、强化玻璃容器及强化用玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于创造使密度和高温粘度降低、并且不容易使KNO3熔融盐劣化，而且耐热冲击性优异的强化玻璃及强化用玻璃。本发明的强化玻璃是在表面具有压缩应力层的强化玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O35～30％、Li2O 0～2％、Na2O5～25％、以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。

Description

强化玻璃、强化玻璃板、强化玻璃容器及强化用玻璃
技术领域
本发明涉及强化玻璃、强化玻璃板及强化用玻璃，特别涉及适用于便携电话、数码相机、PDA(便携终端)、太阳能电池的盖板玻璃或者显示器、尤其是触控面板显示器的玻璃基板的强化玻璃、强化玻璃板及强化用玻璃。另外，本发明涉及强化玻璃容器，特别涉及适于医药品容器的强化玻璃容器。
背景技术
便携电话、数码相机、PDA、触控面板显示器、大型电视、非接触供电等设备有日益普及的趋势。
在这些用途中，使用通过离子交换处理等强化处理后的强化玻璃(参照专利文献1、非专利文献1)。
另外，近年来，在数字标牌、鼠标、智能手机等的包装部件中使用强化玻璃的情况不断增加。
现有的设备由显示器模组、触控面板传感器和强化玻璃(保护构件)构成，近年来为了轻量化、薄型化，逐渐采用在强化玻璃上形成触控面板传感器的方法。其结果是，对这些保护构件要求(1)具有高机械强度、(2)耐伤性高、(3)低成本、(4)低密度、(5)为了使表面在触控面板传感器形成时的酸处理中不变质，具有充分高的耐酸性、(6)不含环境负荷大的物质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－83045号公报
非专利文献
非专利文献1：泉谷彻郎等，《新型玻璃及其物性》，第一版，企业管理系统研究所(「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所)，1984年8月20日，p.451－498
发明内容
发明要解决的课题
另外，若使玻璃组成中的Li2O的含量增加，则有可能提高离子交换性能并降低高温粘度。但是，若增加Li2O的含量，则使用硝酸钾熔融盐(KNO3熔融盐)进行离子交换处理时，容易在KNO3熔融盐中混入Li离子。混入了Li离子的KNO3熔融盐难以提高强化用玻璃的强化特性。其结果是必须频繁地交换KNO3熔融盐，导致强化玻璃的生产率容易降低。此外，若增加Li2O的含量，则导致液相粘度容易降低。需要说明的是，Na离子也具有使KNO3熔融盐劣化的性质，其程度比Li离子小。
另外，以往，提出了在玻璃组成中大量包含Na2O和K2O的玻璃作为强化用玻璃。但是，Na2O和K2O是提高密度的成分。另一方面，为了使密度降低，若降低Na2O和K2O的含量，则高温粘度上升，导致玻璃的生产率容易降低。因此，难以使密度和高温粘度一起降低。
此外，Li2O、Na2O、K2O的含量越多，强化用玻璃的热膨胀系数越容易变高。并且，离子交换处理通常通过将强化用玻璃浸渍于高温(例如300～500℃)的KNO3熔融盐中来进行。因此，若对大量包含Li2O、Na2O、K2O的玻璃进行离子交换处理，则将强化用玻璃浸渍于KNO3熔融盐中时、或取出强化玻璃时，强化玻璃变得容易由于热冲击而破损。
为了解决该问题，设想了在浸渍于KNO3熔融盐中之前对强化用玻璃进行预热、或者从离子交换槽取出后对强化玻璃进行缓冷的方法，但这些方法需要长时间，因此强化玻璃的制造成本有可能高涨。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其技术课题在于创造使密度和高温粘度降低，并且难以使离子交换溶液、特别是KNO3熔融盐劣化，而且耐热冲击性优异的强化玻璃及强化用玻璃。
用于解决课题的方法
本发明人进行各种研讨的结果是发现，若增加玻璃组成中的Al2O3、Na2O的含量，并降低Li2O、K2O的含量，根据需要导入B2O3，降低MgO的含量，则离子交换性能不会降低，密度、高温粘度降低，使离子交换溶液劣化的特性、耐热冲击性提高，将其作为本发明提出。即，本发明的强化玻璃是在表面具有压缩应力层的强化玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O35～30％、Li2O 0～2％、Na2O5～25％、以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。在此，“实质上不含As2O3”是指作为玻璃成分不积极地添加As2O3，但容许以杂质水平混入的情况的意思，具体是指As2O3的含量不足0.1摩尔％。“实质上不含Sb2O3”是指作为玻璃成分不积极地添加Sb2O3，但容许以杂质水平混入的情况的意思，具体是指Sb2O3的含量不足0.1摩尔％。“实质上不含PbO”是指作为玻璃成分不积极地添加PbO，但容许以杂质水平混入的情况的意思，具体是指PbO的含量不足0.1摩尔％。“实质上不含F”是指作为玻璃成分不积极地添加F，但容许以杂质水平混入的情况的意思，具体是指F的含量不足0.1摩尔％。需要说明的是，若排除As2O3、Sb2O3、PbO及F的实质上的添加，则能够满足近缘的环境要求。
对于本发明的强化玻璃而言，优选作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O36.5～12.4％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、MgO 0.1～2.5％、以及MgO+CaO+SrO+BaO 0～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。在此，“MgO+CaO+SrO+BaO”是MgO、CaO、SrO及BaO的总量。
对于本发明的强化玻璃而言，优选作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O36.5～12.4％、B2O30.01～15％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO0.1～2.5％、以及MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。在此，“Li2O+Na2O+K2O”是Li2O、Na2O及K2O的总量。
对于本发明的强化玻璃而言，优选作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～15％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。在此，“Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO”是Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO及BaO的总量。
对于本发明的强化玻璃而言，优选作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
对于本发明的强化玻璃而言，优选作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2为0.15～0.30，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。在此，“Al2O3+B2O3”是指Al2O3和B2O3的总量。
对于本发明的强化玻璃而言，优选密度为2.45g/cm3以下。在此，“密度”例如可用公知的阿基米德法测定。
对于本发明的强化玻璃而言，优选在80℃、10质量％的盐酸水溶液中浸渍24小时时的质量减少为40mg/cm2以下。在此，“质量减少”是在盐酸水溶液中浸渍24小时后的质量减少，能够通过如下方法算出，首先测定在盐酸水溶液中浸渍前的评价试样的质量和表面积，随后测定在盐酸水溶液中浸渍后的评价试样的质量，最后代入(浸渍前的质量－浸渍后的质量)/(浸渍前的表面积)的式子。
对于本发明的强化玻璃而言，优选压缩应力层的压缩应力值为300MPa以上且压缩应力层的厚度为10μm以上。在此，“压缩应力层的压缩应力值”和“压缩应力层的厚度”是指使用表面应力计(例如东芝株式会社制造FSM－6000)观察试样时，由观察到的干涉条纹的条数及其间隔算出的值。
对于本发明的强化玻璃而言，优选液相温度为1200℃以下。在此，“液相温度”是指将通过标准筛30目(筛目开孔500μm)而残留于50目(筛目开孔300μm)的玻璃粉末放入铂舟，在温度梯度炉中保持24小时后，结晶析出的温度。
对于本发明的强化玻璃而言，优选液相粘度为104.0dPa·s以上。在此，“液相粘度”是指利用铂球提拉法测定液相温度下的粘度的值。
对于本发明的强化玻璃而言，优选104.0dPa·s下的温度为1300℃以下。在此，“104.0dPa·s下的温度”是指利用铂球提拉法测定的值。
对于本发明的强化玻璃而言，优选在30～380℃的温度范围内的热膨胀系数为90×10－7/℃以下。在此，“30～380℃的温度范围内的热膨胀系数”是指，使用热膨胀仪测定平均热膨胀系数的值。
本发明的强化玻璃板优选由上述任意的强化玻璃形成。
本发明的强化玻璃板优选长度尺寸为500mm以上、宽度尺寸为300mm以上、厚度为0.1～2.0mm。
本发明的强化玻璃板优选利用溢流下拉法成形而成。在此，“溢流下拉法”是如下制造玻璃板的方法，使熔融玻璃从耐热性的槽状成形体的两侧溢出，使溢出的熔融玻璃边在成形体的下端合流边在下方延伸成形。在溢流下拉法中，应该成为玻璃板的表面的面不与成形体的表面接触，以自由表面的状态成形。因此，能够廉价地制造未研磨且表面品质良好的玻璃板。
本发明的强化玻璃板优选用于触控面板显示器。
本发明的强化玻璃板优选用于便携电话的盖板玻璃。
本发明的强化玻璃板优选用于太阳能电池的盖板玻璃。
本发明的强化玻璃板是长度尺寸为500mm以上、宽度尺寸为300mm以上、厚度0.1～2.0mm的强化玻璃板，其特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2为0.15～0.30，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F，密度为2.45g/cm3以下，压缩应力层的压缩应力值为300MPa以上，压缩应力层的厚度为10μm以上，液相温度为1200℃以下，30～380℃的温度范围的热膨胀系数为90×10－7/℃以下。
本发明的强化玻璃容器的特征在于，由上述的强化玻璃形成。另外，本发明的强化玻璃容器优选用于医药品容器。
作为用于保管医药品的填充容器，通常使用安瓿、管瓶、预填充注射器、药筒(cartridge)等形态的玻璃容器。近年来，伴随着药学、医学的进步，在该玻璃容器中填充高价药剂的情况增加。但是，玻璃容器在制药公司的制造工序中或医疗现场有可能发生破损。若填充有高价药剂的玻璃容器破损，则不仅药剂本身损失，还产生伴随制造生产线的中断的生产损失，其结果是总费用损失变得非常大。此外，若玻璃容器破损，则在安全方面也产生风险。
玻璃容器中存在的创伤成为玻璃容器的破损原因。该创伤在容器加工、检查、输送、药剂填充等各种工序中产生。因此，对用于医药品的玻璃容器要求耐伤性，此外在用途的性质上，还要求耐酸性、不含环境负荷物质。因此，本发明的强化玻璃(强化玻璃容器)由于耐伤性、耐酸性优异，并且实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F，因此适合本用途。
对于本发明的强化用玻璃而言，优选作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O35～30％、Li2O 0～2％、Na2O 5～25％、以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
对于本发明的强化用玻璃而言，优选在80℃、10质量％的盐酸水溶液中浸渍24小时时的质量减少为40mg/cm2以下。
对于本发明的强化用玻璃而言，优选利用未使用过的硝酸钾熔融盐进行了离子交换处理时的压缩应力层的压缩应力值CS1、与利用含有20000ppm(质量)Na离子的硝酸钾熔融盐进行了离子交换处理时的压缩应力层的压缩应力值CS2之比CS2/CS1为0.7以上。需要说明的是，算出CS2/CS1时，离子交换温度为430℃，离子交换时间为4小时。
附图说明
图1a是表示保护树脂膜相对于本发明的实施方式的强化用玻璃板的贴合状态的第一例的示意俯视图。
图1b是表示保护树脂膜相对于本发明的实施方式的强化用玻璃板的贴合状态的第二例的示意俯视图。
图1c是表示保护树脂膜相对于本发明的实施方式的强化用玻璃板的贴合状态的第三例的示意俯视图。
图1d是表示保护树脂膜相对于本发明的实施方式的强化用玻璃板的贴合状态的第四例的示意俯视图。
具体实施方式
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利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向玻璃的表面导入离子半径大的碱离子的方法。若利用化学强化法形成压缩应力层，则即使在玻璃的厚度小的情况下，也能够合适地形成压缩应力层，并且在形成压缩应力层后，即使切断强化玻璃，强化玻璃也不会像风冷强化法等物理强化法那样容易地破裂。
在本发明的强化玻璃中，以上述方式限定各成分的含有范围的理由如下。需要说明的是，在各成分的含有范围的说明中，只要没有特别说明，％表示是指摩尔％。
SiO2是形成玻璃的网络的成分。SiO2的含量为50～80％，优选为55～77％、57～75％、58～74％、60～73％或62～72％。若SiO2的含量过少，则变得难以玻璃化，另外耐酸性降低，此外热膨胀系数变得过高，耐热冲击性变得容易降低。另一方面，若SiO2的含量过多，则熔融性、成形性变得容易降低，另外热膨胀系数变得过低，难以与周边材料的热膨胀系数匹配。需要说明的是，若降低SiO2的含量而使B2O3的含量增加，则容易使密度和高温粘度一起降低，但另一方面，耐酸性降低，变得难以应用于触控面板传感器形成时的酸处理工序。
Al2O3是提高离子交换性能的成分，另外是提高应变点、杨氏模量的成分。Al2O3的含量为5～30％。若Al2O3的含量过少，则产生不能够充分地发挥离子交换性能的风险。因此，Al2O3的优选的下限范围为5.5％以上，6％以上、6.5％以上、7％以上、8％以上或9％以上。另一方面，若Al2O3的含量过多，则密度变得容易上升，并且玻璃中失透结晶变得容易析出，难以利用溢流下拉法等使玻璃板成形。另外热膨胀系数变得过低，变得难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外耐酸性也降低，变得难以应用于触控面板传感器形成时的酸处理工序。此外高温粘性变高，熔融性变得容易降低。因此，Al2O3的优选的上限范围为25％以下、20％以下、18％以下、16％以下、15％以下、14％以下、13.5％以下、13.4％以下、13％以下、12.5％以下或12.4％以下。
Li2O是离子交换成分，另外是使高温粘度降低、提高熔融性和成形性的成分，并且是提高杨氏模量的成分，但也是使离子交换溶液劣化的成分。此外，Li2O在碱金属氧化物之中提高压缩应力值的效果大，在含有7％以上的Na2O的玻璃系中，若Li2O的含量极端地变多，反而有压缩应力值降低的倾向。另外，若Li2O的含量过多，则液相粘度降低，玻璃变得容易失透，此外，热膨胀系数变得过高，耐热冲击性降低，或难以与周边材料的热膨胀系数匹配。此外，低温粘性过度降低，容易引起应力松弛，反而有压缩应力值降低的情况。因此，Li2O的含量为2％以下，优选为1.7％以下、1.5％以下、1％以下、小于1％、0.5％以下、0.3％以下、0.2％以下或0.1％以下。
Na2O是离子交换成分，还是使高温粘度降低、提高熔融性和成形性的成分。另外，Na2O还是改善耐失透性的成分。若Na2O的含量过少，则熔融性降低，或热膨胀系数不当地降低，或离子交换性能变得容易降低。因此，Na2O的含量为5％以上，优选的下限范围为7％以上、大于7.0％、8％以上或9％以上。另一方面，若Na2O的含量过多，则密度变高或热膨胀系数变得过高，有耐热冲击性降低、或难以与周边材料的热膨胀系数匹配、或密度变高的倾向。另外，应变点过度降低或缺乏玻璃组成的成分平衡，反而有耐失透性降低的情况。此外变得容易使离子交换溶液劣化。因此，Na2O的含量为25％以下，优选的上限范围为23％以下、21％以下、19％以下、18.5％以下、17％以下、16％以下、15.5％以下、14％以下、13.5％以下或13％以下。
K2O是促进离子交换的成分，是在碱金属氧化物之中容易使压缩应力层的厚度增大的成分。还是使高温粘度降低、提高熔融性和成形性的成分。此外，还是改善耐失透性的成分。但是，若K2O的含量过多，则密度变高，或热膨胀系数过度变高，耐热冲击性降低，或难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外，应变点过度降低或缺乏玻璃组成的成分平衡，反而有耐失透性降低的倾向。因此，K2O的优选的上限范围为5％以下、4％以下、3.5％以下或3％以下。需要说明的是，添加K2O的情况下，优选的添加量为0.1％以上、0.5％以上或1％以上。另外，尽量避开添加K2O的情况下，优选的添加量为1.9％以下、1.35％以下、1％以下或小于1％，特别优选为0.05％以下。
若Li2O+Na2O+K2O的含量过少，则离子交换性能、熔融性变得容易降低。因此，Li2O+Na2O+K2O的优选的下限范围为5％以上、9％以上、10％以上、11％以上、12％以上、13％以上或14％以上。另一方面，若Li2O+Na2O+K2O的含量过多，则热膨胀系数过度变高，有耐热冲击性降低，或难于与周边材料的热膨胀系数匹配，或密度变高的倾向。另外，应变点过度降低或缺乏玻璃组成的成分平衡，反而有耐失透性降低的倾向。因此，Li2O+Na2O+K2O的优选的上限范围为30％以下、19％以下、18.5％以下、18％以下、17.5％以下、17％以下或16.5％以下。
除上述成分以外，还可以添加例如以下的成分。
B2O3的含量优选为0～15％。B2O3使高温粘度、密度降低，并且使玻璃稳定化，使结晶难以析出，使液相温度降低的成分。另外，是提高抗裂性，提高耐伤性的成分。因此，B2O3的优选的下限范围为0.01％以上、0.1％以上、0.5％以上、1以上、2％以上、3％以上、4％以上、5％以上、5.5％以上或6％以上。但是，若B2O3的含量过多，则耐酸性降低、或通过离子交换处理而发生被称为焦化(日文：ヤケ)的玻璃表面的着色、或耐水性降低、或压缩应力层的厚度容易变小。因此，B2O3的优选的上限范围为14％以下、13％以下、12％以下、11％以下、10.5％小于、10％以下、9％以下或8％以下。
MgO是使高温粘度降低，提高熔融性、成形性或提高应变点、杨氏模量的成分，在碱土金属氧化物之中，是提高离子交换性能的效果大的成分。因此，MgO的优选的下限范围为0.01％以上、0.05％以上或0.1％以上，特别优选0.5％以上。但是，若MgO的含量过多，则密度、热膨胀系数容易变高，还有玻璃变得容易失透的倾向。因此，MgO的优选的上限范围为3％以下、2.7％以下、2.5％以下、2.2％以下、2％以下、1.5％以下或1％以下。
CaO与其它成分相比，不会伴有耐失透性的降低，而使高温粘度降低，提高熔融性、成形性或提高应变点、杨氏模量的效果大。但是，若CaO的含量过多，则密度、热膨胀系数变高，另外缺乏玻璃组成的成分平衡，反而玻璃变得容易失透、或离子交换性能降低、或变得容易使离子交换溶液劣化。因此，CaO的含量优选为0～6％、0～5％、0～4％、0～3.5％、0～3％、0～2％或0～1％。
SrO是使高温粘度降低，提高熔融性、成形性或提高应变点、杨氏模量的成分，但若其含量过多，则离子交换反应变得容易受到阻碍，除此以外，密度、热膨胀系数变高，或玻璃变得容易失透。因此，SrO的含量优选为0～1.5％、0～1％、0～0.5％、0～0.1％或为0以上且小于0.1％。
BaO是使高温粘度降低，提高熔融性、成形性或提高应变点、杨氏模量的成分。但是，若BaO的含量过多，则离子交换反应变得容易受到阻碍，除此以外，密度、热膨胀系数变高，玻璃变得容易失透。因此，BaO的含量优选为0～6％、0～3％、0～1.5％、0～1％、0～0.5％、0～0.1％或0以上且小于0.1％。
若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多，则有密度、热膨胀系数变高、或玻璃失透、或离子交换性能降低的倾向。因此，MgO+CaO+SrO+BaO的优选的上限范围为9.9％以下、6.5％以下、5％以下、3％以下、2.8％以下、2.7％以下、2.5％以下、2.2％以下、2％以下、1.5％以下或1％以下。另一方面，若MgO+CaO+SrO+BaO的含量过少，则熔融性、成形性降低，或应变点、杨氏模量变得容易降低。因此，MgO+CaO+SrO+BaO的优选的下限范围为0.01％以上、0.05％以上、0.1％以上或0.5％以上。
若Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO的含量过少，则熔融性变得容易降低。因此，Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO的优选的下限范围为10％以上、12％以上、13％以上或14％以上。另一方面，若Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO的含量过多，则有密度、热膨胀系数变高或离子交换性能降低的倾向。因此，Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO的优选的上限范围为30％以下、25％以下、23％以下、21％以下、20％以下、19％以下、18.5％以下或18％以下。
若摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)变小，则有离子交换性能降低的倾向，另外热膨胀系数变得容易上升。因此，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)的优选的下限范围为0.001以上、0.005以上、0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上或0.05以上。另一方面，若摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)变大，则耐失透性降低或玻璃变得容易分相。因此，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)的优选的上限范围为0.5以下、0.3以下、0.25以下、0.2以下、0.15以下、0.1以下、0.09以下、0.08以下或0.07以下。
若摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2变小，则抗裂性降低，或熔融性、成形性变得容易降低。因此，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2的优选的下限范围为0.1以上、0.15以上、0.16以上、0.17以上、0.18以上、0.19以上或0.2以上。另一方面，若摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2变大，则耐失透性降低，或玻璃分相，或耐酸性变得容易降低。因此，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2的优选的上限范围为0.5以下、0.4以下、0.35以下、0.32以下、0.31以下、0.30以下、0.29以下、0.28以下、0.27以下或0.26以下。
摩尔比B2O3/Al2O3优选为0～1、0.1～0.6、0.12～0.5、0.142～0.37、0.15～0.35、0.18～0.32或0.2～0.3。这样一来，能够使高温粘性适当化，并且以高水平兼顾耐失透性和离子交换性能。
摩尔比B2O3/(Na2O+Al2O3)优选为0～1、0.01～0.5、0.02～0.4、0.03～0.3、0.03～0.2、0.04～0.18、0.05～0.17、0.06～0.16或0.07～0.15。这样一来，能够使高温粘性适当化，并且以高水平兼顾耐失透性和离子交换性能。
TiO2是提高离子交换性能的成分，还是使高温粘度降低的成分，若其含量过多，则玻璃着色，或变得容易失透。因此，TiO2的含量优选为0～4.5％、0～1％、0～0.5％、0～0.3％、0～0.1％、0～0.05％或0～0.01％。
ZrO2是提高离子交换性能的成分，并且是提高液相粘度附近的粘性、应变点的成分。因此，ZrO2的优选的下限范围为0.001％以上、0.005％以上、0.01％以上或0.05％以上。但是，若ZrO2的含量过多，则有耐失透性显著降低、且抗裂性降低的可能，另外还有密度变得过高的可能。因此，ZrO2的优选的上限范围为5％以下、4％以下、3％以下、2％以下、1％以下、0.5％以下、0.3％以下或0.1％以下。
ZnO是提高离子交换性能的成分，特别是提高压缩应力值的效果大的成分。还是在不使低温粘性降低的情况下，使高温粘性降低的成分。但是，若ZnO的含量过多，则有玻璃分相、或耐失透性降低、或密度变高、或压缩应力层的厚度变小的倾向。因此，ZnO的含量优选为0～6％、0～5％、0～3％或0～1％。
P2O5是提高离子交换性能的成分，特别是增大压缩应力层的厚度的成分。但是，若P2O5的含量过多，则玻璃分相、或耐水性变得容易降低。因此，P2O5的含量优选为0～10％、0～3％、0～1％、0～0.5％或0～0.1％。
SnO2具有提高离子交换性能的效果。因此，SnO2的含量优选为0～3％、0.01～3％、0.05～3％、0.1～3％或0.2～3％。
作为澄清剂，可以添加0～3％的选自Cl、SO3、CeO2(优选为选自Cl、SO3)的一种或两种以上。
从同时享有提高清澄性和离子交换性能的效果的观点出发，SnO2+SO3+Cl的含量优选为0.01～3％、0.05～3％、0.1～3％或0.2～3％。需要说明的是，“SnO2+SO3+Cl”是SnO2、Cl和SO3的总量。
Fe2O3的含量优选小于1000ppm(小于0.1％)、小于800ppm、小于600ppm、小于400ppm或小于300ppm。此外，优选在将Fe2O3的含量规定为上述范围的基础上，将摩尔比Fe2O3/(Fe2O3+SnO2)规定为0.8以上、0.9以上或0.95以上。这样一来，板厚1mm时的透过率(400～770nm)变得容易提高(例如90％以上)。
Nb2O5、La2O3等稀土氧化物是提高杨氏模量的成分。但是，原料本身的成本高，另外若大量添加，则耐失透性变得容易降低。因此，稀土氧化物的含量优选为3％以下、2％以下、1％以下、0.5％以下或0.1％以下。
本发明的强化玻璃从环境方面考虑，作为玻璃组成，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO和F。另外，从环境方面考虑，还优选实质上不含Bi2O3。“实质上不含Bi2O3”是指，作为玻璃成分不积极地添加Bi2O3，但容许以杂质水平混入的情况的意思，具体是指Bi2O3的含量小于0.05％。
在本发明的强化玻璃中，可以适当选择各成分的适当含有范围，成为优选的玻璃组成范围。其中特别优选的玻璃组成范围如下。
(1)以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O35～30％、Li2O 0～2％、Na2O 5～25％、以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
(2)以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O36.5～12.4％、Li2O0～1.7％、Na2O大于7.0且为15.5％以上、K2O 0～3.5％、以及MgO0～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
(3)以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O36.5～12.4％、Li2O0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、MgO 0.1～2.5％、以及MgO+CaO+SrO+BaO 0～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
(4)以摩尔％计，含有SiO250～80％、Al2O36.5～12.4％、B2O30.01～15％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、以及MgO+CaO+SrO+BaO0.1～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
(5)以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～15％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
(6)以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
(7)以摩尔％计，含有SiO250～77％、Al2O36.5～12.4％、B2O31～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2为0.15～0.30，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
本发明的强化玻璃优选具有例如下述的特性。
本发明的强化玻璃在表面具有压缩应力层。压缩应力层的压缩应力值优选为300MPa以上、400MPa以上、500MPa～1500MPa或500MPa以上且小于900MPa。压缩应力值越大，则强化玻璃的机械强度变得越高。需要说明的是，若使玻璃组成中的Al2O3、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量增加或使SrO、BaO的含量降低，则有压缩应力值变大的倾向。另外，若缩短离子交换时间或降低离子交换溶液的温度，则有压缩应力值变大的倾向。需要说明的是，若压缩应力层的压缩应力值过大，则内部的拉伸应力变得过大，强化玻璃变得容易自发破裂。
压缩应力层的厚度优选为10μm以上、15μm以上、15μm以上且小于80μm或15μm以上且60μm以下。压缩应力层的厚度越大，则即使强化玻璃带有深的伤痕，强化玻璃也变得越难以破裂，并且机械强度的偏差变得越小。需要说明的是，若使玻璃组成中的K2O、P2O5的含量增加或使SrO、BaO的含量降低，则有压缩应力层的厚度变大的倾向。另外，若使离子交换时间增长或使离子交换溶液的温度上升，则有压缩应力层的厚度变大的倾向。需要说明的是，若压缩应力层的厚度过大，则内部的拉伸应力变得过大，强化玻璃变得容易自发破裂。
在本发明的强化玻璃中，密度优选为2.6g/cm3以下、2.55g/cm3以下、2.50g/cm3以下、2.48g/cm3以下、2.45g/cm3以下、2.43g/cm3以下、2.42g/cm3以下、2.41g/cm3以下或2.40g/cm3以下。密度越小则越能够使强化玻璃轻量化。需要说明的是，若使玻璃组成中的SiO2、B2O3、P2O5的含量增加，或使碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、ZrO2、TiO2的含量降低，则密度变得容易降低。
在本发明的强化玻璃中，30～380℃的温度范围下的热膨胀系数优选为100×10－7/℃以下、95×10－7/℃以下、93×10－7/℃以下、90×10－7/℃以下、88×10－7/℃以下、85×10－7/℃以下、83×10－7/℃以下、82×10－7/℃以下、80×10－7/℃以下、79×10－7/℃以下、78×10－7/℃以下或50×10－7～77×10－7/℃。若将热膨胀系数规定为上述范围，则耐热冲击性提高，因此能够短缩强化处理前的预热、强化处理后的缓冷所需要的时间。其结果是，能够提高强化玻璃的生产率。另外，变得容易与金属、有机系粘接剂等构件的热膨胀系数匹配，变得易于防止金属、有机系粘接剂等构件的剥离。特别是，若将热膨胀系数规定为上述范围，则用于强化玻璃容器的情况下，在玻璃管的制造工序、加工工序、灭菌工序等热处理工序中，变得易于防止热冲击导致的破损。需要说明的是，若使玻璃组成中的碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量增加，则热膨胀系数容易变高，相反，若使碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量降低，则热膨胀系数变得容易降低。
在本发明的强化玻璃中，104.0dPa·s下的温度优选为1300℃以下、1280℃以下、1250℃以下、1220℃以下或1200℃以下。104.0dPa·s下的温度越低，越减轻对成形设备的负担，成形设备越长寿命化，其结果是，变得易于使强化玻璃的制造成本低廉化。需要说明的是，若使碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量增加或使SiO2、Al2O3的含量降低，则104.0dPa·s下的温度变得容易降低。
在本发明的强化玻璃中，102.5dPa·s下的温度优选为1650℃以下、1600℃以下、1580℃以下或1550℃以下。102.5dPa·s下的温度越低，低温熔融越有可能，越减轻对熔融窑等玻璃制造设备的负担，并且变得易于提高泡品质。即，102.5dPa·s下的温度越低，越变得易于使强化玻璃的制造成本低廉化。在此，“102.5dPa·s下的温度”可以通过例如铂球提拉法测定。需要说明的是，102.5dPa·s下的温度相当于熔融温度。另外，若使玻璃组成中的碱金属氧化物、碱土金属氧化物、B2O3、ZnO、TiO2的含量增加或使SiO2、Al2O3的含量降低，则102.5dPa·s下的温度变得容易降低。
在本发明的强化玻璃中，液相温度优选为1200℃以下、1150℃以下，1100℃以下，1080℃以下，1050℃以下，1020℃以下或1000℃以下。需要说明的是，液相温度越低，耐失透性、成形性越提高。需要说明的是，若使玻璃组成中的Na2O、K2O、B2O3的含量增加或使Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量降低，则液相温度变得容易降低。
在本发明的强化玻璃中，液相粘度优选为104.0dPa·s以上、104.4dPa·s以上、104.8dPa·s以上、105.0dPa·s以上、105.3dPa·s以上、105.5dPa·s以上、105.7dPa·s以上、105.8dPa·s以上或106.0dPa·s以上。需要说明的是，液相粘度越高，耐失透性、成形性越提高。另外，若使玻璃组成中的Na2O、K2O的含量增加或使Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量降低，则液相粘度容易变高。
在本发明的强化玻璃中，强化处理前的抗裂性优选为100gf以上、200gf以上、300gf以上、400gf以上、500gf以上、600gf以上、700gf以上、800gf以上、900gf以上或1000gf以上。抗裂性越高，越不容易在强化玻璃表面产生伤痕，因此，强化玻璃的机械强度变得不容易降低，另外机械强度变得不容易产生偏差。另外，若抗裂性高，则在强化后切断、例如划线切断时变得不容易发生横向裂纹(lateral crack)，变得易于适当进行强化后划线切断。其结果是，变得易于使设备的制造成本低廉化。
在此，“抗裂性”是指裂纹发生率成为50％的负荷。另外，“裂纹发生率”是指按照以下方式测定的值。首先在保持为湿度30％、温度25℃的恒温恒湿槽内，设定为规定负荷的维氏压头压入玻璃表面(光学研磨面)15秒钟，计数该15秒后由压痕的4角发生的裂纹的数量(对于每1个压痕，最大为4)。按照这样压入压头20次，求得总裂纹产生数后，由总裂纹产生数/80×100的式子求得。
在本发明的强化玻璃中，在80℃、10质量％的盐酸水溶液中浸渍24小时时的质量减少优选为150mg/cm2以下、100mg/cm2以下、50mg/cm2以下、45mg/cm2以下、40mg/cm2以下、30mg/cm2以下、20mg/cm2以下、10mg/cm2以下、5mg/cm2以下、3mg/cm2以下、1mg/cm2以下、0.8mg/cm2以下、0.7mg/cm2以下、0.6mg/cm2以下、0.5mg/cm2以下、0.4mg/cm2以下、0.3mg/cm2以下、0.2mg/cm2以下或0.1mg/cm2以下。该质量减少越少，强化玻璃变得越不容易被药品侵蚀，能够通过光致抗蚀(photoresist)工序等适当处理强化玻璃。
本发明的强化玻璃板的特征在于，由上述的强化玻璃形成。因此，本发明的强化玻璃板的技术特征(优选的特性、优选的成分范围等)原则上与本发明的强化玻璃的技术特征相同。在此，对本发明的强化玻璃板的技术特征，省略详细的记载。
在本发明的强化玻璃板中，表面的平均表面粗糙度(Ra)优选为以下、以下、以下、以下、以下，特别是以下。平均表面粗糙度(Ra)越大，越有强化玻璃板的机械强度降低的倾向。在此，“平均表面粗糙度(Ra)”是指依据SEMI D7－97“FPD玻璃基板的表面粗糙度的测定方法”的方法测定的值。
在本发明的强化玻璃板中，长度尺寸优选为500mm以上、700mm以上或1000mm以上，宽度尺寸优选为500mm以上、700mm以上或1000mm以上。若将强化玻璃板大型化，则能够优选用作大型TV等的显示器的显示部的盖板玻璃。
在本发明的强化玻璃板中，板厚优选为2.0mm以下、1.5mm以下、1.3mm以下、1.1mm以下、1.0mm以下、0.8mm以下或0.7mm以下。另一方面，若板厚过薄，则难以得到期望的机械强度。因此，板厚优选为0.1mm以上。
在本发明的强化玻璃板中，优选在强化玻璃板的至少一侧表面贴合保护树脂膜，另外优选在强化玻璃板的两表面贴合保护树脂膜。保护树脂膜优选能够从强化玻璃板的表面附着脱离的材质。这样一来，搬送、发送强化玻璃板时，变得易于防止在强化玻璃板的表面产生伤痕，而强化玻璃板的机械强度降低的情况。此外，在强化玻璃板的表面将透明导电膜等功能膜成膜的等情况下，能够从强化玻璃板的表面容易地剥离保护树脂膜。从贴合效率的观点出发，优选保护树脂膜的尺寸(纵尺寸×横尺寸)小于强化玻璃板的尺寸，从防止强化玻璃板的表面伤痕的观点出发，优选将保护树脂膜的纵尺寸和横尺寸的至少一个设为与强化玻璃板的相应尺寸相同或大于相应尺寸，另外，优选用保护树脂膜完全覆盖强化玻璃板的表面。需要说明的是，从捆包率等观点出发，优选保护树脂膜的厚度小于强化玻璃板的板厚。
本发明的强化玻璃容器的特征在于，由上述的强化玻璃形成。因此，本发明的强化玻璃容器的技术特征(优选的特性、优选的成分范围等)原则上与本发明的强化玻璃的技术特征相同。在此，对本发明的强化玻璃容器的技术特征，省略详细的记载。
本发明的强化玻璃容器优选将玻璃管加工为玻璃容器后进行强化处理，玻璃管的外径尺寸优选为5～50mm、5～40mm或5～30mm，厚度尺寸优选为0.3～2mm、0.3～1.5mm或0.4～1.5mm。
本发明的强化用玻璃是供于强化处理的玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计含有SiO250～80％、Al2O35～30％、Li2O 0～2％、Na2O 5～25％，以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。因此，本发明的强化用玻璃的技术特征(优选的特性、优选的成分范围等)原则上与本发明的强化玻璃、本发明的强化玻璃板的技术特征相同。在此，对本发明的强化用玻璃的技术特征，省略详细的记载。
在本发明的强化用玻璃中，抗裂性优选为100gf以上、200gf以上、300gf以上、400gf以上、500gf以上、600gf以上、700gf以上、800gf以上、900gf以上或1000gf以上。抗裂性越高，变得越不容易在得到的强化玻璃上产生表面伤痕，因此强化玻璃的机械强度变得不容易降低，另外机械强度变得不容易产生偏差。另外，若抗裂性高，则在强化后切断、例如划线切断时变得不容易产生横向裂纹，易于适当进行强化后划线切断。其结果是，易于使设备的制造成本低廉化。
在本发明的强化用玻璃板中，优选在强化用玻璃板的至少一侧表面贴合保护树脂膜，另外优选在强化用玻璃板的两表面贴合保护树脂膜。保护树脂膜优选为能够从强化用玻璃板的表面附着脱离的材质。这样一来，搬送、发送强化用玻璃板时，变得易于防止在强化用玻璃板的表面产生伤痕，而强化玻璃板的机械强度降低的情况。此外，在对强化用玻璃板进行离子交换处理等情况下，能够从强化用玻璃板的表面容易地剥离保护树脂膜。从贴合效率的观点出发，优选保护树脂膜的尺寸(纵尺寸×横尺寸)小于强化用玻璃板的尺寸，从防止强化用玻璃板的表面伤痕的观点出发，优选将保护树脂膜的纵尺寸和横尺寸的至少一个设为与强化玻璃板的相应尺寸相同或大于相应尺寸，另外，优选用保护树脂膜完全覆盖强化用玻璃板的表面。需要说明的是，从捆包率等观点出发，优选保护树脂膜的厚度小于强化用玻璃板的板厚。
以下例示对强化用玻璃板贴合保护树脂膜情况的具体例。如图1a所示，使矩形的保护树脂膜1从矩形的强化用玻璃板2的平行的两边向外侧凸出，并且将那些向外侧凸出的尺寸a设为10mm左右，可以按这样的方式在强化用玻璃板2的一侧表面或两表面贴合保护树脂膜1。另外，如图1b所示，使矩形的保护树脂膜1仅从矩形的强化用玻璃板2的一边向外侧凸出，并且将其向外侧凸出的尺寸b设为10mm左右，可以按这样的方式在强化用玻璃板2的一侧表面或两表面贴合保护树脂膜1。此外，如图1c所示，使矩形的强化用玻璃板2的四边从矩形的保护树脂膜1向外侧凸出，可以按这样的方式在强化用玻璃板2的一侧表面或两表面贴合保护树脂膜1。此外，如图1d所示，使矩形的保护树脂膜1从矩形的强化用玻璃板2的四边向外侧凸出，可以按这样的方式在强化用玻璃板2的一侧表面或两表面贴合保护树脂膜1。需要说明的是，如上的保护树脂膜1相对于强化用玻璃板2的贴合状态在上述的保护树脂膜对强化玻璃板的贴合状态也能够同样适用。
本发明的强化用玻璃在430℃的KNO3熔融盐(未使用过的)中进行离子交换处理时，优选表面的压缩应力层的压缩应力值为300MPa以上，且压缩应力层的厚度为10μm以上，进一步优选表面的压缩应力为400MPa以上，且压缩应力层的厚度为15μm以上，特别优选表面的压缩应力为500MPa以上，且压缩应力层的厚度为15μm以上。
在本发明的强化用玻璃中，优选利用未使用过的硝酸钾熔融盐进行离子交换处理时的压缩应力层的压缩应力值CS1与利用含有20000ppm(质量)Na离子的硝酸钾熔融盐进行离子交换处理时的压缩应力层的压缩应力值CS2之比CS2/CS1为0.7以上、0.71以上、0.72以上或0.73以上。这样一来，即使使用劣化了的离子交换溶液，也易于保持离子交换性能，其结果是，能够使离子交换溶液的交换时间长期化。
进行离子交换处理时，KNO3熔融盐的温度优选为400～550℃，离子交换时间优选为0.5～10小时，特别优选为0.5～4小时。这样一来，易于适当地形成压缩应力层。需要说明的是，本发明的强化用玻璃具有上述的玻璃组成，因此即使不使用KNO3熔融盐和NaNO3熔融盐的混合物等，也能够增大压缩应力层的压缩应力值、厚度。
可以按照以下方式，制作本发明的强化用玻璃、强化玻璃、强化玻璃容器及强化玻璃板。
首先，将以成为上述的玻璃组成的方式调制的玻璃原料投入连续熔融炉，在1500～1650℃下进行加热熔融，清澄后供给至成形装置之后成形为板状或管状等并缓冷，由此能够制作玻璃板或玻璃管等。
作为成形玻璃板的方法，优选采用溢流下拉法。溢流下拉法是能够大量制作高品质的玻璃板，并且能够容易地制作大型的玻璃板的方法，另外能够尽量降低玻璃板的表面的伤痕。
除溢流下拉法以外，还可以使用各种成形方法。可以采用例如浮法、下拉法(流涎下拉法、再拉法等)、辊出法、压制法等成形方法。
另外，作为成形玻璃管的方法，优选采用下拉法、上拉法、维罗(Vello)法、丹纳(Danner)法，特别是从生产效率的观点出发，优选采用丹纳法。在此，丹纳法是如下的方法，在旋转的圆筒状的耐火物表面卷绕熔融玻璃并使其向耐火物前端流下，边吹入吹气边从耐火物前端拉出成管状。随后，若使用气体燃烧器，局部加热玻璃管，则能够加工为玻璃容器。需要说明的是，加工时发生的残留应变能够通过投入缓冷炉中而除去。
接着，对得到的强化用玻璃进行强化处理，由此能够制作强化玻璃。将强化玻璃切断为规定尺寸的时间可以在强化处理之前，但从设备的制造效率的观点出发，优选在强化处理之后进行。
作为强化处理，优选离子交换处理。离子交换处理的条件没有特别限定，考虑玻璃的粘度特性、用途、厚度、内部的拉伸应力、尺寸变化等，选择最优的条件即可。例如，离子交换处理可以在400～550℃的KNO3熔融盐中，将强化用玻璃浸渍0.5～10小时来进行。特别是，若将KNO3熔融盐中的K离子与玻璃中的Na成分进行离子交换，则能够在玻璃的表面高效地形成压缩应力层。
优选对强化用玻璃板的端面进行蚀刻处理后，对该强化用玻璃板进行离子交换处理，从而得到强化玻璃板。这样一来，端面成为平滑的状态，此外在该端面形成有压缩应力层，因此能够大幅提高强化玻璃板的机械强度，特别是3点弯曲强度。在蚀刻处理时，作为蚀刻液，优选使用含F溶液，特别优选使用包含HF的水溶液。这样一来，变得易于将端面蚀刻成平滑的状态。
还优选将强化用玻璃板的端面火焰抛光后，对该强化用玻璃板进行离子交换处理，从而得到强化玻璃板。这样一来，端面成为平滑的状态，此外在该端面形成有压缩应力层，因此能够大幅提高强化玻璃板的机械强度，特别是3点弯曲强度。
还优选对强化用玻璃板的端面进行研磨加工、特别是倒角加工后，对该强化用玻璃板进行离子交换处理，从而得到强化玻璃板。这样一来，端面成为平滑的状态，此外在该端面形成有压缩应力层，因此能够大幅提高强化玻璃板的机械强度，特别是3点弯曲强度。
切断强化玻璃板时，优选采用激光切断、划线切断。激光切断中，优选使用CO2激光、短脉冲激光。这样一来，切断时非有意的裂纹不容易进展。
对强化玻璃板进行划线切断时，优选初期伤痕(划线伤痕)的深度大于压缩应力层的厚度，且内部的拉伸应力为100MPa以下、80MPa以下、70MPa以下、60PMa以下、40MPa以下、30MPa以下、25MPa以下、23MPa以下或20MPa以下。另外，优选从强化玻璃板的端部开始划线，或从距离5mm以上的区域开始划线，优选在距离强化玻璃板的端部5mm以上的区域结束划线。此外，优选在划线后设置折断工序。这样一来，划线时不容易发生非有意的裂纹，变得易于适当进行强化后划线切断。需要说明的是，内部的拉伸应力能够用下述的数学公式1计算。对于划线伤痕的形成，例如优选使用在外圆周上具有突起的砂轮切割机。
【数学公式1】
内部拉伸应力＝(压缩应力层的压缩应力值×压缩应力层的厚度)/{板厚－2×(压缩应力层的厚度)}
优选在对强化用玻璃板进行离子交换处理而得到强化玻璃板后，对强化玻璃板的端面进行蚀刻处理，进一步优选在对强化用玻璃板进行离子交换处理而得到强化玻璃板后，对强化玻璃板的端面进行研磨加工、特别是倒角加工，并对该端面进行蚀刻处理。这样一来，端面成为平滑的状态，因此即使在该端面未形成压缩应力层，也能够提高强化玻璃板的机械强度，特别是3点弯曲强度。蚀刻处理时，作为蚀刻液，优选使用含F溶液，特别优选使用包含HF的水溶液。这样一来，变得易于将端面蚀刻为平滑的状态。
【实施例】
以下，基于实施例说明本发明。需要说明的是，以下的实施例只是例示。本发明不受以下的实施例任何限定。
表1～8中示出了本发明的实施例(试样No.1～45)。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
按照以下方式，制作表中的各试样。首先以成为表中的玻璃组成的方式制备玻璃原料，使用铂舟在1600℃熔融。熔融时间设为21小时。随后，将得到的熔融玻璃流出到碳板之上，成形为板状。对所得到的玻璃板，评价各种特性。
密度是通过公知的阿基米德法测定的值。
热膨胀系数α是使用热膨胀仪，测定30～380℃的温度范围内的平均热膨胀系数的值。
应变点Ps、缓冷点Ta是依据ASTM C336的方法测定的值。
软化点Ts是依据ASTM C338的方法测定的值。
高温粘度104.0dPa·s、103.0dPa·s、102.5dPa·s下的温度是用铂球提拉法测定的值。
液相温度TL是如下值，即，将通过标准筛30目(筛眼开孔500μm)而残留于50目(筛眼开孔300μm)的玻璃粉末放入铂舟后，在温度梯度炉中保持24小时，测定析出结晶的温度的值。
液相粘度logηTL是用铂球提拉法测定液相温度下的玻璃的粘度的值。
耐药性是在80℃、10质量％的盐酸水溶液中浸渍24小时后的质量减少。按照如下方式，测定各试样的质量减少。首先测定浸渍于盐酸水溶液前的各试样的质量和表面积。接着，将各试样浸渍于盐酸水溶液后，测定各试样的质量。最后通过(浸渍前的质量－浸渍后的质量)/(浸渍前的表面积)算式，算出质量减少。
由表1～8可以明确，各试样的密度为2.44g/cm3以下，热膨胀系数为88×10－7/℃以下。另外，液相粘度为104.0dPa·s以上，因此能够用溢流下拉法成形为板状，而且102.5dPa·s下的温度为1695℃以下，因此认为生产率高，能够廉价地制作大量的玻璃板。
接着，对于在两表面实施了光学研磨的各试样，在430℃的KNO3熔融盐(未使用过的)中浸渍4小时，由此进行离子交换处理。离子交换处理后洗净各试样的表面。接着，由使用表面应力计(株式会社东芝制FSM－6000)观察到的干涉条纹的条数和其间隔算出表面的压缩应力层的压缩应力值(CS1)和厚度(DOL1)。在算出时，将折射率设为1.50，将光学弹性常数设为31[(nm/cm)/MPa]。需要说明的是，在强化处理前后，虽然玻璃的表层的玻璃组成微观上不同，但作为玻璃整体观察时，玻璃组成实质上没有差异。
另外，对于在两表面实施了光学研磨的各试样，在430℃的KNO3熔融盐(含有20000ppm(质量)Na离子)中浸渍4小时，由此进行离子交换处理。离子交换处理后洗净各试样的表面。接着，由使用表面应力计(株式会社东芝制FSM－6000)观察到的干涉条纹的根数和其间隔算出表面的压缩应力层的压缩应力值(CS2)和厚度(DOL2)。在算出时，将折射率设为1.50，将光学弹性常数设为31[(nm/cm)/MPa]。
由表1～8可以明确，对于各试样，用未使用过的KNO3熔融盐进行离子交换处理时，压缩应力层的压缩应力值为812～909MPa，厚度为27～40μm。另外，用含有20000ppm(质量)Na离子的KNO3熔融盐进行离子交换处理时，压缩应力层的压缩应力值为598～695MPa，厚度为25～38μm。此外，CS2/CS1为0.71～0.80，可以认为即使使用劣化了的KNO3熔融盐，离子交换性能也基本不发生变化。
产业上的可利用性
本发明的强化玻璃及强化玻璃板是适用于便携电话、数码相机、PDA等的盖板玻璃，或触控面板显示器等的玻璃基板。另外，本发明的强化玻璃容器适用于医药品容器。另外，本发明的强化玻璃及强化玻璃板除这些用途以外，还可以期待应用于要求高机械强度的用途，例如窗玻璃、磁盘用基板、平板显示器用基板、太阳能电池用盖板玻璃、固体成像元件用盖板玻璃、餐具。
符号说明
1  保护树脂膜
2  强化用玻璃板

Claims (25)

1.一种强化玻璃，其是在表面具有压缩应力层的强化玻璃，所述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 5～30％、Li2O 0～2％、Na2O 5～25％、以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
2.根据权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，
作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～80％、Al2O3 6.5～12.4％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、MgO 0.1～2.5％、以及MgO+CaO+SrO+BaO 0～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
3.根据权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，
作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～80％、Al2O3 6.5～12.4％、B2O3 0.01～15％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、以及MgO+CaO+SrO+BaO 0.1～2.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，
作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～77％、Al2O3 6.5～12.4％、B2O3 1～15％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，
作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～77％、Al2O3 6.5～12.4％、B2O3 1～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，
作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～77％、Al2O3 6.5～12.4％、B2O3 1～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2为0.15～0.30，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，密度为2.45g/cm3以下。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，
在80℃、10质量％的盐酸水溶液中浸渍24小时时，从浸渍前的质量减去浸渍后的质量所算出的差值除以浸渍前的表面积而得的值、即质量减少为40mg/cm2以下。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，压缩应力层的压缩应力值为300MPa以上，且压缩应力层的厚度为10μm以上。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，液相温度为1200℃以下。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，液相粘度为104.0dPa·s以上。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，104.0dPa·s下的温度为1300℃以下。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，30～380℃的温度范围内的热膨胀系数为90×10－7/℃以下。
14.一种强化玻璃板，其特征在于，由权利要求1～13中的任一项所述的强化玻璃形成。
15.根据权利要求14所述的强化玻璃板，其特征在于，长度尺寸为500mm以上，宽度尺寸为300mm以上，厚度为0.1～2.0mm。
16.根据权利要求14或15所述的强化玻璃板，其特征在于，其利用溢流下拉法成形而成。
17.根据权利要求14～16中的任一项所述的强化玻璃板，其特征在于，用于触控面板显示器。
18.根据权利要求14～16中的任一项所述的强化玻璃板，其特征在于，用于便携电话的盖板玻璃。
19.根据权利要求14～16中的任一项所述的强化玻璃板，其特征在于，用于太阳能电池的盖板玻璃。
20.一种强化玻璃板，其是长度尺寸为500mm以上、宽度尺寸为300mm以上、厚度为0.1～2.0mm的强化玻璃板，所述强化玻璃板的特征在于，
作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～77％、Al2O3 6.5～12.4％、B2O3 1～10％、Li2O 0～1％、Na2O 9～15.5％、K2O 0～3.5％、Li2O+Na2O+K2O 9～16.5％、MgO 0.1～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO0.1～2.5％、以及Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 13～18.5％，摩尔比MgO/(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)为0.01～0.2，摩尔比(Al2O3+B2O3)/SiO2为0.15～0.30，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F，
密度为2.45g/cm3以下，压缩应力层的压缩应力值为300MPa以上，压缩应力层的厚度为10μm以上，液相温度为1200℃以下，30～380℃的温度范围内的热膨胀系数为90×10－7/℃以下。
21.一种强化玻璃容器，其特征在于，由权利要求1～13中的任一项所述的强化玻璃形成。
22.根据权利要求21所述的强化玻璃容器，其特征在于，用于医药品容器。
23.一种强化用玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以摩尔％计，含有SiO2 50～80％、Al2O3 5～30％、Li2O 0～2％、Na2O 5～25％、以及K2O 0～5％，实质上不含As2O3、Sb2O3、PbO及F。
24.根据权利要求23所述的强化用玻璃，其特征在于，
在80℃、10质量％的盐酸水溶液中浸渍24小时时，从浸渍前的质量减去浸渍后的质量所算出的差值除以浸渍前的表面积而得的值、即质量减少为40mg/cm2以下。
25.根据权利要求23或24所述的强化用玻璃，其特征在于，
利用未使用过的硝酸钾熔融盐进行了离子交换处理时的压缩应力层的压缩应力值CS1、与利用以质量计含有20000ppm的Na离子的硝酸钾熔融盐进行了离子交换处理时的压缩应力层的压缩应力值CS2之比CS2/CS1为0.7以上。
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