WO2020246274A1 - ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法 Download PDF

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WO2020246274A1
WO2020246274A1 PCT/JP2020/020365 JP2020020365W WO2020246274A1 WO 2020246274 A1 WO2020246274 A1 WO 2020246274A1 JP 2020020365 W JP2020020365 W JP 2020020365W WO 2020246274 A1 WO2020246274 A1 WO 2020246274A1
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WO
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glass
less
present
chemically strengthened
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拓実 馬田
健二 今北
雄介 荒井
新吾 浦田
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Ａｇｃ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to glass, more specifically high-strength glass, chemically tempered glass, and a method for producing the same.
  • Patent Document 1 discloses a glass having a very high fracture toughness value.
  • this glass is a Al 2 O 3 content of larger glass made of two components Al 2 O 3 -SiO 2, in the ordinary glass production method, for the interface with precipitated crystals of the container used for melting It is said that vitrification is difficult.
  • Patent Document 2 discloses a method of obtaining a chemically strengthened glass having a high surface strength and a large compressive stress layer depth by subjecting a lithium-containing aluminosilicate glass to a two-step chemical strengthening treatment. There is.
  • the strength of chemically strengthened glass increases as the surface compressive stress value and compressive stress layer depth increase.
  • a compressive stress layer is formed on the surface, internal tensile stress is generated inside the glass according to the total amount of compressive stress.
  • CT internal tensile stress
  • the present invention provides a glass having a high fracture toughness value and being easy to manufacture.
  • Another object of the present invention is to provide a glass having a higher strength than that of conventional glass.
  • SiO 2 is 40 to 65%
  • Al 2 O 3 is 25 to 40%
  • Y 2 O 3 La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 in terms of molar percentage display based on oxides.
  • WO 3 is a glass containing 1 or more selected from WO 3 in a total of 7 to 15%.
  • the glass of the present invention may contain 5 to 15% of Y 2 O 3 .
  • the ratio of the total content of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and WO 3 to the Al 2 O 3 content ([Y 2 O). 3 ] + [La 2 O 3 ] + [Nb 2 O 5 ] + [Ta 2 O 5 ] + [WO 3 ]) / [Al 2 O 3 ] may be 0.2 to 0.6.
  • the glass of the present invention preferably contains 2 to 15% of Li 2 O. Further, the glass of the present invention preferably has a fracture toughness value of 0.93 MPa ⁇ m 1/2 or more. Further, the glass of the present invention preferably has a devitrification temperature of 1500 ° C. or lower.
  • SiO 2 is 40 to 65% in molar percentage display based on oxides.
  • a method for producing chemically tempered glass is provided.
  • the present invention is a chemically strengthened glass.
  • the matrix composition of the chemically strengthened glass is 40 to 65% of SiO 2 in mol% display based on oxides. Al 2 O 3 25-40%, Y 2 O 3 7 to 15%, Contains 2-15% Li 2 O, Provided is a chemically strengthened glass having a compressive stress value of 150 MPa or more at a depth of 50 ⁇ m from the surface.
  • the present invention is a silicate glass containing 25% or more of Al 2 O 3 in terms of oxide-based molar percentage, and is Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 And a glass containing at least 7% of one or more components selected from WO 3 in total.
  • the glass of the present invention by containing a specific range ionic radius smaller cationic component in SiO 2 -Al 2 O 3 -based glass, the fracture toughness value is large and is less likely to occur devitrification. Further, the glass of the present invention is excellent as a chemically strengthened glass because it exhibits higher strength than the conventional glass and has a large CT limit.
  • FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the internal tensile stress value (CT) after chemical strengthening and the number of crushed glass A and B.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the Y 2 O 3 content, the devitrification temperature, and the fracture toughness value for the glasses C to F.
  • the glass composition is indicated by an oxide-based molar percentage display, and mol% may be simply described as%. Further, "-" indicating a numerical range is used to mean that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value.
  • substantially not contained means that it is not contained except for unavoidable impurities contained in raw materials and the like, that is, it is not intentionally contained. Specifically, for example, the content in the glass composition is less than 0.1 mol%.
  • chemically strengthened glass refers to glass before being chemically strengthened.
  • Chemical tempered glass refers to glass that has been chemically tempered.
  • the glass composition of the chemically strengthened glass may be referred to as the mother composition of the chemically strengthened glass.
  • a compressive stress layer is usually formed on the glass surface portion by ion exchange, so that the glass composition of the non-ion exchanged portion matches the matrix composition of the chemically strengthened glass.
  • concentrations of the components other than the alkali metal oxide also match the population composition of the ion-exchanged portion.
  • the "stress profile” is a pattern expressing the compressive stress value with the depth from the glass surface as a variable.
  • a negative compressive stress value means tensile stress.
  • the “compressive stress layer depth (DOC)” is the depth at which the compressive stress value (CS) becomes zero.
  • Compressive stress value (CT) refers to a tensile stress value at a depth of 1/2 of the glass plate thickness t.
  • the stress profile in the present specification is measured for the surface layer portion using an optical waveguide surface stress meter (for example, FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.).
  • an optical waveguide surface stress meter for example, FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.
  • the stress value can be measured without processing such as thinning the glass sample.
  • the optical waveguide surface stress meter cannot measure the stress unless the refractive index decreases from the surface to the inside in principle of measurement.
  • the lithium-containing aluminosilicate glass is chemically strengthened, there is a problem that the compressive stress inside the glass plate cannot be measured.
  • the stress value inside the glass plate is measured using a scattered light photoelastic stress meter (for example, SLP-1000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.).
  • a scattered light photoelastic stress meter for example, SLP-1000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.
  • the stress value can be measured regardless of the refractive index distribution inside the glass without processing such as thinning the glass sample. Since the scattered light photoelastic stress meter is easily affected by the surface scattered light, it is difficult to accurately measure the stress value near the glass surface. Therefore, the surface layer portion is measured by the optical waveguide surface stress meter.
  • the CT limit is the maximum value of CT in which the number of crushed pieces measured by the following procedure is 10 or less.
  • test glass plate As the test glass plate, a 15 mm square, 0.5 mm or more and 1 mm or less in thickness, and a mirror-finished surface is chemically strengthened under various conditions, and a plurality of test glass plates having different CT values are applied. Prepare.
  • the CT value in this case can be measured using a scattered light photoelastic stress meter.
  • DOC compressive stress layer depth
  • the number of fragments exceeds 50, the number of crushed pieces may be 50. This is because if the number of fragments becomes too large, it is difficult to accurately count the number of fragments because most of the fragments pass through the sieve, and the effect on the evaluation of the CT limit is small in practice.
  • the test is started from 3 kgf for the driving load of the Vickers indenter, and if the glass plate does not break, the driving load is increased by 1 kgf and the test is repeated until the glass plate breaks, and the number of fragments when the glass plate first breaks is calculated. count.
  • the number of crushes is plotted against the CT value of the test glass plate, and the CT value at the point where the number of crushes is 10 is read and used as the CT limit.
  • FIG. 1 is a diagram in which the CT value and the number of crushed pieces are plotted for glass A and glass B having different glass compositions.
  • Glass A is plotted as a white diamond
  • glass B is plotted as a black circle. From FIG. 1, it can be seen that the number of crushed pieces increases as the CT increases for glasses having the same composition. Further, it can be seen that when the number of crushes exceeds 10, the number of crushes sharply increases due to the increase in CT.
  • the CT value where the number of crushes is 10 is read and set as the CT limit.
  • the as large as possible value of 10 or less is set to 8 or more, and 9 or more is preferable.
  • the number of crushes at points where the number of crushes is larger than 10 may be 40 or less, more preferably 20 or less.
  • Table 1 shows glass A (SiO 2 : 70.4%, Al 2 O 3 : 13.0%, Li 2 O: 8.4%, Na 2 O: 5.3%, K 2 O: 1.0%. , MgO: 7.0%, CaO: 0.2%, ZrO 2 : 1.0%) and glass B (SiO 2 : 53.6%, Al 2 O 3 : 32.1%, Li 2 O: 10 The measurement results for 0.7% and Y 2 O 3 : 3.6%) are shown.
  • the CT limit is determined to be 60 MPa from the stress value of 57 MPa in which the number of crushes was 8 and the stress value of 63 MPa in which the number of crushes was 13.
  • the CT limit is determined to be 88 MPa from the stress value of 88 MPa in which the number of crushes was 8 and the stress value of 94 MPa in which the number of crushes was 40.
  • chemically strengthened glass refers to glass after being chemically strengthened
  • chemically strengthened glass refers to glass before being chemically strengthened
  • the "matrix composition of chemically strengthened glass” is the glass composition of chemically strengthened glass.
  • the glass composition at a depth of 1/2 of the plate thickness t is the same as the mother composition of the chemically strengthened glass, except when an extreme ion exchange treatment is performed.
  • the glass composition is expressed as an oxide-based molar percentage display unless otherwise specified, and molar% is simply expressed as "%".
  • substantially not contained means that it is below the level of impurities contained in raw materials and the like, that is, it is not intentionally contained. Specifically, for example, it is less than 0.1 mol%.
  • the glass of the present invention is a silicate glass containing 25% or more of Al 2 O 3 in terms of oxide-based molar percentage, and is Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 And, it is preferable that one or more components selected from WO 3 are contained in a total of 7% or more.
  • One aspect of the glass of the present invention is an oxide-based molar percentage representation. SiO 2 40-65%, Al 2 O 3 25-40%, It is preferable that a total of 7 to 15% of one or more components selected from Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and WO 3 is contained.
  • the silicate glass containing a large amount of Al 2 O 3 has a large fracture toughness value, but has a high devitrification temperature, and stable production is difficult.
  • the fracture toughness value decreases when the addition amount is small. It is considered that this is because the coordination number of aluminum ions changes. However, the addition of large amounts of such oxides improves the fracture toughness value. It is considered that the cation having a large field strength attracts the surrounding oxygen ions to form a glass structure having a high packing density. Further, since it is difficult to form a crystal of a cation oxide having a large field strength in combination with SiO 2 or Al 2 O 3 , the devitrification temperature is lowered.
  • oxides of cations having a large field strength examples include Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and WO 3 .
  • the glasses C, D, E, and F shown in Table 2 are all glass composed of the four components of SiO 2 , Al 2 O 3 , Li 2 O, and Y 2 O 3 , and are SiO 2 , Al 2 O 3 , and Li.
  • the 2 O content ratios are equal and the Y 2 O 3 contents are different.
  • the fracture toughness value and the devitrification temperature of these glasses were measured, as shown in FIG. 2, the devitrification temperature tends to be lower as the Y 2 O 3 content is higher, and Y 2 O 3 is contained to some extent or more. In this case, a high fracture toughness value and a low devitrification temperature were obtained.
  • the devitrification temperature of the glass of the present invention is preferably 1500 ° C. or lower, more preferably 1480 ° C. or lower, and even more preferably 1450 ° C. or lower from the viewpoint of ease of production.
  • the devitrification temperature is typically 1200 ° C. or higher.
  • the devitrification temperature can be measured by, for example, the method described in Examples.
  • the glass of the present invention has a plate shape
  • its plate thickness (t) is, for example, 2 mm or less, preferably 1.5 mm or less, more preferably 1 mm or less, and further preferably 0.9 mm or less. Yes, particularly preferably 0.8 mm or less, and most preferably 0.7 mm or less.
  • the plate thickness is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.4 mm or more, and further preferably 0.5 mm or more in order to obtain sufficient strength.
  • the glass of the present invention preferably has a fracture toughness value of 0.9 MPa ⁇ m 1/2 or more. Glass with a large fracture toughness is hard to break. In particular, when the glass of the present invention is chemically strengthened and used, the glass having a large fracture toughness value has a large CT limit, so that even if a large surface compressive stress layer is formed by chemical strengthening, severe crushing is unlikely to occur. Fracture toughness is more preferably 0.93 MPa ⁇ m 1/2 or more, more preferably 0.95 MPa ⁇ m 1/2 or more. The fracture toughness value is usually 2.0 MPa ⁇ m 1/2 or less, and typically 1.5 MPa ⁇ m 1/2 or less.
  • the fracture toughness value can be measured using, for example, the DCDC method (Acta metal.Matter. Vol.43, pp.3453-3458, 1995).
  • the Young's modulus of the glass of the present invention is preferably 100 GPa or more, more preferably 102 GPa or more, and further preferably 105 GPa or more from the viewpoint of improving fracture toughness. Further, the Young's modulus is preferably 130 GPa or less, more preferably 120 GPa or less, from the viewpoint of ease of processing.
  • the glass of the present invention may be chemically strengthened glass.
  • the glass of the present invention is a chemically strengthened glass, it is preferably lithium aluminosilicate glass. Since lithium aluminosilicate glass contains lithium ion, which is an alkali ion having the smallest ionic radius, a chemically strengthened glass having a preferable stress profile can be obtained by a chemical strengthening treatment of ion exchange using various molten salts. ..
  • the above-mentioned CT limit is preferably 75 MPa or more, more preferably 78 MPa or more, and even more preferably 80 MPa or more.
  • the CT limit of the glass of the present invention is usually 95 MPa or less.
  • the glass of the present invention is used as a chemically strengthening glass, as one aspect, 40-65% SiO 2 in molar percentage display based on oxides, Al 2 O 3 25-40%, Y 2 O 3 7 to 15%, Glass containing 2 to 15% of Li 2 O is preferable.
  • SiO 2 is a component that constitutes a glass network structure and is a component that enhances chemical durability.
  • the content of SiO 2 is preferably 40% or more, more preferably 44% or more, still more preferably 48% or more.
  • the content of SiO 2 is preferably 65% or less, more preferably 60% or less, still more preferably 55% or less.
  • Al 2 O 3 is an essential component of the glass of the present invention and is a component that contributes to increasing the strength of the glass.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 20% or more, more preferably 22% or more, further preferably 25% or more, further preferably 28% or more, and particularly preferably 30% or more in order to obtain sufficient strength. ..
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 40% or less, more preferably 37% or less, still more preferably 35% or less in order to increase the meltability.
  • the glass of the present invention contains at least 7% of one or more components selected from Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and WO 3 in total, which is the devitrification temperature. It is preferable to lower the temperature.
  • the total content of such components is more preferably 8% or more, still more preferably 9% or more.
  • Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and WO 3 are the above-mentioned oxides of cations having a large field strength. As described above, such an oxide has an effect of improving Young's modulus and fracture toughness value.
  • the total content of one or more components selected from Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and WO 3 is 15 to keep the increase in Young's modulus within an appropriate range. % Or less is preferable.
  • the total content of such components is more preferably 13% or less, further preferably 12% or less, and particularly preferably 11% or less.
  • the ratio of the total content of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and WO 3 to the Al 2 O 3 content ([Y 2 O). 3 ] + [La 2 O 3 ] + [Nb 2 O 5 ] + [Ta 2 O 5 ] + [WO 3 ]) / [Al 2 O 3 ] is 0 to form a glass structure with high packing density. .2 or more is preferable, 0.25 or more is more preferable, and 0.3 or more is further preferable.
  • the content of Y 2 O 3 is preferably 5% or more, more preferably 7% or more, still more preferably 8% or more.
  • the content of Y 2 O 3 is preferably 15% or less, more preferably 14% or less, further preferably 13% or less, and particularly preferably 12% or less in order to prevent an unnecessarily high Young's modulus.
  • La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and WO 3 are not essential components, but they have the effect of improving the brittleness of glass and may be contained to prevent chipping and the like. ..
  • Alkali metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O and K 2 O (collectively referred to as R 2 O) are components that lower the melting temperature of glass, although they are not essential. Can contain more than seeds.
  • the total content of the alkali metal oxide is preferably 2% or more, more preferably 4% or more, still more preferably 6% or more.
  • R 2 O content is preferably 15% or less in order to maintain the strength of the glass, more preferably 14% or less, 13% or less is more preferable.
  • the Li 2 O content in the glass of the present invention is preferably 2% or more, more preferably 4% or more, in order to introduce sufficient compressive stress into the glass. 6% or more is more preferable, and 8% or more is particularly preferable.
  • the Li 2 O content is preferably 15% or less, more preferably 13% or less, still more preferably. It is 12% or less.
  • Na 2 O is not essential, it is a component that forms a surface compressive stress layer by ion exchange using a molten salt containing potassium, and is a component that improves the meltability of glass.
  • the content of Na 2 O is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 1.5% or more.
  • the Na 2 O content is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 6% or less.
  • K 2 O is not essential, but may be included to improve the meltability of the glass and suppress devitrification.
  • the K 2 O content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. Further, the content of K 2 O is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 1% or less in order to increase the compressive stress value due to ion exchange.
  • the ratio [Li 2 O] / [R 2 O] of the total content of Li 2 O and the content of alkali metal oxide is to obtain sufficient strength. 0.8 or more is preferable, and 0.85 or more is more preferable. [Li 2 O] / [R 2 O] is 1 or less, more preferably 0.95 or less in order to facilitate dissolution during glass production.
  • Alkaline earth metal oxides such as MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO are all components that enhance the meltability of glass, but are also components that deteriorate brittleness. Therefore, the total content of MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less.
  • the alkaline earth metal oxide tends to reduce the ion diffusion rate of the chemical strengthening.
  • the total content of MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 5% or less.
  • MgO does not significantly deteriorate brittleness even if it is contained, and tends to improve Young's modulus.
  • the content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.5% or more.
  • the MgO content is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and even more preferably 5% or less.
  • the MgO content is preferably 8% or less, more preferably 5% or less.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. Further, in order to suppress the deterioration of brittleness, the CaO content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less. In order to improve the ion exchange performance, the CaO content is preferably 3% or less, more preferably 2% or less.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. Further, in order to suppress deterioration of brittleness, the content of SrO is preferably 3% or less, more preferably 2% or less. In order to improve the ion exchange performance, the SrO content is preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. Further, in order to suppress deterioration of brittleness, the content of BaO is preferably 3% or less, more preferably 2% or less. In order to improve the ion exchange performance, the content of BaO is preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less, and further preferably substantially not contained.
  • ZnO is a component that improves the meltability of glass and may be contained.
  • the content is preferably 0.2% or more, more preferably 0.5% or more.
  • the ZnO content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less.
  • B 2 O 3 is not essential, but can be added to improve the meltability during glass production and the like.
  • the content is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 3% or more.
  • B 2 O 3 is a component that easily causes phase separation when contained in a large amount
  • the content of B 2 O 3 is preferably 8% or less, more preferably 7% or less, still more preferably 6% or less. ..
  • B 2 O 3 is a component that facilitates stress relaxation after chemical strengthening
  • the content of B 2 O 3 is preferably 8% or less, more preferably 8% or less, in order to further increase the surface compressive stress of the chemically strengthened glass. Is 7% or less, more preferably 6% or less, and most preferably 5% or less.
  • P 2 O 5 is not essential, but can be added to improve the meltability during glass production and the like. Further, it may be contained in order to improve the ion exchange performance. When P 2 O 5 is contained, the content is preferably 0.5% or more, and more preferably 1% or more. The content of P 2 O 5 in order to increase the chemical durability is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less.
  • TiO 2 tends to suppress solarization and may be contained.
  • the content is preferably 0.1% or more.
  • the content of TiO 2 is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, further preferably 1% or less, and particularly preferably 0.5% or less in order to suppress devitrification during melting.
  • ZrO 2 tends to improve weather resistance and may be contained.
  • the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more.
  • the content of ZrO 2 is preferably 6% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 4% or less.
  • TiO 2 + ZrO 2 is preferably 5% or less, more preferably 3% or less.
  • TiO 2 + ZrO 2 is preferably 0.5% or more, and more preferably 1% or more.
  • a coloring component When coloring glass, a coloring component may be added as long as it does not hinder the achievement of desired properties.
  • 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 , and so on. Nd 2 O 3 can be mentioned. These may be used alone or in combination.
  • the total content of coloring components is preferably 7% or less. Thereby, the devitrification of the glass can be suppressed.
  • the content of the coloring component is more preferably 5% or less, further preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. If it is desired to increase the transparency of the glass, it is preferable that these components are not substantially contained.
  • SO 3 , chloride, fluoride and the like may be appropriately contained as a fining agent at the time of glass melting. It is preferable that As 2 O 3 is substantially not contained. When Sb 2 O 3 is contained, it is preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less, and most preferably substantially not contained.
  • the glass of the present invention preferably has a liquid phase temperature of 1600 ° C. or lower, more preferably 1550 ° C. or lower. Since the liquidus temperature is low, it can be manufactured without using a special method such as a containerless method.
  • the glass of the present invention preferably has a log ⁇ of 2 or less at 1650 ° C.
  • the glass of the present invention preferably has a softening point of 1000 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower. This is because the lower the softening point of the glass, the lower the heat treatment temperature when performing bending molding or the like, the smaller the energy consumption, and the smaller the load on the equipment. Glass having a softening point too low tends to have a low strength because the stress introduced during the chemical strengthening treatment tends to be relaxed. Therefore, the softening point is preferably 550 ° C. or higher. The softening point is more preferably 600 ° C. or higher, still more preferably 650 ° C. or higher.
  • the softening point can be measured by the fiber stretching method described in JIS R3103-1: 2001.
  • the glass of the present invention can be produced by a usual method. For example, the raw materials of each component of glass are mixed and heated and melted in a glass melting kiln. Then, the glass is homogenized by a known method, formed into a desired shape such as a glass plate, and slowly cooled.
  • the molded glass is ground and polished as necessary to form a glass substrate.
  • the subsequent chemical strengthening treatment is performed. This is preferable because a compressive stress layer is also formed on the end face.
  • the glass of the present invention has a large fracture toughness value and is hard to break, but it is easy to manufacture, so it is useful as a structural member such as a window glass. Further, since the CT limit for chemical strengthening is large, it is excellent as a glass for chemical strengthening.
  • the plate thickness (t) is, for example, 2 mm or less, preferably 1. It is 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, further preferably 0.9 mm or less, particularly preferably 0.8 mm or less, and most preferably 0.7 mm or less. Further, in order to obtain sufficient strength, the plate thickness is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, more preferably 0.4 mm or more, and further preferably 0.5 mm or more. ..
  • the chemical strengthening treatment for chemically strengthening the glass of the present invention can be performed, for example, by immersing the glass plate in a molten salt such as potassium nitrate heated to 360 to 600 ° C. for 0.1 to 500 hours.
  • a molten salt such as potassium nitrate heated to 360 to 600 ° C. for 0.1 to 500 hours.
  • the heating temperature of the molten salt is preferably 375 to 500 ° C.
  • the immersion time of the glass plate in the molten salt is preferably 0.3 to 200 hours.
  • Examples of the molten salt for performing the chemical strengthening treatment include nitrates, sulfates, carbonates, chlorides and the like.
  • examples of the nitrate include lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, cesium nitrate, silver nitrate and the like.
  • examples of the sulfate include lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, cesium sulfate, silver sulfate and the like.
  • Examples of the carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate and the like.
  • Examples of chlorides include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, cesium chloride, silver chloride and the like.
  • treatment conditions for the chemical strengthening treatment appropriate conditions may be selected in consideration of the composition (characteristics) of the glass, the type of molten salt, the desired chemical strengthening characteristics, and the like.
  • the chemical strengthening treatment may be performed only once, or the chemical strengthening treatment (multi-stage strengthening) may be performed a plurality of times under two or more different conditions.
  • the chemical strengthening treatment is performed under the condition that the ion exchange depth is large and the CS is relatively small
  • the second-stage chemical strengthening treatment the ion exchange depth is relatively small.
  • the chemical strengthening treatment may be performed under the condition that the CS is small and the CS is large. In that case, the internal tensile stress area (St) can be suppressed while increasing the CS on the outermost surface of the chemically strengthened glass, and as a result, the CT can be suppressed to a low level.
  • the chemically strengthened glass obtained from the glass of the present invention (hereinafter, may be referred to as the present chemically strengthened glass) has a large compressive stress value (CS 50 ) at a depth of 50 ⁇ m from the glass surface.
  • the CS 50 is preferably 150 MPa or more, more preferably 160 MPa or more, and even more preferably 170 MPa or more.
  • CS 50 is usually 300 MPa or less.
  • the depth (DOC) at which the compressive stress value becomes 0 is preferably 70 ⁇ m or more.
  • the DOC is more preferably 80 ⁇ m or more, further preferably 90 ⁇ m or more. If the DOC is too large with respect to the plate thickness t, CT will increase, so t / 4 or less is preferable, and t / 5 or less is more preferable. Specifically, for example, when the plate thickness t is 0.8 mm, it is preferably 160 ⁇ m or less.
  • the surface compressive stress value (CS 0 ) of the chemically strengthened glass is preferably 500 MPa or more, more preferably 600 MPa or more, still more preferably 700 MPa or more.
  • CS 0 is preferably 1000 MPa or less, more preferably 900 MPa or less in order to prevent chipping at the time of impact.
  • CT is preferably less than or equal to the CT limit because severe destruction is likely to occur when the CT limit is exceeded. More preferably, it is adjusted so as to be 0.95 times or less of the CT limit.
  • the CT is preferably 0.7 times or more the CT limit.
  • the CT is more preferably 0.75 times or more, more preferably 0.8 times or more, and particularly preferably 0.85 times or more of the CT limit.
  • the surface compressive stress value (CS 0 ) can be measured using a surface stress meter using photoelasticity (for example, FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.).
  • photoelasticity for example, FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.
  • bending strength for example, using a strip-shaped test piece of 10 mm ⁇ 50 mm, bending at four points under the conditions that the distance between the outer fulcrums of the support is 30 mm, the distance between the inner fulcrums is 10 mm, and the crosshead speed is 0.5 mm / min. It can be evaluated by conducting a test.
  • the number of test pieces is, for example, 10.
  • the four-point bending strength of the chemically strengthened glass is preferably 500 MPa or more, more preferably 600 MPa or more, and even more preferably 700 MPa or more.
  • the four-point bending strength of the chemically strengthened glass is usually 1000 MPa or less, and typically 900 MPa or less.
  • the glass composition of the chemically strengthened glass is the same as the glass composition of the glass of the present invention in the central portion in the plate thickness direction. Further, the description is omitted because it is basically the same as the glass of the present invention as a whole except that the concentration of alkali metal ions differs depending on the chemical strengthening treatment.
  • the shape of the glass of the present invention may be a shape other than a plate shape, depending on the product to which it is applied, the intended use, and the like. Further, the glass plate may have a edging shape or the like having a different outer peripheral thickness. Further, the form of the glass plate is not limited to this, for example, the two main surfaces may not be parallel to each other, and one or both of the two main surfaces may be a curved surface in whole or in part. More specifically, the glass plate may be, for example, a flat glass plate having no warp, or a curved glass plate having a curved surface.
  • the glass of the present invention can be chemically strengthened as necessary and used as a cover glass used in mobile electronic devices such as mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs), and tablet terminals.
  • the glass of the present invention is also useful as a cover glass for electronic devices such as televisions (TVs), personal computers (PCs), and touch panels that are not intended to be carried.
  • the glass of the present invention is also useful as a building material such as a window glass, a table top, an interior of an automobile or an airplane, and a cover glass thereof.
  • the glass of the present invention can be bent or molded before or after chemical strengthening to form a shape other than a flat plate shape, it is also useful for applications such as a housing having a curved surface shape.
  • G7 to G15 are examples of the glass of the present invention, and G1 to G6 are comparative examples.
  • S4 to S6 are examples of this chemically strengthened glass, and S1 to S3 are comparative examples.
  • the blank indicates that the measurement has not been performed.
  • a glass plate was prepared by blending, melting, and polishing a glass raw material so as to have the glass composition shown in Tables 3 to 4 in terms of molar percentage display based on oxides.
  • G1 is the above-mentioned glass A.
  • X in the table indicates the total content of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and WO 3 .
  • As the glass raw material a general glass raw material such as an oxide, a hydroxide, and a carbonate was appropriately selected, and the amount of the glass was weighed to 900 g.
  • the mixed glass raw material was placed in a platinum crucible, melted at 1700 ° C., and defoamed. The glass was poured onto a carbon board to obtain a glass block, which was polished to obtain a plate-shaped glass having a plate thickness of 0.8 mm.
  • Devitrification temperature A part of the glass was crushed, glass particles were placed in a platinum dish, and heat treatment was performed for 17 hours in an electric furnace controlled to a constant temperature in the range of 1000 ° C. to 1700 ° C.
  • the devitrification temperature was estimated by observing the heat-treated glass with a polarizing microscope and observing the presence or absence of devitrification.
  • the fracture toughness value was measured by the DCDC method by preparing a sample of 6.5 mm ⁇ 6.5 mm ⁇ 65 mm. At that time, a through hole of 2 mm ⁇ was formed on a 65 mm ⁇ 6.5 mm surface of the sample for evaluation.
  • CT limit The CT limit of the obtained plate-shaped glass was measured by the method described above. That is, the plate-shaped glass was chemically tempered with NaNO 3 salt or KNO 3 salt under various conditions, and the obtained chemically strengthened glass was chemically tempered using a scattered photophotoelastic stress meter (SLP-1000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.). After measuring the CT, the CT limit was evaluated by driving a Vickers indenter into chemically strengthened glass plates having different CT values and measuring the number of crushed pieces.
  • SLP-1000 scattered photophotoelastic stress meter
  • G10 to G12 are glasses that do not contain alkali metal oxides and cannot be chemically strengthened, so they were not measured.
  • the glass of the present invention was a glass having both high fracture toughness and low devitrification temperature. Further, the glass chemically strengthened from the glass of the present invention shown in Tables 3 and 4 has a higher CT limit than the comparative example, and therefore, as shown in Table 5, a high compressive stress of 150 MPa or more at a depth of 50 ⁇ m or more. It was found that it is possible to carry out chemical fortification to have.

Abstract

本発明は、破壊靱性値が高く、かつ製造しやすいガラスを提供する。また、本発明は、従来のガラスより高い強度を安定的に有するガラスを提供することを目的とする。本発明は、酸化物基準のモル百分率表示でＳｉＯ２を４０～６５％、Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３から選択される１以上を合計で７～１５％含有するガラスに関する。

Description

ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法
　本発明は、ガラス、より詳しくは高強度ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法に関する。
　破壊靱性値は、ガラスの強度を評価するための重要な指標の一つであるが、ガラスの破壊靱性値を向上させるのは容易ではない。例えば特許文献１には、非常に高い破壊靱性値を有するガラスが開示されている。しかしこのガラスは、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２の２成分からなりＡｌ２Ｏ３含有量が多いガラスであって、通常のガラス製造方法では、溶融に用いる容器との界面で結晶が析出するためにガラス化が困難とされている。
　通常のガラスを高強度化する方法として、化学強化法が知られている。例えば特許文献２には、リチウムを含有するアルミノシリケートガラスに２段階の化学強化処理を施すことで、表面の強度が高く、かつ圧縮応力層深さが大きい化学強化ガラスを得る方法が開示されている。
　化学強化ガラスは、表面圧縮応力値や圧縮応力層深さが大きくなるほど強度が高くなる。一方で、表面に圧縮応力層を形成すると、ガラス内部には圧縮応力の総量に応じて内部引張応力が発生する。内部引張応力の値（ＣＴ）がある閾値を超えると、ガラスが割れる際の割れ方が激しくなる。この閾値は、ＣＴリミットとも呼ばれる。
　通常のガラスはＣＴリミットがあまり高くないので、化学強化による高強度化に限界がある。
日本国特開２０１６－５０１５５号公報 日本国特表２０１３－５３６１５５号公報
　特許文献１に記載されたような高い破壊靱性値を有するガラスであっても、ガラスの失透温度が１５００℃以下でなければ、製造しにくく、実用的ではない。したがって、本発明は、破壊靱性値が高く、かつ製造しやすいガラスを提供する。また、本発明は、従来のガラスより高い強度を安定的に有するガラスを提供することを目的とする。
　本発明者らは、破壊靱性値の大きいガラスについて、失透温度を下げて製造しやすくする方法を研究した結果、価数が大きく、イオン半径の小さいカチオン成分をガラス組成に加えることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。
　本発明は、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を４０～６５％、Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３から選択される１以上を合計で７～１５％含有するガラスである。
　本発明のガラスは、Ｙ２Ｏ３を５～１５％含有してもよい。
　また、本発明のガラスは、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の含有量の合計とＡｌ２Ｏ３含有量との比（［Ｙ２Ｏ３］＋［Ｌａ２Ｏ３］＋［Ｎｂ２Ｏ５］＋［Ｔａ２Ｏ５］＋［ＷＯ３］）／［Ａｌ２Ｏ３］が０．２～０．６であってよい。
　本発明のガラスは、Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有することが好ましい。
　また、本発明のガラスは、破壊靱性値が０．９３ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが好ましい。
　また、本発明のガラスは、失透温度が１５００℃以下であることが好ましい。
　また、本発明は酸化物基準のモル百分率表示で
ＳｉＯ２を４０～６５％、
Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
Ｙ２Ｏ３を７～１５％、
Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有する化学強化用ガラスを化学強化する、
化学強化ガラスの製造方法を提供する。
　また、本発明は、化学強化ガラスであって、
化学強化ガラスの母組成が酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ２を４０～６５％、
Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
Ｙ２Ｏ３を７～１５％、
Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有し、
表面から５０μｍの深さにおける圧縮応力値が１５０ＭＰａ以上である
化学強化ガラスを提供する。
　また、本発明は、酸化物基準のモル百分率表示で、Ａｌ２Ｏ３を２５％以上含有するシリケートガラスであって、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３から選ばれる１種以上の成分を合計で７％以上含有するガラスを提供する。
　本発明のガラスは、ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３系ガラスにおいてイオン半径の小さいカチオン成分を特定範囲で含有することにより、破壊靱性値が大きく、かつ失透が生じにくい。また、本発明のガラスは、従来のガラスより高い強度を示すとともに、ＣＴリミットが大きいことから化学強化用ガラスとして優れている。
図１は、ガラスＡ、Ｂについて、化学強化後の内部引張応力値（ＣＴ）と破砕数の関係を示した図である。 図２は、ガラスＣ～ＦについてＹ２Ｏ３含有量と失透温度および破壊靱性値との関係を示した図である。
　以下に、本発明の化学強化用ガラスについて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施できる。
　本明細書において、ガラス組成は酸化物基準のモル百分率表示で示し、モル％を単に％と記載することがある。また、数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
　ガラス組成において「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、例えば、ガラス組成中の含有量が、０．１モル％未満である。
　本明細書において、「化学強化用ガラス」は、化学強化処理を施す前のガラスを指す。「化学強化ガラス」は、化学強化処理を施した後のガラスを指す。
　本明細書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。化学強化ガラスでは通常、ガラス表面部分にイオン交換による圧縮応力層が形成されるので、イオン交換されていない部分のガラス組成は化学強化ガラスの母組成と一致する。また、イオン交換されている部分についてもアルカリ金属酸化物以外の成分の濃度は母組成と一致する。
　本明細書において「応力プロファイル」は、ガラス表面からの深さを変数として圧縮応力値を表したパターンである。負の圧縮応力値は、引張応力を意味する。また、「圧縮応力層深さ（ＤＯＣ）」は、圧縮応力値（ＣＳ）がゼロとなる深さである。「内部引張応力値（ＣＴ）」は、ガラスの板厚ｔの１／２の深さにおける引張応力値をいう。
　本明細書における応力プロファイルは、表層部分については、光導波表面応力計（例えば、株式会社折原製作所製ＦＳＭ－６０００）を用いて測定する。光導波表面応力計によれば、ガラス試料を薄片化する等の加工を施さずに応力値が測定できる。しかし、光導波表面応力計は、測定原理上、表面から内部に向かって屈折率が低くなる場合でなければ、応力を測定できない。結果的に、リチウムを含有するアルミノシリケートガラスを化学強化した場合には、ガラス板内部の圧縮応力を測定できない問題がある。
　ガラス板内部の応力値は、散乱光光弾性応力計（例えば、株式会社折原製作所製ＳＬＰ－１０００）を用いて測定する。散乱光光弾性応力計によれば、ガラス内部の屈折率分布と関わりなく、ガラス試料を薄片化する等の加工を施さずに応力値を測定できる。散乱光光弾性応力計は表面散乱光の影響を受けやすいので、ガラス表面付近の応力値を正確に測定することが困難なので、表層部分は、光導波表面応力計で測定する。
　本明細書においてＣＴリミットは、以下の手順で測定される破砕数が１０以下となるＣＴの最大値である。
　試験用ガラス板としては、１５ｍｍ角で厚さが０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、かつ表面を鏡面仕上げとしたものを種々の条件で化学強化処理し、ＣＴ値の異なる複数の試験用ガラス板を準備する。この場合のＣＴ値は、散乱光光弾性応力計を用いて測定できる。
　また圧縮応力層深さ（ＤＯＣ）を見積もる。ガラス板の厚さに対してＤＯＣが大きすぎると引張応力層のガラス組成が変化して、ＣＴリミットが正しく評価できない恐れがある。そこで、ＣＴリミットの評価には、ＤＯＣが１００μｍ以下のガラス板を用いることが好ましい。
　ビッカース試験機を用いて、試験用ガラス板の中央部分に、先端の角度が９０°のビッカース圧子を打ち込んでガラス板を破壊させ、破片の個数を破砕数とする。（ガラス板が二つに割れた場合の破砕数は２である。）非常に細かい破片が生じた場合は、１ｍｍの篩を通過しなかった個数を数えて破砕数とする。
　ただし、破片数が５０を超える場合には、破砕数を５０としてよい。破片数が多くなりすぎるとほとんどの破片が篩を通過してしまう等のために個数を正確に数えることが困難であるし、実際上、ＣＴリミットの評価に及ぼす影響が少ないからである。また、ビッカース圧子の打ち込み荷重は３ｋｇｆから試験を開始し、ガラス板が割れなかった場合は、打ち込み荷重を１ｋｇｆずつ増やして、ガラス板が割れるまで試験を繰り返し、最初に割れた時の破片数を数える。
　試験用ガラス板のＣＴ値に対して、破砕数をプロットし、破砕数が１０となる点のＣＴ値を読み取ってＣＴリミットとする。
　図１は、ガラス組成が異なるガラスＡ、ガラスＢについて、ＣＴ値と破砕数をプロットした図である。ガラスＡについては白抜きの菱形でプロットし、ガラスＢについては黒丸でプロットしている。図１から、同じ組成のガラスであれば、ＣＴが大きくなるほど破砕数が増えることがわかる。また、破砕数が１０を超えると、ＣＴの増大によって、破砕数が急激に増大することがわかる。
　破砕数が１０以下のなるべく大きい値となるＣＴ値と破砕数が１０より大きくかつなるべく小さい値になるＣＴ値とから、破砕数が１０となるＣＴ値を読み取ってＣＴリミットとする。このとき、破砕数が１０以下のなるべく大きい値は８以上とし、９以上が好ましい。破砕数が１０より大きい点の破砕数は４０以下であればよく、２０以下がより好ましい。
　表１にガラスＡ（ＳｉＯ２：７０．４％、Ａｌ２Ｏ３：１３．０％、Ｌｉ２Ｏ：８．４％、Ｎａ２Ｏ：５．３％、Ｋ２Ｏ：１．０％、ＭｇＯ：７．０％、ＣａＯ：０．２％、ＺｒＯ２：１．０％）およびガラスＢ（ＳｉＯ２：５３．６％、Ａｌ２Ｏ３：３２．１％、Ｌｉ２Ｏ：１０．７％、Ｙ２Ｏ３：３．６％）についての測定結果を示す。ガラスＡについては、破砕数が８であった応力値５７ＭＰａと破砕数が１３であった応力値６３ＭＰａとから、ＣＴリミットは６０ＭＰａと求められる。ガラスＢについては、破砕数が８であった応力値８８ＭＰａと、破砕数が４０であった応力値９４ＭＰａとから、ＣＴリミットは８８ＭＰａと求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本明細書において、「化学強化ガラス」は、化学強化処理を施した後のガラスを指し、「化学強化用ガラス」は、化学強化処理を施す前のガラスを指す。
　本明細書において、「化学強化ガラスの母組成」とは、化学強化用ガラスのガラス組成である。化学強化ガラスにおいては、極端なイオン交換処理がされた場合を除いて、板厚ｔの１／２の深さにおけるガラス組成は、化学強化ガラスの母組成と同様である。
　本明細書において、ガラス組成は、特に断らない限り酸化物基準のモル百分率表示で表し、モル％を単に「％」と表記する。
　また、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純物レベル以下である、つまり意図的に含有させたものではないことをいう。具体的には、例えば０．１モル％未満である。
＜ガラス＞
　本発明のガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、Ａｌ２Ｏ３を２５％以上含有するシリケートガラスであって、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３から選ばれる１種以上の成分を合計で７％以上含有することが好ましい。
　本発明のガラスの一態様は、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を４０～６５％、
Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３から選ばれる１種以上の成分を合計で７～１５％含有することが好ましい。
　特許文献１にも記載されているように、Ａｌ２Ｏ３を多量に含有するシリケートガラスは、破壊靱性値が大きいが、失透温度が高く、安定的な製造が困難であった。
　そこで本発明者等は、破壊靱性値の大きいガラスについて、失透温度を下げて製造しやすくする方法を研究した結果、価数が大きく、イオン半径の小さいカチオンの酸化物を加えることが有効であることを見出した。以下、このようなカチオンを、フィールドストレングスが大きいカチオンとよぶことがある。
　Ａｌ２Ｏ３が多量に含まれるＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３系ガラスにフィールドストレングスが大きいカチオンの酸化物を添加すると、その添加量が少量の場合には、破壊靱性値が低下する。これは、アルミニウムイオンの配位数が変化するためと考えられる。しかし、そのような酸化物を多量に加えると、破壊靱性値が向上する。フィールドストレングスが大きいカチオンが周囲の酸素イオンを引き付けることで、充填密度の高いガラス構造が形成されるためと考えられる。また、フィールドストレングスが大きいカチオンの酸化物はＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３との組み合わせによる結晶を作りにくいため、失透温度が低下する。
　フィールドストレングスが大きいカチオンの酸化物としては、例えば、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３が挙げられる。
　フィールドストレングスが大きいカチオンの効果は、Ｙ２Ｏ３を含有するガラスに関する次の実験で確認できる。
　表２に示すガラスＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、いずれもＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｙ２Ｏ３の４成分からなるガラスであってＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏの含有量比が等しく、Ｙ２Ｏ３含有量が異なっている。これらのガラスについて破壊靱性値と失透温度を測定したところ、図２のように、失透温度はＹ２Ｏ３含有量が多いものほど低い傾向があり、Ｙ２Ｏ３をある程度以上含有させた場合に、高い破壊靱性値と低い失透温度が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本発明者の検討によれば、失透温度が低下する効果はＹ２Ｏ３において特に顕著である。同様の効果は、Ｌａ２Ｏ３等についても認められる。
　本発明のガラスの失透温度は製造しやすさの観点から１５００℃以下が好ましく、１４８０℃以下がより好ましく、１４５０℃以下がさらに好ましい。また、失透温度は典型的には１２００℃以上である。なお、失透温度は例えば実施例に記載の方法で測定できる。
　本発明のガラスが板状である場合、その板厚（ｔ）は、例えば２ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．９ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．８ｍｍ以下であり、最も好ましくは０．７ｍｍ以下である。また板厚は、十分な強度を得るために、例えば０．１ｍｍ以上であり、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、より好ましくは０．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。
　本発明のガラスは破壊靱性値が０．９ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが好ましい。破壊靱性値が大きいガラスは割れにくい。特に本発明のガラスを化学強化して用いる場合、破壊靱性値が大きいガラスはＣＴリミットが大きいので、化学強化によって大きな表面圧縮応力層を形成しても、激しい破砕が生じにくい。破壊靱性値は、０．９３ＭＰａ・ｍ１／２以上がより好ましく、０．９５ＭＰａ・ｍ１／２以上がさらに好ましい。また、破壊靱性値は通常、２．０ＭＰａ・ｍ１／２以下であり、典型的には１．５ＭＰａ・ｍ１／２以下である。
　破壊靱性値は、例えば、ＤＣＤＣ法（Ａｃｔａ　ｍｅｔａｌｌ．ｍａｔｅｒ．　Ｖｏｌ．４３、ｐｐ．３４５３－３４５８、１９９５）を用いて測定できる。
　本発明のガラスのヤング率は、破壊靭性向上の観点から１００ＧＰａ以上が好ましく、１０２ＧＰａ以上がより好ましく、１０５ＧＰａ以上がさらに好ましい。また、ヤング率は、加工しやすさの観点から、１３０ＧＰａ以下が好ましく、１２０ＧＰａ以下がより好ましい。
　本発明のガラスは、化学強化用ガラスであってよい。本発明のガラスが化学強化用ガラスの場合は、リチウムアルミノシリケートガラスであることが好ましい。リチウムアルミノシリケートガラスは、最もイオン半径の小さいアルカリイオンであるリチウムイオンを含有しているので、種々の溶融塩を用いてイオン交換する化学強化処理により、好ましい応力プロファイルを有する化学強化ガラスが得られる。
　本発明のガラスが化学強化用ガラスの場合、前述のＣＴリミットは、７５ＭＰａ以上が好ましく、７８ＭＰａ以上がより好ましく、８０ＭＰａ以上がさらに好ましい。本発明のガラスのＣＴリミットは通常は９５ＭＰａ以下である。
　本発明のガラスを化学強化用ガラスとして用いる場合には、一態様として、
　酸化物基準のモル百分率表示で
ＳｉＯ２を４０～６５％、
Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
Ｙ２Ｏ３を７～１５％、
Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有するガラスが好ましい。
　以下、本発明のガラス組成について説明する。
　本発明のガラスにおいて、ＳｉＯ２はガラスネットワーク構造を構成する成分であり、化学的耐久性を上げる成分である。十分な化学的耐久性を得るためには、ＳｉＯ２の含有量は４０％以上が好ましく、４４％以上がより好ましく、４８％以上がさらに好ましい。
　また、ガラスの強度を高くするためにＳｉＯ２の含有量は６５％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、５５％以下がさらに好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３は本発明のガラスの必須成分であり、ガラスの高強度化に寄与する成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、十分な強度を得るために２０％以上が好ましく、２２％以上がより好ましく、２５％以上がさらに好ましく、２８％以上がよりさらに好ましく、３０％以上が特に好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、溶融性を高くするために好ましくは４０％以下、より好ましくは３７％以下、さらに好ましくは３５％以下である。
　本発明のガラスは、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３から選ばれる１種以上の成分を合計で７％以上含有することが、失透温度を下げるために好ましい。かかる成分の合計の含有量は、より好ましくは８％以上、更に好ましくは９％以上である。
　Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３は、前述のフィールドストレングスが大きいカチオンの酸化物である。かかる酸化物は、上述のように、ヤング率や破壊靱性値を向上させる効果がある。
　ヤング率が高くなりすぎると、加工しにくくなり、結果として歩留まりが低下することがある。Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３から選ばれる１種以上の成分の合計の含有量は、ヤング率の上昇を適切な範囲に収めるために１５％以下が好ましい。かかる成分の合計の含有量は、より好ましくは１３％以下であり、更に好ましくは１２％以下であり、特に好ましくは１１％以下である。
　本発明のガラス組成において、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３の合計の含有量と、Ａｌ２Ｏ３含有量との比（［Ｙ２Ｏ３］＋［Ｌａ２Ｏ３］＋［Ｎｂ２Ｏ５］＋［Ｔａ２Ｏ５］＋［ＷＯ３］）／［Ａｌ２Ｏ３］は、充填密度の高いガラス構造を形成するために０．２以上が好ましく、０．２５以上がより好ましく、０．３以上が更に好ましい。（［Ｙ２Ｏ３］＋［Ｌａ２Ｏ３］＋［Ｎｂ２Ｏ５］＋［Ｔａ２Ｏ５］＋［ＷＯ３］）／［Ａｌ２Ｏ３］はガラスが必要以上に高ヤング率となることを防ぐために０．６以下が好ましく、０．５５以下がより好ましく、０．５以下が更に好ましい。
　本発明のガラスは溶解しやすさのためには、Ｙ２Ｏ３を含有することが好ましい。Ｙ２Ｏ３の含有量は５％以上が好ましく、７％以上がより好ましく、８％以上がさらに好ましい。Ｙ２Ｏ３の含有量は、必要以上に高ヤング率となることを防ぐために１５％以下が好ましく、１４％以下がより好ましく、１３％以下がさらに好ましく、１２％以下が特に好ましい。
　Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５およびＷＯ３は必須の成分ではないが、ガラスの脆さを改善する効果があるので、チッピングを防止する等のために含有させてもよい。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物（まとめてＲ２Ｏと記載することがある）は、いずれも必須ではないがガラスの溶解温度を低下させる成分であり、１種以上を含有できる。
　溶融温度を下げるためには、アルカリ金属酸化物の含有量は、合計で２％以上が好ましく、４％以上がより好ましく、６％以上がさらに好ましい。Ｒ２Ｏの含有量は、ガラスの強度を維持するために１５％以下が好ましく、１４％以下がより好ましく、１３％以下が更に好ましい。
　本発明のガラスを化学強化して用いる場合、十分な圧縮応力をガラス中に導入するためには、本発明のガラスにおけるＬｉ２Ｏ含有量は２％以上が好ましく、４％以上がより好ましく、６％以上がさらに好ましく、８％以上が特に好ましい。
　また、ガラスを製造する際または曲げ加工を行う際に、失透が生じることを抑制するためには、Ｌｉ２Ｏの含有量は１５％以下が好ましく、より好ましくは１３％以下、さらに好ましくは１２％以下である。
　Ｎａ２Ｏは必須ではないが、カリウムを含有する溶融塩を利用したイオン交換により表面圧縮応力層を形成する成分であり、またガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、１．５％以上がさらに好ましい。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは６％以下である。
　Ｋ２Ｏは必須ではないが、ガラスの溶融性を向上し、失透を抑制するために含有してもよい。Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０．５％以上、より好ましくは１％以上である。また、Ｋ２Ｏの含有量はイオン交換による圧縮応力値を大きくするために、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。
　本発明のガラスが化学強化用である場合、Ｌｉ２Ｏの含有量とアルカリ金属酸化物の含有量の合計との比［Ｌｉ２Ｏ］／［Ｒ２Ｏ］は十分な強度を得るために０．８以上が好ましく、０．８５以上がより好ましい。［Ｌｉ２Ｏ］／［Ｒ２Ｏ］は１以下であり、ガラス製造時に溶解しやすくするためには０．９５以下がより好ましい。
　ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ等のアルカリ土類金属酸化物は、いずれもガラスの溶融性を高める成分であるが、脆性を劣化させる成分でもある。そのため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯの含有量の合計（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
　また、本発明のガラスに化学強化を施す場合、アルカリ土類金属酸化物は化学強化のイオン拡散速度を低下させる傾向がある。その際は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯの含有量の合計（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
　アルカリ土類金属酸化物中では、ＭｇＯは、含有しても脆性の劣化が然程大きくなく、ヤング率を向上させる傾向がある。ＭｇＯを含有する場合の含有量は０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましい。また、ＭｇＯの含有量は１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。イオン交換性能を高くするためにはＭｇＯの含有量は８％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。
　ＣａＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。また、脆性の劣化を抑えるためには、ＣａＯの含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。イオン交換性能を高くするためにはＣａＯの含有量は３％以下が好ましく、２％以下がより好ましい。
　ＳｒＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。また、脆性の劣化を抑えるためには、ＳｒＯの含有量は３％以下が好ましく、２％以下がより好ましい。イオン交換性能を高くするためにはＳｒＯの含有量は２％以下が好ましく、１．５％以下がより好ましい。
　ＢａＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。また、脆性の劣化を抑えるためには、ＢａＯの含有量は３％以下が好ましく、２％以下がより好ましい。イオン交換性能を高くするためにはＢａＯの含有量は２％以下が好ましく、１．５％以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
　ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有してもよい。ＺｎＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．２％以上であり、より好ましくは０．５％以上である。ガラスの耐候性を高くするためには、ＺｎＯの含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
　Ｂ２Ｏ３は、必須ではないが、ガラス製造時の溶融性を向上させる等のために加えることができる。その場合、含有量は１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上が更に好ましい。一方、Ｂ２Ｏ３は多量に含有させると分相を引き起こしやすくなる成分であるため、Ｂ２Ｏ３の含有量は８％以下が好ましく、７％以下がより好ましく、６％以下が更に好ましい。
　Ｂ２Ｏ３は、化学強化後の応力緩和を生じやすくする成分なので、化学強化ガラスの表面圧縮応力をより高くするためには、Ｂ２Ｏ３の含有量は８％以下が好ましく、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは６％以下、最も好ましくは５％以下である。
　Ｐ２Ｏ５は、必須ではないが、ガラス製造時の溶融性を向上させる等のために加えることができる。また、イオン交換性能を向上させるために含有してもよい。Ｐ２Ｏ５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％以上である。化学的耐久性を高くするためにはＰ２Ｏ５の含有量は１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
　ＴｉＯ２は、ソラリゼーションを抑制する傾向があり、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０．１％以上である。ＴｉＯ２の含有量は、溶融時の失透を抑制するために５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましい。
　ＺｒＯ２は、耐候性を向上させる傾向があり、含有させてよい。ＺｒＯ２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％以上である。また溶融時の失透を抑制するために、ＺｒＯ２の含有量は６％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましい。
　また、ＴｉＯ２とＺｒＯ２の含有量の合計（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。
　ガラスを着色する場合は、所望の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が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
　着色成分の含有量は、合計で７％以下が好ましい。それによって、ガラスの失透を抑制できる。着色成分の含有量は、より好ましくは５％以下であり、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。ガラスの透明性を高くしたい場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
　また、ガラス溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。Ａｓ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３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、実質的に含有しないことが最も好ましい。
　本発明のガラスは液相温度が、１６００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１５５０℃以下である。液相温度が低いことで、無容器法等の特殊な方法を用いずに製造できる。
　本発明のガラスは１６５０℃におけるｌｏｇηが２以下であることが好ましい。
　本発明のガラスは軟化点が１０００℃以下であることが好ましく、より好ましくは９５０℃以下である。ガラスの軟化点が低いほど、曲げ成形等を行う場合に熱処理温度が低くなり、消費エネルギーが小さくなるのに加え、設備の負荷も小さくなるからである。軟化点が低すぎるガラスは、化学強化処理の際に導入する応力が緩和しやすく低強度になりやすい傾向にあるので、軟化点は５５０℃以上が好ましい。軟化点はより好ましくは６００℃以上、さらに好ましくは６５０℃以上である。
　軟化点はＪＩＳ　Ｒ３１０３－１：２００１に記載の繊維引き伸ばし法で測定できる。
　本発明のガラスは、通常の方法で製造できる。例えば、ガラスの各成分の原料を調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。その後、公知の方法によりガラスを均質化し、ガラス板等の所望の形状に成形し、徐冷する。
　その後、成形したガラスを必要に応じて研削および研磨処理して、ガラス基板を形成する。なお、ガラス基板を所定の形状及びサイズに切断する場合又はガラス基板の面取り加工を行う場合、後述する化学強化処理を施す前に、ガラス基板の切断や面取り加工を行えば、その後の化学強化処理によって端面にも圧縮応力層が形成されることから、好ましい。
　本発明のガラスは、破壊靱性値が大きく、割れにくいガラスでありながら、製造しやすいので窓ガラスなどの構造用部材として有用である。また、化学強化する場合のＣＴリミットが大きいので、化学強化用ガラスとして優れている。
＜化学強化ガラス＞
　本発明のガラスを化学強化した化学強化ガラス（以下、「本強化ガラス」ということがある。）が板状である場合、その板厚（ｔ）は、例えば２ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．９ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．８ｍｍ以下であり、最も好ましくは０．７ｍｍ以下である。また、充分な強度を得るために、板厚は、例えば０．１ｍｍ以上であり、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、より好ましくは０．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。
　本発明のガラスを化学強化する場合の化学強化処理は、例えば、３６０～６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ガラス板を０．１～５００時間浸漬することによって行える。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５～５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３～２００時間が好ましい。
　化学強化処理を行うための溶融塩としては、例えば、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、例えば、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、例えば、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、例えば、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。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。
　化学強化処理の処理条件は、ガラスの組成（特性）や溶融塩の種類、ならびに、所望の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。
　また、化学強化処理は一回のみ行ってもよく、２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。例えば、１段階目の化学強化処理として、イオン交換深さが大きくＣＳが比較的小さくなる条件で化学強化処理を行い、その後に、２段階目の化学強化処理として、イオン交換深さが比較的小さくＣＳが大きくなる条件で化学強化処理を行ってもよい。その場合、化学強化ガラスの最表面のＣＳを高めつつ、内部引張応力面積（Ｓｔ）を抑制でき、結果としてＣＴを低めに抑えることができる。
　本発明のガラスから得られる化学強化ガラス（以下、本化学強化ガラスということがある）は、ガラス表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値（ＣＳ５０）が大きい。ＣＳ５０は、１５０ＭＰａ以上が好ましく、１６０ＭＰａ以上がより好ましく、１７０ＭＰａ以上がさらに好ましい。ＣＳ５０は通常は３００ＭＰａ以下である。
　本化学強化ガラスにおいて、圧縮応力値が０となる深さ（ＤＯＣ）は、７０μｍ以上が好ましい。ＤＯＣは、８０μｍ以上がより好ましく、９０μｍ以上がさらに好ましい。ＤＯＣは板厚ｔに対して大きすぎるとＣＴの増加を招くのでｔ／４以下が好ましく、ｔ／５以下がより好ましい。具体的には、例えば板厚ｔが０．８ｍｍの場合は、１６０μｍ以下が好ましい。
　本化学強化ガラスの表面圧縮応力値（ＣＳ０）は５００ＭＰａ以上が好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましく、７００ＭＰａ以上がさらに好ましい。ＣＳ０は、衝撃時のチッピングを防止するために１０００ＭＰａ以下が好ましく、９００ＭＰａ以下がより好ましい。
　本化学強化ガラスにおいて、ＣＴは、ＣＴリミットを超えると激しい破壊が生じやすいため、ＣＴリミット以下であることが好ましい。より好ましくは、ＣＴリミットの０．９５倍以下になるように調整する。
　ＣＴは圧縮応力の総量に比例するため、ある程度高くなければ高強度化できない。そのため、ＣＴはＣＴリミットの０．７倍以上であることが好ましい。ＣＴはＣＴリミットの０．７５倍以上がより好ましく、０．８倍以上が更に好ましく、０．８５倍以上が特に好ましい。
　表面圧縮応力値（ＣＳ０）は、光弾性を利用した表面応力計（例えば、株式会社折原製作所製ＦＳＭ－６０００）を用いて測定できる。しかし、化学強化前のガラス中のＮａ含有量が少ない場合等は、表面応力計による測定が困難である。
　そのような場合に、曲げ強度を測定することで、表面圧縮応力値の大きさを推定できる場合がある。表面圧縮応力値が大きいほど、曲げ強度が大きくなる傾向があるからである。
　曲げ強度は、例えば、１０ｍｍ×５０ｍｍの短冊状の試験片を用い、支持具の外部支点間距離が３０ｍｍ、内部支点間距離が１０ｍｍ、クロスヘッド速度が０．５ｍｍ／ｍｉｎの条件で４点曲げ試験を行うことで評価できる。試験片の個数は、例えば１０個とする。
　本化学強化ガラスの４点曲げ強度は、５００ＭＰａ以上が好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましく、７００ＭＰａ以上がさらに好ましい。本化学強化ガラスの４点曲げ強度は、普通、１０００ＭＰａ以下であり、典型的には９００ＭＰａ以下である。
　本化学強化ガラスのガラス組成は、板厚方向の中心部分においては本発明のガラスのガラス組成と同じである。また、化学強化処理によってアルカリ金属イオンの濃度が異なっていることを除けば、全体として本発明のガラスと基本的に同じなので説明を省略する。
　本発明のガラスの形状は、適用される製品や用途等に応じて、板状以外の形状でもよい。またガラス板は、外周の厚みが異なる縁取り形状などを有していてもよい。また、ガラス板の形態はこれに限定されず、例えば２つの主面は互いに平行でなくともよく、また、２つの主面の一方又は両方の全部又は一部が曲面であってもよい。より具体的には、ガラス板は、例えば、反りの無い平板状のガラス板であってもよく、また、湾曲した表面を有する曲面ガラス板であってもよい。
　本発明のガラスは、必要に応じて化学強化して、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末等のモバイル電子機器に用いられるカバーガラスとして用いることができる。本発明のガラスは、携帯を目的としない、テレビ（ＴＶ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タッチパネル等の電子機器のカバーガラスにも有用である。また本発明のガラスは、窓ガラス等の建築用資材、テーブルトップ、自動車や飛行機等の内装等やそれらのカバーガラスとしても有用である。
　本発明のガラスは、化学強化の前または後に曲げ加工や成形をおこなって平板状以外の形状にできるので、曲面形状を有する筺体等の用途にも有用である。
　以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。Ｇ７～Ｇ１５は、本発明のガラスの実施例であり、Ｇ１～Ｇ６は比較例である。Ｓ４～Ｓ６は本化学強化ガラスの実施例であり、Ｓ１～Ｓ３は比較例である。なお、表中の各測定結果について、空欄は未測定であることを表す。
（ガラスの作製）
　表３～４に酸化物基準のモル百分率表示で記載したガラス組成となるように、ガラス原料を調合し、溶解、研磨加工してガラス板を作製した。Ｇ１は、前述のガラスＡである。また、表中のＸは、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の含有量の合計を示す。
　ガラス原料としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩等の一般的なガラス原料を適宜選択し、ガラスとして９００ｇとなるように秤量した。
　混合したガラス原料を白金坩堝に入れ、１７００℃で溶融し、脱泡した。そのガラスをカーボンボード上に流して、ガラスブロックを得、研磨加工し、板厚０．８ｍｍの板状ガラスを得た。
（失透温度）
　ガラスの一部を粉砕し、白金製皿にガラス粒を入れて１０００℃～１７００℃の範囲で一定温度に制御された電気炉中で１７時間熱処理した。熱処理後のガラスを偏光顕微鏡で観察し、失透の有無を観察する方法で失透温度を見積もった。
（破壊靱性値）
　破壊靱性値は、６．５ｍｍ×６．５ｍｍ×６５ｍｍのサンプルを作製し、ＤＣＤＣ法で測定した。その際、サンプルの６５ｍｍ×６．５ｍｍの面に、２ｍｍΦの貫通穴を開けて評価した。
（ヤング率）
　ヤング率は、超音波法で測定した。
（曲げ強度）
　曲げ強度は、４点曲げ試験法により評価した。
（ＣＴリミット）
　得られた板状ガラスについて、前述の方法でＣＴリミットを測定した。すなわち、板状ガラスを、ＮａＮＯ３塩やＫＮＯ３塩を用いて種々の条件で化学強化し、得られた化学強化ガラスについて散乱光光弾性応力計（株式会社折原製作所製　ＳＬＰ－１０００）を用いてＣＴを測定した後、ＣＴ値の異なる化学強化ガラス板にビッカース圧子を打ち込んで破砕数を測定することによりＣＴリミットを評価した。
　ただし、Ｇ１０～Ｇ１２は、アルカリ金属酸化物を含有しないガラスであって、化学強化できないので測定しなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（化学強化処理）
　Ｇ１～２、Ｇ７～９のガラス板（サイズ：１５ｍｍ×１５ｍｍ×０．８ｍｍ）を化学強化して、化学強化ガラス（Ｓ１～Ｓ６）を得た。化学強化処理は、はじめにＮａＮＯ３塩に、表５のＮａＮＯ３処理欄に記載した温度と時間で浸漬した後、ＫＮＯ３塩にＫＮＯ３処理欄に記載した温度と時間で浸漬する方法で行った。得られた化学強化ガラスについて、ＳＬＰ－１０００を用いて応力プロファイルを測定した。また、４点曲げ法により曲げ強度を測定した。結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表３および表４に示すように、本発明のガラスは、高破壊靱性と低失透温度とを両立させたガラスであった。また、表３および表４に示す本発明のガラスを化学強化したガラスは、比較例に対してＣＴリミットも高く、それゆえ表５に示すように深さ５０μｍの位置で１５０ＭＰａ以上の高い圧縮応力を有するように化学強化を行うことが可能であることがわかった。
　本発明を詳細にまた特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、２０１９年６月３日出願の日本特許出願（特願２０１９－１０３８６９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (9)

  1. 　酸化物基準のモル百分率表示で
    　ＳｉＯ２を４０～６５％、
    　Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
    　Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３から選択される１以上を合計で７～１５％含有するガラス。
  2. 　酸化物基準のモル百分率表示で
    　Ｙ２Ｏ３を５～１５％含有する請求項１に記載のガラス。
  3. 　酸化物基準のモル百分率表示で
    　Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の含有量の合計とＡｌ２Ｏ３含有量との比（［Ｙ２Ｏ３］＋［Ｌａ２Ｏ３］＋［Ｎｂ２Ｏ５］＋［Ｔａ２Ｏ５］＋［ＷＯ３］）／［Ａｌ２Ｏ３］が０．２～０．６である請求項１または２に記載のガラス。
  4. 　Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有する請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス。
  5. 　破壊靱性値が０．９３ＭＰａ・ｍ１／２以上である請求項１～４のいずれか１項に記載のガラス。
  6. 　失透温度が１５００℃以下である請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス。
  7. 　酸化物基準のモル百分率表示で
    　ＳｉＯ２を４０～６５％、
    　Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
    　Ｙ２Ｏ３を７～１５％、
    　Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有する化学強化用ガラスを化学強化する、
    　化学強化ガラスの製造方法。
  8. 　前記化学強化用ガラスの破壊靱性値が０．９３ＭＰａ・ｍ１／２以上である
    　請求項７に記載の化学強化ガラスの製造方法。
  9. 　化学強化ガラスであって、
    　化学強化ガラスの母組成が酸化物基準のモル％表示で
    　ＳｉＯ２を４０～６５％、
    　Ａｌ２Ｏ３を２５～４０％、
    　Ｙ２Ｏ３を７～１５％、
    　Ｌｉ２Ｏを２～１５％含有し、
    　表面から５０μｍの深さにおける圧縮応力値が１５０ＭＰａ以上である
    　化学強化ガラス。
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