JPH01148730A - 表面を強化したガラス - Google Patents
表面を強化したガラスInfo
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- JPH01148730A JPH01148730A JP30730887A JP30730887A JPH01148730A JP H01148730 A JPH01148730 A JP H01148730A JP 30730887 A JP30730887 A JP 30730887A JP 30730887 A JP30730887 A JP 30730887A JP H01148730 A JPH01148730 A JP H01148730A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C3/00—Glass compositions
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- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
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- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
-
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- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、ガラスの表面を結晶化してなり、すぐれた機
械的強度と化学的耐久性とを有する表面を強化したガラ
スに関する。
械的強度と化学的耐久性とを有する表面を強化したガラ
スに関する。
（従来の技術）
従来、アルカリ金属のイオン交換によるガラスの化学強
化は、高温型イオン交換と低温型イオン交換との二つの
方法に大別されるが、実用性の面から低温型イオン交換
による化学強化がよりよく知られている。この低温型イ
オン交換による方法は、たとえばＬｉ２ＯまたはＮ１□
０成分を含むガラスを、３００〜４５０℃の温度領域で
ＮａまたはＫの硝酸塩溶融液に浸漬してイオン交換反応
をおこし、この際アルカリイオンの占有容積の差によシ
ガラス表面層に圧縮応力が発生し、これが冷却後のガラ
ス表面層に残留する。この方法では素材ガラスの強度約
３００〜５００ Ｋ′／、に２倍ないし３倍する約１０
００−程度に強化される。
化は、高温型イオン交換と低温型イオン交換との二つの
方法に大別されるが、実用性の面から低温型イオン交換
による化学強化がよりよく知られている。この低温型イ
オン交換による方法は、たとえばＬｉ２ＯまたはＮ１□
０成分を含むガラスを、３００〜４５０℃の温度領域で
ＮａまたはＫの硝酸塩溶融液に浸漬してイオン交換反応
をおこし、この際アルカリイオンの占有容積の差によシ
ガラス表面層に圧縮応力が発生し、これが冷却後のガラ
ス表面層に残留する。この方法では素材ガラスの強度約
３００〜５００ Ｋ′／、に２倍ないし３倍する約１０
００−程度に強化される。
（発明が解決しようとする問題点）
上記のようにイオン交換法によシ強化されたガラスは、
その表面の圧縮応力層が約１０〜３００μｍと薄く、か
つ表面に局在しているために、外部からの機械的衝撃に
弱いという欠点があシ、また化学的耐久性については多
少の改善効果は認められるが、十分満足できるものでは
ない。
その表面の圧縮応力層が約１０〜３００μｍと薄く、か
つ表面に局在しているために、外部からの機械的衝撃に
弱いという欠点があシ、また化学的耐久性については多
少の改善効果は認められるが、十分満足できるものでは
ない。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ガラス表
面のイオン交換だけでなく結晶化させることによシ、ガ
ラス表面の圧縮応力を拡大し、かつ化学的耐久性を向上
させた表面を強化したガラスを提供することを目的とす
る。
面のイオン交換だけでなく結晶化させることによシ、ガ
ラス表面の圧縮応力を拡大し、かつ化学的耐久性を向上
させた表面を強化したガラスを提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記の目的を達成するために、ガラスを結晶化
し易い組成に調整し、ガラスの表面に結晶核になシ易い
成分を挿入して反応させ、結晶化させるようになしたも
のである。すなわち、アルカリ−シリカ系のガラス組成
にＢ直０ 、 Ｃａｂ、 Ｍｇ０Ｚ ｎ Ｏ＠ Ｚ ｒ
４ｐｏ□の少なくとも１種を添加したガラスを、結晶核
となる成分を含む溶融塩に浸漬した後熱処理して表面を
結晶化させたことを特徴とする表面を強化したガラスで
ある。たとえば、■重量面分率で８ｉ０，４５〜７５％
、Ａノウ０，１〜５％、Ｎａ□０５〜１５％、Ｋ２Ｏ０
〜６％。
し易い組成に調整し、ガラスの表面に結晶核になシ易い
成分を挿入して反応させ、結晶化させるようになしたも
のである。すなわち、アルカリ−シリカ系のガラス組成
にＢ直０ 、 Ｃａｂ、 Ｍｇ０Ｚ ｎ Ｏ＠ Ｚ ｒ
４ｐｏ□の少なくとも１種を添加したガラスを、結晶核
となる成分を含む溶融塩に浸漬した後熱処理して表面を
結晶化させたことを特徴とする表面を強化したガラスで
ある。たとえば、■重量面分率で８ｉ０，４５〜７５％
、Ａノウ０，１〜５％、Ｎａ□０５〜１５％、Ｋ２Ｏ０
〜６％。
Ｌ１２００〜６％、 Ｎａ、Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌ１２０５〜
２０％ ＊ Ｂ２０１１〜５％、Ｂａｄ、 Ｃａｂ、
ＭｇＯ，Ｚｎ０Ｚ ｒ Ｏ＊の少なくとも１種２〜１０
％を含有するガラスを、ＨＦ塩およびＨ，ＰＯ４溶融塩
に浸漬した後、熱処理して表面を結晶化させて強化した
ガラス、また ＠重量面分率でＳｉＯ□４５〜７５％＋ Ａ４０３３〜
１３多＊ ＮｍｚＯ５〜１５％、Ｋ２Ｏ０〜６％。
２０％ ＊ Ｂ２０１１〜５％、Ｂａｄ、 Ｃａｂ、
ＭｇＯ，Ｚｎ０Ｚ ｒ Ｏ＊の少なくとも１種２〜１０
％を含有するガラスを、ＨＦ塩およびＨ，ＰＯ４溶融塩
に浸漬した後、熱処理して表面を結晶化させて強化した
ガラス、また ＠重量面分率でＳｉＯ□４５〜７５％＋ Ａ４０３３〜
１３多＊ ＮｍｚＯ５〜１５％、Ｋ２Ｏ０〜６％。
Ｌ１２００〜６％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌ１２０５〜２
０％、Ｂ２０，１〜５％ｒ ＢａＯ＋ Ｃ１ｔｅ Ｍ
ｇＯ＋ Ｚｏ。
０％、Ｂ２０，１〜５％ｒ ＢａＯ＋ Ｃ１ｔｅ Ｍ
ｇＯ＋ Ｚｏ。
ＺｒＯ２の少なくとも１種２〜１０％を含有するガラス
を、ＫＮＯ３溶融塩およびＨ，ＰＯ，溶融塩に浸漬した
後、熱処理して表面を結晶化させて強化したガラスであ
る。
を、ＫＮＯ３溶融塩およびＨ，ＰＯ，溶融塩に浸漬した
後、熱処理して表面を結晶化させて強化したガラスであ
る。
■項、＠項において、５Ｉ０２はガラスとして安定化す
るために４５％以上含有されるが、７５％を超えるとイ
オンの挿入に支障があるｏＢＪＩ、 ＣａＭｇ＋ Ｚｎ
、Ｚｒは酸化物として単独または混合して２〜１０％添
加されるが、Ｂａ 〉Ｃａ ＞Ｍｇ ：＞Ｚｎ）Ｚｒの
順にイオン効果がある。アルカリ成分としてＮａ、Ｏ＋
Ｋ、Ｏｒ Ｌ１２０の合意が２０％を超えると、熱膨
張係数が大きくなｐ熱的に弱くなる。
るために４５％以上含有されるが、７５％を超えるとイ
オンの挿入に支障があるｏＢＪＩ、 ＣａＭｇ＋ Ｚｎ
、Ｚｒは酸化物として単独または混合して２〜１０％添
加されるが、Ｂａ 〉Ｃａ ＞Ｍｇ ：＞Ｚｎ）Ｚｒの
順にイオン効果がある。アルカリ成分としてＮａ、Ｏ＋
Ｋ、Ｏｒ Ｌ１２０の合意が２０％を超えると、熱膨
張係数が大きくなｐ熱的に弱くなる。
Ｂ２０．はブラックスとして添加されるが、５％を超え
るとガラスの分相現象が発生する。
るとガラスの分相現象が発生する。
０項においてＡ４２０．はガラスの分相を抑制するため
に１〜５％添加され、０項においてＡノウ０゜は人−ｅ
（ｐｏ４）の結晶生成のために３〜１３％添加されるが
、３％未満では結晶が発生せず、１３−を超えても効果
はない。
に１〜５％添加され、０項においてＡノウ０゜は人−ｅ
（ｐｏ４）の結晶生成のために３〜１３％添加されるが
、３％未満では結晶が発生せず、１３−を超えても効果
はない。
（作 用）
上記のように、結晶化し易い組成にｉｇ整されたガラス
を結晶核となる成分を含む溶融塩に浸漬しガラス表面に
結晶核になシ易い成分を挿入し反応させて結晶相が生成
されるので、ガラス表面の圧縮応力が拡大され、機械的
強度および化学的耐久性が向上する。
を結晶核となる成分を含む溶融塩に浸漬しガラス表面に
結晶核になシ易い成分を挿入し反応させて結晶相が生成
されるので、ガラス表面の圧縮応力が拡大され、機械的
強度および化学的耐久性が向上する。
（実施例）
実施例１゜
重量百分率で８１０□６９％ｐ Ａ４０３３％。
ＮａｚＯ１２％、 Ｋ、０１．５％、Ｂ２Ｏ３３，５Ｓ
ｅ ＢａＯ６％、ＣａＯ３％を含有するガラスを、
ＨＦ塩（２５℃）に約３０分間、Ｈ，ＰＯ４溶融Ｗ（５
００℃）に約３時間それぞれ浸漬させた後、約５００℃
の温度に約５時間保持して結晶化させると、ガラス表面
から３００〜５００μｍの厚さの層にＲ２・Ｆ（ＰＯ，
）の結晶相が生成される。このガラスの化学的耐久性は
温度６０℃、湿度９０％の雰囲気内に放置して、ガラス
表面に淡い白曇りが発生するまでの所要時間が約１７０
時間であシ、また機械的強度は１６５０ ’／、である
。
ｅ ＢａＯ６％、ＣａＯ３％を含有するガラスを、
ＨＦ塩（２５℃）に約３０分間、Ｈ，ＰＯ４溶融Ｗ（５
００℃）に約３時間それぞれ浸漬させた後、約５００℃
の温度に約５時間保持して結晶化させると、ガラス表面
から３００〜５００μｍの厚さの層にＲ２・Ｆ（ＰＯ，
）の結晶相が生成される。このガラスの化学的耐久性は
温度６０℃、湿度９０％の雰囲気内に放置して、ガラス
表面に淡い白曇りが発生するまでの所要時間が約１７０
時間であシ、また機械的強度は１６５０ ’／、である
。
実施例２゜
重量百分率で５ｉｏｔ６７．５％２人４，０，６．５％
。
。
Ｎａ２Ｏ１４％ｌ Ｋ２Ｏｉ％ｌ Ｂ２０．２％、
ＺｎＯ６，８％Ｈｚｒ＠Ｏ７２，２％を含有するガラス
を、ＫＮＯ３溶融塩（３５０℃）に約１時間、Ｈ３ＰＯ
４溶融塩（５５０℃）に約３時間それぞれ浸漬させた後
、約５５０℃の温度に７〜１０時間保持して結晶化させ
ると、ガラス表面から５００μｍの厚さの層にＲ（ＰＯ
４）とＡノ（ＰＯ４）との結晶が点在する。
ＺｎＯ６，８％Ｈｚｒ＠Ｏ７２，２％を含有するガラス
を、ＫＮＯ３溶融塩（３５０℃）に約１時間、Ｈ３ＰＯ
４溶融塩（５５０℃）に約３時間それぞれ浸漬させた後
、約５５０℃の温度に７〜１０時間保持して結晶化させ
ると、ガラス表面から５００μｍの厚さの層にＲ（ＰＯ
４）とＡノ（ＰＯ４）との結晶が点在する。
このガラスの化学的耐久性は温度６０℃、湿度９０％の
雰囲気内に放置して、ガラス表面に淡い白ａｂが発生す
るまでの所要時間が１２０〜１４５時間であり、また機
械的強度は１８００ ’／、でｂる０ 上記の実施例において本発明のガラスは、化学的耐久性
、すなわち温度６０℃、湿度９０％の雰囲気内に放置し
てガラス表面に淡い白曇りが発生するまでの所要時間が
、従来の約７０時間から、１２０〜１７０時間へ大幅に
向上し、かつ機械的強度も素材ガラスの数倍に強化され
たことが認められる。
雰囲気内に放置して、ガラス表面に淡い白ａｂが発生す
るまでの所要時間が１２０〜１４５時間であり、また機
械的強度は１８００ ’／、でｂる０ 上記の実施例において本発明のガラスは、化学的耐久性
、すなわち温度６０℃、湿度９０％の雰囲気内に放置し
てガラス表面に淡い白曇りが発生するまでの所要時間が
、従来の約７０時間から、１２０〜１７０時間へ大幅に
向上し、かつ機械的強度も素材ガラスの数倍に強化され
たことが認められる。
以上のように本発明は、結晶化し易い組成に調整された
アルカリ−シリカ系ガラスを所定の溶融塩に浸漬した後
、熱処理して表面を結晶化したもので、すぐれた機械的
強度と化学的耐久性とを有している。
アルカリ−シリカ系ガラスを所定の溶融塩に浸漬した後
、熱処理して表面を結晶化したもので、すぐれた機械的
強度と化学的耐久性とを有している。
Claims (3)
- （１）アルカリ−シリカ系のガラス組成にＢａＯ、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｚｒ＿２Ｏの少なくとも１種を添
加したガラスを、結晶核となる成分を含む溶融塩に浸漬
した後、熱処理して表面を結晶化させたことを特徴とす
る表面を強化したガラス。 - （２）重量百分率でＳｉＯ＿２４５〜７５％、Ａｌ＿２
Ｏ＿３１〜５％、Ｎａ＿２Ｏ５〜１５％、Ｋ＿２Ｏ０〜
６％、Ｌｉ＿２Ｏ０〜６％、Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ＋Ｌ
ｉ＿２Ｏ５〜２０％、Ｂ＿２Ｏ＿３１〜５％、ＢａＯ、
ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯＺｒＯ＿２の少なくとも１種２
〜１０％を含有するガラスを、ＨＦ塩およびＨ＿３ＰＯ
＿４溶融塩に浸漬した後、熱処理して表面を結晶化させ
たことを特徴とする表面を強化したガラス。 - （３）重量百分率でＳｉＯ＿２４５〜７５％、Ａｌ＿２
Ｏ＿３３〜１３％、Ｎａ＿２Ｏ５〜１５％、Ｋ＿２Ｏ０
〜６％、Ｌｉ＿２Ｏ０〜６％、Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ＋
Ｌｉ＿２Ｏ５〜２０％、Ｂ＿２Ｏ＿３１〜５％、ＢａＯ
、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯＺｒＯ＿２の少なくとも１種
２〜１０％を含有するガラスを、ＫＮＯ＿３溶融塩およ
びＨ＿３ＰＯ＿４溶融塩に浸漬した後、熱処理して表面
を結晶化させたことを特徴とする表面を強化したガラス
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307308A JPH0696461B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 表面を強化したガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307308A JPH0696461B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 表面を強化したガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148730A true JPH01148730A (ja) | 1989-06-12 |
| JPH0696461B2 JPH0696461B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=17967585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62307308A Expired - Lifetime JPH0696461B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 表面を強化したガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696461B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2725714A1 (fr) * | 1994-10-13 | 1996-04-19 | Saint Gobain Vitrage | Compositions de verre silico-sodo-calciques et leurs applications |
| WO1996011887A1 (fr) * | 1994-10-13 | 1996-04-25 | Saint-Gobain Vitrage | Compositions de verre silico-sodo-calciques et leurs applications |
| CN101921054A (zh) * | 2010-09-09 | 2010-12-22 | 浙江大学 | 一种用于玻璃的化学钢化增强的熔盐及其应用工艺 |
| CN103864283A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-18 | 中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司 | 一种薄玻璃化学钢化的离子交换工艺及熔盐 |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP62307308A patent/JPH0696461B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2725714A1 (fr) * | 1994-10-13 | 1996-04-19 | Saint Gobain Vitrage | Compositions de verre silico-sodo-calciques et leurs applications |
| WO1996011887A1 (fr) * | 1994-10-13 | 1996-04-25 | Saint-Gobain Vitrage | Compositions de verre silico-sodo-calciques et leurs applications |
| EP0887321A3 (fr) * | 1994-10-13 | 1999-10-13 | Saint-Gobain Vitrage | Compositions de verre silico-sodo-calciques et leurs applications |
| CN101921054A (zh) * | 2010-09-09 | 2010-12-22 | 浙江大学 | 一种用于玻璃的化学钢化增强的熔盐及其应用工艺 |
| CN103864283A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-18 | 中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司 | 一种薄玻璃化学钢化的离子交换工艺及熔盐 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0696461B2 (ja) | 1994-11-30 |
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