JP5483262B2 - 合わせガラス - Google Patents

Description

本発明は、合わせガラスに関し、特に携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、タッチパネルディスプレイ等に好適な合わせガラスに関する。

携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、タッチパネルディスプレイ等のデバイスは、益々普及する傾向がある。

これらの用途のガラス板は、薄型、軽量、高強度等の特性が要求される。現在、これらの用途のガラス板として、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板が用いられている（特許文献１、非特許文献１参照）。強化ガラス板は、主にタッチパネルを介して、液晶パネルに貼り付けられている。

特開２００６−８３０４５号公報

泉谷徹郎等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８

圧縮応力層の圧縮応力値が大きい程、或いは圧縮応力層の厚みが大きい程、強化ガラス板の機械的強度が高くなる。

しかし、強化ガラス板の内部には、圧縮応力の大きさに相当する引っ張り応力が発生しており、その引っ張り応力によって強化ガラス板が破損するおそれがある。このような内部引っ張り応力は、圧縮応力層の圧縮応力値が大きい程、圧縮応力層の厚みが大きい程、或いは強化ガラス板の板厚が小さい程、大きくなる。

内部引っ張り応力は、以下の式で計算することができる。

［内部引っ張り応力］＝（［圧縮応力層の圧縮応力値]×［圧縮応力層の厚み］）／（［板厚］−［圧縮応力層の厚み］×２）
内部引っ張り応力は、ラミネートガラス等のように表面応力計で測定が困難な場合、強化ガラス板の断面方向から偏光顕微鏡で観察することにより、以下の数式１、セナルモン法を用いて計算することができる。

σ：圧縮応力値（ＭＰａ）、λ：光源波長、Ｒ：光学弾性定数（(ｎｍ／ｃｍ)／(ｋｇ／ｃｍ^２)）、ｔ：光路長(ｃｍ、試料厚み)、θ：回転角
高強度の強化ガラス板を薄型化すると、内部引っ張り応力により、強化ガラス板が自己破壊する事態が生じ得る。カバーガラスとして、このような強化ガラス板を携帯電話等の筐体に組み込むと、強化ガラス板が自己破壊した場合、強化ガラス板が飛散するおそれがある。

自己破壊による飛散を防止するために、強化ガラス板の表面に樹脂フィルムを張り合わせたものが提案されているが、樹脂フィルムは表面に傷が付き易く、特に保護部材としてタッチパネルディスプレイ等のデバイスに長期間使用した場合、外観が損なわれて、ディスプレイの視認性が低下してしまう。

一方、強化ガラス板を外面側に出して、タッチパネル（或いは液晶パネル）と強化ガラス板を樹脂フィルムで張り合わせると、ある程度は飛散防止効果と傷付き防止効果を享受することができる。しかし、このような構成は、既に完成済みのタッチパネル（或いは液晶パネル）を張り合わせることになるため、一旦、張り合わせ不良が発生すると、良品のタッチパネル（或いは液晶パネル）までも不良品となり、デバイスの製造コストが高騰してしまう。

そこで、本発明は、薄型で機械的強度が高いにもかかわらず、内部引っ張り応力により自己破壊してもガラス片が飛散し難く、しかも長期間の使用により、ディスプレイ等の視認性が低下し難いタッチパネルディスプレイ等の保護部材を創案することを技術的課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行った結果、強化ガラス板と薄型の未強化ガラス板とを張り合わせた合わせガラスを用いることにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の合わせガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板と、表面に圧縮応力層を有しない未強化ガラス板とを備える合わせガラスであって、強化ガラス板の板厚が２．０ｍｍ以下であり、且つ未強化ガラス板の板厚が５００μｍ以下であることを特徴とする。なお、強化ガラス板と未強化ガラス板の枚数は、特に限定されないが、合わせガラス全体の板厚を考慮すると、強化ガラス板１枚と未強化ガラス板１枚、或いは強化ガラス板１枚と未強化ガラス板２枚の組み合わせが好ましい。

板厚２．０ｍｍ以下の強化ガラス板に板厚５００μｍ以下の未強化ガラス板を張り合わせることにより、合わせガラス全体の板厚を小さくしつつ、合わせガラスの機械的強度を高めることができる。また、未強化ガラス板を強化ガラス板に張り合わせることにより、強化ガラス板が内部引っ張り応力により自己破壊した場合でも、ガラス片が飛散する事態を防止することができる。さらに、未強化ガラス板は表面に傷が付き難いため、長期間の使用により、ディスプレイ等の視認性が低下する事態を防止することができる。

第二に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）が１０Å以下であり、且つ未強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）が１０Å以下であることを特徴とする。ここで、「表面粗さ（Ｒａ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を指す。

第三に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板と未強化ガラス板が樹脂で接着されていることを特徴とする。

第四に、本発明の合わせガラスは、未強化ガラス板の外形寸法が強化ガラス板の外形寸法以下であることを特徴とする。このようにすれば、未強化ガラス板の破損を防止し易くなる。

第五に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板と未強化ガラス板の熱膨張係数の差が５０×１０^−７/℃以下であることを特徴とする。ここで、「熱膨張係数」は、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値を指し、例えばディラトメーターで測定することができる。

第六に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板の圧縮応力層の圧縮応力値が５０ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の厚みが２０μｍ以上であることを特徴とする。ここで、「圧縮応力層の圧縮応力値」および「圧縮応力層の厚み」は、表面応力計（例えば、株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）により観察される干渉縞の本数とその間隔から算出することができる。

第七に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ４５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜９％、Ｎａ_２Ｏ ０〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜８％を含有し、実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しないことを特徴とする。ここで、「実質的にＡｓ_２Ｏ_３を含有しない」とは、ガラス組成中のＡｓ_２Ｏ_３の含有量が０．１％以下の場合を指す。また、「実質的にＦを含有しない」とは、ガラス組成中のＦの含有量が０．０５％以下の場合を指す。さらに、「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ガラス組成中のＰｂＯの含有量が０．１％以下の場合を指す。

第八に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板がダウンドロー法（好ましくはオーバーフローダウンドロー法）で成形されてなることを特徴とする。ここで、「オーバーフローダウンドロー法」は、フュージョン法とも称されており、溶融ガラスを耐熱性の樋状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を製造する方法である。

第九に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板の液相粘度が１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする。ここで、「液相粘度」とは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。また、「液相温度」とは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中で２４時間保持した後、結晶が析出する最低温度（初相の析出温度）を指す。

第十に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板のヤング率が６７ＧＰａ以上であることを特徴とする。ここで、「ヤング率」は、共振法で測定した値を指す。

第十一に、本発明の合わせガラスは、強化ガラス板の内部引っ張り応力が２０ＭＰａ以上であることを特徴とする。強化ガラス板の内部引っ張り応力が２０ＭＰａ以上の場合、強化ガラス板の自己破壊に起因するガラス片の飛散を防止するために、強化ガラス板に未強化ガラス板を張り合わせる必要性が高くなる。

第十二に、本発明の合わせガラスは、未強化ガラス板がダウンドロー法（好ましくはオーバーフローダウンドロー法）で成形されてなることを特徴とする。

第十三に、本発明の合わせガラスは、未強化ガラス板の板厚が２００μｍ以下であることを特徴とする。

第十四に、本発明の合わせガラスは、ディスプレイに用いることを特徴とする。

第十五に、本発明の合わせガラスは、タッチパネルディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする。

本発明の合わせガラスは、強化ガラス板の板厚が２．０ｍｍ以下であり、且つ未強化ガラス板の板厚が５００μｍ以下である。

本発明に係る強化ガラス板の板厚は２．０ｍｍ以下であり、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下が好ましい。強化ガラス板の板厚が小さい程、合わせガラスの薄型化、軽量化を図ることができる。しかし、強化ガラス板の板厚が０．１ｍｍ未満になると、強化処理時に強化ガラス板が自己破壊する可能性が高くなり、強化ガラス板の製造歩留まりが低下するとともに、合わせガラスの機械的強度を確保し難くなる。よって、強化ガラス板の板厚は０．１ｍｍ以上、特に０．２ｍｍ以上が好ましい。

本発明に係る未強化ガラス板の板厚は５００μｍ以下であり、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、特に５０μｍ以下が好ましい。未強化ガラス板の板厚が小さい程、合わせガラスの薄型化・軽量化を図ることができる。しかし、未強化ガラス板の板厚が１０μｍ以下になると、合わせガラスの機械的強度を確保し難くなる。また、未強化ガラス板の板厚が１０μｍ以下になると、未強化ガラス板をデバイス側に配置し、未強化ガラス板側に両面テープ等を介して筐体・液晶パネル・タッチパネル等に接着する構成の場合、未強化ガラス板が割れ易くなる。

本発明の合わせガラスにおいて、（未強化ガラス板の板厚）／（強化ガラスの板厚）の比は０．０１〜１、０．０３〜１、０．０６〜１、０．０８〜１、０．１〜１、０．１５〜１、０．２〜０．９、特に０．３〜０．８が好ましい。このようにすれば、合わせガラスの機械的強度を高め易くなる。（未強化ガラス板の板厚）／（強化ガラスの板厚）の比が１より大きいと、強化ガラス板が自己破壊して、ガラス片が飛散する可能性が高くなる。一方、（未強化ガラス板の板厚）／（強化ガラスの板厚）の比が０．０１より小さいと、未強化ガラス板が破損する可能性が高くなる。

本発明の合わせガラスの板厚は２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．９ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下が好ましい。合わせガラスの板厚が小さい程、合わせガラスの薄型化・軽量化を図ることができる。

本発明に係る強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）は１０Å以下、８Å以下、６Å以下、特に４Å以下が好ましい。また、本発明に係る未強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）も１０Å以下、８Å以下、６Å以下、特に４Å以下が好ましい。強化ガラス板および／または未強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）が１０Åより大きいと、張り合わせの際に空気を巻き込んで不良となったり、合わせガラスの機械的強度が低下するおそれがある。

本発明の合わせガラスは、強化ガラス板と未強化ガラス板が樹脂で接着されていることが好ましい。樹脂として、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等が作業性の点で好適であり、例えばメタクリル樹脂（ＰＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ユリア樹脂（ＵＰ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、アイオノマー（ＩＯ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のパーフルオロ樹脂、メタクリル−スチレン共重合樹脂（ＭＳ）、ポリアレート（ＰＡＲ）、ポリアリルスルフォン（ＰＡＳＦ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が使用可能である。

本発明の合わせガラスにおいて、［（強化ガラス板の最大外形寸法）−（未強化ガラス板の最大外形寸法）］の値は１．０ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、０．０８ｍｍ以下、０．０５ｍｍ以下、０．０３ｍｍ以下、特に０．０１ｍｍ以下が好ましい。［（強化ガラス板の最大外形寸法）−（未強化ガラス板の最大外形寸法）］の値が０．５ｍｍより大きいと、合わせガラスの外観が損なわれ易くなる。一方、［（強化ガラス板の最大外形寸法）−（未強化ガラス板の最大外形寸法）］の値が負になると、未強化ガラス板が破損し易くなる。

本発明の合わせガラスにおいて、強化ガラス板と未強化ガラス板の熱膨張係数の差は５０×１０^−７／℃以下、３０×１０^−７／℃以下、１０×１０^−７／℃以下、５×１０^−７／℃以下、３×１０^−７／℃以下、１×１０^−７／℃以下、特に０．５×１０^−７／℃以下が好ましい。熱膨張係数の差が小さい程、強化ガラス板と未強化ガラス板を熱硬化樹脂等で接着した場合であっても、反り等が発生し難くなる。

本発明に係る強化ガラス板は、その表面に圧縮応力層を有する。表面に圧縮応力層を形成する方法には、物理強化法、化学強化法、ラミネート法がある。本発明に係る強化ガラス板は、化学強化法で圧縮応力層が形成されていることが好ましい。化学強化法は、ガラスの歪点以下の温度でイオン交換によりガラス板の表面にイオン半径の大きいアルカリイオンを導入する方法である。イオン交換の条件は、特に限定されず、ガラスの粘度特性等を考慮して決定すればよい。特に、ＫＮＯ_３溶融塩中のＫ_２Ｏをガラス板中のＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏとイオン交換すると、ガラス板の表面に圧縮応力層を効率良く形成することができる。化学強化法で圧縮応力層を形成すれば、ガラス板の板厚が小さくても、圧縮応力層を良好に形成することができ、所望の機械的強度を得ることができる。

本発明に係る強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する。圧縮応力層の圧縮応力値は５０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、特に８００ＭＰａ以上が好ましい。圧縮応力値が大きい程、強化ガラス板の機械的強度が高くなり、結果として、合わせガラスの機械的強度が高くなる。また、圧縮応力層の厚みは２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、５０μｍ以上、特に５５μｍ以上が好ましい。圧縮応力層の厚みが小さ過ぎると、強化ガラス板に形成された研磨跡、取り扱い傷等を起点とする破壊が発生し易くなる。一方、圧縮応力層の厚みが大き過ぎると、強化ガラス板の内部引っ張り応力が高くなり過ぎて、強化ガラス板が自己破壊し易くなる。このため、圧縮応力層の厚みは２００μｍ以下、１５０μｍ以下、１２０μｍ以下、特に１００μｍ以下が好ましい。なお、表面に圧縮応力層を形成する方法として、３５０〜５００℃のＫＮＯ_３溶融塩中に２〜２４時間浸漬する方法が好ましい。

本発明に係る強化ガラス板において、上記のようにガラス組成範囲を限定した理由を以下に説明する。なお、以下の％表示は、特に断りがある場合を除き、質量％を指す。

ＳｉＯ_２は、ネットワークを形成する成分であり、その含有量は４５〜７５％、好ましくは５０〜７５％、より好ましくは５２〜６５％、更に好ましくは５２〜６３％である。ＳｉＯ_２の含有量が多くなると、溶融性や成形性が低下したり、熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合し難くなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が少なくなると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。また、ＳｉＯ_２の含有量が少なくなると、ガラス化し難くなったり、耐失透性が低下し易くなる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、耐熱性、イオン交換性能およびヤング率を高める成分であり、その含有量は１〜２５％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、ガラスに失透結晶が析出し易くなったり、熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合し難くなる。また、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下するおそれもある。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、イオン交換性能を十分に発揮できないおそれが生じる。上記観点から、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は２０％以下、１７％以下、１６．５％以下、１６％以下、特に１５％以下であり、好適な下限範囲は１．５％以上、３％以上、５％以上、１０％以上、特に１２％以上である。

Ｌｉ_２Ｏは、イオン交換成分であるとともに、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であり、更にはヤング率を高める成分である。Ｌｉ_２Ｏの含有量は０〜９％、好ましくは０〜３．５％、より好ましくは０〜１％、更に好ましくは０〜０．１％である。Ｌｉ_２Ｏの含有量が多くなると、ガラスが失透し易くなり、液相粘度が低下することに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合し難くなる。また、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多くなると、歪点が低下し過ぎて、耐熱性が低下したり、逆にイオン交換性能が低下する場合がある。

Ｎａ_２Ｏは、イオン交換成分であるとともに、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、耐失透性を高める成分である。Ｎａ_２Ｏの含有量は０〜２０％、好ましくは８〜２０％、より好ましくは１０〜１８％、更に好ましくは１１〜１６％、最も好ましくは１１〜１５％である。Ｎａ_２Ｏの含有量が多くなると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合し難くなる。また、Ｎａ_２Ｏの含有量が多くなると、歪点が低下し過ぎて、耐熱性が低下したり、逆にイオン交換性能が低下する場合がある。さらに、Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下する傾向がある。

Ｋ_２Ｏは、イオン交換を促進する効果、特にアルカリ金属酸化物の中では圧縮応力層を深く形成する効果が大きい成分である。また、Ｋ_２Ｏは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、クラック発生率を低下させる成分である。さらに、Ｋ_２Ｏは、耐失透性を高める成分でもある。Ｋ_２Ｏの含有量は０〜８％、好ましくは０．５〜８％、より好ましくは１〜８％、更に好ましくは２〜８％、特に好ましくは３〜７％である。Ｋ_２Ｏの含有量が多くなると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合し難くなる。また、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下する傾向がある。

本発明に係る強化ガラス板において、イオン交換処理により圧縮応力層を形成した後に、厚み方向の圧縮応力層を一部除去して、内部引っ張り応力を低減させるとともに、端面から破壊に至る事態を防止するため、端面の圧縮応力層を除去しないことが好ましい。このような処理を的確に行うためには、圧縮応力層の圧縮応力値と厚みを大きくすることが好ましく、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値を０．１〜６．５、０．１〜５、０．２〜３、０．２〜２．５、０．４〜２、０．７〜１．７、特に１．０〜１．５に規制することが好ましい。質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が０．１より小さくなると、圧縮応力層の圧縮応力値や厚みを十分に大きくすることが困難になる。一方、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が６．５より大きくなると、耐失透性が低下し易くなり、またＮａ_２Ｏの含有量が不足して、圧縮応力値が低下する傾向がある。

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの合量）の含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、強化ガラス板と未強化ガラス板の張り合わせ時に熱膨張差による反りが発生し易くなる。また、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下し過ぎて、圧縮応力層の圧縮応力値が低下し過ぎるおそれがある。よって、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は３０％以下、２２％以下、特に２０％以下が好ましい。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下し易くなる。よって、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は５％以上、１０％以上、１３％以上、１５％以上、特に１７％以上が好ましい。

Ａｓ_２Ｏ_３、Ｆは、清澄効果を有する成分であるが、環境に対し悪影響を与えるおそれがあるため、実質的に含有しないことが好ましい。また、ＰｂＯは、環境負荷物質であるため、実質的に含有しないことが好ましい。

上記成分以外に以下の成分を添加することができる。

Ｂ_２Ｏ_３は、液相温度、高温粘度および密度を低下させる成分であり、その含有量は０〜７％、０〜５％、０〜３％、特に０〜１％が好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、イオン交換によって表面にヤケが発生したり、耐水性が低下したり、低温粘性が低下し過ぎて、圧縮応力層の圧縮応力値が低下し易くなる。

ＴｉＯ_２は、イオン交換性能を高めて、ガラス板の機械的強度を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなったり、着色し易くなる。よって、ＴｉＯ_２の含有量は０〜１０％、０〜５％、０〜１％、特に０〜０．５％が好ましく、実質的に含有しないことが望ましい。ここで、「実質的にＴｉＯ_２を含有しない」とは、ガラス組成中のＴｉＯ_２の含有量が０．１％以下の場合を指す。

本発明に係るガラス系にＺｎＯを適量添加すれば、圧縮応力層の圧縮応力値が大きくなり易い。また、ＺｎＯは、高温粘度を低下させたり、ヤング率を高める成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多くなると、密度や熱膨張係数が高くなり過ぎることに加えて、耐失透性が低下する傾向がある。よって、ＺｎＯの含有量は０〜１５％、０〜１０％、０〜２％、０〜０．５％、特に０〜０．１％が好ましい。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合量）は、種々の目的で添加可能な成分である。しかし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多くなると、密度や熱膨張係数が高くなったり、耐失透性が低下することに加えて、イオン交換性能が低下する傾向がある。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は０〜１６％、０〜１０％、特に０〜６％が好ましい。

ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。また、ＭｇＯは、アルカリ土類金属酸化物の中ではイオン交換性能を高める効果が比較的大きい成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数およびクラック発生率が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、ＭｇＯの含有量は１０％以下、９％以下、６％以下、４％以下、特に３％以下が好ましい。

ＣａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。しかし、ＣａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数およびクラック発生率が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、その含有量は１０％以下、８％以下、５％以下、特に３％以下が好ましい。

ＳｒＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。しかし、ＳｒＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数およびクラック発生率が高くなったり、ガラスが失透し易くなったり、イオン交換性能が低下し易くなる。したがって、ＳｒＯの含有量は１０％以下、８％以下、５％以下、３％以下、１％以下、０．８％以下、特に０．５％以下が好ましく、実質的に含有しないことが望ましい。ここで、「実質的にＳｒＯを含有しない」とは、ガラス組成中のＳｒＯの含有量が０．２％以下の場合を指す。

ＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。しかし、ＢａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数およびクラック発生率が高くなったり、ガラスが失透し易くなったり、イオン交換性能が低下し易くなる。また、ＢａＯは、その原料化合物が環境負荷物質であるため、環境的視点に立てば、その使用を極力控えることが望ましい。よって、ＢａＯの含有量は３％以下、２．５％以下、２％以下、１％以下、０．８％以下、特に０．５％以下が好ましく、実質的に含有しないことが望ましい。ここで、「実質的にＢａＯを含有しない」とは、ガラス組成中のＢａＯの含有量が０．１％以下の場合を指す。

ＺｒＯ_２は、歪点、ヤング率およびイオン交換性能を高める成分であり、また高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｒＯ_２の含有量が多くなると、耐失透性が極端に低下する場合がある。よって、ＺｒＯ_２の含有量は０〜１０％、０〜９％、２〜９％、３〜９％、３〜８％、３．５〜７％、３．５〜６％、特に３．５〜５．５％が好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力層を深く形成する効果が大きい成分である。しかし、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多くなると、ガラスが分相したり、耐水性が低下し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下が好ましい。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯをＬｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏで除した値が大きくなると、密度が高くなり過ぎたり、耐失透性が低下し易くなる。よって、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）の値は０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２以下、特に０．１以下が好ましい。

清澄剤として、ＳＯ_３、Ｃｌ、ＣｅＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２の群から選択された一種または二種以上を０〜３％添加することが好ましい。Ａｓ_２Ｏ_３、Ｆは、清澄効果を奏するが、上記の通り、環境に対して悪影響を与えるおそれがあるため、実質的に含有しないことが好ましい。また、Ｓｂ_２Ｏ_３は、Ａｓ_２Ｏ_３に比べて、その毒性は低いが、添加量を低減することが好ましい場合があり、実質的に含有しないことが好ましい場合もある。ここで、「実質的にＳｂ_２Ｏ_３を含有しない」とは、ガラス組成中のＳｂ_２Ｏ_３の含有量が０．１％以下の場合を指す。環境負荷と清澄効果を考慮すれば、清澄剤として、ＳｎＯ_２が好ましく、その含有量は０．０１〜３％、特に０．０５〜１％が好ましい。また、Ｓｂ_２Ｏ_３とＳＯ_３は、透過率の低下を抑制する効果が大きいため、高透過率が要求される用途に好適な清澄剤であり、その含有量は合量で０．００１〜５％が好ましい。

Ｎｂ_２Ｏ_５やＬａ_２Ｏ_３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。しかし、希土類酸化物は、原料コストが高く、また多量に含有させると耐失透性が低下し易くなる成分である。よって、希土類酸化物の含有量は３％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下が好ましく、実質的に含有しないことが望ましい。ここで、「実質的に希土類酸化物を含有しない」とは、ガラス組成中の希土類酸化物の含有量が０．１％以下の場合を指す。

なお、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等の遷移金属酸化物は、着色成分であり、ガラス板の透過率を低下させる成分である。特に、ディスプレイ用途の場合、遷移金属酸化物の含有量が多くなると、ディスプレイの視認性が損なわれるおそれがある。よって、遷移金属酸化物の含有量が０．５％以下、０．１％以下、特に０．０５％以下になるように、原料やカレットの使用量を調整することが望ましい。

上記の各成分の好適な含有範囲を適宜組み合わせて、好適なガラス組成範囲を構成することは当然に可能であるが、その中にあって、より好適なガラス組成範囲は、
（１）ＳｉＯ_２ ４５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜９％、Ｎａ_２Ｏ ７〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜８％を含有し、実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、
（２）ＳｉＯ_２ ４５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜３．５％、Ｎａ_２Ｏ ７〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜７％を含有し、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が０．１〜３であり、且つ実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、
（３）ＳｉＯ_２ ４５〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ １０〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜３％、Ｎａ_２Ｏ ７〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜７％を含有し、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が０．５〜２であり、且つ実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、
（４）ＳｉＯ_２ ４５〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １０〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜３％、Ｎａ_２Ｏ ７〜１６％、Ｋ_２Ｏ ０〜７％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１０％、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が０．３〜１．８であり、且つ実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、
（５）ＳｉＯ_２ ４５〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜３％、Ｎａ_２Ｏ ７〜１６％、Ｋ_２Ｏ ０〜７％、ＭｇＯ ０〜３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜９％、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が１〜１．５であり、且つ実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、
（６）ＳｉＯ_２ ５０〜６３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １１〜１８％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２％、Ｎａ_２Ｏ ８〜１５．５％、Ｋ_２Ｏ ０〜６％、ＭｇＯ ０〜３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜８％、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が１〜１．５であり、且つ実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、
（７）ＳｉＯ_２ ５０〜６３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １１〜１６％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜１％、Ｎａ_２Ｏ ８〜１５％、Ｋ_２Ｏ ０．１〜５％、ＭｇＯ ０〜２．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜６％、質量比（Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋ_２Ｏ）／Ｎａ_２Ｏの値が１〜１．５であり、且つ実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しない、である。上記のように、ガラス組成範囲を規制すれば、耐失透性を大幅に高めつつ、オーバーフローダウンドロー法による成形に好適な粘度特性を確保し易く、且つイオン交換性能を顕著に高めることができる。

本発明に係る強化ガラス板は、下記の特性を有することが好ましい。

本発明に係る強化ガラス板において、液相温度は１２００℃以下、１１００℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９３０℃以下、９００℃以下、特に８８０℃以下が好ましい。液相温度が低い程、オーバーフローダウンドロー法等による成形時にガラスが失透し難くなる。

本発明に係る強化ガラス板において、液相粘度は１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．３ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．７ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．９ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^６．０ｄＰａ・ｓ以上が好ましい。液相粘度が高い程、オーバーフローダウンドロー法等による成形時にガラスが失透し難くなる。

本発明に係る強化ガラス板において、密度は２．８ｇ／ｃｍ^３以下、２．７ｇ／ｃｍ^３以下、２．６ｇ／ｃｍ^３以下、２．５７ｇ／ｃｍ^３以下、２．５５ｇ／ｃｍ^３以下、２．５ｇ／ｃｍ^３以下、２．４５ｇ／ｃｍ^３以下、特に２．４ｇ／ｃｍ^３以下が好ましい。密度が低い程、合わせガラスの軽量化を図ることができる。なお、「密度」は、周知のアルキメデス法等で測定することができる。

本発明に係る強化ガラス板において、熱膨張係数は３０〜１１０×１０^−７／℃、７０〜１０５×１０^−７／℃、７５〜１００×１０^−７／℃、８０〜１００×１０^−７／℃、特に８０〜９０×１０^−７／℃が好ましい。熱膨張係数を上記範囲内に規制すれば、金属、有機系接着剤等の部材の熱膨張係数に整合し易くなり、金属、有機系接着剤等の部材の剥離を防止することができる。

本発明に係る強化ガラス板において、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１７００℃以下、１６００℃以下、１５６０℃以下、１５００℃以下、１４５０℃以下、１４２０℃以下、特に１４００℃以下が好ましい。１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、溶融窯等のガラス製造設備への負荷が小さく、また泡品位を高めることができる。さらに、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温でガラスを溶融することができる。なお、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当している。したがって、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、強化ガラス板を安価に製造することができる。ここで、「１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。

本発明に係る強化ガラス板において、ヤング率は６７ＧＰａ以上、６８ＧＰａ以上、７０ＧＰａ以上、７１ＧＰａ以上、特に７３ＧＰａ以上が好ましい。ヤング率が高い程、強化ガラス板が撓み難くなるため、タッチパネルディスプレイ等のデバイスにおいてペン等でディスプレイを押した際に、デバイス内部の液晶素子等を圧迫し難くなり、ディスプレイの表示不良が発生し難くなる。一方、ヤング率が高過ぎると、強化ガラス板がペン等で押されて変形した場合、その変形により発生する応力が高くなり易く、特に板厚が小さい場合にその傾向が顕著になる。よって、ヤング率は１００ＧＰａ以下、９５ＧＰａ以下、９０ＧＰａ以下、８５ＧＰａ以下、８０ＧＰａ以下、特に７８ＧＰａ以下が好ましい。なお、「ヤング率」は、共振法等で測定することができる。

本発明に係る強化ガラス板において、比ヤング率は２７ＧＰａ／（ｇ／ｃｍ^３）以上、２８ＧＰａ／（ｇ／ｃｍ^３）以上、２９ＧＰａ／（ｇ／ｃｍ^３）以上、特に３０ＧＰａ／（ｇ／ｃｍ^３）以上が好ましい。比ヤング率が高い程、自重によってガラス板が撓み難くなるため、製造工程で強化ガラス板をカセット等に収納する際、強化ガラス板同士のクリアランスを狭くして収納することが可能になり、結果として、強化ガラス板の生産性が向上する。

本発明に係る強化ガラス板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、未研磨で表面品位が良好なガラス板を作製することができる。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されるからである。樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うために、ガラス板に対して力を印加する方法は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラス板に接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラス板の端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。なお、液相温度が低く、液相粘度が高い程、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形し易くなる。また、液相温度が１３００℃以下、液相粘度が１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上であれば、オーバーフローダウンドロー法で成形することができる。

本発明に係る強化ガラス板は、オーバーフローダウンドロー法以外にも、例えばフロート法、スロットダウン法、リドロー法、ロールアウト法、プレス法等で成形することができる。

本発明の合わせガラスにおいて、未強化ガラス板として、種々の材質を使用することができる。例えば、珪酸塩ガラス、ホウ珪酸塩ガラス、無アルカリガラス等を使用することができる。ここで、「無アルカリガラス」とは、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物の含有量が１０００ｐｐｍ（質量）以下、好ましくは５００ｐｐｍ（質量）以下のガラスを指す。

本発明の合わせガラスにおいて、未強化ガラス板として、強化ガラス板と同様の組成を有するガラス（強化処理前のガラス）を使用することが好ましい。このようにすれば、強化ガラス板と未強化ガラス板のガラス特性（熱膨張係数等）を整合し易くなり、また合わせガラスの製造コストを低廉化することができる。

本発明に係る未強化ガラス板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、板厚が小さく、且つ未研磨で表面品位が良好なガラス板を作製することができる。本発明に係る未強化ガラス板は、オーバーフローダウンドロー法以外にも、例えばフロート法、スロットダウン法、リドロー法、ロールアウト法、プレス法等で成形することもできる。

本発明の合わせガラスは、ディスプレイに用いることが好ましく、タッチパネルディスプレイに用いることがより好ましい。タッチパネルディスプレイは、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等に搭載されている。モバイル用途のタッチパネルディスプレイでは、軽量化、薄型化、高強度化の要請が強い。本発明の合わせガラスは、薄型で機械的強度が高いにもかかわらず、内部引っ張り応力により自己破壊しても、ガラス片が飛散し難いため、本用途に好適である。また、本発明の合わせガラスは、携帯電話、デジタルカメラ等に搭載される液晶ディスプレイ等を保護するカバーガラスにも好適である。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

表１〜３は、本発明に係る強化ガラス板（試料Ｎｏ．１〜１７）を示している。

次のようにして各試料を作製した。まず、表中に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１６００℃で８時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形した。得られたガラス板について、種々の特性を評価した。

密度は、周知のアルキメデス法によって測定した値である。

歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。

軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。

１０^４．０ｄＰａ・ｓ、１０^３．０ｄＰａ・ｓ、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。

熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した値である。

液相温度は、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。

液相粘度は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。

ヤング率は、共振法により測定した値である。

表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１７は、密度が２．８ｇ／ｃｍ^３以下、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６５０℃以下、熱膨張係数が４４〜１００×１０^−７／℃、液相粘度が１０^３．７ｄＰａ・ｓ以上、ヤング率が６７ＧＰａ以上であった。なお、イオン交換処理の前後で、表層のガラス組成は微視的に異なるものの、全体として見ると、ガラス組成は実質的に相違しない。したがって、密度、粘度、ヤング率等の特性値はイオン交換の有無で実質的に相違しない。

続いて、各試料の両面を光学研磨した後、イオン交換処理を行った。イオン交換処理は、４１０℃のＫＮＯ_３溶融塩中に４時間、或いは４４０℃のＫＮＯ_３溶融塩中に６時間浸漬することで行った。最後に、各試料の表面を洗浄した後、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、観察される干渉縞の本数とその間隔から圧縮応力層の圧縮応力値と深さ（厚み）を算出した。なお、測定に際し、屈折率を１．５２、光弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。その結果、試料Ｎｏ．１〜１６は、圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上、深さが５μｍ以上であった。

なお、工業的規模で強化ガラス板を製造する場合には、オーバーフローダウンドロー法等でガラス板を成形した後、両面が未研磨の状態でイオン交換処理することが望ましい。

また、表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、４０ｍｍ×８０ｍｍ×０．５ｍｍ厚のガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。続いて、このガラス板をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬し、４４０℃で６時間の条件でイオン交換処理を行い、強化ガラス板を作製した。また、表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、３９．９９ｍｍ×７９．９９ｍｍ×０．０５ｍｍ厚の未強化ガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。最後に、強化ガラス板と未強化ガラス板を紫外線硬化樹脂で接着し、合わせガラスを作製した。また、試料Ｎｏ．７、８、１０〜１６（強化ガラス板）についても同様にして合わせガラスを作製した。

また、表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、４０ｍｍ×８０ｍｍ×０．５ｍｍ厚のガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。続いて、このガラス板をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬し、４４０℃で６時間の条件でイオン交換処理を行い、強化ガラス板を作製した。また、未強化ガラス板として、表４に記載の試料Ｎｏ．１８のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、３９．９９ｍｍ×７９．９９ｍｍ×５０μｍ厚の未強化ガラス板（無アルカリガラス、Ｒａ＝２Å）を作製した。最後に、強化ガラス板と未強化ガラス板を紫外線硬化樹脂で接着し、合わせガラスを作製した。なお、上記の方法により、試料Ｎｏ．１８のガラス特性を測定した。また、試料Ｎｏ．７、８、１０〜１６（強化ガラス板）についても同様にして合わせガラスを作製した。

また、表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、４０ｍｍ×８０ｍｍ×０．７ｍｍ厚のガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。続いて、このガラス板をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬し、４４０℃で６時間の条件でイオン交換処理を行い、強化ガラス板を作製した。また、表２に記載の試料Ｎｏ．１９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、３９．９９ｍｍ×７９．９９ｍｍ×０．２ｍｍ厚の未強化ガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。最後に、強化ガラス板と未強化ガラス板を紫外線硬化樹脂で接着し、合わせガラスを作製した。また、試料Ｎｏ．７、８、１０〜１６（強化ガラス板）についても同様にして合わせガラスを作製した。

また、表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、４０ｍｍ×８０ｍｍ×０．７ｍｍ厚のガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。続いて、このガラス板をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬し、４４０℃で６時間の条件でイオン交換処理を行い、強化ガラス板を作製した。また、未強化ガラス板として、表４に記載の試料Ｎｏ．１８のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、３９．９９ｍｍ×７９．９９ｍｍ×１４５μｍ厚の未強化ガラス板（無アルカリガラス、Ｒａ＝２Å）を作製した。最後に、強化ガラス板と未強化ガラス板を紫外線硬化樹脂で接着し、合わせガラスを作製した。なお、上記の方法により、試料Ｎｏ．１８のガラス特性を測定した。また、試料Ｎｏ．７、８、１０〜１６（強化ガラス板）についても同様にして合わせガラスを作製した。

表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、４０ｍｍ×８０ｍｍ×０．７ｍｍ厚のガラス板（Ｒａ＝２Å）を作製した。続いて、このガラス板をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬し、４４０℃で６時間の条件でイオン交換処理を行い、強化ガラス板を作製した。また、未強化ガラス板として、表４に記載の試料Ｎｏ．１９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、３９．９９ｍｍ×７９．９９ｍｍ×２００μｍ厚の未強化ガラス板（無アルカリガラス板、Ｒａ＝２Å）を作製した。最後に、強化ガラス板と未強化ガラス板を紫外線硬化樹脂で接着し、合わせガラスを作製した。なお、上記の方法により、試料Ｎｏ．１９のガラス特性を測定した。また、試料Ｎｏ．７、８、１０〜１６（強化ガラス板）についても同様にして合わせガラスを作製した。

表５〜７は、本発明の合わせガラス（試料Ｂ〜Ｅ、Ｇ〜Ｊ、Ｌ〜Ｏ）を示している。なお、試料Ａ、Ｆ、Ｋは、強化ガラス板のみであり、未強化ガラス板が張り合わされていない。

次のようにして各試料を作製した。表２に記載の試料Ｎｏ．９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、表中に記載の寸法のガラス板を作製した。続いて、このガラス板をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬し、４４０℃で６時間の条件でイオン交換処理を行い、強化ガラス板を作製した。また、未強化ガラス板として、表４に記載の試料Ｎｏ．１８、１９のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、このガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、オーバーフローダウンドロー法で成形を行い、表中に記載の寸法の未強化ガラス板を作製した。最後に、強化ガラス板と未強化ガラス板を紫外線硬化樹脂で接着し、合わせガラスを作製した。なお、試料Ｃ、Ｅ、Ｈ、Ｊ、Ｍ、Ｏについては、未強化ガラス板の外形寸法を強化ガラス板の外形寸法よりも若干小さくし、未強化ガラス板の四周端が強化ガラス板の外周側面の外に出ないように張り合わせを行った。

試料Ａ〜Ｅに対して、四点曲げ試験を行った。まず５０ｍｍ離れた２本の円柱棒（Ｒ＝２．０ｍｍ）上に試料Ａ〜Ｅを置いた。次に、円柱棒（Ｒ＝２．０ｍｍ）を用いて、上方から試料Ａ〜Ｅを加圧した。具体的な条件は、加重計：島津製作所製強度試験機、加重速度：５ｍｍ／分、上部押し幅：２５ｍｍ、下部受け幅：５０ｍｍ、押し位置：中央、押し辺：長辺側であり、試料Ｂ〜Ｅは未強化ガラス板を上方にして配置した。四点曲げ試験の結果、試料Ａ〜Ｅの破壊強度に大きな差がなかった。また、試料Ａは５０片（約５ｍｍ角以下のサイズ）以上に破壊されると共に、その小片が種々の方向に飛散したが、試料Ｂ〜Ｅは、小片に破壊されず、全く飛散しなかった。

試料Ｆ〜Ｊに対して、リングオンリング試験を行った。まず直径２５ｍｍのリング状の冶具の上に試料Ｆ〜Ｊを置いた。次に、直径１２．５ｍｍの冶具を用いて、上方から試料Ｆ〜Ｊを加圧した。具体的な条件は、加重計：島津製作所製強度試験機、加重速度：０．５ｍｍ／分、押し位置：中央であり、試料Ｇ〜Ｊは未強化ガラス板を上方にして配置した。リングオンリング試験の結果、試料Ｆ〜Ｊの破壊強度に大きな差がなかった。また、試料Ｆは５０片（約５ｍｍ角以下のサイズ）以上に破壊されると共に、その小片が種々の方向に飛散したが、試料Ｇ〜Ｊは、小片に破壊されず、全く飛散しなかった。

試料Ｋ〜Ｏに対して、硬球落下試験を行った。質量３８．５ｇの硬球を試料上に自由落下させた。なお、高さ５０ｃｍからスタートして、割れるまで徐々に落下高さを上昇させた。また、ガラス板の外周部３ｍｍをアクリル製の冶具で受けると共に、試料Ｌ〜Ｏは未強化ガラス板を上方にして配置した。硬球落下試験の結果、試料Ｋは、高さ約１８０ｃｍからの自由落下により、５０片（約５ｍｍ角以下のサイズ）以上に破壊されると共に、その小片が種々の方向に飛散した。一方、試料Ｌ〜Ｏは、高さ３００ｃｍからの自由落下でも割れなかった。

本発明の合わせガラスは、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等のタッチパネルディスプレイ、或いはカバーガラス等の保護板として好適である。また、本発明の合わせガラスは、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば窓ガラス、磁気ディスク基板、太陽電池用カバーガラス、固体撮像素子用カバーガラス、食器への応用が期待できる。

Claims (15)

1. 表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板と、表面に圧縮応力層を有しない未強化ガラス板とを備える合わせガラスであって、強化ガラス板の板厚が２．０ｍｍ以下であり、且つ未強化ガラス板の板厚が５００μｍ以下であることを特徴とする合わせガラス。
2. 強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）が１０Å以下であり、且つ未強化ガラス板の表面粗さ（Ｒａ）が１０Å以下であることを特徴とする請求項１に記載の合わせガラス。
3. 強化ガラス板と未強化ガラス板が樹脂で接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の合わせガラス。
4. 未強化ガラス板の外形寸法が強化ガラス板の外形寸法以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合わせガラス。
5. 強化ガラス板と未強化ガラス板の熱膨張係数の差が５０×１０^−７／℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の合わせガラス。
6. 強化ガラス板の圧縮応力層の圧縮応力値が５０ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の厚みが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の合わせガラス。
7. 強化ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ４５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜９％、Ｎａ_２Ｏ ０〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜８％を含有し、実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯを含有しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の合わせガラス。
8. 強化ガラス板がダウンドロー法で成形されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の合わせガラス。
9. 強化ガラス板の液相粘度が１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の合わせガラス。
10. 強化ガラス板のヤング率が６７ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の合わせガラス。
11. 強化ガラス板の内部引っ張り応力が２０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の合わせガラス。
12. 未強化ガラス板の板厚が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の合わせガラス。
13. 未強化ガラス板がダウンドロー法で成形されてなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の合わせガラス。
14. ディスプレイに用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の合わせガラス。
15. タッチパネルディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の合わせガラス。