KR20140003546A

KR20140003546A - 화학 강화용 유리

Info

Publication number: KR20140003546A
Application number: KR1020137021593A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 야마모토; 가즈히데 구노
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2014-01-09
Also published as: WO2012124774A1; US20140099501A1; JP2013056823A; JPWO2012124774A1; US9284215B2; US9012343B2; WO2012124757A1; KR20140006915A; US20140113141A1; JP5682609B2; TW201245080A; JP5187463B2; JPWO2012124757A1; TW201245081A; JP5907160B2

Abstract

전자 기기의 케이싱이나 장식품 용도에 바람직한 특성, 즉, 기포 품질, 강도, 광의 투과 특성이 우수한, 흑색의 색조를 갖는 화학 강화용 유리를 제공한다. 하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 55 ∼ 80 ％, Al₂O₃ 을 3 ∼ 16 ％, B₂O₃ 을 0 ∼ 12 ％, Na₂O 를 5 ∼ 16 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 15 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 화학 강화용 유리.

Description

화학 강화용 유리{GLASS FOR CHEMICAL STRENGTHENING}

본 발명은, 전자 기기, 예를 들어 휴대하여 사용 가능한 통신 기기나 정보 기기 등의 케이싱이나 장식품에 사용되는 화학 강화용 유리에 관한 것이다.

휴대 전화 등의 전자 기기의 케이싱이나 장식품은, 장식성, 내흠집성, 가공성, 비용 등의 다양한 요인을 고려하여, 수지, 금속 등의 소재로부터 적절한 것이 선택되어 이용되고 있다.

최근, 케이싱의 소재로서 종래에는 이용되지 않았던 유리를 사용하는 시도가 이루어지고 있다 (특허문헌 1). 특허문헌 1 에 의하면, 휴대 전화 등의 전자 기기에 있어서, 케이싱 본체를 유리로 형성함으로써, 투명감이 있는 독특한 장식 효과를 발휘할 수 있는 것으로 여겨지고 있다.

휴대 전화 등의, 휴대하여 사용 가능한 전자 기기의 케이싱이나 장식품은, 사용시의 낙하 충격에 의한 파손이나 장기간의 사용에 의한 접촉 흠집을 고려하여, 높은 강도가 요구된다.

유리의 강도를 높이는 방법으로서, 유리 표면에 압축 응력층을 형성시키는 수법이 일반적으로 알려져 있다. 유리 표면에 압축 응력층을 형성시키는 수법으로는, 풍랭 강화법 (물리 강화법) 과 화학 강화법이 대표적이다. 풍랭 강화법 (물리 강화법) 은, 연화점 부근까지 가열한 유리판 표면을 풍랭 등에 의해 급속히 냉각시켜 실시하는 수법이다. 또한, 화학 강화법은, 유리 전이점 이하의 온도에서, 이온 교환에 의해, 유리판 표면에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속 이온 (전형적으로는 Li 이온, Na 이온) 을, 이온 반경이 보다 큰 알칼리 이온 (전형적으로는 Li 이온에 대해서는 Na 이온 또는 K 이온이며, Na 이온에 대해서는 K 이온이다) 으로 교환하는 수법이다.

예를 들어, 전술한 바와 같은 장식용 유리는, 통상적으로 2 ㎜ 이하의 두께로 사용되는 경우가 많다. 이와 같이, 두께가 얇은 유리판에 대하여 풍랭 강화법을 적용하면, 표면과 내부의 온도차를 확보하기 어렵기 때문에, 압축 응력층을 형성하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 강화 처리 후의 유리에 있어서, 목적으로 하는 고강도라는 특성을 얻을 수 없다.

또한, 풍랭 강화에서는, 냉각 온도의 편차에 의해, 유리판의 평면성을 저해할 염려가 크다. 특히 두께가 얇은 유리판에 대해서는, 평면성이 저해될 염려가 커서, 본 발명의 목적인 질감이 저해될 가능성이 있다. 이러한 점에서, 유리판은 후자의 화학 강화법에 의해 강화하는 것이 바람직하다.

또한, 휴대 전화 등의 전자 기기의 케이싱이나 장식품은, 기기 자체의 존재를 강하게 주장하지 않고, 또한 중후감, 고급감이 얻어지는 흑색의 것이 다용되고 있다.

화학 강화 가능하고, 또한 흑색을 나타내는 유리로서, 특허문헌 2 에 기재된 유리가 알려져 있다. 특허문헌 2 에 기재된 유리는, 알루미노규산염 유리에 고농도의 산화철을 함유시킨 것이다.

일본 공개특허공보 2009-61730호 일본 특허공보 소45-16112호

상기 특허문헌 2 에 개시된 실시예에서는, 청징제로서 아비산을 사용하고 있다. 아비산은 환경 부하 물질로, 제조 공정은 물론, 제품의 라이프 사이클을 통해서 환경에 부여하는 악영향이 염려된다.

이 때문에, 본 발명자는 특허문헌 2 의 실시예에 개시된 조성의 유리 원료를, 아비산을 첨가하지 않고 가열 용융시킨 결과, 기포 빠짐 즉 탈포성이 매우 나쁘고, 잔존 기포가 많은 유리만이 얻어지는 것이 판명되었다. 즉, 용융시킨 유리를 블록상으로 캐스트한 후, 판상으로 슬라이스하여 표면을 연마한 결과, 연마한 표면에, 유리 중의 기포가 절단되어 형성된 곰보상의 패임 (이하, 오픈 기포라고 칭한다) 이 다수 노출되어 있는 것이 확인되었다.

상기 서술한 바와 같은 전자 기기의 케이싱이나 장식품 용도에서는, 외관 품질상의 요구로부터, 오픈 기포가 존재하는 유리는 사용할 수 없기 때문에, 제품 수율이 매우 낮아지는 문제가 있다. 또한, 오픈 기포가 균열의 기점이 되어 강도가 저하될 염려가 있다.

또한, 전자 기기의 케이싱은 평판상 뿐만 아니라, 오목 형상 혹은 볼록 형상으로 성형되어 사용되는 경우가 있다. 그 때문에, 프레스 성형하기 쉬운 유리가 요구된다.

또한, 화학 강화된 유리는, 품질 관리 상, 일정 이상의 강도를 구비하는 것을 확인할 목적으로, 압축 응력량의 측정이 실시된다.

그러나, 유리가 흑색인 경우, 기존의 표면 응력계를 이용하여 측정을 실시하면, 유리에 의해 측정 광이 흡수되게 되어, 압축 응력량의 측정을 실시할 수 없다는 문제가 있다. 그 때문에, 이와 같은 흑색의 색조를 갖는 유리에서도, 가시역 이외의 파장의 광을 일정 이상 투과할 것이 요구된다.

본 발명은, 전자 기기의 케이싱이나 장식품 용도에 바람직한 특성, 즉, 기포 품질, 강도, 광의 투과 특성이 우수한 화학 강화용 유리의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은, 하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 55 ∼ 80 ％, Al₂O₃ 을 3 ∼ 16 ％, B₂O₃ 을 0 ∼ 12 ％, Na₂O 를 5 ∼ 16 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 15 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 화학 강화용 유리 (이하, 본 발명의 화학 강화용 유리라고 하는 경우가 있다) 를 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, 상기 유리 중의 착색 성분은, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0 ∼ 6 ％, NiO 를 0 ∼ 6 ％, MnO 를 0 ∼ 6 ％, Cr₂O₃ 을 0 ∼ 6 ％, V₂O₅ 를 0 ∼ 6 ％ 로 이루어지는 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, 색 보정 성분 (Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또한, 하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 60 ∼ 80 ％, Al₂O₃ 을 3 ∼ 15 ％, Na₂O 를 5 ∼ 15 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 15 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 화학 강화용 유리를 제공한다.

또한, 하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 55 ∼ 75 ％, Al₂O₃ 을 8 ∼ 16 ％, B₂O₃ 을 4 ∼ 12 ％, Na₂O 를 7 ∼ 16 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 3 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 5 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 화학 강화용 유리를 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.01 ∼ 0.5 인 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, (SiO₂＋Al₂O₃＋B₂O₃)/(ΣR₂O＋CaO＋SrO＋BaO＋Fe₂O₃＋Co₃O₄) 가 3 이상인 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, SO₃ 을 0.005 ∼ 0.5 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, SnO₂ 를 0.005 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 이상인 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수가, 모두 0.7 ∼ 1.2 의 범위 내인 것을 제공한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 이 절대치로 5 ％ 이하인 것을 제공한다.

ΔT (550/600) (％) = [{A(550/600)-B(550/600)}/A(550/600)]×100···(1)

ΔT (450/600) (％) = [{A(450/600)-B(450/600)}/A(450/600)]×100···(2)

(상기 식 (1) 에 있어서, A(550/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(550/600) 은 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다. 상기 식 (2) 에 있어서, A(450/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(450/600) 은 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.)

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리로서, 상기 화학 강화용 유리를 두께 1 ㎜ 의 유리판으로 한 것의 경면 마무리 표면에 비커스 압자를 이용하여 압흔을 형성했을 때의 크랙의 발생률이 50 ％ 가 되는 비커스 압자의 하중이 150 gf 이상인 것을 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기한 본 발명의 화학 강화용 유리를 화학 강화 처리하여 얻어지는 화학 강화 유리로서, 화학 강화 처리에 의해 상기 화학 강화 유리 표면에 형성된 표면 압축 응력층의 깊이가 30 ㎛ 이상이고, 상기 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력이 550 ㎫ 이상인 화학 강화 유리를 제공한다.

본 발명에 의하면, 기포 품질이 양호한 유리를, 환경 부하를 낮게 하면서 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 황산염에 의한 청징하게 바람직한 화학 강화용 유리가 얻어진다. 또한, 본 발명의 유리는, 화학 강화 가능하고, 얇은 두께로 고강도가 요구되는 용도, 예를 들어 장식 용도에도 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는 크랙에 의한 파괴가 잘 일어나지 않기 때문에, 높은 강도를 구비한 유리로 하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 유리는, 프레스 성형성이 우수한 유리이고, 케이싱 등의 용도에서 요구되는 원하는 형상으로 저비용으로 가공하는 것이 가능하다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 상기 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유한다. 이로써, 흑색계의 착색 유리를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 케이싱 용도의 유리는, 예를 들어, 평판상 뿐만 아니라, 오목 형상 혹은 볼록 형상으로 성형하여 사용되는 경우가 있다. 이 경우, 평판상이나 블록상 등으로 성형한 유리를 재가열하고, 용융시킨 상태로 프레스 성형하거나 용융 유리를 프레스형 상에 흘려보내고, 프레스 성형함으로써, 원하는 형상으로 성형된다.

유리를 프레스 성형할 때에는, 프레스 성형시에 있어서의, 유리의 성형 온도를 저온화하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도가 높으면, 금형으로서 초합금이나 세라믹스를 사용해야 하며, 이들은 가공성이 나쁘고 또한 고가이기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도가 높으면, 금형을 고온하에서 사용하기 때문에, 금형의 열화의 진행이 빨라진다. 또한, 높은 온도에서 유리를 연화 상태로 하기 때문에, 다대한 에너지를 필요로 한다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 유리 중에, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유함으로써, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도의 지표인, Tg (유리 전이점) 를 저온화할 수 있다. 이로써, 오목 형상 혹은 볼록 형상 등의 적절한 형상으로 프레스 성형하는 데에 적합한, 프레스 성형성이 우수한 유리로 할 수 있다.

흑색계의 유리에 있어서, 우수한 프레스 성형성과 함께, 원하는 차광성을 얻는 관점에서, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 의 함유량은, 바람직하게는 0.5 ∼ 6 ％ 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 5.5 ％ 이다.

착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 으로는, 구체적으로는, 예를 들어, Co₃O₄, MnO, MnO₂, Fe₂O₃, NiO, CuO, Cu₂O, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃ 이 바람직하게 사용된다.

이들 착색 성분은, 그 합계 함유량이 0.1 ∼ 7 ％ 이면, 이들 중 어느 것을 함유하고 있으면 되는데, 각각의 함유량으로는, 0.01 ％ 미만에서는, 착색 성분으로서의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.1 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상이다. 또한, 각각의 함유량이 6 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 4 ％ 이하이다.

유리 중의 착색 성분은, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0 ∼ 6 ％, NiO 를 0 ∼ 6 ％, MnO 를 0 ∼ 6 ％, Cr₂O₃ 을 0 ∼ 6 ％, V₂O₅ 를 0 ∼ 6 ％ 로 이루어지는 것이 바람직하다. 요컨대, Fe₂O₃ 을 필수 성분으로 하고, Co₃O₄, NiO, MnO, Cr₂O₃, V₂O₅ 에서 선택되는 적절한 성분을 조합하여 사용해도 된다. Fe₂O₃ 이 0.01 ％ 미만이면, 원하는 차광성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, Fe₂O₃ 이 6 ％ 초과이면, 유리가 불안정해질 우려가 있다. 또한, 그 밖의 성분, 즉 Co₃O₄, NiO, MnO, Cr₂O₃, V₂O₅ 에 대하여, 각각의 함유량이 6 ％ 초과이면 유리가 불안정해질 우려가 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 착색 성분이나 색 보정 성분의 함유량은, 유리 중에 존재하는 각 성분이, 표시된 산화물로서 존재하는 것으로 한 경우의 환산 함유량을 나타낸다. 예를 들어 「Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 6 ％ 함유한다」 란, 유리 중에 존재하는 Fe 가, 모두 Fe₂O₃ 의 형태로 존재하는 것으로 했을 경우의 Fe 함유량, 즉, Fe 의 Fe₂O₃ 환산 함유량이 0.01 ∼ 6 ％ 인 것을 의미하는 것이다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 착색 성분으로서 예를 들어, (i) Fe₂O₃ 과, Co₃O₄, MnO, MnO₂, CuO, Cu₂O, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 성분과의 조합, (ii) Fe₂O₃ 과, MnO, MnO₂, NiO, CuO, Cu₂O, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 조합, (iii) Co₃O₄ 와, MnO, MnO₂, NiO, CuO, Cu₂O, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃ 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 조합을 바람직하게 사용할 수 있다.

파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수를 1 ㎜^-1 이상으로 하는 데에 있어서는, 복수의 착색 성분을 조합하고, 이들 파장역의 광의 흡광 계수가 평균적으로 높아지도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하기에 상세히 서술하는 제 1 실시형태, 제 2 실시형태의 화학 강화용 유리에 있어서, 유리 중의 착색 성분으로서 Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 의 조합으로 함유함으로써, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 가시역의 광을 충분히 흡수하면서, 평균적으로 가시역의 광을 흡수하는 유리로 할 수 있다. 요컨대, 흑색을 나타내는 유리를 얻고자 하는 경우, 착색 성분의 종류나 배합량에 따라, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 가시역에 있어서, 흡수 특성이 낮은 파장역이 존재하는 것에서 기인하여, 갈색이나 청색을 나타낸 흑색이 되는 경우가 있다. 이에 대하여, 전술한 착색 성분으로 함으로써, 이른바 칠흑을 표현할 수 있다.

이와 같은 광 흡수 특성이 얻어지는 것으로서, 착색 성분의 상기 이외의 배합량의 조합으로는, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 4 ％, Co₃O₄ 를 0.2 ∼ 3 ％, NiO 를 1.5 ∼ 6 ％ 의 조합, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, NiO 를 0.1 ∼ 1 ％ 의 조합, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 4 ％, Co₃O₄ 를 0.05 ∼ 2 ％, NiO 를 0.05 ∼ 2 ％, Cr₂O₃ 을 0.05 ∼ 2 ％ 의 조합, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 4 ％, Co₃O₄ 를 0.05 ∼ 2 ％, NiO 를 0.05 ∼ 2 ％, MnO 를 0.05 ∼ 2 ％ 의 조합을 들 수 있다.

또한, 유리 중의 착색 성분을 조합함으로써, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 가시역의 광을 충분히 흡수하면서, 자외광이나 적외광의 특정 파장을 투과하는 유리로 할 수 있다. 예를 들어, 착색 성분으로서, 전술한 Fe₂O₃, Co₃O₄, NiO, MnO, Cr₂O₃, V₂O₅ 의 조합을 함유한 유리로 함으로써, 파장 300 ㎚ ∼ 380 ㎚ 의 자외광 및 파장 800 ㎚ ∼ 950 ㎚ 의 적외광을 투과시킬 수 있다. 또한, 착색 성분으로서, 전술한 Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 조합을 함유한 유리로 함으로써, 파장 800 ㎚ ∼ 950 ㎚ 의 적외광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 휴대 전화나 휴대형 게임 기기의 데이터 통신에 사용되는 적외선 통신 장치는, 파장 800 ㎚ ∼ 950 ㎚ 의 적외광이 이용되고 있다. 그 때문에, 전술한 착색 성분의 조합을 배합하여 유리에 적외광 투과 특성을 부여함으로써, 예를 들어, 유리를 케이싱 용도에 적용할 때에, 적외선 통신 장치용 개구부를 케이싱에 형성하지 않고 적용할 수 있다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 색 보정 성분으로서, Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을, 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것이 바람직하다.

색 보정 성분 (Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 으로는, 구체적으로는, 예를 들어, TiO₂, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 가 바람직하게 사용된다.

색 보정 성분으로서, Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물을, 합계 0.005 ％ 이상 함유함으로써, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시킬 수 있고, 갈색이나 청색을 나타내지 않는, 이른바 칠흑의 흑의 색조를 갖는 유리를 얻을 수 있다. 또한, 상기의 색 보정 성분의 함유량을 2 ％ 이하로 함으로써, 유리가 불안정해져 실투를 발생시키는 것을 억제할 수 있다. 상기 색 보정 성분의 합계 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1.8 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 1.5 ％ 이다.

본 발명의 화학 강화용 유리로는, 상기의 착색 성분과 함께, 하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 55 ∼ 80 ％, Al₂O₃ 을 3 ∼ 16 ％, B₂O₃ 을 0 ∼ 12 ％, Na₂O 를 5 ∼ 16 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 15 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 들 수 있다.

이하, 본 발명의 화학 강화용 유리의 착색 성분 이외의 유리의 조성에 대하여, 특별히 언급하지 않는 한 몰 백분율 표시 함유량을 이용하여 설명한다.

SiO₂ 는 유리의 골격을 구성하는 성분이며 필수이다. 55 ％ 미만에서는 유리로서의 안정성이 저하되거나, 또는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 60 ％ 이상이다. 보다 바람직하게는 65 ％ 이상이다. SiO₂ 가 80 ％ 초과에서는 유리의 점성이 증대되어 용융성이 현저하게 저하된다. 바람직하게는 75 ％ 이하, 전형적으로는 70 ％ 이하이다.

Al₂O₃ 은 유리의 내후성 및 화학 강화 특성을 향상시키는 성분이며, 필수이다. 3 ％ 미만에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 4 ％ 이상, 전형적으로는 5 ％ 이상이다.

Al₂O₃ 이 16 ％ 초과에서는 유리의 점성이 높아져 균질의 용융이 곤란해진다. 바람직하게는 14 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

B₂O₃ 은 유리의 내후성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. B₂O₃ 을 함유하는 경우, 4 ％ 미만에서는 내후성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 5 ％ 이상이며, 전형적으로는 6 ％ 이상이다.

B₂O₃ 이 12 ％ 초과에서는 휘산에 의한 맥리가 발생하고, 수율이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 11 ％ 이하, 전형적으로는 10 ％ 이하이다.

Na₂O 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 또한 이온 교환에 의해 표면 압축 응력층을 형성시키기 때문에 필수이다. 5 ％ 미만에서는 용융성이 나쁘고, 또한 이온 교환에 의해 원하는 표면 압축 응력층을 형성하는 것이 곤란해진다. 바람직하게는 7 ％ 이상, 전형적으로는 8 ％ 이상이다.

Na₂O 가 16 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 15 ％ 이하, 전형적으로는 14 ％ 이하이다.

K₂O 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분임과 함께, 화학 강화에 있어서의 이온 교환 속도를 크게 하는 작용이 있기 때문에, 필수는 아니지만 함유하는 것이 바람직한 성분이다. K₂O 를 함유하는 경우, 0.01 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않거나, 또는 이온 교환 속도 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 전형적으로는 0.3 ％ 이상이다. K₂O 가 4 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 3 ％ 이하, 전형적으로는 2 ％ 이하이다.

MgO 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. MgO 를 함유하는 경우, 3 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 전형적으로는 4 ％ 이상이다. MgO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 13 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

CaO 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 필요에 따라 함유할 수 있다. CaO 를 함유하는 경우, 0.01 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않는다. 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. CaO 가 3 ％ 초과에서는 화학 강화 특성이 저하된다. 바람직하게는 1 ％ 이하, 전형적으로는 0.5 ％ 이하이며, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

RO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 어느 1 종 이상을 함유할 수 있다. 그 경우 RO 의 함유량의 합계 ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 가 1 ％ 미만에서는 용융성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상, 전형적으로는 5 ％ 이상이다. ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 가 18 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 15 ％ 이하, 보다 바람직하게는 13 ％ 이하, 전형적으로는 11 ％ 이하이다.

ZrO₂ 는 이온 교환 속도를 크게 하는 성분이며, 필수는 아니지만 1 ％ 미만의 범위로 함유해도 된다. ZrO₂ 가 1 ％ 초과에서는 용융성이 악화되어 미용해물로서 유리 중에 남는 경우가 일어날 우려가 있다. 전형적으로는 ZrO₂ 는 함유하지 않는다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 바람직한 형태로서 이하에 서술하는 2 개의 실시형태 (제 1 실시형태, 제 2 실시형태) 가 있다.

제 1 실시형태의 화학 강화용 유리에 대하여 설명한다. 이하의 본 발명의 제 1 실시형태의 화학 강화용 유리의 조성에 대하여, 특별히 언급하지 않는 한 몰 백분율 표시 함유량을 이용하여 설명한다.

SiO₂ 는 유리의 골격을 구성하는 성분이며 필수이다. 60 ％ 미만에서는 유리로서의 안정성이 저하되거나, 또는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 61 ％ 이상이다. 보다 바람직하게는 65 ％ 이상이다. SiO₂ 가 80 ％ 초과에서는 유리의 점성이 증대되어 용융성이 현저하게 저하된다. 바람직하게는 75 ％ 이하, 전형적으로는 70 ％ 이하이다.

Al₂O₃ 은 유리의 내후성 및 화학 강화 특성을 향상시키는 성분이며, 필수이다. 3 ％ 미만에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 4 ％ 이상, 전형적으로는 5 ％ 이상이다. Al₂O₃ 이 15 ％ 초과에서는 유리의 점성이 높아져 균질의 용융이 곤란해진다. 바람직하게는 14 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

Na₂O 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 또한 이온 교환에 의해 표면 압축 응력층을 형성시키기 때문에 필수이다. 5 ％ 미만에서는 용융성이 나쁘고, 또한 이온 교환에 의해 원하는 표면 압축 응력층을 형성하는 것이 곤란해진다. 바람직하게는 7 ％ 이상, 전형적으로는 8 ％ 이상이다. Na₂O 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 15 ％ 이하, 전형적으로는 14 ％ 이하이다.

K₂O 는 용융성을 향상시키는 성분임과 함께, 화학 강화에 있어서의 이온 교환 속도를 크게 하는 작용이 있기 때문에, 필수는 아니지만 함유하는 것이 바람직한 성분이다. K₂O 를 함유하는 경우, 0.01 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않거나, 또는 이온 교환 속도 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 전형적으로는 0.3 ％ 이상이다. K₂O 가 4 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 3 ％ 이하, 전형적으로는 2 ％ 이하이다.

MgO 는 용융성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. MgO 를 함유하는 경우, 3 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 전형적으로는 4 ％ 이상이다. MgO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 13 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

CaO 는 용융성을 향상시키는 성분이며, 필요에 따라 함유할 수 있다. CaO 를 함유하는 경우, 0.01 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않는다. 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. CaO 가 3 ％ 초과에서는 화학 강화 특성이 저하된다. 바람직하게는 1 ％ 이하, 전형적으로는 0.5 ％ 이하이며, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

RO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 는 용융성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 어느 1 종 이상을 함유할 수 있다. 그 경우 RO 의 함유량의 합계 ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 가 1 ％ 미만에서는 용융성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상, 전형적으로는 5 ％ 이상이다. ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 가 18 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 15 ％ 이하, 보다 바람직하게는 13 ％ 이하, 전형적으로는 11 ％ 이하이다. 또한, ΣRO 란, 모든 RO 성분의 합계량을 나타내는 것이다.

Fe₂O₃ 은 유리를 진한 색으로 착색하기 위한 필수 성분이다. Fe₂O₃ 으로 나타낸 전체 철 함유량이 1.5 ％ 미만에서는, 원하는 흑색의 유리가 얻어지지 않는다. 바람직하게는 2 ％ 이상, 보다 바람직하게는 3 ％ 이상이다. Fe₂O₃ 이 6 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 4 ％ 이하이다.

이 전체 철 중, Fe₂O₃ 으로 환산한 2 가의 철의 함유량의 비율 (철 레독스) 이 10 ∼ 50 ％, 특히는 15 ∼ 40 ％ 인 것이 바람직하다. 20 ∼ 30 ％ 이면 가장 바람직하다. 철 레독스가 10 ％ 보다 낮으면 SO₃ 을 함유하는 경우 그 분해가 진행되지 않아, 기대하는 청징 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 50 ％ 보다 높으면 청징 전에 SO₃ 의 분해가 지나치게 진행되어 기대하는 청징 효과가 얻어지지 않거나, 혹은 기포의 발생원이 되어 기포 개수가 증가할 우려가 있다.

본 명세서에서는, 전체 철을 Fe₂O₃ 으로 환산한 것을 Fe₂O₃ 의 함유량으로서 표기하고 있다. 철 레독스는, 뫼스바우어 분광법에 의해 Fe₂O₃ 으로 환산한 전체 철 중의, Fe₂O₃ 으로 환산한 2 가의 철의 비율을 ％ 표시로 나타낼 수 있다. 구체적으로는, 방사선원 (⁵⁷Co), 유리 시료 (상기 유리 블록으로부터 절단, 연삭, 경면 연마한 3 ∼ 7 ㎜ 두께의 유리 평판), 검출기 (LND 사 제조 45431) 를 직선상에 배치하는 투과 광학계로의 평가를 실시한다. 광학계의 축 방향에 대하여 방사선원을 운동시켜, 도플러 효과에 의한 γ 선의 에너지 변화를 일으킨다. 그리고 실온에서 얻어진 뫼스바우어 흡수 스펙트럼을 이용하여, 2 가의 Fe 와 3 가의 Fe 의 비율을 산출하고, 2 가의 Fe 의 비율을 철 레독스로 한다.

Co₃O₄ 는, 착색 성분임과 함께, 철과의 공존하에 있어서 탈포 효과를 나타내기 때문에 필수 성분이다. 즉, 고온 상태에서 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출되는 O₂ 기포를, 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되고, 탈포 효과가 얻어진다.

또한, Co₃O₄ 는, SO₃ 과 공존시킴으로써 청징 작용을 보다 높이는 성분이다. 즉, 예를 들어 망초 (Na₂SO₄) 를 청징제로서 사용하는 경우, SO₃→SO₂＋1/2O₂ 의 반응을 진행시킴으로써, 유리로부터의 기포 빠짐이 양호해지기 때문에, 유리 중의 산소 분압은 낮은 것이 바람직하다. 철을 포함하는 유리에 있어서, 코발트가 공첨가됨으로써, 철의 환원에 의해 발생하는 산소의 방출을, 코발트의 산화에 의해 억제할 수 있고, SO₃ 의 분해가 촉진된다. 이 때문에, 기포 결점이 적은 유리를 제작할 수 있다.

또한, 화학 강화를 위해서 알칼리 금속을 비교적 다량으로 포함하는 유리는, 유리의 염기성도가 높아지기 때문에, SO₃ 이 잘 분해되지 않아, 청징 효과가 저하된다. 이와 같이, SO₃ 이 잘 분해되지 않는 화학 강화용 유리에 있어서, 철을 포함하는 것에서는, 코발트는, SO₃ 의 분해를 촉진시키기 때문에, 탈포 효과의 촉진에 특히 유효하다. 이와 같은 청징 작용을 발현시키기 위해서는, Co₃O₄ 는 0.1 ％ 이상으로 여겨지고, 바람직하게는 0.2 ％ 이상, 전형적으로는 0.3 ％ 이상이다. 1 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다.

Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 의 몰비 (Co₃O₄/Fe₂O₃ 비) 가 0.01 미만이면 상기의 탈포 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있다. 바람직하게는 0.05 이상, 전형적으로는 0.1 이상이다. Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.5 초과이면, 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락 (溶落) 이 늦어지거나 기포 개수를 증가시킬 우려가 있기 때문에, 별도의 청징제를 사용하는 등의 대응이 필요해진다. 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하이다.

NiO 는, 유리를 원하는 흑색으로 착색하기 위한 착색 성분이며, 본 발명에 있어서 사용하는 것이 바람직한 성분이다. NiO 를 함유하는 경우, 0.05 ％ 미만에서는, 착색 성분으로서의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.1 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상이다. NiO 가 6 ％ 초과에서는, 유리의 색조의 명도가 과도하게 높아져, 원하는 흑색의 색조가 얻어지지 않는다. 또한, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 4 ％ 이하이다.

MnO, MnO₂, CuO, Cu₂O, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃ 은 착색 성분이며, 필수는 아니지만, 이들 색 보정 성분 중의 적어도 1 종을, 필요에 따라 함유할 수 있다. 이들 착색 성분을 함유하는 경우, 각각의 함유량이 0.01 ％ 미만에서는, 착색 성분으로서의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.1 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상이다. 또한, 각각의 함유량이 6 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 4 ％ 이하이다.

(SiO₂＋Al₂O₃＋B₂O₃)/(ΣR₂O＋CaO＋SrO＋BaO＋Fe₂O₃＋Co₃O₄) 는 유리의 네트워크를 형성하는 망목상 산화물의 합계량과 주된 수식 산화물의 합계량의 비율을 나타낸 것이며, 이 비가 3 미만이면 화학 강화 처리 후에 압흔을 형성했을 때의 파괴될 확률이 커질 우려가 있다. 바람직하게는 3.6 이상, 전형적으로는 4 이상이다. 이 비가 6 초과이면, 유리의 점성이 증대되어 용융성이 저하된다. 바람직하게는 5.5 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 또한, ΣR₂O 란, Na₂O, K₂O, Li₂O 의 합계량을 나타내는 것이다.

SO₃ 은 청징제로서 작용하는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. SO₃ 을 함유하는 경우 0.005 ％ 미만에서는 기대하는 청징 작용이 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.01 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.02 ％ 이상이다. 0.03 ％ 이상이 가장 바람직하다. 또한 0.5 ％ 초과에서는 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 늦어지거나 기포 개수가 증가할 우려가 있다. 바람직하게는 0.3 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이하이다. 0.1 ％ 이하가 가장 바람직하다.

SnO₂ 는 청징제로서 작용하는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. SnO₂ 를 함유하는 경우, 0.005 ％ 미만에서는 기대하는 청징 작용이 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.01 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또한 1 ％ 초과에서는 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 늦어지거나 기포 개수가 증가할 우려가 있다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ％ 이하이다. 0.3 ％ 이하가 가장 바람직하다.

TiO₂ 는 내후성을 향상시키는 성분임과 함께, 유리의 색조를 조정하는 색 보정 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. TiO₂ 를 함유하는 경우, 0.005 ％ 미만에서는 내후성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 색 보정 효과가 충분히 얻어지지 않아, 흑색계의 유리에 있어서, 예를 들어 청미를 띠는 흑색, 또는 갈색을 띠는 흑색의 색조로 정색되는 것을 충분히 방지할 수 없을 우려가 있다. 바람직하게는 0.01 ％ 이상이며, 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. TiO₂ 가 1 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져, 실투가 발생할 우려가 있다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 전형적으로는 0.6 ％ 이하이다.

Li₂O 는 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. Li₂O 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이며, 전형적으로는 6 ％ 이상이다. Li₂O 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 10 ％ 이하, 전형적으로는 5 ％ 이하이다.

SrO 는 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. SrO 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이며, 전형적으로는 6 ％ 이상이다. SrO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이나 화학 강화 특성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

BaO 는 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. BaO 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이며, 전형적으로는 6 ％ 이상이다. BaO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이나 화학 강화 특성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

ZnO 는 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. ZnO 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이며, 전형적으로는 6 ％ 이상이다. ZnO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 는, 유리의 색조를 조정하는 색 보정 성분이며, 필수는 아니지만, 이들 색 보정 성분 중의 적어도 1 종을, 필요에 따라 함유할 수 있다.

이들 색 보정 성분을 함유하는 경우, 각각의 함유량이 0.01 ％ 미만에서는, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시켜, 원하는 흑색으로 색 보정하는 효과가 충분히 얻어지지 않고, 예를 들어 청미를 띠는 흑색, 또는 갈색을 띠는 흑색의 색조로 정색되는 것을 충분히 방지할 수 없을 우려가 있다. 이들 색 보정 성분의 각각의 함유량은, 바람직하게는 0.05 ％ 이상이며, 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. 색 보정 성분의 각각의 함유량이 2 ％ 를 초과하면, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킬 우려가 있다.

또한, 상기 서술한 색 보정 성분은, 각 유리의 모체가 되는 조성에 따라, 그 종류나 양을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

상기한 색 보정 성분으로는, TiO₂, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 의 합계의 함유량이 0.005 ∼ 2 ％ 인 것이 바람직하다. TiO₂, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 의 합계의 함유량을 0.005 ％ 이상으로 함으로써, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시킬 수 있고, 갈색이나 청색을 나타내지 않는, 이른바 칠흑의 흑의 색조를 갖는 유리를 얻을 수 있다. 또한, 상기 색 보정 성분의 함유량을 2 ％ 이하로 함으로써, 유리가 불안정해져 실투를 발생시키는 것을 억제할 수 있다. 상기 색 보정 성분의 합계의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1.8 ％ 이며, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 1.5 ％ 이다.

다음으로, 제 2 실시형태의 화학 강화용 유리에 대하여 설명한다. 이하의 본 발명의 제 2 실시형태의 화학 강화용 유리의 조성에 대하여, 특별히 언급하지 않는 한 몰 백분율 표시 함유량을 이용하여 설명한다.

SiO₂ 는 유리의 골격을 구성하는 성분이며 필수이다. 55 ％ 미만에서는 유리로서의 안정성이 저하되거나, 또는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 58 ％ 이상이다. 보다 바람직하게는 60 ％ 이상이다. SiO₂ 가 75 ％ 초과에서는 유리의 점성이 증대되어 용융성이 현저하게 저하된다. 바람직하게는 70 ％ 이하, 전형적으로는 68 ％ 이하이다.

Al₂O₃ 은 유리의 내후성 및 화학 강화 특성을 향상시키는 성분이며, 필수이다. 8 ％ 미만에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 10 ％ 이상, 전형적으로는 11 ％ 이상이다. Al₂O₃ 이 16 ％ 초과에서는 유리의 점성이 높아져 균질의 용융이 곤란해진다. 바람직하게는 14 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

B₂O₃ 은 내후성을 향상시키는 성분이며, 필수이다. 4 ％ 미만에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 5 ％ 이상이며, 전형적으로는 6 ％ 이상이다. B₂O₃ 이 12 ％ 초과에서는 휘산에 의한 맥리가 발생하여, 수율이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 11 ％ 이하, 전형적으로는 10 ％ 이하이다.

Na₂O 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 또한 이온 교환에 의해 표면 압축 응력층을 형성시키기 때문에 필수이다. 7 ％ 미만에서는 용융성이 나쁘고, 또한 이온 교환에 의해 원하는 표면 압축 응력층을 형성하는 것이 곤란해진다. 바람직하게는 7 ％ 이상, 전형적으로는 8 ％ 이상이다. Na₂O 가 16 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 15 ％ 이하, 전형적으로는 14 ％ 이하이다.

MgO 는 용융성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. MgO 를 함유하는 경우, 0.005 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대하여 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 전형적으로는 0.01 ％ 이상이다. MgO 가 3 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 2 ％ 이하, 전형적으로는 1 ％ 이하이다.

RO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 는 용융성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 어느 1 종 이상을 함유할 수 있다. 그 경우 RO 의 함유량의 합계 ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 가 0.005 ％ 미만에서는 용융성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 0.01 ％ 이상이다. ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 가 5 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 3 ％ 이하, 보다 바람직하게는 2 ％ 이하, 전형적으로는 1 ％ 이하이다.

Fe₂O₃ 은 유리를 진한 색에 착색하기 위한 필수 성분이다. Fe₂O₃ 으로 나타낸 전체 철 함유량이 1.5 ％ 미만에서는, 원하는 흑색의 유리가 얻어지지 않는다. 바람직하게는 2 ％ 이상, 보다 바람직하게는 3 ％ 이상이다. Fe₂O₃ 이 6 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 4 ％ 이하이다.

이 전체 철 중, Fe₂O₃ 으로 환산한 2 가의 철의 함유량의 비율 (철 레독스) 이 10 ∼ 50 ％, 특히는 15 ∼ 40 ％ 인 것이 바람직하다. 20 ∼ 30 ％ 이면 가장 바람직하다. 철 레독스가 10 ％ 보다 낮으면 SO₃ 을 함유하는 경우 그 분해가 진행되지 않고, 기대하는 청징 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 50 ％ 보다 높으면 청징 전에 SO₃ 의 분해가 지나치게 진행되어 기대하는 청징 효과가 얻어지지 않거나, 혹은, 기포의 발생원이 되어 기포 개수가 증가할 우려가 있다.

또한, 본 명세서에서는, 전체 철을 Fe₂O₃ 으로 환산한 것을 Fe₂O₃ 의 함유량으로서 표기하고 있다. 철 레독스는, 뫼스바우어 분광법에 의해 Fe₂O₃ 으로 환산한 전체 철 중의, Fe₂O₃ 으로 환산한 2 가의 철의 비율을 ％ 표시로 나타낼 수 있다. 구체적으로는, 방사선원 (⁵⁷Co), 유리 시료 (상기 유리 블록으로부터 절단, 연삭, 경면 연마한 3 ∼ 7 ㎜ 두께의 유리 평판), 검출기 (LND 사 제조 45431) 를 직선 상에 배치하는 투과 광학계로의 평가를 실시한다. 광학계의 축 방향에 대하여 방사선원을 운동시키고, 도플러 효과에 의한 γ 선의 에너지 변화를 일으킨다. 그리고 실온에서 얻어진 뫼스바우어 흡수 스펙트럼을 이용하여, 2 가의 Fe 와 3 가의 Fe 의 비율을 산출하고, 2 가의 Fe 의 비율을 철 레독스로 한다.

Co₃O₄ 는 착색 성분임과 함께, 철과의 공존 하에 있어서 탈포 효과를 나타내기 때문에 필수 성분이다. 즉, 고온 상태로 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출되는 O₂ 기포를, 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되고, 탈포 효과가 얻어진다.

또한, Co₃O₄ 는 SO₃ 과 공존시킴으로써 청징 작용을 보다 높이는 성분이다. 즉, 예를 들어 망초 (Na₂SO₄) 를 청징제로서 사용하는 경우, SO₃→SO₂＋1/2O₂ 의 반응을 진행시킴으로써, 유리로부터의 기포 빠짐이 양호해지기 때문에, 유리 중의 산소 분압은 낮은 것이 바람직하다. 철을 포함하는 유리에 있어서, 코발트가 공첨가됨으로써, 철의 환원에 의해 발생하는 산소의 방출을, 코발트의 산화에 의해 억제할 수 있고, SO₃ 의 분해가 촉진된다. 이로써, 기포 결점이 적은 유리를 제작할 수 있다.

또한, 화학 강화를 위해서 알칼리 금속을 비교적 다량으로 포함하는 유리는, 유리의 염기성도가 높아지기 때문에 SO₃ 이 잘 분해되지 않아, 청징 효과가 저하된다. 이와 같이, SO₃ 이 잘 분해되지 않는 화학 강화용 유리에 있어서, 철을 포함하는 것에서는, 코발트의 첨가에 의해, SO₃ 의 분해가 촉진되기 때문에, 탈포 효과의 촉진에 특히 유효하다. 이와 같은 청징 작용을 발현시키기 위해서는, Co₃O₄ 는 0.1 ％ 이상으로 여겨지고, 바람직하게는 0.2 ％ 이상, 전형적으로는 0.3 ％ 이상이다. 1 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다.

Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 의 몰비 (Co₃O₄/Fe₂O₃ 비) 가 0.01 미만이면 상기의 탈포 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있다. 바람직하게는 0.05 이상, 전형적으로는 0.1 이상이다. Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.5 초과이면, 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 늦어지거나 기포 개수를 증가시킬 우려가 있기 때문에, 별도의 청징제를 사용하는 등의 대응이 필요해진다. 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하이다.

NiO 는 유리를 원하는 흑색으로 착색하기 위한 착색 성분이며, 본 발명에 있어서 사용하는 것이 바람직한 성분이다. NiO 를 함유하는 경우, 0.05 ％ 미만에서는, 착색 성분으로서의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.1 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상이다. NiO 가 6 ％ 초과에서는, 유리의 색조의 명도가 과도하게 높아져, 원하는 흑색의 색조가 얻어지지 않는다. 또한, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킨다. 바람직하게는 5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 4 ％ 이하이다.

(SiO₂＋Al₂O₃＋B₂O₃)/(ΣR₂O＋CaO＋SrO＋BaO＋Fe₂O₃＋Co₃O₄) 는 유리의 네트워크를 형성하는 망목상 산화물의 합계량과 주된 수식 산화물의 합계량의 비율을 나타내는 것이며, 이 비가 3 미만이면 화학 강화 처리 후에 압흔을 형성했을 때의 파괴될 확률이 커질 우려가 있다. 바람직하게는 3.5 이상, 전형적으로는 4 이상이다. 이 비가 6 초과이면, 유리의 점성이 증대되어 용융성이 저하된다. 바람직하게는 5.5 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 또한, ΣR₂O 란 Na₂O, K₂O, Li₂O 의 합계량을 나타내는 것이다.

CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 는 유리의 색조를 조정하는 색 보정 성분이며, 필수는 아니지만, 이들 색 보정 성분 중의 적어도 1 종을, 필요에 따라 함유할 수 있다.

이들 색 보정 성분을 함유하는 경우, 각각의 함유량이 0.01 ％ 미만에서는, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시켜, 원하는 흑색으로 색 보정하는 효과가 충분히 얻어지지 않아, 예를 들어 청미를 띠는 흑색, 또는 갈색을 띠는 흑색의 색조로 정색되는 것을 충분히 방지할 수 없을 우려가 있다. 이들 색 보정 성분의 각각의 함유량은, 바람직하게는 0.05 ％ 이상이며, 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. 색 보정 성분의 각각의 함유량이 2 ％ 를 초과하면, 유리가 불안정해져 실투를 발생시킬 우려가 있다.

상기한 색 보정 성분으로는, TiO₂, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 의 합계의 함유량이 0.005 ∼ 2 ％ 인 것이 바람직하다. TiO₂, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 의 합계의 함유량을 0.005 ％ 이상으로 함으로써, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시킬 수 있고, 갈색이나 청색을 나타내지 않는, 이른바 칠흑의 흑의 색조를 갖는 유리를 얻을 수 있다. 또한, 상기의 색 보정 성분의 함유량을 2 ％ 이하로 함으로써, 유리가 불안정해져 실투를 발생시키는 것을 억제할 수 있다. 상기의 색 보정 성분의 합계의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1.8 ％ 이며, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 1.5 ％ 이다.

본 발명의 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 모두, 유리의 착색 성분은 본질적으로 철이지만, 상기와 같이, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, Mn, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 함유해도 된다. 그러한 성분을 함유하는 경우, 그들 성분의 함유량의 합계는 5 ％ 이하인 것이 바람직하고, 전형적으로는 4 ％ 이하이다.

본 발명의 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 모두, Co 는 착색 성분이기도 하고 청징제이기도 하다. 유리의 청징제로는, 필요에 따라 SO₃ 이나 SnO₂ 를 사용해도 되지만, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, Sb₂O₃, Cl, F, 그 밖의 성분을 함유해도 된다. 그러한 성분을 함유하는 경우, 그들 성분의 함유량의 합계는 1 ％ 이하인 것이 바람직하고, 전형적으로는 0.5 ％ 이하이다. 또한, As₂O₃ 은 환경 부하 물질이며, 제조 공정은 물론 제품의 라이프 사이클을 통해서 환경에 주는 악영향이 염려되기 때문에 함유하지 않는다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 화학 강화용 유리를 두께 1 ㎜ 의 유리판으로 한 것의 경면 마무리 표면에, 비커스 압자를 이용하여 압흔을 형성했을 때의, 크랙의 발생률이 50 ％ 가 되는 비커스 압자의 압입 하중이 150 gf 이상인 것이 바람직하고, 200 gf 이상인 것이 보다 바람직하고, 300 gf 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비커스 압자의 압입 하중이 150 gf 미만이면, 화학 강화 처리 전의 제조 공정이나 수송 시에 흠집이 생기기 쉽고, 또한, 화학 강화 처리를 실시하였다고 해도 원하는 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다.

또한, 화학 강화용 유리를 화학 강화 처리하는 방법으로는, 유리 표면의 Na₂O 와 용융염 중의 K₂O 를 이온 교환할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 전형적으로는 후술하는 방법이 적용 가능하다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 이상인 것이 바람직하다. 전자 기기의 내부에 형성되는 표시 장치의 광원은, 발광 다이오드, 유기 EL, CCFL 등의 백색광을 발하는 것으로 구성된다. 그 때문에, 전자 기기의 케이싱으로서 본 발명의 화학 강화용 유리를 사용할 때에, 이들 백색광이 유리를 개재하여 기기의 외부로 누출되지 않도록, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치를 1 ㎜^-1 이상으로 할 필요가 있다. 백색광은, 형광체를 이용하여 가시역의 복수의 파장의 광을 복합한 후에 백색으로서 인식시키는 것이다. 그 때문에, 유리의 가시역의 파장의 흡광 계수의 최소치를 1 ㎜^-1 이상으로 함으로써, 차광 수단을 별도 형성하지 않고 백색광을 유리 단체로 흡수하여, 유리로서 충분한 차광성을 얻는다.

유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 미만인 경우, 케이싱 용도로서 충분한 두께를 구비한 유리여도 원하는 차광성이 얻어지지 않아, 광이 유리를 투과할 우려가 있다. 또한, 유리가 오목 형상, 혹은 볼록 형상으로 성형될 때, 두께가 가장 얇은 지점에 있어서, 광이 투과할 우려가 있다. 유리의 두께가 얇은 경우에는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 유리의 흡광 계수의 최소치는 2 ㎜^-1 이상으로 하는 것이 바람직하고, 3 ㎜^-1 이상이 보다 바람직하고, 4 ㎜^-1 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 흡광 계수의 산출 방법은, 이하와 같다. 유리판의 양면을 경면 연마하고, 두께 t 를 측정한다. 이 유리판의 분광 투과율 T 를 측정한다 (예를 들어, 닛폰 분광 주식회사 제조, 자외 가시 근적외 분광 광도계 V-570 을 사용한다). 그리고, 흡광 계수 β 를, T=10^-β ^t 의 관계식을 이용하여 산출한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 흡광 계수의 상대치 (파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수) 가 0.7 ∼ 1.2 의 범위 내인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 유리의 착색 성분으로서 상기 소정의 것을 선택함으로써, 흑색을 나타내는 유리가 얻어진다. 그러나, 착색 성분의 종류나 배합량에 따라서는, 흑색이기는 하지만, 예를 들어 갈색을 띠거나, 청미를 띠는 경우가 있다. 다른 색으로 보이지 않는 흑색, 즉 칠흑을 유리로 표현하는 데에는, 가시역의 광의 파장에 있어서의 흡광 계수의 편차가 적은 유리, 요컨대 가시역의 광을 평균적으로 흡수하는 유리가 바람직하다.

따라서, 상기 흡광 계수의 상대치의 범위는 0.7 ∼ 1.2 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 이 범위가 0.7 보다 작으면, 유리가 청미를 띠는 흑색이 될 우려가 있다. 또한, 이 범위가 1.2 초과이면, 갈색이나 녹색을 띠는 흑색이 될 우려가 있다.

또한, 흡광 계수의 상대치는, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수의 양방이 전술한 범위 내가 됨으로써, 다른 색으로 보이지 않는 흑색의 유리가 얻어지는 것을 의미한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 이 절대치로 5 ％ 이하인 것이 바람직하다.

ΔT (550/600) (％) = [{A(550/600)-B(550/600)}/A(550/600)]×100···(1)

ΔT (450/600) (％) = [{A(450/600)-B(450/600)}/A(450/600)]×100···(2)

상기 식 (1) 에 있어서, A(550/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(550/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.

또한, 상기 식 (2) 에 있어서, A(450/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(450/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.

흡광 계수의 상대치 (파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수) 의 변화량 ΔT 가, 각각 상기 범위에 있음으로써, 광 조사 전후에 있어서의, 가시역의 파장의 광에 대한 흡수 특성의 변동을 억제할 수 있고, 장기간에 걸쳐서, 색조의 변동이 억제된 유리로 할 수 있다.

구체적으로는, 예를 들어, 상기 식 (1) 에 있어서, A(550/600) 은, 양면을 경면 광학 연마한 두께 0.8 ㎜ 의 유리의 연마면에, 이간 거리 15 ㎝ 에서 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(550/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.

또한, 상기 식 (2) 에 있어서, A(450/600) 은, 양면을 경면 광학 연마한 두께 0.8 ㎜ 의 유리의 연마면에, 이간 거리 15 ㎝ 에서 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(450/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치를 0.7 이상으로 하는 것이 바람직하다.

전자 기기의 내부에 형성되는 표시 장치의 광원은, 발광 다이오드, 유기 EL, CCFL 등의 백색광을 발하는 것으로 구성된다. 그 때문에, 전자 기기의 케이싱으로서 본 발명의 화학 강화용 유리를 사용할 때, 이들 백색광이 유리를 통하여 기기의 외부로 누출되지 않도록, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치를 0.7 이상으로 할 필요가 있다. 백색광은, 형광체를 이용하여 가시역의 복수의 파장의 광을 복합한 후에 백색으로서 인식시키는 것이다. 그 때문에, 유리의 가시역의 파장의 흡광도를 0.7 이상으로 함으로써, 차광 수단을 별도로 형성하지 않고 백색광을 유리 단체로 흡수하여, 유리로서 충분한 차광성을 얻는다.

유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치가 0.7 미만인 경우, 케이싱 용도로서 충분한 두께를 구비한 유리여도, 원하는 차광성이 얻어지지 않아, 광이 유리를 투과할 우려가 있다. 또한, 유리가 오목 형상, 혹은 볼록 형상으로 성형될 때, 두께가 가장 얇은 지점에 있어서, 광이 투과할 우려가 있다. 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 유리의 흡광도의 최소치는 0.9 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1.2 이상이 보다 바람직하고, 1.5 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 흡광도의 산출 방법은, 이하와 같다. 유리판의 양면을 경면 연마하고, 두께 t 를 측정한다. 이 유리판의 분광 투과율 T 를 측정한다 (예를 들어, 닛폰 분광 주식회사 제조, 자외 가시 근적외 분광 광도계 V-570 을 사용한다). 그리고, 흡광도 A 를 A=-log₁₀T 의 관계식을 이용하여 산출한다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 전파 투과성을 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 통신 소자를 기기에 내장하고, 전파를 이용하여 정보의 송신 혹은 수신을 실시하는 휴대 전화 등의 케이싱으로서 화학 강화용 유리를 적용하는 경우, 이 화학 강화용 유리가 전파 투과성을 구비함으로써, 유리의 존재에서 기인하는 통신 감도의 저하가 억제된다. 본 발명의 화학 강화용 유리에 있어서의 전파 투과성은, 50 ㎒ ∼ 3.0 ㎓ 의 주파수 범위에 있어서 유전 정접 (tanδ) 의 최대치가 0.02 이하인 것이 바람직하다. 바람직하게는 0.015 이하이며, 보다 바람직하게는 0.01 이하이다.

본 발명의 화학 강화용 유리의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 다양한 원료를 적당량 조합하고, 약 1500 ∼ 1600 ℃ 로 가열하여 용융시킨 후, 탈포, 교반 등에 의해 균질화하고, 주지의, 다운드로우법, 프레스법 등에 의해 판상 등으로 성형하거나, 또는 캐스트하여 블록상으로 성형한다. 그리고, 서서히 냉각 후 원하는 사이즈로 절단하고, 필요에 따라 연마 가공을 실시하여 제조된다.

화학 강화 처리의 방법으로는, 유리 표층의 Na₂O 와 용융염 중의 K₂O 를 이온 교환할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가열된 질산칼륨 (KNO₃) 용융염에 유리를 침지시키는 방법을 들 수 있다. 원하는 표면 압축 응력을 갖는 화학 강화층 (표면 압축 응력층) 을, 유리 표면에 형성하기 위한 조건은, 유리의 두께에 따라서도 상이하지만, 400 ∼ 550 ℃ 의 KNO₃ 용융염에, 유리를 2 ∼ 20 시간 침지시키는 것이 전형적이다.

또한, 이 KNO₃ 용융염으로는, KNO₃ 이외에, 예를 들어 NaNO₃ 을 5 ％ 정도 이하 함유하는 것이어도 된다.

본 발명의 화학 강화용 유리는, 상기 제조 방법에 의해 원하는 형상으로 성형되는 것이다. 또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 예를 들어 원하는 형상으로 성형된 후, 상기 화학 강화 처리 방법을 적용함으로써, 화학 강화 처리된 유리를 제조할 수 있다. 이 때, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 표면 압축 응력층의 깊이는 6 ∼ 70 ㎛ 로 여겨진다. 그 이유는 이하와 같다.

장식 용도에 사용되는 유리의 제조에 있어서는, 유리 표면이 연마되는 경우가 있고, 그 최종 단계의 연마에 사용되는 연마 지립의 입경은 2 ∼ 6 ㎛ 가 전형적이다.

이와 같은 지립에 의해, 유리 표면에는, 최종적으로 최대 5 ㎛ 의 마이크로 크랙이 형성되는 것으로 생각된다. 화학 강화 처리에 의한 강도 향상 효과를 유효한 것으로 하기 위해서는, 유리 표면에 형성되는 마이크로 크랙보다 깊은 표면 압축 응력층이 형성되어 있을 필요가 있다. 이 때문에, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 표면 압축 응력층의 깊이는 6 ㎛ 이상으로 여겨진다. 또한, 사용시에 표면 압축 응력층의 깊이를 초과하는 흠집이 생기면, 유리의 파괴로 연결되기 때문에, 표면 압축 응력층은 두꺼운 것이 바람직하다. 이 때문에, 표면 압축 응력층은, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 이상, 전형적으로는 30 ㎛ 이상이다.

소다 라임 유리는, 상기 화학 강화 처리 방법을 적용하여 화학 강화 처리함으로써, 유리 표면에 형성되는 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력을 550 ㎫ 이상으로 하는 것은 가능하지만, 표면 압축 응력층의 깊이를 30 ㎛ 이상으로 형성하는 것은 용이하지 않다.

본원 발명의 화학 강화용 유리는, 화학 강화 처리함으로써, 유리 표면에 30 ㎛ 이상의 깊이를 갖는 표면 압축 응력층을 형성하는 것이 가능하다.

한편, 표면 압축 응력층이 지나치게 깊으면, 내부 인장 응력이 커져, 파괴시의 충격이 커진다. 즉, 내부 인장 응력이 크면, 파괴시에 유리가 미세한 파편으로 가루가 되어 비산하는 경향이 있어, 위험성이 높아지는 것이 알려져 있다. 본 발명자들에 의한 실험 결과, 두께 2 ㎜ 이하의 유리에서는, 표면 압축 응력층의 깊이가 70 ㎛ 를 초과하면, 파괴시의 유리 미세 파편의 비산이 현저해지는 것이 판명되었다. 따라서, 본 발명의 화학 강화용 유리에 있어서는 표면 압축 응력층의 깊이는 70 ㎛ 이하로 여겨진다. 장식용 유리로서 사용하는 경우, 그 용도에 따라 다르기도 하지만, 예를 들어, AV 기기·OA 기기 등의 재치 (載置) 형 기기의 조작 패널에 적용하는 경우에 비하여, 표면에 접촉 흠집이 생길 확률이 높은 휴대용 기기 등의 용도 등에 적용하는 경우에는, 안전의 관점에서 표면 압축 응력층의 깊이를 얇게 해 두는 것도 생각할 수 있다. 이 경우에는, 표면 압축 응력층의 깊이는, 보다 바람직하게는 60 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 전형적으로는 40 ㎛ 이하이다.

또한, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 상기 서술한 바와 같이, 화학 강화 처리함으로써, 화학 강화된 유리를 얻을 수 있지만, 유리 표면에 형성되는 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력은 550 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 700 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력은, 전형적으로는 1200 ㎫ 이하이다.

본원 발명의 화학 강화용 유리는, 화학 강화 처리함으로써, 유리 표면에 550 ㎫ 이상의 표면 압축 응력을 갖는 표면 압축 응력층을 형성하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 화학 강화용 유리에 대하여 일례를 들어 설명하였지만, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한도에 있어서, 또한 필요에 따라 적절히 구성을 변경할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 기초하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

표 1 ∼ 표 8 의 예 1 ∼ 60 (예 1 ∼ 58 은 실시예, 예 59, 예 60 은 비교예) 에 대하여, 표 중에 몰 백분율 표시로 나타내는 조성이 되도록, 산화물, 수산화물, 탄산염, 질산염 등 일반적으로 사용되고 있는 유리 원료를 적절히 선택하고, 유리로서 100 ㎖ 가 되도록 칭량하였다. 또한, 표에 기재된 SO₃ 은, 유리 원료에 망초 (Na₂SO₄) 를 첨가하고, 망초 분해 후에 유리 중에 남는 잔존 SO₃ 이며, 계산치이다.

이어서, 이 원료 혼합물을 백금제 도가니에 넣고, 1500 ∼ 1600 ℃ 의 저항 가열식 전기로에 투입하고, 약 0.5 시간 가열하여 원료가 용락된 후, 1 시간 용융하고, 탈포하였다. 그 후, 대략 300 ℃ 로 예열한, 세로 약 50 ㎜×가로 약 100 ㎜×높이 약 20 ㎜ 의 형재에 흘려 넣고, 약 1 ℃／분의 속도로 서서히 냉각시켜, 유리 블록을 얻었다. 이 유리 블록을 절단하여, 사이즈가 40 ㎜×40 ㎜, 표 1 ∼ 7 에 나타내는 두께가 되도록 유리를 잘라 낸 후, 연삭하고, 마지막으로 양면을 경면으로 연마 가공하여, 판상의 유리를 얻었다.

얻어진 판상의 유리에 대하여, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 흡광 계수의 최소치, 흡광 계수의 상대치 (파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수), 흡광도, 유리의 두께 t, CIL 치를 표 1 ∼ 7 에 병기한다. 또한, 표 1 ∼ 7 중, 「-」 는 미측정인 것을 나타낸다.

흡광 계수는, 이하의 방법으로 구하였다. 양면을 경면 연마한 판상의 유리의 두께 t 를, 버니어 캘리퍼스로 측정하였다. 이 유리의 분광 투과율 T 를, 자외 가시 근적외 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, V-570) 를 이용하여 측정하였다. 그리고, 흡광 계수 β 를, T=10^-β ^t 의 관계식을 이용하여 산출하였다. 그리고, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 흡광 계수의 최소치를 구하였다. 또한, 구한 흡광 계수로부터, 흡광 계수의 상대치 (파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수) 를 산출하였다. 또한, 흡광도 A 는 A=-log₁₀T 의 관계식을 이용하여 산출하였다.

CIL (크랙·이니시에이션·로드) 치는 이하의 방법으로 구하였다. 양면을 경면 연마한, 두께 1 ㎜ 의 판상의 유리를 준비하였다. 비커스 경도 시험기로, 비커스 압자를 15 초 압입한 후에 비커스 압자를 떼어, 15 초 후에 압흔 부근을 관측하였다. 관측에서는, 압흔의 코너에서 크랙이 몇 개 발생했는지를 조사하였다. 측정은 50 gf, 100 gf, 200 gf, 300 gf, 500 gf, 1 kgf 의 비커스 압자의 압입 하중별로, 10 장의 유리에 대하여 실시하였다. 발생한 크랙 개수의 평균치를 하중별로 산출하였다. 하중과 크랙 개수의 관계를, 시그모이드 함수를 이용하여 회귀 계산하였다. 회귀 계산 결과로부터, 크랙 개수가 2 개가 되는 하중을 유리의 CIL 치 (gf) 로 하였다.

상기 흡광 계수의 평가 결과로부터, 실시예인 예 1 ∼ 58 의 유리는, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 이상, 혹은 흡광도의 최소치가 0.7 이상이며, 가시역의 파장의 광을 일정 이상 흡수하는 것을 알 수 있다. 이들 유리를 전자 기기의 케이싱에 사용함으로써 높은 차광성이 얻어진다.

또한, 상기 흡광 계수의 평가 결과로부터, 착색제로서 Co₃O₄, Fe₂O₃, NiO, MnO₂, Cr₂O₃, Cu₂O, CuO 를, 합계 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 예 1 ∼ 58 중 일부의 유리에서는, 흡광 계수의 상대치 (파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수) 가, 각각 0.7 ∼ 1.2 의 범위에 있어, 가시역의 광을 평균적으로 흡수하는 유리인 것을 알 수 있다. 그로써, 예를 들어, 갈색을 띠는 흑색이나, 청미를 띠는 흑색과는 상이한, 칠흑의 색조의 흑색 유리를 얻을 수 있다.

상기 CIL 치의 평가 결과로부터, 예 1 ∼ 17 의 유리는, 흠집이 잘 생기지 않는 강도가 높은 유리인 것을 알 수 있다. 화학 강화 처리 전의 유리는, 제조 공정이나 수송에 있어서 흠집이 생기고, 그것이 화학 강화 후에 있어서도 파괴 기점이 되어 유리의 강도를 저하시키는 요인이 된다.

일반적인 소다 라임 유리의 CIL 치가, 일례로서 150 gf 정도인데 반하여, 실시예인 예 1 ∼ 17 의 각 유리의 CIL 치는 소다 라임 유리의 그것보다 커서, 화학 강화 처리 후에 있어서도 높은 강도를 구비한 유리가 얻어지는 것이 추측된다.

기포 개수에 대하여, Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 효과를 확인하기 위해서, Fe₂O₃, Co₃O₄ 이외의 유리 성분·함유량을 동일하게 하고, Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 양방을 포함하는 것, Fe₂O₃ 만 포함하는 것, Co₃O₄ 만 포함하는 것의 각각에 대하여 기포 개수를 확인하였다.

기포 개수는, 상기 판상의 유리를 고휘도 광원 (하야시 시계 공업사 제조, LA-100T) 하에서, 0.6 ㎤ 의 영역의 기포 개수를 4 개 지점 측정하고, 그 측정치의 평균치를 단위 체적 (㎤) 당으로 환산한 값을 나타냈다.

기포 개수는, 유리의 모 (母) 조성이나 용융 온도의 영향을 크게 받기 때문에, 전술한 바와 같이, Fe₂O₃, Co₃O₄ 이외의 성분·함유량을 동일하게 하고, 용융 온도 동일한 것으로 대비를 실시하였다. 결과를 표 8 에 나타낸다.

이 결과로부터, 어느 유리 조성에 있어서도, Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 양방을 포함하는 것이, Fe₂O₃ 만 포함하는 것, Co₃O₄ 만 포함하는 것에 대하여, 기포 개수가 적었다. 이것은, Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 을 공존시킴으로써, 유리 용융 시의 탈포 효과를 나타내는 것을 뒷받침하고 있다. 즉, 고온 상태에서, 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출되는 O₂ 기포를, 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되고, 탈포 효과가 얻어지는 것으로 생각된다.

유리의 프레스 성형성을 평가하기 위해서, 유리 중에 착색 성분 (여기서는, Fe₂O₃, Co₃O₄) 을 함유하는 유리, 착색 성분을 함유하지 않는 유리를 준비하고, 유리의 Tg (유리 전이점 온도) 를 측정하였다. 유리의 Tg 는, 예 9 (실시예) 는 597 ℃ 였던 데에 반하여, 예 60 (비교예, 예 9 로부터 Fe₂O₃, Co₃O₄ 를 생략한 유리) 은 620 ℃ 였다. 또한, 예 1 (실시예) 에서는, 596 ℃ 였던 데에 반하여, 예 61 (비교예, 예 1 로부터 Fe₂O₃, Co₃O₄ 를 생략한 유리) 은 604 ℃ 였다. 또한, 예 4 (실시예) 에서는, 606 ℃ 였던 데에 반하여, 예 62 (비교예, 예 4 로부터 Fe₂O₃, Co₃O₄ 를 생략한 유리) 는 617 ℃ 였다.

이상으로부터, 실시예의 유리는, 유리 중에 착색 성분을 소정량 함유함으로써, 유리의 Tg 를 낮추고, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도를 저온화하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어 케이싱용 유리와 같은, 오목 형상 혹은 볼록 형상 등의 적절한 형상으로 프레스 성형되는 용도의 유리에 바람직한, 프레스 성형성이 우수한 유리로 할 수 있다.

본 발명의 화학 강화용 유리에 대하여 화학 강화 처리할 때에는 예를 들어 다음과 같이 한다. 즉, 이들 유리를 425 ℃ 정도의 KNO₃ 용융염 (100 ％) 에 각각 6 시간 침지시키고, 화학 강화 처리한다. 각 유리에 대하여, 깊이 방향의 칼륨 농도 분석을 실시하면, 표면으로부터 5 ∼ 100 ㎛ 의 깊이에서 이온 교환이 일어나, 압축 응력층이 발생한다.

예 1 ∼ 60 의 유리에 대하여 다음과 같이 하여 화학 강화 처리를 실시하였다. 즉, 이들 유리를 4 ㎜×4 ㎜×0.7 ㎜ 의 형상으로, 4 ㎜×4 ㎜ 의 면을 경면 마무리로 가공하고, 그 밖의 면을 ＃1000 마무리로 가공한 유리를 준비하였다. 이들 유리를 425 ℃ 의 KNO₃ 용융염 (100 ％) 으로 각각 6 시간 침지시키고, 화학 강화 처리하였다. 화학 강화 처리 후의 각 유리에 대하여, EPMA 를 이용하여 깊이 방향의 칼륨 농도 분석을 실시하였다. 평가 결과를 칼륨 이온 확산 깊이 (단위 : ㎛) 로서 표 1 ∼ 7 에 나타낸다. 또한, 예 12 ∼ 14, 예 16, 17 에 대해서는 추정치를 나타낸다.

표 중에 나타내는 바와 같이, 예 1 ∼ 17 의 유리에서는, 상기 화학 강화 처리 조건에 있어서, 충분한 칼륨 이온 확산 깊이가 얻어져 있으며, 이로써, 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력층 깊이도 상응하는 깊이인 것이 추측된다. 이 결과, 실시예의 유리는, 화학 강화 처리에 의해 필요 충분한 강도 향상 효과가 얻어지는 것으로 생각된다.

예 1, 예 27, 예 33, 예 39 ∼ 43, 예 59 의 유리에 대하여 다음과 같이 하여 화학 강화 처리를 실시하였다. 즉, 이들 유리를 4 ㎜×4 ㎜×0.7 ㎜ 의 형상으로, 4 ㎜×4 ㎜ 의 면을 경면 마무리로 가공하고, 그 밖의 면을 ＃1000 마무리로 가공한 유리를 준비하였다. 이들 유리를 425 ℃ 의 KNO₃ (99 ％) 와 NaNO₃ (1 ％) 으로 이루어지는 용융염에 각각 6 시간 침지시키고, 화학 강화 처리하였다. 화학 강화 처리 후의 각 유리에 대하여, 표면 응력 측정 장치를 이용하여, 표면 압축 응력 (CS) 및 표면 압축 응력층의 깊이 (DOL) 를 측정하였다. 평가 결과를 표 9 에 나타낸다. 또한, 표면 응력 측정 장치는, 유리 표면에 형성된 표면 압축 응력층이, 표면 압축 응력층이 존재하지 않는 다른 유리 부분과 굴절률이 상이함으로써 광 도파로 효과를 나타내는 것을 이용한 장치이다. 또한, 표면 응력 측정 장치에서는, 광원으로서 중심 파장이 795 ㎚ 인 LED 를 이용하여 실시하였다.

표 9 에 나타내는 바와 같이, 예 1, 예 27, 예 33, 예 39 ∼ 43 의 유리에서는, 상기 화학 강화 처리 조건에 있어서, 767 ㎫ 이상으로 높은 표면 압축 응력이 얻어졌다. 또한, 일반적인 소다 라임 유리 (예 59) 의 표면 압축 응력층의 깊이가, 일례로서 15 ㎛ 정도인데 반하여, 실시예인 예 1, 예 27, 예 33, 예 39 ∼ 43 의 각 유리의 표면 압축 응력층의 깊이는, 28 ㎛ 이상으로 소다 라임 유리의 그것보다 컸다. 이 결과, 실시예의 유리는, 화학 강화 처리에 의해 필요 충분한 강도 향상 효과가 얻어지는 것으로 생각된다.

유리의 장기 사용에 따른 색 변화 특성을 확인하기 위해서, 다음 평가 시험을 실시하였다. 예 1 및 예 58 의 유리 샘플을, 한 변을 가로세로 30 ㎜ 의 판상으로 커트하고, 소정의 두께가 되도록 양면 광학 연마 가공한 시료를, 수은 램프 (H-400P) 로부터 15 ㎝ 의 위치에 배치하여 100 시간 자외선 조사를 실시하였다. 이 광 조사 전후의 각 시료의 분광 투과율을, 자외 가시 근적외 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, V-570) 를 이용하여 측정하고, 상기 관계식을 이용하여 흡광 계수를 산출하였다.

그리고, 광 조사 전후의 각 시료의 흡광 계수로부터, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 을 산출하였다. 평가 결과를 표 10 에 나타낸다.

ΔT (550/600) (％) = [{A(550/600)-B(550/600)}/A(550/600)]×100···(1)

ΔT (450/600) (％) = [{A(450/600)-B(450/600)}/A(450/600)]×100···(2)

(상기 식 (1) 에 있어서, A(550/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(550/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다. 상기 식 (2) 에 있어서, A(450/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(450/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.)

표 10 에 나타내는 바와 같이, 예 1, 예 58 의 유리에서는, 자외선 조사 전후의 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 가 모두 절대치로 5 ％ 이하이며, 장기 사용에 따른 유리의 색 변화가 없고, 당초의 외관 색을 장기간 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 화학 강화 처리 후의 유리에 대해서도, 상기와 동일하게 하여 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수를 구하였지만, 모두 화학 강화 처리 전의 값과 변화가 없는 것을 확인하였다. 또한, 육안에 의한 색조에 변화가 없는 것도 확인하였다. 따라서, 본 발명의 화학 강화용 유리는, 원하는 색조를 저해하지 않고, 화학 강화 처리에 의해 강도가 요구되는 용도에도 사용할 수 있다. 따라서, 장식 기능이 요구되는 용도에 대한 적용 범위를 확대할 수 있다.

유리의 전파 투과성을 확인하기 위해서, 다음의 평가 시험을 실시하였다. 먼저, 예 1 및 예 27 의 유리를 잘라 50 ㎜×50 ㎜×0.8 ㎜ 로 가공하고, 주표면을 경면 상태로 연마하였다. 그리고, 각각의 유리에 대하여, 50 ㎒, 500 ㎒, 900 ㎒, 1.0 ㎓ 의 주파수에 있어서의 유전 정접을, LCR 미터 및 전극을 이용하여 용량법 (평행 평판법) 으로 측정하였다. 측정 결과를 표 11 에 나타낸다.

또한, 50 ㎒ 의 주파수에 있어서의 유리의 유전율 (ε) 은 7.6 이었다.

표 11 에 나타내는 바와 같이, 이들 유리는, 50 ㎒ ∼ 1.0 ㎓ 범위의 주파수에 있어서의 유전 정접이 0.001 미만으로, 양호한 전파 투과성을 구비하고 있는 것을 알 수 있다.

산업상 이용가능성

AV 기기·OA 기기 등의 조작 패널, 동 제품의 개폐문, 조작 버튼·손잡이, 또는 디지털·포토·프레임이나 TV 등의 화상 표시 패널의 사각형상의 표시면의 주위에 배치되는 장식 패널 등의 장식품이나 전자 기기용의 유리 케이싱 등에 이용할 수 있다. 또한, 자동차용 내장 부재, 가구 등의 부재, 옥외나 실내에서 사용되는 건재 등에도 이용할 수 있다.

Claims

하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 55 ∼ 80 ％, Al₂O₃ 을 3 ∼ 16 ％, B₂O₃ 을 0 ∼ 12 ％, Na₂O 를 5 ∼ 16 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 15 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항에 있어서,
상기 유리 중의 착색 성분은, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0 ∼ 6 ％, NiO 를 0 ∼ 6 ％, MnO 를 0 ∼ 6 ％, Cr₂O₃ 을 0 ∼ 6 ％, V₂O₅ 를 0 ∼ 6 ％ 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
색 보정 성분 (Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분) 을 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 60 ∼ 80 ％, Al₂O₃ 을 3 ∼ 15 ％, Na₂O 를 5 ∼ 15 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 15 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, SiO₂ 를 55 ∼ 75 ％, Al₂O₃ 을 8 ∼ 16 ％, B₂O₃ 을 4 ∼ 12 ％, Na₂O 를 7 ∼ 16 ％, K₂O 를 0 ∼ 4 ％, MgO 를 0 ∼ 3 ％, CaO 를 0 ∼ 3 ％, ΣRO (R 은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 를 0 ∼ 5 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.01 ∼ 0.5 인 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
(SiO₂＋Al₂O₃＋B₂O₃)/(ΣR₂O＋CaO＋SrO＋BaO＋Fe₂O₃＋Co₃O₄) 가 3 이상인 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
SO₃ 을 0.005 ∼ 0.5 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
SnO₂ 를 0.005 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 이상인 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수가, 모두 0.7 ∼ 1.2 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 이 절대치로 5 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
ΔT (550/600) (％) = [{A(550/600)-B(550/600)}/A(550/600)]×100···(1)
ΔT (450/600) (％) = [{A(450/600)-B(450/600)}/A(450/600)]×100···(2)
(상기 식 (1) 에 있어서, A(550/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(550/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다. 상기 식 (2) 에 있어서, A(450/600) 은, 400 W 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사한 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이며, B(450/600) 은, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.)
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학 강화용 유리를 두께 1 ㎜ 의 유리판으로 한 것의 경면 마무리 표면에 비커스 압자를 이용하여 압흔을 형성했을 때의 크랙의 발생률이 50 ％ 가 되는 비커스 압자의 하중이 150 gf 이상인 것을 특징으로 하는 화학 강화용 유리.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 화학 강화용 유리를 화학 강화 처리하여 얻어지는 화학 강화 유리로서,
화학 강화 처리에 의해 상기 화학 강화 유리 표면에 형성된 표면 압축 응력층의 깊이가 30 ㎛ 이상이며, 상기 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력이 550 ㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 화학 강화 유리.