JP6020455B2 - 強化用ガラス板 - Google Patents

Description

本発明は、厚みが薄い場合でも従来のソーダライムガラス並みか、それ以上の強化が可能な強化用ガラス板、および当該ガラス板を強化加工した強化ガラス板に関する。

強化ガラスは、ガラスの課題である割れやすいという欠点を改善し、従来から車両用や建築用として用いられている。本発明でいう強化ガラスとは、熱強化または物理強化と呼ばれるガラスの熱収縮を利用した強化ガラスのことであり、乗用車、トラック、バス、鉄道、船舶、航空機等の車両の窓に使用される強化ガラス、ヘッドライトおよびテールライトに使用される強化ガラス、ビルや住宅の窓、ドア、およびショーウインド等に使用される強化ガラス、パーテーション、デスクトップ、本棚、およびショーケース等の家具や事務用品に使用される強化ガラス、調理器具等の家庭電化製品に使用される強化ガラスを指す。

車両用や建築用の強化ガラスは、フロート法等により製造されたガラス板を、軟化点または屈伏点温度付近まで昇温し、その後ガラス板の表面にエアーを吹き付けて急冷する熱強化法または風冷強化法と呼ばれる方法にて製造される。

この方法は、エアー吹き付け冷却時のガラスの熱収縮を利用しており、ガラス表面が先に冷却され収縮した後で内部が徐々に冷えることによって収縮するため、ガラス表面に圧縮応力が残留し、ガラスの強度が向上する。また、強化ガラスは、表面に圧縮応力が残留しているため、ガラス表面に付いた傷の進展を抑制する効果があることから、耐擦傷性を改善する効果もある。

近年、車両向け等のガラスとして強化ガラスを用いる際、車両重量の軽量化による燃費向上の観点から、ガラス自身の重量を軽くすることが求められてきている。特に、排気ガスによる環境問題への対応、およびハイブリッド車およびＥＶ車等の次世代自動車の航続距離伸張への対応から、非常にニーズが高まっている。ガラスの軽量化は、ガラスの低密度化、および厚みの薄肉化によって達成される。

ガラスの低密度化については、一般的に強化用ガラス板として使用されるフロート法により製造されたソーダライムシリカガラスでは室温にて約２．５ｇ／ｃｍ^３であり、またシリカガラスであっても約２．２ｇ／ｃｍ^３であり、低密度化には限界があった。

一方、ガラスの厚みの薄肉化については、強度低下を克服できる技術として、ガラスの強化が知られているが、ガラスの熱強化においては冷却時のガラス表面と内部との温度差を利用して強化するため、２．８ｍｍ以下の薄いガラスでは温度差がつきにくく強化しにくい。熱強化されるガラス板としては、熱強化が開始される屈伏点付近の温度と、歪が凍結される歪点付近の温度差が大きい場合、また屈伏点付近の高温時における線熱膨張係数が大きい場合に強化が進みやすく好ましいが、このようなガラスは低温から線熱膨張率が大きいため、用途により比較的低温時の線熱膨張率が小さいことが望まれる場合には適さなかった。

これら課題に対し、ガラスの厚みが薄い場合においても熱強化性に優れるとの技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本特開２００３−１１９０４８号公報

特許文献１には、ガラスの厚みが薄い場合でも強化が可能なガラスについて開示されている。すなわち、ガラス組成をある特定の範囲とし、５０〜３５０℃におけるガラスの平均線熱膨張率を８０〜１１０×１０^−７／℃とすることにより、加熱後の冷却工程におけるガラスの変形を抑制しつつ、かつ強化により発生する応力を高くできることが開示されている。しかしながら、より強化されやすいガラスを得るためには、強化温度付近（例えば屈伏点）の線熱膨張率も制御し、強化により発生する応力の値を大きくすることが有効であるが、これら両方の温度領域の線熱膨張率を同時に最適化する技術については、従来知られていなかった。

本発明は、特に低温時の線熱膨張係数は抑制しながらも、高温時の線熱膨張係数は高くでき、そのため熱強化による発生応力が高く、薄くても十分強化が可能な強化用ガラス板、およびこれを用いて強化された強化ガラス板を提供する。

本発明は、酸化物基準のモル％表記で、Ｂ_２Ｏ_３：１２．５〜２５、ＳｉＯ_２：５０〜７５、Ｎａ_２Ｏ：１２．５〜２５、Ｋ_２Ｏ：０〜２５、ＣａＯ：０〜１０、ＢａＯ：０〜１０、ＭｇＯ：０〜５、Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２０を含み、Ｎｄ_２Ｏ_３を実質的に含有せず、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含み、組成中のこれらの化合物の含有量の合計Ｘと、組成中のＢ_２Ｏ_３の含有量Ｙとの差［Ｘ−Ｙ］、が−５〜１０ｍｏｌ％の範囲内であり、加熱および急冷することによる強化加工に供されることを特徴とする強化用ガラス板である。
また、本発明は、前記ＸとＹとの含有量の差［Ｘ−Ｙ］が、−５〜５．３ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする強化用ガラス板である。

また、本発明は、５０〜３５０℃おける平均線膨脹係数α_１と、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における線膨脹係数α_２の差［α_２−α_１］が４５０×１０^−７／℃以上であることを特徴とする前記した強化用ガラス板である。
また、本発明は、５０〜３５０℃おける平均線膨脹係数α_１が、３０×１０^−７／℃以上、１００×１０^−７／℃未満であることを特徴とする前記した強化用ガラス板である。
また、本発明は、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における線膨脹係数α_２が、５００×１０^−７／℃以上、１３００×１０^−７／℃以下であることを特徴とする前記した強化用ガラス板である。

また、本発明は、前記した強化用ガラス板を、加熱および急冷することによって強化加工が施され、強化加工後の発生応力が３５ＭＰａ以上であることを特徴とする強化ガラス板である。
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、厚みが薄い場合でも、比較的低温域における熱膨張係数が小さい特徴を有しつつ、従来の熱強化による工程によって十分に高い表面圧縮応力が得られる強化用ガラス板を得ることができる。その結果、耐擦傷性に優れ、また非常に軽量化された強化ガラスが得られる。

本発明の強化用ガラス板は、５０〜３５０℃の平均線熱膨張係数α_１が１００×１０^−７／℃未満であることが好ましい。平均線熱膨張係数α_１が１００×１０^−７／℃以上の場合、強化ガラス板の使用用途に応じて種々の問題が発生する場合がある。例えば、自動車の合わせガラスの製造工程において、温度差による寸法変化が大きくなり、不良が発生しやすくなる。また、低温から急激に温度が上昇した場合に、ガラス表面に引張応力が発生し、割れが発生しやすくなる。平均線熱膨張係数α_１のより好ましい範囲は、９０×１０^−７／℃未満である。ディスプレイをはじめとする電子用途など、加熱工程での寸法変化を小さく抑えたい用途においては、８５×１０^−７／℃未満であることがより好ましく、８０×１０^−７／℃未満であることが特に好ましい。

また、本発明の強化用ガラス板は、５０〜３５０℃の平均線熱膨張係数α_１が３０×１０^−７／℃以上であることが好ましい。３０×１０^−７／℃未満では、物理強化により発生する応力が大きくなりにくいおそれがある。より好ましくは６０×１０^−７／℃以上、特に好ましくは７０×１０^−７／℃以上である。

本発明の強化用ガラス板は、ガラス転移点の温度（以下、「ガラス転移点の温度」を単に「ガラス転移点」とも記す。）が７５０℃以下であることが好ましい。ガラス転移点が７５０℃を超えると、強化のためにより高温にする必要があるため、ガラス板を強化加工する際に、ガラス板を保持する部材、治具等の周辺部材が高温下にさらされるため、周辺部材の寿命が著しく低下するという問題、あるいは周辺部材として耐熱性に優れた高価な部材が必要となるという等の問題が発生する恐れがある。より好ましくは、ガラス転移点は、７００℃以下である。また、ガラス転移点は４００℃以上であることが好ましい。ガラス転移点が４００℃未満の場合では、強化の際に加熱・急冷による温度差がガラス板中につけにくいため、強化により発生する応力が小さくなる恐れがある。より好ましくは、ガラス転移点は、４５０℃以上、さらに好ましくは、５００℃以上である。

本発明の強化用ガラス板は、屈伏点の温度（以下、「ガラス屈伏点の温度」を単に「ガラス屈伏点」とも記す。）が６４０℃以上であることが好ましい。６４０℃未満であると、強化開始温度が低くなり、強化により発生する応力が小さくなるおそれがある。より好ましくは６６０℃以上である。また、本発明の強化用ガラス板は、屈伏点が７５０℃以下であることが好ましい。屈伏点が７５０℃を超えると、強化のためにより高温にする必要があるため、ガラス板を強化加工する際に、ガラス板を保持する部材、治具等の周辺部材が高温下にさらされるため、周辺部材の寿命が著しく低下するという問題、あるいは耐熱性に優れた高価な部材が必要となるという等の問題が発生する恐れがある。より好ましくは、屈伏点は、７００℃以下である。

本発明の強化用ガラス板は、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における線膨張係数α_２が、５００×１０^−７／℃以上であることが好ましい。本明細書において、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度とは、（ガラス転移点の温度＋屈伏点の温度）／２の温度をいう。線膨脹係数α_２が５００×１０^−７／℃未満であると、強化により発生する応力が小さくなるおそれがある。より好ましくは、線膨張係数α_２は、６００×１０^−７／℃以上、さらに好ましくは７００×１０^−７／℃以上である。また、線膨脹係数α_２が１３００×１０^−７／℃以下であることが好ましい。線膨脹係数α_２が１３００×１０^−７／℃を超えると、強化のためガラス板を急冷した時に、表面付近に一時的に引っ張り応力が生じるが、その応力が大きすぎてガラスが割れてしまうといった不具合が発生するため好ましくない。より好ましくは、線膨張係数α_２は、１２５０×１０^−７／℃以下、さらに好ましくは１２００×１０^−７／℃以下である。
なお、上記したガラス転移点および屈伏点の温度は、ガラス板の組成によって変わり、一概に謂うことはできないが、例えば、ガラス転移点は５６０℃〜６２０℃であり、また屈伏点の温度は６２０℃〜６８０℃である。

本発明の強化用ガラス板は、５０〜３５０℃における平均線熱膨張係数α_１と、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における熱膨張係数α_２の差である［α_２−α_１］が４５０×１０^−７／℃以上であることが好ましい。ガラスの物理強化過程において、［α_２−α_１］は、加熱時の高温下における線膨脹係数と、冷却時における低温下における線膨脹係数との差を表し、よってガラスの強化の入り易さの指標となるものである。［α_２−α_１］が４５０×１０^−７／℃未満の場合、強化により発生する応力が小さくなるおそれがある。より好ましくは５００×１０^−７／℃以上、さらに好ましくは５５０×１０^−７／℃以上である。

本発明の強化用ガラス板は、室温下における密度が２．７５ｇ／ｃｍ^３未満であることが好ましい。２．７５ｇ／ｃｍ^３以上では、ガラス自体が重くなる。また、密度の小さいガラスは熱伝導率が小さくなりやすいことから、熱強化時に応力が入りやすい特長がある。より好ましくは２．７０ｇ／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは２．６５ｇ／ｃｍ^３未満である。

以下、本発明の強化用ガラス板を成す組成について説明する。尚、各成分はｍｏｌ％で表わす。
本発明の強化用ガラス板の組成は、下記酸化物基準表記で以下の通りである。
Ｂ_２Ｏ_３：１２．５〜３５ ｍｏｌ％、
ＳｉＯ_２：５０〜８５ ｍｏｌ％、
Ｎａ_２Ｏ：１２．５〜３０ ｍｏｌ％、
Ｋ_２Ｏ：０〜３０ ｍｏｌ％、
ＣａＯ：０〜１０ ｍｏｌ％、
ＢａＯ：０〜１０ ｍｏｌ％、
ＭｇＯ：０〜５ ｍｏｌ％、
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜２０ ｍｏｌ％、

Ｂ_２Ｏ_３はガラスの耐久性を向上させる効果がある。本発明のガラス板はガラス組成中にＢ_２Ｏ_３を１２．５〜３５ｍｏｌ％の範囲で含有する。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１２．５ｍｏｌ％未満の場合には、熱強化によってガラス表面に十分な圧縮応力が得られない。より好ましくは、１３．５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは、１４．５ｍｏｌ％以上である。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が３５ｍｏｌ％を超える場合は、ガラスが分相しやすくなり、ガラスの化学的耐久性が低下し、またホウ酸の揮酸により、窯の寿命が短くなるといった課題が生じる。より好ましくは、３０ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは、２５ｍｏｌ％以下である。

ＳｉＯ_２の含有量は、５０ｍｏｌ％以上であることが好ましい。５０ｍｏｌ％未満では低温域の熱膨張係数が大きくなる、耐擦傷性が悪化する、ガラス転移温度が低くなりすぎる、等の不具合が生じる。より好ましくは５５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは６０ｍｏｌ％以上である。また、本発明のガラス板におけるＳｉＯ_２の含有量は８５ｍｏｌ％以下であることが好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が８５ｍｏｌ％を超えると、粘性が高くなりガラスが溶解しにくくなる。より好ましくは８０ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは７５ｍｏｌ％以下である。

Ｎａ_２Ｏはその含有量が適度な場合、低温域の膨張係数を増加させることなく、高温域の膨張係数を大きく上昇させる成分である。本発明のガラス板のＮａ_２Ｏの含有量としては、好ましくは１２．５ｍｏｌ％以上、より好ましくは１４ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは１５ｍｏｌ％以上である。また、本発明のガラス板のＮａ_２Ｏの含有量としては、好ましくは３０ｍｏｌ％以下である。３０ｍｏｌ％を超えると、歪点と屈伏点の温度差が小さくなり、強化により発生する応力が小さくなる。また、熱膨張係数が大きくなり過ぎることも問題となる。より好ましくは２５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは２２．５ｍｏｌ％以下である。

Ｋ_２Ｏはその含有量が適度な場合、低温域の膨張係数を増加させることなく、高温域の膨張係数を大きく上昇させる成分である。本発明のガラス板のＫ_２Ｏの含有量としては、０〜３０ｍｏｌ％であることが好ましい。より好ましくは１２．５ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは１４ｍｏｌ％以上である。また、本発明のガラス板のＫ_２Ｏ含有量が３０ｍｏｌ％を超えると、低温域の膨張係数が上がりすぎるといった問題が発生しやすい。より好ましくは２５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは２２．５ｍｏｌ％以下である。

ＣａＯはガラスの高温における熱膨張係数を増加させる特長を有する。本発明のガラス板のＣａＯの含有量としては、０〜１０ｍｏｌ％であることが好ましい。本発明のガラス板のＣａＯの含有量としては、より好ましくは１ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは３ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは５ｍｏｌ％以上である。また、本発明のガラス板のＣａＯ含有量が１０ｍｏｌ％を超えると、ガラスが分相して失透する。また融解しないといった問題が発生しやすい。より好ましくは９ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは８ｍｏｌ％以下である。

ＢａＯもＣａＯと同様に、高温における熱膨張係数を増加させる特長を有する本発明のガラス板のＢａＯの含有量としては、０〜１０ｍｏｌ％であることが好ましい。より好ましくは１ｍｏｌ％以上、さらに好ましくは３ｍｏｌ％以上、特に好ましくは５ｍｏｌ％以上である。また、本発明のガラス板のＢａＯ含有量が１０ｍｏｌ％を超えると、ガラスの比重が大きくなる、失透するといった問題が発生しやすい。より好ましくは９ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは８ｍｏｌ％以下、特に好ましくは７ｍｏｌ％以下である。

ＭｇＯはガラスの熱膨張係数を適度に維持する特長を有する。本発明のガラス板のＭｇＯの含有量としては、好ましくは０ｍｏｌ％以上、５ｍｏｌ％以下である。

Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの耐久性を向上させる成分であり、本発明のガラス板においては必須とされる成分ではないが、２０ｍｏｌ％以下の範囲で、適宜成分中に加えることができる。

本発明の強化用ガラス板は実質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を含有してもよい。上記他の成分としては、例えば、ＺｎＯ、ＳｒＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＦｅＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２などを含有してもよい。また、ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ_３、塩化物、フッ化物、ハロゲン、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３などを適宜含有してもよい。さらに、色味の調整のため、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｇｅ、などを含有してもよい。

本発明の強化用ガラス板は、ガラス組成の成分として、Ｂ_２Ｏ_３を１２．５〜３５ｍｏｌ％の範囲で組成中に含み、かつＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏから選ばれる化合物の組成中の含有量の合計Ｘと、組成中のＢ_２Ｏ_３の含有量Ｙとの差［Ｘ−Ｙ］が、−５〜１０ｍｏｌ％の範囲内である。［Ｘ−Ｙ］が、−５〜１０ｍｏｌ％の範囲以外では、強化に適した熱膨張係数が得られにくい。好ましくは、Ｂ_２Ｏ_３を１２．５〜３５ｍｏｌ％の範囲で組成中に含み、かつ［Ｘ−Ｙ］が−２．５〜５ｍｏｌ％の範囲内である。
また、本発明の強化用ガラス板は、酸化物基準表記で、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、およびＮａ_２Ｏと、さらにＣａＯ、ＢａＯ、ＭｇＯ、およびＫ_２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するガラス組成を有し、当該ガラス組成においてＢ_２Ｏ_３の含有量は、１２．５〜３５ｍｏｌ％であり、前記Ｂ_２Ｏ_３の含有量をＹとし、前記した含有されるＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＭｇＯの各成分の含有量の合計をＸとしたとき、ＸとＹとの含有量の差［Ｘ−Ｙ］が、−５〜１０ｍｏｌ％の範囲内である。

強化用ガラス板の線熱膨張係数、ガラス転移点、屈伏点は以下の要領で測定する。直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状サンプルを作成し、熱膨張計を用いて５℃／分の昇温速度で測定し、５０〜３５０℃における平均線膨張係数α_１、ガラス転移点、屈伏点、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における熱膨張係数α_２を求める。

本発明の強化用ガラス板は、板厚が１．０ｍｍ以上であることが好ましい。１．０ｍｍ未満であると、強化により発生する表面圧縮応力が大きくならないおそれがある。より好ましくは、１．４ｍｍ以上、さらに好ましくは１．８ｍｍ以上である。

本発明の強化用ガラス板は、フロート法、フュージョン法、ダウンロード法、およびロールアウト法等のいずれの方法によって製造されたものであってもよい。フロート法では、１．３ｍｍ以上の板ガラスを大面積で大量生産することが容易であり、かつ板厚偏差を小さくしやすいため、より好ましい。

本発明の強化用ガラス板からなる強化ガラス板は、ヤング率が７０ＧＰａ以上であることが好ましい。７０ＧＰａ以上であると、より破壊強度が高くなりやすいという効果がある。より好ましくは７５ＧＰａ以上である。

本発明の強化用ガラス板からなる強化ガラス板は、光弾性定数が３．５×１０^−７ｃｍ^２／ｋｇ以下であることが好ましい。３．５×１０^−７ｃｍ^２／ｋｇを超えると、ディスプレイのカバーガラスに用いた際や、偏光により輝度を調整するような場合において、色ムラが発生しやすくなるおそれがある。より好ましくは３．２×１０^−７ｃｍ^２／ｋｇ以下である。

本発明の強化用ガラス板からなる強化ガラス板は、発生応力が３５ＭＰａ以上であることが好ましい。ここにおいて、発生応力は、強化ガラス板の表面に発生する表面圧縮応力をいう。本発明の強化ガラス板における発生応力は、以下の要領で測定する。徐冷したガラスから、寸法がΦ２０ｍｍ×５ｍｍ（ｔ）で全面が鏡面である円板を作製する。作製した円板を用いて、円板圧縮法により、光弾性定数を求める。次いで、円板状のサンプルを１個ずつ白金るつぼ内に白金製のワイヤーを用いて吊るし、ガラス転移点から１２５℃高い温度にて、１０分間保持した。この際使用した白金るつぼは、直径約６ｃｍ、高さ約１０ｃｍの筒状であり、ガラスはるつぼ内部のほぼ中央に位置するようにする。加熱後、ガラスをるつぼごと取り出し、大気中でるつぼごと急冷することにより、ガラスを急冷する。作製した急冷ガラスのレターデーションを歪検査機（東芝社製）により測定する。また、レターデーション値を前記光弾性定数にて除することで、発生応力を求める。このようにして求めた発生応力が３５ＭＰａ未満では、十分にガラス板が強化されておらず、ガラス板が割れる危険性がある他、割れた際に生じる破片の大きさが、１５ｍｍ以下にならないなどの不具合が発生しやすく、好ましくない。より好ましくは４０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４５ＭＰａ以上である。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
表１のｍｏｌ％で示すガラス組成（本発明の実施例）となるように、また表２のｍｏｌ％で示すガラス組成（本発明の比較例）となるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等、一般的に使用されるガラス原料を適宜選択し、ガラスとして５００ｇとなるように秤量および混合した。その後、混合物を白金るつぼに入れ、１４５０℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、１時間溶融し、型材に流し込み、水を張った容器に漬けて水砕を行った後に、１５ｍｍ以下の破片に砕いた。次いでこの破片を再び白金るつぼに入れて２時間溶融し、脱泡した後、型材に流し込み、ガラス転移点から約３０℃高い温度にて１時間保持した後、毎分１℃の冷却速度にて室温まで冷却し、徐冷ガラスを作製した。

ＪＩＳ Ｒ ３１０３−３：２００１に基づき、作製したガラスから、直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状サンプル（ガラス棒）を作製し、熱膨張計（ブルカー・エイエックスエス社製、ＴＤ５０１０ＳＡ）を用いて５℃／分の昇温速度で測定し、ガラス転移点を求めた。また、屈伏点の測定方法としては、同上のガラス棒に加重１０ｇを印加し、ガラス棒が収縮を始めた時点の温度を測定することによって屈伏点を求めた。

ＪＩＳ Ｒ １６１８：２００２に基づき、ガラス転移点の測定と同様に熱膨張計（ブルカー・エイエックスエス社製、ＴＤ５０１０ＳＡ）を用いて５℃／分の昇温速度で測定し、５０〜３５０℃における平均線膨張係数α_１を求めた。また、同じ測定データから、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における線熱膨張係数α_２を求めた。

作製したガラスから、４ｃｍ×４ｃｍのガラス板の両面が平行になるように研磨し、厚さを約１０ｍｍとしたサンプルを作製し、アルキメデス法により密度を、また超音波パルス法によりヤング率を求めた。

得られたガラスについて、風冷強化のしやすさを評価するため、加熱し急冷する強化加工により発生する応力を測定した。先ず、徐冷ガラスから、寸法がφ２０ｍｍ×５ｍｍ（ｔ）で、全面が鏡面である円板状のガラスを作製した。作製したガラスを用いて、円板圧縮法により光弾性定数を求めた。次いで、円板状のガラスのサンプルを１個ずつ白金るつぼ内に白金製のワイヤーを用いて吊るし、ガラス転移点から１２５℃高い温度にて１０分間保持した。この際使用した白金るつぼは直径約６ｃｍ、高さ約１０ｃｍの筒状であり、ガラスはるつぼ内部のほぼ中心に位置するようにした。加熱後、ガラスをるつぼごと取り出し、大気中でるつぼごと急冷することにより、ガラスを急冷した。作製した急冷ガラスのレターデーションを歪検査機（東芝社製）により測定した。また、レターデーション値を前記光弾性定数にて除して、発生応力を求めた。得られた結果を表１および表２に示す。例１〜８は実施例、例９〜１３は比較例である。

表１から見られるように、本発明に係る強化用ガラス板は、そのガラス組成として含まれるＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の酸化物の含有量の合計Ｘと、Ｂ_２Ｏ_３の含有量Ｙとの差［Ｘ−Ｙ］が、−５〜１０ｍｏｌ％の範囲内であり、また５０〜３５０℃における平均線熱膨張係数α_１を１００×１０^−７／℃未満と抑制しながらも、ガラス転移点と屈伏点の間の高温域における線膨張係数α_２を５００×１０^−７／℃以上と高くなっており、また平均線膨脹係数α_１と線膨脹係数α_２の差［α_２−α_１］が４５０×１０^−７／℃以上となっており、そのため強化用ガラス板をその軟化点又は屈伏点温度付近まで加熱し、次いで急冷する風冷強化法による物理強化によって３５ＭＰａ以上という高い発生応力を得ることができる。

本発明のガラス板は、乗用車、トラック、バス、鉄道、船舶、航空機等の車両の窓向け強化ガラス、ヘッドライトおよびテールライト向け強化ガラス、ビルや住宅の窓、ドア、ショーウインド等の建築向け強化ガラス、パーテーション、デスクトップ、本棚、ショーケース等の家具や事務用品等向け強化ガラス、調理器具等の家庭電化製品向け強化ガラスに用いられる。
なお、２０１１年９月２２日に出願された日本特許出願２０１１−２０７７１０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 (6)

1. 酸化物基準のモル％表記で、
   Ｂ_２Ｏ_３ ：１２．５〜２５、
   ＳｉＯ_２ ：５０〜７５、
   Ｎａ_２Ｏ ：１２．５〜２５、
   Ｋ_２Ｏ ：０〜２５、
   ＣａＯ ：０〜１０、
   ＢａＯ ：０〜１０、
   ＭｇＯ ：０〜５、
   Ａｌ_２Ｏ_３ ：０〜２０を含み、
   Ｎｄ_２Ｏ_３を実質的に含有せず、
   ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含み、組成中のこれらの化合物の含有量の合計Ｘと、組成中のＢ_２Ｏ_３の含有量Ｙとの差［Ｘ−Ｙ］が、−５〜１０ｍｏｌ％の範囲内であり、加熱および急冷することによる強化加工に供されることを特徴とする強化用ガラス板。
2. 前記ＸとＹとの含有量の差［Ｘ−Ｙ］が、−５〜５．３ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の強化用ガラス板。
3. ５０〜３５０℃おける平均線膨脹係数α_１と、ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における線膨脹係数α_２の差［α_２−α_１］が４５０×１０^−７／℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の強化用ガラス板。
4. ５０〜３５０℃おける平均線膨脹係数α_１が、３０×１０^−７／℃以上、１００×１０^−７／℃未満であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の強化用ガラス板。
5. ガラス転移点と屈伏点の中間の温度における線膨脹係数α_２が、５００×１０^−７／℃以上、１３００×１０^−７／℃以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の強化用ガラス板。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の強化用ガラス板を、加熱および急冷することによって強化加工が施され、強化加工後の発生応力が３５ＭＰａ以上であることを特徴とする強化ガラス板。