CN108779025A - 化学强化玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明的化学强化玻璃的特征在于,在表面具有压缩应力层,且距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值为350MPa以上。

Description

化学强化玻璃
技术领域
本发明涉及化学强化玻璃,特别涉及适合于移动电话、数码相机、PDA(移动终端)、触控面板显示器的盖玻璃的化学强化玻璃。
背景技术
移动电话(特别是智能手机)、数码相机、PDA、触控面板显示器、大型电视机等设备有日益普及的倾向。
在这些用途的盖玻璃中,使用经离子交换处理的化学强化玻璃(参照专利文献1、非专利文献1)。另外,近年来,将化学强化玻璃用于数字标牌、鼠标、智能手机等的外装部件的情况日益增多。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-83045号公报
专利文献2:日本特开2011-133800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》,首版,株式会社经营系统研究所,1984年8月20日,p.451-498
发明内容
发明要解决的问题
可是,如上所述,智能手机的盖玻璃使用化学强化玻璃,但该盖玻璃有时破损。
根据本发明人的分析,盖玻璃的破损主要是由于冲击施加于端面而发生的。作为降低该破损的对策而有效的是,增大端面的应力深度,以使得存在于端面的裂纹不发生进展。然而,若增大端面的应力深度,则内部的拉伸应力值变大,化学强化玻璃容易发生自体损坏。特别是,将盖玻璃薄型化的情况下,该倾向变得显著。
因此,本发明是鉴于上述情况而完成的,其技术性课题在于,创造一种冲击施加于端面时也难以破损的化学强化玻璃。
用于解决问题的手段
本发明人潜心研究的结果发现,距化学强化玻璃的表面的特定深度处的压缩应力值与端面强度之间有强相关性,并且,通过将距化学强化玻璃的表面的特定深度处的压缩应力值限制为规定值以上,能够解决上述技术的课题,从而作为本发明提出。即,本发明的化学强化玻璃的特征在于,在表面具有压缩应力层,且距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值为350MPa以上。需要说明的是,在严格地限制化学强化用玻璃的玻璃组成的基础上,对于最后的离子交换处理(例如,1次离子交换处理的情况下为第1次离子交换处理,2次离子交换处理的情况下为第2次离子交换处理),若将温度设为390~420℃,时间设为1.5~4小时,离子交换液设为90质量%以上的KNO3,则能够适当提高深度7~16μm处的平均压缩应力值。
在此,“压缩应力值”和“应力深度”是使用表面应力计(折原制作所公司制造的FSM-6000LE)的软件FsmV,由观察测定试样时观察到的干涉条纹的根数和其间隔算出的值,测定时,测定设定(强化类型)设为化学强化II,测定模式设为精确解模式,深度测量的分界位置的计算采用使用弯曲点位置。并且,作为“应力深度”,采用利用FsmV算出的DOL_zero的值。另外,作为“内部的拉伸应力值”,采用通过上述测定所得到的CT_cv的值。此外,作为“离子交换层的深度”,采用由上述测定得到的DOL_tail的值。
第二,本发明的化学强化玻璃优选距表面的深度为12μm处的压缩应力值为350MPa以上。
第三,本发明的化学强化玻璃优选距表面的深度为7μm处的压缩应力值为450MPa以上,且距表面的深度为16μm处的压缩应力值为250MPa以上。
第四,本发明的化学强化玻璃优选从表面起深度方向上的压缩应力曲线弯曲。
第五,本发明的化学强化玻璃中,作为玻璃组成,优选以质量%含有SiO2 40~80%、Al2O3 5~30%、Li2O 0~5%、Na2O 5~25%。
第六,本发明的化学强化玻璃优选液相粘度为104.0dPa·s以上。在此,“液相温度”是指,将玻璃粉碎后,将穿过标准筛30目(筛孔500μm)且残留于50目(筛孔300μm)玻璃粉末放入铂舟中,在温度梯度炉中保持24小时,测定结晶析出的温度的值。另外,“液相粘度”是指,利用铂球拉升法测定液相温度时的玻璃的粘度的值。
第七,本发明的化学强化玻璃优选高温粘度104.0dPa·s时的温度为1300℃以下。在此,“高温粘度104.0dPa·s时的温度”是指利用铂球拉升法测定的值。
第八,本发明的化学强化玻璃优选30~380℃的温度范围内的热膨胀系数为95×10-7/℃以下。在此,“30~380℃的温度范围内的热膨胀系数”是指利用膨胀计测定的值。
第九,本发明的化学强化玻璃优选为平板形状。这样一来,变得容易适用于智能手机的盖玻璃等。
第十,本发明的化学强化玻璃优选厚度为0.1~2.0mm,应力深度为10μm以上。
第十一,本发明的化学强化玻璃优选用于触控面板显示器的盖玻璃。
附图说明
图1(a)是表示夹持有试验片的试验夹具及试验头的形状的示意立体图。图1(b)是表示端面强度试验的冲击状态的示意截面图。
图2是表示距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值与端面强度试验中的平均破坏高度的关系的坐标图。
具体实施方式
本发明的化学强化玻璃在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。本发明的化学强化玻璃利用化学强化法形成压缩应力层。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,则即使是玻璃的厚度小的情况下,也能够合适地形成压缩应力层。
离子交换液的组成考虑化学强化用玻璃的粘度特性等而决定为宜。作为离子交换液,可以使用各种离子交换液,优选KNO3熔融盐或NaNO3与KNO3的混合熔融盐。这样一来,能够效率良好地在表面形成压缩应力层。
在本发明的化学强化玻璃中,距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值为350MPa以上,优选为400MPa以上、450MPa以上、500MPa以上、520MPa以上、550MPa以上,特别优选为570MPa以上。若距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值过低,则端面强度变得容易降低。另一方面,若距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值过大,则内部的拉伸应力有可能极端地变高。因此,距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值优选为1000MPa以下。需要说明的是,在严格地限制化学强化用玻璃的玻璃组成的基础上,对于最后的离子交换处理(例如,1次的离子交换处理的情况下为第1次离子交换处理,2次离子交换处理的情况下为第2次离子交换处理),若将温度设为390~420℃,时间设为1.5~4小时,离子交换液设为90质量%以上的KNO3,则能够适当提高深度7~16μm处的平均压缩应力值。
距表面的深度为7μm处的压缩应力值优选为450MPa以上、550MPa以上、600MPa以上、650MPa以上、680MPa以上,特别优选为700MPa以上。若距表面的深度为7μm处的压缩应力值过低,则端面强度变得容易降低。另一方面,若距表面的深度为7μm处的压缩应力值过大,则内部的拉伸应力有可能极端地变高。因此,距表面的深度为7μm处的压缩应力值优选为1000MPa以下。
距表面的深度为12μm处的压缩应力值优选为350MPa以上、400MPa以上、450MPa以上、480MPa以上、500MPa以上、530MPa以上,特别优选为550MPa以上。若距表面的深度为12μm处的压缩应力值过低,则端面强度变得容易降低。另一方面,若距表面的深度为12μm处的压缩应力值过大,则内部的拉伸应力有可能极端地变高。因此,距表面的深度为12μm处的压缩应力值优选为1000MPa以下。需要说明的是,与其他深度的压缩应力值相比,距表面的深度为12μm处的压缩应力值与端面强度的相关性高。
距表面的深度为16μm处的压缩应力值优选为250MPa以上、280MPa以上、320MPa以上、360MPa以上、400MPa以上,特别优选为430MPa以上。若距表面的深度为16μm处的压缩应力值过低,则端面强度变得容易降低。另一方面,若距表面的深度为16μm处的压缩应力值过大,则内部的拉伸应力有可能极端地变高。因此,距表面的深度为16μm处的压缩应力值优选为800MPa以下。需要说明的是,与其他深度的压缩应力值相比,距表面的深度为16μm处的压缩应力值与端面强度具有强相关关系。
表面的压缩应力值优选为600MPa以上、700MPa以上、750MPa以上、800MPa以上、850MPa以上,特别优选为900MPa以上。随着表面的压缩应力值变大,化学强化玻璃的机械强度变高。另一方面,若在表面形成有极大的压缩应力,则在表面容易产生微裂纹,反而有化学强化玻璃的机械强度降低的可能性。另外,若在表面形成有极大的压缩应力,则内部的拉伸应力有可能极端地变高。因此,表面的压缩应力值优选为1400MPa以下。需要说明的是,若缩短离子交换处理的时间或降低离子交换处理的温度,则表面的压缩应力值有变大的倾向。
应力深度优选为10μm以上、20μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上、45μm以上,特别优选为50μm以上且90μm以下。若应力深度过小,则端面强度变得容易降低。另一方面,若应力深度过大,则内部的拉伸应力变得过大,化学强化玻璃容易发生自体损坏。需要说明的是,若增长离子交换处理的时间或提高离子交换液的温度,则应力深度有变大的倾向。
本发明的化学强化玻璃中,优选从表面起深度方向上的压缩应力曲线弯曲。这样一来,能够增大距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值和应力深度,并且降低内部的拉伸应力。需要说明的是,若多次进行离子交换处理,则能够使从表面起深度方向上的压缩应力曲线弯曲。
进行多次离子交换处理的情况下,最后的离子交换处理(例如,2次离子交换处理的情况下为第2次离子交换处理)的温度优选为390~430℃,特别是400~420℃,最后的离子交换处理的时间优选为1.5~5小时,特别是2~4.5小时。这样一来,变得容易提高距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值。
进行多次离子交换处理的情况下,优选进行2次离子交换处理。这样一来,能够效率良好地使从表面起深度方向上的压缩应力曲线弯曲。
进行2次离子交换处理的情况下,优选第2次离子交换处理中使用的离子交换液中的小的碱离子(例如Li离子、Na离子,特别是Na离子)的比例少于第1次离子交换处理中使用的离子交换液中的小的碱离子的比例。由此,变得容易提高距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值。需要说明的是,碱离子的尺寸为Li离子<Na离子<K离子。
进行2次离子交换处理的情况下,第1次离子交换处理中使用的离子交换液中的KNO3的含量优选为小于75质量%、70质量%以下,特别是60质量%以下。第2次离子交换处理中使用的离子交换液中的KNO3的含量优选为75质量%以上、85质量%以上、95质量%以上,特别是99.5质量%以上。若离子交换液中的KNO3的含量为上述范围之外,则变得难以提高距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值。
进行2次离子交换处理的情况下,优选第2次离子交换处理中使用的离子交换液中的NaNO3的含量少于第1次离子交换处理中使用的离子交换液中的NaNO3的含量,更优选少5质量%以上,进而优选少10质量%以上,特别优选少15质量%以上。另外,第2次离子交换处理中使用的离子交换液中的NaNO3的含量优选为25质量%以下、20质量%以下、15质量%以下、10质量%以下、5质量%以下、特别是0.5质量%以下。若第2次离子交换处理中使用的离子交换液中的NaNO3过多,则变得难以提高距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值。
本发明的化学强化玻璃中,作为玻璃组成,优选以质量%含有SiO2 40~80%、Al2O3 5~30%、Li2O 0~5%、Na2O 5~25%。以下表示按照上述这样限定各成分的含有范围的理由。需要说明的是,在各成分的含有范围的说明中,%这一表达方式是指质量%。
SiO2是形成玻璃网络的成分。SiO2的含量优选为40~80%、50~75%、56~70%、58~68%,特别优选为59~65%。需要说明的是,想要尽可能地提高离子交换性能的情况下,SiO2的含量优选为40~65%、45~60%、50~60%,特别优选为53~58%。若SiO2的含量过少,则变得难以进行玻璃化、或热膨胀系数过度变高,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。
Al2O3是提高离子交换性能的成分,还是提高应变点、杨氏模量的成分。Al2O3的含量优选为5~30%。若Al2O3的含量过少,则热膨胀系数过度变高,耐热冲击性变得容易降低,并且产生不能充分发挥离子交换性能的可能性。因此,Al2O3的适宜的下限范围为7%以上、8%以上、10%以上、12%以上、14%以上、15%以上,特别是16%以上。需要说明的是,想要尽可能地提高离子交换性能的情况下,Al2O3的适宜的下限范围为16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上,特别是26%以上。另一方面,若Al2O3的含量过多,则玻璃中容易析出失透结晶,难以利用溢出下拉法等对玻璃进行成形。另外,热膨胀系数过度变低,变得难以与周边材料的热膨胀系数匹配,还有,高温粘性变高,熔融性变得容易降低。因此,Al2O3的适宜的上限范围为28%以下、25%以下、21.5%以下,特别是19.5%以下。
Li2O是离子交换成分,并且是使高温粘度,提高熔融性、成形性的成分。还是提高杨氏模量的成分。此外,在碱金属氧化物中使压缩应力值增大的效果大。然而,若Li2O的含量过多,则液相粘度降低,玻璃变得容易失透。另外,热膨胀系数过度变高,耐热冲击性降低、或变得难以与周边材料的热膨胀系数匹配。此外,若低温粘性过度降低,变得容易引起应力松弛,则有时反而压缩应力值变小。因此,Li2O的含量优选为0~5%、0.01~3%、0.01~2%、0.01~1%、0.01~0.5%、特别是0.1~0.2%。需要说明的是,若将Li2O的含量导入0.1质量%以上,则Li离子作为离子交换成分发挥作用,因此变得能够以短时间增大应力深度。其结果是,变得能够缩短第1次离子交换时间。
Na2O是主要的离子交换成分,还是使高温粘度降低,提高熔融性、成形性的成分。另外,Na2O也是改善耐失透性的成分。Na2O的含量优选为5~25%。若Na2O的含量过少,则熔融性变得容易降低、或热膨胀系数变得容易降低、或离子交换性能变得容易降低。因此,Na2O的适宜的下限范围为8%以上、10%以上、11%以上,特别是12%以上。另一方面,若Na2O的含量过多,则热膨胀系数过度变高,耐热冲击性降低、或变得难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外,应变点过度降低或欠缺玻璃组成的成分平衡,有时耐失透性反而降低。因此,Na2O的适宜的上限范围为20%以下、17%以下,特别是16%以下。需要说明的是,优选Li2O的含量为0.1%以上的情况下,降低Na2O的含量,其含量为15%以下、13%以下,特别是11%以下。
在上述成分以外,例如也可以导入以下的成分。
B2O3是使高温粘度、密度降低,并且使玻璃稳定化而使结晶难以析出,使液相温度降低的成分。另外,是提高抗裂性的成分。然而,若B2O3的含量过多,则存在如下的倾向:因离子交换处理而产生被称为泛黄的表面的着色、或耐水性降低、或压缩应力层的压缩应力值降低,或压缩应力层的应力深度变小。因此,B2O3的含量优选为0~15%、0~10%、0.1~8%、0.5~6%、1~4%,特别是大于1%且3%以下。
K2O是促进离子交换的成分,是碱金属氧化物之中增大压缩应力层的应力深度的效果大的成分。另外,是降低高温粘度,提高熔融性、成形性的成分。也是改善耐失透性的成分。K2O的含量为0~10%。若K2O的含量过多,则热膨胀系数过度变高,耐热冲击性降低、或变得难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另外,存在应变点过度降低、或欠缺玻璃组成的成分平衡,耐失透性反而降低的倾向。因此,K2O的适宜的上限范围为6%以下、4%以下、小于2%,特别是小于1%。
MgO是降低高温粘度,提高熔融性、成形性,或提高应变点、杨氏模量的成分,且为碱土金属氧化物之中提高离子交换性能的效果大的成分。然而,若MgO的含量过多,则密度、热膨胀系数容易变高,另外,玻璃变得容易失透。因此,MgO的适宜的上限范围为12%以下、10%以下、8%以下、5%以下、特别是4%以下。需要说明的是,向玻璃组成中导入MgO的情况下,MgO的适宜的下限范围为0.1%以上、0.5%以上、1%以上,特别是2%以上。
CaO与其他成分相比,不会伴有耐失透性的降低,且降低高温粘度,提高熔融性、成形性,或提高应变点、杨氏模量的效果大。CaO的含量优选为0~10%。然而,若CaO的含量过多,则密度、热膨胀系数变高,或欠缺玻璃组成的成分平衡,玻璃反而变得容易失透,或离子交换性能变得容易降低。因此,CaO的适宜的含量为0~5%,特别是0以上且小于1%。
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,若其含量过多,则有耐失透性显著降低的可能性,另外,有密度过度变高的可能性。因此,ZrO2的适宜的上限范围为10%以下、8%以下或6%以下,特别是5%以下。需要说明的是,想要提高离子交换性能的情况下,优选向玻璃组成中导入ZrO2,该情况下,ZrO2的适宜的下限范围为0.01%以上、0.5%,特别是1%以上。
P2O5是使应力深度增大的成分,特别是在进行多次离子交换处理的情况下,是使第1次离子交换时间缩短的成分。另一方面,若P2O5的含量过多,则在成形时玻璃变得容易分相。因此,P2O5的含量优选为0~10%、0~8%、0.1~6%,特别是3~6%。
ZnO是使压缩应力值增大的成分,特别是进行多次离子交换处理的情况下,是使第2次离子交换时间缩短的成分。另一方面,若ZnO的含量过多,则成形时玻璃变得容易分相。因此,ZnO的含量优选为0~10%、0~5%、0~3%,特别是0.1~2%。
SnO2是作为清澄剂发挥作用,并且提高压缩应力值的成分,其适宜的含有范围优选为0~10000ppm(1%)、500~7000ppm,特别是1000~5000ppm。需要说明的是,若SnO2的含量过多,则可见光透过率变得容易降低。
作为其他清澄剂,可以导入0~30000ppm(3%)的选自As2O3、5b2O3、F、Cl、SO3中的一种或两种以上。
本发明的化学强化玻璃优选具有以下的玻璃特性。
液相温度优选为1200℃以下、1100℃以下、1050℃以下、1000℃以下、930℃以下、900℃以下,特别是880℃以下。液相温度越低,则利用溢出下拉法等成形为平板形状时,玻璃变得越难以失透。
液相粘度优选为104.0dPa·s以上、104.3dPa·s以上、104.5dPa·s以上、105.0dPa·s以上、105.5dPa·s以上、105.7dPa·s以上、105.9dPa·s以上,特别是106.0dPa·s以上。液相粘度越高,则利用溢出下拉法等成形为平板形状时,玻璃变得越难以失透。
高温粘度104.0dPa·s时的温度优选为1400℃以下、1350℃以下、1300℃以下、1260℃以下、1230℃以下,特别是1200℃以下。高温粘度104.0dPa·s时的温度越低,则越减小对成型体耐火物的负担,成型体耐火物长寿命化,其结果是,变得容易降低化学强化玻璃的制造成本。
30~380℃的温度范围内的热膨胀系数优选为95×10-7/℃以下,特别是92×10-7/℃以下。若30~380℃的温度范围内的热膨胀系数过高,则耐热冲击性变得容易降低,因此有必要延长浸渍于离子交换液之前的予热时间、浸渍于离子交换液之后的缓冷时间。另外,弯曲加工时,化学强化用玻璃变得容易破损。
本发明的化学强化玻璃中,厚度(平板形状的情况下为板厚)优选为0.1~2.0mm、0.2~1.0mm、0.3~0.8mm,特别是0.4~0.7mm。这样一来,维持机械强度的同时容易实现显示设备的轻量化。
按照以下这样,可以制作本发明涉及的化学强化用玻璃。
首先,将按照成为所期望的玻璃组成的方式调配的玻璃原料投入至连续熔融炉,以1500~1600℃加热熔融并清澄后,供给至成形装置的基础上成形为平板形状等,并进行缓冷,由此能够制作化学强化用玻璃。
作为成形化学强化用玻璃的方法,优选采用溢出下拉法。溢出下拉法是能够成形表面平滑性高且大型的化学强化用玻璃的方法,而且是能够尽可能地降低化学强化用玻璃的表面损伤的方法。
除溢出下拉法以外可以采用各种成形方法。例如,可以采用浮法、下拉法(狭缝下拉法、再拉法等)、轧平法、压制法等成形方法。
成形化学强化用玻璃后,根据需要可以进行弯曲加工。另外根据需要,也可以进行倒角加工。
切断为所期望的尺寸的时期优选为离子交换处理之前。由此,在端面也能够形成压缩应力层。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是,以下的实施例仅为例示。本发明不受以下的实施例任何限定。
按照以下这样,制作各化学强化玻璃(试样No.1~10)。首先调配玻璃原料,制作玻璃配合料。接着,将该玻璃配合料投入至连续熔融炉,清澄所得到的熔融玻璃并搅拌后,供给至成形装置。接着,使用氧化铝系成型体作为成型体,通过溢出下拉法成形为0.7mm厚的平板形状后,切断为规定尺寸,从而得到各化学强化用玻璃。随后,利用#800的金属结合剂磨石对于各化学强化玻璃的端面进行C倒角及研磨。需要说明的是,所得到的化学强化用玻璃中,作为玻璃组成,以质量%含有SiO2 61.4%、Al2O3 18%、B2O3 0.5%、Li2O 0.1%、Na2O14.5%、K2O 2%、MgO 3%、BaO 0.1%、SnO2 0.4%,液相粘度为106.3dPa·s,高温粘度104.0dPa·s时的温度为1255℃,30~380℃的温度范围内的热膨胀系数为91×10-7/℃。
此外,对于各化学强化用玻璃,使用表1中记载的离子交换液,进行表1中记载的离子交换处理。表1中的DOL_zero表示应力深度,DOL_tail表示离子交换层的深度,CT_cv表示内部的拉伸应力值。并且,表中的“CS”和“DOL”是使用表面应力计(折原制作所公司制FSM-6000LE)的软件FsmV,由观察测定试样时观察到的干涉条纹的根数和其间隔算出的值,测定时,测定设定(强化类型)设为化学强化II,测定模式设为精确解模式,深度测量的分界位置的计算采用使用弯曲点位置。需要说明的是,测定时,各试样的折射率为1.50,光学弹性定数为29.5[(nm/cm)/MPa]。
【表1】
对于所得到的各化学强化玻璃,使用图1所示的振子端面试验机,进行端面强度试验。图1(a)是表示夹持有试验片的金属制夹具及试验头的示意立体图。试验片11以夹在一对酚醛树脂制的树脂板12之间的状态被固定于金属制夹具13。试验片11的尺寸为22mm×30mm×0.7mm厚,成为试验片11内的2mm×30mm的部分从金属制夹具23露出的状态。该露出的部分的端面与试验头14发生冲击。试验头14为SUS制,曲率半径R=2.5mm。图1(b)是表示端面强度试验的冲击方法的意截面图。如图1(b)所示,首先,将安装有试验头14的振子15(臂长500mm)从10mm的高度向下摆动,使其与被金属制夹具13夹持的试验片11的端面发生冲击。随后,使振子15的高度每次上升10mm,并且继续进行该操作,直至试验片11破损为止,将试验片11破损时的高度作为破损高度。对于各化学强化玻璃,进行10次该端面强度试验,算出破损高度的算术平均值作为平均破坏高度。
图2是表示距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值与端面强度试验中的平均破坏高度的关系的坐标图。由图2可知,距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值与端面强度试验中的平均破坏高度的相关系数R2为0.8847,因此认为是强相关关系。
由表1可知,试样No.1~4中,距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值大,因此端面强度试验的评价良好。另一方面,试样No.5~10中,距表面的深度为7~16μm处的平均压缩应力值小,因此端面强度试验的评价不良。
产业上的可利用性
本发明的化学强化玻璃适合于移动电话、数码相机、PDA、触控面板显示器的盖玻璃。另外,除这些用途以外,也可以期待本发明的化学强化玻璃应用于要求高机械强度的用途,例如窗玻璃、磁盘用基板、太阳能电池、平板显示器用基板、固体摄像元件用盖玻璃、餐具等。
符号说明
11试验片、12树脂板、13金属制夹具、14试验头、15振子。

Claims (11)

1.一种化学强化玻璃,其特征在于,在表面具有压缩应力层,且距表面的深度为7μm~16μm处的平均压缩应力值为350MPa以上。
2.如权利要求1所述的化学强化玻璃,其特征在于,距表面的深度为12μm处的压缩应力值为350MPa以上。
3.如权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其特征在于,距表面的深度为7μm处的压缩应力值为450MPa以上,且距表面的深度为16μm处的压缩应力值为250MPa以上。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,从表面起深度方向上的压缩应力曲线弯曲。
5.如权利要求1~4中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,作为玻璃组成,以质量%含有SiO2 40%~80%、Al2O3 5%~30%、Li2O 0%~5%、Na2O 5%~25%。
6.如权利要求1~5中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,液相粘度为104.0dPa·s以上。
7.如权利要求1~6中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,高温粘度104.0dPa·s时的温度为1300℃以下。
8.如权利要求1~7中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,30℃~380℃的温度范围内的热膨胀系数为95×10-7/℃以下。
9.如权利要求1~8中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,为平板形状。
10.如权利要求1~9中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,厚度为0.1mm~2.0mm,应力深度为10μm以上。
11.如权利要求1~10中的任一项所述的化学强化玻璃,其特征在于,用于触控面板显示器的盖玻璃。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111383534A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 三星显示有限公司 窗面板
US10906837B2 (en) 2018-10-18 2021-02-02 Corning Incorporated Strengthened glass articles exhibiting improved headform impact performance and automotive interior systems incorporating the same
US11078111B2 (en) 2018-07-23 2021-08-03 Corning Incorporated Automotive interiors and cover glass articles with improved headform impact performance and post-breakage visibility
US11116098B2 (en) 2018-12-10 2021-09-07 Corning Incorporated Dynamically bendable automotive interior display systems
US12091357B2 (en) 2021-08-05 2024-09-17 Corning Incorporated Dynamically bendable automotive interior display systems

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019235470A1 (ja) * 2018-06-07 2019-12-12 日本電気硝子株式会社 化学強化ガラスおよび化学強化ガラスの製造方法
JP7335541B2 (ja) * 2018-07-27 2023-08-30 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化用ガラス

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3433611A (en) * 1965-09-09 1969-03-18 Ppg Industries Inc Strengthening glass by multiple alkali ion exchange
JP2008115072A (ja) * 2006-10-10 2008-05-22 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス基板
WO2015077179A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Corning Incorporated Method for achieving a stress profile in a glass
WO2015127483A2 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 Corning Incorporated Strengthened glass articles having improved survivability
WO2016033038A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 Corning Incorporated Laminated glass article with ion exchangeable core and clad layers having diffusivity contrast and method of making the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006083045A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Hitachi Ltd ガラス部材
JP5589379B2 (ja) 2009-12-25 2014-09-17 旭硝子株式会社 ディスプレイカバーガラス用ガラス基板の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3433611A (en) * 1965-09-09 1969-03-18 Ppg Industries Inc Strengthening glass by multiple alkali ion exchange
JP2008115072A (ja) * 2006-10-10 2008-05-22 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス基板
WO2015077179A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Corning Incorporated Method for achieving a stress profile in a glass
WO2015127483A2 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 Corning Incorporated Strengthened glass articles having improved survivability
WO2016033038A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 Corning Incorporated Laminated glass article with ion exchangeable core and clad layers having diffusivity contrast and method of making the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11078111B2 (en) 2018-07-23 2021-08-03 Corning Incorporated Automotive interiors and cover glass articles with improved headform impact performance and post-breakage visibility
US10906837B2 (en) 2018-10-18 2021-02-02 Corning Incorporated Strengthened glass articles exhibiting improved headform impact performance and automotive interior systems incorporating the same
US11767257B2 (en) 2018-10-18 2023-09-26 Corning Incorporated Strengthened glass articles exhibiting improved headform impact performance and automotive interior systems incorporating the same
US11116098B2 (en) 2018-12-10 2021-09-07 Corning Incorporated Dynamically bendable automotive interior display systems
CN111383534A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 三星显示有限公司 窗面板
US11673829B2 (en) 2018-12-28 2023-06-13 Samsung Display Co., Ltd. Window panel, electronic apparatus including same, and method for manufacturing window panel
US12091357B2 (en) 2021-08-05 2024-09-17 Corning Incorporated Dynamically bendable automotive interior display systems

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