JP6809230B2 - 化学強化ガラス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、ガラスの強度としては、ガラス主面の強度は例えば面強度が指標とされ、ガラス端面の強度は例えば曲げ強度が指標とされる。
<1>
表層にイオン交換法により形成された圧縮応力層を有する化学強化ガラスであって、
ガラスの最表面から深さXの領域における水素濃度Yを線形近似した直線が、X=0.1〜0.4(μm)において下記関係式(I)を満たし、
ガラス表裏の主面間を接続する端面の、JIS B0601(2001年)に基づき非接触式の表面性状測定装置を用いて測定されるスキューネス(Rsk)が−1.3以上である、化学強化ガラス。
Y=aX+b (I)
〔式(I)における各記号の意味は下記の通りである。
Y:水素濃度(H2O換算、mol/L)
X:ガラス最表面からの深さ(μm)
a:−0.255〜−0.005
b:0.020〜0.215〕
<2>
ガラス表裏の主面間を接続する端面が、エッチング処理により形成された凹部を有する上記<1>に記載の化学強化ガラス。
<3>
前記ガラスがアルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス又はアルミノボロシリケートガラスである、上記<1>または<2>に記載の化学強化ガラス。
<4>
硝酸カリウムを含む無機塩にガラスを接触させることによって、ガラス中のNaと前記無機塩中のKとをイオン交換する工程を含む化学強化ガラスの製造方法であって、
前記無機塩はK2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH及びNaOHからなる群より選ばれる少なくとも一種の塩を含み、かつ
前記イオン交換の前に、ガラス表裏の主面間を接続する端面をエッチング処理する工程、
前記イオン交換の後にガラスを洗浄する工程、
前記洗浄の後にガラスを酸処理する工程、
前記酸処理の後にガラスをアルカリ処理する工程を含む、化学強化ガラスの製造方法。
<5>
前記エッチング処理工程により、該端面の、JIS B0601(2001年)に基づき非接触式の表面性状測定装置を用いて測定されるスキューネス(Rsk)を−1.3以上にする、上記<4>に記載の製造方法。
<6>
上記<4>または<5>に記載の製造方法により得られる化学強化ガラス。
また、本発明の化学強化ガラスの製造方法によれば、面強度と曲げ強度を共に向上させた化学強化ガラスを得ることができる。酸処理とアルカリ処理は溶液への浸漬により処理を進めることができるため、様々なガラス形状や大面積のガラスに対応しやすい点、ガラスの両面を同時に処理できる点でも効率的である。
本発明に係る化学強化ガラスは、表層にイオン交換法により形成された圧縮応力層を有する化学強化ガラスであって、ガラスの最表面からの一定の深さ領域における水素濃度が後述する関係式(I)を満たし、かつ、ガラス端面のスキューネス(Rsk)が−1.3以上であることを特徴とする。
Y=aX+b (I)
〔式(I)における各記号の意味は下記の通りである。
Y:水素濃度(H2O換算、mol/L)
X:ガラスの最表面からの深さ(μm)
a:−0.255〜−0.005
b:0.020〜0.215〕
ガラス中の水素濃度が高いと、ガラスのSi−O−Siの結合ネットワークの中に水素がSi−OHの形で入り、Si−O−Siの結合が切れる。ガラス中の水素濃度が高いとSi−O−Siの結合が切れる部分が多くなり、化学的欠陥が生成され易くなり、強度が低下すると考えられる。
式(I)において、bは最表面(X=0μm)における水素濃度に相当する。bの範囲は0.020〜0.215であり、好ましくは0.030〜0.215であり、より好ましくは0.040〜0.215である。
図6及び図7に示す通り、化学強化工程を経たガラスについては、水素の侵入深さに顕著な違いが認められなかった。水素の侵入深さは化学強化工程条件に依存して変化する可能性が高いが、仮に変化しないとすれば、最表面の水素濃度に相当するbと水素濃度の低下具合を規定する傾きに相当するaには負の相関が現れる。従って、aは上記に示す程度の高い範囲が好ましい。
ここで、ガラスの水素濃度プロファイル(H2O濃度、mol/L)とは以下の分析条件下で測定したプロファイルである。
ガラスの水素濃度プロファイルの測定には二次イオン質量分析法(Secondary Ion Mass Spectrometory:SIMS)を用いた。SIMSにて定量的な水素濃度プロファイルを得る場合には、水素濃度既知の標準試料が必要である。
標準試料の作製方法および水素濃度定量方法を以下に記す。
1)測定対象のガラスの一部を切り出す。
2)切り出したガラスの表面から50μm以上の領域を研磨あるいはケミカルエッチングによって除去する。除去処理は両面とも行う。すなわち、両面での除去厚みは100μm以上となる。この除去処理済みガラスを標準試料とする。
3)標準試料について赤外分光法(Infrared spectroscopy:IR)を実施し、IRスペクトルの3550cm−1付近のピークトップの吸光度高さA3550および4000cm−1の吸光度高さA4000(ベースライン)を求める。
4)標準試料の板厚d(cm)をマイクロメーターなどの板厚測定器を用いて測定する。
5)文献Aを参考に、ガラスのH2Oの赤外実用吸光係数εpract(L/(mol・cm))を75とし、式(II)を用いて標準試料の水素濃度(H2O換算、mol/L)を求める。
標準試料の水素濃度 = (A3550−A4000)/(εpract・d) (II)
文献A)S.Ilievski et al.,Glastech.Ber.Glass Sci.Technol.,73(2000)39.
装置:アルバック・ファイ社製 ADEPT1010
一次イオン種:Cs+
一次イオンの加速電圧:5kV
一次イオンの電流値:500nA
一次イオンの入射角:試料面の法線に対して60°
一次イオンのラスターサイズ:300×300μm2
二次イオンの極性:マイナス
二次イオンの検出領域:60×60μm2(一次イオンのラスターサイズの4%)
ESA Input Lens:0
中和銃の使用:有
横軸をスパッタ時間から深さへ変換する方法:分析クレータの深さを触針式表面形状測定器(Veeco社製Dektak150)によって測定し、一次イオンのスパッタレートを求める。このスパッタレートを用いて、横軸をスパッタ時間から深さへ変換する。
1H−検出時のField Axis Potential:装置ごとに最適値が変化する可能性がある。バックグラウンドが十分にカットされるように測定者が注意しながら値を設定する。
装置:Thermo Fisher Scientific社製Nic−plan/Nicolet 6700
分解能:4cm−1
積算:16
検出器:TGS検出器
また、a及びbを制御する手段としては、例えば、化学強化工程における融剤濃度、ナトリウム濃度、温度、時間等を変更することが挙げられる。
本発明の化学強化ガラスの面強度は、ボールオンリング試験により評価することができる。
本発明の化学強化ガラスは、ガラス板を直径30mm、接触部が曲率半径2.5mmの丸みを持つステンレスからなるリング上に配置し、該ガラス板に直径10mmの鋼からなる球体を接触させた状態で、該球体を静的荷重条件下で該リングの中心に荷重するボールオンリング(Ball on Ring;BOR)試験により測定したBOR面強度F(N)で評価する。
本発明の化学強化ガラスは、F≧1500×t2を満たすことが好ましく、F≧2000×t2であることがより好ましい[式中、Fはボールオンリング試験により測定したBOR面強度(N)であり、tはガラスの板厚(mm)である。]。BOR面強度F(N)がかかる範囲であることにより、薄板化した場合にも優れた面強度を示す。
サンプルの厚み:0.56(mm)
加圧治具2の下降速度:1.0(mm/min)
この時、ガラスが破壊された際の、破壊荷重(単位N)をBOR面強度とし、20回の測定の平均値をBOR平均面強度とする。ただし、ガラス板の破壊起点がボール押しつけ位置より2mm以上離れている場合は、平均値算出のためのデータより除外する。
本発明に係る化学強化ガラスは、ガラス端面のスキューネス(Rsk)が−1.3以上であり、好ましくは−1.0以上、より好ましくは−0.7以上である。端面のスキューネス(Rsk)をかかる範囲とすることで、曲げ強度が高いガラスとすることができる。
なお、本発明におけるガラス端面のスキューネス(Rsk)はJIS B0601(2001年)に基づいて非接触式の表面性状測定装置を用いて測定される。測定装置としては、例えば、三鷹光器製非接触表面性状測定装置(PF−60)を使用することができる。
本発明における曲げ強度は、JIS R1601(2008年)に定める試験方法で測定される4点曲げ強度を指標とする。本発明に係る化学強化ガラスは、かかる方法で測定される曲げ強度が300MPa以上、好ましくは500MPa以上、より好ましくは900MPa以上である。
AFM表面観察によって測定される測定範囲10μm×5μmにおける主面の表面粗さが、好ましくは0.21nm〜0.5nmである。なお、従来の化学強化ガラス板の表面粗さは0.15nm〜0.2nmである。
本発明に係る化学強化ガラスを製造する方法の一態様を以下に説明するが、本発明はこれに限定されない。
本発明で使用されるガラスはナトリウムを含んでいればよく、成形、化学強化処理による強化が可能な組成を有するものである限り、種々の組成のものを使用することができる。具体的には、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス(ホウ珪酸ガラス)、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノボロシリケートガラス(アルミノホウ珪酸ガラス)等が挙げられる。中でもアルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、又はアルミノボロシリケートガラスが好ましく挙げられる。
(i)モル%で表示した組成で、SiO2を50〜80%、Al2O3を2〜25%、Li2Oを0〜10%、Na2Oを0〜18%、K2Oを0〜10%、MgOを0〜15%、CaOを0〜5%およびZrO2を0〜5%を含むガラス
(ii)モル%で表示した組成が、SiO2を50〜74%、Al2O3を1〜10%、Na2Oを6〜14%、K2Oを3〜11%、MgOを2〜15%、CaOを0〜6%およびZrO2を0〜5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が75%以下、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7〜15%であるガラス
(iii)モル%で表示した組成が、SiO2を68〜80%、Al2O3を4〜10%、Na2Oを5〜15%、K2Oを0〜1%、MgOを4〜15%およびZrO2を0〜1%含有するガラス
(iv)モル%で表示した組成が、SiO2を67〜75%、Al2O3を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、MgOを6〜14%およびZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12〜20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるガラス
本発明の製造方法では、ガラス表面に圧縮応力層を有するために行なう後述のイオン交換工程の前に、ガラス端面をエッチング処理する。これによりガラスの曲げ強度を高めることができる。
一般的に、ガラス板の端面に傷等の欠陥部分を有していた場合、端面の欠陥部分に応力が集中するとガラス板に割れが生じてしまう問題が発生する。つまり、ガラス板の強度が低下してしまう。したがって、ガラス板の強度の低下を防ぐためには、端面に存在する傷等の欠陥部分の先端を十分に丸くすることが重要となる。
図2(a)及び図2(b)は、ガラス板10の端面のエッチングの状態を示す説明図である。ガラス板10の端面2a(2b)には傷等の欠陥部分30が存在している。処理液にガラス板10の端面2a(2b)を接触させると、欠陥部分30に処理液が侵入することから、エッチピット20が形成される。エッチピット20は処理液でエッチングした際に形成される窪み(ディンプル)である。一般的に、処理液を用いたエッチングは等方性のエッチングである。エッチピット20の最大断面寸法Dの半分程度の深さまで端面2a(2b)がエッチングされ、端面2a(2b)の深部にまで到達している傷等の欠陥部分の先端が丸くなることになる。したがって本発明の化学強化ガラスは、端面に傷等の欠陥部分を有していた場合には、端面にエッチング処理により形成された凹部を有することが好ましい。換言すると、本発明の化学強化ガラスは、端面に先端が丸みを帯びた凹部を有することが好ましい。
端面2a,2bのエッチング取り代が所定の範囲となるまで、エッチングが行われる。
端面のエッチング処理後、ガラスはイオン交換により化学強化に供される。
本発明に係る化学強化ガラスは、ガラス表面に、イオン交換された圧縮応力層を有する。イオン交換法では、ガラスの表面をイオン交換し、圧縮応力が残留する表面層を形成させる。具体的には、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な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イオンであり、Naイオンに対してはKイオン)に置換する。これにより、ガラスの表面に圧縮応力が残留し、ガラスの強度が向上する。
以下、ガラスを溶融塩に浸漬させる方法により化学強化を行う態様を例に、本発明の製造方法を説明する。
溶融塩は下記に示す工程により製造することができる。
工程1a:硝酸カリウム溶融塩の調製
工程2a:硝酸カリウム溶融塩への融剤の添加
工程1aでは、硝酸カリウムを容器に投入し、融点以上の温度に加熱して溶融することで、溶融塩を調製する。溶融は硝酸カリウムの融点(330℃)と沸点(500℃)の範囲内の温度で行う。特に溶融温度を350〜470℃とすることが、ガラスに付与できる表面圧縮応力(CS)と圧縮応力層深さ(DOL)のバランスおよび強化時間の点からより好ましい。
工程2aでは、工程1aで調製した硝酸カリウム溶融塩中に、先述した融剤を添加し、温度を一定範囲に保ちながら、攪拌翼などにより、全体が均一になるように混合する。複数の融剤を併用する場合、添加順序は限定されず、同時に添加してもよい。
温度は硝酸カリウムの融点以上、すなわち330℃以上が好ましく、350〜500℃がより好ましい。また、攪拌時間は1分〜10時間が好ましく、10分〜2時間がより好ましい。
上記の溶融塩の製造1では、硝酸カリウムの溶融塩の調製後に融剤を加える方法を例示したが、溶融塩はまた、下記に示す工程により製造することができる。
工程1b:硝酸カリウムと融剤の混合
工程2b:硝酸カリウムと融剤との混合塩の溶融
工程1bでは、硝酸カリウムと融剤とを容器に投入して、攪拌翼などにより混合する。複数の融剤を併用する場合、添加順序は限定されず、同時に添加してもよい。容器は上記工程1aで用いるものと同様のものを用いることができる。
工程2bでは、工程1bにより得られる混合塩を加熱して溶融する。溶融は硝酸カリウムの融点(330℃)と沸点(500℃)の範囲内の温度で行う。特に溶融温度を350〜470℃とすることが、ガラスに付与できる表面圧縮応力(CS)と圧縮応力層深さ(DOL)のバランスおよび強化時間の点からより好ましい。攪拌時間は1分〜10時間が好ましく、10分〜2時間がより好ましい。
なお、化学強化処理を1回以上行なった溶融塩にはガラスから溶出したナトリウムが含まれている。したがって、Na濃度が既に上記範囲内であれば、ガラス由来のナトリウムをそのままNa源として用いてもよいし、Na濃度が満たない場合や、化学強化未使用の溶融塩を用いる場合には、硝酸ナトリウム等の無機ナトリウム塩を添加することにより調整することができる。
以上、上記工程1a及び工程2a又は工程1b及び工程2bにより、溶融塩を調製することができる。
次に、調製した溶融塩を用いて化学強化処理を行う。化学強化処理は、ガラスを溶融塩に浸漬し、ガラス中の金属イオン(Naイオン)を、溶融塩中のイオン半径の大きな金属イオン(Kイオン)と置換することで行われる。このイオン交換によってガラス表面の組成を変化させ、ガラス表面が高密度化した圧縮応力層50を形成することができる[図3(d)〜図3(e)]。このガラス表面の高密度化によって圧縮応力が発生することから、ガラスを強化することができる。
工程3:ガラスの化学強化処理
工程3では、ガラスを予熱し、上記工程1a及び工程2a又は工程1b及び工程2bで調製した溶融塩を、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のち、ガラスを溶融塩中から引き上げ、放冷する。なお、ガラスには、化学強化処理の前に、用途に応じた形状加工、例えば、切断、端面加工および穴あけ加工などの機械的加工を行うことが好ましい。
工程4:ガラスの洗浄
工程5:工程4を経た後のガラスの酸処理
上記工程5まで経た時点で、ガラス表面には圧縮応力層の表層が変質した、具体的には低密度化された、低密度層40をさらに有することとなる[図3(f)]。低密度層とは、圧縮応力層の最表面からNaやKが抜け(リーチングし)、代わりにHが入り込む(置換する)ことによって形成される。
以下、工程4及び工程5について詳述する。
工程4では工水、イオン交換水等を用いてガラスの洗浄を行う。中でもイオン交換水が好ましい。洗浄の条件は用いる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℃で洗浄することが付着した塩を完全に除去させる点から好ましい。
工程5では、工程4で洗浄したガラスに対して、さらに酸処理を行う。
ガラスの酸処理とは、酸性の溶液中に、化学強化ガラスを浸漬させることによって行い、これにより化学強化ガラス表面のNa及び/又はKをHに置換することができる。
溶液は酸性であれば特に制限されずpH7未満であればよく、用いられる酸が弱酸であっても強酸であってもよい。具体的には塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、炭酸及びクエン酸等の酸が好ましい。これらの酸は単独で用いても、複数を組み合わせて用いてもよい。
酸処理を行う時間は、用いる酸の種類や濃度、温度によっても異なるものの、10秒〜5時間が生産性の点から好ましく、1分〜2時間がより好ましい。
酸処理を行う溶液の濃度は、用いる酸の種類や時間、温度によって異なるものの、容器腐食の懸念が少ない濃度が好ましく、具体的には0.05重量%〜20重量%が好ましい。
低密度層の密度はXRRによって測定した臨界角(θc)により求めることができる。
なお、簡易的には走査型電子顕微鏡(SEM)でガラスの断面を観察することによって、低密度層の形成と層の厚みを確認することも可能である。
工程6:アルカリ処理
上記工程6により、工程5までに形成された低密度層40の一部又は全部を除去することができる[図3(f)〜図3(g)]。
以下、工程6について詳述する。
工程6では、工程5で酸処理したガラスに対して、さらにアルカリ処理を行う。
アルカリ処理とは、塩基性の溶液中に、化学強化ガラスを浸漬させることによって行い、これにより低密度層の一部又は全部を除去することができる。
溶液は塩基性であれば特に制限されずpH7超過であればよく、弱塩基を用いても強塩基を用いてもよい。具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の塩基が好ましい。これらの塩基は単独で用いても、複数を組み合わせて用いてもよい。
アルカリ処理を行う時間は、用いる塩基の種類や濃度、温度によっても異なるものの、10秒間〜5時間が生産性の点から好ましく、1分間〜2時間がより好ましい。
アルカリ処理を行う溶液の濃度は、用いる塩基の種類や時間、温度によって異なるものの、ガラス表面除去性の観点から1重量%〜20重量%が好ましい。
本実施例における各種評価は以下に示す分析方法により行った。
(ガラスの評価:表面応力)
本発明の化学強化ガラスの圧縮応力層の圧縮応力値および圧縮応力層の深さは、EPMA(electron probe micro analyzer)または表面応力計(例えば、折原製作所製FSM−6000)等を用いて測定することができる。実施例では、表面圧縮応力値(CS、単位はMPa)および圧縮応力層の深さ(DOL、単位はμm)は折原製作所社製表面応力計(FSM−6000)を用いて測定した。
ガラスの除去量厚みは、薬液処理前後の重量を分析用電子天秤(HR−202i;AND製)により測定し、次の式を用いて厚み換算することにより求めた。
(片面あたりの除去量厚み)=[(処理前重量)−(処理後重量)]/(ガラス比重)/処理面積/2
このとき、ガラス比重を2.48(g/cm3)として計算した。
ガラス面強度はボールオンリング(Ball on Ring;BOR)試験により測定した。図1に、本発明で用いたボールオンリング試験を説明するための概略図を示す。ガラス板1を水平に載置した状態で、SUS304製の加圧治具2(焼入れ鋼、直径10mm、鏡面仕上げ)を用いてガラス板1を加圧し、ガラス板1の面強度を測定した。
サンプルの厚み:0.56(mm)
加圧治具2の下降速度:1.0(mm/min)
この時、ガラスが破壊された際の、破壊荷重(単位N)をBOR面強度とし、20回の測定の平均値をBOR平均面強度とした。ただし、ガラス板の破壊起点がボール押しつけ位置より2mm以上離れていた場合は、平均値算出のためのデータより除外した。
前述の〔水素濃度プロファイル測定方法〕にて記載した方法に従い、水素濃度プロファイルを測定し、関係式(I)を導出した。
JIS R1601(2008年)に定める試験方法に基づき4点曲げ強度を測定した。測定は20回行い、平均値を算出した。
ガラス主面の表面粗さはAFM測定により測定した。
AFM測定条件:Atomic Force Microscope(XE−HDM;Park systems社製)、スキャンサイズ:10×5μm、カラースケール:±1nm、スキャン速度:1Hz。
ガラス端面のスキューネスRskはJIS B0601(2001年)に基づいて測定した。
装置は三鷹光器製非接触表面性状測定装置PF−60を使用し、測定サンプルを所定の位置にセット後、ガラス主面と端面の境界部から50〜100μmの端面を測定した。測定スキャン速度はインデックスモードとし、測定条件および算出は上記JIS B0601(2001年)に準じて実施した。
アルミノシリケートガラスをカッターホイールにより50mm×50mm×0.56mmに切断したアルミノシリケートガラス板Aを100枚用意した。これらを粒子番手#600の砥粒を固着した回転砥石で端面をC面形状に面取した。
アルミノシリケートガラスA組成(モル%表示):SiO2 64.4%、Al2O3 8.0%、Na2O 12.5%、K2O 4.0%、MgO 10.5%、CaO 0.1%、SrO 0.1%、BaO 0.1%、ZrO2 0.5%
ガラスの主面がエッチングされないように保護フィルム(日東電工N380)を貼合した。フィルム貼合はローラーを用いて2.8〜3.2kgの荷重で実施し、端面からのはみ出し量は約0.5mmとした。7重量%HF/7重量%HClのエッチング液を用いエッチング処理を行った。端面(片側)の取り代が所定の量となるような時間とし、超音波の印加や揺動は実施しなかった。エッチング温度は20℃〜25℃であった。所定の時間エッチングしたのち純水で洗浄し、その後フィルムを剥離し、さらに純水で洗浄した。
SUS製のカップに硝酸カリウム5100g、炭酸カリウム270g、硝酸ナトリウム210gを加え、マントルヒーターで450℃まで加熱して炭酸カリウム6mol%、ナトリウム10000重量ppmの溶融塩を調製した。上記端面エッチング処理後のアルミノシリケートガラスAを200〜400℃に予熱した後、450℃の溶融塩に2時間浸漬し、イオン交換処理した後、室温付近まで冷却することにより化学強化処理を行った。得られた化学強化ガラスは純水で洗浄し、次の工程に供した。
13.4重量%の塩酸(HCl;関東化学社製)をビーカーに用意し、ウォーターバスを用いて40℃に温度調整を行った。前記化学強化工程で得られたガラスを、調製した塩酸中に120秒間浸漬させ、酸処理を行い、その後純水で数回洗浄した後、エアブローにより乾燥した。こうして得られたガラスを次の工程に供した。
4.0重量%の水酸化ナトリウム水溶液をビーカーに用意し、ウォーターバスを用いて40℃に温度調整を行った。酸処理工程で得られたガラスを、調製した水酸化ナトリウム水溶液中に120秒間浸漬させ、アルカリ処理を行い、その後純水で数回洗浄した後、エアブローにより乾燥した。
以上より、実施例1の化学強化ガラスを得た。
端面のエッチング処理においてエッチング取り代を表1に示す量となるようにエッチングを行った以外は実施例1と同様に化学強化ガラスを製造した。
回転砥石の番手を#325とし、端面のエッチング処理においてエッチング取り代を表1に示すようにエッチングを行った以外は実施例1と同様に化学強化ガラスを製造した。
回転砥石の番手を#1200とし、端面のエッチング処理においてエッチング取り代を表1に示すようにエッチングを行った以外は実施例1と同様に化学強化ガラスを製造した。
端面のエッチング処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様に化学強化ガラスを製造した。
化学強化工程において、炭酸カリウムを溶融塩に添加しなかったこと、かつ、酸処理工程及びアルカリ処理工程を実施していないこと以外は実施例1〜3とそれぞれ同様に化学強化ガラスを製造した。
端面のエッチング処理を行わなかったこと、化学強化工程において炭酸カリウムを溶融塩に添加しなかったこと、かつ、酸処理工程及びアルカリ処理工程を実施していないこと以外は実施例1と同様に化学強化ガラスを製造した。
また、図6及び図7に、実施例1及び比較例2で得られた各化学強化ガラスの表層の水素濃度プロファイルをプロットしたグラフを示す。なお、図示しないが、実施例2〜6及び比較例1は、実施例1と同様の水素濃度プロファイルを示し、比較例3〜5は、比較例2と同様の水素濃度プロファイルを示した。
1b ガラス主面(裏面)
2a 端面
2b 端面
P 保護膜
40 低密度層
50 圧縮応力層
60 中間層
Claims (5)
- 表層にイオン交換法により形成された圧縮応力層を有する化学強化ガラスであって、
ガラスの最表面から深さXの領域における水素濃度Yを線形近似した直線が、X=0.1〜0.4(μm)において下記関係式(I)を満たし、
ガラス表裏の主面間を接続する端面の、JIS B0601(2001年)に基づき非接触式の表面性状測定装置を用いて測定されるスキューネス(Rsk)が−1.3以上である、化学強化ガラス。
Y=aX+b (I)
〔式(I)における各記号の意味は下記の通りである。
Y:水素濃度(H2O換算、mol/L)
X:ガラス最表面からの深さ(μm)
a:−0.255〜−0.005
b:0.020〜0.215〕 - 前記関係式(I)におけるaの値が−0.159〜−0.005である、請求項1に記載の化学強化ガラス。
- ガラス表裏の主面間を接続する端面が、エッチング処理により形成された凹部を有する請求項2に記載の化学強化ガラス。
- 前記ガラスがアルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス又はアルミノボロシリケートガラスである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
- 前記ガラスが、モル%で表示した組成で、SiO2を50〜80%、Al2O3を2〜25%、Li2Oを0〜10%、Na2Oを0〜18%、K2Oを0〜10%、MgOを0〜15%、CaOを0〜5%およびZrO2を0〜5%を含む、請求項4に記載の化学強化ガラス。
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