KR20160007487A

KR20160007487A - 강화용 유리판, 강화 유리판 및 강화 유리판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160007487A
Application number: KR1020157027082A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 야스다; 코조 코바야시; 카즈히로 마메다
Original assignee: 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2016-01-20
Also published as: US20160115074A1; CN105189389A; TW201500304A; WO2014185486A1; JP2014240346A; TWI621596B

Abstract

본 발명의 강화용 유리판은 판 면적이 0.01㎡ 이상, 판 두께가 1.5㎜ 이하의 강화용 유리판이며, 유효면 내를 50㎜ 간격으로 측정한 리타데이션의 최대값이 5.0㎚ 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

강화용 유리판, 강화 유리판 및 강화 유리판의 제조 방법{GLASS PLATE FOR TEMPERING, TEMPERED GLASS PLATE, AND METHOD FOR MANUFACTURING TEMPERED GLASS PLATE}

본 발명은 강화용 유리판 및 강화 유리판에 관한 것이며, 특히 휴대 전화, 디지털 카메라, PDA(휴대 단말) 등의 표시 디바이스의 커버 유리에 적합한 강화용 유리판 및 강화 유리판에 관한 것이다.

휴대 전화, 디지털 카메라, PDA, 터치 패널 디스플레이, 대형 텔레비전 등의 표시 디바이스는 점점 보급되고 있는 경향이 있다.

종래, 이들의 용도로는 디스플레이를 보호하기 위한 보호 부재로서 아크릴 등의 수지판이 사용되고 있었다. 그러나, 수지판은 영률이 낮기 때문에 펜이나 사람의 손가락 등에 의해 디스플레이의 표시면이 눌렸을 경우에 휘기 쉽다. 이 때문에, 수지판이 내부의 디스플레이에 접촉해서 표시 불량이 발생하는 경우가 있었다. 또한, 수지판은 표면에 상처가 나기 쉬워 시인성이 저하되기 쉽다는 문제도 있었다. 이들 문제를 해결하는 방법은 보호 부재로서 유리판을 이용하는 것이다. 이 용도의 유리판에는 (1) 높은 기계적 강도를 갖는 것, (2) 저밀도이고 경량인 것, (3) 저렴하고 다량으로 공급할 수 있는 것, (4) 기포 품위가 뛰어난 것, (5) 가시역에 있어서 높은 광투과율을 갖는 것, (6) 펜이나 손가락 등으로 표면을 눌렀을 때 휘기 어렵도록 높은 영률을 갖는 것 등이 요구된다. 특히, (1)의 요건을 만족시키지 않는 경우에는 보호 부재로서 쓸모가 없어지기 때문에 종래부터 이온 교환 처리한 강화 유리판이 사용되고 있다(특허문헌 1, 2, 비특허문헌 1 참조).

종래에는 강화 유리판은 미리 강화용 유리판을 소정 형상으로 절단한 후 이온 교환 처리를 행하는, 소위 「강화 전 절단」으로 제작되고 있었지만, 최근 대형 강화용 유리판을 이온 교환 처리한 후 소정 사이즈로 절단하는, 소위 「강화 후 절단」이 검토되고 있다. 강화 후 절단을 행하면, 강화 유리판이나 각종 디바이스의 제조 효율이 비약적으로 향상된다는 이점이 있다.

일본 특허 공개 2006-83045 호 공보 일본 특허 공개 2011-88763 호 공보

이즈미타니 테쯔로 등, 「새로운 유리와 그 물성」, 초판, 가부시키가이샤 케이에이 시스템 켄큐쇼, 1984년 8월 20일, p.451-498

그런데, 플로트법은 대형, 박형의 유리판을 저렴하게, 또한 대량으로 제작할 수 있기 때문에 강화 유리판의 성형 방법으로서 일반적이다. 예를 들면, 특허문헌 2에는 플로트법으로 성형되어 이루어짐과 아울러, 유리 조성으로서 몰%로 SiO₂ 67~75%, Al₂O₃ 0~4%, Na₂O 7~15%, K₂O 1~9%, MgO 6~14%, CaO 0~1%, ZrO₂ 0~1.5%, SiO₂+Al₂O₃ 71~75%, Na₂O+K₂O 12~20%를 함유하고, 또한 두께 1.5㎜ 이하의 강화 유리판이 개시되어 있다.

그러나, 플로트법으로 성형된 강화용 유리판을 이온 교환 처리하면, 유리 제조 공정 중에 주석 욕(浴)에 접한 측, 소위 보텀면과, 그 반대측, 소위 탑면에서는 표면 근방의 성상, 조성이 상위하여 강화 유리판이 탑면측으로 볼록하게 휜다는 문제가 발생한다. 강화 유리판의 휨량이 크면 강화 유리판의 수율이 저하된다.

한편, 오버플로우 다운드로우법으로 강화용 유리판을 성형하면, 표면과 이면의 성상 차, 조성 차를 저감할 수 있기 때문에 이것에 의한 휨을 저감할 수 있다. 그러나, 오버플로우 다운드로우법으로 성형하는 경우에 있어서도 강화용 유리판이 대형화 및/또는 박형화되면 강화 유리판에 휨이 발생해버린다.

이 현상은 대형 및/또는 박형의 강화용 유리판을 이온 교환 처리한 후, 소정 사이즈의 강화 유리판을 얻는 경우에 현재화되기 쉬워진다.

그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 대형 및/또는 박형의 강화용 유리판을 이온 교환 처리한 후, 소정 사이즈의 강화 유리판을 얻는 경우에 있어서도 휨량을 가급적 저감할 수 있는 강화용 유리판을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은 예의 검토한 결과, 대형, 또한 박형의 강화용 유리판의 리타데이션[굴절률차(Δn)와 판 두께(t)의 곱(Δnｔ)]을 소정 범위로 규제함으로써 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고 본 발명으로서 제안하는 것이다. 구체적으로 설명하면, 본 발명자들은 강화용 유리판의 유효면 내의 리타데이션에 착안하여, 그 유효면 내에 있어서 국소적으로 큰 리타데이션이 존재하면 휨을 유발하는 것을 발견했다. 환언하면, 이 휨은 유효면 전역에 있어서 리타데이션을 소정값 이하로 규제하면 개선할 수 있는 것을 발견했다.

즉, 본 발명의 강화용 유리판은 판 면적이 0.01㎡ 이상, 판 두께가 1.5㎜ 이하의 강화용 유리판이며, 유효면 내를 50㎜ 간격으로 측정한 리타데이션의 최대값이 5.0㎚ 이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 「판 면적 」이란 끝면을 제외한 판 표면의 면적을 가리키고, 표면과 이면 중 어느 한쪽의 면적을 가리킨다. 「유효면 내」란 끝면으로부터 내측으로 10㎜의 영역을 제외한 표면을 가리킨다. 「리타데이션의 최대값」은 시판의 복굴절 측정 장치로 측정 가능하며, 예를 들면 유니옵트사의 광헤테로다인법에 의한 공통 광로 간섭계와 푸리에 해석법을 이용한 복굴절 측정 장치에 의해 측정 가능하다.

본 발명의 강화용 유리판은 이온 교환 처리 후에 절단 공정에 제공되어도 좋고, 이온 교환 처리 전에 절단 공정에 제공되어도 좋다. 후자의 경우, 강화용 유리판(강화 유리판)의 취급이 용이해진다.

본 발명의 강화용 유리판은 오버플로우 다운드로우법에 의해 성형되어 이루어지는 것이 바람직하다. 오버플로우 다운드로우법으로 성형하면, 미연마로 표면 품위가 양호한 유리판을 제작하기 쉬워지고, 또한 대형, 박형의 유리판을 제작하기 쉬워져, 결과적으로 강화 유리의 표면의 기계적 강도를 높이기 쉬워진다. 또한, 표면과 이면의 표면 근방의 성상 차, 조성 차가 동등해지기 쉬워 이것에 의한 휨을 억제하기 쉬워진다. 여기서, 「오버플로우 다운드로우법」은 내열성의 홈통 형상 구조물의 양측으로부터 용융 유리를 넘치게 해서, 넘친 용융 유리를 홈통 형상 구조물의 하단에서 합류시키면서 하방으로 연신 성형해서 유리판을 성형하는 방법이다.

본 발명의 강화용 유리판은 유리 조성 중의 B₂O₃의 함유량이 0.7~15질량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 강화용 유리판은 유리 조성 중의 Na₂O의 함유량이 1~20질량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 강화용 유리판은 유리 조성으로서, 질량%로 SiO₂ 50~80%, Al₂O₃ 5~25%, B₂O₃ 0.7~15%, Na₂O 1~20%, K₂O 0~10%를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 이온 교환 성능과 내실투성을 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.

본 발명의 강화용 유리판은 440℃의 KNO₃ 용융염 내에서 6시간의 이온 교환 처리를 행했을 때, 표면의 압축 응력층의 압축 응력값이 400㎫ 이상, 또한 압축 응력층의 응력 깊이가 15㎛ 이상으로 되는 것이 바람직하다. 여기서, 「압축 응력층의 압축 응력값」 및 「압축 응력층의 응력 깊이」는 표면 응력계(예를 들면, 유겐가이샤 오리하라 세이사쿠쇼제 FSM-6000)를 이용하여 시료를 관찰했을 때, 관찰되는 간섭 무늬의 개수와 그 간격으로부터 산출되는 값을 가리킨다. 또한, 본 발명의 강화용 유리판은 370~470℃의 KNO₃ 용융염 내에서 2~8시간의 이온 교환 처리를 행했을 때, 표면의 압축 응력층의 압축 응력값이 400㎫ 이상, 또한 압축 응력층의 응력 깊이가 15㎛ 이상으로 되는 것도 바람직하다.

본 발명의 강화용 유리판은 미연마의 표면을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 강화 유리의 생산성이 향상됨과 아울러 표면의 기계적 강도를 높이기 쉬워진다.

본 발명의 강화용 유리판은 표시 디바이스의 커버 유리에 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 강화 유리판은 강화용 유리판을 이온 교환 처리해서 이루어지는 강화 유리판이며, 강화용 유리판이 상기 강화용 유리판인 것을 특징으로 한다.

도 1은 실시예 란의 시료 No.1의 원판의 리타데이션의 측정 데이터이다.
도 2는 실시예 란의 시료 No.2의 원판의 리타데이션의 측정 데이터이다.
도 3은 실시예 란의 시료 No.1의 개별 조각의 휨량의 데이터이다.
도 4는 실시예 란의 시료 No.2의 개별 조각의 휨량의 데이터이다.

본 발명의 강화용 유리판에 있어서 판 면적이 0.01㎡ 이상이며, 바람직하게는 0.1㎡ 이상, 0.25㎡ 이상, 0.35㎡ 이상, 0.45㎡ 이상, 0.8㎡ 이상, 1.2㎡ 이상, 1.5㎡ 이상, 2㎡ 이상, 1.2.5㎡ 이상, 3㎡ 이상, 3.5㎡ 이상, 4㎡ 이상, 4.5㎡ 이상, 특히 5~10㎡이다. 판 면적이 클수록 강화 후 절단에 의한 강화 유리판의 채취 매수가 많아져서 강화 유리판이나 각종 디바이스의 제조 효율이 비약적으로 향상된다. 또한, 판 면적이 클수록 강화 유리판이 휘기 쉬워지기 때문에 본 발명의 효과를 발휘하기 쉬워진다.

판 두께는 1.5㎜ 이하, 1.0㎜ 이하, 0.8㎜ 이하, 0.7㎜ 이하, 0.6㎜ 이하, 특히 0.5㎜ 이하가 바람직하다. 이와 같이 하면, 표시 디바이스의 경량화를 도모하기 쉬워짐과 아울러, 강화 후 절단을 행할 경우에 표면의 압축 응력층의 영향에 의해 절단면에 압축 응력이 발생하기 쉬워져 절단면의 기계적 강도가 저하되기 어려워진다. 한편, 판 두께가 지나치게 작으면 원하는 기계적 강도를 얻기 어려워진다. 또한, 강화 유리판이 휘기 쉬워진다. 따라서, 판 두께는 0.1㎜ 이상이 바람직하다. 또한, 판 두께가 작을수록 강화 유리판이 휘기 쉬워지기 때문에 본 발명의 효과를 발휘하기 쉬워진다.

본 발명의 강화용 유리판에 있어서, 유효면 내를 50㎜ 간격으로 측정한 리타데이션의 최대값은 5.0㎚ 이하이며, 바람직하게는 4.0㎚ 이하, 3.5㎚ 이하, 3.0㎚ 이하, 2.5㎚ 이하, 2.0㎚ 이하, 특히 0.1~1.5㎚이다. 리타데이션의 최대값이 지나치게 크면 이온 교환 처리 후에 강화 유리판이 휘기 쉬워져 강화 유리판의 제조 효율이 저하되기 쉬워진다. 특히, 강화 후 절단을 적정하게 행할 수 없게 된다. 판 두께가 0.5㎜ 이하일 경우, 리타데이션의 최대값은 바람직하게는 1.8㎚ 이하, 1.5㎚ 이하, 1.2㎚ 이하, 특히 0.1~1.0㎚ 미만이다. 판 두께가 0.5 초과~0.6㎜일 경우, 리타데이션의 최대값은 바람직하게는 2.2㎚ 이하, 1.9㎚ 이하, 1.7㎚ 이하, 특히 0.1~1.5㎚이다. 판 두께가 0.6 초과~1.0㎜일 경우, 리타데이션의 최대값은 바람직하게는 4.0㎚ 이하, 3.5㎚ 이하, 3.0㎚ 이하, 2.5㎚ 이하, 2.0㎚ 이하, 특히 0.1~1.5㎚이다.

강화용 유리판의 리타데이션을 저하시키기 위해서는, 예를 들면 용융 유리를 성형로(성형체)에서 유리 리본으로 성형할 때에 유리 리본의 단부의 두께와 유리 리본의 중앙부의 두께의 차가 가능한 한 작도록 성형하거나, 유리 리본을 서냉로에서 서냉(냉각)할 때에 유리 리본의 폭 방향에 있어서의 온도 분포를 가능한 한 작게 하도록 냉각하면 좋다.

성형 공정에 있어서, 유리 리본의 단부의 두께와 유리 리본의 중앙부의 두께의 차가 가능한 한 작도록 성형하는 이유는 유리 리본의 단부의 두께가 유리 리본의 중앙부의 두께와 크게 다르면, 성형 후의 냉각 공정에 있어서 유리 리본의 단부와 중앙부에서 냉각 속도가 다르고, 그 결과 유효면 내의 리타데이션이 커지기 때문이다. 예를 들면, 용융 유리를 유리 리본으로 연신 성형하기 위한 성형 롤 등의 회전 속도 등을 조정하면, 유리 리본의 단부의 두께와 유리 리본의 중앙부의 두께를 균일화하기 쉬워진다.

또한, 서냉로에서의 냉각 공정에 있어서, 유리 리본의 폭 방향에 있어서의 온도 분포를 가급적 작게 하는 방법으로서 하기의 방법을 들 수 있다.

(1) 유리 리본이 균일하게 가열되도록 히터의 수를 많게 한다.

(2) 히터로부터의 열이 유리 리본에 균일하게 전해지도록 히터와 유리 리본 사이에 균열판을 설치한다.

(3) 유리 리본의 중앙부와 단부의 냉각 속도의 차가 작아지도록 유리 리본의 단부에 울타리를 설치하거나, 그 부분에 히터를 많이 배치한다.

(4) 유리의 판 당김 속도를 낮게(느리게) 한다.

오버플로우 다운드로우법은 플로트법과 달리, 저온 분위기인 절단 공정으로부터 고온 분위기인 서냉로 및 성형로의 방향으로 항상 유리 리본의 표면을 따라 저온의 공기류가 상승하고, 상승한 저온의 공기류는 서냉로 등의 내부에서 가열된 후 그 일부가 둘레벽부의 간극을 통해 외부 분위기로 새어나가기 때문에, 서냉로나 성형로의 분위기 온도가 변동되기 쉽게 되어 있다. 그 결과, 오버플로우 다운드로우법으로 성형된 유리판은 유효면 내의 리타데이션이 커지기 쉽다. 그 때문에, 오버플로우 다운드로우법으로 유리판을 성형하는 경우에는 유리 리본의 단부와 중앙부의 두께를 거의 동일한 두께로 하는 것, 온도 분포를 작게 하는 것에 추가하여 서냉로나 성형로에 있어서의 저온의 공기류의 상승을 억제하는 것이 바람직하다.

서냉로나 성형로에 있어서의 저온의 공기류의 상승을 억제하기 위해서는 서냉로 내에 대류 방지판을 설치하거나, 송풍기 등을 이용하여 성형로나 서냉로의 외부 분위기의 기압이 높아지도록 조정하거나 해서 성형로나 서냉로 내의 공기를 외부 분위기로 새어나가기 어렵게 하면 좋다.

상기 방법 이외에도, 유리 조성 중의 SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃의 함유량을 증가시켜 열팽창계수를 저하시키거나, 알칼리토류 금속 산화물의 함유량을 증가시켜 광탄성 정수를 저하시킴으로써 강화용 유리판의 리타데이션을 저하시키는 것도 유효하다.

본 발명의 강화용 유리판은 유리 조성 중의 B₂O₃의 함유량이 0.7~15질량%인 것이 바람직하다. B₂O₃는 고온 점도나 밀도를 저하시킴과 아울러 유리를 안정화시켜 결정이 석출되기 어렵게 하고, 액상 온도를 저하시키는 성분이다. 또한, 크랙 레지스턴스를 높이는 성분이다. 또한, 열팽창계수를 저하시켜 리타데이션을 저하시키는 성분이다. 그러나, B₂O₃의 함유량이 지나치게 많으면 이온 교환 처리에 의해 황변이라고 불리는 표면의 착색이 발생하거나, 내수성이 저하되거나, 압축 응력층의 압축 응력값이 저하되거나, 압축 응력층의 응력 깊이가 작아지는 경향이 있다.

본 발명의 강화용 유리판은 유리 조성 중의 Na₂O의 함유량이 1~20질량%인 것이 바람직하다. Na₂O는 주요한 이온 교환 성분이며, 또한 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, Na₂O는 내실투성을 개선하는 성분이기도 하다. 그러나, Na₂O의 함유량이 지나치게 적으면 용융성이 저하되거나, 열팽창계수가 저하되거나, 이온 교환 성능이 저하되기 쉬워진다. 한편, Na₂O의 함유량이 지나치게 많으면 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, 왜점(歪点)이 지나치게 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스를 결여시켜 오히려 내실투성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명의 강화용 유리판은 유리 조성으로서 질량%로 SiO₂ 50~80%, Al₂O₃ 5~25%, B₂O₃ 0.7~15%, Na₂O 1~20%, K₂O 0~10%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 각 성분의 함유 범위를 한정한 이유를 하기에 나타낸다. 또한, 각 성분의 함유 범위의 설명에 있어서 % 표시는 질량%를 가리킨다.

SiO₂는 유리의 네트워크를 형성하는 성분이며, 또한 열팽창계수를 저하시켜 리타데이션을 저하시키는 성분이다. SiO₂의 함유량은 바람직하게는 50~80%, 52~75%, 55~72%, 55~70%, 특히 55~67.5%이다. SiO₂의 함유량이 지나치게 적으면 유리화되기 어려워지고, 또한 열팽창계수가 지나치게 높아져 리타데이션이 높아지기 쉽다. 한편, SiO₂의 함유량이 지나치게 많으면 용융성이나 성형성이 저하되기 쉬워진다. 또한, 리타데이션의 저하를 우선시킬 경우 SiO₂의 함유량은 많은 편이 바람직하고, 구체적으로는 55% 이상, 58.4% 이상, 59% 이상, 59.5% 이상, 60% 이상, 특히 60.5% 이상이 바람직하다.

Al₂O₃는 이온 교환 성능을 높이는 성분이고, 또한 왜점이나 영률을 높이는 성분이며, 또한 열팽창계수를 저하시켜 리타데이션을 저하시키는 성분이다. Al₂O₃의 함유량은 5~25%가 바람직하다. Al₂O₃의 함유량이 지나치게 적으면 열팽창계수가 지나치게 높아져 리타데이션이 높아지기 쉬운 것에 추가하여, 이온 교환 성능을 충분히 발휘할 수 없는 우려가 발생한다. 따라서, Al₂O₃는 7% 이상, 8% 이상, 10% 이상, 12% 이상, 14% 이상, 15% 이상, 특히 16% 이상이 바람직하다. 한편, Al₂O₃의 함유량이 지나치게 많으면 유리에 실투 결정이 석출되기 쉬워져 오버플로우 다운드로우법 등으로 유리판을 성형하기 어려워진다. 또한, 열팽창계수가 지나치게 낮아져 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워지고, 또한 고온 점성이 높아져 용융성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, Al₂O₃는 22% 이하, 20% 이하, 19% 이하, 18% 이하, 특히 17% 이하가 바람직하다. 또한, 리타데이션의 저하를 우선시킬 경우 Al₂O₃의 함유량은 많은 편이 바람직하고, 구체적으로는 14% 이상, 15% 이상, 16% 이상, 17% 이상, 18% 이상, 19% 이상, 특히 20% 이상이 바람직하다.

B₂O₃는 고온 점도나 밀도를 저하시킴과 아울러 유리를 안정화시켜 결정이 석출되기 어렵게 하고, 액상 온도를 저하시키는 성분이다. 또한, 크랙 레지스턴스를 높이는 성분이다. 또한, 열팽창계수를 저하시켜 리타데이션을 저하시키는 성분이다. 그러나, B₂O₃의 함유량이 지나치게 많으면 이온 교환 처리에 의해 황변이라고 불리는 표면의 착색이 발생하거나, 내수성이 저하되거나, 압축 응력층의 압축 응력값이 저하되거나, 압축 응력층의 응력 깊이가 작아지는 경향이 있다. 따라서, B₂O₃의 함유량은 바람직하게는 0.7~15%, 1~10%, 1 초과~8%, 1.5~6%, 특히 2~5%이다.

Na₂O는 주요한 이온 교환 성분이며, 또한 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, Na₂O는 내실투성을 개선시키는 성분이기도 하다. Na₂O의 함유량은 1~20%이다. Na₂O의 함유량이 지나치게 적으면 용융성이 저하되거나, 열팽창계수가 저하되거나, 이온 교환 성능이 저하되기 쉬워진다. 따라서, Na₂O를 도입할 경우 Na₂O는 10% 이상, 11% 이상, 특히 12% 이상이 바람직하다. 한편, Na₂O의 함유량이 지나치게 많으면 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, 왜점이 지나치게 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스를 결여시켜 오히려 내실투성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Na₂O는 17% 이하, 특히 16% 이하가 바람직하다.

K₂O는 이온 교환을 촉진하는 성분이며, 알칼리 금속 산화물 중에서는 압축 응력층의 응력 깊이를 증대시키는 효과가 큰 성분이다. 또한, 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, 내실투성을 개선시키는 성분이기도 하다. K₂O의 함유량은 0~10%이다. K₂O의 함유량이 지나치게 많으면 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, 왜점이 지나치게 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스를 결여시켜 오히려 내실투성이 저하되는 경향이 있다. 따라서, K₂O는 8% 이하, 6% 이하, 4% 이하, 특히 2% 미만이 바람직하다.

상기 성분 이외에도, 예를 들면 이하의 성분을 도입해도 좋다.

Li₂O는 이온 교환 성분임과 아울러 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, 영률을 높이는 성분이다. 또한, 알칼리 금속 산화물 중에서는 압축 응력값을 증대시키는 효과가 크다. 그러나, Li₂O의 함유량이 지나치게 많으면 액상 점도가 저하되어 유리가 실투되기 쉬워진다. 또한, 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, 저온 점성이 지나치게 저하되어 응력 완화가 일어나기 쉬워지면 오히려 압축 응력값이 작아지는 경우가 있다. 따라서, Li₂O의 함유량은 바람직하게는 0~3.5%, 0~2%, 0~1%, 0~0.5%, 특히 0.01~0.2%이다.

Li₂O+Na₂O+K₂O의 적합한 함유량은 5~25%, 10~22%, 15~22%, 특히 17~22%이다. Li₂O+Na₂O+K₂O의 함유량이 지나치게 적으면 이온 교환 성능이나 용융성이 저하되기 쉬워진다. 한편, Li₂O+Na₂O+K₂O의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 실투되기 쉬워지는 것에 추가하여, 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, 왜점이 지나치게 저하되어 높은 압축 응력값을 얻기 어려워지는 경우가 있다. 또한, 액상 온도 부근의 점성이 저하되어 높은 액상 점도를 확보하기 어려워지는 경우도 있다. 또한, 「Li₂O+Na₂O+K₂O」는 Li₂O, Na₂O 및 K₂O의 합량이다.

MgO는 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이거나 왜점이나 영률을 높이는 성분이며, 알칼리토류 금속 산화물 중에서는 이온 교환 성능을 높이는 효과가 큰 성분이다. 또한, 광탄성 정수를 저하시키는 성분이다. 그러나, MgO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도나 열팽창계수가 높아지기 쉽고, 또한 유리가 실투되기 쉬워진다. 따라서, MgO는 12% 이하, 10% 이하, 8% 이하, 5% 이하, 특히 4% 이하가 바람직하다. 또한, 유리 조성 내에 MgO를 도입할 경우, MgO는 0.1% 이상, 0.5% 이상, 1% 이상, 특히 2% 이상이 바람직하다.

CaO는 다른 성분과 비교하여 내실투성의 저하를 동반하지 않고 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이거나, 왜점이나 영률을 높이는 효과가 크다. 또한, 광탄성 정수를 저하시키는 성분이다. CaO의 함유량은 0~10%가 바람직하다. 그러나, CaO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도나 열팽창계수가 높아지고, 또한 유리 조성의 성분 밸런스를 결여시켜 오히려 유리가 실투되기 쉬워지거나, 이온 교환 성능이 저하되기 쉬워진다. 따라서, CaO의 적합한 함유량은 0~5%, 0.01~4%, 0.1~3%, 특히 1~2.5%이다.

SrO는 내실투성의 저하를 동반하지 않고 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이거나, 왜점이나 영률을 높이는 성분이다. 또한, 광탄성 정수를 저하시키는 성분이다. 그러나, SrO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도나 열팽창계수가 높아지거나, 이온 교환 성능이 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스를 결여시켜 오히려 유리가 실투되기 쉬워진다. SrO의 적합한 함유 범위는 0~5%, 0~3%, 0~1%, 특히 0~0.1% 미만이다.

BaO는 내실투성의 저하를 동반하지 않고 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이거나, 왜점이나 영률을 높이는 성분이다. 또한, 광탄성 정수를 저하시키는 성분이다. 그러나, BaO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도나 열팽창계수가 높아지거나, 이온 교환 성능이 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스를 결여시켜 오히려 유리가 실투되기 쉬워진다. BaO의 적합한 함유 범위는 0~5%, 0~3%, 0~1%, 특히 0~0.1% 미만이다.

ZnO는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 특히 압축 응력값을 증대시키는 효과가 큰 성분이다. 또한, 저온 점성을 저하시키지 않고 고온 점성을 저하시키는 성분이다. 그러나, ZnO의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 분상되거나, 내실투성이 저하되거나, 밀도가 높아지거나, 압축 응력층의 응력 깊이가 작아지는 경향이 있다. 따라서, ZnO의 함유량은 0~6%, 0~5%, 0~1%, 0~0.5%, 특히 0~0.1% 미만이 바람직하다.

ZrO₂는 이온 교환 성능을 현저히 향상시키는 성분임과 아울러 액상 점도 부근의 점성이나 왜점을 높이는 성분이지만, 그 함유량이 지나치게 많으면 내실투성이 현저히 저하될 우려가 있고, 또한 밀도가 지나치게 높아질 우려가 있다. 따라서, ZrO₂는 10% 이하, 8% 이하, 6% 이하, 특히 5% 이하가 바람직하다. 또한, 이온 교환 성능을 높이고 싶을 경우 유리 조성 내에 ZrO₂를 도입하는 것이 바람직하고, 그 경우, ZrO₂는 0.01% 이상, 0.5% 이상, 특히 1% 이상이 바람직하다.

P₂O₅는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 특히 압축 응력층의 응력 깊이를 크게 하는 성분이다. 그러나, P₂O₅의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 분상되기 쉬워진다. 따라서, P₂O₅는 10% 이하, 8% 이하, 6% 이하, 4% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 특히 0.1% 미만이 바람직하다.

청징제로서, As₂O₃, Sb₂O₃, SnO₂, F, Cl, SO₃군(바람직하게는, SnO₂, Cl, SO₃군)으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상을 0~30000ppm(3%) 도입해도 좋다. SnO₂+SO₃+Cl의 함유량은 청징 효과를 적확하게 발휘하는 관점으로부터, 바람직하게는 0~10000ppm, 50~5000ppm, 80~4000ppm, 100~3000ppm, 특히 300~3000ppm이다. 여기서, 「SnO₂+SO₃+Cl」은 SnO₂, SO₃ 및 Cl의 합량을 가리킨다.

SnO₂의 적합한 함유 범위는 0~10000ppm, 0~7000ppm, 특히 50~6000ppm이고, Cl의 적합한 함유 범위는 0~1500ppm, 0~1200ppm, 0~800ppm, 0~500ppm, 특히 50~300ppm이다. SO₃의 적합한 함유 범위는 0~1000ppm, 0~800ppm, 특히 10~500ppm이다.

Nd₂O₃, La₂O₃ 등의 희토류 산화물은 영률을 높이는 성분이며, 또한 보색으로 되는 색을 추가하면 소색되어 유리의 색감을 컨트롤할 수 있는 성분이다. 그러나, 원료 자체의 비용이 높고, 또한 다량으로 도입하면 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, 희토류 산화물의 함유량은 바람직하게는 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 특히 0.5% 이하이다.

본 발명에서는 환경면의 배려로부터 실질적으로 As₂O₃, F, PbO, Bi₂O₃를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 「실질적으로 As₂O₃를 함유하지 않는」이란 유리 성분으로서 적극적으로 As₂O₃를 첨가하지 않지만 불순물 레벨로 혼입되는 경우를 허용하는 취지이며, 구체적으로는 As₂O₃의 함유량이 500ppm 미만인 것을 가리킨다. 「실질적으로 F를 함유하지 않는」이란 유리 성분으로서 적극적으로 F를 첨가하지 않지만 불순물 레벨로 혼입되는 경우를 허용하는 취지이며, 구체적으로는 F의 함유량이 500ppm 미만인 것을 가리킨다. 「실질적으로 PbO를 함유하지 않는」이란 유리 성분으로서 적극적으로 PbO를 첨가하지 않지만 불순물 레벨로 혼입되는 경우를 허용하는 취지이며, 구체적으로는 PbO의 함유량이 500ppm 미만인 것을 가리킨다. 「실질적으로 Bi₂O₃를 함유하지 않는」이란 유리 성분으로서 적극적으로 Bi₂O₃를 첨가하지 않지만 불순물 레벨로 혼입되는 경우를 허용하는 취지이며, 구체적으로는 Bi₂O₃의 함유량이 500ppm 미만인 것을 가리킨다.

본 발명의 강화용 유리판은 이하의 특성을 갖는 것이 바람직하다.

밀도는 2.6g/㎤ 이하, 특히 2.55g/㎤ 이하가 바람직하다. 밀도가 낮을수록 강화용 유리판을 경량화할 수 있다. 또한, 유리 조성 중의 SiO₂, B₂O₃, P₂O₅의 함유량을 증가시키거나, 알칼리 금속 산화물, 알칼리토류 금속 산화물, ZnO, ZrO₂, TiO₂의 함유량을 저감시키면 밀도가 저하되기 쉬워진다. 또한, 「밀도」는 주지의 아르키메데스법으로 측정 가능하다.

열팽창계수는, 바람직하게는 80×10^-7~120×10^-7/℃, 85×10^-7~110×10^-7/℃, 90×10^-7~110×10^-7/℃, 특히 90×10^-7~105×10^-7/℃이다. 열팽창계수를 상기 범위로 규제하면 금속, 유기계 접착제 등의 부재의 열팽창계수에 정합하기 쉬워져 금속, 유기계 접착제 등의 부재의 박리를 방지하기 쉬워진다. 또한, 열팽창계수가 낮을수록 리타데이션이 작아지기 쉽다. 여기서, 「열팽창계수」는 딜라토미터를 이용하여 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 열팽창계수를 측정한 값을 가리킨다. 또한, 유리 조성 중의 SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃, 알칼리 금속 산화물, 알칼리토류 금속 산화물의 함유량을 증가시키면 열팽창계수가 높아지기 쉽고, 역으로 알칼리 금속 산화물, 알칼리토류 금속 산화물의 함유량을 저감시키면 열팽창계수가 저하되기 쉬워진다.

왜점은 바람직하게는 500℃ 이상, 520℃ 이상, 530℃ 이상, 특히 550℃ 이상이다. 왜점이 높을수록 내열성이 향상되어 이온 교환 처리 후에 강화 유리판을 열처리할 경우 압축 응력층이 소실되기 어려워진다. 또한, 터치 패널 센서 등의 패터닝에 있어서 고품위의 막을 형성하기 쉬워진다. 여기서, 「왜점」은 ASTM C336 방법에 의거하여 측정한 값을 가리킨다. 또한, 유리 조성 중의 알칼리토류 금속 산화물, Al₂O₃, ZrO₂, P₂O₅의 함유량을 증가시키거나, 알칼리 금속 산화물의 함유량을 저감시키면 왜점이 높아지기 쉽다.

10^4. ⁰dPa·s에 있어서의 온도는, 바람직하게는 1280℃ 이하, 1230℃ 이하, 1200℃ 이하, 1180℃ 이하, 특히 1160℃ 이하이다. 여기서, 「10^4. ⁰dPa·s에 있어서의 온도」는 백금구 인상법으로 측정한 값을 가리킨다. 10^4. ⁰dPa·s에 있어서의 온도가 낮을수록 성형 설비로의 부담이 경감되어 성형 설비가 장수명화되고, 결과적으로 강화용 유리판의 제조 비용을 저렴화하기 쉬워진다. 또한, 알칼리 금속 산화물, 알칼리토류 금속 산화물, ZnO, B₂O₃, TiO₂의 함유량을 증가시키거나, SiO₂, Al₂O₃의 함유량을 저감시키면 10^4. ⁰dPa·s에 있어서의 온도가 저하되기 쉬워진다.

10^2. ⁵dPa·s에 있어서의 온도는, 바람직하게는 1620℃ 이하, 1550℃ 이하, 1530℃ 이하, 1500℃ 이하, 특히 1450℃ 이하이다. 여기서, 「10^2. ⁵dPa·s에 있어서의 온도」는 백금구 인상법으로 측정한 값을 가리킨다. 10^2. ⁵dPa·s에 있어서의 온도가 낮을수록 저온 용융이 가능해져 용융 가마 등의 유리 제조 설비로의 부담이 경감됨과 아울러 기포 품위를 높이기 쉬워진다. 따라서, 10^2. ⁵dPa·s에 있어서의 온도가 낮을수록 강화용 유리판의 제조 비용을 저렴화하기 쉬워진다. 또한, 10^2. ⁵dPa·s에 있어서의 온도는 용융 온도에 상당한다. 또한, 유리 조성 중의 알칼리 금속 산화물, 알칼리토류 금속 산화물, ZnO, B₂O₃, TiO₂의 함유량을 증가시키거나, SiO₂, Al₂O₃의 함유량을 저감시키면 10^2.5dPa·s에 있어서의 온도가 저하되기 쉬워진다.

액상 온도는 바람직하게는 1200℃ 이하, 1150℃ 이하, 1100℃ 이하, 1050℃ 이하, 1000℃ 이하, 950℃ 이하, 900℃ 이하, 특히 880℃ 이하이다. 여기서, 「액상 온도」는 표준체 30메쉬(체눈 개구 500㎛)를 통과하고, 50메쉬(체눈 개구 300㎛)에 남은 유리 분말을 백금 보트에 넣고 온도 구배로 내에 24시간 유지한 후 결정이 석출되는 온도를 가리킨다. 또한, 액상 온도가 낮을수록 내실투성이나 성형성이 향상된다. 또한, 유리 조성 중의 Na₂O, K₂O, B₂O₃의 함유량을 증가시키거나, Al₂O₃, Li₂O, MgO, ZnO, TiO₂, ZrO₂의 함유량을 저감시키면 액상 온도가 저하되기 쉬워진다.

액상 점도는 바람직하게는 10^4. ⁰dPa·s 이상, 10^4. ⁴dPa·s 이상, 10^4. ⁸dPa·s 이상, 10^5. ⁰dPa·s 이상, 10^5. ⁴dPa·s 이상, 10^5. ⁶dPa·s 이상, 10^6. ⁰dPa·s 이상, 10^6.2dPa·s 이상, 특히 10^6. ³dPa·s 이상이다. 여기서, 「액상 점도」는 액상 온도에 있어서의 점도를 백금구 인상법으로 측정한 값을 가리킨다. 또한, 액상 점도가 높을수록 내실투성이나 성형성이 향상된다. 또한, 유리 조성 중의 Na₂O, K₂O의 함유량을 증가시키거나, Al₂O₃, Li₂O, MgO, ZnO, TiO₂, ZrO₂의 함유량을 저감시키면 액상 점도가 높아지기 쉽다.

본 발명의 강화용 유리판은 미연마의 표면을 갖는 것이 바람직하고, 특히 양 표면이 미연마인 것이 바람직하며, 또한 미연마의 표면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 바람직하게는 10Å 이하, 보다 바람직하게는 5Å 이하, 보다 바람직하게는 4Å 이하, 더욱 바람직하게는 3Å 이하, 가장 바람직하게는 2Å 이하이다. 또한, 평균 표면 거칠기(Ra)는 SEMI D7-97 「FPD 유리판의 표면 거칠기의 측정 방법」에 준거한 방법에 의해 측정하면 좋다. 유리의 이론 강도는 본래 대단히 높지만, 이론 강도보다 훨씬 낮은 응력에서도 파괴에 이르는 경우가 많다. 이것은, 유리 표면에 그리피스 플로우라 불리는 작은 결함이 성형 후의 공정, 예를 들면 연마 공정 등에서 발생하기 때문이다. 그 때문에, 강화용 유리판의 표면을 미연마로 하면, 이온 교환 처리 후에 강화 유리판의 기계적 강도가 유지되어 강화 유리판이 파괴되기 어려워진다. 또한, 이온 교환 처리 후에 스크라이브 절단을 행할 때에 표면이 미연마이면 스크라이브 절단시에 부당한 크랙, 파손 등이 발생하기 어려워진다. 또한, 강화용 유리판의 표면을 미연마로 하면 연마 공정을 생략할 수 있기 때문에 강화용 유리판의 제조 비용을 저렴화할 수 있다. 또한, 미연마의 표면을 얻기 위해서는 오버플로우 다운드로우법으로 유리판을 성형하면 좋다.

본 발명의 강화용 유리판은 오버플로우 다운드로우법으로 성형되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 미연마로 표면 품위가 양호한 유리판을 성형하기 쉬워져, 결과적으로 강화 유리판의 표면의 기계적 강도를 높이기 쉬워진다. 이 이유는 오버플로우 다운드로우법의 경우, 표면으로 되어야 할 면이 홈통 형상 내화물에 접촉되지 않고 자유 표면의 상태로 성형되기 때문이다. 홈통 형상 구조물의 구조나 재질은 원하는 치수나 표면 품위를 실현 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 하방으로의 연신 성형을 행하기 위해 유리 리본에 대하여 힘을 인가 하는 방법은 원하는 치수나 표면 품위를 실현 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 충분히 큰 폭을 갖는 내열성 롤을 유리 리본에 접촉시킨 상태에서 회전시켜 연신하는 방법을 채용해도 좋고, 복수의 쌍으로 이루어진 내열성 롤을 유리 리본의 끝면 근방에만 접촉시켜서 연신하는 방법을 채용해도 좋다.

본 발명의 강화용 유리판은 오버플로우 다운드로우법 이외에도 슬롯 다운드로우법, 플로트법, 롤 아웃법, 리드로우법 등으로 성형할 수도 있다.

본 발명의 강화 유리판은 강화용 유리판을 이온 교환 처리해서 이루어지는 강화 유리판이며, 강화용 유리판이 상기 강화용 유리판인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 강화 유리판은 본 발명의 강화용 유리판의 기술적 특징(예를 들면, 유리 조성, 유리 특성 등)을 갖는다. 여기서는, 중복되는 기술적 특징은 편의상 그 기재를 생략한다.

본 발명의 강화 유리판은 이온 교환 처리에 의해 그 표면에 압축 응력층이 형성되어 있다. 이온 교환 처리는 유리의 왜점 이하의 온도에서 유리 표면에 이온 반경이 큰 알칼리 이온을 도입하는 방법이다. 이온 교환 처리로 압축 응력층을 형성하면 판 두께가 작은 경우에도 압축 응력층을 적정하게 형성할 수 있다.

이온 교환 용액, 이온 교환 온도 및 이온 교환 시간은 유리의 점도 특성 등을 고려해서 결정하면 좋다. 특히, 강화용 유리판 중의 Na 성분을 질산 칼륨 용액 중의 K 이온과 이온 교환 처리하면 표면에 압축 응력층을 효율적으로 형성할 수 있다.

본 발명의 강화 유리판에 있어서, 압축 응력층의 압축 응력값은 바람직하게는 400㎫ 이상, 500㎫ 이상, 600㎫ 이상, 700㎫ 이상, 특히 800㎫ 이상이다. 압축 응력값이 클수록 강화 유리판의 기계적 강도가 높아진다. 한편, 압축 응력값이 지나치게 크면 내부의 인장 응력값이 과대해져 강화 유리판이 자기 파괴되기 쉬워짐과 아울러 강화 유리판을 스크라이브 절단하기 어려워진다. 따라서, 압축 응력층의 압축 응력값은 바람직하게는 1500㎫ 이하, 특히 1300㎫ 이하이다. 또한, 유리 조성 중의 Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, MgO, ZnO의 함유량을 증가시키거나, SrO, BaO의 함유량을 저감시키면 압축 응력값이 커지는 경향이 있다. 또한, 이온 교환 시간을 짧게 하거나, 이온 교환 용액의 온도를 낮추면 압축 응력값이 커지는 경향이 있다.

응력 깊이는, 바람직하게는 15㎛ 이상, 20㎛ 이상, 특히 25㎛ 이상이다. 응력 깊이가 클수록 강화 유리판에 깊은 상처가 나도 강화 유리판이 깨지기 어려워짐과 아울러 기계적 강도의 불균일이 작아진다. 한편, 응력 깊이가 지나치게 크면 내부의 인장 응력값이 과대해져 강화 유리판이 자기 파괴되기 쉬워짐과 아울러 강화 유리판을 스크라이브 절단하기 어려워진다. 응력 깊이는 바람직하게는 100㎛ 이하, 80㎛ 미만, 60㎛ 이하, 특히 50㎛ 미만이다. 또한, 유리 조성 중의 K₂O, P₂O₅의 함유량을 증가시키거나, SrO, BaO의 함유량을 저감시키면 응력 깊이가 커지는 경향이 있다. 또한, 이온 교환 시간을 길게 하거나, 이온 교환 용액의 온도를 높이면 응력 깊이가 커지는 경향이 있다.

본 발명의 강화 유리판은 강화 후 절단, 특히 강화 후 스크라이브 절단되어 이루어지는 것이 바람직하다. 강화 유리판을 스크라이브 절단할 경우 스크라이브 상처의 깊이가 응력 깊이보다 크고, 또한 내부의 인장 응력값이 120㎫ 이하(바람직하게는 100㎫ 이하, 80㎫ 이하, 70㎫ 이하, 60㎫ 이하, 50㎫ 이하)인 것이 바람직하다. 또한, 강화 유리판의 끝면으로부터 5㎜ 이상 내측으로 떨어진 영역으로부터 스크라이브를 개시하는 것이 바람직하고, 대향하는 끝면으로부터 5㎜ 이상 내측의 영역에서 스크라이브를 종료하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 스크라이브시에 의도하지 않은 균열이 발생하기 어려워져 강화 후 스크라이브 절단을 적정하게 행하기 쉬워진다. 여기서, 내부의 인장 응력값은 이하의 식으로 산출되는 값이다.

내부의 인장 응력값=(압축 응력값×응력 깊이)/(강화 유리판의 두께-응력 깊이×2)

강화 후 스크라이브 절단할 경우, 강화 유리판의 표면에 스크라이브 라인을 형성한 후 그 스크라이브 라인을 따라 분단하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 절단시에 의도하지 않는 크랙이 진전되기 어려워진다. 스크라이브 라인을 따라 강화 유리판을 분단하기 위해서는 스크라이브 라인의 형성 중에 강화 유리가 자기 파괴되지 않는 것이 중요해진다. 자기 파괴란 강화 유리판의 표면에 존재하는 압축 응력, 내부에 존재하는 인장 응력의 영향에 의해 응력 깊이보다 깊은 데미지를 받았을 경우에 강화 유리판이 자발적으로 파괴되는 현상이다. 스크라이브 라인의 형성 중에 강화 유리판의 자기 파괴가 시작되면 원하는 절단을 행하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 스크라이브 라인의 깊이를 응력 깊이의 10배 이내, 5배 이내, 특히 3배 이내로 규제하는 것이 바람직하다. 또한, 스크라이브 라인의 형성에는 작업성의 점에서 다이아몬드 휠 팁 등을 이용하는 것이 바람직하다.

강화 후 절단될 경우, 강화 유리판의 끝면(절단면)과 표면이 교차하는 끝 가장자리 영역의 일부 또는 전부에 모따기 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하고, 적어도 표시측의 끝 가장자리 영역의 일부 또는 전부에 모따기 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 모따기 가공으로서, R 모따기가 바람직하고, 이 경우 곡률 반경 0.05~0.5㎜의 R 모따기가 바람직하다. 또한, 0.05~0.5㎜의 C 모따기도 적합하다. 또한, 모따기면의 표면 거칠기 Ra는 1㎚ 이하, 0.7㎚ 이하, 0.5㎚ 이하, 특히 0.3㎚ 이하가 바람직하다. 이와 같이 하면, 끝 가장자리 영역을 기점으로 한 크랙을 방지하기 쉬워진다. 여기서, 「표면 거칠기 Ra」는 JIS B0601:2001에 준거한 방법으로 측정한 값을 가리킨다.

실시예 1

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시예는 단순한 예시이다. 본 발명은 이하의 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

표 1은 본 발명의 실시예(시료 No.1) 및 비교예(시료 No.2)를 나타내고 있다.

이와 같이 해서 시료 No.1, 2를 제작했다. 우선 유리 원료를 조합하고, 유리 배치(batch)를 제작했다. 이어서, 이 유리 배치를 연속 용융로에 투입하여 청징 공정, 교반 공정, 공급 공정을 거쳐서 오버플로우 다운드로우법에 의해 두께 0.7㎜의 판 형상으로 성형한 후, 소정 치수(640㎜×750㎜)로 절단해서 강화용 유리판(원판)을 제작했다. 이 강화용 유리판은 유리 조성으로서 질량%로 SiO₂ 57.4%, Al₂O₃ 13%, B₂O₃ 2%, MgO 2%, CaO 2%, Li₂O 0.1%, Na₂O 14.5%, K₂O 5%, ZrO₂ 4%를 함유하고, 밀도가 2.54g/㎤, 왜점이 517℃, 열팽창계수가 99.9×10^-7/℃, 10^4.0dPa·s에 있어서의 온도가 1098℃, 10^2. ⁵dPa·s에 있어서의 온도가 1392℃, 액상 온도가 880℃, 액상 점도가 10^5. ⁵dPa·s이다. 그리고, 이 강화용 유리판은 표면이 미연마이다. 또한, 오버플로우 다운드로우법의 성형 조건(성형 롤의 회전 속도, 판 당김 속도), 서냉 조건(저온 공기류의 상승도)을 제어함으로써 유효면 내의 리타데이션의 최대값을 조정했다.

강화용 유리판(원판)의 리타데이션의 최대값은 유효면 내를 50㎜ 간격으로 측정했을 때의 최대값이며, 유니옵트사의 광헤테로다인법에 의한 공통 광로 간섭계와 푸리에 해석법을 이용한 복굴절 측정 장치에 의해 측정한 값이다. 도 1은 시료 No.1의 원판의 리타데이션의 측정 데이터이다. 도 2는 시료 No.2의 원판의 리타데이션의 측정 데이터이다. 도 1 및 도 2에 있어서, 각 원의 중심은 측정점, 원의 직경은 리타데이션의 크기, 원의 직경으로서 그려진 선의 방향은 유리판의 변 방향에 대한 리타데이션의 방위각 θ를 나타내고 있다. 이 강화 유리판을 정반(定盤) 상에 적재하고, 에어를 흐르게 하면서 상방의 유효면을 센서로 검지함으로써 휨량을 측정했다.

이어서, 각 시료를 440℃의 KNO₃ 용융염 내에서 6시간 침지시킴으로써 이온 교환 처리를 행한 후, 각 시료의 표면을 세정해서 강화 유리판(원판 사이즈)을 제작했다.

별도로, 개별 조각의 강화 유리판의 휨량도 측정했다. 강화용 유리판(원판)을 절단함으로써 유효면으로부터 18매의 7인치 사이즈(114.8㎜×176.4㎜)의 개별 조각을 채취했다. 이어서, 각 개별 조각 시료를 440℃의 KNO₃ 용융염 내에서 6시간 침지시킴으로써 이온 교환 처리를 행한 후, 표면을 세정해서 개별 조각의 강화 유리판을 제작했다. 이어서, 얻어진 개별 조각의 강화 유리판을 비스듬히 기대어 세워 적재한 후, 레이저로 스캔해서 스캔 폭에 대한 휨의 비율을 산출했다. 표 내의 휨량은 개별 조각의 강화 유리판의 휨량의 평균치이다. 또한, 이온 교환 처리 전의 강화용 유리판에 관해서도 마찬가지로 해서 휨을 평가했다.

도 3은 시료 No.1의 개별 조각의 휨량의 데이터이다. 도 4는 시료 No.2의 개별 조각의 휨량의 데이터이다. 도 3, 4에 있어서, 상단의 수치는 이온 교환 처리 전의 휨량을 나타내고 있고, 하단의 수치는 이온 교환 처리 후의 휨량을 나타내고 있다. 또한, 도 3, 4에서는 강화용 유리판(원판)의 유효면으로부터의 채취 위치가 구획마다 도시되어 있다. 또한, 성형시에 유리 리본이 유하한 방향은 도 3, 4의 상방으로부터 하방으로의 방향이다.

이어서, 표면 응력계(유겐가이샤 오리하라 세이사쿠쇼제 FSM-6000)를 이용하여 관찰되는 간섭 무늬의 개수와 그 간격으로부터 표면의 압축 응력층의 압축 응력값과 응력 깊이를 산출했다. 산출시에, 각 시료의 굴절률을 1.52, 광학 탄성 정수를 28[(㎚/㎝)/㎫]로 했다.

표 1로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.1은 리타데이션의 최대값이 작기 때문에 이온 교환 처리 후의 휨량이 작았다. 한편, 시료 No.2는 리타데이션의 최대값이 크기 때문에 이온 교환 처리 후의 휨량이 컸다.

또한, 판 면적이 클수록 휨량이 커지고, 판 두께가 작을수록 휨량이 커진다. 따라서, 판 면적이 클수록, 또는 판 두께가 작을수록 유효면 내의 리타데이션의 최대값을 소정값 이하로 규제하는 의의가 커지는 것으로 생각된다. 그리고, 유효면 내의 리타데이션의 최대값과 휨량의 경향은 표 2에 기재된 강화용 유리(시료 No.3~7)에서도 마찬가지라고 생각된다.

실시예 2

우선 유리 조성으로서 질량%로 SiO₂ 60.5%, Al₂O₃ 20.5%, MgO 2.3%, Na₂O 16.0%, SnO₂ 0.5%를 함유하도록 유리 원료를 조합해서 유리 배치를 제작했다. 이어서, 이 유리 배치를 연속 용융로에 투입하여 청징 공정, 교반 공정, 공급 공정을 거쳐서 오버플로우 다운드로우법으로 판 형상으로 성형한 후, 1800㎜×1500㎜×두께 0.5㎜의 치수로 절단해서 강화용 유리판(원판)을 제작했다. 또한, 성형, 서냉시에 각 히터간의 온도 분포를 ±1℃ 이내로 제어함과 아울러 성형로나 서냉로의 외부 분위기의 기압이 높아지도록 제어해서 상승 기류의 발생을 억제했다.

상기와 마찬가지의 방법에 의해 얻어진 강화용 유리판에 대해 리타데이션의 최대값을 측정한 바, 0.80㎚였다. 이어서, 얻어진 강화용 유리판에 대해 430℃의 KNO₃용융염 내에서 4시간 침지시킴으로써 이온 교환 처리를 행한 후, 상기와 마찬가지의 방법에 의해 압축 응력층의 압축 응력값과 응력 깊이를 산출한 바, 압축 응력값이 1220㎫, 응력 깊이가 38㎛였다. 또한, 산출시에 각 시료의 굴절률을 1.50, 광학 탄성 정수를 30[(㎚/㎝)/㎫]으로 했다.

또한, 얻어진 강화 유리판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하고, 그 스크라이브 라인을 따라 브레이킹 조작을 행하고, 유효면으로부터 100매의 7인치 사이즈(114.8㎜×176.4㎜)의 개별 조각을 분단했다. 그 결과, 파손 불량이 발생하지 않고 개별 조각의 강화 유리판을 100매 채취할 수 있었다. 또한, 스크라이브 라인의 형성시에 대향하는 끝면으로부터 5㎜ 이상 내측의 영역에서 스크라이브를 종료하도록 했다. 또한, 스크라이브 절단시에 스크라이브 상처의 깊이를 응력 깊이보다 커지도록 했다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 강화용 유리판 및 강화 유리판은 휴대 전화, 디지털 카메라, PDA 등의 표시 디바이스의 커버 유리에 적합하다. 또한, 본 발명의 강화용 유리판 및 강화 유리판은 이들 용도 이외에도 높은 기계적 강도가 요구되는 용도, 예를 들면 창유리, 자기 디스크용 기판, 플랫 패널 디스플레이용 기판, 고체 촬상 소자용 커버 유리, 식기 등으로의 응용을 기대할 수 있다.

Claims

판 면적이 0.01㎡ 이상, 판 두께가 1.5㎜ 이하의 강화용 유리판으로서,
유효면 내를 50㎜ 간격으로 측정한 리타데이션의 최대값이 5.0㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항에 있어서,
오버플로우 다운드로우법에 의해 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
유리 조성 중의 B₂O₃의 함유량이 0.7~15질량%인 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
유리 조성 중의 Na₂O의 함유량이 1~20질량%인 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
유리 조성으로서 질량%로 SiO₂ 50~80%, Al₂O₃ 5~25%, B₂O₃ 0.7~15%, Na₂O 1~20%, K₂O 0~10%를 함유하는 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
440℃의 KNO₃ 용융염 내에서 6시간의 이온 교환 처리를 행했을 때, 표면의 압축 응력층의 압축 응력값이 400㎫ 이상, 또한 압축 응력층의 응력 깊이가 15㎛ 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
미연마의 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
표시 디바이스의 커버 유리에 이용하는 것을 특징으로 하는 강화용 유리판.
강화용 유리판을 이온 교환 처리해서 이루어지는 강화 유리판으로서,
강화용 유리판이 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 강화용 유리판인 것을 특징으로 하는 강화 유리판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 강화용 유리판을 이온 교환 처리한 후에 절단하는 것을 특징으로 하는 강화 유리판의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 강화용 유리판을 절단한 후에 이온 교환 처리하는 것을 특징으로 하는 강화 유리판의 제조 방법.