TW201630841A - 化學強化玻璃及化學強化玻璃之製造方法 - Google Patents

化學強化玻璃及化學強化玻璃之製造方法 Download PDF

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Yusuke Fujiwara
Kiyoshi Tamai
Yuichi Suzuki
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

本發明之目的在於提供一種即便進行化學強化亦可有效地抑制玻璃強度之降低、且透過率較高之(即低反射性之)化學強化玻璃。本發明係關於一種化學強化玻璃，其係於表層具有藉由離子交換法而形成之壓縮應力層者，並且含有鈉及硼，△透過率為+0.1%以上，將玻璃之自最表面至深度X之區域中之氫濃度Y進行線形近似而獲得之直線於X=0.1~0.4(μm)滿足特定之關係式。

Description

化學強化玻璃及化學強化玻璃之製造方法
本發明係關於一種化學強化玻璃及化學強化玻璃之製造方法。
於數位相機、行動電話或攜帶型資訊終端PDA(Personal Digital Assistants，個人數位助理)等平板顯示器裝置中，為了提高顯示器之保護及美觀，將較薄之板狀覆蓋玻璃以成為較圖像顯示部分大之區域之方式配置於顯示器之前表面。玻璃雖然理論強度較高，但強度會因劃傷而大幅降低，因此，對要求強度之覆蓋玻璃使用藉由離子交換等於玻璃表面形成有壓縮應力層的化學強化玻璃。
伴隨對平板顯示器裝置之輕量化及薄型化之要求，亦要求覆蓋玻璃自身較薄。因此，對於覆蓋玻璃，為了滿足該目的而對其表面要求進一步之強度。
為了提高化學強化玻璃之表面強度，先前已知於化學強化處理後實施表面蝕刻處理(專利文獻1)。
此處，關於玻璃之強度，已知玻璃之強度會因玻璃中之氫(水分)之存在而降低(非專利文獻1、2)。
又，於各種顯示器等多要求抗反射功能，通常對於化學強化玻璃藉由形成抗反射膜而賦予低反射性(專利文獻2~5)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特表2013-516387號公報
專利文獻2：日本專利特開平4-357134號公報
專利文獻3：日本專利特開2002-221602號公報
專利文獻4：日本專利特開2011-88765號公報
專利文獻5：日本專利特開2013-40091號公報
非專利文獻
非專利文獻1：S. ITO et.al., “Crack Blunting of High-Silica Glass”, Journal of the American Ceramic Society, Vol.65, No.8, (1982), 368-371
非專利文獻2：Won-Taek Han et.al., “Effect of residual water in silica glass on static fatigue”, Journal of Non-Crystalline Solids, 127, (1991) 97-104
本發明者等人發現於化學強化後有玻璃之強度降低之情況，其主要原因在於：因氣氛中之水分滲入至玻璃表層而產生化學缺陷。又，發現：該現象並不僅限於化學強化，亦於玻璃之製造步驟中因經歷升溫步驟而產生。
作為去除玻璃表層之水分之方法，亦考慮藉由將化學強化後之玻璃表面進行研磨、或浸漬於氫氟酸等中進行蝕刻處理等方法而去除含有水分之層。然而，有因研磨而玻璃表面被劃傷、強度反而降低之虞。進而，有因研磨而玻璃之翹曲增大之虞。又，於在玻璃表面存在潛在傷痕之情形時，於使用氫氟酸等之蝕刻處理中，有潛在傷痕擴大而因凹坑產生外觀不良之虞。進而，氫氟酸就安全方面而言需要小心處理。
又，於先前對化學強化玻璃賦予低反射性之技術中，於製造成本或生產性方面有改善之餘地，尤其，化學強化玻璃之涉及兩面或大 面積之處理較困難。
本發明之目的在於提供一種即便進行化學強化亦可有效地抑制玻璃強度降低、且透過率較高之(即低反射性之)化學強化玻璃。
本發明者等人發現，於含硼之化學強化玻璃中，藉由將玻璃之表層中之氫濃度分佈設為特定範圍，及將△透過率設為特定範圍，而即便不對化學強化後之玻璃表面進行研磨或使用氫氟酸等進行蝕刻處理，玻璃之面強度亦飛躍性地提昇，且可提高玻璃之透過率；以至完成本發明。
即，本發明之一態樣如下所述。
<1>
一種化學強化玻璃，其係於表層具有藉由離子交換法而形成之壓縮應力層者，並且含有鈉及硼，藉由下述方法所測得之△透過率為+0.1%以上，將玻璃之自最表面至深度X之區域中之氫濃度Y進行線形近似而獲得之直線於X=0.1~0.4(μm)滿足下述關係式(I)。
Y=aX+b (I)
[式(I)中之各符號之含義如下所述。
Y：氫濃度(H2O換算、mol/L)
X：自玻璃最表面起之深度(μm)
a：-0.390~-0.010
b：0.060~0.250]
△透過率之測定方法：將化學強化玻璃切割為2塊，而準備玻璃A及玻璃B。使用島津製作所公司製造之紫外可見分光光度計(SolidSpec-3700)測定玻璃A於波 長400nm下之透過率。玻璃B係利用HF及HCl之混合液以玻璃單面之去除量成為0.05~0.10mm之方式進行蝕刻處理。對進行過蝕刻處理之玻璃B進行化學強化處理。化學強化處理係將硝酸鉀100重量%之無機鹽加熱至450℃而得熔鹽，並使玻璃B與該熔鹽接觸2小時。以與玻璃A相同之方法測定化學強化處理後之玻璃B於波長400nm下之透過率。△透過率係藉由自玻璃A之透過率減去玻璃B之透過率而求得。
<2>
如上述<1>記載之化學強化玻璃，其中上述玻璃為硼矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃。
<3>
如上述<1>或<2>記載之化學強化玻璃，其中連接上述玻璃正面及背面之主面間的端面之算術平均粗糙度Ra為300nm以下。
<4>
一種化學強化玻璃之製造方法，其包括如下步驟：藉由使含鈉及硼之玻璃接觸含有硝酸鉀之無機鹽而使玻璃中之Na與上述無機鹽中之K進行離子交換，且上述無機鹽包含選自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH及NaOH所組成之群中之至少一種鹽，且該方法包括於上述離子交換後清洗玻璃之步驟，及於上述清洗後對玻璃進行酸處理之步驟。
<5>
如上述<4>記載之化學強化玻璃之製造方法，其包括如下步驟：於上述進行離子交換之步驟前，對連接玻璃正面及背面之主面間的端面以其算術平均粗糙度Ra為300nm以下之方式進行鏡面研磨。
根據本發明之一態樣之化學強化玻璃，藉由使化學強化玻璃之表層中之氫濃度分佈成為特定範圍，及使△透過率成為特定範圍，而可提供面強度提高、且透過率較高之化學強化玻璃。
又，根據本發明之一態樣之化學強化玻璃之製造方法，藉由以一片玻璃作為原料，並於其表面形成壓縮應力層及於壓縮應力層之最表層形成低密度層，而可獲得高面強度及低反射性之化學強化玻璃，因此，可對大面積之玻璃或玻璃之兩面實施低反射處理，非常有用。
1‧‧‧玻璃板
1C‧‧‧端面
2‧‧‧加壓治具
3‧‧‧承受治具
10‧‧‧低密度層
20‧‧‧壓縮應力層
30‧‧‧中間層
120‧‧‧積層體
122‧‧‧間隔調整構件
130‧‧‧刷研磨裝置
132‧‧‧積層體保持部
134‧‧‧研磨刷
134A‧‧‧軸
134B‧‧‧刷毛
136‧‧‧研磨液供給部
138‧‧‧研磨液
圖1(a)~圖1(c)係表示本實施形態之化學強化玻璃之製造步驟的模式圖。
圖2係用於對球環試驗之方法進行說明之概略圖。
圖3係表示刷研磨裝置之構成之側視圖。
圖4係對實施例1~實施例3中所獲得之化學強化玻璃之表層之氫濃度分佈進行繪圖而獲得之圖表。
圖5係對比較例1、比較例2及參考例中所獲得之化學強化玻璃之表層之氫濃度分佈進行繪圖而獲得之圖表。
圖6係用於自對實施例1中所獲得之化學強化玻璃之表層之氫濃度分佈進行繪圖所得的圖表導出關係式(I)的說明圖。
圖7係用於自對比較例1中所獲得之化學強化玻璃之表層之氫濃度分佈進行繪圖所得的圖表導出關係式(I)的說明圖。
以下，對本發明之一實施形態進行詳細說明，但本發明並不限定於以下實施形態，可於不脫離本發明之要旨之範圍內任意地進行變化而實施。
此處，本說明書中，所謂“質量%”與“重量%”、“質量ppm”與“重量ppm”分別為同義。又，僅記載為“ppm”之情形 時，表示“重量ppm”。
<化學強化玻璃>
本實施形態之化學強化玻璃係於玻璃表面具有經離子交換之壓縮應力層。
於本說明書中，所謂壓縮應力層係指藉由如下方式而形成之高密度層：藉由使作為原料之玻璃與硝酸鉀等無機鹽接觸，而使玻璃表面之金屬離子(Na離子)與無機鹽中之離子半徑較大之離子(K離子)進行離子交換。藉由使玻璃表面高密度化而產生壓縮應力，可對玻璃進行強化。
(玻璃組成)
本實施形態中使用之玻璃含有硼及鈉即可，只要具有可成形、藉由化學強化處理而強化之組成，則可使用各種組成者。具體而言，例如可列舉硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等。
藉由為含有硼之玻璃，可獲得面強度與透過率之平衡性優異之化學強化玻璃。又，含有硼之玻璃具有低脆性與高硬度之兩種特徵，適於要求高強度之化學強化玻璃。進而，含有大量硼之玻璃係耐酸性較低，容易利用酸等化學品進行處理。
於以氧化物基準之莫耳%表示之組成中，B2O3之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上，進而較佳為2%以上，進而更佳為3%以上，尤佳為4%以上。藉由B2O3之含量為0.5%以上，而可獲得面強度與透過率之平衡性優異、具有低脆性與高硬度之兩種特徵、容易利用酸等化學品進行處理的化學強化玻璃。B2O3之含量較佳為20%以下，更佳為15%以下，進而較佳為10%以下，進而更佳為8%以下，尤佳為6%以下。藉由B2O3之含量為20%以下，而耐酸性不會變得極低。
SiO2為構成玻璃骨架之必需成分，又，其可於玻璃表面形成傷痕(壓痕)時減少龜裂之產生、或於化學強化後劃入壓痕時減小破裂率。 於以氧化物基準之莫耳%表示之組成中，藉由SiO2為56%以上，而作為玻璃之穩定性或耐酸性、耐候性或耐碎性提高，因此較佳。SiO2更佳為58%以上，進而較佳為60%以上。藉由SiO2為72%以下，而玻璃之黏性降低而熔融性提高、或容易使表面壓縮應力增大，因此較佳。更佳為70%以下，進而較佳為69%以下。
Al2O3係用於提高離子交換性能及耐碎性之有效成分，其可增大表面壓縮應力，或為於以110°壓頭劃入壓痕時減小龜裂產生率之必需成分。於以氧化物基準之莫耳%表示之組成中，藉由Al2O3為8%以上，而可利用離子交換獲得所需之表面壓縮應力值或壓縮應力層厚度，因此較佳。更佳為9%以上，進而較佳為10%以上。藉由Al2O3為20%以下，而玻璃之黏性降低而容易獲得均質之熔融、或耐酸性提高，因此較佳。Al2O3更佳為18%以下，進而較佳為16%以下，尤佳為14%以下。
Na2O為藉由離子交換而形成表面壓縮應力層、又提高玻璃之熔融性之必需成分。於以氧化物基準之莫耳%表示之組成中，藉由Na2O為8%以上，而容易藉由離子交換形成所需之表面壓縮應力層，因此較佳。更佳為9%以上，進而較佳為10%以上，尤佳為11%以上。藉由Na2O為25%以下，而耐候性或耐酸性提高、或難以因壓痕而產生龜裂，因此較佳。更佳為22%以下，進而較佳為21%以下。於欲特別提高耐酸性之情形時，Na2O較佳為17%以下，更佳為16.5%以下。
進而具體而言，例如可列舉以下之玻璃組成。
於以氧化物基準之莫耳%表示之組成中，包含SiO2 56~72%、Al2O3 8~20%、B2O3 3~20%、Na2O 8~25%、K2O 0~5%、MgO 0~15%、CaO 0~15%、SrO2 0~15%、BaO 0~15%及ZrO2 0~8%之玻璃
(△透過率)
本實施形態之化學強化玻璃進而△透過率為+0.1%以上，較佳為 +0.2%以上。於本實施形態中，△透過率係藉由下述方法而算出。藉由△透過率為正，而本實施形態之化學強化玻璃可謂透過率較高之玻璃。
[△透過率之算出方法]
將化學強化玻璃切割成2塊，而準備玻璃A及玻璃B。使用島津製 作所公司製造之紫外可見分光光度計(SolidSpec-3700)測定玻璃A於波 長400nm下之透過率。玻璃B係利用HF及HCl之混合液以玻璃單面之 去除量為0.05~0.10mm之方式進行蝕刻處理。對進行過蝕刻處理之 玻璃B進行化學強化處理。化學強化處理係將硝酸鉀100重量%之無機 鹽加熱至450℃而獲得熔鹽，並使玻璃B與該熔鹽接觸2小時。以與玻 璃A相同之方法測定化學強化處理後之玻璃B於波長400nm下之透過 率。△透過率係藉由自玻璃A之透過率減去玻璃B之透過率而求得。
(氫濃度分佈)
本實施形態之化學強化玻璃係玻璃表層中之氫濃度分佈處於特定範圍。具體而言，將玻璃之自最表面至深度X之區域中之氫濃度Y進行線形近似而獲得之直線於X=0.1~0.4(μm)滿足下述關係式(I)。
Y=aX+b (I)
[式(I)中之各符號之含義如下所述。
Y：氫濃度(H2O換算、mol/L)
X：距玻璃之最表面之深度(μm)
a：-0.390~-0.010
b：0.060~0.250]
關於玻璃之強度，已知玻璃之強度會因玻璃中之氫(水分)之存在而降低，但本發明者等人發現有化學強化處理後強度降低之情況，其主要原因在於：因氣氛中之水分滲入至玻璃中而產生化學缺陷。又，發現：該現象並不僅限於化學強化，亦因於玻璃之製造步驟中經歷升 溫步驟而產生。
若玻璃中之氫濃度較高，則氫以Si-OH之形式進入玻璃之Si-O-Si之鍵結網中，而Si-O-Si鍵被切斷。可認為，若玻璃中之氫濃度較高，則Si-O-Si鍵被切斷之部分增多，容易產生化學缺陷，而強度降低。
上述關係式(I)於自最表面至深度X=0.1~0.4μm之區域中成立。藉由離子交換而形成之壓縮應力層之厚度取決於化學強化之程度，於5~50μm之範圍內形成。而且，氫對玻璃之滲入深度依據擴散係數、溫度及時間，氫之滲入量除該等外亦受氣氛中之水分量影響。關於化學強化後之氫濃度，最表面最高，向著尚未形成壓縮應力層之深部(主體)緩緩降低。上述關係式(I)規定其降低狀況，但最表面(X=0μm)存在因經時變質而水分濃度發生變化之可能性，因此，設為於可認為不存在該影響之近表面(X=0.1~0.4μm)區域中成立。
於式(I)中，a為規定氫濃度降低狀況之斜率。a之範圍為-0.390~-0.010，較佳為-0.280~-0.030，更佳為-0.170~-0.050。
於式(I)中，b相當於最表面(X=0μm)之氫濃度。b之範圍為0.060~0.250，較佳為0.080~0.220，更佳為0.100~0.190。
通常，可認為玻璃之強度降低之原因在於：存在於玻璃表面之微小龜裂因來自外部之機械壓力而伸展。根據非專利文獻2認為，龜裂之前端之玻璃構造越是為Si-OH富集之狀態，龜裂越是容易伸展。推測：若假設龜裂之前端暴露於氣氛中，則龜裂之前端之Si-OH量與玻璃最表面之氫濃度顯示正相關。因此，相當於最表面之氫濃度之b較佳為上述所示之程度之較低範圍。
如圖4及圖5所示，對於經過化學強化步驟之玻璃，氫之滲入深度並未確認到有明顯差異。氫之滲入深度依存於化學強化步驟條件而變化之可能性較高，但若假設並不變化，則相當於最表面之氫濃度之b與相當於規定氫濃度降低狀況之斜率之a表現負相關。因此，a較佳 為上述所示之程度之較高範圍。
如此，本發明中發現：並非僅對表層之氫濃度本身進行規定，亦著眼於氫濃度分佈而將表層氫濃度與其降低狀況規定為特定範圍，藉此，可大幅提高化學強化玻璃之強度。
[氫濃度分佈測定方法]
此處，所謂玻璃之氫濃度分佈(H2O濃度、mol/L)，係指於以下分析條件下測定而得之分佈。
玻璃基板之氫濃度分佈之測定使用二次離子質譜法(Secondary Ion Mass Spectrometory：SIMS)。於利用SIMS獲得定量之氫濃度分佈之情形時，必需氫濃度已知之標準試樣。將標準試樣之製作方法及氫濃度定量方法記於以下。
1)切下測定對象之玻璃基板之一部分。
2)藉由研磨或者化學蝕刻而去除所切下之玻璃基板之自表面至50μm以上之區域。去除處理係於兩面均進行。即，兩面之去除厚度為100μm以上。將該去除處理完畢之玻璃基板作為標準試樣。
3)對標準試樣實施紅外分光法(Infrared spectroscopy：IR)，求出IR光譜之3550cm-1附近之峰頂之吸光度高度A3550及4000cm-1之吸光度高度A4000(基準線)。
4)使用測微計等板厚測定器測定標準試樣之板厚d(cm)。
5)以文獻A為參考，將玻璃之H2O之紅外實用吸光係數εpract(L/(mol．cm))設為75，使用式II求出標準試樣之氫濃度(H2O換算、mol/L)。
標準試樣之氫濃度=(A3550-A4000)/(εpract．d)．．．式II
文獻A)S.Ilievski et al.,Glastech.Ber.Glass Sci.Technol.,73(2000)39.
將測定對象之玻璃基板與藉由上述方法而獲得之氫濃度已知之 標準試樣同時搬送至SIMS裝置內，依序進行測定，取得1H-及30Si-之強度之深度方向分佈。其後，自1H-分佈去除30Si-分佈，而獲得1H-/30Si-強度比之深度方向分佈。根據標準試樣之1H-/30Si-強度比之深度方向分佈，算出深度1.0μm至1.3μm之區域中之平均1H-/30Si-強度比，以通過原點之方式製作該值與氫濃度之校準曲線(1個水準之標準試樣時之校準曲線)。使用該校準曲線，將測定對象之玻璃基板之分佈之縱軸之1H-/30Si-強度比轉換為氫濃度。藉此，獲得測定對象之玻璃基板之氫濃度分佈。再者，SIMS及IR之測定條件如下所述。
[SIMS之測定條件]
裝置：ULVAC-PHI公司製造之ADEPT1010
一次離子種：Cs+
一次離子之加速電壓：5kV一次離子之電流值：50nA
一次離子之入射角：相對於試樣面之法線為60°
一次離子之掃描束斑(raster size)：300×300μm2
二次離子之極性：負
二次離子之檢測區域：60×60μm2(一次離子之掃描束斑之4%)
中和槍之使用：有
將橫軸自濺鍍時間轉換為深度之方法：利用觸針式表面形狀測定器(Veeco公司製造之Dektak 150)測定分析凹坑之深度，而求得一次離子之濺鍍速率。使用該濺鍍速率，將橫軸自濺鍍時間轉換為深度。1H-檢測時之場軸電位(Field Axis Potential)：根據各裝置，最佳值可能發生變化。測定者注意將背景值充分截止而對值進行設定。
[IR之測定條件]
裝置：Thermo Fisher Scientific公司製造之Nic-plan/Nicolet 6700
分解能力：4cm-1
累計：16
檢測器：TGS檢測器
自利用上述分析條件所測得之玻璃之氫濃度分佈(H2O濃度、mol/L)導出關係式(I)時，按以下順序進行。如圖6及圖7所示，對於0.1至0.4μm之深度區域之氫濃度分佈進行線形近似。將所得之近似直線之式作為關係式(I)。
又，作為控制a及b之方法，例如可列舉變更化學強化步驟中之熔劑濃度、鈉濃度、溫度、時間等。
(玻璃面強度)
本實施形態之化學強化玻璃之強度(面強度)可利用球環(Ball on Ring；BOR)試驗進行評價。
(球環試驗)
本實施形態之化學強化玻璃係根據藉由如下BOR試驗測定而獲得之BOR面強度F(N)進行評價：將玻璃板配置於直徑30mm、接觸部帶有曲率半徑2.5mm之弧度之由不鏽鋼構成之環上，於使直徑10mm之由鋼構成之球體接觸該玻璃板之狀態下，將該球體於靜態負載條件下對該環之中心進行負載。
本實施形態之化學強化玻璃較佳為滿足F≧1500×t2，更佳為F≧2000×t2[式中，F為藉由BOR試驗所測定而獲得之BOR面強度(N)，t為玻璃基板之板厚(mm)]。藉由BOR面強度F(N)為該範圍，而即便於進行薄板化之情形時亦顯示優異之面強度。
圖2中顯示用於說明本實施形態中使用之BOR試驗之概略圖。BOR試驗中，於將玻璃板1水平地載置之狀態下，使用SUS304製之加壓治具2(淬火鋼、直徑10mm、鏡面拋光)對玻璃板1進行加壓，測定玻璃板1之面強度。
於圖2中，成為樣品之玻璃板1被水平地設置於SUS304製之承受治具3(直徑30mm、接觸部之曲率R 2.5mm、接觸部為淬火鋼、鏡面 拋光)上。於玻璃板1之上方，為了對玻璃板1進行加壓而設置有加壓治具2。
於本實施形態中，自實施例及比較例後所得之玻璃板1之上方對玻璃板1之中央區域進行加壓。再者，試驗條件如下所述。
加壓治具2之下降速度：1.0(mm/min)
此時，將玻璃被破壞時之破裂負載(單位N)作為BOR面強度，將20次測定之平均值作為BOR平均面強度。其中，於玻璃板之破裂起點自球按壓位置離開2mm以上之情形時，自用於算出平均值之資料除外。
(端面之表面粗糙度)
本實施形態之化學強化玻璃較佳為玻璃端面之算術平均粗糙度Ra為300nm以下，更佳為50nm以下，進而較佳為20nm以下。藉由將端面之算術平均粗糙度Ra設為該範圍，可製成彎曲強度特別高之玻璃。
再者，端面之算術平均粗糙度可基於JIS B0601(2001年)進行測定。作為測定裝置，例如可使用Mitsutoyo公司製造之Surfest SV-600。將測定樣品設置於特定位置後，設置上述JIS B0601中所規定之基準長度、區間數、間距而實施測定。測定掃描速度設為0.5mm/sec。
(玻璃彎曲強度(端面強度))
本實施形態中之彎曲強度係以利用JIS R1601(2008年)中特定之試驗方法測定而獲得之4點彎曲強度作為指標。本實施形態之化學強化玻璃係利用該方法測定而獲得之彎曲強度為300MPa以上，較佳為500MPa以上，更佳為1000MPa以上。
本實施形態之化學強化玻璃進而具有下述物性。
藉由AFM(Atomic Force Microscopy，原子力顯微鏡)表面觀察所 測得之測定範圍10μm×5μm中，主面之表面粗糙度較佳為0.21nm~1.0nm。再者，先前之化學強化玻璃板之表面粗糙度為0.15nm~0.2nm。
<化學強化玻璃之製造方法>
玻璃之製造方法並無特別限定，可藉由如下方法進行製造：將所需之玻璃原料投入連續熔融爐中，將玻璃原料以較佳為1500~1600℃進行加熱熔融並進行澄清後，供給至成形裝置，其後將熔融玻璃成形為板狀，並進行緩冷。
再者，玻璃之成形可採用各種方法。例如，可採用下拉法(例如，溢流下拉法、流孔下拉法及再曳引法等)、浮式法、滾壓法及壓製法等各種成形方法。
玻璃之厚度並無特別限制，但為了有效地進行化學強化處理，通常較佳為5mm以下，更佳為3mm以下。又，就尤其表現由後述之酸處理獲得之面強度提高效果的觀點而言，板厚進而較佳為1mm以下，尤佳為0.7mm以下。
又，本實施形態中使用之玻璃之形狀並無特別限定。例如，可採用具有均勻板厚之平板形狀、正面與背面中至少一者具有曲面之形狀、及具有彎曲部等之立體形狀等各種形狀之玻璃。
本實施形態之化學強化玻璃係於玻璃表面具有經離子交換而得之壓縮應力層。離子交換法中，使玻璃之表面進行離子交換而形成殘留壓縮應力之表面層。具體而言，於玻璃轉移點以下之溫度下藉由離子交換將玻璃板表面之離子半徑較小之鹼金屬離子(典型情況下為Li離子、Na離子)置換為離子半徑更大之鹼金屬離子(典型情況下，對於Li離子而言為Na離子或K離子，對於Na離子而言為K離子)。藉此，於玻璃之表面殘留壓縮應力，而玻璃之強度提高。
於本實施形態之製造方法中，化學強化係藉由使玻璃接觸含有 硝酸鉀(KNO3)之無機鹽而進行。藉此，玻璃表面之Na離子與無機鹽中之K離子發生離子交換而形成高密度之壓縮應力層。作為使玻璃接觸無機鹽之方法，可為塗佈糊狀無機鹽之方法、對玻璃噴射無機鹽之水溶液之方法、使玻璃浸漬於加熱至熔點以上之熔鹽之鹽浴中之方法等，但該等之中，較理想為浸漬於熔鹽中之方法。
作為無機鹽，較佳為於進行化學強化之玻璃之應變點(通常為500~600℃)以下具有熔點者，於本實施形態中，較佳為含有硝酸鉀(熔點330℃)之鹽。藉由含有硝酸鉀，而於玻璃之應變點以下為熔融狀態，且於使用溫度區域中變得容易操作，因此較佳。無機鹽中硝酸鉀之含量較佳為50質量%以上。
無機鹽進而較佳為含有選自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH及NaOH所組成之群中之至少一種鹽，其中，更佳為含有選自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3及NaHCO3所組成之群中之至少一種鹽。
上述鹽(以下，亦有時稱為「熔劑」)具有將以Si-O-Si鍵為代表之玻璃之網狀結構切斷之性質。進行化學強化處理之溫度高達數百℃，因此於該溫度下玻璃之Si-O間之共價鍵被適度切斷，而容易利用後述之酸處理進行低密度化。
再者，可認為，切斷共價鍵之程度亦因玻璃組成或使用之鹽(熔劑)之種類、進行化學強化處理之溫度、時間等化學強化處理條件而異，但較佳為選擇自Si伸出之4條共價鍵中1~2條鍵被切開之程度之條件。
例如，於使用K2CO3作為熔劑之情形時，若將無機鹽中熔劑之含量設為0.1mol%以上，且將化學強化處理溫度設為350~500℃，則化學強化處理時間較佳為1分鐘~10小時，更佳為5分鐘~8小時，進而較佳為10分鐘~4小時。
熔劑之添加量就表面氫濃度控制方面而言，較佳為0.1mol%以上，進而較佳為0.5mol%以上，更佳為1mol%以上，尤佳為2mol%以上。又，就生產性之觀點而言，較佳為各鹽之飽和溶解度以下。若過量添加，則有導致玻璃之腐蝕之虞。例如，於使用K2CO3作為熔劑之情形時，較佳為24mol%以下，更佳為12mol%以下，尤佳為8mol%以下。
無機鹽中，除了硝酸鉀及熔劑之外，亦可於無損本發明效果之範圍內含有其他化學物種，例如可列舉氯化鈉、氯化鉀、硼酸鈉、硼酸鉀等鹼金屬鹽酸鹽或鹼金屬硼酸鹽等。該等可單獨添加，亦可將複數種組合而添加。
以下，以藉由使玻璃浸漬於熔鹽之方法而進行化學強化之態樣為例，對本發明之一實施形態之製造方法進行說明。
(熔鹽之製造1)
熔鹽可藉由下述所示之步驟進行製造。
步驟1a：製備硝酸鉀熔鹽
步驟2a：對硝酸鉀熔鹽添加熔劑
(步驟1a-製備硝酸鉀熔鹽-)
步驟1a中，將硝酸鉀投入容器中，加熱至熔點以上之溫度而進行熔融，藉此而製備熔鹽。熔融係於硝酸鉀之熔點(330℃)與沸點(500℃)之範圍內之溫度下進行。尤其，就可對玻璃賦予之表面壓縮應力(CS)與壓縮應力層深度(DOL)之平衡性及強化時間方面而言，更佳為將熔融溫度設為350~470℃。
熔融硝酸鉀之容器可使用金屬、石英、陶瓷等。其中，就耐久性之觀點而言，較理想為金屬材質，就耐蝕性之觀點而言，較佳為不鏽鋼(SUS)材質。
(步驟2a-對硝酸鉀熔鹽添加熔劑-)
步驟2a中，對步驟1a中製備之硝酸鉀熔鹽中添加先前所述之熔劑，並一面將溫度保持為一定範圍一面利用攪拌翼等以整體變均勻之方式進行混合。於併用複數之熔劑之情形時，添加順序並無限定，亦可同時添加。
溫度較佳為硝酸鉀之熔點以上、即330℃以上，更佳為350~500℃。又，攪拌時間較佳為1分鐘~10小時，更佳為10分鐘~2小時。
(熔鹽之製造2)
上述之熔鹽之製造1中，已例示於製備硝酸鉀之熔鹽後添加熔劑 之方法，但熔鹽又可利用下述所示之步驟進行製造。
步驟1b：混合硝酸鉀與熔劑
步驟2b：熔融硝酸鉀與熔劑之混合鹽
(步驟1b-混合硝酸鉀與熔劑-)
步驟1b中，將硝酸鉀與熔劑投入容器中，利用攪拌翼等進行混合。於併用複數之熔劑之情形時，添加順序並無限定，亦可同時添加。容器可使用與上述步驟1a中使用者相同者。
(步驟2b-熔融硝酸鉀與熔劑之混合鹽-)
步驟2b中，對由步驟1b所獲得之混合鹽進行加熱而進行熔融。熔融係於硝酸鉀之熔點(330℃)與沸點(500℃)之範圍內之溫度下進行。尤其，就可對玻璃賦予之表面壓縮應力(CS)與壓縮應力層深度(DOL)之平衡性及強化時間方面而言，更佳為將熔融溫度設為350~470℃。攪拌時間較佳為1分鐘~10小時，更佳為10分鐘~2小時。
於上述經過步驟1a及步驟2a或經過步驟1b及步驟2b而獲得之熔鹽中，於藉由添加熔劑而產生析出物之情形時，於進行玻璃之化學強化處理前進行靜置直至該析出物沈澱至容器之底。該析出物中含有超出飽和溶解度之量之熔劑、或熔劑之陽離子於熔鹽中經交換之鹽。
本實施形態之製造方法中使用之熔鹽中，Na濃度較佳為500重量 ppm以上，更佳為1000重量ppm以上。藉由熔鹽中Na濃度為500重量ppm以上，而容易利用後述之酸處理步驟使低密度層深化，因此較佳。作為Na濃度之上限，並無特別限制，可容許至可獲得所需之表面壓縮應力(CS)。
再者，進行過1次以上化學強化處理之熔鹽中包含自玻璃溶出之鈉。因此，若Na濃度已處於上述範圍內，則可將源自玻璃之鈉直接用作Na源，於Na濃度不滿之情形時、或使用化學強化未使用之熔鹽之情形時，可藉由添加硝酸鈉等無機鈉鹽而進行調整。
以上，藉由上述步驟1a及步驟2a或步驟1b及步驟2b可製備熔鹽。
(化學強化)
繼而，使用所製備之熔鹽進行化學強化處理。化學強化處理係藉由將玻璃浸漬於熔鹽中使玻璃中之金屬離子(Na離子)與熔鹽中之離子半徑較大之金屬離子(K離子)進行置換而進行。藉由該離子交換，而使玻璃表面之組成發生變化，可形成玻璃表面發生高密度化而得之壓縮應力層20[圖1(a)~圖1(b)]。藉由該玻璃表面之高密度化而產生壓縮應力，因此，可使玻璃強化。
再者，實際上，化學強化玻璃之密度係自存在於玻璃中心之中間層30(主體)之外緣向壓縮應力層表面緩緩地高密度化，因此，於中間層30與壓縮應力層20之間並無密度發生急遽變化之明確邊界。此處，所謂中間層，表示存在於玻璃中心部被壓縮應力層所夾之層。該中間層與壓縮應力層不同，為未經離子交換之層。
本實施形態中之化學強化處理具體而言可藉由下述步驟3而進行。
步驟3：玻璃之化學強化處理
(步驟3-玻璃之化學強化處理-)
步驟3中，對玻璃進行預熱，將上述步驟1a及步驟2a或步驟1b及 步驟2b中製備之熔鹽調整至進行化學強化之溫度。繼而，將經預熱之玻璃於熔鹽中浸漬特定時間後，將玻璃自熔鹽中提起，放冷。再者，較佳為於化學強化處理之前對玻璃進行對應用途之形狀加工，例如切斷、端面加工及開孔加工等機械加工。
玻璃之預熱溫度取決於浸漬於熔鹽中之溫度，但通常較佳為100℃以上。
化學強化溫度較佳為被強化玻璃之應變點(通常500~600℃)以下，為了獲得更高之壓縮應力層深度，尤佳為350℃以上。
玻璃於熔鹽中之浸漬時間較佳為1分鐘~10小時，更佳為5分鐘~8小時，進而較佳為10分鐘~4小時。若為該範圍，則可獲得強度與壓縮應力層深度之平衡性優異之化學強化玻璃。
於本實施形態之製造方法中，繼而於化學強化處理後進行下述步驟。
步驟4：清洗玻璃
步驟5：酸處理經過步驟4後之玻璃
於經過至上述步驟5之時點，玻璃表面進而具有壓縮應力層之最表層已變質、具體而言經低密度化之低密度層10[圖1(b)~圖1(c)]。所謂低密度層，係藉由自壓縮應力層之最表面脫去Na或K(進行瀝濾)並取而代之為組入H(進行置換)而形成。
可認為：藉由該低密度層之存在，而有助於使本實施形態之化學強化玻璃之透過率較高。
以下，對步驟4及步驟5進行詳細描述。
(步驟4-清洗玻璃-)
步驟4中，使用工業用水、離子交換水等進行玻璃之清洗。其中，較佳為離子交換水。清洗之條件因所使用之清洗液而異，於使用離子交換水之情形時，就使所附著之鹽完全去除方面而言，較佳為於 0~100℃進行清洗。
(步驟5-酸處理-)
步驟5中，對步驟4中已清洗之玻璃進而進行酸處理。
所謂玻璃之酸處理，係藉由使化學強化玻璃浸漬於酸性溶液中而進行，藉此，可將化學強化玻璃表面之Na及/或K置換為H。
溶液若為酸性，則並無特別限制，pH值未達7即可，所使用之酸可為弱酸亦可為強酸。具體而言，較佳為鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、乙酸、草酸、碳酸及檸檬酸等酸。該等酸可單獨使用，亦可將複數種組合而使用。
進行酸處理之溫度亦因所使用之酸之種類或濃度、時間而異，較佳為於100℃以下進行。
進行酸處理之時間亦因所使用之酸之種類或濃度、溫度而異，就生產性方面而言，較佳為10秒~5小時，更佳為1分鐘~2小時。
進行酸處理之溶液之濃度亦因所使用之酸之種類或時間、溫度而異，較佳為容器腐蝕之擔憂較少之濃度，具體而言，較佳為0.05重量%~20重量%。
較佳為，於上述酸處理步驟5結束後具有與步驟4同樣之清洗步驟。清洗步驟中所使用之清洗液較佳為中性或弱酸性，尤佳為水。
又，較佳為，於上述酸處理步驟5及上述清洗步驟結束後不進行鹼處理。所謂鹼處理，係藉由使化學強化玻璃浸漬於鹼性(pH值超過7)溶液中而進行。作為溶液，例如可列舉氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉等鹼或該等之組合。藉由進行鹼處理，而化學強化玻璃之△透過率降低。
此外，於上述酸處理步驟5及上述清洗步驟結束後，較佳為不進行化學強化玻璃之面研磨或蝕刻處理。藉由進行面研磨或蝕刻處理，化學強化玻璃之△透過率亦降低。
(鏡面研磨)
本實施形態之製造方法中，較佳為於為了於玻璃表面具有壓縮應力層而進行之化學強化處理(步驟3)之前對玻璃端面進行鏡面研磨。藉此，可提高玻璃之彎曲強度。所謂玻璃端面，係指連接一玻璃主面(正面)與另一玻璃主面(背面)之面。所謂玻璃端面，例如指切割玻璃板之素板時之切割面，又，於視需要在切斷後實施倒角加工之情形時，亦包括倒角面。所謂鏡面研磨，較佳為研磨後端面之算術平均粗糙度Ra為300nm以下、較佳為50nm以下、更佳為20nm以下之研磨步驟。再者，本實施形態之製造方法中，於鏡面研磨後進行離子交換、清洗、酸處理等各步驟，但因該等步驟而端面之算術平均粗糙度受影響之情況較少。因此，鏡面研磨後端面之表面粗糙度與經過全部步驟而獲得之本實施形態之化學強化玻璃之端面之表面粗糙度大致相同。
作為鏡面研磨之方法，只要研磨後之端面之算術平均粗糙度Ra可達成上述範圍，則並無特別限定。具體而言，可列舉：一面供給含有研磨粒之研磨劑一面使玻璃端面接觸連續運動之刷之方法、藉由所謂之游離研磨粒進行研磨之方法、藉由粒度號數較大之研磨粒固著而成之固定研磨粒(磨石)進行研磨之方法等。又，亦可對端面實施蝕刻處理來代替研磨。藉由適當選擇該等方法並調整研磨時間等，而可以研磨後之端面之算術平均粗糙度Ra成為上述範圍之方式進行鏡面研磨。
對一面供給含有研磨粒之研磨劑一面使玻璃端面接觸連續運動之刷的方法具體地進行說明。圖3係對玻璃板1之端面1C進行研磨之刷研磨裝置130之側視圖。同圖所示之刷研磨裝置130係如下裝置：將複數片玻璃板1積層而構成積層體120，利用旋轉之研磨刷134對該積層體120之外周部進行研磨，而將各個玻璃板1之端面1C一次性進行 研磨。構成積層體120時，玻璃板1係介在有間隔調整構件122而積層，積層方向之間隔被調整為特定值。
刷研磨裝置130具備：積層體保持部132、研磨刷134、驅動研磨刷134之驅動部(不圖示)、及供給研磨液138之研磨液供給部136。
積層體保持部132將積層體120可裝卸地保持。同圖所示之例中，係自積層方向之兩側夾住並保持積層體120。
研磨刷134係由軸134A、及放射狀地設置於軸134A之外周之大量刷毛134B構成。軸134A形成為具有特定外徑之圓筒狀。刷毛134B係藉由使植設於帶狀體者螺旋狀纏繞於軸134A之外周而設於軸134A之外周。刷毛134B例如由包含聚醯胺樹脂等之可撓性線材構成。該線材中亦可含有氧化鋁(Al2O3)、碳化矽(SiC)、金剛石等之粒子。
研磨液供給部136係對研磨刷134與積層體120之接觸部供給研磨液。研磨液138含有研磨材及分散介質，調整為特定比重。作為研磨材，例如使用氧化鈰、氧化鋯等。研磨材之平均粒徑(D50)例如為5μm以下，較佳為2μm以下。研磨液之比重較佳為設為1.1~1.4。
繼而，對刷研磨裝置130之作用進行說明。
首先，使研磨刷134按一定旋轉速度旋轉。
繼而，使研磨刷134朝向積層體120水平地移動，而使研磨刷134推壓抵接於積層體120之外周部。此時，以按特定壓入量抵接之方式使研磨刷134水平地移動。
繼而，自研磨液供給部136向研磨刷134與積層體120之接觸部以特定供給量供給研磨液138。
繼而，使研磨刷134沿軸方向(玻璃板1之積層方向)以特定速度往返移動。藉此，可對複數片玻璃板1之端面1C一次性進行研磨處理，而可獲得端面1C之算術平均粗糙度Ra為300nm以下之玻璃板1。
根據本實施形態之製造方法，由於處理之化學液之安全性較 高，故而無需特殊設備。因此，可安全且有效率地獲得透過率較高且面強度明顯提高之化學強化玻璃。
[實施例]
以下，列舉實施例具體地說明本發明，但本發明並不限定於該等。
<評價方法>
本實施例中之各種評價係藉由以下所示之分析方法而進行。
(玻璃之評價：表面應力)
本實施例之化學強化玻璃之壓縮應力層之壓縮應力值及壓縮應力層之深度可使用表面應力計(例如，折原製作所製FSM-6000)等進行測定。又，壓縮應力層之深度可由使用EPMA(electron probe micro analyzer，電子探針微量分析儀)等測定而得之離子交換深度進行代用。實施例中，表面壓縮應力值(CS、單位MPa)及壓縮應力層之深度(DOL、單位μm)係使用折原製作所公司製造之表面應力計(FSM-6000)進行測定。
(玻璃之評價：去除量)
玻璃之去除量厚度係藉由如下方式而求得：利用分析用電子天平(HR-202i；AND製)測定化學液處理前後之重量，並使用下式進行厚度換算。
(每一單面之去除量厚度)=[(處理前重量)-(處理後重量)]/(玻璃比重)/處理面積/2
此時，計算玻璃比重為2.48(g/cm3)。
(玻璃之評價：面強度)
玻璃面強度係依據前述之(球環試驗)中記載之方法測定面強度。
(玻璃之評價：氫濃度)
依據前述之[氫濃度分佈測定方法]中記載之方法測定氫濃度分 佈，並導出關係式(I)。
(玻璃之評價：△透過率)
依據前述之[△透過率之算出方法]中記載之方法測定透過率，並算出△透過率。蝕刻處理係藉由使玻璃於包含HF 10重量%、HCl 18.5重量%之25℃之水溶液中浸漬300秒鐘左右並以離子交換水進行清洗而進行。玻璃單面之去除量為0.09mm。
(玻璃之評價：玻璃端面之表面粗糙度)
玻璃端面之表面粗糙度係依據JIS B0601(2001年)進行測定。
裝置使用Mitsutoyo公司製造之Surfest SV-600，將測定樣品設置於特定位置後，設定上述JIS B0601(2001年)中規定之基準長度、區間數、間距並實施測定。測定掃描速度設為0.5mm/sec。
<實施例1>
(化學強化步驟)
向SUS製之杯中添加硝酸鉀5100g、碳酸鉀270g、硝酸鈉210g，以加熱包加熱至450℃而製備碳酸鉀6mol%、鈉10000重量ppm之熔鹽。準備50mm×50mm×0.56mm之鋁硼矽酸鹽玻璃X，預熱至200~400℃後，於450℃之熔鹽中浸漬2小時而進行離子交換處理，其後冷卻至室溫附近，藉此進行化學強化處理。所獲得之化學強化玻璃被水洗並被供給至下一步驟。
鋁硼矽酸鹽玻璃X組成(莫耳%表示)：SiO2 67%、B2O3 4%、Al2O3 13%、Na2O 14%、K2O<1%、MgO 2%、CaO<1%
(酸處理步驟)
準備1.5重量%之硝酸(HNO3；關東化學公司製造)置於燒杯中，使用水浴將溫度調整至41℃。使上述化學強化步驟中所獲得之玻璃於經調整之硝酸中浸漬120秒鐘而進行酸處理，其後以純水清洗數次後，利用鼓風進行乾燥。
藉由以上而獲得實施例1之化學強化玻璃。
<實施例2>
使用0.5重量%之硝酸代替1.5重量%之硝酸，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造化學強化玻璃。
<實施例3>
使用3.6重量%之鹽酸(HCl；關東化學公司製造)代替1.5重量%之硝酸，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造化學強化玻璃。
<比較例1>
於化學強化步驟中，熔鹽中之鈉量為表1所示之值，將碳酸鉀添加量設為0g，且不實施酸處理步驟，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造化學強化玻璃。
<比較例2>
化學強化步驟之後，進行下述條件之氫氟酸蝕刻處理，除此以外，以與比較例1同樣之方式製造化學強化玻璃。
氫氟酸蝕刻：將化學強化後之玻璃板於包含HF 1.0重量%、HCl 18.5重量%之25℃之水溶液中浸漬120秒鐘，並以離子交換水進行清洗。
<參考例1>
於酸處理步驟之後，進行下述鹼處理步驟，除此以外，以與實施例1同樣之方式製造化學強化玻璃。
(鹼處理步驟)
準備4.0重量%之氫氧化鈉水溶液置於燒杯中，使用水浴將溫度調整至40℃。使於酸處理步驟中所獲得之玻璃於經調整之氫氧化鈉水溶液中浸漬120秒鐘而進行鹼處理，其後以純水進行數次清洗後，利用鼓風進行乾燥。
對以此方式所獲得之化學強化玻璃進行各種評價。將結果示於 表1。
又，於圖4及圖5中表示對實施例1、實施例2、實施例3、比較例1、比較例2、參考例中所獲得之各化學強化玻璃之表層之氫濃度分佈進行繪製而得之圖表。
可知，實施例之化學強化玻璃透過率較高，且面強度大幅提高。
繼而，對添加端面研磨步驟之實施例進行說明。
<實施例4>
(端面研磨步驟)
準備50mm×50mm×0.55mm之鋁硼矽酸鹽玻璃X 100片，使用圖3所示之刷研磨裝置130對端面進行研磨。研磨液使用將分散體設為水、並使包含平均粒徑(D50)1.5μm之氧化鈰之研磨材分散而得者。
鋁硼矽酸鹽玻璃X組成(莫耳%表示)：SiO2 67%、B2O3 4%、Al2O3 13%、Na2O 14%、K2O<1%、MgO 2%、CaO<1%
(化學強化步驟)
向SUS製之杯中添加硝酸鉀5100g、碳酸鉀270g、硝酸鈉210g，並利用加熱包加熱至450℃而製備碳酸鉀6mol%、鈉6000重量ppm之熔鹽。將上述端面研磨步驟後之鋁硼矽酸鹽玻璃X預熱至200~400℃後，於450℃之熔鹽中浸漬2小時而進行離子交換處理，其後冷卻至室溫附近，藉此進行化學強化處理。所獲得之化學強化玻璃被水洗並被供給至下一步驟。
(酸處理步驟)
準備6.0重量%之硝酸(HNO3；關東化學公司製造)置於燒杯中，使用水浴將溫度調整至40℃。使上述化學強化步驟中所獲得之玻璃於所製備之硝酸中浸漬120秒鐘而進行酸處理，其後以純水清洗數次後，利用鼓風進行乾燥。
藉由以上而獲得實施例4之化學強化玻璃。
<比較例3>
於化學強化步驟中，熔鹽中之鈉量為表2所示之值，將碳酸鉀添加量設為0g，不實施酸處理步驟，除此以外，以與實施例4同樣之方式製造化學強化玻璃。
<參考例2>
於酸處理步驟之後，進行下述鹼處理步驟，除此以外，以與實施例4同樣之方式製造化學強化玻璃。(鹼處理步驟)
準備4.0重量%之氫氧化鈉水溶液置於燒杯中，使用水浴將溫度調整為40℃。使酸處理步驟中所獲得之玻璃於經調整之氫氧化鈉水溶液中浸漬120秒鐘而進行鹼處理，其後以純水清洗數次後，利用鼓風進行乾燥。
對以此方式所獲得之化學強化玻璃進行各種評價。將結果示於表2。再者，雖未圖示，但實施例4顯示與實施例3同樣之氫濃度分佈，比較例3顯示與比較例1同樣之氫濃度分佈，參考例2顯示與參考例1同樣之氫濃度分佈。又，關於面強度，實施例4亦與實施例3相同，比較例3亦與比較例1相同，參考例2亦與參考例1相同。
可知，實施例之化學強化玻璃透過率較高，且藉由對端面進行鏡面研磨而面強度更大幅地提高。
已詳細、且參照特定實施態樣對本發明進行說明，但從業者明白，可不脫離本發明之精神及範圍而添加各種變更或修正。本申請案係基於2015年1月20日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2015-008853)、及2015年7月15日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2015-141400)者，且其內容係作為參照而組入於此。
[產業上之可利用性]
根據本發明，可安全且低成本地獲得透過率較高、且面強度大幅提高之化學強化玻璃。本發明之化學強化玻璃可用於行動電話、數位相機或觸控面板顯示器等之顯示器用覆蓋玻璃。
10‧‧‧低密度層
20‧‧‧壓縮應力層
30‧‧‧中間層

Claims (5)

  1. 一種化學強化玻璃，其係於表層具有藉由離子交換法而形成之壓縮應力層者，並且含有鈉及硼，藉由下述方法所測得之△透過率為+0.1%以上，將玻璃之自最表面至深度X之區域中之氫濃度Y進行線形近似而獲得之直線於X=0.1~0.4(μm)滿足下述關係式(I)，Y=aX+b (I)[式(I)中之各符號之含義如下所述；Y：氫濃度(H2O換算、mol/L)X：自玻璃最表面起之深度(μm)a：-0.390~-0.010 b：0.060~0.250]△透過率之測定方法：將化學強化玻璃切割成2塊，而準備玻璃A及玻璃B；使用島津製作所公司製造之紫外可見分光光度計(SolidSpec-3700)測定玻璃A於波長400nm下之透過率；玻璃B係利用HF及HCl之混合液以玻璃單面之去除量成為0.05~0.10mm之方式進行蝕刻處理；對進行過蝕刻處理之玻璃B進行化學強化處理；化學強化處理係將硝酸鉀100重量%之無機鹽加熱至450℃而獲得熔鹽，並使玻璃B與該熔鹽接觸2小時；以與玻璃A同樣之方法測定化學強化處理後之玻璃B於波長400nm下之透過率；△透過率係藉由自玻璃A之透過率減去玻璃B之透過率而求得。
  2. 如請求項1之化學強化玻璃，其中上述玻璃為硼矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃。
  3. 如請求項1或2之化學強化玻璃，其中連接上述玻璃正面及背面之主面間的端面之算術平均粗糙度Ra為300nm以下。
  4. 一種化學強化玻璃之製造方法，其包括如下步驟：藉由使含鈉及硼之玻璃接觸含硝酸鉀之無機鹽而使玻璃中之Na與上述無機鹽中之K進行離子交換，並且上述無機鹽含有選自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH及NaOH所組成之群中之至少一種鹽，且該製造方法包括：於上述離子交換之後清洗玻璃之步驟，及於上述清洗之後對玻璃進行酸處理之步驟。
  5. 如請求項4之化學強化玻璃之製造方法，其包括如下步驟：於上述進行離子交換之步驟之前，對連接玻璃正面及背面之主面間的端面以其算術平均粗糙度Ra成為300nm以下之方式進行鏡面研磨。
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