JP7533456B2 - 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 PDFInfo
- Publication number
- JP7533456B2 JP7533456B2 JP2021524761A JP2021524761A JP7533456B2 JP 7533456 B2 JP7533456 B2 JP 7533456B2 JP 2021524761 A JP2021524761 A JP 2021524761A JP 2021524761 A JP2021524761 A JP 2021524761A JP 7533456 B2 JP7533456 B2 JP 7533456B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- less
- chemically strengthened
- content
- present
- 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.)
- Active
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 206
- 239000005345 chemically strengthened glass Substances 0.000 title claims description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 claims description 44
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 13
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 12
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten(VI) oxide Inorganic materials O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 12
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 10
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 9
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 6
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 5
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 3
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006018 Li-aluminosilicate Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 2
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 2
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical compound [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FLJPGEWQYJVDPF-UHFFFAOYSA-L caesium sulfate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]S([O-])(=O)=O FLJPGEWQYJVDPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018162 SeO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(III) oxide Inorganic materials O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N selenium dioxide Chemical compound O=[Se]=O JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L silver sulfate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[O-]S([O-])(=O)=O YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000367 silver sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000006058 strengthened glass Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
-
- 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
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
-
- 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
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
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)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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～Ｇ９、Ｇ１３～Ｇ１４は、本発明のガラスの実施例であり、Ｇ１０～Ｇ１２、Ｇ１５は参考例であり、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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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)
- 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９～１５％、
Ｙ ２ Ｏ ３ を５％以上、
Ｌｉ ２ Ｏを４％以上含有するガラス。 - 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。 - 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。 - Ｌｉ２Ｏを４～１５％含有する請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス。
- 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。
- 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。
- 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４～１５％、
Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、Ｔａ ２ Ｏ ５ 、ＷＯ ３ から選択される１以上を合計で９～１５％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。 - 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。 - 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４～１５％、
Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、Ｔａ ２ Ｏ ５ 、ＷＯ ３ から選択される１以上を合計で９～１５％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。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019103869 | 2019-06-03 | ||
| JP2019103869 | 2019-06-03 | ||
| PCT/JP2020/020365 WO2020246274A1 (ja) | 2019-06-03 | 2020-05-22 | ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2020246274A1 JPWO2020246274A1 (ja) | 2020-12-10 |
| JP7533456B2 true JP7533456B2 (ja) | 2024-08-14 |
Family
ID=73653123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021524761A Active JP7533456B2 (ja) | 2019-06-03 | 2020-05-22 | ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220048809A1 (ja) |
| JP (1) | JP7533456B2 (ja) |
| CN (1) | CN113905992A (ja) |
| WO (1) | WO2020246274A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022066574A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Corning Incorporated | Stress profiles of glass-based articles having improved drop performance |
| CN116490477A (zh) * | 2020-09-25 | 2023-07-25 | 康宁股份有限公司 | 具有改善的掉落性能的玻璃基制品的应力分布曲线 |
| US20240002278A1 (en) * | 2020-11-30 | 2024-01-04 | Corning Incorporated | Ion exchangeable glasses having high fracture toughness |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031196A (ja) | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Kyoto Univ | 蛍光体及び発光ダイオード |
| JP2007161944A (ja) | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 蛍光体 |
| JP2015535521A (ja) | 2012-11-21 | 2015-12-14 | コーニング インコーポレイテッド | 高硬度および高弾性率を有するイオン交換可能ガラス |
| WO2019009069A1 (ja) | 2017-07-04 | 2019-01-10 | Ａｇｃ株式会社 | ガラスボール |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1079122A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Hoya Corp | 情報記録媒体用基板に適した材料の選定方法、この方法を用いて選定した材料、この材料を用いた基板及び磁気ディスク |
| JP3965228B2 (ja) * | 1997-08-12 | 2007-08-29 | Ｈｏｙａ株式会社 | 化学強化ガラス基板及びその製造方法 |
| JP4174883B2 (ja) * | 1998-11-19 | 2008-11-05 | 旭硝子株式会社 | 情報記録媒体基板 |
| KR102027956B1 (ko) * | 2016-01-21 | 2019-10-02 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 화학 강화 유리 및 화학 강화용 유리 |
| WO2018199046A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Ａｇｃ株式会社 | 化学強化ガラスおよび化学強化用ガラス |
| WO2019060474A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-28 | Corning Incorporated | TRANSPARENT SILICATE GLASSES WITH EXCHANGEABLE IONS AND HAVING HIGH BREAK RESISTANCE |
-
2020
- 2020-05-22 JP JP2021524761A patent/JP7533456B2/ja active Active
- 2020-05-22 WO PCT/JP2020/020365 patent/WO2020246274A1/ja active Application Filing
- 2020-05-22 CN CN202080039838.5A patent/CN113905992A/zh active Pending
-
2021
- 2021-10-29 US US17/515,211 patent/US20220048809A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031196A (ja) | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Kyoto Univ | 蛍光体及び発光ダイオード |
| JP2007161944A (ja) | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 蛍光体 |
| JP2015535521A (ja) | 2012-11-21 | 2015-12-14 | コーニング インコーポレイテッド | 高硬度および高弾性率を有するイオン交換可能ガラス |
| WO2019009069A1 (ja) | 2017-07-04 | 2019-01-10 | Ａｇｃ株式会社 | ガラスボール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220048809A1 (en) | 2022-02-17 |
| WO2020246274A1 (ja) | 2020-12-10 |
| JPWO2020246274A1 (ja) | 2020-12-10 |
| CN113905992A (zh) | 2022-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7184073B2 (ja) | 化学強化用ガラス | |
| JP7260041B2 (ja) | 化学強化ガラス | |
| CN115385571B (zh) | 化学强化玻璃以及化学强化用玻璃 | |
| US11639308B2 (en) | Chemically strengthened glass, method for producing same, and glass for chemical strengthening | |
| JP7115479B2 (ja) | 結晶化ガラスおよび化学強化ガラス | |
| JP2024096285A (ja) | 化学強化ガラスおよび化学強化用ガラス | |
| TWI820267B (zh) | 玻璃、化學強化玻璃及包含其之電子機器 | |
| 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 | |
| KR102644011B1 (ko) | 화학 강화용 유리 | |
| JP7420152B2 (ja) | 化学強化ガラス物品およびその製造方法 | |
| JP7533456B2 (ja) | ガラス、化学強化ガラスおよびその製造方法 | |
| JP6607356B2 (ja) | ガラス、および、それを用いた化学強化ガラス | |
| 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 | |
| JP7255594B2 (ja) | 化学強化ガラスおよびその製造方法 | |
| WO2023243574A1 (ja) | 化学強化用ガラス及びガラス | |
| US20230399258A1 (en) | Toughened glass plate, method for manufacturing toughened glass plate, and glass plate to be toughened |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240319 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240510 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240702 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240715 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7533456 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |