JP2016003158A - ガラス物品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
D≧c(6.637(t/R)+1.123) ……… (1)
が満たされる。
t(mm):ガラス物品の厚み、
R(mm):曲面部の頂部の曲率半径、
c(μm):端面におけるクラックの深さの最深値、
D(μm):端面における圧縮応力層の平均深さ、
である。
D≦c(6.637(t/R)+4.122) ……… (2)
がさらに満たされることが好ましい。この場合、ガラス物品の端面に衝撃が加わった時の耐衝撃性のみならず、ガラス物品の主面に衝撃が加わった時の耐衝撃性も向上することができる。
0.571≦R/t≦2.857 ……… (3)
がさらに満たされることが好ましい。この場合、ガラス物品の主面に衝撃が加わった時の耐衝撃性をさらに向上することができる。
D≧c(6.637(t/R)+1.123) ……… (1)
が満たされるように強化工程を行うことが好ましい。
t(mm):ガラス物品の厚み、
R(mm):曲面部の頂部の曲率半径、
c(μm):端面におけるクラックの深さの最深値、
D(μm):端面における圧縮応力層の平均深さ、
である。
但し、
t(mm):ガラス物品の厚み、
R(mm):曲面部の頂部の曲率半径、
c(μm):端面におけるクラックの深さの最深値、
D(μm):端面における圧縮応力層の平均深さ、
である。
ところで、強化ガラス物品の主面の耐衝撃性は、圧縮応力(CS)に大きく左右される。圧縮応力(CS)が大きいほど、強化ガラス物品の主面の耐衝撃性は向上する。このことから、強化ガラス物品の主面の耐衝撃性と、強化ガラス物品の端面の耐衝撃性との両方を向上するためには、圧縮応力深さ(DOL)と圧縮応力(CS)との両方を大きくすることが好ましい。
D≦c(6.637(t/R)+3.121) ……… (1−1)
D≦c(6.637(t/R)+2.120) ……… (1−2)
また、ガラス物品10は、下記の式(3)を満たすことがより好ましく、下記の式(3−1)を満たすことがより好ましい。
1.142≦R/t≦1.571 ……… (3−1)
R/tが小さすぎると、曲面部10c1の先端部が尖鋭になりすぎ、曲面部10c1に他の物体が衝突したときに曲面部10c1の先端に大きな応力が加わりやすくなるためである。一方、R/tが大きすぎると、端面10cと主面10a、10bとの間の稜線部が尖鋭になりすぎ、当該稜線部に他の物体が衝突したときに稜線部に大きな応力が加わりやすくなるためである。
まず、下記のサンプル1〜24を作製した。サンプル1,7,13,19の端面の断面形状を表す断面図を図3〜図6に示す。各サンプルは、ガラス組成として質量%で、SiO2を66%、Al2O3を14.2%、Na2Oを13.4%、K2Oを0.6%、Li2Oを0.1%、B2O3を2.3%、MgOを3.0%及びSnO2を0.4%含有する。
寸法:40mm×22mm×0.7mm
端面を構成している曲面部の先端部における曲率半径:2mm
端面における圧縮応力深さ(DOL):
サンプル1:0μm(未強化)
サンプル2:10μm
サンプル3:20μm
サンプル4:30μm
サンプル5:40μm
サンプル6:50μm
〔サンプル7〜12〕
寸法:40mm×22mm×0.7mm
端面を構成している曲面部の先端部における曲率半径:1.1mm
端面における圧縮応力深さ(DOL):
サンプル7:0μm(未強化)
サンプル8:10μm
サンプル9:20μm
サンプル10:30μm
サンプル11:40μm
サンプル12:50μm
〔サンプル13〜18〕
寸法:40mm×22mm×0.7mm
端面を構成している曲面部の先端部における曲率半径:0.8mm
端面における圧縮応力深さ(DOL):
サンプル13:0μm(未強化)
サンプル14:10μm
サンプル15:20μm
サンプル16:30μm
サンプル17:40μm
サンプル18:50μm
〔サンプル19〜24〕
寸法:40mm×22mm×0.7mm
端面を構成している曲面部の先端部における曲率半径:0.4mm
端面における圧縮応力深さ(DOL):
サンプル19:0μm(未強化)
サンプル20:10μm
サンプル21:20μm
サンプル22:30μm
サンプル23:40μm
サンプル24:50μm
[端面におけるクラックの深さの最深値c(μm)の測定]
各サンプルにつき、5つの断面を露出させ、その各断面を、金属顕微鏡を用いて500倍に拡大してクラックを観察した。その結果、観察されたクラック数が20以下である場合には、他の断面を露出させ、同様にクラックを観察した。そして、クラック数が20以上である5つの断面において、観察された各クラックの深さを測定した。そして、最も深いクラックの深さを、端面におけるクラックの深さの最深値c(μm)として求めた。具体的には、各端面に形成された複数のクラックの深さの平均値および標準偏差に基づき求めた99%信頼区画において最も深いクラックの深さを最深値c(μm)として求めた。その結果、サンプル1〜24の全てにおいて、端面におけるクラックの深さの最深値c(μm)は、5.7μmであった。
図7は、端面の耐衝撃性の評価方法を説明するための模式図である。図7に示すように、水平方向に対して32°傾斜した傾斜面30の下端部に、板面方向が傾斜面30と平行となるようにサンプルSを固定した。傾斜面30の上方から、先端部が曲率半径2.5mmの半円筒状である190gのSUS製ヘッド31を傾斜面30に沿って滑り落とし、サンプルSが破損したときのSUS製ヘッド31の滑走距離Lを求めた。結果を、図8〜図11に示す。
10a 第1の主面
10a,10b 第2の主面
10a 第2の主面
10c 端面
10c1 曲面部
10c2,10c3 テーパー部
11,12 圧縮応力層
Claims (7)
- 主面に圧縮応力層を有するガラス物品であって、
前記ガラス物品の端面は、外側に向かって突出した曲面状の曲面部を有し、
t(mm):前記ガラス物品の厚み、
R(mm):前記曲面部の頂部の曲率半径、
c(μm):前記端面におけるクラックの深さの最深値、
D(μm):前記端面における前記圧縮応力層の平均深さ、
としたときに、下記の式(1)
D≧c(6.637(t/R)+1.123) ……… (1)
が満たされる、ガラス物品。 - 下記の式(2)
D≦c(6.637(t/R)+4.122) ……… (2)
がさらに満たされる、請求項1に記載のガラス物品。 - 下記の式(3)
0.571≦R/t≦2.857 ……… (3)
がさらに満たされる、請求項1又は2に記載のガラス物品。 - 前記ガラス物品が、板状であり、
厚みtが、0.1mm〜5mmの範囲内にある、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス物品。 - 前記端面の全体が前記曲面部により構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス物品。
- ガラス物品の端面に、外側に向かって突出した曲面状の曲面部を形成する工程と、
前記曲面部が形成されたガラス物品と強化液とを接触させることにより前記ガラス物品を化学強化する強化工程と、
を備え、
前記強化工程における前記強化液の濃度、前記強化液と前記ガラス物品とを接触させる時間、及び前記強化液の温度の少なくともひとつを、前記ガラス物品の厚み、前記曲面部の頂部における曲率半径及び前記端面におけるクラックの深さの最深値に応じて調整する、ガラス物品の製造方法。 - t(mm):前記ガラス物品の厚み、
R(mm):前記曲面部の頂部の曲率半径、
c(μm):前記端面におけるクラックの深さの最深値、
D(μm):前記端面における前記圧縮応力層の平均深さ、
としたときに、下記の式(1)
D≧c(6.637(t/R)+1.123) ……… (1)
が満たされるように強化工程を行う、請求項6に記載のガラス物品の製造方法。
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