KR20160137603A

KR20160137603A - 화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법, 화학 강화용 유리판의 제조 방법 및 화학 강화 유리판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160137603A
Application number: KR1020167029607A
Authority: KR
Inventors: 기요미 후쿠시마; 히로후미 홋타
Original assignee: 니혼 이타가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-11-30
Also published as: CN106103372A; US20170088454A1; CN106103372B; WO2015146169A1; JP5996124B2; KR102254593B1; JPWO2015146169A1

Abstract

본 발명은, 플로트법으로 제조된 유리판에 화학 강화 처리를 실시함으로써 발생하는 상기 유리판의 휨을 저감하는 방법이다. 본 발명의 방법에서는, 화학 강화 처리가 실시되기 전에, 플로트법으로 제조된 유리판을, 상기 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지한다.

Description

화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법, 화학 강화용 유리판의 제조 방법 및 화학 강화 유리판의 제조 방법{METHOD FOR REDUCING WARPAGE DEVELOPING IN GLASS PLATE DUE TO CHEMICAL STRENGTHENING TREATMENT, METHOD FOR PRODUCING GLASS PLATE FOR CHEMICAL STRENGTHENING, AND METHOD FOR PRODUCING CHEMICALLY STRENGTHENED GLASS PLATE}

본 발명은, 화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법, 화학 강화용 유리판의 제조 방법 및 화학 강화 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.

휴대 전화, 스마트폰 및 휴대 정보 단말(PDA) 등의 휴대 기기의 화상 표시 장치에는, 표면 보호를 위한 커버 유리가 배치되어 있다. 커버 유리에는, 일반적으로 1.1mm 이하의 얇은 두께를 가지는 유리판을 화학 강화한 것이 사용된다.

플로트법으로 제조된 얇은 유리판에 화학 강화 처리를 실시했을 때, 유리판에 휨이 발생하는 것이 알려져 있다. 이 휨은, 화학 강화시에 꼭대기면(플로트 배스(bath)에서의 성형시에 용융 주석과 비접촉이었던 유리 표면)과 바닥면(플로트 배스에서의 성형시에 용융 주석과 접촉해 있던 유리 표면)에서 이온 교환량에 차가 발생하는 것에 의한 것과, 열변형에 의한 것으로 생각되고 있다.

전자의 이온 교환량의 차는, 플로트 배스에서의 성형시에 유리판의 바닥면에 주석 성분이 침입하는 것이 주된 원인으로 생각되고 있다. 그래서, 종래, 주석 침입층을 제거하기 위한 연마 처리 등이 행해지고 있다. 그러나, 이러한 처리는 제조 비용을 끌어올리는 한 요인이 되어 있다.

후자의 열변형으로서는, 플로트 배스에서의 성형시 등에서 유리판의 꼭대기면과 바닥면의 냉각 속도가 상이함으로써 발생하는 잔류 응력에 의해 일어나는 변형과, 유리판에 스트레인점(strain point) 온도 이하의 열처리를 실시함으로써 유리의 자중(自重)에 의해 일어나는 변형이 알려져 있다. 특허문헌 1에서는, 유리의 자중에 의해 일어나는 열변형을 억제하기 위해, 화학 강화 처리 전의 예열(예비 가열) 온도를 스트레인점 온도로부터 적어도 100℃ 낮은 온도로 하는 것이 개시되어 있다. 또한, 화학 강화 처리는, 통상, 질산칼륨, 질산나트륨 또는 이들의 혼합 용융염 중에 유리판을 소정 시간 침지함으로써 행해진다. 화학 강화 처리 전의 예비 가열이란, 화학 강화 처리에 사용하는 용융염에 유리판을 접촉시켰을 때의 열쇼크에 의한 유리판의 균열을 피하거나, 유리판을 접촉시켰을 때에 용융염의 온도가 너무 내려가지 않도록 하는 것을 목적으로서 실시하는 것이다.

일본국 특허 공개 평7-29170호 공보

특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 화학 강화 처리시의 유리판의 자중에 의한 열변형을 어느 정도 억제할 수 있지만, 온도의 제한에 따라 적절한 예비 가열을 할 수 없는 경우, 용융염에 접촉했을 때의 열쇼크에 의해 유리판에 균열이 발생해 버리는 경우가 있었다.

또, 예비 가열에서는, 일반적으로, 자중에 의해 일어나는 유리판의 열변형을 억제하기 위해, 화학 강화 처리의 예비 가열시에, 용융염에 접촉했을 때의 열쇼크에 의한 균열을 피할 수 있을 정도의 필요 최소한의 가열밖에 행할 수 없었다. 예를 들어, 유리판의 두께가 얇아질수록, 또한, 유리판의 사이즈가 커질수록, 화학 강화 처리 전후에 유리판의 온도를 올리면, 자중에 의한 변형이 발생하기 쉽다. 화학 강화 유리를 공업적으로 대량 생산하는 경우, 예를 들어 한 변이 300mm 이상인 비교적 큰 치수의 유리판을 복수매, 유리 홀더에 세운 상태로 적재하고, 예비 가열 공정~화학 강화 처리 공정을 행하는데, 이러한 경우에는 유리판의 자중에 의한 열변형의 염려가 더욱 증가하게 된다. 따라서, 예비 가열 공정에 있어서는, 필요 이상으로 온도를 올리지 않는 것이 중요하다고 생각되고 있었다.

그래서, 본 발명은, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 유리판의 휨을 저감할 수 있음과 더불어, 화학 강화 처리시에 용융염과 접촉시켰을 때에 열쇼크에 의한 유리판의 균열도 충분히 억제할 수 있는, 화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 화학 강화용 유리판(화학 강화 처리가 실시되는 유리판)의 제조 방법과, 화학 강화 유리판(화학 강화 처리가 실시된 유리판)의 제조 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.

발명자들은, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 화학 강화 처리보다 전에 일정한 조건으로 가열 처리를 행함으로써, 화학 강화 처리 후에 유리판에 발생하는 휨을 저감할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명에 도달하기에 이르렀다. 또한, 본 발명은, 열변형을 피하기 위해서는, 화학 강화 처리를 위한 예비 가열을 최저 한도로 해야만 한다는 종래의 상식을 뒤집는 것이며, 간이하게, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 휨을 저감할 수 있는 방법이다.

즉, 본 발명은, 플로트법으로 제조된 유리판에 화학 강화 처리를 실시함으로써 발생하는 상기 유리판의 휨을 저감하는 방법으로서,

화학 강화 처리가 실시되기 전에, 플로트법으로 제조된 유리판을, 상기 유리판을 구성하는 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하는,

화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법을 제공한다.

본 발명은, 또한,

(I) 플로트법으로, 소다라임 유리로 이루어지는 유리판을 제조하는 공정과,

(II) 상기 공정 (I)에서 제조된 상기 유리판을, 상기 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하는 공정을 포함하는, 화학 강화용 유리판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은, 또한,

(i) 상기 본 발명의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 의해 얻어지는 화학 강화용 유리판을 준비하는 공정과,

(ii) 상기 화학 강화용 유리판에 대해 화학 강화 처리를 실시하는 공정을 포함하는, 화학 강화 유리판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 휨을 저감하는 방법에 따르면, 화학 강화 처리가 실시되기 전에, 유리판을 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지한다고 하는 열처리를 실시하는 것만으로, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 유리판의 휨을 저감할 수 있다. 본 발명의 방법에서는, 이 열처리를 화학 강화 처리보다 전에 실시하면 되는 것뿐이기 때문에, 화학 강화 처리를 위한 예비 가열의 온도가 제한되는 경우도 없다. 따라서, 본 발명의 방법에 따르면, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 유리판의 휨을 저감할 수 있음과 더불어, 화학 강화 처리시에 용융염과 접촉시켰을 때의 열쇼크에 의한 유리판의 균열을 충분히 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 따르면, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 유리판의 휨을 저감할 수 있음과 더불어, 화학 강화 처리시에 용융염과 접촉시켰을 때의 열쇼크에 의한 유리판의 균열을 충분히 억제할 수 있는, 화학 강화용 유리판을 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 화학 강화 유리판의 제조 방법에 따르면, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 균열의 발생을 억제하면서, 휨이 충분히 저감된 화학 강화 유리판을 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1~14에서 실시한 열처리에 있어서의 유리판의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 15~31에서 실시한 열처리에 있어서의 유리판의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

(실시형태 1)

본 발명에 따르는, 화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법의 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 방법은, 플로트법으로 제조된 유리판에 화학 강화 처리를 실시함으로써 발생하는 유리판의 휨을 저감하는 방법으로서, 화학 강화 처리가 실시되기 전에, 플로트법으로 제조된 유리판을, 상기 유리판을 구성하는 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지한다.

화학 강화 처리보다 전에, 유리판을 상기 유리판의 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지한다고 하는 열처리를 실시함으로써, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 휨을 개선(휨을 저감)할 수 있다. 화학 강화 처리보다 전에 이러한 열처리를 실시하는 것만으로, 화학 강화 후의 유리판의 휨이 개선되는 것은, 놀라운 결과였다. 종래의 상식으로는, 비교적 높은 온도로 열처리를 하면, 화학 강화 후의 휨이 악화되는 경우는 있어도, 개선된다고는 생각할 수 없었기 때문이다. 또한, 유리판을 유지하는 방법으로서는, 평탄한 지지체에 유리판을 평평하게 두는 방법, 및, 유리판을 유리 홀더에 세우는 방법 등을 들 수 있다. 유리판을 유리 홀더에 세우는 방법은, 복수의 유리판을 동시에 처리할 수 있기 때문에 바람직하나, 본 실시형태는 그것에 한정되는 것은 아니다.

화학 강화 후의 휨이 개선되는 메커니즘은, 불명확한 점이 있는데, 상기의 열처리를 행함으로써 유리의 구조 완화에 의한 열수축이 발생하고, 유리의 밀도가 증가함과 동시에, 유리의 강성이 높아지기 때문이라고 생각된다. 유리의 강성이 높아짐으로써, 화학 강화에 기인하여 유리판에 발생하는 굽힘의 힘에 대항할 수 있어, 휨이 저감된다고 추정된다.

여기서, 상기의 열처리에 의한 유리의 강성의 변화를 확인하기 위해, 열처리 전후에서 유리판의 휨 측정을 실시했다. 휨 측정의 측정 방법은, 이하대로이다. 그 결과, 열처리 전의 유리판의 휨은 1.9mm였는데 비해, 열처리 후의 유리판의 휨은 1.6mm였다. 이와 같이, 열처리 후의 유리판은, 열처리 전의 유리판보다 휨량이 작은 것이 확인되었다. 즉, 열처리에 의해 유리의 강성이 높아지고, 유리판의 굽힘 변형에 대한 항력이 증가했다고 생각된다.

<휨 측정>

(유리판 샘플)

200mm×300mm의 직사각형이고, 두께가 0.55mm인, 플로트법에 의해 제조된 소다라임 유리(유리 조성은, 후술하는 실시예에서 이용된 것과 동일).

(열처리)

510℃의 노 내에서 90분 유지 후, 대기 중에서 방랭.

(계측)

레이저 변위계(옵텍스 FA 주식회사 제조 CD5A-N)를 사용했다. 유리판 샘플의 네 모서리를 지지한 상태로 평평하게 두고, 유리판 샘플 중앙부와 변위계의 거리를 측정했다. 유리판 샘플 중앙부에, 약 130g의 추(원통 중공 파이프 형상)를 싣지 않을 때와 실었을 때의 거리의 차를, 추의 중량에 의해 발생한 변위량(휨량)으로서 평가했다. 휨량은, 2장의 유리판 샘플의 평균값으로 했다.

상기 열처리에 있어서, 유리판을, 상기 유리판의 유리의 스트레인점-70℃ 이상의 온도로 함으로써, 유리의 구조 완화가 충분히 일어나므로, 화학 강화 후의 휨이 개선된다고 생각된다. 보다 높은 휨 개선 효과를 얻기 위해, 상기 열처리의 온도는, 유리판의 유리의 스트레인점-40℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 스트레인점-20℃ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 열처리의 온도가 너무 높으면, 유리판의 자중에 의한 열변형의 영향이 커지고, 이 열변형이 상기 열처리에 의한 휨의 개선 효과를 웃돌아, 화학 강화 후의 휨의 개선 효과가 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 상기 열처리의 온도를, 유리판의 유리의 스트레인점＋20℃ 이하로 하고, 바람직하게는 스트레인점 이하로 한다. 예를 들어, 상기 열처리의 온도를 스트레인점-40℃~스트레인점으로 함으로써, 예를 들어 한 변이 300mm 이상인 직사각형 형상을 가지는 유리판과 같은 큰 사이즈의 유리판이어도, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 휨량을 작게 억제하는 것이 가능해지며, 보다 효과적인 휨 개선이 가능해진다.

상기 열처리에 있어서의 소정 온도 범위에 유리판을 유지하는 시간은, 10분 이상이면 휨 개선의 효과가 충분히 얻어지나, 휨 개선의 효과를 보다 높이기 위해, 바람직하게는 30분 이상, 보다 바람직하게는 60분 이상, 특히 바람직하게는 90분 이상이다.

상기 열처리에서는, 유리판을, 본 실시형태에서 특정한 소정 온도 범위에 소정 시간 유지하는 것뿐이어도 되고, 예를 들어 소정 온도 범위까지의 승온 속도 및 소정 온도 범위로부터의 강온 속도와 같은 조건은, 특별히는 한정되지 않는다.

또, 상기 열처리는, 화학 강화 처리보다 전에 실시되면 되고, 화학 강화 처리 전에 행하는 예열 공정으로서 실시하는 것도 가능하며, 화학 강화 처리와는 완전하게 별개의 처리로서 실시하는 것도 가능하다. 즉, 상기 열처리(화학 강화 처리를 위한 예열을 겸한다)→화학 강화 처리의 순으로 실시하는 것도 가능하며, 상기 열처리→화학 강화 처리를 위한 예열→화학 강화 처리의 순으로 실시하는 것도 가능하다.

본 실시형태의 방법에서는, 유리판은 플로트법으로 제조되고 있다. 따라서, [배경기술]에서 설명한 바와 같은, 플로트 배스에서의 성형시에 유리판의 바닥면에 주석 성분이 침입하는 것이 원인으로 발생하는 화학 강화 처리시의 이온 교환량의 차에 의해, 유리판의 휨이 발생하는 경우도 있다. 그래서, 이온 교환량의 차에 기인하는 휨의 발생을 억제하기 위해, 종래, 주석 침입층을 제거하기 위해 연마 처리 등이 행해지고 있었다. 그러나, 본 실시형태의 방법에 따르면, 상술한 대로 유리의 강성이 높아지므로, 이온 교환량의 차에 기인하는 휨이 발생하기 어려워지며, 그 결과, 예를 들어 연마량의 저감, 또는, 연마 처리의 생략의 실현도 가능해진다.

본 실시형태의 유리판은, 유리판의 연속 제조 방법인 플로트법으로 제조된 유리판이다. 플로트법에서는, 플로트 가마에서 용융된 유리 원료가 플로트 배스 내의 용융 금속 상에서 판형상의 유리 리본으로 성형되고, 얻어진 유리 리본은, 서랭로에서 서냉된 후, 소정의 크기의 유리판으로 잘라져 나누어진다. 본 실시형태의 유리판은, 공지의 플로트법으로 제조된 유리판이면 되고, 플로트법에 있어서의 제조 조건은 특별히는 한정되지 않는다.

유리판에는, 일반적으로 화학 강화 유리로서 적용되는 소다라임 유리나 알루미노 규산염 유리를 이용할 수 있고, 그 조성은 특별히는 한정되지 않는다. 그러나, 본 실시형태의 방법은, 소다라임 유리로 이루어지는 유리판에 적용하는 것이 바람직하다. 소다라임 유리로 이루어지는 유리판은, 그 외의 유리, 예를 들어 알루미노 실리케이트 유리로 이루어지는 유리판에 비해, 플로트법에 의한 성형시에 바닥면에 주석이 침입하기 쉽다. 이것으로부터, 꼭대기면과 바닥면의 이온 교환 속도에 차가 발생하기 쉽다. 또, 소다라임 유리를 플로트법으로 얇은 유리판으로 성형하는 경우, 꼭대기면이 바닥면에 비해 급랭 구조가 되기 쉽기 때문에, 본 발명의 효과가 현저하게 나타나기 쉽다. 즉, 바닥면보다 성긴 구조인 꼭대기면은, 열처리를 행함으로써, 바닥면보다 구조 완화가 진행되어 조밀한 구조가 되고, 화학 강화 처리시의 이온 교환 속도가 억제되며, 바닥면측의 이온 교환 속도와의 차가 작아진다. 또, 소다라임 유리이면, 상기 열처리의 온도역과, 소다라임 유리의 화학 강화 처리에 이용하는 용융염의 온도의 차가 작기 때문에, 상기 열처리 후에 계속해서 화학 강화 처리를 행할 때에는, 열이용의 관점과, 열쇼크에 의한 균열의 방지의 관점으로부터 유리하다.

또, 두께 1.1mm 이하의 얇은 유리판에 있어서 화학 강화 후의 휨이 특히 발생하기 쉽다. 따라서, 본 실시형태의 방법은, 특히 두께 1.1mm 이하의 얇은 유리판에 적용한 경우에 현저한 효과가 얻어진다.

(실시형태 2)

본 발명에 따르는 화학 강화용 유리판의 제조 방법 및 화학 강화 유리판의 제조 방법의 실시형태에 대해 설명한다.

본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법은,

(II) 상기 공정 (I)에서 제조된 상기 유리판을, 상기 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하는 공정을 포함한다. 이 제조 방법에 따르면, 공정 (II)를 포함함으로써, 그 후에 화학 강화 처리가 실시된 경우에도, 휨이 저감되는 유리판을 제조할 수 있다. 또한, 공정 (II)에 의해, 그것보다 후에 실시되는 화학 강화 처리에 의한 휨이 저감되는 메커니즘은, 실시형태 1에서 설명했던 대로이다. 또한, 공정 (II)에 있어서 유리판을 유지하는 방법으로서는, 평탄한 지지체에 유리판을 평평하게 두는 방법, 및, 유리판을 유리 홀더에 세우는 방법 등을 들 수 있다. 유리판을 유리 홀더에 세우는 방법은, 복수의 유리판을 동시에 처리할 수 있기 때문에 바람직하나, 본 실시형태는 그것에 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 의해 얻어진 화학 강화용 유리판에 의하면, 화학 강화 처리시의 예비 가열의 조건을 특별히 제한하는 일 없이 화학 강화 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 따르면, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 화학 강화 처리에 의해 발생하는 유리판의 휨을 저감할 수 있음과 더불어, 화학 강화 처리시에 용융염과 접촉시켰을 때의 열쇼크에 의한 유리판의 균열을 충분히 억제할 수 있는, 화학 강화용 유리판을 제공할 수 있다.

또, 실시형태 1에서도 설명한 바와 같이, 공정 (II)가 실시됨으로써, 유리판의 표면을 연마하는 공정을 실시하는 일 없이, 휨이 저감되는 유리판을 제조하는 것도 가능해진다. 따라서, 본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에서는, 유리판의 표면을 연마하는 공정이 포함되지 않아도 된다.

또한, 실시형태 1에서도 설명한 바와 같이, 상기 공정 (II)의 열처리에 있어서, 유리판을, 상기 유리판의 유리의 스트레인점-40℃(보다 바람직하게는 스트레인점-20℃)~스트레인점의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 한 변이 300mm 이상인 직사각형 형상을 가지는 큰 사이즈의 화학 강화용 유리판도 제조할 수 있다. 또, 열처리시에, 소정의 온도로 유지하는 시간의 바람직한 범위는, 실시형태 1에서 설명한 범위와 같다.

본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 의해 제조된 화학 강화용 유리판에 대해, 화학 강화 처리를 실시함으로써, 화학 강화 유리를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시형태의 화학 강화 유리판의 제조 방법은,

(i) 본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 의해 얻어지는 화학 강화용 유리판을 준비하는 공정과,

(ii) 상기 화학 강화용 유리판에 대해 화학 강화 처리를 실시하는 공정을 포함한다. 본 실시형태의 화학 강화 유리판의 제조 방법에서는, 본 실시형태의 화학 강화용 유리판의 제조 방법에 의해 제조된 화학 강화용 유리판을 이용하고 있으므로, 화학 강화 처리시의 예비 가열의 조건이 특별히 제한되는 일 없이 화학 강화 처리를 실시할 수 있다. 그 결과, 얇은 유리판이나 큰 유리판이어도, 균열의 발생을 억제하면서, 휨량이 충분히 저감된 화학 강화 유리판을 제공할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명에 대해 실시예를 이용하여 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은, 본 발명의 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1~14 및 비교예 1~3)

[유리판의 제조 방법]

플로트법에 의해, 두께 0.55mm의 유리판을 제조했다. 또한, 이 유리판은 소다라임 유리로 이루어지고, 상기 유리의 유리 조성, 스트레인점 및 유리 전이 온도는 표 1에 나타내는 대로이다. 표 1에 나타내는 유리 조성이 되도록 조제한 유리 재료를 용융하여, 플로트 배스의 용융 주석 상에서 용융한 유리 재료를 유리 리본으로 성형했다. 본 실시예에서는, 이 유리 리본을 절단하여 50mm×50mm의 정사각형의 유리판을 얻었다.

[열처리 및 화학 강화 처리]

플로트법으로 제조된 유리판을, 상온에서 세정한 후, 유리 홀더에 세운 상태로 전기로(주식회사 모토야마 제조 「SU-2025」)에서 가열했다. 비교예 1 이외의 가열 조건은, 표 2 및 도 1에 나타내는 대로였다. 가열된 유리판의 온도를 내리는 일 없이, 상기 유리판을 화학 강화를 위해 460℃의 KNO₃ 용융염에 침지시켜, 2시간 이온 교환을 행했다. 비교예 1만, 300℃의 분위기의 노 내에 유리판을 10분간 노출시킨 후, 이온 교환을 실시했다. 이온 교환 후에는, 유리판을, 300℃의 분위기에서 10분 동안 용융염을 잘라내고, 상온 분위기에서 10분간 냉각을 행하며, 그 후, 50℃의 물로 세정하여 유리판에 부착되어 있는 KNO₃를 제거했다. 이것에 의해, 열처리 및 화학 강화 처리가 실시된 유리판이 얻어졌다.

[휨량의 측정 방법]

휨량의 측정에는 비접촉 3차원 측정 장치(미타카 광기 주식회사 제조 「NH-3N」)를 사용했다. 화학 강화 후의 유리판을, 볼록측으로 휜 꼭대기면을 위로 향해 대향하는 2변을 지지하고, 꼭대기면의 중앙의 높이 방향의 좌표를 측정했다. 다음에 유리판을 뒤집어, 마찬가지로, 중앙의 높이 방향의 좌표를 측정했다. 그들 2개의 측정 결과의 절반의 양을 휨량으로 했다. 유리판의 꼭대기면 및 바닥면의 양방을 측정함으로써, 얻어진 휨량에는, 자중에 의한 휨의 영향이 제외되어 있었다. 각 실시예 및 비교예에 대해 8장의 유리판의 휨량을 측정하고, 그 평균값을 각 실시예 및 비교예의 유리판의 휨량으로 했다. 결과는, 표 2에 나타내는 대로이다. 또한, 실시예 1~14와 비교예 2 및 3의 휨량의 개선율은, 비교예 1을 기준으로 한 것이다. 개선율이 마이너스가 되어 있는 것은, 휨량이 악화된 것을 나타낸다.

실시예 1~14(가열 온도: 450~520℃(스트레인점-53℃~스트레인점＋17℃))의 모든 유리판에서, 비교예 1보다 휨량의 감소가 보여지며, 높은 휨량의 개선율이 얻어졌다. 또한, 비교예 1은, 용융염에 침지했을 때의 열쇼크에 의한 균열을 피하기 위한 최저한의 열처리를 행한다고 하는, 종래의 방법으로 휨을 저감한 것이다. 스트레인점보다 73℃ 낮은 온도의 430℃로 열처리를 행한 비교예 2의 유리판은, 비교예 1의 유리판에 대해 화학 강화 후의 휨량의 감소는 거의 보여지지 않았다. 한편, 스트레인점보다 37℃ 높은 온도의 540℃로 열처리를 행한 비교예 3의 유리판에서는, 휨량은 증가했다. 비교예 3의 유리판은, 자중에 의한 열변형의 영향이 커, 휨이 악화되었다고 추정된다.

(실시예 15~31 및 비교예 4~8)

[유리판의 제조 방법]

유리판을 370mm×470mm의 직사각형으로 하고, 두께를 0.4~0.7mm로 한 점 이외에는, 실시예 1~14 및 비교예 1~3과 같은 방법으로 유리판을 제작했다. 각 실시예 및 비교예의 유리판의 두께는, 표 3에 나타내는 대로이다.

[열처리 및 화학 강화 처리]

실시예 15~31의 유리판에 대해 열처리를 행했다. 이 열처리는, 유리 홀더에 유리판을 복수매 세운 상태로, 열풍 순환 전기로(주식회사 미즈카미 전기 제작소 제조 특주품 사이즈 「950×950×950mm」)에서 가열 처리했다. 가열 조건 등은, 표 3 및 도 2에 나타내는 대로이다. 실온까지 냉각한 유리판을, 상온에서 세정한 후, 340℃(스트레인점-163℃)의 분위기하에서 30분간의 예비 가열 공정을 거치고, 화학 강화를 위해 KNO₃ 용융염에 침지시켜 이온 교환을 행했다. 이온 교환 조건은, 표 3에 나타내는 대로이다. 이온 교환 후에는, 유리판을, 340℃의 분위기에서 5분 동안 용융염을 잘라내고, 200℃의 분위기에서 20분간 냉각을 행하며, 그 후, 50℃의 물에 25분간, 다음에 상온의 물에 15분간 침지시켜, 유리판에 부착되어 있는 KNO₃를 제거했다. 이것에 의해, 열처리 및 화학 강화 처리가 실시된 유리판이 얻어졌다. 비교예 4~8의 유리판에 대해서는, 열처리를 행하지 않고, 실시예 15~31의 경우와 같은 방법으로 예비 가열 및 이온 교환을 행했다.

[휨량의 측정 방법]

화학 강화 후의 유리판을, 볼록측으로 휜 꼭대기면을 아래로 향해 평탄한 정반(定盤) 상에 두고, 간극 게이지를 이용하여 유리판과 정반의 간격을 8점 측정하여, 최대값을 그 유리판의 휨량으로 했다. 각 실시예 및 비교예에 대해 5장의 유리판의 휨량을 측정하고, 그 평균값을 각 실시예 및 비교예의 유리판의 휨량으로 했다. 결과는, 표 3에 나타내는 대로이다. 또한, 실시예 15~18의 휨량의 개선율은 비교예 4를 기준으로 하고, 실시예 19의 휨량의 개선율은 비교예 5를 기준으로 하며, 실시예 20의 휨량의 개선율은 비교예 6을 기준으로 하고, 실시예 21 및 22의 휨량의 개선율은 비교예 7을 기준으로 하며, 실시예 23~31의 휨량의 개선율은 비교예 8을 기준으로 한 것이다.

본 발명에서 특정하는 열처리를 행한 실시예 15~31(가열 온도: 440~530℃(스트레인점-63℃~스트레인점＋27℃))의 모든 유리판에서, 높은 휨량의 개선율이 얻어졌다. 또, 열처리의 가열 온도를 스트레인점-40℃~스트레인점의 범위 내로 함으로써, 휨량의 개선율을 40% 이상으로 할 수 있었다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 방법에 따르면, 화학 강화 처리에 의한 강도의 향상에 더해, 화학 강화 후의 휨량도 저감된 유리판을 제공할 수 있다. 이 유리판은, 휴대 기기의 화상 표시 장치의 표면 보호를 위한 커버 유리 등의, 얇기와 강도가 요구되는 용도에 적절하게 이용할 수 있다.

Claims

플로트법으로 제조된 유리판에 화학 강화 처리를 실시함으로써 발생하는 상기 유리판의 휨을 저감하는 방법으로서,
화학 강화 처리가 실시되기 전에, 플로트법으로 제조된 유리판을, 상기 유리판을 구성하는 유리의 스트레인점(strain point)-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하는, 화학 강화 처리에 의해 유리판에 발생하는 휨을 저감하는 방법.
(I) 플로트법으로, 소다라임 유리로 이루어지는 유리판을 제조하는 공정과,
(II) 상기 공정 (I)에서 제조된 상기 유리판을, 상기 유리의 스트레인점-70℃~스트레인점＋20℃의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하는 공정을 포함하는, 화학 강화용 유리판의 제조 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 유리판의 표면을 연마하는 공정을 포함하지 않는, 화학 강화용 유리판의 제조 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 공정 (II)에 있어서, 상기 유리판을, 상기 유리의 스트레인점-40℃~스트레인점의 온도 범위 내에 10분 이상 유지하고,
상기 화학 강화용 유리판은, 한 변이 300mm 이상인 직사각형 형상을 가지는, 화학 강화용 유리판의 제조 방법.
(i) 청구항 2에 기재된 방법에 의해 얻어지는 화학 강화용 유리판을 준비하는 공정과,
(ii) 상기 화학 강화용 유리판에 대해 화학 강화 처리를 실시하는 공정을 포함하는, 화학 강화 유리판의 제조 방법.