JP2013040086A - Method for manufacturing tempered glass plate and cover glass, and cover glass - Google Patents

Method for manufacturing tempered glass plate and cover glass, and cover glass Download PDF

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淳 遠藤
Kazuhiko Yamanaka
一彦 山中
Hiroyuki Okawa
博之 大川
Fumi Nakagawa
文 中川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a tempered glass plate with higher strength and light weight.SOLUTION: The method for manufacturing a tempered glass plate includes: a polishing process of polishing the surface of a glass plate 1 by using slurry containing colloidal silica having an average particle diameter of 80 nm or less; and a chemical tempering process of, after the polishing process, chemically tempering the glass plate 1. The polishing process includes a step of polishing the surface of the glass plate 1 by using slurry containing cerium oxide, and then polishing the surface of the glass plate 1 by using slurry containing colloidal silica having an average particle diameter of 80 nm or less.

Description

本発明は強化ガラス板及びカバーガラスの製造方法並びにカバーガラスに関する。   The present invention relates to a tempered glass plate, a method for producing a cover glass, and a cover glass.

スマートフォンなどの携帯電話やPDAなどの携帯機器において、ディスプレイを保護するため、カバーガラスが用いられる。近年、携帯機器の薄型化・軽量化への技術が要求され、カバーガラスの軽量化及び薄板化が進行している。一般的に、ガラス板が薄くなると強度が低下するため、従来よりも強度の高いカバーガラスが求められる。   In a mobile phone such as a smartphone or a portable device such as a PDA, a cover glass is used to protect the display. In recent years, technology for reducing the thickness and weight of portable devices has been demanded, and cover glass has been reduced in weight and thickness. In general, when the glass plate is thinned, the strength is lowered. Therefore, a cover glass having higher strength than before is required.

ガラス板の強度不足を補う方法として、ガラス板をイオン交換法などにより化学強化する技術が開発されている(例えば、特許文献1)。特許文献1では、化学強化により、ガラス板の表面に圧縮応力層を形成することで、撓みを抑え、また破損しにくいガラス板とその製造方法が開示されている。   As a method for compensating for the lack of strength of the glass plate, a technique for chemically strengthening the glass plate by an ion exchange method or the like has been developed (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a glass plate and a method for manufacturing the same that suppress deformation and is not easily damaged by forming a compressive stress layer on the surface of the glass plate by chemical strengthening.

特開平7−223845号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-223845

しかしながら、カバーガラスに用いられるガラス板においては、その主表面に外部より大きい応力をうけるため、より高強度、より軽量であることが要求される。   However, the glass plate used for the cover glass is required to have higher strength and lighter weight because the main surface is subjected to a larger stress than the outside.

そこで、本発明では、より高強度でかつ軽量である強化ガラス板について、その製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a tempered glass plate that is stronger and lighter.

本発明の態様によれば、
ガラス板の表面を、平均粒径が80nm以下のコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する研磨工程と、
前記研磨工程後に、前記ガラス板を化学強化する化学強化工程と、
を含む、強化ガラス板の製造方法が提供される。
According to an aspect of the invention,
A polishing step of polishing the surface of the glass plate using a slurry containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less;
A chemical strengthening step of chemically strengthening the glass plate after the polishing step;
The manufacturing method of a tempered glass board containing is provided.

本発明によれば、以下の効果を奏する。   The present invention has the following effects.

より高強度でかつ軽量である強化ガラス板について、その製造方法を提供できる。   About the tempered glass board which is higher intensity | strength and lightweight, the manufacturing method can be provided.

図1は、ガラス板の表面の状態を説明するための、概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the state of the surface of a glass plate. 図2は、化学強化後のガラス板の残留応力の厚さ方向分布を例示する模式図である。FIG. 2 is a schematic view illustrating the distribution in the thickness direction of the residual stress of the glass plate after chemical strengthening. 図3は、強度試験の方法を説明するための概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the strength test method.

以下、本発明を、図を参照することにより詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の強化ガラス板の製造方法で使用できるガラス板の組成は、特に限定されない。好ましいガラス板の組成としては、例えば、酸化物基準のモル%表示で、SiO:50〜80%、Al:2〜25%、LiO:0〜10%、NaO:0〜18%、KO:0〜10%、MgO:0〜15%、CaO:0〜5%及びZrO:0〜5%を含むガラスである。 The composition of the glass plate that can be used in the method for producing a tempered glass plate of the present invention is not particularly limited. Preferred composition of the glass plate, for example, by mol% based on oxides, SiO 2: 50~80%, Al 2 O 3: 2~25%, Li 2 O: 0~10%, Na 2 O: 0~18%, K 2 O: 0~10 %, MgO: 0~15%, CaO: 0~5% and ZrO 2: a glass containing 0 to 5%.

他にも、酸化物基準のモル%表示で、SiO:50〜74%、Al:1〜10%、NaO:6〜14%、KO:3〜11%、MgO:2〜15%、CaO:0〜6%及びZrO:0〜5%を含み、SiO及びAlの含有量の合計が75%以下、NaO及びKOの含有量の合計が12〜25%、MgO及びCaOの含有量の合計が7〜15%であるガラス、SiO:68〜80%、Al:4〜10%、NaO:5〜15%、KO:0〜1%、MgO:4〜15%及びZrO:0〜1%を含むガラス、SiO:67〜75%、Al:0〜4%、NaO:7〜15%、KO:1〜9%、MgO:6〜14%及びZrO:0〜1.5%を含み、SiO及びAlの含有量の合計が71〜75%、NaO及びKOの含有量の合計が12〜20%であり、CaOを含有する場合、その含有量が1%未満であるガラスを使用することが好ましい。 Besides, by mol% based on oxides, SiO 2: 50~74%, Al 2 O 3: 1~10%, Na 2 O: 6~14%, K 2 O: 3~11%, MgO : 2~15%, CaO: 0~6% and ZrO 2: comprises 0-5%, the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is 75% or less, the content of Na 2 O and K 2 O total from 12 to 25% of glass total content of MgO and CaO is 7~15%, SiO 2: 68~80% , Al 2 O 3: 4~10%, Na 2 O: 5~15 %, K 2 O: 0 to 1%, MgO: 4 to 15% and ZrO 2 : Glass containing 0 to 1%, SiO 2 : 67 to 75%, Al 2 O 3 : 0 to 4%, Na 2 O : 7~15%, K 2 O: 1~9%, MgO: 6~14% and ZrO 2: comprises 0 to 1.5%, SiO 2 and l 2 total content of O 3 is 71-75%, the sum is 12 to 20% content of Na 2 O and K 2 O, when containing CaO, the content is less than 1% It is preferable to use glass.

ガラス板は、フロート法、フュージョンダウンドロー法、スリットダウンドロー法、リドロー法などの方法により作製される。   The glass plate is produced by a method such as a float method, a fusion down draw method, a slit down draw method, or a redraw method.

また、ガラス板の厚みは、用途によって異なるが、携帯電話などのカバーガラス用途の場合、通常、0.2mm〜2.5mm程度である。   Moreover, although the thickness of a glass plate changes with uses, in the case of cover glass uses, such as a mobile phone, it is about 0.2 mm-2.5 mm normally.

[研磨工程(化学強化工程前)]
図1(a)にガラス板の表面の状態を説明するための、概略図を示す。フロート法、フュージョンダウンドロー法、スリットダウンドロー法、リドロー法などの方法により作製されたガラス板1の表面には、通常、マイクロオーダーの傷2(クラック2と呼ぶことがある)やガラス板の撓みや凹みが存在する。より具体的には、ガラスの表面には、一般に、グリフィスフローと呼ばれるクラック2が存在する。ガラスの表面に引っ張り応力がかかった場合、このクラックに応力集中が発生し、クラックが進展してガラスの破壊に至る。そのため、ガラス板の表面に存在するクラック2やガラス板の撓みや凹みを除去するために、ガラス板の表面を研磨し、表面を平坦にする。なお、ガラス表面のクラックの長さは、通常、0.1μm〜3μm程度である。
[Polishing process (before chemical strengthening process)]
The schematic for demonstrating the state of the surface of a glass plate to Fig.1 (a) is shown. The surface of the glass plate 1 produced by a method such as a float method, a fusion down draw method, a slit down draw method, or a redraw method usually has a micro-order scratch 2 (sometimes referred to as a crack 2) or a glass plate. There are deflections and dents. More specifically, there are generally cracks 2 called Griffith flow on the surface of the glass. When a tensile stress is applied to the surface of the glass, stress concentration occurs in the crack, and the crack progresses to break the glass. Therefore, the surface of the glass plate is polished and flattened in order to remove the cracks 2 and the deflection and dent of the glass plate present on the surface of the glass plate. In addition, the length of the crack on the glass surface is usually about 0.1 μm to 3 μm.

ガラス板1の表面のクラック2を除去する方法としては、ガラス板の表面を、平均粒径が80nm以下、より好ましくは平均粒径が20nm以下、のコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する。コロイダルシリカとは、シリカ又はその水和物のコロイドを指し、通常、粒子径が10〜300nmである。本発明のガラス板の強化方法で使用するコロイダルシリカの粒径としては、平均粒径が80nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましい。   As a method for removing the cracks 2 on the surface of the glass plate 1, the surface of the glass plate is polished with a slurry containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less, more preferably 20 nm or less. Colloidal silica refers to a colloid of silica or its hydrate, and usually has a particle size of 10 to 300 nm. As a particle size of the colloidal silica used in the glass plate strengthening method of the present invention, the average particle size is preferably 80 nm or less, and more preferably 20 nm or less.

イオン交換による化学強化を施したガラス板の表面には、最大で1μm程度の微細な凹凸が残留することがある。ガラスに力が作用する場合、前述のクラックや微細な凹凸が存在する箇所に応力が集中し、理論強度よりも小さな力でも割れることがある。   Fine irregularities of up to about 1 μm may remain on the surface of the glass plate subjected to chemical strengthening by ion exchange. When force acts on the glass, stress concentrates on the above-mentioned cracks and locations where fine irregularities exist, and may break even with a force smaller than the theoretical strength.

平均粒径80nm以下のコロイダルシリカを砥粒として含有するスラリーを用いて研磨を行うことにより、ガラス板の表面を均一に平坦にすることできる。このため、表面の微細な凹凸が小さい化学強化ガラスが得られるので、ガラス板の強度試験において、十分な強度を達成できるため、好ましい。なお、研磨時における、回転速度や研磨圧力などは、ガラス板の組成などに応じて、当業者が適宜選択できるものである。   By polishing using a slurry containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less as abrasive grains, the surface of the glass plate can be uniformly flattened. For this reason, since chemically strengthened glass with a small fine unevenness | corrugation on the surface is obtained, since sufficient intensity | strength can be achieved in the intensity | strength test of a glass plate, it is preferable. The rotation speed and polishing pressure during polishing can be appropriately selected by those skilled in the art according to the composition of the glass plate.

通常、ガラス板の表面を平坦にする方法としては、ウェットエッチングなども挙げられるが、本発明では、平均粒径80nm以下のコロイダルシリカを砥粒として含有するスラリーを用いて研磨を行う。図1(b)に、ウェットエッチング処理後のガラス板1の表面の状態を説明するための、概略図を示す。図1(b)より明らかのように、ウェットエッチングによって処理されたガラス板1は、エッチングの条件にも依るが、表面が実質的に平坦ではない。そのため、ガラス板の強度試験において、十分な強度を達成できず、好ましくない。   Usually, as a method of flattening the surface of the glass plate, wet etching or the like can be mentioned. In the present invention, polishing is performed using a slurry containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less as abrasive grains. FIG. 1B is a schematic diagram for explaining the state of the surface of the glass plate 1 after the wet etching process. As apparent from FIG. 1B, the surface of the glass plate 1 processed by wet etching is not substantially flat although it depends on the etching conditions. Therefore, a sufficient strength cannot be achieved in the strength test of the glass plate, which is not preferable.

また、上述のコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する前に、下記で述べる砥粒を含むスラリーを用いて研磨することが、より好ましい。コロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する前に好ましく行う、スラリーを用いた研磨の砥粒としては、例えば、酸化セリウムなどの希土類酸化物、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素(コロイダルシリカを含む)、炭化ケイ素、酸化マンガン、酸化鉄、ダイヤモンド、窒化ホウ素及びジルコンなどの従来の砥粒が挙げられる。これらの砥粒は、1種類を単独で使用しても良く、2種類以上を併用して使用しても良い。これらの従来の研磨方法で研磨を行う場合、研磨後に、平均粒径が80nm以下のコロイダルシリカを含む砥粒を用いて仕上げ研磨を行う。一般的に、例えば、酸化セリウム(CeO)の砥粒を含むスラリーを用いて、研磨工程を行う場合、酸化セリウムの砥粒は、平均的に1.1μm(=1100nm)の粒径を有する。そのため、酸化セリウムのみの研磨では研磨工程前に発生した撓みや凹みが残存する。そのため、十分なガラスの強度が得られない場合があり、好ましくない。 Further, it is more preferable to polish using a slurry containing abrasive grains described below before polishing using the slurry containing colloidal silica. Examples of abrasive grains that are preferably polished before using a slurry containing colloidal silica include rare earth oxides such as cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, and silicon oxide (colloidal silica). Conventional abrasive grains such as silicon carbide, manganese oxide, iron oxide, diamond, boron nitride and zircon. One type of these abrasive grains may be used alone, or two or more types may be used in combination. When polishing by these conventional polishing methods, after polishing, finish polishing is performed using abrasive grains containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less. In general, for example, when a polishing process is performed using a slurry containing cerium oxide (CeO 2 ) abrasive grains, the cerium oxide abrasive grains have an average particle diameter of 1.1 μm (= 1100 nm). . For this reason, in the polishing using only cerium oxide, bending and dent generated before the polishing process remain. Therefore, sufficient glass strength may not be obtained, which is not preferable.

[化学強化工程]
化学強化する工程では、ガラスの表面をイオン交換し、圧縮応力が残留する表面層を形成させる。具体的には、ガラスの表面をイオン交換することにより、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン(例えば、Liイオン、Naイオン)が、大きなイオン半径のイオン(例えば、Kイオン)に置換される。これにより、ガラスの表面に圧縮応力が残留し、ガラスの強度が向上する。
[Chemical strengthening process]
In the chemical strengthening step, the surface of the glass is ion-exchanged to form a surface layer in which compressive stress remains. Specifically, by ion exchange on the surface of the glass, ions having a small ion radius (for example, Li ions and Na ions) contained in the glass are replaced with ions having a large ion radius (for example, K ions). . Thereby, compressive stress remains on the surface of the glass, and the strength of the glass is improved.

図2に、化学強化後のガラス板の残留応力Sの厚さ方向分布を示す模式図を示す。図2において、S1はガラス板の一方の面層(表面層と呼ぶ)の最大残留圧縮応力、S2は他方の面層(裏面層と呼ぶ)の最大残留圧縮応力(通常、S1=S2である)、D1は表面層の厚さ、D2は裏面層の厚さ、Dはガラス板の厚さ、Tは表面層と裏面層との間に存在する中間層の平均残留引張応力をそれぞれ示す。また、図2における水平軸は、表面層を基準点(=0)とした場合の、板厚方向の距離を示している。   In FIG. 2, the schematic diagram which shows the thickness direction distribution of the residual stress S of the glass plate after chemical strengthening is shown. In FIG. 2, S1 is the maximum residual compressive stress of one surface layer (referred to as the surface layer) of the glass plate, and S2 is the maximum residual compressive stress of the other surface layer (referred to as the back layer) (usually S1 = S2). ), D1 is the thickness of the surface layer, D2 is the thickness of the back surface layer, D is the thickness of the glass plate, and T is the average residual tensile stress of the intermediate layer existing between the surface layer and the back surface layer. Further, the horizontal axis in FIG. 2 indicates the distance in the plate thickness direction when the surface layer is the reference point (= 0).

図2に示すように、表面層や裏面層に残留する圧縮応力は、表面および裏面から内部に向けて徐々に小さくなる傾向にある。一方で、圧縮応力が残留する表面層および裏面層などを形成する反作用として、表面層と裏面層との間には、引張応力が残留する中間層が形成される。この時、中間層に残留する引張応力は、ほぼ一定となる。   As shown in FIG. 2, the compressive stress remaining in the front surface layer and the back surface layer tends to gradually decrease from the front surface and the back surface toward the inside. On the other hand, as a reaction for forming a front surface layer and a back surface layer in which compressive stress remains, an intermediate layer in which a tensile stress remains is formed between the front surface layer and the back surface layer. At this time, the tensile stress remaining in the intermediate layer is substantially constant.

図2におけるS1、S2(通常S2=S1)、D1、D2(通常D2=D1)、Tは、強化処理条件で調節可能であり、化学強化用の処理液の濃度や温度、化学強化用のガラスを処理液に浸漬する時間などにて当業者が調節可能である。本発明における化学強化の条件及び方法は、特に限定されず、公知の方法を使用できる。具体的には、ガラス板を、例えば、400℃〜450℃のKNO溶融塩に1時間〜10時間浸漬することにより化学強化処理が施される。また、化学強化後に、ガラス板に付着する溶融塩などの付着物などを除去する目的で、水で洗浄することが好ましい。 In FIG. 2, S1, S2 (usually S2 = S1), D1, D2 (usually D2 = D1), and T can be adjusted by the strengthening treatment conditions, and the concentration and temperature of the treatment liquid for chemical strengthening, the chemical strengthening Those skilled in the art can adjust the time for immersing the glass in the treatment liquid. The chemical strengthening conditions and method in the present invention are not particularly limited, and known methods can be used. Specifically, a glass plate, for example, chemical strengthening is performed by immersing 1 hour to 10 hours in KNO 3 molten salt at 400 ° C. to 450 ° C.. Moreover, after chemical strengthening, it is preferable to wash with water for the purpose of removing deposits such as molten salt adhering to the glass plate.

[その他の工程]
イオン交換による化学強化を施したガラス板は、その表面に欠陥が発生することがある。また、最大で1μm程度の微細な凹凸が残留することがある。ガラスに力が作用する場合、前述の欠陥や微細な凹凸が存在する箇所に応力が集中し、理論強度よりも小さな力でも割れることがある。そのため、化学強化後のガラスの少なくとも一方の表面に存在する、欠陥及び微細な凹凸を有する層(異質層と呼ぶ)を除去することが好ましい。なお、欠陥が存在する異質層の厚さは、化学強化の条件や、化学強化工程前のガラス板の表面状態にも依るが、通常、0.01〜0.5μmである。
[Other processes]
A glass plate subjected to chemical strengthening by ion exchange may have defects on its surface. In addition, fine irregularities of up to about 1 μm may remain. When force acts on the glass, stress concentrates on the above-described defects and fine irregularities and may break even with a force smaller than the theoretical strength. Therefore, it is preferable to remove a layer (referred to as a heterogeneous layer) having defects and fine irregularities present on at least one surface of the chemically strengthened glass. In addition, although the thickness of the heterogeneous layer in which a defect exists is based also on the conditions of chemical strengthening and the surface state of the glass plate before a chemical strengthening process, it is 0.01-0.5 micrometer normally.

欠陥及び微細な凹凸を含む異質層を除去する方法としては、平均粒径が80nm以下のコロイダルシリカを含む砥粒を用いて研磨を行う方法が挙げられる。   Examples of the method for removing the heterogeneous layer including defects and fine irregularities include a method in which polishing is performed using abrasive grains containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less.

コロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する前に、酸化セリウムなどの希土類酸化物、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マンガン、酸化鉄、ダイヤモンド、窒化ホウ素及びジルコンなどの、公知の砥粒を含むスラリーを用いて研磨しても良い。   Before polishing with a slurry containing colloidal silica, such as rare earth oxides such as cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon carbide, manganese oxide, iron oxide, diamond, boron nitride and zircon Alternatively, polishing may be performed using a slurry containing known abrasive grains.

欠陥及び微細な凹凸を含む異質層を除去する方法としては、ウェットエッチングにより異質層を除去する方法も好ましい。この場合、欠陥及び微細な凹凸を含む異質層を除去することができれば、エッチングの条件としては特に限定されない。例えば、エッチング液として、フッ酸、フッ酸を主成分とする酸性溶液、フッ酸に硫酸、塩酸、リン酸、硝酸、ケイフッ酸のうちの少なくとも1つの酸を含む混酸の他、苛性ソーダや苛性カリ等のアルカリ類を使用することができる。また、エッチング温度は通常10℃〜60℃であり、好ましくは20℃〜40℃である。さらに、エッチング時間は、通常30秒〜30分であり、好ましくは1分〜10分である。これらのエッチングの条件は、使用するガラス基板の材質などに応じて、反応物が析出することのないように、当業者が適宜選択できるものである。   As a method for removing a heterogeneous layer including defects and fine irregularities, a method for removing the heterogeneous layer by wet etching is also preferable. In this case, the etching conditions are not particularly limited as long as the heterogeneous layer including defects and fine unevenness can be removed. For example, as an etchant, hydrofluoric acid, an acidic solution containing hydrofluoric acid as a main component, hydrofluoric acid containing sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, mixed acid containing at least one of silicic acid, caustic soda, caustic potash, etc. Alkalis can be used. Moreover, etching temperature is 10 to 60 degreeC normally, Preferably it is 20 to 40 degreeC. Further, the etching time is usually 30 seconds to 30 minutes, preferably 1 minute to 10 minutes. These etching conditions can be appropriately selected by those skilled in the art so that the reaction product does not precipitate depending on the material of the glass substrate used.

研磨やエッチング後のガラス板の表面には、付着物が付着していることがあるため、処理後のガラス板は洗浄することが好ましい。洗浄方法としては特に限定されず、公知の方法を使用できるが、例えば、超音波を印加した状態で、硫酸、塩酸又は硝酸などの水溶液で洗浄することができる。   Since a deposit may adhere to the surface of the glass plate after polishing or etching, it is preferable to wash the glass plate after the treatment. The washing method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, washing with an aqueous solution such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or nitric acid can be performed in a state where ultrasonic waves are applied.

[カバーガラスの製造方法]
本発明のガラス板の強化方法は、携帯電話、デジタルカメラ、タッチパネルディスプレイ等のディスプレイ用カバーガラスの製造方法に応用することができる。強化ガラスの製造方法は、用途によっても異なり、本発明のガラス板の強化方法を使用すれば、その他の工程としては特に限定されない。一例を下記に示すが、本発明はこの例に限定されない。
[Method for producing cover glass]
The glass plate strengthening method of the present invention can be applied to a method for manufacturing a cover glass for a display such as a mobile phone, a digital camera, and a touch panel display. The manufacturing method of tempered glass changes with uses, and if it uses the tempering method of the glass plate of this invention, it will not specifically limit as another process. An example is shown below, but the present invention is not limited to this example.

まず、準備したガラス素板を、切断、穴あけ、切り欠き、研磨、糸面取りなどの工程を経て、最終的に仕上げる所望の大きさ、形状に成形する。この時、後の工程のハンドリングの向上及びプロセスコストを削減するために、最終的に仕上げる所望の大きさよりも大きい大きさに切断しておき、全ての加工工程が終了した後に、所望の大きさ、形状に成形しても良い。   First, the prepared glass base plate is formed into a desired size and shape to be finally finished through processes such as cutting, drilling, notching, polishing, and thread chamfering. At this time, in order to improve the handling of the subsequent process and reduce the process cost, it is cut into a size larger than the desired size to be finally finished, and after all the processing steps are completed, the desired size is obtained. It may be formed into a shape.

成形されたガラス板は、本発明の強化ガラスの製造方法により、強化される。強化されたガラス板には、印刷、反射防止コーティング、機能性フイルムの貼り合せなどが行なわれ、カバーガラスが製造される。   The formed glass plate is strengthened by the method for producing tempered glass of the present invention. The reinforced glass plate is subjected to printing, antireflection coating, functional film bonding, and the like to produce a cover glass.

以下に、実施例などにより本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

全ての実施例及び比較例において、フロート法により成形した後に切断して得た縦50mm×横50mm×厚さ1.1mmの平板ガラスを用いた。使用した平板ガラスの組成は、酸化物基準のモル%表示で、SiO:64%、Al:8%、MgO:11%、NaO:12.5%、ZrO:0.5%であった。 In all Examples and Comparative Examples, flat glass having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 1.1 mm obtained by molding after the float method was used. The composition of the flat glass used was expressed in terms of mol% on the basis of oxide, SiO 2 : 64%, Al 2 O 3 : 8%, MgO: 11%, Na 2 O: 12.5%, ZrO 2 : 0.00. It was 5%.

なお、実施例及び比較例におけるボトム面及びトップ面とは、フロート法による成形の際に、溶融錫に接した面(ボトム面)と、その反対側の面(トップ面)のことを指す。   In addition, the bottom surface and top surface in an Example and a comparative example refer to the surface (bottom surface) which contacted the molten tin in the case of shaping | molding by a float process, and the surface (top surface) on the opposite side.

以下の実施例および比較例では、次の各工程を適宜組み合わせて行った。   In the following examples and comparative examples, the following steps were appropriately combined.

(化学強化)
平板ガラスを、KNO溶融塩に浸漬し、イオン交換処理した後、室温付近まで冷却することにより化学強化する。このとき、KNO溶融塩の温度は435℃とし、浸漬時間は4時間とする。得られた化学強化ガラスは水洗いし、次の工程に供する。
(Chemical strengthening)
The flat glass is immersed in KNO 3 molten salt, subjected to ion exchange treatment, and then chemically strengthened by cooling to near room temperature. At this time, the temperature of the KNO 3 molten salt is 435 ° C., and the immersion time is 4 hours. The obtained chemically strengthened glass is washed with water and used for the next step.

(酸化セリウム研磨)
研磨スラリーとして、平均粒子直径(d50)が1μmの酸化セリウムを水に分散させてスラリーを作製し、得られたスラリーを用いて、平板ガラスを約3.0μm研磨する。
(Cerium oxide polishing)
As a polishing slurry, cerium oxide having an average particle diameter (d50) of 1 μm is dispersed in water to prepare a slurry, and the flat glass is polished by about 3.0 μm using the obtained slurry.

(コロイダルシリカ研磨)
研磨スラリーとして、平均粒子直径(d50)が80nmのコロイダルシリカ(コンポール80;フジミインコーポレーテッド社製)を水に分散させてスラリーを作製し、得られたスラリーを用いて平板ガラスを約0.2μm研磨する。
(Colloidal silica polishing)
As a polishing slurry, colloidal silica having an average particle diameter (d50) of 80 nm (Compoule 80; manufactured by Fujimi Incorporated) is dispersed in water to prepare a slurry, and the obtained slurry is used to form a flat glass having a thickness of about 0.2 μm. Grind.

(ウェットエッチング)
エッチング液として、フッ酸及び塩酸の混酸(フッ酸0.55質量%、塩酸5.8質量%)を用いて、平板ガラスを20℃、5分エッチングする。
(Wet etching)
The flat glass is etched at 20 ° C. for 5 minutes using a mixed acid of hydrofluoric acid and hydrochloric acid (0.55 mass% hydrofluoric acid, 5.8 mass% hydrochloric acid) as an etchant.

[実施例1]
平板ガラスに酸化セリウム研磨を行った後、コロイダルシリカ研磨を行い、化学強化工程により平板ガラスを強化した。前記酸化セリウム研磨およびコロイダルシリカ研磨はトップ面に対して行った。
[Example 1]
After the cerium oxide polishing was performed on the flat glass, colloidal silica polishing was performed, and the flat glass was reinforced by the chemical strengthening process. The cerium oxide polishing and colloidal silica polishing were performed on the top surface.

[比較例1]
平板ガラスに酸化セリウム研磨を行った後、化学強化工程により平板ガラスを強化した。前記酸化セリウム研磨はトップ面に対して行った。
[Comparative Example 1]
After performing cerium oxide polishing on the flat glass, the flat glass was strengthened by a chemical strengthening process. The cerium oxide polishing was performed on the top surface.

[比較例2]
平板ガラスにウェットエッチングを行った後、化学強化工程により平板ガラスを強化した。前記ウェットエッチングはトップ面及びボトム面の両面に対して行った。
[Comparative Example 2]
After performing wet etching on the flat glass, the flat glass was strengthened by a chemical strengthening process. The wet etching was performed on both the top surface and the bottom surface.

[比較例3]
前記化学強化工程により平板ガラスを強化したが、化学強化の前の処理はいずれも行わなかった。
[Comparative Example 3]
The flat glass was strengthened by the chemical strengthening step, but none of the treatment before chemical strengthening was performed.

実施例及び比較例における各強化処理の条件を、表1に示す。   Table 1 shows the conditions for each strengthening treatment in the examples and comparative examples.

Figure 2013040086
[評価方法]
以下、評価方法を説明する。各実施例と比較例に関し、化学強化前の処理を行った面についてそれぞれ下記の評価を行った。比較例3(化学強化前処理なし)についてはトップ面を評価した。
Figure 2013040086
[Evaluation method]
Hereinafter, the evaluation method will be described. With respect to each of the examples and comparative examples, the following evaluations were performed on the surfaces subjected to the treatment before chemical strengthening. For Comparative Example 3 (no chemical strengthening pretreatment), the top surface was evaluated.

《Ball on Ring試験》
Ball on Ring(BOR)試験では、ガラス板1を水平に載置した状態で、SUS304製の加圧治具3を用いてガラス板1を加圧し、ガラス板1の強度を測定した。図3に、本発明で用いた強度試験を説明するための概略図を示す。図3において、SUS304製の加圧治具4の上に、サンプルとなるガラス板1が水平に設置されている。ガラス板1の上方には、ガラス板1を加圧するための、加圧治具3が設置されている。
《Ball on Ring test》
In the Ball on Ring (BOR) test, the glass plate 1 was pressed using a pressure jig 3 made of SUS304 while the glass plate 1 was placed horizontally, and the strength of the glass plate 1 was measured. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the strength test used in the present invention. In FIG. 3, a glass plate 1 serving as a sample is horizontally installed on a pressure jig 4 made of SUS304. Above the glass plate 1, a pressurizing jig 3 for pressurizing the glass plate 1 is installed.

本実施の形態においては、実施例及び比較例後に得られたガラス板1の上方から、ガラス板1の中央領域を加圧した。なお、試験条件は下記の通りである。
サンプルの厚み:1.1(mm);
加圧治具3の下降速度:1.0(mm/min):
この時、ガラスが破壊された際の、破壊荷重(単位N)をBOR強度とし、20回の測定の平均値をBOR平均強度とした。
In this Embodiment, the center area | region of the glass plate 1 was pressurized from the upper direction of the glass plate 1 obtained after the Example and the comparative example. The test conditions are as follows.
Sample thickness: 1.1 (mm);
Lowering speed of the pressing jig 3: 1.0 (mm / min):
At this time, the breaking load (unit N) when the glass was broken was defined as BOR strength, and the average value of 20 measurements was defined as BOR average strength.

《算術平均表面粗さRa》
ガラス基板の表面粗さは、触針式の表面粗さ計(Veeco社製Multimode V SPM−Nanoscope V controller)を用いて測定した。なお、測定値は、ガラス板から任意2箇所の表面粗さを測定し、その平均値で示した。
<< Arithmetic average surface roughness Ra >>
The surface roughness of the glass substrate was measured using a stylus type surface roughness meter (Multimode V SPM-Nanoscope V controller manufactured by Veeco). In addition, the measured value measured the surface roughness of two arbitrary places from the glass plate, and showed it with the average value.

本発明のガラスの強化方法により得られたガラスにおける、上述の評価方法で評価した結果も表1に示している。   Table 1 also shows the results of evaluation by the above-described evaluation method in the glass obtained by the glass strengthening method of the present invention.

本発明のガラスの強化方法により得られたガラスは、比較例のガラスに比べ、表面粗さが小さく、強度が高くなることがわかる。   It can be seen that the glass obtained by the glass strengthening method of the present invention has smaller surface roughness and higher strength than the glass of the comparative example.

1 ガラス板
2 傷(クラック)
3 加圧治具
4 受け治具
1 Glass plate 2 Scratches (cracks)
3 Pressure jig 4 Receiving jig

Claims (4)

ガラス板の表面を、平均粒径が80nm以下のコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する研磨工程と、
前記研磨工程後に、前記ガラス板を化学強化する化学強化工程と、
を含む、強化ガラス板の製造方法。
A polishing step of polishing the surface of the glass plate using a slurry containing colloidal silica having an average particle size of 80 nm or less;
A chemical strengthening step of chemically strengthening the glass plate after the polishing step;
The manufacturing method of a tempered glass board containing.
前記研磨工程は、前記ガラス板の表面を、酸化セリウムを含むスラリーを用いて研磨した後、平均粒径が80nm以下のコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨する工程である、請求項1に記載の強化ガラス板の製造方法。   The said grinding | polishing process is a process of grind | polishing using the slurry containing the colloidal silica whose average particle diameter is 80 nm or less, after grind | polishing the surface of the said glass plate using the slurry containing a cerium oxide. Method for manufacturing a tempered glass sheet. 請求項1又は2に記載の強化ガラス板の製造方法を含む、ディスプレイ用カバーガラスの製造方法。   The manufacturing method of the cover glass for displays including the manufacturing method of the tempered glass board of Claim 1 or 2. 請求項3に記載のカバーガラスの製造方法により得られるカバーガラス。   The cover glass obtained by the manufacturing method of the cover glass of Claim 3.
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