WO2018147288A1 - 化学強化ガラス - Google Patents

化学強化ガラス Download PDF

Info

Publication number
WO2018147288A1
WO2018147288A1 PCT/JP2018/004079 JP2018004079W WO2018147288A1 WO 2018147288 A1 WO2018147288 A1 WO 2018147288A1 JP 2018004079 W JP2018004079 W JP 2018004079W WO 2018147288 A1 WO2018147288 A1 WO 2018147288A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass
less
compressive stress
mpa
chemically strengthened
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/004079
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小池　章夫
裕介 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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 Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to KR1020197022429A priority Critical patent/KR20190112273A/ko
Priority to CN202211474693.9A priority patent/CN115716715B/zh
Priority to JP2018567444A priority patent/JPWO2018147288A1/ja
Priority to CN201880009901.3A priority patent/CN110234616B/zh
Publication of WO2018147288A1 publication Critical patent/WO2018147288A1/ja
Priority to US16/531,550 priority patent/US20190352227A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • 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
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • 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
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • 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
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties

Definitions

  • the present invention relates to chemically tempered glass.
  • ⁇ Chemically tempered glass with a surface layer formed by ion exchange is used in the display and casing body of electronic devices such as mobile phones and smartphones.
  • the thickness of this chemically strengthened glass tends to become thinner and thinner for weight reduction (referred to as “thin plate”). And in order to improve the intensity
  • the DOL tends to be deeper so that the chemically strengthened glass does not break even when the electronic device is dropped (Patent Document 1).
  • the chemically strengthened glass of Patent Document 1 has a problem that the glass breaks when the electronic device falls on the asphalt even though the depth (DOL) of the compressive stress layer is deep.
  • this invention aims at providing the chemically strengthened glass which is hard to be broken at the time of the fall to asphalt compared with the past by controlling the balance of the surface compressive stress (CS) and the depth (DOL) of the compressive stress layer.
  • the chemically tempered glass of the present invention has a compressive stress of 200 MPa or more on the surface, a depth of the compressive stress layer from the surface when the compressive stress is 50 MPa, and 50 ⁇ m or more from the surface when the compressive stress is 30 MPa.
  • the depth of the compressive stress layer is 60 ⁇ m or more
  • the critical stress intensity factor K IC Cosmetic Stress Intensity Factor
  • 4 is a graph showing the relationship between the depth of compressive stress and asphalt dropping when the compressive stress is 50 MPa for the chemically strengthened glasses of Examples 1 to 3.
  • 5 is a graph showing the relationship between the depth of compressive stress and the asphalt dropping when the compressive stress is 30 MPa for the chemically strengthened glasses of Examples 1 to 3.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment is usually plate-shaped, but it may be a flat plate or a glass plate subjected to bending.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment is a glass plate formed into a flat plate shape by a known glass forming method such as a float method, a fusion method, or a slot down draw method, and has a liquid phase viscosity of 130 dPa ⁇ s or more. It is preferable.
  • the chemically tempered glass according to the present embodiment includes a cover glass for a touch panel display and a touch sensor glass, a cover glass for a liquid crystal television, a PC monitor, and the like provided in information devices such as a tablet PC, a notebook PC, a smartphone, and an electronic book reader. It can be used for a cover glass for automobile instrument panels, a cover glass for solar cells, an interior material for building materials, and a multilayer glass used for windows of buildings and houses.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment has dimensions that can be formed by an existing forming method. That is, if it is formed by the float process, ribbon-like glass having a continuous float forming width can be obtained. Moreover, the chemically strengthened glass according to the present embodiment is finally cut into a size suitable for the purpose of use.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment is generally cut into a rectangular shape, but other shapes such as a circular shape or a polygonal shape can be used without any problem, and a glass subjected to drilling is also included.
  • the thickness t of the chemically strengthened glass according to the present embodiment is preferably 2000 ⁇ m or less in order to contribute to weight reduction.
  • the plate thickness t is more preferably 1500 ⁇ m or less, 1000 ⁇ m or less, 800 ⁇ m or less, 700 ⁇ m or less, 500 ⁇ m or less, 400 ⁇ m or less, 300 ⁇ m or less, 200 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less.
  • the chemically tempered glass according to the present embodiment includes a compressive stress layer on the surface by ion exchange treatment.
  • the surface compressive stress (CS) of the chemically strengthened glass is preferably 200 MPa or more, and may be 300 MPa or more, 500 MPa or more, 600 MPa or more, 650 MPa or more, 700 MPa or more, 750 MPa or more, 800 MPa or more, 900 MPa or more, 1000 MPa or more. More preferred.
  • the chemically tempered glass according to the present embodiment leads to the destruction of the chemically tempered glass if a scratch having a depth exceeding the value of the depth (DOL) of the compressive stress layer is used when the chemically tempered glass is used.
  • a deeper depth (DOL) is preferable.
  • the depth (DOL) of the compressive stress layer is preferably 30 ⁇ m or more, 40 ⁇ m or more, 50 ⁇ m or more, 55 ⁇ m or more, 60 ⁇ m or more, 65 ⁇ m or more, 70 ⁇ m or more, 75 ⁇ m or more, 80 ⁇ m or more, 85 ⁇ m or more, 90 ⁇ m or more, 95 ⁇ m. As mentioned above, it is more preferable that they are 100 micrometers or more, 110 micrometers or more, 120 micrometers or more, 130 micrometers or more, 140 micrometers or more, and 150 micrometers or more.
  • the relationship with the depth (DOL) of the compressive stress layer when the plate thickness is t ⁇ m is preferably DOL ⁇ 0.10t, DOL ⁇ 0.12t, more preferably DOL ⁇ 0.15t, and particularly preferably DOL ⁇ 0.20t.
  • the depth of the compressive stress layer when the compressive stress is 50 MPa is preferably 50 ⁇ m or more.
  • the inventors of the present application have found that the deeper the depth at which the compressive stress layer is 50 MPa or more, the harder the phenomenon that a sharp object hits the glass surface due to dropping or the like, resulting in damage and cracking.
  • the depth of the compressive stress layer is 55 ⁇ m or more, 60 ⁇ m or more, 65 ⁇ m or more, 70 ⁇ m or more, 75 ⁇ m or more, 80 ⁇ m or more, 85 ⁇ m or more, 90 ⁇ m or more, 95 ⁇ m or more, 100 ⁇ m or more, 110 ⁇ m or more, 120 ⁇ m or more, More preferably, they are 130 micrometers or more, 140 micrometers or more, and 150 micrometers or more. In this case as well, the relationship with the depth (DOL) of the compressive stress layer when the plate thickness is t ⁇ m is as described above.
  • the depth of the compressive stress layer when the compressive stress is 30 MPa is preferably 60 ⁇ m or more.
  • the inventors of the present application have found that the deeper the depth of the compressive stress layer is 30 MPa or more, the less the phenomenon that the glass surface is scratched due to dropping or the like, and the bending mode is added to cause a cracking phenomenon.
  • the depth of the compressive stress is 65 ⁇ m or more, 70 ⁇ m or more, 75 ⁇ m or more, 80 ⁇ m or more, 85 ⁇ m or more, 90 ⁇ m or more, 95 ⁇ m or more, 100 ⁇ m or more, 105 ⁇ m or more, 110 ⁇ m or more, 115 ⁇ m or more, 120 ⁇ m or more, 125 ⁇ m. As mentioned above, it is more preferable that they are 130 micrometers or more, 135 micrometers or more, 140 micrometers or more, and 150 micrometers or more. In this case as well, the relationship with the depth (DOL) of the compressive stress layer when the plate thickness is t ⁇ m is as described above.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment preferably has a critical stress intensity factor K IC (Critical Stress Intensity Factor) of 0.75 MPa ⁇ m 1/2 or more.
  • K IC Critical Stress Intensity Factor
  • the critical stress intensity factor K IC is 0.77 MPa ⁇ m for the purpose of not only increasing the strength of the glass, but also reducing the friability described later and making it difficult for fragments to scatter when cracked even when a deeper DOL is inserted.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment preferably has a Young's modulus of 70 GPa or more.
  • the Young's modulus is not less than 72 GPa, not less than 73 GPa, for the purpose of not only increasing the strength of the glass by improving the critical stress intensity factor K IC but also reducing the ease of crack branching and reducing the crushability described later.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment is an aluminosilicate glass.
  • the chemical strengthened glass according to the present embodiment is preferably aluminosilicate glass containing Al 2 O 3 and Li 2 O.
  • the glass composition of the chemically strengthened glass may be referred to as a mother composition of the chemically strengthened glass.
  • Chemically tempered glass is obtained by forming a compressive stress layer on the surface of chemically strengthened glass by ion exchange treatment.
  • the portion having the tensile stress of the chemically strengthened glass (hereinafter also referred to as the tensile stress portion) is a portion that is not ion-exchanged. Therefore, the composition of the tensile stress portion of the chemically strengthened glass may be referred to as the mother composition of the chemically strengthened glass.
  • composition of the glass can be simply determined by semi-quantitative analysis by the fluorescent X-ray method, but more accurately, it can be measured by a wet analysis method such as ICP emission analysis.
  • each component is expressed in terms of mole percentage based on oxide unless otherwise specified.
  • substantially does not contain in the present specification means that it is not contained except for inevitable impurities contained in raw materials or the like, that is, it is not intentionally contained. Specifically, it indicates that the content in the glass composition is less than 0.01 mol%.
  • the composition of the glass for chemical strengthening of the present invention (the mother composition of the chemically strengthened glass of the present invention)
  • SiO 2 is 50 to 80%
  • Al 2 O 3 is 1 to 30%
  • B 2 O 3 is 0 to 5%
  • P 2 O 5 0-4% Li 2 O 3-20%, Na 2 O 0-8%
  • K 2 O 0-10% MgO 0-20%
  • SiO 2 is a component constituting the skeleton of glass. Further, a component to increase chemical durability, and a component to reduce the occurrence of cracks when scratched (indentation) on the glass surface, it is preferable that the content of SiO 2 is 50% or more. More preferably, the content of SiO 2 is 54% or more, 58% or more, 60% or more, 63% or more, 66% or more, 68% or more in a stepwise manner. On the other hand, if the content of SiO 2 exceeds 80%, the meltability is remarkably lowered. The content of SiO 2 is 80% or less, more preferably 78% or less, still more preferably 76% or less, particularly preferably 74% or less, and most preferably 72% or less.
  • Al 2 O 3 is a component that reduces the friability of chemically strengthened glass.
  • the low crushability of the glass means that the number of fragments when the glass is broken is small. Glass with low crushability is highly safe because it is difficult for fragments to scatter when broken.
  • the content of Al 2 O 3 is 1% or more. It is preferable.
  • Al 2 O 3 is a component that increases the Tg of the glass and is also a component that increases the Young's modulus.
  • the content of Al 2 O 3 is more preferably 3% or more, 5% or more, 7% or more, 8% or more, 9% or more, 10% or more, 11% or more, or 12% or more step by step. 13% or more.
  • the content of Al 2 O 3 is more than 30%, the acid resistance of the glass is lowered or the devitrification temperature is increased. Further, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, still more preferably 20% or less, particularly preferably 18% or less, and most preferably 15% or less.
  • the content of Al 2 O 3 is large, the temperature at the time of melting the glass increases and the productivity decreases.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 11% or less, and stepwise, 10% or less, 9% or less, 8% or less, or 7% or less. Is preferred.
  • B 2 O 3 is a component that improves the chipping resistance of the chemically strengthened glass or chemically strengthened glass and improves the meltability.
  • B 2 O 3 is not essential, but the content in the case of containing B 2 O 3 is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably, in order to improve the meltability. 2% or more.
  • the content of B 2 O 3 exceeds 8%, striae are generated at the time of melting, and the quality of the glass for chemical strengthening is liable to deteriorate, so 8% or less is preferable.
  • the content of B 2 O 3 is more preferably 5% or less, still more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. It is preferably not contained in order to increase acid resistance.
  • P 2 O 5 is a component that improves ion exchange performance and chipping resistance.
  • P 2 O 5 may not be contained, but the content of the case of containing a P 2 O 5 is preferably not less than 0.01%, more preferably 0.02% or more, 1% or more, further Preferably it is 2% or more.
  • the content of P 2 O 5 exceeds 9%, the raw material solubility is deteriorated and the homogeneity is deteriorated, and the acid resistance is remarkably lowered.
  • the content of P 2 O 5 is preferably 94% or less, more preferably 6% or less, still more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. It is preferably not contained in order to increase acid resistance.
  • Li 2 O is a component that exchanges Li ions on the glass surface with Na ions to form surface compressive stress, and is a component that improves the crushability of chemically strengthened glass.
  • the content of Li 2 O is preferably 3% or more, more preferably 4% or more, still more preferably 5% or more, particularly preferably 6% or more, and typically 7% or more.
  • the content of Li 2 O exceeds 20%, the acid resistance of the glass is significantly reduced.
  • the Li 2 O content is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, still more preferably 16% or less, particularly preferably 15% or less, and most preferably 13% or less.
  • the Li 2 O content is preferably 1% or less.
  • Na 2 O is a component that forms a surface compressive stress layer by ion exchange and improves the meltability of the glass, and may be contained when importance is attached to the meltability of the glass.
  • the content when Na 2 O is contained is preferably 1% or more.
  • the content of Na 2 O is more preferably 2% or more, 2.5% or more, and further preferably 3% or more.
  • the content of Na 2 O exceeds 20%, the acid resistance of the glass is significantly reduced.
  • the content of Na 2 O is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, further preferably 16% or less, particularly preferably 15% or less, and most preferably 14% or less.
  • the content of Na 2 O is preferably 10 % Or less, more preferably 9% or less, still more preferably 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 3% or less. Further, the content of Na 2 O is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, and further preferably 4% or more.
  • K 2 O may be included to improve ion exchange performance.
  • the content is preferably 0.01% or more, 0.02% or more, 0.03% or more, 0.1% or more, 1% or more, more preferably 2% or more, Particularly preferably, it is 3% or more.
  • the content of K 2 O is more than 10%, the surface compressive stress is lowered. Therefore, the content of K 2 O is preferably 10% or less.
  • the content of K 2 O is more preferably 8% or less, further preferably 6% or less, particularly preferably 4% or less, and most preferably 2% or less.
  • MgO is a component that increases the surface compressive stress of chemically strengthened glass, and is a component that improves crushability, and is preferably contained.
  • the content is preferably 1% or more, 2% or more, 2.5% or more, 3% or more, 4% or more, 5% or more, 6% or more, 7% or more, 8% That's it.
  • the content of MgO exceeds 20%, the glass for chemical strengthening tends to devitrify when melted.
  • the content of MgO is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, 15% or less, 14% or less, 13% or less, 12% or less, 11% or less, 10% or less stepwise. .
  • the MgO content is preferably 9% or less, more preferably 8% or less, and even more preferably 6 .5% or less.
  • CaO is a component that improves the meltability of the chemically strengthened glass, and is a component that improves the crushability of the chemically strengthened glass, and may be contained.
  • the content when CaO is contained is preferably 0.01% or more, 0.02% or more, 0.03% or more, 0.04% or more, 0.1% or more, 0.5% or more, 1% More preferably, it is 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more.
  • the content of CaO is more preferably 14% or less, and still more preferably 10% or less, 8% or less, 6% or less, 3% or less, 1% or less stepwise.
  • SrO is a component that improves the meltability of the chemically strengthened glass, and is a component that improves the crushability of the chemically strengthened glass, and may be contained.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. is there.
  • the SrO content exceeds 20%, the ion exchange performance is remarkably lowered, so 20% or less is preferable.
  • the content of SrO is more preferably 14% or less, and still more preferably 10% or less, 8% or less, 6% or less, 3% or less, 1% or less stepwise.
  • BaO is a component that improves the meltability of the glass for chemical strengthening, and may be contained.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more, particularly preferably 3% or more, and most preferably 5% or more. is there.
  • the content of BaO exceeds 15%, the ion exchange performance is significantly lowered.
  • the content of BaO is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, 8% or less, 6% or less, 3% or less, 1% or less.
  • ZnO is a component that improves the meltability of the glass and may be contained.
  • the content is preferably 0.25% or more, 0.3% or more, 0.5% or more, 0.6% or more, 0.7% or more, or 0.8% or more.
  • the ZnO content exceeds 10%, the weather resistance of the glass is significantly lowered.
  • the content of ZnO is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, further preferably 5% or less, particularly preferably 2% or less, and most preferably 1% or less.
  • TiO 2 is a component that improves the crushability of chemically strengthened glass, and may be contained.
  • the content in the case of containing TiO 2 is preferably 0.01% or more, 0.1% or more, 0.15% or more, and more preferably 0.2% or more.
  • the content of TiO 2 is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and still more preferably 0.25% or less.
  • ZrO 2 is a component that increases the surface compressive stress due to ion exchange, has the effect of improving the crushability of the glass for chemical strengthening, and may be contained.
  • the content in the case of containing ZrO 2 is preferably 0.01% or more, 0.05% or more, 0.2% or more, 0.5% or more, 1% or more.
  • the content of ZrO 2 is preferably 8% or less, more preferably 6% or less, further preferably 4% or less, particularly preferably 2% or less, and most preferably 1.2% or less. .
  • Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 are components that improve the crushability of the chemically strengthened glass, and may be contained.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 1.5% or more, particularly preferably 2% or more, most preferably Preferably it is 2.5% or more.
  • the contents of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 are each over 8%, the glass tends to be devitrified at the time of melting, and the quality of the chemically strengthened glass may be deteriorated.
  • Y 2 O 3 , La 2 O 3 and Nb 2 O 5 are each preferably 8% or less, more preferably 6% or less, still more preferably 5% or less, and particularly preferably 4%. Or less, most preferably 3% or less.
  • Ta 2 O 5 and Gd 2 O 3 may be contained in a small amount in order to improve the crushability of chemically strengthened glass.
  • the refractive index and the reflectance are increased, so 1% or less is preferable, and 0.5% or less. Is more preferable, and it is still more preferable not to contain.
  • coloring and using glass you may add a coloring component in the range which does not inhibit achievement of a desired chemical strengthening characteristic.
  • the coloring component include Co 3 O 4 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , NiO, CuO, Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , Bi 2 O 3 , SeO 2 , CeO 2 , Er 2 O 3 , Nd 2 O 3 and the like as preferred.
  • the content of the coloring component is preferably in a range of 7% or less in total in terms of oxide-based mole percentage. If it exceeds 7%, the glass tends to be devitrified, which is not desirable. This content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and even more preferably 1% or less. When giving priority to the visible light transmittance of glass, it is preferable that these components are not substantially contained.
  • a fining agent such as SO 3 , chloride, fluoride, SnO 2 may be appropriately contained. It is preferable to use the SO 3, SO 3 concentration is preferably 0.01% remaining in the glass, and more preferably 0.02%, further preferably 0.03% or more. It is preferable not to contain As 2 O 3 or Sb 2 O 3 . When containing SnO 2 is preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less, and most preferably not contained in terms of color control by valence change of the Fe ions.
  • the chemical strengthening treatment can be performed, for example, by immersing the glass plate in a potassium nitrate molten salt at 350 to 500 ° C. for 5 minutes to 60 hours.
  • Examples of the molten salt for performing the ion exchange treatment include alkali nitrates such as potassium nitrate, potassium sulfate, potassium carbonate and potassium chloride, alkali sulfate and alkali chloride, and the like. These molten salts may be used alone or in combination of two or more. In order to adjust the chemical strengthening characteristics, a salt containing sodium (Na ion) or lithium (Li ion) may be mixed.
  • the processing conditions for the chemical strengthening treatment are not particularly limited, and optimum conditions can be selected in consideration of the characteristics of the glass, the molten salt, and the like.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment is manufactured by, for example, the following steps (1) to (3). Hereinafter, each step will be described.
  • the 1st chemical strengthening process which forms a compressive-stress layer in the glass surface by ion-exchange-treating glass is the alkali metal ion (in which the glass used for a chemical strengthening process is contained in the glass (for example, a molten salt containing an alkali metal ion having an ionic radius larger than that of Na ion (for example, potassium salt) is brought into contact with the glass in a temperature range that does not exceed the glass transition temperature, and the alkali metal ion and alkali metal salt ion in the glass In this step, ion exchange is performed with alkali metal ions having a large radius, and a compressive stress is generated on the glass surface due to a difference in the area occupied by the alkali metal ions to form a compressive stress layer.
  • a molten salt containing an alkali metal ion having an ionic radius larger than that of Na ion for example, potassium salt
  • ion exchange is performed with alkali metal
  • the treatment temperature and the treatment time for bringing the glass into contact with the molten salt containing alkali metal ions are appropriately adjusted according to the composition of the glass and the molten salt.
  • the heating temperature of the molten salt is usually preferably 350 ° C or higher and more preferably 370 ° C or higher. Moreover, usually 500 degrees C or less is preferable and 450 degrees C or less is more preferable.
  • the heating temperature of the molten salt is set to 350 ° C. or higher, it is possible to prevent chemical strengthening from becoming difficult due to a decrease in the ion exchange rate. Moreover, decomposition
  • the time for bringing the glass into contact with the molten salt in the step (1) is usually preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer, 3 hours or longer, 4 hours or longer, 5 hours or longer. preferable.
  • productivity falls and the compressive stress value decreases due to relaxation. Therefore, it is preferably 200 hours or shorter, more preferably 150 hours or shorter, 100 hours or shorter, 90 hours or shorter, or 80 hours or shorter.
  • step (2) Heating step for heat-treating glass
  • the glass having a compressive stress layer formed on the glass surface obtained in step (1) is heat-treated so that a larger alkali existing in the compressive stress layer is present.
  • This is a step of moving the deepest part of the compressive stress layer from the glass surface to the inside of the glass by moving metal ions, for example, potassium ions, from the surface of the glass to the inside of the glass. This step can be omitted.
  • the temperature at which the glass is heat-treated is 50 ° C. or more, preferably 70 ° C. or more, more preferably 100 ° C. or more lower than the glass transition point.
  • the time for heat treatment of the glass is preferably adjusted as appropriate according to the heat treatment temperature, and is usually preferably 30 minutes to 2000 minutes, more preferably 30 to 300 minutes.
  • Second chemical strengthening step of changing the compressive stress layer on the glass surface by ion exchange treatment of the glass step (3) is the glass surface by ion exchange of the glass obtained in step (2). This is a step of changing the compressive stress layer. By performing ion exchange again in the step (3), the glass surface and the compressive stress layer inside thereof can be changed.
  • the ion exchange treatment in step (3) may be performed by the same method as the ion exchange treatment described above in step (1), or may be another method. Another molten salt may be used.
  • the treatment temperature and treatment time for bringing the glass into contact with the molten salt containing alkali metal ions are appropriately adjusted according to the composition of the glass and the molten salt.
  • the heating temperature of the molten salt is usually preferably 350 ° C or higher and more preferably 370 ° C or higher. Moreover, usually 500 degrees C or less is preferable and 450 degrees C or less is more preferable.
  • the heating temperature of the molten salt is set to 350 ° C. or higher, it is possible to prevent chemical strengthening from becoming difficult due to a decrease in the ion exchange rate. Moreover, decomposition
  • the time for bringing the glass into contact with the molten salt in the step (3) is usually preferably 5 minutes or longer, 6 minutes or longer, 7 minutes or longer, 8 minutes or longer, 9 minutes or longer, 10 minutes or longer. More than minutes are more preferable. Further, in long-time ion exchange, productivity decreases and the compressive stress value decreases due to relaxation. Therefore, it is preferably 5 hours or less, more preferably 3 hours or less, 2 hours or less, and 1 hour or less.
  • Steps (1) to (3) may be performed sequentially on a continuous basis, for example, on a glass ribbon that moves continuously in a glass plate manufacturing step, or may be performed discontinuously online. Good. Further, it is preferable to omit the step (2) from the viewpoint of work efficiency. Furthermore, in order to improve the work efficiency, the step (3) may be omitted. That is, (i) Step (1), Step (2) and Step (3) all, (ii) Step (1) and Step (2) only, (iii) Step (1) and Step (3) only, (Iv) Only one of the steps (1) is performed.
  • a treated salt containing at least potassium ions as the molten salt for performing the ion exchange treatment.
  • a salt containing 50% by mass or more of potassium nitrate is preferably exemplified.
  • the mixed molten salt may contain other components. Examples of other components include alkali sulfates such as sodium sulfate and potassium sulfate, and alkali chlorides such as sodium chloride and potassium chloride.
  • the method for producing chemically strengthened glass according to the present embodiment is not particularly limited, and the method for forming molten glass is not particularly limited.
  • a glass raw material is appropriately prepared, heated to about 1500-1700 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc., and plate-shaped by a well-known float method, downdraw method (fusion method, etc.), press method, etc. Or cast into a block shape, and after slow cooling, cut into a desired size to produce a glass plate.
  • a polishing process is performed as necessary, but it is also possible to treat the glass plate surface with a fluorine agent in addition to or instead of the polishing process.
  • the float method or downdraw method is preferred, and in particular, the float method is preferred in consideration of producing large glass plates.
  • the cover glass was placed on a smartphone product or a case simulating a smartphone product, and dropped on an asphalt surface processed flat. If the glass is not broken by dropping from a low height (for example, 10 cm), the drop height is gradually increased, and the drop height when the glass is broken is defined as the strength of the glass.
  • a low height for example, 10 cm
  • the drop height is gradually increased, and the drop height when the glass is broken is defined as the strength of the glass.
  • the test casing was dropped on the asphalt, the glass was dropped in such a direction that the glass contacted the asphalt.
  • the glass used for the test has a rectangular shape of 120 mm ⁇ 60 mm and has four corners.
  • the combined weight of the simulated housing and glass was about 140 g.
  • the chemically strengthened glass according to the present embodiment is the size of a display such as a tablet PC or a smartphone, or the size of a window glass of a building or a house.
  • the glass of the present invention is generally cut into a rectangle, but other shapes such as a circle or a polygon may be used without any problem, and a glass subjected to drilling is also included.
  • the chemically tempered glass according to the present embodiment is preferably subjected to mechanical processing such as cutting, end surface processing and drilling processing according to the application before the chemical tempering treatment.
  • the chemically strengthened glass according to this embodiment can be cut after the chemical strengthening treatment.
  • a cutting method scribing and breaking with a normal wheel tip cutter can be applied, and laser cutting is also possible.
  • the cutting edge may be chamfered after cutting.
  • the chamfering may be a mechanical grinding process or a method of treating with a chemical solution such as hydrofluoric acid.
  • chemically strengthened glass is not particularly limited. Since chemically strengthened glass has high mechanical strength, it is suitable for use in places where impact due to dropping or contact with other substances is expected.
  • mobile phones including multifunctional information terminals such as smartphones
  • PHS, PDA, tablet terminals notebook personal computers, game machines, portable music / video players, electronic books, electronic terminals
  • Cover glass for display parts such as watches, cameras or GPS, and cover glass for touch panel operation monitors of these devices
  • cover glass for cookers such as microwave ovens and oven toasters
  • top plates such as electromagnetic cookers, meters
  • machines or devices such as cover glass for instruments such as gauges and glass plates for reading parts such as copying machines or scanners.
  • window glass for vehicles, ships, airplanes, etc. household or industrial lighting equipment, signals, guide lights, cover boards for electric bulletin boards, showcases, bulletproof glass, etc.
  • Examples include a cover glass for protecting a solar cell and a glass material for condensing for increasing the power generation efficiency of the solar cell.
  • glass for mirror surfaces there are various glass for mirror surfaces, and further, as a substrate for information storage media such as HDDs, and as a substrate for information recording media such as CDs, DVDs, and Blu-ray discs.
  • it can be used as a building material such as an aquarium, dishes such as dishes and cups, various cooking utensils such as bottles or chopping boards, cupboards, shelf boards and walls of refrigerators, roofs or partitions.
  • a building material such as an aquarium, dishes such as dishes and cups, various cooking utensils such as bottles or chopping boards, cupboards, shelf boards and walls of refrigerators, roofs or partitions.
  • chemically strengthened glass produced after the chemical strengthening treatment is optimal as a glass material for display incorporated in various image display devices such as liquid crystal, plasma, and organic EL.
  • Examples 1, 2, and 5 to 7 are examples, and examples 3 and 4 are comparative examples.
  • Each of Examples 1 to 3 is expressed in terms of mole percentage based on oxide, and SiO 2 is 64.3%, Al 2 O 3 is 10.5%, Na 2 O is 16.0%, and K 2 O is A glass plate having a composition containing 0.8%, MgO 8.3%, ZrO 2 0.2% and TiO 2 0.04% was manufactured by a float process.
  • the composition is an analysis value by fluorescent X-ray. Mineral sand, soda ash, dolomite, feldspar, and mirabilite were used as glass raw materials, melted by natural gas combustion, and formed into a glass ribbon with a float bath.
  • Example 4 is expressed as a mole percentage on an oxide basis, with SiO 2 67.1%, B 2 O 3 3.6%, Al 2 O 3 13.1%, Na 2 O 13.7%, It is a glass plate having a composition containing 0.1% K 2 O and 2.3% MgO. This glass plate is a glass plate manufactured by a fusion method.
  • Example 5 and 6 in a molar percentage based on oxides, SiO 2 70%, Al 2 O 3 10%, 10% Li 2 O, 4% of Na 2 O, 1% of K 2 O, 4% MgO, 1% ZrO 2 ,
  • Example 7 is expressed in terms of mole percentage on an oxide basis, SiO 2 69%, Al 2 O 3 9%, Li 2 O 9.5%, Na the 2 O 4.5%, 1% of K 2 O, MgO 6%, so that the glass composition containing ZrO 2 1% respectively to prepare a glass raw material was weighed so as to 1000g as a glass .
  • the raw material was put in a platinum crucible, put in an electric furnace at 1500 to 1700 ° C., melted for about 3 hours, defoamed and homogenized.
  • the obtained molten glass was poured into a mold material, held at a temperature of (glass transition point + 50) ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 0.5 ° C./min to obtain a glass block.
  • the obtained glass block was cut and ground, and finally both surfaces were mirror-polished to obtain a glass plate having a thickness of 0.8 mm.
  • the glass plates of Examples 1 to 3 and 5 to 7 except the glass plate of Example 4 were subjected to an asphalt drop test.
  • the glass plates of Examples 1 and 5 to 7 were subjected to the above-described step (1) before the asphalt drop test, and were chemically strengthened under the strengthening conditions described in Table 1.
  • the glass plates of Examples 2 and 3 were subjected to the above step (1) before the asphalt drop test, subjected to chemical strengthening treatment under the strengthening conditions described in Table 1, and then subjected to the above step (2).
  • Heat treatment was performed under the heat treatment conditions A and B shown in Table 1. After heat treatment under heat treatment condition A, heat treatment was continued under heat treatment condition B.
  • the cover glass treated with chemical strengthening was placed in a case simulating a smartphone product and dropped onto a flat asphalt surface. If the glass was not broken by dropping from a low height (for example, 10 cm), the drop height was gradually increased, and the drop height when the glass was broken was recorded. This test was set as one set, and 20 sets were repeated. The average height when the glass was broken was defined as the drop height when the glass was broken. When the test casing was dropped on the asphalt, the glass was dropped in such a direction that the glass contacted the asphalt.
  • the glass used for the test has a rectangular shape of 120 mm ⁇ 60 mm and has four corners. The combined weight of the simulated housing and glass was about 140 g.
  • the critical stress intensity factor K IC was determined using a K I -V curve obtained by the Double Cleavage Drilled Compression (DCDC) method.
  • Table 1 also shows strengthening conditions, heat treatment conditions, and the like.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the depth of the compressive stress layer and the asphalt drop when the compressive stress is 50 MPa for the chemically strengthened glasses of Examples 1 to 3.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the depth of the compressive stress layer and the asphalt drop when the compressive stress is 30 MPa for the chemically strengthened glasses of Examples 1 to 3.
  • the plate thickness of Examples 1 to 3 is 2 mm.
  • this idea can be applied to some extent regardless of the plate thickness. That is, this concept can be applied to glass having a plate thickness of 1 mm or less, 0.8 mm or less, or 0.5 mm or less.
  • the critical stress intensity factor K IC of the glass of Example 1 is 0.81 MPa ⁇ m 1/2
  • the critical stress intensity factor K IC of the glass of Example 4 is 0.74 MPa ⁇ m 1/2. Met.
  • the depth of the compressive stress layer is 50 ⁇ m or more when the compressive stress is 50 MPa
  • the depth of the compressive stress layer is 60 ⁇ m when the compressive stress is 30 MPa. Even if it is above, if the critical stress intensity factor K IC is 0.75 MPa ⁇ m 1/2 or less, it is considered that the probability of breakage due to asphalt dropping is greatly increased. That is, a glass having a low critical stress intensity factor K IC has a problem in friability.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

化学強化ガラスは、表面の圧縮応力が２００ＭＰａ以上であり、圧縮応力が５０ＭＰａにおける前記表面からの圧縮応力層の深さが５０μｍ以上であり、圧縮応力が３０ＭＰａにおける前記表面からの圧縮応力層の深さが６０μｍ以上であり、臨界応力拡大係数ＫＩＣ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ）が０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以上、である。

Description

化学強化ガラス
　本発明は、化学強化ガラスに関する。
　携帯電話やスマートフォン等の電子機器の表示部や筐体本体に、イオン交換による表面層が形成された化学強化ガラスが使用されている。この化学強化ガラスの厚みは、軽量化のため、ますます薄くなる傾向にある（薄板化という）。そして、薄板化されたガラスの強度を向上するために、表面圧縮応力（ＣＳ）を高くし、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）を深くする傾向にある。
　特に、移動可能な電子機器の場合、電子機器を落下させたときも化学強化ガラスが割れないようにＤＯＬをより深くする傾向にある（特許文献１）。
米国公開特許２０１５―０２３９７７５号
　しかしながら、特許文献１の化学強化ガラスは、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）が深いにも関わらず、電子機器がアスファルトに落下した場合、ガラスが割れてしまうという問題点があった。
　そこで、本発明は、表面圧縮応力（ＣＳ）と圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）のバランスを制御することで、従来に比べ、アスファルトへの落下時にわれにくい化学強化ガラスを提供することを目的とする。
　すなわち、本発明の化学強化ガラスは、表面の圧縮応力が２００ＭＰａ以上であり、圧縮応力が５０ＭＰａにおける前記表面からの圧縮応力層の深さが５０μｍ以上であり、圧縮応力が３０ＭＰａにおける前記表面からの圧縮応力層の深さが６０μｍ以上であり、臨界応力拡大係数ＫＩＣ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ）が０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以上である。
　本発明よれば、アスファルトへの落下時にわれにくい化学強化ガラスを提供できる。
例１～例３の化学強化ガラスの、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力の深さとアスファルト落下との関係を示すグラフである。 例１～例３の化学強化ガラスの、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力の深さとアスファルト落下との関係を示すグラフである。
　（化学強化ガラス）
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、通常、板形状をしているが、平板でも曲げ加工を施したガラス板でもよい。本実施の形態に係る化学強化ガラスは、フロート法、フュージョン法、スロットダウンドロー法等、既知のガラス成形方法によって平板形状に成形されたガラス板であり、１３０ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を有することが好ましい。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、スマートフォン及び電子書籍リーダー等の情報機器に備えられたタッチパネルディスプレイのカバーガラス及びタッチセンサーガラス、液晶テレビ及びＰＣモニター等のカバーガラス、自動車インパネ等のカバーガラス、太陽電池用カバーガラス、建材の内装材、並びにビルや住宅の窓に用いられる複層ガラス等に用いることができる。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、既存の成形法で成形可能な寸法を有する。すなわち、フロート法で成形すれば、フロート成形幅の連続したリボン状のガラスが得られる。又、本実施の形態に係る化学強化ガラスは、最終的には使用目的に適した大きさに切断される。
　すなわち、タブレットＰＣ又はスマートフォン等のディスプレイの大きさであったり、太陽電池用カバーガラスであったり、それぞれの用途に応じた大きさとなる。本実施の形態に係る化学強化ガラスは、一般的には矩形に切断されているが、円形又は多角形等の他の形状でも問題なく、穴あけ加工を施したガラスも含まれる。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスの板厚ｔは、軽量化に寄与するため２０００μｍ以下であることが好ましい。板厚ｔは、１５００μｍ以下、１０００μｍ以下、８００μｍ以下、７００μｍ以下、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下であることがより好ましい。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力層を備える。化学強化ガラスの表面圧縮応力（ＣＳ）は２００ＭＰａ以上であることが好ましく、３００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、７５０ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上、１０００ＭＰａ以上、であることがより好ましい。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、化学強化ガラスの使用時に圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）の値を超える深さの傷がつくと化学強化ガラスの破壊につながるため、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は深い方が好ましい。圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上、５０μｍ以上、５５μｍ以上、６０μｍ以上、６５μｍ以上、７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上、９５μｍ以上、１００μｍ以上、１１０μｍ以上、１２０μｍ以上、１３０μｍ以上、１４０μｍ以上、１５０μｍ以上であることがより好ましい。
　なお、板厚をｔμｍとしたときの圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）との関係は、ＤＯＬ≧０．１０ｔが好ましく、ＤＯＬ≧０．１２ｔ、さらに好ましくはＤＯＬ≧０．１５ｔ、特に好ましくはＤＯＬ≧０．２０ｔである。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが５０μｍ以上であることが好ましい。本願発明者らは、圧縮応力層が５０ＭＰａ以上となっている深さが深いほど、落下などでガラス表面に鋭利なものがぶつかって傷がついて割れる現象が起こりにくくなることを見出した。そのため、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが５５μｍ以上、６０μｍ以上、６５μｍ以上、７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上、９５μｍ以上、１００μｍ以上、１１０μｍ以上、１２０μｍ以上、１３０μｍ以上、１４０μｍ以上、１５０μｍ以上であることがより好ましい。なお、この場合においても、板厚をｔμｍとしたときの圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）との関係は、上記の通りである。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが６０μｍ以上であることが好ましい。本願発明者らは、圧縮応力層が３０ＭＰａ以上となっている深さが深いほど、落下などでガラス表面に傷がつくとともに曲げモードが加わって割れる現象が起こりにくくなることを見出した。そのため、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力の深さが６５μｍ以上、７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上、９５μｍ以上、１００μｍ以上、１０５μｍ以上、１１０μｍ以上、１１５μｍ以上、１２０μｍ以上、１２５μｍ以上、１３０μｍ以上、１３５μｍ以上、１４０μｍ以上、１５０μｍ以上であることがより好ましい。なお、この場合においても、板厚をｔμｍとしたときの圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）との関係は、上記の通りである。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、臨界応力拡大係数ＫＩＣ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ）が０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが好ましい。ここで、この明細書における臨界応力拡大係数ＫＩＣとは、Ｄｏｕｂｌｅ　Ｃｌｅａｖａｇｅ　Ｄｒｉｌｌｅｄ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＤＣＤＣ）法などによって得られたＫＩ－Ｖ曲線において、Ｖ=０．１ｍ／ｓｅｃとなるときのＫＩの値をいう。ガラスの強度を上げるだけでなく、後述する破砕性を軽減させて、より深いＤＯＬを入れても割れた際に破片が飛び散りにくくする目的で、臨界応力拡大係数ＫＩＣは、０．７７ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．７９ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．８２ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．８４ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．８６ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．８８ＭＰａ・ｍ１／２以上、０．９ＭＰａ・ｍ１／２以上であることがより好ましい。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、ヤング率が７０ＧＰａ以上であることが好ましい。臨界応力拡大係数ＫＩＣを向上させてガラスの強度を上げるだけでなく、クラックの分岐しやすさを低減させて、後述する破砕性を軽減する目的で、ヤング率は、７２ＧＰａ以上、７３ＧＰａ以上、７４ＧＰａ以上、７５ＧＰａ以上、７６ＧＰａ以上、７７ＧＰａ以上、７８ＧＰａ以上７９ＧＰａ以上、８０ＧＰａ以上、８１ＧＰａ以上、８２ＧＰａ以上、８３ＧＰａ以上、８４ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以上、８６ＧＰａ以上、８８ＧＰａ以上、９０ＧＰａ以上であることがより好ましい。
　（ガラス組成）
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、アルミノシリケートガラスである。なお、本実施の形態に係る化学強化ガラスは、Ａｌ２Ｏ３及びＬｉ２Ｏを含有するアルミノシリケートガラスであることが好ましい。
　以下において化学強化用ガラスのガラス組成を、化学強化ガラスの母組成ということがある。化学強化ガラスは、イオン交換処理によって化学強化用ガラスの表面に圧縮応力層を形成したものである。
　化学強化ガラスの厚みが十分大きい場合には、化学強化ガラスの引張応力を有する部分（以下、引張応力部分ともいう）は、イオン交換されていない部分であるから、化学強化ガラスの引張応力部分は、化学強化前のガラスと同じ組成であるとみなすことができるしたがって、化学強化ガラスの引張応力部分の組成を化学強化ガラスの母組成と呼ぶことがある。
　ガラスの組成は、簡易的には蛍光エックス線法による半定量分析によって求めることも可能であるが、より正確には、ＩＣＰ発光分析等の湿式分析法により測定できる。
　なお、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のモル百分率表示で表すものとする。ここで、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原材料等に含まれる不可避の不純物を除いて含有しない、すなわち、意図的に含有させたものではないことを意味する。具体的には、ガラス組成中の含有量が、０．０１モル％未満であることを指す。
　本発明の化学強化用ガラスの組成（本発明の化学強化ガラスの母組成）としては、例えば、ＳｉＯ２を５０～８０％、Ａｌ２Ｏ３を１～３０％、Ｂ２Ｏ３を０～５％、Ｐ２Ｏ５を０～４％、Ｌｉ２Ｏを３～２０％、Ｎａ２Ｏを０～８％、Ｋ２Ｏを０～１０％、ＭｇＯを０～２０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～２０％、ＢａＯを０～１５％、ＺｎＯを０～１０％、ＴｉＯ２を０～１％、ＺｒＯ２を０～８％を含有するものが好ましい。
　たとえば、ＳｉＯ２を６３～８０％、Ａｌ２Ｏ３を７～３０％、Ｂ２Ｏ３を０～５％、Ｐ２Ｏ５を０～４％、Ｌｉ２Ｏを５～１５％、Ｎａ２Ｏを１～８％、Ｋ２Ｏを０～２％、ＭｇＯを３～１０％、ＣａＯを０～５％、ＳｒＯを０～２０％、ＢａＯを０～１５％、ＺｎＯを１～１０％、ＴｉＯ２を０～１％、ＺｒＯ２を０～８％を含有し、Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３を含有しないガラスが挙げられる。
　ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分であり、ＳｉＯ２の含有量は５０％以上であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量は、より好ましくは、以下、段階的に、５４％以上、５８％以上、６０％以上、６３％以上、６６％以上、６８％以上である。一方、ＳｉＯ２の含有量が８０％超であると溶融性が著しく低下する。ＳｉＯ２の含有量は８０％以下であり、より好ましくは７８％以下、さらに好ましくは７６％以下、特に好ましくは７４％以下、最も好ましくは７２％以下である。
　Ａｌ２Ｏ３は化学強化ガラスの破砕性を軽減する成分である。ここでガラスの破砕性が低いとは、ガラスが割れた際の破片数が少ないことをいう。破砕性の低いガラスは、破壊した時に破片が飛び散りにくいことから、安全性が高いといえる。また、Ａｌ２Ｏ３は化学強化の際のイオン交換性能を向上させ、強化後の表面圧縮応力を大きくするために有効な成分であるため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１％以上であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３はガラスのＴｇを高くする成分であり、ヤング率を高くする成分でもある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは、以下、段階的に、３％以上、５％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０％超であるとガラスの耐酸性が低下し、または失透温度が高くなる。また、ガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２０％以下、特に好ましくは１８％以下、最も好ましくは１５％以下である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が大きい場合はガラス溶融時の温度が大きくなり生産性が低下する。ガラスの生産性を考慮する場合は、Ａｌ２Ｏ３の含有量は好ましくは１１％以下であり、以下、段階的に、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下であることが好ましい。
　Ｂ２Ｏ３は、化学強化用ガラスまたは化学強化ガラスのチッピング耐性を向上させ、また溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、Ｂ２Ｏ３を含有させる場合の含有量は、溶融性を向上するために好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が８％を超えると溶融時に脈理が発生し化学強化用ガラスの品質が低下しやすいため８％以下が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。耐酸性を高くするためには含有しないことが好ましい。
　Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能およびチッピング耐性を向上させる成分である。Ｐ２Ｏ５は含有させなくてもよいが、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、より好ましくは０．０２％以上、１％以上、さらに好ましくは２％以上である。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が９％超では、原料溶解性が悪化し均質性が悪化する、また耐酸性が著しく低下する。Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは９４％以下、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは３％以下、特に好ましくは１％以下である。耐酸性を高くするためには含有しないことが好ましい。
　Ｌｉ２Ｏは、ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換し表面圧縮応力を形成させる成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は３％以上であることが好ましく、より好ましくは４％以上、さらに好ましくは５％以上、特に好ましくは６％以上、典型的には７％以上である。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が２０％超ではガラスの耐酸性が著しく低下する。Ｌｉ２Ｏの含有量は、２０％以下であることが好ましく、より好ましくは１８％以下、さらに好ましくは１６％以下、特に好ましくは１５％以下、最も好ましくは１３％以下である。ＮａイオンからＫイオンにイオン交換させることを主眼に置く場合は、Ｌｉ２Ｏの含有量は１％以下とすることが好ましい。
　Ｎａ２Ｏはイオン交換により表面圧縮応力層を形成させ、またガラスの溶融性を向上させる成分であり、ガラスの溶融性を重視する場合は含有してもよい。Ｎａ２Ｏを含有させる場合の含有量は１％以上であると好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量は、より好ましくは２％以上、２．５％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が２０％超ではガラスの耐酸性が著しく低下する。Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは２０％以下であり、より好ましくは１８％以下、さらに好ましくは１６％以下、特に好ましくは１５％以下、最も好ましくは１４％以下である。
　硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合溶融塩に浸漬する等の方法により、ガラス表面のＬｉイオンとＮａイオン、ＮａイオンとＫイオンを同時にイオン交換する場合には、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは９％以下、さらに好ましくは８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、３％以下である。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは２％以上、より好ましくは３％以上、さらに好ましくは４％以上である。
　Ｋ２Ｏは、イオン交換性能を向上させる等のために含有させてもよい。Ｋ２Ｏを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．０１％以上であり、０．０２％以上、０．０３％以上、０．１％以上、１％以上さらに好ましくは２％以上、特に好ましくは３％以上である。一方、Ｋ２Ｏの含有量が１０％超であると、表面圧縮応力が低下するため、Ｋ２Ｏの含有量は１０％以下であることが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量は、より好ましくは８％以下であり、さらに好ましくは６％以下であり、特に好ましくは４％以下であり、最も好ましくは２％以下である。
　ＭｇＯは、化学強化ガラスの表面圧縮応力を増大させる成分であり、破砕性を改善する成分であり、含有させることが好ましい。ＭｇＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは１％以上であり、２％以上、２．５％以上、３％以上、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上である。一方、ＭｇＯの含有量が２０％超であると化学強化用ガラスが溶融時に失透しやすくなる。ＭｇＯの含有量は２０％以下が好ましく、より好ましくは、以下、段階的に、１８％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、１０％以下である。ガラス製造時の結晶析出による失透性改善のためには、ＭｇＯ含有量は減らした方がよく、その場合はＭｇＯ含有量は９％以下が好ましく、より好ましくは８%以下、さらに好ましくは６．５％以下である。
　ＣａＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上させる成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＣａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．０１％以上、０．０２％以上、０．０３％以上、０．０４％以上、０．１％以上、０．５％以上、１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。一方、ＣａＯの含有量が２０％超となるとイオン交換性能が著しく低下するため２０％以下が好ましい。ＣａＯの含有量は、より好ましくは１４％以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
　ＳｒＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＳｒＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。一方、ＳｒＯの含有量が２０％超となるとイオン交換性能が著しく低下するため２０％以下が好ましい。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは１４％以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
　ＢａＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、含有させてもよい。ＢａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。一方、ＢａＯの含有量が１５％超となるとイオン交換性能が著しく低下する。ＢａＯの含有量は１５％以下であることが好ましく、より好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
　ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．２５％以上、０．３％以上、０．５％以上、０．６％以上、０．７％以上、０．８％以上である。一方、ＺｎＯの含有量が１０％超となるとガラスの耐候性が著しく低下する。ＺｎＯの含有量は１０％以下であることが好ましく、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは２％以下であり、最も好ましくは１％以下である。
　ＴｉＯ２は、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．０１％以上、０．１％以上、０．１５％以上、さらに好ましくは０．２％以上である。一方、ＴｉＯ２の含有量が５％超であると溶融時に失透しやすくなり、化学強化ガラスの品質が低下する恐れがある。ＴｉＯ２の含有量は１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．２５％以下である。
　ＺｒＯ２は、イオン交換による表面圧縮応力を増大させる成分であり、化学強化用ガラスの破砕性を改善する効果があり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．０１％以上、０．０５％以上、０．２％以上、０．５％以上、１％以上である。一方、ＺｒＯ２の含有量が８％超であると溶融時に失透しやすくなり、化学強化ガラスの品質が低下する恐れがある。ＺｒＯ２の含有量は８％以下であることが好ましく、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは４％以下であり、特に好ましくは２％以下であり、最も好ましくは１．２％以下である。
　Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５は、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上であり、特に好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。一方、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ８％超であると溶融時にガラスが失透しやすくなり化学強化ガラスの品質が低下する恐れがある。Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、８％以下であることが好ましく、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは４％以下であり、最も好ましくは３％以下である。
　Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、化学強化ガラスの破砕性を改善するために少量含有してもよいが、屈折率や反射率が高くなるので１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
　さらに、ガラスに着色を行い使用する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
　着色成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で、合計で７％以下の範囲が好ましい。７％を超えるとガラスが失透しやすくなり望ましくない。この含有量は好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。ガラスの可視光透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
　ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物、ＳｎＯ２などの清澄剤を適宜含有してもよい。ＳＯ３を用いることが好ましく、ガラス中に残存するＳＯ３濃度は好ましくは０．０１％、より好ましくは０．０２％、さらに好ましくは０．０３％以上である。Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３は含有しないことが好ましい。ＳｎＯ２を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、Ｆｅイオンの価数変化による色味制御の観点から含有しないことが最も好ましい。
　（化学強化処理）
　化学強化処理により、大きなイオン半径のアルカリ金属イオン（典型的には、Ｋイオン）を含むアルカリ金属塩（例えば、硝酸カリウム塩）の融液に浸漬等によって、ガラス基板を接触させることにより、ガラス基板中の小さなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｎａイオン）が大きなイオン半径の金属イオンと置換される。
　化学強化処理は、例えば、３５０～５００℃の硝酸カリウム溶融塩中にガラス板を５分～６０時間浸漬することによって行うことができる。
　イオン交換処理を行うための溶融塩としては、例えば、硝酸カリウム塩、硫酸カリウム塩、炭酸カリウム塩及び塩化カリウム塩等のアルカリ硝酸塩、アルカリ硫酸塩及びアルカリ塩化物塩等が挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。又、化学強化特性を調整するために、ナトリウム（Ｎａイオン）やリチウム（Ｌｉイオン）を含む塩を混ぜてもよい。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスにおいて、化学強化処理の処理条件は、特に限定されず、ガラスの特性及び溶融塩等を考慮して最適な条件を選択できる。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、例えば、以下の工程（１）～（３）により製造される。以下、各工程について説明する。
　（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
　工程（１）は、化学強化処理に供するガラスをそのガラス中に含まれるアルカリ金属イオン（例えば、Ｎａイオン）よりイオン半径の大きなアルカリ金属イオンを含む溶融塩（例えば、カリウム塩）とガラスの転移温度を超えない温度域で接触させて、ガラス中のアルカリ金属イオンとアルカリ金属塩のイオン半径の大きなアルカリ金属イオンとをイオン交換させ、アルカリ金属イオンの占有面積の差によりガラス表面に圧縮応力を発生させ圧縮応力層を形成する工程である。
　工程（１）においてガラスとアルカリ金属イオンを含む溶融塩とを接触させる処理温度及び処理時間は、ガラス及び溶融塩の組成に応じて適宜調整する。溶融塩の加熱温度は、通常３５０℃以上が好ましく、３７０℃以上がより好ましい。又、通常５００℃以下が好ましく、４５０℃以下がより好ましい。溶融塩の加熱温度を３５０℃以上とすることにより、イオン交換速度の低下により化学強化が入りにくくなるのを防ぐ。又、５００℃以下とすることにより溶融塩の分解・劣化を抑制することができる。
　工程（１）においてガラスを溶融塩に接触させる時間は、十分な圧縮応力を付与するためには、通常１時間以上が好ましく、２時間以上、３時間以上、４時間以上、５時間以上がより好ましい。又、長時間のイオン交換では、生産性が落ちるとともに、緩和により圧縮応力値が低下するため、２００時間以下が好ましく、１５０時間以下、１００時間以下、９０時間以下、８０時間以下がより好ましい。
　（２）ガラスを加熱処理する加熱工程
　工程（２）は、工程（１）で得られたガラス表面に圧縮応力層を形成したガラスを加熱処理することにより、圧縮応力層に存在するより大きなアルカリ金属イオン、例えば、カリウムイオンをガラスの表面からガラス内部の方向に移動させることにより、圧縮応力層の最深部をガラス表面からガラス内部の方向に移動させる工程である。この工程は省略することもできる。
　圧縮応力層の最深部がガラス表面からガラス内部の方向に移動することにより、ガラス表面の圧縮応力が低下するが、ガラス表面から好ましくは３０μｍ以上の圧縮応力層が形成される。
　ガラスを加熱処理する温度はガラス転移点より５０℃以上、好ましくは７０℃以上、より好ましくは１００℃以上低い温度とする。ガラス転移点より５０℃以上低い温度でガラスを加熱処理することにより、ガラスの応力緩和を防ぐことができる。
　ガラスを加熱処理する時間は、加熱処理温度により適宜調整することが好ましく、通常３０分～２０００分であることが好ましく、３０～３００分であることがより好ましい。
　（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面の圧縮応力層を変化させる第２の化学強化工程
　工程（３）は工程（２）で得られたガラスをイオン交換することにより、ガラス表面の圧縮応力層を変化させる工程である。工程（３）において再度イオン交換することにより、ガラス表面及びその内部の圧縮応力層を変化させることができる。工程（３）のイオン交換処理は工程（１）において上述したイオン交換処理と同様の方法により行ってもよいし、別の方法であってもよい。又、別の溶融塩を用いてもよい。
　工程（３）においてガラスとアルカリ金属イオンを含む溶融塩とを接触させる処理温度及び処理時間は、ガラス及び溶融塩の組成に応じて適宜調整する。溶融塩の加熱温度は、通常３５０℃以上が好ましく、３７０℃以上がより好ましい。又、通常５００℃以下が好ましく、４５０℃以下がより好ましい。溶融塩の加熱温度を３５０℃以上とすることにより、イオン交換速度の低下により化学強化が入りにくくなるのを防ぐ。又、５００℃以下とすることにより溶融塩の分解・劣化を抑制することができる。
　工程（３）においてガラスを溶融塩に接触させる時間は、十分な圧縮応力を付与するためには、通常５分以上が好ましく、６分以上、７分以上、８分以上、９分以上、１０分以上がより好ましい。又、長時間のイオン交換では、生産性が落ちるとともに、緩和により圧縮応力値が低下するため、５時間以下が好ましく、３時間以下、２時間以下、１時間以下がより好ましい。
　工程（１）～（３）は、連続的な工程、例えばガラス板製造工程において連続的に移動するガラスリボンに対してオンラインで順次行ってもよいし、又は非連続的にオンラインで行ってもよい。又、作業効率の点からは工程（２）を省いた方が好ましい。さらに作業効率を向上させるために、工程（３）を省いてもよい。つまり、（i）工程（１）、工程（２）および工程（３）の全て、（ii）工程（１）と工程（２）のみ、（iii）工程（１）と工程（３）のみ、（iv）工程（１）のみのいずれかが行われる。
　イオン交換処理を行うための溶融塩は、少なくともカリウムイオン含む処理塩を用いることが好ましい。このような処理塩としては、例えば、硝酸カリウムを５０質量％以上含有する塩が好適に挙げられる。又、混合溶融塩には、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウム等のアルカリ硫酸塩、並びに塩化ナトリウム及び塩化カリウム等のアルカリ塩化塩等が挙げられる。
　（ガラスの製造方法）
　本実施の形態に係る化学強化ガラスの製造方法は特に限定されず、溶融ガラスを成形する方法も特に限定されない。例えば、ガラス原料を適宜調製し、約１５００～１７００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のフロート法、ダウンドロー法（フュージョン法等）、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し、ガラス板が製造される。必要に応じて研磨加工を施すが、研磨加工に加えてまたは研磨加工に代えて、ガラス板表面をフッ素剤で処理することも可能である。ガラス板を安定して生産することを考慮すると、フロート法またはダウンドロー法が好ましく、特に大型のガラス板を生産することを考慮するとフロート法が好ましい。
　（アスファルト落下試験）
　カバーガラスをスマートフォン製品、又はスマートフォン製品を模擬した筐体に設置し、平坦に加工したアスファルト面の上に落下させた。低い高さ（例えば10cm）から落下させてガラスが割れなければ少しずつ落下高さを上げていき、ガラスが割れた時の落下高さをそのガラスの強度とした。試験筐体をアスファルトに落下させる時に、ガラスがアスファルトに接触するような向きに設定して落下させた。試験に使用したガラスは120mm×60mmの略矩形であり、４つのコーナーを有する。模擬筐体とガラスを合わせた重量は約１４０ｇとした。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、タブレットＰＣまたはスマートフォン等のディスプレイの大きさや、ビルまたは住宅の窓ガラスの大きさとなる。本発明のガラスは、一般的には矩形に切断されているが、円形または多角形などの他の形状でも問題なく、孔あけ加工を施したガラスも含まれる。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、化学強化処理の前に、用途に応じた形状加工、例えば、切断、端面加工および孔あけ加工などの機械的加工を行うことが好ましい。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスは、化学強化処理後に切断することが可能である。切断方法は、通常のホイールチップカッターによるスクライブとブレイクを適用することが可能であり、レーザーによる切断も可能である。ガラス強度を維持するため、切断後に切断エッジの面取り加工を施しても良い。面取りは、機械的な研削加工でもよいし、フッ酸等の薬液で処理する方法を用いることもできる。
　本実施の形態に係る化学強化ガラスの用途は、特段限定されない。化学強化されたガラスは高い機械的強度を有することから、落下による衝撃や、他の物質との接触が予想される箇所への使用に好適である。
　具体的には、例えば、携帯電話機（スマートフォン等の多機能情報端末を含む。）、ＰＨＳ、ＰＤＡ、タブレット型端末、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機、携帯音楽・動画プレーヤー、電子ブック、電子端末、時計、カメラまたはＧＰＳ等のディスプレイ部分用のカバーガラス、及びこれらの機器のタッチパネル操作用モニターのカバーガラス、電子レンジ、オーブントースター等の調理器のカバーガラス、電磁調理器等のトッププレート、メーター、ゲージ等の計器類のカバーガラス並びにコピー機またはスキャナ等の読み取り部分用のガラス板等の機械または機器類の保護用途がある。
　また、例えば、車両、船舶、航空機等の窓用ガラス、家庭用または産業用の照明機器、信号、誘導灯、電光掲示板のカバーガラス、ショーケースおよび防弾ガラス等の用途が挙げられる。太陽電池保護用のカバーガラスおよび太陽電池の発電効率を高めるための集光用のガラス材としての用途が挙げられる。
　また、例えば、各種の鏡面用のガラス、さらには、ＨＤＤ等の情報記憶媒体の基盤、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等の情報記録媒体の基板としての用途がある。
　また、例えば、水槽、皿やコップ等の食器、びん又はまな板等の各種の調理器具、食器棚、冷蔵庫の棚板及び壁、屋根または仕切り等の建材としての用途が挙げられる。
　これらの用途に加え、化学強化処理を終えて製造される化学強化ガラスは、液晶、プラズマ、有機ＥＬ等の各種画像表示装置に組み込まれるディスプレイ用ガラス材として最適である。
　以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。例１、２、５～７は実施例、例３、４は比較例である。
　例１～３のいずれの例も、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６４．３％、Ａｌ２Ｏ３を１０．５％、Ｎａ２Ｏを１６．０％、Ｋ２Ｏを０．８％、ＭｇＯを８．３％、ＺｒＯ２を０．２％、ＴｉＯ２を０．０４％含有した組成のガラス板をフロート法で製造した。組成は蛍光Ｘ線による分析値である。硅砂、ソーダ灰、ドロマイト、長石、芒硝をガラス原料として用い天然ガス燃焼で溶解し、フロートバスでガラスリボンに成形した。
　例４は、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６７．１％、Ｂ２Ｏ３を３．６％、Ａｌ２Ｏ３を１３．１％、Ｎａ２Ｏを１３．７％、Ｋ２Ｏを０．１％、ＭｇＯを２．３％含有した組成のガラス板である。このガラス板は、フュージョン法で製造されたガラス板である。
　例５および６は、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を７０％、Ａｌ２Ｏ３を１０％、Ｌｉ２Ｏを１０％、Ｎａ２Ｏを４％、Ｋ２Ｏを１％、ＭｇＯを４％、ＺｒＯ２を１％含有し、例７は、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６９％、Ａｌ２Ｏ３を９％、Ｌｉ２Ｏを９．５％、Ｎａ２Ｏを４．５％、Ｋ２Ｏを１％、ＭｇＯを６％、ＺｒＯ２を１％含有するガラス組成となるように、それぞれガラス原料を調合し、ガラスとして１０００ｇとなるように秤量した。次に、原料を白金るつぼに入れ、１５００～１７００℃の電気炉に投入して３時間程度溶融し、脱泡、均質化した。得られた溶融ガラスを型材に流し込み、（ガラス転移点＋５０）℃の温度で１時間保持した後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られたガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面研磨して、厚さが０．８ｍｍのガラス板を得た。
　上記のように準備したガラス板のうち、例４のガラス板を除く、例１～３、５～７のガラス板について、アスファルト落下試験を行った。例１、５～７のガラス板は、アスファルト落下試験の前に、上記工程（１）に供し、表１に記載の強化条件で化学強化処理した。また、例２、３のガラス板は、アスファルト落下試験の前に、上記工程（１）に供し、表１に記載の強化条件で化学強化処理し、続いて、上記工程（２）に供し、表１に記載の熱処理条件Ａ、Ｂで熱処理した。熱処理条件Ａで熱処理した後、続けて熱処理条件Ｂで熱処理した。
　化学強化処理を施したカバーガラスを、スマートフォン製品を模擬した筐体に設置し、平坦に加工したアスファルト面の上に落下させた。低い高さ（例えば10cm）から落下させてガラスが割れなければ少しずつ落下高さを上げていき、ガラスが割れた時の落下高さを記録した。この試験を１セットとして、２０セット繰り返し、割れたときの高さの平均値をガラスが割れたときの落下高さとした。試験筐体をアスファルトに落下させる時に、ガラスがアスファルトに接触するような向きに設定して落下させた。試験に使用したガラスは120mm×60mmの略矩形であり、４つのコーナーを有する。模擬筐体とガラスを合わせた重量は約１４０ｇとした。
　また、例１～７のガラス板について、臨界応力拡大係数ＫＩＣを、Ｄｏｕｂｌｅ　Ｃｌｅａｖａｇｅ　Ｄｒｉｌｌｅｄ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＤＣＤＣ）法により得られたＫＩ－Ｖ曲線を用いて求めた。
　結果を図１～２および表１に示す。表１に、強化条件、熱処理条件等も併記する。
　図１は、例１～例３の化学強化ガラスの、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さとアスファルト落下との関係を示すグラフである。図２は、例１～例３の化学強化ガラスの、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さとアスファルト落下との関係を示すグラフである。
　図１および表１に示されるように、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが３６μｍの場合、アスファルトに６２ｃｍの高さから電子機器を落とすと、電子機器のガラスが破損することがわかる。一般的に、高校生以上の人のポケットの位置は、地上から６０ｃｍを超えるものである。よって、地上から６０ｃｍ付近で破損するガラスは、耐久性に不十分である。一方、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが５９μｍの場合、アスファルトに約６０ｃｍの高さから電子機器を落としても電子機器のガラスが破損しないことがわかった。よって、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが５０μｍの場合であれば、一般的なユーザーの使用時の破損を抑制することができる。
　また、図２に示されるように、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが４０μｍの場合、アスファルトに約６０ｃｍの高さから電子機器を落とすと、電子機器のガラスが破損することがわかる。よって、耐久性に不十分である。一方、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが６０μｍの場合、アスファルトに約６０ｃｍの高さから電子機器を落としても電子機器のガラスが破損しないことがわかった。よって、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが６０μｍの場合であれば、一般的なユーザーの使用時の破損を抑制することができる。
　ここで、例１～３の板厚は、２ｍｍである。落下に対しては、高い高さから落としたときは深いクラックが表面から入ると考えられそのクラックの先端に存在する圧縮がどの程度なのかが重要であると考える。従って、この考え方はある程度板厚に関係なく適用できる。つまり、この考え方は、板厚が１ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下のガラスに適用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１からわかるように、例１のガラスの臨界応力拡大係数ＫＩＣは０．８１ＭＰａ・ｍ１／２であり、例４のガラスの臨界応力拡大係数ＫＩＣは０．７４ＭＰａ・ｍ１／２であった。実際のアスファルト落下試験のデータはないが、発明者の知見によると、たとえ、圧縮応力が５０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが５０μｍ以上、かつ、圧縮応力が３０ＭＰａにおける圧縮応力層の深さが６０μｍ以上であっても、臨界応力拡大係数ＫＩＣが０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以下であれば、アスファルト落下により破損する確率が大幅に上がるものと考えられる。つまり、臨界応力拡大係数ＫＩＣが低いガラスは破砕性に問題がある。
　以上、化学強化ガラスの実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
　本出願は、２０１７年２月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１７－０２０７９３号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１７－０２０７９３号の全内容を本出願に援用する。

Claims (6)

  1. 　表面の圧縮応力が２００ＭＰａ以上であり、
    　圧縮応力が５０ＭＰａにおける前記表面からの圧縮応力層の深さが５０μｍ以上であり、
    　圧縮応力が３０ＭＰａにおける前記表面からの圧縮応力層の深さが６０μｍ以上であり、
    　臨界応力拡大係数ＫＩＣ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ）が０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以上、
    　であることを特徴とする化学強化ガラス。
  2. 　ヤング率が７０ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の化学強化ガラス。
  3. 　Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３のうち少なくとも一つを含有し、かつ、
    　アルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち少なくとも一つを含有するアルミノシリケートガラスであることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の化学強化ガラス。
  4. 　Ａｌ２Ｏ３及びＬｉ２Ｏを含有することを特徴とする請求項３に記載の化学強化ガラス。
  5. 　板厚が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の化学強化ガラス。
  6. 　板厚が０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の化学強化ガラス。
PCT/JP2018/004079 2017-02-07 2018-02-06 化学強化ガラス Ceased WO2018147288A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020197022429A KR20190112273A (ko) 2017-02-07 2018-02-06 화학 강화 유리
CN202211474693.9A CN115716715B (zh) 2017-02-07 2018-02-06 化学强化玻璃
JP2018567444A JPWO2018147288A1 (ja) 2017-02-07 2018-02-06 化学強化ガラス
CN201880009901.3A CN110234616B (zh) 2017-02-07 2018-02-06 化学强化玻璃
US16/531,550 US20190352227A1 (en) 2017-02-07 2019-08-05 Chemically strengthened glass

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-020793 2017-02-07
JP2017020793 2017-02-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/531,550 Continuation US20190352227A1 (en) 2017-02-07 2019-08-05 Chemically strengthened glass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018147288A1 true WO2018147288A1 (ja) 2018-08-16

Family

ID=63108194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/004079 Ceased WO2018147288A1 (ja) 2017-02-07 2018-02-06 化学強化ガラス

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190352227A1 (ja)
JP (1) JPWO2018147288A1 (ja)
KR (1) KR20190112273A (ja)
CN (2) CN110234616B (ja)
WO (1) WO2018147288A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022515312A (ja) * 2018-11-01 2022-02-18 コーニング インコーポレイテッド 遅れ破壊が低下した強化ガラス物品およびその製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210292217A1 (en) * 2018-07-27 2021-09-23 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Tempered glass and glass to be tempered
US11447417B2 (en) * 2018-09-28 2022-09-20 Corning Incorporated Enhanced ion exchange methods
CN111807700B (zh) * 2020-07-31 2023-12-12 山东晶峰玻璃科技有限公司 一种用于白酒瓶的玻璃组合物
US20230312402A1 (en) * 2020-09-04 2023-10-05 Ohara Inc. Crystallized glass and reinforced crystallized glass
CN112794653B (zh) * 2021-02-08 2022-03-08 清远南玻节能新材料有限公司 铝硅酸盐强化玻璃及其制备方法
KR20240116922A (ko) 2021-11-29 2024-07-30 코닝 인코포레이티드 투명 베타-스포듀멘 유리-세라믹

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078771A (en) * 1989-02-07 1992-01-07 Canyon Materials, Inc. Method of making high energy beam sensitive glasses
JP2006083045A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Hitachi Ltd ガラス部材
JP2016029010A (ja) * 2008-03-19 2016-03-03 Hoya株式会社 磁気記録媒体基板用ガラス、磁気記録媒体基板、磁気記録媒体およびそれらの製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002174810A (ja) * 2000-12-08 2002-06-21 Hoya Corp ディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法並びにこれを用いたディスプレイ
DE102010009584B4 (de) * 2010-02-26 2015-01-08 Schott Ag Chemisch vorgespanntes Glas, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung desselben
US20120052271A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Sinue Gomez Two-step method for strengthening glass
JP5255611B2 (ja) * 2010-09-17 2013-08-07 Ｈｏｙａ株式会社 ディスプレイ用ガラス基板及びその製造方法並びにこれを用いたディスプレイ
JP5612233B1 (ja) * 2010-12-24 2014-10-22 旭硝子株式会社 化学強化用ガラス
CN116282965A (zh) * 2014-07-25 2023-06-23 康宁股份有限公司 具有深的压缩深度的强化玻璃
CN108046589A (zh) * 2014-10-08 2018-05-18 康宁股份有限公司 包含金属氧化物浓度梯度的玻璃和玻璃陶瓷

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078771A (en) * 1989-02-07 1992-01-07 Canyon Materials, Inc. Method of making high energy beam sensitive glasses
JP2006083045A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Hitachi Ltd ガラス部材
JP2016029010A (ja) * 2008-03-19 2016-03-03 Hoya株式会社 磁気記録媒体基板用ガラス、磁気記録媒体基板、磁気記録媒体およびそれらの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022515312A (ja) * 2018-11-01 2022-02-18 コーニング インコーポレイテッド 遅れ破壊が低下した強化ガラス物品およびその製造方法
JP7256873B2 (ja) 2018-11-01 2023-04-12 コーニング インコーポレイテッド 遅れ破壊が低下した強化ガラス物品およびその製造方法
US12037282B2 (en) 2018-11-01 2024-07-16 Corning Incorporated Strengthened glass articles with reduced delayed breakage and methods of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN110234616A (zh) 2019-09-13
CN115716715B (zh) 2024-09-17
KR20190112273A (ko) 2019-10-04
CN110234616B (zh) 2023-01-03
JPWO2018147288A1 (ja) 2019-11-07
US20190352227A1 (en) 2019-11-21
CN115716715A (zh) 2023-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20250257004A1 (en) Chemically strengthened glass, method for producing same, and glass for chemical strengthening
CN110234616B (zh) 化学强化玻璃
JP7400738B2 (ja) 化学強化ガラスおよびその製造方法
KR102695281B1 (ko) 화학 강화 유리
JP6583271B2 (ja) 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス
JP6137390B2 (ja) 化学強化用ガラス及び化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法
JP5621239B2 (ja) ディスプレイ装置用ガラス板、ディスプレイ装置用板ガラスおよびその製造方法
KR20200117993A (ko) 화학 강화용 유리
CN110546115A (zh) 化学强化玻璃以及化学强化用玻璃
CN115231820A (zh) 化学强化用玻璃及化学强化玻璃
JPWO2020121888A1 (ja) 化学強化ガラス板、並びに化学強化ガラスを含むカバーガラス及び電子機器
WO2011114821A1 (ja) 化学強化用ガラス組成物及び化学強化ガラス材
JPWO2014196407A1 (ja) 化学強化用ガラスおよび化学強化ガラス並びに化学強化ガラスの製造方法
CN107250072B (zh) 玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
KR20200139156A (ko) 화학 강화용 유리
WO2016104454A1 (ja) ガラス板
WO2015166891A1 (ja) ガラス
WO2018056170A1 (ja) 化学強化ガラスおよび化学強化用ガラス
WO2023243574A1 (ja) 化学強化用ガラス及びガラス
WO2017026450A1 (ja) Ｄｕｖ耐性を有するガラス

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: 18751256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197022429

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018567444

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18751256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1