KR20160030071A - 강화 유리 및 강화용 유리 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 강화 유리는 표면에 압축 응력층을 갖는 강화 유리이며, 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

강화 유리 및 강화용 유리{TEMPERED GLASS AND GLASS FOR TEMPERING}
본 발명은 강화 유리 및 강화용 유리에 관한 것이며, 특히 모바일 PC 등의 외장 부품에 적합한 강화 유리 및 강화용 유리에 관한 것이다.
터치 패널을 탑재한 휴대 전화가 보급되어 있다. 이러한 휴대 전화의 커버 유리에는 이온 교환 처리 등에 의해 강화 처리한 유리(소위, 강화 유리)가 사용된다. 강화 유리는 미강화의 유리에 비해 기계적 강도가 높기 때문에 본 용도에 적합하다(특허문헌 1, 비특허문헌 1 참조).
최근, 휴대 전화 이외의 용도에서도 터치 패널이 탑재되어 있고, 용도에 따라서는 특수 형상, 예를 들면 굴곡부 및/또는 만곡부를 갖는 외장 부품이 필요하게 된다. 특수 형상을 갖는 강화 유리는, 예를 들면 용융 유리를 평판형상으로 성형하여 강화용 유리 기판을 얻은 후, 이 강화용 유리 기판을 열가공하고, 특수 형상으로 변형시켜 강화 처리를 더 행함으로써 제작할 수 있다(특허문헌 2, 3 참조).
따라서, 특정 형상을 갖는 강화 유리를 얻기 위해서는 열가공성이 우수한 것이 요구된다.
일본 특허 공개 2006-83045호 공보 미국 특허 제7168047호 공보 일본 특허 공개 2001-247342호 공보
이즈미타니 테츠로 외, 「새로운 유리와 그 물성」, 초판, Management System Laboratory. Co., Ltd., 1984년 8월 20일, p.451-498
그래서, 강화 유리의 표면에는 압축 응력층이 형성된다. 일반적으로 압축 응력층의 압축 응력값(CS) 및/또는 응력 깊이(DOL)를 크게 하면 강화 유리의 기계적 강도를 높일 수 있다.
유리 조성 중의 Al2O3의 함유량을 증량하면 이온 교환 성능이 향상되어 압축 응력층의 압축 응력값(CS) 및/또는 응력 깊이(DOL)를 크게 할 수 있다. 그러나, 유리 조성 중의 Al2O3의 함유량을 증량하면 연화점이 상승하여 열가공성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, 이온 교환 성능과 열가공성을 양립시키는 것은 곤란하다.
그래서 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 기술적 과제는 이온 교환 성능과 열가공성을 양립할 수 있는 강화 유리 및 강화용 유리를 창안하는 것이다.
본 발명자들은 예의 검토를 행한 결과, 유리 조성을 소정 범위로 규제함으로써 이온 교환 성능과 열가공성을 양립할 수 있는 것을 발견하여 본 발명으로서 제안하는 것이다. 즉, 본 발명의 강화 유리는 표면에 압축 응력층을 갖는 강화 유리이며, 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강화 유리는 굴곡부 및/또는 만곡부를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리는 열가공에 의해 굴곡부 및/또는 만곡부가 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서, 「열가공」에는 유리에 열을 가해서 소정 형상으로 변형시키는 것뿐만 아니라 용융 유리를 성형 몰드에 흘려 넣고, 필요에 따라 프레스하여 소정 형상으로 성형하는 것을 포함하고, 또한 특수 형상의 롤러에 의해 용융 유리를 롤 성형하여 소정 형상으로 성형하는 것도 포함한다.
본 발명의 강화 유리는 열가공 후에 강화 처리되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리는 열가공 후, 강화 처리 전에 단면(端面)이 연삭 처리 및/또는 연마 처리되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리는 압축 응력층의 압축 응력값(CS)이 500㎫ 이상이며, 또한 압축 응력층의 응력 깊이(DOL)가 20㎛ 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, 「압축 응력층의 압축 응력값(CS)」 및 「응력 깊이(DOL)」는 표면 응력계(예를 들면, TOSHIBA CORPORATION제 FSM-6000)를 사용하여 간섭 무늬의 개수와 그 간격을 관찰함으로써 산출한 것이다.
본 발명의 강화 유리는 연화점이 800℃ 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 「연화점」은 ASTM C338의 방법에 의거하여 측정한 값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 서랭점이 600℃ 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 「서랭점」은 ASTM C336의 방법에 의거하여 측정한 값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 변형점이 400℃ 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, 「변형점」은 ASTM C336의 방법에 의거하여 측정한 값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 액상 온도가 1200℃ 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 「액상 온도」는 유리를 분쇄하여 표준체 30메쉬(체눈크기 500㎛)를 통과하고, 50메쉬(체눈크기 300㎛)에 남는 유리 분말을 백금 보트에 넣고, 온도 구배로 중에 24시간 유지해서 결정이 석출되는 온도를 측정한 값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 액상 점도가 104. 0dPa·s 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, 「액상 점도」는 액상 온도에 있어서의 유리의 점도를 백금구 인상법으로 측정한 값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 열팽창계수가 50~110×10-7/℃인 것이 바람직하다. 여기에서, 「열팽창계수」는 딜라토미터로 측정한 값을 가리키고, 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 표면에 압축 응력층을 갖는 강화 유리로서, 유리 조성 중에 실질적으로 Li2O를 함유하지 않고, 연화점이 720℃ 이하이며, 압축 응력층의 압축 응력값(CS)이 500㎫ 이상이며, 또한 압축 응력층의 응력 깊이(DOL)가 20㎛ 이상인 것을 특징으로 한다. 여기에서, 「실질적으로 Li2O를 함유하지 않고」란 유리 조성 중의 Li2O의 함유량이 0.1질량% 미만인 경우를 가리킨다.
본 발명의 강화용 유리는 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강화용 유리는 굴곡부 및/또는 만곡부를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화용 유리는 단면이 연삭 및/또는 연마되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리의 제조 방법은 강화용 유리를 열가공한 후, 강화 처리를 행하여 강화 유리를 얻는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강화 유리의 제조 방법은 강화용 유리가 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리의 제조 방법은 열가공에 의해 굴곡부 및/또는 만곡부를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리의 제조 방법은 강화 처리 전에 단면을 연삭 및/또는 연마하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 강화 유리의 제조 방법은 강화 처리 후에 단면을 연삭 및/또는 연마하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.
도 1a는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 1c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 1d는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 1e는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 개략 정면도이다.
도 3b는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 개략 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 개략 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 개략 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 개략 측면도이다.
도 4c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다.
도 6은 [실시예3]에 의한 열가공을 설명하기 위한 개략 종단 측면도이다.
도 7은 [실시예3]에 의한 열가공을 설명하기 위한 공정도이다.
표면에 압축 응력층을 형성하는 방법에는 물리 강화법과 화학 강화법이 있다. 본 발명의 강화 유리는 화학 강화법에 의해 압축 응력층을 형성하는 것이 바람직하다. 화학 강화법은 변형점 이하의 온도에서 이온 교환에 의해 유리의 표면에 이온 반경이 큰 알칼리 이온을 도입하는 방법이다. 화학 강화법이면 유리의 두께가 얇아도 강화 처리가 가능해져 소망의 기계적 강도를 얻을 수 있다. 또한, 화학 강화법에 의해 압축 응력층을 형성하면 풍냉 강화법 등의 물리 강화법과는 달리 강화 처리 후에 유리 기판을 절단해도 유리 기판이 용이하게 파괴되는 일이 없다.
본 발명의 강화 유리는 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유한다. 상기한 바와 같이 각 성분의 함유 범위를 규제한 이유를 하기에 나타낸다. 또한, 각 성분의 함유 범위의 설명에 있어서 % 표시는 특별히 언급이 있는 경우를 제외하고, 질량%를 나타낸다.
SiO2는 유리의 네트워크를 형성하는 성분이다. SiO2의 함유량은 50~70%, 바람직하게는 53~70%, 보다 바람직하게는 55~65%, 더 바람직하게는 55~63%, 특히 바람직하게는 55~60%이다. SiO2의 함유량이 지나치게 적으면 유리화되기 어려워지는 것에 추가해서 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되기 쉬워진다. 한편, SiO2의 함유량이 지나치게 많으면 용융성이나 성형성이 저하되는 것에 추가해서 열팽창계수가 지나치게 저하되어 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다.
Al2O3는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 또한 변형점이나 영률을 높이는 성분이다. Al2O3의 함유량은 10~30%이다. Al2O3의 함유량이 지나치게 적으면 이온 교환 성능을 충분히 발휘할 수 없을 우려가 생긴다. 한편, Al2O3의 함유량이 지나치게 많으면 유리에 실투 결정이 석출되기 쉬워지고, 성형성이 저하되기 쉬워져 특히 오버플로우 다운드로우법 등으로 유리 기판을 성형하기 어려워진다. 또한, Al2O3의 함유량이 지나치게 많으면 열팽창계수가 지나치게 저하되어 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워지거나, 고온 점성이 지나치게 높아져 유리를 용융하기 어려워진다. 또한, Al2O3의 함유량이 지나치게 많으면 연화점이 높아짐으로써 열가공 온도가 지나치게 높아지고, 특히 프레스 성형 시의 온도가 지나치게 높아져 금형의 열화가 촉진될 우려가 있다. 상기 관점을 종합적으로 판단하면 Al2O3의 적합한 상한 범위는 19% 이하, 18% 이하 또는 17% 이하, 특히 16.5% 이하이며, 적합한 하한 범위는 11% 이상 또는 12% 이상, 특히 13% 이상이다.
B2O3는 연화점을 저하시키는 성분이며, 또한 액상 온도, 고온 점도, 밀도를 저하시키는 성분이다. B2O3의 함유량은 0~10%이다. B2O3의 함유량이 지나치게 많으면 이온 교환에 의해 표면에 블러가 발생하거나, 내수성이 저하되거나, 압축 응력값(CS)이 낮아지거나, 응력 깊이(DOL)가 얕아지거나, 액상 점도가 저하될 우려가 있다. 따라서, B2O3의 상한 범위는 10% 이하이며, 바람직하게는 9% 이하 또는 8% 이하, 특히 바람직하게는 7% 이하이다. 또한, B2O3의 함유량이 지나치게 적으면 연화점을 저하시키는 것이 곤란해진다. 따라서, B2O3의 하한 범위는 바람직하게는 0.1% 이상, 1% 이상, 2% 이상, 3% 이상 또는 4% 이상, 특히 바람직하게는 5% 이상이다.
Na2O는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 또한 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, 내실투성을 개선하는 성분이다. Na2O의 함유량은 10~20%이며, 바람직하게는 10~18%, 12~18% 또는 13~17%, 특히 바람직하게는 12~15%이다. Na2O의 함유량이 지나치게 적으면 용융성이 저하되거나, 열팽창계수가 지나치게 저하되거나, 연화점이 지나치게 높아지거나, 이온 교환 성능이 저하되기 쉬워진다. 한편, Na2O의 함유량이 지나치게 많으면 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, Na2O의 함유량이 지나치게 많으면 변형점이 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스가 손상되어 반대로 내실투성이 저하되는 경향이 있다.
Al2O3+B2O3+Na2O의 함유량은 바람직하게는 18% 이상, 19% 이상, 20% 이상, 21% 이상, 22% 이상, 23% 이상 또는 24% 이상, 특히 바람직하게는 25% 이상이다. 이렇게 하면 이온 교환 성능과 열가공성을 양립시키기 쉬워진다. 여기에서, 「Al2O3+B2O3+Na2O」는 Al2O3, B2O3 및 Na2O의 합량을 가리킨다.
질량비 Al2O3/Na2O는 바람직하게는 0.75~2, 0.85~1.7, 또는 0.9~1.5, 특히 바람직하게는 0.95~1.3이다. 또한, 질량비 (Al2O3+B2O3)/(B2O3+Na2O)는 바람직하게는 0.75~2, 0.85~1.7, 또는 0.9~1.5, 특히 바람직하게는 0.95~1.3이다. 이렇게 하면 이온 교환 성능과 열가공성을 양립시키기 쉬워진다. 여기에서, 「Al2O3+B2O3+Na2O」는 Al2O3, B2O3 및 Na2O의 합량을 가리킨다. 여기에서, 「Al2O3+B2O3」은 Al2O3와 B2O3의 합량이다. 또한 「B2O3+Na2O」는 B2O3과 Na2O의 합량이다.
상기 성분 이외에도, 예를 들면 이하의 성분을 도입해도 좋다.
Li2O는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 또한 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, Li2O는 영률을 향상시키는 성분이다. 또한, Li2O는 알칼리 금속 산화물 중에서는 압축 응력값(CS)을 향상시키는 효과가 크다. 그러나, Li2O의 함유량이 지나치게 많으면 액상 점도가 저하되어서 유리가 실투되기 쉬워지는 것에 추가해서 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, Li2O의 함유량이 지나치게 많으면 저온 점성, 특히 변형점이 지나치게 저하되어 이온 교환시에 응력 완화가 발생하기 쉬워지고, 반대로 압축 응력값(CS)이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Li2O의 함유량은 바람직하게는 0~10%, 0~8%, 0~6%, 0~4%, 0~3%, 0~2%, 0~1%, 또는 0~0.5%, 특히 바람직하게는 0~0.1%이며, 실질적으로 Li2O를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
K2O는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 또한 알칼리 금속 산화물 중에서는 응력 깊이(DOL)를 증대시키는 효과가 큰 성분이다. 또한, K2O는 고온 점도를 저하시켜서 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. 또한, K2O는 내실투성을 개선하는 성분이다. 그러나, K2O의 함유량이 지나치게 많으면 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, K2O의 함유량이 지나치게 많으면 변형점이 저하되거나, 유리 조성의 성분 밸런스가 손상되어 반대로 내실투성이 저하되는 경향이 있다. 이상의 관점으로부터 K2O의 함유량은 0~10%가 바람직하고, K2O의 적합한 상한 범위는 8% 이하, 7% 이하 또는 6% 이하, 특히 5% 이하이며, 적합한 하한 범위는 응력 깊이(DOL)를 증대시키는 관점으로부터 0.1% 이상, 0.5% 이상 또는 1% 이상, 특히 2% 이상이다.
Li2O+Na2O+K2O는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 또한 고온 점도를 저하시켜 용융성이나 성형성을 높이는 성분이다. Li2O+Na2O+K2O의 함유량이 지나치게 적으면 이온 교환 성능이나 용융성이 저하되거나, 연화점이 부당하게 높아지는 경우가 있다. 따라서, Li2O+Na2O+K2O의 함유량은 바람직하게는 8% 이상, 10% 이상 또는 13% 이상, 특히 바람직하게는 15% 이상이다. 한편, Li2O+Na2O+K2O의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 실투되기 쉬워지는 것에 추가해서 열팽창계수가 지나치게 높아져 내열 충격성이 저하되거나, 주변 재료의 열팽창계수에 정합시키기 어려워진다. 또한, 변형점이 지나치게 저하되어 압축 응력값(CS)을 높이기 어려워지는 경우가 있다. 또한, 액상 온도 부근의 점성이 저하되어 높은 액상 점도를 확보하기 어려워지는 경우가 있다. 따라서, Li2O+Na2O+K2O의 함유량은 바람직하게는 30% 이하 또는 25% 이하, 특히 바람직하게는 20% 이하이다. 또한, 「Li2O+Na2O+K2O」는 Li2O, Na2O 및K2O의 합량이다.
MgO는 고온 점도를 저하시켜서 용융성이나 성형성을 높이거나, 변형점이나 영률을 높이는 성분이며, 특히 알칼리 토류 금속 산화물 중에서는 이온 교환 성능을 높이는 효과가 큰 성분이다. MgO의 함유량은 바람직하게는 0~10%, 0~6% 또는 0~4%, 특히 바람직하게는 0~3%이다. 그러나, MgO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도, 열팽창계수가 지나치게 높아지거나, 유리가 실투되기 쉬워진다.
CaO는 고온 점도를 저하시켜서 용융성이나 성형성을 높이거나, 변형점이나 영률을 높이는 성분이다. 또한, 알칼리 토류 금속 산화물 중에서는 이온 교환 성능을 높이는 효과가 비교적 큰 성분이다. 그러나, CaO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도, 열팽창계수가 지나치게 높아지거나, 유리가 실투되기 쉬워지거나, 유리 조성의 성분 밸런스가 손상되어서 반대로 이온 교환 성능이 저하되는 경우가 있다. 따라서, CaO의 함유량은 바람직하게는 0~10%, 0~3%, 0~1%, 또는 0~0.5% 미만, 특히 바람직하게는 0~0.1%이다.
SrO는 고온 점도를 저하시켜서 용융성이나 성형성을 높이거나, 변형점이나 영률을 높이는 성분이다. SrO의 함유량이 지나치게 많으면 이온 교환 성능, 내실투성이 저하되는 것에 추가해서 밀도나 열팽창계수가 지나치게 높아진다. 따라서, SrO의 함유량은 바람직하게는 5% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하 또는 0.5% 이하, 특히 바람직하게는 0.1% 이하이다.
BaO는 고온 점도를 저하시켜서 용융성이나 성형성을 높이거나, 변형점이나 영률을 높이는 성분이다. BaO의 함유량이 지나치게 많으면 이온 교환 성능, 내실투성이 저하되는 것에 추가해서 밀도나 열팽창계수가 지나치게 높아진다. 따라서, BaO의 함유량은 바람직하게는 5% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.8% 이하 또는 0.5% 이하, 특히 바람직하게는 0.1% 이하이다.
SrO+BaO의 함유량은 바람직하게는 0~5%, 0~3%, 0~2.5%, 0~2%, 또는 0~1%, 특히 바람직하게는 0~0.1%이다. SrO와 BaO는 이온 교환 반응을 저해하는 작용이 있다. 따라서, SrO+BaO의 함유량이 지나치게 많으면 강화 유리의 기계적 강도를 높이기 어려워진다. 또한, 「SrO+BaO」는 SrO와 BaO의 합량이다.
MgO+CaO+SrO+BaO는 고온 점도를 저하시켜서 용융성이나 성형성을 높이거나, 변형점이나 영률을 높이는 성분이다. 그러나, MgO+CaO+SrO+BaO의 함유량이 지나치게 많으면 밀도나 열팽창계수가 지나치게 높아지거나, 내실투성이 저하되거나, 이온 교환 성능이 저하되는 경향이 있다. 따라서, MgO+CaO+SrO+BaO의 함유량은 바람직하게는 0~15%, 0~10%, 또는 0~6%, 특히 바람직하게는 0~5%이다. 또한, 「MgO+CaO+SrO+BaO」는 MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량이다.
MgO+CaO+SrO+BaO의 함유량을 Li2O+Na2O+K2O의 함유량으로 나눈 값, 즉 질량분율 (MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O)의 값이 지나치게 크면 내실투성이 저하되는 경향이 나타난다. 따라서, 질량분율 (MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O)의 값은 바람직하게는 0.5 이하 또는 0.4 이하, 특히 바람직하게는 0.3 이하이다.
ZnO는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 특히 압축 응력값(CS)을 높이는 성분임과 아울러, 저온 점성을 저하시키지 않고 고온 점성을 저하시키는 성분이다. 그러나, ZnO의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 분상되거나, 내실투성이 저하되거나, 밀도가 높아지기 쉽다. ZnO의 함유량은 바람직하게는 0~10%, 0~5%, 또는 0~3%, 특히 바람직하게는 0~1%이다.
ZrO2는 이온 교환 성능을 현저하게 향상시키는 성분임과 아울러, 액상 점도 부근의 점성이나 변형점을 높이는 성분이다. 그러나, ZrO2의 함유량이 지나치게 많으면 내실투성이 극단적으로 저하되는 경우가 있다. 따라서, ZrO2의 함유량은 바람직하게는 0~10%, 0~9%, 0~5%, 0~3%, 또는 0~1%, 특히 바람직하게는 0~0.1%이다.
TiO2는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 또한 고온 점도를 저하시키는 성분이다. 그러나, TiO2의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 착색되거나, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, TiO2의 함유량은 바람직하게는 1% 이하 또는 0.5% 이하, 특히 바람직하게는 0.1% 이하이다.
P2O5는 이온 교환 성능을 높이는 성분이며, 특히 응력 깊이(DOL)를 크게 하는 성분이다. 그러나, P2O5의 함유량이 지나치게 많으면 유리가 분상되거나, 내수성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, P2O5의 함유량은 바람직하게는 8% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.5% 이하 또는 0.2% 이하, 특히 바람직하게는 0.1% 이하이다.
청징제로서 As2O3, Sb2O3, CeO2, SnO2, F, Cl, SO3의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 0~3% 도입할 수 있다. 다만, As2O3, Sb2O3, F, 특히 As2O3, Sb2O3는 환경적 관점으로부터 그 사용을 최대한 삼가하는 것이 바람직하고, 각각의 함유량은 0.1% 미만이 바람직하다. 청징제로서 SnO2, SO3, Cl의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 바람직하고, 특히 SnO2가 바람직하다. SnO2의 함유량은 바람직하게는 0~1%, 또는 0.01~0.5%, 특히 바람직하게는 0.05~0.4%이다. SnO2의 함유량이 지나치게 많으면 내실투성이 저하되기 쉬워진다. SO3의 함유량은 바람직하게는 0~0.1%, 0.0001~0.1%, 0.0003~0.08%, 또는 0.0005~0.05%, 특히 바람직하게는 0.001~0.03%이다. SO3의 함유량이 지나치게 많으면 용융 시에 SO3가 리보일링되어 거품 품위가 저하되기 쉬워진다. Cl의 함유량은 바람직하게는 0~0.5%, 0.001~0.1%, 0.001~0.09%, 또는 0.001~0.05%, 특히 바람직하게는 0.001~0.03%이다. Cl의 함유량이 지나치게 많으면 강화 유리 상에 금속 배선 패턴 등을 형성했을 때에 금속 배선이 부식되기 쉬워진다.
Nd2O3, La2O3 등의 희토류 산화물은 영률을 높이는 성분이다. 그러나, 원료 자체의 가격이 높고, 또한 다량으로 함유시키면 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, 희토류 산화물의 함유량은 바람직하게는 합량으로 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하 또는 0.5% 이하, 특히 바람직하게는 0.1% 이하이다.
CoO3, NiO 등의 전이 금속 산화물은 유리를 강하게 착색시켜서 투과율을 저하시키는 성분이다. 따라서, 전이 금속 산화물의 함유량은 바람직하게는 합량으로 0.5% 이하 또는 0.1% 이하, 특히 바람직하게는 0.05% 이하이며, 그 범위가 되도록 유리 원료 및/또는 카렛트의 불순물량을 제어하는 것이 바람직하다.
PbO나 Bi2O3는 환경적 관점으로부터 사용은 최대한 삼가하는 것이 바람직하고, 그 함유량은 0.1% 미만이 바람직하다.
상기 성분 이외에도 다른 성분을 도입해도 좋고, 그 도입량은 바람직하게는 5% 이하, 특히 바람직하게는 3% 이하이다.
각 성분의 적합한 함유 범위를 적당히 취사 선택하여 바람직한 유리 조성 범위로 할 수 있다. 특히, 하기 유리 조성 범위가 바람직하다.
(1) 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 2~20%, Na2O 10~20% 함유,
(2) 질량%로 SiO2 45~60%, Al2O3 10~20%, B2O3 2~10%, Na2O 12~20% 함유,
(3) 질량%로 SiO2 50~60%, Al2O3 12~20%, B2O3 3~10%, Na2O 11~20% 함유,
(4) 질량%로 SiO2 55~60%, Al2O3 12~17%, B2O3 4~10%, Na2O 12~20% 함유,
본 발명의 강화 유리에 있어서 압축 응력층의 압축 응력값(CS)은 50㎫ 이상, 100㎫ 이상, 300㎫ 이상, 500㎫ 이상 또는 600㎫ 이상이 바람직하고, 특히 700㎫ 이상이 바람직하다. 압축 응력값(CS)이 커짐에 따라 강화 유리의 기계적 강도가 높아진다. 한편, 표면에 극단적으로 큰 압축 응력이 형성되면 표면에 마이크로 크랙이 발생하고, 반대로 강화 유리의 기계적 강도가 저하될 우려가 있다. 또한, 표면에 극단적으로 큰 압축 응력이 형성되면 내부의 인장 응력이 극단적으로 높아질 우려가 있다. 따라서, 압축 응력값(CS)은 1300㎫ 이하가 바람직하다. 또한, 압축 응력값(CS)을 높이기 위해서는 유리 조성 중의 Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO, ZnO의 함유량을 증량하거나, SrO, BaO의 함유량을 저감하거나, 이온 교환 시간을 단축하거나, 또는 이온 교환 온도를 저하하면 좋다.
강화 유리를 터치 패널에 탑재할 경우, 최종 사용자가 강화 유리의 표면을 손가락으로 덧쓸 기회가 늘기 때문에 표면 스크래치 등에 의해 강화 유리의 기계적 강도가 저하되기 쉬워진다. 따라서, 강화 유리의 기계적 강도를 유지하기 위해서는 응력 깊이(DOL)를 증대시키는 것이 유효하다. 본 발명의 강화 유리에 있어서, 응력 깊이(DOL)는 바람직하게는 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 30㎛ 이상, 40㎛ 이상 또는 50㎛ 이상, 특히 바람직하게는 60㎛ 이상이다. 응력 깊이(DOL)가 클수록 강화 유리에 깊은 스크래치가 나도 강화 유리가 깨지기 어려워진다. 한편, 응력 깊이(DOL)가 지나치게 크면 강화 유리를 절단 가공하기 어려워진다. 따라서, 응력 깊이(DOL)는 바람직하게는 200㎛ 이하 또는 100㎛ 이하, 특히 바람직하게는 80㎛ 미만이다. 또한, 응력 깊이(DOL)를 크게 하기 위해서는 유리 조성 중의 Al2O3, K2O, TiO2, ZrO2, MgO, ZnO의 함유량을 증량하거나, SrO, BaO의 함유량을 저감하거나, 이온 교환 시간을 길게 하거나, 또는 이온 교환 온도를 높이면 좋다.
본 발명의 강화 유리에 있어서, 이하의 [수식 1]로 계산되는 내부의 인장 응력값(CT)은 바람직하게는 200㎫ 이하, 150㎫ 이하 또는 100㎫ 이하, 특히 바람직하게는 50㎫ 이하이다. 내부의 인장 응력값(CT)이 작을수록 내부의 결함에 의해 강화 유리가 파손될 확률이 낮아지지만, 내부의 인장 응력값(CT)을 극단적으로 지나치게 작게 하면 압축 응력값(CS) 및 응력 깊이(DOL)가 과소해지기 쉽다. 따라서, 내부의 인장 응력값(CT)은 바람직하게는 1㎫ 이상 또는 10㎫ 이상, 특히 바람직하게는 15㎫ 이상이다.
[수식 1]
CT=(CS×DOL)/(강화 유리의 두께-DOL×2)
본 발명의 강화 유리에 있어서, 밀도는 바람직하게는 2.52g/㎤ 이하, 2.50g/㎤ 이하, 2.49g/㎤ 이하 또는 2.48g/㎤ 이하, 특히 바람직하게는 2.45g/㎤ 이하이다. 밀도가 작을수록 유리를 경량화할 수 있다. 밀도를 저하시키기 위해서는 유리 조성 중의 SiO2, P2O5, B2O3의 함유량을 증량하거나, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 산화물, ZnO, ZrO2, TiO2의 함유량을 저감하면 좋다. 또한, 「밀도」란 주지의 아르키메데스법으로 측정한 값을 가리킨다.
변형점은 바람직하게는 400℃ 이상, 420℃ 이상 또는 450℃ 이상, 특히 바람직하게는 480℃ 이상이다. 변형점이 높을수록 내열성이 향상되어 강화 유리를 열처리해도 압축 응력층이 소실되기 어려워진다. 또한, 변형점이 높으면 이온 교환 시에 응력 완화가 발생하기 어려워지기 때문에 높은 압축 응력값(CS)을 얻기 쉬워진다. 또한, 변형점이 높으면 열가공 후의 강온 공정에 있어서 강온 속도를 빠르게 할 수 있다. 결과적으로 열가공의 프로세스 시간이 단축되어 강화 유리의 생산성이 향상된다. 또한, 변형점을 높이기 위해서는 유리 조성 중의 알칼리 금속 산화물의 함유량을 저감하거나, 특히 Li2O의 함유량을 저감하거나, 또는 알칼리 토류 금속 산화물, Al2O3, ZrO2, P2O5의 함유량을 증량하면 좋다.
연화점은 바람직하게는 800℃ 이하, 780℃ 이하, 750℃ 이하, 720℃ 이하 또는 700℃ 이하, 특히 바람직하게는 690℃ 이하이다. 연화점이 낮을수록 저온에서 열가공할 수 있다. 결과적으로 열가공 후의 서랭 시간, 냉각 시간을 단축할 수 있다. 또한, 연화점이 낮을수록 프레스 성형할 경우에 금형으로의 부담이 적어진다. 금형의 열화는 금형에 사용되는 금속 재료 등과 대기 중의 산소의 반응, 즉 산화 반응이 원인이 되는 경우가 많다. 이러한 산화 반응이 발생하면 금형 표면에 반응 생성물이 형성되어 소정의 형상으로 프레스 성형할 수 없게 되는 경우가 있다. 또한, 산화 반응이 발생하면 유리 중의 이온이 환원되어서 발포가 생기는 경우가 있다. 산화 반응의 정도는 프레스 성형 온도나 연화점에 의해 변동되어 프레스 성형 온도나 연화점이 낮을수록 산화 반응을 억제할 수 있다.
고온 점도 102. 5dPa·s에 있어서의 온도는 바람직하게는 1600℃ 이하, 1550℃ 이하, 1500℃ 이하, 1450℃ 이하, 1430℃ 이하 또는 1420℃ 이하, 특히 바람직하게는 1400℃ 이하이다. 102. 5dPa·s에 있어서의 온도가 낮을수록 용융 시에 용융로 등의 제조 설비의 부담이 작아짐과 아울러, 거품 품위를 높일 수 있다. 즉, 102.5dPa·s에 있어서의 온도가 낮을수록 유리를 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 102.5dPa·s에 있어서의 온도는 용융 온도에 상당하고 있어 고온 점도 102. 5dPa·s에 있어서의 온도가 낮을수록 저온에서 유리를 용융할 수 있다. 102. 5dPa·s에 있어서의 온도를 저하시키기 위해서는 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 산화물, ZnO, B2O3, TiO2의 함유량을 증량하거나, SiO2, Al2O3의 함유량을 저감하면 좋다. 또한, 「102. 5dPa·s에 있어서의 온도」는 백금구 인상법으로 측정한 값을 가리킨다.
열팽창계수는 바람직하게는 50~110×10-7/℃, 70~110×10-7/℃, 또는 75~105×10-7/℃, 특히 바람직하게는 80~105×10-7/℃이다. 열팽창계수를 상기 범위로 하면 금속, 유기계 접착제 등의 주변 부재의 열팽창계수에 정합시키기 쉬워지고, 주변 부재의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 유리 조성 중의 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 산화물의 함유량을 증량하면 열팽창계수가 높아지고, 반대로 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 산화물의 함유량을 저감하면 열팽창계수가 낮아진다.
액상 온도는 바람직하게는 1200℃ 이하, 1050℃ 이하, 1000℃ 이하, 950℃ 이하 또는 900℃ 이하, 특히 바람직하게는 860℃ 이하이다. 액상 온도를 저하시키기 위해서는 유리 조성 중의 Na2O, K2O, B2O3의 함유량을 증량하거나, 또는 Al2O3, Li2O, MgO, ZnO, TiO2, ZrO2의 함유량을 저감하면 좋다.
액상 점도는 바람직하게는 104. 0dPa·s 이상, 104. 5dPa·s 이상, 105. 0dPa·s 이상, 105. 2dPa·s 이상, 105. 3dPa·s 이상, 105. 5dPa·s 이상, 105. 7dPa·s 이상, 또는 105. 8dPa·s 이상, 특히 바람직하게는 106. 0dPa·s 이상이다. 액상 점도를 상승시키기 위해서는 유리 조성 중의 Na2O, K2O의 함유량을 증량하거나, 또는 Al2O3, Li2O, MgO, ZnO, TiO2, ZrO2의 함유량을 저감하면 좋다. 또한, 액상 점도가 높을수록 내실투성이 향상된다. 또한, 액상 온도가 낮을수록 내실투성이 향상된다. 즉, 액상 점도가 높을수록 또는 액상 온도가 낮을수록 유리 중으로부터 결정이 석출되기 어려워지기 때문에 저온에서 열가공을 행해도 실투에 기인하는 문제가 발생하기 어렵다.
강화 유리의 두께는 외장 부품 등으로서 사용할 경우, 바람직하게는 0.3㎜ 이상, 0.5㎜ 이상, 0.7㎜ 이상, 1.0㎜ 이상 또는 1.3㎜ 이상, 특히 바람직하게는 1.5㎜ 이상이다. 이렇게 하면 강화 유리의 기계적 강도를 유지할 수 있다. 한편, 기판 등으로서 사용할 경우 또는 열가공성을 높이고 싶을 경우, 강화 유리의 두께는 바람직하게는 3.0㎜ 이하, 1.5㎜ 이하, 0.7㎜ 이하 또는 0.5㎜ 이하, 특히 바람직하게는 0.3㎜ 이하이다. 또한, 강화 유리의 두께가 작을수록 강화 유리를 경량화할 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 미연마의 표면을 갖는 것이 바람직하고, 특히 끝 가장자리 영역을 제외한 유효면 전체가 미연마인 것이 바람직하다. 또한, 미연마의 표면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 10Å 이하 또는 5Å 이하가 바람직하고, 특히 2Å 이하가 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품으로서 사용할 경우, 강화 유리에 적당한 광택을 부여할 수 있다. 유리의 이론 강도는 본래 매우 높지만, 이론 강도보다 훨씬 낮은 응력으로도 파괴에 이르는 경우가 많다. 이것은 표면에 그리피스플로라고 불리는 작은 결함이 용융 유리의 성형 후의 공정, 예를 들면 연마 공정 등에서 발생하기 때문이다. 따라서, 표면을 미연마로 하면 본래의 유리의 기계적 강도를 손상하기 어려워져 강화 유리가 파괴되기 어려워진다. 또한, 표면을 미연마로 하면, 연마 공정을 생략할 수 있기 때문에 강화 유리의 제조 비용을 저렴화할 수 있다. 또한, 절단면으로부터 파괴에 이르는 사태를 방지하기 위해서 절단면에 모따기 가공 등을 실시하는 것이 바람직하다. 오버플로우 다운드로우법으로 용융 유리를 성형하면 미연마로 표면 정밀도가 양호한 유리 기판을 얻을 수 있다. 여기에서, 「평균 표면 거칠기(Ra)」는 SEMI D7-97 「FPD 유리 기판의 표면 거칠기의 측정 방법」에 준거한 방법으로 측정한 값을 가리킨다.
본 발명의 강화 유리는 굴곡부 및/또는 만곡부를 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품 등의 의장성을 높일 수 있다.
굴곡부는 직사각형의 강화 유리의 적어도 한 변의 끝 가장자리 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 상대하는 끝 가장자리 영역에 형성되어 있는 것이 보다 바람직하고, 전체 끝 가장자리 영역에 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품 등으로 했을 경우에 단면이 외부에 노출되기 어려워져 강화 유리가 물리적 충격에 의해 단면으로부터 파손되기 어려워진다.
본 발명의 강화 유리는 평판부와 굴곡부를 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품 등으로 했을 경우에 평판부를 터치 패널의 조작 영역에 대응시키는 것이 가능해져 굴곡부의 표면(단면을 제외함)을 외측면에 대응시킬 수 있다. 그리고, 굴곡부의 표면(단면을 제외함)을 외측면에 대응시켯을 경우에는 단면이 외부에 노출되기 어려워져 강화 유리가 물리적 충격에 의해 단면으로부터 파손되기 어려워진다.
만곡부는 강화 유리의 폭 방향 또는 이것에 직교하는 길이 방향 전체에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 폭 방향 및 길이 방향 전체에 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이렇게 하면 특정 부분에 응력이 집중되기 어려워져 외장 부품 등으로 했을 경우에 강화 유리가 물리적 충격에 의해 파손되기 어려워진다. 또한, 폭 방향 및 길이 방향의 전체에 만곡부를 형성할 경우, 폭 방향의 만곡 정도로 차를 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품 등의 의장성을 높일 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 평판부 상에 돌기부를 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 강화 유리의 의장성을 높일 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 열가공되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 굴곡부 및/또는 만곡부를 용이하게 형성할 수 있다. 열가공은 강화 처리 전에 행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 열가공에 의해 압축 응력층이 저하되는 사태를 방지할 수 있다.
열가공의 온도는 바람직하게는 (서랭점-10)℃ 이상, (서랭점-5)℃ 이상, 또는 (서랭점+5)℃ 이상이 바람직하고, 특히 (서랭점+20)℃ 이상이 바람직하다. 이렇게 하면 단시간에 열가공을 행할 수 있다. 한편, 열가공의 온도는 바람직하게는 (연화점-5)℃ 이하, (연화점-15)℃ 이하, (연화점-20)℃ 이하, 특히 (연화점-30)℃ 이하가 바람직하다. 이렇게 하면 열가공 시에 표면 평활성이 손상되기 어려워짐과 아울러, 열가공 후의 치수 정밀도를 높일 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 단면이 연삭 및/또는 연마되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품 등으로 했을 경우에 단면을 외부에 노출되기 어려운 형상으로 할 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 열가공 전에 단면을 연삭 및/또는 연마되어 이루어지는 것이 바람직하다. 열가공 전에 단면을 연삭 및/또는 연마할 경우, 단면의 모따기 가공을 하는 것이 바람직하다. 또한, 모따기 형상은 R모따기 형상(곡면 형상), C모따기 형상(평면 형상), 또는 실모따기 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 강화용 유리 및 강화 유리의 단면 강도를 높일 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 열가공 후이며, 또한 강화 처리 전에 단면이 연삭 및/또는 연마되어 이루어지는 것도 바람직하다. 이렇게 하면 외장 부품 등으로 했을 경우에 단면을 외부에 노출하기 어려운 형상으로 한 후에 열가공에 의해 압축 응력층이 저하되는 사태를 방지할 수 있다.
열가공 후이며, 또한 강화 처리 전에 단면을 연삭 및/또는 연마할 경우, 연마재의 번수는 #300~#4000이 바람직하고, #600~#2000이 보다 바람직하고, #800~#1500이 더욱 바람직하다. 또한, 연마재의 번수를 서서히 높이는 것(예를 들면, #600, #800, #1000의 순서로 서서히 높이는 것)이 바람직하다. 이렇게 하면 단면 처리의 속도를 높이면서 단면의 기계적 강도를 높일 수 있다.
열가공 후이며, 또한 강화 처리 전에 단면을 연삭 및/또는 연마할 경우, 열가공된 유리의 형상으로 정합하는 형상의 지그 위에 적재하거나 또는 끼워넣은 상태로 단면 가공하는 것이 바람직하고, 사용하는 지그는 유리보다 경도가 낮은 재질(예를 들면, 아크릴 수지, 베이크라이트 등)이 바람직하다. 이렇게 하면 열가공된 유리에 스크래치가 생기기 어려워짐과 아울러, 열가공된 유리가 파손되기 어려워진다.
본 발명의 강화 유리는 강화 처리 후에 단면이 연삭 및/또는 연마되어 이루어지는 것도 바람직하다. 이렇게 하면 강화 처리 후에 발생하는 치수 오차 등을 연삭 및/또는 연마에 의해 제거할 수 있다.
본 발명의 강화 유리는 열가공 후이며, 또한 강화 처리 전에 단면을 연삭 및/또는 연마한 후 강화 처리하고, 단면을 더 연삭 및/또는 연마하는 것이 바람직하다. 즉, 열가공된 유리의 단면을 거칠게 연삭 등 한 후에 강화 처리하고, 단면을 더 미세 연마 등 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 연마 및/또는 연삭에 의한 압축 응력층의 제거량을 저감하면서 강화 처리 후에 발생하는 치수 오차 등을 연삭 및/또는 연마에 의해 제거할 수 있다.
도 1a~도 1e는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다. 도 1a는 강화 유리의 판폭 방향의 양쪽 끝 가장자리 영역에 굴곡부(1)(굴곡각도는 약 90°)를 갖고, 중앙 영역에 평판부(2)를 갖고 있다. 여기에서, 굴곡부(1)의 단면(3)은 평판부(2)의 판두께 방향과 직교하는 면으로 되어 있다. 도 1b는 강화 유리의 판폭 방향의 양쪽 끝 가장자리 영역에 굴곡부(4)(굴곡각도는 약 45°)를 갖고, 중앙 영역에 평판부(5)를 갖고 있다. 여기에서, 굴곡부(4)의 단면(6)은 평판부(5)의 판두께 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 면[굴곡부(4)의 굴곡 방향과 직교하는 면]으로 되어 있다. 도 1c는 강화 유리의 판폭 방향의 양쪽 끝 가장자리 영역에 굴곡부(7)(굴곡각도는 약 45°)를 갖고, 중앙 영역에 평판부(8)를 갖고 있다. 여기에서, 굴곡부(7)의 단면(9)은 평판부(8)의 판두께 방향을 따르는 면으로 되어 있다. 그리고, 굴곡부(7)의 단면(9)은 열가공 후이며, 또한 강화 처리 전에 연삭 및/또는 연마에 의해 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 도 1d는 강화 유리의 판폭 방향의 전체가 원호형상으로 만곡하여 만곡부(10)가 되고, 판폭 방향이 상대하는 단면(11)은 만곡 정도에 따라 연직 방향으로부터 경사져 있다. 도 1e는 강화 유리의 판폭 방향의 전체가 원호형상으로 만곡하여 만곡부(12)가 되고, 판폭 방향이 상대하는 단면(13)은 연직 방향을 따르는 면으로 되어 있다. 여기에서, 판폭 방향이 상대하는 단면(13)은 열가공 후이며, 또한 강화 처리 전에 연삭 및/또는 연마에 의해 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
도 2a~도 2c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다. 도 2a는 강화 유리의 판폭 방향의 좌측 끝 가장자리 영역에 굴곡부(14)(굴곡각도는 약 90°)를 갖고, 그 밖의 영역이 평판부(15)로 되어 있다. 여기에서, 굴곡부(14)의 단면(16)은 평판부(15)의 판두께 방향에 대하여 90°의 각도를 이루는 면으로 되어 있다. 도 2b는 강화 유리의 판폭 방향의 좌측 가장자리 영역에 굴곡부(17)(굴곡각도는 약 45°)를 갖고, 그 밖의 영역이 평판부(18)로 되어 있다. 여기에서, 굴곡부(17)의 단면(19)은 평판부(18)의 판두께 방향에 대하여 45°의 각도를 이루는 면[굴곡부(17)의 굴곡 방향과 직교하는 면]으로 되어 있다. 도 2c는 강화 유리의 판폭 방향의 좌측 가장자리 영역에 굴곡부(20)(굴곡각도는 약 45°)를 갖고, 그 밖의 영역이 평판부(21)로 되어 있다. 여기에서, 굴곡부(20)의 단면(22)은 평판부(21)의 판두께 방향을 따르는 면으로 되어 있다.
도 3a~도 3c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시하고 있고, 이들 각도는 각각 상기 강화 유리를 세 방면으로부터 본 개략도이다. 즉, 도 3a는 정면도를 나타내고, 도 3b는 측면도를 나타내고, 도 3c는 평면도를 나타내고 있다. 도 3a~도 3c로부터 알 수 있는 바와 같이 강화 유리의 전체 끝 가장자리 영역에는 굴곡부(23)(굴곡각도는 약 75°)가 형성되어 있고, 중앙 영역에는 평판부(24)가 형성되어 있다. 여기에서, 굴곡부(23)의 단면(25)은 평판부(24)의 판두께 방향과 직교하는 면으로 되어 있다.
도 4a~도 4c는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시하고 있고, 이들 각도는 각각 상기 강화 유리를 세 방면으로부터 본 개략도이다. 즉, 도 4a는 정면도를 나타내고, 도 4b는 측면도를 나타내고, 도 4c는 평면도를 나타내고 있다. 도 4c에 나타내고 있는 강화 유리의 길이 방향의 하단으로부터 조금 이간된 영역이며 또한 도 4a에 나타내는 판폭 방향(길이 방향과 직교하는 방향)의 중앙부분에 직육면체상(반구상 등이어도 좋음)의 돌기부(26)가 형성되어 있다. 이 돌기부(26)는 평판부(27) 위에 형성되어 있고, 이 실시형태에서는 돌기부(26)의 정상부가 평탄하게 되어 있다.
도 5는 본 발명의 강화 유리의 실시형태를 예시한 사시도이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 강화 유리의 판폭 방향의 전체가 원호형상으로 만곡하며, 또한 길이 방향의 전체가 원호형상으로 만곡해서 만곡부(28)로 되어 있다. 여기에서, 판폭 방향(길이 방향과 직교하는 방향)의 만곡 정도는 길이 방향의 만곡 정도보다 작아져 있다.
본 발명의 강화 유리는 소정의 유리 조성이 되도록 조합한 유리 배치를 연속 용융로에 투입하고, 1500~1600℃에서 가열 용융해서 청징한 후, 성형 장치에 공급한 후에 용융 유리를 성형하여 서랭함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 강화 유리에 있어서 여러 가지 성형 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 다운드로우법(오버플로우 다운드로우법, 슬롯 다운법, 리드로우법 등), 플로트법, 롤아웃법 등의 성형 방법을 채용할 수 있다. 또한, 프레스 성형법에 의해 용융 유리로부터 다이렉트로 소정 형상으로 성형할 수도 있다.
본 발명의 강화 유리는 오버플로우 다운드로우법으로 유리 기판에 성형되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 미연마로 표면 품위가 양호한 유리 기판을 제조할 수 있다. 그 이유는 오버플로우 다운드로우법의 경우, 유리 기판의 표면이 되어야 할 면은 홈통형상 내화물에 접촉하지 않고 자유 표면의 상태로 성형되기 때문이다. 여기에서, 오버플로우 다운드로우법은 용융 유리를 내열성의 홈통형상 구조물의 양측으로부터 넘치게 하고, 넘친 용융 유리를 홈통형상 구조물의 하단에서 합류시키면서 하방으로 연신 성형해서 유리 기판을 제조하는 방법이다. 홈통형상 구조물의 구조나 재질은 유리 기판의 치수나 표면 정밀도를 소망의 상태로 하고, 유리 기판에 사용할 수 있는 품위를 실현할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 하방으로의 연신 성형을 행하기 위해서 유리 기판에 대하여 어떠한 방법에 의해 힘을 인가하는 것이어도 좋다. 예를 들면, 충분히 큰 폭을 갖는 내열성 롤을 유리 기판에 접촉시킨 상태로 회전시켜서 연신하는 방법을 채용해도 좋고, 복수의 쌍이 된 내열성 롤을 유리 기판의 단면 근방에만 접촉시켜서 연신하는 방법을 채용해도 좋다.
본 발명의 강화용 유리는 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면 이온 교환 성능과 열가공성을 양립시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 강화용 유리는 본 발명의 강화 유리와 마찬가지의 기술적 특징(적합한 유리 조성 범위, 적합한 특성, 현저한 효과 등)을 구비할 수 있다. 여기에서는 그 중복 부분에 대해서 편의상 상세한 설명을 생략한다.
강화용 유리를 강화 처리하면 강화 유리를 얻을 수 있다. 강화 처리는 상기한 바와 같이 이온 교환 처리가 바람직하다. 이온 교환 처리는, 예를 들면 400~550℃의 KNO3 용해염 중에 강화용 유리를 1~8시간 침지함으로써 행할 수 있다. 이온 교환 처리의 조건은 유리의 점도 특성, 용도, 두께, 내부의 인장 응력 등을 고려해서 최적인 조건을 선택하면 좋다.
상술한 바와 같이 열가공은 강화 처리 전의 강화용 유리 기판에 대하여 행하는 것이 바람직하고, 단면의 연삭 및/또는 연마도 강화 처리 전의 강화용 유리 기판에 대하여 행하는 것이 바람직하다. 또한, 열가공 후의 치수 오차 등을 해소하기 위해서 열가공 후에 단면을 연삭 및/또는 연마를 행하는 것도 바람직하다.
열가공은 평판형상의 강화용 유리 기판에 대하여 행하는 것이 바람직하다. 또한, 열가공의 방법으로서 금형에 의해 평판형상의 강화용 유리 기판을 프레스 성형하는 방법이 바람직하다. 이렇게 하면 열가공 후의 강화용 유리의 치수 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 돌기부는 금형에 의해 용융 유리를 프레스 성형하고, 형성하는 것이 바람직하다.
또한 열가공 방법으로서 열에 의해 연화 변형되지 않는 온도에 있는 평판형상의 강화용 유리 기판을 판두께 방향으로 끼워 넣어 지지함으로써 강화용 유리 기판을 만곡한 상태로 탄성 변형시킨 후, 탄성 변형된 강화용 유리 기판을 가열함으로써 만곡부를 갖는 강화용 유리(특히, 판폭 방향의 전체가 원호형상으로 만곡한 만곡부를 갖는 강화용 유리)를 얻는 방법도 바람직하다. 이러한 방법에 의하면 탄성 변형시킬 때의 동작에 수반되는 어긋남 등에 의해 외물과 접촉하는 부위에서 강화용 유리 기판의 표면에 스크래치가 생기는 것을 적합하게 회피하는 것이 가능해진다. 그 결과, 성형 후의 만곡부의 표면에 있어서의 결함이나 상처의 잔류를 가급적으로 방지할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 강화용 유리 기판을 지지할 때는 오목 만곡면과, 오목 만곡면에 대향하는 볼록 만곡면을 가지며, 또한 양쪽 만곡면의 상호 간에 강화용 유리 기판의 판두께에 대하여 두께가 큰 만곡 성형 공간이 형성되는 성형 몰드를 사용하여 오목 만곡면의 2개소와 볼록 만곡면의 1개소에서 강화용 유리 기판을 끼워 넣어서 지지하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 양쪽 만곡면의 상호 간에 강화용 유리 기판의 판두께에 대하여 두께가 큰 만곡 성형 공간이 형성되기 때문에 성형 몰드로부터 강화용 유리 기판에 과대한 압력이 작용하는 것을 회피하는 것이 가능해진다. 또한, 이 방법에서는 오목 만곡면의 2개소와 볼록 만곡면의 1개소의 3개소에서 강화용 유리 기판을 끼워 넣어서 지지하는 점에서 양쪽 만곡면과 강화용 유리 기판의 표면이 접촉하는 부위의 면적이 작게 억제된다. 따라서, 강화용 유리 기판의 표면에 스크래치가 생기는 것을 가급적으로 방지할 수 있다. 또한, 오목 만곡면과 강화용 유리 기판의 한쪽 면 사이 및 볼록 만곡면과 강화용 유리 기판의 다른쪽 면 사이에 시트형상 내열 부재를 개재시키는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 시트형상내열 부재의 개재에 의해 강화용 유리 기판의 표면과 성형 몰드가 직접적으로 접촉하는 것이 회피되어 강화용 유리 기판의 표면이 결함이나 스크래치의 발생으로부터 보다 안전하게 보호된다. 결과적으로, 성형 후의 만곡부의 표면에 있어서의 결함이나 스크래치의 잔류를 보다 적합하게 방지할 수 있다.
본 발명의 강화 유리의 제조 방법은 강화용 유리를 열가공한 후, 강화 처리를 행하여 강화 유리를 얻는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 강화 유리의 제조 방법의 기술적 특징은 본 발명의 강화 유리 및 강화용 유리의 란에서 설명을 완료했다. 따라서, 여기에서는 편의상 그 설명을 생략한다.
실시예 1
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시예는 단순한 예시이다. 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되지 않는다.
표 1~표 6은 본 발명의 실시예(No.1~38)를 나타내고 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
다음과 같이 해서 각 시료를 제작했다. 우선, 표 중의 유리 조성이 되도록 유리 원료를 조합하고, 백금 포트를 사용해서 1580℃에서 8시간 용융했다. 그 후, 용융 유리를 카본판 위에 흘려내어서 판형상으로 성형했다. 얻어진 유리 기판에 대해서 여러 가지 특성을 평가했다.
밀도는 주지의 아르키메데르법에 의해 측정한 값이다.
변형점(Ps), 서랭점(Ta)은 ASTM C336의 방법에 의거하여 측정한 값이다.
연화점(Ts)은 ASTM C338의 방법에 의거하여 측정한 값이다.
고온 점도 104. 0dPa·s, 103. 0dPa·s, 102. 5dPa·s에 있어서의 온도는 백금구 인상법으로 측정한 값이다.
열팽창계수(α)는 딜라토미터로 측정한 값이며, 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균값이다.
영률(E)은 굽힘 공진법에 의해 측정한 값이다. 또한, 비영률은 영률(E)을 밀도로 나눈 값이다.
액상 온도(TL)는 유리를 분쇄하고, 표준체 30메쉬(체눈크기 500㎛)를 통과하여 50메쉬(체눈크기 300㎛)에 남는 유리 분말을 백금 보트에 넣고, 온도 구배로 중에 24시간 유지해서 결정이 석출되는 온도를 측정한 값이다.
액상 점도(logη at TL)은 액상 온도(TL)에 있어서의 유리의 점도를 백금구 인상법으로 측정한 값이다.
각 시료를 430℃로 유지된 KNO3조에 4시간 침지하고, 이온 교환 처리를 행했다. 이온 교환 처리 후, 압축 응력층의 압축 응력값(CS) 및 응력 깊이(DOL)를 측정했다. 압축 응력값(CS) 및 응력 깊이(DOL)는 표면 응력계(TOSHIBA CORPORATION제 FSM-6000)를 사용해서 간섭 무늬의 개수와 그 간격을 관찰함으로써 산출했다. 산출에 있어서, 각 시료의 굴절률을 1.52, 광학 탄성 정수를 30[(nm/㎝)/㎫]으로 했다.
또한, 표 중의 각 시료의 제작에 있어서 본 발명의 설명의 편의상, 용융 유리를 흘려내어 기판 형상으로 성형한 후, 이온 교환 처리 전에 광학 연마를 행했다. 공업적 규모에서 강화 유리를 제조할 경우에는 오버플로우 다운드로우법 등으로 유리 기판을 성형하고, 직사각형으로 절단 가공한 후, 표면이 미연마인 상태로 소정 형상으로 열가공하고, 필요에 따라 단면을 소정 형상으로 연삭 및/또는 연마하고, 더 이온 교환 처리하여 강화 유리를 제작하고, 필요에 따라 단면을 소정 형상으로 연삭 및/또는 연마하는 것이 바람직하다.
실시예 2
시료 No.1~38에 대해서 오버플로우 다운드로우법에 의해 0.7㎜ 두께의 강화용 유리 기판을 제작한 후, 뮬라이트제의 금형을 사용해서 연화점보다 30℃ 낮은 온도에서 프레스 성형하고, 430℃로 유지된 KNO3조에 4시간 더 침지시킴으로써 이온 교환 처리를 행하여 도 1a, 도 3a~도 3c, 도 5에 기재된 형상을 갖는 강화 유리를 각각 제작했다.
실시예 3
시료 No.1~38에 대해서 오버플로우 다운드로우법에 의해 0.5㎜ 두께의 강화용 유리 기판을 제작한 후, 뮬라이트제의 도 6에 나타내는 금형을 사용해서 도 7에 나타내는 공정에 의해 도 1d, 도 1e에 기재된 형상을 갖는 강화용 유리를 각각 제작했다. 이하, 도 6, 도 7을 사용해서 그 상세를 설명한다.
도 6은 만곡부를 갖는 강화용 유리로 성형하기 위한 성형 몰드를 나타내는 종단 측면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 성형 몰드(30)는 오목 만곡면(31a)을 갖는 하측 몰드(31)와, 오목 만곡면(31a)에 대향하는 볼록 만곡면(32a)을 갖는 상측 몰드(32)를 구비하고 있다. 오목 만곡면(31a) 및 볼록 만곡면(32a)은 도 6에 있어서의 가로 방향을 따라(단일 방향을 따라)서만 일정 곡률로 만곡함과 아울러, 양쪽 만곡면(31a, 32a)의 곡률 중심(O)이 서로 동일하게 되어 있다. 즉, 양쪽 만곡면(31a, 32a)의 각각은 곡률 중심(O)을 지면에 수직인 방향으로 통과하는 축을 중심으로 한 부분 원통면으로 되어 있다. 그리고, 양쪽 만곡면(31a, 32a)의 곡률 반경의 크기는 각각 오목 만곡면(31a)이 R1, 볼록 만곡면(32a)이 R2로 되어 있다(R1>R2). 양쪽 만곡면(31a, 32a)의 상호 간에는 성형의 대상이 되는 강화용 유리 기판(G)을 내포하는 하향으로 볼록한 만곡 성형 공간(S)이 형성된다. 이 만곡 성형 공간(S)의 두께(T)는 강화용 유리 기판(G)의 두께보다 큰 일정 두께로 되어 있다. 또한, 「만곡 성형 공간(S)의 두께(T)」란 오목 만곡면(31a)의 법선을 따라 오목 만곡면(31a)과 볼록 만곡면(32a)이 이간된 거리이다[본 실시형태에 있어서는 양쪽 만곡면(31a, 32a)이 이간된 거리는 만곡 성형 공간(S)의 전역에서 일정].
만곡 성형 공간(S) 내에 있는 강화용 유리 기판(G)은 오목 만곡면(31a)이 서로 이간된 2개소(도 6에 나타내는 A점, B점)와, 이 2개소 사이에 위치하는 볼록 만곡면(32a)의 1개소(도 6에 나타내는 C점)에서 판두께 방향으로 끼워 넣어져 만곡한 상태로 지지된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 양쪽 만곡면(31a, 32a)이 모두 가로 방향을 따라서만 만곡하고 있기 때문에 A점 및 B점에 있어서 오목 만곡면(31a)과 강화용 유리 기판(G)이 선접촉함과 아울러, C점에 있어서 볼록 만곡면(32a)과 판유리(G)가 선접촉하고 있다. 또한, C점은 가로 방향에 있어서 A점과 B점의 중간에 위치하고 있다.
도 7은 본 실시형태의 각 공정을 나타낸 공정도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 도 1d에 기재된 형상을 갖는 강화 유리를 성형하기 위한 공정에는 성형 몰드(30)를 예열하는 예열 공정과, 성형 몰드(30) 내에 강화용 유리 기판(G)을 내포하는 협지 공정과, 성형 몰드(30) 내의 강화용 유리 기판(G)을 가열해서 도 1d에 기재된 형상을 갖는 강화 유리에 성형하는 가열 공정과, 성형 몰드(30) 내에서 이 형상을 갖는 강화용 유리를 냉각하는 냉각 공정과, 성형 몰드(30)로부터 이 형상을 갖는 강화 유리를 인출하는 인출 공정이 포함된다. 또한, 본 실시형태에 있어서 일부 공정 사이에서의 성형 몰드(30)의 이동, 또는 공정 내에서의 성형 몰드(30)의 이동은 컨베이어에 의한 반송에 의해 행해진다.
예열 공정에서는 강화용 유리 기판(G)을 내포하지 않는 빈 상태의 성형 몰드(30)를 컨베이어로 반송하면서 예열로의 내부를 통과시켜 성형 몰드(30)를 예열한다. 이때, 성형 몰드(30)의 예열 온도로서는 200℃~300℃의 온도 범위인 것이 바람직하다. 협지 공정에서는 상온(20±15℃의 온도 범위)에 있는 강화용 유리 기판(G)을 상기 성형 몰드(30)의 설명에서 이미 설명한 실시형태로 예열된 성형 몰드(30) 내에 내포시킨다. 이때, 도 6에서 이미 나타낸 바와 같이 성형 몰드(30)에 있어서의 오목 만곡면(31a)의 2개소(A점, B점)와 볼록 만곡면(32a)의 1개소(C점)에서 강화용 유리 기판(G)이 판두께 방향으로 끼워 넣어져 지지된다. 이에 따라 상온에 있는 평판형상의 강화용 유리 기판(G)을 만곡(도 6에 있어서의 가로 방향을 따라서만 만곡)한 상태로 탄성 변형시킨다. 보다 상세하게는 성형 몰드(30)[만곡 성형 공간(S)] 내에 내포된 강화용 유리 기판(G)은 도 6의 가로 방향(단일 방향)에 있어서, 그 중앙부에 있어서의 상면이 상대적으로 곡률 반경(=R2)이 작은 볼록 만곡면(32a)을 따르도록 만곡한다. 또한, 강화용 유리 기판(G)의 양단부에 있어서의 하면이 상대적으로 곡률 반경(=R1)이 큰 오목 만곡면(31a)을 따르도록 만곡한다. 따라서, 곡률 반경이 중앙부에서 작고, 양단부에서 커지도록 강화용 유리 기판(G)이 탄성 변형된다.
가열 공정에서는 탄성 변형된 강화용 유리 기판(G)을 내포한 성형 몰드(30)를 컨베이어로 반송하면서 가열로의 내부를 통과시켜 성형 몰드(30)를 개재하여 강화용 유리 기판(G)을 연화점보다 25℃ 낮은 온도까지 가열한다. 이에 따라 탄성 변형된 강화용 유리 기판(G)을 열가공한다. 냉각 공정에서는 열가공 후의 강화용 유리를 성형 몰드(30)에 내포시킨 채 냉각을 행한다. 인출 공정에서는 성형 몰드(30)에 내포된 강화용 유리를 성형 몰드(30)로부터 인출한다. 이상의 공정을 거침으로써 도 1d에 기재된 형상을 갖는 강화용 유리가 얻어진다. 또한, 이 강화용 유리의 단면을 연마 및/또는 연삭하면 도 1e에 기재된 형상을 갖는 강화용 유리도 얻어진다. 그리고, 이들 강화용 유리를 이온 교환 처리하면 도 1d, 도 1e에 기재된 형상을 갖는 강화 유리가 된다.
본 발명의 강화 유리는 휴대 전화, 디지털 카메라, PDA, 터치 패널 디스플레이 등의 커버 유리에 적합하지만, 열가공성이 우수한 특징을 살려 휴대 전화, 모바일 PC, 포인팅 디바이스 등의 외장 부품, 특히 특수 형상의 외장 부품에 적합하다. 또한, 본 발명의 강화 유리는 이들 용도 이외에도 높은 기계적 강도가 요구되는 용도, 예를 들면 창문 유리, 자기 디스크용 기판, 플랫 패널 디스플레이용 기판, 태양 전지의 기판 및 커버 유리, 고체 촬상 소자용 커버 유리, 식기로의 응용을 기대할 수 있다.
1, 4, 7, 14, 17, 20, 23 : 굴곡부
2, 5, 8, 15, 18, 21, 24, 27 : 평판부
3, 6, 9, 11, 13, 16, 19, 22, 25 : 단면
10, 12, 28 : 만곡부 26 : 돌기부
30 : 성형 몰드 31 : 하측 몰드
31a : 오목 만곡면 32 : 상측 몰드
32a : 볼록 만곡면

Claims (21)

  1. 표면에 압축 응력층을 갖는 강화 유리이며,
    유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    굴곡부 및/또는 만곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    열가공에 의해 굴곡부 및/또는 만곡부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    열가공 후에 강화 처리되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    열가공 후, 강화 처리 전에 단면이 연삭 처리 및/또는 연마 처리되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축 응력층은 압축 응력값(CS)이 500㎫ 이상이며, 또한 응력 깊이(DOL)가 20㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연화점이 800℃ 이하인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    서냉점이 600℃ 이하인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    변형점이 400℃ 이상인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액상 온도가 1200℃ 이하인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액상 점도가 104. 0dPa·s 이상인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열팽창계수가 50~110×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  13. 표면에 압축 응력층을 갖는 강화 유리로서,
    유리 조성 중에 실질적으로 Li2O를 함유하지 않고, 연화점이 720℃ 이하이며, 압축 응력층은 압축 응력값(CS)이 500㎫ 이상이며, 또한 응력 깊이(DOL)가 20㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 강화 유리.
  14. 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 하는 강화용 유리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    굴곡부 및/또는 만곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 강화용 유리.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    단면이 연삭 및/또는 연마되어 있는 것을 특징으로 하는 강화용 유리.
  17. 강화용 유리를 열가공한 후, 강화 처리를 행하여 강화 유리를 얻는 것을 특징으로 하는 강화 유리의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    강화용 유리가 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~75%, Al2O3 10~30%, B2O3 0~20%, Na2O 10~25%를 함유하는 것을 특징으로 하는 강화 유리의 제조 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    열가공에 의해 굴곡부 및/또는 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 하는 강화 유리의 제조 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    강화 처리 전에 단면을 연삭 및/또는 연마하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강화 유리의 제조 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    강화 처리 후에 단면을 연삭 및/또는 연마하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강화 유리의 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019190080A1 (ko) * 2018-03-27 2019-10-03 동우 화인켐 주식회사 박형 강화 유리 및 그 제조방법
KR20210010118A (ko) * 2019-07-19 2021-01-27 주식회사 케이씨씨글라스 유리 조성물 및 이로부터 제조된 화학강화 유리

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104754897A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 富泰华精密电子(郑州)有限公司 移动终端壳体及其制造方法
US11097974B2 (en) 2014-07-31 2021-08-24 Corning Incorporated Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods
CN107207314B (zh) * 2015-02-05 2020-03-10 Agc株式会社 曲面保护玻璃及其制造方法、以及车载用显示构件
CN107428583B (zh) * 2015-03-20 2020-05-29 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 成形玻璃制品和用于生产这种成形玻璃制品的方法
JP6792806B2 (ja) * 2015-04-10 2020-12-02 日本電気硝子株式会社 ガラス板
KR102368462B1 (ko) * 2015-08-07 2022-03-02 삼성디스플레이 주식회사 강화 유리의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법
KR102412648B1 (ko) * 2015-09-22 2022-06-24 삼성디스플레이 주식회사 글래스 성형 방법
EP3402762B1 (en) 2016-01-12 2023-11-08 Corning Incorporated Thin thermally and chemically strengthened glass-based articles
US11419231B1 (en) 2016-09-22 2022-08-16 Apple Inc. Forming glass covers for electronic devices
US11565506B2 (en) 2016-09-23 2023-01-31 Apple Inc. Thermoformed cover glass for an electronic device
US10800141B2 (en) 2016-09-23 2020-10-13 Apple Inc. Electronic device having a glass component with crack hindering internal stress regions
US11535551B2 (en) * 2016-09-23 2022-12-27 Apple Inc. Thermoformed cover glass for an electronic device
US11111173B2 (en) 2016-11-07 2021-09-07 Corning Incorporated Lithium containing glasses
KR102515600B1 (ko) 2016-11-07 2023-03-29 코닝 인코포레이티드 리튬 함유 유리
TWI756293B (zh) * 2016-11-15 2022-03-01 美商康寧公司 製造具有紋理化表面及3d形狀的玻璃的製程
WO2018135548A1 (ja) * 2017-01-19 2018-07-26 Agc株式会社 ガラス板およびその成形方法
WO2018135547A1 (ja) * 2017-01-19 2018-07-26 Agc株式会社 ガラス板およびその成形方法
CN110461782A (zh) * 2017-03-23 2019-11-15 Agc株式会社 移动体用玻璃板以及显示装置
US11192815B2 (en) * 2017-05-12 2021-12-07 AGC Inc. Method for manufacturing bent substrate and bent substrate
KR102558993B1 (ko) * 2017-05-15 2023-07-24 코닝 인코포레이티드 윤곽 유리 제품 및 그 제조 방법
MX2019012173A (es) * 2017-07-07 2019-11-25 Corning Inc Sistemas interiores de vehiculo que tienen cubierta de vidrio curva y pantalla o panel tactil y metodos para formarlos.
CN109455906B (zh) * 2017-09-06 2022-12-13 Agc株式会社 3d罩盖玻璃及其成形用模具、及3d罩盖玻璃的制造方法
US11065960B2 (en) 2017-09-13 2021-07-20 Corning Incorporated Curved vehicle displays
JP7280546B2 (ja) * 2017-11-09 2023-05-24 日本電気硝子株式会社 ガラス板及びこれを用いた波長変換パッケージ
US10611666B2 (en) 2017-12-01 2020-04-07 Apple Inc. Controlled crystallization of glass ceramics for electronic devices
US11066322B2 (en) 2017-12-01 2021-07-20 Apple Inc. Selectively heat-treated glass-ceramic for an electronic device
US11214512B2 (en) 2017-12-19 2022-01-04 Owens Coming Intellectual Capital, LLC High performance fiberglass composition
WO2019163491A1 (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 日本電気硝子株式会社 ガラス
CO2018008278A1 (es) * 2018-06-30 2018-10-22 Agp America Sa Método para la fabricación de acristalamiento enrasado para vehículos
CN112512981A (zh) * 2018-07-27 2021-03-16 日本电气硝子株式会社 强化玻璃及强化用玻璃
JP7335541B2 (ja) * 2018-07-27 2023-08-30 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化用ガラス
JP6896358B2 (ja) * 2018-08-09 2021-06-30 株式会社オハラ 結晶化ガラス基板
US11420900B2 (en) 2018-09-26 2022-08-23 Apple Inc. Localized control of bulk material properties
CN109052934B (zh) * 2018-10-16 2020-06-19 四川旭虹光电科技有限公司 具有抗冲击应力特性的保护玻璃板
JP7445186B2 (ja) * 2018-12-07 2024-03-07 日本電気硝子株式会社 ガラス
CN113574027B (zh) * 2019-03-18 2023-08-11 Agc株式会社 化学强化玻璃及可折叠装置
US11680010B2 (en) 2019-07-09 2023-06-20 Apple Inc. Evaluation of transparent components for electronic devices
KR20220044538A (ko) 2019-08-06 2022-04-08 코닝 인코포레이티드 균열을 저지하기 위한 매장된 응력 스파이크를 갖는 유리 적층물 및 이를 제조하는 방법
JP7003980B2 (ja) * 2019-09-26 2022-01-21 Agc株式会社 印刷層付き板およびこれを用いた表示装置
US11460892B2 (en) 2020-03-28 2022-10-04 Apple Inc. Glass cover member for an electronic device enclosure
CN115955798A (zh) 2020-03-28 2023-04-11 苹果公司 用于电子设备壳体的玻璃覆盖构件
US11666273B2 (en) 2020-05-20 2023-06-06 Apple Inc. Electronic device enclosure including a glass ceramic region
CN116783152A (zh) 2020-12-23 2023-09-19 苹果公司 用于电子设备的透明部件的基于激光的切割
KR20220167619A (ko) * 2021-06-14 2022-12-21 삼성전자주식회사 투명 부재, 이를 포함하는 전자 장치 및 투명 부재의 열성형 방법
WO2024086037A1 (en) * 2022-10-21 2024-04-25 Corning Incorporated Zircon-compatible alkali glasses

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247342A (ja) 2000-03-02 2001-09-11 Hightech Eng Kk 曲げ合わせガラス及びその製造方法並びに製造装置
JP2006083045A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Hitachi Ltd ガラス部材
US7168047B1 (en) 2002-05-28 2007-01-23 Apple Computer, Inc. Mouse having a button-less panning and scrolling switch
JP2008195602A (ja) * 2007-01-16 2008-08-28 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
JP2013040095A (ja) * 2012-09-25 2013-02-28 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス、強化用ガラスおよび強化ガラスの製造方法
JP2013121912A (ja) * 2012-12-25 2013-06-20 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4305746A (en) * 1980-05-01 1981-12-15 Libbey-Owens-Ford Company Method of and apparatus for bending glass sheets
DE3822639C1 (ko) * 1988-07-05 1990-01-11 Vegla Vereinigte Glaswerke Gmbh, 5100 Aachen, De
JPH10338532A (ja) * 1997-06-05 1998-12-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd 強化ガラス板の製造方法および製造装置
JP5467490B2 (ja) * 2007-08-03 2014-04-09 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
JP5339173B2 (ja) * 2007-09-27 2013-11-13 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法
JP5743125B2 (ja) * 2007-09-27 2015-07-01 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化ガラス基板
US9010153B2 (en) * 2008-07-02 2015-04-21 Corning Incorporated Method of making shaped glass articles
US8516854B2 (en) * 2008-11-25 2013-08-27 Corning Incorporated Progressive pressing to form a glass article
JP5622069B2 (ja) * 2009-01-21 2014-11-12 日本電気硝子株式会社 強化ガラス、強化用ガラス及び強化ガラスの製造方法
JP5294150B2 (ja) * 2009-01-23 2013-09-18 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法
CN102249542B (zh) * 2010-05-18 2015-08-19 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 用于3d精密模压和热弯曲的碱金属铝硅酸盐玻璃
US8759238B2 (en) * 2010-05-27 2014-06-24 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses
US9102030B2 (en) * 2010-07-09 2015-08-11 Corning Incorporated Edge finishing apparatus
US8889575B2 (en) * 2011-05-31 2014-11-18 Corning Incorporated Ion exchangeable alkali aluminosilicate glass articles
US9446977B2 (en) * 2012-12-10 2016-09-20 Corning Incorporated Method and system for making a glass article with uniform mold temperature
KR20160006719A (ko) * 2013-05-07 2016-01-19 코닝 인코포레이티드 형성된 유리 물품 성형 공정 및 그 기기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001247342A (ja) 2000-03-02 2001-09-11 Hightech Eng Kk 曲げ合わせガラス及びその製造方法並びに製造装置
US7168047B1 (en) 2002-05-28 2007-01-23 Apple Computer, Inc. Mouse having a button-less panning and scrolling switch
JP2006083045A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Hitachi Ltd ガラス部材
JP2008195602A (ja) * 2007-01-16 2008-08-28 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
JP2013040095A (ja) * 2012-09-25 2013-02-28 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス、強化用ガラスおよび強化ガラスの製造方法
JP2013121912A (ja) * 2012-12-25 2013-06-20 Nippon Electric Glass Co Ltd 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
이즈미타니 테츠로 외, 「새로운 유리와 그 물성」, 초판, Management System Laboratory. Co., Ltd., 1984년 8월 20일, p.451-498

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019190080A1 (ko) * 2018-03-27 2019-10-03 동우 화인켐 주식회사 박형 강화 유리 및 그 제조방법
KR20210010118A (ko) * 2019-07-19 2021-01-27 주식회사 케이씨씨글라스 유리 조성물 및 이로부터 제조된 화학강화 유리

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Publication number Publication date
US20160137550A1 (en) 2016-05-19
CN105050975B (zh) 2019-08-27
JP2015034123A (ja) 2015-02-19
KR102157060B1 (ko) 2020-09-17
CN105050975A (zh) 2015-11-11
WO2015005212A1 (ja) 2015-01-15
JP6394110B2 (ja) 2018-09-26

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