JP2023130286A - Chemically strengthened glass and method for manufacturing the same - Google Patents

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祐輔 藤原
Yusuke Fujiwara
章朗 静井
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Abstract

To provide a chemically strengthened glass with high strength and a method for manufacturing the same.SOLUTION: A chemically strengthened glass exhibits specific ranges for the slope (%/μm) at depths of 1 to 3 μm and the slope (%/μm) at depths of 5 to 10 μm, in a K2O concentration profile having an abscissa representing the depth (μm) from the surface and an ordinate representing the K2O concentration (%) by mole percentage in terms of oxides. A method for manufacturing the chemically strengthened glass comprises the following successive steps (1) to (3): (1) subjecting a lithium-containing glass to an ion exchange at least once with an inorganic-salt composition containing potassium; (2) subjecting the lithium-containing glass to a reverse ion exchange under specific conditions with an inorganic-salt composition including LiNO3 and NaNO3, with a mass ratio of NaNO3 to LiNO3 within a specific range; (3) subjecting the lithium-containing glass to an ion exchange at least once with an inorganic-salt composition containing potassium.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は化学強化ガラス及びその製造方法に関する。 The present invention relates to chemically strengthened glass and a method for manufacturing the same.

従来より、様々な情報端末装置のディスプレイ用のカバーガラス等には優れた強度が求められており、薄型ながら割れに強いことから化学強化ガラスが用いられている。化学強化ガラスは、ガラスを硝酸ナトリウムや硝酸カリウムなどの溶融塩組成物に接触させるイオン交換処理により、ガラスの表面部分に圧縮応力層を形成したものである。 BACKGROUND ART Conventionally, cover glasses for displays of various information terminal devices and the like have been required to have excellent strength, and chemically strengthened glass has been used because it is thin but resistant to cracking. Chemically strengthened glass has a compressive stress layer formed on the surface of the glass through an ion exchange treatment in which the glass is brought into contact with a molten salt composition such as sodium nitrate or potassium nitrate.

前記イオン交換処理では、ガラス中に含まれるアルカリ金属イオンと、溶融塩組成物に含まれるよりイオン半径の異なるアルカリ金属イオンとの間でイオン交換が生じ、ガラスの表面部分に圧縮応力層が形成される。化学強化ガラスの強度は、ガラス表面からの深さを変数とする圧縮応力(以下、CSとも略す。)で表される応力プロファイルに依存する。 In the ion exchange treatment, ion exchange occurs between the alkali metal ions contained in the glass and the alkali metal ions contained in the molten salt composition that have a different ionic radius, and a compressive stress layer is formed on the surface of the glass. be done. The strength of chemically strengthened glass depends on the stress profile expressed by compressive stress (hereinafter also abbreviated as CS), where the depth from the glass surface is a variable.

携帯端末等のカバーガラスは、落下した時などの変形によって割れることがある。このような破壊、すなわち曲げによる破壊を防ぐためには、ガラス表面における圧縮応力を大きくすることが有効である。そのため最近では700MPa以上の高い表面圧縮応力を形成することが多くなっている。 The cover glass of a mobile terminal or the like may break due to deformation such as when it is dropped. In order to prevent such fractures, that is, fractures due to bending, it is effective to increase the compressive stress on the glass surface. Therefore, recently, high surface compressive stress of 700 MPa or more is often formed.

また、携帯端末等のカバーガラスは、端末がアスファルトや砂の上に落下した際に、突起物との衝突によって割れることがある。このような破壊、すなわち衝撃による破壊を防ぐためには、圧縮応力層深さを深くして、ガラスのより深い部分にまで圧縮応力層を形成して強度を向上することが有効である。 Further, the cover glass of a mobile terminal or the like may break due to collision with a protrusion when the terminal falls onto asphalt or sand. In order to prevent such breakage, that is, breakage due to impact, it is effective to increase the depth of the compressive stress layer and form the compressive stress layer in a deeper part of the glass to improve the strength.

一方で、ガラス物品の表面部分に圧縮応力層を形成すると、ガラス物品の板厚中心部(以下、中心部とも略す。)には、表面の圧縮応力の総量に応じた引張応力(以下、CTとも略す。)が必然的に発生する。当該CT値が大きくなりすぎると、ガラス物品が破壊する際に激しく割れて破片が飛散する。CT値がその閾値(以下、CTリミットとも略す。)を超えると、ガラスが自壊して加傷時の破砕数が爆発的に増加し得る。CTリミットはガラス組成に対し固有の値である。 On the other hand, when a compressive stress layer is formed on the surface of a glass article, a tensile stress (hereinafter referred to as CT ) will inevitably occur. If the CT value becomes too large, the glass article will crack violently and scatter fragments when broken. When the CT value exceeds the threshold value (hereinafter also abbreviated as CT limit), the glass may self-destruct and the number of fractures during damage may increase explosively. The CT limit is a value specific to the glass composition.

したがって化学強化ガラスは、表面の圧縮応力を大きくし、より深い部分にまで圧縮応力層を形成するように更なる強度の向上が求められる一方で、CTリミットを超えないように、表層の圧縮応力の総量が設計されている。 Therefore, chemically strengthened glass is required to further improve its strength by increasing the compressive stress on the surface and forming a compressive stress layer in deeper parts. The total amount is designed.

一方、化学強化ガラスの製造工程においては、所望の仕様を満足しないもの、例えば、基準を下回るレベルの欠点や不適当な応力プロファイルを有するものが生じることがある。従来、イオン交換後に前記欠点や不適当な応力プロファイルを有する化学強化ガラスの再処理方法として、圧縮応力層の圧縮応力を低減させるイオン交換(以下、逆イオン交換とも略す。)または研磨などにより化学強化ガラスの圧縮応力層を除去した後、再度イオン交換(以下、再イオン交換とも略す。)して圧縮応力層を形成する方法が用いられている。 On the other hand, in the manufacturing process of chemically strengthened glass, glass that does not meet the desired specifications may be produced, for example, glass that has defects below the standard or an inappropriate stress profile. Conventionally, as a reprocessing method for chemically strengthened glass that has the above-mentioned defects or an inappropriate stress profile after ion exchange, chemical strengthening is performed by ion exchange (hereinafter also referred to as reverse ion exchange) or polishing to reduce the compressive stress of the compressive stress layer. A method is used in which after removing the compressive stress layer of tempered glass, the glass is subjected to ion exchange (hereinafter also referred to as re-ion exchange) to form a compressive stress layer.

例えば、特許文献1には、工程(1):表層に圧縮応力層を有するガラス板を準備する、ガラス板準備工程、工程(2):前記ガラス板を無機塩組成物に接触させて、前記圧縮応力層の圧縮応力を低減させるように、少なくとも1組のイオン交換を行う、第1のイオン交換工程、工程(3):前記ガラス板を無機塩組成物に接触させて、表層の圧縮応力層の圧縮応力を増加させるように、少なくとも1組のイオン交換を行う、第2のイオン交換工程、を順次含む、化学強化ガラスの製造方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes step (1): preparing a glass plate having a compressive stress layer on the surface layer; step (2): bringing the glass plate into contact with an inorganic salt composition; A first ion exchange step, step (3), in which at least one set of ions is exchanged so as to reduce the compressive stress of the compressive stress layer: the glass plate is brought into contact with an inorganic salt composition to reduce the compressive stress of the surface layer. A method of manufacturing chemically strengthened glass is disclosed that sequentially includes a second ion exchange step, performing at least one set of ion exchanges to increase the compressive stress of the layers.

特許文献2には、リチウム塩を含む逆イオン交換浴中でイオン交換済みガラス物品を逆イオン交換して、逆イオン交換済みガラス物品を製造する工程、および再イオン交換浴中で逆イオン交換済みガラス物品を再イオン交換して、再イオン交換済みガラス物品を形成する工程を有する方法が開示されている。 Patent Document 2 describes a process for manufacturing a reverse ion-exchanged glass article by performing reverse ion exchange on an ion-exchanged glass article in a reverse ion exchange bath containing a lithium salt, and a process for manufacturing a reverse ion-exchanged glass article in a re-ion exchange bath. A method is disclosed that includes reion-exchanging a glass article to form a reion-exchanged glass article.

また、特許文献3には、イオン交換されたガラス系物品を、逆イオン交換媒体で逆イオン交換して、逆イオン交換されたガラス系物品を生成する工程を含み、該逆イオン交換媒体は、リチウム塩、および、非イオン交換可能な多価金属塩を含む方法が開示されている。 Further, Patent Document 3 includes a step of performing reverse ion exchange of an ion-exchanged glass-based article with a reverse ion-exchange medium to produce a reverse-ion-exchanged glass-based article, and the reverse ion-exchange medium includes: Methods are disclosed that include lithium salts and non-ion exchangeable polyvalent metal salts.

特開2019-194143号公報JP 2019-194143 Publication 特表2020-506151号公報Special Publication No. 2020-506151 特表2021-525208号公報Special Publication No. 2021-525208

本発明は、優れた強度を示す化学強化ガラス及びその製造方法の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a chemically strengthened glass exhibiting excellent strength and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、Kイオンによるイオン交換を少なくとも含む化学強化により表層に圧縮応力層が形成されたリチウム含有ガラスを、特定の条件により逆イオン交換した後に、ガラス表面を除去し、再イオン交換をすることにより、特定のKO濃度プロファイルを有し、優れた強度を示す化学強化ガラスが得られることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors performed reverse ion exchange under specific conditions on a lithium-containing glass in which a compressive stress layer was formed on the surface layer through chemical strengthening including at least ion exchange with K ions, and then removed the glass surface and re-ion-exchanged the glass. The present invention was completed based on the discovery that chemically strengthened glass having a specific K 2 O concentration profile and exhibiting excellent strength can be obtained by doing the following.

本発明は、横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、
深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下である、化学強化ガラスに関する。
The present invention provides a K 2 O concentration profile in which the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the K 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis.
The present invention relates to chemically strengthened glass having a slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm of -1.9 or more and a slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm of -0.001 or less.

また、本発明は、以下の(1)~(3)を順次含む、化学強化ガラスの製造方法に関する。
(1)リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換すること
(2)LiNOおよびNaNOを含有し、且つLiNOに対するNaNOの質量比率が0.25~3.0である無機塩組成物に、前記リチウム含有ガラスを、425℃以上で5時間以上接触させて逆イオン交換すること
(3)前記リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換すること
The present invention also relates to a method for manufacturing chemically strengthened glass, which includes the following steps (1) to (3) in sequence.
(1) The lithium-containing glass is ion-exchanged at least once with an inorganic salt composition containing potassium. (2) It contains LiNO 3 and NaNO 3 and the mass ratio of NaNO 3 to LiNO 3 is 0.25. -3.0, the lithium-containing glass is brought into contact with an inorganic salt composition containing potassium at 425° C. or higher for 5 hours or more to undergo reverse ion exchange. ion exchange at least once with

また、本発明は、横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上0.0以下であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下である、化学強化ガラスに関する。 Further, the present invention provides a K 2 O concentration profile in which the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the K 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis. Regarding chemically strengthened glass, the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm is −1.9 or more and 0.0 or less, and the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm is −0.001 or less. .

本発明の化学強化ガラスは、特定のKO濃度プロファイルを有し、表層に多くのKイオンが導入されていることで、優れた表面強度を有し、落球強度や耐傷性を高め得る。 The chemically strengthened glass of the present invention has a specific K 2 O concentration profile and many K ions are introduced into the surface layer, so that it has excellent surface strength and can improve ball drop strength and scratch resistance.

また、本発明の化学強化ガラスの製造方法によれば、Kイオンによるイオン交換を少なくとも含む化学強化により表層に圧縮応力層が形成されたリチウム含有ガラスを特定の条件により逆イオン交換した後に、ガラス表面を除去し、再イオン交換をすることにより、特定のKO濃度プロファイルを有し、優れた強度を示す化学強化ガラスが得られる。 Further, according to the method for producing chemically strengthened glass of the present invention, after a lithium-containing glass in which a compressive stress layer is formed on the surface layer by chemical strengthening including at least ion exchange with K ions is subjected to reverse ion exchange under specific conditions, the glass By removing the surface and performing reion exchange, a chemically strengthened glass with a specific K 2 O concentration profile and excellent strength is obtained.

図1の(a)及び(b)は本発明の一実施形態の化学強化ガラスの応力プロファイルを示す。図1の(a)は、表層部の応力プロファイルを示す。図1の(b)は、深層部の応力プロファイルを示す。FIGS. 1A and 1B show stress profiles of chemically strengthened glass according to an embodiment of the present invention. FIG. 1(a) shows the stress profile of the surface layer. FIG. 1(b) shows the stress profile in the deep layer. 図2の(a)及び(b)はEPMAにより化学強化ガラスにおけるNaO濃度を測定した結果を示す(例1)。図2の(c)及び(d)はEPMAにより化学強化ガラスにおけるKO濃度を測定した結果を示す(例1)。図2の(a)~(d)において、横軸はガラス表面からの深さ(μm)、縦軸は酸化物基準のモル百分率で表される濃度(%)を示す。(a) and (b) of FIG. 2 show the results of measuring the Na 2 O concentration in chemically strengthened glass by EPMA (Example 1). FIGS. 2(c) and 2(d) show the results of measuring the K 2 O concentration in chemically strengthened glass by EPMA (Example 1). In FIGS. 2A to 2D, the horizontal axis shows the depth (μm) from the glass surface, and the vertical axis shows the concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis. 図3の(a)及び(b)はEPMAにより化学強化ガラスにおけるNaO濃度を測定した結果を示す(例2)。図3の(c)及び(d)はEPMAにより化学強化ガラスにおけるKO濃度を測定した結果を示す(例2)。図3の(a)~(d)において、横軸はガラス表面からの深さ(μm)、縦軸は酸化物基準のモル百分率で表される濃度(%)を示す。(a) and (b) of FIG. 3 show the results of measuring the Na 2 O concentration in chemically strengthened glass by EPMA (Example 2). (c) and (d) of FIG. 3 show the results of measuring the K 2 O concentration in chemically strengthened glass by EPMA (Example 2). In (a) to (d) of FIG. 3, the horizontal axis shows the depth (μm) from the glass surface, and the vertical axis shows the concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis. 図4の(a)及び(b)はEPMAにより化学強化ガラスにおけるNaO濃度を測定した結果を示す(例5)。図4の(c)及び(d)はEPMAにより化学強化ガラスにおけるKO濃度を測定した結果を示す(例5)。図4の(a)~(d)において、横軸はガラス表面からの深さ(μm)、縦軸は酸化物基準のモル百分率で表される濃度(%)を示す。(a) and (b) of FIG. 4 show the results of measuring the Na 2 O concentration in chemically strengthened glass by EPMA (Example 5). (c) and (d) of FIG. 4 show the results of measuring the K 2 O concentration in chemically strengthened glass by EPMA (Example 5). In (a) to (d) of FIG. 4, the horizontal axis shows the depth (μm) from the glass surface, and the vertical axis shows the concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施できる。 The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with arbitrary modifications within the scope of the gist of the present invention.

本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。また、本明細書において、ガラスの組成(各成分の含有量)について、特に断らない限り、酸化物基準のモル百分率表示で説明する。 In this specification, "~" indicating a numerical range is used to include the numerical values written before and after it as a lower limit value and an upper limit value. Further, in this specification, the composition of glass (the content of each component) will be described in terms of mole percentage based on oxides, unless otherwise specified.

以下において、「化学強化ガラス」は、化学強化処理を施した後のガラスを指し、「化学強化用ガラス」は、化学強化処理を施す前のガラスを指す。 In the following, "chemically strengthened glass" refers to glass that has been subjected to chemical strengthening treatment, and "chemically strengthened glass" refers to glass that has not been subjected to chemical strengthening treatment.

本明細書において、ガラス組成は、特に断らない限り酸化物基準のモル%表示で表し、モル%を単に「%」と表記する。 In this specification, unless otherwise specified, the glass composition is expressed in mol% based on oxides, and mol% is simply expressed as "%".

また、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原材料等に含まれる不純物レベル以下である、つまり意図的に加えたものではないことをいう。具体的には、たとえば0.1%未満である。 Further, in this specification, "substantially no content" means that the content is below the level of impurities contained in raw materials, etc., that is, it is not intentionally added. Specifically, it is, for example, less than 0.1%.

本明細書において、「KO濃度プロファイル」又は「NaO濃度プロファイル」とは、横軸をガラス表面からの深さ(μm)とし、縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)又はNaO濃度として表したものをいう。 In this specification, "K 2 O concentration profile" or "Na 2 O concentration profile" is expressed in terms of the depth (μm) from the glass surface on the horizontal axis and the mole percentage on an oxide basis on the vertical axis. It is expressed as K 2 O concentration (%) or Na 2 O concentration.

本明細書において、深さx(μm)におけるKO濃度又はNaO濃度は、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer、電子線マイクロアナライザー)により、板厚方向の断面における濃度を測定する。EPMAの測定は、具体的には例えば以下のように行う。
まず、ガラス試料をエポキシ樹脂で包埋し、第1の主面および第1の主面に対向する第2の主面に対して垂直方向に機械研磨して断面試料を作製する。研磨後の断面にCコートを施し、EPMA(JEOL社製:JXA-8500F)を用いて測定を行う。加速電圧は15kV、プローブ電流は30nA、積算時間は1000msec./pointとして1μm間隔でKO又はNaOのX線強度のラインプロファイルを取得する。得られたKO濃度プロファイル又はNaO濃度プロファイルについて、板厚中央部(0.5×t)±25μm(板厚をtμmとする)の平均カウントをバルク組成として、全板厚のカウントをモル%に比例換算して算出する。
In this specification, the K 2 O concentration or Na 2 O concentration at the depth x (μm) is determined by measuring the concentration in a cross section in the thickness direction using an EPMA (Electron Probe Micro Analyzer). Specifically, EPMA measurement is performed as follows, for example.
First, a glass sample is embedded in an epoxy resin and mechanically polished in a direction perpendicular to a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface to prepare a cross-sectional sample. A C coat is applied to the cross section after polishing, and measurement is performed using EPMA (manufactured by JEOL: JXA-8500F). The accelerating voltage was 15kV, the probe current was 30nA, and the integration time was 1000msec. A line profile of the X-ray intensity of K 2 O or Na 2 O is obtained at 1 μm intervals as /point. Regarding the obtained K 2 O concentration profile or Na 2 O concentration profile, the average count of the central part of the plate thickness (0.5 x t) ± 25 μm (the plate thickness is t μm) is taken as the bulk composition, and the count of the entire plate thickness is calculated. Calculate by proportionally converting to mol%.

本明細書において、カリウムイオン拡散層深さとは、KO濃度プロファイルにおける板厚中央部(0.5×t)±25μmの平均KO濃度(%)とその分散値σに対して、最表面側から見た時に、KO濃度が+2σ以下の範囲に入る深さ(μm)をカリウムイオン拡散層深さとする。 In this specification, the potassium ion diffusion layer depth refers to the average K 2 O concentration (%) at the center of the plate thickness (0.5 x t) ± 25 μm in the K 2 O concentration profile and its variance value σ, The depth (μm) at which the K 2 O concentration falls within the range of +2σ or less when viewed from the outermost surface side is defined as the depth of the potassium ion diffusion layer.

本明細書において「応力プロファイル」はガラス表面からの深さを変数として圧縮応力を表したものをいう。応力プロファイルにおいて、引張応力は負の圧縮応力として表される。 In this specification, the term "stress profile" refers to a compressive stress expressed using the depth from the glass surface as a variable. In the stress profile, tensile stress is expressed as negative compressive stress.

「圧縮応力(CS)」は、ガラスの断面を薄片化し、該薄片化したサンプルを複屈折イメージングシステムで解析することによって測定できる。複屈折イメージングシステム複屈折率応力計は、偏光顕微鏡と液晶コンペンセーター等を用いて応力によって生じたレターデーションの大きさを測定する装置であり、たとえばCRi社製複屈折イメージングシステムAbrio-IMがある。 "Compressive stress (CS)" can be measured by sectioning a cross section of glass and analyzing the sectioned sample with a birefringence imaging system. Birefringence imaging system A birefringence stress meter is a device that measures the magnitude of retardation caused by stress using a polarizing microscope, liquid crystal compensator, etc. For example, there is the birefringence imaging system Abrio-IM manufactured by CRi. .

また、散乱光光弾性を利用しても測定できる場合がある。この方法では、ガラスの表面から光を入射し、その散乱光の偏光を解析してCSを測定できる。散乱光光弾性を利用した応力測定器としては、例えば、折原製作所製散乱光光弾性応力計SLP-2000がある。 In addition, measurement may also be possible using scattered light photoelasticity. In this method, light is incident on the surface of the glass and the polarization of the scattered light is analyzed to measure CS. An example of a stress measuring instrument that uses scattered light photoelasticity is the scattered light photoelasticity stress meter SLP-2000 manufactured by Orihara Seisakusho.

本明細書において「圧縮応力層深さ(DOC)」は、圧縮応力がゼロとなる深さである。以下では、表面圧縮応力をCS、表面からの深さ50μmにおける圧縮応力をCS50、と記すことがある。また、「内部引張応力(CT)」は、板厚tの1/2の深さにおける引張応力をいう。 In this specification, "compressive stress layer depth (DOC)" is the depth at which the compressive stress is zero. Hereinafter, the surface compressive stress may be referred to as CS 0 and the compressive stress at a depth of 50 μm from the surface may be referred to as CS 50 . Moreover, "internal tensile stress (CT)" refers to tensile stress at a depth of 1/2 of the plate thickness t.

本明細書において「4PB強度」(4点曲げ強度)は下記方法により測定する。
50mm×50mmの試験片を用いて、支持具の外部支点間距離が30mm、内部支点間距離が10mm、クロスヘッド速度が5.0mm/分の条件で4点曲げ試験を行うことにより得られる破壊応力(単位:MPa)を4点曲げ強度とする。試験片の個数は、たとえば10個とする。
In this specification, "4PB strength" (4-point bending strength) is measured by the following method.
Fracture obtained by performing a 4-point bending test using a 50 mm x 50 mm test piece under the conditions that the distance between the external supports of the support is 30 mm, the distance between the internal supports is 10 mm, and the crosshead speed is 5.0 mm/min. Let the stress (unit: MPa) be the four-point bending strength. The number of test pieces is, for example, ten.

<応力測定方法>
近年、スマートフォンなどのカバーガラス向けに、ガラス内部のリチウムイオンをナトリウムイオンと交換し(Li-Na交換)、その後更にガラスの表層部において、ガラス内部のナトリウムイオンをカリウムイオンに交換する(Na-K交換)、2段階の化学強化を実施したガラスが主流になっている。
<Stress measurement method>
In recent years, for cover glasses such as smartphones, the lithium ions inside the glass are exchanged with sodium ions (Li-Na exchange), and then the sodium ions inside the glass are exchanged with potassium ions (Na- Glass that has been chemically strengthened in two stages (K exchange) has become mainstream.

このような2段化学強化ガラスの応力プロファイルを非破壊で取得するには、例えば散乱光光弾性応力計(Scattered Light Photoelastic Stress Meter、以下、SLPとも略す)やガラス表面応力計(Film Stress Measurment,以下、FSMとも略す)などが併用され得る。 In order to non-destructively obtain the stress profile of such two-stage chemically strengthened glass, for example, a scattered light photoelastic stress meter (hereinafter also abbreviated as SLP) or a glass surface stress meter (film stress measurement) is used. (hereinafter also abbreviated as FSM), etc. may be used in combination.

散乱光光弾性応力計(SLP)を用いる方法では、ガラス表層から数十μm以上のガラス内部において、Li-Na交換に由来した圧縮応力を測定できる。一方、ガラス表面応力計(FSM)を用いる方法では、ガラス表面から数十μm以下のガラス表層部において、Na-K交換に由来した圧縮応力を測定できる(例えば、国際公開第2018/056121号、国際公開第2017/115811号)。従って、2段化学強化ガラスにおける、ガラス表層と内部における応力プロファイルとしては、SLPとFSMの情報を合成したものが用いられることがある。 In a method using a scattered light photoelastic stress meter (SLP), compressive stress derived from Li--Na exchange can be measured inside the glass at a distance of several tens of micrometers or more from the glass surface layer. On the other hand, in a method using a glass surface stress meter (FSM), compressive stress derived from Na-K exchange can be measured in the glass surface layer at a depth of several tens of micrometers or less from the glass surface (for example, WO 2018/056121, International Publication No. 2017/115811). Therefore, in two-stage chemically strengthened glass, a combination of SLP and FSM information is sometimes used as the stress profile in the glass surface layer and inside.

本発明においては、主に散乱光光弾性応力計(SLP)により測定された応力プロファイルを用いている。なお、本明細書において応力CS、引張応力CT、圧縮応力層深さDOLなどと称した場合、SLP応力プロファイルにおける値を意味する。 In the present invention, stress profiles mainly measured by a scattered light photoelastic stress meter (SLP) are used. Note that in this specification, when stress CS, tensile stress CT, compressive stress layer depth DOL, etc. are referred to, they mean values in the SLP stress profile.

散乱光光弾性応力計とは、レーザ光の偏光位相差を該レーザ光の波長に対して1波長以上可変する偏光位相差可変部材と、該偏光位相差を可変されたレーザ光が強化ガラスに入射されたことにより発する散乱光を所定の時間間隔で複数回撮像し複数の画像を取得する撮像素子と、該複数の画像を用いて前記散乱光の周期的な輝度変化を測定し該輝度変化の位相変化を算出し、該位相変化に基づき前記強化ガラスの表面からの深さ方向の応力分布を算出する演算部と、を有する応力測定装置である。 A scattered light photoelasticity stress meter consists of a polarization phase difference variable member that changes the polarization phase difference of a laser beam by one wavelength or more with respect to the wavelength of the laser beam, and a laser beam with the changed polarization phase difference that is made of tempered glass. an image sensor that captures scattered light emitted by the incident light multiple times at predetermined time intervals to obtain a plurality of images; and a periodic brightness change of the scattered light that is measured using the plurality of images; and a calculation section that calculates a stress distribution in the depth direction from the surface of the tempered glass based on the phase change.

散乱光光弾性応力計を用いる応力プロファイルの測定方法としては、国際公開第2018/056121号に記載の方法が挙げられる。散乱光光弾性応力計としては、例えば、折原製作所製のSLP-1000、SLP-2000が挙げられる。これらの散乱光光弾性応力計に付属ソフトウェアSlpIV_up3(Ver.2019.01.10.001)を組み合わせると高精度の応力測定が可能である。 As a method for measuring a stress profile using a scattered light photoelasticity stress meter, the method described in International Publication No. 2018/056121 can be mentioned. Examples of the scattered light photoelasticity stress meter include SLP-1000 and SLP-2000 manufactured by Orihara Seisakusho. Highly accurate stress measurement is possible by combining these scattered light photoelasticity stress meters with the attached software SlpIV_up3 (Ver. 2019.01.10.001).

<化学強化ガラス>
本実施形態の化学強化ガラス(以下、「本化学強化ガラス」とも称する)は、横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であることを特徴とする。
<Chemically strengthened glass>
The chemically strengthened glass of this embodiment (hereinafter also referred to as "this chemically strengthened glass") has the horizontal axis representing the depth (μm) from the surface, and the vertical axis representing the K expressed in mole percentage based on oxides. In the K 2 O concentration profile defined as 2 O concentration (%), the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm is -1.9 or more, and the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm is - It is characterized by being 0.001 or less.

O濃度プロファイルにおいて、深さ1~3μmの傾き(%/μm)が、-1.9以上であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であることにより、表層部におけるKイオン濃度を高め、強度を向上し得る。前記強度としては、例えば、曲げ強度、表面硬度、落球強度および耐傷性が挙げられる。 In the K 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm is -1.9 or more, and the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm is -0.001 or less. This increases the K ion concentration in the surface layer and improves the strength. Examples of the strength include bending strength, surface hardness, falling ball strength, and scratch resistance.

O濃度プロファイルにおいて、深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上であることにより、表層部におけるKイオン濃度を高め、強度を向上し得る。KO濃度プロファイルにおいて、深さ1~3μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-1.80以上であり、より好ましくは-1.70以上、さらに好ましくは-1.65以上、特に好ましくは-1.60以上である。 In the K 2 O concentration profile, when the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm is −1.9 or more, the K ion concentration in the surface layer can be increased and the strength can be improved. In the K 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm is preferably -1.80 or more, more preferably -1.70 or more, still more preferably -1.65 or more, especially Preferably it is -1.60 or more.

O濃度プロファイルにおける深さ1~3μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-1.000以下であり、より好ましくは-1.10以下、さらに好ましくは-1.20以下、特に好ましくは-1.30以下である。KO濃度プロファイルにおいて、深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.000以下であることにより、強度に寄与しない余分な応力を低減し得る。KO濃度プロファイルにおける深さ1~3μmの傾き(%/μm)は、0.0以下の値を持つことで機能する。 The slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm in the K 2 O concentration profile is preferably −1.000 or less, more preferably −1.10 or less, still more preferably −1.20 or less, and particularly preferably is -1.30 or less. In the K 2 O concentration profile, by setting the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm to be −1.000 or less, extra stress that does not contribute to strength can be reduced. The slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm in the K 2 O concentration profile functions by having a value of 0.0 or less.

O濃度プロファイルにおいて、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であることにより、ガラス表層のカリウムイオン量を表面の微小クラック領域まで拡散できており、表面圧縮応力による曲げ強度を向上し得る。KO濃度プロファイルにおける深さ5~10μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-0.010以下であり、より好ましくは-0.020以下、さらに好ましくは-0.030以下、特に好ましくは-0.040以下である。 In the K 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm is -0.001 or less, which means that the amount of potassium ions in the glass surface layer can be diffused to the micro-crack region on the surface, resulting in surface compression. Bending strength due to stress can be improved. The slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm in the K 2 O concentration profile is preferably −0.010 or less, more preferably −0.020 or less, still more preferably −0.030 or less, and particularly preferably is less than -0.040.

O濃度プロファイルにおける深さ5~10μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-0.200以上であり、より好ましくは-0.180以上、さらに好ましくは-0.160以上、特に好ましくは-0.140以上である。KO濃度プロファイルにおいて、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.200以上であることにより、ガラス表層のカリウムイオン量が多すぎず、再強化によるイオン交換阻害が抑制され、深層における応力を向上することができる。 The slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm in the K 2 O concentration profile is preferably −0.200 or more, more preferably −0.180 or more, still more preferably −0.160 or more, and particularly preferably is -0.140 or more. In the K 2 O concentration profile, since the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm is -0.200 or more, the amount of potassium ions in the glass surface layer is not too large, and inhibition of ion exchange due to re-strengthening is suppressed. , stress in deep layers can be improved.

本化学強化ガラスは、横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるNaO濃度(%)とするNaO濃度プロファイルにおいて、深さ10~50μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であり、深さ50~90μmの傾き(%/μm)が-0.012以上であることが好ましい。 This chemically strengthened glass has a Na 2 O concentration profile in which the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the Na 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage based on oxide. It is preferable that the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is −0.001 or less, and the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is −0.012 or more.

NaO濃度プロファイルにおいて、深さ10~50μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であり、深さ50~90μmの傾き(%/μm)が-0.012以上であることにより、従来の化学強化ガラスに比して表層部分におけるNaイオン濃度を低くし、強度に寄与しない余分な応力の発生をより低減し得る。 In the Na 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is -0.001 or less, and the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is -0.012 or more. Compared to conventional chemically strengthened glass, the Na ion concentration in the surface layer portion can be lowered to further reduce the generation of extra stress that does not contribute to strength.

NaO濃度プロファイルにおける深さ10~50μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-0.001以下、より好ましくは-0.002以下、さらに好ましくは-0.003以下、特に好ましくは-0.004以下である。NaO濃度プロファイルにおいて、深さ10~50μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であることにより、従来の化学強化ガラスに比して表層部分におけるNaイオン濃度を低くし、強度に寄与しない余分な応力の発生をより低減し得る。 The slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm in the Na 2 O concentration profile is preferably −0.001 or less, more preferably −0.002 or less, still more preferably −0.003 or less, and particularly preferably − It is 0.004 or less. In the Na 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is -0.001 or less, which lowers the Na ion concentration in the surface layer compared to conventional chemically strengthened glass and increases the strength. The generation of extra stress that does not contribute to the above can be further reduced.

NaO濃度プロファイルにおける深さ10~50μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-0.020以上、より好ましくは-0.018以上、さらに好ましくは-0.016以上、特に好ましくは-0.014以上である。NaO濃度プロファイルにおいて、深さ10~50μmの傾き(%/μm)が-0.020以上であることにより、従来の化学強化ガラスに比して表層部分におけるNaイオン濃度を低くし、強度に寄与しない余分な応力の発生をより低減し得る。 The slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm in the Na 2 O concentration profile is preferably −0.020 or more, more preferably −0.018 or more, still more preferably −0.016 or more, and particularly preferably − It is 0.014 or more. In the Na 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is -0.020 or more, which lowers the Na ion concentration in the surface layer compared to conventional chemically strengthened glass and increases the strength. The generation of extra stress that does not contribute to the above can be further reduced.

NaO濃度プロファイルにおける深さ50~90μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-0.012以上、より好ましくは-0.011以上、さらに好ましくは-0.010以上、特に好ましくは-0.009以上である。NaO濃度プロファイルにおいて、深さ50~90μmの傾き(%/μm)が-0.012以上であることにより、深層部のNaイオン濃度を高くし、落下強度に寄与する応力を発生させることができる。 The slope (%/μm) of the Na 2 O concentration profile at a depth of 50 to 90 μm is preferably −0.012 or more, more preferably −0.011 or more, still more preferably −0.010 or more, and particularly preferably − It is 0.009 or more. In the Na 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is -0.012 or more, thereby increasing the Na ion concentration in the deep layer and generating stress that contributes to drop strength. I can do it.

NaO濃度プロファイルにおける深さ50~90μmの傾き(%/μm)は、好ましくは-0.002以下、より好ましくは-0.003以下、さらに好ましくは-0.004以下、特に好ましくは-0.005以下である。NaO濃度プロファイルにおいて、深さ50~90μmの傾き(%/μm)が-0.002以下であることにより、深層部のNaイオン濃度を高くし、落下強度に寄与する応力を発生させることができる。 The slope (%/μm) of the Na 2 O concentration profile at a depth of 50 to 90 μm is preferably −0.002 or less, more preferably −0.003 or less, still more preferably −0.004 or less, and particularly preferably − It is 0.005 or less. In the Na 2 O concentration profile, the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is -0.002 or less, thereby increasing the Na ion concentration in the deep layer and generating stress that contributes to drop strength. I can do it.

本実施形態の化学強化ガラスは、KO濃度プロファイルにおいて、深さ5~10μmの傾き(%/μm)を深さ1~3μmの傾き(%/μm)で除した値の絶対値が0.005以上0.10以下であることが好ましい。前記絶対値が前記範囲であることにより、ガラス表層のカリウムイオン量を表面の微小クラック領域まで拡散できる。前記絶対値は、より好ましくは0.010以上、さらに好ましくは0.015以上、特に好ましくは0.020以上である。前記絶対値は、より好ましくは0.095以下、さらに好ましくは0.090以下、よりさらに好ましくは0.085以下、特に好ましくは0.080以下である。 In the chemically strengthened glass of this embodiment, in the K 2 O concentration profile, the absolute value of the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm divided by the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm is 0. It is preferably .005 or more and 0.10 or less. When the absolute value is within the range, the amount of potassium ions in the glass surface layer can be diffused to the micro-crack region on the surface. The absolute value is more preferably 0.010 or more, still more preferably 0.015 or more, particularly preferably 0.020 or more. The absolute value is more preferably 0.095 or less, still more preferably 0.090 or less, even more preferably 0.085 or less, particularly preferably 0.080 or less.

本実施形態の化学強化ガラスは、NaO濃度プロファイルにおいて、深さ50~90μmの傾き(%/μm)を深さ10~50μmの傾き(%/μm)で除した値の絶対値が0.50以上4.0以下であることが好ましい。前記絶対値は、より好ましくは0.60以上、さらに好ましくは0.70以上、よりさらに好ましくは0.80以上、特に好ましくは0.90以上である。前記絶対値は、より好ましくは3.9以下、さらに好ましくは3.8以下、よりさらに好ましくは3.7以下、特に好ましくは3.6以下である。 In the chemically strengthened glass of this embodiment, in the Na 2 O concentration profile, the absolute value of the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm divided by the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is 0. It is preferably .50 or more and 4.0 or less. The absolute value is more preferably 0.60 or more, still more preferably 0.70 or more, even more preferably 0.80 or more, particularly preferably 0.90 or more. The absolute value is more preferably 3.9 or less, still more preferably 3.8 or less, even more preferably 3.7 or less, particularly preferably 3.6 or less.

本実施形態の化学強化ガラスは、KO濃度プロファイルにおいて、深さ15~25μmにおけるKO濃度(%)と、中心部のKO濃度(%)との差の絶対値が0.20%以下であることが好ましく、より好ましくは0.16%以下、さらに好ましくは0.12%以下、特に好ましくは0.10%以下である。深さ15~25μmにおけるKO濃度と、中心部のKO濃度との差の絶対値が0.20%以下であることにより、圧縮応力とバランスをとる引張応力を低減し、引張応力に起因する傷の進展を抑制し得る。ここで、深さ15~25μmにおけるKO濃度とは、深さ15~25μmにおけるKO濃度の平均をいう。前記差の絶対値の下限は、通常0.001%以上であることが好ましく、より好ましくは0.005%以上である。 In the chemically strengthened glass of this embodiment, in the K 2 O concentration profile, the absolute value of the difference between the K 2 O concentration (%) at a depth of 15 to 25 μm and the K 2 O concentration (%) at the center is 0. The content is preferably 20% or less, more preferably 0.16% or less, further preferably 0.12% or less, particularly preferably 0.10% or less. Since the absolute value of the difference between the K 2 O concentration at a depth of 15 to 25 μm and the K 2 O concentration at the center is 0.20% or less, the tensile stress that balances the compressive stress is reduced, and the tensile stress The development of scars caused by this can be suppressed. Here, the K 2 O concentration at a depth of 15 to 25 μm refers to the average K 2 O concentration at a depth of 15 to 25 μm. The lower limit of the absolute value of the difference is usually preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more.

本実施形態の化学強化ガラスは、カリウムイオンの拡散層深さが5μm以上であることが好ましく、より好ましくは7μm以上、さらに好ましくは20μm以下である。また、通常18μm以下であることが好ましく、より好ましくは16μm以下である。カリウムイオンの拡散層深さが5μm以上であることにより、表層部におけるKイオン濃度を高め、強度を向上し得る。 In the chemically strengthened glass of this embodiment, the depth of the potassium ion diffusion layer is preferably 5 μm or more, more preferably 7 μm or more, and even more preferably 20 μm or less. Further, it is usually preferably 18 μm or less, more preferably 16 μm or less. When the depth of the potassium ion diffusion layer is 5 μm or more, the K ion concentration in the surface layer can be increased and the strength can be improved.

本化学強化ガラスの一実施形態における応力プロファイルを図1の(a)及び(b)に示す。図1の(a)は表層部の応力プロファイルを示す。図1の(b)は深層部の応力プロファイルを示す。図1の(a)及び(b)において、実線は実施例を、点線は比較例を示す。本化学強化ガラスは、図1の(a)に示すように、比較例に比して表層部におけるKイオン依存の圧縮応力が高く、図1の(b)に示すように深層部における圧縮応力及びDOCが比較例と同等であることにより、本化学強化ガラスは優れた強度を示す。 Stress profiles in one embodiment of the present chemically strengthened glass are shown in FIGS. 1(a) and 1(b). FIG. 1(a) shows the stress profile of the surface layer. FIG. 1(b) shows the stress profile in the deep layer. In FIGS. 1A and 1B, solid lines indicate examples and dotted lines indicate comparative examples. As shown in Figure 1(a), this chemically strengthened glass has higher K ion-dependent compressive stress in the surface layer than the comparative example, and has higher compressive stress in the deeper layer as shown in Figure 1(b). The present chemically strengthened glass exhibits excellent strength because the DOC and DOC are equivalent to those of the comparative example.

本化学強化ガラスは、表面圧縮応力(CS)が500MPa以上であると撓み等の変形によって割れにくいので好ましい。CSは、600MPa以上がより好ましく、700MPa以上がさらに好ましい。CSは、大きいほど強度が高くなるが、大きすぎると割れた場合に激しい破砕が生じるおそれがあるため、1200MPa以下が好ましく、1000MPa以下がより好ましい。 The present chemically strengthened glass preferably has a surface compressive stress (CS 0 ) of 500 MPa or more because it is difficult to break due to deformation such as bending. CS 0 is more preferably 600 MPa or more, and even more preferably 700 MPa or more. The larger the CS 0 , the higher the strength, but if it is too large, severe crushing may occur when cracked, so it is preferably 1200 MPa or less, more preferably 1000 MPa or less.

本化学強化ガラスは、表面からの深さ50μmにおける圧縮応力(CS50)が50MPa以上であると、本化学強化ガラスをカバーガラスとして備える携帯端末等を落下させた際の本化学強化ガラスの割れを防ぎやすくなるため好ましい。CS50は、60MPa以上がより好ましく、70MPa以上がさらに好ましい。CS50は、大きいほど強度が高くなるが、大きすぎると割れた場合に激しい破砕が生じるおそれがあるため、180MPa以下が好ましく、160MPa以下がより好ましい。 If the chemically strengthened glass has a compressive stress (CS 50 ) of 50 MPa or more at a depth of 50 μm from the surface, the chemically strengthened glass will break when a mobile terminal, etc. equipped with the chemically strengthened glass as a cover glass is dropped. This is preferable because it makes it easier to prevent. CS 50 is more preferably 60 MPa or more, and even more preferably 70 MPa or more. The larger the CS 50 , the higher the strength, but if the CS 50 is too large, severe crushing may occur if it breaks, so it is preferably 180 MPa or less, more preferably 160 MPa or less.

本化学強化ガラスは、表面からの深さ90μmにおける圧縮応力CS90が30MPa以上であると、粗い砂などに本化学強化ガラスをカバーガラスとして備える携帯端末等を落下させた際の本化学強化ガラスの割れを防げるので好ましい。CS90は、40MPa以上がより好ましく、50MPa以上がさらに好ましい。CS90は、大きいほど強度が高くなるが、大きすぎると割れた場合に激しい破砕が生じるおそれがあるため、170MPa以下が好ましく、150MPa以下がより好ましい。 This chemically strengthened glass has a compressive stress CS 90 of 30 MPa or more at a depth of 90 μm from the surface, and when a mobile terminal, etc., having this chemically strengthened glass as a cover glass is dropped onto coarse sand, etc., this chemically strengthened glass This is preferable because it prevents cracking. CS 90 is more preferably 40 MPa or more, and even more preferably 50 MPa or more. The larger the CS 90 , the higher the strength, but if it is too large, severe crushing may occur if it breaks, so it is preferably 170 MPa or less, more preferably 150 MPa or less.

本化学強化ガラスはDOCが80μm以上であると表面に傷が生じても割れにくいので好ましい。DOCは、より好ましくは90μm以上、さらに好ましくは100μm以上、特に好ましくは110μm以上である。DOCは大きいほど傷が生じても割れにくいが、化学強化ガラスにおいては、表面付近に形成された圧縮応力に応じて内部に引張応力が生じるために、極端に大きくすることはできない。DOCは厚さtの場合にt/4以下であることが好ましく、t/5以下がより好ましい。DOCは、化学強化に要する時間を短くするために160μm以下が好ましく、150μm以下がより好ましい。 It is preferable that the chemically strengthened glass has a DOC of 80 μm or more because it is difficult to break even if the surface is scratched. DOC is more preferably 90 μm or more, still more preferably 100 μm or more, particularly preferably 110 μm or more. The larger the DOC, the more difficult it is to break even if a scratch occurs, but in chemically strengthened glass, tensile stress is generated internally in response to the compressive stress formed near the surface, so it cannot be made extremely large. When the thickness of DOC is t, it is preferably t/4 or less, more preferably t/5 or less. In order to shorten the time required for chemical strengthening, DOC is preferably 160 μm or less, more preferably 150 μm or less.

化学強化ガラスのCS、DOCは、化学強化の条件やガラスの組成、厚さ等を調整することにより適宜調整し得る。 The CS and DOC of chemically strengthened glass can be adjusted as appropriate by adjusting the chemical strengthening conditions, glass composition, thickness, and the like.

本化学強化ガラスは、ガラス表層にKイオンが多く導入されていることにより、優れた強度を示す。本化学強化ガラスは、4点曲げ強度が480MPa以上であることが好ましく、より好ましくは500MPa以上であり、さらに好ましくは520MPa以上である。4点曲げ強度が540MPa以上であることにより強度信頼性を向上し得る。 This chemically strengthened glass exhibits excellent strength due to the large amount of K ions introduced into the glass surface layer. The chemically strengthened glass preferably has a four-point bending strength of 480 MPa or more, more preferably 500 MPa or more, and still more preferably 520 MPa or more. Strength reliability can be improved by having a four-point bending strength of 540 MPa or more.

本化学強化ガラスは、典型的には板状のガラス物品であり、平板状でもよく曲面状でもよい。また、厚さの異なる部分があってもよい。 The present chemically strengthened glass is typically a plate-shaped glass article, and may be flat or curved. Furthermore, there may be portions with different thicknesses.

本化学強化ガラスが板状の場合の厚さ(t)は、3000μm以下が好ましく、より好ましくは、以下段階的に、2000μm以下、1600μm以下、1500μm以下、1100μm以下、900μm以下、800μm以下、700μm以下である。また、当該厚さ(t)は、化学強化処理による十分な強度が得られるために、好ましくは300μm以上であり、より好ましくは400μm以上であり、さらに好ましくは500μm以上である。 When the present chemically strengthened glass is in the form of a plate, the thickness (t) is preferably 3000 μm or less, more preferably 2000 μm or less, 1600 μm or less, 1500 μm or less, 1100 μm or less, 900 μm or less, 800 μm or less, and 700 μm. It is as follows. Further, the thickness (t) is preferably 300 μm or more, more preferably 400 μm or more, and even more preferably 500 μm or more, in order to obtain sufficient strength by chemical strengthening treatment.

<<用途>>
本化学強化ガラスは、携帯電話、スマートフォン等のモバイル機器等の電子機器に用いられるカバーガラスとしても有用である。さらに、携帯を目的としない、テレビ、パーソナルコンピュータ、タッチパネル等の電子機器のカバーガラス、エレベータ壁面、家屋やビル等の建築物の壁面(全面ディスプレイ)にも有用である。また、窓ガラス等の建築用資材、テーブルトップ、自動車や飛行機等の内装等やそれらのカバーガラスとして、また曲面形状を有する筺体等にも有用である。
<<Applications>>
The present chemically strengthened glass is also useful as a cover glass for use in electronic devices such as mobile devices such as mobile phones and smartphones. Furthermore, it is useful for cover glasses of electronic devices such as televisions, personal computers, touch panels, etc. that are not intended to be portable, walls of elevators, and walls (full-scale displays) of buildings such as houses and buildings. It is also useful as building materials such as window glass, table tops, interiors of automobiles and airplanes, and cover glasses thereof, and cases having curved shapes.

<<組成>>
本明細書において、「化学強化ガラスの母組成」とは、化学強化用ガラスのガラス組成であり、極端なイオン交換処理がされた場合を除いて、化学強化ガラスの圧縮応力層深さより深い部分のガラス組成は化学強化ガラスの母組成とほぼ同じである。
<<Composition>>
In this specification, the "base composition of chemically strengthened glass" refers to the glass composition of chemically strengthened glass, which is the part deeper than the compressive stress layer depth of chemically strengthened glass, except in cases where extreme ion exchange treatment has been performed. The glass composition is almost the same as the mother composition of chemically strengthened glass.

本実施形態の化学強化ガラスは、母組成が、酸化物基準のモル%表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、含有することが好ましい。
The chemically strengthened glass of this embodiment has a mother composition expressed in mol% based on oxides,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
It is preferable to contain 5 to 18% of Li 2 O.

より好ましくは、本実施形態の化学強化ガラスは、母組成が、酸化物基準のモル%表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、
NaOを0~15%、
Oを0~5%、
MgOを0~20%、
CaOを0~20%、
SrOを0~20%、
BaOを0~20%、
ZnOを0~10%、
TiOを0~1%、
ZrOを0~8%、
を0~5%、含有する。
以下、好ましいガラス組成について説明する。
More preferably, the chemically strengthened glass of this embodiment has a mother composition expressed in mol% based on oxides,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
5-18% Li 2 O,
0-15% Na 2 O,
0-5% K 2 O,
MgO 0-20%,
CaO 0-20%,
0 to 20% SrO,
BaO 0-20%,
ZnO 0-10%,
0-1% TiO2 ,
ZrO 2 0-8%,
Contains 0 to 5% of Y 2 O 3 .
Hereinafter, preferred glass compositions will be explained.

本実施形態における化学強化用ガラスにおいて、SiOはガラスのネットワーク構造を形成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分である。SiOの含有量は52%以上が好ましく、より好ましくは56%以上、さらに好ましくは60%以上、特に好ましくは64%以上である。一方、溶融性を良くするためにSiOの含有量は75%以下が好ましく、より好ましくは73%以下、さらに好ましくは71%以下、特に好ましくは69%以下である。 In the chemically strengthened glass in this embodiment, SiO 2 is a component that forms the network structure of the glass. It is also a component that increases chemical durability. The content of SiO 2 is preferably 52% or more, more preferably 56% or more, even more preferably 60% or more, particularly preferably 64% or more. On the other hand, in order to improve meltability, the content of SiO 2 is preferably 75% or less, more preferably 73% or less, even more preferably 71% or less, particularly preferably 69% or less.

Alは化学強化による表面圧縮応力を大きくする成分であり、必須である。Alの含有量は好ましくは8%以上、より好ましくは10%以上、さらに好ましくは11%以上、特に好ましくは12%以上である。一方、Alの含有量は、ガラスの失透温度が高くなりすぎないために20%以下が好ましく、18%以下がより好ましく、以下順に17%以下、16%以下がさらに好ましく、15%以下が最も好ましい。 Al 2 O 3 is a component that increases surface compressive stress due to chemical strengthening and is essential. The content of Al 2 O 3 is preferably 8% or more, more preferably 10% or more, even more preferably 11% or more, particularly preferably 12% or more. On the other hand, the content of Al 2 O 3 is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, further preferably 17% or less, 16% or less, and 15% or less in order to prevent the devitrification temperature of the glass from becoming too high. % or less is most preferable.

LiOは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分である。LiOの含有量は、好ましくは5%以上、より好ましくは7%以上、さらに好ましくは以下順に9%以上、特に好ましくは11%以上である。一方、ガラスを安定にするためにLiOの含有量は、18%以下が好ましく、より好ましくは17%以下、さらに好ましくは16%以下、最も好ましくは15%以下である。 Li 2 O is a component that forms surface compressive stress through ion exchange. The content of Li 2 O is preferably 5% or more, more preferably 7% or more, still more preferably 9% or more, particularly preferably 11% or more. On the other hand, in order to stabilize the glass, the content of Li 2 O is preferably 18% or less, more preferably 17% or less, still more preferably 16% or less, and most preferably 15% or less.

MgOは、ガラスを安定化させる成分であり、機械的強度と耐薬品性を高める成分でもあるため、Al含有量が比較的少ない等の場合には、含有することが好ましい。MgOの含有量は、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上、さらに好ましくは3%以上、とくに好ましくは4%以上である。一方、MgOを添加し過ぎるとガラスの粘性が下がり失透または分相が起こりやすくなる。MgOの含有量は、20%以下が好ましく、より好ましくは19%以下、さらに好ましくは18%以下、特に好ましくは17%以下である。 MgO is a component that stabilizes glass and is also a component that increases mechanical strength and chemical resistance, so it is preferable to include it when the Al 2 O 3 content is relatively low. The content of MgO is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 3% or more, and particularly preferably 4% or more. On the other hand, if too much MgO is added, the viscosity of the glass decreases and devitrification or phase separation tends to occur. The content of MgO is preferably 20% or less, more preferably 19% or less, still more preferably 18% or less, particularly preferably 17% or less.

CaO、SrO、BaOおよびZnOは、いずれもガラスの溶融性を向上する成分であり含有してもよい。 CaO, SrO, BaO, and ZnO are all components that improve the meltability of glass, and may be contained.

CaOは、ガラスの溶融性を向上する成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。CaOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは3%以上、最も好ましくは5%以上である。一方、CaOの含有量が20%超となるとイオン交換性能が著しく低下するため20%以下が好ましい。CaOの含有量は、より好ましくは16%以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、12%以下、10%以下、8%以下である。 CaO is a component that improves the meltability of glass, and is a component that improves the breakability of chemically strengthened glass, and may be included. When CaO is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, even more preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. be. On the other hand, if the CaO content exceeds 20%, the ion exchange performance will be significantly reduced, so it is preferably 20% or less. The CaO content is more preferably 16% or less, and more preferably 12% or less, 10% or less, and 8% or less in stages.

SrOは、ガラスの溶融性を向上する成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。SrOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは3%以上、最も好ましくは5%以上である。一方、SrOの含有量が20%超となるとイオン交換性能が著しく低下するため20%以下が好ましい。SrOの含有量は、より好ましくは16%以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、12%以下、10%以下、8%以下である。 SrO is a component that improves the meltability of glass, and is a component that improves the breakability of chemically strengthened glass, and may be included. When SrO is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, even more preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. be. On the other hand, if the SrO content exceeds 20%, the ion exchange performance will drop significantly, so it is preferably 20% or less. The SrO content is more preferably 16% or less, and more preferably 12% or less, 10% or less, and 8% or less in stages.

BaOは、ガラスの溶融性を向上する成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。BaOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上であり、特に好ましくは3%以上、最も好ましくは5%以上である。一方、BaOの含有量が20%超となるとイオン交換性能が著しく低下するため20%以下が好ましい。BaOの含有量は、より好ましくは16%以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、12%以下、10%以下、8%以下である。 BaO is a component that improves the meltability of glass, and is a component that improves the breakability of chemically strengthened glass, and may be included. When BaO is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, even more preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. be. On the other hand, if the BaO content exceeds 20%, the ion exchange performance will drop significantly, so it is preferably 20% or less. The BaO content is more preferably 16% or less, and more preferably 12% or less, 10% or less, and 8% or less in stages.

ZnOはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ZnOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.25%以上であり、より好ましくは0.5%以上である。一方、ZnOの含有量が10%超となるとガラスの耐候性が著しく低下する。ZnOの含有量は好ましくは10%以下であり、より好ましくは、以下、段階的に、8%以下、6%以下、4%以下、2%以下、1%以下である。 ZnO is a component that improves the meltability of glass, and may be included. When ZnO is contained, the content is preferably 0.25% or more, more preferably 0.5% or more. On the other hand, if the ZnO content exceeds 10%, the weather resistance of the glass will be significantly reduced. The content of ZnO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, 6% or less, 4% or less, 2% or less, and 1% or less in steps.

NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分である。NaOは必須ではないが、含有する場合は好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上であり、特に好ましくは4%以上である。NaOは多すぎると化学強化特性が低下するため、NaOの含有量は15%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、10%以下が特に好ましく、8%以下が最も好ましい。 Na 2 O is a component that improves the meltability of glass. Although Na 2 O is not essential, when it is contained, it is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, particularly preferably 4% or more. If the amount of Na 2 O is too large, the chemical strengthening properties will deteriorate, so the content of Na 2 O is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, particularly preferably 10% or less, and most preferably 8% or less.

Oは、NaOと同じくガラスの溶融温度を下げる成分であり、含有してもよい。KOを含有する場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは0.8%以上、さらに好ましくは1%以上、よりさらに好ましくは1.2%以上、特に好ましくは1.5%以上である。KOは多すぎると化学強化特性が低下する、または化学的耐久性が低下するため、好ましくは5%以下、より好ましくは4.8%以下、さらに好ましくは4.6%以下、特に好ましくは4.2%以下、最も好ましくは4.0%以下である。 K 2 O, like Na 2 O, is a component that lowers the melting temperature of glass, and may be included. When containing K 2 O, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 0.8% or more, even more preferably 1% or more, even more preferably 1.2% or more, particularly preferably is 1.5% or more. If the K 2 O content is too large, the chemical strengthening properties or chemical durability will decrease, so it is preferably 5% or less, more preferably 4.8% or less, still more preferably 4.6% or less, and particularly preferably is 4.2% or less, most preferably 4.0% or less.

NaOおよびKOの合計の含有量NaO+KOはガラス原料の溶融性を向上するために3%以上が好ましく、5%以上がより好ましい。また、LiO、NaOおよびKOの含有量の合計(以下、RO)に対するKO含有量の比KO/ROは0.2以下であると、化学強化特性を高くし、化学的耐久性を高くできるので好ましい。KO/ROは0.15以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。なお、ROは10%以上が好ましく、12%以上がより好ましく、15%以上がさらに好ましい。また、ROは20%以下が好ましく、18%以下がより好ましい。 The total content of Na 2 O and K 2 O (Na 2 O+K 2 O) is preferably 3% or more, more preferably 5% or more, in order to improve the meltability of the glass raw material. In addition , it is chemical _ It is preferable because it can improve reinforcement properties and chemical durability. K 2 O/R 2 O is more preferably 0.15 or less, and even more preferably 0.10 or less. Note that R 2 O is preferably 10% or more, more preferably 12% or more, and even more preferably 15% or more. Moreover, R 2 O is preferably 20% or less, more preferably 18% or less.

ZrOは、機械的強度と化学的耐久性を高める成分であり、CSを著しく向上させるため、含有することが好ましい。ZrOの含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは0.7%以上、さらに好ましくは1.0%以上、特に好ましくは1.2%以上であり、最も好ましくは1.5%以上である。一方、溶融時の失透を抑制するために、ZrOは8%以下が好ましく、7.5%以下がより好ましく、7%以下がさらに好ましく、6%以下が特に好ましい。ZrOの含有量が多すぎると失透温度の上昇により粘性が低下する。かかる粘性の低下により成形性が悪化するのを抑制するため、成形粘性が低い場合は、ZrOの含有量は5%以下が好ましく、4.5%以下がより好ましく、3.5%以下がさらに好ましい。 ZrO 2 is a component that increases mechanical strength and chemical durability, and is preferably included because it significantly improves CS. The content of ZrO2 is preferably 0.5% or more, more preferably 0.7% or more, even more preferably 1.0% or more, particularly preferably 1.2% or more, and most preferably 1.0% or more. .5% or more. On the other hand, in order to suppress devitrification during melting, ZrO 2 is preferably 8% or less, more preferably 7.5% or less, even more preferably 7% or less, and particularly preferably 6% or less. If the content of ZrO 2 is too large, the devitrification temperature increases and the viscosity decreases. In order to suppress deterioration of moldability due to such a decrease in viscosity, when the molding viscosity is low, the ZrO 2 content is preferably 5% or less, more preferably 4.5% or less, and 3.5% or less. More preferred.

ZrO/ROは、化学的耐久性を高くするためには、0.01以上が好ましく、0.02以上がより好ましく、0.04以上がさらに好ましく、0.08以上が特に好ましく、0.1以上が最も好ましい。ZrO/ROは、0.2以下が好ましく、0.18以下がより好ましく、0.16以下がさらに好ましく、0.14以下が特に好ましい。 In order to improve chemical durability, ZrO 2 /R 2 O is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, even more preferably 0.04 or more, particularly preferably 0.08 or more, Most preferably 0.1 or more. ZrO 2 /R 2 O is preferably 0.2 or less, more preferably 0.18 or less, even more preferably 0.16 or less, and particularly preferably 0.14 or less.

TiOは必須ではないが、含有する場合は、好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。一方、溶融時の失透を抑制するために、TiOの含有量は1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましく、0.3%以下がさらに好ましい。 Although TiO 2 is not essential, when it is contained, it is preferably 0.05% or more, more preferably 0.1% or more. On the other hand, in order to suppress devitrification during melting, the content of TiO 2 is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.3% or less.

SnOは必須ではないが、含有する場合、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上、特に好ましくは2%以上である。一方、溶融時の失透を抑制するために、SnOの含有量は4%以下が好ましく、3.5%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましく、2.5%以下が特に好ましい。 Although SnO 2 is not essential, when it is contained, it is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, even more preferably 1.5% or more, particularly preferably 2% or more. On the other hand, in order to suppress devitrification during melting, the SnO 2 content is preferably 4% or less, more preferably 3.5% or less, even more preferably 3% or less, and particularly preferably 2.5% or less.

は化学強化ガラスが破壊した時に破片が飛散しにくくする効果のある成分であり、含有させてよい。Yの含有量は、好ましくは0.3%以上、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは0.7%以上、特に好ましくは1.0%以上である。一方、溶融時の失透を抑制するために、Yの含有量は5%以下が好ましく、4%以下がより好ましい。 Y 2 O 3 is a component that is effective in making it difficult for fragments to scatter when chemically strengthened glass is broken, and may be included. The content of Y 2 O 3 is preferably 0.3% or more, more preferably 0.5% or more, still more preferably 0.7% or more, particularly preferably 1.0% or more. On the other hand, in order to suppress devitrification during melting, the content of Y 2 O 3 is preferably 5% or less, more preferably 4% or less.

は、化学強化用ガラスまたは化学強化ガラスのチッピング耐性を向上させ、また溶融性を向上させる成分であり、含有してもよい。Bを含有する場合の含有量は、溶融性を向上するために、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上である。一方、Bの含有量が多すぎると溶融時に脈理が発生したり、分相しやすくなったりして化学強化用ガラスの品質が低下しやすいため10%以下が好ましい。Bの含有量は、より好ましくは8%以下、さらに好ましくは6%以下であり、特に好ましくは4%以下である。 B 2 O 3 is a component that improves the chipping resistance of chemically strengthened glass or chemically strengthened glass and also improves the meltability, and may be contained. In order to improve meltability, the content of B 2 O 3 is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, and still more preferably 2% or more. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too large, striae will occur during melting or phase separation will easily occur, which will likely deteriorate the quality of the chemically strengthened glass, so the content is preferably 10% or less. The content of B 2 O 3 is more preferably 8% or less, further preferably 6% or less, particularly preferably 4% or less.

La、NbおよびTaは、いずれも化学強化ガラスが破壊した時に破片が飛散しにくくする成分であり、屈折率を高くするために、含有させてもよい。これらを含有する場合、La、NbおよびTaの含有量の合計(以下、La+Nb+Ta)は好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、溶融時にガラスが失透しにくくなるために、La+Nb+Taは4%以下が好ましく、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは2%以下であり、特に好ましくは1%以下である。 La 2 O 3 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 are all components that make it difficult for fragments to scatter when chemically strengthened glass is broken, and may be included in order to increase the refractive index. When these are contained, the total content of La 2 O 3 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 (hereinafter referred to as La 2 O 3 +Nb 2 O 5 +Ta 2 O 5 ) is preferably 0.5% or more. It is more preferably 1% or more, still more preferably 1.5% or more, particularly preferably 2% or more. In addition, in order to make the glass less likely to devitrify during melting, La 2 O 3 + Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 is preferably 4% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 2% or less, and especially Preferably it is 1% or less.

また、CeOを含有してもよい。CeOはガラスを酸化することで着色を抑える場合がある。CeOを含有する場合の含有量は0.03%以上が好ましく、0.05%以上がより好ましく、0.07%以上がさらに好ましい。CeOの含有量は、透明性を高くするために1.5%以下が好ましく、1.0%以下がより好ましい。 Moreover, it may contain CeO2 . CeO 2 may suppress discoloration by oxidizing glass. When containing CeO 2 , the content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more, and even more preferably 0.07% or more. The content of CeO 2 is preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less, in order to increase transparency.

化学強化ガラスを着色して使用する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Co、MnO、Fe、NiO、CuO、Cr、V、Bi、SeO、Er、Ndが挙げられる。 When chemically strengthened glass is used in a colored manner, a coloring component may be added within a range that does not inhibit the achievement of desired chemically strengthened properties. Examples of coloring components include Co3O4 , MnO2 , Fe2O3 , NiO , CuO , Cr2O3 , V2O5 , Bi2O3 , SeO2 , Er2O3 , Nd2O. 3 can be mentioned.

着色成分の含有量は、合計で1%以下の範囲が好ましい。ガラスの可視光透過率をより高くしたい場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。 The total content of the coloring components is preferably in a range of 1% or less. When it is desired to increase the visible light transmittance of the glass, it is preferable that these components are not substantially contained.

紫外光の照射に対する耐候性を高めるために、HfO、Nb、Tiを添加してもよい。紫外光照射に対する耐候性を高める目的で添加する場合には、他の特性に影響を抑えるために、HfO、NbおよびTiの含有量の合計は1%以下が好ましく、0.5%以下がさらに好ましく、0.1%以下がより好ましい。 HfO 2 , Nb 2 O 5 , and Ti 2 O 3 may be added to improve the weather resistance against irradiation with ultraviolet light. When added for the purpose of improving weather resistance against ultraviolet light irradiation, the total content of HfO 2 , Nb 2 O 5 and Ti 2 O 3 is preferably 1% or less in order to suppress the influence on other properties. It is more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.1% or less.

また、ガラスの溶融の際の清澄剤等として、SO、塩化物、フッ化物を適宜含有してもよい。清澄剤として機能する成分の含有量の合計は、添加しすぎると強化特性に影響をおよぼすため、酸化物基準の質量%表示で、2%以下が好ましく、より好ましくは1%以下であり、さらに好ましくは0.5%以下である。下限は特に制限されないが、典型的には、酸化物基準の質量%表示で、合計で0.05%以上が好ましい。 Further, SO 3 , chloride, and fluoride may be appropriately contained as a fining agent or the like during glass melting. The total content of components that function as clarifiers is preferably 2% or less, more preferably 1% or less, expressed as mass % based on oxides, since adding too much will affect the reinforcing properties. Preferably it is 0.5% or less. The lower limit is not particularly limited, but is typically 0.05% or more in total expressed as % by mass based on the oxide.

清澄剤としてSOを用いる場合のSOの含有量は、少なすぎると効果が見られないため、酸化物基準の質量%表示で、0.01%以上が好ましく、より好ましくは0.05%以上であり、さらに好ましくは0.1%以上である。また、清澄剤としてSOを用いる場合のSOの含有量は、酸化物基準の質量%表示で、1%以下が好ましく、より好ましくは0.8%以下であり、さらに好ましくは0.6%以下である。 When SO 3 is used as a clarifier, the content of SO 3 is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05%, expressed as mass % based on oxides, since no effect will be seen if it is too small. or more, and more preferably 0.1% or more. Further, when SO 3 is used as a clarifier, the content of SO 3 is preferably 1% or less, more preferably 0.8% or less, and even more preferably 0.6% by mass based on oxides. % or less.

清澄剤としてClを用いる場合のClの含有量は、添加しすぎると強化特性などの物性に影響をおよぼすため、酸化物基準の質量%表示で、1%以下が好ましく、0.8%以下がより好ましく、0.6%以下がさらに好ましい。また、清澄剤としてClを用いる場合のClの含有量は、少なすぎると効果が見られないため、酸化物基準の質量%表示で、0.05%以上が好ましく、より好ましくは0.1%以上であり、さらに好ましくは0.2%以上である。 When using Cl as a clarifier, the content of Cl is preferably 1% or less, expressed as % by mass based on oxides, and 0.8% or less, since adding too much will affect physical properties such as reinforcing properties. It is more preferably 0.6% or less. In addition, when using Cl as a clarifier, the content of Cl is preferably 0.05% or more, more preferably 0.1%, expressed as mass % based on oxides, since no effect will be seen if it is too small. or more, and more preferably 0.2% or more.

清澄剤としてSnOを用いる場合のSnOの含有量は、酸化物基準の質量%表示で、1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましく、0.3%以下がさらに好ましい。また、清澄剤としてSnOを用いる場合のSnOの含有量は、少なすぎると効果が見られないため、酸化物基準の質量%表示で、0.02%以上が好ましく、より好ましくは0.05%以上であり、さらに好ましくは0.1%以上である。 When SnO 2 is used as a clarifier, the content of SnO 2 is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.3% or less, expressed as mass % based on the oxide. In addition, when using SnO 2 as a clarifier, the content of SnO 2 is preferably 0.02% or more, more preferably 0.02% or more, expressed as mass % based on oxides, since no effect will be seen if it is too small. 0.05% or more, more preferably 0.1% or more.

は含有しないことが好ましい。Pを含有する場合は、2.0%以下が好ましく、1.0%以下がより好ましく、0.5%以下がさらに好ましく、含有しないことが最も好ましい。 It is preferable that P 2 O 5 is not contained. When P 2 O 5 is contained, it is preferably 2.0% or less, more preferably 1.0% or less, even more preferably 0.5% or less, and most preferably not contained.

Asは含有しないことが好ましい。Asを含有する場合は、0.3%以下が好ましく、0.1%以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。 It is preferable that As 2 O 3 is not contained. When As 2 O 3 is contained, it is preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less, and most preferably not contained.

<化学強化ガラスの製造方法>
本発明の一実施形態に係る化学強化ガラスを製造する方法(以下、本製造方法とも略す。)を以下に説明する。
<Method for manufacturing chemically strengthened glass>
A method for manufacturing chemically strengthened glass (hereinafter also abbreviated as the present manufacturing method) according to an embodiment of the present invention will be described below.

本製造方法は、以下の工程(1)~(3)を順次含むことを特徴とする。
(1)リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換するイオン交換工程(2)LiNOおよびNaNOを含有し、且つLiNOに対するNaNOの質量比率NaNO/LiNOが0.25~3.0である無機塩組成物に、前記リチウム含有ガラスを、425℃以上で5時間以上接触させる逆イオン交換工程(3)前記リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換する再イオン交換工程
以下、各工程について説明する。
The present manufacturing method is characterized in that it sequentially includes the following steps (1) to (3).
(1) Ion exchange step of ion-exchanging the lithium-containing glass at least once with an inorganic salt composition containing potassium (2) Containing LiNO 3 and NaNO 3 and the mass ratio of NaNO 3 to LiNO 3 NaNO 3 Reverse ion exchange step ( 3 ) in which the lithium-containing glass is brought into contact with an inorganic salt composition having a content of 0.25 to 3.0 at 425° C. or higher for 5 hours or more. Re-ion exchange step of performing ion exchange at least once with an inorganic salt composition. Each step will be explained below.

<<工程(1)>>
工程(1)は、リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物に接触させて少なくとも1回以上イオン交換する工程である。リチウム含有ガラスは、リチウムを含有し、成形、化学強化処理による組成が可能な組成であればよい。ガラスとして、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等が挙げられる。
<<Step (1)>>
Step (1) is a step of ion-exchanging the lithium-containing glass at least once by bringing it into contact with the potassium-containing inorganic salt composition. The lithium-containing glass may have any composition as long as it contains lithium and can be formed by molding and chemical strengthening. Examples of the glass include aluminosilicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, lead glass, alkali barium glass, aluminoborosilicate glass, and the like.

リチウム含有ガラスの好ましい組成としては、<化学強化ガラス>の<<組成>>の項において記載したものと同様である。すなわち、母組成が、酸化物基準のモル%表示で、SiOを52~75%、Alを8~20%、LiOを5~18%、含有することが好ましい。かかる好ましい母組成を有するガラスは、イオン交換によりカリウムがガラス内に拡散しにくい性質を有するが、本製造方法によれば、ガラス表層に多くのカリウムイオンを導入し、表面強度を高め得る。 The preferred composition of the lithium-containing glass is the same as that described in the section <<Composition>> of <Chemically strengthened glass>. That is, it is preferable that the mother composition contains 52 to 75% of SiO 2 , 8 to 20% of Al 2 O 3 , and 5 to 18% of Li 2 O in terms of mol% based on oxides. Glass having such a preferable matrix composition has a property that potassium is difficult to diffuse into the glass due to ion exchange, but according to the present manufacturing method, many potassium ions can be introduced into the glass surface layer and the surface strength can be increased.

ガラスの表層に圧縮応力層を形成する化学強化処理は、ガラスを無機塩組成物に接触させて、該ガラス中の金属イオンと、該無機塩組成物中にある、該金属イオンよりイオン半径の大きい金属イオンと、を置換する処理である。 Chemical strengthening treatment to form a compressive stress layer on the surface layer of glass involves bringing the glass into contact with an inorganic salt composition to strengthen the metal ions in the glass and the metal ions in the inorganic salt composition with an ionic radius smaller than that of the metal ions. This process replaces large metal ions.

無機塩組成物にガラスを接触させる方法としては、ペースト状の無機塩組成物をガラスに塗布する方法、無機塩組成物の水溶液をガラスに噴射する方法、融点以上に加熱した無機塩組成物の溶融塩の塩浴にガラス板浸漬させる方法などが挙げられる。これらの中では、生産性を向上させる観点から、無機塩組成物の溶融塩にガラスを浸漬させる方法が好ましい。 Methods for bringing the glass into contact with the inorganic salt composition include methods of applying a paste-like inorganic salt composition to the glass, methods of spraying an aqueous solution of the inorganic salt composition onto the glass, and methods of contacting the glass with the inorganic salt composition heated above the melting point. Examples include a method in which a glass plate is immersed in a salt bath of molten salt. Among these, from the viewpoint of improving productivity, a method of immersing glass in a molten salt of an inorganic salt composition is preferred.

無機塩組成物の溶融塩にガラスを浸漬させる方法による化学強化処理は、例えば、次の手順で実施できる。まずガラスを100℃以上に予熱し、該溶融塩を、化学強化を行う温度に調整する。次いで予熱したガラスを溶融塩中に所定の時間浸漬した後、ガラスを溶融塩中から引き上げ、放冷する。 Chemical strengthening treatment by immersing glass in a molten salt of an inorganic salt composition can be carried out, for example, by the following procedure. First, the glass is preheated to 100° C. or higher, and the molten salt is adjusted to a temperature for chemical strengthening. Next, after immersing the preheated glass in the molten salt for a predetermined time, the glass is pulled out of the molten salt and allowed to cool.

工程(1)のイオン交換に用いる無機塩組成物に含まれる塩としては特に限定されず、例えば、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、ホウ酸カリウム、硫酸カリウム、硝酸リチウム、炭酸リチウム、塩化リチウム、ホウ酸リチウム、硫酸リチウムが挙げられ、これらは単独で添加しても、複数種を組み合わせて添加してもよい。カリウムを含有する無機塩組成物としては、例えば、好ましくは硝酸ナトリウムまたは硝酸カリウムを含有する無機塩組成物が挙げられる。 The salts contained in the inorganic salt composition used for ion exchange in step (1) are not particularly limited, and include, for example, sodium nitrate, sodium carbonate, sodium chloride, sodium borate, sodium sulfate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium chloride, Examples include potassium borate, potassium sulfate, lithium nitrate, lithium carbonate, lithium chloride, lithium borate, and lithium sulfate, and these may be added alone or in combination of multiple types. Examples of the inorganic salt composition containing potassium include, for example, preferably an inorganic salt composition containing sodium nitrate or potassium nitrate.

工程(1)におけるリチウム含有ガラスと無機塩組成物との接触温度は特に制限されないが、イオン交換速度を速めて生産性を向上させる観点から、310℃以上が好ましく、330℃以上がより好ましく、350℃以上がさらに好ましい。また、塩の揮散を低減する観点から、上記接触温度は530℃以下が好ましく、500℃以下がより好ましく、480℃以下がさらに好ましい。 The contact temperature between the lithium-containing glass and the inorganic salt composition in step (1) is not particularly limited, but from the viewpoint of accelerating the ion exchange rate and improving productivity, it is preferably 310 ° C. or higher, more preferably 330 ° C. or higher, More preferably, the temperature is 350°C or higher. Further, from the viewpoint of reducing salt volatilization, the contact temperature is preferably 530°C or lower, more preferably 500°C or lower, and even more preferably 480°C or lower.

工程(1)におけるリチウム含有ガラスと無機塩組成物との接触時間は特に制限されないが、時間変動によるイオン交換レベルのバラつきを低減させる観点から、30分以上が好ましく、45分以上がより好ましく、1時間以上がさらに好ましい。また、生産性を向上させる観点から、20時間以下が好ましい。 The contact time between the lithium-containing glass and the inorganic salt composition in step (1) is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing variations in the ion exchange level due to time fluctuations, it is preferably 30 minutes or more, more preferably 45 minutes or more, More preferably one hour or more. Moreover, from the viewpoint of improving productivity, the time is preferably 20 hours or less.

工程(1)におけるイオン交換は、カリウムを含有する無機塩組成物に接触させるイオン交換が少なくとも1回以上含まれれば、1段階のイオン交換であってもよいし、2段階以上の多段階イオン交換であってもよい。 The ion exchange in step (1) may be a one-stage ion exchange, as long as the ion exchange is brought into contact with the potassium-containing inorganic salt composition at least once, or it may be a multi-stage ion exchange with two or more stages. It may be an exchange.

工程(1)における2段階以上のイオン交換としては、例えば、下記が挙げられる。
・第1段階のイオン交換として、好ましくは20質量%以上のNaNOを含む無機塩組成物にガラス板を接触させて、該ガラス中のLiイオンと無機塩組成物中のNaイオンとをイオン交換した後に、第2段階のイオン交換として、好ましくは80質量%以上のKNOを含む無機塩組成物にガラス板を接触させて、ガラス中のNaイオンと無機塩組成物中のKイオンとをイオン交換する。
上記の第1段階のイオン交換時の無機塩組成物におけるNaNOの含有量は、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上がさらに好ましい。また、上記の第2段階のイオン交換時の無機塩組成物におけるKNOの含有量は、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。
Examples of the two or more stages of ion exchange in step (1) include the following.
- In the first stage of ion exchange, a glass plate is brought into contact with an inorganic salt composition containing preferably 20% by mass or more of NaNO 3 to ionize Li ions in the glass and Na ions in the inorganic salt composition. After the exchange, as a second stage of ion exchange, the glass plate is brought into contact with an inorganic salt composition preferably containing 80% by mass or more of KNO3 , so that the Na ions in the glass and the K ions in the inorganic salt composition are combined. ion exchange.
The content of NaNO 3 in the inorganic salt composition during ion exchange in the first stage is more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. Further, the content of KNO 3 in the inorganic salt composition during ion exchange in the second stage is more preferably 85% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.

工程(1)によりリチウム含有ガラスの表層に形成される圧縮応力層のうち、最表面における圧縮応力(CS)は、特に限定されないが、通常600MPa以上が好ましく、650MPa以上がより好ましく、700MPa以上がさらに好ましい。 Among the compressive stress layers formed on the surface layer of the lithium-containing glass in step (1), the compressive stress (CS) at the outermost surface is not particularly limited, but is usually preferably 600 MPa or more, more preferably 650 MPa or more, and 700 MPa or more. More preferred.

<<工程(2)>>
工程(2)は、LiNOおよびNaNOを含有する無機塩組成物に、リチウム含有ガラスを接触させて、該リチウム含有ガラス中のイオンと、該イオンより小さいイオン半径を有するイオンとをイオン交換させて、工程(1)で形成された圧縮応力層の圧縮応力を低減させる逆イオン交換工程である。より具体的には例えば、ガラス中のKイオンと無機塩組成物中のNaイオン、およびガラス中のNaイオンと無機塩組成物中のLiイオンが交換される。
<<Step (2)>>
Step (2) is to bring the lithium-containing glass into contact with the inorganic salt composition containing LiNO 3 and NaNO 3 to ion-exchange the ions in the lithium-containing glass with ions having a smaller ionic radius than the ions. This is a reverse ion exchange step to reduce the compressive stress of the compressive stress layer formed in step (1). More specifically, for example, K ions in the glass and Na ions in the inorganic salt composition, and Na ions in the glass and Li ions in the inorganic salt composition are exchanged.

工程(2)で用いる無機塩組成物は、LiNOおよびNaNOを含有し、LiNOに対するNaNOの質量比率NaNO/LiNOが0.25以上3.0以下である。前記質量比率NaNO/LiNOが0.25以上3.0以下であることにより、ガラス表層のNaイオン濃度を十分に低減させて、逆イオン交換効率を高め得る。逆イオン交換の効率を向上する観点から、質量比率NaNO/LiNOは、より好ましくは0.40以上、さらに好ましくは0.55以上、特に好ましくは0.75以上である。また、より好ましくは2.5以下、さらに好ましくは1.8以下、特に好ましくは1.3以下である。 The inorganic salt composition used in step (2) contains LiNO 3 and NaNO 3 , and the mass ratio of NaNO 3 to LiNO 3 , NaNO 3 /LiNO 3 , is 0.25 or more and 3.0 or less. When the mass ratio NaNO 3 /LiNO 3 is 0.25 or more and 3.0 or less, the Na ion concentration in the glass surface layer can be sufficiently reduced and the reverse ion exchange efficiency can be increased. From the viewpoint of improving the efficiency of reverse ion exchange, the mass ratio NaNO 3 /LiNO 3 is more preferably 0.40 or more, still more preferably 0.55 or more, particularly preferably 0.75 or more. Further, it is more preferably 2.5 or less, further preferably 1.8 or less, particularly preferably 1.3 or less.

工程(2)で用いる無機塩組成物に含まれるLiNOの含有量は、20質量%以上が好ましく、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上である。また、無機塩組成物に含まれるLiNOの含有量は、75質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは65質量%以下である。 The content of LiNO 3 contained in the inorganic salt composition used in step (2) is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and still more preferably 40% by mass or more. Moreover, the content of LiNO 3 contained in the inorganic salt composition is preferably 75% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, still more preferably 65% by mass or less.

無機塩組成物は、LiNOおよびNaNOに加えて、さらに他の無機塩を添加してもよい。該他の無機塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、ホウ酸カリウム、硫酸カリウム、炭酸リチウム、塩化リチウム、ホウ酸リチウム、硫酸リチウムが挙げられる。 In addition to LiNO 3 and NaNO 3 , other inorganic salts may be added to the inorganic salt composition. Examples of the other inorganic salts include sodium carbonate, sodium chloride, sodium borate, sodium sulfate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium chloride, potassium borate, potassium sulfate, lithium carbonate, lithium chloride, lithium borate, and lithium sulfate. can be mentioned.

これらの中でも、LiNOの含有量を増やさずとも逆イオン交換効率を高められる観点からKNOが好ましく挙げられる。無機塩組成物にKNOを含有させる場合、無機塩組成物におけるKNOの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。また、無機塩組成物におけるKNOの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。 Among these, KNO 3 is preferred from the viewpoint of increasing the reverse ion exchange efficiency without increasing the LiNO 3 content. When the inorganic salt composition contains KNO 3 , the content of KNO 3 in the inorganic salt composition is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more. Further, the content of KNO 3 in the inorganic salt composition is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less.

工程(2)におけるリチウム含有ガラスと無機塩組成物との接触温度は、425℃以上であり、好ましくは435℃以上、より好ましくは445℃以上である。接触温度を425℃以上とすることにより、逆イオン交換効率を高めてガラスからイオンを十分に抜き、工程(3)における再イオン交換の効率を高めて強度を向上し得る。また、工程(1)及び工程(2)によるガラスの膨張を抑制し得る。また、塩の揮散を低減する観点から、前記接触温度は500℃以下が好ましく、485℃以下がより好ましく、470℃以下がさらに好ましい。 The contact temperature between the lithium-containing glass and the inorganic salt composition in step (2) is 425°C or higher, preferably 435°C or higher, and more preferably 445°C or higher. By setting the contact temperature to 425° C. or higher, the reverse ion exchange efficiency can be increased to sufficiently remove ions from the glass, and the reion exchange efficiency in step (3) can be increased to improve the strength. Further, expansion of the glass caused by steps (1) and (2) can be suppressed. Further, from the viewpoint of reducing salt volatilization, the contact temperature is preferably 500°C or lower, more preferably 485°C or lower, and even more preferably 470°C or lower.

工程(2)におけるリチウム含有ガラスと無機塩組成物との接触時間は、時間変動によるイオン交換レベルのバラつきを低減させて逆イオン交換効率を向上する観点、並びに工程(1)及び工程(2)によるガラスの膨張を抑制する観点から、工程(1)及び工程(2)による膨張を抑制する観点から、4時間以上が好ましく、6時間以上がより好ましく、8時間以上がさらに好ましい。また、生産性を向上させる観点から、72時間以下が好ましく、より好ましくは48時間以下、さらに好ましくは24時間以下である。 The contact time between the lithium-containing glass and the inorganic salt composition in step (2) is determined from the viewpoint of improving reverse ion exchange efficiency by reducing variations in ion exchange level due to time fluctuations, and from the viewpoint of step (1) and step (2). From the viewpoint of suppressing the expansion of the glass due to step (1) and step (2), the heating time is preferably 4 hours or more, more preferably 6 hours or more, and even more preferably 8 hours or more. Further, from the viewpoint of improving productivity, the heating time is preferably 72 hours or less, more preferably 48 hours or less, and still more preferably 24 hours or less.

工程(2)により低減させた圧縮応力層の圧縮応力は、低いほど好ましく、圧縮応力層が完全に除去されることが最も好ましい。例えば、第1のイオン交換工程後の圧縮応力層の圧縮応力(CS)は、表面からの深さ50μmにおいて、10MPa以下が好ましく、7MPa以下がより好ましく、4MPa以下がさらに好ましく、0MPaが最も好ましい。また、工程(2)後のガラス表面の圧縮応力は、100MPa以下であればよく、50MPa以下が好ましく、20MPa以下がより好ましく、10MPa以下がさらに好ましい。 It is preferable that the compressive stress of the compressive stress layer reduced in step (2) is as low as possible, and it is most preferable that the compressive stress layer is completely removed. For example, the compressive stress (CS) of the compressive stress layer after the first ion exchange step is preferably 10 MPa or less, more preferably 7 MPa or less, further preferably 4 MPa or less, and most preferably 0 MPa at a depth of 50 μm from the surface. . Further, the compressive stress on the glass surface after step (2) may be 100 MPa or less, preferably 50 MPa or less, more preferably 20 MPa or less, and even more preferably 10 MPa or less.

工程(2)により逆イオン交換したリチウム含有ガラスは、ガラス板の長手方向の長さの膨張率が、工程(1)におけるイオン交換前のリチウム含有ガラスに対し、0.4%以下であることが好ましく、より好ましくは0.3%以下、さらに好ましくは0.2%以下である。該膨張率を0.1%以下とすることで、膨張率の増大に伴うガラスの反りなどを抑制できる。該膨張率の上限は特に制限はなく、0%に近いほど好ましいが、通常-0.05%以上である。 The lithium-containing glass subjected to reverse ion exchange in step (2) has an expansion coefficient of 0.4% or less in the longitudinal direction of the glass plate relative to the lithium-containing glass before ion exchange in step (1). is preferable, more preferably 0.3% or less, still more preferably 0.2% or less. By setting the expansion coefficient to 0.1% or less, it is possible to suppress warping of the glass due to an increase in the expansion coefficient. The upper limit of the expansion rate is not particularly limited, and is preferably as close to 0% as possible, but is usually -0.05% or more.

<<工程(A)>>
本製造方法は、工程(2)の逆イオン交換工程と工程(3)の再イオン交換工程との間に、下記工程(A)を含んでもよい。(A)リチウム含有ガラスの表面を、片面または両面に対して、片面当たり0.5~15μm除去する工程
<<Step (A)>>
This manufacturing method may include the following step (A) between the reverse ion exchange step of step (2) and the reion exchange step of step (3). (A) Step of removing 0.5 to 15 μm per side of the surface of lithium-containing glass on one or both sides

工程(A)におけるリチウム含有ガラス表面の除去量は、片面当たり0.5μm以上であり、好ましくは0.7μm以上、より好ましくは0.9μm以上、さらに好ましくは1.3μm以上である。また、工程(A)における除去量は、片面当たり15μm以下であり、好ましくは12μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは8μm以下である。工程(A)における除去量を前記範囲とすることで、ガラス表面のミクロな傷(欠点)が除去されるとともに、逆イオン交換で発生した白曇りを十分に除去し得る。 The amount of lithium-containing glass surface removed in step (A) is 0.5 μm or more per side, preferably 0.7 μm or more, more preferably 0.9 μm or more, and still more preferably 1.3 μm or more. Further, the amount removed in step (A) is 15 μm or less per side, preferably 12 μm or less, more preferably 10 μm or less, and still more preferably 8 μm or less. By setting the removal amount in step (A) within the above range, not only micro scratches (defects) on the glass surface can be removed, but also cloudiness generated by reverse ion exchange can be sufficiently removed.

工程(A)におけるリチウム含有ガラス表面の除去量は、両面の研磨量が均等でなくともよく、例えば両面の研磨量の差が好ましくは3.0μm以下の範囲であれば反りを低減することができ、より好ましくは2.0μm以下、さらに好ましくは1.0μm以下、特に好ましくは0.5μm以下である。 The amount of removal of the lithium-containing glass surface in step (A) does not require that the amount of polishing on both sides be equal; for example, if the difference in the amount of polishing on both sides is preferably within a range of 3.0 μm or less, warping can be reduced. It is more preferably 2.0 μm or less, still more preferably 1.0 μm or less, particularly preferably 0.5 μm or less.

リチウム含有ガラスの表面を除去する手段としては、研磨またはガラス表面のエッチングが挙げられる。なお、工程(A)においては、ガラスの反り防止の点から、板厚方向に対向する2つのガラス板主面について、同じ量を除去することが好ましいが、工程(A)の除去条件は特に制限されず、所望の表面粗さとなる条件で行うとよい。 Means for removing the surface of the lithium-containing glass include polishing or etching the glass surface. In addition, in step (A), from the point of view of preventing warping of the glass, it is preferable to remove the same amount from the two main surfaces of the glass plate facing each other in the thickness direction, but the removal conditions in step (A) are particularly There are no restrictions, and it may be carried out under conditions that provide the desired surface roughness.

研磨手段としては、例えば、酸化セリウム、コロイダルシリカ等の砥粒を使用できる。砥粒平均粒径は、0.02~2.0μmが好ましく、砥粒の濃度として、スラリーとした再の比重は1.03~1.13が好ましい。研磨圧は6~20kPaが好ましく、研磨装置の定盤の回転速度は最外周の周速が毎分20~100mであることが好ましい。一例として、平均粒径約1.2μmの酸化セリウムを水に分散させて比重1.07のスラリーを作製し、表面が不織布またはスウェードの研磨パッドを用いて、研磨圧9.8kPaの条件で、片面あたり0.5μm以上のガラス板の表面を研磨する等の一般的な方法で実施できる。また、研磨工程では、ショアA硬度が25~65°かつ100g/cmでの沈み込み量が0.05mm以上となる、表面が不織布又はスウェードの研磨パッドが適用できる。この中でも、コスト面から不織布の研磨パッドの使用が好ましい。 As the polishing means, for example, abrasive grains such as cerium oxide and colloidal silica can be used. The average particle diameter of the abrasive grains is preferably 0.02 to 2.0 μm, and the concentration of the abrasive grains and the specific gravity of the slurry are preferably 1.03 to 1.13. The polishing pressure is preferably 6 to 20 kPa, and the rotation speed of the surface plate of the polishing device is preferably 20 to 100 m/min at the outermost circumference. As an example, cerium oxide with an average particle size of about 1.2 μm is dispersed in water to prepare a slurry with a specific gravity of 1.07, and using a polishing pad with a nonwoven fabric or suede surface, the polishing pressure is 9.8 kPa. This can be carried out by a general method such as polishing the surface of a glass plate with a thickness of 0.5 μm or more per side. Further, in the polishing step, a polishing pad having a surface of nonwoven fabric or suede and having a Shore A hardness of 25 to 65 degrees and a sinking amount of 0.05 mm or more at 100 g/cm 2 can be used. Among these, it is preferable to use a polishing pad made of non-woven fabric from the viewpoint of cost.

エッチングによるガラス表面の除去としては、例えば、フッ酸を含む薬液によるエッチングが挙げられる。 Examples of the removal of the glass surface by etching include etching with a chemical solution containing hydrofluoric acid.

<<工程(3)>>
工程(3)は、工程(2)において圧縮応力を低減させたリチウム含有ガラスを無機塩組成物に接触させて、該ガラス板の表層に形成する圧縮応力層の圧縮応力を増加させるように、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換する、再イオン交換工程である。
<<Step (3)>>
Step (3) is to bring the lithium-containing glass whose compressive stress has been reduced in step (2) into contact with an inorganic salt composition to increase the compressive stress of the compressive stress layer formed on the surface layer of the glass plate. This is a re-ion exchange step in which ions are exchanged at least once with an inorganic salt composition containing potassium.

具体的には、工程(3)においては、ガラス中のイオンと、該イオンよりも大きいイオン半径を有するイオンとをイオン交換させて、圧縮応力層の圧縮応力を増加させる。より具体的には例えば、ガラス中のNaイオンと無機塩組成物中のKイオン、およびガラス中のLiイオンと無機塩組成物中のNaイオンが交換される。 Specifically, in step (3), ions in the glass are ion-exchanged with ions having a larger ionic radius than the ions to increase the compressive stress of the compressive stress layer. More specifically, for example, Na ions in the glass and K ions in the inorganic salt composition, and Li ions in the glass and Na ions in the inorganic salt composition are exchanged.

工程(3)のイオン交換に用いる無機塩組成物に含まれる塩としては、例えば、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、塩化カリウム、ホウ酸カリウム、硫酸カリウム、が挙げられ、これらは単独で添加しても、複数種を組み合わせて添加してもよい。 Examples of the salts contained in the inorganic salt composition used for ion exchange in step (3) include sodium nitrate, sodium carbonate, sodium chloride, sodium borate, sodium sulfate, potassium nitrate, potassium carbonate, potassium chloride, potassium borate, Potassium sulfate is mentioned, and these may be added alone or in combination of multiple types.

工程(3)のイオン交換に用いる無機塩組成物に含まれる塩の種類およびその含有量は、所望の圧縮応力および圧縮応力層深さが得られるように適宜設定できる。 The type and content of salt contained in the inorganic salt composition used for ion exchange in step (3) can be appropriately set so as to obtain desired compressive stress and compressive stress layer depth.

例えば、ガラス中のNaイオンと無機塩組成物中のKイオンとをイオン交換する方法としては、無機塩組成物として、KNOを好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上含む無機塩組成物の使用が好ましい。 For example, as a method for ion-exchanging Na ions in glass and K ions in an inorganic salt composition, KNO 3 is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and It is preferable to use an inorganic salt composition containing preferably 40% by mass or more.

工程(3)のイオン交換は、カリウムを含有する無機塩組成物に接触させるイオン交換が少なくとも1回以上含まれれば、1段階のイオン交換であってもよいし、2段階以上の多段階イオン交換であってもよい。 The ion exchange in step (3) may be a one-stage ion exchange, as long as the ion exchange is brought into contact with the potassium-containing inorganic salt composition at least once, or it may be a multi-stage ion exchange with two or more stages. It may be an exchange.

また、工程(3)における2段階以上のイオン交換としては、例えば、下記が挙げられる。・第1段階のイオン交換として、好ましくは20質量%以上のNaNOを含む無機塩組成物にガラス板を接触させて、該ガラス中のLiイオンと無機塩組成物中のNaイオンとをイオン交換した後に、第2段階のイオン交換として、好ましくは80質量%以上のKNOを含む無機塩組成物にガラス板を接触させて、ガラス中のNaイオンと無機塩組成物中のKイオンとをイオン交換する。
上記の第1段階のイオン交換時の無機塩組成物におけるNaNOの含有量は、30質量%以上がより好ましく、30質量%以上がさらに好ましい。また、上記の第2段階のイオン交換時の無機塩組成物におけるKNOの含有量は、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。
Furthermore, examples of the two or more stages of ion exchange in step (3) include the following. - In the first stage of ion exchange, a glass plate is brought into contact with an inorganic salt composition containing preferably 20% by mass or more of NaNO 3 to ionize Li ions in the glass and Na ions in the inorganic salt composition. After the exchange, as a second stage of ion exchange, the glass plate is brought into contact with an inorganic salt composition preferably containing 80% by mass or more of KNO3 , so that the Na ions in the glass and the K ions in the inorganic salt composition are combined. ion exchange.
The content of NaNO 3 in the inorganic salt composition during ion exchange in the first stage is more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more. Further, the content of KNO 3 in the inorganic salt composition during ion exchange in the second stage is more preferably 85% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.

工程(3)のイオン交換におけるリチウム含有ガラスと無機塩組成物との接触温度は特に制限されないが、イオン交換速度を速めて生産性を向上させる観点から、310℃以上が好ましく、330℃以上がより好ましく、350℃以上がさらに好ましい。また、塩の揮散を低減する観点から、上記接触温度は530℃以下が好ましく、500℃以下がより好ましく、480℃以下がさらに好ましい。 The contact temperature between the lithium-containing glass and the inorganic salt composition in the ion exchange of step (3) is not particularly limited, but from the viewpoint of accelerating the ion exchange rate and improving productivity, it is preferably 310°C or higher, and 330°C or higher. More preferably, the temperature is 350°C or higher. Further, from the viewpoint of reducing salt volatilization, the contact temperature is preferably 530°C or lower, more preferably 500°C or lower, and even more preferably 480°C or lower.

工程(3)のイオン交換におけるリチウム含有ガラスと無機塩組成物との接触時間は特に制限されないが、時間変動によるイオン交換レベルのバラつきを低減させる観点から、30分以上が好ましく、45分以上がより好ましく、1時間以上がさらに好ましい。また、生産性を向上させる観点から、20時間以下が好ましい。 The contact time between the lithium-containing glass and the inorganic salt composition in the ion exchange in step (3) is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing variations in the ion exchange level due to time fluctuations, it is preferably 30 minutes or more, and 45 minutes or more. More preferably, one hour or more is even more preferable. Moreover, from the viewpoint of improving productivity, the time is preferably 20 hours or less.

工程(1)のイオン交換及び工程(3)のイオン交換が各々2段階のイオン交換を含む場合、工程(3)のイオン交換に含まれる第1段階のイオン交換の時間が、工程(1)のイオン交換に含まれる第1段階のイオン交換の時間より長いことが好ましい。これにより、工程(2)においてガラス表面から過剰に抜かれたNaイオンを十分にガラス表層に導入し得る。 When the ion exchange of step (1) and the ion exchange of step (3) each include two stages of ion exchange, the time of the first stage of ion exchange included in the ion exchange of step (3) is the same as that of step (1). It is preferable that the time is longer than the time of the first stage of ion exchange included in the ion exchange of . Thereby, the Na ions extracted in excess from the glass surface in step (2) can be sufficiently introduced into the glass surface layer.

本製造方法では、各工程間にガラスを洗浄する工程をさらに含むことが好ましい。洗浄には工水、イオン交換水等を使用できる。洗浄の条件は洗浄液によっても異なるが、イオン交換水を用いる場合には0~100℃の温度で洗浄すると、付着した塩を完全に除去できる点から好ましい。洗浄工程では、イオン交換水等が入っている水槽にガラスを浸漬する方法や、ガラス表面を流水にさらす方法、シャワーにより洗浄液をガラス表面に向けて噴射する方法等、様々な方法を使用できる。 The present manufacturing method preferably further includes a step of cleaning the glass between each step. For cleaning, industrial water, ion exchange water, etc. can be used. Washing conditions vary depending on the washing liquid, but when using ion-exchanged water, it is preferable to wash at a temperature of 0 to 100° C., since adhered salts can be completely removed. In the cleaning process, various methods can be used, such as immersing the glass in a water tank containing ion-exchanged water, exposing the glass surface to running water, and spraying a cleaning solution onto the glass surface using a shower.

本製造方法で製造される化学強化ガラスの圧縮応力層の圧縮応力(CS)は、特に限定されないが、表面からの深さ50μmにおいて、50MPa以上が好ましく、60MPa以上がより好ましく、70MPa以上がさらに好ましい。また、本製造方法で製造される化学強化ガラスのガラス表面の圧縮応力も、特に限定されないが、500MPa以上であればよく、600Mpa以上が好ましく、700MPa以上がより好ましく、800MPa以上がさらに好ましい。 The compressive stress (CS) of the compressive stress layer of the chemically strengthened glass manufactured by this manufacturing method is not particularly limited, but at a depth of 50 μm from the surface, it is preferably 50 MPa or more, more preferably 60 MPa or more, and still more preferably 70 MPa or more. preferable. Further, the compressive stress on the glass surface of the chemically strengthened glass produced by this production method is not particularly limited either, but may be 500 MPa or more, preferably 600 MPa or more, more preferably 700 MPa or more, and even more preferably 800 MPa or more.

以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれに限定されない。 EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

<化学強化ガラスの作製>
(化学強化用ガラスの作製)
酸化物基準のモル百分率表示で示した下記組成となるようにガラス原料を調合し、ガラスとして400gになるように秤量した。ついで、混合した原料を白金るつぼに入れ、1500~1700℃の電気炉に投入して3時間程度溶融し、脱泡し、均質化した。
硝材A:SiO 69.2%、Al 12.4%、MgO 0.1%、CaO 0.1%、ZrO 0.3%、Y 1.3%、LiO 10.6%、Na
4.7%、KO 1.2%
<Production of chemically strengthened glass>
(Production of chemically strengthened glass)
Glass raw materials were prepared to have the following composition expressed in mole percentage based on oxides, and weighed to give 400 g of glass. Next, the mixed raw materials were placed in a platinum crucible and placed in an electric furnace at 1,500 to 1,700°C, where they were melted for about 3 hours, defoamed, and homogenized.
Glass material A: SiO 2 69.2%, Al 2 O 3 12.4%, MgO 0.1%, CaO 0.1%, ZrO 2 0.3%, Y 2 O 3 1.3%, Li 2 O 10.6%, Na2O
4.7%, K2O 1.2%

得られた溶融ガラスを金属型に流し込み、ガラス転移点より50℃程度高い温度に1時間保持した後、0.5℃/分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られた溶融ガラスを型に流し込み、ガラス転移点(714℃)付近の温度に約1時間保持した後、0.5℃/分の速度で室温まで冷却してガラスブロックを得た。得られたガラスブロックから50mm×50mm×0.7mmのガラス板を作製した。 The obtained molten glass was poured into a metal mold, held at a temperature approximately 50° C. higher than the glass transition point for 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 0.5° C./min to obtain a glass block. The obtained molten glass was poured into a mold, held at a temperature near the glass transition point (714°C) for about 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 0.5°C/min to obtain a glass block. A glass plate of 50 mm x 50 mm x 0.7 mm was produced from the obtained glass block.

工程(1):イオン交換工程
上記で得られたガラス板を用いて、表1に示す条件で無機塩組成物にガラス板を浸漬させて、イオン交換処理を施した。表1において、「1段目」及び「2段目」と記載している場合、1段目のイオン交換処理の後、2段目のイオン交換処理を行った。各イオン交換の間に、ガラス板の表面を洗浄し乾燥させた。
Step (1): Ion exchange step Using the glass plate obtained above, the glass plate was immersed in an inorganic salt composition under the conditions shown in Table 1 to perform an ion exchange treatment. In Table 1, when "first stage" and "second stage" are described, the second stage ion exchange treatment was performed after the first stage ion exchange treatment. Between each ion exchange, the surface of the glass plate was cleaned and dried.

工程(2):逆イオン交換工程
前記イオン交換工程の後に、表1に示す条件で無機塩組成物にガラス板を浸漬させて、イオン交換処理を施し、逆イオン交換をした。その後、ガラス板の表面を洗浄し、乾燥させた。
Step (2): Reverse ion exchange step After the ion exchange step, the glass plate was immersed in the inorganic salt composition under the conditions shown in Table 1 to perform ion exchange treatment, thereby performing reverse ion exchange. Thereafter, the surface of the glass plate was washed and dried.

工程(A):除去工程
研磨スラリーとして、平均粒子直径(d50)が1.2μmの酸化セリウムを水に分散させて比重1.07のスラリーを作製した。次に、得られたスラリーを用いて、ショアA硬度が58°、100g/cmでの沈み込み量が0.11mmの不織布研磨パッドを用いて、研磨圧9.8kPaの条件で、ガラス板の両面を同時に各々5μm研磨した。
Step (A): Removal Step As a polishing slurry, cerium oxide having an average particle diameter (d50) of 1.2 μm was dispersed in water to prepare a slurry having a specific gravity of 1.07. Next, using the obtained slurry, a glass plate was polished at a polishing pressure of 9.8 kPa using a nonwoven fabric polishing pad with a Shore A hardness of 58° and a sinking amount of 0.11 mm at 100 g/ cm2 . Both sides were simultaneously polished by 5 μm each.

工程(3):再イオン交換工程
上記除去工程の後に、表1に示す条件で無機塩組成物にガラス板を浸漬させて、イオン交換処理を施し、再イオン交換をした。その後、ガラス板の表面を洗浄し、乾燥させた。
Step (3): Re-ion exchange step After the above-mentioned removal step, the glass plate was immersed in the inorganic salt composition under the conditions shown in Table 1 to perform an ion exchange treatment and perform re-ion exchange. Thereafter, the surface of the glass plate was washed and dried.

<評価>
本実施例における各種評価は以下に示す方法により行った。
(EPMA)
ガラスにおけるKO濃度又はNaO濃度は、EPMAにより、以下のようにして測定した。まず、ガラス試料をエポキシ樹脂で包埋し、第1の主面および第1の主面に対向する第2の主面に対して垂直方向に機械研磨して断面試料を作製した。研磨後の断面にCコートを施し、EPMA(JEOL社製:JXA-8500F)を用いて測定を行った。加速電圧は15kV、プローブ電流は30nA、積算時間は1000msec./pointとして1μm間隔でKO又はNaOのX線強度のラインプロファイルを取得した。得られたKO濃度プロファイル及びNaO濃度プロファイルについて、板厚中央部(0.5×t)±25μm(板厚をtμmとする)の平均カウントをバルク組成として、全板厚のカウントをモル%に比例換算して算出し、表2に示す各領域における傾き(%/μm)を求めた。
<Evaluation>
Various evaluations in this example were performed by the methods shown below.
(EPMA)
The K 2 O concentration or Na 2 O concentration in the glass was measured by EPMA as follows. First, a glass sample was embedded in an epoxy resin and mechanically polished in a direction perpendicular to a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface to prepare a cross-sectional sample. A C coat was applied to the cross section after polishing, and measurement was performed using EPMA (manufactured by JEOL: JXA-8500F). The accelerating voltage was 15kV, the probe current was 30nA, and the integration time was 1000msec. A line profile of the X-ray intensity of K 2 O or Na 2 O was obtained at 1 μm intervals as /point. Regarding the obtained K 2 O concentration profile and Na 2 O concentration profile, the average count of the central part of the plate thickness (0.5 x t) ± 25 μm (the plate thickness is t μm) is taken as the bulk composition, and the count of the entire plate thickness is calculated. was calculated by proportionally converting it into mol%, and the slope (%/μm) in each region shown in Table 2 was determined.

(応力プロファイル)
散乱光光弾性応力計(折原製作所製SLP-2000)を用いて、国際公開第2018/056121号に記載の方法により化学強化ガラスの応力を測定した。また、散乱光光弾性応力計(折原製作所製SLP-2000)の付属ソフト[SlpV(Ver.2019.11.07.001)]を用いて、応力プロファイルを算出した。
(stress profile)
Using a scattered light photoelastic stress meter (SLP-2000 manufactured by Orihara Seisakusho), the stress of chemically strengthened glass was measured by the method described in International Publication No. 2018/056121. In addition, the stress profile was calculated using the software [SlpV (Ver. 2019.11.07.001)] attached to the scattered light photoelastic stress meter (SLP-2000 manufactured by Orihara Seisakusho).

応力プロファイルを得るために使用した関数はσ(x)=[a×erfc(a×x)+a×erfc(a×x)+a]である。a=1~5)はフィッティングパラメータであり、erfcは相補誤差関数である。相補誤差関数は下記式によって定義される。 The function used to obtain the stress profile is σ(x)=[a 1 ×erfc(a 2 ×x)+a 3 ×erfc(a 4 ×x)+a 5 ]. a i ( i =1 to 5) are fitting parameters, and erfc is a complementary error function. The complementary error function is defined by the following formula.

Figure 2023130286000001
Figure 2023130286000001

本明細書における評価では、得られた生データと上記の関数の残差二乗和を最小化することで、フィッティングパラメータを最適化した。測定処理条件は単発とし、測定領域処理調整項目は表面でエッジ法を、内部表面端は6.0μmを、内部左右端は自動を、内部深部端は自動(サンプル膜厚中央)を、そして位相曲線のサンプル厚さ中央迄延長はフィッティング曲線を、それぞれ指定選択した。 In the evaluation herein, fitting parameters were optimized by minimizing the sum of squared residuals between the obtained raw data and the above function. The measurement processing conditions are single shot, and the measurement area processing adjustment items are edge method for the surface, 6.0 μm for the internal surface edge, automatic for the internal left and right edges, automatic for the internal deep edge (center of sample film thickness), and phase. A fitting curve was selected, each specifying a curve extending to the center of the sample thickness.

ガラス表面から数十μm以下のガラス表層部における応力は、ガラス表面応力計(折原製作所製FSM6000-UV)を用いて、国際公開第2018/056121号、国際公開第2017/115811号に記載の方法により測定した。 The stress in the glass surface layer, which is several tens of μm or less from the glass surface, is measured using a glass surface stress meter (FSM6000-UV manufactured by Orihara Seisakusho) using the method described in International Publication No. 2018/056121 and International Publication No. 2017/115811. It was measured by

また、同時に断面方向のアルカリ金属イオンの濃度分布(ナトリウムイオン及びカリウムイオン)の測定をSEM-EDX(EPMA)で行い、得られた応力プロファイルと矛盾がないことを確認した。 At the same time, the concentration distribution of alkali metal ions (sodium ions and potassium ions) in the cross-sectional direction was measured using SEM-EDX (EPMA), and it was confirmed that there was no contradiction with the obtained stress profile.

また、得られた応力プロファイルから、上述した方法により圧縮応力CS、DOL、CS50、CS90、CTave、CT-Max、DOCの値を算出した。 Further, from the obtained stress profile, the values of compressive stress CS 0 , DOL, CS 50 , CS 90 , CTave, CT-Max, and DOC were calculated by the method described above.

(カリウムイオン拡散層深さ)
カリウムイオン拡散層深さは、EPMAにより得られたKO濃度プロファイルにおける板厚中央部(0.5×t)±25μmの平均KO濃度(%)に対して、最表面側から見た時に、KO濃度が+2σ以下の範囲に入る深さ(μm)をカリウムイオン拡散層深さとした。
(Potassium ion diffusion layer depth)
The depth of the potassium ion diffusion layer is calculated from the outermost surface side with respect to the average K 2 O concentration (%) at the center of the plate thickness (0.5 x t) ± 25 μm in the K 2 O concentration profile obtained by EPMA. The depth (μm) at which the K 2 O concentration falls within the range of +2σ or less was defined as the depth of the potassium ion diffusion layer.

(膨張率)
工程(1)のイオン交換前のガラス板の長手方向の長さに対する、工程(3)の再イオン交換工程後のガラス板の長手方向の長さの変化率を求めて、膨張率とした。ガラス板の長さは、株式会社ミツトヨ製のデジタルノギスを用いて測定した。
(Expansion rate)
The rate of change in the length of the glass plate in the longitudinal direction after the re-ion exchange step in step (3) with respect to the length in the longitudinal direction of the glass plate before ion exchange in step (1) was determined and used as the expansion rate. The length of the glass plate was measured using a digital caliper manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.

(4PB強度)
化学強化用ガラスを50mm×50mmに切断し、1000番手の砥石(東京ダイヤモンド工具製作所製)を用いて自動面取り加工(C面取り)して得られた50×50×0.7mm厚のものに、工程(1)、(2)、(A)、(3)の順に処理を行った後、支持具の外部支点間距離が30mm、内部支点間距離が10mm、クロスヘッド速度が5.0mm/minの条件で4点曲げ試験を行い、4点曲げ強度を測定した。試験片の個数は、10個とした。
(4PB strength)
Chemically strengthened glass was cut to 50 mm x 50 mm, and a 50 x 50 x 0.7 mm thick piece was obtained by automatic chamfering (C chamfering) using a 1000-grid whetstone (manufactured by Tokyo Diamond Tools Manufacturing Co., Ltd.). After processing in the order of steps (1), (2), (A), and (3), the distance between the external supports of the support is 30 mm, the distance between the internal supports is 10 mm, and the crosshead speed is 5.0 mm/min. A 4-point bending test was conducted under the following conditions, and the 4-point bending strength was measured. The number of test pieces was 10.

化学強化ガラスを評価した結果を表2に示す。表1及び2において、例1~4は実施例であり、例5は比較例である。例1及び例5の応力プロファイルを図1に示す。また、例1、2及び5のKO濃度又はNaO濃度プロファイルを図2~4にそれぞれ示す。 Table 2 shows the results of evaluating chemically strengthened glass. In Tables 1 and 2, Examples 1 to 4 are examples, and Example 5 is a comparative example. The stress profiles of Examples 1 and 5 are shown in FIG. Further, the K 2 O concentration or Na 2 O concentration profiles of Examples 1, 2, and 5 are shown in FIGS. 2 to 4, respectively.

表2において、各表記は以下を表す。「N.D.」は未評価であることを示す。
t[μm]:板厚
CS[MPa]:ガラス表面における圧縮応力
DOL[μm]:圧縮応力深さ
CS50[MPa]:ガラス表面からの深さ50μmにおける圧縮応力
CS90[MPa]:ガラス表面からの深さ90μmにおける圧縮応力
CTave[MPa]:引張応力の平均値
CT-Max(MPa):最大引張応力
DOC[μm]:圧縮応力層深さ
mK1-3[mol%/μm]:KO濃度プロファイルにおける、深さ1~3μmの傾き
mK5-10[mol%/μm]:KO濃度プロファイルにおける、深さ5~10μmの傾き
mNa10-50[mol%/μm]:NaO濃度プロファイルにおける、深さ10~50μmの傾き
mNa50-90[mol%/μm]:NaO濃度プロファイルにおける、深さ50~90μmの傾き
|mK5-10/mK1-3|:KO濃度プロファイルにおける、深さ5~10μmの傾きを深さ1~3μmの傾きで除した値の絶対値
|mNa50-90/mNa10-50|:NaO濃度プロファイルにおける、深さ50~90μmの傾きを深さ10~50μmの傾きで除した値の絶対値
深さ15-25μmと中心部とのKO濃度の差の絶対値[%]:深さ15~25μmにおけるKO濃度(%)と、中心部のKO濃度(%)との差の絶対値
4PB強度:10個の試験片に対して行った4点曲げ強度の測定結果の平均値
In Table 2, each notation represents the following. "N.D." indicates that it has not been evaluated.
t [μm]: Plate thickness CS 0 [MPa]: Compressive stress at the glass surface DOL [μm]: Compressive stress depth CS 50 [MPa]: Compressive stress at a depth of 50 μm from the glass surface CS 90 [MPa]: Glass Compressive stress CTave [MPa] at a depth of 90 μm from the surface: Average value of tensile stress CT-Max (MPa): Maximum tensile stress DOC [μm]: Compressive stress layer depth mK1-3 [mol%/μm]: K 2 O concentration profile, slope at depth 1 to 3 μm mK5-10 [mol%/μm]: K 2 O concentration profile, slope at depth 5 to 10 μm mNa10-50 [mol%/μm]: Na 2 O Slope mNa50-90 [mol%/μm] at a depth of 10 to 50 μm in the concentration profile: Slope at a depth of 50 to 90 μm in the Na 2 O concentration profile | mK5-10/mK1-3 |: K 2 O concentration profile The absolute value of the slope at a depth of 5 to 10 μm divided by the slope at a depth of 1 to 3 μm | mNa50-90/mNa10-50 |: The slope at a depth of 50 to 90 μm in the Na 2 O concentration profile is Absolute value of the difference in K 2 O concentration between the depth 15-25 μm and the center [%]: K 2 O concentration (%) at the depth 15-25 μm , Absolute value of the difference from the K 2 O concentration (%) in the center 4PB Strength: Average value of 4-point bending strength measurement results performed on 10 test pieces

Figure 2023130286000002
Figure 2023130286000002

Figure 2023130286000003
Figure 2023130286000003

表2に示すように、実施例である例1は、比較例である例5に比して優れた4PB強度を示した。表2及び図1の(a)に示すように、実施例である例1及び例2は、比較例である例5に比して、表層に多くのKイオンが導入されており、表層部において高い応力を有し、優れた強度を示す。実施例である例3は、比較例に比して表層に多くのKイオンが導入されており、表面圧縮応力CSが高く、優れた強度を有する。実施例である例4は、比較例に比して表層に多くのKイオンが導入されており、圧縮応力層深さDOCが深く、優れた強度を有する。 As shown in Table 2, Example 1, which is an example, exhibited superior 4PB strength compared to Example 5, which is a comparative example. As shown in Table 2 and FIG. 1(a), in Examples 1 and 2, which are examples, more K ions are introduced into the surface layer than in Example 5, which is a comparative example. It has high stress and exhibits excellent strength. In Example 3, which is an example, more K ions are introduced into the surface layer than in the comparative example, the surface compressive stress CS 0 is high, and the specimen has excellent strength. In Example 4, which is an example, more K ions are introduced into the surface layer than in the comparative example, the compressive stress layer depth DOC is deep, and it has excellent strength.

実施例である例1は、実施例である例3に比して、CS50及びDOCが高かった。この結果から、工程(3)の第1イオン交換時間を工程(1)の第1イオン交換時間より長くすることにより、CS50及びDOCを高めて、落下強度をより向上し得ると考えられる。 Example 1, which is an example, had higher CS 50 and DOC than Example 3, which is an example. From this result, it is considered that by making the first ion exchange time in step (3) longer than the first ion exchange time in step (1), it is possible to increase CS 50 and DOC and further improve drop strength.

また、実施例である例3は、実施例である例4に比して、ガラスの膨張率が低かった。この結果から、工程(2)のNaNO/LiNOの比率が小さい方が工程(2)までにおける膨張率を低減できるため、工程(3)の後の膨張率も小さくし得ると考えられる。 Further, in Example 3, which is an example, the expansion coefficient of the glass was lower than that in Example 4, which is an example. From this result, it is considered that the smaller the NaNO 3 /LiNO 3 ratio in step (2), the lower the expansion rate up to step (2), and therefore the lower the expansion rate after step (3).

さらに、上記した例で用いたガラス(硝材A)とは異なる組成のガラス(硝材B)を用意し、該ガラスを用いて化学強化用ガラスを作製した。酸化物基準のモル百分率表示で示した下記硝材Bの組成となるようにガラス原料を調合し、ガラスとして400gになるように秤量した。ついで、混合した原料を白金るつぼに入れ、1500~1700℃の電気炉に投入して3時間程度溶融し、脱泡し、均質化した。
硝材B:SiO 66.2%、Al 11.2%、MgO 3.1%、CaO 0.2%、ZrO 1.3%、Y 0.5%、LiO 10.4%、NaO 5.6%、KO 1.5%
Furthermore, a glass (glass material B) having a different composition from the glass (glass material A) used in the above example was prepared, and a chemically strengthened glass was produced using this glass. Glass raw materials were prepared to have the composition of glass material B shown below in terms of mole percentage based on oxides, and weighed to give 400 g of glass. Next, the mixed raw materials were placed in a platinum crucible and placed in an electric furnace at 1,500 to 1,700°C, where they were melted for about 3 hours, defoamed, and homogenized.
Glass material B: SiO 2 66.2%, Al 2 O 3 11.2%, MgO 3.1%, CaO 0.2%, ZrO 2 1.3%, Y 2 O 3 0.5%, Li 2 O 10.4%, Na 2 O 5.6%, K 2 O 1.5%

得られた溶融ガラスを金属型に流し込み、ガラス転移点より50℃程度高い温度に1時間保持した後、0.5℃/分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られた溶融ガラスを型に流し込み、ガラス転移点(714℃)付近の温度に約1時間保持した後、100℃/分の速度で室温まで冷却してガラスブロックを得た。得られたガラスブロックから50mm×50mm×0.6mmのガラス板を作製した。 The obtained molten glass was poured into a metal mold, held at a temperature approximately 50° C. higher than the glass transition point for 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 0.5° C./min to obtain a glass block. The obtained molten glass was poured into a mold, held at a temperature near the glass transition point (714°C) for about 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 100°C/min to obtain a glass block. A glass plate of 50 mm x 50 mm x 0.6 mm was produced from the obtained glass block.

以下、工程(1):イオン交換工程、工程(2):逆イオン交換工程、工程(A):除去工程、工程(3):再イオン交換工程については表3に示す条件で化学強化ガラスを作製した。 Below, step (1): ion exchange step, step (2): reverse ion exchange step, step (A): removal step, and step (3): reion exchange step are chemically strengthened glass under the conditions shown in Table 3. Created.

硝材Bのガラスを化学強化した化学強化ガラスにおける各種評価は、上記した硝材Aのガラスを化学強化した化学強化ガラスと同様の方法により行った。 Various evaluations of the chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening the glass material B were conducted in the same manner as for the chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening the glass material A described above.

硝材Bのガラスを化学強化した化学強化ガラスについての結果を表4に示す。表3及び4において、例6~9は実施例であり、例10は比較例である。 Table 4 shows the results for chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening glass material B. In Tables 3 and 4, Examples 6 to 9 are Examples, and Example 10 is a Comparative Example.

Figure 2023130286000004
Figure 2023130286000004

Figure 2023130286000005
Figure 2023130286000005

表4に示すように、実施例である例6~9は、実施例である例1~4と同様に深さ1~3μmの傾きmK1-3[mol%/μm]が-1.9以上であり、深さ5~10μmの傾きmK5-10[mol%/μm]が-0.001以下であった。 As shown in Table 4, in Examples 6 to 9, the slope mK1-3 [mol%/μm] at a depth of 1 to 3 μm is -1.9 or more, similar to Examples 1 to 4. The slope mK5-10 [mol%/μm] at a depth of 5 to 10 μm was −0.001 or less.

また、実施例である例6~9について以下の検証を行った。
実施例である例6~9は、実施例である例1~4と同様に深さ5~10μmの傾き(%/μm)を、深さ1~3μmの傾き(%/μm)で除した値の絶対値|mK5-10/mK1-3|が0.005以上0.10以下であった。
実施例である例6~9は、実施例である例1~4と同様に深さ50~90μmの傾き(%/μm)を、を深さ10~50μmの傾き(%/μm)で除した値の絶対値|mNa50-90/mNa10-50|が0.50以上4.0以下であった。
実施例である例6~9は、実施例である例1~4と同様に、深さ15~25μmにおけるKO濃度(%)と、板厚中心部のKO濃度(%)との差の絶対値が0.20%以下であった。
実施例である例6~9は、実施例である例1~4と同様に、カリウムイオンの拡散層深さが5μm以上であった。
実施例である例6~9は、逆イオン交換工程を行っていない比較例である例5に比して深さ1~3μmの傾きmK1-3[mol%/μm]は大きい値を示し、深さ5~10μmの傾きmK5-10[mol%/μm]は小さい値を示した。
実施例である例6~9は、再イオン交換工程を行っていない比較例である例10に比して、深さ15~25μmに多くのKイオンが導入されており、表層部において高い応力を有し、優れた強度を示すことが分かった。
In addition, the following verification was conducted for Examples 6 to 9, which are examples.
In Examples 6 to 9, as in Examples 1 to 4, the slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm was divided by the slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm. The absolute value |mK5-10/mK1-3| was 0.005 or more and 0.10 or less.
In Examples 6 to 9, as in Examples 1 to 4, the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is divided by the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm. The absolute value |mNa50-90/mNa10-50| was 0.50 or more and 4.0 or less.
Examples 6 to 9 are similar to Examples 1 to 4, in which the K 2 O concentration (%) at a depth of 15 to 25 μm and the K 2 O concentration (%) at the center of the plate thickness are determined. The absolute value of the difference was 0.20% or less.
In Examples 6 to 9, as in Examples 1 to 4, the depth of the potassium ion diffusion layer was 5 μm or more.
In Examples 6 to 9, which are examples, the slope mK1-3 [mol%/μm] at a depth of 1 to 3 μm is larger than that in Example 5, which is a comparative example in which the reverse ion exchange step is not performed. The slope mK5-10 [mol%/μm] at a depth of 5 to 10 μm showed a small value.
Examples 6 to 9, which are working examples, have more K ions introduced at a depth of 15 to 25 μm, and have high stress in the surface layer, compared to Example 10, which is a comparative example in which no reion exchange process is performed. It was found that the material had excellent strength.

以上説明したように、本明細書には次の事項が開示されている。
1.横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、
深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下である、化学強化ガラス。
2.横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるNaO濃度(%)とするNaO濃度プロファイルにおいて、
深さ10~50μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であり、深さ50~90μmの傾き(%/μm)が-0.012以上である、前記1に記載の化学強化ガラス。
3.前記KO濃度プロファイルにおいて、深さ5~10μmのKO濃度の傾き(%/μm)を、深さ1~3μmのKO濃度の傾き(%/μm)で除した値の絶対値が0.005以上0.10以下である、前記1または2に記載の化学強化ガラス。
4.横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるNaO濃度(%)とするNaO濃度プロファイルにおいて、
深さ50~90μmのNaO濃度の傾き(%/μm)を、深さ10~50μmのNaO濃度の傾き(%/μm)で除した値の絶対値が0.50以上4.0以下である、前記1~3のいずれか1に記載の化学強化ガラス。
5.前記KO濃度プロファイルにおいて、深さ15~25μmにおけるKO濃度(%)と、板厚中心部のKO濃度(%)との差の絶対値が0.20%以下である、前記1~4のいずれか1に記載の化学強化ガラス。
6.カリウムイオンの拡散層深さが5μm以上である、前記1~5のいずれか1に記載の化学強化ガラス。
7.リチウム含有ガラスである、前記1~6のいずれか1に記載の化学強化ガラス。
8.母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、含有する、
前記1~7のいずれか1に記載の化学強化ガラス。
9.母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、
NaOを0~15%、
Oを0~5%、
MgOを0~20%、
CaOを0~20%、
SrOを0~20%、
BaOを0~20%、
ZnOを0~10%、
TiOを0~1%、
ZrOを0~8%、
を0~5%、含有する、
前記1~8のいずれか1に記載の化学強化ガラス。
10.以下の(1)~(3)を順次含む、化学強化ガラスの製造方法。
(1)リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換すること
(2)LiNOおよびNaNOを含有し、且つLiNOに対するNaNOの質量比率が0.25~3.0である無機塩組成物に、前記リチウム含有ガラスを、425℃以上で5時間以上接触させて逆イオン交換すること
(3)前記リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換すること
11.前記リチウム含有ガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、含有する、前記10に記載の化学強化ガラスの製造方法。
12.前記リチウム含有ガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、
NaOを0~15%、
Oを0~5%、
MgOを0~20%、
CaOを0~20%、
SrOを0~20%、
BaOを0~20%、
ZnOを0~10%
TiOを0~1%
ZrOを0~8%、含有する、前記10または11に記載の化学強化ガラスの製造方法。
13.前記(1)における前記イオン交換及び前記(3)における前記イオン交換が各々2段階のイオン交換を含み、前記(3)の前記イオン交換に含まれる第1段階のイオン交換の時間が、前記(1)のイオン交換に含まれる第1段階のイオン交換の時間より長い、前記10~12のいずれか1に記載の化学強化ガラスの製造方法。
14.前記(2)と前記(3)との間に、下記(A)を含む、前記10~13のいずれか1に記載の化学強化ガラスの製造方法。
(A)前記リチウム含有ガラスの表面を、片面または両面に対して、片面当たり0.5~15μm除去する工程
15.前記(A)において、前記リチウム含有ガラスの表面を、両面の研磨量の差が3.0μm以下の範囲で研磨する、前記14に記載の化学強化ガラスの製造方法。
16.横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、
深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上0.0以下であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下である、化学強化ガラス。
17.前記深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上-1.000以下である、前記16に記載の化学強化ガラス。
18.前記深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.200以上-0.001以下である、前記16に記載の化学強化ガラス。
As explained above, the following matters are disclosed in this specification.
1. In the K 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the K 2 O concentration (%) expressed in mole percentage based on oxide,
Chemically strengthened glass having a slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm of -1.9 or more and a slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm of -0.001 or less.
2. In the Na 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the Na 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis,
The chemically strengthened glass according to 1 above, wherein the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is -0.001 or less, and the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is -0.012 or more. .
3. In the above K 2 O concentration profile, the absolute value obtained by dividing the K 2 O concentration slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm by the K 2 O concentration slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm The chemically strengthened glass according to 1 or 2 above, which has a value of 0.005 or more and 0.10 or less.
4. In the Na 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the Na 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis,
The absolute value of the slope (%/μm) of Na 2 O concentration at a depth of 50 to 90 μm divided by the slope (%/μm) of Na 2 O concentration at a depth of 10 to 50 μm is 0.50 or more.4. 4. The chemically strengthened glass according to any one of 1 to 3 above, wherein the chemically strengthened glass is 0 or less.
5. In the K 2 O concentration profile, the absolute value of the difference between the K 2 O concentration (%) at a depth of 15 to 25 μm and the K 2 O concentration (%) at the center of the plate thickness is 0.20% or less, 5. The chemically strengthened glass according to any one of 1 to 4 above.
6. 6. The chemically strengthened glass according to any one of 1 to 5 above, wherein the depth of the potassium ion diffusion layer is 5 μm or more.
7. 7. The chemically strengthened glass according to any one of 1 to 6 above, which is a lithium-containing glass.
8. The mother composition is expressed as a mole percentage based on oxides,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
Contains 5 to 18% Li 2 O,
8. The chemically strengthened glass according to any one of 1 to 7 above.
9. The mother composition is expressed as a mole percentage based on oxides,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
5-18% Li 2 O,
0-15% Na 2 O,
0-5% K 2 O,
MgO 0-20%,
CaO 0-20%,
0 to 20% SrO,
BaO 0-20%,
ZnO 0-10%,
0-1% TiO2 ,
ZrO 2 0-8%,
Contains 0 to 5% of Y 2 O 3 ,
The chemically strengthened glass according to any one of 1 to 8 above.
10. A method for manufacturing chemically strengthened glass, which includes the following (1) to (3) in sequence.
(1) The lithium-containing glass is ion-exchanged at least once with an inorganic salt composition containing potassium. (2) It contains LiNO 3 and NaNO 3 and the mass ratio of NaNO 3 to LiNO 3 is 0.25. -3.0, the lithium-containing glass is brought into contact with an inorganic salt composition containing potassium at 425° C. or higher for 5 hours or more to undergo reverse ion exchange. 11. Perform ion exchange at least once. The lithium-containing glass is expressed as a molar percentage on an oxide basis,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
11. The method for producing chemically strengthened glass as described in 10 above, containing 5 to 18% of Li 2 O.
12. The lithium-containing glass is expressed as a molar percentage on an oxide basis,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
5-18% Li 2 O,
0-15% Na 2 O,
0-5% K 2 O,
MgO 0-20%,
CaO 0-20%,
0 to 20% SrO,
BaO 0-20%,
0-10% ZnO
0-1% TiO2
12. The method for producing chemically strengthened glass as described in 10 or 11 above, containing 0 to 8% ZrO 2 .
13. The ion exchange in the above (1) and the ion exchange in the above (3) each include two stages of ion exchange, and the time of the first stage ion exchange included in the ion exchange in the above (3) is longer than the above (3). 13. The method for producing chemically strengthened glass according to any one of 10 to 12 above, wherein the ion exchange time in the first stage included in 1) is longer.
14. 14. The method for producing chemically strengthened glass according to any one of 10 to 13 above, comprising the following (A) between the above (2) and the above (3).
(A) Step 15: removing the surface of the lithium-containing glass by 0.5 to 15 μm per side on one or both sides. 15. The method for producing chemically strengthened glass as described in 14 above, wherein in (A), the surface of the lithium-containing glass is polished within a range where the difference in polishing amount between both surfaces is 3.0 μm or less.
16. In the K 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the K 2 O concentration (%) expressed in mole percentage based on oxide,
Chemically strengthened glass having a slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm of -1.9 or more and 0.0 or less, and a slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm of -0.001 or less.
17. 17. The chemically strengthened glass according to item 16, wherein the slope (%/μm) at the depth of 1 to 3 μm is −1.9 or more and −1.000 or less.
18. 17. The chemically strengthened glass according to 16 above, wherein the slope (%/μm) at the depth of 5 to 10 μm is −0.200 or more and −0.001 or less.

Claims (18)

横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、
深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下である、化学強化ガラス。
In the K 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the K 2 O concentration (%) expressed in mole percentage based on oxide,
Chemically strengthened glass having a slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm of -1.9 or more and a slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm of -0.001 or less.
横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるNaO濃度(%)とするNaO濃度プロファイルにおいて、
深さ10~50μmの傾き(%/μm)が-0.001以下であり、深さ50~90μmの傾き(%/μm)が-0.012以上である、請求項1に記載の化学強化ガラス。
In the Na 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the Na 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis,
The chemical strengthening according to claim 1, wherein the slope (%/μm) at a depth of 10 to 50 μm is -0.001 or less, and the slope (%/μm) at a depth of 50 to 90 μm is -0.012 or more. glass.
前記KO濃度プロファイルにおいて、深さ5~10μmのKO濃度の傾き(%/μm)を、深さ1~3μmのKO濃度の傾き(%/μm)で除した値の絶対値が0.005以上0.10以下である、請求項1に記載の化学強化ガラス。 In the above K 2 O concentration profile, the absolute value obtained by dividing the K 2 O concentration slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm by the K 2 O concentration slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm The chemically strengthened glass according to claim 1, having a value of 0.005 or more and 0.10 or less. 横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるNaO濃度(%)とするNaO濃度プロファイルにおいて、
深さ50~90μmのNaO濃度の傾き(%/μm)を、深さ10~50μmのNaO濃度の傾き(%/μm)で除した値の絶対値が0.50以上4.0以下である、請求項1に記載の化学強化ガラス。
In the Na 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the Na 2 O concentration (%) expressed as a molar percentage on an oxide basis,
The absolute value of the slope (%/μm) of Na 2 O concentration at a depth of 50 to 90 μm divided by the slope (%/μm) of Na 2 O concentration at a depth of 10 to 50 μm is 0.50 or more.4. The chemically strengthened glass according to claim 1, wherein the chemically strengthened glass is 0 or less.
前記KO濃度プロファイルにおいて、深さ15~25μmにおけるKO濃度(%)と、板厚中心部のKO濃度(%)との差の絶対値が0.20%以下である、請求項1に記載の化学強化ガラス。 In the K 2 O concentration profile, the absolute value of the difference between the K 2 O concentration (%) at a depth of 15 to 25 μm and the K 2 O concentration (%) at the center of the plate thickness is 0.20% or less, The chemically strengthened glass according to claim 1. カリウムイオンの拡散層深さが5μm以上である、請求項1に記載の化学強化ガラス。 The chemically strengthened glass according to claim 1, wherein the depth of the potassium ion diffusion layer is 5 μm or more. リチウム含有ガラスである、請求項1~6のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。 The chemically strengthened glass according to any one of claims 1 to 6, which is a lithium-containing glass. 母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、含有する、
請求項1~6のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
The mother composition is expressed as a mole percentage based on oxides,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
Contains 5 to 18% Li 2 O,
The chemically strengthened glass according to any one of claims 1 to 6.
母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、
NaOを0~15%、
Oを0~5%、
MgOを0~20%、
CaOを0~20%、
SrOを0~20%、
BaOを0~20%、
ZnOを0~10%、
TiOを0~1%、
ZrOを0~8%、
を0~5%、含有する、
請求項1~6のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
The mother composition is expressed as a mole percentage based on oxides,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
5-18% Li 2 O,
0-15% Na 2 O,
0-5% K 2 O,
MgO 0-20%,
CaO 0-20%,
0 to 20% SrO,
BaO 0-20%,
ZnO 0-10%,
0-1% TiO2 ,
ZrO 2 0-8%,
Contains 0 to 5% of Y 2 O 3 ,
The chemically strengthened glass according to any one of claims 1 to 6.
以下の(1)~(3)を順次含む、化学強化ガラスの製造方法。
(1)リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換すること
(2)LiNOおよびNaNOを含有し、且つLiNOに対するNaNOの質量比率が0.25~3.0である無機塩組成物に、前記リチウム含有ガラスを、425℃以上で5時間以上接触させて逆イオン交換すること
(3)前記リチウム含有ガラスを、カリウムを含有する無機塩組成物で少なくとも1回以上イオン交換すること
A method for manufacturing chemically strengthened glass, which includes the following (1) to (3) in sequence.
(1) The lithium-containing glass is ion-exchanged at least once with an inorganic salt composition containing potassium. (2) It contains LiNO 3 and NaNO 3 and the mass ratio of NaNO 3 to LiNO 3 is 0.25. -3.0, the lithium-containing glass is brought into contact with an inorganic salt composition containing potassium at 425° C. or higher for 5 hours or more to undergo reverse ion exchange. ion exchange at least once with
前記リチウム含有ガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、含有する、請求項10に記載の化学強化ガラスの製造方法。
The lithium-containing glass is expressed as a molar percentage on an oxide basis,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
The method for producing chemically strengthened glass according to claim 10, which contains 5 to 18% of Li 2 O.
前記リチウム含有ガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、
SiOを52~75%、
Alを8~20%、
LiOを5~18%、
NaOを0~15%、
Oを0~5%、
MgOを0~20%、
CaOを0~20%、
SrOを0~20%、
BaOを0~20%、
ZnOを0~10%
TiOを0~1%
ZrOを0~8%、含有する、請求項11に記載の化学強化ガラスの製造方法。
The lithium-containing glass is expressed as a molar percentage on an oxide basis,
SiO 2 52-75%,
8-20% Al 2 O 3 ,
5-18% Li 2 O,
0-15% Na 2 O,
0-5% K 2 O,
MgO 0-20%,
CaO 0-20%,
0 to 20% SrO,
BaO 0-20%,
0-10% ZnO
0-1% TiO2
The method for producing chemically strengthened glass according to claim 11, which contains 0 to 8% ZrO 2 .
前記(1)における前記イオン交換及び前記(3)における前記イオン交換が各々2段階のイオン交換を含み、前記(3)の前記イオン交換に含まれる第1段階のイオン交換の時間が、前記(1)のイオン交換に含まれる第1段階のイオン交換の時間より長い、請求項10~12のいずれか1項に記載の化学強化ガラスの製造方法。 The ion exchange in the above (1) and the ion exchange in the above (3) each include two stages of ion exchange, and the time of the first stage ion exchange included in the ion exchange in the above (3) is longer than the above (3). The method for producing chemically strengthened glass according to any one of claims 10 to 12, wherein the time for the first stage of ion exchange included in the ion exchange of 1) is longer. 前記(2)と前記(3)との間に、下記(A)を含む、請求項10~12のいずれか1項に記載の化学強化ガラスの製造方法。
(A)前記リチウム含有ガラスの表面を、片面または両面に対して、片面当たり0.5~15μm除去する工程
The method for producing chemically strengthened glass according to any one of claims 10 to 12, comprising the following (A) between said (2) and said (3).
(A) Step of removing 0.5 to 15 μm per side of the surface of the lithium-containing glass on one side or both sides
前記(A)において、前記リチウム含有ガラスの表面を、両面の研磨量の差が3.0μm以下の範囲で研磨する、請求項14に記載の化学強化ガラスの製造方法。 15. The method for producing chemically strengthened glass according to claim 14, wherein in (A), the surface of the lithium-containing glass is polished within a range where the difference in polishing amount between both surfaces is 3.0 μm or less. 横軸を表面からの深さ(μm)とし、且つ縦軸を酸化物基準のモル百分率表示で表されるKO濃度(%)とするKO濃度プロファイルにおいて、
深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上0.0以下であり、深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.001以下である、化学強化ガラス。
In the K 2 O concentration profile where the horizontal axis is the depth from the surface (μm) and the vertical axis is the K 2 O concentration (%) expressed in mole percentage based on oxide,
Chemically strengthened glass having a slope (%/μm) at a depth of 1 to 3 μm of -1.9 or more and 0.0 or less, and a slope (%/μm) at a depth of 5 to 10 μm of -0.001 or less.
前記深さ1~3μmの傾き(%/μm)が-1.9以上-1.000以下である、請求項16に記載の化学強化ガラス。 The chemically strengthened glass according to claim 16, wherein the slope (%/μm) of the depth of 1 to 3 μm is −1.9 or more and −1.000 or less. 前記深さ5~10μmの傾き(%/μm)が-0.200以上-0.001以下である、請求項16に記載の化学強化ガラス。 The chemically strengthened glass according to claim 16, wherein the slope (%/μm) at the depth of 5 to 10 μm is −0.200 or more and −0.001 or less.
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