TWI613170B - 強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃 - Google Patents
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Abstract
本發明的強化玻璃在表面具有壓縮應力層，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~2%的Li2O、5%~25%的Na2O，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
Description
本發明是有關於一種強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃，特別是有關於一種適合於行動電話、數位相機、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)(行動終端)、太陽電池的蓋玻璃、或者顯示器、尤其觸控面板顯示器的玻璃基板的強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃。
行動電話、數位相機、PDA、觸控面板顯示器、大型電視、非接觸供電等的裝置具有日益普及的傾向。
該些用途中，使用經離子交換處理等而得到強化處理的強化玻璃(參照專利文獻1、非專利文獻1)。
而且，近年來，將強化玻璃用於數位電子看板(Digital Signage)、滑鼠、智慧型手機等的外裝零件的情況有所增加。
作為強化玻璃的要求特性，可列舉(1)高機械強度、(2)低成本、(3)高尺寸精度。在數位電子看板的用途中，將多個面板接合的構造增多，隨之而來，尺寸精度的要求級別提高。具體而言，相對於先前的尺寸公差±4000ppm左右，而要求±1000ppm
左右的尺寸公差。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2006-83045號公報
非專利文獻
非專利文獻1：泉谷徹郎等，「新玻璃及其物性」，初版，經營系統研究所股份有限公司，1984年8月20日，p.451-498
然而，強化玻璃(強化用玻璃)在強化處理的前後尺寸容易發生變化。由此，提高強化玻璃的尺寸精度並不容易。
而且，通常藉由在高溫(例如300℃~500℃)的KNO3熔融鹽中浸漬強化用玻璃來進行強化處理。因此，若對大型的強化用玻璃板進行強化處理，則在浸漬強化用玻璃時、或取出強化玻璃板時，存在因熱衝擊而容易破損的問題。為了解決該問題，而設想出在浸漬強化用玻璃板前進行預熱、或者在取出強化玻璃板後進行徐冷的方法，但該些方法需要長時間，因此有強化玻璃板的製造成本高漲之虞。
對此，本發明鑒於上述情況而完成，其技術性課題在於提出了離子交換性能高並且強化處理的前後尺寸不易發生變化、並且耐熱衝擊性高的強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃。
本發明者等人進行各種研究後發現，藉由嚴格控制玻璃組成而可解決上述技術性課題，從而提出作為本發明。亦即，本
發明的強化玻璃在表面具有壓縮應力層，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~2%的Li2O、5%~25%的Na2O，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。此處，「實質上不含有As2O3」是指雖未積極地添加As2O3作為玻璃成分，但容許以雜質級別混入的情況，具體而言，是指As2O3的含量小於0.1質量%。「實質上不含有Sb2O3」是指雖未積極地添加Sb2O3作為玻璃成分，但容許以雜質級別混入的情況，具體而言，是指Sb2O3的含量小於0.1質量%。「實質上不含有PbO」是指雖未積極地添加PbO作為玻璃成分，但容許以雜質級別混入的情況，具體而言，是指PbO的含量小於0.1質量%。「實質上不含有F」是指雖未積極地添加F作為玻璃成分，但容許以雜質級別混入的情況，具體而言，是指F的含量小於0.1質量%。
藉由在玻璃組成中導入規定量的Al2O3與鹼金屬氧化物，可提高離子交換性能、耐熱衝擊性、及耐失透性。進而，若限制Al2O3、B2O3、及鹼土類金屬氧化物的含量及含有比率，則可提高耐失透性。
第二，本發明的強化玻璃中，較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO。
第三，本發明的強化玻璃中，較佳為作為玻璃組成，以
質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~4.5%的TiO2。
第四，本發明的強化玻璃中，較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2。
第五，本發明的強化玻璃中，較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.60。此處，「MgO+CaO+SrO+BaO」為MgO、CaO、SrO、及BaO的合量。而且，「Al2O3+B2O3」為Al2O3與B2O3的合量。
第六，本發明的強化玻璃中，較佳為作為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~小於1.0%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~2%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.55。
第七，本發明的強化玻璃中，較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~73%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%
~6%的B2O3、0%~小於1.0%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、10%~30%的Li2O+Na2O+K2O、0%~4%的CaO、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~2%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.55。此處，「Li2O+Na2O+K2O」為Li2O、Na2O、及K2O的合量。
第八，本發明的強化玻璃中，較佳為壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上且1200MPa以下，壓縮應力層的厚度為10μm以上且60μm以下。此處，「壓縮應力層的壓縮應力值」及「壓縮應力層的厚度」是指使用表面應力計(例如，東芝股份有限公司製造的FSM-6000)來觀察試樣時，根據所觀察到的干涉條紋的根數與其間隔而算出的值。
第九，本發明的強化玻璃中，較佳為液相溫度為1200℃以下。此處，「液相溫度」是指將通過標準篩30目(篩網眼500μm)而殘留於50目(篩網眼300μm)的玻璃粉末放入鉑舟中，並於溫度梯度爐中保持24小時後結晶析出的溫度。
第十，本發明的強化玻璃中，較佳為液相黏度為104.0dPa．s以上。此處，「液相黏度」是指利用鉑球提拉法測定液相溫度下的黏度所得的值。
第十一，本發明的強化玻璃中，較佳為104.0dPa．s下的溫度為1300℃以下。此處，「104.0dPa．s下的溫度」是指利用鉑球提拉法測定所得的值。
第十二，本發明的強化玻璃中，較佳為25℃~380℃的
溫度範圍的熱膨脹係數為100×10-7/℃以下。此處，「25℃~380℃的溫度範圍的熱膨脹係數」是指使用膨脹計測定平均熱膨脹係數所得的值。
第十三，本發明的強化玻璃板的特徵在於包含上述強化玻璃。
第十四，本發明的強化玻璃板是長度尺寸為500mm以上、寬度尺寸為300mm以上、厚度為0.5mm~2.0mm的強化玻璃板，其特徵在於：以壓縮應力層的壓縮應力值成為300MPa以上且1200MPa以下，壓縮應力層的厚度成為10μm以上且60μm以下，強化處理前後的尺寸變化率S成為-1000ppm~+1000ppm的方式進行了強化處理而成。此處，「強化處理前後的尺寸變化率S」是指在測定強化處理前的長度尺寸Lb與強化處理後的長度尺寸La後，藉由代入S=1000000×(La-Lb)/Lb的式中算出所得的值。
第十五，本發明的強化玻璃板中，較佳為楊氏模量為65GPa以上。此處，「楊氏模量」例如可利用周知的共振法等測定。
第十六，本發明的強化玻璃板中，較佳為假想溫度Tf為500℃以上。此處，「假想溫度Tf」是表示反映了玻璃熔液冷卻凝固時的熱歷程的玻璃的分子構造的指標，越急冷則值越高，越徐冷則值越低。以下記載假想溫度Tf的測定方法。在將樣品以應變點以上的溫度保持足夠的時間(例如24小時)後，使其迅速地與金屬板接觸等而急冷，並測定尺寸變化。在以高於假想溫度Tf
的溫度T1而保持的情況下，尺寸變化表示正的值△L1，在以低於假想溫度Tf的溫度T2而保持的情況下，尺寸變化表示負的值△L2。在T1-T2為0℃~20℃的情況下，可根據如下的式求出Tf。
Tf=(T2×△L1-T1×△L2)/(△L1-△L2)
第十七，本發明的強化玻璃板較佳為由溢流下拉法成形而成。此處，「溢流下拉法」為如下方法，即，使熔融玻璃自耐熱性的成形體的兩側溢出，一邊使溢出的熔融玻璃在成形體的下端合流，一邊向下方延伸成形而製造玻璃板。溢流下拉法中，玻璃板的應成為表面的面不與成形體的表面接觸，而以自由表面的狀態成形。因此，可廉價地製造未研磨且表面品質良好的玻璃板。
第十八，本發明的強化玻璃板較佳為在自溢流下拉法中所使用的成形體的下端向下方隔開1000mm以上的位置切斷而成。
第十九，本發明的強化玻璃板較佳為用於觸控面板顯示器。
第二十，本發明的強化玻璃板較佳為用於行動電話的蓋玻璃。
第二十一，本發明的強化玻璃板較佳為用於太陽電池的蓋玻璃。
第二十二，本發明的強化玻璃板較佳為用於顯示器的保
護構件。
第二十三，本發明的強化玻璃板是長度尺寸為500mm以上、寬度尺寸為300mm以上、厚度為0.3mm~2.0mm的強化玻璃板，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~2%的Li2O、5%~25%的Na2O、10%~30%的Li2O+Na2O+K2O、0%~2%的SrO、0%~小於0.50%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.60，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F，並且以壓縮應力層的壓縮應力值成為300MPa以上且1200MPa以下，壓縮應力層的厚度成為10μm以上且60μm以下，液相溫度成為1200℃以下，25℃~380℃的溫度範圍下的熱膨脹係數成為100×10-7以下，楊氏模量成為65GPa以上，假想溫度Tf成為500℃以上，強化處理前後的尺寸變化率S成為-1000ppm~+1000ppm的方式進行了強化處理而成。
第二十四，本發明的強化用玻璃的特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~2%的Li2O、5%~25%的Na2O，實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
第二十五，本發明的強化用玻璃的特徵在於：強化處理(浸漬在440℃的KNO3熔融鹽中6小時)前後的尺寸變化率S為-1000ppm~+1000ppm。另外，作為KNO3熔融鹽，使用無使用歷
程者。
第二十六，本發明的強化用玻璃中，較佳為假想溫度Tf為500℃以上。
本發明的強化玻璃因離子交換性能高，故即便為短時間的離子交換處理，壓縮應力層的壓縮應力值亦得到提高，且壓縮應力層形成得深。結果，機械強度提高，且機械強度的不均減小。
而且，本發明的強化玻璃因耐失透性優異，故可利用溢流下拉法效率良好地成形。另外，只要為溢流下拉法，則可大量地成形出大型且薄的玻璃板。
進而，本發明的強化玻璃因熱膨脹係數低，故可縮短強化處理前的預熱時間及/或強化處理後的徐冷時間。而且，本發明的強化玻璃中，因楊氏模量、假想溫度Tf高，故可減少強化處理前後的尺寸變化。
本發明的強化玻璃在其表面具有壓縮應力層。作為在表面形成壓縮應力層的方法，有物理強化法與化學強化法。本發明的強化玻璃較佳為由化學強化法製作而成。
化學強化法是以玻璃的應變點以下的溫度並藉由離子交換處理而向玻璃的表面導入離子半徑大的鹼離子的方法。若利
用化學強化法形成壓縮應力層，則即便在玻璃的厚度薄的情況下，亦可適當地形成壓縮應力層，並且在形成壓縮應力層後，即便切斷強化玻璃，亦不會如風冷強化法等物理強化法那樣使強化玻璃容易破碎。
以下表示將本發明的強化玻璃中，如上述般各成分的含有範圍進行了限定的理由。另外，各成分的含有範圍的說明中，只要不作特別說明，則%是指質量%。
SiO2是形成玻璃的網狀(network)結構的成分。SiO2的含量為50%~80%，較佳為55%~76%，較佳為55%~75%，較佳為55%~73%，較佳為55%~72%、56%~69%，尤佳為57%~67%。若SiO2的含量過少，則難以玻璃化，且熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性容易降低。另一方面，若SiO2的含量過多，則熔融性或成形性容易降低，且熱膨脹係數變得過低，難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。
Al2O3是提高離子交換性能的成分，且是提高應變點或楊氏模量的成分。Al2O3的含量為10%~30%。若Al2O3的含量過少，則有無法充分發揮離子交換性能之虞。由此，Al2O3的下限範圍較佳為12%以上，較佳為13%以上，較佳為14%以上，較佳為15%以上，較佳為15.5%以上，較佳為超過16.0%，較佳為16.1%以上，較佳為16.3%以上，較佳為16.5%以上，較佳為17.1%以上，較佳為17.5%以上，較佳為18%以上，尤佳為18.5%以上。另一方面，若Al2O3的含量過多，則玻璃中容易析出失透結晶，難以利用
溢流下拉法等成形玻璃板。尤其在使用氧化鋁的成形體並利用溢流下拉法成形玻璃板的情況下，在與氧化鋁的成形體的界面容易析出尖晶石(spinel)的失透結晶。且熱膨脹係數變得過低，難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且，耐酸性亦降低，難以應用於酸處理步驟中。進而，高溫黏性增高，熔融性容易降低。由此，Al2O3的上限範圍較佳為28%以下，較佳為26%以下，較佳為24%以下，較佳為23.5%以下，較佳為22%以下，較佳為21%以下，較佳為20%以下，尤佳為19%以下。另外，在重視機械強度的情況下，例如在切斷並研磨為蓋玻璃形狀後，進行強化處理的情況下，較佳為一定程度地犧牲耐酸性，儘可能地增加Al2O3的含量，該情況下，Al2O3的下限範圍較佳為16%以上，較佳為17%以上，較佳為18%以上，較佳為18.5%以上，較佳為19%以上，較佳為20%以上，較佳為21%以上，較佳為22%以上，尤佳為23%以上。Al2O3的上限範圍較佳為30%以下，較佳為29%以下，較佳為27%以下，較佳為26%以下，較佳為25.5%以下，尤佳為25%以下。
B2O3是使高溫黏度或密度降低並且使玻璃穩定化而使結晶難以析出，且使液相溫度降低的成分。B2O3的下限範圍較佳為0%以上，較佳為0.01%以上，較佳為0.05%以上，較佳為0.1%以上，尤佳為0.4%以上。然而，若B2O3的含量過多，則因離子交換而發生被稱作過燒的玻璃表面的著色，或者耐水性降低，或者壓縮應力層的厚度容易減小。由此，B2O3的上限範圍較佳為6%以下，較佳為5%以下，較佳為4%以下，較佳為3.95%以下，較
佳為3%以下，較佳為2%以下，尤佳為小於2.0%。
Li2O是離子交換成分，且是使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性的成分，並且是提高楊氏模量的成分。進而，Li2O在鹼金屬氧化物中提高壓縮應力值的效果大，但在含有7%以上的Na2O的玻璃系中，若Li2O的含量變得極多，則反而存在壓縮應力值降低的傾向。而且，若Li2O的含量過多，則除液相黏度降低、玻璃容易失透之外，熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。進而，低溫黏性降得過低，容易引起應力緩和，反而有壓縮應力值降低的情況。由此，Li2O的含量為0%~2%，較佳為0%~1.7%，較佳為0%~1.5%，較佳為0%~1%，較佳為0%~小於1.0%，較佳為0%~0.5%，較佳為0%~0.3%，較佳為0%~0.1%，尤佳為0%~0.05%。
Na2O是離子交換成分，且是使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性的成分。而且，Na2O亦是改善耐失透性的成分。若Na2O的含量過少，則熔融性降低，或熱膨脹係數降低，或離子交換性能容易降低。由此，Na2O的含量為5%以上，其下限範圍較佳為7%以上，較佳為超過7.0%，較佳為8%以上，較佳為9%以上，較佳為10%以上，較佳為11%以上，較佳為12%以上，較佳為13%以上，較佳為13.8%以上，尤佳為14%以上。另一方面，若Na2O的含量過多，則熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且，應變點降得過低，缺乏玻璃組成的成分平衡性，反而有耐失透性降低的情況。由此，
Na2O的含量為25%以下，其上限範圍較佳為23%以下，較佳為21%以下，較佳為19%以下，較佳為17%以下，較佳為16.3%以下，較佳為16%以下，尤佳為15%以下。
除上述成分以外，例如亦可添加以下的成分。
K2O是促進離子交換的成分，且是鹼金屬氧化物中容易增大壓縮應力層的厚度的成分。而且，K2O是使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性的成分。進而是改善耐失透性的成分。並且，若K2O的含量過多，則熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且，應變點降得過低，缺乏玻璃組成的成分平衡性，反而有耐失透性降低的傾向。由此，K2O的上限範圍較佳為10%以下，較佳為9%以下，較佳為8%以下，較佳為7%以下，尤佳為6%以下。另外，在添加K2O的情況下，其添加量較佳為0.1%以上，較佳為0.5%以上，較佳為1%以上，較佳為1.5%以上，尤佳為2%以上。而且，在儘可能避免K2O的添加的情況下，較佳為0%~1%，較佳為0%~小於1.0%，尤佳為0%~0.05%。
若Li2O+Na2O+K2O的含量過少，則離子交換性能或熔融性容易降低。由此，Li2O+Na2O+K2O的下限範圍較佳為10%以上，較佳為11%以上，較佳為12%以上，較佳為13%以上，較佳為14%以上，較佳為14.5%以上，較佳為15%以上，較佳為15.5%以上，尤佳為16%以上。另一方面，若Li2O+Na2O+K2O的含量過多，則熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或難以與周邊材
料的熱膨脹係數匹配。而且，應變點降得過低，缺乏玻璃組成的成分平衡性，反而有耐失透性降低的傾向。由此，Li2O+Na2O+K2O的上限範圍較佳為30%以下，較佳為27%以下，尤佳為25%以下。
MgO是使高溫黏度降低，提高熔融性或成形性，或提高應變點或楊氏模量的成分，且是鹼土類金屬氧化物中提高離子交換性能的效果大的成分。由此，MgO的含量較佳為0%~10%。該情況下，MgO的下限範圍較佳為0%以上，較佳為0.5%以上，較佳為1%以上，較佳為1.2%以上，較佳為1.3%以上，尤佳為1.4%以上。然而，若MgO的含量過多，則有密度或熱膨脹係數容易變高，且玻璃容易失透的傾向。尤其在使用氧化鋁的成形體，以溢流下拉法來成形玻璃板的情況下，在與氧化鋁的成形體的界面容易析出尖晶石的失透結晶。由此，MgO的上限範圍較佳為9%以下，較佳為8%以下，較佳為7%以下，較佳為6%以下，較佳為5%以下，較佳為4%以下，較佳為3.5%以下，較佳為3%以下，較佳為2.5%以下，較佳為2.4%以下，較佳為2.3%以下，尤佳為2.2%以下。
質量比B2O3/MgO較佳為0.01~5、0.01~3.5、0.01~2.2，尤佳為0.01~1.5。如此，可容易使高溫黏度與耐失透性適當化。
莫耳比(3MgO+Al2O3)/Na2O的下限值較佳為0.0以上，較佳為0.5以上，較佳為0.6以上，較佳為0.7以上，較佳為0.8以上，較佳為0.9以上，尤佳為1.0以上，上限值較佳為2.5以下，
較佳為2.0以下，較佳為1.9以下，較佳為1.8以下，較佳為1.7以下，較佳為1.6以下，較佳為1.5以下，尤佳為1.4以下。若如此，則在使用氧化鋁的成形體，並以溢流下拉法來成形玻璃板的情況下，在與氧化鋁的成形體的界面難以析出尖晶石的失透結晶。
CaO與其他成分相比，使高溫黏度降低而不會伴隨耐失透性的降低，提高熔融性或成形性，或者提高應變點或楊氏模量的效果大。然而，若CaO的含量過多，則密度或熱膨脹係數增高，且缺乏玻璃組成的成分平衡性，反而有玻璃容易失透，或離子交換性能降低，或容易使離子交換溶液劣化的傾向。由此，CaO的含量為較佳為0%~6%，較佳為0%~5%，較佳為0%~4%，較佳為0%~3.5%，較佳為0%~3%，較佳為0%~2%，較佳為0%~1%，較佳為0%~0.5%，尤佳為0%~0.1%。
SrO是使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性，或者提高應變點或楊氏模量的成分，若其含量過多，則容易妨礙離子交換反應，此外密度或熱膨脹係數增高或玻璃容易失透。由此，SrO的含量較佳為0%~2%，較佳為0%~1.5%，較佳為0%~1%，較佳為0%~0.5%，較佳為0%~0.1%，尤佳為0%~小於0.1%。
BaO是使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性，或者提高應變點或楊氏模量的成分。然而，若BaO的含量過多，則除妨礙離子交換反應外，密度或熱膨脹係數增高或玻璃容易失透。由此，BaO的含量較佳為0%~6%，較佳為0%~3%，較佳為0%~1.5%，較佳為0%~1%，較佳為0%~0.5%，較佳為0%~0.1%，
尤佳為0%~小於0.1%。
若MgO+CaO+SrO+BaO的含量過多，則具有密度或熱膨脹係數增高，玻璃失透，或離子交換性能降低的傾向。由此，MgO+CaO+SrO+BaO的含量較佳為0%~9.9%，較佳為0%~8%，較佳為0%~6%，尤佳為0%~5%。
若莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)增大，則耐失透性降低，或離子交換性能降低，或密度或熱膨脹係數變得過高。由此，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)的上限範圍較佳為1以下，較佳為0.9以下，較佳為0.8以下，較佳為0.75以下，較佳為0.70以下，較佳為0.65以下，較佳為0.60以下，尤佳為0.55以下。然而，若莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)過小，則高溫黏度變得過高，反而離子交換性能降低。由此，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)的下限範圍較佳為0以上，較佳為0.05以上，較佳為0.10以上，尤佳為0.12以上。
TiO2是提高離子交換性能的成分，而且是使高溫黏度降低的成分，但若其含量過多，則玻璃會著色，或容易失透。由此，TiO2的含量較佳為0%~4.5%，更佳為0%~0.5%，尤佳為0%~0.3%。
ZrO2是顯著提高離子交換性能的成分，並且是提高液相黏度附近的黏性或應變點的成分，但若其含量過多，則有耐失透性顯著降低之虞，而且亦有密度變得過高之虞。由此，ZrO2的含
量較佳為0%~5%，較佳為0%~4%，較佳為0%~3%，尤佳為0.001%~2%。
ZnO是提高離子交換性能的成分，且特別是提高壓縮應力值的效果大的成分。而且，是不會使低溫黏性降低而使高溫黏性降低的成分。然而，若ZnO的含量過多，則有玻璃會分相(phase separation)，或耐失透性降低，或密度增高，或壓縮應力層的厚度減小的傾向。由此，ZnO的含量較佳為0%~6%，較佳為0%~5%，較佳為0%~3%，尤佳為0%~1%。
P2O5是提高離子交換性能的成分，且特別是增大壓縮應力層的厚度的成分。然而，若P2O5的含量過多，則玻璃會分相，或耐水性容易降低。由此，P2O5的含量較佳為0%~10%，較佳為0%~3%，較佳為0%~1%，尤佳為0%~0.5%。
作為澄清劑，亦可添加0%~3%的選自Cl、SO3、CeO2的群組(較佳為Cl、SO3的群組)中的一種或兩種以上的化合物。
SnO2具有提高離子交換性能的效果。由此，SnO2的含量較佳為0%~3%，較佳為0.01%~3%，較佳為0.05%~3%，較佳為0.1%~3%，尤佳為0.2%~3%。
自同時享有提高澄清效果與離子交換性能的效果的觀點而言，SnO2+SO3+Cl的含量較佳為0.01%~3%，較佳為0.05%~3%，較佳為0.1%~3%，尤佳為0.2%~3%。另外，「SnO2+SO3+Cl」為SnO2、Cl、及SO3的合量。
Fe2O3的含量較佳為小於1000ppm(小於0.1%)，較佳
為小於800ppm，較佳為小於600ppm，較佳為小於400ppm，尤佳為小於300ppm。進而，較佳為將Fe2O3的含量限制在上述範圍內的情況下，將莫耳比Fe2O3/(Fe2O3+SnO2)限制為0.8以上，更佳為限制為0.9以上，尤佳為限制為0.95以上。若如此，則板厚1mm下的透過率(400nm~770nm)容易提高(例如90%以上)。
Nd2O3、La2O3等稀土類氧化物是提高楊氏模量的成分。然而，原料自身的成本高，且若過量地添加，則耐失透性容易降低。由此，稀土類氧化物的含量較佳為3%以下，較佳為2%以下，較佳為1%以下，較佳為0.5%以下，尤佳為0.1%以下。
自環境考慮，本發明的強化玻璃，作為玻璃組成，實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。而且，自環境考慮，較佳為實質上不含有Bi2O3。「實質上不含有Bi2O3」是指雖未積極地添加Bi2O3作為玻璃成分，但容許作為雜質而混入的情況，具體而言，是指Bi2O3的含量小於0.05%。
在欲同時實現高離子交換性能與低裂紋產生率的情況下，較佳為將莫耳比B2O3/Al2O3限制為0.0~0.2，尤佳為限制為0.0~0.1，而且較佳為將莫耳比Na2O/Al2O3限制為0.8~1.2，尤佳為限制為0.9~1.1。此處，「裂紋產生率」是指如以下般測定的值。首先，在保持為濕度30%、溫度25℃的恆溫恆濕槽內，將設定為規定負載的維氏壓頭打入玻璃表面(光學研磨面)15秒鐘，在該15秒後對自壓痕的4角產生的裂紋的數進行計數(每1個壓痕最大設為4)。如此打入壓頭20次，而求出總裂紋產生數後，根據總
裂紋產生數/80×100的式子而求出上述裂紋產生率。而且，在欲同時以高級別而實現離子交換性能與耐失透性的情況下，較佳為將Al2O3的含量限定為18.5%~23.5%，將Na2O的含量限制為13.8~16.3%；較佳為將Al2O3的含量限定為大於16.0%~25%，將B2O3的含量限制為0.01%~3.95%。另外，可適當選擇各成分的較佳的含有範圍，來作為較佳的玻璃組成範圍。其中，尤佳的玻璃組成範圍為以下所示。
(1)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~2%的Li2O、5%~25%的Na2O，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(2)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、5%~25%的Na2O、0%~2%的SrO，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(3)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、5%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~9.9%的MgO+CaO+SrO+BaO、0%~0.5%的TiO2，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(4)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1.7%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(5)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~小於1.0%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~9.9%的MgO+CaO+SrO+BaO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0%~1%的P2O5，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(6)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~小於1.0%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~9.9%的MgO+CaO+SrO+BaO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0%~1%的P2O5，以莫耳%計的計算值(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.60，實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(7)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~小於1.0%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、0%~2%的SrO、0%~9.9%的MgO+CaO+SrO+BaO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.60，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
(8)作為玻璃組成，以質量%計含有50%~73%的SiO2、大於16.0%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~小於1.0%的Li2O、大於7.0%~25%的Na2O、10%~30%的Li2O+Na2O+K2O、0%~2%
的SrO、0%~9.9%的MgO+CaO+SrO+BaO、0%~0.5%的TiO2、0%~2%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.55，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。
本發明的強化玻璃例如較佳為具有下述特性。
本發明的強化玻璃在表面具有壓縮應力層。壓縮應力層的壓縮應力值較佳為300MPa以上，較佳為400MPa以上，較佳為500MPa以上，較佳為600MPa以上，尤佳為900MPa以上。壓縮應力值越大，則強化玻璃的機械強度越高。另一方面，若在表面形成極大的壓縮應力，則有在強化玻璃內部的拉伸應力變得極高，強化時的尺寸變化增大之虞。因此，壓縮應力層的壓縮應力值較佳為1200MPa以下。另外，若使玻璃組成中的Al2O3、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO的含量增加，或減少SrO、BaO的含量，則有壓縮應力值增大的傾向。而且，若縮短離子交換時間或降低離子交換溶液的溫度，則有壓縮應力值增大的傾向。
壓縮應力層的厚度較佳為10μm以上，較佳為15μm以上，較佳為20μm以上，尤佳為30μm以上。壓縮應力層的厚度越大，則即便在強化玻璃上形成深的傷痕，強化玻璃亦不易破裂，並且機械強度的不均變小。另一方面，壓縮應力層的厚度越大，則越不易切斷強化玻璃。而且，有在強化玻璃內部的拉伸應力變得極高，強化時的尺寸變化增大之虞。因此，壓縮應力層的厚度較佳為60μm以下。另外，若增加玻璃組成中的K2O、P2O5的含
量，或降低SrO、BaO的含量，則有壓縮應力層的厚度增大的傾向。而且，若延長離子交換時間，或提高離子交換溶液的溫度，則有壓縮應力層的厚度增大的傾向。
本發明的強化玻璃中，密度較佳為2.6g/cm3以下，2.55g/cm3以下，2.50g/cm3以下，2.48g/cm3以下，2.46g/cm3以下，尤佳為2.45g/cm3以下。密度越小，則越可使強化玻璃輕量化。另外，若增加玻璃組成中的SiO2、B2O3、P2O5的含量，或降低鹼金屬氧化物、鹼土類金屬氧化物、ZnO、ZrO2、TiO2的含量，則密度容易降低。
本發明的強化玻璃中，25℃~380℃的溫度範圍的熱膨脹係數為100×10-7/℃以下，較佳為95×10-7/℃以下，較佳為90×10-7/℃以下，尤佳為85×10-7/℃以下。若將熱膨脹係數限制為上述範圍，則容易與金屬、有機系黏接劑等構件的熱膨脹係數匹配，從而容易防止金屬、有機系黏接劑等構件的剝離。另外，若增加玻璃組成中的鹼金屬氧化物、鹼土類金屬氧化物的含量，則熱膨脹係數容易增高，相反若降低鹼金屬氧化物、鹼土類金屬氧化物的含量，則熱膨脹係數容易降低。
本發明的強化玻璃中，104.0dPa．s下的溫度為1300℃以下，較佳為1280℃以下，較佳為1250℃以下，較佳為1220℃以下，尤佳為1200℃以下。104.0dPa．s下的溫度越低，則對成形設備的負擔越輕，成形設備越長壽命化，結果，容易使強化玻璃的製造成本低廉化。若增加鹼金屬氧化物、鹼土類金屬氧化物、ZnO、
B2O3、TiO2的含量，或降低SiO2、Al2O3的含量，則容易降低104.0dPa．s下的溫度。
本發明的強化玻璃中，102.5dPa．s下的溫度為1650℃以下，較佳為1600℃以下，較佳為1580℃以下，尤佳為1550℃以下。102.5dPa．s下的溫度越低，則越可低溫熔融，越可減輕對熔融爐等玻璃製造設備的負擔，並且越容易提高氣泡品質。亦即，102.5dPa．s下的溫度越低，則強化玻璃的製造成本越容易低廉化。此處，「102.5dPa．s下的溫度」例如可由鉑球提拉法而測定。另外，102.5dPa．s下的溫度相當於熔融溫度。而且，若使玻璃組成中的鹼金屬氧化物、鹼土類金屬氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量增加，或降低SiO2、Al2O3的含量，則容易降低102.5dPa．s下的溫度。
本發明的強化玻璃中，液相溫度為1200℃以下，較佳為1150℃以下，較佳為1100℃以下，較佳為1080℃以下，較佳為1050℃以下，較佳為1020℃以下，尤佳為1000℃以下。另外，液相溫度越低，則耐失透性或成形性越高。而且，若使玻璃組成中的Na2O、K2O、B2O3的含量增加，或降低Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量，則液相溫度容易降低。
本發明的強化玻璃中，液相黏度為104.0dPa．s以上，較佳為104.4dPa．s以上，較佳為104.8dPa．s以上，較佳為105.0dPa．s以上，較佳為105.3dPa．s以上，較佳為105.5dPa．s以上，較佳為105.7dPa．s以上，較佳為105.8dPa．s以上，尤佳為106.0dPa．s以上。另外，液相黏度越高，則耐失透性或成形性越高。而且，若使玻
璃組成中的Na2O、K2O的含量增加，或降低Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量，則液相黏度容易增高。
本發明的強化玻璃中，楊氏模量為65GPa以上，較佳為69GPa以上，較佳為71GPa以上，較佳為75GPa以上，尤佳為77GPa以上。楊氏模量越高，則強化玻璃越不易撓曲，在用於觸控面板顯示器等時，即便利用筆等強力地按壓強化玻璃的表面，強化玻璃的變形量亦小，結果，容易防止強化玻璃與位於背面的液晶元件接觸而產生顯示不良的事態。而且，因對強化處理時產生的應力的變形量變小，故強化處理前後的尺寸變化得以減少。
本發明的強化玻璃板的特徵在於包含上述強化玻璃。由此，本發明的強化玻璃板的技術性特徵(較佳的特性、較佳的成分範圍等)與本發明的強化玻璃的技術性特徵相同。由此，此處，省略對本發明的強化玻璃板的技術性特徵的詳細記載。
本發明的強化玻璃板中，假想溫度Tf為500℃以上，較佳為520℃~700℃，尤佳為550℃~750℃。假想溫度Tf越高，則強化玻璃的構造越容易緩和，因此強化處理前後的尺寸變化變小，結果，可提高強化玻璃板的尺寸精度。另外，若調整溢流下拉法的成形條件，則可控制假想溫度Tf。
本發明的強化玻璃板中，表面的平均表面粗糙度(Ra)較佳為10Å以下，較佳為8Å以下，較佳為6Å以下，較佳為4Å以下，較佳為3Å以下，尤佳為2Å以下。有平均表面粗糙度(Ra)
越大，則強化玻璃板的機械強度越低的傾向。此處，平均表面粗糙度(Ra)是指藉由依據SEMI D7-97「平板顯示器(flat panel display，FPD)玻璃基板的表面粗糙度的測定方法」的方法而測定的值。
本發明的強化玻璃板中，長度尺寸為500mm以上，較佳為700mm以上，尤佳為1000mm以上，寬度尺寸為500mm以上，較佳為700mm以上，尤佳為1000mm以上。若使強化玻璃板大型化，則適合用作大型TV等顯示器的顯示部的蓋玻璃。
本發明的強化玻璃板中，板厚為2.0mm以下，較佳為1.5mm以下，較佳為1.3mm以下，較佳為1.1mm以下，較佳為1.0mm以下，較佳為0.8mm以下，尤佳為0.7mm以下。另一方面，若板厚過薄，則難以獲得所期望的機械強度。由此，板厚為0.1mm以上，較佳為0.2mm以上，較佳為0.3mm以上，較佳為0.4mm以上，尤佳為0.5mm以上。
本發明的強化用玻璃是供於強化處理的玻璃，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~2%的Li2O、5%~25%的Na2O，實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F。由此，本發明的強化用玻璃的技術性特徵(較佳的特性、較佳的成分範圍等)與本發明的強化玻璃或本發明的強化玻璃板的技術性特徵相同。由此，此處省略對本發明的強化用玻璃的技術性特徵的詳細的記載。
本發明的強化用玻璃的強化處理(浸漬在440℃的KNO3熔融鹽中6小時)前後的尺寸變化率S為-1000ppm~+1000ppm，較佳為-500ppm~+800ppm，較佳為-200ppm~+600ppm，尤佳為-100ppm~+500ppm。若提高楊氏模量，提高假想溫度Tf，或減小壓縮應力層的壓縮應力值，而使壓縮應力層的厚度變薄，則能夠儘可能地使強化處理前後的尺寸變化率S接近於0。
本發明的強化用玻璃在430℃的KNO3熔融鹽中進行了離子交換處理的情況下，較佳為表面的壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上，且壓縮應力層的厚度為10μm以上，更佳為表面的壓縮應力為600MPa以上，且壓縮應力層的厚度為30μm以上，尤佳為表面的壓縮應力為700MPa以上，且壓縮應力層的厚度為30μm以上。
在進行離子交換處理時，KNO3熔融鹽的溫度較佳為400℃~550℃，離子交換時間較佳為1小時~10小時，尤佳為2小時~8小時。若如此，則容易適當地形成壓縮應力層。另外，本發明的強化用玻璃因具有上述玻璃組成，故即便不使用KNO3熔融鹽與NaNO3熔融鹽的混合物等，亦可增大壓縮應力層的壓縮應力值或厚度。
本發明的強化用玻璃的假想溫度Tf為500℃以上，進而較佳為520℃~700℃，尤佳為550℃~750℃。假想溫度Tf越高，則強化用玻璃的構造越容易緩和，因此強化處理前後的尺寸變化變小，結果，可提高強化玻璃的尺寸精度。另外，若調整溢流下
拉法的成形條件，則可控制假想溫度Tf。
為了提高假想溫度Tf，較佳為提高冷卻速度，而且較佳為提高拉板速度。然而，若提高拉板速度，則有在玻璃未得到充分冷卻內到達切斷步驟之虞。為了防止此種事態的發生，作為成形方法而採用溢流下拉法，並且在自溢流下拉法中所使用的成形體的下端向下方隔開1000mm以上的位置，較佳為在隔開2000mm以上的位置，尤佳為在隔開3000mm以上的位置切斷玻璃。
強化處理前的裂紋產生率在負載1000gf下較佳為99%以下，較佳為90%以下，較佳為80%以下，較佳為70%以下，較佳為60%以下，較佳為65%以下，尤佳為50%以下。裂紋產生率越低，則在強化玻璃上越不容易附有表面劃痕，因此強化玻璃的機械強度越不易降低，而且機械強度越不易不均。而且，若裂紋產生率低，則在強化後切斷，例如在強化後劃線切斷時不易產生側向裂紋，從而可容易適當地進行強化後切斷。結果，裝置的製造成本容易低廉化。
本發明的強化用玻璃較佳為，在黏度104.5dPa．s下與溢流下拉法中所使用的成形體材質(例如緻密鋯英石(dense zircon)或氧化鋁、尤其為氧化鋁)接觸48小時時，接觸界面不會發生失透。
如以下般製作，則可製作本發明的強化用玻璃、強化玻璃、及強化玻璃板。
首先，將調合為上述玻璃組成的玻璃原料投入至連續熔
融爐中，以1500℃~1600℃進行加熱熔融、澄清後，供給至成形裝置後成形為板狀等，進行緩冷，藉此可製作玻璃板等。
作為成形玻璃板的方法，較佳為採用溢流下拉法。溢流下拉法是可大量地製作高品質玻璃板並且容易地製作大型玻璃板的方法，而且容易提高玻璃板的假想溫度Tf。進而，溢流下拉法中，作為成形體，使用氧化鋁或緻密鋯英石。本發明的強化用玻璃與氧化鋁或緻密鋯英石、尤其與氧化鋁的適合性良好(不易與成形體反應而產生氣泡或物體等)。
除溢流下拉法以外，亦可採用各種成形方法。例如，可採用浮法、下拉法(流孔下引法(slot down draw)、再拉法等)、軋製(roll out)法、壓製法等成形方法。
其次，藉由對所獲得的強化用玻璃進行強化處理，而可製作強化玻璃。將強化玻璃切斷為規定尺寸的時期可為強化處理前，亦可為強化處理後。
作為強化處理，較佳為離子交換處理。離子交換處理的條件未作特別限定，考慮玻璃的黏度特性、用途、厚度、內部的拉伸應力、尺寸變化等選擇最佳的條件即可。例如，離子交換處理可藉由在400℃~550℃的KNO3熔融鹽中浸漬玻璃1小時~8小時來進行。尤其若將KNO3熔融鹽中的K離子與玻璃中的Na成分進行離子交換，則可在玻璃的表面效率良好地形成壓縮應力層。
[實施例1]
以下，根據實施例對本發明進行說明。另外，以下的實
施例僅為例示。本發明並不受以下的實施例任何限定。
表1~表34表示本發明的實施例(試樣No.1~試樣No.204)。
如以下般製作表中的各試樣。表1~表8中記載的各試樣以成為表中的玻璃組成的方式，調合玻璃原料，使用鉑舟在1600℃下熔融8小時。然後，使所獲得的熔融玻璃流出至碳板上，
而成形為板狀。而且，關於表9~表34所記載的各試樣，以成為表中的玻璃組成的方式，調合玻璃原料，使用鉑舟在1600℃下熔融21小時。然後，使所獲得的熔融玻璃流出至碳板上，而成形為板狀。對所獲得的玻璃板評估各種特性。
密度ρ是藉由周知的阿基米德法測定所得的值。
熱膨脹係數α是使用膨脹計測定25℃~380℃的溫度範圍下的平均熱膨脹係數所得的值。
楊氏模量E是利用周知的共振法測定所得的值。
應變點Ps、緩冷點Ta是根據ASTM C336的方法測定所得的值。
軟化點Ts是根據ASTM C338的方法測定所得的值。
高溫黏度104.0dPa．s、103.0dPa．s、102.5dPa．s下的溫度是利用鉑球提拉法測定所得的值。
液相溫度TL是將通過標準篩30目(篩網眼500μm)而殘留於50目(篩網眼300μm)的玻璃粉末放入鉑舟後，在溫度梯度爐中保持24小時，測定結晶析出的溫度所得的值。
液相黏度是利用鉑球提拉法測定液相溫度下的玻璃的黏度所得的值。
如下述般測定裂紋產生率。首先，在保持為濕度30%、溫度25℃的恆溫恆濕槽內，將設定為負載1000gf的維氏壓頭打入玻璃表面(光學研磨面)15秒鐘，在15秒後對自壓痕的4角產生的裂紋的數進行計數(每1個壓痕最大設為4)。如上述般打入壓
頭20次，求出總裂紋產生數後，根據總裂紋產生數/80×100的式子而求出。
如下述般對與氧化鋁的適合性進行評估。使黏度104.5dPa．s的各試樣與氧化鋁接觸，並經過48小時。然後，觀察各試樣與氧化鋁的接觸界面，將未析出失透結晶的情況評估為「○」，將析出失透結晶的情況評估為「×」。
根據表1~表34可知，試樣No.1~試樣No.204的密度為2.54g/cm3以下，熱膨脹係數為88×10-7/℃~100×10-7/℃，適合作為強化玻璃的原材料，即強化用玻璃。而且，認為因液相黏度為104.4dPa．s以上，故可利用溢流下拉法成形為板狀，並且102.5dPa．s下的溫度為1738℃以下，因此生產性高，可廉價地製作大量的玻璃板。另外，強化處理前後，玻璃的表層的玻璃組成雖微觀上不同，但作為玻璃整體而觀察的情況下，玻璃組成無實質上不同。
其次，對表1~表8記載的各試樣的兩表面進行光學研磨後，浸漬於440℃的KNO3熔融鹽(新品KNO3熔融鹽)中6小時，藉此進行離子交換處理。而且，對表9~表34記載的各試樣的兩表面實施光學研磨後，浸漬於430℃的KNO3熔融鹽(新品KNO3熔融鹽)中4小時，藉此進行離子交換處理。在離子交換處理後清洗各試樣的表面。繼而，從使用表面應力計(東芝股份有限公司製造的FSM-6000)觀察到的干涉條紋的根數與其間隔而算出表面的壓縮應力層的壓縮應力值(CS)與厚度(DOL)。每次算
出時，將各試樣的折射率設為1.51，光學彈性常數設為30[(nm/cm)/MPa]。
根據表1~表34可知，對各試樣在新品KNO3熔融鹽中進行離子交換處理後的結果，其表面的壓縮應力層的壓縮應力值為823MPa以上，厚度為27μm以上。
[實施例2]
以成為表7記載的試樣No.39的玻璃組成的方式，對各玻璃原料進行調合、熔融、澄清後，將所獲得的熔融玻璃利用溢流下拉法成形為板狀，從而獲得板厚0.7mm的玻璃板。對所獲得的玻璃板測定假想溫度Tf。以下記載假想溫度Tf的測定方法。將樣品以應變點以上的溫度保持24小時後，使其迅速地與金屬板接觸而急冷，並測定尺寸變化。在以比假想溫度Tf高的溫度T1來保持的情況下，尺寸變化顯示正的值△L1，在以比假想溫度Tf低的溫度T2來保持的情況下，尺寸變化顯示負的值△L2。在T1-T2為0℃~20℃的情況下，可根據以下的式而求出Tf。Tf=(T2×△L1-T1×△L2)/(△L1-△L2)。而且，將所獲得的玻璃板浸漬於440℃的KNO3熔融鹽(無使用歷程的KNO3熔融鹽)中6小時，藉此進行離子交換處理。結果，如表中記載般，所獲得的玻璃板的假想溫度Tf為651℃，而且強化處理前後的尺寸變化率S為525ppm。另外，在對表1~表34的試樣No.1~試樣No.38、試樣No.40~試樣No.204進行相同的評估的情況下，認為所獲得的玻璃板的假想溫度Tf為550℃以上，強化處理前後的尺寸變化率S為1000
ppm以下。
[產業上之可利用性]
本發明的強化玻璃及強化玻璃板適合作為行動電話、數位相機、PDA等的蓋玻璃，或者觸控面板顯示器等的玻璃基板。而且，本發明的強化玻璃及強化玻璃板除該些用途以外，可期待要求高機械強度的用途，例如應用於窗玻璃、磁碟用基板、平板顯示器用基板、太陽電池用蓋玻璃、固體攝像元件用蓋玻璃、食器。
Claims (24)
- 一種強化玻璃，在表面具有壓縮應力層，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F，假想溫度為550℃以上。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、0%~2%的SrO。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、0%~2%的SrO、0%~4.5%的TiO2。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、18%~30% 的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.60。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~76%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~2%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.55。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~73%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、10%~30%的Li2O+Na2O+K2O、0%~4%的CaO、0%~2%的SrO、0%~0.5%的TiO2、0%~2%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.55。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其中上述壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上且1200MPa以下，上述壓縮應力層的厚度為10μm以上且60μm以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其液相溫度為1200℃以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其液相黏度為104.0dPa．s以上。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃，其104.0dPa．s下的溫度為1300℃以下。
- 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的強化玻璃，其25℃~380℃的溫度範圍下的熱膨脹係數為100×10-7/℃以下。
- 一種強化玻璃板，其特徵在於包括如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的強化玻璃。
- 如申請專利範圍第13項所述的強化玻璃板，其長度尺寸為500mm以上、寬度尺寸為300mm以上、厚度為0.5mm~2.0mm且在表面具有壓縮應力層，其特徵在於：以壓縮應力層的壓縮應力值成為300MPa以上且1200MPa以下，壓縮應力層的厚度成為10μm以上且60μm以下，強化處理前後的尺寸變化率S成為-1000ppm~+1000ppm的方式受到強化處理。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的強化玻璃板，其楊氏模量為65GPa以上。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的強化玻璃板，其由溢流下拉法成形而成。
- 如申請專利範圍第16項所述的強化玻璃板，其在自溢流下拉法中所使用的成形體的下端向下方隔開1000mm以上的位置 切斷而成。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的強化玻璃板，其用於觸控面板顯示器。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的強化玻璃板，其用於行動電話的蓋玻璃。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的強化玻璃板，其用於太陽電池的蓋玻璃。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的強化玻璃板，其用於顯示器的保護構件。
- 一種強化玻璃板，其長度尺寸為500mm以上、寬度尺寸為300mm以上、厚度為0.3mm~2.0mm且在表面具有壓縮應力層，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO、10%~30%的Li2O+Na2O+K2O、0%~2%的SrO、0%~小於0.50%的TiO2、0%~4%的ZrO2、0.2%~3%的SnO2、0%~1%的P2O5，莫耳比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Al2O3+B2O3)為0~0.60，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F，並且以壓縮應力層的壓縮應力值成為300MPa以上且1200MPa以下，壓縮應力層的厚度成為10μm以上且60μm以下，液相溫度成為1200℃以下，25℃~380℃的溫度範圍下的熱膨脹係數成為100×10-7以下，楊氏模量成為65GPa以上，假想溫度Tf成 為550℃以上，強化處理前後的尺寸變化率S成為-1000ppm~+1000ppm的方式受到強化處理。
- 一種強化用玻璃，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~80%的SiO2、18%~30%的Al2O3、0%~6%的B2O3、0%~1%的Li2O、10%~25%的Na2O、0%~1%的K2O、0%~1%的CaO，且實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO、及F，假想溫度為550℃以上。
- 如申請專利範圍第23項所述的強化用玻璃，其特徵在於：強化處理(浸漬於440℃的KNO3熔融鹽中6小時)前後的尺寸變化率S為-1000ppm~+1000ppm。
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