JP5954328B2 - 化学強化用ガラスおよびガラス筺体 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器、例えば携帯して使用可能な通信機器や情報機器等の筺体等に使用される化学強化用ガラス、およびそのような化学強化用ガラスを用いたガラス筺体に関する。
従来、携帯電話等の携帯して使用可能な通信機器や情報機器の筺体の材料には、意匠性、耐傷性、加工性、コスト等を考慮して、樹脂または金属が主に使用されてきた。そして、最近では、このような樹脂や金属に加え、これまで使用されてこなかったガラスを筺体材料として使用することが試みられている（例えば、特許文献１参照。）。ガラスを使用することで、透明感のある独特の装飾効果を付与できると考えられる。
しかしながら、一般にガラスは脆弱であり、一方、携帯電話等の電子機器に使用される筺体は、その使用形態から、使用時の落下衝撃による破損や長期間の使用による接触傷等にも十分耐え得る高い強度が要求される。このため、携帯電話等の電子機器の筺体に使用可能な高い強度を持ったガラスが求められている。
ガラスの強度を高める技術は、種々知られている。その代表的な方法が、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷等により急冷することにより、表面に圧縮応力層を形成させる方法（風冷強化法／物理強化法）と、ガラス転移点以下の温度でイオン交換により、ガラス板表面のイオン半径が小さいアルカリ金属イオン（典型的には、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）をイオン半径のより大きいアルカリ金属イオン（典型的には、Ｌｉイオンに対してはＮａイオンまたはＫイオン、Ｎａイオンに対してはＫイオン）に交換することにより、ガラスの表面に圧縮応力層を形成する方法（化学強化法）である。いずれも、ガラスの表面に圧縮応力層を形成させることで、強度を向上させるものである。
これらの方法のうち、前者の風冷強化法は、上記筺体用ガラスのようにガラスの厚みが薄い（通常、３ｍｍ以下）と、表面と内部の温度差がつきにくいために圧縮応力層を形成することは困難である。しかも、冷却温度のばらつきにより、薄いガラス板の場合、平面性が損なわれるおそれがある。これに対し、後者の化学強化法は、薄いガラス板であっても表面に圧縮応力層を形成させることができ、平面性が損なわれることもない。したがって、上記筺体に用いるガラスは化学強化法によって強化可能な材料であることが好ましい。
日本特開２００９−６１７３０号公報
携帯電話等の電子機器の筺体は高い意匠性が求められるため、ガラス自体を着色して用いる、つまり、着色剤を含有したガラスを用いることが考えられる。
ところが、このような着色剤を含有したガラスに上述した化学強化法を適用して強化しようとすると、着色剤を含有しないガラスを化学強化した場合と比較して、化学強化しにくい、つまり、着色剤を含有した化学強化ガラスの強度は、着色剤を含有しない化学強化ガラスに比べて相対的に低くなることが確認された。その要因としては、イオン交換によりイオン半径の大きいアルカリ金属イオンと置換されるイオン半径の小さいアルカリ金属イオンのガラス中の含有量が、着色剤を含有させたことにより、相対的に少なくなり、イオン交換される量が減ることや、着色イオンの存在により、アルカリ金属イオンの移動が阻害されること等が考えられる。
また、ガラスの着色は、遷移金属を特定の価数状態でガラス中に存在させることで、所望の発色を呈させるものである。しかしながら、ガラスを筺体等に長期間使用すると、紫外線等の影響により遷移金属の価数状態が変わってガラスの色が変化する、いわゆるソラリゼーションが生ずることがある。したがって、筺体に用いる着色ガラスは、当初の着色状態を長く維持し、色の変化により意匠性が損なわれないことが望まれる。
本発明は、強度が高く、かつ長期間の使用によっても色変化の少ない、耐ソラリゼーション性の高いガラスが得られる化学強化用ガラス、およびそのような化学強化用ガラスを用いた筺体の提供を目的とする。
本発明は、酸化物基準のモル％表示で、少なくとも、ＳｉＯ２を５５〜８０％、Ｎａ２Ｏを５〜２０％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００１〜３％、ＴｉＯ２を０．００１〜３％含有し、さらに着色成分としてＭｐＯｑ（但し、ここにおいて、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を０．００１〜１０％含有することを特徴とする化学強化用ガラス（以下、このガラスを本発明の化学強化用ガラスということがある）を提供する。
また、本発明は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、Ｎａ２Ｏを５〜１６％、Ｋ２Ｏを０〜５％、ＭｇＯを０〜１５％、ＺｎＯを０〜５％、ＲＯ（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である）を０〜１％、ＺｒＯ２を０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００１〜３％、ＴｉＯ２を０．００１〜３％含有し、さらに着色成分としてＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を０．００１〜１０％含有する化学強化用ガラス（以下、本発明の化学強化用ガラス１ということがある）を提供する。
また、本発明は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、Ｎａ２Ｏを５〜１６％、Ｋ２Ｏを０〜１５％、ＭｇＯを０〜１５％、ＺｎＯを０〜５％、ＲＯ（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である）を０〜１％、ＺｒＯ２を０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００１〜３％、ＴｉＯ２を０．００１〜３％含有し、さらに着色成分としてＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を０．００１〜１０％含有する化学強化用ガラス（以下、本発明の化学強化用ガラス２ということがある）を提供する。
また、本発明は、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、Ｎａ２Ｏを５〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＣａＯを１〜１５％、ＺｎＯを０〜５％、ＲＯ（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇから選ばれる少なくとも１種である）を０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００１〜３％、ＴｉＯ２を０．００１〜３％含有し、さらに着色成分としてＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を０．００１〜１０％含有する化学強化用ガラス（以下、このガラスを本発明の化学強化用ガラス３ということがある）を提供する。
また、本発明の化学強化用ガラス１〜３のいずれかであって、着色成分として、Ｃｏ３Ｏ４を０〜３％、ＣｕＯを０〜８％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜８％であるものを提供する。
この化学強化用ガラスにおいて、２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすものであってもよい。
０．００≦ｘ≦０．３２
０．００≦ｙ≦０．４０
また、本発明の化学強化用ガラス１〜３のいずれかであって、着色成分として、Ｖ２Ｏ５を０〜５％、Ｃｒ２Ｏ３を０〜５％、ＣｕＯを０〜８％、Ｐｒ６Ｏ１１を０〜３％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜８％であるものを提供する。
この化学強化用ガラスにおいて、２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすものであってもよい。
０．００≦ｘ≦０．４２
０．３１≦ｙ≦０．７８
また、本発明の化学強化用ガラス１〜３のいずれかであって、着色成分として、ＣｅＯ２を０〜３％、Ｖ２Ｏ５を０〜５％、Ｂｉ２Ｏ３を０〜１０％、Ｅｕ２Ｏ３を０〜３％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜１０％であるものを提供する。
この化学強化用ガラスにおいて、２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすものであってもよい。
０．３１≦ｘ≦０．６６
０．３１≦ｙ≦０．５８
また、本発明の化学強化用ガラス１〜３のいずれかであって、着色成分として、ＭｎＯ２を０〜１０％、Ｅｒ２Ｏ３を０〜３％、ＮｉＯを０〜５％、Ｎｄ２Ｏ３を０〜３％、ＷＯ３を０〜１０％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜１０％であるものを提供する。
この化学強化用ガラスにおいて、２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすものであってもよい。
０．２６≦ｘ≦０．５０
０．０４≦ｙ≦０．３４
また、本発明の化学強化用ガラス１〜３のいずれかであって、ＳｎＯを０〜３％、Ｓｂ２Ｏ３を０〜５％、さらに含有するとともに、前記着色成分として、Ｃｕ２Ｏを０〜３％、Ａｇ２Ｏを０〜６％含有し、ＳｎＯおよびＳｂ２Ｏ３の合計含有率が０．０１〜５％であり、Ｃｕ２ＯおよびＡｇ２Ｏの合計含有率が０．００１〜６％であるものを提供する。
この化学強化用ガラスにおいて、所望の条件で熱処理した後の２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすものであってもよい。
０．３１≦ｘ≦０．７３
０．２０≦ｙ≦０．３５
また、本発明の化学強化用ガラスであって、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であるものを提供する。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍのガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、前記照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
また、本発明の化学強化用ガラスであって、ガラス表面に化学強化処理により形成された厚み３０μｍ以上、表面圧縮応力５５０ＭＰａ以上の圧縮応力層を備えた化学強化ガラスを形成するために用いられるガラスを提供する。
また、本発明の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られた化学強化ガラスを含むガラス筺体（本発明のガラス筺体ということがある）を提供する。
また、本発明のガラス筺体であって、化学強化ガラスは、０．５ｍｍ以上の厚みを有するものを提供する。
また、本発明のガラス筺体であって、化学強化ガラスは、表面に化学強化処理によって形成された厚み３０μｍ以上、表面圧縮応力５５０ＭＰａ以上の圧縮応力層を備えるものを提供する。
また、本発明のガラス筺体であって、電子機器の外装に用いられるガラス筺体であるものを提供する。
上記した数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
本発明によれば、強度が高く、かつ長期間の使用によっても色変化の少ない、耐ソラリゼーション性の高いガラスが得られる化学強化用ガラス、また、そのような化学強化用ガラスからなる筺体が提供される。
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例および一比較例のガラスについて測定された分光透過率曲線を示す図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明に係る化学強化用ガラス１の第１の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。なお、本実施形態およびこれ以降に説明する実施形態においては、ガラス組成の説明は、特に断らない限り、下記酸化物換算のモル％表示含有量を用いて行う。以下、「モル％」を、単に「％」とも表記する。
第１の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、および着色成分であるＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を必須成分として含有するものである。
この第１の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３：３〜１６％、
Ｎａ２Ｏ：５〜１６％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％
ＭｐＯｑ：０．００１〜１０％ （但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である。）、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜５％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が３％未満では耐候性が低下する。したがって、３％以上含有させる。好ましくは４％以上であり、より好ましくは５％以上である。また、含有量が１６％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が１６％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１４％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
Ｆｅ２Ｏ３はＦｅイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Ｆｅ２＋の場合には緑〜青緑、Ｆｅ３＋の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはＦｅ３＋の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではＦｅ２＋とＦｅ３＋は共存しており、全てがＦｅ３＋の状態にはなり得ない。したがって、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多い場合には少量存在するＦｅ２＋の色が出ることがあり、この場合、緑の呈色を示すため、Ｆｅ２Ｏ３を前述した緑の着色剤と併用することも可能である。Ｆｅ３＋による黄の呈色は薄いが、同様の考え方でＦｅ２Ｏ３を前述した黄色の着色剤と併用することも可能である。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに、他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分のＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）は、ガラスを所望の色に着色するための成分であり、着色成分を適宜選択することにより、例えば、青色系、緑色系、黄色系、紫〜桃色系、赤色系等の着色ガラスを得ることができる。
具体的には、例えば、Ｃｏ３Ｏ４およびＣｕＯから選ばれる少なくとも１種の使用で、青色系の着色ガラスを得ることができる。Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯおよびＰｒ６Ｏ１１から選ばれる少なくとも１種の使用で、緑色系の着色ガラスを得ることができる。ＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３およびＥｕ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１種の使用で、黄色系の着色ガラスを得ることができる。ＭｎＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３およびＷＯ３から選ばれる少なくとも１種の使用で、紫〜桃色系の着色ガラスを得ることができる。
また、Ｃｕ２ＯおよびＡｇ２Ｏから選ばれる少なくとも１種の使用で、赤色系の着色ガラスを得ることができる。
上記したＭｐＯｑの着色成分の含有量が０．００１％未満ではガラスの着色が極めて薄くなるため、ガラスを厚くしなければ有色として認識できず、着色筐体として意匠性を持たせるためには肉厚をかなり厚く設計する必要が生じることになる。したがって、０．００１％以上含有させる。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。また、含有量が１０％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは５％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４．５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＭｇＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３、ＳｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
ＳｎＯは、赤色系に着色させる場合、後工程の熱処理においてＣｕ２ＯあるいはＡｇ２Ｏを還元し、ＣｕまたはＡｇコロイドを析出させるいわゆる熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が０．０５％未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、ＳｎＯを含有させる場合、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は３％以下とすることが好ましい。より好ましくは２．８％以下であり、特に好ましくは２．５％以下である。
Ｓｂ２Ｏ３は、赤色系に着色させる場合、ＳｎＯと同様に熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が０．０５％未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、Ｓｂ２Ｏ３を含有させる場合、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．２％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は５％以下とすることが好ましい。より好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。Ｓｂ２Ｏ３は、環境負荷物質であるため、熱還元剤としてはＳｎＯを使用することが好ましい。
なお、本発明に係る化学強化用ガラス１の第１の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス２の第１の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、Ｋ２Ｏの含有割合が０〜１５％である点を除き、化学強化用ガラス１の第１の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１２％以下であり、より好ましくは１０％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。得られた化学強化ガラスは、電子機器の外装を構成するガラス筺体の材料として有用である。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
この透過率劣化度は、化学強化用ガラスの耐ソラリゼーション性を評価する指標である。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
第２の実施形態の化学強化用ガラスは、青色系に着色されるガラスであり、例えば、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、０．００≦ｘ≦０．３２、０．００≦ｙ≦０．４０を満たす色調のガラスを得ることができる。
本発明に係る化学強化用ガラス１の第２の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ならびに着色成分としてＣｏ３Ｏ４および／またはＣｕＯ（すなわち、Ｃｏ３Ｏ４およびＣｕＯからなる群から選ばれる少なくとも1種）を必須成分として含有するものである。
この第２の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３：３〜１６％、
Ｎａ２Ｏ：５〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％、
Ｃｏ３Ｏ４：０〜３％、
ＣｕＯ：０〜８％、
（Ｃｏ３Ｏ４＋ＣｕＯ）：０．０１〜８％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜５％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が３％未満では耐候性が低下する。したがって、３％以上含有させる。好ましくは４％以上であり、より好ましくは５％以上である。また、含有量が１６％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が１６％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１４％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分として含まれる、Ｃｏ３Ｏ４およびＣｕＯからなる群から選ばれる少なくとも1種は、ガラスを青色系の色に着色するために必須の成分である。Ｃｏ３Ｏ４、またはＣｕＯ、またはＣｏ３Ｏ４およびＣｕＯの合計の含有量が０．０１％未満では所望とする青色のガラスが得られない。したがって、０．０１％以上含有させる。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。また、含有量が８％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は８％以下とする。好ましくは７％以下であり、より好ましくは６％以下である。
但し、Ｃｏ３Ｏ４の含有量が３％超では着色が濃くなりすぎ、意匠性が低下する。したがって、Ｃｏ３Ｏ４の含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。また、ＣｕＯの含有量が８％超では着色が濃くなりすぎるとともにガラスが不安定となる。したがって、ＣｕＯの含有量は８％以下とする。好ましくは７％以下であり、より好ましくは５％以下である。
なお、本実施形態においては、青色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のＭｐＯｑ（但し、ここにおいては、Ｍは、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）から選ばれる少なくとも１種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が１０％を超えないようにすることが好ましい。含有量が１０％を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは９％以下であり、より好ましくは８％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４．５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＭｇＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
なお、本発明に係る化学強化用ガラス１の第２の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス２の第２の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、Ｋ２Ｏの含有割合が０〜１５％である点を除き、化学強化用ガラス１の第２の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１２％以下であり、より好ましくは１０％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、青色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
第３の実施形態の化学強化用ガラスは、緑色系に着色されるガラスであり、例えば、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、０．００≦ｘ≦０．４２、０．３１≦ｙ≦０．７８を満たす色調のガラスを得ることができる。
本発明に係る化学強化用ガラス１の第３の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ならびに着色成分としてＶ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯおよびＰｒ６Ｏ１１から選ばれる少なくとも１種を必須成分として含有するものである。
この第３の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３：３〜１６％、
Ｎａ２Ｏ：５〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％、
Ｖ２Ｏ５：０〜５％、
Ｃｒ２Ｏ３：０〜５％、
ＣｕＯ：０〜８％、
Ｐｒ６Ｏ１１：０〜３％、
（Ｖ２Ｏ５＋Ｃｒ２Ｏ３＋ＣｕＯ＋Ｐｒ６Ｏ１１）：０．０１〜８％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜５％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が３％未満では耐候性が低下する。したがって、３％以上含有させる。好ましくは４％以上であり、より好ましくは５％以上である。また、含有量が１６％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が１６％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１４％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
Ｆｅ２Ｏ３はＦｅイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Ｆｅ２＋の場合には緑〜青緑、Ｆｅ３＋の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはＦｅ３＋の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではＦｅ２＋とＦｅ３＋は共存しており、全てがＦｅ３＋の状態にはなり得ない。したがって、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多い場合には少量存在するＦｅ２＋の色が出ることがあり、この場合、緑の呈色を示すため、Ｆｅ２Ｏ３を前述した緑の着色剤と併用することも可能である。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分として含まれる、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯおよびＰｒ６Ｏ１１から選ばれる少なくとも１種は、ガラスを緑色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が０．０１％未満では所望とする緑色のガラスが得られない。したがって、０．０１％以上含有させる。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。また、含有量が８％超ではガラスの着色が濃くなりすぎて色の違いがわかりにくくなる。したがって、含有量は８％以下とする。好ましくは７％以下であり、より好ましくは５％以下である。
但し、Ｖ２Ｏ５の含有量が５％超では色が濃くなりすぎる。したがって、Ｖ２Ｏ５の含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。なお、Ｖイオンは３価の状態で緑色を呈するため、還元性で溶融することが望ましい。Ｃｒ２Ｏ３の含有量が５％超では色が濃くなりすぎる。したがって、Ｃｒ２Ｏ３の含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。ＣｕＯの含有量が８％超ではガラスが不安定となる。したがって、ＣｕＯの含有量は８％以下とする。好ましくは７％以下であり、より好ましくは５％以下である。Ｐｒ６Ｏ１１の含有量が３％超では高価な材料であるため、原料費が高くなる。したがって、Ｐｒ６Ｏ１１の含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、本実施形態においては、緑色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のＭｐＯｑ（但し、ここにおいては、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）から選ばれる少なくとも１種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が１０％を超えないようにすることが好ましい。含有量が１０％を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは９％以下であり、より好ましくは８％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４．５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＭｇＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、緑色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
なお、本発明に係る化学強化用ガラス１の第３の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス２の第３の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、Ｋ２Ｏの含有割合が０〜１５％である点を除き、化学強化用ガラス１の第３の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１２％以下であり、より好ましくは１０％以下である。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
第４の実施形態の化学強化用ガラスは、黄色系に着色されるガラスであり、例えば、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、０．３１≦ｘ≦０．６６、０．３１≦ｙ≦０．５８を満たす色調のガラスを得ることができる。
本発明に係る化学強化用ガラス１の第４の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ならびに着色成分としてＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３およびＥｕ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１種を必須成分として含有するものである。
この第４の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３：３〜１６％、
Ｎａ２Ｏ：５〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％、
ＣｅＯ２：０〜３％、
Ｖ２Ｏ５：０〜５％、
Ｂｉ２Ｏ３：０〜１０％、
Ｅｕ２Ｏ３：０〜３％、
（ＣｅＯ２＋Ｖ２Ｏ５＋Ｂｉ２Ｏ３＋Ｅｕ２Ｏ３）：０．０１〜１０％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜５％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が３％未満では耐候性が低下する。したがって、３％以上含有させる。好ましくは４％以上であり、より好ましくは５％以上である。また、含有量が１６％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が１６％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１４％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
Ｆｅ２Ｏ３はＦｅイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Ｆｅ２＋の場合には緑〜青緑、Ｆｅ３＋の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはＦｅ３＋の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではＦｅ２＋とＦｅ３＋は共存しており、全てがＦｅ３＋の状態にはなり得ない。Ｆｅ３＋による黄の呈色は薄いが、Ｆｅ２Ｏ３を前述した黄色の着色剤と併用することも可能である。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分として含まれる、ＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３およびＥｕ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１種は、ガラスを黄色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が０．０１％未満では所望とする黄色のガラスが得られない。したがって、０．０１％以上含有させる。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。また、含有量が１０％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは６％以下である。
但し、ＣｅＯ２の含有量が３％超ではガラスが不安定となる。したがって、ＣｅＯ２の含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。なお、Ｃｅイオンは４価で黄色を呈するため、４価の状態で添加し、酸化性で溶融することが好ましい。Ｖ２Ｏ５の含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、Ｖ２Ｏ５の含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。Ｖイオンは５価で黄色を呈するため、酸化性で溶融することが望ましい。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が１０％超では溶融時に金属ビスマスのコロイドが析出し、所望の黄色を呈することが難しくなる。したがって、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは５％以下である。Ｅｕ２Ｏ３の含有量が３％超では原料費が高くなる。したがって、Ｅｕ２Ｏ３の含有量は３％以下とする。好ましくは２．５％以下であり、より好ましくは２％以下である。なお、Ｅｕ２Ｏ３を使用する場合には、還元側での溶融が好ましい。
なお、本実施形態においては、黄色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のＭｐＯｑ（但し、ここにおいては、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）から選ばれる少なくとも１種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が１０％を超えないようにすることが好ましい。含有量が１０％を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは９％以下であり、より好ましくは８％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４．５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＭｇＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、黄色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
なお、本発明に係る化学強化用ガラス１の第４の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス２の第４の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、Ｋ２Ｏの含有割合が０〜１５％である点を除き、化学強化用ガラス１の第４の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１２％以下であり、より好ましくは１０％以下である。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
第５の実施形態の化学強化用ガラスは、紫乃至桃色系に着色されるガラスであり、例えば、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、０．２６≦ｘ≦０．５０、０．０４≦ｙ≦０．３４を満たす色調のガラスを得ることができる。
本発明に係る化学強化用ガラス１の第５の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ならびに着色成分としてＭｎＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３およびＷＯ３から選ばれる少なくとも１種を必須成分として含有するものである。
この第５の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３：３〜１６％、
Ｎａ２Ｏ：５〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％、
ＭｎＯ２：０〜１０％、
Ｅｒ２Ｏ３：０〜３％、
ＮｉＯ：０〜５％、
Ｎｄ２Ｏ３：０〜３％、
ＷＯ３：０〜１０％、
（ＭｎＯ２＋Ｅｒ２Ｏ３＋ＮｉＯ＋Ｎｄ２Ｏ３＋ＷＯ３）：０．０１〜１０％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜５％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が３％未満では耐候性が低下する。したがって、３％以上含有させる。好ましくは４％以上であり、より好ましくは５％以上である。また、含有量が１６％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が１６％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１４％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分として含まれる、ＭｎＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３およびＷＯ３から選ばれる少なくとも１種は、ガラスを紫乃至桃色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が０．０１％未満では所望とする紫乃至桃色のガラスが得られない。したがって、０．０１％以上含有させる。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。また、含有量が１０％超では色が濃くなりすぎる。したがって、含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは６％以下である。
但し、ＭｎＯ２の含有量が１０％超では色が濃くなりすぎる。したがって、ＭｎＯ２の含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは６％以下である。Ｅｒ２Ｏ３の含有量が３％超では原料費が高くなりすぎる。したがって、Ｅｒ２Ｏ３の含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。ＮｉＯの含有量が５％超では色が濃くなりすぎる。したがって、ＮｉＯの含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。Ｎｄ２Ｏ３の含有量が３％超では原料費が高くなる。したがって、Ｎｄ２Ｏ３の含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。ＷＯ３の含有量が１０％超ではガラスが不安定となる。したがって、ＷＯ３の含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは５％以下である。
なお、本実施形態においては、紫乃至桃色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のＭｐＯｑ（但し、ここにおいて、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）から選ばれる少なくとも１種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が１０％を超えないようにすることが好ましい。含有量が１０％を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは９％以下であり、より好ましくは８％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４．５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＭｇＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、紫乃至桃色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
なお、本発明に係る化学強化用ガラス１の第５の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス２の第５の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、Ｋ２Ｏの含有割合が０〜１５％である点を除き、化学強化用ガラス１の第５の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１２％以下であり、より好ましくは１０％以下である。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である。）
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
第６の実施形態の化学強化用ガラスは、赤色系に着色されるガラスであり、例えば、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、０．３１≦ｘ≦０．７３、０．２０≦ｙ≦０．３５を満たす色調のガラスを得ることができる。なお、本発明の第６の実施形態に係る化学強化用ガラスは、コロイドを析出することで赤色系に着色されるガラスであるため、前記色調は、所望の条件で熱処理を行い赤色が発現したガラスに対するものである。
本発明に係る化学強化用ガラス１の第６の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２を必須成分として含有し、さらに着色成分として、Ｃｕ２Ｏおよび／またはＡｇ２Ｏ（すなわち、Ｃｕ２ＯおよびＡｇ２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種）と、ＳｎＯおよび／またはＳｂ２Ｏ３（すなわち、ＳｎＯおよびＳｂ２Ｏ３からなる群から選ばれる少なくとも１種と）を必須成分として含有するものである。
この第６の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３：３〜１６％、
Ｎａ２Ｏ：５〜１６％、Ｂ２Ｏ３を０〜１２％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％、
Ｃｕ２Ｏ：０〜３％、
Ａｇ２Ｏ：０〜６％、
（Ｃｕ２Ｏ＋Ａｇ２Ｏ）：０．０１〜６％、
ＳｎＯ：０〜３％、
Ｓｂ２Ｏ３：０〜５％、
（ＳｎＯ＋Ｓｂ２Ｏ３）：０．０１〜５％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜５％、
ＭｇＯ：０〜１５％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が３％未満では耐候性が低下する。したがって、３％以上含有させる。好ましくは４％以上であり、より好ましくは５％以上である。また、含有量が１６％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させる成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が１６％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１６％以下とする。好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１４％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分としてのＣｕ２Ｏおよび／またはＡｇ２Ｏは、ガラスを赤色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が０．００１％未満では所望とする赤色のガラスが得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．２％以上である。また、含有量が６％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は６％以下とする。好ましくは５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
但し、Ｃｕ２Ｏの含有量が３％超では安定な着色が得られなくなる。したがって、Ｃｕ２Ｏの含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。また、Ａｇ２Ｏの含有量が６％超ではガラスが不安定となる。したがって、Ａｇ２Ｏの含有量は６％以下とする。好ましくは５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＳｎＯおよび／またはＳｂ２Ｏ３は、後工程の熱処理において着色成分であるＣｕ２ＯあるいはＡｇ２Ｏを還元し、ＣｕまたはＡｇコロイドを析出させるいわゆる熱還元剤として作用する成分である。両者の合計含有量が、０．０１％未満では、所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、両者の合計含有量は、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は５％以下とすることが好ましい。より好ましくは４％以下であり、特に好ましくは３％以下である。
但し、ＳｎＯの含有量が０．０５％未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、ＳｎＯを含有させる場合、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は３％以下とすることが好ましい。より好ましくは２．８％以下であり、特に好ましくは２．５％以下である。
また、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が０．０５％未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、Ｓｂ２Ｏ３を含有させる場合、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．２％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は５％以下とすることが好ましい。より好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。なお、Ｓｂ２Ｏ３は環境負荷物質であるため、熱還元剤としてはＳｎＯの使用が好ましい。
なお、本実施形態においては、赤色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｒｂ、およびＷから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）から選ばれる少なくとも１種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が１０％を超えないようにすることが好ましい。含有量が１０％を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは９％以下であり、より好ましくは８％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４．５％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＭｇＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、赤色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
なお、本発明に係る化学強化用ガラス１の第６の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス２の第６の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、Ｋ２Ｏの含有割合が０〜１５％である点を除き、化学強化用ガラス１の第６の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が１５％超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１２％以下であり、より好ましくは１０％以下である。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である。）
（第７の実施形態）
次に、本発明に係る化学強化用ガラス３の実施形態に係る化学強化用ガラスについて、第７の実施形態として説明する。
第７の実施形態の化学強化用ガラスは、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、および着色成分であるＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を必須成分として含有するものである。
この第７の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２：５５〜８０％、
Ｎａ２Ｏ：５〜２０％、
ＣａＯ：１〜１５％、
Ｆｅ２Ｏ３：０．００１〜３％、
ＴｉＯ２：０．００１〜３％
ＭｐＯｑ：０．００１〜１０％ （但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である。）、
Ａｌ２Ｏ３：０〜５％、
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％、
Ｋ２Ｏ：０〜８％、
ＺｎＯ：０〜５％、
ＺｒＯ２：０〜５％、
ＲＯ：０〜１０％（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇから選ばれる少なくとも１種である。）。
本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が５５％未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、５５％以上含有させる。好ましくは５８％以上であり、より好ましくは６０％以上である。また、含有量が８０％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は８０％以下とする。好ましくは７８％以下であり、より好ましくは７５％以下である。
Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が５％未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、５％以上含有させる。好ましくは６％以上であり、より好ましくは８％以上である。また、含有量が２０％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は２０％以下とする。好ましくは１８％以下であり、より好ましくは１６％以下である。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が０．００１％未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０３％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
なお、Ｆｅ２Ｏ３の添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に４配位のＦｅ３＋が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Ｎａ＋イオンが動きやすくなることによると考えられる。
Ｆｅ２Ｏ３はＦｅイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Ｆｅ２＋の場合には緑〜青緑、Ｆｅ３＋の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはＦｅ３＋の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではＦｅ２＋とＦｅ３＋は共存しており、全てがＦｅ３＋の状態にはなり得ない。したがって、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多い場合には少量存在するＦｅ２＋の色が出ることがあり、この場合、緑の呈色を示すため、Ｆｅ２Ｏ３を前述した緑の着色剤と併用することも可能である。Ｆｅ３＋による黄の呈色は薄いが、同様の考え方でＦｅ２Ｏ３を前述した黄色の着色剤と併用することも可能である。
ＴｉＯ２は、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに、他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が０．００１％未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、０．００１％以上含有させる。好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は３％以下とする。好ましくは２．８％以下であり、より好ましくは２．５％以下である。
着色成分のＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）は、ガラスを所望の色に着色するための成分であり、上記した第７の実施形態の化学強化用ガラスに対し、着色成分を適宜選択することにより、例えば、青色系、緑色系、黄色系、紫〜桃色系、赤色系等の着色ガラスを得ることができる。
具体的には、例えば、Ｃｏ３Ｏ４およびＣｕＯから選ばれる少なくとも１種の使用で、青色系の着色ガラスを得ることができる。Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯおよびＰｒ６Ｏ１１から選ばれる少なくとも１種の使用で、緑色系の着色ガラスを得ることができる。ＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３およびＥｕ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１種の使用で、黄色系の着色ガラスを得ることができる。ＭｎＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３およびＷＯ３から選ばれる少なくとも１種の使用で、紫〜桃色系の着色ガラスを得ることができる。Ｃｕ２ＯおよびＡｇ２Ｏから選ばれる少なくとも１種の使用で、赤色系の着色ガラスを得ることができる。
上記したＭｐＯｑの着色成分の含有量が０．００１％未満ではガラスの着色が極めて薄くなるため、ガラスを厚くしなければ有色として認識できず、着色筐体として意匠性を持たせるためには肉厚をかなり厚く設計する必要が生じることになる。したがって、０．００１％以上含有させる。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。また、含有量が１０％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は１０％以下とする。好ましくは８％以下であり、より好ましくは５％以下である。
ＣａＯを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは３％以上であり、特に好ましくは４％以上である。また、含有量が１５％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は１５％以下とする。好ましくは１４％以下であり、より好ましくは１２％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＺｎＯ、ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＭｇから選ばれる少なくとも１種）、およびＺｒＯ２を含有させることができる。
Ａｌ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは０．８％以上である。また、含有量が５％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
Ｂ２Ｏ３を含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは２％以上である。また、含有量が１２％超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は１２％以下とする。好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。
Ｋ２Ｏを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．１％未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。また、含有量が８％超では耐候性が低下する。したがって、含有量は８％以下とする。好ましくは６％以下であり、より好ましくは４％以下である。
ＺｎＯを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が０．１％未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．２％以上であり、特に好ましくは０．３％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
ＲＯ（但し、ＲはＳｒ、ＢａおよびＭｇから選ばれる少なくとも１種）を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。
ＺｒＯ２を含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が０．０１％未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０５％以上であり、特に好ましくは０．１％以上である。また、含有量が５％超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は５％以下とする。好ましくは４％以下であり、より好ましくは３％以下である。
本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、ＳＯ３、ＳｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３を含有させることができる。
ＳＯ３は、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が０．０１％未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、ＳＯ３を含有させる場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０３％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。また、含有量が１％超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は１％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．８％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
ＳｎＯは、赤色系に着色させる場合、後工程の熱処理においてＣｕ２ＯあるいはＡｇ２Ｏを還元し、ＣｕまたはＡｇコロイドを析出させるいわゆる熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が０．０５％未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、ＳｎＯを含有させる場合、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．２％以上である。また、含有量が３％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は３％以下とすることが好ましい。より好ましくは２．８％以下であり、特に好ましくは２．５％以下である。
Ｓｂ２Ｏ３は、赤色系に着色させる場合、ＳｎＯと同様に熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が０．０５％未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、Ｓｂ２Ｏ３を含有させる場合、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、特に好ましくは０．２％以上である。また、含有量が５％超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は５％以下とすることが好ましい。より好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。
なお、Ｓｂ２Ｏ３は、環境負荷物質であるため、熱還元剤としてはＳｎＯを使用することが好ましい。
本実施形態の化学強化用ガラスは、特にＦｅ２Ｏ３およびＴｉＯ２を含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。得られた化学強化ガラスは、電子機器の外装を構成するガラス筺体の材料として有用である。
なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を２〜２０時間浸漬する方法等が用いられる。
本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることが好ましい。より好ましくは４％以下である。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
（ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、光照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
この透過率劣化度は、化学強化用ガラスの耐ソラリゼーション性を評価する指標である。
（ガラス筺体の実施形態）
次に、本発明のガラス筺体に係る実施形態について説明する。
本実施形態のガラス筺体は、携帯電話等の携帯して使用可能な電子機器の外装に用いられる筺体であり、前述の化学強化用ガラスを化学強化して得られた化学強化ガラスから構成される。
化学強化用ガラスの化学強化は、例えば、４００〜５５０℃に加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩に２〜２０時間ガラス板を浸漬することにより行われるが、特にこの方法に限定されるものではなく、ガラス表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できる方法であればよい。
このような化学強化処理を施すことによって、化学強化ガラス表面には圧縮応力層が形成されている。本実施形態において、圧縮応力層の深さは、３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましい。深さが３０μｍ未満では携帯電話等の電子機器の筺体に要求される強度を具備できないおそれがある。但し、あまり圧縮応力層が深いと内部引張応力が大きくなり、破壊時の衝撃が大きくなる。すなわち、内部引張応力が大きいとガラスが破壊する際に細片となって粉々に飛散する傾向があり危険性が高まることがわかっている。発明者らによる実験の結果、厚み２ｍｍ以下のガラスでは、圧縮応力層の深さが７０μｍを超えると、破壊時の飛散が顕著となることが判明した。したがって、少なくとも化学強化ガラスの厚みが２ｍｍ以下の場合には、圧縮応力層の深さは７０μｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは６０μｍ以下であり、特に好ましくは５０μｍ以下である。なお、化学強化ガラスは表面が研磨されていてもよく、この場合には、研磨後において上記要件を満足していることが好ましい。
ここで、圧縮応力層の深さとは、イオン交換されたアルカリ金属イオン（カリウムイオンもしくはナトリウムイオン）がガラスに拡散した深さをいい、例えば、光弾性解析法を利用した表面応力計を用いて測定することができる。
また、圧縮応力層は、表面圧縮応力が５５０ＭＰａ以上であることが好ましく、７００ＭＰａ以上であることがより好ましい。表面圧縮応力が５５０ＭＰａ未満では携帯電話等の電子機器の筺体に要求される強度を具備できないおそれがある。表面圧縮応力は、圧縮応力層の深さと同様に、例えば、光弾性解析法を利用した表面応力計を用いて測定することができる。
なお、筺体を構成する化学強化ガラスは、少なくとも厚みが０．５ｍｍ以上、すなわち、最も薄い部分で厚みが０．５ｍｍ以上であることが好ましく、０．８ｍｍ以上であることがより好ましい。化学強化ガラスの厚みが０．５ｍｍ未満では、化学強化用ガラスを用いた場合でも携帯電話等の電子機器の筺体に要求される強度を具備できないおそれがある。
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上記記載内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、例１−１〜例１−１４、例２−１〜例２−１０、例３−１〜例３―１１、例４−１〜例４−１１、および例５-１、例５−２は、本発明の化学強化用ガラス１に係る実施例であり、例１−１５、例２−９は比較例である。例６−１〜例６−１９は、本発明の化学強化用ガラス３に係る実施例である。
ガラスの組成比が表１〜表５、表８及び表９に示すような組成となるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして１００ｍｌとなるように秤量混合した。なお、表１〜表４、表８及び表９に記載のＳＯ３は、ガラス原料にボウ硝（Ｎａ２ＳＯ４）を添加し、ボウ硝分解後にガラス中に残る残存ＳＯ３であり、計算値である。
次いで、この原料混合物を白金製るつぼに入れ、１５００〜１６００℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、約０．５時間で原料が溶け落ちた後、１時間溶融し、脱泡した後、およそ３００℃に予熱した縦約５０ｍｍ×横約１００ｍｍ×高さ約２０ｍｍの型材に流し込み、約１℃／分の速度で徐冷し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックからサイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚みが２．０ｍｍになるように切断、研削し、最後に両面を鏡面に研磨加工し、板状の化学強化用ガラスを得た。
なお、表１に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態に係るガラス組成の例を示したものである。表２に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第１の実施形態および第３の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。表３に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第１の実施形態および第４の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。表４に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第１の実施形態および第５の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。表５に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第１の実施形態および第６の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。また、表８および９に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第７の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。
得られた化学強化用ガラスについて、化学強化処理前の色度、およびソラリゼーションを測定した。また、化学強化処理後のガラスについて、表面に形成された圧縮応力層の深さおよび表面圧縮応力を測定した。測定方法および測定結果を以下に示す。
［色度］
各例で得られた板状の化学強化用ガラスを測定試料とした。この測定試料について紫外可視近赤外分光光度計（日本分光（株）製、Ｖ−５７０）にて透過率を測定し、そのデータをＪＩＳ Ｚ８７２２：２０００（色の測定方法−反射及び透過物体色）に基づきＣＩＥ １９３１ＸＹＺ表色系に換算した。
結果を、表１〜表５に示す。なお、表１〜表５、表８及び表９の測定結果欄中の「−」は、測定が未実施であったことを意味する。
［ソラリゼーション］
例１−１４（実施例）および例１−１５（比較例）で得られた板状の化学強化用ガラスを測定試料とした。これらの各測定試料の研磨面に４００Ｗ高圧水銀ランプの光を１５ｃｍ離れた位置から５０時間照射した後、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける平均透過率Ｔ１を測定し、下式より、初期（光照射前）の波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける平均透過率Ｔ０からの劣化度ΔＴを算出した。なお、透過率の測定には、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光（株）製、Ｖ−５７０）を用いた。
ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
結果を、各試料の光照射前後の波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける平均透過率Ｔ０およびＴ１とともに表６に示す。また、各試料について測定された光照射前後の分光透過率曲線を図１に示す。なお、図１中、（ａ）は、例１−１４（実施例）の測定結果であり、（ｂ）は、例１−１５（比較例）の測定結果である。
表６および図１から、ガラスにＴｉＯ２成分を所定量含有させることで、ガラスの耐ソラリゼーション性が向上することがわかる。したがって、本発明の化学強化用ガラスを筺体材料として用いた場合、当初の着色状態が長く維持され、色の変化により意匠性が損なわることがない。
［圧縮応力層の深さ及び表面圧縮応力］
例２−１（実施例）で得られた板状の化学強化用ガラスを４２５℃のＫＮＯ３溶融塩（１００％）に６時間浸漬して化学強化処理を行い測定試料とした。また、比較のために、例２−９（比較例）で得られた板状の化学強化用ガラスに対し同様の化学強化処理を行い測定試料とした。なお、例２−９のガラスはＦｅ２Ｏ３成分が未配合である以外は例２−１と同一組成のガラスである。
これらの化学強化処理後の測定試料について、表面応力計（（有）折原製作所製、ＦＳＭ−６０００ＬＥ）を用いて、圧縮応力層の深さ（単位：μｍ）および表面圧縮応力（単位：ＭＰａ）を測定した。結果を表７に示す。
表７から、ガラスにＦｅ２Ｏ３成分を所定量含有させることで、化学強化処理後のガラスの強度が高くなることがわかる。したがって、本発明の化学強化用ガラスは、高い強度が求められる携帯電話等の電子機器の筺体用ガラスとして好適に用いることができる。
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本発明の化学強化用ガラスは、携帯電話等の携帯して使用可能な通信機器や情報機器の外装を構成する筺体材料として好適に用いることができる。その他、ＡＶ機器・ＯＡ機器等の操作パネル、同製品の開閉扉、操作ボタン・つまみ、またはデジタル・フォト・フレームやＴＶ等の画像表示パネルの矩形状の表示面の周囲に配置される装飾パネル等の装飾品等にも利用できる。
なお、２０１１年８月１０日に出願された日本特許出願２０１１−１７５４２１号、および２０１１年８月１７日に出願された日本特許出願２０１１−１７８５２６号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。

Claims (17)

  1. 酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１６％、Ｎａ２Ｏを５〜１６％、Ｋ２Ｏを０〜１５％、ＭｇＯを０〜１５％、ＺｎＯを０〜５％、ＲＯ（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＣａから選ばれる少なくとも１種である）を０〜１％、ＺｒＯ２を０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００１〜３％、ＴｉＯ２を０．００１〜３％含有し、さらに着色成分としてＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を０．００１〜１０％含有し、かつＢ ２ Ｏ ３ を含有しない化学強化用ガラスであって、
    下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることを特徴とする化学強化用ガラス。
    ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
    （ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍのガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、前記照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
  2. 酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を５５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｎａ２Ｏを５〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＣａＯを１〜１５％、ＺｎＯを０〜５％、ＲＯ（但し、Ｒは、Ｓｒ、Ｂａ、およびＭｇから選ばれる少なくとも１種である）を０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜５％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００１〜３％、ＴｉＯ２を０．００１〜３％含有し、さらに着色成分としてＭｐＯｑ（但し、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｂｉ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｅｒ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｗ、Ｒｂ、Ｓｎ、およびＡｇから選ばれる少なくとも１種であり、ｐとｑはＭとＯの原子比である）を０．００１〜１０％含有し、かつＢ ２ Ｏ ３ を含有しない化学強化用ガラスであって、
    下式で求められる透過率劣化度ΔＴが５％以下であることを特徴とする化学強化用ガラス。
    ΔＴ（％）＝［（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０］×１００
    （ここで、Ｔ１は、両面を鏡面光学研磨した肉厚２ｍｍのガラスの研磨面に離間距離１５ｃｍで４００Ｗ高圧水銀ランプの光を５０時間照射した後の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔ０は、前記照射前の分光透過率曲線における波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率である）
  3. 前記着色成分として、Ｃｏ３Ｏ４を０〜３％、ＣｕＯを０〜８％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜８％であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の化学強化用ガラス。
  4. ２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項３に記載の化学強化用ガラス。
    ０．００≦ｘ≦０．３２
    ０．００≦ｙ≦０．４０
  5. 前記着色成分として、Ｖ２Ｏ５を０〜５％、Ｃｒ２Ｏ３を０〜５％、ＣｕＯを０〜８％、Ｐｒ６Ｏ１１を０〜３％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜８％であることを特徴とする請求項１または２に記載の化学強化用ガラス。
  6. ２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項５に記載の化学強化用ガラス。
    ０．００≦ｘ≦０．４２
    ０．３１≦ｙ≦０．７８
  7. 前記着色成分として、ＣｅＯ２を０〜３％、Ｖ２Ｏ５を０〜５％、Ｂｉ２Ｏ３を０〜１０％、Ｅｕ２Ｏ３を０〜３％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜１０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の化学強化用ガラス。
  8. ２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項７に記載の化学強化用ガラス。
    ０．３１≦ｘ≦０．６６
    ０．３１≦ｙ≦０．５８
  9. 前記着色成分として、ＭｎＯ２を０〜１０％、Ｅｒ２Ｏ３を０〜３％、ＮｉＯを０〜５％、Ｎｄ２Ｏ３を０〜３％、ＷＯ３を０〜１０％含有し、これらの成分の合計含有率が０．０１〜１０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の化学強化用ガラス。
  10. ２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項９に記載の化学強化用ガラス。
    ０．２６≦ｘ≦０．５０
    ０．０４≦ｙ≦０．３４
  11. ＳｎＯを０〜３％、Ｓｂ２Ｏ３を０〜５％、さらに含有するとともに、前記着色成分として、Ｃｕ２Ｏを０〜３％、Ａｇ２Ｏを０〜６％含有し、ＳｎＯおよびＳｂ２Ｏ３の合計含有率が０．０１〜５％であり、Ｃｕ２ＯおよびＡｇ２Ｏの合計含有率が０．００１〜６％であることを特徴とする請求項１または２に記載の化学強化用ガラス。
  12. ２ｍｍ厚みでＣ光源を用いて測定される透過色調が、ＣＩＥ色度座標上の（ｘ、ｙ）値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項１１に記載の化学強化用ガラス。
    ０．３１≦ｘ≦０．７３
    ０．２０≦ｙ≦０．３５
  13. ガラス表面に化学強化処理により形成された厚み３０μｍ以上、表面圧縮応力５５０ＭＰａ以上の圧縮応力層を備えた化学強化ガラスを形成するために用いられるガラスであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の化学強化用ガラス。
  14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られた化学強化ガラスを含むことを特徴とするガラス筺体。
  15. 前記化学強化ガラスは、０．５ｍｍ以上の厚みを有することを特徴とする請求項１４に記載のガラス筺体。
  16. 前記化学強化ガラスは、表面に化学強化処理によって形成された深さ３０μｍ以上、表面圧縮応力５５０ＭＰａ以上の圧縮応力層を備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載のガラス筺体。
  17. 電子機器の外装に用いられるガラス筺体であることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のガラス筺体。
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