JP2004352536A - Chemically toughened glass and its production method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学強化ガラス、特にタッチパネル等に使用される電子材料分野、自動車用および建築用などの分野に有用な化学強化ガラスおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
省資源・省エネルギーの観点あるいは社会的なニーズの変化から、強化ガラスの薄板化や強化度アップが進んでいる。一般的に用いられている風冷強化法では、３ｍｍ以下の板厚をもったガラスの生産が難しいことから、３ｍｍ以下のガラスでは、化学強化法が多く用いられている。また、化学強化ガラスは一般的に風冷法による強化ガラスよりも高い強度を得ることができるというメリットもある。
【０００３】
化学強化ガラスの製造方法としては、種々の方法が考えられている。例えば、小さなイオン半径の原子を大きなイオン半径の原子に置き換える方法、ガラスの粘性流動を利用して大きなイオン半径の原子を小さなイオン半径の原子に置き換える方法、熱膨張率の差を利用する方法、結晶を晶出させる方法、上述の方法を組み合わせる方法など、多くの方法がある。
【０００４】
一般に、ソーダ・ライム系ガラスでは小さなイオン半径の原子を大きなイオン半径の原子に置き換える方法が数多く用いられ、その中でも、多くの化学強化ガラスは化学強化処理槽中に浸漬する、いわゆる浸漬法で製造されている。すなわち、ガラスを高温の化学強化処理液、例えば硝酸カリウム溶液中に浸積し、ガラス中のナトリウムイオンを硝酸カリウム中のカリウムイオンと置換することにより、表層に圧縮応力層を形成する。また、ガラス中にリチウムを含む場合の化学強化処理液としては、硝酸ナトリウム、または硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合塩が多用される。
【０００５】
一般的に、浸漬液温度は４００〜５１０℃、浸漬時間は１〜２４時間とされ、冷却工程を経ることにより製造される。この冷却は簡単ではなく、冷却速度を大きくすると破壊やキズの問題が発生し、冷却速度が小さくするとその生産性は著しく下がる。このため、イオン交換のための浸漬処理後に、浸漬温度よりも十数〜数十℃低い温度に設定された冷却槽の中に入れて、冷却することにより化学強化ガラスを製造する方法や装置も考えられている。
【０００６】
化学強化ガラスが市場に多く受け入れられている理由として、前述した薄板ガラスでの強化性や高強度化に加え、強化ガラスでも切断可能とされていることがあげられる。風冷強化ガラスでは、切断しようとしてクラックを導入すると、粉々に割れてしまうので、切断は実質上できない。
【０００７】
公知技術をみれば、例えば、切断したガラスを化学強化して使用すること（例えば、特許文献１参照）が、切断条件の重要な因子である表面応力の測定技術（例えば、特許文献２参照）が開示されている。また、ハードディスクドライブの化学強化に関する工程
１）予備加熱槽での予備加熱（０．５〜２時間程度かけて３８０〜５００℃に昇温）
２）硝酸カリウム又は硝酸ナトリウムの溶融塩溶液での化学強化処理（０．５〜６時間程度）
３）送風冷却槽での冷却（５〜２５ｍ３／分の冷却風で面内温度差が５℃以内で溶融塩溶液の融点以下たる室温まで強制冷却）
が詳細に述べられている例（例えば、特許文献３参照）もある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１６０９３２号公報
【特許文献２】
特公昭５９−３７４５１号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４４５５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
化学強化ガラスは切断可能とされている。しかし、切断可能といっても、この切断は非常に難しい技術であり、生産時の歩留低下の主因となっているし、製品となった後も切断不良による破壊の問題などが発生している。
【００１０】
例えば、タッチパネル等に使用される化学強化した薄板ガラスにおいて、大板の化学強化ガラスから複数枚採りを行うことにより生産性アップを試みている。しかし、ホイールチップ方式の切断機でスクライブするとき、分断時にスクライブ線に沿って分割されず、スクライブ線から外れて分割されるという問題が数多く生じている。このため、複数採りのメリットが当初の予定とは異なった結果となっている場合が多い。また、スクライブされた化学強化ガラスを使ったパネルが、市場に出した後に想定荷重よりも小さな値でも破壊するなどの問題も発生している。
【００１１】
このように、現実的には、化学強化ガラスの切断が技術的に確立されているとは言えない状況にあり、強度と切断性を同時に有す化学強化ガラスが開発されていない。
【００１２】
すなわち、特開２００２−１６０９３２号公報の中で切断したガラスを化学強化として使用することが述べられているが、化学強化ガラスの切断方法を述べているわけではない。また、特公昭５９−３７４５１号公報の手法は表面応力の測定技術については知ることはできても、ガラスの切断につながる技術については示されていない。さらに、特開２０００−３４４５５０号公報で示された化学強化方法は、直径６０〜１００ｍｍのハードディスクドライブを化学強化する場合であり、切断性などについては述べられていない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、イオン交換処理することによりガラス表層に圧縮応力層を形成させる化学強化ガラスの製造方法において、イオン交換のための浸漬処理後にその浸漬液温度よりも１０℃以上高い温度の環境下で保持する化学強化ガラスの製造方法である。
【００１４】
また、浸漬処理後にその浸漬液温度よりも１０℃以上５０℃以下の高い温度で、１０分間以上６０分間以下の保持する上記の化学強化ガラスの製造方法である。
【００１５】
さらに、浸漬液温度を４６０℃以上５１０℃以下とする上記の化学強化ガラスの製造方法である。
【００１６】
さらにまた、浸漬処理後に浸漬液温度よりも５０℃以上１５０℃以下の高い温度で、１分間以上３０分間以下保持する上記の化学強化ガラスの製造方法である。
【００１７】
さらにまた、浸漬液温度を４１０℃以上５００℃以下とする上記の化学強化ガラスの製造方法である。
【００１８】
さらにまた、上記のいずれかの方法で製造された化学強化ガラスである。
【００１９】
さらにまた、化学強化ガラスの表面硬度が５６０〜５９０ｋｇｆ／ｃｍ２にある上記の化学強化ガラスである。
【００２０】
さらにまた、歪点が４７０℃以上５３０℃以下のソーダ石灰ガラスをイオン交換処理する上記の化学強化ガラスである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明は、イオン交換処理することによりガラス表層に圧縮応力層を形成させる化学強化ガラスの製造方法において、イオン交換のための浸漬処理後にその浸漬液温度よりも１０℃以上高い温度の環境下で保持する化学強化ガラスの製造方法である。浸漬処理後にその浸漬液温度よりも１０℃以上高い温度で処理するのは、化学強化ガラスの切断性を向上させることで極めて重要である。処理温度が１０℃未満では、切断性を向上させることは難しい。
【００２２】
また、浸漬処理後にその浸漬液温度よりも１０℃以上５０℃以下の高い温度で、１０分間以上６０分間以下保持することが必要である。１０℃未満では化学強化ガラスの切断性が下がり、５０℃を越える温度では化学強化ガラスの強度が下がるからである。さらに、浸漬液の劣化にもつながるという問題も発生してくる。場合によっては、化学強化ガラス製品の変形という問題も発生する。１０分間以上６０分間以下としたのは、１０分未満では化学強化ガラスの切断性は下がり、６０分以上では化学強化ガラスの強度が下がり、また、場合によっては、化学強化ガラス製品の変形という問題も発生するからである。
【００２３】
また、浸漬液温度を４５０℃以上５１０℃以下とする必要がある。４５０℃未満では化学強化ガラスの切断性を改善しにくく、製造に時間を要すため生産性が極めて悪くなるためである。５１０℃を越えると化学強化ガラスの強度が小さくなるという問題が発生する。
【００２４】
さらに、浸漬処理後に浸漬液温度よりも５０℃以上１５０℃以下の高い温度で、１分間以上３０分間以下保持する上記の化学強化ガラスの製造方法である。５０℃未満では化学強化ガラスの切断性が下がり、１５０℃を越える温度では化学強化ガラスの強度が下がる。さらに、浸漬液の劣化にもつながるという問題も発生してくる。場合によっては、化学強化ガラス製品の変形という問題も発生する。１分間以上３０分間以下としたのは、１分未満では化学強化ガラスの切断性は下がり、３０分以上では化学強化ガラスの強度が下がり、また、場合によっては、化学強化ガラス製品の変形という問題も発生するからである。
【００２５】
さらに、上述の方法で熱処理して得られた化学強化ガラスである。上述の方法で製造された化学強化ガラスはその切断性と強度が両立された化学強化ガラスとなる。
【００２６】
さらにまた、化学強化ガラスの表面硬度が５６０〜５９０ｋｇｆ／ｃｍ２にある化学強化ガラスである。従来の方法で製造されたソーダ石灰系化学強化ガラスの表面硬度は、５９０〜６１０ｋｇｆ／ｃｍ２にあるといわれている。しかし、本発明による化学強化ガラスは、その表面硬度が５６０〜５９０ｋｇｆ／ｃｍ２にある。
５９０ｋｇｆ／ｃｍ２を越えると、従来の化学強化ガラスと同様であり、切断性は悪く、ときには切断できない場合もある。また、切断できたとしても、希望する切断線からはずれることがあり、また表面にガラス粉が多発する傾向にある。一方、その表面硬度が５６０ｋｇｆ／ｃｍ２よりも小さな化学強化ガラスは、強度が小さい傾向にある。なお、硬度測定は市販の微小硬度計で良いが、その負荷量を小さな値、例えば５０ｇ以下とする必要がある。一般的なソーダ石灰系ガラスの硬度測定に用いられる２００〜１０００ｇの負荷は、その判断を誤る必要があるので、注意が必要である。
【００２７】
本発明の化学強化ガラスが従来の化学強化ガラスに準ずる強度があり、かつ切断性もあるという特徴をもつ。これは、従来の化学強化ガラスと異なり、Ｆｉｃｋの法則のみには依存しない応力パターンになっているためである。そのため、表面硬度は従来の化学強化ガラスの硬度と若干異なる特徴を有している。
【００２８】
さらにまた、歪点が４７０℃以上５３０℃以下のソーダ石灰ガラスをイオン交換処理された上記の化学強化ガラスである。歪点が４７０℃よりも低いソーダ石灰ガラスは化学的耐久性や硬度が低いので、化学強化ガラスとしての実用性が大きく下がる。一方、歪点が５３０℃よりも高いソーダ石灰ガラスはガラスの切断性が下がり、化学強化性も下がる。また、ソーダ石灰ガラス以外のガラスは、生産性が悪いため高価なので、切断性と強度があっても実用性は小さい。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例に基づき、述べる。
（実施例１）
厚さ０．７ｍｍのソーダ石灰系フロートガラスを４６０℃の硝酸カリウム溶融塩の中に１０時間浸漬してイオン交換処理を行った。その直後、５１０℃に設定した冷却槽に化学強化ガラスを移動し、さらにその中で６０分間保持した。その後は、通常に行われている冷却速度（約１０℃／ｍｉｎ）で冷却し、所定の化学強化ガラス製品を得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、５７０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３０】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用い、一般の切断作業に準ずるスクライブ（負荷重量：２ｋｇ）および分断テストを行ったところ、問題なく切断することができた。
【００３１】
（実施例２）
厚さ０．５５ｍｍのソーダ石灰系フロートガラスを４７０℃の硝酸カリウム溶融塩の中に４時間浸漬してイオン交換処理を行った。その直後、５１５℃に設定した冷却槽に化学強化ガラスを移動し、さらにその中で２０分間保持した。その後は、通常に行われている冷却速度（約１０℃／ｍｉｎ）で冷却し、所定の化学強化ガラス製品を得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、５８０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３２】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用い、一般の切断作業に準ずるスクライブ（負荷重量：２ｋｇ）および分断テストを行ったところ、問題なく切断することができた。
【００３３】
（実施例３）
厚さ０．７ｍｍのソーダ石灰系フロートガラスを４１０℃の硝酸カリウム溶融塩の中に２４時間浸漬してイオン交換処理を行った。その直後、５５０℃に設定した冷却槽に化学強化ガラスを移動し、さらにその中で３分間保持した。その後は、通常に行われている冷却速度（約１０℃／ｍｉｎ）で冷却し、所定の化学強化ガラス製品を得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、５８５ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３４】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用い、一般の切断作業に準ずるスクライブ（負荷重量：２ｋｇ）および分断テストを行ったところ、問題なく切断することができた。
【００３５】
（実施例４）
厚さ１．１ｍｍのソーダ石灰系フロートガラスを４９０℃の硝酸カリウム溶融塩２時間化学強化処理を行った後、５４０℃で２分間保持し、所定の化学強化ガラスを得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、５８５ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３６】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用いてスクライブし、分断するテストを行ったところ、少しガラス上ですべるような感触があったが、最終的には問題なく切断することができた。
【００３７】
（比較例１）
厚さ０．７ｍｍのソーダ石灰系フロートガラスを４６０℃の硝酸カリウム溶融塩の中に１０時間浸漬してイオン交換処理を行った。その後は、３８０℃に設定した冷却槽に化学強化ガラスを移動し、通常に行われている冷却速度（約１０℃／ｍｉｎ）で冷却し、所定の化学強化ガラス製品を得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、６００ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３８】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用い、一般の切断作業に準ずるスクライブ（負荷重量：２ｋｇ）および分断テストを行ったところ、スリップが顕著であった。そこで、切断圧を強くして（最終的な負荷重量：７ｋｇ）検討したところ、スクライブ線から線状の多くのガラス粉が発生し、化学強化ガラス製品として使用することはできなかった。また、スクライブ線に沿って分断できないところ、すなわち切断線からはずれていたところもあった。
【００３９】
（比較例２）
厚さ０．５５ｍｍのソーダ石灰系フロートガラスを４７０℃の硝酸カリウム溶融塩の中に４時間浸漬してイオン交換処理を行った。その後は、３８０℃に設定した冷却槽に化学強化ガラスを移動し、通常に行われている冷却速度（約１０℃／ｍｉｎ）で冷却し、所定の化学強化ガラス製品を得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、６０５ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００４０】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用い、一般の切断作業に準ずるスクライブ（負荷重量：２ｋｇ）および分断テストを行ったところ、スリップが顕著であった。そこで、切断圧を強くして（最終的な負荷重量：５ｋｇ）検討したところ、この化学強化ガラスは破壊してしまった。
【００４１】
（比較例３）
厚さ１．１ｍｍのアルミノホウ酸系ガラスを４６０℃の硝酸カリウム溶融塩の中に１０時間浸漬してイオン交換処理後、３８０℃に設定した冷却槽に化学強化ガラスを移動し、通常に行われている冷却速度（約１０℃／ｍｉｎ）で冷却し、所定の化学強化ガラス製品を得た。なお、この化学強化ガラス製品の表面硬度は、６４０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００４２】
この化学強化ガラスを市販の超硬製ホイールチップを用い、一般の切断作業に準ずるスクライブ（負荷重量：２ｋｇ）および分断テストを行ったところ、スリップが顕著であった。そこで、切断圧を強くして（最終的な負荷重量：５ｋｇ）検討したが、切断線にそった切断を行うことはできなかった。
【００４３】
以上の結果から示されるように、本発明の工程をイオン交換工程後に付加することにより、切断しやすい化学強化ガラスを得ることができた。なお、ガラスの表面硬度は、市販のビッカース硬度計（明石製作所製）を用い、すべて５０ｇの負荷で測定した。
【００４４】
【発明の効果】
これまで、困難とされてきた化学強化ガラスの切断が安定してできるようになり、強度と切断性を同時に有す化学強化ガラスが得られた。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chemically strengthened glass, particularly a chemically strengthened glass useful in the fields of electronic materials used for touch panels and the like, automobiles and buildings, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
From the viewpoint of resource saving and energy saving or changes in social needs, the tempered glass is becoming thinner and the degree of strengthening is increasing. Since it is difficult to produce a glass having a thickness of 3 mm or less by a generally used air-cooling tempering method, a chemical tempering method is often used for glass having a thickness of 3 mm or less. In addition, chemically strengthened glass also has an advantage that it can generally obtain higher strength than tempered glass formed by an air cooling method.
[0003]
Various methods have been considered as a method for producing chemically strengthened glass. For example, a method of replacing atoms with a small ionic radius with atoms of a large ionic radius, a method of replacing atoms with a large ionic radius with atoms of a small ionic radius using viscous flow of glass, a method of using a difference in thermal expansion coefficient, There are many methods, such as a method of crystallizing a crystal and a method of combining the above methods.
[0004]
Generally, soda-lime glass uses many methods to replace atoms with small ionic radius with atoms with large ionic radius. Have been. That is, the glass is immersed in a high-temperature chemical strengthening treatment solution, for example, a potassium nitrate solution, and a sodium ion in the glass is replaced with a potassium ion in potassium nitrate to form a compressive stress layer on the surface layer. Further, as the chemical strengthening treatment liquid when lithium is contained in the glass, sodium nitrate or a mixed salt of sodium nitrate and potassium nitrate is frequently used.
[0005]
Generally, the immersion liquid temperature is 400 to 510 ° C., the immersion time is 1 to 24 hours, and the immersion liquid is manufactured through a cooling step. This cooling is not easy. When the cooling rate is increased, problems such as breakage and scratches occur, and when the cooling rate is reduced, the productivity is significantly reduced. For this reason, after the immersion treatment for ion exchange, put in a cooling bath set at a temperature several tens to several tens of degrees lower than the immersion temperature, a method and apparatus for producing chemically strengthened glass by cooling. It is considered.
[0006]
The reason why chemically strengthened glass is widely accepted in the market is that, in addition to the strengthening and high strength of the thin glass described above, it is possible to cut even the tempered glass. With air-cooled tempered glass, if a crack is introduced for cutting, the glass breaks into pieces, so cutting is practically impossible.
[0007]
In view of the known art, for example, the use of cut glass that has been chemically strengthened (for example, see Patent Document 1) is a technique for measuring the surface stress that is an important factor of the cutting conditions (for example, see Patent Document 2). Is disclosed. Step 1) Chemical strengthening of the hard disk drive 1) Preheating in a preheating tank (heating to 380 to 500 ° C in about 0.5 to 2 hours)
2) Chemical strengthening treatment with a molten salt solution of potassium nitrate or sodium nitrate (about 0.5 to 6 hours)
3) Cooling in a blower cooling tank (forced cooling to room temperature below the melting point of the molten salt solution with in-plane temperature difference of 5 ° C or less with cooling air of 5 to 25 m 3 / min)
(For example, see Patent Document 3).
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-160932 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 59-37451 [Patent Document 3]
JP 2000-344550 A
[Problems to be solved by the invention]
Chemically tempered glass is severable. However, even if it can be cut, this cutting is a very difficult technology, which is the main cause of the decrease in yield during production, and even after it becomes a product, the problem of destruction due to poor cutting has occurred. I have.
[0010]
For example, in a chemically strengthened thin glass used for a touch panel or the like, an attempt is made to increase productivity by taking a plurality of large chemically strengthened glass sheets. However, when scribing with a wheel tip type cutting machine, there are many problems that the cutting is not performed along the scribe line at the time of cutting, but is separated from the scribe line. For this reason, the merit of multiple sampling is often different from the initial plan. In addition, there has been a problem that a panel using the scribed chemically strengthened glass breaks even if it is smaller than an assumed load after being put on the market.
[0011]
Thus, in reality, the cutting of chemically strengthened glass cannot be said to be technically established, and no chemically strengthened glass having both strength and cutting properties has been developed.
[0012]
That is, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-160932 describes using cut glass as chemical strengthening, but does not describe a method of cutting chemically strengthened glass. Further, although the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-37451 can know the technique for measuring the surface stress, it does not disclose the technique that leads to the cutting of glass. Furthermore, the chemical strengthening method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-344550 is for chemically strengthening a hard disk drive having a diameter of 60 to 100 mm, and does not describe cutting properties and the like.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a method for producing a chemically strengthened glass in which a compression stress layer is formed on a glass surface layer by performing an ion exchange treatment, in an environment at a temperature higher than the immersion liquid temperature by 10 ° C. or more after the immersion treatment for ion exchange. This is a method for producing chemically strengthened glass to be retained.
[0014]
Further, there is provided the above method for producing chemically strengthened glass, wherein after the immersion treatment, the glass is held at a temperature higher than the immersion liquid temperature by 10 ° C. to 50 ° C. for 10 minutes to 60 minutes.
[0015]
Further, there is provided the above method for producing a chemically strengthened glass, wherein the temperature of the immersion liquid is set to 460 ° C or more and 510 ° C or less.
[0016]
Furthermore, it is the above-mentioned method for producing chemically strengthened glass, wherein after the immersion treatment, the glass is kept at a temperature higher than the immersion liquid temperature by 50 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to 30 minutes.
[0017]
Furthermore, it is the above-mentioned method for producing chemically strengthened glass, wherein the temperature of the immersion liquid is set to 410 ° C. or more and 500 ° C. or less.
[0018]
Furthermore, it is a chemically strengthened glass produced by any of the above methods.
[0019]
Furthermore, the chemically strengthened glass has the surface hardness of 560 to 590 kgf / cm 2 .
[0020]
Still further, the above chemically strengthened glass is obtained by subjecting a soda-lime glass having a strain point of 470 ° C. to 530 ° C. to an ion exchange treatment.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a chemically strengthened glass in which a compression stress layer is formed on a glass surface layer by performing an ion exchange treatment, in an environment at a temperature higher than the immersion liquid temperature by 10 ° C. or more after the immersion treatment for ion exchange. This is a method for producing chemically strengthened glass to be retained. Treating at a temperature higher by at least 10 ° C. than the temperature of the immersion liquid after the immersion treatment is extremely important in improving the cuttability of the chemically strengthened glass. If the treatment temperature is lower than 10 ° C., it is difficult to improve the cutting properties.
[0022]
Further, after the immersion treatment, it is necessary to hold the immersion liquid at a temperature higher than the immersion liquid temperature by 10 ° C. to 50 ° C. for 10 minutes to 60 minutes. If the temperature is lower than 10 ° C., the cutability of the chemically strengthened glass decreases, and if the temperature exceeds 50 ° C., the strength of the chemically strengthened glass decreases. Further, there is a problem that the immersion liquid is deteriorated. In some cases, a problem of deformation of the chemically strengthened glass product also occurs. The reason why the duration is set to 10 minutes or more and 60 minutes or less is that the cutability of the chemically strengthened glass is reduced in less than 10 minutes, the strength of the chemically strengthened glass is reduced in 60 minutes or more, and in some cases, the chemically strengthened glass product is deformed. This also occurs.
[0023]
In addition, the temperature of the immersion liquid needs to be 450 ° C. or more and 510 ° C. or less. If the temperature is lower than 450 ° C., it is difficult to improve the cuttability of the chemically strengthened glass, and it takes a long time to manufacture, so that the productivity is extremely deteriorated. If the temperature exceeds 510 ° C., there arises a problem that the strength of the chemically strengthened glass decreases.
[0024]
Further, there is provided the above method for producing chemically strengthened glass, wherein the temperature is maintained at a temperature higher than the immersion liquid temperature by 50 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to 30 minutes after the immersion treatment. If the temperature is lower than 50 ° C., the cutability of the chemically strengthened glass decreases, and if the temperature exceeds 150 ° C., the strength of the chemically strengthened glass decreases. Further, there is a problem that the immersion liquid is deteriorated. In some cases, a problem of deformation of the chemically strengthened glass product also occurs. The reason why the duration is set to 1 minute or more and 30 minutes or less is that the cutability of the chemically strengthened glass is reduced in less than 1 minute, the strength of the chemically strengthened glass is reduced in 30 minutes or more, and in some cases, the chemically strengthened glass product is deformed. This also occurs.
[0025]
Further, it is a chemically strengthened glass obtained by heat treatment according to the method described above. The chemically strengthened glass manufactured by the above-described method becomes a chemically strengthened glass having both the cutting property and the strength.
[0026]
Furthermore, the chemically strengthened glass has a surface hardness of 560 to 590 kgf / cm 2 . It is said that the surface hardness of the soda-lime-based chemically strengthened glass manufactured by the conventional method is in the range of 590 to 610 kgf / cm 2 . However, the chemically strengthened glass according to the present invention has a surface hardness of 560 to 590 kgf / cm 2 .
If it exceeds 590 kgf / cm 2 , it is the same as the conventional chemically strengthened glass, the cutting property is poor, and sometimes it cannot be cut. Even if the cutting is performed, the cutting line may deviate from a desired cutting line, and glass powder tends to be frequently generated on the surface. On the other hand, chemically strengthened glass whose surface hardness is smaller than 560 kgf / cm 2 tends to have low strength. The hardness may be measured with a commercially available microhardness meter, but the load must be small, for example, 50 g or less. It is necessary to pay attention to the load of 200 to 1000 g used for measuring the hardness of general soda-lime glass because it is necessary to make a mistake in the determination.
[0027]
The chemically strengthened glass of the present invention has the same strength as conventional chemically strengthened glass and also has the characteristic of being cut. This is because, unlike conventional chemically strengthened glass, the stress pattern does not depend only on Fick's law. Therefore, the surface hardness has a characteristic slightly different from that of the conventional chemically strengthened glass.
[0028]
Furthermore, the above-mentioned chemically strengthened glass is obtained by subjecting a soda-lime glass having a strain point of 470 ° C. to 530 ° C. to an ion exchange treatment. Soda-lime glass having a strain point lower than 470 ° C. has low chemical durability and hardness, so that its practicality as chemically strengthened glass is greatly reduced. On the other hand, soda-lime glass having a strain point higher than 530 ° C. decreases the cuttability of the glass and the chemical strengthening property. In addition, glass other than soda-lime glass is expensive because of poor productivity, so that its practicality is small even if it has cutability and strength.
[0029]
【Example】
Hereinafter, description will be given based on examples.
(Example 1)
A 0.7 mm-thick soda-lime-based float glass was immersed in a potassium nitrate molten salt at 460 ° C. for 10 hours to perform an ion exchange treatment. Immediately after that, the chemically strengthened glass was moved to a cooling bath set at 510 ° C., and further kept therein for 60 minutes. Thereafter, cooling was carried out at a usual cooling rate (about 10 ° C./min) to obtain a predetermined chemically strengthened glass product. In addition, the surface hardness of this chemically strengthened glass product was 570 kgf / cm 2 .
[0030]
The chemically strengthened glass was subjected to a scribe (loading weight: 2 kg) and a cutting test according to a general cutting operation using a commercially available carbide wheel tip, and as a result, the glass could be cut without any problem.
[0031]
(Example 2)
A 0.55 mm thick soda-lime-based float glass was immersed in 470 ° C. potassium nitrate molten salt for 4 hours to perform an ion exchange treatment. Immediately after that, the chemically strengthened glass was moved to a cooling bath set at 515 ° C., and further kept therein for 20 minutes. Thereafter, cooling was carried out at a usual cooling rate (about 10 ° C./min) to obtain a predetermined chemically strengthened glass product. In addition, the surface hardness of this chemically strengthened glass product was 580 kgf / cm 2 .
[0032]
The chemically strengthened glass was subjected to a scribe (loading weight: 2 kg) and a cutting test according to a general cutting operation using a commercially available carbide wheel tip, and as a result, the glass could be cut without any problem.
[0033]
(Example 3)
A 0.7 mm-thick soda-lime-based float glass was immersed in a 410 ° C. potassium nitrate molten salt for 24 hours to perform an ion exchange treatment. Immediately thereafter, the chemically strengthened glass was moved to a cooling bath set at 550 ° C., and further kept therein for 3 minutes. Thereafter, cooling was carried out at a usual cooling rate (about 10 ° C./min) to obtain a predetermined chemically strengthened glass product. In addition, the surface hardness of this chemically strengthened glass product was 585 kgf / cm 2 .
[0034]
The chemically strengthened glass was subjected to a scribe (loading weight: 2 kg) and a cutting test according to a general cutting operation using a commercially available carbide wheel tip, and as a result, the glass could be cut without any problem.
[0035]
(Example 4)
The soda-lime float glass having a thickness of 1.1 mm was subjected to a chemical strengthening treatment at 490 ° C. for 2 hours with a molten salt of potassium nitrate, and then kept at 540 ° C. for 2 minutes to obtain a predetermined chemically strengthened glass. In addition, the surface hardness of this chemically strengthened glass product was 585 kgf / cm 2 .
[0036]
This chemically strengthened glass was scribed using a commercially available carbide wheel tip and subjected to a cutting test.It felt a little like slipping on the glass, but finally it could be cut without any problems. Was.
[0037]
(Comparative Example 1)
A 0.7 mm-thick soda-lime-based float glass was immersed in a potassium nitrate molten salt at 460 ° C. for 10 hours to perform an ion exchange treatment. Thereafter, the chemically strengthened glass was moved to a cooling bath set at 380 ° C. and cooled at a usual cooling rate (about 10 ° C./min) to obtain a predetermined chemically strengthened glass product. In addition, the surface hardness of this chemically strengthened glass product was 600 kgf / cm 2 .
[0038]
The chemically strengthened glass was subjected to a scribe (load weight: 2 kg) and a breaking test according to a general cutting operation using a commercially available carbide wheel tip. As a result, slip was remarkable. Therefore, when the cutting pressure was increased (final load weight: 7 kg) and examined, a large amount of linear glass powder was generated from the scribe line and could not be used as a chemically strengthened glass product. In addition, there were some places that could not be cut along the scribe line, that is, some were off the cut line.
[0039]
(Comparative Example 2)
A 0.55 mm thick soda-lime-based float glass was immersed in 470 ° C. potassium nitrate molten salt for 4 hours to perform an ion exchange treatment. Thereafter, the chemically strengthened glass was moved to a cooling bath set at 380 ° C. and cooled at a usual cooling rate (about 10 ° C./min) to obtain a predetermined chemically strengthened glass product. The surface hardness of the chemically strengthened glass product was 605 kgf / cm 2 .
[0040]
The chemically strengthened glass was subjected to a scribe (load weight: 2 kg) and a breaking test according to a general cutting operation using a commercially available carbide wheel tip. As a result, slip was remarkable. Therefore, when the cutting pressure was increased (final load weight: 5 kg) and examined, this chemically strengthened glass was broken.
[0041]
(Comparative Example 3)
After immersing a 1.1 mm thick aluminoborate-based glass in 460 ° C. molten potassium nitrate for 10 hours and performing ion exchange treatment, the chemically strengthened glass is moved to a cooling bath set at 380 ° C. Cooling was performed at a given cooling rate (about 10 ° C./min) to obtain a predetermined chemically strengthened glass product. In addition, the surface hardness of this chemically strengthened glass product was 640 kgf / cm 2 .
[0042]
The chemically strengthened glass was subjected to a scribe (load weight: 2 kg) and a breaking test according to a general cutting operation using a commercially available carbide wheel tip. As a result, slip was remarkable. Therefore, the cutting pressure was increased (final load weight: 5 kg) and examined, but cutting along the cutting line could not be performed.
[0043]
As shown from the above results, by adding the step of the present invention after the ion exchange step, a chemically strengthened glass that can be easily cut was obtained. The surface hardness of the glass was measured using a commercially available Vickers hardness tester (manufactured by Akashi Seisakusho) under a load of 50 g.
[0044]
【The invention's effect】
Conventionally, it has become possible to stably cut chemically strengthened glass, which has been considered difficult, and obtain chemically strengthened glass having both strength and cutting properties.
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