強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種強化玻璃，其特征在于，其是在表面具有壓縮應力層的強化玻璃，作為玻璃組成，以摩爾％計為SiO2 50～80％、Al2O3 5～30％、Li2O 0～2％、Na2O 5～25％，實質(zhì)上不含As2O3、Sb2O3、PbO和F。
【專利說明】強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃，特別涉及適用于便攜電話、數(shù) 碼相機、PDA(便攜終端）、太陽能電池的蓋板玻璃或者顯示屏，尤其是觸控面板顯示器的玻 璃基板的強化玻璃、強化玻璃板以及強化用玻璃。

【背景技術】
[0002] 便攜電話、數(shù)碼相機、PDA、觸控面板顯示器、大型電視、非接觸供電等設備處于日 益普及的趨勢。
[0003] 在該用途中廣泛使用通過離子交換處理等強化處理后的強化玻璃（參照專利文 獻1、非專利文獻1)。
[0004] 另外，近年將強化玻璃用于數(shù)字標牌、鼠標、智能手機等的外裝部件不斷增加。
[0005] 作為強化玻璃的主要要求特性，可以列舉（1)高的機械強度、（2)高的耐傷性、（3) 輕量、（4)低成本。在智能手機的用途中，對輕量化、即薄板化的要求提高。但另一方面，若 為了輕量化而將現(xiàn)有的強化玻璃薄型化，則內(nèi)部的拉伸應力變得過大，有可能在強化玻璃 破損時散落碎片或強化玻璃自身破裂。由此，增加壓縮應力層的壓縮應力值、厚度，提高強 化玻璃的機械強度是有限度的。
[0006] 因此，盡可能地抑制對強化玻璃帶來表面?zhèn)种茩C械強度降低是有效的。
[0007] 現(xiàn)有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開2006-83045號公報 [0010] 非專利文獻
[0011] 非專利文獻1 :泉谷徹郎等，《新型玻璃及其物性》，第一版，企業(yè)管理系統(tǒng)研究所， 1984 年 8 月 20 日，P. 451-498


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明所要解決的課題
[0013] 一直以來，作為難以劃傷的強化用玻璃，即裂紋阻力高的強化用玻璃，提出了富含 Li2O玻璃。但是，在富含Li2O玻璃中難以獲得高液相粘度。另外，使用KNO3熔融鹽，將富含 Li2O玻璃進行離子交換處理時，在KNO3熔融鹽中容易混入Li離子。若使用這樣的KNO 3熔 融鹽，則產(chǎn)生強化用玻璃的強化特性不充分的問題。
[0014] 進而，Li2O的含量越多，則強化用玻璃的熱膨脹系數(shù)容易變高。并且，離子交換處 理通常通過將強化用玻璃浸漬于高溫（例如300?500°C )的KNO3熔融鹽中進行。由此存 在如下問題：若對富含Li2O玻璃進行離子交換處理，則在浸漬強化用玻璃時或取出強化玻 璃板時，由于熱沖擊導致容易破損。
[0015] 為了解決該問題，設想了在浸漬強化用玻璃板前進行預熱或者在取出強化玻璃板 后進行緩慢冷卻的方法，這些方法需要長時間，因此有可能升高強化玻璃板的制造成本。
[0016] 因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，該技術課題在于提供離子交換性能、耐失 透性、耐熱沖擊性良好，且難以產(chǎn)生KNO 3熔融鹽導致的強化用玻璃的強化特性的降低，并且 裂紋阻力高的強化玻璃、強化玻璃板和強化用玻璃。
[0017] 用于解決課題的方法
[0018] 本發(fā)明人進行各種研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過嚴格控制玻璃組成能夠解決上述技術課 題，作為本發(fā)明而提出方案。即，本發(fā)明的強化玻璃，其特征在于，其是在表面具有壓縮應 力層的強化玻璃，作為玻璃組成，以摩爾％計為3丨0 2 50?80%^1203 5?30%、1^20 0? 2%、Na20 5?25%，實質(zhì)上不含As203、Sb203、Pb0和F。在此，"實質(zhì)上不含As 203"是指作為 玻璃成分不積極地添加 As2O3，但容許以雜質(zhì)水平混入的情況的意思，具體是指As2O 3的含量 不足0. 1摩爾％。"實質(zhì)上不含Sb203"是指作為玻璃成分不積極地添加 Sb2O3，但容許以雜 質(zhì)水平混入的情況的意思，具體是指Sb2O 3的含量不足0. 1摩爾％。"實質(zhì)上不含PbO"是指 作為玻璃成分不積極地添加 PbO,但容許以雜質(zhì)水平混入的情況的意思，具體是指PbO的含 量不足0. 1摩爾％。"實質(zhì)上不含F(xiàn)"是指作為玻璃成分不積極地添加 F，但容許以雜質(zhì)水平 混入的情況的意思，具體是指F的含量不足0. 1摩爾％。
[0019] 通過在玻璃組成中以規(guī)定量導入Al2O3和堿金屬氧化物（特別是Na2O)，能夠提高 離子交換性能、耐失透性和耐熱沖擊性。此外，若按規(guī)定量導入B 2O3，則能夠提高裂紋阻力。
[0020] 第二，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選作為玻璃組成，以摩爾％計，含有SiO2 50 ?80%、Al2O3 6. 5 ?15%、Li2O 0 ?1. 7%、Na2O 大于 7. 0%且 15. 5% 以下、CaO 0 ? 2 %、P2O5 0 ?1 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。
[0021] 第三，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選作為玻璃組成，以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80 %、Al2O3 6. 5 ?15 %、Li2O 0 ?1 %、Na2O 9 ?15. 5 %、CaO 0 ?2 %、 MgO+CaO+SrO+BaO 0 ?6. 5%、P2O5 0 ?0· 1%，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。在此， "Mg0+Ca0+Sr0+Ba0" 是 MgO、CaO、SrO 和 BaO 的總量。
[0022] 第四，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選作為玻璃組成，以摩爾％計，含有SiO2 50 ?80 %、Al2O3 6. 5 ?15 %、B2O3 0· 01 ?15 %、Li2O 0 ?1 %、Na2O 9 ?15. 5 %、 Li2CHNa2CHK2O 9 ?15. 5%、CaO 0 ?2%、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 0 ?6. 5%、P2O5 0 ?0· 1%， 實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。在此，"Li20+Na20+K20" 是 Li20、Na2O 和 K2O 的總量。
[0023] 第五，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選作為玻璃組成，以摩爾％計，含 有 SiO2 50 ?77 %、Al2O3 6. 5 ?15 %、B2O3 0· 01 ?15 %、Li2O 0 ?1 %、Na2O 9 ? 15.5 %、Li2CHNa2CHK2O 9 ?15.5 %、CaO 0 ?2 %、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 0 ?6.5 %、 Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 ?22%、P2O5 0 ?0· 1 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、 PbO 和 F。在此，"Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0" 是 Li20、Na20、K20、Mg0、Ca0、Sr0 和 BaO 的總量。
[0024] 第六，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選作為玻璃組成，以摩爾％計，含 有 SiO2 50 ?77 %、Al2O3 6. 5 ?15 %、B2O3 0· 01 ?10 %、Li2O 0 ?1 %、Na2O 9 ? 15.5 %、Li2CHNa2CHK2O 9 ?15.5 %、CaO 0 ?2 %、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 0 ?6.5 %、 Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 ?22%、P2O5 0 ?0· 1 %，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na 20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 06 ?0· 35,實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。
[0025] 第七，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選密度為2. 45g/cm3以下。在此"密度"可以 利用已知的阿基米德法測定。
[0026] 第八，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選強化處理前的裂紋阻力為300gf以上。在 此，"裂紋阻力"是指裂紋發(fā)生率為50 %的荷重。另外，"裂紋發(fā)生率"是按照如下測定的 值。首先在保持為濕度30%、溫度25°C的恒溫恒濕槽內(nèi)，設定為規(guī)定荷重的維氏壓頭壓入 玻璃表面（光學研磨面）15秒鐘，計數(shù)該15秒后由壓痕的4角發(fā)生的裂紋的數(shù)量（對于 1個壓痕，最大為4)。按照這樣壓入壓頭20次，求得總裂紋發(fā)生數(shù)后，通過總裂紋發(fā)生數(shù) /80X 100(% )的式子求得。
[0027] 第九，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以 上，且壓縮應力層的厚度為1〇μπι以上。
[0028] 第十，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選液相溫度為1200°C以下。在此，"液相溫 度"是指將通過標準篩30目（篩目開孔500μπι)且殘留于50目（篩目開孔300μπι)的玻 璃粉末放入鉬舟皿，在溫度梯度爐中保持24小時后，析出結晶的溫度。
[0029] 第十一，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選液相粘度為104_°dPa *s以上。在此，"液 相粘度"是指利用鉬球提拉法測定液相溫度時的粘度的值。
[0030] 第十二，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選104_°dPa · S時的溫度為1300°C以下。 在此，"104_°dPa · s時的溫度"是指利用鉬球提拉法測定的值。
[0031] 第十三，對于本發(fā)明的強化玻璃而言，優(yōu)選在30?380°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹 系數(shù)為95X 1(TV°C以下。在此，"30?380°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)"是指使用膨脹儀 測定平均熱膨脹系數(shù)的值。
[0032] 第十四，本發(fā)明的強化玻璃板，其特征在于，包含上述的強化玻璃。
[0033] 第十五，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選在強化后劃線切斷而成。
[0034] 第十六，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選其是長度尺寸500mm以上、寬度尺寸 300mm以上、厚度0· 5?2. Omm的強化玻璃板，壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上，壓 縮應力層的厚度為IOym以上。在此，"壓縮應力層的壓縮應力值"和"壓縮應力層的厚度" 是指通過使用表面應力計（例如東芝株式會社制造 FSM-6000)觀察試樣時，觀察到的干涉 條紋的根數(shù)及其間隔算出的值。
[0035] 第十七，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選利用溢流下拉法成形而成。在此，"溢 流下拉法"是如下的制造玻璃板的方法，使熔融玻璃從耐熱性的成形體的兩側溢流，使溢流 的熔融玻璃邊在成形體的下端合流邊在下方延伸成形。在溢流下拉法中，應該成為玻璃板 的表面的面與成形體的表面不接觸，以自由表面的狀態(tài)成形。因此，能夠廉價地制造未研磨 且表面品質(zhì)良好的玻璃板。
[0036] 第十八，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選不存在表面?zhèn)?，或者在存在表面?zhèn)?時，長度IOym以上的表面?zhèn)麨?20個/cm 2以下。在此，"表面?zhèn)?是指除去切斷面，倒角面 的有效面中的傷，可以通過例如在暗室內(nèi)照射1000?10000勒克司的光而目測確認。
[0037] 第十九，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選用于觸控面板顯示器。
[0038] 第二十，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選用于便攜電話的蓋板玻璃。
[0039] 第二H ，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選用于太陽能電池的蓋板玻璃。
[0040] 第二十二，對于本發(fā)明的強化玻璃板而言，優(yōu)選用于顯示屏的保護構件。
[0041] 第二十三，本發(fā)明的強化玻璃板，其特征在于，其是長度尺寸500mm以上、寬度尺 寸300mm以上、厚度0. 3?2. Omm的強化玻璃板，不存在表面?zhèn)?，或者在存在表面?zhèn)麜r，長度 10 μ m以上的表面?zhèn)麨?20個/cm2以下，作為玻璃組成，以摩爾％計，含有SiO2 50?77%、 Al2O3 6. 5 ?15%、B2O3 0.01 ?10%、Li2O 0 ?1%、Na2O 9.0 ?15. 5%、Li2CHNa2CHK2O 9 ?15. 5%、CaO 0 ?2%、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 0 ?6. 5%、Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 ?22 %、P2O5 0 ?0· 1 %，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0. 06?0. 35,實質(zhì)上不含As203、Sb203、Pb0和F，密度為2. 45g/cm3以下，壓縮應力層的壓縮 應力值為300MPa以上，壓縮應力層的厚度為IOym以上，液相溫度為1200°C以下，在30? 380°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為95X KT7以下，強化處理前的裂紋阻力為300gf以上。 [0042] 第二十四，本發(fā)明的強化用玻璃，其特征在于，作為玻璃組成，以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80 %、Al2O3 5 ?30 %、Li2O 0 ?2 %、Na2O 5 ?25 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、 PbO 和 F。
[0043] 第二十五，對于本發(fā)明的強化用玻璃而言，優(yōu)選裂紋阻力為300gf以上。

【具體實施方式】
[0044] 對于本發(fā)明的實施方式強化玻璃而言，在其表面具有壓縮應力層。作為在表面形 成壓縮應力層的方法，有物理強化法和化學強化法。本發(fā)明的強化玻璃優(yōu)選用化學強化法 制作而成。
[0045] 化學強化法是在玻璃的應變點以下的溫度通過離子交換處理，向玻璃的表面導入 離子半徑大的堿離子的方法。只要是用化學強化法形成壓縮應力層，即使在玻璃的厚度小 的情況下，也能夠適當形成壓縮應力層，并且在形成壓縮應力層后，即使將強化玻璃切斷， 也不像風冷強化法等物理強化法那樣，強化玻璃容易破裂。
[0046] 對于本實施方式的強化玻璃而言，作為玻璃組成，以摩爾％計為SiO2 50?80%、 Al2O3 5 ?30 %、Li2O 0 ?2 %、Na2O 5 ?25 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。如此來 限定各成分的含有范圍的理由表示如下。此外，在各成分的含有范圍的說明中，只要沒有特 別說明，％的表示是指摩爾％。
[0047] SiO2是形成玻璃的網(wǎng)絡的成分。SiO2的含量為50?80%，優(yōu)選為55?77%，優(yōu) 選為57?75%，優(yōu)選為58?74%，優(yōu)選為60?73%，特別優(yōu)選為62?72%。若SiO 2的 含量過少則難以玻璃化，另外，熱膨脹系數(shù)變得過高，耐熱沖擊性容易降低。另一方面，若 SiO2的含量過多，則熔融性、成形性容易降低，另外熱膨脹系數(shù)變得過低，難以與周邊材料 的熱膨脹系數(shù)匹配。
[0048] Al2O3是提高離子交換性能的成分，還是提高應變點、楊氏模量的成分。Al2O 3的含 量為5?30%。若Al2O3的含量過少，則有可能不能夠充分發(fā)揮離子交換性能。由此，Al 2O3 的下限范圍優(yōu)選為5. 5%以上，優(yōu)選為6%以上，優(yōu)選為6. 5%以上，優(yōu)選為7%以上，優(yōu)選為 8%以上，特別優(yōu)選為9%以上。另一方面，若Al2O3的含量過多，則在玻璃中容易析出失透 結晶，難以用溢流下拉法等成形玻璃板。特別是使用氧化鋁的成形體，用溢流下拉法成形玻 璃板時，在與氧化鋁的成形體的界面容易析出尖晶石型的失透結晶。另外熱膨脹系數(shù)變得 過低，難以與周邊材料的熱膨脹系數(shù)匹配。另外耐酸性也降低，難以適用于酸處理工序。特 別是在蓋板玻璃形成觸控傳感器的方式中，玻璃板也同時受到藥品處理。此時若耐酸性低， 則在ITO等膜的蝕刻工序中容易發(fā)生問題。進而，高溫粘性變高，熔融性容易降低。由此， Al2O3的上限范圍優(yōu)選為25%以下，優(yōu)選為20%以下，優(yōu)選為18%以下，優(yōu)選為16%以下，優(yōu) 選為15%以下，優(yōu)選為14%以下，優(yōu)選為13%以下，優(yōu)選為12. 5%以下，優(yōu)選為12%以下， 優(yōu)選為11. 5%以下，優(yōu)選為11 %以下，優(yōu)選為10. 5%以下，特別優(yōu)選為10%以下。
[0049] Li2O是離子交換成分，還是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性的成分，并且是 提高楊氏模量的成分。進而，Li2O在堿金屬氧化物之中提高壓縮應力值的效果明顯，但在 包含7%以上Na2O的玻璃體系中，若Li2O的含量變得極其多，反而有壓縮應力值降低的傾 向。另外，若Li 2O的含量過多，則液相粘度降低，玻璃容易變得失透，此外，熱膨脹系數(shù)變得 過高，耐熱沖擊性降低或難以與周邊材料的熱膨脹系數(shù)匹配。進而，低溫粘性過度降低則變 得容易引起應力松弛，反而存在壓縮應力值降低的情況。由此，Li 2O的上限范圍為2%以下， 優(yōu)選為1.7%以下，優(yōu)選為1.5%以下，優(yōu)選為1 %以下，優(yōu)選為不足1.0%，優(yōu)選為0.5%以 下，優(yōu)選為〇. 3%以下，優(yōu)選為0. 2%以下，特別優(yōu)選為0. 1 %以下。此外，添加 Li2O時，其添 加量（Li2O的下限范圍）優(yōu)選為0. 005%以上，優(yōu)選為0. 01 %以上，特別優(yōu)選為0. 05%以上。
[0050] Na2O是離子交換成分，還是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性的成分。另外， Na2O還是改善耐失透性的成分。若Na2O的含量過少，則熔融性降低或熱膨脹系數(shù)降低或 離子交換性能容易降低。由此，Na 2O的下限范圍為5%以上，優(yōu)選為7%以上，優(yōu)選為大于 7.0%，優(yōu)選為8%以上，特別優(yōu)選為9%以上。另一方面，若Na 2O的含量過多，則有熱膨脹 系數(shù)變得過高，耐熱沖擊性降低或難以與周邊材料的熱膨脹系數(shù)匹配或密度變高的傾向。 另外，應變點過度降低或缺乏玻璃組成成分的平衡，反而存在耐失透性降低的情況。由此， Na2O的上限范圍為25%以下，優(yōu)選為23%以下，優(yōu)選為21 %以下，優(yōu)選為19%以下，優(yōu)選為 18. 5%以下，優(yōu)選為17. 5%以下，優(yōu)選為17%以下，優(yōu)選為16%以下，優(yōu)選為15. 5%以下， 優(yōu)選為14%以下，優(yōu)選為13. 5%以下，特別優(yōu)選為13%以下。
[0051] 本實施方式的強化玻璃除上述成分以外，還可以添加例如以下的成分。
[0052] 優(yōu)選B2O3的含量為0?15%。B2O 3是使高溫粘度、密度降低并且使玻璃穩(wěn)定化而 難以析出結晶，另外使液相溫度降低的成分。另外，是提高裂紋阻力，提高耐傷性的成分。由 此，B 2O3的下限范圍優(yōu)選為0. 01 %以上，優(yōu)選為0. 1 %以上，優(yōu)選為0. 5%以上，優(yōu)選為0. 7% 以上，優(yōu)選為1以上，優(yōu)選為2%以上，特別優(yōu)選為3%以上。但是，若B2O3的含量過多，則 通過離子交換，發(fā)生被稱為燒傷的玻璃表面的著色或耐水性降低或壓縮應力層的厚度容易 變小。由此，B 2O3的上限范圍優(yōu)選為14%以下，優(yōu)選為13%以下，優(yōu)選為12%以下，優(yōu)選為 11%以下，優(yōu)選為不足10. 5%，優(yōu)選為10%以下，優(yōu)選為9%以下，優(yōu)選為8%以下，優(yōu)選為 7%以下，優(yōu)選為6%以下，特別優(yōu)選為4. 9%以下。
[0053] 摩爾比B2O3Al2O3優(yōu)選為0?1，優(yōu)選為0. 1?0. 6,優(yōu)選為0. 12?0. 5,優(yōu)選為 0· 142?0· 37,優(yōu)選為0· 15?0· 35,優(yōu)選為0· 18?0· 32,特別優(yōu)選為0· 2?0· 3。如此一 來，能夠?qū)⒏邷卣承宰顑?yōu)化并且以高水平兼顧耐失透性和離子交換性能。
[0054] 摩爾比B2CV(Na2CHAl2O 3)優(yōu)選為0?1，優(yōu)選為0· 01?0· 5,優(yōu)選為0· 02?0· 4， 優(yōu)選為〇. 03?0. 3,優(yōu)選為0. 03?0. 2,優(yōu)選為0. 04?0. 18,優(yōu)選為0. 05?0. 17,優(yōu)選為 0. 06?0. 16,特別優(yōu)選為0. 07?0. 15。如此一來，能夠?qū)⒏邷卣承宰顑?yōu)化并且以高水平兼 顧耐失透性和離子交換性能。
[0055] K2O是促進離子交換的成分，是在堿金屬氧化物之中容易增大壓縮應力層的厚度 的成分。另外，其是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性的成分。還是改善耐失透性的成 分。但是，若K2O的含量過多，則熱膨脹系數(shù)變得過高，而耐熱沖擊性降低或難以與周邊材 料的熱膨脹系數(shù)匹配。進而，應變點過度降低或缺乏玻璃組成成分的平衡，反而有耐失透性 降低的傾向。由此，K2O的上限范圍優(yōu)選為10%以下，優(yōu)選為9%以下，優(yōu)選為8%以下，優(yōu) 選為7%以下，優(yōu)選為6%以下，優(yōu)選為5%以下，優(yōu)選為4%以下，優(yōu)選為3%以下，優(yōu)選為 2. 5%以下，特別優(yōu)選為不足2%。此外，添加 K2O時合適的添加量（K2O的下限范圍）優(yōu)選 為0. 1 %以上，優(yōu)選為0.5%以上，特別優(yōu)選為1 %以上。另外，盡量避免添加 K2O時，K2O的 含量優(yōu)選為〇?1.9%，優(yōu)選為0?1.35%，優(yōu)選為0?1%，優(yōu)選為0%以上且不足1%，特 別優(yōu)選為〇?〇. 05%。
[0056] 若Li2CHNa2CHK2O的含量過少，則離子交換性能、烙融性容易降低。另一方面，若 Li2CHNa2CHK2O的含量過多，則熱膨脹系數(shù)變得過高，有耐熱沖擊性降低或難以與周邊材料 的熱膨脹系數(shù)匹配或密度變高的傾向。另外，應變點過度降低或缺乏玻璃組成成分的平衡， 反而有降低耐失透性的傾向。由此，Li 2CHNa2CHK2O的下限范圍優(yōu)選為5%以上，優(yōu)選為6% 以上，優(yōu)選為7%以上，優(yōu)選為8%以上，優(yōu)選為9%以上，優(yōu)選為10%以上，優(yōu)選為11%以 上，特別優(yōu)選為12%以上。Li 2CHNa2CHK2O的上限范圍優(yōu)選為30%以下，優(yōu)選為25%以下， 優(yōu)選為20%以下，優(yōu)選為19%以下，優(yōu)選為18. 5%以下，優(yōu)選為17. 5%以下，優(yōu)選為16%以 下，優(yōu)選為15. 5%以下，優(yōu)選為15%以下，優(yōu)選為14. 5%以下，特別優(yōu)選為14%以下。
[0057] MgO是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性或提高應變點、楊氏模量的成分，其 是在堿土金屬氧化物之中提高離子交換性能的效果明顯的成分。由此，MgO的下限范圍優(yōu) 選為0%以上，優(yōu)選為0. 5%以上，優(yōu)選為1 %以上，優(yōu)選為1. 5%以上，優(yōu)選為2%以上，優(yōu)選 為2. 5%以上，優(yōu)選為3%以上，優(yōu)選為4%以上，特別優(yōu)選為4. 5%以上。但是，若MgO的含 量過多，則有密度、熱膨脹系數(shù)容易變高，另外玻璃變得容易失透的傾向。特別是使用氧化 鋁的成形體，用溢流下拉法成形玻璃板時，在與氧化鋁的成形體的界面容易析出尖晶石型 的失透結晶。由此，MgO的上限范圍優(yōu)選為10%以下，優(yōu)選為9%以下，優(yōu)選為8%以下，優(yōu) 選為7%以下，優(yōu)選為6%以下，特別優(yōu)選為5%以下。
[0058] CaO與其它成分相比，不伴隨耐失透性的降低，并使高溫粘度降低而提高熔融性、 成形性或提高應變點、楊氏模量的效果明顯。但是，若CaO的含量過多，則密度、熱膨脹系 數(shù)變高，另外缺乏玻璃組成成分的平衡，反而有玻璃容易失透或離子交換性能降低或離子 交換溶液容易劣化的傾向。由此，CaO的含量優(yōu)選為0?6%，優(yōu)選為0?5%，優(yōu)選為0? 4 %，優(yōu)選為0?3. 5 %，優(yōu)選為0?3 %，優(yōu)選為0?2 %，優(yōu)選為0?1 %，特別優(yōu)選為0? 0· 5%。
[0059] SrO是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性或提高應變點、楊氏模量的成分，但 若其含量過多，則離子交換反應容易受到阻礙，此外密度、熱膨脹系數(shù)變高或玻璃容易失 透。由此，SrO的含量優(yōu)選為0?1. 5%，優(yōu)選為0?1%，優(yōu)選為0?0. 5%，優(yōu)選為0? 〇. 1%，特別優(yōu)選為〇%以上且不足〇. 1%。
[0060] BaO是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性或提高應變點、楊氏模量的成分。但 是，若BaO的含量過多，則離子交換反應容易受到阻礙，此外密度、熱膨脹系數(shù)變高或玻璃 容易失透。由此，BaO的含量優(yōu)選為0?6%，優(yōu)選為0?3%，優(yōu)選為0?1. 5%，優(yōu)選為 0?1%，優(yōu)選為0?0. 5%，優(yōu)選為0?0. 1%，特別優(yōu)選為0%以上且不足0. 1%。
[0061] 若MgO+CaO+SrO+BaO的含量過多，則有密度、熱膨脹系數(shù)變高或玻璃失透或離子 交換性能降低的傾向。由此，MgO+CaO+SrO+BaO的含量優(yōu)選為O?9. 9%，優(yōu)選為O?8%， 優(yōu)選為〇?7%，優(yōu)選為0?6. 5%，優(yōu)選為0?6%，優(yōu)選為0?5. 5%，特別優(yōu)選為0? 5%。
[0062] 若Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0的含量過少，則熔融性容易降低。由此， Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0的下限范圍優(yōu)選為10%以上，優(yōu)選為12%以上，優(yōu)選為 13 %以上，優(yōu)選為14%以上，優(yōu)選為15 %以上，優(yōu)選為15. 5 %以上，優(yōu)選為16 %以上，優(yōu) 選為17%以上，特別優(yōu)選為17. 5%以上。另一方面，若Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 的含量過多，則有密度、熱膨脹系數(shù)變高或離子交換性能降低的傾向。由此， 1^ 20+似20+1(20+]\%0+030+51〇+830的上限范圍優(yōu)選為30%以下，優(yōu)選為28%以下，優(yōu)選為 25%以下，優(yōu)選為24%以下，優(yōu)選為23%以下，優(yōu)選為22%以下，優(yōu)選為21 %以下，特別優(yōu) 選為20%以下。
[0063] 若摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)變小，則裂紋阻力降低或 密度、熱膨脹系數(shù)容易上升。另一方面，若摩爾比B 2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba 〇)變大，則耐失透性降低或玻璃分相或離子交換性能容易降低。由此，摩爾KB2O3AB 2OfLi 20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)優(yōu)選為 0· 001 ?0· 5,優(yōu)選為 0· 005 ?0· 45,優(yōu)選為 0· 01 ? 〇. 4,優(yōu)選為0. 03?0. 35,特別優(yōu)選為0. 06?0. 35。
[0064] TiO2是提高離子交換性能的成分，還是使高溫粘度降低的成分，但若其含量過多， 則玻璃發(fā)生著色或容易失透。由此，TiO 2的含量優(yōu)選為0?4. 5%，優(yōu)選為0?1%，優(yōu)選 為0?0. 5 %，優(yōu)選為0?0. 3 %，優(yōu)選為0?0. 1 %，優(yōu)選為0?0. 05 %，特別優(yōu)選為0? 0· 01%。
[0065] ZrO2是顯著提高離子交換性能的成分，并且是提高液相粘度附近的粘性、應變點 的成分。由此，ZrO2的下限范圍優(yōu)選為0. 001 %以上，優(yōu)選為0. 005%以上，優(yōu)選為0. 01 %以 上，特別優(yōu)選為〇. 05%以上。但是，若ZrO2的含量過多，則有可能耐失透性顯著降低且裂紋 阻力降低，另外密度也有可能變得過高。由此，ZrO 2的上限范圍優(yōu)選為5%以下，優(yōu)選為4% 以下，優(yōu)選為3%以下，優(yōu)選為2%以下，優(yōu)選為1 %以下，優(yōu)選為0. 5%以下，優(yōu)選為0. 3%以 下，特別優(yōu)選為〇. 1 %以下。
[0066] ZnO是提高離子交換性能的成分，特別是提高壓縮應力值的效果明顯的成分。還 是不使低溫粘性降低而使高溫粘性降低的成分。但是，若ZnO的含量過多，則有玻璃分相或 耐失透性降低或密度變高或壓縮應力層的厚度變小的傾向。由此，ZnO的含量優(yōu)選為0? 6%，優(yōu)選為0?5%，優(yōu)選為0?3%，特別優(yōu)選為0?1%。
[0067] P2O5是提高離子交換性能的成分，特別是增大壓縮應力層的厚度的成分。但是，若 P2O5的含量過多，則玻璃分相或耐水性容易降低。由此，P2O 5的含量優(yōu)選為〇?10%，優(yōu)選 為0?3%，優(yōu)選為0?1%，優(yōu)選為0?0.5%，特別優(yōu)選為0?0. 1%。
[0068] 作為澄清劑，可以添加 0?3%的選自Cl、S03、CeO2 (優(yōu)選為選自Cl、SO3)的一種 或兩種以上。
[0069] SnO2具有提高離子交換性能的效果。由此，SnO2的含量優(yōu)選為0?3%，優(yōu)選為 0· 01?3%，優(yōu)選為(λ 05?3%，優(yōu)選為(λ 1?3%，特別優(yōu)選為(λ 2?3%。
[0070] 從同時享有澄清效果和提高離子交換性能的效果的觀點出發(fā)，Sn02+S0 3+Cl的含量 優(yōu)選為0.01?3%，優(yōu)選為0.05?3%，優(yōu)選為0. 1?3%，特別優(yōu)選為0.2?3%。此外， "Sn02+S03+Cl" 是 Sn02、Cl 和 SO3 的總量。
[0071] Fe2O3的含量優(yōu)選為不足IOOOppm(不足0· 1% )，優(yōu)選為不足800ppm，優(yōu)選為不足 600ppm，優(yōu)選為不足400ppm，特別優(yōu)選為不足300ppm。進而，優(yōu)選將Fe 2O3的含量控制為上 述范圍內(nèi)，且將摩爾比Fe2O3AFe 203+Sn02)控制為0. 8以上，更優(yōu)選控制為0. 9以上，特別優(yōu) 選控制為0. 95以上。如此一來，板厚Imm的透過率（400?770nm)變得容易提高（例如 90%以上）。
[0072] Nd203、La203等稀土氧化物是提高楊氏模量的成分。但是原料本身的成本高，另外， 若大量添加則耐失透性容易降低。由此，稀土氧化物的含量優(yōu)選為3%以下，優(yōu)選為2%以 下，優(yōu)選為1 %以下，優(yōu)選為0.5%以下，特別優(yōu)選為0. 1 %以下。
[0073] 本發(fā)明的強化玻璃從環(huán)境方面考慮，作為玻璃組成，實質(zhì)上不含As203、Sb 203、PbO 和F。另外從環(huán)境方面考慮，還優(yōu)選實質(zhì)上不含Bi2O3。"實質(zhì)上不含Bi2O 3"是指，作為玻璃 成分不積極地添加 Bi2O3，但容許以雜質(zhì)水平混入的情況的意思，具體是指Bi2O 3的含量不足 0· 05%。
[0074] 在本實施方式的強化玻璃中，可以適當選擇各成分的適當含有范圍，成為適當?shù)?玻璃組成范圍。其中特別合適的玻璃組成范圍如下。
[0075] (1)以摩爾 ％計，含有 SiO2 50 ?80%、Al2O3 5 ?30%、Li2O 0 ?1.7%、Na2O 大 于7. 0%且25%以下、P2O5 0?1%，實質(zhì)上不含As203、Sb203、Pb0和F。
[0076] (2)以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80%、Al2O3 6. 5 ?15%、Li2O 0 ?1. 7%、Na2O 大于 7. 0%且 15. 5% 以下、CaO 0 ?2%、P205 0 ?1%，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、Pb0 和 F。
[0077] (3)以摩爾％計，含有5102 50 ?80%、八1203 6.5 ?15%、1^20 0 ?1%、似20 9 ? 15.5%、〇&0 0?2%、]\%0+〇&0+51〇+8&0 0?6.5%、？205 0 ?0.1%，實質(zhì)上不含八8203、 Sb2O3'PbO 和 F。
[0078] (4)以摩爾 ％計，含有 SiO2 50 ?80%、A1203 6. 5 ?15%、B203 0· 01 ?15%、Li20 0 ?l%、Na20 9 ?15.5%、Li20+Na20+K20 9 ?15.5%、Ca0 0 ?2%、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 0 ? 6. 5 %、P2O5 0 ?0· 1 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。
[0079] (5)以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80%、A1203 6. 5 ?15%、B203 0· 01 ?15%、Li20 0 ?l%、Na20 9 ?15.5%、Li20+Na20+K20 9 ?15.5%、Ca0 0 ?2%、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 0 ? 6. 5%、Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 ?22%、P2O5 0 ?0· 1 %，實質(zhì)上不含 As203、 Sb2O3'PbO 和 F。
[0080] (6)以摩爾 ％計，含有 SiO2 50 ?80%、A1203 6. 5 ?15%、B203 0· 01 ?10%、Li20 0 ?1 %、Na2O 9. 0 ?15. 5 %、Li2CHNa2CHK2O 9 ?15. 5 %、CaO 0 ?2 %、MgO+CaO+SrO+BaO 0 ?6. 5%、Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 ?22%、P205 0 ?0· 1 %，摩爾比 B2O3AB 203+Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 06 ?0· 35,實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。
[0081] 優(yōu)選本發(fā)明的強化玻璃具有例如下述的特性。
[0082] 在本發(fā)明的強化玻璃中，壓縮應力層的壓縮應力值優(yōu)選為300MPa以上，優(yōu)選為 400MPa以上，優(yōu)選為500MPa以上，優(yōu)選為600MPa以上，特別優(yōu)選為900?1500MPa。壓縮 應力值越大，強化玻璃的機械強度變得越高。此外，若增加玻璃組成中的A1 203、Ti02、Zr02、 Mg0、Zn0的含量或降低Sr0、Ba0的含量，則有壓縮應力值變大的傾向。另外，若縮短離子交 換時間或降低離子交換溶液的溫度，則有壓縮應力值變大的傾向。
[0083] 壓縮應力層的厚度優(yōu)選為10 μ m以上，優(yōu)選為15 μ m以上，優(yōu)選為20 μ m以上且不 足80 μ m，特別優(yōu)選為30 μ m以上且60 μ m以下。壓縮應力層的厚度越大，則即使在強化玻 璃上附有深的傷，強化玻璃也難以破裂，并且機械強度的偏差變小。另一方面，進行強化后 切斷時，若壓縮應力層的厚度過大，則在玻璃基板帶有初期傷時，初期傷難以突破壓縮應力 層而到達內(nèi)部區(qū)域。由此，此時壓縮應力層的厚度優(yōu)選為100 μ m以下，優(yōu)選為70 μ m以下， 優(yōu)選為60 μ m以下，優(yōu)選為50 μ m以下，優(yōu)選為不足50 μ m，優(yōu)選為45 μ m以下，特別優(yōu)選為 40 μ m以下。此外，若增加玻璃組成中的K2CKP2O5的含量或降低Sr0、Ba0的含量，則有壓縮 應力層的厚度變大的傾向。另外，若增長離子交換時間或提高離子交換溶液的溫度，則壓縮 應力層的厚度有變大的傾向。
[0084] 在本實施方式的強化玻璃中，密度優(yōu)選為2. 6g/cm3以下，優(yōu)選為2. 55g/cm3以下， 優(yōu)選為2. 50g/cm3以下，優(yōu)選為2. 48g/cm3以下，特別優(yōu)選為2. 45g/cm3以下。密度越小則 越能夠使強化玻璃輕量化。此外，若增加玻璃組成中的Si02、B 203、P205的含量或降低堿金屬 氧化物、堿土金屬氧化物、ZnO、ZrO 2、TiO2的含量，則密度容易降低。
[0085] 在本實施方式的強化玻璃中，在30?380°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為 100 X 10_7/°C以下，優(yōu)選為95 X 10_7/°C以下，優(yōu)選為93 X 10_7/°C以下，優(yōu)選為90 X 10_7/°C以 下，優(yōu)選為88 X 1(T7/°C以下，優(yōu)選為85 X 1(T7/°C以下，優(yōu)選為83 X 1(T7/°C以下，特別優(yōu)選為 82X1(TV°C以下。若將熱膨脹系數(shù)控制為上述范圍內(nèi)，則難以通過熱沖擊而破損，因此可以 縮短強化處理前的預熱、強化處理后的除冷所需要的時間。其結果是能夠使強化玻璃的制 造成本低廉化。另外，易于與金屬、有機系粘接劑等的構件的熱膨脹系數(shù)匹配，易于防止金 屬、有機系粘接劑等的構件的剝離。此外，若增加玻璃組成中的堿金屬氧化物、堿土金屬氧 化物的含量，則熱膨脹系數(shù)容易變高，相反，若降低堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物的含量， 則熱膨脹系數(shù)容易降低。
[0086] 在本實施方式的強化玻璃中，104_°dPa · s時的溫度為1300°C以下，優(yōu)選為1280°C 以下，優(yōu)選為1250°C以下，優(yōu)選為1220°C以下，特別優(yōu)選為1200°C以下。104_°dPa*s時的溫 度越低，則越減輕對成形設備的負擔，使成形設備長壽命化，其結果是易于使強化玻璃的制 造成本低廉化。若增加堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、Zn0、B 203、Ti02的含量或降低Si02、 Al2O3的含量，則易于降低104_°dPa · s時的溫度。
[0087] 在本實施方式的強化玻璃中，102 5dPa · s時的溫度為1650°C以下，優(yōu)選為1600°C 以下，優(yōu)選為1580°C以下，特別優(yōu)選為1550°C以下。102 5dPa *s時的溫度越低，則越可以低 溫熔融，減輕對熔融窯等玻璃制造設備的負擔，并且易于提高泡品質(zhì)。即，1〇2_ 5dPa · s時的 溫度越低，則越易于使強化玻璃的制造成本低廉化。在此，" 102 5dPa · s時的溫度"可以通 過例如鉬球提拉法測定。此外，102 5dPa *s時的溫度相當于熔融溫度。另外，若增加玻璃組 成中的堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、Zn0、B20 3、Ti02的含量或降低Si02、Al203的含量，則 易于降低10 2 5dPa · s時的溫度。
[0088] 在本實施方式的強化玻璃中，液相溫度為1200°C以下，優(yōu)選為1150°C以下，優(yōu)選 為IKKTC以下，優(yōu)選為1080°C以下，優(yōu)選為1050°C以下，優(yōu)選為1020°C以下，特別優(yōu)選為 KKKTC以下。此外，液相溫度越低則耐失透性、成形性提高。另外，若增加玻璃組成中的 Na20、K20、B203的含量或降低△1 203、1^20、1%0、2110、1102、21'0 2的含量，則液相溫度容易降低。
[0089] 在本實施方式的強化玻璃中，液相粘度優(yōu)選為104_°dPa *s以上，優(yōu)選為104 4dPa *s 以上，優(yōu)選為104 8dPa · s以上，優(yōu)選為105_°dPa · s以上，優(yōu)選為105 3dPa · s以上，優(yōu)選為 105_5dPa，s以上，優(yōu)選為105_7dPa，s以上，優(yōu)選為10 5_8dPa，s以上，特別優(yōu)選為106 °dPa*s 以上。此外，液相粘度越高，則耐失透性、成形性越提高。另外，若增加玻璃組成中的Na20、 K2O的含量或降低A1203、Li20、MgO、ZnO、Ti0 2、ZrO2的含量，則液相粘度容易變高。
[0090] 在本實施方式的強化玻璃中，強化處理前的裂紋阻力優(yōu)選為IOOgf以上，優(yōu)選為 200gf以上，優(yōu)選為300gf以上，優(yōu)選為400gf以上，優(yōu)選為500gf以上，優(yōu)選為600gf以上， 優(yōu)選為700gf以上，優(yōu)選為800gf以上，優(yōu)選為900gf以上，特別優(yōu)選為IOOOgf以上。裂紋 阻力越高，對強化玻璃越難以帶來表面?zhèn)?，因此強化玻璃的機械強度難以降低，另外機械強 度難以發(fā)生偏差。另外，若裂紋阻力高，則強化后切斷時，例如強化后劃線切斷時難以產(chǎn)生 橫向裂紋，易于強化后適當進行切斷。其結果是易于使設備的制造成本低廉化。
[0091] 劃線切斷強化玻璃時，優(yōu)選初期傷（劃線傷）的深度大于壓縮應力層的厚度，且內(nèi) 部的拉伸應力為IOOMPa以下。進而，內(nèi)部的拉伸應力優(yōu)選為80MPa以下，優(yōu)選為70MPa以 下，優(yōu)選為60PMa以下，優(yōu)選為40MPa以下，優(yōu)選為30MPa以下，優(yōu)選為25MPa以下，優(yōu)選為 23MPa以下，特別優(yōu)選為20MPa以下。另外，優(yōu)選從距離強化玻璃的端部5mm以上的區(qū)域開 始劃線，優(yōu)選在距離強化玻璃的端部5mm以上的區(qū)域結束劃線。進而，優(yōu)選在劃線后設置折 斷工序。如此一來，在劃線時難以發(fā)生非計劃的破裂，易于強化后適當進行劃線切斷。此外， 內(nèi)部的拉伸應力可以利用下述的數(shù)式1計算。
[0092] 〈數(shù)式 1>
[0093] 內(nèi)部的拉伸應力
[0094] =(壓縮應力層的壓縮應力值X壓縮應力層的厚度）/[板厚_2X(壓縮應力層 的厚度）]
[0095] 在切斷強化玻璃，特別是劃線切斷強化玻璃時，為了將強化玻璃的厚度控制到 0· 7mm以下并且降低內(nèi)部的拉伸應力，優(yōu)選將壓縮應力層的壓縮應力值控制為不足900MPa 或壓縮應力層的厚度控制為不足30 μ m。如此一來，在劃線時難以發(fā)生非計劃的破裂。 [0096] 進行強化后切斷時，優(yōu)選相比于壓縮應力層的壓縮應力值，不過分增大壓縮應力 層的厚度，而在切斷時難以產(chǎn)生橫向裂紋?？紤]上述觀點，適合強化后切斷的玻璃組成范圍 如下。
[0097] (1)以摩爾 ％計，含有 SiO2 50 ?80%、A1203 5 ?16%、B203 0· 5 ?ll%、Li20 0 ? 1. 7%、Na2O大于7. 0且21 %以下，P2O5 0?3%，實質(zhì)上不含As203、Sb203、PbO和F，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 001 ?0· 5。
[0098] (2)以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80%、A1203 6. 5 ?14%、B203 1 ?8%、Li20 0 ? 1 %、Na2O 8 ?15. 5 %、K2O 0 ?L 9 %、P2O5 0 ?1 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F，摩 爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 005 ?0· 45。
[0099] (3)以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80%、Al2O3 7 ?13%、B2O3 2 ?8%、Li2O 0 ? l%、Na20 9 ?14%、K20 0 ?1·9%、Ρ205 0 ?0.5%，實質(zhì)上不含六8203、513203、？13〇和卩，摩 爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 01 ?0· 4。
[0100] (4)以摩爾％計，含有 SiO2 50 ?80%、A1203 7 ?12. 5%、B203 3 ?8%、Li20 0 ? 0· 5%、Na20 9 ?14%、K20 0 ?I. 35%、P205 0 ?0· 5%、Zr02 0 ?0· 1%，實質(zhì)上不含 As2O3' Sb203、PbO 和 F，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 03 ?0· 35。
[0101] (5)以摩爾 ％計，含有 SiO2 50 ?80%、Al2O3 8 ?11. 5%、B2O3 3 ?6%、Li2O 0· 0001 ?0· 5%、Na20 9 ?14%、K20 0 ?I. 35%、P205 0 ?0· 5%、Zr02 0 ?0· 1%，實質(zhì)上 不含 As203、Sb203、PbO 和 F，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0· 06 ? 0. 35〇
[0102] 本發(fā)明的強化玻璃板，其特征在于，包含上述的強化玻璃。由此，本實施方式的強 化玻璃板的技術特征（適當?shù)奶匦浴⑦m當?shù)某煞址秶龋┡c上述的實施方式中說明的強化 玻璃的技術特征相同。因此，在這里省略其詳細的記述。
[0103] 在本實施方式的強化玻璃板中，不存在表面?zhèn)?，或者存在表面?zhèn)麜r，長度ΙΟμπι以 上的表面?zhèn)麅?yōu)選為120個/cm 2以下，優(yōu)選為100個/cm2以下，優(yōu)選為50個/cm2以下，優(yōu)選 為10個/cm 2以下，優(yōu)選為5個/cm2以下，優(yōu)選為1個/cm2以下，優(yōu)選為0. 5個/cm2以下， 特別優(yōu)選為〇. 1個/cm2以下。表面?zhèn)缴?，則強化玻璃的機械強度越難以降低，另外機械 強度難以發(fā)生偏差。表面?zhèn)拈L度、個數(shù)可以通過例如用電子顯微鏡觀察來算出。此外，若 利用溢流下拉法成形玻璃板且使表面為未研磨的狀態(tài)，則可以盡可能地降低表面?zhèn)?br> [0104] 在本實施方式的強化玻璃板中，表面的平均表面粗糙度（Ra)優(yōu)選為l〇A以下，優(yōu) 選為8A以下，優(yōu)選為6A以下，優(yōu)選為4A以下，優(yōu)選為3 A以下，特別優(yōu)選為2A以下。有 平均表面粗糙度（Ra)越大，則強化玻璃板的機械強度越降低的傾向。在此，平均表面粗糙 度（Ra)是指通過依據(jù)SEMI D7-97"FPD玻璃基板的表面粗糙度的測定方法"的方法測定的 值。
[0105] 在本實施方式的強化玻璃板中，長度尺寸（縱尺寸）優(yōu)選為500mm以上，優(yōu)選為 700mm以上，優(yōu)選為IOOOmm以上，寬度尺寸（橫尺寸）優(yōu)選為500mm以上，優(yōu)選為700mm以 上，優(yōu)選為IOOOmm以上。若將強化玻璃板大型化，則可以適宜地用于大型TV等的顯示屏的 顯示部的蓋板玻璃。
[0106] 在本實施方式的強化玻璃板中，板厚的上限范圍優(yōu)選為2. Omm以下，優(yōu)選為I. 5mm 以下，優(yōu)選為I. 3mm以下，優(yōu)選為I. Imm以下，優(yōu)選為I. Omm以下，優(yōu)選為0· 8mm以下，優(yōu)選為 0· 7mm以下，優(yōu)選為0· 5mm以下，優(yōu)選為0· 45mm以下，優(yōu)選為0· 4mm以下，特別優(yōu)選為0· 35mm 以下。另一方面，若板厚過薄則難以得到期望的機械強度。由此，板厚的下限范圍優(yōu)選為 0· Imm以上，優(yōu)選為0· 2mm以上，特別優(yōu)選為0· 3mm以上。
[0107] 本發(fā)明的實施方式的強化用玻璃是供于強化處理的玻璃，其特征在于，作為玻璃 組成，以摩爾％計，為 SiO2 50 ?80%，A1203 5 ?30%，Li20 0 ?2%，Na20 5 ?25%，實質(zhì) 上不含As203、Sb203、Pb0和F。由此，本實施方式的強化用玻璃的技術特征（適當?shù)奶匦?、適 當?shù)某煞址秶龋┡c上述的實施方式中說明的強化玻璃的技術特征相同，因此，在這里省 略其詳細的記述。
[0108] 在本實施方式的強化用玻璃中，裂紋阻力優(yōu)選為IOOgf以上，優(yōu)選為200gf以上， 優(yōu)選為300gf以上，優(yōu)選為400gf以上，優(yōu)選為500gf以上，優(yōu)選為600gf以上，優(yōu)選為700gf 以上，優(yōu)選為800gf以上，優(yōu)選為900gf以上，特別優(yōu)選為IOOOgf以上。裂紋阻力越高，則 對強化玻璃越難以帶來表面?zhèn)?，因此強化玻璃的機械強度難以降低，另外機械強度難以發(fā) 生偏差。另外，若裂紋阻力高，則強化后切斷時，例如強化后劃線切斷時難以產(chǎn)生橫向裂紋， 易于強化后適當進行切斷。其結果是易于使設備的制造成本低廉化。
[0109] 本實施方式的強化用玻璃在430°C的KNO3熔融鹽中進行離子交換處理時，優(yōu)選表 面的壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上、且壓縮應力層的厚度為10 μ m以上，進一步 優(yōu)選表面的壓縮應力為600MPa以上、且壓縮應力層的厚度為30 μ m以上，特別優(yōu)選表面的 壓縮應力為700MPa以上、且壓縮應力層的厚度為30 μ m以上。
[0110] 在離子交換處理時，優(yōu)選KNO3熔融鹽的溫度為400?550°C，優(yōu)選離子交換時間為 1?10小時，特別優(yōu)選2?8小時。如此一來，易于適當?shù)匦纬蓧嚎s應力層。此外，本發(fā)明 的強化用玻璃具有上述的玻璃組成，因此即使不使用KNO 3熔融鹽和NaNO3熔融鹽的混合物 等，也能夠增大壓縮應力層的壓縮應力值、厚度。
[0111] 如下所述地，能夠制作本發(fā)明的強化用玻璃、強化玻璃和強化玻璃板。
[0112] 首先，通過將以上述的玻璃組成的方式制備好的玻璃原料投入至連續(xù)熔融爐中， 在1500?1600°C下加熱熔融，澄清后供給于成形裝置后成形為板狀等規(guī)定的形狀，進行緩 慢冷卻，從而制作玻璃板等。由此得到強化用玻璃。
[0113] 作為成形玻璃板的方法，優(yōu)選采用溢流下拉法。溢流下拉法是能夠大量地制作高 品質(zhì)的玻璃板，并且也能夠容易地制作大型的玻璃板的方法，另外能夠盡可能地降低玻璃 板的表面?zhèn)?。此外，在溢流下拉法中，作為成形體使用氧化鋁、致密鋯石。本實施方式的強 化用玻璃與氧化鋁、致密鋯石，特別是與氧化鋁的適合性良好（與成形體反應難以產(chǎn)生泡、 麻點等）。
[0114] 除溢流下拉法以外，可以使用各種成形方法?？梢圆捎美绺》?、下拉法（流涎下 拉（slot down)法、再拉法等）、乳出法、壓制法等成形方法。
[0115] 接著，將得到的強化用玻璃進行強化處理，由此能夠制作強化玻璃。將強化玻璃切 斷為規(guī)定尺寸的時期可以在強化處理之前，從設備的制造效率的觀點出發(fā)，優(yōu)選在強化處 理之后。
[0116] 若強化玻璃被切斷，則在其切斷面產(chǎn)生未形成壓縮應力層的區(qū)域，對于該區(qū)域，機 械強度容易降低。此時優(yōu)選用樹脂被覆切斷面或?qū)⑶袛嗝娴菇恰?br> [0117] 作為強化處理，優(yōu)選離子交換處理。離子交換處理的條件沒有特別的限定，考慮玻 璃的粘度特性、用途、厚度、內(nèi)部的拉伸應力、尺寸變化等，選擇最優(yōu)條件即可。例如，離子交 換處理可以通過將玻璃浸漬于400?550°C的KNO 3熔融鹽中1?8小時來進行。特別是， 若將KNO3熔融鹽中的K離子與玻璃中的Na成分進行離子交換，則能夠在玻璃的表面高效 地形成壓縮應力層。
[0118] 實施例1
[0119] 下面依據(jù)實施例說明本發(fā)明。此外，以下的實施例僅是例示。本發(fā)明并不受以下 的實施例的任何限定。
[0120] 表1?16表不了本發(fā)明的實施例（試樣No. 1?92)。
[0121] [表 1]
[0122]

【權利要求】
1. 一種強化玻璃，其特征在于，其是在表面具有壓縮應力層的強化玻璃，作為玻璃組 成，以摩爾％計含有 Si02 50%?80%、A1203 5%?30%、Li20 0%?2%、及 Na20 5%? 25 %，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。
2. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 作為玻璃組成，以摩爾％計，含有3102 50%?80%、六1203 6.5%?15%、1^20 0%? 1.7%、Na20 大于 7. 0%且 15. 5% 以下、Ca0 0%?2%、及P205 0%?1%，實質(zhì)上不含 As203、 Sb203、Pb0 和 F。
3. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 作為玻璃組成，以摩爾％計，含有3102 50%?80%、六1203 6.5%?15%、1^20 0%? l%、Na20 9%?15.5%、CaO 0%?2%、MgO+CaO+SrO+BaO 0 ?6.5%、及P205 0%?0.1%， 實質(zhì)上不含As203、Sb203、PbO和F。
4. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 作為玻璃組成，以摩爾％計，含有Si02 50 %?80 %、A1203 6. 5 %?15 %、B2030.01%?15%、Li20 0%?l%、Na20 9%?15.5%、Li20+Na20+K20 9%?15.5%、Ca0 0%?2%、MgO+CaO+SrO+BaOO%?6. 5%、及 P205 0%?0? 1%，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、Pb0 和F。
5. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 作為玻璃組成，以摩爾％計，含有Si02 50 %?77 %、A1203 6. 5 %?15 %、B2030.01%?15%、Li20 0%?l%、Na20 9%?15.5%、Li20+Na20+K20 9%?15.5%、Ca0 0 % ?2 %、MgO+CaO+SrO+BaOO % ?6. 5 %、Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 % ? 22%、及？2050%?0.1%，實質(zhì)上不含六8203為0 3、？130和？。
6. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 作為玻璃組成，以摩爾％計，含有Si02 50 %?77 %、A1203 6. 5 %?15 %、B2030.01%?10%、Li20 0%?l%、Na20 9%?15.5%、Li20+Na20+K20 9%?15.5%、Ca0 0 % ?2 %、MgO+CaO+SrO+BaOO % ?6. 5 %、Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 % ? 22%、及 P205 0%?0? 1%，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0? 06 ? 0? 35,實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F。
7. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 密度為2. 45g/cm3以下。
8. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 強化處理前的裂紋阻力為300gf以上。
9. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上，且壓縮應力層的厚度為10 iim以上。
10. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 液相溫度為1200°C以下。
11. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 液相粘度為l〇4_°dPa ? s以上。
12. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 104 °dPa ? s時的溫度為1300°C以下。
13. 根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃，其特征在于， 在30?380°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為95 X 1(TV°C以下。
14. 一種強化玻璃板，其特征在于，包含權利要求1?13中的任意一項所述的強化玻 3? 〇
15. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 在強化后劃線切斷而成。
16. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于，其是長度尺寸為500mm以上、 寬度尺寸為300mm以上、厚度為0? 5?2. 0mm的強化玻璃板，壓縮應力層的壓縮應力值為 300MPa以上，壓縮應力層的厚度為lOiim以上。
17. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 利用溢流下拉法成形而成。
18. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 不存在表面?zhèn)?，或者在存在表面?zhèn)麜r，長度10 U m以上的表面?zhèn)麨?20個/cm2以下。
19. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 用于觸控面板顯示器。
20. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 用于便攜電話的蓋板玻璃。
21. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 用于太陽能電池的蓋板玻璃。
22. 根據(jù)權利要求14所述的強化玻璃板，其特征在于， 用于顯示屏的保護構件。 23?-種強化玻璃板，其特征在于，其是長度尺寸為500mm以上、寬度尺寸為300mm以 上、厚度為〇. 3?2. Omm的強化玻璃板， 不存在表面?zhèn)蛘咴诖嬖诒砻鎮(zhèn)麜r，長度10 U m以上的表面?zhèn)麨?20個/cm2以下， 作為玻璃組成，以摩爾％計，含有Si02 50 %?77 %、A1203 6. 5 %?15 %、B2030? 01%?10%、Li20 0%?1%、Na20 9. 0%?15. 5%、Li20+Na20+K20 9%?15. 5%、CaO 0 % ?2 %、MgO+CaO+SrO+BaOO % ?6. 5 %、Li20+Na20+K20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0 15. 5 % ? 22%、及 P205 0%?0? 1%，摩爾比 B2(V(B203+Li20+Na20+K 20+Mg0+Ca0+Sr0+Ba0)為 0? 06 ? 0? 35,實質(zhì)上不含 As203、Sb203、PbO 和 F， 密度為2.45g/cm3以下，壓縮應力層的壓縮應力值為300MPa以上，壓縮應力層的厚 度為10 y m以上，液相溫度為1200°C以下，在30°C?380°C的溫度范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為 95XKT7以下，強化處理前的裂紋阻力為300gf以上。
24. -種強化用玻璃，其特征在于，作為玻璃組成，以摩爾％計，含有Si02 50%?80%、 A1203 5%?30%、Li20 0%?2%、及 Na20 5%?25%，實質(zhì)上不含 As203、Sb203、Pb0 和 F。
25. 根據(jù)權利要求14所述的強化用玻璃，其特征在于， 裂紋阻力為300gf以上。
【文檔編號】C03C3/091GK104334508SQ201380025832
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權日:2012年6月13日
【發(fā)明者】川本浩佑, 村田隆 申請人:日本電氣硝子株式會社