JPH01167245A - 化学強化用ガラス組成物 - Google Patents
化学強化用ガラス組成物Info
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- JPH01167245A JPH01167245A JP32771187A JP32771187A JPH01167245A JP H01167245 A JPH01167245 A JP H01167245A JP 32771187 A JP32771187 A JP 32771187A JP 32771187 A JP32771187 A JP 32771187A JP H01167245 A JPH01167245 A JP H01167245A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
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- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
C産業上の利用分野〕
本発明は、 5iOz −Al2O3−Na2O系ガラ
ス組成において、MgO、ZrO2、TiO2、BaO
およびP2O5成分を導入したイオン交換能が高く、か
つ実用的な溶融温度である化学強化用ガラス組成物に関
し、ディスク基板等として用いるガラスを提供するもの
である。
ス組成において、MgO、ZrO2、TiO2、BaO
およびP2O5成分を導入したイオン交換能が高く、か
つ実用的な溶融温度である化学強化用ガラス組成物に関
し、ディスク基板等として用いるガラスを提供するもの
である。
従来、イオン交換用ガラスは古くにはR20−へ120
3−5i02系あるいはR20−ZrOz−3iOz系
ガラスが特公昭41−20629号公報に強化ガラス製
品及びその強化方法として、あるいは特公昭47−47
970号公報に強化硝子、並びにその製造法としてそれ
ぞれ開示されており、多成分系としたイオン交換用ガラ
スとしては、例えば特公昭46−4271号公報には化
学的強化ガラス(MgO−KzO−Na20−A120
3−ZrO□−3iO□)が記載され、酸化物重量基準
で1〜5%MgO.0〜5%K2O.5〜25%Na2
O,5〜25%A1□03および(または) ZrO2
の合計量、そして残りがSiO□からなり、MgO、K
2O、Na2O、八1203 、ZrO2及びSiO2
の合計量がガラス組成物の少なくとも80重量%を構成
する基礎ガラスからなる内部部分と、ナトリウムより大
きいイオン径をもつ1価イオンのイオン基準含有量が多
くなるにつれてより少ないナトリウム含有量となる程度
に基礎ガラスの組成から化学的に変えられた組成をもつ
少なくとも5ミクロンの深さの表面圧縮応力層とからな
る、表面研磨を受けた後生なくとも30000ps i
の破壊係数を示す歪点以下の温度で化学的に強化された
ガラス製品が開示されており、また米国特許第4,05
5゜703号公報にはPOを含有するイオン交換強化ガ
ラスが記載され、重量%で34〜61%5i02.12
〜20%Na 012〜9%K2O.17〜23%Na
2O+K2O、2〜15%八1□0へ 、 0〜JO%
ZrO□、 9〜23%八120へ+ ZrO12〜2
0%P2O5,0〜8%ZnO10〜6%MgO10〜
5%TiO2,2〜9%ZnO十MgO十TiO2,0
〜0.1%Li2Oからなり、以上の総重量%が少なく
とも90%であって、1538℃より低い温度で100
ボイズの粘度をもつようなガラスであることが開示され
ており、さらに特公昭56−5687号公報には迅速な
アルカリ金属イオン輸送用組成物が記載され、式AI+
xZr2SixP3−x012 (ここでAはカリウム
、ナトリウム或いはリチウムであり、そしてXはOを越
え且つ3未満の数である。)を有する3次元において迅
速なアルカリ金属イオン移動を促進する結晶性化合物が
開示されており、さらにまた特開昭59−107942
号公報にはイオン伝導性ガラスが記載され、八l+XD
2−x73SixP3−xO,□−2に/3(上記式中
Aはアルカリ金属であり、DはZr、 Ti、 Ge、
八1. ’Sb、 BeおよびZnからなる群から選ば
れ、かつXは2.25〜3.0の範囲である。)で表わ
されるものであることが開示されている等が知られてい
る。
3−5i02系あるいはR20−ZrOz−3iOz系
ガラスが特公昭41−20629号公報に強化ガラス製
品及びその強化方法として、あるいは特公昭47−47
970号公報に強化硝子、並びにその製造法としてそれ
ぞれ開示されており、多成分系としたイオン交換用ガラ
スとしては、例えば特公昭46−4271号公報には化
学的強化ガラス(MgO−KzO−Na20−A120
3−ZrO□−3iO□)が記載され、酸化物重量基準
で1〜5%MgO.0〜5%K2O.5〜25%Na2
O,5〜25%A1□03および(または) ZrO2
の合計量、そして残りがSiO□からなり、MgO、K
2O、Na2O、八1203 、ZrO2及びSiO2
の合計量がガラス組成物の少なくとも80重量%を構成
する基礎ガラスからなる内部部分と、ナトリウムより大
きいイオン径をもつ1価イオンのイオン基準含有量が多
くなるにつれてより少ないナトリウム含有量となる程度
に基礎ガラスの組成から化学的に変えられた組成をもつ
少なくとも5ミクロンの深さの表面圧縮応力層とからな
る、表面研磨を受けた後生なくとも30000ps i
の破壊係数を示す歪点以下の温度で化学的に強化された
ガラス製品が開示されており、また米国特許第4,05
5゜703号公報にはPOを含有するイオン交換強化ガ
ラスが記載され、重量%で34〜61%5i02.12
〜20%Na 012〜9%K2O.17〜23%Na
2O+K2O、2〜15%八1□0へ 、 0〜JO%
ZrO□、 9〜23%八120へ+ ZrO12〜2
0%P2O5,0〜8%ZnO10〜6%MgO10〜
5%TiO2,2〜9%ZnO十MgO十TiO2,0
〜0.1%Li2Oからなり、以上の総重量%が少なく
とも90%であって、1538℃より低い温度で100
ボイズの粘度をもつようなガラスであることが開示され
ており、さらに特公昭56−5687号公報には迅速な
アルカリ金属イオン輸送用組成物が記載され、式AI+
xZr2SixP3−x012 (ここでAはカリウム
、ナトリウム或いはリチウムであり、そしてXはOを越
え且つ3未満の数である。)を有する3次元において迅
速なアルカリ金属イオン移動を促進する結晶性化合物が
開示されており、さらにまた特開昭59−107942
号公報にはイオン伝導性ガラスが記載され、八l+XD
2−x73SixP3−xO,□−2に/3(上記式中
Aはアルカリ金属であり、DはZr、 Ti、 Ge、
八1. ’Sb、 BeおよびZnからなる群から選ば
れ、かつXは2.25〜3.0の範囲である。)で表わ
されるものであることが開示されている等が知られてい
る。
前述したように従来の例えば特公昭41−20629号
公報あるいは特公昭47−47970号公報に記載され
ているガラスは充分なイオン交換能を得ようとすると必
然的にA I2O3あるいはZrO2成分の含有量を増
加することとなり、ガラスの粘度は極めて高くなって、
均質な溶融を確実にするためには充分低い粘度をもつ温
度まで高くする必要があり、この温度は低くても155
0℃以上、場合によっては1700℃前後必要なことも
あって溶融し難いものであり、これを改善しよとすると
SiO2成分を減少させることとなって化学的耐久性が
低下することとなる上、さらに前記粘度は温度の函数と
して急激に変化するしまた失透もし易いガラスでもある
。また特公昭46−4271号公報に記載されているガ
ラスは必ずしも各種基板として充分な化学強化がなされ
ているものとは言い難いものである。また米国特許第4
、055 。
公報あるいは特公昭47−47970号公報に記載され
ているガラスは充分なイオン交換能を得ようとすると必
然的にA I2O3あるいはZrO2成分の含有量を増
加することとなり、ガラスの粘度は極めて高くなって、
均質な溶融を確実にするためには充分低い粘度をもつ温
度まで高くする必要があり、この温度は低くても155
0℃以上、場合によっては1700℃前後必要なことも
あって溶融し難いものであり、これを改善しよとすると
SiO2成分を減少させることとなって化学的耐久性が
低下することとなる上、さらに前記粘度は温度の函数と
して急激に変化するしまた失透もし易いガラスでもある
。また特公昭46−4271号公報に記載されているガ
ラスは必ずしも各種基板として充分な化学強化がなされ
ているものとは言い難いものである。また米国特許第4
、055 。
703号公報に記載のガラスは溶融温度の低下とイオン
交換能のアンプの両者を達成しようとし過ぎるきらいが
あるものであり、例えば各種基板等においては化学的耐
久性という面で問題を生じやすいものであり、また化学
強化という点からも必ずしも充分とは言い難いものであ
る。
交換能のアンプの両者を達成しようとし過ぎるきらいが
あるものであり、例えば各種基板等においては化学的耐
久性という面で問題を生じやすいものであり、また化学
強化という点からも必ずしも充分とは言い難いものであ
る。
さらに特公昭56−5687号公報に記載の組成物は迅
速なアルカリ金属イオンの移動を与えるものの結晶性組
成物であって所期の透明なガラスとはなり得ないものあ
る。さらにまた特開昭59−107942号公報に記載
のガラスは重量%で5i0242〜30%、ZrO22
9〜35%、P2O50〜12%、Na2029〜23
%程度の組成物であり、ZrO2成分が多く結晶化傾向
が大きすぎ失透が発生し易く、加えて溶融温度が約16
00°Cと高いガラスであり、光学用ガラスとしての使
用には不向きのものである等、種々の問題があるもので
あった。
速なアルカリ金属イオンの移動を与えるものの結晶性組
成物であって所期の透明なガラスとはなり得ないものあ
る。さらにまた特開昭59−107942号公報に記載
のガラスは重量%で5i0242〜30%、ZrO22
9〜35%、P2O50〜12%、Na2029〜23
%程度の組成物であり、ZrO2成分が多く結晶化傾向
が大きすぎ失透が発生し易く、加えて溶融温度が約16
00°Cと高いガラスであり、光学用ガラスとしての使
用には不向きのものである等、種々の問題があるもので
あった。
本発明は、従来のかかる問題点に鑑みてなしたものであ
って、CaO成分を含有させずAl2O3成分とTiO
2成分、へ1□03成分とZrO,成分、MgO成分と
BaO成分ならびに任意ではあるがP2O5成分等を巧
みに組み合せることにより、透明でイオン交換能ならび
に化学的耐久性が高いしかも均質性がよく光学性能が優
れたガラスを実用的溶解温度によって得られる化学強化
用ガラス組成物を提供するものである。
って、CaO成分を含有させずAl2O3成分とTiO
2成分、へ1□03成分とZrO,成分、MgO成分と
BaO成分ならびに任意ではあるがP2O5成分等を巧
みに組み合せることにより、透明でイオン交換能ならび
に化学的耐久性が高いしかも均質性がよく光学性能が優
れたガラスを実用的溶解温度によって得られる化学強化
用ガラス組成物を提供するものである。
6一
すなわち、本発明は、重量百分率で実質的にSiO□5
5〜62%、 八120310〜18%、 zrO22
〜10%、MgO2〜5%、BaO 0.1〜3%、N
a2012〜15%、K2O2〜5%、P2O50〜7
%、TiO20−5〜5%の成分組成からなり、かつA
10+TiO□13〜20%であることを特徴とする化
学強化用ガラス組成物を提供するものである。
5〜62%、 八120310〜18%、 zrO22
〜10%、MgO2〜5%、BaO 0.1〜3%、N
a2012〜15%、K2O2〜5%、P2O50〜7
%、TiO20−5〜5%の成分組成からなり、かつA
10+TiO□13〜20%であることを特徴とする化
学強化用ガラス組成物を提供するものである。
ここで、5t02成分を55〜62重景%と重量のは、
55%未満では所要の耐火・耐熱性、化学的耐久性なら
びに耐候性を維持することができず、強度低下も生じや
すく、不安定なガラスとなるためであり、62%を超え
ると高温粘度が上昇して溶融性、清澄性が悪化すること
となるためであり、より好ましくは56〜60重量%で
ある。へ1□03成分を10〜18重量%とじたのは、
10%未満では高温粘度が高くなり、イオン交換能が劣
り、化学的耐久性が劣化し、18%を超えるとイオン交
換能は上がるものの溶融し難くなり、溶融したとしても
へ1□03系脈理を生じ易く失透も発生し易くなり、例
えばMgO・八1□03 ・5t02等の結晶を析出
することがあるためであり、より好ましくは12〜17
重量%である。zrO2成分を2〜10重量%とじたの
は、2%未満ではイオン交換能および圧縮応力量を増大
する効果が少なくなり、10%を超えるとガラス化が困
難となる傾向が出て高温溶解をせざるを得なくなり、溶
融ガラスも粘度が高くなって均質性が得られに<<、加
えて失透し易いしかも作業温度がせまく成形性の悪いガ
ラスとなってしまうためであり、より好ましくは3〜7
重量%である。ことにA1□03成分とZrO□成分を
組合せて共合させることにより他成分との関連、特にT
iO成分、PO酸成分らびにBaO成分、MgO成分に
よってその目的を充分達成することが可能となったもの
である。
55%未満では所要の耐火・耐熱性、化学的耐久性なら
びに耐候性を維持することができず、強度低下も生じや
すく、不安定なガラスとなるためであり、62%を超え
ると高温粘度が上昇して溶融性、清澄性が悪化すること
となるためであり、より好ましくは56〜60重量%で
ある。へ1□03成分を10〜18重量%とじたのは、
10%未満では高温粘度が高くなり、イオン交換能が劣
り、化学的耐久性が劣化し、18%を超えるとイオン交
換能は上がるものの溶融し難くなり、溶融したとしても
へ1□03系脈理を生じ易く失透も発生し易くなり、例
えばMgO・八1□03 ・5t02等の結晶を析出
することがあるためであり、より好ましくは12〜17
重量%である。zrO2成分を2〜10重量%とじたの
は、2%未満ではイオン交換能および圧縮応力量を増大
する効果が少なくなり、10%を超えるとガラス化が困
難となる傾向が出て高温溶解をせざるを得なくなり、溶
融ガラスも粘度が高くなって均質性が得られに<<、加
えて失透し易いしかも作業温度がせまく成形性の悪いガ
ラスとなってしまうためであり、より好ましくは3〜7
重量%である。ことにA1□03成分とZrO□成分を
組合せて共合させることにより他成分との関連、特にT
iO成分、PO酸成分らびにBaO成分、MgO成分に
よってその目的を充分達成することが可能となったもの
である。
MgO成分を2〜5重量%としたのは、2%未満では溶
融する際の粘性を低下傾向としかつイオン交換能を低下
させずに融剤として働き溶解し易くする効果が減少し、
5%を超えるとガラスが失透し易い傾向を示し、イオン
交換層が深くなりにくくなり、化学的耐久性ことに耐酸
性を劣化させやすいものとなる等があるためであり、よ
り好ましくは3〜4重量%である。BaO成分を0.1
〜3重量%とじたのは、イオン交換能を損うことなく融
剤として作用する傾向があり、また失透抑制効果ならび
に熱膨張係数に対しても影響を及ぼす傾向があるもので
あるためであり、0.1未満ではその効果が小さく、3
%を超えると特に熱膨張係数が大きくなり過ぎるためで
あり、より好ましくは0.5〜2.0重量%である。N
a2O成分を12〜15重量%としたのは、12%未満
では溶解、成形が難しく、イオン交換能が小さくなって
強度の大きいガラスを得ることが困難であり、失透も生
じやすくなるので作業範囲がせばまり製造しにくくなる
ためであり、15%を超えると耐候性が下がり、例えば
表面やけ等が発生しやすくなり実用上の問題が生じるた
めであり、より好ましくは13〜14重量%である。
融する際の粘性を低下傾向としかつイオン交換能を低下
させずに融剤として働き溶解し易くする効果が減少し、
5%を超えるとガラスが失透し易い傾向を示し、イオン
交換層が深くなりにくくなり、化学的耐久性ことに耐酸
性を劣化させやすいものとなる等があるためであり、よ
り好ましくは3〜4重量%である。BaO成分を0.1
〜3重量%とじたのは、イオン交換能を損うことなく融
剤として作用する傾向があり、また失透抑制効果ならび
に熱膨張係数に対しても影響を及ぼす傾向があるもので
あるためであり、0.1未満ではその効果が小さく、3
%を超えると特に熱膨張係数が大きくなり過ぎるためで
あり、より好ましくは0.5〜2.0重量%である。N
a2O成分を12〜15重量%としたのは、12%未満
では溶解、成形が難しく、イオン交換能が小さくなって
強度の大きいガラスを得ることが困難であり、失透も生
じやすくなるので作業範囲がせばまり製造しにくくなる
ためであり、15%を超えると耐候性が下がり、例えば
表面やけ等が発生しやすくなり実用上の問題が生じるた
めであり、より好ましくは13〜14重量%である。
K、0成分を2〜5重量%とじたのは、イオン交換能あ
るいは応力緩和の点で制限されるものであり、2%未満
では圧縮応力を低下させずにイオン交換能を大きくする
のに効果がなくなり、歪点の上昇に役立つことがなく、
MgOとの共合で歪点の低下を防ぎつつ溶解温度も大き
な変化をもたらさないことに寄与しないためであり、5
%を超えると圧縮応力を低下させることとなり、耐候性
が下がりかつコストも高くなるためであり、より好まし
くは3〜4重量%である。
るいは応力緩和の点で制限されるものであり、2%未満
では圧縮応力を低下させずにイオン交換能を大きくする
のに効果がなくなり、歪点の上昇に役立つことがなく、
MgOとの共合で歪点の低下を防ぎつつ溶解温度も大き
な変化をもたらさないことに寄与しないためであり、5
%を超えると圧縮応力を低下させることとなり、耐候性
が下がりかつコストも高くなるためであり、より好まし
くは3〜4重量%である。
TiO□成分を0.5〜5重量%としたのは、本成分は
他の物性を変えることが割合少なく高温粘度と失透温度
を下げる効果があるものであり、0.5%未満ではその
効果がなく、5%を超えるとガラスの着色が強(なって
基板用ガラスとして不都合となるためであり、より好ま
しくは1〜3重量%である。P2O3成分を0〜7重量
%としたのは、本成分はイオン交換能を上げる効果を有
し、ことにZrO□成分の外、Al2O3成分等他の成
分とのかねあいで効果が上がるものであり、かつ均一な
ガラス化を促進する傾向があって溶融助剤として働くも
のであり、適時任意に用いるものであるが、他の成分組
成の割合によっては少量の添加でも失透を起しやすいこ
とがあるので注意を要するものであり、本成分組成にお
いて7%を超えると場合によっては分相しやすくなって
乳白化あるいは結晶化等の傾向が現われることもあるた
めである。さらにカロえてへ1□03成分とTie2成
分の和を13〜20重量%としたのは、どちらかと言え
ば高Al2O3成分含有でZrO2成分も存在するなか
でガラス化を安定さすためであり、透明な基板等光学特
性に優れ、耐候性等の物性も適するものでイオン交換能
の高いガラスを得るために必要なものであり、13%未
満ではその効果が小さく、20%を超えると前記所望の
ものとならないためである。
他の物性を変えることが割合少なく高温粘度と失透温度
を下げる効果があるものであり、0.5%未満ではその
効果がなく、5%を超えるとガラスの着色が強(なって
基板用ガラスとして不都合となるためであり、より好ま
しくは1〜3重量%である。P2O3成分を0〜7重量
%としたのは、本成分はイオン交換能を上げる効果を有
し、ことにZrO□成分の外、Al2O3成分等他の成
分とのかねあいで効果が上がるものであり、かつ均一な
ガラス化を促進する傾向があって溶融助剤として働くも
のであり、適時任意に用いるものであるが、他の成分組
成の割合によっては少量の添加でも失透を起しやすいこ
とがあるので注意を要するものであり、本成分組成にお
いて7%を超えると場合によっては分相しやすくなって
乳白化あるいは結晶化等の傾向が現われることもあるた
めである。さらにカロえてへ1□03成分とTie2成
分の和を13〜20重量%としたのは、どちらかと言え
ば高Al2O3成分含有でZrO2成分も存在するなか
でガラス化を安定さすためであり、透明な基板等光学特
性に優れ、耐候性等の物性も適するものでイオン交換能
の高いガラスを得るために必要なものであり、13%未
満ではその効果が小さく、20%を超えると前記所望の
ものとならないためである。
なお、本発明のガラスは前記成分組成の総和量が少なく
とも98.5重量%以上であって、残りの1.5重量%
未滴については通常のAs2O3,5b203、SO3
、Fe2O3、F等の各成分が極めて少量含有すること
もあるものであり、これら残部の量が少ない方が好まし
いことは言うまでもない。
とも98.5重量%以上であって、残りの1.5重量%
未滴については通常のAs2O3,5b203、SO3
、Fe2O3、F等の各成分が極めて少量含有すること
もあるものであり、これら残部の量が少ない方が好まし
いことは言うまでもない。
以下に本発明について実施例をもとに詳述する。
表1の実施例1〜10は本発明のガラス成分組成の例で
あり、比較例1〜10は本発明のガラス成分組成外の例
である。これらガラスの成分組成を目標組成とし、ガラ
スとして約1.5kg相当の原料を調合し□、白金ルツ
ボを用い、電気炉にて雰囲気温度が約1550°C前後
において3〜6時間加熱溶融し、攪拌して均質化し、そ
の後清澄させ、溶融ガラスを流し出して板状体を形成し
、徐冷後、表面を研磨して試料とした。
あり、比較例1〜10は本発明のガラス成分組成外の例
である。これらガラスの成分組成を目標組成とし、ガラ
スとして約1.5kg相当の原料を調合し□、白金ルツ
ボを用い、電気炉にて雰囲気温度が約1550°C前後
において3〜6時間加熱溶融し、攪拌して均質化し、そ
の後清澄させ、溶融ガラスを流し出して板状体を形成し
、徐冷後、表面を研磨して試料とした。
これら得られたガラスについて、イオン交換能は数寵厚
で数Q角のガラス板を用い、KNO3浴中に入れ、約4
80℃で約3時間浸漬した後、取り出し表面を洗浄乾燥
してEPMAによりにイオンの拡散プロファイルよりイ
オン交換層厚を求め、表面圧縮応力は表面応力針(東芝
硝子製)を用いて測定した。この結果、イオン交換層厚
ならびに表面圧縮応力は表1に示すようになった。
で数Q角のガラス板を用い、KNO3浴中に入れ、約4
80℃で約3時間浸漬した後、取り出し表面を洗浄乾燥
してEPMAによりにイオンの拡散プロファイルよりイ
オン交換層厚を求め、表面圧縮応力は表面応力針(東芝
硝子製)を用いて測定した。この結果、イオン交換層厚
ならびに表面圧縮応力は表1に示すようになった。
なお、さらに耐酸性は95℃、 1/ 100規定のH
NO3中に約20時間浸漬した後、重量減を測定したと
ころ、0.03〜0.05ng/cut程度であり、耐
アルカリ性は80℃、5%NaOH中に約1時間浸漬し
た後、重量減を測定したところ、0.04〜0.08■
/cT11程度であり、それぞれ優れたものであった。
NO3中に約20時間浸漬した後、重量減を測定したと
ころ、0.03〜0.05ng/cut程度であり、耐
アルカリ性は80℃、5%NaOH中に約1時間浸漬し
た後、重量減を測定したところ、0.04〜0.08■
/cT11程度であり、それぞれ優れたものであった。
さらに、同心円負荷曲げ法(負荷リング径4゜鶴φ、支
持リング径80IImφ、負荷速度2In/m1n)に
よって測定したところ破壊強度は50〜90kg /1
11m”となり、比較例のガラスに比し充分優れたもの
であった。
持リング径80IImφ、負荷速度2In/m1n)に
よって測定したところ破壊強度は50〜90kg /1
11m”となり、比較例のガラスに比し充分優れたもの
であった。
以上のように本発明によるガラスは、SiO□−A1□
03−Na2O系ガラスを基本として、これにMgO2
ZrO□、Tie□、BaO各成分およびP2O5成分
を巧みニ組合せて導入することによって、イオン交換能
が大きくしかも透明な化学的耐久性ならびに均質性も高
いガラスを実用的溶融温度で得られる化学強化用ガラス
組成物であり、ディスク基板等をはじめ、広い分野に採
用できる化学強化用ガラス組成物である。
03−Na2O系ガラスを基本として、これにMgO2
ZrO□、Tie□、BaO各成分およびP2O5成分
を巧みニ組合せて導入することによって、イオン交換能
が大きくしかも透明な化学的耐久性ならびに均質性も高
いガラスを実用的溶融温度で得られる化学強化用ガラス
組成物であり、ディスク基板等をはじめ、広い分野に採
用できる化学強化用ガラス組成物である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量百分率で実質的に SiO_255〜62% Al_2O_310〜18% ZrO_22〜10% MgO2〜5% BaO0.1〜3% Na_2O12〜15% K_2O2〜5% P_2O_30〜7% TiO_20.5〜5% の成分組成からなり、かつ Al_2O_3+TiO_213〜20% であることを特徴とする化学強化用ガラス組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32771187A JPH01167245A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 化学強化用ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32771187A JPH01167245A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 化学強化用ガラス組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01167245A true JPH01167245A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18202132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32771187A Pending JPH01167245A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 化学強化用ガラス組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01167245A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2335423A (en) * | 1998-03-20 | 1999-09-22 | Pilkington Plc | Chemically toughenable glass |
US6303528B1 (en) * | 1998-01-27 | 2001-10-16 | Schott Glas | Glass for rigid disk substrates |
WO2008143999A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Corning Incorporated | Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate |
WO2010024900A1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | Corning Incorporated | Method of making shaped glass articles |
EP2252558A1 (en) * | 2008-02-08 | 2010-11-24 | Corning Incorporated | Damage resistant, chemically-toughened protective cover glass |
JP2011057504A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 強化ガラス |
CN102971267A (zh) * | 2010-05-27 | 2013-03-13 | 康宁股份有限公司 | 可离子交换玻璃 |
EP2666756A1 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-27 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Tempered glass, and tempered glass plate |
WO2015080996A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Corning Incorporated | Phosphorous containing glass having anti-microbial efficacy |
US9783453B2 (en) | 2011-11-16 | 2017-10-10 | Corning Incorporated | Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold |
CN111170634A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-19 | 浙江大学 | 一种适用于化学强化的高铝磷硅酸盐玻璃及化学钢化玻璃 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP32771187A patent/JPH01167245A/ja active Pending
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6303528B1 (en) * | 1998-01-27 | 2001-10-16 | Schott Glas | Glass for rigid disk substrates |
GB2335423A (en) * | 1998-03-20 | 1999-09-22 | Pilkington Plc | Chemically toughenable glass |
WO2008143999A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Corning Incorporated | Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate |
US7666511B2 (en) | 2007-05-18 | 2010-02-23 | Corning Incorporated | Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate |
JP2010527892A (ja) * | 2007-05-18 | 2010-08-19 | コーニング インコーポレイテッド | ダウンドロー法で製造可能な、化学的に強化されたカバープレート用ガラス |
USRE44869E1 (en) | 2007-05-18 | 2014-04-29 | Corning Incorporated | Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate |
EP2252558A1 (en) * | 2008-02-08 | 2010-11-24 | Corning Incorporated | Damage resistant, chemically-toughened protective cover glass |
EP2252558A4 (en) * | 2008-02-08 | 2014-08-27 | Corning Inc | DAMAGING RESISTANT, CHEMICALLY PREVENTED PROTECTIVE GLASS |
WO2010024900A1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | Corning Incorporated | Method of making shaped glass articles |
JP2011057504A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 強化ガラス |
US8759238B2 (en) * | 2010-05-27 | 2014-06-24 | Corning Incorporated | Ion exchangeable glasses |
CN102971267A (zh) * | 2010-05-27 | 2013-03-13 | 康宁股份有限公司 | 可离子交换玻璃 |
EP2666756A4 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-27 | Nippon Electric Glass Co | HARDENED GLASS AND HARDENED GLASS WASHER |
EP2666756A1 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-27 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Tempered glass, and tempered glass plate |
KR101487785B1 (ko) * | 2011-01-18 | 2015-01-29 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 강화 유리 및 강화 유리판 |
US9783453B2 (en) | 2011-11-16 | 2017-10-10 | Corning Incorporated | Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold |
US10562806B2 (en) | 2011-11-16 | 2020-02-18 | Corning Incorporated | Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold |
US11724958B2 (en) | 2011-11-16 | 2023-08-15 | Corning Incorporated | Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold |
WO2015080996A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Corning Incorporated | Phosphorous containing glass having anti-microbial efficacy |
US9708216B2 (en) | 2013-11-26 | 2017-07-18 | Corning Incorporated | Phosphorous containing glass having antimicrobial efficacy |
US10737975B2 (en) | 2013-11-26 | 2020-08-11 | Corning Incorporated | Phosphorous containing glass having antimicrobial efficacy |
CN111170634A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-19 | 浙江大学 | 一种适用于化学强化的高铝磷硅酸盐玻璃及化学钢化玻璃 |
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