JP2019167262A - ガラス物品 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]第1の主面と第2の主面、端面とを有するガラス物品であって、前記第1の主面は防眩層であり、前記防眩層のガラス転移点Tgが前記ガラス物品の厚さ方向断面視中央部のTg0以下であり、前記第1の主面の凸部直径y(μm)が、60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)に対して、式(1)を満たす、ガラス物品。
y > −0.0245x + 3.65 ・・・(1)
凸部直径y(μm)は、前記第1の主面についてレーザ顕微鏡で測定した際に得られた表面形状のXYZデータから得られた像について、画像処理ソフトウェアによりフィルタリングすることによりスムージング像を取得し、前記表面形状のXYZデータから前記スムージング像のXYZデータを差し引くことで得られた面においてベアリング高さ+0.01μmの高さで切った凸部断面を円に換算したときの直径を示す。
60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)は、JIS Z8741:1997(ISO2813:1994)に記載された方法によって測定される値である。
[2]前記第1の主面または前記第2の主面の少なくともいずれかは、屈曲部を有する、[1]に記載のガラス物品。
[3]Siと、Al、B、Zr、Tiからなる群より選ばれる元素Xとの原子組成比ZをX/Siと定義したとき、前記防眩層における原子組成比Z1と前記厚さ方向断面視中央部における原子組成比Z0との比Z1/Z0が0.9〜1.1である、[1]または[2]に記載のガラス物品。
[4]前記防眩層における、K/(Li+Na+K)で示されるアルカリ金属の組成比が、前記ガラス物品の厚さ方向断面視中央部より大きい、[1]〜[3]のいずれか1に記載のガラス物品。
[5]前記防眩層に、フッ素原子(F)または塩素原子(Cl)が含まれる、[1]〜[4]のいずれか1に記載のガラス物品。
[6]前記60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)が、15%以上130%以下である、[1]〜[5]のいずれか1に記載のガラス物品。
[7]前記ガラス物品は、アルミノシリケートガラスからなる、[1]〜[6]のいずれか1に記載のガラス物品。
[8]前記防眩層の凸部直径y(μm)が、1.5μm以上3.0μm以下である、[1]〜[7]のいずれか1に記載のガラス物品。
[9]前記第1の主面は、面偏り度Sskが0未満である、[1]〜[8]のいずれか1に記載のガラス物品。
[10]ヘイズ値が、0.1%以上50%以下である、[1]〜[9]のいずれか1に記載のガラス物品。
[11]前記ヘイズ値の面内の標準偏差が0〜10%である、[10]に記載のガラス物品。
[12]前記前記第1の主面または前記第2の主面の少なくともいずれかは、表面圧縮応力層を備え、その表面圧縮応力(CS)値が、500MPa以上である、[1]〜[11]のいずれか1に記載のガラス物品。
[13]前記第1の主面が、さらに機能層を備える、[1]〜[12]のいずれか1に記載のガラス物品。
[14]前記機能層が、反射防止処理層である、[13]に記載のガラス物品。
[15]前記機能層が、防汚層である、[13]に記載のガラス物品。
「屈曲部」とは、平均曲率半径が5000mm以下である部分を意味する。
(i)カスタムモードで、実際に測定された防眩層の表面形状のXYZデータの傾き補正を行い、ベアリング高さを0と補正した表面形状イメージを得る。
(ii)前記ベアリング高さを0と補正した表面形状イメージについて、「コンボリューション:スムージング:平均に設定」、「カーネルサイズ:X=Y=31、円形に設定」の条件で、XYデータ31個を円形単位でZを平均化するフィルタリングを行い、なだらかな凹凸表面形状イメージ(以下、「スムージング像」ともいう。)を得る。
(iii)前記ベアリング高さを0と補正した表面形状イメージから、閾値レベル:0.01μmにて「粒子」を検出する。その後、イメージウィンドウの測定にて「フィルタ差分」を選択し、「形状のホールを保存」し、フィルタサイズ51ポイントで「形状輪郭をスムージング」する後処理を行い、後処理された表面形状イメージ(以下、「表面形状」ともいう。)を得る。
(iv)前記スムージング像と前記表面形状との差分として、「画像処理面」を得る。
(i−1)「全体面補正法」として「平均プロファイルフィット法」が選択され、次数は3とされる。
(i−2)「ステップを処理」は選択しない。
(i−3)「ラインごとの補正」について「なし」が選択される。
(i−4)「Zオフセット法」として「ベアリング高さをゼロにする」が選択される。
傾き補正を行うと、レーザ顕微鏡で得られた表面形状のXYZデータについてフィット面がXおよびYの平均プロファイルから計算され、イメージから差し引くことによって、イメージ全体の傾きや不要な湾曲が取り除かれる。
ある1点のXYZに対してこの点を中心に円形に(距離が近い順)で961点が抽出され、それぞれの点XYに対するZの値が合計され、その合計値を961で割った値が座標XYの新たなZの値とされる。この計算が面内すべての点について行われる。X方向、Y方向の測定点の間隔はそれぞれ71nmである。このとき、1点ずつ隣に移動しながら全点に対して平均が求められるので、分解能が下がることは無い。
後処理において、「形状のホールを保存」は、検出した粒子の領域内に高さ0.01μm以下の凹部があった場合、この凹部部分の面積を粒子の面積としてカウントしない操作を示す。
「形状輪郭をスムージング」は、粒子の形状輪郭のノイズをとる操作を示す。
フィルタサイズは、粒子の形状輪郭のスムージングの程度を表すもので、値が大きい程、スムージング後の形状輪郭が円に近付く。
つまり(iii)の後処理により得られる表面形状は、実際の測定データからノイズを除去し、凸部の形状輪郭を整えたものであり、実際の第一の凸部を含む凹凸表面形状とみなせる。
一般に、うねりのある表面上に凸部が分布している場合、該凸部の数や形状を正確に測定することは難しい。上記形状解析では、スムージング像と表面形状とを重ねたときに、スムージング像の表面より上側にある凸部を、うねりのある表面のうねりをなくしたときの、該表面上に分布する凸部と判断している。
「面の算術平均粗さ(Sa)」は、上述のレーザ顕微鏡測定データを画像処理ソフトウェアSPIPにより解析して得られ、Ra(線の算術平均粗さ)を面に拡張したパラメータであり、表面の平均面に対して、各点の高さの差の絶対値の平均を表す。算出方法はISO 25178:2010に準拠する。
図3に本実施形態であるガラス物品10の断面模式図を示す。ガラス物品10は、第1の主面10aと、第2の主面10b、端面10cとを備え、少なくとも第1の主面10aは防眩層50を有し、防眩層50のガラス転移点Tgがガラス物品10の厚さ方向断面視中央部のTg0以下であり、第1の主面10aの凸部直径y(μm)が、ガラス物品10の60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)に対して、式(1)を満たす。
y > −0.0245x + 3.65 ・・・(1)
なお、ガラス転移点Tgは、JIS−R3103−3(熱膨張法による転移温度測定方法)により、軟化点Tmは、JIS−R3103−1(ガラスの軟化点試験方法)により測定される。ガラス転移点Tgの測定には、例えば、縦型熱膨張計(真空理工株式会社製DL−9500型、押棒式)を使用できる。
y > −0.0245x + 3.65 ・・・(1)
(ここで、xはガラス物品10の60°鏡面光沢度[単位%]、yは第1の主面10aの凸部直径y[μm]を示す。)
式(1)を満たすガラス物品10は、各グロス値で比較した場合の凸部直径が相対的に大きいため、ガラス物品の表面をこすった時に摩擦による応力が集中しにくくなり、耐擦傷性が高くなる。
y > −0.0261x + 3.78 ・・・(1a)
y > −0.0268x + 3.88 ・・・(1b)
(i)酸化物基準のモル%で表示した組成で、SiO2を63〜73%、Al2O3を0.1〜5.2%、Na2Oを10〜16%、K2Oを0〜1.5%、Li2Oを0〜5%、MgOを5〜13%及びCaOを4〜10%を含むガラス。
(ii)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を50〜74%、Al2O3を1〜10%、Na2Oを6〜14%、K2Oを3〜11%、Li2Oを0〜5%、MgOを2〜15%、CaOを0〜6%およびZrO2を0〜5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が75%以下、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7〜15%であるガラス。
(iii)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を68〜80%、Al2O3を4〜10%、Na2Oを5〜15%、K2Oを0〜1%、Li2Oを0〜5%、MgOを4〜15%およびZrO2を0〜1%含有するガラス。
(iv)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を67〜75%、Al2O3を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、Li2Oを0〜5%、MgOを6〜14%およびZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2O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。
(v)酸化物基準のモル%で表示した組成が、SiO2を56〜73%、Al2O3を10〜24%、B2O3を0〜6%、P2O5を0〜6%、Li2Oを2〜7%、Na2Oを3〜11%、K2Oを0〜5%、MgOを0〜8%、CaOを0〜2%、SrOを0〜5%、BaOを0〜5%、ZnOを0〜5%、TiO2を0〜2%、ZrO2を0〜4%含有するガラス。
本実施形態のガラス物品の製造方法では、被加熱体である凹凸層を備えるガラス部材を例えば、600℃以上の温度まで、平衡粘性として106.5〜1012.5Pa・s程度になるように加熱処理する。具体的には、前記加熱処理は成形工程またはアニール工程により実施される。前記加熱処理により、ガラス部材の凹凸層による表面形状を所望の形状とでき、得られたガラス物品が優れた耐久性および光学特性を示す。
以下の説明では、加熱処理前の被加熱体をガラス部材、加熱処理後のガラス部材をガラス物品と呼称する。
ガラス物品の製造工程は、まず、ガラス部材を準備する(ガラス部材準備;S1)。ガラス部材準備(S1)後、ガラス部材に成形工程やアニール工程などの加熱処理を実施し(加熱処理;S2)、最終的にガラス物品を取り出す(ガラス物品取出;S3)。
ガラス部材1は、図5(a)〜(b)に示すように、第1の主面3aと、第2の主面3bと、端面3cとを有するガラス基材3と、少なくともいずれか一方の主面に形成された凹凸層5とを備える。ガラス部材1の形状は、板状のような厚さが均一な形状でも、厚さが不均一な形状でもよく、特に制限はない。また、ガラス基材3としては、前述のガラス物品10に適したガラスを使用でき、詳細な説明は省略する。
凹凸層5は、加熱処理により所望の形状の防眩層50にでき、反射光を散乱させ、光源の映り込みによる反射光の眩しさを低減する効果をもたらす層のことである。凹凸層5はガラス基材3自体の少なくとも一方の主面を加工して形成してもよく、少なくとも一方の主面に別途堆積処理方法により形成してもよい。凹凸層の形成方法として、例えば、ガラス基材3の少なくとも一部に化学的処理あるいは物理的処理により表面処理を施し、所望の表面粗さの凹凸形状を形成する方法を使用できる。また、処理液を塗布あるいは噴霧する堆積処理方法や、成形等の熱的処理方法によりガラス基材3の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に凹凸形状を形成してもよい。
加熱処理(S2)は、ガラス部材1からガラス物品10を作製するために実施され、例えば、成形工程(S2A)やアニール工程(S2B)が挙げられる。
図6は加熱処理を成形工程(S2A)において行う製造工程の一例を概略的な手順で示すフローチャートである。成形工程(S2A)では、図7に示すように、予熱(S2A1)、ガラス部材1を成形型などに載置(S2A2)、ガラス部材1に所望の形状を付与する変形(S2A3)、所望の形状を付与したガラス部材1の冷却(S2A4)を実施する。特に工程の順序に制限はなく、例えば、ガラス部材1を載置した後に予熱を実施してよい。予め、ガラス部材1を支持台、下型、アーム等の適宜の支持手段により支持させて、移動できる状態としてもよい。
予熱(S2A1)では、ガラス部材1を、例えば、軟化点より低い500℃程度、平衡粘性で1012.5Pa・s以上1017Pa・s以下になるまで加熱する。これにより、ガラス部材1を軟化点付近まで急速加熱する場合に発生する割れ等の損傷の発生を未然に防止できる。
載置(S2A2)では、予熱(S2A1)した後のガラス部材1を、図8に示すような成形装置2に移送する。成形装置2はヒータ21と、成形型22と、カバー23と、外型24と、基台25とを備える。ガラス部材1を成形型22上に移動又は搬送し、ガラス部材1のいずれか一方の主面もしくは端面と接触させるように成形型22に載置する。その後、必要に応じてカバー23で成形型22の周囲を覆うなどの準備をする。なお、予熱前にガラス部材1を成形装置2内に載置してもよく、特に制限はない。
変形(S2A3)では、ガラス部材1を成形型22等に載置(S2A2)した後、ヒータ21により、カバー23の内側に配置されたガラス部材1を、例えば、700〜750℃の軟化点以上の温度、平衡粘性で106.5〜1012.5Pa・sとなるように加熱する。これにより加熱されたガラス部材1は、後述の変形手段により変形し、屈曲部を有する屈曲ガラスとするなど、所望の形状が付与される。変形時にガラス部材1の平衡粘性が106.5Pa・s未満とすると、ガラス部材1に形成された凹凸層5が所望の形状を維持しにくくなり、最終的に得られるガラス物品の光学特性を制御しにくくなる。なお、最終的に得られるガラス物品10が良好な光学品質を有し、所望のデザイン寸法からのガラス物品10の形状偏差を小さくするには、平衡粘性としては、107〜1010Pa・sがより好ましい。また、温度制御は、ガラス部材1と成形型22とが非接触である面で実施する。さらに、温度制御するガラス部材1の、成形型22との非接触面に凹凸層5を備えることが好ましい。ガラス転移点Tgの低い凹凸層5の温度制御をすることで、優れた防眩層50を形成しやすくなる。
自重成形法は、ガラス物品10の形状に応じた所定の成形型22上にガラス部材1を載置した後、ガラス部材1を軟化させて、重力によりガラス部材1を曲げて成形型22になじませて、所定の形状に成形する方法である。
これらのうち真空成形法や自重成形法は、ガラス物品10の所定の形状に成形する方法として優れており、ガラス物品10の二つの主面のうち、一方の主面は成形型と接触せずに成形できるため、傷、へこみなどの凹凸状欠点を低減できる。また自重成形法では、比較的に低温で変形できるので、ガラス部材1上の凹凸層5が機能しないような損傷を抑制できる。
なお、他に、局所加熱成形法、真空成形法と異なる差圧成形法なども使用でき、成形後のガラス物品10の形状に応じて、適切な成形法を選択すればよく、2種以上の成形法を併用してもよい。
輻射加熱とは、被加熱体がヒータ等の熱源から放射されるエネルギーを吸収することにより加熱される手法である。これによりガラス物品10を量産する際に、加熱−冷却サイクルの短縮化を実現できるため、変形のタクトタイムの短縮化を実現でき、結果としてガラス物品10の生産効率を向上できる。
対流加熱とは、被加熱体が雰囲気の気体の対流により加熱される手法である。これにより、ガラス部材1の面内温度分布を均一化でき、最終的に得られるガラス物品10上の防眩層50の構造制御をしやすくなり、結果としてガラス物品10の生産効率を向上できる。
冷却(S2A4)では、ガラス部材1を変形(S2A3)後、凹凸層5の表面形状が変化して得られた防眩層50を有するガラス物品10を取り出すため、室温程度といったハンドリングできるような温度まで冷却する。
なお、このガラス物品10に後述のアニール工程(S2B)を実施してよく、その場合には、このガラス物品10をガラス部材1として使用すればよい。またその際には、変形(S2A3)後に冷却(S2A4)を実施せずに、後述のアニール工程(S2B)を実施してよい。
図9は加熱処理をアニール工程(S2B)において行う製造工程の一例を概略的な手順で示すフローチャートである。アニール工程(S2B)では、図10に示すように、所望の温度まで昇温(S2B1)、ガラス部材1を所望の温度で保持する保温(S2B2)、保温(S2B2)したガラス部材1を徐々に冷却する徐冷(S2B3)を実施する。予め、ガラス部材1を支持台、成形型、アーム等の適宜の支持手段により支持させて、昇温(S2B1)、保温(S2B2)、徐冷(S2B3)のそれぞれの処理ステージに移動させてもよい。
昇温では、ガラス部材1の平衡粘性が1012.5〜1017Pa・sになるように加熱することが好ましい。アニール工程における所望のアニール温度としては、例えば550℃程度が好ましい。
保温では、アニール温度に加熱されたガラス部材1を、例えば、10〜60分保持することが好ましい。これはクリープ変形を抑制しつつ室温まで冷却できるためである。状況により、昇温での加熱温度より保温温度を低く設定して保温を実施してもよい。なお、「クリープ変形」とは、例えば、ガラス部材1の平衡粘性が1012.5〜1017Pa・sになるように加熱し保持したとき、時間経過とともにガラス部材の形状が変形する現象を示す。
徐冷では、例えば、ガラス部材の降温速度は0.3〜10℃/分が好ましく、0.3〜5℃/分がより好ましい。これによりガラス部材内に温度分布を生じなくなり、温度分布による残留応力の発生を抑制できる。徐冷の終点は、例えば、ガラス部材が室温となるまでであり、平衡粘性としては1017.8Pa・s以上である。
本発明のガラス物品10の用途は、特に制限はなく、車載用部品(ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板、インスツルメントパネル表面、車載用ディスプレイ前面板等。)、メータ、建築窓、ショーウインドウ、建築用内装部材、建築用外装部材、前面板(ノート型パソコン、モニタ、LCD、PDP、ELD、CRT、PDA等)、LCDカラーフィルタ、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、CCD用カバー基板、太陽電池用透明基板(カバーガラス等。)、携帯電話窓、有機EL発光素子部品、無機EL発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルタ、照明ランプ、照明器具のカバー、反射防止フィルム、偏光フィルム等が挙げられる。
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良ならびに設計の変更等が可能であり、その他、本発明の実施の際の具体的な手順、及び構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
(研削・研磨加工)
被加工物の少なくとも一方の主面を研削・研磨加工を実施してもよい。
被加工物の少なくとも一部に孔を形成してもよい。孔は被加工物を貫通していても、貫通していなくてもよい。孔あけ加工は、ドリルやカッタなどの機械加工でも、フッ酸などを使用したエッチング加工でもよく、特に制限はない。
被加工物の端面は、面取加工などの処理がなされていてもよい。被加工物がガラスの場合、機械的な研削により一般的にR面取、C面取と呼ばれる加工を行うのが好ましいが、エッチングなどで加工を行ってもよく、特に限定されない。また、ガラス部材を予め端面加工してから加熱処理を経てガラス物品としてもよい。
被加工物に表面圧縮応力層を形成する強化処理方法として、物理強化法や化学強化法が利用できる。ガラス主面が強化処理された被加工物は、機械的強度が高くなる。本構成においては、いずれの強化手法を採用してもよいが、厚みが薄くかつ表面圧縮応力(CS)値が大きなガラスを得る場合には、化学強化法によって強化するのが好ましい。
強化処理工程は、ガラス物品取出(S3)後に実施することが好ましい。
化学強化法においては、450℃弱の溶融塩で、被加工物であるガラスの主面に存在するイオン半径が小さい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イオンであり、Naイオンに対してはKイオンである。)に交換することで、ガラス表面に表面圧縮応力層を形成する処理である。化学強化処理は従来公知の方法によって実施でき、一般的には硝酸カリウム溶融塩にガラスを浸漬する。この溶融塩に炭酸カリウムを10質量%程度入れて使用してもよい。これによりガラスの表層のクラックなどを除去でき高強度のガラスが得られる。化学強化時に硝酸カリウムに硝酸銀などの銀成分を混合することで、ガラスがイオン交換され銀イオンを表面に有し抗菌性を付与できる。また、化学強化処理は1回に限らず、例えば異なる条件で2回以上実施してもよい。
なお、t(単位mm)はガラスの板厚である。
被加工物について必要に応じて各種機能層を形成してもよい。機能層としては、反射防止処理層、防汚処理層などが挙げられ、これらを併用してもよい。被加工物の第1の主面又は第2の主面のいずれの面でもよい。これらは得られたガラス物品10に形成されることが好ましく、強化処理工程後に形成されることがより好ましい。なお、機能層を有するガラス物品10の場合、凸部直径や、SskやRaなどの表面浅さなどは、ガラス物品10の最表層の測定値とできる。
反射防止処理層は、反射率低減の効果をもたらし、光の映り込みによる眩しさを低減するほか、表示装置に使用した場合には、表示装置からの光の透過率を向上でき、表示装置の視認性を向上できる層のことである。
反射防止処理層が反射防止膜である場合、被加工物の第1の主面または第2の主面に形成されることが好ましいが制限は無い。反射防止膜の構成としては光の反射を抑制できれば限定されず、例えば、波長550nmでの屈折率が1.9以上の高屈折率層と屈折率が1.6以下の低屈折率層とを積層した構成、もしくは膜マトリックス中に中空粒子や空孔を混在させた波長550nmでの屈折率が1.2〜1.4の層を含む構成としてよい。
防汚処理層は、有機物や無機物の付着を抑制する層、または、有機物や無機物が付着した場合においても、ふき取り等のクリーニングにより付着物が容易に除去できる効果をもたらす層のことである。
防汚処理層が防汚膜として形成される場合、被加工物の第1の主面または第2の主面上の表面処理層の最表層上に形成されることが好ましい。防汚処理層としては、防汚性を付与できれば限定されないが、含フッ素有機ケイ素化合物を加水分解縮合反応により得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜からなることが好ましい。
印刷層は、用途に応じて種々の印刷方法、インキ(印刷材料)により形成されて良い。印刷方法としては、例えば、スプレー印刷、インクジェット印刷やスクリーン印刷を利用できる。これらの方法により、面積の広い被加工物でも良好に印刷できる。特に、インクジェット印刷では、屈曲部を有する被加工物に印刷しやすく、印刷面の表面粗さを調整しやすい。一方、スクリーン印刷では、広い被加工物に平均厚さが均一になるように所望の印刷パターンを形成しやすい。また、インキは、複数使用してよいが、印刷層の密着性の観点から同一のインキであるのが好ましい。印刷層を形成するインキは、無機系でも有機系であってもよい。
ガラス基材には、厚さ0.7mm、主面が300mm×300mmの四角形である板状ガラス(ドラゴントレイル(登録商標)、旭硝子社製)を用いた。以下、当該ガラス基材の一方の主面を第1の主面、他方の主面を第2の主面と称する。
ガラス基材に(1)凹凸層形成、(2)端面の研削処理を行い、ガラス部材を作製した。
(1)凹凸層形成
ガラス基材の第1の主面に以下の手順で、フロスト処理により凹凸層を形成した。
まず、耐酸性の保護フィルム(以下、単に「保護フィルム」という)を、ガラス基材の凹凸層を形成しない側の主面(第2の主面)に貼合した。このガラス基材を3質量%のフッ化水素水溶液に浸漬し、ガラス基材をエッチングし第1の主面に付着した汚れを除去した。続いてガラス基材を15質量%フッ化水素、15質量%フッ化カリウムの混合水溶液に浸漬し、第1の主面にフロスト処理を施した。その後、ガラス基材を10質量%フッ化水素水溶液に浸漬することで第1の主面にフッ化物が残るように凹凸層を形成し、凹凸層を有するガラス部材とした。なお、ガラス転移点Tgは、ガラス部材の厚さ方向断面視中央部において593℃、凹凸層において583〜586℃となった。A−1〜C−3のガラス部材として、ヘイズ値とグロス値とを表1に示すように調整した。
前記ガラス部材を50mm×50mmの大きさに切断した。その後、ガラス基材の全周にわたってガラスの端面から0.2mmの寸法でC面取りを行った。面取りは600番の砥石(東京ダイア社製)を用い、砥石の回転数が6500rpm、砥石の移動速度が5000mm/分で処理した。これにより端面の表面粗さが450nmとなった。
(3)載置
図11に示すような加熱装置2Aを使用した。土台型22Aは、曲率半径10000mm以上となる平坦部のデザイン面が形成されていた。土台型22Aの材質にはカーボンを使用した。図11に示すように前記第2の主面を下方として表1に示すA−1〜C−3のガラス部材を載置した。なお、A−1〜A−3をシリーズA、B−1〜B−3をシリーズB、C−1〜C−3をシリーズCとした。後述する試験において、実施例と比較例とはそれぞれのシリーズ内での比較とする。
前記載置後、ガラス部材と成形型全体を予熱・変形・冷却を行った。予熱では室温から所望の温度まで昇温し、変形では所望の温度で保持し、冷却では徐冷温度まで降温した後に室温まで放冷した。それぞれの温度条件・時間条件は表1に示す通りである。なお、変形の工程は680℃で実施し、平衡粘性として109Pa・s程度とした。その後、室温まで冷却した。表1に示す条件にてA−1〜C−3のガラス部材を処理し、A−1、A−2、B−1、B−2、C−1およびC−2のガラス部材については、それぞれの防眩層を有するガラス物品を作製した。なお、温度条件は第1の主面において制御した。
底面が10mm×10mmである平面金属圧子にサンドペーパーを装着してサンプルを擦る摩擦子とした。次に、前記摩擦子を用い、平面摩耗試験機3連式(大栄科学精器製作所製)にて耐摩耗性試験を行った。具体的には、上記圧子の底面がサンプルの凹凸層または防眩層に接触するように摩耗試験機に取り付け、摩擦子への加重が3000gとなるように重りを載せ、平均速さ4800mm/分、片道40mmで往復摺動した。往復1回で擦り回数2回として試験を行い、擦り回数100回終了後の試験サンプルについてヘイズ値、グロス値の測定を行った。サンプルとしてA−1、A−2、B−1、B−2、C−1およびC−2のガラス物品とA−3、B−3およびC−3の非加熱ガラスとを使用した。
なお、A−3、B−3およびC−3は、加熱処理により、A−1、A−2、B−1、B−2、C−1およびC−2のようなガラス物品となり、凸部直径が小さくなる。凸部直径は、「画像処理面」においてベアリング高さ+0.01μmの高さで切った凸部断面を円に換算したときの直径を平均したものであり、凸部の平均直径が減少するということは、表面の微細な凸部の急峻性が低減したことを意味する。これは、加熱処理によってガラス物品表面の凹凸形状の急峻性が熱により低減する方向に変形したことで、ガラス物品表面の凹凸形状が緻密になり、耐摩耗性が向上したためと考えられる。
10 ガラス物品
2 成形装置
3 ガラス基材
5 凹凸層
50 防眩層
7 平坦部
9 屈曲部
Claims (15)
- 第1の主面と第2の主面、端面とを有するガラス物品であって、
前記第1の主面は防眩層であり、
前記防眩層のガラス転移点Tgが前記ガラス物品の厚さ方向断面視中央部のTg0以下であり、
前記第1の主面の凸部直径y(μm)が、60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)に対して、式(1)を満たす、ガラス物品。
y > −0.0245x + 3.65 ・・・(1)
凸部直径y(μm)は、前記第1の主面についてレーザ顕微鏡で測定した際に得られた表面形状のXYZデータから得られた像について、画像処理ソフトウェアによりフィルタリングすることによりスムージング像を取得し、前記表面形状のXYZデータから前記スムージング像のXYZデータを差し引くことで得られた面においてベアリング高さ+0.01μmの高さで切った凸部断面を円に換算したときの直径を示す。
60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)は、JIS Z8741:1997(ISO2813:1994)に記載された方法によって測定される値である。 - 前記第1の主面または前記第2の主面の少なくともいずれかは、屈曲部を有する、請求項1に記載のガラス物品。
- Siと、Al、B、Zr、Tiからなる群より選ばれる元素Xとの原子組成比ZをX/Siと定義したとき、前記防眩層における原子組成比Z1と前記厚さ方向断面視中央部における原子組成比Z0との比Z1/Z0が0.9〜1.1である、請求項1または2に記載のガラス物品。
- 前記防眩層における、K/(Li+Na+K)で示されるアルカリ金属の組成比が、前記ガラス物品の厚さ方向断面視中央部より大きい、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記防眩層に、フッ素原子(F)または塩素原子(Cl)が含まれる、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記60゜鏡面光沢度(グロス値)x(%)が、15%以上130%以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記ガラス物品は、アルミノシリケートガラスからなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記防眩層の凸部直径y(μm)が、1.5μm以上3.0μm以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記第1の主面は、面偏り度Sskが0未満である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のガラス物品。
- ヘイズ値が、0.1%以上50%以下である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記ヘイズ値の面内の標準偏差が0〜10%である、請求項10に記載のガラス物品。
- 前記前記第1の主面または前記第2の主面の少なくともいずれかは、表面圧縮応力層を備え、その表面圧縮応力(CS)値が、500MPa以上である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記第1の主面が、さらに機能層を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のガラス物品。
- 前記機能層が、反射防止処理層である、請求項13に記載のガラス物品。
- 前記機能層が、防汚層である、請求項13に記載のガラス物品。
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