WO2013021975A1 - 化学強化用ガラスおよびガラス筺体 - Google Patents

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WO2013021975A1
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雄一 飯田
誠 白鳥
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旭硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a chemically strengthened glass used for a housing of an electronic device, for example, a communication device or an information device that can be carried and used, and a glass housing using such a chemically strengthened glass.
  • resin or metal has been mainly used as a material for a casing of communication equipment and information equipment that can be carried around, such as a mobile phone, in consideration of designability, scratch resistance, workability, cost, etc. .
  • glass that has not been used so far as a casing material (see, for example, Patent Document 1). By using glass, it is considered that a unique decorative effect with transparency can be imparted.
  • glass is generally fragile.
  • a housing used for an electronic device such as a mobile phone can sufficiently withstand damage due to a drop impact during use or contact damage due to long-term use. High strength is required. For this reason, a glass having high strength that can be used for a casing of an electronic device such as a mobile phone is required.
  • Typical methods include a method of forming a compressive stress layer on the surface of the glass plate heated to near the softening point by air cooling (air cooling strengthening method / physical strengthening method), and a glass transition point.
  • air cooling strengthening method air cooling strengthening method / physical strengthening method
  • alkali metal ions typically Li ions, Na ions
  • alkali metal ions typically Li ions
  • This is a method (chemical strengthening method) in which a compressive stress layer is formed on the surface of glass by exchanging with Na ions or K ions or K ions for Na ions. In either case, the strength is improved by forming a compressive stress layer on the surface of the glass.
  • the former air-cooling strengthening method forms a compressive stress layer because the glass is thin (usually 3 mm or less) and the temperature difference between the surface and the interior is less likely to occur. It is difficult to do.
  • the latter chemical strengthening method can form a compressive stress layer on the surface even if it is a thin glass plate, and flatness is not impaired. Therefore, the glass used for the casing is preferably a material that can be strengthened by a chemical strengthening method.
  • the coloring of the glass is to exhibit a desired color by causing the transition metal to exist in the glass in a specific valence state.
  • so-called solarization may occur in which the valence state of the transition metal changes due to the influence of ultraviolet rays or the like and the color of the glass changes. Therefore, it is desired that the colored glass used for the casing maintains the original colored state for a long time and the design properties are not impaired by the color change.
  • An object of the present invention is to provide a glass for chemical strengthening that has a high strength and has a small color change even after long-term use, and that can provide a glass with high solarization resistance, and a casing using such a glass for chemical strengthening.
  • the present invention represents at least 55 to 80% of SiO 2 , 5 to 20% of Na 2 O, 0.001 to 3% of Fe 2 O 3 and 0.001 of TiO 2 in terms of mol% based on oxide.
  • MpOq as a coloring component (where M is Co, Cu, V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, And glass for chemical strengthening (hereinafter referred to as the present invention) containing 0.001 to 10% of at least one selected from Ag and Ag, wherein p and q are atomic ratios of M and O) (Sometimes referred to as glass for chemical strengthening).
  • the SiO 2 is 55 to 80%, Al 2 O 3 is 3 to 16%, B 2 O 3 is 0 to 12%, and Na 2 O is 5 to 16 in terms of mol% based on oxide.
  • the SiO 2 is 55 to 80%, Al 2 O 3 is 3 to 16%, B 2 O 3 is 0 to 12%, and Na 2 O is 5 to 16 in terms of mol% based on oxide.
  • the SiO 2 is 55 to 80%, Al 2 O 3 is 0 to 5%, B 2 O 3 is 0 to 12%, and Na 2 O is 5 to 20 in terms of mol% based on oxide. %, K 2 O 0-8%, CaO 1-15%, ZnO 0-5%, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Mg) 0- 10%, ZrO 2 0 to 5%, Fe 2 O 3 0.001 to 3%, TiO 2 0.001 to 3%, and MpOq as a coloring component (where M is Co, Cu, (At least one selected from V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag, and p and q are atomic ratios of M and O) Glass for chemical strengthening containing 0.001 to 10% (hereinafter referred to as glass 3 for chemical strengthening of the present invention) Provide).
  • the glass for chemical strengthening 1 to 3 of the present invention contains 0 to 3% of Co 3 O 4 and 0 to 8% of CuO as coloring components, and the total content of these components is Provide what is 0.01-8%.
  • the transmission color tone measured using a C light source with a thickness of 2 mm may be an (x, y) value on the CIE chromaticity coordinates and satisfy the following conditions. 0.00 ⁇ x ⁇ 0.32 0.00 ⁇ y ⁇ 0.40
  • any one of the glass for chemical strengthening 1 to 3 of the present invention wherein as coloring components, V 2 O 5 is 0 to 5%, Cr 2 O 3 is 0 to 5%, CuO is 0 to 8%, Provided is a composition containing 0 to 3% of Pr 6 O 11 and a total content of these components of 0.01 to 8%.
  • the transmission color tone measured using a C light source with a thickness of 2 mm may be an (x, y) value on the CIE chromaticity coordinates and satisfy the following conditions. 0.00 ⁇ x ⁇ 0.42 0.31 ⁇ y ⁇ 0.78
  • any one of the glass for chemical strengthening 1 to 3 of the present invention wherein as coloring components, CeO 2 is 0 to 3%, V 2 O 5 is 0 to 5%, Bi 2 O 3 is 0 to 10%. , Eu 2 O 3 is contained in an amount of 0 to 3%, and the total content of these components is 0.01 to 10%.
  • the transmission color tone measured using a C light source with a thickness of 2 mm may be an (x, y) value on the CIE chromaticity coordinates and satisfy the following conditions. 0.31 ⁇ x ⁇ 0.66 0.31 ⁇ y ⁇ 0.58
  • any of the chemical strengthening glasses 1 to 3 of the present invention wherein as coloring components, MnO 2 is 0 to 10%, Er 2 O 3 is 0 to 3%, NiO is 0 to 5%, Nd 2 Provided is O 3 containing 0 to 3% and WO 3 containing 0 to 10%, and the total content of these components is 0.01 to 10%.
  • the transmission color tone measured using a C light source with a thickness of 2 mm may be an (x, y) value on the CIE chromaticity coordinates and satisfy the following conditions. 0.26 ⁇ x ⁇ 0.50 0.04 ⁇ y ⁇ 0.34
  • the glass for chemical strengthening 1 to 3 of the present invention further contains 0 to 3% of SnO, 0 to 5% of Sb 2 O 3 , and contains Cu 2 O as the coloring component.
  • 0 to 3%, 0 to 6% of Ag 2 O the total content of SnO and Sb 2 O 3 is 0.01 to 5%, and the total content of Cu 2 O and Ag 2 O is 0.00.
  • the transmission color tone measured using a C light source with a thickness of 2 mm after heat treatment under desired conditions is an (x, y) value on the CIE chromaticity coordinates and satisfies the following conditions. There may be. 0.31 ⁇ x ⁇ 0.73 0.20 ⁇ y ⁇ 0.35
  • the glass for chemical strengthening of the present invention which has a transmittance deterioration degree ⁇ T calculated by the following formula of 5% or less, is provided.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • T1 is an average of wavelengths of 380 nm to 780 nm in a spectral transmittance curve after irradiation of light from a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm on a polished surface of glass having a thickness of 2 mm with both surfaces subjected to mirror optical polishing
  • T0 is the average transmittance of wavelengths 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before irradiation
  • the glass for chemical strengthening of the present invention which is used to form a chemically strengthened glass having a compressive stress layer having a thickness of 30 ⁇ m or more and a surface compressive stress of 550 MPa or more formed on the glass surface by a chemical strengthening treatment.
  • a chemically strengthened glass having a compressive stress layer having a thickness of 30 ⁇ m or more and a surface compressive stress of 550 MPa or more formed on the glass surface by a chemical strengthening treatment.
  • a glass casing containing the chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening the chemically strengthened glass of the present invention (sometimes referred to as the glass casing of the present invention).
  • the glass casing of the present invention and the chemically strengthened glass is provided with a thickness of 0.5 mm or more.
  • the glass casing of the present invention is provided with a chemically strengthened glass provided with a compressive stress layer having a thickness of 30 ⁇ m or more and a surface compressive stress of 550 MPa or more formed on the surface by a chemical strengthening treatment.
  • the glass casing of the present invention which is a glass casing used for an exterior of an electronic device, is provided.
  • the term “to” indicating the above numerical range is used in the sense that the numerical values described before and after it are used as the lower limit value and the upper limit value. Unless otherwise specified, “to” is the same in the following specification. Used with meaning.
  • strength and a color change with long-term use and which has high solarization resistance can be obtained, and the casing which consists of such glass for chemical strengthening are provided. Is done.
  • (A) And (b) is a figure which shows the spectral transmittance curve measured about the glass of one Example and one comparative example of this invention, respectively.
  • the glass for chemical strengthening of the first embodiment is SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 , and MpOq that is a coloring component (where M is Co, Cu, V, Essentially, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag are selected, and p and q are atomic ratios of M and O) It is contained as a component.
  • the composition of the glass for chemical strengthening according to the first embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Al 2 O 3 : 3 to 16%, Na 2 O: 5 to 16%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3% MpOq: 0.001 to 10% (where M is at least one selected from Co, Cu, V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, and Ag) , P and q are atomic ratios of M and O).
  • B 2 O 3 0 to 12%, K 2 O: 0 to 5%, MgO: 0 to 15%, ZnO: 0 to 5%, ZrO 2 : 0 to 5%, RO: 0 to 1% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Ca).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass.
  • the content is less than 3%, the weather resistance is lowered. Therefore, 3% or more is contained.
  • it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • the content is 16% or less.
  • it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and is also a component that is necessary for forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 16%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 16% or less. Preferably it is 15% or less, More preferably, it is 14% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • Fe 2 O 3 gives the glass a yellow or green color depending on the valence state of the Fe ions. In the case of Fe 2+ , it is green to blue-green, and in the case of Fe 3+ , it is yellow. In order to promote chemical strengthening, which is a major feature of the present invention, the Fe 3+ state is preferable, and it is desirable to be oxidized and melted. Usually, however, Fe 2+ and Fe 3+ coexist in glass, Cannot be in the Fe 3+ state. Therefore, when the content of Fe 2 O 3 is large, a small amount of Fe 2+ may be produced. In this case, in order to exhibit a green coloration, Fe 2 O 3 is combined with the green colorant described above. It can also be used in combination. Although the yellow coloration by Fe 3+ is light, Fe 2 O 3 can be used in combination with the yellow colorant described above in the same way.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • MpOq of the coloring component (where M is at least one selected from Co, Cu, V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag) , P and q are atomic ratios of M and O) are components for coloring the glass into a desired color.
  • the coloring components for example, blue, green, yellow, Purple, pink and red colored glass can be obtained.
  • a blue colored glass can be obtained.
  • a green colored glass can be obtained.
  • CeO 2, V 2 O 5, Bi 2 O 3 and Eu 2 O 3 it is possible to obtain a colored glass yellow.
  • a purple to pink colored glass can be obtained.
  • red colored glass can be obtained by use of at least one selected from Cu 2 O and Ag 2 O.
  • the content of the coloring component of MpOq is less than 0.001%, the coloring of the glass becomes extremely thin. Therefore, if the glass is not thickened, it cannot be recognized as colored, and in order to have design as a colored casing, It becomes necessary to design the thickness to be considerably thick. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Therefore, the content is 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less.
  • B 2 O 3 , K 2 O, MgO, ZnO, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Ca), and ZrO are included as necessary. 2 can be contained.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4.5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • Melting property can be improved by adding MgO.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by containing RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Ca).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Ca.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of this embodiment can further contain SO 3 , SnO, and Sb 2 O 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • SnO When SnO is colored red, it has a function as a so-called thermal reducing agent that reduces Cu 2 O or Ag 2 O and precipitates Cu or Ag colloid in a heat treatment in a later step.
  • the content if it contains SnO, it is preferable to make it contain 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.2% or more.
  • the content is preferably 3% or less. More preferably, it is 2.8% or less, and particularly preferably 2.5% or less.
  • Sb 2 O 3 acts as a thermal reducing agent in the same manner as SnO when it is colored red.
  • the content is less than 0.05%, the intended effect as a heat reducing agent may not be obtained. Therefore, if the inclusion of Sb 2 O 3, it is preferable to contain 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.2% or more.
  • the content is preferably 5% or less. More preferably, it is 3% or less, and particularly preferably 1% or less. Since Sb 2 O 3 is an environmental load substance, it is preferable to use SnO as the thermal reducing agent.
  • the glass for chemical strengthening according to the first embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention has been described above, the glass for chemical strengthening according to the first embodiment of the glass for chemical strengthening 2 according to the present invention.
  • This is the same as the glass for chemical strengthening according to the first embodiment of the glass for chemical strengthening 1 except that the content ratio of K 2 O is 0 to 15%.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more.
  • the content is 15% or less.
  • it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. And a compressive stress layer having a surface compressive stress can be formed, and a colored high-strength chemically strengthened glass can be obtained.
  • the obtained chemically strengthened glass is useful as a material for a glass casing constituting the exterior of an electronic device.
  • the method for producing the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited.
  • various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100 (Here, T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance of 780 nm, T0 is the average transmittance of wavelengths 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation
  • the degree of transmittance deterioration is an index for evaluating the solarization resistance of the chemically strengthened glass.
  • the glass for chemical strengthening according to the second embodiment of the present invention is a glass colored in a blue color.
  • the glass for chemical strengthening of the second embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention is SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 , and Co 3 O 4 as a coloring component. And / or CuO (that is, at least one selected from the group consisting of Co 3 O 4 and CuO) as an essential component.
  • the composition of the glass for chemical strengthening according to the second embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Al 2 O 3 : 3 to 16%, Na 2 O: 5-16%, B 2 O 3 0-12%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3%, Co 3 O 4 : 0 to 3%, CuO: 0-8%, (Co 3 O 4 + CuO): 0.01 to 8%, B 2 O 3 : 0 to 12%, K 2 O: 0 to 5%, MgO: 0 to 15%, ZnO: 0 to 5%, ZrO 2 : 0 to 5%, RO: 0 to 1% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Ca).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass.
  • the content is less than 3%, the weather resistance is lowered. Therefore, 3% or more is contained.
  • it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • the content is 16% or less.
  • it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and is also a component that is necessary for forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 16%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 16% or less. Preferably it is 15% or less, More preferably, it is 14% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • the content of Co 3 O 4 exceeds 3%, the coloring becomes too dark and the design properties are lowered. Therefore, the content of Co 3 O 4 is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less. On the other hand, if the CuO content exceeds 8%, the coloring becomes too dark and the glass becomes unstable. Therefore, the CuO content is 8% or less. Preferably it is 7% or less, More preferably, it is 5% or less.
  • MpOq of a coloring component other than the above-described coloring component (provided that M is V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu) as long as it does not impair blue coloration. Or at least one selected from Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag, and p and q are atomic ratios of M and O). Good. In that case, it is preferable that the total content of the coloring components does not exceed 10%. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Preferably it is 9% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • B 2 O 3 , K 2 O, MgO, ZnO, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Ca), and ZrO are included as necessary. 2 can be contained.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4.5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • Melting property can be improved by adding MgO.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by containing RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Ca).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Ca.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of the present embodiment can further contain SO 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • the glass for chemical strengthening according to the second embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention has been described above, the glass for chemical strengthening according to the second embodiment of the glass for chemical strengthening 2 according to the present invention.
  • This is the same as the glass for chemical strengthening according to the second embodiment of the glass for chemical strengthening 1 except that the content ratio of K 2 O is 0 to 15%.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more.
  • the content is 15% or less.
  • it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. Thus, a high-strength chemically strengthened glass colored in a blue color can be obtained.
  • the method for producing the chemically strengthened glass of the present embodiment is not particularly limited.
  • various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance of 780 nm, T0 is the average transmittance of wavelengths 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation
  • the glass for chemical strengthening of the third embodiment is a glass colored green, and, for example, (x, y) values on the CIE chromaticity coordinates, 0.00 ⁇ x ⁇ 0.42, 0.00.
  • a glass having a color tone satisfying 31 ⁇ y ⁇ 0.78 can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening of the third embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention is SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 , and V 2 O 5 as a coloring component. , Cr 2 O 3 , CuO and Pr 6 O 11 are contained as essential components.
  • the composition of the glass for chemical strengthening according to the third embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Al 2 O 3 : 3 to 16%, Na 2 O: 5-16%, B 2 O 3 0-12%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3%, V 2 O 5 : 0 to 5% Cr 2 O 3 : 0 to 5%, CuO: 0-8%, Pr 6 O 11 : 0 to 3% (V 2 O 5 + Cr 2 O 3 + CuO + Pr 6 O 11 ): 0.01 to 8%, B 2 O 3 : 0 to 12%, K 2 O: 0 to 5%, MgO: 0 to 15%, ZnO: 0 to 5%, ZrO 2 : 0 to 5%, RO: 0 to 1% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Ca).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass.
  • the content is less than 3%, the weather resistance is lowered. Therefore, 3% or more is contained.
  • it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • the content is 16% or less.
  • it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and is also a component that is necessary for forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 16%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 16% or less. Preferably it is 15% or less, More preferably, it is 14% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less. Note that the addition of Fe 2 O 3 promotes ion exchange because the presence of tetracoordinate Fe 3+ in the glass causes non-bridging oxygen in the glass to become bridging oxygen. This is considered to be due to the fact that the charge density becomes low and Na + ions move easily.
  • Fe 2 O 3 gives the glass a yellow or green color depending on the valence state of the Fe ions. In the case of Fe 2+ , it is green to blue-green, and in the case of Fe 3+ , it is yellow. In order to promote chemical strengthening, which is a major feature of the present invention, the Fe 3+ state is preferable, and it is desirable to be oxidized and melted. Usually, however, Fe 2+ and Fe 3+ coexist in glass, Cannot be in the Fe 3+ state. Therefore, when the content of Fe 2 O 3 is large, a small amount of Fe 2+ may be produced. In this case, in order to exhibit a green coloration, Fe 2 O 3 is combined with the green colorant described above. It can also be used in combination.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • At least one selected from V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , CuO and Pr 6 O 11 included as a coloring component is an essential component for coloring the glass into a green color. If the content of the coloring component is less than 0.01%, a desired green glass cannot be obtained. Therefore, 0.01% or more is contained. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. On the other hand, if the content exceeds 8%, the coloration of the glass becomes too deep and the difference in color becomes difficult to understand. Therefore, the content is 8% or less. Preferably it is 7% or less, More preferably, it is 5% or less.
  • the content of V 2 O 5 exceeds 5%, the color becomes too dark. Therefore, the content of V 2 O 5 is set to 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less. In addition, since V ion exhibits green in a trivalent state, it is desirable to melt in a reducing manner. If the content of Cr 2 O 3 exceeds 5%, the color becomes too dark. Therefore, the content of Cr 2 O 3 is set to 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less. If the CuO content exceeds 8%, the glass becomes unstable. Therefore, the CuO content is 8% or less.
  • the content of Pr 6 O 11 is 7% or less, More preferably, it is 5% or less. If the content of Pr 6 O 11 is more than 3%, the material cost is high because it is an expensive material. Therefore, the content of Pr 6 O 11 is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • MpOq of a coloring component other than the above-described coloring component (provided that M is Co, Ce, Bi, Eu, Mn, Er) as long as the green coloring is not impaired.
  • Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag, and p and q may be at least one selected from the group consisting of M and O. In that case, it is preferable that the total content of the coloring components does not exceed 10%. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Preferably it is 9% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • B 2 O 3 , K 2 O, MgO, ZnO, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Ca), and ZrO are included as necessary. 2 can be contained.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4.5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • Melting property can be improved by adding MgO.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by containing RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Ca).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Ca.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of the present embodiment can further contain SO 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. Thus, a high-strength chemically strengthened glass colored in a green color can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening according to the third embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention has been described above, the glass for chemical strengthening according to the third embodiment of the glass for chemical strengthening 2 according to the present invention. This is the same as the glass for chemical strengthening according to the third embodiment of the glass for chemical strengthening 1 except that the content ratio of K 2 O is 0 to 15%.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 15%, cracks are easily generated from the indentation when the indentation is formed on the glass surface, and the strength of the glass is lowered. Therefore, the content is 15% or less. Preferably it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less.
  • the method for producing the chemically strengthened glass of the present embodiment is not particularly limited.
  • various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance of 780 nm, T0 is the average transmittance of wavelengths 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation
  • the glass for chemical strengthening of the fourth embodiment is a glass colored yellow, for example, (x, y) values on the CIE chromaticity coordinates, 0.31 ⁇ x ⁇ 0.66, 0. Glass with a color tone satisfying 31 ⁇ y ⁇ 0.58 can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening of the fourth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention includes SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 , and CeO 2 , V as coloring components. It contains at least one selected from 2 O 5 , Bi 2 O 3 and Eu 2 O 3 as an essential component.
  • the composition of the glass for chemical strengthening according to the fourth embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Al 2 O 3 : 3 to 16%, Na 2 O: 5-16%, B 2 O 3 0-12%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3%, CeO 2 : 0 to 3% V 2 O 5 : 0 to 5% Bi 2 O 3 : 0 to 10%, Eu 2 O 3 : 0 to 3%, (CeO 2 + V 2 O 5 + Bi 2 O 3 + Eu 2 O 3 ): 0.01 to 10%, B 2 O 3 : 0 to 12%, K 2 O: 0 to 5%, MgO: 0 to 15%, ZnO: 0 to 5%, ZrO 2 : 0 to 5%, RO: 0 to 1% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Ca).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass.
  • the content is less than 3%, the weather resistance is lowered. Therefore, 3% or more is contained.
  • it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • the content is 16% or less.
  • it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and is also a component that is necessary for forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 16%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 16% or less. Preferably it is 15% or less, More preferably, it is 14% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • Fe 2 O 3 gives the glass a yellow or green color depending on the valence state of the Fe ions. In the case of Fe 2+ , it is green to blue-green, and in the case of Fe 3+ , it is yellow. In order to promote chemical strengthening, which is a major feature of the present invention, the Fe 3+ state is preferable, and it is desirable to be oxidized and melted. Usually, however, Fe 2+ and Fe 3+ coexist in glass, Cannot be in the Fe 3+ state. Although the yellow coloration by Fe 3+ is light, Fe 2 O 3 can be used in combination with the yellow colorant described above.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • At least one selected from CeO 2 , V 2 O 5 , Bi 2 O 3 and Eu 2 O 3 included as a coloring component is an essential component for coloring the glass into a yellowish color. If the content of the coloring component is less than 0.01%, a desired yellow glass cannot be obtained. Therefore, 0.01% or more is contained. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Therefore, the content is 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 6% or less.
  • the CeO 2 content exceeds 3%, the glass becomes unstable. Therefore, the CeO 2 content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • Ce ion is tetravalent and yellow, it is preferable to add it in a tetravalent state and melt it in an oxidizing manner.
  • the content of V 2 O 5 exceeds 5%, the glass becomes unstable. Therefore, the content of V 2 O 5 is set to 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less. Since V ions are pentavalent and yellow, it is desirable that they be oxidized and melted.
  • the content of Bi 2 O 3 exceeds 10%, a metal bismuth colloid is precipitated during melting, and it becomes difficult to exhibit a desired yellow color. Therefore, the content of Bi 2 O 3 is set to 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less.
  • the content of Eu 2 O 3 exceeds 3%, the raw material cost becomes high. Therefore, the content of Eu 2 O 3 is 3% or less. Preferably it is 2.5% or less, More preferably, it is 2% or less.
  • melting on the reduction side is preferable.
  • MpOq of coloring components other than the above-described coloring components (provided that M is Co, Cu, Cr, Pr, Mn, Er) as long as the yellow coloration is not impaired.
  • Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag, and p and q may be at least one selected from the group consisting of M and O. In that case, it is preferable that the total content of the coloring components does not exceed 10%. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Preferably it is 9% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • B 2 O 3 , K 2 O, MgO, ZnO, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Ca), and ZrO are included as necessary. 2 can be contained.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4.5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • Melting property can be improved by adding MgO.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by containing RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Ca).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Ca.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of the present embodiment can further contain SO 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. Thus, a high-strength chemically strengthened glass colored in a yellow color can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening which concerns on 4th Embodiment of the glass 1 for chemical strengthening which concerns on this invention was mentioned above, about glass for chemical strengthening which concerns on 4th Embodiment of the glass 2 for chemically strengthened which concerns on this invention. This is the same as the glass for chemical strengthening according to the fourth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 except that the content ratio of K 2 O is 0 to 15%.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content exceeds 15%, cracks are easily generated from the indentation when the indentation is formed on the glass surface, and the strength of the glass is lowered. Therefore, the content is 15% or less. Preferably it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less.
  • the method for producing the chemically strengthened glass of the present embodiment is not particularly limited.
  • various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance of 780 nm, T0 is the average transmittance of wavelengths 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation
  • the glass for chemical strengthening of the fifth embodiment is a glass colored purple to pink, for example, (x, y) value on the CIE chromaticity coordinate, 0.26 ⁇ x ⁇ 0.50, A glass having a color tone satisfying 0.04 ⁇ y ⁇ 0.34 can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening of the fifth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention includes SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, Fe 2 O 3 , TiO 2 , and MnO 2 and Er as coloring components. It contains at least one selected from 2 O 3 , NiO, Nd 2 O 3 and WO 3 as an essential component.
  • the composition of the glass for chemical strengthening according to the fifth embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Al 2 O 3 : 3 to 16%, Na 2 O: 5-16%, B 2 O 3 0-12%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3%, MnO 2 : 0 to 10%, Er 2 O 3 : 0 to 3%, NiO: 0-5%, Nd 2 O 3 : 0 to 3% WO 3 : 0 to 10%, (MnO 2 + Er 2 O 3 + NiO + Nd 2 O 3 + WO 3 ): 0.01 to 10%, B 2 O 3 : 0 to 12%, K 2 O: 0 to 5%, MgO: 0 to 15%, ZnO: 0 to 5%, ZrO 2 : 0 to 5%, RO: 0 to 1% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Ca).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass.
  • the content is less than 3%, the weather resistance is lowered. Therefore, 3% or more is contained.
  • it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • the content is 16% or less.
  • it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and is also a component that is necessary for forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 16%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 16% or less. Preferably it is 15% or less, More preferably, it is 14% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • At least one selected from MnO 2 , Er 2 O 3 , NiO, Nd 2 O 3 and WO 3 contained as a coloring component is an essential component for coloring the glass into a purple to pink color. If the content of the coloring component is less than 0.01%, the desired purple or pink glass cannot be obtained. Therefore, 0.01% or more is contained. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. On the other hand, if the content exceeds 10%, the color becomes too dark. Therefore, the content is 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 6% or less.
  • the content of MnO 2 exceeds 10%, the color becomes too dark. Therefore, the content of MnO 2 is 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 6% or less.
  • the content of Er 2 O 3 exceeds 3%, the raw material cost becomes too high. Therefore, the content of Er 2 O 3 is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • the content of NiO exceeds 5%, the color becomes too dark. Therefore, the NiO content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less. If the content of Nd 2 O 3 exceeds 3%, the raw material cost becomes high.
  • the content of Nd 2 O 3 is set to 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less. If the content of WO 3 exceeds 10%, the glass becomes unstable. Therefore, the content of WO 3 is set to 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less.
  • MpOq of coloring components other than the above-described coloring components within a range that does not impair purple to pink coloration.
  • At least one selected from Ce, Bi, Eu, Rb, Sn, and Ag, and p and q may be an atomic ratio of M and O) may be contained.
  • the total content of the coloring components does not exceed 10%. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Preferably it is 9% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • B 2 O 3 , K 2 O, MgO, ZnO, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Ca), and ZrO are included as necessary. 2 can be contained.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4.5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • Melting property can be improved by adding MgO.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by containing RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Ca).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Ca.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of the present embodiment can further contain SO 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. Thus, a high-strength chemically strengthened glass colored purple or pink can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening according to the fifth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention has been described above, the glass for chemical strengthening according to the fifth embodiment of the glass for chemical strengthening 2 according to the present invention. This is the same as the glass for chemical strengthening according to the fifth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 except that the content ratio of K 2 O is 0 to 15%.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 15%, cracks are easily generated from the indentation when the indentation is formed on the glass surface, and the strength of the glass is lowered. Therefore, the content is 15% or less. Preferably it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less.
  • the method for producing the chemically strengthened glass of the present embodiment is not particularly limited.
  • various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance is 780 nm
  • T0 is the average transmittance at a wavelength of 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation.
  • the glass for chemical strengthening according to the sixth embodiment is a glass colored in a red color.
  • the glass for chemical strengthening according to the sixth embodiment is a glass colored in a red color.
  • the (x, y) value on the CIE chromaticity coordinates 0.31 ⁇ x ⁇ 0.73,.
  • a glass having a color tone satisfying 20 ⁇ y ⁇ 0.35 can be obtained.
  • the glass for chemical strengthening according to the sixth embodiment of the present invention is a glass colored red by depositing a colloid, the color tone is heat-treated under a desired condition and a red color is developed. For glass.
  • the glass for chemical strengthening of the sixth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 according to the present invention contains SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, Fe 2 O 3 , and TiO 2 as essential components, and is further colored.
  • As components Cu 2 O and / or Ag 2 O (that is, at least one selected from the group consisting of Cu 2 O and Ag 2 O) and SnO and / or Sb 2 O 3 (that is, SnO and Sb 2 O) And at least one selected from the group consisting of 3 ) as an essential component.
  • the composition of the glass for chemical strengthening according to the sixth embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Al 2 O 3 : 3 to 16%, Na 2 O: 5-16%, B 2 O 3 0-12%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3%, Cu 2 O: 0 to 3%, Ag 2 O: 0 to 6%, (Cu 2 O + Ag 2 O): 0.01 to 6%, SnO: 0-3%, Sb 2 O 3 : 0 to 5%, (SnO + Sb 2 O 3 ): 0.01-5% B 2 O 3 : 0 to 12%, K 2 O: 0 to 5%, MgO: 0 to 15%, ZnO: 0 to 5%, ZrO 2 : 0 to 5%, RO: 0 to 1% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Ca).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass.
  • the content is less than 3%, the weather resistance is lowered. Therefore, 3% or more is contained.
  • it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • the content is 16% or less.
  • it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and also a component that forms a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 16%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 16% or less. Preferably it is 15% or less, More preferably, it is 14% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • Cu 2 O and / or Ag 2 O as a coloring component is an essential component for coloring the glass into a red color. If the content of the coloring component is less than 0.001%, a desired red glass cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.1% or more, More preferably, it is 0.2% or more. If the content exceeds 6%, the glass becomes unstable. Therefore, the content is 6% or less. Preferably it is 5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • the Cu 2 O content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less. Further, if the content of Ag 2 O exceeds 6%, the glass becomes unstable. Therefore, the content of Ag 2 O is 6% or less. Preferably it is 5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • SnO and / or Sb 2 O 3 is a component that acts as a so-called thermal reducing agent that reduces Cu 2 O or Ag 2 O, which is a coloring component, in a subsequent heat treatment, and precipitates Cu or Ag colloid. If the total content of both is less than 0.01%, the intended effect as a thermal reducing agent may not be obtained. Therefore, the total content of both is preferably 0.01% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.3% or more. On the other hand, if the content exceeds 5%, the glass becomes unstable and tends to be devitrified. Therefore, the content is preferably 5% or less. More preferably, it is 4% or less, and particularly preferably 3% or less.
  • the SnO content is less than 0.05%, the intended action as a thermal reducing agent may not be obtained. Therefore, when it contains SnO, it is preferable to make it contain 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.2% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is preferably 3% or less. More preferably, it is 2.8% or less, and particularly preferably 2.5% or less.
  • the content of Sb 2 O 3 is less than 0.05%, the intended effect as a thermal reducing agent may not be obtained. Therefore, if the inclusion of Sb 2 O 3, it is preferable to contain 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.2% or more. On the other hand, if the content exceeds 5%, the glass becomes unstable and tends to be devitrified. Therefore, the content is preferably 5% or less. More preferably, it is 3% or less, and particularly preferably 1% or less. In addition, since Sb 2 O 3 is an environmental load substance, it is preferable to use SnO as the thermal reducing agent.
  • MpOq of a coloring component other than the above-described coloring component (provided that M is Co, V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn) as long as the red coloring is not impaired.
  • Er, Ni, Nd, Rb and W, and p and q may be an atomic ratio of M and O).
  • the total content of the coloring components does not exceed 10%. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Preferably it is 9% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • B 2 O 3 , K 2 O, MgO, ZnO, RO (wherein R is at least one selected from Sr, Ba and Ca), and ZrO are included as necessary. 2 can be contained.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4.5% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • Melting property can be improved by adding MgO.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by containing RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Ca).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Ca.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of the present embodiment can further contain SO 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. Thus, a high-strength chemically strengthened glass colored in a red color can be obtained.
  • glass for chemical strengthening which concerns on 6th Embodiment of the glass for chemical strengthening 1 which concerns on this invention was mentioned above, about glass for chemically strengthened which concerns on 6th Embodiment of the glass for chemically strengthened 2 which concerns on this invention.
  • This is the same as the glass for chemical strengthening according to the sixth embodiment of the glass for chemical strengthening 1 except that the content ratio of K 2 O is 0 to 15%.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more.
  • the content is 15% or less.
  • it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less.
  • the method for producing the chemically strengthened glass of the present embodiment is not particularly limited. For example, various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance is 780 nm
  • T0 is the average transmittance at a wavelength of 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation.
  • the glass for chemical strengthening of the seventh embodiment is SiO 2 , Na 2 O, CaO, Fe 2 O 3 , TiO 2 , and MpOq that is a coloring component (where M is Co, Cu, V, Cr, Pr). , Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag, and p and q are atomic ratios of M and O) as essential components To do.
  • the composition of the chemically strengthened glass according to the seventh embodiment is as follows.
  • SiO 2 55-80% Na 2 O: 5-20%, CaO: 1-15%, Fe 2 O 3 : 0.001 to 3%, TiO 2 : 0.001 to 3% MpOq: 0.001 to 10% (where M is at least selected from Co, Cu, V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag) 1 and p and q are atomic ratios of M and O).
  • Al 2 O 3 0 to 5%
  • B 2 O 3 0 to 12%
  • K 2 O 0-8%
  • ZnO 0 to 5%
  • ZrO 2 0 to 5%
  • RO 0 to 10% (provided that R is at least one selected from Sr, Ba, and Mg).
  • SiO 2 which is an essential component of the glass for chemical strengthening of the present embodiment, is a component that constitutes the skeleton of the glass. If the content is less than 55%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Therefore, 55% or more is contained. Preferably it is 58% or more, More preferably, it is 60% or more. On the other hand, if the content exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Therefore, the content is 80% or less. Preferably it is 78% or less, More preferably, it is 75% or less.
  • Na 2 O is a component that improves the meltability of the glass and is also a component that is necessary for forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. If the content is less than 5%, the meltability is lowered, and it becomes difficult to form a desired compressive stress layer on the glass surface by ion exchange. Therefore, 5% or more is contained. Preferably it is 6% or more, More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if the content exceeds 20%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 20% or less. Preferably it is 18% or less, More preferably, it is 16% or less.
  • Fe 2 O 3 is a component that facilitates ion exchange by facilitating the movement of ions in the glass. If the content is less than 0.001%, the effect of promoting ion exchange cannot be obtained. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, if the content exceeds 3%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • Fe 2 O 3 gives the glass a yellow or green color depending on the valence state of the Fe ions. In the case of Fe 2+ , it is green to blue-green, and in the case of Fe 3+ , it is yellow. In order to promote chemical strengthening, which is a major feature of the present invention, the Fe 3+ state is preferable, and it is desirable to be oxidized and melted. Usually, however, Fe 2+ and Fe 3+ coexist in glass, Cannot be in the Fe 3+ state. Therefore, when the content of Fe 2 O 3 is large, a small amount of Fe 2+ may be produced. In this case, in order to exhibit a green coloration, Fe 2 O 3 is combined with the green colorant described above. It can also be used in combination. Although the yellow coloration by Fe 3+ is light, Fe 2 O 3 can be used in combination with the yellow colorant described above in the same way.
  • TiO 2 is a component that has the effect of enhancing the resistance to solarization of glass and enhancing the coloration by other colored ions. If the content is less than 0.001%, the solarization resistance cannot be improved. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. Further, if the content exceeds 3%, the crystallization tendency of the glass is promoted, and devitrification tends to occur. Therefore, the content is 3% or less. Preferably it is 2.8% or less, More preferably, it is 2.5% or less.
  • MpOq of the coloring component (where M is at least one selected from Co, Cu, V, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, Sn, and Ag) , P and q are atomic ratios of M and O) are components for coloring the glass in a desired color, and the coloring components are appropriately selected for the chemical strengthening glass of the seventh embodiment described above. By doing so, for example, blue, green, yellow, purple to pink, and red colored glasses can be obtained.
  • a blue colored glass can be obtained.
  • a green colored glass can be obtained.
  • CeO 2, V 2 O 5, Bi 2 O 3 and Eu 2 O 3 it is possible to obtain a colored glass yellow.
  • a purple to pink colored glass can be obtained.
  • a red colored glass can be obtained.
  • the content of the coloring component of MpOq is less than 0.001%, the coloring of the glass becomes extremely thin. Therefore, if the glass is not thickened, it cannot be recognized as colored, and in order to have design as a colored casing, It becomes necessary to design the thickness to be considerably thick. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. If the content exceeds 10%, the glass becomes unstable. Therefore, the content is 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less.
  • the melting property can be improved by adding CaO.
  • the content is 15% or less. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 12% or less.
  • And ZrO 2 can be included.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more.
  • it is 0.5% or more, More preferably, it is 0.8% or more.
  • the content is 5% or less.
  • it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the weather resistance can be improved.
  • the content is less than 0.1%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more, and particularly preferably 2% or more.
  • the content is 12% or less. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 8% or less.
  • the meltability can be improved and the ion exchange rate in chemical strengthening can be increased.
  • the content is less than 0.1%, there is a possibility that a significant effect for improving the meltability cannot be obtained or a significant effect for improving the ion exchange rate cannot be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.5% or more.
  • the content exceeds 8%, the weather resistance decreases. Therefore, the content is 8% or less. Preferably it is 6% or less, More preferably, it is 4% or less.
  • the weather resistance can be improved by containing ZnO.
  • it is preferable to contain 0.1% or more. More preferably, it is 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • Melting property can be improved by including RO (where R is at least one selected from Sr, Ba and Mg).
  • R is at least one selected from Sr, Ba and Mg.
  • chemical strengthening characteristics may be deteriorated, so addition should be kept to the minimum necessary, and the total content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.
  • the ion exchange rate can be increased.
  • the content is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect for improving the ion exchange rate may not be obtained. Therefore, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
  • the content is 5% or less. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
  • the chemical strengthening glass of this embodiment can further contain SO 3 , SnO, and Sb 2 O 3 as necessary.
  • SO 3 is a component that acts as a fining agent. However, if the content is less than 0.01%, the desired clarification action may not be obtained. Therefore, if the inclusion of SO 3, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.03% or more, and particularly preferably 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Therefore, the content is preferably 1% or less. More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.6% or less.
  • SnO When SnO is colored red, it has a function as a so-called thermal reducing agent that reduces Cu 2 O or Ag 2 O and precipitates Cu or Ag colloid in a heat treatment in a later step.
  • the content if it contains SnO, it is preferable to make it contain 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.2% or more.
  • the content is preferably 3% or less. More preferably, it is 2.8% or less, and particularly preferably 2.5% or less.
  • Sb 2 O 3 acts as a thermal reducing agent in the same manner as SnO when it is colored red.
  • the content is less than 0.05%, the intended effect as a heat reducing agent may not be obtained. Therefore, if the inclusion of Sb 2 O 3, it is preferable to contain 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, Most preferably, it is 0.2% or more.
  • the content is preferably 5% or less. More preferably, it is 3% or less, and particularly preferably 1% or less.
  • Sb 2 O 3 is an environmental load substance, it is preferable to use SnO as the thermal reducing agent.
  • the glass for chemical strengthening of the present embodiment can be provided with excellent solarization resistance by including Fe 2 O 3 and TiO 2 in particular, and sufficient depth on the surface by performing chemical strengthening treatment. And a compressive stress layer having a surface compressive stress can be formed, and a colored high-strength chemically strengthened glass can be obtained.
  • the obtained chemically strengthened glass is useful as a material for a glass casing constituting the exterior of an electronic device.
  • the method for producing the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited.
  • various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500-1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. It is manufactured in the form of a plate or cast by a well-known downdraw method, press method or the like, molded into a block shape, slowly cooled, cut into a desired size, and subjected to polishing if necessary.
  • the method for chemically strengthening the glass for chemical strengthening of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a method capable of ion exchange between Na 2 O of the glass surface layer and K 2 O in the molten salt, for example, 400 to 550.
  • a method of immersing a glass plate or a glass molded article in a potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 0 ° C. for 2 to 20 hours is used.
  • the glass for chemical strengthening of this embodiment preferably has a transmittance deterioration degree ⁇ T obtained by the following formula of 5% or less. More preferably, it is 4% or less.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100 (Here, T1 is a wavelength of 380 nm or more in a spectral transmittance curve after irradiation of light of a 400 W high-pressure mercury lamp at a separation distance of 15 cm for 50 hours on a polished surface of a glass for chemical strengthening having a thickness of 2 mm with both surfaces mirror-polished optically.
  • the average transmittance of 780 nm, T0 is the average transmittance of wavelengths 380 nm to 780 nm in the spectral transmittance curve before light irradiation
  • the degree of transmittance deterioration is an index for evaluating the solarization resistance of the chemically strengthened glass.
  • the glass casing of the present embodiment is a casing used for the exterior of an electronic device that can be carried and used such as a mobile phone, and is composed of a chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening the glass for chemical strengthening described above. .
  • Chemical strengthening of the glass for chemical strengthening is performed, for example, by immersing the glass plate in potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt heated to 400 to 550 ° C. for 2 to 20 hours.
  • KNO 3 potassium nitrate
  • any method can be used as long as it allows ion exchange between Na 2 O on the glass surface layer and K 2 O in the molten salt.
  • a compressive stress layer is formed on the surface of the chemically strengthened glass.
  • the depth of the compressive stress layer is preferably 30 ⁇ m or more, and more preferably 40 ⁇ m or more. If the depth is less than 30 ⁇ m, the strength required for the housing of an electronic device such as a mobile phone may not be provided. However, if the compressive stress layer is too deep, the internal tensile stress increases and the impact at the time of failure increases. That is, it is known that when the internal tensile stress is large, there is a tendency that the glass breaks into pieces when the glass breaks, and the risk increases.
  • the depth of the compressive stress layer is preferably 70 ⁇ m or less. More preferably, it is 60 micrometers or less, Most preferably, it is 50 micrometers or less.
  • the surface of the chemically strengthened glass may be polished, and in this case, it is preferable that the above requirements are satisfied after polishing.
  • the depth of the compressive stress layer refers to the depth at which ion-exchanged alkali metal ions (potassium ions or sodium ions) diffuse into the glass, for example, using a surface stress meter using a photoelastic analysis method. Can be measured.
  • the compressive stress layer preferably has a surface compressive stress of 550 MPa or more, and more preferably 700 MPa or more. If the surface compressive stress is less than 550 MPa, the strength required for the housing of an electronic device such as a mobile phone may not be provided.
  • the surface compressive stress can be measured using, for example, a surface stress meter using a photoelastic analysis method, similarly to the depth of the compressive stress layer.
  • the chemically strengthened glass constituting the casing is preferably at least 0.5 mm in thickness, that is, 0.5 mm or more in thickness at the thinnest portion, and more preferably 0.8 mm or more. If the thickness of the chemically strengthened glass is less than 0.5 mm, the strength required for the housing of an electronic device such as a mobile phone may not be provided even when the chemically strengthened glass is used.
  • Examples 1-1 to 1-14, Examples 2-1 to 2-10, Examples 3-1 to 3-11, Examples 4-1 to 4-11, and Examples 5-1 and 5 -2 is an example according to the chemical strengthening glass 1 of the present invention
  • Examples 1-15 and 2-9 are comparative examples.
  • Examples 6-1 to 6-19 are examples relating to the chemically strengthening glass 2 of the present invention.
  • the glass raw materials generally used such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates and the like are appropriately selected so that the composition ratio of the glass is as shown in Tables 1 to 5, Tables 8 and 9.
  • the glass was weighed and mixed to 100 ml.
  • the SO 3 listed in Tables 1 to 4, 8 and 9 is the residual SO 3 remaining in the glass after the addition of bow glass (Na 2 SO 4 ) to the glass raw material and the decomposition of the bow glass. Value.
  • this raw material mixture is put into a platinum crucible, put into a 1500-1600 ° C. resistance heating electric furnace, the raw material is melted in about 0.5 hours, melted for 1 hour, defoamed,
  • the glass block was obtained by pouring into a mold having a length of about 50 mm, a width of about 100 mm, and a height of about 20 mm preheated to 300 ° C. and slowly cooled at a rate of about 1 ° C./min.
  • the glass block was cut and ground to have a size of 40 mm ⁇ 40 mm and a thickness of 2.0 mm, and finally both surfaces were polished to a mirror surface to obtain a plate-shaped chemical strengthening glass.
  • Example of the glass for chemical strengthening of this invention shown in Table 1 shows the example of the glass composition which concerns on 1st Embodiment of this invention, and 2nd Embodiment.
  • the Example of the glass for chemical strengthening of this invention shown in Table 2 shows the example of the glass composition for chemical strengthening which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and 3rd Embodiment.
  • the Example of the glass for chemical strengthening of this invention shown in Table 3 shows the example of the glass composition for chemical strengthening which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and 4th Embodiment.
  • the examples of the glass for chemical strengthening of the present invention shown in Table 4 show examples of the glass compositions for chemical strengthening according to the first and fifth embodiments of the present invention.
  • Example of the glass for chemical strengthening of this invention shown in Table 5 shows the example of the glass composition for chemical strengthening which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and 6th Embodiment.
  • Example of the glass for chemical strengthening of this invention shown to Table 8 and 9 shows the example of the glass composition for chemical strengthening which concerns on the 7th Embodiment of this invention.
  • the obtained glass for chemical strengthening was measured for chromaticity and solarization before chemical strengthening treatment. Moreover, about the glass after a chemical strengthening process, the depth and surface compressive stress of the compressive-stress layer formed in the surface were measured. The measurement method and measurement results are shown below.
  • Example 1-14 The plate-shaped chemically strengthened glass obtained in Example 1-14 (Example) and Example 1-15 (Comparative Example) was used as a measurement sample. After irradiating the polished surface of each of these measurement samples with light from a 400 W high-pressure mercury lamp from a position 15 cm away for 50 hours, the average transmittance T1 at a wavelength of 380 nm to 780 nm was measured. The degree of deterioration ⁇ T from the average transmittance T0 at wavelengths of 380 nm to 780 nm was calculated. Note that an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-570) was used for the transmittance measurement.
  • ⁇ T (%) [(T0 ⁇ T1) / T0] ⁇ 100
  • Table 6 The results are shown in Table 6 together with average transmittances T0 and T1 at wavelengths of 380 nm to 780 nm before and after the light irradiation of each sample.
  • the spectral transmittance curve before and after the light irradiation measured about each sample is shown in FIG.
  • FIG. 1 shows the measurement results of Example 1-14 (Example), and (b) shows the measurement results of Example 1-15 (Comparative Example).
  • the solarization resistance of the glass is improved by adding a predetermined amount of the TiO 2 component to the glass. Therefore, when the glass for chemical strengthening of the present invention is used as a casing material, the original colored state is maintained for a long time, and the design property is not impaired by the color change.
  • Example 2-9 [Depth of compressive stress layer and surface compressive stress]
  • the plate-like chemically strengthened glass obtained in Example 2-1 was immersed in KNO 3 molten salt (100%) at 425 ° C. for 6 hours to perform a chemical strengthening treatment to obtain a measurement sample.
  • the same chemical strengthening treatment was performed on the plate-shaped chemically strengthened glass obtained in Example 2-9 (Comparative Example) to obtain a measurement sample.
  • the glass of Example 2-9 is a glass having the same composition as Example 2-1 except that the Fe 2 O 3 component is not blended.
  • the glass for chemical strengthening of the present invention can be suitably used as a glass for a housing of an electronic device such as a mobile phone that requires high strength.
  • the glass for chemical strengthening of the present invention can be suitably used as a casing material constituting the exterior of communication equipment and information equipment that can be carried and used such as a mobile phone.

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Abstract

 強度が高く、かつ耐ソラリゼーション性に優れたガラスが得られる化学強化用ガラス、およびそのようなガラスを用いた筺体を提供する。 化学強化用ガラスは、酸化物基準のモル%表示で、少なくとも、SiOを55~80%、NaOを5~20%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、ここにおいて、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有する。ガラス筺体は、化学強化用ガラスを化学強化処理して得られた化学強化ガラスを含む。

Description

化学強化用ガラスおよびガラス筺体
 本発明は、電子機器、例えば携帯して使用可能な通信機器や情報機器等の筺体等に使用される化学強化用ガラス、およびそのような化学強化用ガラスを用いたガラス筺体に関する。
 従来、携帯電話等の携帯して使用可能な通信機器や情報機器の筺体の材料には、意匠性、耐傷性、加工性、コスト等を考慮して、樹脂または金属が主に使用されてきた。そして、最近では、このような樹脂や金属に加え、これまで使用されてこなかったガラスを筺体材料として使用することが試みられている(例えば、特許文献1参照。)。ガラスを使用することで、透明感のある独特の装飾効果を付与できると考えられる。
 しかしながら、一般にガラスは脆弱であり、一方、携帯電話等の電子機器に使用される筺体は、その使用形態から、使用時の落下衝撃による破損や長期間の使用による接触傷等にも十分耐え得る高い強度が要求される。このため、携帯電話等の電子機器の筺体に使用可能な高い強度を持ったガラスが求められている。
 ガラスの強度を高める技術は、種々知られている。その代表的な方法が、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷等により急冷することにより、表面に圧縮応力層を形成させる方法(風冷強化法/物理強化法)と、ガラス転移点以下の温度でイオン交換により、ガラス板表面のイオン半径が小さいアルカリ金属イオン(典型的には、Liイオン、Naイオン)をイオン半径のより大きいアルカリ金属イオン(典型的には、Liイオンに対してはNaイオンまたはKイオン、Naイオンに対してはKイオン)に交換することにより、ガラスの表面に圧縮応力層を形成する方法(化学強化法)である。いずれも、ガラスの表面に圧縮応力層を形成させることで、強度を向上させるものである。
 これらの方法のうち、前者の風冷強化法は、上記筺体用ガラスのようにガラスの厚みが薄い(通常、3mm以下)と、表面と内部の温度差がつきにくいために圧縮応力層を形成することは困難である。しかも、冷却温度のばらつきにより、薄いガラス板の場合、平面性が損なわれるおそれがある。これに対し、後者の化学強化法は、薄いガラス板であっても表面に圧縮応力層を形成させることができ、平面性が損なわれることもない。したがって、上記筺体に用いるガラスは化学強化法によって強化可能な材料であることが好ましい。
日本特開2009-61730号公報
 携帯電話等の電子機器の筺体は高い意匠性が求められるため、ガラス自体を着色して用いる、つまり、着色剤を含有したガラスを用いることが考えられる。
 ところが、このような着色剤を含有したガラスに上述した化学強化法を適用して強化しようとすると、着色剤を含有しないガラスを化学強化した場合と比較して、化学強化しにくい、つまり、着色剤を含有した化学強化ガラスの強度は、着色剤を含有しない化学強化ガラスに比べて相対的に低くなることが確認された。その要因としては、イオン交換によりイオン半径の大きいアルカリ金属イオンと置換されるイオン半径の小さいアルカリ金属イオンのガラス中の含有量が、着色剤を含有させたことにより、相対的に少なくなり、イオン交換される量が減ることや、着色イオンの存在により、アルカリ金属イオンの移動が阻害されること等が考えられる。
 また、ガラスの着色は、遷移金属を特定の価数状態でガラス中に存在させることで、所望の発色を呈させるものである。しかしながら、ガラスを筺体等に長期間使用すると、紫外線等の影響により遷移金属の価数状態が変わってガラスの色が変化する、いわゆるソラリゼーションが生ずることがある。したがって、筺体に用いる着色ガラスは、当初の着色状態を長く維持し、色の変化により意匠性が損なわれないことが望まれる。
 本発明は、強度が高く、かつ長期間の使用によっても色変化の少ない、耐ソラリゼーション性の高いガラスが得られる化学強化用ガラス、およびそのような化学強化用ガラスを用いた筺体の提供を目的とする。
 本発明は、酸化物基準のモル%表示で、少なくとも、SiOを55~80%、NaOを5~20%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、ここにおいて、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有することを特徴とする化学強化用ガラス(以下、このガラスを本発明の化学強化用ガラスということがある)を提供する。
 また、本発明は、酸化物基準のモル%表示で、SiOを55~80%、Alを3~16%、Bを0~12%、NaOを5~16%、KOを0~5%、MgOを0~15%、ZnOを0~5%、RO(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である)を0~1%、ZrOを0~5%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有する化学強化用ガラス(以下、本発明の化学強化用ガラス1ということがある)を提供する。
 また、本発明は、酸化物基準のモル%表示で、SiOを55~80%、Alを3~16%、Bを0~12%、NaOを5~16%、KOを0~15%、MgOを0~15%、ZnOを0~5%、RO(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である)を0~1%、ZrOを0~5%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有する化学強化用ガラス(以下、本発明の化学強化用ガラス2ということがある)を提供する。
 また、本発明は、酸化物基準のモル%表示で、SiOを55~80%、Alを0~5%、Bを0~12%、NaOを5~20%、KOを0~8%、CaOを1~15%、ZnOを0~5%、RO(但し、Rは、Sr、Ba、およびMgから選ばれる少なくとも1種である)を0~10%、ZrOを0~5%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有する化学強化用ガラス(以下、このガラスを本発明の化学強化用ガラス3ということがある)を提供する。
 また、本発明の化学強化用ガラス1~3のいずれかであって、着色成分として、Coを0~3%、CuOを0~8%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~8%であるものを提供する。
 この化学強化用ガラスにおいて、2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすものであってもよい。
   0.00≦x≦0.32
   0.00≦y≦0.40
 また、本発明の化学強化用ガラス1~3のいずれかであって、着色成分として、Vを0~5%、Crを0~5%、CuOを0~8%、Pr11を0~3%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~8%であるものを提供する。
 この化学強化用ガラスにおいて、2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすものであってもよい。
   0.00≦x≦0.42
   0.31≦y≦0.78
 また、本発明の化学強化用ガラス1~3のいずれかであって、着色成分として、CeOを0~3%、Vを0~5%、Biを0~10%、Euを0~3%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~10%であるものを提供する。
 この化学強化用ガラスにおいて、2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすものであってもよい。
   0.31≦x≦0.66
   0.31≦y≦0.58
 また、本発明の化学強化用ガラス1~3のいずれかであって、着色成分として、MnOを0~10%、Erを0~3%、NiOを0~5%、Ndを0~3%、WOを0~10%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~10%であるものを提供する。
 この化学強化用ガラスにおいて、2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすものであってもよい。
   0.26≦x≦0.50
   0.04≦y≦0.34
 また、本発明の化学強化用ガラス1~3のいずれかであって、SnOを0~3%、Sbを0~5%、さらに含有するとともに、前記着色成分として、CuOを0~3%、AgOを0~6%含有し、SnOおよびSbの合計含有率が0.01~5%であり、CuOおよびAgOの合計含有率が0.001~6%であるものを提供する。
 この化学強化用ガラスにおいて、所望の条件で熱処理した後の2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすものであってもよい。
   0.31≦x≦0.73
   0.20≦y≦0.35
 また、本発明の化学強化用ガラスであって、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であるものを提供する。
 ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmのガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、前記照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
 また、本発明の化学強化用ガラスであって、ガラス表面に化学強化処理により形成された厚み30μm以上、表面圧縮応力550MPa以上の圧縮応力層を備えた化学強化ガラスを形成するために用いられるガラスを提供する。
 また、本発明の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られた化学強化ガラスを含むガラス筺体(本発明のガラス筺体ということがある)を提供する。
 また、本発明のガラス筺体であって、化学強化ガラスは、0.5mm以上の厚みを有するものを提供する。
 また、本発明のガラス筺体であって、化学強化ガラスは、表面に化学強化処理によって形成された厚み30μm以上、表面圧縮応力550MPa以上の圧縮応力層を備えるものを提供する。
 また、本発明のガラス筺体であって、電子機器の外装に用いられるガラス筺体であるものを提供する。
 上記した数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「~」は、同様の意味をもって使用される。
 本発明によれば、強度が高く、かつ長期間の使用によっても色変化の少ない、耐ソラリゼーション性の高いガラスが得られる化学強化用ガラス、また、そのような化学強化用ガラスからなる筺体が提供される。
(a)および(b)はそれぞれ本発明の一実施例および一比較例のガラスについて測定された分光透過率曲線を示す図である。
 以下、本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
 まず、本発明に係る化学強化用ガラス1の第1の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。なお、本実施形態およびこれ以降に説明する実施形態においては、ガラス組成の説明は、特に断らない限り、下記酸化物換算のモル%表示含有量を用いて行う。以下、「モル%」を、単に「%」とも表記する。
 第1の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、Al、NaO、Fe、TiO、および着色成分であるMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を必須成分として含有するものである。
 この第1の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   Al:3~16%、
   NaO:5~16%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%
   MpOq:0.001~10% (但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である。)、
   B:0~12%、
   KO:0~5%、
   MgO:0~15%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~1%(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が3%未満では耐候性が低下する。したがって、3%以上含有させる。好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。また、含有量が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が16%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは15%以下であり、より好ましくは14%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 FeはFeイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Fe2+の場合には緑~青緑、Fe3+の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはFe3+の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではFe2+とFe3+は共存しており、全てがFe3+の状態にはなり得ない。したがって、Feの含有量が多い場合には少量存在するFe2+の色が出ることがあり、この場合、緑の呈色を示すため、Feを前述した緑の着色剤と併用することも可能である。Fe3+による黄の呈色は薄いが、同様の考え方でFeを前述した黄色の着色剤と併用することも可能である。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに、他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分のMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)は、ガラスを所望の色に着色するための成分であり、着色成分を適宜選択することにより、例えば、青色系、緑色系、黄色系、紫~桃色系、赤色系等の着色ガラスを得ることができる。
 具体的には、例えば、CoおよびCuOから選ばれる少なくとも1種の使用で、青色系の着色ガラスを得ることができる。V、Cr、CuOおよびPr11から選ばれる少なくとも1種の使用で、緑色系の着色ガラスを得ることができる。CeO、V、BiおよびEuから選ばれる少なくとも1種の使用で、黄色系の着色ガラスを得ることができる。MnO、Er、NiO、NdおよびWOから選ばれる少なくとも1種の使用で、紫~桃色系の着色ガラスを得ることができる。
 また、CuOおよびAgOから選ばれる少なくとも1種の使用で、赤色系の着色ガラスを得ることができる。
 上記したMpOqの着色成分の含有量が0.001%未満ではガラスの着色が極めて薄くなるため、ガラスを厚くしなければ有色として認識できず、着色筐体として意匠性を持たせるためには肉厚をかなり厚く設計する必要が生じることになる。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が10%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは5%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、B、KO、MgO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が5%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4.5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 MgOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SO、SnO、Sbを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 SnOは、赤色系に着色させる場合、後工程の熱処理においてCuOあるいはAgOを還元し、CuまたはAgコロイドを析出させるいわゆる熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が0.05%未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、SnOを含有させる場合、0.05%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.2%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は3%以下とすることが好ましい。より好ましくは2.8%以下であり、特に好ましくは2.5%以下である。
 Sbは、赤色系に着色させる場合、SnOと同様に熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が0.05%未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、Sbを含有させる場合、0.05%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.2%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は5%以下とすることが好ましい。より好ましくは3%以下であり、特に好ましくは1%以下である。Sbは、環境負荷物質であるため、熱還元剤としてはSnOを使用することが好ましい。
 なお、本発明に係る化学強化用ガラス1の第1の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス2の第1の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、KOの含有割合が0~15%である点を除き、化学強化用ガラス1の第1の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは12%以下であり、より好ましくは10%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。得られた化学強化ガラスは、電子機器の外装を構成するガラス筺体の材料として有用である。
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
 この透過率劣化度は、化学強化用ガラスの耐ソラリゼーション性を評価する指標である。
(第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
 第2の実施形態の化学強化用ガラスは、青色系に着色されるガラスであり、例えば、CIE色度座標上の(x、y)値で、0.00≦x≦0.32、0.00≦y≦0.40を満たす色調のガラスを得ることができる。
 本発明に係る化学強化用ガラス1の第2の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、Al、NaO、Fe、TiO、ならびに着色成分としてCoおよび/またはCuO(すなわち、CoおよびCuOからなる群から選ばれる少なくとも1種)を必須成分として含有するものである。
 この第2の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   Al:3~16%、
   NaO:5~16%、Bを0~12%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%、
   Co:0~3%、 
   CuO:0~8%、
  (Co+CuO):0.01~8%、
   B:0~12%、
   KO:0~5%、
   MgO:0~15%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~1%(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が3%未満では耐候性が低下する。したがって、3%以上含有させる。好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。また、含有量が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が16%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは15%以下であり、より好ましくは14%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分として含まれる、CoおよびCuOからなる群から選ばれる少なくとも1種は、ガラスを青色系の色に着色するために必須の成分である。Co、またはCuO、またはCoおよびCuOの合計の含有量が0.01%未満では所望とする青色のガラスが得られない。したがって、0.01%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が8%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は8%以下とする。好ましくは7%以下であり、より好ましくは6%以下である。
 但し、Coの含有量が3%超では着色が濃くなりすぎ、意匠性が低下する。したがって、Coの含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。また、CuOの含有量が8%超では着色が濃くなりすぎるとともにガラスが不安定となる。したがって、CuOの含有量は8%以下とする。好ましくは7%以下であり、より好ましくは5%以下である。
 なお、本実施形態においては、青色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のMpOq(但し、ここにおいては、Mは、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)から選ばれる少なくとも1種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が10%を超えないようにすることが好ましい。含有量が10%を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは9%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、B、KO、MgO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が5%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4.5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 MgOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SOを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 なお、本発明に係る化学強化用ガラス1の第2の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス2の第2の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、KOの含有割合が0~15%である点を除き、化学強化用ガラス1の第2の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは12%以下であり、より好ましくは10%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、青色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
(第3の実施形態)
 次に、本発明の第3の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
 第3の実施形態の化学強化用ガラスは、緑色系に着色されるガラスであり、例えば、CIE色度座標上の(x、y)値で、0.00≦x≦0.42、0.31≦y≦0.78を満たす色調のガラスを得ることができる。
 本発明に係る化学強化用ガラス1の第3の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、Al、NaO、Fe、TiO、ならびに着色成分としてV、Cr、CuOおよびPr11から選ばれる少なくとも1種を必須成分として含有するものである。
 この第3の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   Al:3~16%、
   NaO:5~16%、Bを0~12%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%、
   V:0~5%、 
   Cr:0~5%、
   CuO:0~8%、 
   Pr11:0~3%、 
  (V+Cr+CuO+Pr11):0.01~8%、
   B:0~12%、
   KO:0~5%、
   MgO:0~15%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~1%(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が3%未満では耐候性が低下する。したがって、3%以上含有させる。好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。また、含有量が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が16%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは15%以下であり、より好ましくは14%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 FeはFeイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Fe2+の場合には緑~青緑、Fe3+の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはFe3+の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではFe2+とFe3+は共存しており、全てがFe3+の状態にはなり得ない。したがって、Feの含有量が多い場合には少量存在するFe2+の色が出ることがあり、この場合、緑の呈色を示すため、Feを前述した緑の着色剤と併用することも可能である。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分として含まれる、V、Cr、CuOおよびPr11から選ばれる少なくとも1種は、ガラスを緑色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が0.01%未満では所望とする緑色のガラスが得られない。したがって、0.01%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が8%超ではガラスの着色が濃くなりすぎて色の違いがわかりにくくなる。したがって、含有量は8%以下とする。好ましくは7%以下であり、より好ましくは5%以下である。
 但し、Vの含有量が5%超では色が濃くなりすぎる。したがって、Vの含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。なお、Vイオンは3価の状態で緑色を呈するため、還元性で溶融することが望ましい。Crの含有量が5%超では色が濃くなりすぎる。したがって、Crの含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。CuOの含有量が8%超ではガラスが不安定となる。したがって、CuOの含有量は8%以下とする。好ましくは7%以下であり、より好ましくは5%以下である。Pr11の含有量が3%超では高価な材料であるため、原料費が高くなる。したがって、Pr11の含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、本実施形態においては、緑色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のMpOq(但し、ここにおいては、Mは、Co、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)から選ばれる少なくとも1種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が10%を超えないようにすることが好ましい。含有量が10%を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは9%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、B、KO、MgO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が5%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4.5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 MgOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SOを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、緑色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
 なお、本発明に係る化学強化用ガラス1の第3の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス2の第3の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、KOの含有割合が0~15%である点を除き、化学強化用ガラス1の第3の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは12%以下であり、より好ましくは10%以下である。 
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
(第4の実施形態)
 次に、本発明の第4の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
 第4の実施形態の化学強化用ガラスは、黄色系に着色されるガラスであり、例えば、CIE色度座標上の(x、y)値で、0.31≦x≦0.66、0.31≦y≦0.58を満たす色調のガラスを得ることができる。
 本発明に係る化学強化用ガラス1の第4の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、Al、NaO、Fe、TiO、ならびに着色成分としてCeO、V、BiおよびEuから選ばれる少なくとも1種を必須成分として含有するものである。
 この第4の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   Al:3~16%、
   NaO:5~16%、Bを0~12%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%、
   CeO:0~3%、 
   V:0~5%、
   Bi:0~10%、
   Eu:0~3%、 
  (CeO+V+Bi+Eu):0.01~10%、
   B:0~12%、
   KO:0~5%、
   MgO:0~15%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~1%(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が3%未満では耐候性が低下する。したがって、3%以上含有させる。好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。また、含有量が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が16%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは15%以下であり、より好ましくは14%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 FeはFeイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Fe2+の場合には緑~青緑、Fe3+の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはFe3+の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではFe2+とFe3+は共存しており、全てがFe3+の状態にはなり得ない。Fe3+による黄の呈色は薄いが、Feを前述した黄色の着色剤と併用することも可能である。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分として含まれる、CeO、V、BiおよびEuから選ばれる少なくとも1種は、ガラスを黄色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が0.01%未満では所望とする黄色のガラスが得られない。したがって、0.01%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が10%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは6%以下である。
 但し、CeOの含有量が3%超ではガラスが不安定となる。したがって、CeOの含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。なお、Ceイオンは4価で黄色を呈するため、4価の状態で添加し、酸化性で溶融することが好ましい。Vの含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、Vの含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。Vイオンは5価で黄色を呈するため、酸化性で溶融することが望ましい。Biの含有量が10%超では溶融時に金属ビスマスのコロイドが析出し、所望の黄色を呈することが難しくなる。したがって、Biの含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは5%以下である。Euの含有量が3%超では原料費が高くなる。したがって、Euの含有量は3%以下とする。好ましくは2.5%以下であり、より好ましくは2%以下である。なお、Euを使用する場合には、還元側での溶融が好ましい。
 なお、本実施形態においては、黄色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のMpOq(但し、ここにおいては、Mは、Co、Cu、Cr、Pr、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)から選ばれる少なくとも1種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が10%を超えないようにすることが好ましい。含有量が10%を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは9%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、B、KO、MgO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が5%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4.5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 MgOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SOを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、黄色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
 なお、本発明に係る化学強化用ガラス1の第4の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス2の第4の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、KOの含有割合が0~15%である点を除き、化学強化用ガラス1の第4の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは12%以下であり、より好ましくは10%以下である。 
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
(第5の実施形態)
 次に、本発明の第5の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
 第5の実施形態の化学強化用ガラスは、紫乃至桃色系に着色されるガラスであり、例えば、CIE色度座標上の(x、y)値で、0.26≦x≦0.50、0.04≦y≦0.34を満たす色調のガラスを得ることができる。
 本発明に係る化学強化用ガラス1の第5の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、Al、NaO、Fe、TiO、ならびに着色成分としてMnO、Er、NiO、NdおよびWOから選ばれる少なくとも1種を必須成分として含有するものである。
 この第5の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   Al:3~16%、
   NaO:5~16%、Bを0~12%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%、
   MnO:0~10%、 
   Er:0~3%、
   NiO:0~5%、
   Nd:0~3%、 
   WO:0~10%、 
  (MnO+Er+NiO+Nd+WO):0.01~10%、
   B:0~12%、
   KO:0~5%、
   MgO:0~15%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~1%(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が3%未満では耐候性が低下する。したがって、3%以上含有させる。好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。また、含有量が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が16%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは15%以下であり、より好ましくは14%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分として含まれる、MnO、Er、NiO、NdおよびWOから選ばれる少なくとも1種は、ガラスを紫乃至桃色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が0.01%未満では所望とする紫乃至桃色のガラスが得られない。したがって、0.01%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が10%超では色が濃くなりすぎる。したがって、含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは6%以下である。
 但し、MnOの含有量が10%超では色が濃くなりすぎる。したがって、MnOの含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは6%以下である。Erの含有量が3%超では原料費が高くなりすぎる。したがって、Erの含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。NiOの含有量が5%超では色が濃くなりすぎる。したがって、NiOの含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。Ndの含有量が3%超では原料費が高くなる。したがって、Ndの含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。WOの含有量が10%超ではガラスが不安定となる。したがって、WOの含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは5%以下である。
 なお、本実施形態においては、紫乃至桃色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のMpOq(但し、ここにおいて、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)から選ばれる少なくとも1種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が10%を超えないようにすることが好ましい。含有量が10%を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは9%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、B、KO、MgO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が5%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4.5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 MgOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SOを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、紫乃至桃色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
 なお、本発明に係る化学強化用ガラス1の第5の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス2の第5の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、KOの含有割合が0~15%である点を除き、化学強化用ガラス1の第5の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは12%以下であり、より好ましくは10%以下である。
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である。)
(第6の実施形態)
 次に、本発明の第6の実施形態に係る化学強化用ガラスについて説明する。
 第6の実施形態の化学強化用ガラスは、赤色系に着色されるガラスであり、例えば、CIE色度座標上の(x、y)値で、0.31≦x≦0.73、0.20≦y≦0.35を満たす色調のガラスを得ることができる。なお、本発明の第6の実施形態に係る化学強化用ガラスは、コロイドを析出することで赤色系に着色されるガラスであるため、前記色調は、所望の条件で熱処理を行い赤色が発現したガラスに対するものである。
 本発明に係る化学強化用ガラス1の第6の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、Al、NaO、Fe、TiOを必須成分として含有し、さらに着色成分として、CuOおよび/またはAgO(すなわち、CuOおよびAgOからなる群から選ばれる少なくとも1種)と、SnOおよび/またはSb(すなわち、SnOおよびSbからなる群から選ばれる少なくとも1種と)を必須成分として含有するものである。
 この第6の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   Al:3~16%、
   NaO:5~16%、Bを0~12%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%、
   CuO:0~3%、
   AgO:0~6%、
  (CuO+AgO):0.01~6%、
   SnO:0~3%、
   Sb:0~5%、
  (SnO+Sb):0.01~5%、
   B:0~12%、
   KO:0~5%、
   MgO:0~15%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~1%(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。含有量が3%未満では耐候性が低下する。したがって、3%以上含有させる。好ましくは4%以上であり、より好ましくは5%以上である。また、含有量が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させる成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が16%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は16%以下とする。好ましくは15%以下であり、より好ましくは14%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分としてのCuOおよび/またはAgOは、ガラスを赤色系の色に着色するために必須の成分である。この着色成分の含有量が0.001%未満では所望とする赤色のガラスが得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.1%以上であり、より好ましくは0.2%以上である。また、含有量が6%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は6%以下とする。好ましくは5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 但し、CuOの含有量が3%超では安定な着色が得られなくなる。したがって、CuOの含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。また、AgOの含有量が6%超ではガラスが不安定となる。したがって、AgOの含有量は6%以下とする。好ましくは5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 SnOおよび/またはSbは、後工程の熱処理において着色成分であるCuOあるいはAgOを還元し、CuまたはAgコロイドを析出させるいわゆる熱還元剤として作用する成分である。両者の合計含有量が、0.01%未満では、所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、両者の合計含有量は、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は5%以下とすることが好ましい。より好ましくは4%以下であり、特に好ましくは3%以下である。
 但し、SnOの含有量が0.05%未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、SnOを含有させる場合、0.05%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.2%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は3%以下とすることが好ましい。より好ましくは2.8%以下であり、特に好ましくは2.5%以下である。
 また、Sbの含有量が0.05%未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、Sbを含有させる場合、0.05%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.2%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は5%以下とすることが好ましい。より好ましくは3%以下であり、特に好ましくは1%以下である。なお、Sbは環境負荷物質であるため、熱還元剤としてはSnOの使用が好ましい。
 なお、本実施形態においては、赤色系の着色を損なわない範囲であれば、上記着色成分以外の着色成分のMpOq(但し、Mは、Co、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、Rb、およびWから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)から選ばれる少なくとも1種を含有させてもよい。その場合、上記着色成分との合計含有率が10%を超えないようにすることが好ましい。含有量が10%を超えるとガラスが不安定になる。好ましくは9%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、B、KO、MgO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が5%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4.5%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 MgOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびCaから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SOを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、赤色系に着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。
 なお、本発明に係る化学強化用ガラス1の第6の実施形態に係る化学強化用ガラスについて上述したが、本発明に係る化学強化用ガラス2の第6の実施形態に係る化学強化用ガラスについても、KOの含有割合が0~15%である点を除き、化学強化用ガラス1の第6の実施形態に係る化学強化用ガラスと同様である。なお、KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が15%超では、ガラス表面に圧痕が付いた時に圧痕からクラックが発生しやすくなり、ガラスの強度が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは12%以下であり、より好ましくは10%以下である。
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
(ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である。)
 (第7の実施形態)
 次に、本発明に係る化学強化用ガラス3の実施形態に係る化学強化用ガラスについて、第7の実施形態として説明する。
 第7の実施形態の化学強化用ガラスは、SiO、NaO、CaO、Fe、TiO、および着色成分であるMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を必須成分として含有するものである。
 この第7の実施形態に係る化学強化用ガラスの組成は以下の通りである。
   SiO:55~80%、
   NaO:5~20%、
   CaO:1~15%、
   Fe:0.001~3%、
   TiO:0.001~3%
   MpOq:0.001~10% (但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である。)、
   Al:0~5%、
   B:0~12%、
   KO:0~8%、
   ZnO:0~5%、
   ZrO:0~5%、
   RO:0~10%(但し、Rは、Sr、Ba、およびMgから選ばれる少なくとも1種である。)。
 本実施形態の化学強化用ガラスの必須成分であるSiOは、ガラスの骨格を構成する成分である。含有量が55%未満ではガラスとしての安定性が低下するか、または耐候性が低下する。したがって、55%以上含有させる。好ましくは58%以上であり、より好ましくは60%以上である。また、含有量が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。したがって、含有量は80%以下とする。好ましくは78%以下であり、より好ましくは75%以下である。
 NaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、イオン交換によりガラス表面に圧縮応力層を形成させるために必要な成分でもある。含有量が5%未満では溶融性が低下し、またイオン交換によりガラス表面に所望の圧縮応力層を形成することが困難になる。したがって、5%以上含有させる。好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。また、含有量が20%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は20%以下とする。好ましくは18%以下であり、より好ましくは16%以下である。
 Feは、ガラス中のイオンの移動を容易にしてイオン交換を促進させる成分である。含有量が0.001%未満ではイオン交換促進効果が得られない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 なお、Feの添加によりイオン交換が促進されるのは、ガラス中に4配位のFe3+が存在することで、ガラス中の非架橋酸素が架橋酸素になり、その結果、負の電荷密度が低くなって、Naイオンが動きやすくなることによると考えられる。
 FeはFeイオンの価数状態によってはガラスに黄または緑の色を与える。Fe2+の場合には緑~青緑、Fe3+の場合には黄となる。本発明の大きな特徴である化学強化の促進にはFe3+の状態であることが好ましく、酸化性で溶融することが望ましいが、通常、ガラス中ではFe2+とFe3+は共存しており、全てがFe3+の状態にはなり得ない。したがって、Feの含有量が多い場合には少量存在するFe2+の色が出ることがあり、この場合、緑の呈色を示すため、Feを前述した緑の着色剤と併用することも可能である。Fe3+による黄の呈色は薄いが、同様の考え方でFeを前述した黄色の着色剤と併用することも可能である。
 TiOは、ガラスの耐ソラリゼーション性を高めるとともに、他の有色イオンによる着色を高める効果がある成分である。含有量が0.001%未満では耐ソラリゼーション性を向上させることができない。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.02%以上である。また、含有量が3%超ではガラスの結晶化傾向を促進し、失透が発生しやすくなる。したがって、含有量は3%以下とする。好ましくは2.8%以下であり、より好ましくは2.5%以下である。
 着色成分のMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)は、ガラスを所望の色に着色するための成分であり、上記した第7の実施形態の化学強化用ガラスに対し、着色成分を適宜選択することにより、例えば、青色系、緑色系、黄色系、紫~桃色系、赤色系等の着色ガラスを得ることができる。
 具体的には、例えば、CoおよびCuOから選ばれる少なくとも1種の使用で、青色系の着色ガラスを得ることができる。V、Cr、CuOおよびPr11から選ばれる少なくとも1種の使用で、緑色系の着色ガラスを得ることができる。CeO、V、BiおよびEuから選ばれる少なくとも1種の使用で、黄色系の着色ガラスを得ることができる。MnO、Er、NiO、NdおよびWOから選ばれる少なくとも1種の使用で、紫~桃色系の着色ガラスを得ることができる。CuOおよびAgOから選ばれる少なくとも1種の使用で、赤色系の着色ガラスを得ることができる。
 上記したMpOqの着色成分の含有量が0.001%未満ではガラスの着色が極めて薄くなるため、ガラスを厚くしなければ有色として認識できず、着色筐体として意匠性を持たせるためには肉厚をかなり厚く設計する必要が生じることになる。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が10%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは5%以下である。
 CaOを含有させることにより、溶融性を向上させることができる。但し、含有量が1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは3%以上であり、特に好ましくは4%以上である。また、含有量が15%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は15%以下とする。好ましくは14%以下であり、より好ましくは12%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、必要に応じて、Al、B、KO、ZnO、RO(但し、RはSr、BaおよびMgから選ばれる少なくとも1種)、およびZrOを含有させることができる。
 Alを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは0.8%以上である。また、含有量が5%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 Bを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.5%以上であり、特に好ましくは2%以上である。また、含有量が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下する。したがって、含有量は12%以下とする。好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下である。
 KOを含有させることにより、溶融性を向上させることができるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないか、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.5%以上である。また、含有量が8%超では耐候性が低下する。したがって、含有量は8%以下とする。好ましくは6%以下であり、より好ましくは4%以下である。
 ZnOを含有させることにより、耐候性を向上させることができる。但し、含有量が0.1%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.1%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.2%以上であり、特に好ましくは0.3%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となる。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 RO(但し、RはSr、BaおよびMgから選ばれる少なくとも1種)を含有させることにより、溶融性を向上させることができる。しかしその反面、化学強化特性を悪化させるおそれがあるため、添加は必要最小限度に留めるべきであり、その含有量は合量で1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。
 ZrOを含有させることにより、イオン交換速度を大きくすることができる。但し、含有量が0.01%未満ではイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。したがって、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.05%以上であり、特に好ましくは0.1%以上である。また、含有量が5%超では溶融性が低下して未溶融物としてガラス中に残存するおそれがある。したがって、含有量は5%以下とする。好ましくは4%以下であり、より好ましくは3%以下である。
 本実施形態の化学強化用ガラスには、さらに、必要に応じて、SO、SnO、Sbを含有させることができる。
 SOは、清澄剤として作用する成分である。但し、含有量が0.01%未満では所期の清澄作用が得られないおそれがある。したがって、SOを含有させる場合、0.01%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.03%以上であり、特に好ましくは0.05%以上である。また、含有量が1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。したがって、含有量は1%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.8%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。
 SnOは、赤色系に着色させる場合、後工程の熱処理においてCuOあるいはAgOを還元し、CuまたはAgコロイドを析出させるいわゆる熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が0.05%未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、SnOを含有させる場合、0.05%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.2%以上である。また、含有量が3%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は3%以下とすることが好ましい。より好ましくは2.8%以下であり、特に好ましくは2.5%以下である。
 Sbは、赤色系に着色させる場合、SnOと同様に熱還元剤としての作用を有する。但し、含有量が0.05%未満では所期の熱還元剤としての作用が得られないおそれがある。したがって、Sbを含有させる場合、0.05%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.1%以上であり、特に好ましくは0.2%以上である。また、含有量が5%超ではガラスが不安定となり、失透しやすくなるおそれがある。したがって、含有量は5%以下とすることが好ましい。より好ましくは3%以下であり、特に好ましくは1%以下である。
 なお、Sbは、環境負荷物質であるため、熱還元剤としてはSnOを使用することが好ましい。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、特にFeおよびTiOを含有させたことによって、優れた耐ソラリゼーション性を備えることができるとともに、化学強化処理を施すことによって、表面に十分な深さと表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成することができ、着色された高い強度の化学強化ガラスを得ることができる。得られた化学強化ガラスは、電子機器の外装を構成するガラス筺体の材料として有用である。
 なお、本実施形態の化学強化用ガラスの製造方法は特に限定されず、例えば、種々の原料を適量調合し、約1500~1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌等により均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法等によって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される。
 また、本実施形態の化学強化用ガラスを化学強化する方法は、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であれば特に限定されず、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩にガラス板、またはガラス成形品を2~20時間浸漬する方法等が用いられる。
 本実施形態の化学強化用ガラスは、下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることが好ましい。より好ましくは4%以下である。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
   (ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmの化学強化用ガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、光照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
 この透過率劣化度は、化学強化用ガラスの耐ソラリゼーション性を評価する指標である。
(ガラス筺体の実施形態)
 次に、本発明のガラス筺体に係る実施形態について説明する。
 本実施形態のガラス筺体は、携帯電話等の携帯して使用可能な電子機器の外装に用いられる筺体であり、前述の化学強化用ガラスを化学強化して得られた化学強化ガラスから構成される。
 化学強化用ガラスの化学強化は、例えば、400~550℃に加熱された硝酸カリウム(KNO)溶融塩に2~20時間ガラス板を浸漬することにより行われるが、特にこの方法に限定されるものではなく、ガラス表層のNaOと溶融塩中のKOとをイオン交換できる方法であればよい。
 このような化学強化処理を施すことによって、化学強化ガラス表面には圧縮応力層が形成されている。本実施形態において、圧縮応力層の深さは、30μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましい。深さが30μm未満では携帯電話等の電子機器の筺体に要求される強度を具備できないおそれがある。但し、あまり圧縮応力層が深いと内部引張応力が大きくなり、破壊時の衝撃が大きくなる。すなわち、内部引張応力が大きいとガラスが破壊する際に細片となって粉々に飛散する傾向があり危険性が高まることがわかっている。発明者らによる実験の結果、厚み2mm以下のガラスでは、圧縮応力層の深さが70μmを超えると、破壊時の飛散が顕著となることが判明した。したがって、少なくとも化学強化ガラスの厚みが2mm以下の場合には、圧縮応力層の深さは70μm以下とすることが好ましい。より好ましくは60μm以下であり、特に好ましくは50μm以下である。なお、化学強化ガラスは表面が研磨されていてもよく、この場合には、研磨後において上記要件を満足していることが好ましい。
 ここで、圧縮応力層の深さとは、イオン交換されたアルカリ金属イオン(カリウムイオンもしくはナトリウムイオン)がガラスに拡散した深さをいい、例えば、光弾性解析法を利用した表面応力計を用いて測定することができる。
 また、圧縮応力層は、表面圧縮応力が550MPa以上であることが好ましく、700MPa以上であることがより好ましい。表面圧縮応力が550MPa未満では携帯電話等の電子機器の筺体に要求される強度を具備できないおそれがある。表面圧縮応力は、圧縮応力層の深さと同様に、例えば、光弾性解析法を利用した表面応力計を用いて測定することができる。
 なお、筺体を構成する化学強化ガラスは、少なくとも厚みが0.5mm以上、すなわち、最も薄い部分で厚みが0.5mm以上であることが好ましく、0.8mm以上であることがより好ましい。化学強化ガラスの厚みが0.5mm未満では、化学強化用ガラスを用いた場合でも携帯電話等の電子機器の筺体に要求される強度を具備できないおそれがある。
 以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上記記載内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
 次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、例1-1~例1-14、例2-1~例2-10、例3-1~例3―11、例4-1~例4-11、および例5-1、例5-2は、本発明の化学強化用ガラス1に係る実施例であり、例1-15、例2-9は比較例である。例6-1~例6-19は、本発明の化学強化用ガラス2に係る実施例である。
 ガラスの組成比が表1~表5、表8及び表9に示すような組成となるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして100mlとなるように秤量混合した。なお、表1~表4、表8及び表9に記載のSOは、ガラス原料にボウ硝(NaSO)を添加し、ボウ硝分解後にガラス中に残る残存SOであり、計算値である。
 次いで、この原料混合物を白金製るつぼに入れ、1500~1600℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、約0.5時間で原料が溶け落ちた後、1時間溶融し、脱泡した後、およそ300℃に予熱した縦約50mm×横約100mm×高さ約20mmの型材に流し込み、約1℃/分の速度で徐冷し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックからサイズが40mm×40mm、厚みが2.0mmになるように切断、研削し、最後に両面を鏡面に研磨加工し、板状の化学強化用ガラスを得た。
 なお、表1に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第1の実施形態および第2の実施形態に係るガラス組成の例を示したものである。表2に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第1の実施形態および第3の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。表3に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第1の実施形態および第4の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。表4に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第1の実施形態および第5の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。表5に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第1の実施形態および第6の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。また、表8および9に示した本発明の化学強化用ガラスの実施例は、本発明の第7の実施形態に係る化学強化用ガラス組成の例を示したものである。
 得られた化学強化用ガラスについて、化学強化処理前の色度、およびソラリゼーションを測定した。また、化学強化処理後のガラスについて、表面に形成された圧縮応力層の深さおよび表面圧縮応力を測定した。測定方法および測定結果を以下に示す。
[色度]
 各例で得られた板状の化学強化用ガラスを測定試料とした。この測定試料について紫外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)製、V-570)にて透過率を測定し、そのデータをJIS Z8722:2000(色の測定方法-反射及び透過物体色)に基づきCIE 1931XYZ表色系に換算した。
 結果を、表1~表5に示す。なお、表1~表5、表8及び表9の測定結果欄中の「-」は、測定が未実施であったことを意味する。
[ソラリゼーション]
 例1-14(実施例)および例1-15(比較例)で得られた板状の化学強化用ガラスを測定試料とした。これらの各測定試料の研磨面に400W高圧水銀ランプの光を15cm離れた位置から50時間照射した後、波長380nm~780nmにおける平均透過率T1を測定し、下式より、初期(光照射前)の波長380nm~780nmにおける平均透過率T0からの劣化度ΔTを算出した。なお、透過率の測定には、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)製、V-570)を用いた。
   ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100 
 結果を、各試料の光照射前後の波長380nm~780nmにおける平均透過率T0およびT1とともに表6に示す。また、各試料について測定された光照射前後の分光透過率曲線を図1に示す。なお、図1中、(a)は、例1-14(実施例)の測定結果であり、(b)は、例1-15(比較例)の測定結果である。
 表6および図1から、ガラスにTiO成分を所定量含有させることで、ガラスの耐ソラリゼーション性が向上することがわかる。したがって、本発明の化学強化用ガラスを筺体材料として用いた場合、当初の着色状態が長く維持され、色の変化により意匠性が損なわることがない。
[圧縮応力層の深さ及び表面圧縮応力]
 例2-1(実施例)で得られた板状の化学強化用ガラスを425℃のKNO溶融塩(100%)に6時間浸漬して化学強化処理を行い測定試料とした。また、比較のために、例2-9(比較例)で得られた板状の化学強化用ガラスに対し同様の化学強化処理を行い測定試料とした。なお、例2-9のガラスはFe成分が未配合である以外は例2-1と同一組成のガラスである。
 これらの化学強化処理後の測定試料について、表面応力計((有)折原製作所製、FSM-6000LE)を用いて、圧縮応力層の深さ(単位:μm)および表面圧縮応力(単位:MPa)を測定した。結果を表7に示す。
 表7から、ガラスにFe成分を所定量含有させることで、化学強化処理後のガラスの強度が高くなることがわかる。したがって、本発明の化学強化用ガラスは、高い強度が求められる携帯電話等の電子機器の筺体用ガラスとして好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 本発明の化学強化用ガラスは、携帯電話等の携帯して使用可能な通信機器や情報機器の外装を構成する筺体材料として好適に用いることができる。その他、AV機器・OA機器等の操作パネル、同製品の開閉扉、操作ボタン・つまみ、またはデジタル・フォト・フレームやTV等の画像表示パネルの矩形状の表示面の周囲に配置される装飾パネル等の装飾品等にも利用できる。
 なお、2011年8月10日に出願された日本特許出願2011-175421号、および2011年8月17日に出願された日本特許出願2011-178526号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。

Claims (20)

  1.  酸化物基準のモル%表示で、少なくとも、SiOを55~80%、NaOを5~20%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、ここにおいて、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有することを特徴とする化学強化用ガラス。
  2.  酸化物基準のモル%表示で、SiOを55~80%、Alを3~16%、Bを0~12%、NaOを5~16%、KOを0~5%、MgOを0~15%、ZnOを0~5%、RO(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である)を0~1%、ZrOを0~5%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有することを特徴とする請求項1に記載の化学強化用ガラス。
  3.  酸化物基準のモル%表示で、SiOを55~80%、Alを3~16%、Bを0~12%、NaOを5~16%、KOを0~15%、MgOを0~15%、ZnOを0~5%、RO(但し、Rは、Sr、Ba、およびCaから選ばれる少なくとも1種である)を0~1%、ZrOを0~5%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有することを特徴とする請求項1に記載の化学強化用ガラス。
  4.  酸化物基準のモル%表示で、SiOを55~80%、Alを0~5%、Bを0~12%、NaOを5~20%、KOを0~8%、CaOを1~15%、ZnOを0~5%、RO(但し、Rは、Sr、Ba、およびMgから選ばれる少なくとも1種である)を0~10%、ZrOを0~5%、Feを0.001~3%、TiOを0.001~3%含有し、さらに着色成分としてMpOq(但し、Mは、Co、Cu、V、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、Sn、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を0.001~10%含有することを特徴とする請求項1に記載の化学強化用ガラス。
  5.  前記着色成分として、Coを0~3%、CuOを0~8%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~8%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
  6.  2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項5に記載の化学強化用ガラス。
       0.00≦x≦0.32
       0.00≦y≦0.40
  7.  前記着色成分として、Vを0~5%、Crを0~5%、CuOを0~8%、Pr11を0~3%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~8%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
  8.  2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項7に記載の化学強化用ガラス。
       0.00≦x≦0.42
       0.31≦y≦0.78
  9.  前記着色成分として、CeOを0~3%、Vを0~5%、Biを0~10%、Euを0~3%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~10%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
  10.  2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項9に記載の化学強化用ガラス。
       0.31≦x≦0.66
       0.31≦y≦0.58
  11.  前記着色成分として、MnOを0~10%、Erを0~3%、NiOを0~5%、Ndを0~3%、WOを0~10%含有し、これらの成分の合計含有率が0.01~10%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
  12.  2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項11に記載の化学強化用ガラス。
       0.26≦x≦0.50
       0.04≦y≦0.34
  13.  SnOを0~3%、Sbを0~5%、さらに含有するとともに、前記着色成分として、CuOを0~3%、AgOを0~6%含有し、SnOおよびSbの合計含有率が0.01~5%であり、CuOおよびAgOの合計含有率が0.001~6%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
  14.  2mm厚みでC光源を用いて測定される透過色調が、CIE色度座標上の(x、y)値で、下記条件を満たすことを特徴とする請求項13に記載の化学強化用ガラス。
       0.31≦x≦0.73
       0.20≦y≦0.35
  15.  下式で求められる透過率劣化度ΔTが5%以下であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
       ΔT(%)=[(T0-T1)/T0]×100
    (ここで、T1は、両面を鏡面光学研磨した肉厚2mmのガラスの研磨面に離間距離15cmで400W高圧水銀ランプの光を50時間照射した後の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率であり、T0は、前記照射前の分光透過率曲線における波長380nm~780nmの平均透過率である)
  16.  ガラス表面に化学強化処理により形成された厚み30μm以上、表面圧縮応力550MPa以上の圧縮応力層を備えた化学強化ガラスを形成するために用いられるガラスであることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の化学強化用ガラス。
  17.  請求項1乃至16のいずれか1項に記載の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られた化学強化ガラスを含むことを特徴とするガラス筺体。
  18.  前記化学強化ガラスは、0.5mm以上の厚みを有することを特徴とする請求項17に記載のガラス筺体。
  19.  前記化学強化ガラスは、表面に化学強化処理によって形成された深さ30μm以上、表面圧縮応力550MPa以上の圧縮応力層を備えることを特徴とする請求項17または18に記載のガラス筺体。
  20.  電子機器の外装に用いられるガラス筺体であることを特徴とする請求項17乃至19のいずれか1項に記載のガラス筺体。
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