TWI695817B - 強化玻璃板的製造方法 - Google Patents
強化玻璃板的製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI695817B TWI695817B TW105114488A TW105114488A TWI695817B TW I695817 B TWI695817 B TW I695817B TW 105114488 A TW105114488 A TW 105114488A TW 105114488 A TW105114488 A TW 105114488A TW I695817 B TWI695817 B TW I695817B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- glass
- strengthened glass
- manufacturing
- ppm
- strengthened
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/02—Tempering or quenching glass products using liquid
- C03B27/03—Tempering or quenching glass products using liquid the liquid being a molten metal or a molten salt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
- C03B17/06—Forming glass sheets
- C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/225—Refining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
- C03B5/43—Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
本發明的強化玻璃板的製造方法的特徵在於包括:熔解步驟,利用熔融窯來熔解玻璃批料,而獲得熔融玻璃;澄清步驟,利用包含Pt-Rh合金的澄清容器,於最高溫度1450℃~1680℃下對熔融玻璃進行澄清;成形步驟,使用氧化鋁系成形體,藉由溢流下拉法來將熔融玻璃成形為板狀,而獲得強化用玻璃板;以及離子交換處理步驟,對強化用玻璃板進行離子交換處理,藉此獲得表面具有壓縮應力層的強化玻璃板。
Description
本發明是有關於一種強化玻璃板的製造方法、強化用玻璃板及強化玻璃板,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 Assistance,PDA)、觸控面板顯示器的蓋玻璃(cover glass)的強化玻璃板的製造方法、強化用玻璃板及強化玻璃板。
行動電話(特別是智慧型手機)、數位相機、PDA、觸控面板顯示器、大型電視機等電子元件存在越來越普及的傾向。
於該些用途中,作為蓋玻璃,使用經離子交換處理的強化玻璃板(參照專利文獻1、非專利文獻1)。另外,近年來,將強化玻璃板用於數位看板、滑鼠、智慧型手機等的包裝零件的情況逐漸增多。
[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2011-133800號公報
[非專利文獻1]泉谷徹郎等,「新型玻璃及其物性」,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,於強化玻璃板中,使用含有Na2O的玻璃。通常而言,含有Na2O的玻璃的高溫黏性低於無鹼玻璃。但是,若欲提高含有Na2O的玻璃的離子交換性能,則必須增加玻璃組成中的Al2O3的含量,於此情況下,高溫黏性變高直至與無鹼玻璃相同的程度為止。
當以工業方式生產高溫黏性高的玻璃時,使調配有各種玻璃原料的玻璃批料(glass batch)熔解,進行澄清、均質化後,將所獲得的熔融玻璃供給至成形裝置中來成形為所期望的形狀。而且,於澄清容器、供給容器等中,通常使用高強度、且高耐熱性的Pt-Rh合金。
另外,當如觸控面板顯示器的蓋玻璃般要求高品質時,為了提高表面平滑性,藉由溢流下拉(overflow down draw)法來成形為板狀。而且,於溢流下拉法的成形體中,通常使用鋯英石系耐火物。
但是,若藉由溢流下拉法來將高溫黏性高的含有Na2O的玻璃成形為板狀,則容易產生以前未產生過的鉑族元素、特別是Rh的微小異物。該微小異物因尺寸為25μm以下,故不會產生玻璃表面的膨脹等,且並非與電子元件的不良直接相關者,但若其數量增多,則存在使玻璃板的檢査成本增大,並且玻璃板的透過率或破損強度降低之虞。
因此,本發明是鑒於所述情況而完成的發明,其技術課題在於創作一種於藉由溢流下拉法來將高溫黏性高的含有Na2O的玻璃成形為板狀的情況下,難以產生鉑族元素的微小異物的方法。
本發明者進行努力研究,結果發現藉由將澄清容器的最高溫度限制為規定範圍,並且使用氧化鋁系成形體作為成形體,可解決所述技術課題,並作為本發明進行提案。即,本發明的強化玻璃板的製造方法的特徵在於包括:熔解步驟,利用熔融窯來熔解玻璃批料,而獲得熔融玻璃;澄清步驟,利用包含Pt-Rh合金的澄清容器,於最高溫度1450℃~1680℃下對熔融玻璃進行澄清;成形步驟,使用氧化鋁系成形體,藉由溢流下拉法來將熔融玻璃成形為板狀,而獲得強化用玻璃板;以及離子交換處理步驟,對強化用玻璃板進行離子交換處理,藉此獲得表面具有壓縮應力層的強化玻璃板。此處,「容器」只要可收容熔融玻璃,則可為任何形狀。例如,即便是管形狀、上部具有開口部的形狀,亦包含於「容器」中。所謂「氧化鋁系成形體」,是指Al2O3的含量為90質量%以上的成形體。所謂「Pt-Rh合金」,是指Pt與Rh的合計含量為99質量%以上的合金。
本發明者認為鉑族元素的微小異物是以如下方式增加。首先,Pt、Rh等鉑族元素自為了泡沫的澄清而維持成高溫的澄清容器溶離至熔融玻璃中,從而鉑族元素的離子濃度上昇。進
而,ZrO2自熔融窯的耐火物或成形體等中溶離,並產生ZrO2濃度高的異質玻璃。繼而,若ZrO2濃度高的異質玻璃在攪拌容器或成形體中與熔融玻璃混合,則當自成形體中流下的熔融玻璃被拉伸時,鉑族元素的熔解度局部地降低,並作為微小金屬異物而析出。
因此,於本發明的強化玻璃板的製造方法中,立足於所述現象,將包含Pt-Rh合金的澄清容器的最高溫度限制成1680℃以下,並且使用氧化鋁系成形體作為成形體。藉此,朝熔融玻璃中的鉑族元素的溶離量與ZrO2的溶離量均減少,因此能夠儘可能地減少成形時的鉑族元素的微小異物的析出。再者,於玻璃製造步驟中,澄清步驟為最高溫,只要限制該澄清步驟的最高溫度,便可適當地控制鉑族元素的溶離量。
第二,本發明的強化玻璃板的製造方法較佳為將朝熔融玻璃中的ZrO2的溶離量控制成10ppm~3000ppm(質量),且將Rh的溶離量控制成0.01ppm~5ppm(質量)。
第三,本發明的強化玻璃板的製造方法較佳為將強化玻璃板中的鉑族元素的微小異物控制成500個/kg以下。此處,所謂「微小異物」,是指最大徑為0.1μm~25μm的尺寸的異物。
第四,本發明的強化玻璃板的製造方法較佳為以獲得如下的強化用玻璃板的方式製作玻璃批料,所述強化用玻璃板以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~25%的Al2O3、0%~15%的B2O3、10%~20%的Na2O、0%~10%的K2O作為玻璃組成。
第五,本發明的強化玻璃板的製造方法較佳為以獲得高
溫黏性102.5dPa.s時的溫度成為1550℃以上的強化用玻璃板的方式製作玻璃批料。此處,「高溫黏性102.5dPa.s時的溫度」是指藉由鉑球提拉法所測定的值。
第六,本發明的強化用玻璃板是被供於離子交換處理的強化用玻璃板,且其特徵在於:藉由溢流下拉法來成形,ZrO2的含量為10ppm~3000ppm(質量),且Rh的含量為0.01ppm~5ppm(質量)。
第七,本發明的強化玻璃板是於表面具有壓縮應力層的強化玻璃板,且其特徵在於:藉由溢流下拉法來成形,ZrO2的含量為10ppm~3000ppm(質量),且Rh的含量為0.01ppm~5ppm(質量)。
強化玻璃板的玻璃製造步驟通常包括熔解步驟、澄清步驟、供給步驟、攪拌步驟、成形步驟、離子交換處理步驟。熔解步驟是使調配有玻璃原料的玻璃批料熔解,而獲得熔融玻璃的步驟。澄清步驟是藉由澄清劑等的作用來對熔解步驟中所獲得的熔融玻璃進行澄清的步驟。供給步驟是於各步驟間移送熔融玻璃的步驟。攪拌步驟是對熔融玻璃進行攪拌,並進行均質化的步驟。成形步驟是將熔融玻璃成形為板狀的步驟。離子交換處理步驟是藉由離子交換而於玻璃表面形成壓縮應力層的步驟。再者,視需
要亦可於攪拌步驟後加入所述以外的步驟,例如將熔融玻璃調節成適合於成形的狀態的狀態調節步驟。以下,按照各步驟對本發明的強化玻璃板的製造方法進行詳述。
本發明的強化玻璃板的製造方法具有利用熔融窯來熔解玻璃批料,而獲得熔融玻璃的熔解步驟。若對該熔解步驟進行詳述,則首先以變成所期望的玻璃組成的方式調配成為各成分的導入源的玻璃原料,並進行混合來製作玻璃批料。視需要,亦可使用碎玻璃作為玻璃原料。再者,所謂碎玻璃,是指於玻璃製造步驟等中被排出的玻璃屑。玻璃原料的混合方法並無特別限定,只要對應於每一次混合的質量或玻璃原料的種類而適宜選擇即可。例如可列舉使用鍋型混合機、旋轉混合機等進行混合的方法。
繼而,將所獲得的玻璃批料投入至熔融窯中。朝熔融窯中的玻璃批料的投入通常藉由螺旋加料機(screw charger)等原料進料器來連續地進行,亦可斷續地進行。
朝熔融窯內投入的玻璃批料藉由燃燒器等的燃燒環境或設置於熔融窯的內部的電極等來加熱,而變成熔融玻璃。
就耐熱性或抑制ZrO2的溶離的觀點而言,熔融窯的耐火物較佳為ZrO2製電鑄磚。
玻璃批料較佳為以獲得如下的強化用玻璃板的方式製作,所述強化用玻璃板以質量%計含有50%~80%的SiO2、10%~25%的Al2O3、0%~15%的B2O3、10%~20%的Na2O、0%~10%的K2O作為玻璃組成。以下表示如所述般限定各成分的含有範圍
的理由。再者,於各成分的含有範圍的說明中,%這一表達方式是指質量%。
SiO2是形成玻璃的網路的成分。SiO2的含量較佳為50%~80%、53%~75%、56%~70%、58%~68%,特別是59%~65%。若SiO2的含量過少,則難以進行玻璃化,另外,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。
Al2O3是提高離子交換性能的成分,另外,其是提高應變點或楊氏模數的成分。Al2O3的含量較佳為10%~25%。若Al2O3的含量過少,則熱膨脹係數變得過高,耐熱衝擊性容易降低,此外,產生無法充分地發揮離子交換性能之虞。因此,Al2O3的適宜的下限範圍為12%以上、14%以上、15%以上,特別是16%以上。另一方面,若Al2O3的含量過多,則失透結晶容易析出至玻璃中,難以藉由溢流下拉法等來使玻璃成形。進而,高溫黏性變高,熔融性或成形性容易降低。因此,Al2O3的適宜的上限範圍為22%以下、20%以下,特別是19%以下。
B2O3是降低高溫黏度或密度,並且使玻璃穩定化而使結晶難以析出,並降低液相溫度的成分。另外,其是提高抗裂性的成分。但是,若B2O3的含量過多,則存在如下的傾向:因離子交換處理而產生被稱為泛黃(after yellowing)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變小。因此,B2O3的含量較佳為0%~15%、0.1%~12%、
1%~10%、超過1%~8%、1.5%~6%,特別是2%~5%。
Na2O是主要的離子交換成分,另外,其是降低高溫黏度、提高熔融性或成形性的成分。另外,Na2O亦為改善耐失透性的成分。Na2O的含量較佳為10%~20%。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。因此,Na2O的適宜的下限範圍為11%以上,特別是12%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。另外,存在應變點過度降低、或欠缺玻璃組成的成分平衡,耐失透性反而降低的情況。因此,Na2O的適宜的上限範圍為17%以下,特別是16%以下。
K2O是促進離子交換的成分,且為鹼金屬氧化物之中增大壓縮應力層的應力深度的效果大的成分。另外,其是降低高溫黏度、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。K2O的含量較佳為0%~10%。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。另外,存在應變點過度降低、或欠缺玻璃組成的成分平衡,耐失透性反而降低的傾向。因此,K2O的適宜的上限範圍為8%以下、6%以下、4%以下,特別是未滿2%。
除所述成分以外,亦可導入例如以下的成分。
Li2O是離子交換成分,並且是降低高溫黏度、提高熔融性或成形性的成分。另外,其是提高楊氏模數的成分。進而,於
鹼金屬氧化物之中,增大壓縮應力值的效果大。但是,若Li2O的含量過多,則液相黏度降低,玻璃容易失透。進而,存在於離子交換處理時溶離,而使離子交換液劣化之虞。因此,Li2O的含量較佳為0%~3.5%、0%~2%、0%~1%、0%~0.5%,特別是0.01%~0.2%。
MgO是降低高溫黏度、提高熔融性或成形性,或者提高應變點或楊氏模數的成分,且為鹼土金屬氧化物之中提高離子交換性能的效果大的成分。但是,若MgO的含量過多,則密度或熱膨脹係數容易變高,另外,玻璃容易失透。因此,MgO的適宜的上限範圍為12%以下、10%以下、8%以下、5%以下,特別是4%以下。再者,當向玻璃組成中導入MgO時,MgO的適宜的下限範圍為0.1%以上、0.5%以上、1%以上,特別是2%以上。
CaO與其他成分相比,不會伴有耐失透性的降低,且降低高溫黏度、提高熔融性或成形性,或者提高應變點或楊氏模數的效果大。CaO的含量較佳為0%~10%。但是,若CaO的含量過多,則密度或熱膨脹係數變高、或離子交換性能容易降低。因此,CaO的適宜的含量為0%~5%,特別是0%~未滿1%。
SnO2是於高溫區域發揮澄清力的成分,但為助長Rh的微小異物的析出的成分,其適宜的含有範圍較佳為500ppm~10000ppm(0.05%~1%),特別是1000ppm~7000ppm。
作為澄清劑,亦可導入0ppm~10000ppm(1%)的選自As2O3、Sb2O3、F、Cl、SO3的群組中的一種或兩種以上。
另外,玻璃批料較佳為以獲得高溫黏性102.5dPa.s時的溫度成為1520℃以上(較佳為1550℃以上,特別是1570℃以上)的強化用玻璃板的方式製作。高溫黏性102.5dPa.s時的溫度越高,熔融性或成形性越難以降低,另一方面,可提高Al2O3等的添加容許量,因此容易提昇強化用玻璃板的離子交換性能。另外,高溫黏性102.5dPa.s時的溫度越高,玻璃製造步驟的步驟溫度越上昇,鉑族元素或ZrO2越容易溶離至熔融玻璃中,因此本申請案發明的效果相對地增大。
本發明的強化玻璃板的製造方法包括利用包含Pt-Rh合金的澄清容器,於最高溫度1450℃~1640℃下對熔融玻璃進行澄清的澄清步驟。Pt-Rh合金對於熔融玻璃為惰性,耐熱性、機械強度亦良好,但因溫度條件、使用環境等而被熔融玻璃侵蝕,並溶離至熔融玻璃中。因此,澄清步驟的最高溫度為1450℃~1680℃,較佳為限製成1480℃~1640℃、1500℃~1620℃,特別是限制成1550~1600℃。若澄清步驟的最高溫度過高,則鉑族元素的溶離量變得過多。另一方面,若澄清步驟的最高溫度過低,則澄清性變得不充分,泡沫容易殘存於強化用玻璃板中。
本發明的強化玻璃板的製造方法較佳為包括利用包含Pt-Rh合金的供給容器供給熔融玻璃的供給步驟。供給步驟因溫度變高,故鉑族元素的溶離令人擔憂。因此,供給步驟的最高溫度較佳為1640℃以下,更佳為1600℃以下,特佳為1450℃~1580℃。若供給步驟的最高溫度過高,則鉑族元素的溶離量容易
變多。
本發明的強化玻璃板的製造方法較佳為包括利用包含Pt-Rh合金的攪拌容器對熔融玻璃進行攪拌的攪拌步驟。攪拌步驟因溫度變高,故鉑族元素的溶離令人擔憂。因此,攪拌步驟的最高溫度較佳為1640℃以下,更佳為1600℃以下,特佳為1450℃~1580℃。若攪拌步驟的最高溫度過高,則鉑族元素的溶離量容易變多。
本發明的強化玻璃板的製造方法包括使用氧化鋁系成形體,藉由溢流下拉法來將熔融玻璃成形為板狀,而獲得強化用玻璃板的成形步驟。氧化鋁系成形體具有耐熱性高,即便於高溫下變形亦少的特徵,因ZrO2的含量少,故亦具有於成形時難以使ZrO2溶離的特徵。進而,因與熔融玻璃的反應性低,故於成形時亦難以產生失透異物。
溢流下拉法是如下的方法:使熔融玻璃自耐熱性的導水管狀結構物的兩側溢出,一面使所溢出的熔融玻璃於導水管狀結構物的下頂端合流,一面朝下方拉伸,一面成形為板狀。於溢流下拉法中,應成為表面的面不接觸導水管狀耐火物,而以自由表面的狀態成形。因此,容易製作表面平滑性高的強化用玻璃板。
於成形步驟中,較佳為以強化用玻璃板的板厚較佳為成為1.5mm以下、1.0mm以下、0.8mm以下、0.7mm以下,特別是成為0.2mm~0.6mm的方式成形。若使板厚變薄,則容易謀求電子元件的輕量化。
於本發明的強化玻璃板的製造方法中,較佳為將強化用玻璃板(強化玻璃板)中的鉑族元素的微小異物控制成500個/kg以下、400個/kg以下,特別是控制成10個/kg~300個/kg。若微小異物的個數多,則存在使玻璃板的檢査成本增大,並且玻璃板的透過率或破損強度降低之虞。
另外,較佳為將朝熔融玻璃中的ZrO2的溶離量控制成10ppm~3000ppm(質量),且將Rh的溶離量控制成0.01ppm~5ppm(質量)。
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,但為於成形時助長鉑族元素的微小異物的析出的成分。因此,ZrO2的適宜的上限範圍為3000ppm以下(0.3%以下)、2000ppm以下、1500ppm以下、1200ppm以下、1000ppm以下,特別是600ppm以下。另一方面,當將ZrO2的含量(溶離量)控制得過少時,雜質的管理變得困難,並且難以將ZrO2製磚用於熔融窯的耐火物。因此,當考慮強化用玻璃板的生產效率時,ZrO2的適宜的下限範圍為10ppm以上、50ppm以上,特別是100ppm以上。
Rh的含量(溶離量)較佳為5ppm以下(0.0005%以下)、1ppm以下、0.5ppm以下,特別是0.2ppm以下。若Rh的含量過多,則於成形時Rh的微小異物容易析出。另一方面,當將Rh的含量控制得過少時,雜質的管理變得困難,並且難以將Pt-Rh合金用於澄清容器、供給容器等。因此,當考慮強化用玻璃板的生
產效率時,Rh的適宜的下限範圍為0.01ppm以上,特別是0.03ppm以上。
本發明的強化玻璃板的製造方法包括對強化用玻璃板進行離子交換處理,藉此獲得表面具有壓縮應力層的強化玻璃板的離子交換處理步驟。離子交換處理是於強化用玻璃板的應變點以下的溫度下將離子半徑大的鹼離子導入至玻璃表面的方法。藉此,即便於強化用玻璃板的板厚薄的情況下,亦可適當地形成壓縮應力層。
離子交換液的組成、離子交換溫度及離子交換時間只要考慮強化用玻璃板的黏度特性等來決定即可。作為離子交換液,可使用各種離子交換液,但較佳為KNO3熔融鹽或NaNO3與KNO3的混合熔融鹽。藉此,可於表面高效率地形成壓縮應力層。離子交換溫度較佳為380℃~460℃,另外,離子交換時間較佳為2小時~8小時。藉此,可適當地形成壓縮應力層。
藉由離子交換處理所形成的壓縮應力層的壓縮應力值較佳為400MPa以上、500MPa以上、600MPa以上、650MPa以上,特別是700MPa~1500MPa。壓縮應力值越大,強化玻璃板的機械強度變得越高。
壓縮應力層的應力深度較佳為15μm以上、20μm以上、25μm以上,特別是30μm~60μm。應力深度越深,當強化玻璃板的表面受損時,強化玻璃板越難以破損。此處,「壓縮應力值」與「應力深度」是指使用表面應力計(例如東芝股份有限公
司製造的FSM-6000),於觀察試樣時,根據觀察到的干涉條紋的根數與其間隔所算出的值。
內部的拉伸應力值較佳為10MPa~200MPa、15MPa~150MPa,特別是20MPa~100MPa。若內部的拉伸應力值過小,則對於強化玻璃板而言,難以確保所期望的機械強度。另一方面,若內部的拉伸應力值過大,則強化玻璃板容易以機械式衝擊為起點而自我損壞。再者,內部的拉伸應力值是指藉由(壓縮應力值×應力深度)/(強化玻璃的厚度-2×應力深度)的式子所算出的值。
切斷成規定尺寸的時期可為離子交換處理步驟之前,即「強化前切斷」,但較佳為離子交換處理步驟之後,即「強化後切斷」。藉此,強化玻璃板的製造效率提昇。
本發明的強化用玻璃板是被供於離子交換處理的強化用玻璃板,且其特徵在於:藉由溢流下拉法來成形,ZrO2的含量為10ppm~3000ppm(質量),且Rh的含量為0.01ppm~5ppm(質量)。此處,本發明的強化用玻璃板的技術特徵與本發明的強化玻璃板的製造方法的技術特徵重覆。於本說明書中,為便於說明,對於其重覆部分省略說明。
本發明的強化玻璃板是於表面具有壓縮應力層的強化玻璃板,且其特徵在於:藉由溢流下拉法來成形,ZrO2的含量為10ppm~3000ppm(質量),且Rh的含量為0.01ppm~5ppm(質量)。此處,本發明的強化玻璃板的技術特徵與本發明的強化玻璃
板的製造方法的技術特徵重覆。於本說明書中,為便於說明,對於其重覆部分省略說明。
以下,根據實施例對本發明進行詳細說明。再者,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。
以如下方式製作強化用玻璃。首先,以變成表中的玻璃組成的方式調配玻璃原料,而製作玻璃批料。繼而,將該玻璃批料投入至包含ZrO2製電鑄磚的連續熔融窯中後,利用Pt-Rh合金製的容器對所獲得的熔融玻璃進行澄清、攪拌、供給。此時,如表中所示般控制澄清步驟的最高溫度。繼而,使用氧化鋁系成形體(Al2O3的含量:98質量%)或鋯英石系成形體作為成形體,藉由溢流下拉法來成形為1100mm×1250mm×0.7mm厚的強化用玻璃板。再者,連續熔融窯內的熔融玻璃的滯留時間為(短)試樣No.1、試樣No.2、試樣No.8<試樣No.4<試樣No.3、試樣No.6<試樣No.5、試樣No.7(長)的順序。另外,緩冷步驟的最高溫度、攪拌步驟的最高溫度變得低於澄清步驟的最高溫度。
繼而,針對試樣No.1~試樣No.3、試樣No.6~試樣No.8,於430℃的KNO3熔融鹽(新品KNO3熔融鹽)中浸漬4小時,藉此進行離子交換處理後,對兩表面進行清洗,而獲得強化玻璃板。繼而,使用表面應力計(東芝股份有限公司製造的FSM-6000),根據觀察到的干涉條紋的根數與其間隔算出表面的壓縮應力層的壓縮應力值CS與厚度DOL。其結果,各試樣的CS均為740MPa,DOL均為32μm。再者,於算出時,將各試樣的折射率設為1.50,將光學彈性常數設為30[(nm/cm)/MPa]。
針對各試樣測定ZrO2的含量與Rh的含量。將其結果示於表1中。再者,設想自玻璃批料中混入的ZrO2與Rh少至可忽視的程度,且強化用玻璃板中的ZrO2的含量與Rh的含量於玻璃
製造步驟中溶離。
另外,針對各試樣,一面照射邊緣光,一面以目視計數鉑族元素的微小異物(最大徑為0.1μm~25μm的尺寸)的個數。將其結果示於表1中。再者,微小異物大部分為Rh。
試樣No.1~試樣No.4因澄清步驟的最高溫度低、且使用氧化鋁系成形體,故鉑族元素的微小異物少。另一方面,試樣No.5~試樣No.8因使用鋯英石系成形體,故鉑族元素的微小異物多。
可認為即便是表2中所記載的強化玻璃板(試樣a~試樣e),亦可獲得與[實施例1]一欄中所示的傾向相同的效果。
本發明的強化玻璃板適合於行動電話、數位相機、
PDA、觸控面板顯示器的蓋玻璃。另外,除該些用途以外,亦可期待將本發明的強化玻璃板應用於要求高機械強度的用途,例如窗玻璃、磁碟用基板、平板顯示器用基板、固體攝像元件用蓋玻璃等。
Claims (5)
- 一種強化玻璃板的製造方法,其特徵在於包括:熔解步驟,以獲得玻璃組成中含有18質量%以上的Al2O3的強化用玻璃板的方式調配玻璃批料,將上述玻璃批料利用包含ZrO2製電鑄磚的連續熔融窯來熔解,而獲得熔融玻璃;澄清步驟,利用包含Pt-Rh合金的澄清容器,於最高溫度1450℃~1680℃下對熔融玻璃進行澄清;成形步驟,使用氧化鋁系成形體,藉由溢流下拉法來將熔融玻璃成形為板狀,而獲得強化用玻璃板;以及離子交換處理步驟,對強化用玻璃板進行離子交換處理,藉此獲得表面具有壓縮應力層的強化玻璃板。
- 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃板的製造方法,其中將朝熔融玻璃中的ZrO2的溶離量控制成10ppm~3000ppm(質量),且將Rh的溶離量控制成0.01ppm~5ppm(質量)。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的強化玻璃板的製造方法,其中將強化玻璃板中的鉑族元素的微小異物控制成500個/kg以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的強化玻璃板的製造方法,其中以獲得如下的強化用玻璃板的方式製作玻璃批料,所述強化用玻璃板以質量%計含有50%~80%的SiO2、18%~25%的Al2O3、0%~15%的B2O3、10%~20%的Na2O、以及0%~10%的K2O作為玻璃組成。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的強化玻璃板的製造方法,其中以獲得高溫黏性102.5dPa.s時的溫度成為1550℃以上的強化用玻璃板的方式製作玻璃批料。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015099773 | 2015-05-15 | ||
JP2015-099773 | 2015-05-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201704161A TW201704161A (zh) | 2017-02-01 |
TWI695817B true TWI695817B (zh) | 2020-06-11 |
Family
ID=57319804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW105114488A TWI695817B (zh) | 2015-05-15 | 2016-05-11 | 強化玻璃板的製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180141857A1 (zh) |
JP (1) | JP6645497B2 (zh) |
KR (1) | KR102466695B1 (zh) |
CN (1) | CN107531539A (zh) |
TW (1) | TWI695817B (zh) |
WO (1) | WO2016185863A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202009018722U1 (de) | 2008-02-26 | 2012-11-21 | Corning Inc. | Läutermittel für Silikatgläser |
WO2020071193A1 (ja) * | 2018-10-05 | 2020-04-09 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス板 |
US11697608B2 (en) * | 2019-10-01 | 2023-07-11 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Selective chemical fining of small bubbles in glass |
JP2022112743A (ja) * | 2021-01-22 | 2022-08-03 | Agc株式会社 | フロートガラス基板 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225215A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス及びその製造方法 |
CN102351421A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-02-15 | 彩虹集团公司 | 一种显示器件用保护盖板的碱铝硅酸盐玻璃的制备方法 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5263719B2 (ja) * | 2003-10-10 | 2013-08-14 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラスの製造方法 |
JP2006083045A (ja) | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | ガラス部材 |
JP5703535B2 (ja) * | 2006-05-23 | 2015-04-22 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板 |
CN100572310C (zh) * | 2006-08-10 | 2009-12-23 | 河南安彩高科股份有限公司 | 用于减少玻璃中所含杂质的玻璃制造设备和方法 |
JP5589379B2 (ja) | 2009-12-25 | 2014-09-17 | 旭硝子株式会社 | ディスプレイカバーガラス用ガラス基板の製造方法 |
US8240170B2 (en) * | 2010-02-22 | 2012-08-14 | Corning Incorporated | Apparatus for sealing a joint between vessels for conveying molten glass |
US10421681B2 (en) * | 2010-07-12 | 2019-09-24 | Corning Incorporated | Alumina isopipes for use with tin-containing glasses |
TWI537231B (zh) * | 2010-07-12 | 2016-06-11 | 康寧公司 | 高靜態疲勞的氧化鋁隔離管 |
DE102011009769A1 (de) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Eglass Asia Ltd. | Hochfestes Alkali-Alumo-Silikatglas |
JP5162725B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2013-03-13 | AvanStrate株式会社 | ガラス板の製造方法及びガラス板製造装置 |
JPWO2013005401A1 (ja) * | 2011-07-01 | 2015-02-23 | AvanStrate株式会社 | フラットパネルディスプレイ用ガラス基板およびその製造方法 |
TWI591026B (zh) * | 2011-11-30 | 2017-07-11 | 康寧公司 | 用於自連續移動之玻璃帶移除邊緣部分之設備及方法 |
WO2014003188A1 (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-03 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラス基板及びその製造方法 |
JP5642832B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2014-12-17 | AvanStrate株式会社 | ガラス板の製造方法 |
US9725349B2 (en) * | 2012-11-28 | 2017-08-08 | Corning Incorporated | Glass manufacturing apparatus and methods |
JP6037117B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2016-11-30 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス及びガラス基板 |
CN105164068A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-12-16 | 康宁股份有限公司 | 具有改进的总节距稳定性的玻璃 |
JP6365826B2 (ja) * | 2013-07-11 | 2018-08-01 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス |
WO2015148631A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Corning Incorporated | Ceramic oxide body, method of manufacturing thereof, and method of manufacturing glass sheet |
JP6568542B2 (ja) * | 2014-04-25 | 2019-08-28 | コーニング インコーポレイテッド | 複合ガラス製品を製造する装置及び方法 |
KR102377995B1 (ko) * | 2014-09-29 | 2022-03-23 | 코닝 인코포레이티드 | 유리 유입구 튜브 환경 제어 |
CN107207323B (zh) * | 2015-02-06 | 2020-12-11 | Agc株式会社 | 玻璃基板、层叠基板以及玻璃基板的制造方法 |
-
2016
- 2016-04-20 JP JP2017519088A patent/JP6645497B2/ja active Active
- 2016-04-20 CN CN201680021494.9A patent/CN107531539A/zh active Pending
- 2016-04-20 KR KR1020177025169A patent/KR102466695B1/ko active IP Right Grant
- 2016-04-20 US US15/572,977 patent/US20180141857A1/en not_active Abandoned
- 2016-04-20 WO PCT/JP2016/062542 patent/WO2016185863A1/ja active Application Filing
- 2016-05-11 TW TW105114488A patent/TWI695817B/zh active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225215A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス及びその製造方法 |
CN102351421A (zh) * | 2011-07-19 | 2012-02-15 | 彩虹集团公司 | 一种显示器件用保护盖板的碱铝硅酸盐玻璃的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107531539A (zh) | 2018-01-02 |
TW201704161A (zh) | 2017-02-01 |
US20180141857A1 (en) | 2018-05-24 |
WO2016185863A1 (ja) | 2016-11-24 |
JP6645497B2 (ja) | 2020-02-14 |
JPWO2016185863A1 (ja) | 2018-03-01 |
KR20180008387A (ko) | 2018-01-24 |
KR102466695B1 (ko) | 2022-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5333984B2 (ja) | 無アルカリガラス | |
JP6256744B2 (ja) | 無アルカリガラス板 | |
JP6032468B2 (ja) | 強化ガラス基板の製造方法 | |
JP5083717B2 (ja) | 強化ガラス及びその製造方法 | |
JP6168288B2 (ja) | 強化ガラス及び強化ガラス板 | |
JP5435394B2 (ja) | 強化ガラス基板及びその製造方法 | |
JP5874316B2 (ja) | 無アルカリガラス | |
KR102266205B1 (ko) | 무알칼리 유리 및 이것을 사용한 무알칼리 유리판 | |
CN113929298A (zh) | 无碱玻璃基板 | |
TW201213259A (en) | Method for manufacturing non-alkali glass | |
TWI695817B (zh) | 強化玻璃板的製造方法 | |
JP2012184146A (ja) | 無アルカリガラス | |
JP2012111679A (ja) | 無アルカリガラス | |
JP5418971B2 (ja) | ガラスフィルム | |
JP2022009846A (ja) | 無アルカリガラス | |
JPWO2018123675A1 (ja) | ガラス | |
JP2015224150A (ja) | 無アルカリガラスの製造方法 | |
JPWO2018116953A1 (ja) | ガラス | |
JP2020172423A (ja) | 無アルカリガラス板 | |
JP2019031428A (ja) | 強化ガラス板及び強化ガラス球 | |
KR101463672B1 (ko) | 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판 | |
KR20160023700A (ko) | 무알칼리 유리 | |
JP6631942B2 (ja) | 無アルカリガラス板 | |
JP2017057134A (ja) | 強化用ガラスの製造方法及び強化ガラスの製造方法 | |
JP6787872B2 (ja) | 無アルカリガラス板 |