WO2012096260A1 - レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板 - Google Patents

レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板 Download PDF

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WO2012096260A1
WO2012096260A1 PCT/JP2012/050282 JP2012050282W WO2012096260A1 WO 2012096260 A1 WO2012096260 A1 WO 2012096260A1 JP 2012050282 W JP2012050282 W JP 2012050282W WO 2012096260 A1 WO2012096260 A1 WO 2012096260A1
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glass plate
tempered glass
laser beam
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cutting
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齋藤　勲
小池　章夫
泰成 岩永
裕介 小林
達弥 岩崎
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旭硝子株式会社
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    • B23K2103/166—Multilayered materials
    • B23K2103/172—Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic

Definitions

  • the present invention relates to a glass plate used for chemical strengthening before laser cutting.
  • cover glasses protective glass
  • portable devices such as mobile phones and PDAs
  • a glass substrate is widely used as a display substrate.
  • Tempered glass is also used as automotive window glass and architectural window glass.
  • Tempered glass is produced by, for example, an air cooling tempering method or a chemical tempering method.
  • the air-cooling strengthening method rapidly cools the glass near the softening point from the front and back surfaces, and creates a temperature difference between the front and back surfaces of the glass and the inside, so that the surface layer and the back surface layer where compressive stress remains are formed.
  • the chemical strengthening method ion-exchanges the front and back surfaces of the glass, and replaces ions with a small ion radius (for example, Li ions and Na ions) contained in the glass with ions with a large ion radius (for example, K ions). By doing so, the front surface layer and the back surface layer in which the compressive stress remains are formed.
  • an intermediate layer in which tensile stress remains is formed between the front surface layer and the back surface layer as a reaction.
  • This invention was made in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the glass plate used for the chemical strengthening before laser cutting with the favorable locus
  • a glass plate used for chemical strengthening before laser cutting according to one aspect of the present invention, When the absorption coefficient of the glass plate with respect to laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm is ⁇ (cm ⁇ 1 ) and the thickness of the glass plate is t (cm), 0.001 ⁇ ⁇ ⁇ t ⁇ 3.0 It is characterized by satisfying the formula.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of stress distribution in a cross section taken along line AA in FIG. 1B.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of stress distribution in a cross section taken along line BB in FIG. 1B.
  • the product of the light source output of a laser beam having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm that can cut the tempered glass plate with high accuracy, the absorption coefficient ( ⁇ ) of the tempered glass plate with respect to the laser beam, and the thickness (t) of the tempered glass plate It is a figure which shows the relationship with ((alpha) xt).
  • Laser light source output with a center wavelength band of 1075 to 1095 nm that can cut a tempered glass plate with high accuracy, and the iron content when all iron in the tempered glass plate is converted to trivalent iron oxide It is a figure which shows the relationship. It is a figure which shows the relationship between the light source output of the laser beam whose center wavelength band is 1075-1095 nm which can cut
  • FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams of a method for cutting a tempered glass plate formed by strengthening a glass plate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a plan view of FIG. 1A.
  • the surface (one main surface) 12 of the tempered glass plate 10 is irradiated with the laser light 20, and the irradiation region 22 of the laser light 20 is moved on the surface 12 of the tempered glass plate 10. By doing so, stress is applied to the tempered glass plate 10 to cut the tempered glass plate 10.
  • the tempered glass plate 10 is produced by, for example, a chemical tempering method.
  • strengthening is selected according to a use.
  • soda lime glass is used as the reinforcing glass.
  • non-alkali glass that does not substantially contain an alkali metal element is used as the reinforcing glass.
  • the front and back surfaces (both main surfaces) of the glass are ion-exchanged, and ions with a small ion radius (for example, Li ions and Na ions) contained in the glass are ions with a large ion radius (for example, K ions).
  • ions with a small ion radius for example, Li ions and Na ions
  • the front surface layer and the back surface layer in which the compressive stress remains are formed.
  • an intermediate layer in which a tensile stress remains is formed between the front surface layer and the back surface layer.
  • the chemical strengthening method is suitable for strengthening soda lime glass containing an alkali metal element.
  • the tempered glass board 10 of this embodiment is produced by the chemical strengthening method, it can also be produced by the air cooling strengthening method.
  • the air-cooling strengthening method the glass near the softening point is rapidly cooled from the front and back surfaces (both main surfaces), and a temperature difference is created between the front and back surfaces (both main surfaces) and the inside of the glass. A front surface layer and a back surface layer in which stress remains are formed.
  • the air cooling strengthening method is used for strengthening a thick glass
  • the chemical strengthening method is used for strengthening a thin glass (for example, a thickness of 0.2 cm or less).
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the distribution of residual stress in the tempered glass plate before irradiation with laser light.
  • FIG. 2 shows an example of residual stress distribution of a tempered glass sheet (hereinafter referred to as “chemically tempered glass sheet”) reinforced by a chemical tempering method.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a tempered glass plate before irradiation with laser light.
  • the direction of the arrow indicates the direction in which the stress is applied, and the size of the arrow indicates the magnitude of the stress.
  • the tempered glass plate 10 includes a front surface layer 13 and a back surface layer 15 where compressive stress remains, and an intermediate layer 17 provided between the front surface layer 13 and the back surface layer 15 where tensile stress remains.
  • the surface layer of the end surface of the tempered glass plate 10 may be composed of only a layer in which compressive stress remains, or may be composed of a layer in which compressive stress remains and a layer in which tensile stress remains.
  • the compressive stress (> 0) remaining on the front surface layer 13 and the back surface layer 15 tends to gradually decrease from the front surface 12 and the back surface 14 of the tempered glass plate 10 toward the inside.
  • the tensile stress (> 0) remaining in the intermediate layer 17 is substantially constant.
  • CS is the maximum residual compressive stress (surface compressive stress) (> 0) in the surface layer 13 and the back layer 15, and CT is the internal residual tensile stress in the intermediate layer 17 (average value of residual tensile stress in the intermediate layer 17).
  • > 0 and DOL indicate the thicknesses of the surface layer 13 and the back surface layer 15, respectively.
  • CS, CT, and DOL can be adjusted by the strengthening process conditions. For example, CS, CT, and DOL can be adjusted by the cooling rate of the glass in the case of the wind-cooling down method.
  • CS, CT, and DOL are ion-exchanged by immersing glass in a treatment liquid (for example, KNO 3 molten salt) in the case of chemical strengthening, and can be adjusted by the concentration, temperature, immersion time, etc. of the treatment liquid. is there.
  • a treatment liquid for example, KNO 3 molten salt
  • the front surface layer 13 and the back surface layer 15 of the present embodiment have the same thickness and the same maximum residual compressive stress, but may have different thicknesses or different maximum residual compressive stresses. .
  • the chemically tempered glass plate has a smaller thickness of the surface layer 13 and a thickness of the back layer 15 than the air-cooled tempered glass plate, and therefore compressive stress is generated intensively. Therefore, the maximum residual compressive stress CS can be 600 MPa or more in each of the front surface layer 13 and the back surface layer 15, and the scratch resistance of the front surface 12 and the back surface 14 is good. Further, when the maximum residual compressive stress CS is 600 MPa or more in each of the front surface layer 13 and the back surface layer 15, the internal residual tensile stress CT is sufficiently large. It can cut well.
  • the chemically tempered glass plate is, for example, expressed by mass% based on oxide, SiO 2 : 50 to 74%, Al 2 O 3 : 4 to 25%, B 2 O 3 : 0 to 10%, MgO: 1 to 10% , CaO: 0 to 5%, SrO: 0 to 5%, BaO: 0 to 5%, Na 2 O: 5 to 20%, K 2 O: 0 to 10%, ZrO 2 : 0 to 10%, Fe 2 O 3 : 0.01 to 5.0% is contained.
  • the content of Fe 2 O 3 is the content of iron when converted all iron chemically strengthened glass sheet in an oxide of trivalent iron.
  • the surface layer 13 and the back surface layer 15 are formed by ion exchange.
  • the chemical composition of the entire glass is almost the same before and after the chemical strengthening. Therefore, a glass plate used for chemical strengthening before laser cutting (hereinafter simply referred to as “chemical strengthening glass plate”) has substantially the same chemical composition as the chemically strengthened glass plate.
  • the glass sheet for chemical strengthening is expressed in terms of mass% based on oxide, SiO 2 : 50 to 74%, Al 2 O 3 : 4 to 25%, B 2 O 3 : 0 to 10%, MgO: 1 to 10 %, CaO: 0 to 5%, SrO: 0 to 5%, BaO: 0 to 5%, Na 2 O: 5 to 20%, K 2 O: 0 to 10%, ZrO 2 : 0 to 10%, Fe 2 O 3 : 0.01 to 5.0% is contained.
  • the content of Fe 2 O 3 is the content of iron when converted all iron chemically strengthened glass plate in an oxide of trivalent iron.
  • the scribe line (groove line) is not formed in advance on the surface 12 of the tempered glass plate 10 along the planned cutting line.
  • the scribe line may be formed in advance, but in this case, the number of steps increases, and the work is complicated. Further, if the scribe line is formed in advance, the glass may be lost.
  • an initial crack is formed in advance at the cutting start position.
  • the method for forming the initial crack may be a general method, for example, a cutter, a file, or a laser.
  • the initial crack need not be formed in advance.
  • a microcrack is formed during grinding, so that an initial crack need not be formed in advance.
  • the irradiation region 22 of the laser beam 20 (for example, the center of the irradiation region 22 of the laser beam 20) is directed from the end of the tempered glass plate 10 toward the inside along the planned cutting line. , Moved in a straight line or curved line. Thereby, the crack 30 (refer FIG. 1A and FIG. 1B) is formed toward the inner side from the edge part of the tempered glass board 10, and the tempered glass board 10 is cut
  • the irradiation region 22 of the laser beam 20 may be moved in a P-shape. In this case, the end of the planned cutting line included in the movement path intersects the middle of the planned cutting line.
  • the support that supports the tempered glass plate 10 may be moved or rotated, or the light source of the laser light 20 is moved. May be. Further, a mirror provided in the middle of the path of the laser beam 20 may be rotated.
  • the irradiation region 22 of the laser beam 20 is formed in a circular shape as shown in FIGS. 1A and 1B, for example, but may be rectangular or elliptical.
  • the shape is not limited.
  • the roundness of the irradiation region 22 is preferably 0.5R or less. When the roundness is 0.5R or less, when the center of the irradiation region 22 is moved along the curved cutting plan line on the surface 12 of the tempered glass plate 10, the required accuracy of the rotation control of the irradiation region 22 is It is preferable because it is low.
  • the roundness is a difference (R ⁇ r) between the radii R and r of two concentric circles which are the circumscribed circle C11 and the inscribed circle C12 of the irradiation region 22.
  • R represents the radius of the circumscribed circle C11 of the irradiation region 22
  • r represents the radius of the inscribed circle C12 of the irradiation region 22.
  • the irradiation region 22 of the laser beam 20 is the thickness of the tempered glass plate 10, the maximum residual compressive stress (CS), the internal residual tensile stress (CT), the surface layer 13 and the back surface layer 15. Is moved at a speed according to the thickness (DOL) of the laser beam, the light source output of the laser beam 20, and the like.
  • the laser light 20 is emitted from the light source, then condensed by a condenser lens or the like, and imaged on the surface 12 of the tempered glass plate 10.
  • the condensing position of the laser light 20 may be on the light source side or on the back surface 14 side with respect to the front surface 12 of the tempered glass plate 10. Further, if the heating temperature is not too high, that is, if the light condensing area can keep the annealing point or less, the condensing position of the laser light 20 is in the tempered glass plate 10, particularly in the intermediate layer 17 as shown in FIG. It may be.
  • the condensing position of the laser beam 20 is in the intermediate layer 17, the area where stress is generated by the laser beam 20 can be minimized, so that the cutting accuracy can be increased and the light source output of the laser beam 20 can be reduced. Can do.
  • the laser beam 20 is absorbed as heat in the process of passing through the tempered glass plate 10, and the intensity is reduced.
  • the condensing position of the laser light 20 is set at the back surface 14 or in the vicinity thereof. May be. Since the difference between the heating temperature of the front surface 12 and the heating temperature of the back surface 14 is small, the heating efficiency is good and the light source output of the laser light 20 can be reduced.
  • the optical axis 21 of the laser light 20 may be orthogonal to the surface 12 on the surface 12 of the tempered glass plate 10 as shown in FIGS. 1A and 5 (the optical axis is not shown in FIG. 1A), for example. As described in the third embodiment, it may intersect with the surface 12 at an angle. If the laser beam 20 reflected by the surface 12 may affect the laser oscillator, if the optical axis 21 of the laser beam 20 crosses the surface 12 at an angle, most of the reflected light does not return to the laser oscillator. Can be reduced.
  • the strengthening is performed by utilizing the extension of cracks due to the residual tensile stress of the intermediate layer 17 instead of the action of only the laser beam 20.
  • the glass plate 10 is cut. That is, as will be described in detail later, cracks generated in the tempered glass plate 10 due to the residual tensile stress of the intermediate layer 17 by heating the intermediate layer 17 in the irradiation region 22 of the laser light 20 at a temperature below the annealing point under the above conditions. It is possible to cut the tempered glass sheet 10 by the crack 30 due to the residual tensile stress by controlling the extension of the tension 30.
  • the intermediate layer 17 is heated at a temperature below the annealing point because when the heating is performed above the annealing point, the glass becomes high temperature and a viscous flow easily occurs even in a short time during which the laser beam passes. This is because the compressive stress generated by the laser beam is relieved by this viscous flow.
  • the laser beam 20 When the laser beam 20 is perpendicularly incident on the surface 12 of the tempered glass plate 10, the laser beam 20 travels the same distance as the thickness t (cm) of the tempered glass plate 10 and is emitted from the back surface 14. In this case, when the tempered glass plate 10 and the laser beam 20 satisfy the expression 0 ⁇ ⁇ t ⁇ 3.0, the laser beam 20 reaches the inside without being absorbed by the surface of the tempered glass plate 10. become. The inside of the tempered glass plate 10 is sufficiently heated, and the stress generated in the tempered glass plate 10 changes from the state shown in FIG. 3 to the state shown in FIG. 6 or FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of stress distribution in the cross section along the line AA in FIG. 1B, and is a schematic diagram showing an example of stress distribution in the cross section including the irradiation region of the laser beam.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of stress distribution in the cross section along the line BB in FIG. 1B, and is a schematic diagram showing an example of stress distribution in the cross section behind the cross section shown in FIG.
  • “rear” means the rear of the laser beam 20 in the scanning direction. 6 and 7, the direction of the arrow indicates the direction of the stress, and the length of the arrow indicates the magnitude of the stress.
  • tensile stress is generated in the intermediate layer 17 in the cross section behind the cross section shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7.
  • This tensile stress is larger than the residual tensile stress, and a crack 30 is formed in a portion where the tensile stress reaches a predetermined value.
  • the crack 30 penetrates from the front surface 12 to the back surface 14 of the tempered glass plate 10, and the cutting in this embodiment is a so-called full cut cutting.
  • the crack 30 is cut because the position of the irradiation region 22 has the stress distribution as shown in FIG.
  • the tip position of the crack 30 moves so as to follow the position of the irradiation region 22 without moving away from the planned line. Therefore, the extension of the crack 30 can be controlled by the laser beam 20.
  • the extension of the crack 30 can be controlled by the laser beam 20 in the tempered glass plate 10 by setting ⁇ ⁇ t to be larger than 0 and not larger than 3.0.
  • ⁇ ⁇ t since the crack 30 extends just after the irradiation area
  • the tip of the crack 30 may follow the irradiation region 22 instead of following the irradiation region 22. The closer the tip of the crack 30 is to the irradiation region 22, or the more it overlaps, the cutting accuracy is further improved.
  • ⁇ ⁇ t is preferably as close to 0 as possible when the laser wavelength used is close to the wavelength range of visible light. However, since ⁇ ⁇ t is too small, the absorption efficiency is deteriorated. Therefore, it is preferably 0.0005 or more (laser light absorption rate 0.05% or more), more preferably 0.002 or more (laser light absorption rate 0.2). % Or more), more preferably 0.004 or more (laser light absorption rate 0.4% or more).
  • ⁇ ⁇ t is preferably 3.0 or less (laser light absorptivity 95% or less), more preferably 0.3 or less (laser light absorptivity 26% or less), further preferably 0.105 or less (laser The light absorption rate is 10% or less), particularly preferably 0.02 or less (laser light absorption rate 2% or less).
  • CT internal residual tensile stress
  • the internal residual tensile stress (CT) is 15 MPa or more so that the residual tensile stress of the intermediate layer 17 is more dominant than the tensile stress generated by the laser light 20 among the tensile stresses used for cutting.
  • CT internal residual tensile stress
  • the distance between the position where the tensile stress reaches a predetermined value (that is, the tip position of the crack 30) and the position of the laser beam 20 within the tempered glass plate 10 is sufficiently short, so that the cutting accuracy can be improved. It can be improved.
  • the internal residual tensile stress (CT) of the intermediate layer 17 is more preferably 30 MPa or more, and further preferably 40 MPa.
  • CT internal residual tensile stress
  • the tensile stress used for cutting is only the residual tensile stress of the intermediate layer 17, and the trajectory accuracy of the cutting line can be further improved.
  • the upper limit value of the internal residual tensile stress (CT) is 120 MPa. In the current technology, it can be tempered only up to about 120 MPa for technical reasons of tempering treatment. However, if chemically tempered glass having an internal residual tensile stress (CT) exceeding 120 MPa can be produced, the present invention can naturally be applied. It is.
  • a near infrared laser (hereinafter simply referred to as “near infrared”) having a wavelength of 800 to 1100 nm is used.
  • the near-infrared laser for example, a Yb fiber laser (wavelength: 1000 to 1100 nm), a Yb disk laser (wavelength: 1000 to 1100 nm), an Nd: YAG laser (wavelength: 1064 nm), a high-power semiconductor laser (wavelength: 808 to 980 nm) ).
  • These near-infrared lasers have high output and are inexpensive, and it is easy to adjust ⁇ ⁇ t within a desired range.
  • a high-power and inexpensive near-infrared laser is used as the light source of the laser light 20, but the types of light sources may be various.
  • UV laser wavelength: 355 nm
  • green laser wavelength: 532 nm
  • Ho: YAG laser wavelength: 2080 nm
  • Er YAG laser (2940 nm)
  • laser using a mid-infrared light parametric oscillator wavelength: 2600 To 3450 nm.
  • the oscillation method of the laser beam 20 is not limited, and either a CW laser that continuously oscillates the laser beam or a pulse laser that oscillates the laser beam intermittently can be used.
  • the intensity distribution of the laser light 20 is not limited, and may be a Gaussian type or a top hat type.
  • FIG. 8 shows the light source output of a laser beam having a center wavelength band of 1075 to 1095 nm that can cut the tempered glass plate with high accuracy, the absorption coefficient ( ⁇ ) of the tempered glass plate with respect to the laser beam, and the thickness (t ) And the product ( ⁇ ⁇ t).
  • FIG. 8 is a log-log graph showing the relationship in Examples 1-1 to 1-4, Examples 2-1 to 2-20, and Examples 3-1 to 3-8, which will be described later.
  • ⁇ ⁇ t may be set to 0.001 or more. Since a general-purpose near infrared laser is used, the cost can be reduced.
  • ⁇ ⁇ t is more preferably 0.002 or more, and further preferably 0.003 or more. In order to obtain good cutting accuracy, ⁇ ⁇ t is preferably 3.0 or less, more preferably 0.3 or less, still more preferably 0.105 or less, and particularly preferably 0.02 or less.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) is substantially the same before and after chemical strengthening.
  • the glass thickness (t) is substantially the same before and after chemical strengthening. Therefore, the preferable range of ⁇ ⁇ t in the chemically strengthened glass plate may be the same as the preferable range of ⁇ ⁇ t in the chemically strengthened glass plate.
  • ⁇ ⁇ t in the glass plate for chemical strengthening is preferably 0.001 or more, more preferably 0.002 or more, further preferably 0.003 or more for the purpose of using a general-purpose near infrared laser having an output of 500 W or less. is there.
  • ⁇ ⁇ t in the chemically strengthened glass plate is preferably 3.0 or less, more preferably 0.3 or less, still more preferably 0.105 or less, and particularly preferably 0.02. It is as follows.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) hardly depends on the wavelength of the laser beam 20 when the wavelength of the laser beam 20 is in the range of 800 to 1100 nm. Therefore, a laser beam having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm is used for measuring the absorption coefficient ( ⁇ ), and the laser beam for cutting has a wavelength of 800 nm or more and less than 1075 nm, or the wavelength is longer than 1095 nm and 1100 nm.
  • the following laser light may be used.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) is determined by the glass composition of the tempered glass plate 10 in the near-infrared wavelength region near 1000 nm (800 to 1100 nm).
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) increases as the content of iron (Fe), the content of cobalt (Co), and the content of copper (Cu) in the tempered glass plate 10 increase.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) increases in the vicinity of the absorption wavelength of the rare earth atoms.
  • the adjustment of the absorption coefficient ( ⁇ ) uses iron from the viewpoints of glass transparency and cost, and cobalt, copper, and rare earth elements may not be substantially contained in the tempered glass plate 10.
  • FIG. 9 shows a laser light source output with a central wavelength band of 1075 to 1095 nm that can cut a tempered glass plate with high accuracy, and iron when all iron in the tempered glass plate is converted to trivalent iron oxide.
  • the content (hereinafter, referred to as "Fe 2 O 3 content”) is a diagram showing the relationship between.
  • FIG. 9 is a log-log graph showing the relationship in Examples 1-1 to 1-4, Examples 2-1 to 2-20, and Examples 3-1 to 3-8, which will be described later.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of the tempered glass plate 10 with respect to near infrared rays decreases and the thermal conversion efficiency of the laser light 20 decreases, so that the light source is required as shown in FIG. Output increases.
  • the tempered glass plate 10 is cut using a general-purpose near-infrared laser having an output of 500 W or less, the Fe 2 O 3 content in the tempered glass plate 10 is 0.01 mass% or more (that is, 100 mass ppm or more). It may be.
  • the Fe 2 O 3 content is more preferably 200 ppm by mass or more, further preferably 500 ppm by mass or more, and particularly preferably 1000 ppm by mass or more.
  • Fe 2 O 3 content in the tempered glass plate 10 is preferably 5 mass% or less. If the Fe 2 O 3 content is 5% by mass or less, good visible light transmittance can be obtained. Moreover, since the absorption coefficient ((alpha)) of the tempered glass board 10 with respect to near infrared rays can be restrained low and the inside of the tempered glass board 10 can be heated, a favorable cutting precision is obtained.
  • the Fe 2 O 3 content is more preferably 1% by mass or less, and further preferably 0.5% by mass or less. In particular, when it is desired to suppress coloring of the tempered glass plate 10, it is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.25% by mass or less, and particularly preferably 0.15% by mass or less.
  • the preferable range of Fe 2 O 3 content of chemically strengthened glass plate in has a preferred range of Fe 2 O 3 content of chemically strengthened glass sheet in May be the same. That is, the content of Fe 2 O 3 in the glass plate for chemical strengthening is preferably 100 ppm by mass or more, more preferably 200 ppm, because the tempered glass plate 10 is cut using a general-purpose near infrared laser having an output of 500 W or less.
  • the Fe 2 O 3 content in the chemically strengthened glass plate is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass. It is as follows. In particular, when it is desired to suppress coloring of the tempered glass plate 10, it is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.25% by mass or less, and particularly preferably 0.15% by mass or less.
  • the tempered glass plate 10 contains divalent iron ions and trivalent iron ions as iron, and the divalent iron ions mainly contribute to the absorption of near infrared rays.
  • FIG. 10 shows the light source output of laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm that can cut a tempered glass plate with high accuracy, and the content of divalent iron in the tempered glass plate in terms of oxide (hereinafter referred to as “Fe”). It is a figure which shows the relationship with " 2+ content”.
  • FIG. 10 is a log-log graph showing the relationship in Examples 1-1 to 1-4, Examples 2-1 to 2-20, and Examples 3-1 to 3-8, which will be described later.
  • the Fe 2+ content in the tempered glass plate 10 is preferably 20 ppm by mass or more.
  • the Fe 2+ content is more preferably 50 mass ppm or more, further preferably 100 mass ppm or more, and particularly preferably 200 mass ppm or more.
  • the Fe 2+ content is preferably 60000 mass ppm or less, more preferably 10000 mass ppm or less, and still more preferably. It is 5000 mass ppm or less, and particularly preferably 3000 mass ppm or less.
  • the preferable range of Fe 2+ content of the chemically strengthened glass plate in is the same as the preferable range of Fe 2+ content of the chemically strengthened glass sheet in Good. That is, since the tempered glass plate 10 is cut using a general-purpose near-infrared laser having an output of 500 W or less, the Fe 2+ content in the glass plate for chemical strengthening is preferably 20 mass ppm or more, more preferably 50 mass ppm. As mentioned above, More preferably, it is 100 mass ppm or more, Most preferably, it is 200 mass ppm or more.
  • the Fe 2+ content in the chemically strengthened glass plate is preferably 60000 mass ppm or less, more preferably 10,000 mass ppm or less, still more preferably 5000 mass ppm or less, and particularly preferably 3000.
  • the mass is ppm or less.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) in the near-infrared wavelength region is set according to the use after cutting the tempered glass sheet 10.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) is preferably 3 cm ⁇ 1 or less.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) is preferably 0.6 cm ⁇ 1 or less.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) is preferably 0.2 cm ⁇ 1 or less.
  • the thickness (t) of the tempered glass plate 10 is preferably 0.01 to 0.2 cm in the case of chemically tempered glass. By setting the thickness (t) to 0.2 cm or less, the internal residual tensile stress (CT) can be sufficiently increased. On the other hand, when the thickness (t) is less than 0.01 cm, it is difficult to subject the glass to chemical strengthening treatment.
  • the thickness (t) is more preferably 0.03 to 0.15 cm, still more preferably 0.05 to 0.15 cm.
  • the irradiation region 22 of the laser beam 20 is larger than 0.18 mm when formed in a circle, and the thickness of the tempered glass plate 10. It is preferable to have a smaller diameter ( ⁇ ).
  • the diameter ( ⁇ ) is equal to or greater than the thickness of the tempered glass plate 10
  • the irradiation region 22 of the laser light 20 is too wide and the heating region is too wide, so that a part of the cut surface (particularly, a cutting start portion and a cutting end portion) is formed. May be slightly curved.
  • the diameter ( ⁇ ) may be smaller than 1.03 mm.
  • a diameter ((PHI)) is 0.5 mm or less, in order to improve the position controllability of the crack 30, a cutting precision will improve and it is more preferable.
  • the diameter ( ⁇ ) is 0.18 mm or less, when the power control of the laser beam 20 varies, the power density becomes too high, the cut surface becomes rough, and fine cracks may be formed.
  • ⁇ ⁇ t is as small as 0.105 or less (laser light absorptivity 10% or less)
  • variations in power control occur and even if the power density increases, the diameter ( ⁇ ) Even when the thickness is 0.18 mm or less, the cutting accuracy may be improved.
  • the power control accuracy of the laser beam 20 is high, the cutting accuracy may be improved even when the diameter ( ⁇ ) is 0.18 mm or less regardless of the value of ⁇ ⁇ t.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a method for cutting a tempered glass plate formed by strengthening a glass plate according to the second embodiment of the present invention.
  • the same components as those in FIG. 11 are identical to FIG. 11 in FIG. 11, the same components as those in FIG. 11 in FIG. 11, the same components as those in FIG. 11
  • the surface 12 of the tempered glass plate 10 is irradiated with the laser light 20, and the irradiation region 22 of the laser light 20 is moved on the surface 12 of the tempered glass plate 10. Then, the tempered glass plate 10 is cut.
  • the tempered glass plate 10 and the laser beam 20 the absorption coefficient of the tempered glass plate 10 with respect to the laser beam 20 and alpha (cm -1), the thickness of the reinforced glass plates 10 t (cm)
  • the tempered glass sheet 10 is cut by utilizing the extension of cracks due to the residual tensile stress of the intermediate layer 17 by satisfying the formula of 0 ⁇ ⁇ t ⁇ 3.0. That is, by heating the intermediate layer 17 in the irradiation region 22 of the laser light 20 at a temperature below the annealing point, it is possible to control the extension of the crack 30 generated in the tempered glass plate 10 due to the residual tensile stress of the intermediate layer 17. It becomes. Therefore, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
  • the gas 40 is sprayed on the surface 12 of the tempered glass plate 10, and the spray region 42 of the gas 40 is formed on the surface 12 of the tempered glass plate 10. It moves in conjunction with the irradiation region 22 (with the irradiation region 22).
  • the spray region 42 may overlap with the irradiation region 22 or may be disposed in the vicinity of the irradiation region 22.
  • the spray area 42 may precede the irradiation area 22 or may follow the irradiation area 22.
  • gas 40 For example, compressed air etc. are used.
  • the gas 40 may be a cooling gas that locally cools the tempered glass plate 10, and in this case, the blowing region 42 of the gas 40 is behind the irradiation region 22 of the laser light 20 in the moving direction as shown in FIG. 11. You may make it follow the irradiation area
  • region 22 so that it may be located in the vicinity. As a result, a high temperature gradient is generated in the vicinity of the rear side in the moving direction of the irradiation region 22 of the laser light 20, so that the position where the tensile stress reaches a predetermined value (that is, the tip position of the crack 30) and the position of the laser light 20. The distance between them becomes shorter. Therefore, since the position controllability of the crack 30 is improved, the cutting accuracy can be further improved.
  • a predetermined value that is, the tip position of the crack 30
  • FIGS. 12A and 12B are explanatory diagrams of a method for cutting a tempered glass plate formed by strengthening a glass plate according to the third embodiment of the present invention.
  • 12A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 12B.
  • FIG. 12B is a plan view of the tempered glass sheet. 12A and 12B, the same components as those in FIG.
  • the laser beam 20 is incident on the surface 12 of the tempered glass plate 10 perpendicularly.
  • the laser beam 20 is incident on the surface 12 of the tempered glass plate 10 at an angle. It is different in the point to do. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the difference will be mainly described.
  • the cut surface of the tempered glass plate 10 is in the plate thickness direction. And become slanted. Therefore, the cutting pieces obtained by cutting the tempered glass plate 10 can be separated in the thickness direction.
  • the refraction angle ⁇ increases in accordance with Snell's law, so that the inclination of the cut surface of the tempered glass plate 10 with respect to the plate thickness direction increases. As this inclination increases, separation in the plate thickness direction after cutting becomes easier, but chamfering of the cut surface after cutting becomes troublesome.
  • the incident angle ⁇ is set according to the positional relationship between the optical axis 21 of the laser light 20 and the planned cutting line 11 on the surface 12 of the tempered glass plate 10. For example, as shown in FIG. 12B, when the optical axis 21 of the laser beam 20 is arranged perpendicularly to the planned cutting line 11 in plan view (thickness direction view), the incident angle ⁇ is in the range of 1 to 60 °. Is set. Note that the optical axis 21 of the laser light 20 may be disposed obliquely with respect to the planned cutting line 11 in plan view (view in the plate thickness direction).
  • the laser beam 20 When the laser beam 20 is incident on the front surface 12 of the tempered glass plate 10 at an angle, the laser beam 20 travels a distance of t / cos ⁇ and is emitted from the back surface 14.
  • the tempered glass plate 10 and the laser beam 20 satisfy the expression 0 ⁇ ⁇ t / cos ⁇ ⁇ 3.0, the laser beam 20 is not absorbed in the vicinity of the surface 12 of the tempered glass plate 10 and enters the inside. To reach up to. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to control the extension of the cracks 30 generated in the tempered glass plate 10 by the residual tensile stress of the intermediate layer 17. Therefore, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
  • the laser beam 20 is near-infrared, a formula of 0.001 ⁇ ⁇ ⁇ t ⁇ 3.0 may be satisfied.
  • a laser beam having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm is used for measuring the absorption coefficient ( ⁇ ), and the laser beam for cutting has a wavelength of 800 nm or more and less than 1075 nm, or the wavelength is longer than 1095 nm and 1100 nm. The following laser light may be used.
  • the gas 40 is blown onto the surface 12 of the tempered glass plate 10, and the spray region 42 of the gas 40 is irradiated on the surface 12 of the tempered glass plate 10 with the laser beam 20. It may be moved in conjunction with the region 22.
  • the spray region 42 of the gas 40 may overlap with the irradiation region 22 of the laser light 20 or may be disposed in the vicinity of the irradiation region 22 of the laser light 20. Further, the irradiation region 22 of the laser beam 20 may be disposed inside the outer edge of the spray region 42 of the gas 40.
  • Example 1-1 to Example 1-4 Glass plate for chemical strengthening
  • a glass raw material was prepared by mixing a plurality of types of raw materials.
  • the glass raw material was prepared by changing the amount of iron oxide (Fe 2 O 3 ) powder added to the base material having the same blending ratio so that the absorption coefficient ( ⁇ ) of the glass plate with respect to the laser beam became a desired value.
  • the prepared glass raw material is melted, and the melted molten glass is formed into a plate shape, then gradually cooled to near room temperature, cut, cut, and double-sided mirror polished to have a desired thickness of 50 mm ⁇ 50 mm glass plate Was made.
  • dissolving a glass raw material at high temperature a part of trivalent iron contained in molten glass is reduce
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemical strengthening glass plate were measured by a wet analysis method.
  • the wet analysis method first, the obtained glass was pulverized, and the pulverized glass powder was dissolved in an HF aqueous solution to prepare a test liquid.
  • This test liquid, a 2,2′-dipyridyl solution, and an ammonium acetate solution are mixed to develop color, the absorbance peak intensity is measured, and the Fe 2+ content is determined based on a calibration curve prepared in advance using a standard sample. calculate.
  • the above test liquid, hydroxylamine hydrochloric acid solution, 2,2'-dipyridyl solution, and ammonium acetate solution were mixed to reduce the color of all iron to divalent iron, and the absorbance peak intensity. Is measured, and the total iron amount (the iron content when all irons are converted to divalent iron oxides) is calculated. From the calculated total iron amount, the Fe 2 O 3 content (the iron content when all the irons are converted into trivalent iron oxides) is determined.
  • Example 1-1 and Example 1-2 the Fe 2 O 3 content was 0.029 mass%, and the Fe 2+ content was 90 mass ppm.
  • Example 1-3 the Fe 2 O 3 content was 0.195 mass%, and the Fe 2+ content was 400 mass ppm.
  • Example 1-4 the Fe 2 O 3 content was 7.4 mass%, and the Fe 2+ content was 56010 mass ppm.
  • each chemically strengthening glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer (manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd., ZSX100e) and calibrated based on the content of Fe 2 O 3 obtained by a wet analysis method. Since Fe 2 O 3 content determined by a wet analysis method has high measurement accuracy than Fe 2 O 3 content measured by fluorescent X-ray analyzer, Fe 2 O 3 content of the true determined by a wet analysis The glass composition obtained with a fluorescent X-ray analyzer was corrected as a value.
  • the glass sheets for chemical strengthening produced in Examples 1-1 to 1-2 are expressed in terms of mass% on the basis of oxide, SiO 2 : 60.7%, Al 2 O 3 : 9.6%, MgO: 7. 0%, CaO: 0.1%, SrO: 0.1%, BaO: 0.1%, Na 2 O: 11.6%, K 2 O: 6.0%, ZrO 2: 4.8% containing Was.
  • a plurality of components other than Fe 2 O 3 SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO, Na 2 O, K 2 O, and ZrO 2
  • the mass ratio was substantially the same as Example 1-1.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of each chemically strengthened glass plate with respect to a laser beam having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm was measured using an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer (Lambda 950, manufactured by Perkin Elmer Japan). In Examples 1-1 and 1-2, the absorption coefficient ( ⁇ ) was 0.09 / cm. In Example 1-3, the absorption coefficient ( ⁇ ) was 0.48 / cm. In Example 1-4, the absorption coefficient ( ⁇ ) was 38.3 / cm.
  • Each chemically strengthened glass plate was produced by immersing the above-described chemically strengthened glass plate in KNO 3 molten salt, performing an ion exchange treatment, and then cooling to near room temperature.
  • the treatment conditions such as the temperature and immersion time of the KNO 3 molten salt were set so that the internal residual tensile stress (CT) was a desired value.
  • CT The internal residual tensile stress (CT) of each chemically strengthened glass plate is measured by measuring the surface compressive stress (CS) and the depth (DOL) of the compressive stress layer with a surface stress meter FSM-6000 (manufactured by Orihara Seisakusho). It calculated
  • CT (CS ⁇ DOL) / (t ⁇ 2 ⁇ DOL) (I)
  • CT (C1 ⁇ D1 / 2 + C2 ⁇ D2 / 2) / (t ⁇ D1 ⁇ D2) (II)
  • C1 represents the maximum residual compressive stress of the surface layer
  • D1 represents the thickness of the surface layer
  • C2 represents the maximum residual compressive stress of the back layer
  • D2 represents the thickness of the back layer.
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemically strengthened glass plate were substantially the same as before chemical strengthening as a result of measurement by a wet analysis method.
  • each chemically strengthened glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by the wet analysis method. As a result, it was substantially the same as before chemical strengthening.
  • the surface layer and the back layer are formed by ion exchange. However, since the thickness of the surface layer and the back layer is small, it can be seen that the chemical composition of the entire glass is almost the same before and after the chemical strengthening.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of each chemically strengthened glass plate with respect to laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm was approximately the same as the absorption coefficient before chemical strengthening as a result of measurement with an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer. It is presumed that the chemical composition of the whole glass hardly changes before and after chemical strengthening.
  • the chemically strengthened glass plate was cut by the cutting method shown in FIGS. 1A and 1B. An initial crack was previously formed with a file at the cutting start position on the side surface of each chemically strengthened glass plate, and no scribe line was formed on the surface of each chemically strengthened glass plate.
  • the light source of the laser beam was a fiber laser (central wavelength band: 1075 to 1095 nm).
  • the optical axis of the laser beam was arranged so as to be orthogonal to the surface of each chemically strengthened glass plate.
  • the irradiation region of the laser beam was moved at a constant speed of 10 mm / sec over 50 mm from one end (initial crack) to the other end of the planned cutting line on the surface of each chemically strengthened glass plate.
  • the planned cutting line which is the center line of the movement path, was a straight line parallel to one side of the rectangular chemically strengthened glass plate, and the distance from one side was 10 mm.
  • the shape of the laser light irradiation area was circular.
  • the condensing position of the laser light was arranged at a position of ⁇ 10.3 to 20 mm from the surface (upper surface) of each chemically strengthened glass plate (the upper side (light source side) is positive with respect to the upper surface).
  • the converging angle of the laser beam was 1.4 to 33.4 °.
  • the cutting results were evaluated based on (1) cutting availability, (2) cutting edge quality, (3) cutting surface quality, and (4) maximum deviation.
  • the maximum deviation amount represents how much the cutting line has deviated from the planned cutting line on the surface of the chemically strengthened glass plate, and is a measurement of the fluctuation range in the direction orthogonal to the planned cutting line. This maximum deviation amount is measured excluding the cutting start portion and the cutting end portion.
  • Example 1-5 In Example 1-5 (Comparative Example), unlike Example 1-1 to Example 1-4 (Example), the value of thickness (t) ⁇ absorption coefficient ( ⁇ ) exceeds 3.0, and a chemically strengthened glass plate Attempted to cut.
  • Glass plate for chemical strengthening Chemical strengthening glass plates were produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4.
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemical strengthening glass plate were measured by a wet analysis method.
  • the content of Fe 2 O 3 was 7.4% by mass
  • the content of Fe 2+ was 56010 ppm by mass.
  • each chemically strengthening glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by a wet analysis method.
  • the mass ratio of a plurality of components other than Fe 2 O 3 SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO, Na 2 O, K 2 O, and ZrO 2 ) It was almost the same as 1-1.
  • the absorption coefficient of each chemically strengthened glass plate with respect to laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm was measured with an ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) was 38.3 / cm.
  • Each chemically strengthened glass plate was produced by setting the treatment conditions such as the temperature of KNO 3 molten salt and the immersion time so that the internal residual tensile stress (CT) was a desired value.
  • CT internal residual tensile stress
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemically strengthened glass plate were substantially the same as before chemical strengthening as a result of measurement by a wet analysis method.
  • each chemically strengthened glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by the wet analysis method. As a result, it was substantially the same as before chemical strengthening.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of each chemically strengthened glass plate with respect to laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm was approximately the same as the absorption coefficient before chemical strengthening as a result of measurement with an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer.
  • Example 1-5 (Cut the chemically strengthened glass plate)
  • the irradiation region of the laser beam was moved on the chemically strengthened glass plate in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4.
  • Example 1-6 to Example 1-10 In Examples 1-6 to 1-10 (comparative example), unlike Examples 1-1 to 1-4 (Examples), a chemically tempered glass is obtained using a carbon dioxide laser (wavelength: 10600 nm) as a laser light source. Tried to cut the board. Since the wavelength of the laser beam is greatly deviated from the range of 800 to 1100 nm, the laser beam having a wavelength of 10600 nm was used for measuring the absorption coefficient ( ⁇ ).
  • a carbon dioxide laser wavelength: 10600 nm
  • Glass plate for chemical strengthening Chemical strengthening glass plates were produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4.
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemical strengthening glass plate were measured by a wet analysis method.
  • the Fe 2 O 3 content was 0.023 mass% and the Fe 2+ content was 90 mass ppm.
  • each chemically strengthening glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by a wet analysis method.
  • a plurality of components other than Fe 2 O 3 SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO, Na 2 O, K 2 O, and ZrO 2 )
  • the mass ratio was substantially the same as Example 1-1.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of each chemically strengthened glass plate with respect to a laser beam having a wavelength of 10600 nm was measured with an ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer. In Examples 1-6 to 1-10, the absorption coefficient ( ⁇ ) was 1000 / cm or more.
  • Each chemically strengthened glass plate was produced by setting the treatment conditions such as the temperature of KNO 3 molten salt and the immersion time so that the internal residual tensile stress (CT) was a desired value.
  • CT internal residual tensile stress
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemically strengthened glass plate were substantially the same as before chemical strengthening as a result of measurement by a wet analysis method.
  • each chemically strengthened glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by the wet analysis method. As a result, it was substantially the same as before chemical strengthening.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of each chemically strengthened glass plate with respect to laser light having a wavelength of 10600 nm was approximately the same as the absorption coefficient before chemical strengthening as a result of measurement with an ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer.
  • the irradiation region of the laser light on the surface of the chemically strengthened glass plate has an elliptical shape (length 12 mm, width 3 mm) that is long in the moving direction. Increased irradiation time. In the same manner as in Examples 1-1 to 1-4, the irradiation region of the laser beam was moved on the chemically strengthened glass plate.
  • the chemically strengthened glass sheet can be cut with good cutting accuracy by setting the value of thickness (t) ⁇ absorption coefficient ( ⁇ ) to 3.0 or less.
  • the value of thickness (t) ⁇ absorption coefficient ( ⁇ ) exceeded 3.0, cutting was impossible, or even if it could be cut, the maximum deviation amount was large, and cutting accuracy was poor.
  • Example 2-1 to Example 2-20 [Example 2-1 to Example 2-20]
  • the chemical strengthening treatment conditions were changed to adjust the internal residual tensile stress (CT), and the relationship between the internal residual tensile stress (CT) and the maximum deviation amount was determined. Examined.
  • Glass plate for chemical strengthening Chemical strengthening glass plates were produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4.
  • Example 2-1 The Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemical strengthening glass plate were measured by a wet analysis method.
  • Example 2-1 Example 2-2, Example 2-15, and Example 2-16
  • the Fe 2 O 3 content was 0.75 mass%, and the Fe 2+ content was 1490 mass ppm.
  • Example 2-3 Example 2-4, Example 2-7, and Example 2-8
  • the Fe 2 O 3 content was 0.075 mass%, and the Fe 2+ content was 270 mass ppm.
  • Example 2-5, Example 2-6, Example 2-9, Example 2-10, Example 2-19, and Example 2-20 the Fe 2 O 3 content was 0.20% by mass, and the Fe 2+ content was 600. The mass was ppm.
  • the Fe 2 O 3 content was 0.12 mass%, and the Fe 2+ content was 400 mass ppm.
  • the Fe 2 O 3 content was 0.3 mass% and the Fe 2+ content was 800 mass ppm.
  • each chemically strengthening glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by a wet analysis method.
  • a plurality of components other than Fe 2 O 3 SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO, Na 2 O, K 2 O, and ZrO 2 )
  • the mass ratio was substantially the same as Example 1-1.
  • the absorption coefficient of each chemically strengthened glass plate with respect to laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm was measured with an ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) was 2.99 / cm.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) was 0.3 / cm.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) was 0.8 / cm.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) was 0.48 / cm.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) was 1.2 / cm.
  • Each chemically strengthened glass plate was produced by setting the treatment conditions such as the temperature of KNO 3 molten salt and the immersion time so that the internal residual tensile stress (CT) was a desired value.
  • CT internal residual tensile stress
  • the Fe 2 O 3 content and the Fe 2+ content in each chemically strengthened glass plate were substantially the same as the values before chemical strengthening as a result of measurement by a wet analysis method.
  • each chemically strengthened glass plate was measured with a fluorescent X-ray analyzer and calibrated based on the Fe 2 O 3 content determined by the wet analysis method. As a result, it was substantially the same as before chemical strengthening.
  • the absorption coefficient ( ⁇ ) of each chemically strengthened glass plate with respect to laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm was approximately the same as the absorption coefficient before chemical strengthening as a result of measurement with an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer.
  • Example 3-1 to Example 3-8 In Examples 3-1 to 3-4 (Examples), chemically strengthened glass plates were produced in the same manner as in Examples 2-15 and 2-16, and the dimensions of the laser light irradiation area on the surface of the chemically strengthened glass plates were measured. The cutting result was evaluated by changing the shape.
  • Examples 3-5 to 3-8 Examples
  • a chemically strengthened glass plate was produced in the same manner as in Examples 2-1 and 2-2, and the region irradiated with laser light on the surface of the chemically strengthened glass plate. The dimensional shape was changed and the cutting results were evaluated.
  • the diameter ( ⁇ ) is larger than 0.18 mm, and the thickness of the chemically strengthened glass plate (1.0 mm). Smaller than), it can be seen that the cutting edge quality and the cutting surface quality are good.
  • the diameter ( ⁇ ) was 0.18 mm, there was a fine crack on the cut surface.
  • the diameter ( ⁇ ) was 1.03 mm, the end of the cut surface was slightly curved.
  • a plurality of tempered glass plates 10 may be stacked and cut at the same time. In this case, it is only necessary that the formula 0 ⁇ ⁇ t ⁇ 3.0 is satisfied in each tempered glass plate 10.
  • a formula of 0.001 ⁇ ⁇ ⁇ t ⁇ 3.0 may be satisfied.
  • Laser light having a central wavelength band of 1075 to 1095 nm is used for measuring the absorption coefficient ( ⁇ ), and laser light for cutting has a wavelength of 800 nm or more and less than 1075 nm, or a wavelength longer than 1095 nm but not longer than 1100 nm. Laser light may be used. It's okay.

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Abstract

　レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板であって、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対するガラス板の吸収係数をα（ｃｍ－１）、ガラス板の厚さをｔ（ｃｍ）として、０．００１≦α×ｔ≦３．０の式を満たす。

Description

レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板
　本発明は、レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板に関する。
　近年、携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器において、ディスプレイ（タッチパネルを含む）の保護や美観などを高めるため、カバーガラス（保護ガラス）を用いることが多くなっている。また、ディスプレイの基板として、ガラス基板が広く用いられている。
　一方、携帯機器の薄型化・軽量化が進行しており、携帯機器に用いられるガラスの薄板化が進行している。ガラスが薄くなると強度が低くなるので、ガラスの強度不足を補うため、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を有する強化ガラスが開発されている。強化ガラスは、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラスとしても用いられている。
　強化ガラスは、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。一方、化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。いずれの方法でも、反作用として、表面層と裏面層との間に、引張応力が残留する中間層を形成することになる。
　強化ガラスを製造する場合、製品サイズのガラスを１枚ずつ強化処理するよりも、製品サイズよりも大型のガラスを強化処理した後、切断して多面取りすることが効率的である。
　そこで、強化ガラス板を切断する方法として、強化ガラス板の表面にレーザ光を照射し、強化ガラス板の表面上で、レーザ光の照射領域を移動させることで、強化ガラス板を切断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２００８－２４７７３２号公報
　ところで、上記の特許文献１では、レーザ光の光源として、炭酸ガスレーザを用いているので、レーザ光の大部分が強化ガラス板の表面近傍で熱として吸収されてしまう。そのため、ガラス表面におけるレーザ光の照射領域の直下に、残留引張応力よりも大きい引張応力が生じる。その結果、切断時に形成されるクラックが、レーザ光の照射領域を越えて、意図しない方向に急激に伸展することがあり、切断線の軌跡精度の悪化、すなわち切断線が所望の切断予定線から外れたり、または切断できずにガラスが粉砕したりすることもある。この傾向は、残留引張応力が大きくなるほど顕著である。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、切断線の軌跡精度が良好なレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一の態様によるレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板は、
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する前記ガラス板の吸収係数をα（ｃｍ－１）、前記ガラス板の厚さをｔ（ｃｍ）として、０．００１≦α×ｔ≦３．０の式を満たすことを特徴とする。
　本発明によれば、切断線の軌跡精度が良好なレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図（１）である。 本発明の第１の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図（２）である。 レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布例を示す模式図である。 レーザ光を照射する前の強化ガラス板の一例を示す断面図である。 レーザ光の照射領域の真円度の一例を示す説明図である。 レーザ光の集光位置の一例を示す模式図である。 図１ＢのＡ－Ａ線に沿った断面における応力の分布例を示す模式図である。 図１ＢのＢ－Ｂ線に沿った断面における応力の分布例を示す模式図である。 強化ガラス板を精度良く切断できる、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光の光源出力と、当該レーザ光に対する強化ガラス板の吸収係数（α）と強化ガラス板の厚さ（ｔ）との積（α×ｔ）との関係を示す図である。 強化ガラス板を精度良く切断できる、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光の光源出力と、強化ガラス板中の全ての鉄を３価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量との関係を示す図である。 強化ガラス板を精度良く切断できる、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光の光源出力と、強化ガラス板中の２価の鉄の酸化物換算での含有量との関係を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図（１）である。 本発明の第３の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図（２）である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
　［第１の実施形態］
　図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図である。図１Ｂは、図１Ａの平面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、強化ガラス板１０の表面（一方の主面）１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させることで、強化ガラス板１０に応力を印加して、強化ガラス板１０を切断する。
　強化ガラス板１０は、例えば化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、ＰＤＰ用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、ソーダライムガラスが用いられる。また、ＬＣＤ用のガラス基板の場合、強化用のガラスとしては、アルカリ金属元素を実質的に含まない無アルカリガラスが用いられる。
　化学強化法は、ガラスの表面及び裏面（両主面）をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。その反作用として、表面層と裏面層との間に引張応力が残留する中間層を形成することになる。化学強化法は、アルカリ金属元素を含むソーダライムガラスを強化するのに好適である。
　尚、本実施形態の強化ガラス板１０は、化学強化法で作製されるが、風冷強化法で作製することも可能である。風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面（両主面）から急冷し、ガラスの表面及び裏面（両主面）と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は厚いガラスの強化に用いられ、薄い（例えば厚さ０．２ｃｍ以下）のガラスの強化には化学強化法が用いられる。
　図２は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布例を示す模式図である。図２は、化学強化法で強化された強化ガラス板（以下、「化学強化ガラス板」という）の残留応力の分布例を示す。図３は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の一例の断面図である。図３において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。
　図３に示すように、強化ガラス板１０は、圧縮応力が残留する表面層１３及び裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられ、引張応力が残留する中間層１７とを有する。強化ガラス板１０の端面の表層は、圧縮応力が残留する層のみで構成されても良いし、圧縮応力が残留する層と引張応力が残留する層とで構成されても良い。
　図２に示すように、表面層１３及び裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２及び裏面１４から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。化学強化の場合、図２に示すように、中間層１７に残留する引張応力（＞０）はほぼ一定である。
　図２において、ＣＳは表面層１３や裏面層１５における最大残留圧縮応力（表面圧縮応力）（＞０）、ＣＴは中間層１７における内部残留引張応力（中間層１７の残留引張応力の平均値）（＞０）、ＤＯＬは表面層１３や裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、化学強化法の場合、ガラスを処理液（例えば、ＫＮＯ３溶融塩）に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施形態の表面層１３及び裏面層１５は、同じ厚さ、同じ最大残留圧縮応力を有するが、異なる厚さを有しても良いし、異なる最大残留圧縮応力を有しても良い。
　化学強化ガラス板は、風冷強化ガラス板に比べて、表面層１３の厚さ及び裏面層１５の厚さが薄いので、圧縮応力が集中的に発生する。そのため、表面層１３及び裏面層１５においてそれぞれ最大残留圧縮応力ＣＳが６００ＭＰａ以上とすることが可能であり、表面１２及び裏面１４の耐傷性が良好である。また、表面層１３及び裏面層１５においてそれぞれ最大残留圧縮応力ＣＳが６００ＭＰａ以上の場合、内部残留引張応力ＣＴが十分に大きいので、詳しくは後述するが、下記の切断方法によって化学強化ガラス板を精度良く切断することができる。
　化学強化ガラス板は、例えば酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５０～７４％、Ａｌ２Ｏ３：４～２５％、Ｂ２Ｏ３：０～１０％、ＭｇＯ：１～１０％、ＣａＯ：０～５％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ：５～２０％、Ｋ２Ｏ：０～１０％、ＺｒＯ２：０～１０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０１～５．０％を含有する。ここで、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、化学強化ガラス板中の全ての鉄を３価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量である。
　化学強化法ではイオン交換によって表面層１３及び裏面層１５が形成されるが、表面層１３及び裏面層１５の厚さが薄いので、化学強化の前後でガラス全体の化学組成はほとんど変わらない。そのため、レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板（以下、単に「化学強化用ガラス板」という）は、化学強化ガラス板と略同じ化学組成を有する。
　化学強化用ガラス板は、例えば酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５０～７４％、Ａｌ２Ｏ３：４～２５％、Ｂ２Ｏ３：０～１０％、ＭｇＯ：１～１０％、ＣａＯ：０～５％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ：５～２０％、Ｋ２Ｏ：０～１０％、ＺｒＯ２：０～１０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０１～５．０％を含有する。ここで、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、化学強化用ガラス板中の全ての鉄を３価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量である。
　強化ガラス板１０の表面１２には、切断予定線に沿って、スクライブ線（溝線）が予め形成されていない。スクライブ線を予め形成しても良いが、この場合、工程数が増えるので、作業が繁雑である。また、スクライブ線を予め形成すると、ガラスが欠けることがある。
　強化ガラス板１０の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。工程数を削減するため、初期クラックを予め形成しなくても良い。特に、強化ガラス板１０の端部が切断前に予め回転砥石などで研削されている場合、研削時にマイクロクラックが形成されるので、初期クラックを予め形成しなくて良い。
　強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２（例えばレーザ光２０の照射領域２２の中心）は、強化ガラス板１０の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板１０の端部から内側に向けてクラック３０（図１Ａ及び図１Ｂ参照）を形成し、強化ガラス板１０を切断する。レーザ光２０の照射領域２２は、Ｐ字状に移動されても良く、この場合、移動経路に含まれる切断予定線の終端は、切断予定線の途中と交わる。
　強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２を移動させるため、強化ガラス板１０を支持する支持体を、移動または回転しても良いし、レーザ光２０の光源を移動しても良い。また、レーザ光２０の経路の途中に設けられるミラーを回転しても良い。
　強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、例えば図１Ａ及び図１Ｂに示すように、円状に形成されているが、矩形状や楕円状などであっても良く、その形状に制限はない。なお、照射領域２２の真円度は０．５Ｒ以下が好ましい。真円度が０．５Ｒ以下であると、強化ガラス板１０の表面１２上で曲線形状の切断予定線に沿って照射領域２２の中心を移動させるとき、照射領域２２の回転制御の要求精度が低いので好ましい。また、照射領域２２の回転制御の精度が同程度の場合、切断予定線の法線方向における照射領域２２の幅の変化が小さくなるため、切断精度が高くなる。例えば、切断予定線の曲率半径が小さい場合であっても精度良く切断できる。より好ましくは、真円度が０．３Ｒ以下である。さらに好ましくは、真円度が０．２Ｒ以下である。ここで、真円度は、図４に示すように、照射領域２２の外接円Ｃ１１及び内接円Ｃ１２である２つの同心円の半径Ｒ、ｒの差（Ｒ－ｒ）である。なお、Ｒは照射領域２２の外接円Ｃ１１の半径を示し、ｒは照射領域２２の内接円Ｃ１２の半径を示す。
　強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の厚さや、最大残留圧縮応力（ＣＳ）、内部残留引張応力（ＣＴ）、表面層１３や裏面層１５の厚さ（ＤＯＬ）、レーザ光２０の光源出力などに応じた速度で移動される。
　レーザ光２０は、光源から出射された後、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板１０の表面１２に結像される。レーザ光２０の集光位置は、強化ガラス板１０の表面１２を基準として、光源側であっても良いし、裏面１４側であっても良い。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、図５に示すように、レーザ光２０の集光位置は強化ガラス板１０中、特に中間層１７内であっても良い。レーザ光２０の集光位置が中間層１７内にある場合、レーザ光２０によって応力が発生する領域を最小にできるので、切断精度を高めることができると共に、レーザ光２０の光源出力を低減することができる。
　レーザ光２０は、強化ガラス板１０を通過する過程で熱として吸収され、強度が低くなる。
　そこで、裏面１４におけるレーザ光２０のパワー密度を高め、表面１２の加熱温度と、裏面１４の加熱温度との差を小さくするため、レーザ光２０の集光位置は裏面１４又はその近傍に設定されてもよい。表面１２の加熱温度と、裏面１４の加熱温度との差が小さいので、加熱効率が良く、レーザ光２０の光源出力の低減が可能である。
　レーザ光２０の光軸２１は、強化ガラス板１０の表面１２において、例えば図１Ａ及び図５（図１Ａでは光軸の図示を省略する）に示すように表面１２と直交していても良いし、第３の実施形態で説明するように表面１２と斜めに交わっていても良い。表面１２で反射するレーザ光２０が、レーザ発振器に影響を及ぼすおそれがある場合、レーザ光２０の光軸２１が表面１２と斜めに交わると、ほとんどの反射光がレーザ発振器に戻らないため、影響を小さくすることができる。
　従来の方法は、レーザ光のみの作用で切断するため、残留引張応力が大きな強化ガラスでは中間層の残留引張応力によるクラックが意図しない方向に急激に伸展し、所望の形状で切断出来なかった。
　一方、本実施形態では、強化ガラス板１０とレーザ光２０とが後述の式を満たすことによって、レーザ光２０のみの作用ではなく、中間層１７の残留引張応力によるクラックの伸展を利用して強化ガラス板１０を切断する。すなわち、詳しくは後述するが、上記条件でレーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３０によって強化ガラス板１０を切断することが可能となる。なお、中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。
　強化ガラス板１０を通過するレーザ光２０は、強化ガラス板１０の表面１２における強度をＩ０とし、強化ガラス板１０中を距離Ｌ（ｃｍ）だけ移動したときのレーザ光２０の強度をＩとすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（－α×Ｌ）の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。αはレーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数（ｃｍ－１）を表し、レーザ光２０の波長や強化ガラス板１０の化学組成などで決まる。
　レーザ光２０は、強化ガラス板１０の表面１２に対して垂直に入射すると、強化ガラス板１０の厚さｔ（ｃｍ）と同じ距離を移動して裏面１４から出射する。この場合、強化ガラス板１０とレーザ光２０とが０＜α×ｔ≦３．０の式を満たすことによって、レーザ光２０が強化ガラス板１０の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになる。強化ガラス板１０の内部が十分に加熱され、強化ガラス板１０に生じる応力は図３に示す状態から図６や図７に示す状態に変化する。
　図６は、図１ＢのＡ－Ａ線に沿った断面における応力の分布例を示す模式図であって、レーザ光の照射領域を含む断面における応力の分布例を示す模式図である。図７は、図１ＢのＢ－Ｂ線に沿った断面における応力の分布例を示す模式図であって、図６に示す断面よりも後方の断面における応力の分布例を示す模式である。ここで、「後方」とは、レーザ光２０の走査方向後方を意味する。図６及び図７において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。
　レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７では、レーザ光２０の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図２及び図３に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じている部分では、クラック３０の伸展が抑制される。クラック３０の伸展を確実に防止するため、図６に示すように、圧縮応力が生じていることが好ましい。
　なお、レーザ光２０の照射領域２２における表面層１３や裏面層１５では、図２及び図３に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック３０の伸展が抑制されている。
　図６に示す圧縮応力との釣り合いのため、図６に示す断面よりも後方の断面では、図７に示すように、中間層１７に引張応力が生じる。この引張応力は、残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック３０が形成される。クラック３０は強化ガラス板１０の表面１２から裏面１４まで貫通しており、本実施形態の切断は所謂フルカット切断である。
　この状態で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させると、強化ガラス板１０の内部において照射領域２２の位置が前述したように図６のような応力分布になっているため、クラック３０が切断予定線から外れて自走するようなことはなく、照射領域２２の位置に追従するようにクラック３０の先端位置が移動する。従って、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。
　このように、本実施形態では、α×ｔを０より大きく３．０以下とすることで、強化ガラス板１０において、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。そして、照射領域２２の直後をクラック３０が伸展するため、切断線が照射領域２２の移動軌跡どおりに形成されるため、切断精度を向上できる。なお、クラック３０の先端は、照射領域２２の直後を追従するのでなく、照射領域２２と重なって追従しても良い。クラック３０の先端が照射領域２２に近いほど、または重なっていることが切断精度をより向上させる。
　ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは０に近いほど良い。しかし、α×ｔは、小さすぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは０．０００５以上（レーザ光吸収率０．０５％以上）、より好ましくは０．００２以上（レーザ光吸収率０．２％以上）、さらに好ましくは０．００４以上（レーザ光吸収率０．４％以上）である。
　ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは大きいほど良い。しかし、α×ｔが大きすぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×ｔは、好ましくは３．０以下（レーザ光吸収率９５％以下）、より好ましくは０．３以下（レーザ光吸収率２６％以下）、さらに好ましくは０．１０５以下（レーザ光吸収率１０％以下）、特に好ましくは０．０２以下（レーザ光吸収率２％以下）である。
　ところで、本発明者の知見によると、中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上になると、中間層１７の残留引張応力のみで、強化ガラス板１０に形成されたクラックが自然に伸展する（自走する）。
　そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層１７の残留引張応力が、レーザ光２０によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力（ＣＴ）は、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板１０の内部において、引張応力が所定値に達する位置（即ち、クラック３０の先端位置）と、レーザ光２０の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。
　中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）は、より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａである。内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上であると、切断に使用される引張応力は中間層１７の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。
　本実施形態の化学強化ガラスの切断において、内部残留引張応力（ＣＴ）の上限値は１２０ＭＰａである。現在の技術では、強化処理の技術上の理由で、１２０ＭＰａ程度までしか強化できないが、内部残留引張応力（ＣＴ）が１２０ＭＰａを超える化学強化ガラスを製造できれば、本発明を適用することも当然に可能である。
　レーザ光２０の光源としては、波長が８００～１１００ｎｍの近赤外線（以下、単に「近赤外線」という）のレーザが用いられる。近赤外線レーザとしては、例えば、Ｙｂファイバーレーザ（波長：１０００～１１００ｎｍ）、Ｙｂディスクレーザ（波長：１０００～１１００ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）、高出力半導体レーザ（波長：８０８～９８０ｎｍ）が挙げられる。これらの近赤外線レーザは、高出力で安価であり、また、α×ｔを所望の範囲に調整するのが容易である。
　尚、本実施形態では、レーザ光２０の光源として高出力で安価な近赤外線レーザが用いられるが、光源の種類は多種多様であってよい。例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ（波長：２０８０ｎｍ）、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ（２９４０ｎｍ）、中赤外光パラメトリック発振器を使用したレーザ（波長：２６００～３４５０ｎｍ）などが挙げられる。また、レーザ光２０の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するＣＷレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光２０の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であっても良い。
　図８は、強化ガラス板を精度良く切断できる、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光の光源出力と、当該レーザ光に対する強化ガラス板の吸収係数（α）と強化ガラス板の厚さ（ｔ）との積（α×ｔ）との関係を示す図である。図８は、後述の実施例１－１～１－４、実施例２－１～２－２０、及び実施例３－１～３－８での関係を示す両対数グラフである。
　図８に示すように、α×ｔが小さくなるほど、レーザ光２０の熱変換効率が低くなるので、光源に要求される出力が大きくなる。そこで、出力が５００Ｗ以下の汎用の近赤外線レーザを使用する目的で、α×ｔは０．００１以上に設定されてよい。汎用の近赤外線レーザを使用するので、コストの低減が可能である。α×ｔは、より好ましくは０．００２以上、さらに好ましくは０．００３以上である。また、良好な切断精度を得るためα×ｔは、好ましくは３．０以下、より好ましくは０．３以下、さらに好ましくは０．１０５以下、特に好ましくは０．０２以下である。
　ところで、化学強化の前後でガラス全体の組成はほとんど変わらないので、レーザ光の波長が同じ場合、化学強化の前後で吸収係数（α）は略同じである。また、化学強化はイオン交換によって行われるので、化学強化の前後でガラスの厚さ（ｔ）は略同じである。従って、化学強化用ガラス板におけるα×ｔの好ましい範囲は、化学強化ガラス板におけるα×ｔの好ましい範囲と同じであってよい。
　化学強化用ガラス板におけるα×ｔは、出力が５００Ｗ以下の汎用の近赤外線レーザを使用する目的で、好ましくは０．００１以上、より好ましくは０．００２以上、さらに好ましくは０．００３以上である。また、良好な切断精度を得るため、化学強化用ガラス板におけるα×ｔは、好ましくは３．０以下、より好ましくは０．３以下、さらに好ましくは０．１０５以下、特に好ましくは０．０２以下である。
　吸収係数（α）は、レーザ光２０の波長が８００～１１００ｎｍの範囲内の場合、レーザ光２０の波長にほとんど依存しない。そのため、吸収係数（α）の測定には中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光が用いられ、切断用のレーザ光には波長が８００ｎｍ以上１０７５ｎｍ未満のレーザ光、又は波長が１０９５ｎｍよりも長く１１００ｎｍ以下のレーザ光が用いられてもよい。
　吸収係数（α）は、１０００ｎｍ付近（８００～１１００ｎｍ）の近赤外線波長領域では、強化ガラス板１０のガラス組成などで定まる。強化ガラス板１０中の鉄（Ｆｅ）の含有量、コバルト（Ｃｏ）の含有量、銅（Ｃｕ）の含有量が多くなるほど、吸収係数（α）が大きくなる。さらに、強化ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の含有量が多くなるほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。吸収係数（α）の調節にはガラスの透明性、及びコストの観点から鉄が用いられ、コバルト、銅、及び希土類元素は強化ガラス板１０中に実質的に含まれていなくてよい。
　図９は、強化ガラス板を精度良く切断できる、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光の光源出力と、強化ガラス板中の全ての鉄を３価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量（以下、「Ｆｅ２Ｏ３含有量」という）との関係を示す図である。図９は、後述の実施例１－１～１－４、実施例２－１～２－２０、及び実施例３－１～３－８での関係を示す両対数グラフである。
　Ｆｅ２Ｏ３含有量が少なくなるほど、近赤外線に対する強化ガラス板１０の吸収係数（α）が小さくなり、レーザ光２０の熱変換効率が低くなるので、図９に示すように光源に要求される出力が大きくなる。出力が５００Ｗ以下の汎用の近赤外線レーザを用いて強化ガラス板１０を切断するため、強化ガラス板１０中のＦｅ２Ｏ３含有量は０．０１質量％以上（即ち、１００質量ｐｐｍ以上）であってよい。Ｆｅ２Ｏ３含有量は、より好ましくは２００質量ｐｐｍ以上、さらに好ましくは５００質量ｐｐｍ以上、特に好ましくは１０００質量ｐｐｍ以上である。
　また、強化ガラス板１０中のＦｅ２Ｏ３含有量は、５質量％以下であることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３含有量が５質量％以下であれば、良好な可視光透過率が得られる。また、近赤外線に対する強化ガラス板１０の吸収係数（α）を低く抑えることができ、強化ガラス板１０の内部を加熱することができるので、良好な切断精度が得られる。Ｆｅ２Ｏ３含有量は、より好ましくは１質量％以下、さらに好ましくは０．５質量％以下である。特に強化ガラス板１０の着色を抑えたい場合、０．３質量％以下であることが好ましく、０．２５質量％以下であることが好ましく、０．１５質量％以下であることが特に好ましい。
　化学強化の前後で、ガラスの全体組成はほとんど変わらないので、化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量の好ましい範囲は、化学強化ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量の好ましい範囲と同じであってよい。即ち、化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量は、出力が５００Ｗ以下の汎用の近赤外線レーザを用いて強化ガラス板１０を切断するため、好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、より好ましくは２００質量ｐｐｍ以上、さらに好ましくは５００質量ｐｐｍ以上、特に好ましくは１０００質量ｐｐｍ以上である。また、良好な切断精度を得る目的等で、化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは１質量％以下、さらに好ましくは０．５質量％以下である。特に強化ガラス板１０の着色を抑えたい場合、０．３質量％以下であることが好ましく、０．２５質量％以下であることが好ましく、０．１５質量％以下であることが特に好ましい。
　強化ガラス板１０は鉄として２価の鉄イオンと３価の鉄イオンとを含んでおり、主に２価の鉄イオンが近赤外線の吸収に寄与する。
　図１０は、強化ガラス板を精度良く切断できる、中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光の光源出力と、強化ガラス板中の２価の鉄の酸化物換算での含有量（以下、「Ｆｅ２＋含有量」という）との関係を示す図である。図１０は、後述の実施例１－１～１－４、実施例２－１～２－２０、及び実施例３－１～３－８での関係を示す両対数グラフである。
　Ｆｅ２＋含有量が少なくなるほど、近赤外線に対する強化ガラス板１０の吸収係数（α）が小さくなり、レーザ光２０の熱変換効率が低くなるので、図１０に示すように光源に要求される出力が大きくなる。出力が５００Ｗ以下の汎用の近赤外線レーザを用いて強化ガラス板１０を切断するため、強化ガラス板１０中のＦｅ２＋含有量は２０質量ｐｐｍ以上であることが好ましい。Ｆｅ２＋含有量はより好ましくは５０質量ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、特に好ましくは２００質量ｐｐｍ以上である。また、近赤外線に対する強化ガラス板１０の吸収係数（α）を低く抑え、良好な切断精度を得るため、Ｆｅ２＋含有量は好ましくは６００００質量ｐｐｍ以下、より好ましくは１００００質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０００質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは３０００質量ｐｐｍ以下である。
　化学強化の前後で、ガラスの全体組成はほとんど変わらないので、化学強化用ガラス板中のＦｅ２＋含有量の好ましい範囲は、化学強化ガラス板中のＦｅ２＋含有量の好ましい範囲と同じであってよい。即ち、出力が５００Ｗ以下の汎用の近赤外線レーザを用いて強化ガラス板１０を切断するため、化学強化用ガラス板中のＦｅ２＋含有量は、好ましくは２０質量ｐｐｍ以上、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、特に好ましくは２００質量ｐｐｍ以上である。また、良好な切断精度を得るため、化学強化用ガラス板中のＦｅ２＋含有量は、好ましくは６００００質量ｐｐｍ以下、より好ましくは１００００質量ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０００質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは３０００質量ｐｐｍ以下である。
　近赤外線波長領域での吸収係数（α）は、強化ガラス板１０の切断後の用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は３ｃｍ－１以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は０．６ｃｍ－１以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数（α）は０．２ｃｍ－１以下であることが好ましい。
　強化ガラス板１０の厚さ（ｔ）は、化学強化ガラスの場合、０．０１～０．２ｃｍであることが好ましい。厚さ（ｔ）を０．２ｃｍ以下とすることで、内部残留引張応力（ＣＴ）を十分に高めることができる。一方、厚さ（ｔ）が０．０１ｃｍ未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さ（ｔ）は、より好ましくは０．０３～０．１５ｃｍ、さらに好ましくは０．０５～０．１５ｃｍである。
　強化ガラス板１０の表面（レーザ光２０が入射する面）１２において、レーザ光２０の照射領域２２は、円形に形成されている場合、０．１８ｍｍよりも大きく、且つ、強化ガラス板１０の厚さよりも小さい直径（Φ）を有することが好ましい。直径（Φ）が強化ガラス板１０の厚さ以上になると、レーザ光２０の照射領域２２が広すぎ、加熱領域が広すぎるので、切断面の一部（特に切断開始部分や切断終了部分）が僅かに湾曲することがある。直径（Φ）は１．０３ｍｍよりも小さくてよい。また、直径（Φ）が０．５ｍｍ以下であれば、クラック３０の位置制御性を高めるため切断精度が向上し、より好ましい。一方、直径（Φ）が０．１８ｍｍ以下になると、レーザ光２０のパワー制御にばらつきが生じた際にパワー密度が高くなり過ぎ、切断面が荒れて、微細な亀裂が形成されることがある。しかしながら、例えばα×ｔが０．１０５以下（レーザ光吸収率１０％以下）のように小さければ、パワー制御にばらつきが生じパワー密度が高くなったとしても影響を受けにくいため、直径（Φ）が０．１８ｍｍ以下の場合でも、切断精度が向上することがある。また、レーザ光２０のパワー制御の精度が高ければ、α×ｔの値にかかわらず直径（Φ）が０．１８ｍｍ以下の場合でも、切断精度が向上することがある。
　［第２の実施形態］
　図１１は、本発明の第２の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図である。図１１において、図１Ａと同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施形態では、第１の実施形態と同様に、強化ガラス板１０の表面１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させることで、強化ガラス板１０を切断する。
　また、本実施形態では、強化ガラス板１０とレーザ光２０とが、レーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数をα（ｃｍ－１）とし、強化ガラス板１０の厚さをｔ（ｃｍ）として、０＜α×ｔ≦３．０の式を満たすことによって、中間層１７の残留引張応力よるクラックの伸展を利用して強化ガラス板１０を切断する。すなわち、レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御することが可能となる。従って、本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
　これに加えて、本実施形態では、図１１に示すように、強化ガラス板１０の表面１２にガス４０を吹き付け、強化ガラス板１０の表面１２上でガス４０の吹き付け領域４２をレーザ光２０の照射領域２２と連動して（照射領域２２と共に）移動させる。吹き付け領域４２は、照射領域２２と重なっていても良いし、照射領域２２の近傍に配されても良い。また、吹き付け領域４２は、照射領域２２に先行しても良いし、照射領域２２に追従しても良い。ガス４０としては、特に限定されないが、例えば圧縮空気などが用いられる。
　圧縮空気によって、強化ガラス板１０の表面１２に付着している付着物（例えば粉塵）を吹き飛ばして、付着物がレーザ光２０を吸収するのを防止できる。よって、強化ガラス板１０の表面１２が過熱されるのを防止できる。
　ガス４０は、強化ガラス板１０を局所的に冷却する冷却ガスであっても良く、この場合、ガス４０の吹き付け領域４２は、図１１に示すようにレーザ光２０の照射領域２２の移動方向後方近傍に位置するように、照射領域２２に追従させても良い。これによって、レーザ光２０の照射領域２２の移動方向後方近傍において、高い温度勾配が生じるので、引張応力が所定値に達する位置（即ち、クラック３０の先端位置）と、レーザ光２０の位置との間の距離が短くなる。よって、クラック３０の位置制御性が高まるため、切断精度をさらに向上できる。
　［第３の実施形態］
　図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るガラス板を強化してなる強化ガラス板の切断方法の説明図である。図１２Ａは、図１２ＢのＡ－Ａ線に沿った断面図である。図１２Ｂは、強化ガラス板の平面図である。図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、図１Ａ等と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
　上記第１の実施形態ではレーザ光２０が強化ガラス板１０の表面１２に対して垂直に入射するのに対し、本実施形態ではレーザ光２０が強化ガラス板１０の表面１２に対して斜めに入射する点で相違する。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、相違点を中心に説明する。
　レーザ光２０の照射領域２２の移動方向視で、図１２Ａに示すようにレーザ光２０が強化ガラス板１０の表面１２に斜めに入射するので、強化ガラス板１０の切断面が板厚方向に対して斜めになる。よって、強化ガラス板１０の切断で得られる切断片同士の板厚方向への分離が可能である。
　レーザ光２０の光軸２１の入射角βが大きくなるほど、スネルの法則に従って屈折角γが大きくなるので、強化ガラス板１０の切断面の板厚方向に対する傾きが大きくなる。この傾きが大きくなるほど、切断後の板厚方向への分離が容易となるが、切断後の切断面の面取り加工が面倒になる。
　入射角βは、レーザ光２０の光軸２１と、強化ガラス板１０の表面１２における切断予定線１１との位置関係に応じて設定される。例えば図１２Ｂに示すように平面視（板厚方向視）でレーザ光２０の光軸２１が切断予定線１１に対して垂直に配置される場合、入射角βは１～６０°の範囲内で設定される。尚、平面視（板厚方向視）で、レーザ光２０の光軸２１は、切断予定線１１に対して斜めに配置されても良い。
　レーザ光２０は、強化ガラス板１０の表面１２に対して斜めに入射すると、ｔ／ｃｏｓγの距離を移動して裏面１４から出射する。この場合、強化ガラス板１０とレーザ光２０とが０＜α×ｔ／ｃｏｓγ≦３．０の式を満たすことによって、レーザ光２０が強化ガラス板１０の表面１２近傍で吸収されずに内部にまで到達するようになる。従って、第１の実施形態と同様に、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御することが可能となる。従って、本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
　尚、屈折角γが３°以下の場合、ｃｏｓγ＝１と近似することができるので、０＜α×ｔ≦３．０の式が成立すればよい。レーザ光２０が近赤外線の場合、０．００１≦α×ｔ≦３．０の式が成立すればよい。また、吸収係数（α）の測定には中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光が用いられ、切断用のレーザ光には波長が８００ｎｍ以上１０７５ｎｍ未満のレーザ光、又は波長が１０９５ｎｍよりも長く１１００ｎｍ以下のレーザ光が用いられてもよい。
　尚、本実施形態において、第２の実施形態と同様に、強化ガラス板１０の表面１２にガス４０を吹き付け、強化ガラス板１０の表面１２上でガス４０の吹き付け領域４２をレーザ光２０の照射領域２２と連動して移動させても良い。ガス４０の吹き付け領域４２は、レーザ光２０の照射領域２２と重なっていても良いし、レーザ光２０の照射領域２２の近傍に配されても良い。また、ガス４０の吹き付け領域４２の外縁よりも内側に、レーザ光２０の照射領域２２が配置されても良い。
　以下に、実施例などにより本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
　［例１－１～例１－４］
　（化学強化用ガラス板）
　化学強化用ガラス板を作製するため、複数種類の原料を混ぜてガラス原料を調製した。ガラス原料は、ガラス板のレーザ光に対する吸収係数（α）が所望の値となるように、同じ配合比のベース材に対する酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の粉末の添加量を変えて調製した。調製したガラス原料を溶解し、溶解した溶融ガラスを板状に成形した後、室温付近まで徐冷し、切断、切削、両面鏡面研磨することにより、所望の厚さを有する５０ｍｍ×５０ｍｍのガラス板を作製した。なお、ガラス原料を高温で溶解する際、溶融ガラスに含まれる３価の鉄の一部が２価の鉄に還元され、Ｆｅ２＋含有量が増える。
　各化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量、及びＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した。湿式分析法では、先ず、得られたガラスを粉砕し、粉砕したガラス粉末を、ＨＦ水溶液にて溶解し、試験液体を作製した。この試験液体と、２，２’－ジピリジル溶液と、酢酸アンモニウム溶液とを混合して発色させ、その吸光ピーク強度を測定し、標準試料により事前に作成した検量線を基にＦｅ２＋含有量を算出する。また、上記の試験液体と、ヒドロキシルアミン塩酸溶液と、２，２’－ジピリジル溶液と、酢酸アンモニウム溶液とを混合して全ての鉄を２価の鉄に還元して発色させ、その吸光ピーク強度を測定し、全鉄量（全ての鉄を２価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量）を算出する。算出された全鉄量からＦｅ２Ｏ３含有量（全ての鉄を３価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量）が求められる。
　例１－１及び例１－２ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．０２９質量％、Ｆｅ２＋含有量が９０質量ｐｐｍであった。例１－３ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．１９５質量％、Ｆｅ２＋含有量が４００質量ｐｐｍであった。例１－４ではＦｅ２Ｏ３含有量は７．４質量％、Ｆｅ２＋含有量が５６０１０質量ｐｐｍであった。
　各化学強化用ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置（理学電気工業株式会社製、ＺＳＸ１００ｅ）で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した。湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量は蛍光Ｘ線分析装置で測定したＦｅ２Ｏ３含有量よりも測定精度が高いので、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を真の値として蛍光Ｘ線分析装置で求めたガラス組成を補正した。
　例１－１～例１－２で作製した化学強化用ガラス板は、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：６０．７％、Ａｌ２Ｏ３：９．６％、ＭｇＯ：７．０％、ＣａＯ：０．１％、ＳｒＯ：０．１％、ＢａＯ：０．１％、Ｎａ２Ｏ：１１．６％、Ｋ２Ｏ：６．０％、ＺｒＯ２：４．８％含有していた。例１－３及び例１－４において、Ｆｅ２Ｏ３以外の複数の成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＺｒＯ２）の質量比は、例１－１と略同一であった。
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する各化学強化用ガラス板の吸収係数（α）は、紫外可視近赤外分光光度計（パーキンエルマージャパン社製、Ｌａｍｂｄａ９５０）を用いて測定した。例１－１及び例１－２では吸収係数（α）が０．０９／ｃｍであった。例１－３では吸収係数（α）が０．４８／ｃｍであった。例１－４では吸収係数（α）が３８．３／ｃｍであった。
　（化学強化ガラス板）
　各化学強化ガラス板は、上記の化学強化用ガラス板をＫＮＯ３溶融塩に浸漬し、イオン交換処理した後、室温付近まで冷却することにより作製した。ＫＮＯ３溶融塩の温度や浸漬時間などの処理条件は、内部残留引張応力（ＣＴ）が所望の値となるように設定した。
　各化学強化ガラス板の内部残留引張応力（ＣＴ）は、表面応力計ＦＳＭ－６０００（折原製作所製）にて表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）を測定し、その測定値と、化学強化ガラス板の厚さ（ｔ）とから以下の数式（Ｉ）を用いて計算にて求めた。
ＣＴ＝（ＣＳ×ＤＯＬ）／（ｔ－２×ＤＯＬ）　　　（Ｉ）
　なお、測定の結果、各化学強化ガラス板の表面層及び裏面層は、同じ厚さ、同じ最大圧縮応力を有していた。
　ちなみに、表面層及び裏面層が異なる厚さ、異なる最大圧縮応力を有している場合、内部残留引張応力（ＣＴ）は、下記の数式（II）を用いて計算にて求められる。
ＣＴ＝（Ｃ１×Ｄ１／２＋Ｃ２×Ｄ２／２）／（ｔ－Ｄ１－Ｄ２）　　　（II）
　上記式（II）中、Ｃ１は表面層の最大残留圧縮応力、Ｄ１は表面層の厚さ、Ｃ２は裏面層の最大残留圧縮応力、Ｄ２は裏面層の厚さを示す。
　各化学強化ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した結果、化学強化前と略同一であった。
　各化学強化ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した結果、化学強化前と略同一であった。化学強化法ではイオン交換によって表面層及び裏面層が形成されるが、表面層及び裏面層の厚さが薄いので、化学強化の前後でガラス全体の化学組成はほとんど変わらないことがわかる。
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する各化学強化ガラス板の吸収係数（α）は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した結果、化学強化前の吸収係数と略同一であった。化学強化の前後でガラス全体の化学組成はほとんど変わらないためと推定される。
　（化学強化ガラス板の切断）
　化学強化ガラス板の切断は、図１Ａ及び図１Ｂに示す切断方法で行った。各化学強化ガラス板の側面の切断開始位置にはヤスリで初期クラックを予め形成し、各化学強化ガラス板の表面にはスクライブ線を形成しなかった。
　レーザ光の光源は、ファイバーレーザ（中心波長帯：１０７５～１０９５ｎｍ）とした。レーザ光の光軸は、各化学強化ガラス板の表面に直交するように配置した。
　レーザ光の照射領域は、各化学強化ガラス板の表面上において、切断予定線の一端（初期クラック）から他端まで５０ｍｍにわたって１０ｍｍ／ｓｅｃの一定速度で移動させた。移動経路の中心線である切断予定線は、矩形状の化学強化ガラス板の一辺と平行な直線状とし、一辺からの距離を１０ｍｍとした。レーザ光の照射領域の形状は、円状とした。
　レーザ光の集光位置は、各化学強化ガラス板の表面（上面）から－１０．３～２０ｍｍ（上面を基準として上方（光源側）を正とする）の位置に配置した。レーザ光の集光角は、１．４～３３．４°とした。
　（切断結果の評価）
　切断結果は、（１）切断可否、（２）切断端部品質、（３）切断面品質、（４）最大ずれ量で評価した。
　（１）切断可否は、化学強化ガラス板を切断予定線で切断できた場合を「○」とし、クラックの伸展を制御できずにクラックが切断予定線から外れ自走した場合及び切断できずにガラスが粉砕した場合を「×」とした。
　（２）切断端部品質は、切断面を目視で観察し、切断面の端部（切断の開始部分及び終了部分）が平面であるか否かで評価した。切断面の端部が平面である場合を「○」とし、切断面の端部が湾曲面である場合を「×」とした。
　（３）切断面品質は、切断面を目視で観察し、切断面に亀裂が有るか否かで評価した。亀裂が視認できない場合を「○」とし、亀裂が視認できる場合を「×」とした。
　なお、（２）切断端部品質や（３）切断面品質の評価が「×」の場合であっても、切断精度が良好であれば、用途によっては、使用可能である。
　（４）最大ずれ量は、化学強化ガラス板の表面における切断予定線から切断線がどれだけ外れたかを表すものであって、切断予定線と直交する方向における変動幅を測定したものである。この最大ずれ量は、切断開始部分及び切断終了部分を除いて測定したものである。
　評価結果を、切断条件などと共に、表１に示す。表１等において「Ｒｅｄｏｘ」は、Ｆｅ２＋含有量／２価の鉄の酸化物換算での全鉄量（％）を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　表１に示す例１－１～例１－４では、切断可否、切断端部品質、切断面品質のいずれの評価も「○」であり、最大ずれ量は０ｍｍであった。
　［例１－５］
　例１－５（比較例）では、例１－１～例１－４（実施例）と異なり、厚さ（ｔ）×吸収係数（α）の値を３．０超とし、化学強化ガラス板の切断を試みた。
　（化学強化用ガラス板）
　化学強化用ガラス板は、例１－１～例１－４と同様に作製した。
　各化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した。例１－５ではＦｅ２Ｏ３含有量が７．４質量％であり、Ｆｅ２＋含有量が５６０１０質量ｐｐｍであった。
　各化学強化用ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した。例１－５において、Ｆｅ２Ｏ３以外の複数の成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＺｒＯ２）の質量比は、例１－１と略同一であった。
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する各化学強化用ガラス板の吸収係数は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した。例１－５では吸収係数（α）が３８．３／ｃｍであった。
　（化学強化ガラス板）
　各化学強化ガラス板は、内部残留引張応力（ＣＴ）が所望の値となるようにＫＮＯ３溶融塩の温度や浸漬時間などの処理条件を設定して作製した。
　各化学強化ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した結果、化学強化前と略同一であった。
　各化学強化ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した結果、化学強化前と略同一であった。
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する各化学強化ガラス板の吸収係数（α）は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した結果、化学強化前の吸収係数と略同一であった。
　（化学強化ガラス板の切断）
　例１－５では、例１－１～例１－４と同様にして化学強化ガラス板上でレーザ光の照射領域を移動させた。
　評価結果を切断条件などと共に表２に示す。
　［例１－６～例１－１０］
　例１－６～例１－１０（比較例）では、例１－１～例１－４（実施例）と異なり、レーザ光の光源として炭酸ガスレーザ（波長：１０６００ｎｍ）を用いて、化学強化ガラス板の切断を試みた。レーザ光の波長が８００～１１００ｎｍの範囲から大きく外れているので、吸収係数（α）の測定には波長１０６００ｎｍのレーザ光を用いた。
　（化学強化用ガラス板）
　化学強化用ガラス板は、例１－１～例１－４と同様に作製した。
　各化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した。例１－６～例１－１０ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．０２３質量％、Ｆｅ２＋含有量が９０質量ｐｐｍであった。
　各化学強化用ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した。例１－６～例１－１０において、Ｆｅ２Ｏ３以外の複数の成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＺｒＯ２）の質量比は、例１－１と略同一であった。
　波長が１０６００ｎｍのレーザ光に対する各化学強化用ガラス板の吸収係数（α）は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した。例１－６～例１－１０では吸収係数（α）が１０００／ｃｍ以上であった。
　（化学強化ガラス板）
　各化学強化ガラス板は、内部残留引張応力（ＣＴ）が所望の値となるようにＫＮＯ３溶融塩の温度や浸漬時間などの処理条件を設定して作製した。
　各化学強化ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した結果、化学強化前と略同一であった。
　各化学強化ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した結果、化学強化前と略同一であった。
　波長が１０６００ｎｍのレーザ光に対する各化学強化ガラス板の吸収係数（α）は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した結果、化学強化前の吸収係数と略同一であった。
　（化学強化ガラス板の切断）
　炭酸ガスレーザによるレーザ光の大部分は化学強化ガラス板の表面で熱として吸収される。そこで、化学強化ガラス板の内部に熱ができるだけ伝達するように、化学強化ガラス板の表面におけるレーザ光の照射領域はその移動方向に長い楕円形状（長さ１２ｍｍ、幅３ｍｍ）とし、レーザ光の照射時間を長くした。例１－１～例１－４と同様にして化学強化ガラス板上でレーザ光の照射領域を移動させた。
　評価結果を、切断条件などと共に、表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　表１及び表２から、厚さ（ｔ）×吸収係数（α）の値を３．０以下とすることで、化学強化ガラス板を、良好な切断精度で切断できることがわかる。厚さ（ｔ）×吸収係数（α）の値が３．０を越えると、切断できないか、切断できても最大ずれ量が大きく、切断精度が悪かった。
　［例２－１～例２－２０］
　例２－１～例２－２０（実施例）では、化学強化処理条件を変更して、内部残留引張応力（ＣＴ）を調節し、内部残留引張応力（ＣＴ）と最大ずれ量との関係を調べた。
　（化学強化用ガラス板）
　化学強化用ガラス板は、例１－１～例１－４と同様に作製した。
　各化学強化用ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した。例２－１、例２－２、例２－１５、及び例２－１６ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．７５質量％、Ｆｅ２＋含有量が１４９０質量ｐｐｍであった。例２－３、例２－４、例２－７、及び例２－８ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．０７５質量％、Ｆｅ２＋含有量が２７０質量ｐｐｍであった。例２－５、例２－６、例２－９、例２－１０、例２－１９、及び例２－２０ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．２０質量％、Ｆｅ２＋含有量が６００質量ｐｐｍであった。例２－１１、例２－１３、及び例２－１４ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．１２質量％、Ｆｅ２＋含有量が４００質量ｐｐｍであった。例２－１２、例２－１７及び例２－１８ではＦｅ２Ｏ３含有量が０．３質量％、Ｆｅ２＋含有量が８００質量ｐｐｍであった。
　各化学強化用ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した。例２－１～例２－２０において、Ｆｅ２Ｏ３以外の複数の成分（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及びＺｒＯ２）の質量比は、例１－１と略同一であった。
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する各化学強化用ガラス板の吸収係数は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した。例２－１、例２－２、例２－１５、及び例２－１６では吸収係数（α）が２．９９／ｃｍであった。例２－３、例２－４、例２－７、及び例２－８では吸収係数（α）が０．３／ｃｍであった。例２－５、例２－６、例２－９、例２－１０、例２－１９、及び例２－２０では吸収係数（α）が０．８／ｃｍであった。例２－１１、例２－１３、及び例２－１４では吸収係数（α）が０．４８／ｃｍであった。例２－１２、例２－１７及び例２－１８では吸収係数（α）が１．２／ｃｍであった。
　（化学強化ガラス板）
　各化学強化ガラス板は、内部残留引張応力（ＣＴ）が所望の値となるようにＫＮＯ３溶融塩の温度や浸漬時間などの処理条件を設定して作製した。
　各化学強化ガラス板中のＦｅ２Ｏ３含有量とＦｅ２＋含有量は、湿式分析法で測定した結果、化学強化前の値と略同一であった。
　各化学強化ガラス板の化学組成は、蛍光Ｘ線分析装置で測定し、湿式分析法で求めたＦｅ２Ｏ３含有量を基に校正した結果、化学強化前と略同一であった。
　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する各化学強化ガラス板の吸収係数（α）は、紫外可視近赤外分光光度計で測定した結果、化学強化前の吸収係数と略同一であった。
　（化学強化ガラス板の切断）
　化学強化ガラス板の切断は、例１－１～例１－４と同様にして行った。切断の評価結果を切断条件と共に表３～表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 　表３～表５から、内部残留引張応力（ＣＴ）を３０ＭＰａ以上とすることで、残留引張応力によるクラックの伸展が支配的になり、最大ずれ量を０ｍｍにできることがわかる。
　［例３－１～例３－８］
　例３－１～例３－４（実施例）では、例２－１５及び例２－１６と同様にして化学強化ガラス板を作製し、化学強化ガラス板の表面におけるレーザ光の照射領域の寸法形状を変更して、切断結果を評価した。
　また、例３－５～例３－８（実施例）では、例２－１及び例２－２と同様にして化学強化ガラス板を作製し、化学強化ガラス板の表面におけるレーザ光の照射領域の寸法形状を変更して、切断結果を評価した。
　評価結果を切断条件と共に表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 　表６から、化学強化ガラス板の表面において、レーザ光の照射領域は、円形に形成されている場合、直径（Φ）が０．１８ｍｍよりも大きく、化学強化ガラス板の厚さ（１．０ｍｍ）よりも小さいと、切断端部品質や切断面品質が良いことがわかる。直径（Φ）が０．１８ｍｍの場合、切断面に微細な亀裂があった。また、直径（Φ）が１．０３ｍｍの場合、切断面の端部が僅かに湾曲していた。
　以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上記実施形態および上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
　例えば、複数枚の強化ガラス板１０を重ねて同時に切断してもよく、この場合、各強化ガラス板１０において０＜α×ｔ≦３．０の式が成立すればよい。レーザ光２０が近赤外線の場合、０．００１≦α×ｔ≦３．０の式が成立すればよい。吸収係数（α）の測定には中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光が用いられ、切断用のレーザ光には波長が８００ｎｍ以上１０７５ｎｍ未満のレーザ光、又は波長が１０９５ｎｍよりも長く１１００ｎｍ以下のレーザ光が用いられてもよい。
てよい。
　本出願は、２０１１年１月１１日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－００３４９６号、及び２０１１年８月３１日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－１９００２４号に基づく優先権主張するものであり、特願２０１１－００３４９６号、及び特願２０１１－１９００２４号の全内容を本国際出願に援用する。
１０　　強化ガラス板
１１　　切断予定線
１２　　表面
１３　　表面層
１４　　裏面
１５　　裏面層
１７　　中間層
２０　　レーザ光
２１　　レーザ光の光軸
２２　　レーザ光の照射領域
３０　　クラック
４０　　ガス
４２　　ガスの吹き付け領域

Claims (6)

  1. 　レーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板であって、
    　中心波長帯が１０７５～１０９５ｎｍのレーザ光に対する前記ガラス板の吸収係数をα（ｃｍ－１）、前記ガラス板の厚さをｔ（ｃｍ）として、０．００１≦α×ｔ≦３．０の式を満たすことを特徴とするレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板。
  2. 　０．００１≦α×ｔ≦０．３の式を満たす請求項１に記載のレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板。
  3. 　前記ガラス板は、２価の鉄の酸化物換算での含有量が２０～６００００質量ｐｐｍであって、
    　前記ガラス板の厚さが０．０１～０．２ｃｍである請求項１に記載のレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板。
  4. 　前記ガラス板は、２価の鉄の酸化物換算での含有量が２０～６００００質量ｐｐｍであって、
    　前記ガラス板の厚さが０．０１～０．２ｃｍである請求項２に記載のレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板。
  5. 　前記ガラス板は、全ての鉄を３価の鉄の酸化物で換算したときの鉄の含有量が１００質量ｐｐｍ以上である請求項１～４のいずれか一項に記載のレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板。
  6. 　前記ガラス板は、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５０～７４％、Ａｌ２Ｏ３：４～２５％、Ｂ２Ｏ３：０～１０％、ＭｇＯ：１～１０％、ＣａＯ：０～５％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ：５～２０％、Ｋ２Ｏ：０～１０％、ＺｒＯ２：０～１０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．０１～５．０％を含有する請求項１～４のいずれか一項に記載のレーザ切断前の化学強化に用いられるガラス板。
     
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