JP2013245151A - Crystallized glass for housing and method for producing crystallized glass - Google Patents

Crystallized glass for housing and method for producing crystallized glass Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide crystallized glass for a housing which is highly strengthened by performing the ion exchanging of nepheline-based crystallized glass at a low ion exchanging temperature and which has a suitable shielding property for the housing of an electronic device, and to provide a method for producing the crystallized glass.SOLUTION: There is provided crystallized glass for a housing which has transmittance of light at a wavelength of 400 nm of 20% or less and which is obtained by performing the ion exchanging of the crystallized glass including a nepheline solid solution crystal corresponding to formula denoted as NaKAlSiO(wherein, x is changeable in a range of 0-8) as a main crystal phase.

Description

本発明は、電子機器、例えば携帯して使用可能な通信機器または情報機器等の外装部材として用いられる筐体用結晶化ガラスおよび結晶化ガラスの製造方法に関する。   The present invention relates to a crystallized glass for a casing used as an exterior member of an electronic device such as a communication device or an information device that can be carried and used, and a method for producing the crystallized glass.

携帯電話またはスマートフォン等の電子機器の筐体は、装飾性、耐傷性、加工性またはコスト等の様々な要因を考慮し、樹脂または金属等の素材から適宜のものが選択されて用いられている。近年、従来用いられていなかったガラスを筐体の素材として用いる試みがされている(特許文献1)。特許文献1によれば、携帯電話等の電子機器において、筐体本体をガラスで形成することにより、透明感のある独特の装飾効果を発揮することができるとされている。   Cases of electronic devices such as mobile phones or smartphones are used by appropriately selecting materials such as resin or metal in consideration of various factors such as decoration, scratch resistance, workability, and cost. . In recent years, attempts have been made to use glass, which has not been used conventionally, as a casing material (Patent Document 1). According to Patent Document 1, in an electronic device such as a mobile phone, it is said that a unique decoration effect with a sense of transparency can be exhibited by forming the casing body from glass.

電子機器は、機器の外表面に液晶パネル等の表示装置を備えている。これら表示装置は、高精細および高輝度化の傾向にあり、それに伴い光源となるバックライトも高輝度化の傾向にある。光源からの光は、表示装置側に照射される以外に、機器内部で多重反射し外装されている筐体の裏面に到達することがある。   The electronic device includes a display device such as a liquid crystal panel on the outer surface of the device. These display devices tend to have high definition and high brightness, and accordingly, backlights serving as light sources also tend to have high brightness. In addition to irradiating the light from the light source on the display device side, the light may reach the back surface of the housing that is multiple-reflected inside the device and is covered.

また、光源を不要とする有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイであっても、同様に発光素子からの光の漏れが懸念される。筐体の素材として金属を用いる場合は問題にならないが、前述のような透明性を有するガラスを用いる場合、光源からの光が筐体を透過し、機器外部から認識されるおそれがある。   Further, even in an organic EL (Electro-Luminescence) display that does not require a light source, there is a concern that light leaks from the light emitting element. When metal is used as the material of the housing, there is no problem, but when glass having transparency as described above is used, light from the light source may pass through the housing and be recognized from the outside of the device.

したがって、携帯電話またはスマートフォン等の電子機器の筐体では、機器内部の部品が見えないように遮光性が求められる。そのため、ガラスを筐体に用いる際には、ガラスに可視光線に対する遮蔽性(以下、遮蔽性という)を持たせるための塗膜等の遮光手段がガラスの裏面に形成されている。   Therefore, in a casing of an electronic device such as a mobile phone or a smartphone, light shielding properties are required so that components inside the device cannot be seen. Therefore, when glass is used for the housing, light shielding means such as a coating film is provided on the back surface of the glass to give the glass a shielding property against visible light (hereinafter referred to as a shielding property).

前述のとおり表示装置の光源の高輝度化に伴い、ガラスの裏面(機器側)に十分な遮蔽性を有する塗膜を形成するには、塗膜を厚膜に形成したり、複数の層からなる膜を形成したりする必要があり、工程数が多くコストが高くなる要因となる。   As described above, with the increase in the brightness of the light source of the display device, in order to form a coating film having sufficient shielding properties on the back surface (device side) of the glass, the coating film can be formed into a thick film or from a plurality of layers. A film to be formed, which increases the number of processes and increases the cost.

また、塗膜が均一に形成されない場合、塗膜が薄い箇所のみ光が透過し、局部的に筐体が明るく認識される等の機器の美観を損ねるおそれがある。例えば、凹状の筐体においては、凹面側全面に均一な膜を形成する必要がある。しかしながら、十分な遮蔽性を備える塗膜を凹面に均一に形成する工程は複雑であり、コストが高くなる要因となる。   Moreover, when a coating film is not formed uniformly, there exists a possibility of impairing the beauty | look of apparatuses, such as light permeate | transmitting only the location where a coating film is thin, and a housing | casing being recognized brightly locally. For example, in a concave housing, it is necessary to form a uniform film over the entire concave surface. However, the process of uniformly forming a coating film having sufficient shielding properties on the concave surface is complicated, which increases the cost.

特に、外観が白色を呈する筐体を得る場合、前述のとおり透明ガラスの少なくとも一方の面に白色塗膜層を形成する方法がある。しかしながら、白色塗料は、透光性が高く、白色塗膜層を厚くしても十分な遮蔽性を得ることができない。   In particular, when obtaining a casing having a white appearance, as described above, there is a method of forming a white coating film layer on at least one surface of the transparent glass. However, the white paint has high translucency, and sufficient shielding properties cannot be obtained even if the white coating layer is thickened.

そのため、白色塗膜層に遮蔽性の高い黒色塗膜層が積層されているが、この場合、黒色塗膜層が認識されない程度に白色塗膜層を厚くする必要がある。このように、白色塗料を用いて白色を呈する遮蔽性の高い筐体を得るのは、非常にコストが高いという問題がある。   For this reason, a black coating layer having a high shielding property is laminated on the white coating layer. In this case, it is necessary to increase the thickness of the white coating layer to such an extent that the black coating layer is not recognized. Thus, there is a problem that it is very expensive to obtain a highly shielding housing that exhibits white using a white paint.

また、携帯電話またはスマートフォン等の電子機器においては、使用時の落下衝撃による破損または長期間の使用による接触傷を考慮し、筐体に対し高い強度が求められる。また、携帯電話またはスマートフォン等の電子機器においては、薄型デザインによる差異化または移動のための負担の減少のため、軽量・薄型化が要求されており、強度を高めることが求められている。そのため、従来より、ガラスの耐傷性を向上させるため、ガラスを化学強化することで表面に圧縮応力層を形成しガラスの耐傷性を高めている。   In addition, in an electronic device such as a mobile phone or a smartphone, high strength is required for the housing in consideration of damage due to a drop impact during use or contact damage due to long-term use. In addition, electronic devices such as mobile phones and smartphones are required to be lightweight and thin in order to be differentiated by thin design or to reduce the burden for movement, and are required to increase strength. Therefore, conventionally, in order to improve the scratch resistance of the glass, the glass is chemically strengthened to form a compressive stress layer on the surface to enhance the scratch resistance of the glass.

特開2009−61730号公報JP 2009-61730 A

したがって、本発明は、電子機器の筐体に好適な装飾性または遮蔽性、および強度を備える筐体用結晶化ガラスおよび結晶化ガラスの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a crystallized glass for a casing and a method for manufacturing the crystallized glass having a decorative property or shielding property and strength suitable for a casing of an electronic device.

すなわち、本発明は以下の通りである。
1.波長400nmでの透過率が20%以下であり、且つネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理することにより得られる筐体用結晶化ガラス。
2.波長400nmでの透過率が20%以下であり、且つNa8−xAlSi32(式中xは0〜8の範囲で変化する)結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理することにより得られる筐体用結晶化ガラス。
3.結晶化ガラスの主要結晶相がNa8−xAlSi32(式中xは0〜8の範囲で変化する)に対応するネフェリン固溶体結晶である前項1または2に記載の筐体用結晶化ガラス。ここで主要結晶相とは結晶化ガラスについてX線回折測定したときに最も強度の大きいピークが得られた結晶である。
4.結晶化ガラスの結晶化度が20〜70%である前項1〜3のいずれか1に記載の筐体用結晶化ガラス。
5.結晶化ガラスがNaOを含有する前項1〜4のいずれか1に記載の筐体用結晶化ガラス。
6.結晶化ガラスがSiOおよびAlを含有する前項1〜5のいずれか1に記載の筐体用結晶化ガラス。
7.結晶化ガラスがTiOおよびKOから選ばれる少なくとも1を含有する前項5または6に記載の筐体用結晶化ガラス。
8.結晶化ガラスが下記酸化物基準のモル百分率表示でSiOを40〜70%、Alを8〜28%、NaOを10〜30%、KOを0〜10%含有するガラスを熱処理して得られるものである前項1〜7のいずれか1に記載の筐体用結晶化ガラス。
ここで、例えば、KOを0〜10%含有するとは、KOは必須ではないが10%以下の範囲で含有してもよい、の意であり、また、前記ガラスは本発明の目的を損なわない限りこれら5成分以外の成分を含有してもよいがその場合当該成分の含有量の合計は10%以下であることが好ましく、典型的には5%以下である。
また、本明細書においてはガラス成分の含有量はモル百分率で表示する。
9.圧縮応力層の深さが10μm以上である前項1〜8のいずれか1に記載の筐体用結晶化ガラス。
10.以下の工程(1)および(2)を順次含む結晶化ガラスの製造方法。
(1)下記酸化物基準のモル百分率表示でSiOを40〜70%、Alを8〜28%、NaOを10〜30%、KOを0〜10%含有するガラスを、950℃以下で1〜10時間熱処理する工程
(2)工程(1)で熱処理したガラスを850〜1200℃で1〜10時間熱処理する工程
11.前項10に記載の結晶化ガラスの製造方法で製造された結晶化ガラスを、520℃以下でイオン交換処理することを特徴とするイオン交換処理された結晶化ガラスの製造方法。
That is, the present invention is as follows.
1. A crystallized glass for a casing obtained by subjecting a crystallized glass having a transmittance at a wavelength of 400 nm of 20% or less and containing a nepheline solid solution crystal to an ion exchange treatment.
2. Ion exchange treatment of crystallized glass having a transmittance of 20% or less at a wavelength of 400 nm and containing crystals of Na 8-x K x Al 8 Si 8 O 32 (where x varies in the range of 0 to 8) Crystallized glass for a casing obtained by doing so.
3. 3. The casing according to item 1 or 2 above, wherein the main crystal phase of the crystallized glass is a nepheline solid solution crystal corresponding to Na 8 -xK x Al 8 Si 8 O 32 (where x varies in the range of 0 to 8). Crystallized glass for body. Here, the main crystal phase is a crystal in which a peak having the highest intensity is obtained when X-ray diffraction measurement is performed on the crystallized glass.
4). The crystallized glass for a casing according to any one of items 1 to 3, wherein the crystallinity of the crystallized glass is 20 to 70%.
5. 5. The crystallized glass for a casing according to any one of items 1 to 4, wherein the crystallized glass contains Na 2 O.
6). 6. The crystallized glass for a casing described in any one of 1 to 5 above, wherein the crystallized glass contains SiO 2 and Al 2 O 3 .
7). 7. The crystallized glass for a casing according to 5 or 6 above, wherein the crystallized glass contains at least 1 selected from TiO 2 and K 2 O.
8). The SiO 2 40 to 70% crystallized glass in mole percentage based on the following oxides, Al 2 O 3 8~28%, 10~30 % of Na 2 O, containing K 2 O 0% 8. The crystallized glass for a casing described in any one of 1 to 7 above, which is obtained by heat-treating glass.
Here, for example, K 2 O and to contain 0 to 10% is, K 2 O is not essential may be incorporated within a range of 10% or less, a meaning, also, the glass of the present invention Components other than these five components may be contained as long as the purpose is not impaired. In that case, the total content of these components is preferably 10% or less, and typically 5% or less.
Moreover, in this specification, content of a glass component is displayed by mol percentage.
9. 9. The crystallized glass for a casing according to any one of 1 to 8 above, wherein the depth of the compressive stress layer is 10 μm or more.
10. The manufacturing method of the crystallized glass which contains the following processes (1) and (2) sequentially.
(1) Glass containing 40 to 70% of SiO 2 , 8 to 28% of Al 2 O 3 , 10 to 30% of Na 2 O, and 0 to 10% of K 2 O in a molar percentage display based on the following oxides. Step 2 of heat treating glass at 950 ° C. or lower for 1 to 10 hours Step 2 of heat treating the glass heat treated in Step (1) at 850 to 1200 ° C. for 1 to 10 hours 11. A method for producing crystallized glass that has been subjected to ion exchange treatment, wherein the crystallized glass produced by the method for producing crystallized glass according to item 10 is subjected to ion exchange treatment at 520 ° C. or lower.

本発明によれば、ネフェリン系結晶化ガラスをイオン交換処理して化学強化することで、ガラスに遮光膜等の遮光手段を別途設けることなく電子機器の筐体に好適な遮蔽性を備え、且つ高強度化させた筐体用結晶化ガラスを安価に得ることができる。または、意匠性を備え、且つ高強度化させた筐体用結晶化ガラスを安価に得ることができる。   According to the present invention, the nepheline-based crystallized glass is chemically strengthened by ion exchange treatment, so that the glass has a suitable shielding property for a housing of an electronic device without separately providing light shielding means such as a light shielding film, and High-strength crystallized glass for casings can be obtained at low cost. Alternatively, crystallized glass for a housing having design properties and high strength can be obtained at a low cost.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスをSEMにより確認した結果(倍率10万倍)を示す図である。It is a figure which shows the result (magnification 100,000 times) which confirmed the crystallized glass containing a nepheline solid solution crystal | crystallization by SEM.

以下、本発明の筐体用結晶化ガラスの好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the crystallized glass for a casing of the present invention will be described.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、例えば、電子機器に外装されるものである。携帯電話の外表面は、一方の外表面に液晶パネルまたは有機ELディスプレイからなる表示装置及びボタンからなる操作装置、もしくはタッチパネルのような表示装置と操作装置が一体となったものが配置され、その周囲を額縁材が囲う構成である。他方の外表面は、パネルで構成される。そして、一方の外表面と他方の外表面との間である機器の厚み部分に枠材がある。これら額縁材と枠材、またはパネルと枠材は一体に構成される場合もある。   The crystallized glass for a casing of the present invention is packaged in, for example, an electronic device. As for the outer surface of the mobile phone, a display device made up of a liquid crystal panel or an organic EL display and an operation device made up of buttons or an integrated display device such as a touch panel and an operation device are arranged on one outer surface. The frame material surrounds the periphery. The other outer surface is composed of a panel. And there exists a frame material in the thickness part of the apparatus between one outer surface and the other outer surface. The frame material and the frame material, or the panel and the frame material may be configured integrally.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、前記の額縁材、パネルおよび枠材のいずれにも用いることが可能である。また、これらの形状は、平板状であってもよいし、額縁材と枠材、もしくはパネルと枠材との一体構造となった凹状、または凸状であってもよい。   The crystallized glass for a casing of the present invention can be used for any of the frame material, the panel, and the frame material. Further, these shapes may be flat, or may be a concave shape or a convex shape in which the frame material and the frame material, or the panel and the frame material are integrated.

電子機器の内部に設けられる表示装置の光源は、発光ダイオード、有機ELまたはCCFL等の白色光を発するもので構成される。また、有機ELディスプレイのように前記光源を用いず、白色光等を出す発光素子を備えるものもある。これら白色光が結晶化ガラス筐体を介して機器の外部に漏れると見栄えが悪くなる。そのため、結晶化ガラス筐体は、白色光を確実に遮光する特性を備える必要がある。または、半透明であることにより、透明感があり、柔らか味のある、独特の装飾効果を発揮することができる。   A light source of a display device provided in an electronic device is configured to emit white light such as a light emitting diode, an organic EL, or a CCFL. Some organic EL displays include a light emitting element that emits white light or the like without using the light source. When these white light leaks out of the device through the crystallized glass casing, the appearance is deteriorated. Therefore, the crystallized glass casing needs to have a characteristic of reliably blocking white light. Alternatively, by being translucent, it is possible to exhibit a unique decorative effect that is transparent and soft.

本発明の筐体用結晶化ガラスを筐体に用いる理由は次のとおりである。結晶化ガラスは、ガラスの内部に微細な結晶粒子を析出させたものであり、機械的強度および硬度が高く、耐熱性、電気的特性並びに化学的耐久性に優れた特性を有する。結晶化ガラスは、ガラス中の結晶粒子がその界面で光を拡散反射、散乱することで外観が白色を呈する。本発明の筐体用結晶化ガラスは、ガラスを透過する白色光を、結晶化ガラスの光の散乱を利用して、ガラスの表面側において認識し難くする、もしくは意匠性を備えるものである。   The reason for using the crystallized glass for a casing of the present invention for the casing is as follows. Crystallized glass is obtained by precipitating fine crystal particles inside glass, has high mechanical strength and hardness, and has excellent heat resistance, electrical characteristics, and chemical durability. Crystallized glass has a white appearance as crystal particles in the glass diffuse and reflect and scatter light at the interface. The crystallized glass for a casing of the present invention makes white light transmitted through the glass difficult to recognize on the surface side of the glass by utilizing light scattering of the crystallized glass, or has a design property.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、波長400nmでの透過率が20%以下であり、且つネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理することにより得られる。   The crystallized glass for a casing of the present invention is obtained by ion-exchange treatment of crystallized glass having a transmittance of 20% or less at a wavelength of 400 nm and containing nepheline solid solution crystals.

・ ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラス
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは、米国特許第2920971号明細書に記載されているように、前駆体の熱処理を通して製造することができる。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの製造においては、次の(i)〜(iii)の工程が含まれる。
(i)通常は成核剤を含むガラス形成バッチを溶融する。
(ii)同時に溶融体をその転移範囲より低い温度に冷却して所望形状のガラスを形成する。
(iii)ガラスを規定の熱処理法に供してガラスを結晶化させる。
Crystallized glass containing nepheline solid solution crystals Crystallized glass containing nepheline solid solution crystals can be produced through heat treatment of the precursor as described in US Pat. No. 2,920,971. In the production of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals, the following steps (i) to (iii) are included.
(I) Melting a glass-forming batch that usually contains a nucleating agent.
(Ii) At the same time, the melt is cooled to a temperature lower than its transition range to form a glass having a desired shape.
(Iii) The glass is subjected to a prescribed heat treatment method to crystallize the glass.

前記(iii)の工程は次の(iii−1)および(iii−2)の2段階の工程に分けられる。
(iii−1)最初に原ガラスを転移範囲内またはそれよりわずかに高い温度に加熱して、ガラス中に核を生成させる。ガラス中に核を生成させる熱処理の条件としては、温度は950℃以下であることが好ましく、900℃以下であることがより好ましい。また、熱処理時間は、1〜10時間であることが好ましく、2〜6時間であることがより好ましい。
(iii−2)ガラスをより一層高い温度に、時にはその軟化点より高い温度に加熱して、(iii−1)において形成させた核の上に結晶を成長させる。結晶を成長させる熱処理の条件としては、温度は850〜1200℃であることが好ましく、900〜1150℃であることがより好ましい。また、熱処理時間は、1〜10時間であることが好ましく、2〜6時間であることがより好ましい。
The step (iii) is divided into the following two steps (iii-1) and (iii-2).
(Iii-1) First, the original glass is heated to a temperature within or slightly higher than the transition range to form nuclei in the glass. As conditions for the heat treatment for generating nuclei in the glass, the temperature is preferably 950 ° C. or lower, and more preferably 900 ° C. or lower. Further, the heat treatment time is preferably 1 to 10 hours, and more preferably 2 to 6 hours.
(Iii-2) The glass is heated to a higher temperature, sometimes higher than its softening point, to grow crystals on the nuclei formed in (iii-1). As conditions for the heat treatment for growing the crystal, the temperature is preferably 850 to 1200 ° C., more preferably 900 to 1150 ° C. Further, the heat treatment time is preferably 1 to 10 hours, and more preferably 2 to 6 hours.

前記範囲内の条件にて熱処理して得られたネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスはイオン交換し易く、該結晶化ガラスをイオン交換処理することにより筐体に好適な遮光性に加えて、高い強度を得ることができる。   The crystallized glass containing nepheline solid solution crystals obtained by heat treatment under the conditions within the above range is easy to ion-exchange, and the crystallized glass is ion-exchanged to provide a high light shielding property suitable for the casing. Strength can be obtained.

結晶化機構においては、前もって形成させた無数の核の上に結晶が実質的に同時に成長するため、ガラス母体内に均一に分散した比較的均一な大きさの微細結晶を含む微細構造のネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスが得られ、これらの結晶は該ガラスの大部分を占める。   In the crystallization mechanism, crystals grow substantially simultaneously on innumerable nuclei formed in advance, so that a fine-structured nepheline solid solution containing relatively uniform sized fine crystals uniformly distributed in the glass matrix Crystallized glass containing crystals is obtained, and these crystals occupy most of the glass.

ネフェリン固溶体結晶は式Na8−xAlSi32(式中xは0〜8の範囲で変化する)で表わされる結晶である。ネフェリン固溶体結晶は、イオン交換効率が高く、該結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理することにより、筐体により好適な遮光性に加えて、高い強度を得ることができる。 Nepheline solid solution crystals are crystals represented by the formula Na 8-x K x Al 8 Si 8 O 32 ( the formula x varies from 0-8). Nepheline solid solution crystals have high ion exchange efficiency, and high strength can be obtained in addition to light shielding properties that are more suitable for the housing by subjecting the crystallized glass containing the crystals to ion exchange treatment.

また、結晶化ガラスの主要結晶相はネフェリン固溶体結晶であることが好ましい。結晶化ガラスの主要結晶相がネフェリン固溶体結晶であることにより、高いイオン交換効率が得られ、該ネフェリン固溶体結晶を主要結晶相とする結晶化ガラスをイオン交換処理することにより、筐体により好適な遮光性に加えて、高い強度を得ることができる。   Further, the main crystal phase of the crystallized glass is preferably nepheline solid solution crystal. The main crystal phase of the crystallized glass is nepheline solid solution crystal, so that high ion exchange efficiency can be obtained, and the crystallized glass having the nepheline solid solution crystal as the main crystal phase is ion-exchanged so that it is more suitable for the casing. In addition to light shielding properties, high strength can be obtained.

典型的には、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの20〜90%が結晶質である。本発明において、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの結晶化度は20〜70%であることが好ましく、40〜65%であることがより好ましい。結晶化度を70%以下とすることにより、イオン交換処理の際にガラス相をイオンが拡散し、当該拡散したイオンにより結晶相においてもイオン交換がされるため、低温においてイオン交換し易いという利点が得られる。また、結晶相の散乱により白色化するため、得られる結晶化ガラスが筐体用に好適な遮光性を有することができる。   Typically, 20-90% of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is crystalline. In the present invention, the crystallinity of the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably 20 to 70%, and more preferably 40 to 65%. By setting the degree of crystallinity to 70% or less, ions diffuse in the glass phase during the ion exchange treatment, and the ions are exchanged in the crystal phase by the diffused ions. Is obtained. Moreover, since it whitens by scattering of a crystal phase, the obtained crystallized glass can have light-shielding property suitable for a housing | casing.

実施例の項において後述するように、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの結晶化度Cは、ネフェリン固溶体結晶以外の結晶を参照試料としてネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスに加え、X線回折測定を行って参照試料およびネフェリン固溶体結晶のX線回折強度の比aを求め、参照試料と結晶化ガラスの質量比bとaとから次の式によって算出する。
C=A×a×(b/1−b)
As will be described later in the Examples section, the crystallinity C of the crystallized glass containing nepheline solid solution crystal is measured by X-ray diffraction measurement in addition to the crystallized glass containing nepheline solid solution crystal using a crystal other than nepheline solid solution crystal as a reference sample. To obtain the ratio a of the X-ray diffraction intensities of the reference sample and nepheline solid solution crystal, and calculate from the mass ratio b and a of the reference sample and crystallized glass by the following equation.
C = A × a × (b / 1−b)

ここで、Aは参照強度比(Reference Intensity Ratio:RIR)と言われる定数であり、International Centre for Diffraction Data(http://www.icdd.com/)よりデーターベース化されているPowder Diffraction File PDF−2 Release 2006に示されている値を用いる。   Here, A is a constant referred to as a reference intensity ratio (RIR), which is a database diffraction PD that is databased from the International Center for Diffraction Data (http://www.icdd.com/). -2 Use the value shown in Release 2006.

ネフェリン固溶体結晶中に出現する結晶相は、原ガラスの組成およびガラスに適用される熱処理に依存する。「ネフェリン」は六方晶系に属する結晶構造を有し、一般化学式Na8−xAlSi32(xは0〜8)により識別される天然鉱物を示す。しかし、鉱物ネフェリンは広範な固溶体として存在し、その度合は前記式によっては十分に解明されないことがわかっている(Geophysical Laboratory,Paper No 1309,‘Nepheline Solid Solutions’)。 The crystal phase that appears in nepheline solid solution crystals depends on the composition of the original glass and the heat treatment applied to the glass. “Nephelin” refers to a natural mineral having a crystal structure belonging to the hexagonal system and identified by the general chemical formula Na 8-x K x Al 8 Si 8 O 32 (x is 0 to 8). However, it has been found that the mineral nepheline exists as a wide range of solid solutions, the degree of which is not fully understood by the above formula (Geophical Laboratory, Paper No 1309, 'Nepheline Solid Solutions').

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおいても同様であり、結晶成長は不平衡条件下で起こるため固溶体の範囲はさらに一層広範である。したがって、準安定結晶ガラスが成長し得る。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの結晶相は実質的に変化してもよく、これらの結晶はX線回折分析においてネフェリン固溶体結晶と共通の回折ピークを示すが、ピーク間隔および強度は結晶相の性質によって変化してもよい。   The same applies to crystallized glass containing nepheline solid solution crystals, and the range of solid solutions is even wider because crystal growth occurs under unbalanced conditions. Therefore, metastable crystal glass can grow. The crystal phase of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals may change substantially, and these crystals show a common diffraction peak with nepheline solid solution crystals in X-ray diffraction analysis, but the peak spacing and intensity are the same as those of the crystal phase. It may vary depending on the nature.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは、NaOを含有していることが好ましい。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスがNaOを含有していることにより、その後のイオン交換処理による結晶化ガラスの強度を高めることができる。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるNaOの含有量は、10〜30%であることが好ましく、12〜24%であることがより好ましく、15〜20%であることがさらに好ましい。 The crystallized glass containing nepheline solid solution crystals preferably contains Na 2 O. When the crystallized glass containing the nepheline solid solution crystal contains Na 2 O, the strength of the crystallized glass by the subsequent ion exchange treatment can be increased. The content of Na 2 O in the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably 10 to 30%, more preferably 12 to 24%, and still more preferably 15 to 20%.

SiOおよびAlはネフェリン固溶体の主成分であり、必須である。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるSiOの含有量は、40〜70%であることが好ましく、45〜64%であることがより好ましい。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるAlの含有量は、8〜28%であることが好ましく、15〜25%であることがより好ましく、20〜24%であることがさらに好ましい。 SiO 2 and Al 2 O 3 are the main components of nepheline solid solution and are essential. The content of SiO 2 in the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably 40 to 70%, and more preferably 45 to 64%. The content of Al 2 O 3 in the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably 8 to 28%, more preferably 15 to 25%, and still more preferably 20 to 24%.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスに、TiOは核生成材として必須である。 In crystallized glass containing nepheline solid solution crystals, TiO 2 is essential as a nucleation material.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるTiOの含有量は、4〜12%であることが好ましく、5〜10%であることがより好ましい。 The content of TiO 2 in the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably 4 to 12%, and more preferably 5 to 10%.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは、KOを含有してもよい。KOはネフェリン固溶体結晶を形成する成分の1つであるとともに、溶融性を向上させる成分であり、化学強化におけるイオン交換速度を大きくするための成分である。イオン交換速度を向上するためには、1%未満ではその効果が小さい。好ましくは2%以上である。KOが10%超では耐候性が低下する。好ましくは8%以下である。 The crystallized glass containing nepheline solid solution crystals may contain K 2 O. K 2 O is one of the components that form nepheline solid solution crystals, is a component that improves meltability, and is a component that increases the ion exchange rate in chemical strengthening. In order to improve the ion exchange rate, the effect is small at less than 1%. Preferably it is 2% or more. When K 2 O exceeds 10%, the weather resistance decreases. Preferably it is 8% or less.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは白色化していることが好ましい。白色化して遮光性を有するネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理して得られる本発明の筐体用結晶化ガラスを筐体として構成することで、遮光手段を別途設けることなく、低コストで白色の外観を呈する遮蔽性の高い筐体が得られる。また、意匠性を備えた筐体が得られる。   The crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably whitened. By forming the crystallized glass for housing of the present invention obtained by ion-exchange treatment of crystallized glass containing nepheline solid solution crystal having whitening and light-shielding properties, it is possible to reduce the light without providing a light-shielding means separately. A highly shielding housing that exhibits a white appearance at a low cost can be obtained. Moreover, the housing | casing provided with the designability is obtained.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの透過率は、波長400nmでの透過率が20%以下、波長800nmでの透過率が80%以下であることが好ましい。意匠性をもたせるために半透明にするためには波長800nmでの透過率は10〜80%であることが好ましい。遮蔽性を備えるためには、波長400nmでの透過率、波長800nmでの透過率ともに、10%以下が好ましい。より好ましくは5%以下、さらに好ましくは1%以下である。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの透過率は、通常の透過率測定(直線透過率測定)により測定することができる。   The transmittance of the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is preferably 20% or less at a wavelength of 400 nm and 80% or less at a wavelength of 800 nm. In order to make it semi-transparent in order to have design properties, the transmittance at a wavelength of 800 nm is preferably 10 to 80%. In order to provide shielding properties, the transmittance at a wavelength of 400 nm and the transmittance at a wavelength of 800 nm are preferably 10% or less. More preferably, it is 5% or less, More preferably, it is 1% or less. The transmittance of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals can be measured by ordinary transmittance measurement (linear transmittance measurement).

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの透過率は、ガラス組成および結晶化処理条件を調整することで、調整することができる。   The transmittance of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals can be adjusted by adjusting the glass composition and crystallization treatment conditions.

本発明の筐体用結晶化ガラスに、着色成分として、Co、Mn、Fe、Ni、Cu、Cr、V、Zn、Bi、Er、Tm、Nd、Sm、Sn、Ce、Pr、Eu、AgまたはAuを添加してもよい。添加する場合は、酸化物基準のモル%表示で5%以下である。   In the crystallized glass for casing of the present invention, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Zn, Bi, Er, Tm, Nd, Sm, Sn, Ce, Pr, Eu, Ag are used as coloring components. Alternatively, Au may be added. When added, it is 5% or less in terms of mol% based on oxide.

(2)イオン交換処理
本発明の筐体用結晶化ガラスは、前記ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理して化学強化することにより得られる。化学強化とは、ガラス表面に圧縮応力層を形成し、ガラスの強度を高める方法である。具体的には、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス板表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン(典型的には、Liイオン、Naイオン)をイオン半径のより大きいアルカリイオン(典型的には、Liイオンに対してはNaイオンまたはKイオンであり、Naイオンに対してはKイオン)に交換する処理である。
(2) Ion exchange treatment The crystallized glass for a casing of the present invention is obtained by chemically strengthening the crystallized glass containing the nepheline solid solution crystal by ion exchange treatment. Chemical strengthening is a method of increasing the strength of glass by forming a compressive stress layer on the glass surface. Specifically, alkali metal ions (typically Li ions, Na ions) having a small ion radius on the surface of the glass plate by ion exchange at a temperature below the glass transition point are converted to alkali ions (typically Is a process of exchanging Na ions or K ions for Li ions and K ions for Na ions.

化学強化の方法としてはガラス表層のLiOまたはNaOと溶融塩中のNaOまたはKOとをイオン交換できるものであれば特に限定されないが、例えば加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラスを浸漬する方法が挙げられる。 The chemical strengthening method is not particularly limited as long as Li 2 O or Na 2 O on the glass surface layer and Na 2 O or K 2 O in the molten salt can be ion-exchanged. For example, heated potassium nitrate (KNO 3 ) A method of immersing glass in molten salt.

ガラスに所望の表面圧縮応力を有する化学強化層(表面圧縮応力層)を形成するためのイオン交換処理の条件はガラスの厚さによっても異なるが、温度条件は、520℃以下であることが好ましく、500℃以下であることがより好ましく、また、350℃以上であることが好ましく、400℃以上であることがより好ましい。   The conditions of the ion exchange treatment for forming a chemically strengthened layer (surface compressive stress layer) having a desired surface compressive stress on the glass vary depending on the thickness of the glass, but the temperature condition is preferably 520 ° C. or lower. 500 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or higher, and more preferably 400 ° C. or higher.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスを520℃以下でイオン交換処理することにより、硝酸カリウムが分解して亜硝酸カリウムとなるのを防ぎ、亜硝酸カリウムによりステンレス鋼等の金属が侵されることがないため、シリカ容器中などでイオン交換処理する必要がなく、イオン交換処理にかかるコストを抑えることができる、という利点がある。   Silica glass containing nepheline solid solution crystals is ion-exchanged at 520 ° C. or lower to prevent potassium nitrate from decomposing and becoming potassium nitrite, and metal such as stainless steel is not affected by potassium nitrite. There is an advantage that it is not necessary to perform the ion exchange treatment in a container or the like, and the cost for the ion exchange treatment can be suppressed.

また、イオン交換処理する時間は、1〜72時間であることが好ましく、2〜24であることがより好ましい。生産性を向上させるためには、12時間以下が好ましい。溶融塩としては、例えば、KNOなどが挙げられる。具体的には、例えば、400〜500℃のKNO溶融塩に1〜72時間ガラスを浸漬させることが典型的である。 The time for the ion exchange treatment is preferably 1 to 72 hours, and more preferably 2 to 24. In order to improve productivity, 12 hours or less is preferable. Examples of the molten salt include KNO 3 . Specifically, for example, it is typical to immerse the glass in KNO 3 molten salt at 400 to 500 ° C. for 1 to 72 hours.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力層を備える。本発明の筐体用結晶化ガラスの製造においては、ガラスが平板状である場合、研磨工程が行われることがある。ガラスの研磨工程においては、その最終段階の研磨に使用される研磨砥粒の粒径は2〜6μmが典型的であり、このような砥粒によって、ガラス表面には最終的に最大5μmのマイクロクラックが形成されると考えられる。   The crystallized glass for a casing of the present invention has a compressive stress layer on the surface by ion exchange treatment. In the production of the crystallized glass for a casing of the present invention, a polishing step may be performed when the glass is flat. In the glass polishing process, the grain size of the abrasive grains used in the final stage of polishing is typically 2 to 6 μm. By such abrasive grains, the surface of the glass finally has a maximum size of 5 μm. It is thought that a crack is formed.

化学強化による強度向上効果を有効なものとするためには、ガラス表面に形成されるマイクロクラックより深い表面圧縮応力層があることが好ましく、化学強化によって生じる表面圧縮応力層の深さは6μm以上が好ましい。また、使用時に表面圧縮応力層の深さを超える傷がつくとガラスの破壊につながるため、表面圧縮応力層は深い方が好ましく、より好ましくは10μm以上、さらに好ましくは20μm以上、典型的には30μm以上である。   In order to make the strength improvement effect by chemical strengthening effective, it is preferable that there is a surface compressive stress layer deeper than the microcracks formed on the glass surface, and the depth of the surface compressive stress layer generated by chemical strengthening is 6 μm or more. Is preferred. In addition, if a scratch exceeding the depth of the surface compressive stress layer is caused during use, it leads to glass breakage. Therefore, the surface compressive stress layer is preferably deeper, more preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, typically 30 μm or more.

一方、表面圧縮応力層が深いと内部引張応力が大きくなり、破壊時の衝撃が大きくなる。すなわち、内部引張応力が大きいとガラスが破壊する際に細片となって粉々に飛散する傾向があることがわかっている。厚さ1mm以下のガラスでは、表面圧縮応力層の深さが70μmを超えると、破壊時の飛散が顕著となる。   On the other hand, when the surface compressive stress layer is deep, the internal tensile stress increases and the impact at the time of fracture increases. That is, it is known that when the internal tensile stress is large, the glass tends to break up into pieces when it breaks. In a glass having a thickness of 1 mm or less, when the depth of the surface compressive stress layer exceeds 70 μm, scattering at the time of breaking becomes significant.

したがって、本発明の筐体用結晶化ガラスは、表面圧縮応力層の深さは70μm以下が好ましい。本発明の筐体用結晶化ガラスは、外装する電子機器にもよるが、例えば表面に接触傷がつく確率が高いパネル等の用途では、安全をみて表面圧縮応力層の深さを薄くしておくことも考えられ、より好ましくは60μm以下、さらに好ましくは50μm以下、典型的には40μm以下である。   Therefore, in the crystallized glass for a casing of the present invention, the depth of the surface compressive stress layer is preferably 70 μm or less. The crystallized glass for a casing of the present invention depends on the exterior electronic device, but for applications such as panels where the probability of contact scratches on the surface is high, the depth of the surface compressive stress layer is reduced for safety. More preferably, it is 60 μm or less, more preferably 50 μm or less, and typically 40 μm or less.

なお、本発明の筐体用結晶化ガラスの表面圧縮応力CS(単位:MPa)および圧縮応力層の厚みDOL(単位:μm)は複屈折を測定することにより測定できる。また表面圧縮応力層の深さは、EPMA(electron probe micro analyzer)等を用いて測定することができる。   The surface compressive stress CS (unit: MPa) and the compressive stress layer thickness DOL (unit: μm) of the crystallized glass for casing of the present invention can be measured by measuring birefringence. The depth of the surface compressive stress layer can be measured using EPMA (electron probe microanalyzer) or the like.

また、本発明の筐体用結晶化ガラスよりも熱膨張係数が小さいガラスを表面に薄く被覆することで熱膨張差による表面圧縮応力を入れることも可能である。クリアガラスを用いれば、被覆したガラスの表面と裏面の反射により美観が向上する効果も得られる。   Further, it is possible to apply surface compressive stress due to a difference in thermal expansion by thinly coating the surface with glass having a smaller thermal expansion coefficient than the crystallized glass for housing of the present invention. If clear glass is used, the effect of improving the aesthetics due to the reflection of the front and back surfaces of the coated glass can be obtained.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスを白色化するためには、結晶の平均粒子径が50〜2000nmであることが好ましく、100〜1000nmであることがより好ましい。結晶の平均粒子径はSEM観察をすることにより測定することができる。   In order to whiten the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals, the average particle diameter of the crystals is preferably 50 to 2000 nm, and more preferably 100 to 1000 nm. The average particle diameter of the crystal can be measured by SEM observation.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、例えば電子機器に外装されるものである。携帯電話の外表面は、一方の外表面に液晶パネルまたは有機ELディスプレイからなる表示装置及びボタンからなる操作装置、またはタッチパネルのような表示装置と操作装置が一体となったものが配置され、その周囲を額縁材が囲う構成である。他方の外表面は、パネルで構成される。そして、一方の外表面と他方の外表面との間である機器の厚み部分に枠材がある。これら額縁材と枠材、またはパネルと枠材は一体に構成される場合もある。   The crystallized glass for a casing of the present invention is packaged, for example, on an electronic device. On the outer surface of the mobile phone, a display device made up of a liquid crystal panel or an organic EL display and an operation device made up of buttons, or a display device such as a touch panel integrated with an operation device is arranged on one outer surface. The frame material surrounds the periphery. The other outer surface is composed of a panel. And there exists a frame material in the thickness part of the apparatus between one outer surface and the other outer surface. The frame material and the frame material, or the panel and the frame material may be configured integrally.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、前述の額縁材、パネルおよび枠材のいずれにも用いることが可能である。また、これらの形状は、平板状であってもよいし、曲面であってもよく、額縁材と枠材、もしくはパネルと枠材との一体構造となった凹状、または凸状であってもよい。   The crystallized glass for a casing of the present invention can be used for any of the above-described frame materials, panels, and frame materials. In addition, these shapes may be flat or curved, and may be a concave shape or a convex shape in which the frame material and the frame material, or the panel and the frame material are integrated. Good.

電子機器の内部に設けられる表示装置の光源は、発光ダイオード、有機ELまたはCCFL等の白色光を発するもので構成される。また、有機ELディスプレイのように前記光源を用いず、白色光等を出す発光素子を備えるものもある。これら白色光が筐体用結晶化ガラスを介して機器の外部に漏れると見栄えが悪くなる。そのため、筐体用結晶化ガラスは、白色光を確実に遮光する特性を備えることが好ましい。   A light source of a display device provided in an electronic device is configured to emit white light such as a light emitting diode, an organic EL, or a CCFL. Some organic EL displays include a light emitting element that emits white light or the like without using the light source. If these white light leaks out of the device through the crystallized glass for the casing, the appearance will deteriorate. Therefore, it is preferable that the crystallized glass for a housing has a characteristic of reliably blocking white light.

また、本発明の筐体用結晶化ガラスは、機械的強度等に優れているという特徴がある。そのため、筐体に対して高い強度が求められる、携帯電話等の携帯可能な電子機器の結晶化ガラス筐体に好ましく用いることができる。   Further, the crystallized glass for a casing of the present invention is characterized by excellent mechanical strength. Therefore, it can be preferably used for a crystallized glass casing of a portable electronic device such as a mobile phone that requires high strength to the casing.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、平板状だけでなく、凹状または凸状に成形されてもよい。この場合、平板またはブロック等に成形したガラスを再加熱し溶融した状態でプレス成形してもよい。また、溶融ガラスを直接プレス型上に流出しプレス成形する、いわゆるダイレクトプレス法にて所望の形状に成形してもよい。また、電子機器の表示装置またはコネクタに対応する箇所をプレス成形と同時に加工したり、プレス成形後に切削加工等してもよい。   The crystallized glass for a housing of the present invention may be formed not only in a flat plate shape but also in a concave shape or a convex shape. In this case, you may press-form in the state which reheated and melt | dissolved the glass shape | molded in the flat plate or the block. Moreover, you may shape | mold into a desired shape by what is called a direct press method which flows out and press-molds a molten glass directly on a press die. Further, a portion corresponding to a display device or a connector of an electronic device may be processed simultaneously with press molding, or may be subjected to cutting after press molding.

本発明の筐体用結晶化ガラスは、携帯型電子機器に好適に用いることができる。携帯型電子機器とは、携帯して使用可能な通信機器または情報機器を包含する概念である。   The crystallized glass for a casing of the present invention can be suitably used for a portable electronic device. A portable electronic device is a concept that encompasses communication devices or information devices that can be carried around.

通信機器としては、例えば、通信端末として、携帯電話、PHS(Personal Handy−phone System)、スマートフォン、PDA(Personal Data Assistance)およびPND(Portable Navigation Device、携帯型カーナビゲーションシステム)が挙げられ、放送受信機として、携帯ラジオ、携帯テレビおよびワンセグ受信機等が挙げられる。   Examples of the communication device include a mobile phone, a PHS (Personal Handy-phone System), a smartphone, a PDA (Personal Data Assistance), and a PND (Portable Navigation Device, a portable car navigation system) as a communication terminal. Examples of the device include a portable radio, a portable television, and a one-segment receiver.

また、情報機器としては、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯音楽プレーヤー、サウンドレコーダー、ポータブルDVDプレーヤー、携帯ゲーム機、ノートパソコン、タブレットPC、電子辞書、電子手帳、電子書籍リーダー、携帯プリンターおよび携帯スキャナ等が挙げられる。なお、これらに例示に限定されるものではない。   Examples of information devices include digital cameras, video cameras, portable music players, sound recorders, portable DVD players, portable game machines, notebook computers, tablet PCs, electronic dictionaries, electronic notebooks, electronic book readers, portable printers, and mobile phones. For example, a scanner. In addition, it is not limited to these for illustration.

これら携帯型電子機器に本発明の筐体用結晶化ガラスを用いることで、高い強度と美観を備えた携帯型電子機器を得ることができる。   By using the crystallized glass for a casing of the present invention for these portable electronic devices, a portable electronic device having high strength and aesthetic appearance can be obtained.

なお、高い強度と美観を備えた本発明の化学強化ガラスは、デスクトップパソコン、大型テレビ、建材、家具または家電製品などにも適用可能である。   Note that the chemically tempered glass of the present invention having high strength and aesthetics can be applied to desktop personal computers, large television sets, building materials, furniture, home appliances, and the like.

(1)ガラス転移点(℃)
ガラス転移点(Tg)は、直径5mm、長さ20mmの円柱状のガラスサンプルを作製し、ブルカー・エイエックスエス社製熱膨張計TD5010SAを用いて5℃/分の昇温速度で測定することにより求めた。
(1) Glass transition point (° C)
The glass transition point (Tg) is measured by preparing a cylindrical glass sample having a diameter of 5 mm and a length of 20 mm, and using a thermal expansion meter TD5010SA manufactured by Bruker AXS, Inc., at a rate of temperature increase of 5 ° C./min. Determined by

(2)透過率(%)
ガラスの透過率は、透過率は約20mm×約20mm×厚さ約1mmで、上下面が鏡面加工されたサンプルを作製し、パーキン・エルマー社製紫外可視近赤外分光光度計Lambda950を用いて波長400〜800nmの分光透過率曲線を取得した。
(2) Transmittance (%)
The transmittance of the glass is about 20 mm × about 20 mm × thickness about 1 mm, and a sample whose upper and lower surfaces are mirror-finished is prepared using a Perkin-Elmer ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer Lambda950. A spectral transmittance curve with a wavelength of 400 to 800 nm was obtained.

(3)3点曲げ強度(MPa)
三点曲げ強度は、スパン30mm、クロスヘッドスピード0.5mm/分の条件で3点曲げ試験の方法で行った。厚みが1mm、大きさが5mm×40mmで両面を酸化セリウムで鏡面研磨したガラス板を化学強化した後、各ガラス板の中心に温度20〜28℃、湿度40〜60%の条件で、ビッカース硬度計を用いて20kgf=196Nの力でビッカース圧子を打ち込み、圧痕を形成し、曲げ強度(単位:MPa)を測定した。
(3) Three-point bending strength (MPa)
The three-point bending strength was measured by a three-point bending test under the conditions of a span of 30 mm and a crosshead speed of 0.5 mm / min. After chemically strengthening a glass plate with a thickness of 1 mm and a size of 5 mm × 40 mm and mirror-polished on both sides with cerium oxide, Vickers hardness is applied at the center of each glass plate at a temperature of 20 to 28 ° C. and a humidity of 40 to 60%. Using a meter, a Vickers indenter was driven with a force of 20 kgf = 196 N to form an indentation, and the bending strength (unit: MPa) was measured.

(4)表面圧縮応力(CS)、圧縮応力層深さ(DOL)
表面圧縮応力(CS)及び圧縮応力層の深さ(DOL)は、複屈折イメージングシステムAbrio(東京インスツルメンツ社製)により、化学強化ガラスの化学強化層に光を通すことで表面圧縮応力層のリタデーションを計測し、ガラスの光弾性定数を用いて、算出した。
(4) Surface compressive stress (CS), compressive stress layer depth (DOL)
The surface compressive stress (CS) and the depth (DOL) of the compressive stress layer are obtained by passing light through the chemically strengthened glass chemically strengthened layer with a birefringence imaging system Abrio (manufactured by Tokyo Instruments). Was calculated using the photoelastic constant of the glass.

(5)結晶化度
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの結晶化度は、RIGAKU社製X線回折装置RINT−TTRIIIを用いて、結晶化度が100%のAl(corundum)結晶を参照試料として、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスに加えX線回折測定し、参照資料とネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの質量比とそれぞれのX線回折線強度の比から算出した。
(5) Crystallinity The crystallinity of the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals was measured using a RIGAKU X-ray diffractometer LINT-TTRIII, with an Al 2 O 3 (corundum) crystal having a crystallinity of 100%. As a reference sample, X-ray diffraction measurement was performed in addition to the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals, and the mass ratio of the reference material and crystallized glass containing nepheline solid solution crystals and the ratio of the respective X-ray diffraction line intensities were calculated.

本実施例では44μm以下に粉砕したネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスに、Al(corundum)結晶粉末1gを加えてよく混合したのち、100mgをX線回折測定試料とし、また、前記参照強度比Aは1.1であり、International Centre for Diffraction Data(http://www.icdd.com/)よりデーターベース化されているPowder Diffraction File PDF−2 Release 2006に基づく。 In this example, after adding 1 g of Al 2 O 3 (corundum) crystal powder to crystallized glass containing nepheline solid solution crystals pulverized to 44 μm or less and mixing well, 100 mg is used as an X-ray diffraction measurement sample. The intensity ratio A is 1.1, which is based on the Powder Difference File PDF-2 Release 2006, which is databased from the International Center for Diffraction Data (http://www.icdd.com/).

(ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの製造)
ガラス原料を適宜選択し、ガラスとして300gとなるように秤量および混合した。ついで、白金製るつぼに入れ、1650℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、3時間溶融し、脱泡、均質化した後、型材に流し込み、ガラス転移点から30℃程度高い温度にて1時間保持後、毎分1℃の冷却速度にて室温まで冷却して、表1〜3に示す組成のガラスを得た。
(Production of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals)
Glass raw materials were appropriately selected and weighed and mixed so as to give 300 g as glass. Next, it is placed in a platinum crucible, placed in a resistance heating electric furnace at 1650 ° C., melted for 3 hours, defoamed and homogenized, poured into a mold material, and heated at a temperature about 30 ° C. higher than the glass transition point for 1 hour. After holding, the glass was cooled to room temperature at a cooling rate of 1 ° C. per minute to obtain glasses having the compositions shown in Tables 1 to 3.

得られたガラスの一部を用いてガラス転移点Tg(単位:℃)を求めた。また、透過率を測定したところ、長波長側から短波長側に行くに従って、透過率は単調に減少した。表1〜3において、T400は波長400nmの透過率、T800は波長800nmの透過率である。   A glass transition point Tg (unit: ° C.) was determined using a part of the obtained glass. Moreover, when the transmittance was measured, the transmittance monotonously decreased from the long wavelength side toward the short wavelength side. In Tables 1 to 3, T400 is the transmittance at a wavelength of 400 nm, and T800 is the transmittance at a wavelength of 800 nm.

ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは、表1〜3に示す核生成熱処理温度T1にて熱処理時間t1(単位:時間)保持したのち、結晶成長熱処理温度T2(単位:℃)にて熱処理時間t2(単位:時間)保持し、その後室温まで冷却して作製した。熱処理時の加熱、冷却はともに毎分10℃の速度にて行った。   The crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is maintained at the heat treatment time t1 (unit: hours) at the nucleation heat treatment temperature T1 shown in Tables 1 to 3, and then the heat treatment time t2 at the crystal growth heat treatment temperature T2 (unit: ° C.). (Unit: time) was maintained, and then cooled to room temperature. Both heating and cooling during the heat treatment were performed at a rate of 10 ° C. per minute.

表1〜3にネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの結晶化度を示す。表1〜3において、例1〜9、13、14、17、18、22の結晶化度は実測値であり、例10〜12、15、16、19〜21の結晶化度は推定値である。図1に、実施例5のSEM写真を示す。結晶の粒径は、100〜200nmであった。   Tables 1 to 3 show the crystallinity of crystallized glass containing nepheline solid solution crystals. In Tables 1 to 3, the crystallinities of Examples 1 to 9, 13, 14, 17, 18, and 22 are actually measured values, and the crystallinities of Examples 10 to 12, 15, 16, and 19 to 21 are estimated values. is there. In FIG. 1, the SEM photograph of Example 5 is shown. The crystal grain size was 100-200 nm.

(イオン交換処理)
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスを、KNO溶融塩にイオン交換温度T(単位:℃)にて時間t(単位:時間)浸漬することにより化学強化した。化学強化したガラスの表面圧縮応力(CS)及び圧縮応力層の深さ(DOL)および三点曲げ強度を測定した結果を表1〜3に示す。
(Ion exchange treatment)
The crystallized glass containing nepheline solid solution crystal was chemically strengthened by immersing it in KNO 3 molten salt at an ion exchange temperature T (unit: ° C.) for a time t (unit: hour). The result of having measured the surface compressive stress (CS) of the chemically strengthened glass, the depth (DOL) of a compressive-stress layer, and three-point bending strength is shown to Tables 1-3.

表1および2の例1〜20は実施例、表3の例21および22は参考例、例23は比較例である。   Examples 1 to 20 in Tables 1 and 2 are examples, Examples 21 and 22 in Table 3 are reference examples, and Example 23 is a comparative example.

表1および表2に示す結果から、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスを、520℃以下でイオン交換処理することにより、白色化されて低い透過率を有するとともに、強度の向上したガラスが得られることがわかった。   From the results shown in Tables 1 and 2, the crystallized glass containing nepheline solid solution crystals is subjected to an ion exchange treatment at 520 ° C. or less to obtain a white glass having low transmittance and an improved strength. I understood it.

また、例22および23は透過率が高いが、520℃以下でイオン交換処理することにより、強度の向上したガラスが得られることがわかった。   Moreover, although the transmittance | permeability was high in Examples 22 and 23, it turned out that the glass which improved the intensity | strength is obtained by ion-exchange processing at 520 degrees C or less.

例24は、結晶が不均質に析出して、透明の部分と球状色々部分に分かれたガラスが得られた。   In Example 24, a glass in which crystals were precipitated inhomogeneously and was separated into a transparent portion and various spherical portions was obtained.

Claims (9)

波長400nmでの透過率が20%以下であり、且つネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスをイオン交換処理することにより得られる筐体用結晶化ガラス。   A crystallized glass for a casing obtained by subjecting a crystallized glass having a transmittance at a wavelength of 400 nm of 20% or less and containing a nepheline solid solution crystal to an ion exchange treatment. 結晶化ガラスの結晶化度が20〜70%である請求項1の筐体用結晶化ガラス。   The crystallized glass for a casing according to claim 1, wherein the crystallinity of the crystallized glass is 20 to 70%. 結晶化ガラスがNaOを含有する請求項1または2に記載の筐体用結晶化ガラス。 The crystallized glass for a casing according to claim 1 or 2, wherein the crystallized glass contains Na 2 O. 結晶化ガラスがSiOおよびAlを含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の筐体用結晶化ガラス。 The crystallized glass for a casing according to any one of claims 1 to 3 , wherein the crystallized glass contains SiO 2 and Al 2 O 3 . 結晶化ガラスがTiOおよびKOから選ばれる少なくとも1を含有する請求項3または4に記載の筐体用結晶化ガラス。 The crystallized glass for a casing according to claim 3 or 4, wherein the crystallized glass contains at least one selected from TiO 2 and K 2 O. 結晶化ガラスが下記酸化物基準のモル百分率表示でSiOを40〜70%、Alを8〜28%、NaOを10〜30%、KOを0〜10%含有するガラスを熱処理して得られるものである請求項1〜5のいずれか1項に記載の筐体用結晶化ガラス。 The SiO 2 40 to 70% crystallized glass in mole percentage based on the following oxides, Al 2 O 3 8~28%, 10~30 % of Na 2 O, containing K 2 O 0% The crystallized glass for a casing according to any one of claims 1 to 5, which is obtained by heat-treating glass. 圧縮応力層の深さが10μm以上である請求項1〜6のいずれか1項に記載の筐体用結晶化ガラス。   The crystallized glass for a casing according to any one of claims 1 to 6, wherein the depth of the compressive stress layer is 10 µm or more. 以下の工程(1)および(2)を順次含む結晶化ガラスの製造方法。
(1)下記酸化物基準のモル百分率表示でSiOを40〜70%、Alを8〜28%、NaOを10〜30%、KOを0〜10%含有するガラスを、950℃以下で1〜10時間熱処理する工程
(2)工程(1)で熱処理したガラスを850〜1200℃で1〜10時間熱処理する工程
The manufacturing method of the crystallized glass which contains the following processes (1) and (2) sequentially.
(1) Glass containing 40 to 70% of SiO 2 , 8 to 28% of Al 2 O 3 , 10 to 30% of Na 2 O, and 0 to 10% of K 2 O in a molar percentage display based on the following oxides. Step of heat treating glass at 950 ° C. or lower for 1 to 10 hours (2) Step of heat treating glass heated in Step (1) at 850 to 1200 ° C. for 1 to 10 hours
請求項8に記載の結晶化ガラスの製造方法で製造された結晶化ガラスを、520℃以下でイオン交換処理することを特徴とするイオン交換処理された結晶化ガラスの製造方法。   A method for producing crystallized glass that has been subjected to ion exchange treatment, wherein the crystallized glass produced by the method for producing crystallized glass according to claim 8 is subjected to ion exchange treatment at 520 ° C or lower.
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