TWI647193B - Method for producing chemically strengthened glass and device for producing chemically strengthened glass - Google Patents

Abstract

本發明提出即便在將多個化學強化用玻璃同時浸漬於化學強化液的情況下，亦能夠儘可能地減少化學強化玻璃間的強化特性的變動幅度的化學強化玻璃的製造方法及化學強化玻璃的製造裝置。本發明的化學強化玻璃的製造方法的特徵在於：在將化學強化用玻璃浸漬於強化液中而進行強化處理後，對自強化液中取出的化學強化玻璃，從（強化液的熔點+30℃）以下的溫度開始進行冷卻處理。

Description

化學強化玻璃的製造方法及化學強化玻璃的製造裝置

本發明是有關於一種化學強化玻璃的製造方法及化學強化玻璃的製造裝置，特別是有關於一種在將多個化學強化用玻璃浸漬於強化液中的情況下，能夠儘可能地減少化學強化玻璃間的強化特性的變動幅度的化學強化玻璃的製造方法及化學強化玻璃的製造裝置。

行動電話、數位相機、個人數位助理（personal digital assistant，PDA）、觸控面板顯示器、大型電視機等顯示裝置具有日益普及的傾向。在該些的用途中，使用化學強化玻璃來作為用以保護顯示器的保護構件（參照專利文獻1、專利文獻2、非專利文獻1）。

在化學強化玻璃的製造步驟中，包括：將化學強化用玻璃預熱至規定溫度的步驟，將經預熱的化學強化玻璃浸漬於KNO₃ 熔融鹽等強化液中而獲得化學強化玻璃的步驟，以及將所獲得的化學強化玻璃從強化液中取出的步驟。

該些步驟中，若同時將多個化學強化用玻璃浸漬於強化液中而進行強化處理，則可一次性製作多個化學強化玻璃，從而化學強化玻璃的製造效率提高。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-83045號公報 [專利文獻2]日本專利特開2011-88763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

[發明所欲解決之課題]

且說，當將化學強化用玻璃浸漬於強化液中時，向玻璃表面導入離子半徑大的鹼性離子。藉此，在化學強化玻璃的表面形成著壓縮應力層。而且，該壓縮應力層的壓縮應力值與應力深度可根據強化液的溫度與在強化液中的浸漬時間來調整。

然而，若將多個化學強化用玻璃浸漬於強化液中，則在所獲得的化學強化玻璃間，壓縮應力值與應力深度容易發生變動。若該變動幅度增大，則化學強化玻璃的品質容易發生變動。尤其若一部分化學強化玻璃的強化特性極低，則變得容易因機械衝擊而產生裂紋。結果，變得難以充分提高化學強化玻璃的製造效率。化學強化用玻璃的離子交換性能越高，該傾向越容易變得顯著。

本發明鑒於所述情況而完成，其技術課題在於提出即便在將多個化學強化用玻璃同時浸漬於強化液中的情況下，亦能夠儘可能地減少化學強化玻璃間的強化特性的變動幅度的化學強化玻璃的製造方法及化學強化玻璃的製造裝置。 [解決課題之手段]

本發明者等人經過積極研究後發現，在將化學強化玻璃自強化液中取出後，從難以進行離子交換反應的溫度開始進行冷卻處理，藉此可解決所述技術課題，從而提出本發明。即，本發明的化學強化玻璃的製造方法的特徵在於：在將化學強化用玻璃浸漬於強化液中而進行強化處理後，對自強化液中取出的化學強化玻璃，從（強化液的熔點+30℃）以下的溫度開始進行冷卻處理。

本發明者等人推斷，目前，自強化液中取出後的冷卻處理時的溫度分佈不均為強化特性變動的原因之一。如先前般，在自強化液中取出多個化學強化玻璃後，若從強化液的溫度，即離子交換溫度開始進行冷卻處理，則多個化學強化玻璃中的配置於內側的化學強化玻璃的溫度會比配置於外側的化學強化玻璃高，因而會因附著於玻璃表面的強化液的殘渣而進行離子交換反應。結果，配置於內側的化學強化玻璃的強化特性高於配置於外側的化學強化玻璃，從而化學強化玻璃間強化特性的變動幅度增大。

因此，本發明的化學強化玻璃的製造方法的特徵在於：在將化學強化玻璃自強化液中取出後，從（強化液的熔點+30℃）以下的溫度開始進行冷卻處理。據此，多個化學強化玻璃中的配置於內側的化學強化玻璃與配置於外側的化學強化玻璃同樣地，不易因附著於玻璃表面的強化液的殘渣而進行離子交換反應。結果，能夠儘可能地減少化學強化玻璃間的強化特性的變動幅度。

第二，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為從（強化液的熔點-50℃）以上的溫度開始進行冷卻處理。在將化學強化玻璃從強化液中取出後，若立即急冷至室溫，則雖不易因強化液的殘渣而進行離子交換反應，但變得容易因熱衝擊而使化學強化玻璃破損。因此，若從（強化液的熔點-50℃）以上的溫度開始進行冷卻處理，則變得容易防止該事態的發生。

第三，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為對同時進行了強化處理的多個化學強化玻璃同時進行冷卻處理。

第四，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為對在隔開固定間隔而排列的狀態下同時進行了強化處理的多個化學強化玻璃，在保持著所述排列的狀態下同時進行冷卻處理。

第五，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為在冷卻裝置內進行冷卻處理。

第六，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為一邊將外部氣體提取至冷卻裝置內一邊進行冷卻處理。

第七，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為自比化學強化玻璃的面內中央部的位置更靠下方的位置送出冷卻風。

第八，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為沿著化學強化玻璃的表面使冷卻風自下方向上方循環。

第九，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為藉由設置於冷卻裝置的循環單元使冷卻風循環。

第十，本發明的化學強化玻璃的製造裝置包括冷卻裝置，所述冷卻裝置用以將自強化槽內的強化液中取出的化學強化玻璃保持於其內部而進行冷卻處理，所述化學強化玻璃的製造裝置的特徵在於：冷卻裝置具有用以將冷卻風送至冷卻裝置的內部的送風口，送風口設置得比化學強化玻璃的面內中央部的配置預定高度更靠下方。

第十一，本發明的化學強化玻璃的製造裝置較佳為冷卻裝置至少具有一對送風口，一對送風口以冷卻風的吹出方向正對的方式進行配置。

第十二，本發明的化學強化玻璃的製造裝置較佳為冷卻裝置更包括循環單元，所述循環單元產生從冷卻裝置的下方朝向上方的上升氣流。

第十三，本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為更包括強化槽，冷卻裝置設置於強化槽的上方。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為使用以下所示的化學強化用玻璃。

化學強化用玻璃的厚度較佳為1.5 mm以下，1.0 mm以下，0.8 mm以下，0.7 mm以下，尤佳為0.6 mm以下。據此，變得容易實現顯示裝置的輕量化。

化學強化用玻璃的尺寸較佳為0.1 m² 以上，0.2 m² 以上，1 m² 以上，尤佳為2 m² 以上。化學強化用玻璃的尺寸越大，化學強化玻璃間的強化特性越容易變動，因而越容易享有本發明的效果。

化學強化用玻璃較佳為利用溢流下拉法成形而成。據此，因玻璃表面的表面品質變良好，因而容易提高化學強化玻璃的表面的機械強度。該理由是因為在溢流下拉法的情況下，應成為表面的面不與流槽狀耐火物接觸而以自由表面的狀態成形。流槽狀構造物的構造或材質只要為能夠實現所需尺寸或表面品質者，則不作特別限定。而且，為了向下方延伸成形，對玻璃帶施力的方法只要能夠實現所需尺寸或表面品質，則不作特別限定。例如，可採用使具有充分大的寬度的耐熱性輥以與玻璃帶接觸的狀態旋轉而延伸的方法，亦可採用使呈多對的耐熱性輥僅與玻璃帶的端面附近接觸而延伸的方法。

化學強化用玻璃除溢流下拉法外，亦可利用流孔下引法法、浮式法、輾平法、再拉法等成形。

化學強化用玻璃較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%～80%的SiO₂ 、5%～25%的Al₂ O₃ 、0%～15%的B₂ O₃ 、1%～20%的Na₂ O、0%～10%的K₂ O。以下表示如所述般限定各成分的含有範圍的理由。另外，各成分的含有範圍的說明中，%表達是指質量%。

SiO₂ 為形成玻璃的網狀結構（network）的成分。SiO₂ 的含量較佳為50%～80%，53%～75%，56%～70%，58%～68%，尤佳為59%～65%。若SiO₂ 的含量過少，則變得難以玻璃化，而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。

Al₂ O₃ 為提高離子交換性能的成分，而且為提高應變點或楊氏模量的成分。Al₂ O₃ 的含量較佳為5%～25%。若Al₂ O₃ 的含量過少，則有熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性容易降低，此外無法充分發揮離子交換性能之虞。由此，Al₂ O₃ 的較佳的下限範圍為7%以上，8%以上，10%以上，12%以上，14%以上，15%以上，尤佳為16%以上。另一方面，若Al₂ O₃ 的含量過多，則玻璃中容易析出失透結晶，變得難以利用溢流下拉法等來成形玻璃。而且熱膨脹係數變得過低，且變得難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配，進而高溫黏性增高，熔融性容易降低。由此，Al₂ O₃ 的較佳的上限範圍為22%以下，20%以下，尤佳為19%以下。

B₂ O₃ 為使高溫黏度或密度降低並且使玻璃穩定化而使結晶變得難以析出，使液相溫度降低的成分。而且為提高抗裂性（crack resistance）的成分。然而，若B₂ O₃ 的含量過多，則因離子交換處理而存在如下傾向：產生被稱作泛黃的表面的著色，或耐水性降低，或壓縮應力層的壓縮應力值降低，或壓縮應力層的應力深度減小。由此，B₂ O₃ 的含量較佳為0%～15%，0.1%～12%，1%～10%，超過1%～8%，1.5%～6%，尤佳為2%～5%。

Na₂ O為主要的離子交換成分，而且為使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性的成分。而且，Na₂ O亦為改善耐失透性的成分。Na₂ O的含量為1%～20%。若Na₂ O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，在導入Na₂ O的情況下，Na₂ O的較佳的下限範圍為10%以上，11%以上，尤佳為12%以上。另一方面，若Na₂ O的含量過多，則熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或變得難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且存在應變點過低、或缺乏玻璃組成的成分平衡性，反而耐失透性降低的情況。由此，Na₂ O的較佳的上限範圍為17%以下，尤佳為16%以下。

K₂ O為促進離子交換的成分，且為鹼金屬氧化物中增大壓縮應力層的應力深度的效果大的成分。而且為使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性的成分。進而，亦為改善耐失透性的成分。K₂ O的含量為0%～10%。若K₂ O的含量過多，則熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或變得難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且有應變點過低、或缺乏玻璃組成的成分平衡性，耐失透性反而降低的傾向。由此，K₂ O的較佳的上限範圍為8%以下，6%以下，4%以下，尤佳為小於2%。

除所述成分以外，例如亦可導入以下的成分。

Li₂ O為離子交換成分，並且為使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性的成分。而且為提高楊氏模量的成分。進而在鹼金屬氧化物中增大壓縮應力值的效果大。然而，若Li₂ O的含量過多，則液相黏度降低，玻璃容易失透。而且，熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性降低，或變得難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。進而，存在若低溫黏性變得過低，則變得容易引起應力緩和，壓縮應力值反而減小的情況。因此，Li₂ O的含量較佳為0%～3.5%，0%～2%，0%～1%，0%～0.5%，尤佳為0.01%～0.2%。

MgO為使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性、或提高應變點或楊氏模量的成分，且為鹼土類金屬氧化物中提高離子交換性能的效果大的成分。然而，若MgO的含量過多，則密度或熱膨脹係數容易增高，而且玻璃容易失透。由此，MgO的較佳的上限範圍為12%以下，10%以下，8%以下，5%以下，尤佳為4%以下。另外，在向玻璃組成中導入MgO的情況下，MgO的較佳的下限範圍為0.1%以上，0.5%以上，1%以上，尤佳為2%以上。

CaO與其他成分相比，不會伴隨耐失透性的降低而使高溫黏度降低，且提高熔融性或成形性或提高應變點或楊氏模量的效果大。CaO的含量較佳為0%～10%。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，玻璃反而容易失透，或離子交換性能容易降低。由此，CaO的較佳的含量為0%～5%，尤佳為0%～小於1%。

ZrO₂ 為顯著提高離子交換性能的成分，並且為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，而且有密度變得過高之虞。由此，ZrO₂ 的較佳的上限範圍為10%以下，8%以下或6%以下，尤佳為5%以下。另外，在欲提高離子交換性能的情況下，較佳為向玻璃組成中導入ZrO₂ ，在該情況下，ZrO₂ 的較佳的下限範圍為0.01%以上或0.5%，尤佳為1%以上。

作為澄清劑，亦可導入0 ppm～30000 ppm（3%）的選自As₂ O₃ 、Sb₂ O₃ 、SnO₂ 、F、Cl、SO₃ 的群組（較佳為SnO₂ ）中的一種或兩種以上。SnO₂ 的較佳的含有範圍為0 ppm～10000 ppm，或500 ppm～7000 ppm，尤佳為1000 ppm～6000 ppm。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為對同時進行了強化處理的多個化學強化玻璃同時進行冷卻處理。該情況下，較佳為將多個化學強化用玻璃在支持體內排列，較佳為保持該排列狀態，進行以下說明的預熱處理、離子交換處理、冷卻處理。據此，可一次性製作多個化學強化玻璃，從而化學強化玻璃的製造效率提高。

在將多個化學強化用玻璃在支持體內排列的情況下，即形成化學強化用玻璃排列體的情況下，化學強化玻璃的排列間隔較佳為30 mm以下，25 mm以下，尤佳為20 mm以下。據此，支持體內的化學強化用玻璃的收容塊數增多，因而能夠一次性對多個化學強化用玻璃進行離子交換處理。而且，排列間隔越小，化學強化玻璃的強化特性越容易變動，因而容易享有本發明的效果。另一方面，若排列間隔過小，則有化學強化玻璃彼此發生干涉而產生損傷之虞。由此，排列間隔較佳為1 mm以上，5 mm以上，8 mm以上，尤佳為10 mm以上。

支持體只要可收納多個化學強化用玻璃，為任何構造均可，但較佳為如下構造，即，具有框部、支持化學強化用玻璃的側緣部的側緣支持部、及用以支持化學強化用玻璃的下端部的下端支持部。亦較佳為在側緣支持部及/或下端支持部設置Ⅴ形槽等凹部。據此，藉由使化學強化用玻璃抵接於槽部，而能夠以規定間隔支持化學強化用玻璃。

本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為在離子交換處理前進行預熱處理。預熱開始溫度較佳為100℃以下，預熱結束溫度較佳為強化液的溫度±20℃。據此，在將化學強化用玻璃浸漬於強化液中時，容易防止化學強化用玻璃因熱衝擊而破損的事態。

本發明的化學強化玻璃的製造方法藉由將化學強化用玻璃浸漬於強化液中而製作化學強化玻璃。即藉由離子交換處理製作化學強化玻璃。離子交換處理為如下的方法，即，以化學強化用玻璃的應變點以下的溫度向玻璃表面導入離子半徑大的鹼性離子。若藉由強化液進行離子交換處理，則即便在化學強化用玻璃的厚度小的情況下，亦可適當地形成壓縮應力層。

關於強化液的組成、離子交換溫度及離子交換時間，考慮化學強化用玻璃的黏度特性等來決定即可。

作為強化液，可使用各種強化液，但較佳為KNO₃ 熔融鹽或NaNO₃ 與KNO₃ 的混合熔融鹽。據此，可效率良好地在表面形成壓縮應力層。

較佳為以壓縮應力層的壓縮應力值成為400 MPa以上（理想為500 MPa以上，600 MPa以上，650 MPa以上，特別是700 MPa～1500 MPa）的方式，來進行離子交換處理。壓縮應力值越大，化學強化玻璃的機械強度越變高。而且，壓縮應力值越大，化學強化玻璃間的壓縮應力值越容易變動，因而，容易享有本發明的效果。

較佳為以壓縮應力層的應力深度成為15 μm以上（理想為20 μm以上，25 μm以上，30 μm以上，特別是35 μm～60 μm）的方式，來進行離子交換處理。應力深度越大，在化學強化玻璃的表面劃傷的情況下，化學強化玻璃越不易破損。而且，應力深度越大，化學強化玻璃間的壓縮應力值越容易變動，因而，容易享有本發明的效果。此處，「壓縮應力值」與「應力深度」是指在使用表面應力計（東芝股份有限公司製FSM-6000）觀察試樣時，根據所觀察的干涉條紋的根數及其間隔而算出的值。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，在將化學強化用玻璃浸漬於強化液中而進行強化處理後，對自強化液中取出的化學強化玻璃，從（強化液的熔點+30℃）以下的溫度開始進行冷卻處理。冷卻開始溫度較佳為（強化液的熔點+20℃）以下，（強化液的熔點+10℃）以下，尤佳為（強化液的熔點+5℃）以下。若冷卻開始溫度過高，則冷卻處理時，會因附著於玻璃表面的強化液的殘渣而容易進行離子交換反應，化學強化玻璃間的強化特性的變動幅度容易增大。尤其在支持體內配置於內側的化學強化玻璃中，因附著於玻璃表面的強化液的殘渣而容易進行離子交換反應，化學強化玻璃間的強化特性的變動幅度容易增大。另一方面，若冷卻開始溫度過低，則化學強化玻璃容易因熱衝擊而破損。由此，冷卻開始溫度較佳為（強化液的熔點-50℃）以上，（強化液的熔點-35℃）以上，（強化液的熔點-20℃）以上，尤佳為（強化液的熔點-5℃）以上。

結束冷卻處理的溫度，即冷卻結束溫度較佳為20℃～250℃，50℃～200℃，尤佳為100℃～180℃。據此，除防止因熱衝擊引起的化學強化玻璃的破損外，亦可提高化學強化玻璃的製造效率。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為在強化槽的上方設置著冷卻裝置，且在將化學強化玻璃排列體自強化液取出至上方後，立即在冷卻裝置內開始進行冷卻處理。據此，化學強化玻璃的製造效率提高，化學強化玻璃不易因熱衝擊而破損。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為在冷卻裝置內進行冷卻處理，更佳為在內部為隔熱構造的冷卻裝置內進行冷卻處理。據此，容易控制冷卻條件。冷卻裝置較佳為具有加熱器等加熱單元。據此，冷卻時容易控制降溫速度。而且，冷卻裝置無需完全氣密，亦可具有開口部。另外，冷卻裝置亦可作為進行預熱處理的預熱裝置而使用。據此，可降低裝置成本。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為一邊將外部氣體提取至冷卻裝置內一邊進行冷卻處理。據此，冷卻效率提高。該情況下，冷卻風為空氣，但亦可將冷卻風作為氮氣或氬氣等惰性氣體。

外部氣體的向冷卻裝置內的提取風量較佳為0.1 m² /s～5 m² /s，0.5 m² /s～3 m² /s，尤佳為1 m² /s～2 m² /s。若外部氣體的提取風量過少，則冷卻效率容易降低。另一方面，若外部氣體的提取風量過多，則變得難以控制冷卻速度。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為從比化學強化玻璃的面內中央部的位置更靠下方的位置送出冷卻風，而且較佳為從化學強化玻璃排列體的外側送出冷卻風。據此，沿著化學強化玻璃的表面，冷卻風容易自下方向上方送出，容易降低化學強化玻璃間的表面溫度之差。而且亦可減小化學強化玻璃的面內的溫度分佈的變動幅度，並減小化學強化玻璃的翹曲量。

而且，較佳為沿著化學強化玻璃的表面，使冷卻風自下方向上方循環。據此，容易進一步降低化學強化玻璃間的表面溫度之差。而且亦可減小化學強化玻璃的面內的溫度分佈的變動幅度，並減小化學強化玻璃的翹曲量。

進而，較佳為在冷卻裝置內具備循環單元（例如循環風扇、循環鼓風機），藉由該循環單元使冷卻風循環。據此，冷卻裝置內的溫度分佈減小，容易降低化學強化玻璃間的表面溫度之差。

冷卻裝置內的冷卻風的循環風量較佳為0.5 m² /s～10 m² /s，1 m² /s～6 m² /s，尤佳為1.5 m² /s～4.5 m² /s。若循環風量過少，則冷卻效率容易降低。另一方面，若循環風量過多，則變得難以控制冷卻速度。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，較佳為在冷卻處理結束後，使化學強化玻璃（化學強化玻璃排列體）自冷卻裝置內向外部氣體下方移動。藉此，化學強化玻璃的製造效率提高。

本發明的化學強化玻璃的製造方法較佳為在進行冷卻處理後，洗淨化學強化玻璃的表面。藉此，變得容易取出強化液的殘渣、表面附著物等，而可提高化學強化玻璃的表面品質。

本發明的化學強化玻璃的製造方法中，切斷為規定尺寸的時期不作特別限定，但較佳為在將化學強化用玻璃切斷為規定尺寸後，浸漬於強化液中。據此，亦在切斷面（端面）形成著壓縮應力層，因而可提高化學強化玻璃的端面強度。結果，變得容易防止以端面為起點的裂紋。

本發明的化學強化玻璃的製造裝置包括冷卻裝置，該冷卻裝置用以將自強化槽內的強化液中取出的化學強化玻璃保持於其內部而進行冷卻處理，該化學強化玻璃的製造裝置的特徵在於：冷卻裝置具有用以將冷卻風送至冷卻裝置的內部的送風口，送風口設置得比化學強化玻璃的面內中央部的配置預定高度更靠下方。此處，本發明的化學強化玻璃的製造裝置的技術特徵的一部分記載於本發明的化學強化玻璃的製造方法的說明欄中，關於該部分省略詳細說明。

本發明的化學強化玻璃的製造裝置較佳為冷卻裝置至少具有一對送風口，一對送風口以冷卻風的吹出方向正對的方式進行配置，而且較佳為以成為化學強化玻璃排列體所配置的位置的外側的方式進行配置。據此，冷卻風碰撞到冷卻裝置內的中央部，變得容易產生自化學強化玻璃排列體的下方朝向上方的上升氣流。

本發明的化學強化玻璃的製造裝置較佳為進而包括循環單元（例如循環風扇、循環鼓風機），該循環單元產生自冷卻裝置的下方朝向上方的上升氣流。據此，變得容易提高冷卻效率。

以下，一邊參照圖式，一邊對本發明的化學強化玻璃的製造方法及化學強化玻璃的製造裝置進行詳細說明。然而，本發明並不限定於以下的實施形態。

圖1是例示化學強化用玻璃排列體（化學強化玻璃排列體）的一形態的概略立體圖。圖1所示的支持體1以框部2、及支持板狀的化學強化用玻璃3的支持部4為主要的構成要素。

支持部4將多塊化學強化用玻璃3以直立姿勢在厚度方向上隔開10 mm以下的間隙而排列的狀態進行支持。若詳細進行敍述，則支持部4包含支持化學強化用玻璃3的一對側緣部的側緣支持部4a、及支持化學強化用玻璃3的下端部的下端支持部4b。

側緣支持部4a的兩端藉由未圖示的螺栓等緊固構件裝卸自如地安裝於梁框部2e的上表面。支持化學強化用玻璃3的相同高度的側緣部的一對側緣支持部4a安裝於相同高度的梁框部2e。側緣支持部4a具有與化學強化用玻璃3的側緣部相向的凹部，該凹部抵接於化學強化用玻璃3的側緣部而進行支持，由此將化學強化用玻璃3定位於厚度方向上。下端支持部4b的兩端藉由未圖示的螺栓等緊固構件裝卸自如地安裝於底框部2a的一對長邊部的上表面。下端支持部4b僅利用上表面支持化學強化用玻璃3，不具有將化學強化用玻璃3定位於厚度方向的凹部等要素。另外，下端支持部4b亦可具有將化學強化用玻璃3定位於厚度方向的要素。

保溫板5配設於兩側框部2b，以與支持於支持部4的多個化學強化用玻璃3的兩側緣部面對面的狀態，對該些化學強化用玻璃3進行保溫，但亦可視需要去除保溫板5。另外，本實施形態中，保溫板5僅配設於多個化學強化用玻璃3的兩側方。因此，在框部2中的與化學強化用玻璃3的厚度方向的最前面與最背面的各個化學強化用玻璃3面對面的前框部2c與後框部2d，存在開口部。而且，亦在位於化學強化用玻璃3的下側的底框部2a存在開口部。

圖2是表示使圖1所示的化學強化用玻璃排列體10浸漬於強化液11中而進行離子交換處理的狀態的剖面概念圖。圖2中，化學強化用玻璃排列體10浸漬於強化槽12內的強化液11中。強化槽12例如為由不鏽鋼（Steel Use Stainless，SUS）304成型的槽，強化槽12內設置著多個溫度感測器，接收該溫度感測器的信號，來控制強化液11的溫度。強化槽12的上部利用開閉門13而閉合。藉此，成為從強化液11產生的蒸氣不易洩漏至強化槽12的外部的構造。而且，在強化槽12的上方，設置著內部為隔熱構造的冷卻裝置14，冷卻裝置14的下部藉由開閉門15而閉合。而且，在冷卻裝置14的上部設置著冷卻風扇16、提取口17、提取口18，在冷卻裝置14的側面上方，循環風扇19、循環風扇20設置於相對的位置。而且，以包圍冷卻裝置14的外周側面的方式設置著加熱器21，在冷卻裝置14的內周側面設置著送風路徑22，該送風路徑22將從提取口17、提取口18提取的外部氣體向下方送出。

圖3是表示將藉由離子交換處理所獲得的化學強化玻璃排列體23自強化液11中取出並移動至冷卻裝置14的狀態的剖面概念圖。圖3中，強化槽12的開閉門13與冷卻裝置的開閉門15開放，裙部（skirt part）24自冷卻裝置14的外周側面的下方延伸，而與強化槽12連結。藉此，強化槽12與冷卻裝置14成為內部空間相連的狀態。此處，強化槽12的開閉門13與冷卻裝置14的開閉門15藉由未圖示的氣缸而控制開閉動作，裙部24亦藉由未圖示的氣缸而控制上下動作。然後，化學強化玻璃排列體23從強化液11中經提拉而移動至上方的冷卻裝置14內。該冷卻裝置14的內部預先設定為規定溫度（冷卻開始溫度）。

圖4是表示將化學強化玻璃排列體23收容於冷卻裝置14內而進行冷卻處理的狀態的剖面概念圖。圖4中，強化槽12的開閉門13與冷卻裝置14的開閉門15閉合，從冷卻裝置14的外周側面的下方延伸的裙部24儲存在冷卻裝置14內。冷卻處理時，冷卻裝置14內的加熱器21以成為預先設定的冷卻條件的方式，讀取設置於冷卻裝置14內的溫度感測器的信號，重複進行運轉與停止的動作。而且，自冷卻裝置14的提取口17、提取口18提取的外部氣體（冷卻風）藉由循環風扇19、循環風扇20的旋轉而通過送風路徑22，並到達冷卻裝置14的底部，之後自設置在冷卻裝置14的相對位置的送風口25、送風口26朝向冷卻裝置14的內部送出。此處，若控制循環風扇19、循環風扇20的旋轉速度，則可控制冷卻風的循環風量。然後，冷卻風碰撞至冷卻裝置14的底部的中央部，藉由冷卻風扇16的旋轉形成上升氣流，通過各化學強化玻璃間的間隙並排出至外部。與此同時，外部氣體自提取口17、提取口18被提取至冷卻裝置14內。此處，若控制冷卻風扇16的旋轉速度，則可控制外部氣體的提取風量。另外，提取口17、提取口18、送風口25、送風口26為了控制外部氣體的提取量，亦可具有自動控制開閉比例的機構。 [實施例1]

以下，基於實施例對本發明進行詳細說明。另外，以下的實施例僅為例示。本發明不受以下的實施例任何限定。

表1表示本發明的實施例（試樣No.1～試樣No.4）與比較例（試樣No.5～試樣No.7）。

[表1]

如以下般製作化學強化用玻璃。首先，調配玻璃原料而製作玻璃配料。接下來，將該玻璃配料投入至連續熔融爐中，經過澄清步驟、攪拌步驟、供給步驟，藉由溢流下拉法成形為具有表中所示厚度的板狀後，切斷為表中所示的尺寸，而製作表中所示的塊數的化學強化用玻璃。此處，化學強化用玻璃的玻璃組成A以質量%計含有61.4%的SiO₂ 、18%的Al₂ O₃ 、0.5%的B₂ O₃ 、0.1%的Li₂ O、14.5%的Na₂ O、2%的K₂ O、3%的MgO、0.1%的BaO、及0.4%的SnO₂ 。化學強化用玻璃的玻璃組成B以質量%計含有65.9%的SiO₂ 、14.2%的Al₂ O₃ 、2.3%的B₂ O₃ 、0.1%的Li₂ O、13.4%的Na₂ O、0.6%的K₂ O、3%的MgO、0.1%的BaO、及0.4%的SnO₂ 。

接下來，將表中所示的塊數的化學強化用玻璃以直立姿勢在厚度方向上隔開表中所示的間隔，並在圖1所示的支持體內排列，將該化學強化用玻璃排列體在表中所示的條件下進行預熱處理後，如圖2所示，在表中所示的條件下浸漬於強化液（KNO₃ 熔融鹽：熔點333℃～334℃）中。

繼而，如圖3所示，將所獲得的化學強化玻璃排列體自強化液中取出後，立即移動至設定為表中所示的冷卻開始溫度的冷卻裝置內，而開始冷卻處理，並進行冷卻處理直至表中所示的冷卻結束溫度為止。

此處，冷卻處理藉由圖4所示的冷卻裝置來進行。冷卻條件藉由冷卻裝置內的加熱器與表中所示的循環風量及外部氣體的提取量而進行控制。冷卻處理時，冷卻風以通過各化學強化玻璃間的間隙，並自下方朝向上方送出的方式進行控制。例如，在使冷卻風藉由循環風扇的旋轉而到達冷卻裝置的底部後，將該冷卻風從相對位置的一對送風口朝向冷卻裝置的內部吹出，藉此使冷卻風碰撞到冷卻裝置的底部的中央部，並且藉由設置於冷卻裝置的上方的冷卻風扇的旋轉而形成上升氣流，且經由各化學強化玻璃間的間隙而排出至外部。

接下來，在到達表中所示的冷卻結束溫度後，將化學強化玻璃排列體於外部氣體（20℃）下移動，並進行急冷。進而，在自化學強化玻璃排列體中採取表中所示的塊數的化學強化玻璃後，將化學強化玻璃的表面洗淨、乾燥。

最後，對所獲得的化學強化玻璃評估強化特性。具體而言，根據使用表面應力計（東芝股份有限公司製FSM-6000）觀察到的干涉條紋的根數及其間隔來算出表面的壓縮應力層的壓縮應力值與應力深度，且評估其平均值與變動幅度。將其結果表示於表1。另外，每次算出時，將化學強化玻璃的折射率設為1.50，光學彈性常數設為30[（nm/cm）/MPa]。

根據表1可知，試樣No.1～試樣No.4中冷卻開始溫度低，因而強化特性的變動幅度比試樣No.5～試樣No.7小。特別是試樣No.1、試樣No.3中因循環風量多，因而強化特性的變動幅度特小。另外，關於試樣No.1的化學強化玻璃排列體，若將冷卻開始溫度設為250℃以下，則有化學強化玻璃因熱衝擊而破損之虞。 [實施例2]

表2例示可應用本發明的化學強化玻璃的製造方法的玻璃組成。認為若藉由本發明的化學強化玻璃的製造方法進行冷卻處理，則在表2所記載的化學強化用玻璃（試樣a～試樣d）中亦可獲得與[實施例1]所示的傾向相同的效果。

[表2] [產業上之可利用性]

本發明的化學強化玻璃適合於行動電話、數位相機、PDA等的顯示裝置的蓋玻璃。而且，本發明的化學強化玻璃除該些用途外，亦可期待用於要求高機械強度的用途，例如對窗玻璃、磁碟用基板、平板顯示器用基板、固態攝像元件用蓋玻璃、餐具等的應用。

1‧‧‧支持體

2‧‧‧框部

2a‧‧‧底框部

2b‧‧‧兩側框部

2c‧‧‧前框部

2d‧‧‧後框部

2e‧‧‧梁框部

3‧‧‧化學強化用玻璃

4‧‧‧支持部

4a‧‧‧側緣支持部

4b‧‧‧下端支持部

5‧‧‧保溫板

10‧‧‧化學強化用玻璃排列體

11‧‧‧強化液

12‧‧‧強化槽

13、15‧‧‧開閉門

14‧‧‧冷卻裝置

16‧‧‧冷卻風扇

17、18‧‧‧提取口

19、20‧‧‧循環風扇

21‧‧‧加熱器

22‧‧‧送風路徑

23‧‧‧化學強化玻璃排列體

24‧‧‧裙部

25、26‧‧‧送風口

圖1是例示化學強化用玻璃排列體（化學強化玻璃排列體）的一形態的概略立體圖。 圖2是表示使化學強化用玻璃排列體浸漬於強化液中而進行離子交換處理的狀態的剖面概念圖。 圖3是表示將化學強化玻璃排列體自強化液中取出而移動至冷卻裝置的狀態的剖面概念圖。 圖4是表示將化學強化玻璃排列體收容於冷卻裝置內而進行冷卻處理的狀態的剖面概念圖。

Claims (12)

1. 一種化學強化玻璃的製造方法，其特徵在於包括：強化處理步驟，在將化學強化用玻璃浸漬於強化液中而進行強化處理，冷却處理步驟，在進行所述強化處理步驟後，對自強化液中取出的化學強化玻璃，在溫度保持(強化液的熔點+30℃)以下的溫度的冷却裝置內開始進行冷卻處理，所述冷却處理步驟是在所述冷却裝置內將多塊所述化學強化玻璃以直立姿勢在厚度方向上隔開間隙而排列的狀態，自比直立姿勢的所述化學強化玻璃的面內中央部的位置更靠下方的位置送出冷卻風。
2. 如申請專利範圍第1項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中從(強化液的熔點-50℃)以上的溫度開始進行冷卻處理。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中對同時進行了強化處理的多個化學強化玻璃同時進行冷卻處理。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中對在隔開固定間隔而排列的狀態下同時進行了強化處理的多個化學強化玻璃，在保持著所述排列的狀態下同時進行冷卻處理。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中在冷卻裝置內進行冷卻處理。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中一邊將外部氣體提取至冷卻裝置內一邊進行冷卻處理。
7. 如申請專利範圍第5項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中沿著化學強化玻璃的表面將冷卻風自下方送向上方。
8. 如申請專利範圍第5項所述的化學強化玻璃的製造方法，其中藉由設置於冷卻裝置的循環單元使冷卻風循環。
9. 一種化學強化玻璃的製造裝置，包括冷卻裝置，所述冷卻裝置用以將自強化槽內的強化液中取出的多塊化學強化玻璃以直立姿勢在厚度方向上隔開間隙而排列的狀態保持於其內部而進行冷卻處理，所述化學強化玻璃的製造裝置的特徵在於：冷卻裝置具有用以將冷卻風送至冷卻裝置的內部的送風口，送風口設置得比直立姿勢的所述化學強化玻璃的面內中央部的配置預定高度更靠下方。
10. 如申請專利範圍第9項所述的化學強化玻璃的製造裝置，其中冷卻裝置至少具有一對送風口，一對送風口以冷卻風的吹出方向正對的方式進行配置。
11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的化學強化玻璃的製造裝置，其中冷卻裝置更包括循環單元，所述循環單元產生從冷卻裝置的下方朝向上方的上升氣流。
12. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的化學強化玻璃的製造裝置，其更包括強化槽，冷卻裝置設置於強化槽的上方。