KR20140023275A

KR20140023275A - 착색 유리 케이싱

Info

Publication number: KR20140023275A
Application number: KR20137022019A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 야마모토; 가즈히데 구노
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2014-02-26
Also published as: CN102960081A; US20130128434A1; WO2012124758A1; TW201242923A; JP5110236B2; CN102960081B; JPWO2012124758A1

Abstract

전자 기기의 케이싱에 바람직한 특성, 즉, 차광성, 고강도, 제조 비용이 우수한 착색 유리 케이싱을 제공하는 것. 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 0.7 이상인 유리, 바람직하게는 흡광 계수가 1 ㎜^-1 이상인 유리에 의해 구성되어 이루어지고, 전자 기기에 외장되는 착색 유리 케이싱이다. 상기 유리로 하려면, 유리 중의 착색 성분으로서, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, 0.1 ∼ 7 ％ 함유시키는 것이 바람직하다.

Description

착색 유리 케이싱{COLORED GLASS CASING}

본 발명은, 전자 기기, 예를 들어 휴대하여 사용 가능한 통신 기기나 정보 기기 등에 사용되는 착색 유리 케이싱에 관한 것이다.

휴대 전화 등의 전자 기기의 케이싱은, 장식성, 내상성 (耐傷性), 가공성, 비용 등의 여러 요인을 고려하여, 수지, 금속 등의 소재로부터 적절한 것이 선택되어 사용되고 있다.

최근, 케이싱의 소재로서 종래 사용되지 않았던 유리를 사용하는 시도가 이루어지고 있다 (특허문헌 1, 특허문헌 2). 특허문헌 1 에 의하면, 휴대 전화 등의 전자 기기에 있어서, 케이싱 본체를 유리로 형성함으로써, 투명감이 있는 독특한 장식 효과를 발휘할 수 있다고 되어 있다. 또, 특허문헌 2 에 의하면, 휴대 전화기의 본체 케이스와 뒤뚜껑의 각각의 내측의 유리판을 투명인 상태가 아니라, 불투명해지도록 기호하는 색채로 착색하는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2009-61730호 일본 공개특허공보 2005-129987호

전자 기기는 기기의 외표면에 액정 패널 등의 표시 장치를 구비하고 있다. 이들 표시 장치는 고정세, 고휘도화의 경향이 있으며, 그에 따라 광원이 되는 백라이트도 고휘도화의 경향이 있다. 광원으로부터의 광은 표시 장치측에 조사되는 것 이외에, 기기 내부에서 다중 반사되어 외장되어 있는 케이싱의 이면에 도달하는 경우가 있다. 케이싱의 소재로서 금속을 사용하는 경우에는, 광의 투과는 문제가 되지 않지만, 전술한 바와 같은 투명성을 갖는 유리를 사용하는 경우, 광원으로부터의 광이 케이싱을 투과하여 기기 외부에서 인식될 우려가 있다. 그 때문에, 유리를 케이싱의 소재에 사용할 때에는, 유리에 차광성을 갖게 하기 위한 도막 등의 차광 수단을 유리의 이면에 형성하는 것이 실시된다.

전술한 바와 같이 표시 장치의 광원의 고휘도화에 수반하여, 유리의 이면 (기기측) 에 충분한 차광성을 갖는 도막을 형성하려면, 도막을 후막으로 형성하거나 복수의 층으로 이루어지는 막을 형성할 필요가 있어, 공정수가 많고 비용이 높아지는 요인이 된다. 또, 도막이 균일하게 형성되지 않는 경우, 도막이 얇은 지점만 광이 투과하여 국부적으로 케이싱이 밝게 인식되는 등 기기의 미관을 저해할 우려가 있다. 예를 들어, 케이싱이 오목상으로 가공되어 있는 경우, 오목면측 전체면에 균일한 막을 형성할 필요가 있어, 충분한 차광성을 구비하는 도막을 균일하게 형성하는 공정은 복잡하고, 비용이 높아지는 요인이 된다.

또, 휴대 전화 등의 휴대하여 사용 가능한 전자 기기는, 사용시의 낙하 충격에 의한 파손이나 장기간의 사용에 의한 접촉 흠집을 고려하여, 케이싱에 대해 높은 강도가 요구된다.

또, 전자 기기의 케이싱은, 장식 부재로서의 기능도 있기 때문에, 유리 중의 기포나 유리 표면에 기포에서 기인하는 마맛자국상의 오목부가 없을 것이 요구된다.

본 발명은, 전자 기기의 케이싱에 바람직한 특성, 즉, 차광성, 고강도, 제조 비용이 우수한 착색 유리 케이싱의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 이상인 유리에 의해 구성되어 이루어지고, 전자 기기에 외장되는 착색 유리 케이싱 (이하, 본 발명의 착색 유리 케이싱이라고 하는 경우가 있다) 을 제공한다.

또, 본 발명은, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치가 0.7 이상인 유리판에 의해 구성되어 이루어지고, 전자 기기에 외장되는 착색 유리 케이싱을 제공한다. 이 흡광도를 만족하는 착색 유리 케이싱으로 하려면, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수가 1 ㎜^-1 이상인 유리를 사용하고, 두께를 5 ㎜ 이하로 한 유리판의 사용이 바람직하다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리 중의 착색 성분은, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 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.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Co₃O₄ 를 0.01 ∼ 0.2 ％, NiO 를 0.05 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 3 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 색 보정 성분 (Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분) 을 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 상기 유리는 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.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 가 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) 는, 400 W 의 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이고, B (550/600) 는, 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) 는, 400 W 의 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이고, B (450/600) 는, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.)

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 결정화 유리로 이루어지는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 화학 강화 유리로 이루어지는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 화학 강화 처리에 의해 표면으로부터 깊이 방향으로 6 ∼ 70 ㎛ 의 압축 응력층을 갖는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 유리는 화학 강화 처리에 의해 표면 압축 응력층의 깊이가 30 ㎛ 이상, 표면 압축 응력이 550 ㎫ 이상인 압축 응력층을 갖는 것을 제공한다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱으로서, 전자 기기는 휴대형 전자 기기인 것을 제공한다.

본 발명은, 전술한 착색 유리 케이싱을 외장한 휴대형 전자 기기를 제공한다.

본 발명의 착색 유리 케이싱에 의하면, 유리에 차광 수단을 형성하지 않고, 전자 기기의 케이싱에 바람직한 차광성을 구비하는 착색 유리 케이싱을 저렴하게 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱은, 고강도가 요구되는 용도에도 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 휴대형 전자 기기는, 고강도이고, 제조 비용을 저감시킬 수 있으며, 미관이 우수하다.

이하, 본 발명에 관련된 착색 유리 케이싱의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.

본 발명에 관련된 착색 유리 케이싱은, 전자 기기에 외장되는 것이다. 예를 들어, 휴대 전화의 외표면은, 일방의 면에 액정 패널이나 유기 EL 로 이루어지는 표시 장치 및 버튼으로 이루어지는 조작 장치, 혹은 터치 패널과 같은 표시 장치와 조작 장치가 일체로 된 것이 배치되고, 그 주위를 패널틀이 둘러싸는 구성이다. 반대의 타방의 면은 패널로 구성된다. 그리고, 일방의 면과 타방의 면 사이인 기기의 두께 부분에 프레임재가 있다. 이들 패널틀과 프레임재, 혹은 패널과 프레임재는 일체로 구성되는 경우도 있다.

착색 유리 케이싱은, 전술한 패널틀, 패널, 프레임재 중 어느 것으로도 사용할 수 있다. 또, 착색 유리 케이싱은 평판상이어도 되고, 패널틀과 프레임재, 혹은 패널과 프레임재의 일체 구조가 된 오목상, 혹은 볼록상이어도 된다.

전자 기기의 내부에 형성되는 표시 장치의 광원은, 발광 다이오드, 유기 EL, CCFL 등의 백색광을 발하는 것으로 구성된다. 그 때문에, 이들 백색광이 착색 유리 케이싱을 개재하여 기기의 외부에 누설되지 않게, 그 착색 유리 케이싱의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치를 0.7 이상으로 할 필요가 있다. 백색광은, 형광체를 사용하여 가시역의 복수의 파장의 광을 복합한 후에 백색으로서 인식시키는 것이다. 그 때문에, 가시역 파장의 흡광도의 최소치를 0.7 이상으로 함으로써, 차광 수단을 별도 형성하지 않고, 백색광을 유리 단체로 흡수하여 착색 유리 케이싱으로서 충분한 차광성을 얻는다. 유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치가 0.7 미만인 경우, 원하는 차광성을 얻지 못하고, 광이 착색 유리 케이싱을 투과할 우려가 있다. 또, 착색 유리 케이싱이 오목상, 혹은 볼록상으로 성형될 때, 두께가 가장 얇은 지점에 있어서 광이 투과할 우려가 있다. 착색 유리 케이싱의 두께가 얇은 경우에는, 그 얇은 지점에 있어서의 흡광도의 최소치를 0.7 이상으로 할 필요가 있고, 그 흡광도는 0.8 이상이 바람직하고, 0.9 이상이 보다 바람직하며, 1.0 이상이 특히 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, 자외가시 근적외 분광 광도계 V-570 을 사용한다). 그리고, 흡광도 A 를 A = -log₁₀T 의 관계식을 사용하여 산출한다.

상기의 흡광도를 만족하도록 하려면, 사용하는 유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수에 따라 유리 케이싱의 두께를 조정하면 된다. 즉, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수가 작은 유리를 사용하는 경우에는, 유리 케이싱의 두께를 두껍게 하고, 흡광 계수가 큰 유리를 사용하는 경우에는, 유리 케이싱의 두께를 비교적 얇게 할 수 있다. 또한, 유리 케이싱으로서 사용하려면, 유리 케이싱 자체의 두께가 지나치게 두꺼워지면, 제품이 무겁고, 커져 버리기 때문에 바람직하지 않다. 휴대형 전자 기기에 외장되는 유리 케이싱의 두께는 5 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 3 ㎜ 이하가 보다 바람직하며, 1.5 ㎜ 이하가 특히 바람직하다.

그리고, 이와 같은 유리 케이싱의 두께를 불필요하게 크게 하지 않고도 가능하므로, 사용하는 유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 유리의 흡광 계수의 최소치는 큰 것이 바람직하다. 유리의 흡광 계수가 커질수록 유리 케이싱의 두께를 얇게 해도 광을 투과시키지 않게 할 수 있다. 예를 들어, 유리의 흡광 계수가 1 ㎜^-1 이상이 바람직하고, 2 ㎜^-1 이상이 보다 바람직하며, 3 ㎜^-1 이상이 더욱 바람직하고, 4 ㎜^-1 이상이 특히 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, 자외가시 근적외 분광 광도계 V-570 을 사용한다). 그리고, 흡광 계수 β 를 T = 10^-β ^t 의 관계식을 사용하여 산출한다.

유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 착색 유리 케이싱의 흡광도의 최소치를 0.7 이상으로 하기 위해, 유리 중의 착색 성분으로서 Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 함유량은 복수의 착색 성분을 사용한 경우에는, 그들의 합계량을 나타내는 것이다. 이들 착색 성분은 유리에 대해 원하는 색을 부여하는 성분으로, 전술한 가시역 파장의 광을 흡수하는 작용을 구비하는 것을 사용한다. 유리 중의 착색 성분이 0.1 ％ 미만이면, 케이싱 용도로서 충분한 두께를 구비한 유리여도 차광성을 얻지 못하고, 광이 착색 유리 케이싱을 투과할 우려가 있다. 바람직하게는 0.5 ％ 이상, 전형적으로는 1 ％ 이상이다. 또, 착색제가 7 ％ 를 초과하면 유리가 불안정해질 우려가 있다. 바람직하게는 6.5 ％ 이하, 전형적으로는 6 ％ 이하이다. 착색 유리 케이싱은 형상 등에 따라 두께가 상이하지만, 전자 기기 내부의 광이 유리를 투과하지 않게 두께에 따라 유리 중의 착색 성분의 함유량이 적절히 선택된다.

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 ％, CuO 를 0 ∼ 6 ％, CuO₂ 를 0 ∼ 6 ％, Cr₂O₃ 을 0 ∼ 6 ％, V₂O₅ 를 0 ∼ 6 ％, Bi₂O₃ 을 0 ∼ 6 ％ 로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 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. 또, Fe₂O₃ 이 6 ％ 초과이면, 유리가 불안정해질 우려가 있다. 또, 그 밖의 성분에 대해, 각각의 함유량이 6 ％ 초과이면, 유리가 불안정해질 우려가 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 착색 성분의 함유량은, 유리 중에 존재하는 각 성분이 표시된 산화물로 존재한다고 가정했을 경우의 환산 함유량을 나타낸다. 예를 들어, 「Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 6 ％ 함유하는」이란, 유리 중에 존재하는 Fe 가 모두 Fe₂O₃ 의 형태로 존재한다고 했을 경우의 Fe 함유량, 즉 Fe 의 Fe₂O₃ 환산 함유량이 0.01 ∼ 6 ％ 라는 의미이다. 이것은, 후술하는 색 보정 성분에 있어서도 동일하다.

특히, 유리의 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치를 1 ㎜^-1 이상으로 하려면, 복수의 착색 성분을 조합하고, 이들 파장역의 광의 흡광 계수가 평균적으로 높아지도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 유리 중의 착색 성분에 대해 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 얻으려고 하는 경우, 착색 성분에 의해 특정 파장의 흡수 특성이 낮은 것에서 기인하여 갈색이나 청색이나 녹색을 나타내는 흑색이 되는 경우가 있다. 이것에 대해, 전술한 착색 성분으로 함으로써, 이른바 칠흑을 표현할 수 있다. 이와 같은 특성이 얻어지는 상기 이외의 착색 성분의 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 조합 등을 들 수 있다.

또, 유리 중의 착색 성분을 조합함으로써, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 가시역의 광을 충분히 흡수하면서, 자외나 적외의 특정 파장을 투과하는 유리로 할 수 있다. 예를 들어, 착색 성분으로서, 전술한 Fe₂O₃, Co₃O₄, NiO 의 조합을 함유한 유리로 함으로써, 파장 300 ㎚ ∼ 380 ㎚ 의 자외광이나 적외광을 투과시킬 수 있다. 또, 착색 성분으로서 전술한 Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 조합을 함유한 유리로 함으로써, 파장 800 ㎚ ∼ 950 ㎚ 의 적외광을 투과시킬 수 있다. 휴대 전화나 휴대형 게임 기기의 데이터 통신에 사용되는 적외선 통신 장치는, 파장 800 ㎚ ∼ 950 ㎚ 의 적외광이 이용되고 있다. 그 때문에, 전술한 착색 성분의 조합을 사용하여 유리에 적외광 투과 특성을 부여함으로써, 적외선 통신 장치용 개구부를 착색 유리 케이싱에 가공하지 않고 사용할 수 있다.

또한, 유리의 착색 정도를 조정할 목적으로, Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 함유하는 색 보정 성분을 배합해도 된다. 이 색 보정 성분으로는, 구체적으로는, 예를 들어, TiO₂, Ce₂O₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, SeO₂ 가 바람직하게 사용된다.

색 보정 성분으로서 Ti, Ce, Er, Nd, Se 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 금속 산화물을 배합하는 경우에는, 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것이 바람직하다. 이들 성분을 합계로 0.005 ％ 이상 함유함으로써, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시킬 수 있고, 갈색이나 청색을 나타내지 않는, 이른바 칠흑의 검정이나 양호한 그레이의 색조를 갖는 유리를 얻을 수 있다. 또, 상기의 색 보정 성분의 함유량을 2 ％ 이하로 함으로써, 유리가 불안정해져 실투를 일으키는 것을 억제할 수 있다. 상기의 색 보정 성분의 합계의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1.8 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 1.5 ％ 이다.

본 발명의 착색 유리 케이싱은, 강도가 높은 유리로 하기 위하여, 사용하는 유리로서 화학 강화 유리 (이하, 제 1 실시형태 유리라고 하는 경우가 있다), 혹은 결정화 유리 (이하, 제 2 실시형태 유리라고 하는 경우가 있다) 를 사용할 수 있다.

제 1 실시형태 유리인 화학 강화 유리에 대해 설명한다. 유리의 강도를 높이는 방법으로서, 유리 표면에 압축 응력층을 형성하는 수법이 일반적으로 알려져 있다. 유리 표면에 압축 응력층을 형성하는 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. 또, 화학 강화법은 유리 전이점 이하의 온도에서 이온 교환에 의해, 유리판 표면의 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 이온이고, Na 이온 에 대해서는 K 이온) 으로 교환하는 수법이다.

착색 유리 케이싱은 사용되는 부위에 따라 다르지만, 예를 들어 패널 등의 평판상인 경우, 통상적으로 2 ㎜ 이하의 두께로 사용되는 경우가 많다. 이와 같이, 두께가 얇은 유리판에 대해 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.

또, 풍랭 강화에서는 냉각 온도의 편차에 의해, 유리판의 평면성을 저해할 염려가 크다. 특히, 두께가 얇은 유리판에 대해서는 평면성이 저해될 염려가 크고, 장식 부재로서의 질감을 저해할 가능성이 있다. 이러한 점에서, 유리판은 후자의 화학 강화법에 의해 강화하는 것이 바람직하다.

본 발명의 착색 유리 케이싱은, 화학 강화 처리에 의해 강화하는 경우, 그 처리에 의해 생기는 표면 압축 응력층의 깊이는 6 ∼ 70 ㎛ 가 된다. 그 이유는 이하와 같다.

케이싱 용도에 사용되는 유리의 제조에 있어서는, 유리가 평판상인 경우, 연마 공정이 실시되는 경우가 있다. 유리의 연마 공정에 있어서는, 그 최종 단계의 연마에 사용되는 연마 지립의 입경은 2 ∼ 6 ㎛ 가 전형적이다. 이와 같은 지립에 의해, 유리 표면에는 최종적으로 최대 5 ㎛ 의 마이크로 크랙이 형성된다고 생각된다. 화학 강화에 의한 강도 향상 효과를 유효한 것으로 하기 위해서는, 유리 표면에 형성되는 마이크로 크랙보다 깊은 표면 압축 응력층이 유리 표면에 형성되어 있는 것이 필요하기 때문에, 화학 강화에 의해 생기는 표면 압축 응력층의 깊이는 6 ㎛ 이상이 된다. 또, 사용시에 표면 압축 응력층의 깊이를 초과하는 흠집이 생기면, 유리의 파괴로 이어지기 때문에, 표면 압축 응력층은 깊은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 이상, 전형적으로는 30 ㎛ 이상이다.

소다 라임 유리는 상기 화학 강화 처리 방법을 적용함으로써, 유리 표면에 형성한 표면 압축 응력을 550 ㎫ 이상으로 할 수 있지만, 표면 압축 응력층의 깊이를 30 ㎛ 이상으로 하는 것이 용이하지 않다. 본 발명의 착색 유리 케이싱에 사용하는 유리, 특히 후술하는 제 1 실시형태 유리의 설명 중에 기재하고 있는 구체적 조성을 갖는 유리를 화학 강화함으로써, 표면 압축 응력층의 깊이를 30 ㎛ 이상으로 하는 것이 가능하다.

한편, 표면 압축 응력층이 깊으면 내부 인장 응력이 커져, 파괴시의 충격이 커진다. 즉, 내부 인장 응력이 크면, 유리가 파괴될 때에 세편 (細片) 이 되어 산산조각으로 비산하는 경향이 있어, 위험성이 높아지는 것을 알고 있다. 발명자들에 의한 실험의 결과, 두께 2 ㎜ 이하의 유리에서는 표면 압축 응력층의 깊이가 70 ㎛ 를 초과하면, 파괴시의 비산이 현저해지는 것이 판명되었다. 따라서, 본 발명의 착색 유리 케이싱에 있어서는 표면 압축 응력층의 깊이는 70 ㎛ 이하가 된다. 착색 유리 케이싱으로서 사용하는 경우, 외장하는 전자 기기에 따라 다르기도 하지만, 예를 들어 표면에 접촉 흠집이 생길 확률이 높은 패널 등의 용도에서는, 안전을 생각하여 표면 압축 응력층의 깊이를 얇게 해 두는 것도 생각할 수 있고, 보다 바람직하게는 60 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 전형적으로는 40 ㎛ 이하이다.

또한, 본 실시형태에 나타낸 착색 유리 케이싱에 사용하는 유리는, 화학 강화에 의해 유리 표면에 압축 응력층이 형성되어 있지만, 이 압축 응력층의 표면 압축 응력이 550 ㎫ 이상인 유리가 바람직하다. 또, 상기 표면 압축 응력은, 보다 바람직하게는 700 ㎫ 이상이다. 또, 전형적으로는 표면 압축 응력은 1200 ㎫ 이하이다.

이하, 제 1 실시형태 유리에 있어서의 착색 성분 이외의 유리의 조성에 대해, 특별히 언급하지 않는 한 몰 백분율 표시 함유량을 사용하여 설명한다.

여기서 사용하는 유리는 예를 들어, 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 선택된 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 조성의 것을 들 수 있다.

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 증대되고 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 균질인 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 5 ％ 이상이고, 전형적으로는 6 ％ 이상이다.

B₂O₃ 이 12 ％ 초과에서는 휘산에 의한 맥리 (脈理) 가 발생하여 수율이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 11 ％ 이하, 전형적으로는 10 ％ 이하이다.

Na₂O 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이고, 또 이온 교환에 의해 표면 압축 응력층을 형성시키기 때문에 필수이다. 5 ％ 미만에서는 용융성이 나쁘고, 또 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 성분인 것과 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않거나, 또는 이온 교환 속도 향상에 대해 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 대해 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않는다. 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다.

CaO 가 3 ％ 초과에서는 화학 강화 특성이 저하된다. 바람직하게는 1 ％ 이하, 전형적으로는 0.5 ％ 이하이고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

RO (R 은, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 을 나타낸다) 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이고, 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 범위에서 함유해도 된다. ZrO₂ 가 1 ％ 초과에서는 용융성이 악화되어 미용융물로서 유리 중에 남는 경우가 생길 우려가 있다. 전형적으로는 ZrO₂ 는 함유하지 않는다.

(SiO₂ + Al₂O₃ + B₂O₃)/(ΣR₂O + CaO + SrO + BaO + 착색 성분) 은 유리의 네트워크를 형성하는 망목상 산화물의 합계량과 주된 수식 산화물의 합계량의 비율을 나타내는 것이며, 이 비가 4 미만이면, 화학 강화 처리 후에 압흔을 부여했을 때의 파괴될 확률이 커질 우려가 있다. 바람직하게는 4.2 이상, 전형적으로는 4.4 이상이다. 이 비가 6 초과이면, 유리의 점성이 증대되고 용융성이 저하된다. 바람직하게는 5.5 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 또한, ΣR₂O 란, Na₂O, K₂O, Li₂O 의 합량을 나타내는 것이다.

그 밖에, 하기 성분도 함유시켜도 된다. 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. 또, 0.5 ％ 초과에서는 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락 (溶落) 이 느려지거나 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. 또, 1 ％ 초과에서는 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 느려지거나 기포 개수가 증가할 우려가 있다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ％ 이하이다. 0.3 ％ 이하가 가장 바람직하다.

TiO₂ 는 유리의 내후성을 향상시키는 성분인 것과 함께, 유리의 색조를 조정하는 색 보정 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. TiO₂ 를 함유하는 경우, 0.005 ％ 미만에서는 내후성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 0.01 ％ 이상이고, 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다.

TiO₂ 가 1 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져 실투가 생길 우려가 있다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 전형적으로는 0.6 ％ 이하이다.

Li₂O 는 유리의 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. Li₂O 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 전형적으로는 6 ％ 이상이다.

Li₂O 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 10 ％ 이하, 전형적으로는 5 ％ 이하이다.

SrO 는 유리의 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. SrO 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 전형적으로는 6 ％ 이상이다.

SrO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이나 화학 강화 특성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

BaO 는 유리의 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. BaO 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 전형적으로는 6 ％ 이상이다.

BaO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이나 화학 강화 특성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

ZnO 는 유리의 용융성을 향상시키기 위한 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. ZnO 를 함유하는 경우, 1 ％ 미만에서는 용융성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 전형적으로는 6 ％ 이상이다.

ZnO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서, 유리의 청징제로서 Sb₂O₃, Cl, F, 그 밖의 성분을 함유해도 된다. 그러한 성분을 함유하는 경우, 그것들 성분의 함유량의 합계는 1 ％ 이하인 것이 바람직하고, 전형적으로는 0.5 ％ 이하이다.

Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 을 공존시킴으로써, 유리 용융시의 탈포 효과를 발휘하기 때문에, 착색 성분으로서 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 고온 상태에서 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출하는 O₂ 기포를 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되어 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 기포 빠짐이 양호해지기 때문에, 유리 중의 산소 분압은 낮은 것이 바람직하다. 철을 함유하는 유리에 있어서 코발트를 공첨가함으로써, 철의 환원에 의한 산소의 방출을 코발트의 산화에 의해 억제함으로써, SO₃ 의 분해가 촉진되어 기포 결점이 적은 유리를 제조할 수 있다.

또, 화학 강화를 위해서 알칼리 금속을 비교적 다량으로 함유하는 유리는, 유리의 염기성도가 높아지기 때문에, SO₃ 이 잘 분해되지 않고, 청징 효과가 저하된다. SO₃ 이 잘 분해되지 않는 화학 강화 유리이고, 착색제로서 철을 함유하는 유리에 있어서, 코발트는 SO₃ 의 분해를 촉진하기 위해서 특히 유효하다.

이와 같은 청징 작용을 발현시키기 위해서, Co₃O₄ 는 0.1 ％ 이상이 되고, 바람직하게는 0.2 ％ 이상, 전형적으로는 0.3 ％ 이상이다. 1 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져 실투를 일으킨다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다.

Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 의 몰비 (Co₃O₄/Fe₂O₃ 비) 가 0.01 미만이면, 상기 효과를 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 바람직하게는 0.05 이상, 전형적으로는 0.1 이상이다. Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.5 초과이면, 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 느려지거나 기포 개수를 증가시킬 우려가 있기 때문에, 별도 청징제를 사용하는 등의 대응이 필요하다. 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하이다.

제 1 실시형태 유리의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 여러 가지 원료를 적당량 조합하고, 약 1500 ∼ 1600 ℃ 로 가열하여 용융한 후, 탈포, 교반 등에 의해 균질화하여, 주지된 다운드로법, 프레스법, 롤 아웃법 등에 의해 판상 등으로, 또는 캐스트하여 블록상으로 성형하고, 서랭 후 원하는 사이즈로 절단, 필요에 따라 연마 가공을 실시하여 제조된다.

또, 상기 제 1 실시형태 유리의 조성 중에서도, 흑색을 나타내는 착색 유리로 하려면, 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 유리가 바람직하다.

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 증대되고 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 균질인 용융이 곤란해진다. 바람직하게는 14 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

Na₂O 는 유리의 용융성을 향상시키는 성분이며, 또 이온 교환에 의해 표면 압축 응력층을 형성시키기 때문에 필수이다. 5 ％ 미만에서는 용융성이 나쁘고, 또 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 성분인 것과 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않거나, 또는 이온 교환 속도 향상에 대해 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 대해 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 대해 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 합량을 나타내는 것이다.

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

이 전체 철 중, Fe₂O₃ 으로 환산한 2 가의 철의 함유량의 비율 (철 레독스) 이 10 ∼ 50 ％, 특히 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.

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 광학계에서의 평가를 실시한다. 광학계의 축 방향에 대해 방사선원을 운동시켜 도플러 효과에 의한 γ 선의 에너지 변화를 일으킨다. 그리고 실온에서 얻어진 뫼스바우어 흡수 스펙트럼을 사용하여, 2 가의 Fe 와 3 가의 Fe 의 비율을 산출하여 2 가의 Fe 의 비율을 철 레독스로 한다.

Co₃O₄ 는 착색 성분인 것과 함께, 철과의 공존하에 있어서 탈포 효과를 발휘하기 때문에, 본 발명에 있어서 사용하는 것이 바람직한 성분이다. 즉, 고온 상태에서 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출되는 O₂ 기포를 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되어 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 함유하는 유리에 있어서, 코발트가 공첨가됨으로써, 철의 환원에 의해 생기는 산소의 방출을 코발트의 산화에 의해 억제할 수 있어, SO₃ 의 분해가 촉진된다. 이 때문에, 기포 결점이 적은 유리를 제조할 수 있다.

또, 화학 강화를 위해서 알칼리 금속을 비교적 다량으로 함유하는 유리는, 유리의 염기성도가 높아지기 때문에, SO₃ 이 잘 분해되지 않고, 청징 효과가 저하된다. 이와 같이, SO₃ 이 잘 분해되지 않는 화학 강화용 유리에 있어서, 철을 함유하는 것에서는, 코발트의 첨가에 의해 SO₃ 의 분해가 촉진되기 때문에, 탈포 효과의 촉진에 특히 유효하다.

이와 같은 청징 작용을 발현시키기 위해서는, Co₃O₄ 는 0.1 ％ 이상이 되고, 바람직하게는 0.2 ％ 이상, 전형적으로는 0.3 ％ 이상이다. 1 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져 실투를 일으킨다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다.

Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 의 몰비 (Co₃O₄/Fe₂O₃ 비) 가 0.01 미만이면, 상기의 탈포 효과 를 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 바람직하게는 0.05 이상, 전형적으로는 0.1 이상이다. Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.5 초과이면, 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 느려지거나 기포 개수를 증가시킬 우려가 있기 때문에, 별도 청징제를 사용하는 등의 대응이 필요하다. 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하이다.

NiO 는 유리를 원하는 흑색으로 착색하기 위한 착색 성분이며, 사용하는 것이 바람직한 성분이다. NiO 를 함유하는 경우, 0.05 ％ 미만에서는 착색 성분으로서의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 바람직하게는 0.1 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상이다. NiO 가 6 ％ 초과에서는 유리의 색조의 명도가 과도하게 높아져, 원하는 흑색의 색조가 얻어지지 않는다. 또, 유리가 불안정해져 실투를 일으킨다. 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 부여했을 때의 파괴될 확률이 커질 우려가 있다. 바람직하게는 3.6 이상, 전형적으로는 4 이상이다. 이 비가 6 초과이면, 유리의 점성이 증대되고 용융성이 저하된다. 바람직하게는 5.5 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 또한, ΣR₂O 란, Na₂O, K₂O, Li₂O 의 합량을 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. 또, 0.5 ％ 초과에서는 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 느려지거나 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. 또, 1 ％ 초과에서는 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 느려지거나 기포 개수가 증가할 우려가 있다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ％ 이하이다. 0.3 ％ 이하가 가장 바람직하다.

TiO₂ 는 내후성을 향상시키는 성분인 것과 함께, 유리의 색조를 조정하는 색 보정 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. TiO₂ 를 함유하는 경우, 0.005 ％ 미만에서는 내후성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 또, 색 보정 효과를 충분히 얻지 못하고, 흑색계의 유리에 있어서, 예를 들어 청색을 띠는 검정, 또는 갈색을 띠는 검정의 색조로 정색 (呈色) 하는 것을 충분히 방지하지 못할 우려가 있다. 바람직하게는 0.01 ％ 이상이고, 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. TiO₂ 가 1 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져 실투가 생길 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 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 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상이고, 전형적으로는 6 ％ 이상이다. ZnO 가 15 ％ 초과에서는 내후성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 12 ％ 이하, 전형적으로는 9 ％ 이하이다.

또한, 유리의 착색 정도를 조정할 목적으로, Ti, Cu, Ce, Er, Nd, Mn, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 함유하는 색 보정 성분을 배합해도 된다. 이 색 보정 성분으로는, 구체적으로는, 예를 들어, TiO₂, CuO, Cu₂O, Ce₂O₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, MnO, MnO₂, Cr₂O₃, V₂O₅, Bi₂O₃ 이 바람직하게 사용된다. 또한, 착색 성분인 Cu, Mn, Cr, V, Bi 의 금속 산화물은, 색 보정 성분으로서도 기능한다.

색 보정 성분으로서 Ti, Ce, Er, Nd, Se 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 금속 산화물을 배합하는 경우에는, 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것이 바람직하다. 이들 성분을 합계로 0.005 ％ 이상 함유함으로써, 가시역의 파장역 내에서의 광의 흡수 특성의 차이를 저감시킬 수 있고, 갈색이나 청색을 띠지 않는, 이른바 칠흑의 검정이나 회색 등의 안정적인 색조를 갖는 유리를 얻을 수 있다. 또, 상기의 색 보정 성분의 함유량을 2 ％ 이하로 함으로써, 유리가 불안정해져 실투를 일으키는 것을 억제할 수 있다. 상기 색 보정 성분의 합계의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1.8 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 1.5 ％ 이다.

또, 상기 유리 조성 중에서도, 회색의 색조를 갖는 착색 유리로 하려면, 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Co₃O₄ 를 0.01 ∼ 0.2 ％, NiO 를 0.05 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 3 ％ 함유하는 유리가 바람직하다.

SiO₂ 는 유리의 골격을 구성하는 성분이며 필수이다.

55 ％ 미만에서는 유리로서의 안정성이 저하되거나, 또는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 61 ％ 이상이다. 보다 바람직하게는 65 ％ 이상이다. SiO₂ 가 80 ％ 초과에서는 유리의 점성이 증대되고 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 균질인 용융이 곤란해진다. 바람직하게는 14 ％ 이하, 전형적으로는 12 ％ 이하이다.

B₂O₃ 은 내후성을 향상시키는 성분이며, 필수는 아니지만 함유하는 것이 바람직한 성분이다. B₂O₃ 을 함유하는 경우, 4 ％ 미만에서는 내후성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 5 ％ 이상이고, 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, 또 이온 교환에 의해 표면 압축 응력층을 형성시키기 때문에 필수이다. 5 ％ 미만에서는 용융성이 나쁘고, 또 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.

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

RO (R 은, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 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) 가 1 ％ 미만에서는 용융성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 3 ％ 이상, 전형적으로는 5 ％ 이상이다. ΣRO (R 은, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 가 18 ％ 초과에서는 내후성이 저하된다. 바람직하게는 15 ％ 이하, 보다 바람직하게는 13 ％ 이하, 전형적으로는 11 ％ 이하이다. 또한, ΣRO 란, 모든 RO 성분의 합량을 나타내는 것이다.

Fe₂O₃ 은 유리를 농색으로 착색하기 위한 필수 성분이다. Fe₂O₃ 으로 나타낸 전체 철 함유량이 0.01 ％ 미만에서는 원하는 회색의 유리가 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.02 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이상이다. Fe₂O₃ 이 3 ％ 초과에서는 유리의 색조가 과도하게 어두워져, 원하는 회색의 색조가 얻어지지 않는다. 또, 유리가 불안정해져 실투를 일으킨다. 바람직하게는 2.5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 2.2 ％ 이하이다.

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 광학계에서의 평가를 실시한다. 광학계의 축 방향에 대해 방사선원을 운동시켜 도플러 효과에 의한 γ 선의 에너지 변화를 일으킨다. 그리고, 실온에서 얻어진 뫼스바우어 흡수 스펙트럼을 사용하여, 2 가의 Fe 와 3 가의 Fe 의 비율을 산출하여 2 가의 Fe 의 비율을 철 레독스로 한다.

Co₃O₄ 는 유리를 농색으로 착색하기 위한 착색 성분인 것과 함께, 철과의 공존하에 있어서 탈포 효과를 발휘하는 성분이며, 필수이다. 즉, 고온 상태에서 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출되는 O₂ 기포를 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되어 탈포 효과가 얻어진다.

또, 화학 강화를 위해서 알칼리 금속을 비교적 다량으로 함유하는 유리는, 유리의 염기성도가 높아지기 때문에, SO₃ 이 잘 분해되지 않고, 청징 효과가 저하된다. 이와 같이, SO₃ 이 잘 분해되지 않는 화학 강화용 유리에 있어서, 철을 함유하는 것에서는 코발트는 SO₃ 의 분해를 촉진하기 때문에, 탈포 효과의 촉진에 특히 유효하다.

이와 같은 청징 작용을 발현시키기 위해서는, Co₃O₄ 는 0.01 ％ 이상이 되고, 바람직하게는 0.02 ％ 이상, 전형적으로는 0.03 ％ 이상이다. 0.2 ％ 초과에서는, 유리가 불안정해져 실투가 발생한다. 바람직하게는 0.18 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.15 ％ 이하이다.

NiO 는, 유리를 원하는 회색의 색조로 착색하기 위한 착색 성분이며, 필수 성분이다. NiO 가 0.05 ％ 미만에서는 유리에 있어서 원하는 회색의 색조가 얻어지지 않는다. 바람직하게는 0.1 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상이다. NiO 가 1 ％ 초과에서는 유리의 색조의 명도가 과도하게 높아져, 원하는 회색의 색조가 얻어지지 않는다. 또, 유리가 불안정해져 실투를 일으킨다. 바람직하게는 0.9 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ％ 이하이다.

Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 의 몰비 (Co₃O₄/Fe₂O₃ 비) 가 0.01 미만이면, 상기의 탈포 효과를 얻지 못하게 될 우려가 있다. 바람직하게는 0.05 이상, 전형적으로는 0.1 이상이다. Co₃O₄/Fe₂O₃ 비가 0.5 초과이면, 반대로 기포의 발생원이 되어, 유리의 용락이 느려지거나 기포 개수가 증가할 우려가 있기 때문에, 별도 청징제를 사용하는 등의 대응이 필요하다. 또, 유리 전체로서 원하는 회색의 색조를 얻을 수 없게 된다. 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하이다.

(SiO₂ + Al₂O₃ + B₂O₃)/(ΣR₂O + CaO + SrO + BaO + NiO + 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 부여했을 때의 파괴될 확률이 커질 우려가 있다. 바람직하게는 3.6 이상, 전형적으로는 4 이상이다. 이 비가 6 초과이면, 유리의 점성이 증대되고 용융성이 저하될 우려가 있다. 바람직하게는 5.5 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 또한, ΣR₂O 란, Na₂O, K₂O, Li₂O 의 합량을 나타내는 것이다.

TiO₂ 는, 내후성을 향상시킴과 함께 유리의 색조를 조정하여 색 보정하는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. TiO₂ 를 함유하는 경우, 0.1 ％ 미만에서는 충분한 색 보정 효과를 얻을 수 없고, 회색계의 유리에 있어서, 청색을 띠는 그레이, 또는 갈색을 띠는 그레이의 색조로 정색하는 것을 충분히 방지할 수 없을 우려가 있다. 또, 내후성 향상에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 0.15 ％ 이상이고, 전형적으로는 0.2 ％ 이상이다. TiO₂ 가 1 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져 실투가 생길 우려가 있다. 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 전형적으로는 0.6 ％ 이하이다.

CuO 는 유리의 색조를 조정하여 색 보정하는 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. CuO 를 함유하는 경우, 0.1 ％ 미만에서는 색조의 조정에 대해 유의한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 바람직하게는 0.2 ％ 이상이고, 전형적으로는 0.5 ％ 이상이다. CuO 가 3 ％ 초과에서는 유리가 불안정해져 실투가 생길 우려가 있다. 바람직하게는 2.5 ％ 이하, 전형적으로는 2 ％ 이하이다.

CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, MnO₂, SeO₂ 는, 유리의 색조를 조정하는 색 보정 성분이며, 필수는 아니지만 필요에 따라 함유할 수 있다. 이들 색 보정 성분을 함유하는 경우, 각각의 함유량은, 0.005 ％ 미만에서는 색조의 조정, 즉 색 보정의 효과를 충분히 얻지 못하고, 예를 들어 청색을 띠는 그레이, 또는 갈색을 띠는 그레이의 색조로 정색하는 것을 충분히 방지할 수 없을 우려가 있다. 이들 색 보정 성분의 각각의 함유량은, 바람직하게는 0.05 ％ 이상이고, 전형적으로는 0.1 ％ 이상이다. 색 보정 성분의 각각의 함유량이 2 ％ 를 초과하면, 유리가 불안정해져 실투를 일으킬 우려가 있다. 전형적으로는, 1.5 ％ 이하이다.

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, MnO₂, SeO₂ 의 합계의 함유량이 0.005 ∼ 3 ％ 인 것이 바람직하고, CeO₂, Er₂O₃, Nd₂O₃, MnO₂, SeO₂ 의 합계의 함유량이 0.005 ∼ 2 ％ 인 것이 바람직하다.

색 보정 성분의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 충분한 색 보정 효과를 얻을 수 있음과 함께, 안정적인 유리를 얻을 수 있다.

이상, 유리 조성에 대해 구체적으로 설명했지만, 이와 같은 조성을 갖는 유리에 화학 강화 처리를 실시한다. 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 침지하는 방법을 들 수 있다.

유리에 원하는 표면 압축 응력을 갖는 화학 강화층 (표면 압축 응력층) 을 형성하기 위한 조건은 유리의 두께에 따라서도 상이하지만, 400 ∼ 550 ℃ 의 KNO₃ 용융염에 2 ∼ 20 시간 유리를 침지시키는 것이 전형적이다. 또, 이 KNO₃ 용융염은 KNO₃ 이외에 예를 들어 NaNO₃ 을 5 ％ 정도 이하 함유하는 것이어도 된다.

다음으로, 제 2 실시형태 유리인 결정화 유리에 대해 설명한다. 결정화 유리는, 용융 유리를 냉각시켜 원하는 형상으로 성형한 결정성 유리를 열처리함으로써 결정을 석출시킨 것이며, 기계적 강도나 경도가 높고, 내열성, 전기적 특성이 우수한 특성을 갖는다.

결정화 유리는 결정 입자의 크기에 따라 백색 (불투명) 이나 투명을 나타내는 것이 있다. 결정 입자가 가시 파장보다 크면, 유리를 투과하는 광은 결정에 의해 산란되어 백색을 나타낸다. 백색의 결정화 유리에 전술한 착색 성분을 함유시킴으로써, 강도 및 차광성이 높은 유리가 얻어진다. 또, 결정 입자가 가시 파장보다 충분히 작으면, 유리는 투명해진다. 투명한 결정화 유리에 전술한 착색제를 함유시킴으로써, 강도 및 차광성이 높은 유리가 얻어진다. 또, 착색 성분을 적절한 것을 선택함으로써, 예를 들어 적외광 투과 특성을 구비하는 유리로 할 수 있다.

또, 결정화 유리는 전술한 화학 강화 처리를 실시하여, 보다 높은 강도를 구비하도록 해도 된다. 또한, 결정화 유리의 화학 강화 처리에 의해 생기는 표면 압축 응력층의 깊이는 6 ∼ 70 ㎛ 가 된다. 그 이유는, 제 1 실시형태 유리에서 서술한 이유와 동일하다.

또, 결정화 유리의 표면 영역에 존재하는 결정을 전이시킴으로써, 유리 표면에 압축 응력층을 형성해도 된다. 예를 들어, 주결정으로서 β-석영 고용체가 석출된 결정화 유리에 있어서, 결정 전이 보조제로서, 무기 나트륨염, 유기산의 나트륨염, 무기 칼슘염 등을 적절히 사용하여, 표면 영역만 β-석영 고용체를 β-스포듀민 고용체에 결정 전이시킨다. 이로써, 화학 강화 처리를 실시한 것과 동일하게 표면에만 압축 응력층을 형성하여, 보다 높은 강도를 구비하는 결정화 유리가 얻어진다.

이하, 제 2 실시형태 유리인 착색 유리 케이싱이 결정화 유리의 착색 성분 이외의 유리의 조성에 대해서는, 공지된 조성계로 이루어지는 결정화 유리를 사용하는 것이 가능하다.

예를 들어, Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ 계 결정화 유리는 핵 형성 처리한 후에 소정 온도에서 결정화 처리함으로써, β-석영 고용체나 β-스포듀민 고용체 (열처리 조건 등에 따라 상이하다) 를 석출한다. 이들 유리 중에 전술한 착색 성분을 함유시킴으로써, 본 발명의 착색 유리 케이싱에 바람직한 광 투과 특성과 높은 강도를 구비한 유리를 얻을 수 있다.

결정화 유리를 재가열함으로써 석출하는 결정은, 유리의 조성계, 조성 중의 미량 성분, 열처리 조건 등에 따라 상이하다. 그 때문에, 주결정으로는 유리의 강도를 높이는 것이면, 어떠한 주결정을 사용해도 된다. 예를 들어, β-석영 고용체, β-스포듀민 고용체, β-월라스토나이트 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

제 2 실시형태 유리의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 여러 가지 원료를 적당량 조합하고, 약 1500 ∼ 1800 ℃ 로 가열하여 용융한 후, 탈포, 교반 등에 의해 균질화하여, 주지의 다운드로법, 프레스법, 롤 아웃법 등에 의해 판상 등으로, 또는 캐스트하여 블록상으로 성형하고, 서랭 후 원하는 형상이 되도록 절단, 연마 가공 등을 실시한다. 그리고, 결정 석출 공정으로서 400 ∼ 900 ℃ 에서 30 분 내지 6 시간 유지함으로써 결정핵 및 주결정을 석출한다. 또, 결정화 유리에 화학 강화 처리를 실시하는 경우에는, 결정 석출 공정 후, 전술한 화학 강화 방법을 사용한다. 또, 결정화 유리의 표면 영역을 결정 전이하는 경우, 결정 석출 공정을 실시한 유리의 표면에 결정 전이 보조제를 도포하여 열처리한다. 그리고, 유리를 상온 등에서 서랭한다.

본 발명의 착색 유리 케이싱은 평판상뿐만 아니라, 오목상 혹은 볼록상으로 성형되어도 된다. 이 경우, 평판이나 블록 등으로 성형한 유리를 재가열하여 용융한 상태에서 프레스 성형해도 된다. 또, 용융 유리를 직접 프레스형 상에 유출하여 프레스 성형하는 방법, 이른바 다이렉트 프레스법으로 원하는 형상으로 성형해도 된다. 또, 전자 기기의 표시 장치나 커넥터에 대응하는 지점을 프레스 성형과 동시에 가공하거나, 프레스 성형 후에 절삭 가공하거나 해도 된다.

유리를 프레스 성형할 때에는 프레스 성형시의 유리의 성형 온도를 저온화하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도가 높으면, 사용하는 금형에는 가공성이 나쁘고 고가의 초합금이나 세라믹스를 사용해야 하고, 고온하에서 사용하기 때문에 열화도 빠르다. 또, 높은 온도에서 유리를 연화 상태로 하기 때문에, 다대한 에너지를 필요로 한다. 본 발명의 착색 유리 케이싱은, 유리 중에 착색 성분을 산화물 기준의 몰 백분율 표시로 0.1 ∼ 7 ％ 함유함으로써, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도의 지표인 Tg (유리 전이점) 를 저온화할 수 있다. 이로써, 오목상 혹은 볼록상 등의 적절한 형상으로 프레스 성형하는 데에 바람직한 프레스 성형성이 우수한 유리로 할 수 있다.

또, 본 발명의 착색 유리 케이싱은, 전파 투과성을 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 통신 소자를 기기에 내장하거나, 전파를 사용하여 정보의 송신 혹은 수신을 실시하는 휴대 전화 등의 케이싱으로 하는 경우, 케이싱을 구성하는 유리가 전파 투과성을 구비함으로써, 케이싱에서 기인하는 통신 감도의 저하가 억제된다.

본 발명의 착색 유리 케이싱에 사용하는 유리에 있어서의 전파 투과성은, 50 ㎒ ∼ 3.0 ㎓ 의 주파수 범위에 있어서 유전 정접 (tanδ) 의 최대치가 0.02 이하인 것이 바람직하다. 바람직하게는 0.015 이하이고, 보다 바람직하게는 0.01 이하이다.

본 발명의 착색 유리 케이싱은, 휴대형 전자 기기에 바람직하게 사용할 수 있다. 휴대형 전자 기기란, 휴대하여 사용 가능한 통신 기기나 정보 기기를 포함하는 개념이다. 예를 들어, 통신 기기로는, 통신 단말로서, 휴대 전화, PHS (Personal Handy-phone System), 스마트 폰, PDA (Personal Data Assistance), PND (Portable Navigation Device, 휴대형 카 내비게이션 시스템) 가 있으며, 방송 수신기로서, 휴대 라디오, 휴대 TV, 원세그 수신기 등을 들 수 있다. 또, 정보 기기로서, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 음악 플레이어, 사운드 레코더, 포터블 DVD 플레이어, 휴대 게임기, 노트 PC, 타블렛 PC, 전자 사전, 전자 수첩, 전자 서적 리더, 휴대 프린터, 휴대 스캐너 등을 들 수 있다. 또, 거치형 전자 기기나 자동차에 내장되는 전자 기기에도 이용할 수 있다. 또한, 이들 예시에 한정되는 것은 아니다.

이들 휴대형 전자 기기에 본 발명의 착색 유리 케이싱을 사용함으로써, 높은 강도와 미관을 구비할 수 있다.

실시예

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

제 1 실시형태 유리인 화학 강화 유리의 실시예에 대해 설명한다. 표 1 ∼ 8 의 예 1 ∼ 67 (예 1 ∼ 65 는 실시예, 예 66 ∼ 67 은 비교예) 에 대해, 표 중에 몰 백분율 표시로 나타내는 조성이 되도록, 산화물, 수산화물, 탄산염, 질산염 등 일반적으로 사용되고 있는 유리 원료를 적절히 선택하여, 유리로서 100 ㎖ 가 되도록 칭량하였다. 또한, 표에 기재된 SO₃ 은, 유리 원료에 망초 (Na₂SO₄) 을 첨가하여, 망초 분해 후에 유리 중에 남는 잔존 SO₃ 이고, 계산치이다.

이어서, 이 원료 혼합물을 백금제 도가니에 넣고, 1500 ∼ 1600 ℃ 의 저항 가열식 전기로에 투입하여, 약 0.5 시간 동안 원료가 용락된 후, 1 시간 용융하여 탈포한 후, 대략 300 ℃ 로 예열한 세로 약 50 ㎜ × 가로 약 100 ㎜ × 높이 약 20 ㎜ 의 형재 (型材) 에 흘려 넣고, 약 1 ℃／분의 속도로 서랭하여 유리 블록을 얻었다. 이 유리 블록으로부터 사이즈가 40 ㎜ × 40 ㎜, 두께가 0.7 ㎜ 가 되도록 절단, 연삭하고, 마지막에 양면을 경면으로 연마 가공하여 판상의 유리를 얻었다.

얻어진 판상의 유리에 대해, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 흡광 계수의 최소치, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수로 나타내는 상대치, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수로 나타내는 상대치, CIL (크랙·이니시에이션·로드) 치, 칼륨 이온 확산 깊이, 흡광도, 그 흡광도를 만족하는 판두께를 표 1 ∼ 8 에 병기한다.

흡광 계수는 이하의 방법으로 구하였다. 양면을 경면 연마한 판상의 유리의 두께 t 를 노기스로 측정한다. 이 유리의 분광 투과율 T 를 자외가시 근적외 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, V-570) 를 사용하여 측정한다. 흡광 계수 β 를 T = 10^-β ^t 의 관계식을 사용하여 산출한다. 그리고, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 흡광 계수의 최소치를 구한다.

또, 파장 550 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수로 나타내는 상대치, 파장 450 ㎚ 의 흡광 계수/파장 600 ㎚ 의 흡광 계수로 나타내는 상대치는 대상으로 하는 파장에 있어서, 상기로 산출된 흡광 계수를 상기 식에 적용시켜 산출한 상대치이다.

CIL 치는 이하의 방법으로 구하였다. 양면을 경면 연마한 판상의 유리를 준비한다. 비커스 경도 시험기로 비커스 압자를 15 초 압입한 후에 비커스 압자를 떼어내고, 15 초 후에 압흔 부근을 관측한다. 관측에서는 압흔의 코너로부터 크랙이 몇 개 발생하고 있는지를 조사한다. 측정은 50 gf, 100 gf, 200 gf, 300 gf, 500 gf, 1 ㎏f 의 비커스 압자의 압입 하중별로 10 장의 유리에 대해 실시한다. 발생한 크랙 개수의 평균치를 하중마다 산출한다. 하중과 크랙 개수의 관계를 시그모이드 함수를 사용하여 회귀 계산한다. 회귀 계산 결과로부터, 크랙 개수가 2 개가 되는 하중을 유리의 CIL 치 (gf) 로 한다.

칼륨 이온 깊이는, EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) 를 사용하여 깊이 방향의 칼륨 농도 분석에 의해 측정하였다.

또, 흡광도는 사용 목적에 따라 구해지는 값이 상이하고, 여기서는 흡광도가 0.7 이상이 되도록 적절히 설정하였다. 그리고, 이 흡광도를 만족하는 판두께는, 상기 산출한 흡광 계수의 최소치로부터 설정한 흡광도가 되는 유리판의 두께를 계산하여 구하였다.

상기 결과로부터, 상기 실시예의 유리는 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서 원하는 흡광도를 두께 5 ㎜ 이하로 달성할 수 있고, 가시역 파장의 광을 일정 이상 흡수하는 것을 알 수 있다. 이들 유리를 전자 기기의 케이싱에 사용함으로써 높은 차광성이 얻어진다.

또, 상기 흡광 계수의 결과로부터, 착색 성분으로서 Fe₂O₃ 만을 함유하는 실시예인 예 11 ∼ 14 의 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 크고, 차광성의 관점에서는 문제는 없지만, 유리가 갈색이나 녹색을 띠는 것처럼 보이기 때문에, 칠흑의 색조가 요구되는 용도에서는 수율의 저하 원인이 된다. 이것에 대해, Fe₂O₃ 과 함께 Co₃O₄ 를 첨가한 실시예인 예 1 ∼ 8 의 유리나 그 밖의 조합의 착색 성분을 함유하는 실시예의 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 내이고, 가시역의 광을 평균적으로 흡수하는 유리인 것을 알 수 있다. 그 때문에, 예를 들어, 갈색을 띠는 검정이나 청색을 띠는 검정과는 상이한 칠흑의 색조의 흑색 유리를 얻을 수 있다.

상기 CIL 치의 결과로부터, 실시예의 유리는 흠집이 잘 생기지 않고 강도가 높은 유리인 것을 알 수 있다. 화학 강화 처리 전의 유리는 제조 공정이나 수송에 있어서 흠집이 생겨, 그것이 화학 강화 후에 있어서 파괴 기점이 되어 유리의 강도를 저하시키는 요인이 된다. 일반적인 소다라임 유리의 CIL 치가 일례로서 150 gf 정도에 대해, 실시예인 예 1 ∼ 8, 예 13, 예 14 의 각 유리의 CIL 치는 소다라임 유리의 그것보다 커서, 화학 강화 후에 있어서도 높은 강도를 구비한 유리가 얻어지는 것이 추측된다.

기포 개수에 대해 Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 효과를 확인하기 위해, Fe₂O₃, Co₃O₄ 이외의 유리 성분·함유량을 동일하게 하여, Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 양방을 함유하는 것, Fe₂O₃ 만 함유하는 것, Co₃O₄ 만 함유하는 것의 각각에 대해 기포 개수를 확인하였다.

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

기포 개수는 모 (母) 유리의 조성이나 용융 온도의 영향을 크게 받기 때문에, 전술한 바와 같이 Fe₂O₃, Co₃O₄ 이외의 성분·함유량이 동일, 용융 온도가 동일한 것으로 대비를 실시하였다. 결과를 표 9 에 나타낸다.

이 결과로부터, 어느 유리 조성에 있어서도, Fe₂O₃, Co₃O₄ 의 양방을 함유하는 것이 Fe₂O₃ 만 함유하는 것 및 Co₃O₄ 만 함유하는 것에 반해, 기포 개수가 적었다. 이것은, Co₃O₄ 와 Fe₂O₃ 을 공존시킴으로써, 유리 용융시의 탈포 효과를 발휘하는 것을 증명하고 있다. 즉, 고온 상태에서 3 가의 철이 2 가의 철이 될 때에 방출하는 O₂ 기포를 코발트가 산화될 때에 흡수하기 때문에, 결과적으로 O₂ 기포가 삭감되어 탈포 효과가 얻어진다고 생각된다.

유리의 프레스 성형성을 평가하기 위해, 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 ℃ 인 것에 반해, 예 67 (비교예, 예 9 로부터 Fe₂O₃, Co₃O₄ 를 생략한 유리) 은 620 ℃ 였다. 또, 예 1 (실시예) 에서는 596 ℃ 인 것에 반해, 예 68 (비교예, 예 1 로부터 Fe₂O₃, Co₃O₄ 를 생략한 유리) 은 604 ℃ 였다. 또, 예 4 (실시예) 에서는, 606 ℃ 인 것에 반해, 예 69 (비교예, 예 4 로부터 Fe₂O₃, Co₃O₄ 를 생략한 유리) 는 617 ℃ 이었다. 이상으로부터 실시예의 유리는 유리 중에 착색 성분을 소정량 함유함으로써, 유리의 Tg 를 낮춰, 프레스 성형시의 유리의 성형 온도를 저온화하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어 케이싱용 유리와 같은 오목상 혹은 볼록상 등의 적절한 형상으로 프레스 성형되는 용도의 유리에 바람직한 프레스 성형성이 우수한 유리로 할 수 있다.

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

예 1 ∼ 67 의 유리에 대해 다음과 같이 하여 화학 강화 처리를 실시하였다. 즉, 이들 유리를 4 ㎜ × 4 ㎜ × 0.7 ㎜t 의 형상으로 4 ㎜ × 4 ㎜ 의 면을 경면 마무리하고. 그 밖의 면을 #1000 마무리로 가공한 유리를 준비하였다. 이들 유리를 425 ℃ 의 KNO₃ 용융염 (100 ％) 에 각각 6 시간 침지하여 화학 강화 처리하였다. 화학 강화 처리 후의 각 유리에 대해, EPMA 를 사용하여 깊이 방향의 칼륨 농도 분석을 실시한 결과를 칼륨 이온 확산 깊이 (단위 : ㎛) 로 하여 표 1 ∼ 8 에 나타낸다. 또한, 예 12 ∼ 14, 예 16, 17 에 대해서는 추정치를 나타낸다.

표 중에 나타내는 바와 같이, 상기 화학 강화 처리 조건에 있어서 충분한 칼륨 이온 확산 깊이가 얻어지고 있으며, 이로써 표면 압축 응력층의 표면 압축 응력층 깊이도 상응하는 깊이인 것으로 추측된다. 이 결과, 실시예의 유리는 화학 강화 처리에 의해 필요 충분한 강도 향상 효과가 얻어진다고 생각된다.

예 1, 예 27, 예 33, 예 39 ∼ 43, 예 66 의 유리에 대해 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 ％) 과 NaNO₃ (1 ％) 으로 이루어지는 용융염에 각각 6 시간 침지하여 화학 강화 처리하였다. 화학 강화 처리 후의 각 유리에 대해, 표면 응력 측정 장치를 사용하여 표면 압축 응력 (CS) 및 표면 압축 응력층의 깊이 (DOL) 를 측정하였다. 평가 결과를 표 10 에 나타낸다. 또한, 표면 응력 측정 장치는, 유리 표면에 형성된 압축 응력층이 압축 응력층이 존재하지 않는 다른 유리 부분과 굴절률이 상위 (相違) 함으로써 광 도파로 효과를 나타내는 것을 사용한 장치이다. 또, 표면 응력 측정 장치는, 광원으로서 중심 파장이 795 ㎚ 인 LED 를 사용하여 실시하였다.

표 10 에 나타내는 바와 같이, 예 1, 예 27, 예 33, 예 39 ∼ 43 의 유리에서는, 상기 화학 강화 처리 조건에 있어서, 충분한 표면 압축 응력 및 표면 압축 응력층의 깊이가 얻어지고 있다. 이 결과, 실시예의 유리는 화학 강화 처리에 의해 필요 충분한 강도 향상 효과가 얻어진다고 생각된다. 또, 일반적인 소다라임 유리 (예 66) 의 표면 압축 응력층의 깊이가, 일례로서 15 ㎛ 정도에 대해, 실시예인 예 1, 예 27, 예 33, 예 39 ∼ 43 의 각 유리의 표면 압축 응력층의 깊이는 소다라임 유리의 그것보다 커서, 화학 강화 처리 후에 있어서도 높은 강도를 구비한 유리가 얻어지는 것으로 추측된다.

유리의 장기 사용에 의한 색 변화 특성을 확인하기 위해, 다음의 평가 시험을 실시하였다. 예 1 및 예 58 의 유리 샘플을 한 변을 가로 세로 30 ㎜ 의 판상으로 커트하고, 소정의 두께가 되도록 양면 광학 연마 가공한 시료를 수은 램프 (H-400P) 로부터 15 ㎝ 의 위치에 배치하여 100 시간 자외선 조사 전후의 분광 투과율을 측정하였다.

이어서, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 를 산출하였다. 결과를 표 11 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) 는, 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 상대치이고, B (550/600) 는, 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) 는, 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 상대치이고, B (450/600) 는, 광 조사 전의 상기 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이다.)

표 11 에 나타내는 바와 같이, 예 1 및 예 58 의 유리에서는, 자외선 조사 전후의 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 가 함께 절대치로 5 ％ 이하이고, 장기 사용에 의한 유리의 색 변화가 없어, 당초의 외관색을 장기간 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.

또, 상기 화학 강화 처리 후의 유리에 대해서도 상기와 동일하게 하여 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수를 구했지만, 모두 화학 강화 전의 값과 변화가 없는 것을 확인하였다. 또, 육안에 의한 색조에 변화가 없는 것도 확인하였다. 따라서, 본 발명의 착색 유리 케이싱은, 원하는 색조를 저해하지 않고 화학 강화에 의해 강도를 구할 수 있는 용도에도 사용할 수 있어, 장식 기능이 요구되는 용도에 대한 적용 범위를 확대할 수 있다.

유리의 전파 투과성을 확인하기 위해, 다음의 평가 시험을 실시하였다. 먼저, 예 1 및 예 27 의 유리를 잘라내어 50 ㎜ × 50 ㎜ × 0.8 ㎜ 로 가공하여 주표면을 경면 상태로 연마하였다. 그리고, 각각의 유리에 대해 50 ㎒, 500 ㎒, 900 ㎒, 1.0 ㎓ 의 주파수에 있어서의 유전 정접을 LCR 미터 및 전극을 사용하여 용량법 (평행 평판법) 으로 측정하였다. 측정 결과를 표 12 에 나타낸다. 또한, 50 ㎒ 의 주파수에 있어서의 유리의 유전율 (ε) 은 7.6 이었다.

표 12 에 나타내는 바와 같이, 이들 유리는 50 ㎒ ∼ 1.0 ㎓ 의 범위의 주파수에 있어서의 유전 정접이 0.001 미만이고, 양호한 전파 투과성을 구비하고 있는 것을 알 수 있다.

다음으로, 제 2 실시형태 유리인 결정화 유리의 실시예에 대해 설명한다. 실시예 유리로서 몰％ 로, Li₂O 8.7 ％, Al₂O₃ 14 ％, SiO₂ 70.3 ％, BaO 0.6 ％, TiO₂ 1.5 ％, ZrO₂ 1.2 ％, P₂O₅ 0.3 ％, Na₂O 1.0 ％, K₂O 0.7 ％, As₂O₃ 0.2 ％, V₂O₅ 1.5 ％ 를 함유하도록 유리 원료를 조합하고, 1750 ℃ 에서 10 시간 용융하였다.

다음으로, 용융한 유리 융액을 롤 아웃 제판법으로 유리를 냉각시키면서 성형하여, 두께 2 ㎜ 의 결정화 유리판을 제조하였다. 그 후, 750 ℃ 에서 1 시간 유지함으로써 유리 중에 결정핵을 형성시키고, 900 ℃ 에서 15 분간 열처리함으로써 결정화시켰다.

이 결정화 유리에 대해, 상기 판상의 유리를 각 샘플마다 자외가시 근적외 분광 광도계 (닛폰 분광 주식회사 제조, 상품명 : UV-IR 분광 광도계 V-570) 를 사용하여 분광 측정하고, 또 유리의 두께를 노기스로 측정하였다. 이들 결과로부터, 흡광 계수를 산출하였다. 결과적으로, 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 흡광 계수의 최소치는 1.5 ㎜^-1 이상이고, 높은 차광성을 구비하고 있는 것을 확인하였다.

또, 결정화 유리에 대해, 굽힘 강도를 측정한 결과, 150 ㎫ 이고, 화학 강화 등의 처리가 이루어지지 않은 유리와 비교하여 높은 강도를 구비하고 있는 것을 확인하였다.

산업상의 이용가능성

본 발명의 착색 유리 케이싱은, 전자 기기, 예를 들어 휴대형 전자 기기에 외장되는 케이싱용 부재로서, 차광성, 강도가 높고, 제조 비용이나 미관이 우수한 것을 제공할 수 있다.

Claims

파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 최소치가 1 ㎜^-1 이상인 유리에 의해 구성되어 이루어지고, 전자 기기에 외장되는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광도의 최소치가 0.7 이상인 유리판에 의해 구성되어 이루어지고, 전자 기기에 외장되는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 2 항에 있어서,
상기 유리판은 파장 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수가 1 ㎜^-1 이상인 유리를 사용하고, 두께를 5 ㎜ 이하로 한 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 중의 착색 성분으로서, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분을 산화물 기준의 몰 백분율 표시로, 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 4 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 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, 착색 성분 (Co, Mn, Fe, Ni, Cu, Cr, V, Bi 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분) 을 0.1 ∼ 7 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 6 항에 있어서,
상기 유리는 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 1.5 ∼ 6 ％, Co₃O₄ 를 0.1 ∼ 1 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 6 항에 있어서,
상기 유리는 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 을 나타낸다) 를 0 ∼ 18 ％, ZrO₂ 를 0 ∼ 1 ％, Co₃O₄ 를 0.01 ∼ 0.2 ％, NiO 를 0.05 ∼ 1 ％, Fe₂O₃ 을 0.01 ∼ 3 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 색 보정 성분 (Ti, Ce, Er, Nd, Se 의 금속 산화물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 성분) 을 0.005 ∼ 2 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 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 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 흡광 계수의 상대치의 변화량 ΔT (550/600), ΔT (450/600) 가 절대치로 5 ％ 이하인 착색 유리 케이싱.
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) 는, 400 W 의 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이고, B (550/600) 는, 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) 는, 400 W 의 고압 수은 램프의 광을 100 시간 조사 후의 유리의 분광 투과율 곡선으로부터 산출되는, 파장 450 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수와 파장 600 ㎚ 에 있어서의 흡광 계수의 상대치이고, B (450/600) 는, 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 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 결정화 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 화학 강화 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 13 항에 있어서,
상기 유리는 화학 강화 처리에 의해 표면으로부터 깊이 방향으로 6 ∼ 70 ㎛ 의 압축 응력층을 갖는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 14 항에 있어서,
상기 유리는 화학 강화 처리에 의해 표면 압축 응력층의 깊이가 30 ㎛ 이상, 표면 압축 응력이 550 ㎫ 이상인 압축 응력층을 갖는 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 기기는 휴대형 전자 기기인 것을 특징으로 하는 착색 유리 케이싱.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 기재된 착색 유리 케이싱을 외장한 휴대형 전자 기기.