JP2023106659A - ガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる検査方法を提供する。【解決手段】ガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射するＡ１ステップＳＡ１と、処理済ガラス材料から発光する第１蛍光を検出するＡ２ステップＳＡ２と、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成するＡ３ステップＳＡ３と、化学強化処理の状態に関する情報を出力するＡ４ステップＳＡ４と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、ガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法および検査装置に関する。

スマートフォンなどの電子機器を保護するためのカバーガラスとして、非特許文献１（山本哲他、「イオン交換法によるガラスＩＭＳの化学強化」、NEW GLASS，Vol.23，No.3，(2008)，pp.32-38）に開示されるようなイオン交換法により化学強化処理された処理済ガラス材料が広く用いられている。

かかる処理済ガラス材料の化学強化処理の状態を検査する手法として、ガラス材料中のアルカリ金属イオンの組成分布を分析するための飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）、ガラス材料中のアルカリ金属イオンの組成成分割合を分析するための蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）（たとえば非特許文献２（高橋学人、「ガラス工業における蛍光Ｘ線分析の応用」、NEW GLASS，Vol.29，No.112，(2014)，pp.20-25）に開示）、ガラス材料の化学強化処理により生じた残留圧縮応力を分析するための顕微ラマン分光法などが適用される（たとえば非特許文献３（Nobuaki Terakado et al.，”A novel method for stress evaluation in chemically strengthened glass based on micro-Raman Spectroscopy”，COMMUNICTION PHYSICS，vol.3，(2020)，pp.2-7）に開示）。

山本哲他、「イオン交換法によるガラスＩＭＳの化学強化」、NEW GLASS，Vol.23，No.3，(2008)，pp.32-38 高橋学人、「ガラス工業における蛍光Ｘ線分析の応用」、NEW GLASS，Vol.29，No.112，(2014)，pp.20-25 Nobuaki Terakado et al.，"A novel method for stress evaluation in chemically strengthened glass based on micro-Raman Spectroscopy"，COMMUNICTION PHYSICS，vol.3，(2020)，pp.2-7

上記化学強化処理された処理済ガラス材料は、多量に製造されるが、製造工程に由来した品質ばらつきが発生しやすく、化学強化処理が不十分な場合、当該処理済ガラス材料を用いた製品に割れなどのリスクが高くなる。かかるリスクを低減するために、処理済ガラス材料の化学強化処理の状態を、非破壊で短時間に多量の検査が可能な検査方法および検査装置が要望されている。

しかしながら、上記ＴＯＦ－ＳＩＭＳは、微量領域についての破壊検査であるため、上記要望に応えることができない。また、上記ＸＲＦおよび顕微ラマン分光法は、いずれも非破壊検査であるが、検査に長時間が必要であるため、上記要望に応えることができない。

そこで、本開示は、上記要望に応えるため、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる検査方法および検査装置を提供することを目的とする。

本開示は、ある態様に従えば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射するＡ１ステップと、処理済ガラス材料から発光する第１蛍光を検出するＡ２ステップと、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成するＡ３ステップと、化学強化処理の状態に関する情報を出力するＡ４ステップと、を備えるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法である。

本開示は、別の態様に従えば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料を保持する試料部と、処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射する照射部と、処理済ガラス材料から発光される第１蛍光を検出する検出部と、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成する生成部と、化学強化処理の状態に関する情報を出力する出力部と、を備えるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置である。

本開示によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる検査方法および検査装置を提供できる。

図１は、本開示のある態様にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法を示すチャートである。 図２は、本開示の別の態様にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置を示す概略図である。 図３Ａは、本開示における処理済ガラス材料および未処理ガラス材料の含有Ｌｉイオンの分布をＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検査した例を示すブラフである。 図３Ｂは、本開示における処理済ガラス材料および未処理ガラス材料の含有Ｎａイオンの分布をＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検査した例を示すブラフである。 図３Ｃは、本開示における処理済ガラス材料および未処理ガラス材料の含有Ｋイオンの分布をＴＯＦ－ＳＩＭＳにより検査した例を示すブラフである。 図４Ａは、本開示における処理済ガラスの第１蛍光を紫外線励起紫外可視蛍光分析により検査した例を示す図である。 図４Ｂは、本開示における未処理ガラスの第２蛍光を紫外線励起紫外可視蛍光分析により検査した例を示す図である。 図４Ｃは、図４Ａにおける第１蛍光と図４Ｂにおける第２蛍光との差分の例を示す図である。 図５Ａは、本開示における処理済ガラス材料の第１蛍光をＸ線励起紫外可視蛍光分析により検査した例を示す図である。 図５Ｂは、本開示における未処理ガラス材料の第２蛍光をＸ線励起紫外可視蛍光分析により検査した例を示す図である。 図５Ｃは、図５Ａにおける第１蛍光と図５Ｂにおける第２蛍光との差分の例を示す図である。

本開示の実施形態にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法および検査装置を以下に列記する。

［１］本開示のある実施形態にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射するＡ１ステップと、処理済ガラス材料から発光する第１蛍光を検出するＡ２ステップと、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成するＡ３ステップと、化学強化処理の状態に関する情報を出力するＡ４ステップと、を備える。本実施形態にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

［２］上記［１］において、第１蛍光の波長は、電磁波の波長以上７００ｎｍ以下とすることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

［３］上記［１］および［２］において、電磁波の波長は、１ｐｍ以上１０ｎｍ以下とすることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

［４］上記［１］から［３］において、化学強化処理がされていない未処理ガラス材料に前記電磁波を照射するＢ１ステップと、未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出するＢ２ステップと、第１蛍光および第２蛍光に基づいて、その化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成するＡＢ３ステップと、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力するＡＢ４ステップと、を備えることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できる。

［５］上記［４］において、蛍光の波長は、電磁波の波長以上７００ｎｍ以下とすることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できる。

［６］本開示の別の実施形態にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料を保持する試料部と、処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射する照射部と、処理済ガラス材料から発光される第１蛍光を検出する検出部と、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成する生成部と、化学強化処理の状態に関する情報を出力する出力部と、を備える。本実施形態にかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

［７］上記［６］において、第１蛍光の波長は、電磁波の波長以上７００ｎｍ以下とすることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

［８］上記［６］および［７］において、電磁波の波長は、１ｐｍ以上１０ｎｍ以下とすることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

［９］上記［６］から［８］において、試料部は処理済ガラス材料に替えて化学強化処理がされていない未処理ガラス材料を保持し、照射部はさらに未処理ガラス材料に電磁波を照射し、検出部はさらに未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出し、生成部は、第１蛍光および第２蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成し、出力部は化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力することができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できる。

［１０］上記［９］において、第２蛍光の波長は、電磁波の波長以上７００ｎｍ以下とすることができる。かかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できる。

≪実施形態１：ガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法≫
＜実施形態１Ａ＞
図１を参照して、実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射するＡ１ステップＳＡ１と、処理済ガラス材料から発光する第１蛍光を検出するＡ２ステップＳＡ２と、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成するＡ３ステップＳＡ３と、化学強化処理の状態に関する情報を出力するＡ４ステップＳＡ４と、を備える。実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法において、第１蛍光は、処理済ガラス材料における化学強化処理の状態を反映したものである。もっとも、第１蛍光には、化学強化処理自体による状態の他に化学強化処理がされていない未処理ガラス材料（すなわちガラス材料自体）の化学組成および化学構造による影響が含まれる。このため、化学強化処理自体の状態に関する情報を得るには、後述のように、第１蛍光から未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を差し引いた差分を生成および出力して評価する必要がある。しかしながら、予め、上記差分の評価により、処理済ガラス材料の第１蛍光の特徴を把握しておけば、その後は、処理済ガラス材料のみを検査することにより、処理済ガラスの化学強化処理の状態を評価することができる。また、上記検査は、非破壊検査であるため、製品となる処理済ガラス材料について実施することができる。また、上記検査は、短時間で実施することができる。したがって、実施形態１Ａにかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。ここで、製品のばらつきを低減する観点から、上記検査は、製品となる処理済ガラス材料についてできるだけ多数の検査が好ましく、たとえば、過半数検査が好ましく、全数検査がより好ましい。

［Ａ１ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射するＡ１ステップＳＡ１を含む。かかるＡ１ステップにより、処理済ガラス材料から第１蛍光を発光させることができる。

（化学強化処理）
ガラス材料の化学強化処理とは、イオン交換によりガラス材料の表面に圧縮応力層を形成させることにより、化学的にガラス材料の強度を高める処理をいい、低温型化学強化処理および高温型化学強化処理の２種類があり、低温型化学強化処理が工業的に広く用いられる。ここで、低温型化学強化処理とは、ガラス材料を、ガラス転移温度未満（通常たとえば３８０～４５０℃）の溶融塩に浸漬して、ガラス材料の内部のアルカリ金属イオンをよりイオン半径の大きいアルカリ金属イオンに交換（たとえば、ＬｉイオンをＮａイオンに交換、ＮａイオンをＫイオンに交換）して、ガラス材料の表面に圧縮応力層を形成させる処理をいう。また、高温型化学強化処理とは、ガラス材料を、ガラス転移温度以上軟化点以下の溶融塩に浸漬して、ガラス材料の内部のアルカリ金属イオンをよりイオン半径の小さいアルカリ金属イオンに交換（たとえば、ＮａイオンをＬｉイオンに交換）して、ガラス材料の表面に熱膨張係数が小さい層を形成し、冷却段階で当該表面に圧縮応力層を形成させる処理をいう。

（電磁波）
処理済ガラス材料に照射する電磁波は、波長が４００ｎｍ以下の電磁波であり、具体的には、波長が約１０～４００ｎｍの紫外線、波長が約１ｐｍ～１０ｎｍのＸ線、波長が約１０ｐｍ以下のγ線などが挙げられる。ここで、Ｘ線およびγ線は、いずれも放射線であるが、発生源が異なっており、Ｘ線は原子核外（電子励起）で発生し、γ線は原子核内（原子核励起）で発生する。ガラス材料から蛍光を発生させるためには、波長が４００ｎｍ以下の高エネルギーの電磁波の照射が必要である。

処理済ガラス材料に照射する電磁波は、波長が１ｐｍ以上１０ｎｍ以下の電磁波（たとえばＸ線）が好ましい。波長が１０ｎｍ以下の電磁波（たとえばＸ線、γ線）は、波長が１０ｎｍより大きく４００ｎｍ以下の電磁波（たとえば紫外線）に比べて、さらに高エネルギーであるため、ガラス材料から蛍光を発生させるのが容易になる。また、波長が１ｐｍ未満の電磁波（たとえばγ線）は、エネルギーが高すぎるため、取り扱いが難しい。かかる観点から、上記電磁波の波長は１０ｐｍ以上がより好ましい。

［Ａ２ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、処理済ガラス材料から発光する第１蛍光を検出するＡ２ステップＳＡ２を含む。かかる第１蛍光は、処理済ガラス材料の化学強化処理の状態を反映しているため、第１蛍光から化学強化処理の状態に関する情報を得ることができる。第１蛍光の検出は、特に制限はなく、蛍光分光光度計などが挙げられる。

（第１蛍光）
上記電磁波の照射により、処理済ガラス材料から第１蛍光が発光する。かかる第１蛍光の波長は、特に制限はないが、蛍光分光光度計による検出が容易である観点から、電磁波の波長以上７００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることがより好ましい。

［Ａ３ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成するＡ３ステップＳＡ３を含む。ここで、第１蛍光に基づく化学強化処理の状態に関する情報とは、特に制限はなく、たとえば、電磁波波長および蛍光波長に対する第１蛍光強度を示す分布図、蛍光波長に対する第１蛍光強度を示す第１蛍光スペクトルなどが挙げられる。

［Ａ４ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理の状態に関する情報を出力するＡ４ステップＳＡ４を含む。出力された化学強化処理の状態に関する情報により、処理済のガラス材料の化学強化処理の状態を容易に知ることができる。

＜実施形態１Ｂ＞
図１を参照して、実施形態１Ｂにかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、上記の実施形態１Ｂにかかるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法に加えて、化学強化処理がされていない未処理ガラス材料に電磁波を照射するＢ１ステップＳＢ１と、未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出するＢ２ステップＳＢ２と、第１蛍光および第２蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成するＡＢ３ステップＳＡＢ３と、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力するＡＢ４ステップＳＡＢ４と、をさらに備える。実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できる。

実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法においては、実施形態１Ａの検査方法における第１蛍光と、化学強化処理がされていない未処理ガラス材料から発光する第２蛍光と、に基づいて化学強化処理の状態に関するさらなる情報が得られる。ここで、第１蛍光は、処理済ガラス材料の化学強化処理の状態を反映したものであるが、化学強化処理自体の状態の他に未処理ガラス材料（すなわちガラス材料自体）の化学組成および化学構造による影響が含まれる。このため、化学強化処理自体の状態に関する情報を得るには、第１蛍光から第２蛍光を差し引いた差分を生成および出力して評価する必要がある。ここで、第１蛍光から第２蛍光を差し引いた差分とは、第１蛍光と第２蛍光の差異を示すものであれば特に制限はなく、たとえば、所定の波長における第１蛍光の強度と第２蛍光の強度との差、第１蛍光のピーク波長と第２蛍光のピーク波長との差などが挙げられる。

実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法において、製品のばらつきを低減する観点から、第１蛍光の検出は、製品となる処理済ガラス材料についてできるだけ多数の実施が好ましく、たとえば、過半数の実施が好ましく、全数の実施がより好ましい。これに対して、第２蛍光は未処理ガラス材料（すなわちガラス材料自体）の化学組成および化学構造に由来するものであるため、第２蛍光の検出は、少なくとも１つの未処理ガラス材料について実施すれば足りる。したがって、できるだけ多数（好ましくは過半数、より好ましくは全数）の処理済ガラス材料の各々の第１蛍光から少なくとも１つの未処理ガラス材料の第２蛍光（複数の場合はそれらの第２蛍光の平均）を差し引いた各々の差分を生成および出力することにより、各々の処理済ガラス材料の化学強化処理の状態に関するさらなる情報として、各々の処理済ガラス材料の化学強化処理自体の状態を得ることができる。

［Ｂ１ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理がされていない未処理ガラス材料に電磁波を照射するＢ１ステップＳＢ１を含む。かかるＢ１ステップにより、未処理ガラス材料から第２蛍光を発光させることができる。ここで、電磁波の種類および波長は、実施形態１Ａにおける電磁波の種類および波長と同様であるため、それらの説明を繰り返さない。

［Ｂ２ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出するＢ２ステップＳＢ２を含む。かかる第２蛍光は、未処理ガラス材料（すなわちガラス材料自体）の化学組成および化学構造に由来する。ここで、第２蛍光の波長は、実施形態１Ａにおける第１蛍光の波長と同様であるため、その説明を繰り返さない。

［ＡＢ３ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、第１蛍光および第２蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成するＡＢ３ステップＳＡＢ３を含む。ここで、第１蛍光および第２蛍光に基づく化学強化処理の状態に関するさらなる情報とは、電磁波波長および蛍光波長に対する第１蛍光強度から第２蛍光強度を差し引いた差分蛍光強度を示す分布図、蛍光波長に対する第１蛍光スペクトルから第２蛍光スペクトルを差し引いた差分蛍光スペクトルなどが挙げられる。

［ＡＢ４ステップ］
図１に示すように、実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法は、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力するＡＢ４ステップＳＡＢ４を含む。出力された化学強化処理の状態に関するさらなる情報により、処理済のガラス材料の化学強化処理自体の状態を容易に知ることができる。

≪実施形態２：ガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法≫
＜実施形態２Ａ＞
図２を参照して、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料を保持する試料部１１と、処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射する照射部１３と、処理済ガラス材料から発光される第１蛍光を検出する検出部１５と、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成する生成部１７と、化学強化処理の状態に関する情報を出力する出力部１９と、を備える。実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できる。

実施形態２Ａの場合、図２において、照射部１３から試料部１１への矢印は試料部１１に保持された処理済ガラス材料への電磁波の照射を示し、試料部１１から検出部１５への矢印は試料部１１に保持された処理済ガラス材料からの第１の蛍光の発生を示し、検出部１５から生成部１７への矢印は第１蛍光の検出を示し、生成部１７から出力部１９への矢印は第１蛍光に基づく化学強化処理の状態に関する情報の生成を示し、出力部１９から外部への矢印は化学処理の状態に関する情報の出力を示す。

［試料部］
図２に示すように、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、化学強化処理がされた処理済ガラス材料を保持する試料部１１を含む。試料部１１は、処理済ガラス材料または後述の未処理ガラス材料を不動または可動で保持できるものであれば特に制限はない。

［照射部］
図２に示すように、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射する照射部１３を含む。照射部１３は、処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射できるものであれば特に制限はなく、光源としては重水素ランプ（波長：１９０～４００ｎｍ）、電子管管球（波長：０．０１～１．０ｎｍなどが挙げられる。

［検出部］
図２に示すように、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、処理済ガラス材料から発光される第１蛍光を検出する検出部１５を含む。検出部１５は、第１蛍光を検出できるものであれば特に制限はなく、蛍光分光光度計などが挙げられる。

［生成部］
図２に示すように、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成する生成部１７を含む。生成部１７は、第１蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関する情報を生成できるものであれば特に制限はない。生成部は１７、たとえば、電磁波波長および蛍光波長に対する第１蛍光強度を示す分布図、蛍光波長に対する第１蛍光強度を示す第１蛍光スペクトルなどの情報を生成する。

［出力部］
図２に示すように、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、化学強化処理の状態に関する情報を出力する出力部１９を含む。出力部１９は、化学強化処理の状態に関する情報を出力できるものであれば特に制限はない。出力部１９は、たとえば、上記情報をディスプレイに送信して当該ディスプレイは上記情報を結果として表示する。また、出力部１９は、たとえば、インターネットを介して、他の端末に上記情報を送信する。

実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０における化学強化処理、電磁波、および第１蛍光は、実施形態１Ａにおけるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法における化学強化処理、電磁波、および第１蛍光と、それぞれ同様であるため、それらの説明を繰り返さない。

＜実施形態２Ｂ＞
図２を参照して、実施形態２Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０は、実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０において、試料部１１は処理済ガラス材料に替えて化学強化処理がされていない未処理ガラス材料を保持し、照射部１３はさらに未処理ガラス材料に電磁波を照射し、検出部１５はさらに未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出し、生成部１７は、第１蛍光および第２蛍光に基づいて、化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成し、出力部１９は前記化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力するものである。実施形態２Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できる。ここで、化学強化処理の状態を詳しく検査するとは、実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法において説明したように、処理済ガラス材料の化学強化処理の状態に関するさらなる情報として、処理済ガラス材料の化学強化処理自体の状態を検査することを意味する。

実施形態２Ｂの場合、図２において、照射部１３から試料部１１への矢印は試料部１１に保持された未処理ガラス材料への電磁波の照射を示し、試料部１１から検出部１５への矢印は試料部１１に保持された未処理ガラス材料からの第２の蛍光の発生を示し、検出部１５から生成部１７への矢印は第２蛍光の検出を示し、生成部１７から出力部１９への矢印は第１蛍光および第２蛍光に基づく化学強化処理の状態に関するさらなる情報の生成を示し、出力部１９から外部への矢印は化学処理の状態に関するさらなる情報の出力を示す。

実施形態２Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置１０における化学強化処理、電磁波、第１蛍光、および第２蛍光は、実施形態１Ｂにおけるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法における化学強化処理、電磁波、第１蛍光、および第２蛍光と、それぞれ同様であるため、それらの説明を繰り返さない。

１．ガラス材料の準備
ガラス材料として、１５０ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標） ＧＬＡＳＳ ２（コーニング社製）を６枚準備した。

２．ガラス材料の化学強化処理
上記で準備したガラス材料のうち、３枚のガラス材料を、４００℃で溶融した硝酸カリウム溶融塩に６時間浸漬することにより、化学強化処理を行い、３枚の処理済ガラス材料を得た。かかる化学強化処理を行わなかった残りの３枚のガラス材料を、３枚の未処理ガラス材料とした。

［参考例１］未処理ガラス材料の化学組成
１枚の未処理ガラス材料の化学組成を、Ｒｉｇａｋｕ社製ＺＳＸＰｒｉｍｕｓＩＶを用いて、波長分散型Ｘ線分光法（ＷＤＸ）により、検査した。結果を表１にまとめた。表１に示すように、未処理ガラス材料は、アルミノシリケートガラスを主成分として、その他の成分として、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｎを含んでいた。

［参考例２］未処理ガラス材料および処理済ガラス材料のアルカリ金属イオン分布
１枚の未処理ガラス材料および上記１枚の処理済ガラス材料の含有アルカリ金属イオン分布を、アルバック・ファイ社製ＴＲＩＦ－Ｖ ｎａｎｏ ＴＯＦを用いて、ＴＯＦ－ＳＩＭＳにより、検査した。未処理ガラス材料および処理済ガラス材料をそれぞれ切断し、ガラス材料表面から垂直な内部方向における含有アルカリ金属イオンの分布を調べた。結果を図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃに示した。ここで、図３ＡはＬｉイオンの分布を示し、図３ＢはＮａイオンの分布を示し、図３ＣはＫイオンの分布を示したものである。

図３Ａに示すように、未処理ガラス材料および処理済ガラス材料のいずれにもＬｉイオンは、検出されなかった。図３Ｂに示すように、未処理ガラス材料においてはガラス材料の表面近傍のＮａイオンの含有量が低下していたのに対し、処理済ガラス材料においてはＮａイオンが表面近傍に拡散していた。図３Ｃに示すように、未処理ガラス材料においてはＫイオンがほとんど検出されなかったのに対し、処理済ガラス材料においてはＫイオンがガラス材料の表面から約５０μｍの距離に存在していた。

［実施例１］紫外線励起紫外可視蛍光分析による処理済ガラスの化学強化処理の状態の検査
（実施例１－１）
実施例１－１は、実施形態１Ａおよび２Ａに対応する実施例である。日本分光社製Ｖ－６７０（紫外線励起紫外可視蛍光分析計）を用いて、電磁波として波長２００～３５０の紫外線を照射したときに、別の１枚の処理済ガラス材料から発生する第１蛍光の強度分布を波長２５０～７５０ｎｍの範囲で測定した。得られた第１蛍光の強度分布を図４Ａに示した。図４Ａの図中、左下部から周りへの濃黒→淡黒→白→淡黒→濃黒（これは赤→橙→黄→緑→青紺に対応）の明暗（色調）変化は蛍光強度の大→中→小の変化を示す。図４Ａから、処理済ガラス材料は、波長２００～３００ｎｍの電磁波（紫外線）により励起され、波長３００～７００ｎｍの紫外光～可視光の領域で第１蛍光を発光し、波長約２２０ｎｍの電磁波により発光された波長約３５０ｎｍの第１蛍光の強度が最大であった。

（実施例１－２）
実施例１－２は、実施形態１Ｂおよび２Ｂに対応する実施例である。実施例１－１と同様の方法で、電磁波として紫外線を照射したときに、別の１枚の未処理ガラス材料から発生する第２蛍光の強度分布を測定した。得られた第２蛍光の強度分布を図４Ｂに示した。図４Ｂの第２蛍光の強度分布は、図４Ａの第１蛍光の強度分布と類似しているが、第２蛍光の最大強度を示す位置が第１蛍光の最大強度を示す位置に比べて、右上側（すなわち電磁波波長および蛍光波長が大きくなる方向）にシフトしていた。図４Ｃに、図４Ａの第１蛍光の強度分布から図４Ｂの第２蛍光の強度分布を差し引いた差分を示した。図４Ｃに示すように、第１蛍光から第２蛍光を差し引いた差分の最大強度の位置は、電磁波の波長が約２２０ｎｍかつ蛍光の波長が約３５０ｎｍの位置であり、実施例１－１の結果と整合していた。

［実施例２］Ｘ線励起紫外可視蛍光分析による処理済ガラスの化学強化処理の状態の検査
（実施例２－１）
実施例２－１は、実施形態１Ａおよび２Ａに対応する実施例である。以下のようにして電磁波として波長０．０１～１．０ｎｍのＸ線を照射したときに、さらに別の１枚の処理済ガラス材料から発生する第１蛍光のスペクトルを波長２００～７００ｎｍの範囲で測定した。Ｘ線光源としてキャノン電子管デバイス社製ＤＲＸ－３７２４ＨＤ管球を用い、管電圧を１２０ｋＶ、管電流を１００ｍＡ、照射時間０．６４秒の条件でＸ線を照射した。処理済ガラスから発生する第１蛍光第１蛍光は、オーシャンオプティック社製ＵＳＢ２０００＋（ファイバマルチチャンネル分光器）にオーシャンオプティック社製ＱＰ１０００－２－ＵＶ／ＶＩＳ（光ファイバーケーブル）を接続して測定した。得られた第１蛍光のスペクトルを図５Ａに示した。図５Ａに示すように、第１蛍光のピーク波長は約３４０ｎｍであった。

（実施例２－２）
実施例２－２は、実施形態１Ｂおよび２Ｂに対応する実施例である。実施例２－１と同様の方法で、電磁波としてＸ線を照射したときに、さらに別の１枚の未処理ガラス材料から発生する第２蛍光のスペクトルを測定した。得られた第２蛍光のスペクトルを図５Ｂに示した。図５Ｂに示すように、第２蛍光のピーク波長は約３５５ｎｍであった。すなわち、化学強化処理により、蛍光のピーク波長が短波長側に約１５ｎｍシフトしていることが確認できた。図５Ｃに、図５Ａの第１蛍光のスペクトルから図５Ｂの第２蛍光のスペクトルを差し引いた差分を示した。すなわち、図５Ｃにおいて、中央から上に延びるスペクトルは第１蛍光の強度が第２蛍光の強度よりも大きいことを示し、中央から下に延びるスペクトルは第１蛍光の強度が第２蛍光の強度によりも小さいことを示す。図５Ｃに示すように、蛍光の波長が２００～３５０ｎｍの領域で、第１蛍光から第２蛍光を差し引いた差分のスペクトルの強度が大きくなっており、第１蛍光の強度が第２蛍光の強度より高くなったことがわかった。

上記の実施例１および２は、それぞれ、１枚の処理済ガラス材料および１枚の未処理ガラス材料における実施例であったが、より多数の、好ましくは全数の処理済ガラス材料に適用できる。

上述のように、実施例１－１および２－１により、実施形態１Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法および実施形態２Ａのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に検査できることが確認できた。また、実施例１－２および２－１により、実施形態１Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法および実施形態２Ｂのガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置によれば、化学強化処理がされた処理済ガラス材料について、その化学強化処理の状態を非破壊で短時間に多量に詳しく検査できることが確認できた。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 検査装置、１１ 試料部、１３ 照射部、１５ 検出部、１７ 生成部、１９ 出力部、 ＳＡ１ Ａ１ステップ、ＳＡ２ Ａ２ステップ、ＳＡ３ Ａ３ステップ、ＳＡ４ Ａ４ステップ、ＳＢ１ Ｂ１ステップ、ＳＢ２ Ｂ２ステップ、ＳＡＢ３ ＡＢ３ステップ、ＳＡＢ４ ＡＢ４ステップ。

Claims (10)

1. 化学強化処理がされた処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射するＡ１ステップと、
   前記処理済ガラス材料から発光する第１蛍光を検出するＡ２ステップと、
   前記第１蛍光に基づいて、前記化学強化処理の状態に関する情報を生成するＡ３ステップと、
   前記化学強化処理の状態に関する情報を出力するＡ４ステップと、
   を備えるガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法。
2. 前記第１蛍光の波長は、前記電磁波の波長以上７００ｎｍ以下である請求項１に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法。
3. 前記電磁波の波長は、１ｐｍ以上１０ｎｍ以下である請求項１または請求項２に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法。
4. 前記化学強化処理がされていない未処理ガラス材料に前記電磁波を照射するＢ１ステップと、
   前記未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出するＢ２ステップと、
   前記第１蛍光および前記第２蛍光に基づいて、前記化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成するＡＢ３ステップと、
   前記化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力するＡＢ４ステップと、
   を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法。
5. 前記第２蛍光の波長は、前記電磁波の波長以上７００ｎｍ以下である請求項４に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査方法。
6. 化学強化処理がされた処理済ガラス材料を保持する試料部と、
   前記処理済ガラス材料に４００ｎｍ以下の電磁波を照射する照射部と、
   前記処理済ガラス材料から発光される第１蛍光を検出する検出部と、
   前記第１蛍光に基づいて、前記化学強化処理の状態に関する情報を生成する生成部と、
   前記化学強化処理の状態に関する情報を出力する出力部と、
   を備えるガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置。
7. 前記第１蛍光の波長は、前記電磁波の波長以上７００ｎｍ以下である請求項６に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置。
8. 前記電磁波の波長は、１ｐｍ以上１０ｎｍ以下である請求項６または請求項７に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置。
9. 前記試料部は前記処理済ガラス材料に替えて前記化学強化処理がされていない未処理ガラス材料を保持し、
   前記照射部はさらに前記未処理ガラス材料に前記電磁波を照射し、
   前記検出部はさらに前記未処理ガラス材料から発光する第２蛍光を検出し、
   前記生成部は、前記第１蛍光および前記第２蛍光に基づいて、前記化学強化処理の状態に関するさらなる情報を生成し、
   前記出力部は前記化学強化処理の状態に関するさらなる情報を出力する、
   請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置。
10. 前記第２蛍光の波長は、前記電磁波の波長以上７００ｎｍ以下である請求項９に記載のガラス材料の化学強化処理の状態の検査装置。