WO2017018376A1 - 強化ガラス板の製造方法 - Google Patents

強化ガラス板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017018376A1
WO2017018376A1 PCT/JP2016/071716 JP2016071716W WO2017018376A1 WO 2017018376 A1 WO2017018376 A1 WO 2017018376A1 JP 2016071716 W JP2016071716 W JP 2016071716W WO 2017018376 A1 WO2017018376 A1 WO 2017018376A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tempered glass
ion exchange
less
glass sheet
glass plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/071716
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩佑 川本
清貴 木下
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気硝子株式会社 filed Critical 日本電気硝子株式会社
Publication of WO2017018376A1 publication Critical patent/WO2017018376A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a tempered glass sheet, and more particularly to a method for producing a tempered glass sheet having a bent potassium concentration distribution curve in the depth direction and having a small amount of warpage.
  • a tempered glass plate subjected to ion exchange treatment is used for the cover glass of the mobile phone.
  • a tempered glass plate is suitable for this application because it has higher mechanical strength than an unstrengthened glass plate (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
  • Patent Document 2 After performing a first ion exchange treatment with an ion exchange solution having a relatively high Na ion concentration on a strengthening glass plate, the Na ion concentration Describes that the second ion exchange treatment is performed with a relatively low ion exchange solution, thereby bending the K ion concentration distribution curve in the depth direction of the tempered glass plate to prevent the destruction. .
  • the two-stage ion exchange process described in Patent Document 2 requires two types of ion exchange tanks, which increases the manufacturing cost of the tempered glass sheet. That is, an ion exchange tank containing an ion exchange solution having a relatively high Na ion concentration and an ion exchange tank containing an ion exchange solution having a relatively low Na ion concentration are required, which increases the manufacturing cost of the tempered glass sheet. End up.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the technical problem thereof is that the K ion concentration in the depth direction is suppressed while suppressing the amount of warpage of the tempered glass plate without causing an increase in manufacturing cost.
  • the idea is to create a method that can bend the distribution curve.
  • the method for producing a tempered glass sheet according to the present invention has, as a glass composition, SiO 2 40 to 75%, Al 2 O 3 0 to 30%, Na 2 O 5 to 25%, K 2 O 0 to 40% by mass.
  • a step of preparing a strengthening glass plate containing 10% and substantially free of Li 2 O, and a first ion exchange solution containing at least potassium nitrate molten salt with respect to the strengthening glass plate After obtaining the tempered glass sheet intermediate by performing one ion exchange treatment, a step of taking out the tempered glass sheet intermediate from the first ion exchange solution, and a potassium nitrate salt adhering to the surface of the tempered glass sheet intermediate After removing a part or all, a step of performing a heat treatment, and a tempered glass plate by performing a second ion exchange treatment using a second ion exchange solution on the tempered glass plate intermediate after the heat treatment Obtained Characterized by having a step of taking out a second ion exchange solution of tempered glass plates, the.
  • substantially does not contain Li 2 O refers to the case where the content of Li 2 O in the glass composition is 0.1% by mass or less (desirably less than 0.01% by mass).
  • a heat treatment step is provided between the two-stage ion exchange processes while the glass composition of the tempered glass sheet is regulated as described above. If it does in this way, ion diffusion of a glass surface layer can be accelerated
  • a step of removing potassium nitrate adhering to the glass surface is provided before the heat treatment step. If it does in this way, it will become difficult to warp a tempered glass board intermediate body after heat processing, and it will become easy to apply a tempered glass board to a cover glass of a cellular phone.
  • the Na ion concentration of the second ion exchange solution within ⁇ 12% of the Na ion concentration of the first ion exchange solution. If it does in this way, it will become easy to reuse the 1st ion exchange solution after the 1st ion exchange process as the 2nd ion exchange solution, and it will become possible to reduce the manufacturing cost of a tempered glass board.
  • the method for producing a tempered glass sheet of the present invention it is preferable to perform the first ion exchange treatment and the second ion exchange treatment in the same ion exchange tank. If it does in this way, it will become possible to perform a two-stage ion exchange process with one ion exchange tank, and it will become possible to reduce the manufacturing cost of a tempered glass board.
  • the method for producing a tempered glass sheet according to the present invention includes the first ion exchange treatment so that the tempering characteristic index X of the tempered glass sheet intermediate satisfies a relationship of ⁇ 0.65 ⁇ X ⁇ ⁇ 0.50. It is preferable to carry out.
  • the “compressive stress value” and the “stress depth” refer to values calculated from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (for example, FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the interval therebetween.
  • the thickness of the potassium nitrate salt adhering to the surface of the tempered glass sheet intermediate is 2 mm or less, and the deviation of the thickness of the potassium nitrate salt is 1 mm or less. It is preferable to remove part or all of the potassium nitrate salt adhering to the surface of the tempered glass plate intermediate. If it does in this way, the in-plane variation of the compressive stress value and stress depth of the compressive stress layer of the tempered glass board intermediate after heat treatment will become small, and it will become easy to reduce the amount of curvature of a tempered glass board as a result.
  • the heat treatment temperature is regulated to 300 to 600 ° C.
  • the heat treatment time it is preferable to limit the heat treatment time to 30 minutes or more and less than 1440 minutes.
  • thermo treatment is performed in an electric furnace, and the temperature variation in the electric furnace is regulated within ⁇ 100 ° C.
  • the second ion exchange treatment is performed so that the distribution curve of the K ion concentration in the depth direction of the tempered glass sheet is bent in a region less than 30 ⁇ m in depth from the surface layer. It is preferable to carry out.
  • the “K ion concentration distribution curve in the depth direction” can be confirmed by analyzing a cross section of the tempered glass plate with an electron beam microanalyzer (for example, EPMA-1720H manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the warp amount of the tempered glass sheet is 300 ⁇ m or less.
  • the “warp amount” refers to the maximum thickness of the thickness gauge that can be inserted when the thickness gauge is inserted into a tempered glass plate placed on a surface plate.
  • the obtained tempered glass sheet is preferably used for a cover glass of a touch panel display.
  • the method for producing a tempered glass sheet of the present invention is, as a glass composition, by mass%, SiO 2 40 to 75%, Al 2 O 3 0 to 30%, Na 2 O 5 to 25%, K 2 O 0 to 10%. And a step of preparing a strengthening glass plate that does not substantially contain Li 2 O.
  • the reason for limiting the content range of each component as described above for the reinforcing glass plate according to the present invention will be described below.
  • SiO 2 is a component that forms a network of glass.
  • the content of SiO 2 is 40 to 75%, preferably 44 to 70%, 47 to 68%, 50 to 66%, 53 to 64%, particularly 55 to 62%. If the content of SiO 2 is too small, vitrification becomes difficult, and the thermal expansion coefficient becomes too high, so that the thermal shock resistance tends to decrease. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, the meltability, formability, and bending workability tend to be lowered, and the thermal expansion coefficient becomes too low, making it difficult to match the thermal expansion coefficient of the surrounding materials.
  • Al 2 O 3 is a component that improves ion exchange performance, and is a component that increases the strain point and Young's modulus.
  • the content of Al 2 O 3 is 0 to 30%. When the content of Al 2 O 3 is too small, resulting is a possibility which can not be sufficiently exhibited ion exchange performance. Moreover, there is a possibility that the crack generation rate becomes high. Therefore, the preferred lower limit range of Al 2 O 3 is 1% or more, 3% or more, 5% or more, 6% or more, 7% or more, 8% or more, 9% or more, 10% or more, 11% or more, 12% These are 13% or more, 14% or more, 15% or more, particularly 16% or more.
  • the preferable upper limit range of Al 2 O 3 is 29% or less, 28% or less, 27% or less, 26% or less, 25% or less, particularly 24% or less.
  • Na 2 O is an ion exchange component with K ions in the potassium nitrate molten salt, and is a component that lowers the high-temperature viscosity and improves the meltability and moldability.
  • Na 2 O is also a component that improves devitrification resistance and reactivity with a molded refractory.
  • the content of Na 2 O is 5% or more, and the preferable lower limit range is 7% or more, more than 7.0%, 10% or more, 12% or more, 13% or more, particularly 14% or more.
  • the content of Na 2 O is 25% or less, and the preferable upper limit range is 23% or less, 21% or less, 20% or less, 19% or less, 18% or less, 17.5% or less, particularly 17% or less. It is.
  • K 2 O is a component that promotes ion exchange, and is a component that easily increases the stress depth among alkali metal oxides. Moreover, it is a component which reduces high temperature viscosity and improves a meltability and a moldability. It is also a component that improves devitrification resistance. However, if the content of K 2 O is too large, the thermal expansion coefficient becomes too high, and the thermal shock resistance is lowered or it is difficult to match the thermal expansion coefficient of the surrounding materials. Moreover, there exists a tendency for a devitrification resistance to fall conversely that a strain point falls too much or the component balance of a glass composition collapses.
  • the preferable upper limit range of K 2 O is 10% or less, 9% or less, 8% or less, 7% or less, particularly 6% or less.
  • the preferred amount is 0.1% or more, 0.5% or more, more than 1%, 1.5% or more, particularly 2% or more.
  • the addition of K 2 O is avoided as much as possible, it is 0 to 1%, 0 to less than 1.0%, particularly 0 to 0.05%.
  • Li 2 O is an ion exchange component with K ions in the potassium nitrate molten salt, and is a component that lowers the high-temperature viscosity and improves meltability, moldability, and workability, and also increases the Young's modulus. However, it is a component that degrades the ion exchange solution containing the potassium nitrate molten salt during the ion exchange treatment. Further, when the content of Li 2 O is too large, and decreases the liquidus viscosity, in addition to the glass tends to be devitrified, the thermal expansion coefficient becomes too high, the thermal shock resistance may decrease, It becomes difficult to match the thermal expansion coefficient of the surrounding material. Therefore, reinforcing glass plate according to the present invention, Li 2 O in the glass composition is substantially free.
  • B 2 O 3 is a component that reduces high temperature viscosity and density, stabilizes the glass, makes it difficult to precipitate crystals, and lowers the liquidus temperature. Moreover, it is a component which reduces a crack generation rate and raises scratch resistance.
  • the preferable range of B 2 O 3 is 0 to 10%, 0 to 9%, 0 to 8%, 0 to 7%, 0 to 6%, 0 to 5%, 0 to 4%, 0 to 3%. 0-2%, especially 0.1-1%.
  • MgO is a component that lowers the viscosity at high temperature, increases meltability and moldability, and increases the strain point and Young's modulus.
  • MgO is a component that has a large effect of improving ion exchange performance. is there. Therefore, the preferable lower limit range of MgO is 0% or more, 0.1% or more, 0.5% or more, 1% or more, 1.5% or more, and particularly 2% or more.
  • the preferable lower limit range of MgO is 0% or more, 0.1% or more, 0.5% or more, 1% or more, 1.5% or more, and particularly 2% or more.
  • a density and a thermal expansion coefficient will become high easily and there exists a tendency for glass to devitrify easily.
  • the preferable upper limit range of MgO is 10% or less, 9% or less, 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, particularly 3% or less.
  • CaO compared with other components, has a great effect of lowering the high-temperature viscosity without increasing devitrification resistance, improving meltability and moldability, and increasing the strain point and Young's modulus.
  • the content of CaO is too large, the density and thermal expansion coefficient become high, the component balance of the glass composition is broken, and conversely, the devitrification resistance is easily lowered, or the ion exchange performance is lowered.
  • the ion exchange solution tends to deteriorate. Therefore, the preferred content of CaO is 0-6%, 0-5%, 0-4%, 0-3.5%, 0-3%, 0-2%, 0-1%, especially 0-0. .5%.
  • SrO and BaO are components that reduce the viscosity at high temperature to increase the meltability and moldability, and increase the strain point and Young's modulus. However, if the content is too large, the ion exchange reaction is likely to be inhibited. In addition, the density and the coefficient of thermal expansion increase, and the glass tends to devitrify. Accordingly, the preferred contents of SrO and BaO are 0 to 2%, 0 to 1.5%, 0 to 1%, 0 to 0.5%, 0 to 0.1%, particularly 0 to 0.1%, respectively. %.
  • ZnO is a component that enhances ion exchange performance, and is a component that is particularly effective in increasing the compressive stress value. Moreover, it is a component which reduces high temperature viscosity, without reducing low temperature viscosity. However, when the content of ZnO is too large, the glass tends to undergo phase separation, the devitrification resistance decreases, the density increases, or the stress depth decreases. Therefore, the content of ZnO is preferably 0 to 6%, 0 to 5%, 0 to 3%, particularly preferably 0 to 1%.
  • TiO 2 is a component that enhances ion exchange performance and a component that lowers the high-temperature viscosity. However, if its content is too large, the glass tends to be colored or devitrified. Therefore, the content of TiO 2 is preferably 0 to 4.5%, 0 to 0.5%, particularly preferably 0 to 0.3%.
  • ZrO 2 is a component that remarkably improves the ion exchange performance, and is a component that increases the viscosity and strain point near the liquid phase viscosity. However, if its content is too large, the devitrification resistance may be significantly reduced. There is also a possibility that the density becomes too high. Therefore, the content of ZrO 2 is preferably 0 to 5%, 0 to 4%, 0 to 3%, particularly preferably 0.001 to 2%.
  • P 2 O 5 is a component that enhances the ion exchange performance, and particularly a component that increases the stress depth.
  • the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 10%, 0 to 3%, 0 to 1%, particularly preferably 0 to 0.5%.
  • the SnO 2 content is preferably 0 to 3%, 0.01 to 3%, 0.05 to 3%, 0.1 to 3%, particularly preferably 0.2 to 3%.
  • one or two or more selected from the group of Cl, SO 3 and CeO 2 may be added in an amount of 0 to 3%.
  • the Fe 2 O 3 content is preferably less than 1000 ppm (less than 0.1%), less than 800 ppm, less than 600 ppm, less than 400 ppm, and particularly preferably less than 300 ppm. Further, the Fe 2 O 3 content is regulated within the above range, and the molar ratio Fe 2 O 3 / (Fe 2 O 3 + SnO 2 ) is set to 0.8 or more, 0.9 or more, particularly 0.95 or more. It is preferable to regulate. In this way, the transmittance (400 to 770 nm) at a plate thickness of 1 mm is easily improved (for example, 90% or more).
  • Rare earth oxides such as Nd 2 O 3 and La 2 O 3 are components that increase the Young's modulus. However, the cost of the raw material itself is high, and when it is added in a large amount, the devitrification resistance tends to be lowered. Therefore, the rare earth oxide content is preferably 3% or less, 2% or less, 1% or less, 0.5% or less, and particularly preferably 0.1% or less.
  • the glass sheet for strengthening according to the present invention may contain substantially no As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , PbO, F, or Bi 2 O 3 as a glass composition in order to reduce environmental load. preferable.
  • substantially does not contain As 2 O 3 indicates that the content of As 2 O 3 is less than 0.05%.
  • substantially does not contain Sb 2 O 3 indicates that the content of Sb 2 O 3 is less than 0.05%.
  • substantially no PbO means that the content of PbO is less than 0.05%.
  • Substantially no F means that the F content is less than 0.05%.
  • Substantially no Bi 2 O 3 means that the content of Bi 2 O 3 is less than 0.05%.
  • the glass sheet for strengthening according to the present invention preferably has the following characteristics.
  • Density 2.6 g / cm 3 or less, 2.55 g / cm 3 or less, 2.50 g / cm 3 or less, 2.48 g / cm 3 or less, 2.46 g / cm 3 or less, in particular 2.45 g / cm 3 or less Is preferred.
  • the content of SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 in the glass composition is increased, or the content of alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, ZnO, ZrO 2 , TiO 2 is decreased. As a result, the density tends to decrease.
  • the annealing point is preferably 730 ° C. or lower, 700 ° C. or lower, 670 ° C. or lower, 640 ° C. or lower, 620 ° C. or lower, 600 ° C. or lower, 580 ° C. or lower, particularly 560 ° C. or lower. If the annealing point is restricted to the above range, the bending workability is improved. In addition, if the content of B 2 O 3 and alkali metal oxide in the glass composition is increased, the annealing point is likely to be lowered, and conversely, if the content of SiO 2 and Al 2 O 3 is increased, the cooling is performed slowly. The point is likely to rise.
  • the softening point is preferably 1020 ° C or lower, 990 ° C or lower, 960 ° C or lower, 930 ° C or lower, 900 ° C or lower, 860 ° C or lower, 840 ° C or lower, 820 ° C or lower, particularly 800 ° C or lower. If the annealing point is restricted to the above range, the bending workability is improved. In addition, if the content of B 2 O 3 and the alkali metal oxide in the glass composition is increased, the softening point tends to be lowered, and conversely, if the content of SiO 2 and Al 2 O 3 is increased, the softening point is increased. It becomes easy to rise.
  • Temperature 1400 ° C. or less in the high temperature viscosity 10 4.0 dPa ⁇ s is preferably at most particularly 1350 ° C.. Lower the temperature in the high temperature viscosity 10 4.0 dPa ⁇ s, it is mitigated burden to the forming equipment, molding equipment and long service life, as a result, tends to cost reduction of the manufacturing cost of the tempered glass sheet.
  • the temperature at a high temperature viscosity of 10 2.5 dPa ⁇ s is preferably 1720 ° C. or lower, 1680 ° C. or lower, 1650 ° C. or lower, 1610 ° C. or lower, 1580 ° C. or lower, 1550 ° C. or lower, particularly 1520 ° C.
  • the tempered glass plate It is easy to reduce the manufacturing cost of the. If the content of alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, ZnO, B 2 O 3 , TiO 2 is increased or the content of SiO 2 , Al 2 O 3 is decreased, the high-temperature viscosity decreases. It becomes easy to do.
  • the liquidus temperature is preferably 1230 ° C or lower, 1200 ° C or lower, 1170 ° C or lower, 1150 ° C or lower, 1100 ° C or lower, 1050 ° C or lower, 1000 ° C or lower, 950 ° C or lower, particularly 900 ° C or lower.
  • the liquid phase viscosity is 10 4.0 dPa ⁇ s or more, 10 4.4 dPa ⁇ s or more, 10 4.8 dPa ⁇ s or more, 10 5.0 dPa ⁇ s or more, 10 5.3 dPa ⁇ s or more.
  • the Young's modulus is preferably 65 GPa or more, 67 GPa or more, 69 GPa or more, 70 GPa or more, 71 GPa or more, 73 GPa or more, particularly 75 GPa or more.
  • the higher the Young's modulus the harder the tempered glass plate bends.
  • the deformation amount of the tempered glass plate becomes smaller.
  • the tempered glass plate comes into contact with the liquid crystal element located on the back surface, and it becomes easy to prevent a situation in which a display defect occurs.
  • the deformation amount with respect to the stress generated during the tempering treatment is reduced, it becomes easy to reduce the dimensional change of the tempered glass plate before and after the ion exchange treatment.
  • the glass plate for strengthening according to the present invention preferably has a plate thickness of 1.5 mm or less, 1.0 mm or less, 0.7 mm or less, particularly 0.1 to 0.5 mm. As the plate thickness of the strengthening glass plate is smaller, the cover glass can be reduced in weight.
  • the method for producing a tempered glass sheet of the present invention is such that the first ion exchange treatment is performed on the tempered glass sheet using the first ion exchange solution containing at least potassium nitrate molten salt, A step of removing the tempered glass plate intermediate from the exchange solution. If the 1st ion exchange solution containing potassium nitrate molten salt is used, it will become easy to ion-exchange K ion in an ion exchange solution, and Na ion in the glass plate for reinforcement
  • the proportion of the potassium nitrate molten salt in the first ion exchange solution is 95% by mass or more, 97% by mass or more, 98% by mass or more, 99% by mass or more, 99.5% by mass or more, particularly 99.9% by mass or more. .
  • the ratio of the potassium nitrate molten salt in the first ion exchange solution is too small, it is difficult to secure desired strengthening characteristics in a short time.
  • the first ion exchange treatment may be performed so that the tempering characteristic index X of the tempered glass sheet intermediate satisfies a relationship of ⁇ 0.65 ⁇ X ⁇ ⁇ 0.50. preferable.
  • the preferable lower limit range of the reinforcing characteristic index X is ⁇ 0.64 or more, ⁇ 0.63 or more, ⁇ 0.62 or more, ⁇ 0.61 or more, particularly ⁇ 0.60 or more.
  • the preferable upper limit range is -0.51 or less, -0.52 or less, -0.53 or less, particularly -0.54 or less. If the strengthening characteristic index X is out of the above range, it is difficult to obtain a stress profile in which the K-ion concentration distribution curve in the depth direction is bent after the heat treatment and the second ion exchange treatment.
  • the method for producing a tempered glass sheet of the present invention includes a step of performing a heat treatment after removing a part or all of the potassium nitrate adhering to the surface of the tempered glass sheet intermediate.
  • potassium nitrate is adhered to the surface of the tempered glass plate intermediate. This causes in-plane variations in the reinforcing properties of the intermediate. Then, when a part or all of potassium nitrate adhering to the glass surface is removed, the in-plane variation of the strengthening characteristics of the tempered glass sheet intermediate can be reduced.
  • Various methods can be envisaged as a method for removing potassium nitrate adhered to the glass surface. A method for removing potassium nitrate by washing the surface of the tempered glass plate intermediate with a cleaning solution, a tempered glass plate from an ion exchange tank.
  • a method of lowering the pulling speed when pulling up the intermediate is mentioned.
  • the attached potassium nitrate salt can be easily removed, but a separate cleaning process is required, and the time required for the entire manufacturing process is increased.
  • the attached potassium nitrate salt can be easily removed without adding a separate device or process, but it is difficult to completely remove the potassium nitrate attached to the glass surface.
  • the attached potassium nitrate salt can also be removed by a method other than the above, for example, heat treatment at a low temperature of 350 ° C. or lower.
  • the pulling speed is preferably 10000 mm / min or less, 5000 mm / min or less, 3000 mm / min or less, 2000 mm / min or less, particularly 1000 mm / min or less.
  • the slower the pulling speed the lower the amount of potassium nitrate attached.
  • the thickness of potassium nitrate adhering to the surface of the tempered glass plate intermediate before heat treatment is preferably 2 mm or less, 1.5 mm or less, 1.0 mm or less, 0.8 mm or less, 0.5 mm or less, 0.3 mm or less 0.2 mm or less, 0.18 mm or less, 0.16 mm or less, 0.14 mm or less, 0.12 mm or less, 0.10 mm or less, 0.08 mm or less, 0.06 mm or less, 0.04 mm or less, 0.02 mm or less In particular, it is 0.01 mm or less.
  • the thickness deviation of the potassium nitrate salt in the plane of the tempered glass plate is preferably 0.8 mm or less, 0.6 mm or less, 0.5 mm or less, 0.4 mm or less, 0.3 mm or less, 0.2 mm or less, 0.1 mm.
  • it is 0.08 mm or less, 0.06 mm or less, 0.04 mm or less, 0.02 mm or less, and particularly 0.01 mm or less.
  • the potassium nitrate adhering to the glass surface causes an ion exchange reaction during the heat treatment, resulting in a non-uniform stress distribution. As a result, the tempered glass sheet is warped. Accordingly, when the thickness and the deviation between the thicknesses of the potassium nitrate attached to the glass surface are optimized, the ion exchange reaction hardly occurs during the heat treatment, and the amount of warpage of the tempered glass sheet can be reduced.
  • the heat treatment temperature is preferably 300 to 600 ° C., and more preferable lower limit ranges are 325 ° C. or higher, 350 ° C. or higher, 375 ° C. or higher, 400 ° C. or higher, 425 ° C. or higher, particularly 450 ° C. That's it.
  • the heat treatment temperature is too low, the heat treatment time is increased in order to increase the stress depth, and the manufacturing cost of the tempered glass sheet is likely to increase.
  • the heat treatment temperature is too high, the variation in the in-plane heat treatment temperature will be excessive, causing the tempered glass plate to warp or being immersed in the second ion exchange solution.
  • a preferable upper limit range of the heat treatment temperature is 575 ° C. or lower, 550 ° C. or lower, 525 ° C. or lower, particularly 500 ° C. or lower.
  • the heat treatment time is preferably 30 minutes or more and less than 1440 minutes, and more preferable lower limit ranges are 45 minutes or more, 60 minutes or more, 75 minutes or more, 90 minutes or more, particularly 120 minutes or more.
  • the heat treatment time is short, it is difficult to obtain a stress profile in which the K ion concentration distribution curve in the depth direction is bent after the second ion exchange treatment.
  • the heat treatment time is too long, warpage occurs in the tempered glass sheet intermediate during heat treatment, and the production efficiency of the tempered glass sheet tends to decrease.
  • the preferable upper limit range of the heat treatment time is 1200 minutes or less, 960 minutes or less, 900 minutes or less, 840 minutes or less, 780 minutes or less, 720 minutes or less, 660 minutes or less, 600 minutes or less, 540 minutes or less, 480 minutes or less, 420 minutes or less, 360 minutes or less, particularly 300 minutes or less.
  • the temperature variation in the electric furnace that is, the variation in the heat treatment temperature is preferably within ⁇ 100 ° C, within ⁇ 90 ° C, within ⁇ 80 ° C, within ⁇ 70 ° C, within ⁇ 60 ° C, Within ⁇ 50 ° C, within ⁇ 40 ° C, within ⁇ 30 ° C, within ⁇ 25 ° C, within ⁇ 20 ° C, within ⁇ 15 ° C, particularly within ⁇ 10 ° C. If the temperature variation in the electric furnace is too large, the in-plane strengthening characteristics of the tempered glass sheet intermediate after the heat treatment tend to fluctuate, and the tempered glass sheet tends to warp after the second ion exchange treatment.
  • the heat treatment is performed so that the compressive stress value of the compressive stress layer of the tempered glass sheet intermediate is 700 MPa or less (desirably 500 MPa or less, 400 MPa or less, particularly 300 MPa or less). It is preferable to perform heat treatment so that the stress thickness is 40 ⁇ m or more (desirably 50 ⁇ m or more, 60 ⁇ m or more, particularly 70 ⁇ m or more). This makes it easy to obtain a stress profile in which the K ion concentration distribution curve in the depth direction is bent after the second ion exchange treatment.
  • the method for producing a tempered glass sheet of the present invention is the second ion exchange solution after the second ion exchange treatment is performed on the tempered glass sheet intermediate after the heat treatment using the second ion exchange solution.
  • the Na ion concentration of the second ion exchange solution is ⁇ 11% or more, ⁇ 10% or more, ⁇ 9% or more, ⁇ 8% or more, ⁇ 7% compared to the Na ion concentration of the first ion exchange solution.
  • the first ion exchange solution after the first ion exchange treatment can be easily reused as the second ion exchange solution, and as a result, the first ion exchange treatment and the second ion exchange treatment are performed. Can be performed in the same ion exchange tank, and the manufacturing cost of the tempered glass sheet can be reduced.
  • the first ion exchange treatment and the second ion exchange treatment in the same ion exchange tank. If it does in this way, it will become easy to simplify a manufacturing facility and the manufacturing cost of a tempered glass board can be reduced.
  • the second ion exchange treatment is performed so that the compressive stress value of the compressive stress layer of the tempered glass sheet is 300 MPa or more (preferably 400 MPa or more, 500 MPa or more, particularly 600 MPa or more). It is preferable to perform the second ion exchange treatment so that the stress thickness is 30 ⁇ m or more (desirably 40 ⁇ m or more, 50 ⁇ m or more, particularly 60 ⁇ m or more). If it does in this way, it will become difficult to break a tempered glass board from the press fit of stone, sand, etc.
  • the second ion exchange treatment is performed so that the K ion concentration distribution curve in the depth direction of the tempered glass plate bends in a region less than 30 ⁇ m deep from the surface layer (preferably a region having a depth of 5 to 20 ⁇ m). Is preferred. If it does in this way, it will become difficult to break a tempered glass board from the press fit of stone, sand, etc.
  • the warp amount of the tempered glass plate is 300 ⁇ m or less (desirably 200 ⁇ m or less, 150 ⁇ m or less, particularly 110 ⁇ m or less). If it does in this way, it will become easy to apply a tempered glass board to the cover glass of a cellular phone.
  • Table 1 shows sample No. 1 to 15 are shown.
  • Each sample was prepared as follows. First, glass raw materials were prepared so as to have the glass composition in the table, and were melted at 1580 ° C. for 8 hours using a platinum pot. Thereafter, the molten glass was poured onto a carbon plate and formed into a flat plate shape. Various characteristics were evaluated about the obtained glass plate for reinforcement
  • the density ⁇ is a value measured by the well-known Archimedes method.
  • strain point Ps and the annealing point Ta are values measured based on the method of ASTM C336.
  • the softening point Ts is a value measured based on the method of ASTM C338.
  • the temperature at a high temperature viscosity of 10 4.0 dPa ⁇ s, 10 3.0 dPa ⁇ s, and 10 2.5 dPa ⁇ s is a value measured by a platinum ball pulling method.
  • the thermal expansion coefficient ⁇ is a value obtained by measuring an average thermal expansion coefficient in a temperature range of 25 to 380 ° C. using a dilatometer.
  • the liquid phase temperature TL passes through a standard sieve 30 mesh (a sieve opening of 500 ⁇ m), and glass powder remaining in a 50 mesh (a sieve opening of 300 ⁇ m) is put in a platinum boat, and then held in a temperature gradient furnace for 24 hours. This is a value obtained by measuring the temperature at which crystals are deposited.
  • Liquid phase viscosity log ⁇ TL is a value obtained by measuring the viscosity of glass at the liquid phase temperature by a platinum ball pulling method.
  • the Young's modulus E is a value measured by a well-known resonance method.
  • ion exchange treatment was performed by immersing in KNO 3 molten salt (new KNO 3 molten salt) at 430 ° C. for 4 hours.
  • the surface of each sample is washed, and the compression stress value CS of the compression stress layer on the surface is calculated from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the interval between them.
  • the stress depth DOL was calculated.
  • the refractive index of each sample was set to 1.50 and the optical elastic constant was set to 30 [(nm / cm) / MPa].
  • sample No. About 2 after shape
  • the average surface roughness Ra of the strengthening glass plate was 2 mm or less.
  • the obtained glass sheet for strengthening is subjected to ion exchange treatment at 422 ° C. for 272 minutes using a potassium nitrate molten salt containing 0.35% by mass of Na ions (corresponding to the first ion exchange solution).
  • a potassium nitrate molten salt containing 0.35% by mass of Na ions correspond to the first ion exchange solution.
  • the obtained tempered glass sheet intermediate was pulled up from the ion exchange tank at a pulling speed of 3000 mm / min to remove potassium nitrate attached to the surface of the tempered glass sheet intermediate.
  • the thickness of the potassium nitrate attached to the tempered glass plate intermediate decreased to 0.1 mm.
  • the thickness deviation of potassium nitrate was 0.06 mm.
  • the compression stress value CS and stress of the compressive stress layer on the surface are determined from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the distance between the interference fringes.
  • the compressive stress value CS was 790 MPa, and the stress depth was 45 ⁇ m.
  • the tempered glass plate intermediate was heat-treated in an electric furnace at 450 ° C. for 240 minutes.
  • the compressive stress value CS and stress depth of the compressive stress layer on the surface are determined from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the distance between the interference fringes.
  • FSM-6000 surface stress meter manufactured by Toshiba Corporation
  • the compressive stress value CS was 160 MPa
  • the stress depth was 89 ⁇ m.
  • the tempered glass plate intermediate after the heat treatment was immersed again in the potassium nitrate molten salt (corresponding to the second ion exchange solution, and the Na ion concentration was substantially equivalent to the first ion exchange solution), and 422 ° C. for 26 minutes.
  • the ion exchange treatment (corresponding to the second ion exchange treatment) was performed under the conditions.
  • the compression stress value CS and the stress depth DOL of the compression stress layer on the surface are calculated from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the interval between the interference fringes.
  • the compressive stress value CS was 690 MPa, and the stress depth was 67 ⁇ m.
  • the thickness gauge when the thickness gauge was inserted into the tempered glass plate placed on the surface plate, the maximum thickness of the thickness gauge that could be inserted was measured, and the maximum thickness (warping amount) was 103 ⁇ m. Further, the cross section of the tempered glass plate was analyzed by an electron beam microanalyzer (EPMA-1720H manufactured by Shimadzu Corporation), and the distribution curve of the K ion concentration in the depth direction of the tempered glass plate was confirmed. In the region of 15 ⁇ m depth from the surface layer. It had a K ion concentration distribution curve that bent. The time required to obtain the tempered glass plate from the tempered glass plate was 8 hours and 58 minutes.
  • sample No. About 2 after shape
  • the average surface roughness Ra of the strengthening glass plate was 2 mm or less.
  • an ion exchange treatment is performed on the obtained glass sheet for strengthening using a potassium nitrate molten salt containing 0.27% by mass of Na ions (corresponding to the first ion exchange solution) at 430 ° C. for 240 minutes. (Corresponding to the first ion exchange treatment). Further, the obtained tempered glass plate intermediate was pulled up from the ion exchange tank at a pulling speed of 5000 mm / min to remove potassium nitrate attached to the surface of the tempered glass plate intermediate. The thickness of potassium nitrate adhering to the tempered glass plate intermediate after the pulling was 0.2 mm, and the thickness deviation was 0.06 mm.
  • the compression stress value CS and the stress depth DOL of the compression stress layer on the surface are calculated from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the distance between the interference fringes.
  • the compressive stress value CS was 840 MPa, and the stress depth was 45 ⁇ m.
  • the tempered glass plate intermediate was heat-treated in an electric furnace at 450 ° C. for 240 minutes.
  • the compressive stress value CS and stress depth of the compressive stress layer on the surface are determined from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the distance between the interference fringes.
  • the compressive stress value CS was 300 MPa, and the stress depth was 84 ⁇ m.
  • the tempered glass plate intermediate after the heat treatment is immersed again in the potassium nitrate molten salt (corresponding to the second ion exchange solution, and the Na ion concentration is substantially equivalent to the first ion exchange solution), and 450 ° C. for 10 minutes.
  • the ion exchange treatment (corresponding to the second ion exchange treatment) was performed under the conditions.
  • the compression stress value CS and the stress depth DOL of the compression stress layer on the surface are calculated from the number of interference fringes observed using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation) and the interval between the interference fringes.
  • the compressive stress value CS was 740 MPa
  • the stress depth was 65 ⁇ m.
  • the maximum thickness of the thickness gauge that was inserted when the thickness gauge was inserted into the tempered glass plate placed on the surface plate was measured, the maximum thickness (the amount of warpage) was greater than 200 ⁇ m.
  • the cross section of the tempered glass plate was analyzed by an electron beam microanalyzer (EPMA-1720H manufactured by Shimadzu Corporation), and the distribution curve of the K ion concentration in the depth direction of the tempered glass plate was confirmed. In the region of 15 ⁇ m depth from the surface layer. It had a compressive stress profile that bent. The time required to obtain the tempered glass plate from the tempered glass plate was 8 hours and 10 minutes.
  • the manufacturing method of the tempered glass board of this invention is suitable as a manufacturing method of glass substrates, such as cover glasses, such as a mobile phone, a digital camera, and PDA, or a touch panel display.
  • the manufacturing method of the tempered glass board of this invention can also be used as manufacturing methods, such as a window glass, a substrate for flat panel displays, a cover glass for solar cells, a cover glass for solid-state image sensor, tableware, etc. besides these uses. Is preferred.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７５％、Ａｌ２Ｏ３　０～３０％、Ｎａ２Ｏ　５～２５％、Ｋ２Ｏ　０～１０％を含有し、実質的にＬｉ２Ｏを含有しない強化用ガラス板を用意する工程と、強化用ガラス板に対して、少なくとも硝酸カリウム溶融塩を含む第一のイオン交換溶液を用いて、第一のイオン交換処理を行うことによって強化ガラス板中間体を得た後、第一のイオン交換溶液から強化ガラス板中間体を取り出す工程と、強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去した後、熱処理を行う工程と、熱処理後の強化ガラス板中間体に対して、第二のイオン交換溶液を用いて、第二のイオン交換処理を行うことによって強化ガラス板を得た後、第二のイオン交換溶液から強化ガラス板を取り出す工程と、を有することを特徴とする。

Description

強化ガラス板の製造方法
　本発明は、強化ガラス板の製造方法に関し、特に深さ方向のカリウムの濃度分布曲線が屈曲し、且つ反り量が少ない強化ガラス板の製造方法に関する。
　携帯電話のカバーガラスには、イオン交換処理された強化ガラス板が用いられている。強化ガラス板は、未強化のガラス板に比べて、機械的強度が高いため、本用途に好適である（特許文献１、非特許文献１参照）。
　近年、カバーガラスを落下させた際に、石、砂等の圧入を起点とした破損を防止することが求められている。
　この破損を防止するために、例えば、特許文献２には、強化用ガラス板に対して、Ｎａイオン濃度が相対的に高いイオン交換溶液により第一のイオン交換処理を行った後、Ｎａイオン濃度が相対的に低いイオン交換溶液により第二のイオン交換処理を行うことにより、強化ガラス板の深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線を屈曲させて、上記破壊を防止することが記載されている。
特開２００６－８３０４５号公報 特表２０１１－５２９４３８号公報
泉谷徹朗等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１－４９８
　しかし、特許文献２に記載の二段階のイオン交換処理では、二種類のイオン交換槽が必要になり、強化ガラス板の製造コストが増加してしまう。つまりＮａイオン濃度が相対的に高いイオン交換溶液を含むイオン交換槽とＮａイオン濃度が相対的に低いイオン交換溶液を含むイオン交換槽とが必要になり、強化ガラス板の製造コストが増加してしまう。
　更に、特許文献２に記載の二段階のイオン交換処理では、一回目のイオン交換処理に長時間を要し、強化ガラス板の製造コストが増加してしまう。また一回目のイオン交換処理に長時間を要すると、強化ガラス板の反り量が増加し易くなり、携帯電話のカバーガラス等に適用し難くなる。
　そこで、本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、製造コストの増加を招来させることなく、強化ガラス板の反り量を抑制しつつ、深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線を屈曲させ得る方法を創案することである。
　本発明者等は、種々の検討を行った結果、二段階のイオン交換処理の間に熱処理工程を設ける共に、この熱処理工程の前にガラス表面に付着した硝酸カリウム塩を除去する工程を設けることにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７５％、Ａｌ２Ｏ３　０～３０％、Ｎａ２Ｏ　５～２５％、Ｋ２Ｏ　０～１０％を含有し、実質的にＬｉ２Ｏを含有しない強化用ガラス板を用意する工程と、強化用ガラス板に対して、少なくとも硝酸カリウム溶融塩を含む第一のイオン交換溶液を用いて、第一のイオン交換処理を行うことによって強化ガラス板中間体を得た後、第一のイオン交換溶液から強化ガラス板中間体を取り出す工程と、強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去した後、熱処理を行う工程と、熱処理後の強化ガラス板中間体に対して、第二のイオン交換溶液を用いて、第二のイオン交換処理を行うことによって強化ガラス板を得た後、第二のイオン交換溶液から強化ガラス板を取り出す工程と、を有することを特徴とする。ここで、「実質的にＬｉ２Ｏを含有しない」とは、ガラス組成中のＬｉ２Ｏの含有量が０．１質量％以下（望ましくは０．０１質量％未満）の場合を指す。
　本発明の強化ガラス板の製造方法では、強化用ガラス板のガラス組成を上記のように規制しつつ、二段階のイオン交換処理の間に熱処理工程を設けている。このようにすれば、ガラス表層のイオン拡散を促進することができ、短時間で強化ガラス板中間体の圧縮応力層の応力深さを大きくすることができる。
　また、本発明の強化ガラス板の製造方法では、熱処理工程の前にガラス表面に付着した硝酸カリウム塩を除去する工程を設けている。このようにすれば、熱処理後に強化ガラス板中間体が反り難くなり、強化ガラス板を携帯電話のカバーガラスに適用し易くなる。
　第二に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、第二のイオン交換溶液のＮａイオン濃度を第一のイオン交換溶液のＮａイオン濃度の±１２％以内に規制することが好ましい。このようにすれば、第一のイオン交換処理後の第一のイオン交換溶液を第二のイオン交換溶液として再利用し易くなり、強化ガラス板の製造コストを低廉化することが可能になる。
　第三に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、第一のイオン交換処理と第二のイオン交換処理を同一のイオン交換槽で行うことが好ましい。このようにすれば、二段階のイオン交換処理を一つのイオン交換槽で行うことが可能になり、強化ガラス板の製造コストを低廉化することが可能になる。
　第四に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板中間体の強化特性指標Ｘが－０．６５≦Ｘ≦－０．５０の関係を満たすように、第一のイオン交換処理を行うことが好ましい。ここで、強化特性指標Ｘは、強化ガラス板中間体の表面の圧縮応力層の圧縮応力値をＣＳ（ＭＰａ）、応力深さをＤＯＬ（μｍ）とした時に、ＤＯＬ＝（－２７０６５×Ｘ－１３３４８）×ＣＳＸの式により算出される値である。なお、「圧縮応力値」と「応力深さ」は、表面応力計（例えば、株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から算出される値を指す。
　第五に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の厚みが２ｍｍ以下であり、且つ硝酸カリウム塩の厚みの偏差が１ｍｍ以下になるように、強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去することが好ましい。このようにすれば、熱処理後の強化ガラス板中間体の圧縮応力層の圧縮応力値と応力深さの面内バラツキが小さくなり、結果として強化ガラス板の反り量を低減し易くなる。
　第六に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、熱処理温度を３００～６００℃に規制することが好ましい。
　第七に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、熱処理時間を３０分間以上、且つ１４４０分間未満に規制することが好ましい。
　第八に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、熱処理を電気炉で行い、その電気炉内の温度バラツキを±１００℃以内に規制することが好ましい。
　第九に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板の深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線が表層から深さ３０μｍ未満の領域で屈曲するように、第二のイオン交換処理を行うことが好ましい。ここで、「深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線」は、電子線マイクロアナライザ（例えば、島津製作所社製ＥＰＭＡ－１７２０Ｈ）により強化ガラス板断面を分析することにより確認することができる。
　第十に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板の反り量が３００μｍ以下になるように、第二のイオン交換処理を行うことが好ましい。ここで、「反り量」とは定盤上に置いた強化ガラス板にシックネスゲージを差し込む際に、差し込めるシックネスゲージの最大厚みを指す。
　第十一に、本発明の強化ガラス板の製造方法は、得られた強化ガラス板をタッチパネルディスプレイのカバーガラスに用いることが好ましい。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７５％、Ａｌ２Ｏ３　０～３０％、Ｎａ２Ｏ　５～２５％、Ｋ２Ｏ　０～１０％を含有し、実質的にＬｉ２Ｏを含有しない強化用ガラス板を用意する工程を有している。本発明に係る強化用ガラス板について、上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は、特に断りがない限り、質量％を指す。
　ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は４０～７５％であり、好ましくは４４～７０％、４７～６８％、５０～６６％、５３～６４％、特に５５～６２％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性、成形性、曲げ加工性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。
　Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点やヤング率を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０～３０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。またクラック発生率が高くなる虞がある。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な下限範囲は１％以上、３％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、１５％以上、特に１６％以上である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、成形時にガラスに失透結晶が析出し易くなって、オーバーフローダウンドロー法等でガラス板を成形し難くなる。特に、アルミナの成形体を用いて、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形する場合、アルミナの成形体との界面にスピネルの失透結晶が析出し易くなる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また耐酸性も低下し、酸処理工程に適用し難くなる。更には高温粘性が高くなり、溶融性や曲げ加工性が低下し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な上限範囲は２９％以下、２８％以下、２７％以下、２６％以下、２５％以下、特に２４％以下である。
　Ｎａ２Ｏは、硝酸カリウム溶融塩中のＫイオンとのイオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、Ｎａ２Ｏは、耐失透性、成形体耐火物との反応性を改善する成分でもある。Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性や成形性が低下したり、熱膨張係数が低下したり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ２Ｏの含有量は５％以上であり、好適な下限範囲は７％以上、７．０％超、１０％以上、１２％以上、１３％以上、特に１４％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ２Ｏの含有量は２５％以下であり、好適な上限範囲は２３％以下、２１％以下、２０％以下、１９％以下、１８％以下、１７．５％以下、特に１７％以下である。
　Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、アルカリ金属酸化物の中では応力深さを増加させ易い成分である。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更に耐失透性を改善する成分でもある。しかし、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｋ２Ｏの好適な上限範囲は１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、特に６％以下である。なお、Ｋ２Ｏを添加する場合、好適な添加量は０．１％以上、０．５％以上、１％以上、１．５％以上、特に２％以上である。また、Ｋ２Ｏの添加をできるだけ避ける場合は、０～１％、０～１．０％未満、特に０～０．０５％である。
　Ｌｉ２Ｏは、硝酸カリウム溶融塩中のＫイオンとのイオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性、加工性を高める成分であると共に、ヤング率を高める成分であるが、イオン交換処理の際に、硝酸カリウム溶融塩を含むイオン交換溶液を劣化させる成分である。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。よって、本発明に係る強化用ガラス板は、ガラス組成中にＬｉ２Ｏは実質的に含有しない。
　上記成分以外にも、例えば、以下の成分を導入してもよい。
　Ｂ２Ｏ３は、高温粘度や密度を低下させると共に、ガラスを安定化させて、結晶を析出させ難くし、液相温度を低下させる成分である。また、クラック発生率を低下させて、耐傷性を高める成分である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、イオン交換処理によって、ヤケと呼ばれるガラス表面の着色が発生したり、耐水性が低下したり、応力深さが小さくなり易い。よって、Ｂ２Ｏ３の好適な範囲は０～１０％、０～９％、０～８％、０～７％、０～６％、０～５％、０～４％、０～３％、０～２％、特に０．１～１％である。
　ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。よって、ＭｇＯの好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、０．５％以上、１％以上、１．５％以上、特に２％以上である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり易く、またガラスが失透し易くなる傾向がある。特に、アルミナの成形体を用いて、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形する場合、アルミナの成形体との界面にスピネルの失透結晶が析出し易くなる。よって、ＭｇＯの好適な上限範囲は１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、特に３％以下である。
　ＣａＯは、他の成分と比較して、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める効果が大きい。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下し易くなったり、イオン交換性能が低下したり、イオン交換溶液を劣化させ易くなる傾向がある。よって、ＣａＯの好適な含有量は０～６％、０～５％、０～４％、０～３．５％、０～３％、０～２％、０～１％、特に０～０．５％である。
　ＳｒＯとＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、イオン交換反応が阻害され易くなることに加えて、密度や熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、ＳｒＯとＢａＯの好適な含有量は、それぞれ０～２％、０～１．５％、０～１％、０～０．５％、０～０．１％、特に０～０．１％未満である。
　ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力値を高める効果が大きい成分である。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなったり、応力深さが小さくなる傾向がある。よって、ＺｎＯの含有量は０～６％、０～５％、０～３％、特に０～１％が好ましい。
　ＴｉＯ２は、イオン交換性能を高める成分であり、また高温粘度を低下させる成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、失透し易くなる。よって、ＴｉＯ２の含有量は０～４．５％、０～０．５％、特に０～０．３％が好ましい。
　ＺｒＯ２は、イオン交換性能を顕著に高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、耐失透性が著しく低下する虞があり、また密度が高くなり過ぎる虞もある。よって、ＺｒＯ２の含有量は０～５％、０～４％、０～３％、特に０．００１～２％が好ましい。
　Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に応力深さを増大させる成分である。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐水性が低下し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の含有量は０～１０％、０～３％、０～１％、特に０～０．５％が好ましい。
　ＳｎＯ２は、イオン交換性能を高める効果を有する。よって、ＳｎＯ２の含有量は０～３％、０．０１～３％、０．０５～３％、０．１～３％、特に０．２～３％が好ましい。
　清澄剤として、Ｃｌ、ＳＯ３、ＣｅＯ２の群から選択された一種又は二種以上を０～３％添加してもよい。
　Ｆｅ２Ｏ３の含有量は１０００ｐｐｍ未満（０．１％未満）、８００ｐｐｍ未満、６００ｐｐｍ未満、４００ｐｐｍ未満、特に３００ｐｐｍ未満が好ましい。更に、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を上記範囲に規制した上で、モル比Ｆｅ２Ｏ３／（Ｆｅ２Ｏ３＋ＳｎＯ２）を０．８以上、０．９以上、特に０．９５以上に規制することが好ましい。このようにすれば、板厚１ｍｍにおける透過率（４００～７７０ｎｍ）が向上し易くなる（例えば９０％以上）。
　Ｎｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の含有量は３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下が好ましい。
　本発明に係る強化用ガラス板は、環境的負荷を低減するために、ガラス組成として、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｆ、Ｂｉ２Ｏ３をそれぞれ含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にＡｓ２Ｏ３を含有しない」とは、Ａｓ２Ｏ３の含有量が０．０５％未満であることを指す。「実質的にＳｂ２Ｏ３を含有しない」とは、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が０．０５％未満であることを指す。「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ＰｂＯの含有量が０．０５％未満であることを指す。「実質的にＦを含有しない」とは、Ｆの含有量が０．０５％未満であることを指す。「実質的にＢｉ２Ｏ３を含有しない」とは、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が０．０５％未満であることを指す。
　本発明に係る強化用ガラス板は、下記の特性を有することが好ましい。
　密度は２．６ｇ／ｃｍ３以下、２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以下、２．４６ｇ／ｃｍ３以下、特に２．４５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。密度が低い程、強化ガラス板を軽量化することができる。なお、ガラス組成中のＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の含有量を低減すれば、密度が低下し易くなる。
　徐冷点は７３０℃以下、７００℃以下、６７０℃以下、６４０℃以下、６２０℃以下、６００℃以下、５８０℃以下、特に５６０℃以下が好ましい。徐冷点を上記範囲に規制すれば、曲げ加工性が向上する。なお、ガラス組成中のＢ２Ｏ３、アルカリ金属酸化物の含有量を増加すれば、徐冷点が低くなり易く、逆にＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を増加すれば、徐冷点が上昇し易くなる。
　軟化点は１０２０℃以下、９９０℃以下、９６０℃以下、９３０℃以下、９００℃以下、８６０℃以下、８４０℃以下、８２０℃以下、特に８００℃以下が好ましい。徐冷点を上記範囲に規制すれば、曲げ加工性が向上する。なお、ガラス組成中のＢ２Ｏ３、アルカリ金属酸化物の含有量を増加すれば、軟化点が低くなり易く、逆にＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を増加すれば、軟化点が上昇し易くなる。
　高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は１４００℃以下、特に１３５０℃以下が好ましい。高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、成形設備への負担が軽減されて、成形設備が長寿命化し、結果として、強化ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。高温粘度１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１７２０℃以下、１６８０℃以下、１６５０℃以下、１６１０℃以下、１５８０℃以下、１５５０℃以下、特に１５２０℃以下が好ましい。高温粘度１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温溶融が可能になり、溶融窯等のガラス製造設備への負担が軽減されると共に、泡品位を高め易くなり、結果として強化ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、高温粘度が低下し易くなる。
　液相温度は１２３０℃以下、１２００℃以下、１１７０℃以下、１１５０℃以下、１１００℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下、特に９００℃以下が好ましい。液相温度が低い程、耐失透性や成形性が向上する。また、液相粘度は１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．４ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．３ｄＰａ・ｓ以上、１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．７ｄＰａ・ｓ以上、１０５．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０６．０ｄＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、液相粘度が高い程、耐失透性や成形性が向上する。なお、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相温度が低下し易くなり、また液相粘度が高くなり易い。
　ヤング率は６５ＧＰａ以上、６７ＧＰａ以上、６９ＧＰａ以上、７０ＧＰａ以上、７１ＧＰａ以上、７３ＧＰａ以上、特に７５ＧＰａ以上が好ましい。ヤング率が高い程、強化ガラス板が撓み難くなり、タッチパネルディスプレイ等に用いる際、ペン等で強化ガラス板の表面を強く押しても、強化ガラス板の変形量が小さくなる。結果として、強化ガラス板が、背面に位置する液晶素子に接触して、表示不良が生じる事態を防止し易くなる。また、強化処理時に発生する応力に対する変形量が小さくなるため、イオン交換処理の前後で強化ガラス板の寸法変化を低減し易くなる。
　本発明に係る強化用ガラス板は、板厚が１．５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、特に０．１～０．５ｍｍが好ましい。強化用ガラス板の板厚が小さい程、カバーガラスの軽量化を図ることができる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化用ガラス板に対して、少なくとも硝酸カリウム溶融塩を含む第一のイオン交換溶液を用いて、第一のイオン交換処理を行った後、第一のイオン交換溶液から強化ガラス板中間体を取り出す工程を有する。硝酸カリウム溶融塩を含む第一のイオン交換溶液を用いると、イオン交換溶液中のＫイオンと強化用ガラス板中のＮａイオンをイオン交換し易くなる。
　第一のイオン交換溶液中の硝酸カリウム溶融塩の割合は９５質量％以上、９７質量％以上、９８質量％以上、９９質量％以上、９９．５質量％以上、特に９９．９質量％以上である。第一のイオン交換溶液中の硝酸カリウム溶融塩の割合が小さ過ぎると、短時間で所望の強化特性を確保し難くなる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法では、強化ガラス板中間体の強化特性指標Ｘが－０．６５≦Ｘ≦－０．５０の関係を満たすように、第一のイオン交換処理を行うことが好ましい。更に、強化特性指標Ｘの好適な下限範囲は－０．６４以上、－０．６３以上、－０．６２以上、－０．６１以上、特に－０．６０以上であり、好適な上限範囲は－０．５１以下、－０．５２以下、－０．５３以下、特に－０．５４以下である。強化特性指標Ｘが上記範囲外になると、熱処理と第二のイオン交換処理を行った後に、深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線が屈曲する応力プロファイルを得難くなる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去した後、熱処理を行う工程を有している。
　硝酸カリウム溶融塩を含む第一のイオン交換溶液を用いて、第一のイオン交換処理を行うと、強化ガラス板中間体に表面に硝酸カリウム塩が付着するが、この付着した硝酸カリウム塩は、強化ガラス板中間体の強化特性の面内バラツキを招来させる。そこで、ガラス表面に付着した硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去すると、強化ガラス板中間体の強化特性の面内バラツキを低減することができる。ガラス表面に付着した硝酸カリウム塩を除去する方法として、種々の方法が想定されるが、強化ガラス板中間体の表面を洗浄液で洗浄して、硝酸カリウム塩を除去する方法、イオン交換槽から強化ガラス板中間体を引き上げる際に、引き上げスピードを低下させる方法が挙げられる。前者の方法によれば、付着した硝酸カリウム塩を取り除き易いが、別途の洗浄工程が必要になり、全製造工程に要する時間が長くなる。後者の方法によれば、別途の装置、工程を付加しなくても、付着した硝酸カリウム塩を簡便に取り除くことが可能になるが、ガラス表面に付着した硝酸カリウムを完全に取り除くことが困難である。なお、上記以外の方法、例えば３５０℃以下の低温の加熱処理により、付着した硝酸カリウム塩を除去することもできる。
　イオン交換槽から強化ガラス板中間体を引き上げる際、引き上げスピードは１００００ｍｍ／分以下、５０００ｍｍ／分以下、３０００ｍｍ／分以下、２０００ｍｍ／分以下、特に１０００ｍｍ／分以下が好ましい。引き上げスピードが遅い程、硝酸カリウムの付着量を低減することができる。
　熱処理前に強化ガラス板中間体の表面に付着している硝酸カリウム塩の厚みは、好ましくは２ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、０．１８ｍｍ以下、０．１６ｍｍ以下、０．１４ｍｍ以下、０．１２ｍｍ以下、０．１０ｍｍ以下、０．０８ｍｍ以下、０．０６ｍｍ以下、０．０４ｍｍ以下、０．０２ｍｍ以下、特に０．０１ｍｍ以下である。強化ガラス板の面内における硝酸カリウム塩の厚みの偏差は、好ましくは０．８ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、０．０８ｍｍ以下、０．０６ｍｍ以下、０．０４ｍｍ以下、０．０２ｍｍ以下、特に０．０１ｍｍ以下である。ガラス表面に付着している硝酸カリウム塩は、熱処理時にイオン交換反応を発生させて、不均一な応力分布を生じさせる。結果として、強化ガラス板の反りの原因になる。そこで、ガラス表面に付着した硝酸カリウム塩の厚みと厚みの偏差を適正化すると、熱処理時にイオン交換反応が発生し難くなり、強化ガラス板の反り量を低減することができる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法において、熱処理温度は３００～６００℃が好ましく、更に好適な下限範囲は３２５℃以上、３５０℃以上、３７５℃以上、４００℃以上、４２５℃以上、特に４５０℃以上である。熱処理温度が低過ぎると、応力深さを増大させるために熱処理時間が長くなり、強化ガラス板の製造コストが高騰し易くなる。一方、熱処理温度が高過ぎると、面内の熱処理温度のバラツキが過大になって、強化ガラス板の反りの原因になったり、第二のイオン交換溶液に浸漬する際に、第二のイオン交換溶液との温度差によって、強化ガラス板が破損し易くなる。よって、熱処理温度の好適な上限範囲は５７５℃以下、５５０℃以下、５２５℃以下、特に５００℃以下である。
　熱処理時間は３０分間以上、且つ１４４０分間未満が好ましく、更に好適な下限範囲は４５分間以上、６０分間以上、７５分間以上、９０分間以上、特に１２０分間以上である。熱処理時間が短いと、第二のイオン交換処理を行った後に、深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線が屈曲する応力プロファイルを得難くなる。一方、熱処理時間が長過ぎると、熱処理時に強化ガラス板中間体に反りが発生したり、強化ガラス板の製造効率が低下し易くなる。よって、熱処理時間の好適な上限範囲は１２００分間以下、９６０分間以下、９００分間以下、８４０分間以下、７８０分間以下、７２０分間以下、６６０分間以下、６００分間以下、５４０分間以下、４８０分間以下、４２０分間以下、３６０分間以下、特に３００分間以下である。
　電気炉で熱処理を行う場合、その電気炉内の温度バラツキ、つまり熱処理温度のバラツキは、好ましくは±１００℃以内、±９０℃以内、±８０℃以内、±７０℃以内、±６０℃以内、±５０℃以内、±４０℃以内、±３０℃以内、±２５℃以内、±２０℃以内、±１５℃以内、特に±１０℃以内である。電気炉内の温度バラツキが大き過ぎると、熱処理後の強化ガラス板中間体の面内の強化特性が変動し易くなり、第二のイオン交換処理を行った後に、強化ガラス板が反り易くなる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板中間体の圧縮応力層の圧縮応力値が７００ＭＰａ以下（望ましくは５００ＭＰａ以下、４００ＭＰａ以下、特に３００ＭＰａ以下）になるように、熱処理を行うことが好ましく、また応力厚みが４０μｍ以上（望ましくは５０μｍ以上、６０μｍ以上、特に７０μｍ以上）になるように、熱処理を行うことが好ましい。このようにすれば、第二のイオン交換処理を行った後に、深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線が屈曲する応力プロファイルを得易くなる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、熱処理後の強化ガラス板中間体に対して、第二のイオン交換溶液を用いて、第二のイオン交換処理を行った後、第二のイオン交換溶液から強化ガラス板を取り出す工程を有する。
　本発明の強化ガラス板の製造方法では、第二のイオン交換溶液のＮａイオン濃度を第一のイオン交換溶液のＮａイオン濃度の±１２％以内に規制することが好ましい。更に、第二のイオン交換溶液のＮａイオン濃度は、第一のイオン交換溶液のＮａイオン濃度に比べて、－１１％以上、－１０％以上、－９％以上、－８％以上、－７％以上、－６％以上、－５％以上、－４％以上、－３％以上、－２％以上、－１％以上、－０．５％以上、特に－０．３％以上が好ましく、＋１１％以下、＋１０％以下、＋９％以下、＋８％以下、＋７％以下、＋６％以下、＋５％以下、＋４％以下、＋３％以下、＋２％以下、＋１％以下、＋０．５％以下、特に＋０．３％以下が好ましい。このようにすれば、第一のイオン交換処理後の第一のイオン交換溶液を第二のイオン交換溶液として再利用し易くなり、結果として、第一のイオン交換処理と第二のイオン交換処理を同一のイオン交換槽で行うことが可能になり、強化ガラス板の製造コストを低廉化することができる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法では、第一のイオン交換処理と第二のイオン交換処理を同一のイオン交換槽で行うことが好ましい。このようにすれば、製造設備を簡略化し易くなり、強化ガラス板の製造コストを低廉化することができる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板の圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上（望ましくは４００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、特に6００ＭＰａ以上）になるように、第二のイオン交換処理を行うことが好ましく、また応力厚みが３０μｍ以上（望ましくは４０μｍ以上、５０μｍ以上、特に６０μｍ以上）になるように、第二のイオン交換処理を行うことが好ましい。このようにすれば、強化ガラス板が石、砂等の圧入を起点として破損し難くなる。
　また強化ガラス板の深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線が表層から深さ３０μｍ未満の領域（望ましくは深さ５～２０μｍの領域）で屈曲するように、第二のイオン交換処理を行うことが好ましい。このようにすれば、強化ガラス板が石、砂等の圧入を起点として破損し難くなる。
　更に強化ガラス板の反り量が３００μｍ以下（望ましくは２００μｍ以下、１５０μｍ以下、特に1１０μｍ以下）になるように、第二のイオン交換処理を行うことが好ましい。このようにすれば、強化ガラス板を携帯電話のカバーガラスに適用し易くなる
　以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。但し、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
　表１は、試料Ｎｏ．１～１５を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次のようにして、各試料を作製した。まず表中のガラス組成となるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１５８０℃で８時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して平板形状に成形した。得られた強化用ガラス板について、種々の特性を評価した。
　密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。
　歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ　Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
　軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ　Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。
　高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
　熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、２５～３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した値である。
　液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。
　液相粘度ｌｏｇηＴＬは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
　ヤング率Ｅは、周知の共振法で測定した値である。
　続いて、各試料の両表面に光学研磨を施した後、４３０℃のＫＮＯ３溶融塩（新品ＫＮＯ３溶融塩）中に４時間浸漬することにより、イオン交換処理を行った。イオン交換処理後に各試料の表面を洗浄し、更に表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出した。算出に当たり、各試料の屈折率を１．５０、光学弾性定数を３０［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。
　まず表１に記載の試料Ｎｏ．２について、オーバーフローダウンドロー法により厚み０．４ｍｍの平板形状を成形した後、外形寸法６５ｍｍ×１３０ｍｍに切断して、複数の強化用ガラス板を得た。なお、強化用ガラス板の平均表面粗さＲａは２Å以下であった。
　次に、得られた強化用ガラス板に対して、Ｎａイオンを０．３５質量％含む硝酸カリウム溶融塩（第一のイオン交換溶液に相当）を用いて、４２２℃２７２分間の条件でイオン交換処理（第一のイオン交換処理に相当）を行った。更に、得られた強化ガラス板中間体を引き上げ速度３０００ｍｍ／分でイオン交換槽から引き上げることにより、強化ガラス板中間体の表面に付着した硝酸カリウム塩を除去した。これにより、強化ガラス板中間体に付着する硝酸カリウム塩の厚みは０．１ｍｍまで減少した。そして、硝酸カリウム塩の厚み偏差は０．０６ｍｍであった。また、引き上げ後の強化ガラス板中間体について、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出したところ、圧縮応力値ＣＳが７９０ＭＰａ、応力深さが４５μｍであった。続いて、この強化ガラス板中間体に対して、電気炉により４５０℃２４０分間の条件で熱処理を行った。熱処理後の強化ガラス板中間体について、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出したところ、圧縮応力値ＣＳが１６０ＭＰａ、応力深さが８９μｍであった。
　続いて、熱処理後の強化ガラス板中間体を上記硝酸カリウム溶融塩（第二のイオン交換溶液に相当、Ｎａイオン濃度は第一のイオン交換溶液と略同等）に再び浸漬させて、４２２℃２６分間の条件でイオン交換処理（第二のイオン交換処理に相当）を行った。得られた強化ガラス板について、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出したところ、圧縮応力値ＣＳが６９０ＭＰａ、応力深さが６７μｍであった。また定盤上に載置させた強化ガラス板にシックネスゲージを差し込む際に、差し込めるシックネスゲージの最大厚みを測定したところ、その最大厚み(反り量)は１０３μｍであった。更に電子線マイクロアナライザ（島津製作所社製ＥＰＭＡ－１７２０Ｈ）により強化ガラス板断面を分析し、強化ガラス板の深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線を確認したところ、表層から深さ１５μｍの領域で屈曲するようなＫイオン濃度の分布曲線を有していた。なお、強化用ガラス板から強化ガラス板を得るまでに要した時間は８時間５８分であった。
　なお、上記の実験では、便宜上、表１に記載の試料Ｎｏ．２を用いたが、表１に記載の試料Ｎｏ．１、３～１５でも同様の傾向が得られるものと考えられる。
　まず表１に記載の試料Ｎｏ．２について、オーバーフローダウンドロー法により厚み０．４ｍｍの平板形状を成形した後、外形寸法６５ｍｍ×１３０ｍｍに切断して、複数の強化用ガラス板を得た。なお、強化用ガラス板の平均表面粗さＲａは２Å以下であった。
　次に、得られた強化用ガラス板に対して、Ｎａイオンを０．２７質量％含む硝酸カリウム溶融塩（第一のイオン交換溶液に相当）を用いて、４３０℃２４０分間の条件でイオン交換処理（第一のイオン交換処理に相当）を行った。更に、得られた強化ガラス板中間体を引き上げ速度５０００ｍｍ／分でイオン交換槽から引き上げることにより、強化ガラス板中間体の表面に付着した硝酸カリウム塩を除去した。引き上げ後の強化ガラス板中間体に付着する硝酸カリウム塩の厚みは０．２ｍｍであり、厚みの偏差は０．０６ｍｍであった。この強化ガラス板中間体について、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出したところ、圧縮応力値ＣＳが８４０ＭＰａ、応力深さが４５μｍであった。続いて、この強化ガラス板中間体に対して、電気炉により４５０℃２４０分間の条件で熱処理を行った。熱処理後の強化ガラス板中間体について、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出したところ、圧縮応力値ＣＳが３００ＭＰａ、応力深さが８４μｍであった。
　続いて、熱処理後の強化ガラス板中間体を上記硝酸カリウム溶融塩（第二のイオン交換溶液に相当、Ｎａイオン濃度は第一のイオン交換溶液と略同等）に再び浸漬させて、４５０℃１０分間の条件でイオン交換処理（第二のイオン交換処理に相当）を行った。得られた強化ガラス板について、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出したところ、圧縮応力値ＣＳが７４０ＭＰａ、応力深さが６５μｍであった。また定盤上に載置させた強化ガラス板にシックネスゲージを差し込む際に、差し込めるシックネスゲージの最大厚みを測定したところ、その最大厚み(反り量)は２００μｍより大きかった。更に電子線マイクロアナライザ（島津製作所社製ＥＰＭＡ－１７２０Ｈ）により強化ガラス板断面を分析し、強化ガラス板の深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線を確認したところ、表層から深さ１５μｍの領域で屈曲するような圧縮応力プロファイルを有していた。なお、強化用ガラス板から強化ガラス板を得るまでに要した時間は８時間１０分であった。
　なお、上記の実験では、便宜上、表１に記載の試料Ｎｏ．２を用いたが、表１に記載の試料Ｎｏ．１、３～１５でも同様の傾向が得られるものと考えられる。
　本発明の強化ガラス板の製造方法は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等のカバーガラス、或いはタッチパネルディスプレイ等のガラス基板の製造方法として好適である。また、本発明の強化ガラス板の製造方法は、これらの用途以外にも、例えば窓ガラス、フラットパネルディスプレイ用基板、太陽電池用カバーガラス、固体撮像素子用カバーガラス、食器等の製造方法としても好適である。
 

Claims (11)

  1. 　ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７５％、Ａｌ２Ｏ３　０～３０％、Ｎａ２Ｏ　５～２５％、Ｋ２Ｏ　０～１０％を含有し、実質的にＬｉ２Ｏを含有しない強化用ガラス板を用意する工程と、
    　強化用ガラス板に対して、少なくとも硝酸カリウム溶融塩を含む第一のイオン交換溶液を用いて、第一のイオン交換処理を行うことによって強化ガラス板中間体を得た後、第一のイオン交換溶液から強化ガラス板中間体を取り出す工程と、
    　強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去した後、熱処理を行う工程と、
    　熱処理後の強化ガラス板中間体に対して、第二のイオン交換溶液を用いて、第二のイオン交換処理を行うことによって強化ガラス板を得た後、第二のイオン交換溶液から強化ガラス板を取り出す工程と、を有することを特徴とする強化ガラス板の製造方法。
  2. 　第二のイオン交換溶液のＮａイオン濃度を第一のイオン交換溶液のＮａイオン濃度の±１２％以内に規制することを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板の製造方法。
  3. 　第一のイオン交換処理と第二のイオン交換処理を同一のイオン交換槽で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス板の製造方法。
  4. 　強化ガラス板中間体の強化特性指標Ｘが－０．６５≦Ｘ≦－０．５０の関係を満たすように、第一のイオン交換処理を行うことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。ここで、強化特性指標Ｘは、強化ガラス板中間体の表面の圧縮応力層の圧縮応力値をＣＳ（ＭＰａ）、応力深さをＤＯＬ（μｍ）とした時に、ＤＯＬ＝（－２７０６５×Ｘ－１３３４８）×ＣＳＸの式により算出される値である。
  5. 　強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の厚みが２ｍｍ以下であり、且つ硝酸カリウム塩の厚みの偏差が１ｍｍ以下になるように、強化ガラス板中間体の表面に付着する硝酸カリウム塩の一部又は全部を除去することを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
  6. 　熱処理温度を３００～６００℃に規制することを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
  7. 　熱処理時間を３０分間以上、且つ１４４０分間未満に規制することを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
  8. 　熱処理を電気炉で行い、その電気炉内の温度バラツキを±１００℃以内に規制することを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
  9. 　強化ガラス板の深さ方向のＫイオン濃度の分布曲線が表層から深さ３０μｍ未満の領域で屈曲するように、第二のイオン交換処理を行うことを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
  10. 　強化ガラス板の反り量が３００μｍ以下になるように、第二のイオン交換処理を行うことを特徴とする請求項１～９の何れか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
  11. 　得られた強化ガラス板をタッチパネルディスプレイのカバーガラスに用いることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の強化ガラス板の製造方法。
     
PCT/JP2016/071716 2015-07-30 2016-07-25 強化ガラス板の製造方法 WO2017018376A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015150303A JP6607378B2 (ja) 2015-07-30 2015-07-30 強化ガラス板の製造方法
JP2015-150303 2015-07-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017018376A1 true WO2017018376A1 (ja) 2017-02-02

Family

ID=57884780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/071716 WO2017018376A1 (ja) 2015-07-30 2016-07-25 強化ガラス板の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6607378B2 (ja)
TW (1) TW201714853A (ja)
WO (1) WO2017018376A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235663A1 (ja) * 2017-06-19 2018-12-27 日本電気硝子株式会社 転動装置及び球状ガラス
CN109970361A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 Ａｇｃ株式会社 化学强化玻璃的制造方法和化学强化玻璃
CN112512981A (zh) * 2018-07-27 2021-03-16 日本电气硝子株式会社 强化玻璃及强化用玻璃
CN116924699A (zh) * 2023-07-31 2023-10-24 河北视窗玻璃有限公司 一种玻璃原片的化学强化方法、低翘曲值强化玻璃、盖板玻璃和显示器

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018003802A1 (ja) * 2016-06-30 2018-01-04 旭硝子株式会社 化学強化ガラス板
CN111094199A (zh) * 2017-09-04 2020-05-01 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 具有改善的可弯曲性和化学可钢化性的玻璃
JP7280546B2 (ja) * 2017-11-09 2023-05-24 日本電気硝子株式会社 ガラス板及びこれを用いた波長変換パッケージ
WO2019242673A1 (en) 2018-06-21 2019-12-26 Schott Glass Technologies (Suzhou) Co., Ltd. Chemically toughened glass article having no optical orange skin and method for producing same
US20200140327A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 Corning Incorporated Strengthened glass articles with reduced delayed breakage and methods of making the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047675A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 セントラル硝子株式会社 化学強化ガラス及びその製造方法
WO2013088856A1 (ja) * 2011-12-16 2013-06-20 旭硝子株式会社 ディスプレイ用カバーガラス、ディスプレイ用カバーガラスの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9359251B2 (en) * 2012-02-29 2016-06-07 Corning Incorporated Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles
CN204509107U (zh) * 2015-02-10 2015-07-29 深圳市力沣实业有限公司 一种复合强化玻璃

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047675A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 セントラル硝子株式会社 化学強化ガラス及びその製造方法
WO2013088856A1 (ja) * 2011-12-16 2013-06-20 旭硝子株式会社 ディスプレイ用カバーガラス、ディスプレイ用カバーガラスの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235663A1 (ja) * 2017-06-19 2018-12-27 日本電気硝子株式会社 転動装置及び球状ガラス
CN109970361A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 Ａｇｃ株式会社 化学强化玻璃的制造方法和化学强化玻璃
CN112512981A (zh) * 2018-07-27 2021-03-16 日本电气硝子株式会社 强化玻璃及强化用玻璃
CN116924699A (zh) * 2023-07-31 2023-10-24 河北视窗玻璃有限公司 一种玻璃原片的化学强化方法、低翘曲值强化玻璃、盖板玻璃和显示器

Also Published As

Publication number Publication date
JP6607378B2 (ja) 2019-11-20
TW201714853A (zh) 2017-05-01
JP2017030995A (ja) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6607378B2 (ja) 強化ガラス板の製造方法
JP5920554B1 (ja) 強化ガラス基板の製造方法
JP6168288B2 (ja) 強化ガラス及び強化ガラス板
JP6075661B2 (ja) 強化用ガラス板の製造方法及び強化ガラス板の製造方法
JP5743125B2 (ja) 強化ガラス及び強化ガラス基板
JP5594444B2 (ja) 強化ガラス基板及びその製造方法
JP6136599B2 (ja) 強化ガラス及び強化ガラス板並びに強化用ガラス
JP5365974B2 (ja) 強化ガラス基板及びその製造方法
US9156726B2 (en) Toughened glass substrate and process for producing same
JP5429684B2 (ja) 強化ガラス基板及びその製造方法
JP6300177B2 (ja) 強化ガラスの製造方法
JP5339173B2 (ja) 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法
US20130288001A1 (en) Tempered glass, and tempered glass plate
JP2016044119A (ja) 強化ガラス及びその製造方法
JP2013043783A (ja) 強化ガラス板の製造方法
JP6774614B2 (ja) 強化用ガラス及び強化ガラス
JP2015054790A (ja) 抗菌機能付き強化ガラス及びその製造方法
JP5796905B2 (ja) 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法
JP5413817B2 (ja) 強化ガラス基板及びガラス並びに強化ガラス基板の製造方法
WO2018124084A1 (ja) 化学強化用ガラス板及び化学強化ガラス板の製造方法
JPWO2019131528A1 (ja) カバーガラス
JP2017057134A (ja) 強化用ガラスの製造方法及び強化ガラスの製造方法
JP2024052865A (ja) 板状ガラス
TW202419415A (zh) 蓋玻璃

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16830481

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16830481

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1