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TW201536699A - 強化玻璃的製造方法以及強化玻璃 - Google Patents

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TW201536699A
TW201536699A TW104104873A TW104104873A TW201536699A TW 201536699 A TW201536699 A TW 201536699A TW 104104873 A TW104104873 A TW 104104873A TW 104104873 A TW104104873 A TW 104104873A TW 201536699 A TW201536699 A TW 201536699A
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TW
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glass
tempered glass
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flexure
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TW104104873A
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English (en)
Inventor
Kosuke Kawamoto
Takashi Murata
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co
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Abstract

本發明為可對強化玻璃的撓曲部的應力狀態進行適當管理的方法,具有下述步驟:藉由使具有撓曲部的強化用玻璃32與平板形狀的強化用玻璃31浸漬於同一離子交換液28中,而同時獲得具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。

Description

強化玻璃的製造方法以及強化玻璃
本發明是有關於一種強化玻璃的製造方法以及強化玻璃,尤其是有關於一種具有撓曲部的強化玻璃的製造方法。
如周知般,鑒於使用時的便利性等,搭載了觸控面板的行動電話得到廣泛普及已成為現狀。所述行動電話的蓋玻璃中使用的是經離子交換處理的玻璃(所謂強化玻璃)。強化玻璃與未強化的玻璃相比,機械強度高,因而適合於行動電話的蓋玻璃用途(參照專利文獻1、非專利文獻1)。
近年來,該用途中,需要具有撓曲部、例如屈曲部及/或彎曲部的強化玻璃。具有撓曲部的強化玻璃可藉由如下而製作,即,例如將熔融玻璃成形、切斷而獲得平板形狀的母材玻璃,然後藉由熱處理對該母材玻璃進行撓曲加工,從而獲得具有撓曲部的強化用玻璃,之後進行離子交換處理(參照專利文獻2、專利文獻3)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2006-83045號公報
專利文獻2:美國專利第7168047號說明書
專利文獻3:日本專利特開2001-247342號公報
非專利文獻
非專利文獻1:泉谷徹朗等,「新玻璃及其物性」,初版,經營系統研究所股份有限公司,1984年8月20日,p.451-498
在行動電話的蓋玻璃用途中,對輕量化,即薄型化的要求增高。另一方面,若將現有的強化玻璃薄型化,則有內部的拉伸應力變得過大,而強化玻璃破損時碎片飛散,或強化玻璃自斷裂之虞。由此,在將強化玻璃薄型化時,需要對強化玻璃的壓縮應力層的壓縮應力值或厚度進行嚴格管理。
平板形狀的強化玻璃中,可根據由表面應力計觀察的干涉條紋的根數及其間隔,來算出表面的壓縮應力層的壓縮應力值或厚度。
然而,在為具有撓曲部的強化玻璃的情況下,就表面應力計的性質而言,非常難以適當地測定存在於撓曲部的表面的壓縮應力層的壓縮應力值或厚度。結果,無法對具有撓曲部的強化玻璃適當管理撓曲部的應力狀態。
因此,本發明鑒於所述情況而完成,其技術課題在於提 出一種可對強化玻璃的撓曲部的應力狀態進行適當管理的方法。
本發明者等進行各種研究後發現,藉由同時對具有撓曲部的強化用玻璃與平板形狀的強化用玻璃進行離子交換處理,而可解決所述技術課題,從而作為本發明來提出。即,本發明的強化玻璃的製造方法的特徵在於包括下述步驟:藉由使具有撓曲部的強化用玻璃與平板形狀的強化用玻璃浸漬於同一離子交換液中,而同時獲得具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。據此,藉由對平板形狀的強化玻璃的應力狀態進行測定,而可對具有撓曲部的強化玻璃推斷撓曲部的應力狀態。結果,可對撓曲部的應力狀態進行適當管理。另外,平板形狀的強化玻璃亦可僅用於測算強化玻璃的撓曲部的應力狀態,但亦可作為製品而利用。
第二,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為平板形狀的強化用玻璃具有與具有撓曲部的強化用玻璃的撓曲部大致相同的熱歷程。據此,藉由對平板形狀的強化玻璃的應力狀態進行測定,而可對具有撓曲部的強化玻璃正確地測算撓曲部的應力狀態。結果,可對撓曲部的應力狀態進行嚴格管理。此處,「與強化用玻璃的撓曲部大致相同的熱歷程」是指在與強化用玻璃的撓曲部大致相同的條件下受到熱處理(其中,成形時的熱處理,即成形時的緩冷處理等除外)。
即便在同一條件下對熱歷程不同的強化用玻璃進行離子交換處理,所獲得的強化玻璃亦會根據熱歷程而成為不同的應 力狀態。具體而言,受到急熱急冷的熱處理的強化玻璃比起得到充分緩冷的強化玻璃,壓縮應力層的壓縮應力值變得更大,壓縮應力層的深度變得更小。由此,為了正確地測算撓曲部的應力狀態,較佳為對平板形狀的強化用玻璃,除提供與具有撓曲部的強化用玻璃的撓曲部大致相同的熱歷程之外,亦在與具有撓曲部的強化用玻璃相同的條件下對平板形狀的強化用玻璃進行離子交換處理。
第三,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得具有撓曲部的強化用玻璃。據此,可效率良好地製作具有撓曲部的強化玻璃。此處,「緩冷點」、「應變點」是指基於美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials,ASTM)C336的方法測定的值。
第四,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得平板形狀的強化用玻璃。
第五,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為母材玻璃為平板形狀。據此,可提高撓曲加工的精度。
第六,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為在對母材玻璃進行所述熱處理後,在從所述緩冷點到應變點為止的溫度 區域中,以0.2℃/min以上且200℃/min以下的冷卻速度進行冷卻。據此,除防止撓曲加工時的破損外,亦可效率良好地製作具有撓曲部的強化玻璃。
第七,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為平板形狀的強化玻璃的翹曲量為1mm以下。據此,容易測定平板形狀的強化玻璃的應力狀態,結果容易管理撓曲部的應力狀態。此處,「翹曲量」是指將強化玻璃載置於定盤上時插入到強化玻璃與定盤的間隙的厚度規(thickness gauge)的最大厚度。
第八,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為平板形狀的強化玻璃具有壓縮應力層,壓縮應力層的壓縮應力值為50MPa以上且壓縮應力層的厚度為10μm以上。此處,「壓縮應力層的壓縮應力值」以及「壓縮應力層的厚度」是藉由利用表面應力計(例如東芝股份有限公司製造FSM-6000)來觀察干涉條紋的根數及其間隔而算出者。
第九,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為強化用玻璃作為玻璃組成,以質量%計含有45%~75%的SiO2、0%~30%的Al2O3、5%~25%的Na2O、以及0%~10%的K2O。
第十,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為強化用玻璃作為玻璃組成,以質量%計含有45%~75%的SiO2、10%~28%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~10%的Li2O、8%~20%的Na2O、以及0%~10%的K2O。此處,「強化用玻璃」是指具有撓曲部的強化用玻璃與平板形狀的強化用玻璃的雙方(以下[解決課題的手段] 中相同)。
第十一,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為強化用玻璃的軟化點為1050℃以下。據此,容易提高熱加工性。此處,「軟化點」是指基於ASTM C338的方法測定的值。
第十二,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為強化用玻璃的熱膨脹係數為60×10-7/℃~110×10-7/℃。此處,「熱膨脹係數」是利用膨脹計測定的值,且是指25℃~380℃的溫度範圍內的平均值。
第十三,本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為強化用玻璃的液相黏度為104.0dPa.s以上。此處,「液相黏度」是指利用鉑球提拉法測定液相溫度下的玻璃的黏度而得的值。「液相溫度」是指將通過標準篩30目(篩網眼500μm)而殘留於50目(篩網眼300μm)的玻璃粉末放入至鉑舟中,在溫度梯度爐中保持24小時後結晶(初相)析出的溫度。
第十四,本發明的強化玻璃的製造方法的特徵在於包括下述步驟:將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得具有撓曲部的強化用玻璃;以及將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得平板形狀的強化用玻璃;並且所述強化玻璃的製造方法在使平板形狀的強化用玻璃的熱歷程 與強化用玻璃的撓曲部的熱歷程大致相同後,分別製作出具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。據此,藉由對平板形狀的強化玻璃的應力狀態進行測定,而可正確測算具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態。結果,可對具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態進行嚴格管理。此處,如下兩個步驟可同時進行,亦可不同時進行,所述步驟為將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得具有撓曲部的強化用玻璃;以及將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得平板形狀的強化用玻璃。
第十五,本發明的強化玻璃的製造方法是將具有撓曲部的強化用玻璃浸漬於離子交換液中,而獲得具有撓曲部的強化玻璃,其特徵在於包括下述步驟:以平板形狀的強化玻璃的應力狀態為基準來管理具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態。據此,可基於平板形狀的強化玻璃的應力狀態,來推斷具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態。結果,可對具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態進行適當管理。
第十六,本發明的強化玻璃較佳為藉由所述強化玻璃的製造方法製作而成。
第十七,本發明的強化玻璃的特徵在於:具有撓曲部, 並且在撓曲部的表面具有壓縮應力層,撓曲部中的壓縮應力層的壓縮應力值為50MPa以上且撓曲部中的壓縮應力層的厚度為10μm以上。
第十八,本發明的強化玻璃較佳為用於觸控面板顯示器的蓋玻璃。
第十九,本發明的強化玻璃較佳為用於行動電話的蓋玻璃。
1、4、7、14、17、20、23‧‧‧屈曲部
2、5、8、15、18、21、24‧‧‧平板部
3、6、9、11、13、16、19、22、25‧‧‧端面
10、12、26‧‧‧彎曲部
27‧‧‧離子交換槽
28‧‧‧離子交換液(KNO3溶液)
29、30‧‧‧容器
31‧‧‧平板形狀的強化用玻璃
32‧‧‧具有撓曲部的強化用玻璃
圖1a是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖1b是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖1c是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖1d是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖1e是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖2a是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖2b是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立 體圖。
圖2c是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖3a是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的前視圖。
圖3b是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的側視圖。
圖3c是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的俯視圖。
圖4是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。
圖5是表示本發明的強化玻璃的製造方法的一例的概略縱剖面圖。
本發明的強化玻璃的製造方法中,首先準備母材玻璃。母材玻璃例如可藉由如下而製作:將調合成規定的玻璃組成的玻璃原料(包含玻璃屑(cullet))投入到連續熔融爐中,以1500℃~1700℃進行加熱熔融,在澄清後,供給至成形裝置而成形為平板形狀,並進行緩冷。母材玻璃在被切斷加工成規定形狀後,供熱處理用。
作為母材玻璃的成形方法,較佳為溢流下拉法(overflow downdraw method)。溢流下拉法可大量製作高品質的平板形狀的 玻璃,並且玻璃的薄型化、大型化亦容易。
除溢流下拉法以外,可採用各種成形方法。例如可採用浮式法、下拉法(槽下拉法、再拉法等)、輾平法、壓製法等。
本發明的強化玻璃的製造方法中,母材玻璃較佳為平板形狀,而且亦較佳為表面未研磨。母材玻璃的表面的平均表面粗糙度Ra較佳為10Å以下,5Å以下,4Å以下或3Å以下,尤佳為2Å以下。據此,可提高撓曲加工的精度。此處,表面的平均表面粗糙度(Ra)可利用以國際半導體設備與材料產業協會(Semiconductor Equipment and Materials International,SEMI)D7-94「平板顯示器(Flat Panel Display,FPD)玻璃基板的表面粗糙度的測定方法」為依據的方法來測定。
本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工。若熱處理溫度過低,則短時間內難以進行撓曲加工。由此,撓曲加工的溫度較佳為(緩冷點-10℃)以上,(緩冷點-5℃)以上,緩冷點以上或(緩冷點+5℃)以上,尤佳為(緩冷點+20℃)以上。另外,若熱處理溫度過高,則撓曲部的表面平滑性容易被破壞,並且撓曲部的尺寸精度容易降低。由此,熱處理溫度較佳為(軟化點-5℃)以下,(軟化點-15℃)以下或(軟化點-20℃)以下,尤佳為(軟化點-30℃)以下。
本發明的強化玻璃的製造方法較佳為在將母材玻璃熱處理後,在從緩冷點到應變點為止的溫度區域中以0.2℃/min以上 200℃/min以下的冷卻速度進行冷卻。若冷卻速度過快,則玻璃上會產生因熱分佈而引起的拉伸應力,從而有玻璃破損之虞。由此,冷卻速度較佳為100℃/min以下或50℃/min以下,尤佳為10℃/min以下。另一方面,若冷卻速度過慢,則強化玻璃的製造效率容易降低。由此,冷卻速度較佳為0.2℃/min以上,0.3℃/min以上,0.5℃/min以上,1℃/min以上或2℃/min以上,尤佳為3℃/min以上。
本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為平板形狀的強化用玻璃具有與具有撓曲部的強化用玻璃的撓曲部大致相同的熱歷程。另外,自管理應力狀態的觀點而言,平板形狀的強化用玻璃較佳為整體上具有與撓曲部大致相同的熱歷程,但亦可部分地具有與撓曲部大致相同的熱歷程。
作為撓曲加工的方法,可採用各種方法。尤佳為利用模具對平板形狀的強化用玻璃進行壓製成形的方法,更佳為在利用規定的形狀的模具夾入平板形狀的強化用玻璃的狀態下使該強化用玻璃通過熱處理爐。據此,可提高撓曲部的尺寸精度。而且,較佳為在規定形狀的模具上配置平板形狀的強化用玻璃後,對強化用玻璃的一部分或整體進行熱處理,藉此使強化用玻璃利用自重或負壓的作用而沿著模具的形狀軟化變形。據此,可提高具有撓曲部的強化玻璃的製造效率。
本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為將強化玻璃的撓曲部作為屈曲部及/或彎曲部。據此,可提高強化玻璃的設計性。 以下,對具有撓曲部的強化玻璃的形狀進行詳述。
屈曲部較佳為形成於矩形的強化玻璃的至少一邊的端緣區域,更佳為形成於相向的兩邊的端緣區域,進而更佳為形成於整個端緣區域。據此,在作為外裝零件等的情況下,端面不易露出於外部,從而強化玻璃不易因物理衝擊而從端面破損。
具有撓曲部的強化玻璃較佳為除屈曲部以外,具有平板部。據此,在作為外裝零件等的情況下,可使平板部與觸控面板的操作區域相對應,從而使屈曲部的表面(除端面外)與外側面相對應。而且,在使屈曲部的表面(除端面外)與外側面相對應的情況下,端面不易露出於外部,從而強化玻璃不易因物理衝擊而從端面破損。
彎曲部較佳為形成於強化玻璃的整個寬度方向或與該寬度方向正交的整個長度方向,更佳為形成於整個寬度方向以及長度方向。據此,應力不易集中於特定的部分,在作為外裝零件等的情況下,強化玻璃不易因物理衝擊而破損。另外,在整個寬度方向以及長度方向形成彎曲部的情況下,較佳為對寬度方向的彎曲程度與長度方向的彎曲程度加以區別。據此,可提高強化玻璃的設計性。
在具有撓曲部的強化玻璃的情況下,較佳為對端面進行研削及/或研磨。據此,在作為外裝零件等的情況下,可使端面成為不易露出於外部的形狀。
在為具有撓曲部的強化玻璃的情況下,較佳為在撓曲加 工前對端面進行研削及/或研磨,該情況下,較佳為對端面進行倒角加工。而且,倒角形狀較佳為R倒角形狀(曲面形狀)、C倒角形狀或輕微倒角(slight chamfering)形狀。據此,可提高強化用玻璃以及強化玻璃的端面強度。
在撓曲加工後且離子交換處理前,亦較佳為對端面進行研削及/或研磨。據此,在作為外裝零件等的情況下,將端面設為不易露出於外部的形狀,從而可防止因熱處理而壓縮應力層降低的事態。
從機械強度的觀點考慮,撓曲部的厚度較佳為0.3mm以上,0.5mm以上,0.7mm以上,1.0mm以上或1.3mm以上,尤佳為1.5mm以上。另一方面,從輕量化的觀點考慮,撓曲部的厚度較佳為3.0mm以下,1.5mm以下,0.7mm以下或0.5mm以下,尤佳為0.3mm以下。
圖1a~圖1e是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。圖1a中,在強化玻璃的板寬方向的兩端緣區域具有屈曲部1(屈曲角度約為90°),在中央區域具有平板部2。此處,屈曲部1的端面3成為與平板部2的板厚方向垂直的面。圖1b中,在強化玻璃的板寬方向的兩端緣區域具有屈曲部4(屈曲角度約為45°),在中央區域具有平板部5。此處,屈曲部4的端面6成為相對於平板部5的板厚方向傾斜45°的面。圖1c中,在強化玻璃的板寬方向的兩端緣區域具有屈曲部7(屈曲角度約為45°),在中央區域具有平板部8。此處,屈曲部7的端面9成為與 平板部8的板厚方向平行的面。而且,屈曲部7的端面9較佳為在撓曲加工後且強化處理前,藉由研削及/或研磨而形成。圖1d中,強化玻璃的整個板寬方向彎曲成圓弧狀,而成為彎曲部10,板寬方向的兩側的端面11成為根據彎曲的程度而相對於鉛垂方向(相對於與彎曲部12的中央部分接觸的假想平面垂直的方向)傾斜的面。圖1e中,強化玻璃的整個板寬方向彎曲成圓弧狀,而成為彎曲部12,板寬方向的兩側的端面13成為與鉛垂方向平行的面。此處,板寬方向的兩側的端面13較佳為在撓曲加工後且強化處理前,藉由研削及/或研磨形成。
圖2a~圖2c是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。圖2a中,在強化玻璃的板寬方向的左側端緣區域具有屈曲部14(屈曲角度約為90°),其他區域成為平板部15。此處,屈曲部14的端面16成為相對於平板部15的板厚方向垂直的面。圖2b中,在強化玻璃的板寬方向的左側緣區域具有屈曲部17(屈曲角度約為45°),其他區域成為平板部18。此處,屈曲部17的端面19成為相對於平板部18的板厚方向傾斜45°的面。圖2c中,在強化玻璃的板寬方向的左側緣區域具有屈曲部20(屈曲角度約為45°),其他區域成為平板部21。此處,屈曲部20的端面22成為與平板部21的板厚方向平行的面。
圖3a~圖3c是從三方分別觀察本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的一例的概略圖,圖3a表示前視圖,圖3b表示側視圖,圖3c表示俯視圖。根據圖3a~圖3c可知,在強化 玻璃的整個端緣區域形成屈曲部23(屈曲角度約為75°),在中央區域形成平板部24。此處,屈曲部23的端面25成為相對於平板部24的板厚方向大致垂直的面。
圖4是例示本發明的具有撓曲部的強化玻璃的實施形態的立體圖。根據圖4可知,強化玻璃的整個板寬方向彎曲成圓弧狀,且整個長度方向彎曲成圓弧狀,成為彎曲部26。此處,板寬方向的彎曲程度變得比長度方向的彎曲程度更小。
本發明的強化玻璃的製造方法中,將強化用玻璃浸漬於離子交換液中,並進行離子交換處理。尤佳為將具有撓曲部的強化用玻璃與平板形狀的強化用玻璃浸漬於同一離子交換液中。圖5是表示本發明的強化玻璃的製造方法的一例的概略縱剖面圖。根據圖5可知,在離子交換槽27內放入離子交換液(KNO3溶液)28。在KNO3溶液28內浸漬兩種容器(basket)29、容器30。在其中一容器29內收容平板形狀的強化用玻璃31,在另一容器30內收容具有撓曲部的強化用玻璃32。將平板形狀的強化用玻璃31與具有撓曲部的強化用玻璃32浸漬於同一KNO3溶液28中,藉此在同一條件下進行離子交換處理,而分別成為平板形狀的強化玻璃與具有撓曲部的強化玻璃。
離子交換處理可藉由在例如390℃~550℃的KNO3溶液中浸漬強化用玻璃0.5小時~8小時來進行。對於離子交換條件而言,考慮強化用玻璃的黏度特性、用途、板厚、內部的拉伸應力等選擇最佳條件即可。
作為離子交換液,可採用各種離子交換液,但從離子交換效率的觀點來說,較佳為KNO3溶液、KNO3與NaNO3的混合溶液。
本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為以壓縮應力層(尤其形成於撓曲部的壓縮應力層)的壓縮應力值成為50MPa以上,100MPa以上,300MPa以上,500MPa以上或600MPa以上,尤佳為成為700MPa以上的方式進行離子交換處理。隨著壓縮應力值增大,強化玻璃的機械強度增高。另一方面,若在表面形成壓縮應力值極大的壓縮應力層,則有表面容易產生微裂紋,相反強化玻璃的機械強度降低之虞。而且,若在表面形成壓縮應力值極大的壓縮應力層,則有內部的拉伸應力層的拉伸應力值變得極高之虞,因而較佳為以壓縮應力層的壓縮應力值成為1300MPa以下的方式進行離子交換處理。另外,若增加玻璃組成中的Al2O3、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO的含量,而降低SrO、BaO的含量,則可提高壓縮應力層的壓縮應力值。而且,若縮短離子交換時間,或降低離子交換溫度,則可提高壓縮應力層的壓縮應力值。
本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為以壓縮應力層(尤其形成於撓曲部的壓縮應力層)的厚度成為10μm以上,20μm以上,30μm以上,40μm以上或50μm以上,尤佳為成為60μm以上的方式進行離子交換處理。尤其在具有撓曲部的強化玻璃的情況下,撓曲部的表面與手指等直接接觸的機會增多,從而有因使用劃痕而強化玻璃的機械強度顯著降低之虞。因此,若增大壓 縮應力層的厚度,則即便對撓曲部造成深的劃痕,強化玻璃亦不易以撓曲部為起點而裂開。另一方面,為了防止強化玻璃的自斷裂,較佳為將壓縮應力層的厚度設為200μm以下。另外,若增加玻璃組成中的Al2O3、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO的含量,降低SrO、BaO的含量,則可增大壓縮應力層的厚度。進而,若延長離子交換時間,或提高離子交換溫度,則可增大壓縮應力層的厚度。
本發明的強化玻璃的製造方法中,較佳為以內部的拉伸應力層(尤其形成於撓曲部的內部的拉伸應力層)的拉伸應力值成為150MPa以下,140MPa以下,130MPa以下,120MPa以下,110MPa以下,100MPa以下,90MPa以下或80MPa以下,尤佳為成為70MPa以下的方式進行離子交換處理。據此,容易防止強化玻璃的自斷裂。另外,內部的拉伸應力層的拉伸應力值可由下述[數式1]計算。
[數式1]拉伸應力值=(壓縮應力層的壓縮應力值×壓縮應力層的厚度)/{板厚-2×(壓縮應力層的厚度)}
本發明的強化玻璃的製造方法中,平板形狀的強化玻璃的翹曲量較佳為1mm以下,0.8mm以下,0.5mm以下,0.4mm以下,0.3mm以下,0.2mm以下或0.1mm以下,尤佳為0.05mm以下。若翹曲量大於1mm,則難以藉由表面應力計測定壓縮應力 層的壓縮應力值或厚度。
本發明的強化玻璃的製造方法中,如所述般限定強化用玻璃(母材玻璃、強化玻璃亦相同)的玻璃組成的理由表示於以下。另外,各成分的含有範圍的說明中,%表示只要不作特別說明,則是指質量%。
SiO2為形成玻璃的網狀結構的成分。SiO2的含量較佳為45%~75%,50%~75%,55%~72%,56%~71%,57%~70%,58%~70%,59%~70%,尤佳為60%~70%。若SiO2的含量過少,則難以玻璃化,而且熱膨脹係數變得過高,耐熱衝擊性容易降低。另一方面,若SiO2的含量過多,則熔融性、成形性、撓曲加工性容易降低,而且熱膨脹係數變得過低,難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。
Al2O3為提高離子交換性能的成分,而且為提高應變點或楊氏模量的成分。Al2O3的含量較佳為0%~30%。若Al2O3的含量過少,則有無法充分發揮離子交換性能之虞,並且亦有裂紋發生率增高之虞。由此,Al2O3的較佳的下限範圍為1%以上,3%以上,5%以上,6%以上,7%以上,8%以上,9%以上,10%以上,11%以上,12%以上,13%以上,14%以上或15%以上,尤佳為16%以上。另一方面,若Al2O3的含量過多,則玻璃中容易析出失透結晶,難以利用溢流下拉法等成形為平板形狀的玻璃。尤其在使用氧化鋁的成形體耐火物,並利用溢流下拉法成形為平板形狀的情況下,在玻璃中的與氧化鋁的成形體耐火物的界面容易析出尖晶 石的失透結晶。而且,若Al2O3的含量過多,則熱膨脹係數變得過低,難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且,耐酸性亦降低,難以應用於酸處理步驟。進而高溫黏性增高,熔融性、撓曲加工性容易降低。由此,Al2O3的較佳的上限範圍為29%以下,28%以下,27%以下,26%以下或25%以下,尤佳為24%以下。
B2O3為使高溫黏度、密度、緩冷點、軟化點降低,並且使玻璃穩定化,使結晶難以析出,使液相溫度降低的成分。而且,B2O3為降低裂紋發生率並提高耐劃傷性的成分。然而,若B2O3的含量過多,則因離子交換而發生被稱作泛黃的玻璃表面的著色,或耐水性降低,或壓縮應力層的厚度容易減小。由此,B2O3的較佳的範圍為0%~10%,0%~9%,0%~8%,0%~7%,0%~6%,0%~5%,0%~4%,0%~3%或0%~2%,尤佳為0%~1%。
Na2O為離子交換成分,且為使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性的成分。而且,Na2O亦為改善耐失透性及與成形體耐火物的反應性的成分。若Na2O的含量過少,則熔融性降低,或熱膨脹係數降低,或離子交換性能容易降低。由此,Na2O的含量較佳為5%以上,7%以上,超過7%,8%以上,9%以上,10%以上或11%以上,尤佳為12%以上。另一方面,若Na2O的含量過多,則熱膨脹係數變得過高,耐熱衝擊性降低,或難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且,若Na2O的含量過多,則存在應變點過於降低,或缺乏玻璃組成的成分平衡性,耐失透性反而降低的情況。由此,Na2O的含量較佳為25%以下,23%以下,21%以下,20% 以下,19.5%以下,19%以下,18.5%以下,18%以下或17.5%以下,尤佳為17%以下。
K2O為促進離子交換的成分,且在鹼金屬氧化物中為容易使壓縮應力層的厚度增加的成分。而且,為使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性的成分。進而K2O亦為改善耐失透性的成分。然而,若K2O的含量過多,則熱膨脹係數變得過高,耐熱衝擊性降低,或難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。而且,若K2O的含量過多,則有應變點過於降低,或缺乏玻璃組成的成分平衡性,耐失透性反而降低的傾向。由此,K2O的較佳的上限範圍為10%以下,9%以下,8%以下或7%以下,尤佳為6%以下。另外,在添加K2O的情況下,較佳的添加量為0.1%以上,0.5%以上,1%以上或1.5%以上,尤佳為2%以上。而且,在儘可能避免K2O的添加的情況下,較佳的含量為0%~1%或0%~小於1.0%,尤佳為0%~0.05%。
除所述成分以外,例如亦可添加以下的成分。
Li2O為離子交換成分,而且為使高溫黏度降低,並提高熔融性、成形性、撓曲加工性、楊氏模量的成分。進而,Li2O在鹼金屬氧化物中提高壓縮應力值的效果雖大,但在含有7%以上的Na2O的玻璃系中,若Li2O的含量變得極多,則有壓縮應力值反而降低的傾向。由此,Li2O的含量較佳為0%~10%,0%~9%,0%~8%,0%~7%,0%~6%,0%~5%,0%~4%,0%~3%,0%~2%,0%~1.7%,0%~1.5%,0%~1%,0%~小於1%,0%~0.5%, 0%~0.3%或0%~0.1%,尤佳為0%~0.05%。若Li2O的含量過多,則除液相黏度降低,玻璃容易失透外,熱膨脹係數變得過高,耐熱衝擊性降低,或難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。進而若Li2O的含量過多,則存在低溫黏性過於降低,容易引起應力緩和,壓縮應力值反而降低的情況。
MgO為使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性,或提高應變點或楊氏模量的成分,在鹼土金屬氧化物中為提高離子交換性能的效果大的成分。由此,MgO的較佳的下限範圍為0%以上,0.1%以上,0.5%以上,1%以上或1.5%以上,尤佳為2%以上。然而,若MgO的含量過多,則密度或熱膨脹係數容易增高,而且玻璃容易失透。尤其在使用氧化鋁的成形體耐火物,並利用溢流下拉法成形為平板形狀的玻璃的情況下,在玻璃中的與氧化鋁的成形體耐火物的界面容易析出尖晶石的失透結晶。由此,MgO的較佳的上限範圍為10%以下,9%以下,8%以下,7%以下,6%以下,5%以下或4%以下,尤佳為3%以下。
CaO與其他成分相比,使高溫黏度降低而不會伴隨耐失透性的降低,提高熔融性或成形性,或提高應變點或楊氏模量的效果大。然而,若CaO的含量過多,則密度或熱膨脹係數增高,或者缺乏玻璃組成的成分平衡性,玻璃反而容易失透,或離子交換性能降低,或容易使離子交換液劣化。由此,CaO的含量較佳為0%~6%,0%~5%,0%~4%,0%~3.5%,0%~3%,0%~2%,0%~1%或0~小於1%,尤佳為0%~0.5%。
SrO為使高溫黏度降低,並提高熔融性或成形性或提高應變點或楊氏模量的成分,但若其含量過多,則除容易阻礙離子交換反應外,密度或熱膨脹係數增高,或玻璃容易失透。由此,SrO的含量較佳為0%~2%,0%~1.5%,0%~1%,0%~0.5%或0%~0.1%,尤佳為0%~小於0.1%。
BaO為使高溫黏度降低並提高熔融性或成形性,或提高應變點或楊氏模量的成分。然而,若BaO的含量過多,則除容易阻礙離子交換反應外,密度或熱膨脹係數增高,或玻璃容易失透。由此,BaO的含量較佳為0%~6%,0%~3%,0%~1.5%,0%~1%,0%~0.5%或0%~0.1%,尤佳為0%~小於0.1%。
TiO2為提高離子交換性能的成分,且為使高溫黏度降低的成分,但若其含量過多,則玻璃著色,或容易失透。由此,TiO2的含量較佳為0%~4.5%或0%~0.5%,尤佳為0%~0.3%。
ZrO2為顯著提高離子交換性能的成分,並且為提高液相黏度附近的黏性或應變點的成分,但若其含量過多,則有耐失透性顯著降低之虞,而且亦有密度變得過高之虞。由此,ZrO2的含量較佳為0%~5%,0%~4%或0%~3%,尤佳為0.001%~2%。
ZnO為提高離子交換性能的成分,尤其為提高壓縮應力值的效果大的成分。而且,為使高溫黏性降低而不會使低溫黏性降低的成分。然而,若ZnO的含量過多,則有玻璃分相,或耐失透性降低,或密度增高,或壓縮應力層的厚度減小的傾向。由此,ZnO的含量較佳為0%~6%,0%~5%或0%~3%,尤佳為0%~1%。
P2O5為提高離子交換性能的成分,尤其為使壓縮應力層的厚度增加的成分。然而,若P2O5的含量過多,則玻璃分相,或耐水性容易降低。由此,P2O5的含量較佳為0%~10%,0%~3%或0%~1%,尤佳為0%~0.5%。
SnO2具有提高離子交換性能的效果。由此,SnO2的含量較佳為0%~3%,0.01%~3%,0.05%~3%或0.1%~3%,尤佳為0.2%~3%。
Fe2O3的含量較佳為小於1000ppm(小於0.1%),小於800ppm,小於600ppm或小於400ppm,尤佳為小於300ppm。進而,將Fe2O3的含量限制於所述範圍內,莫耳比Fe2O3/(Fe2O3+SnO2)較佳限制為0.8以上或0.9以上,尤佳為0.95以上。據此,板厚1mm、波長400nm~770nm時的透過率容易提高。
Nd2O3、La2O3等稀土類氧化物為提高楊氏模量的成分。然而,稀土類氧化物的原料自身的成本高,而且若大量添加,則耐失透性容易降低。由此,稀土類氧化物的含量較佳為以合量計為3%以下,2%以下,1%以下或0.5%以下,尤佳為0.1%以下。
作為澄清劑,亦可添加0%~3%的選自SO3、Cl、CeO2的群組(較佳為Cl、SO3的群組)中的一種或兩種以上。
從同時享有澄清效果與提高離子交換性能的效果的觀點考慮,SnO2+SO3+Cl的含量較佳為0.01%~3%,0.05%~3%或0.1%~3%,尤佳為0.2%~3%。另外,「SnO2+SO3+Cl」為SnO2、 Cl以及SO3的合量。
考慮到環境,較佳為實質上不含有As2O3、Sb2O3、PbO以及F。而且,考慮到環境,亦較佳為實質上不含有Bi2O3。「實質上不含有~」是指未作為玻璃成分而積極地導入明示的成分者,允許以雜質級別混入的情況,具體而言,是指明示的含量小於0.05%的情況。
本發明的強化用玻璃中,可適當選擇各成分的較佳的含有範圍,並設為較佳的玻璃組成範圍。其中,尤佳的玻璃組成範圍為以下的(1)、(2)所示的兩種。
(1)作為玻璃組成,以質量%計,含有45%~75%的SiO2、0%~30%的Al2O3、5%~25%的Na2O、以及0%~10%的K2O。
(2)作為玻璃組成,以質量%計,含有45%~75%的SiO2、10%~28%的Al2O3、0%~10%的B2O3、1%~10%的Li2O、8%~20%的Na2O、以及0%~10%的K2O。
本發明的強化用玻璃(母材玻璃、強化玻璃亦同樣)較佳為例如具有下述物性。
密度較佳為2.6g/cm3以下,2.55g/cm3以下,2.50g/cm3以下,2.48g/cm3以下或2.46g/cm3以下,尤佳為2.45g/cm3以下。密度越小,越可使強化玻璃輕量化。另外,若使玻璃組成中的SiO2、B2O3、P2O5的含量增加,或降低鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、ZnO、ZrO2、TiO2的含量,則密度容易降低。
熱膨脹係數較佳為60×10-7/℃~110×10-7/℃,70×10-7/℃ ~110×10-7/℃或75×10-7/℃~107×10-7/℃,尤佳為80×10-7/℃~107×10-7/℃。若將熱膨脹係數設為所述範圍,則容易與金屬、有機系黏合劑等周邊構件的熱膨脹係數匹配,可防止周邊構件的剝離。另外,若增加玻璃組成中的鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物的含量,則熱膨脹係數增高,相反若降低鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物的含量,則熱膨脹係數降低。
緩冷點較佳為700℃以下,680℃以下,660℃以下,640℃以下,620℃以下,600℃以下,580℃以下,560℃以下,540℃以下或520℃以下,尤佳為500℃以下。若將緩冷點限制於所述範圍內,則撓曲加工性提高,可提高具有撓曲部的強化玻璃的製造效率。另外,若增加玻璃組成中的B2O3、鹼金屬氧化物的含量,則緩冷點容易降低,相反若增加SiO2、Al2O3的含量,則緩冷點容易上升。
軟化點較佳為1000℃以下,980℃以下,960℃以下,940℃以下,920℃以下,900℃以下,880℃以下,860℃以下,840℃以下,820℃以下,800℃以下,780℃以下,760℃以下,740℃以下或720℃以下,尤佳為700℃以下。軟化點越低,越可在低溫下進行撓曲加工。結果,可縮短剛撓曲加工後的緩冷時間、冷卻時間。而且,軟化點越低,壓製成形的情況下對模具的負擔越變少。模具的劣化多是由於模具中使用的金屬材料等與大氣中的氧的反應,即氧化反應而引起。若產生此種氧化反應,則有時在模具表面形成反應生成物,而無法壓製成形為規定的形狀。而且,若產 生氧化反應,則有時玻璃中的離子被還原而產生發泡。氧化反應的程度根據壓製成形溫度或軟化點而變動,壓製成形溫度或軟化點越低,越可抑制氧化反應。另外,若增加玻璃組成中的B2O3、鹼金屬氧化物的含量,則軟化點容易降低,相反若增加SiO2、Al2O3的含量,則軟化點容易上升。
104.0dPa.s下的溫度較佳為1400℃以下,1350℃以下,1300℃以下,1250℃以下,1200℃以下,1150℃以下,1100℃以下或1050℃以下,尤佳為1000℃以下。104.0dPa.s下的溫度越低,對成形體耐火物的負擔越得以減輕,成形體耐火物越長壽命化,結果,容易降低強化玻璃的製造成本。此處,「104.0dPa.s下的溫度」例如可利用鉑球提拉法來測定。另外,104.0dPa.s下的溫度相當於成形溫度。而且,若增加玻璃組成中的鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量,或降低SiO2、Al2O3的含量,則104.0dPa.s下的溫度容易降低。
102.5dPa.s下的溫度較佳為1700℃以下,1680℃以下,1650℃以下,1600℃以下,1580℃以下,1550℃以下,1450℃以下,1400℃以下或1350℃以下,尤佳為1300℃以下。102.5dPa.s下的溫度越低,越可低溫熔融,對熔融爐等玻璃製造設備的負擔越得以減輕,並且容易提高氣泡品質。即,102.5dPa.s下的溫度越低,越容易降低強化玻璃的製造成本。此處,「102.5dPa.s下的溫度」例如可利用鉑球提拉法來測定。另外,102.5dPa.s下的溫度相當於熔融溫度。而且,若使玻璃組成中的鹼金屬氧化物、鹼土金 屬氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量增加,或降低SiO2、Al2O3的含量,則102.5dPa.s下的溫度容易降低。
液相溫度較佳為1300℃以下,1280℃以下,1250℃以下,1230℃以下,1200℃以下,1170℃以下,1150℃以下,1100℃以下,1070℃以下,1050℃以下或1020℃以下,尤佳為1000℃以下。液相溫度越低,耐失透性或成形性越提高。另外,若使玻璃組成中的Na2O、K2O、B2O3的含量增加,或降低Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量,則液相溫度容易降低。
液相黏度較佳為104.0dPa.s以上,104.4dPa.s以上,104.8dPa.s以上,105.0dPa.s以上,105.3dPa.s以上,105.5dPa.s以上,105.7dPa.s以上或105.8dPa.s以上,尤佳為106.0dPa.s以上。液相黏度越高,耐失透性或成形性越提高。另外,若使玻璃組成中的Na2O、K2O的含量增加,或降低Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量,則液相黏度容易增高。
楊氏模量較佳為65GPa以上,69GPa以上,71GPa以上或75GPa以上,尤佳為77GPa以上。楊氏模量越高,強化玻璃越不易屈曲,在用於觸控面板顯示器等時,即便利用筆等強有力地按壓強化玻璃的表面,強化玻璃的變形量亦減小。結果,容易防止強化玻璃與液晶元件接觸,而產生顯示不良的事態。而且,楊氏模量越高,相對於離子交換處理時產生的應力的變形量越變小,因而容易減小離子交換處理前後的尺寸變化。
本發明的強化玻璃的製造方法的特徵在於包括下述步 驟:將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得具有撓曲部的強化用玻璃;將母材玻璃在該母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得平板形狀的強化用玻璃;且所述強化玻璃的製造方法在使平板形狀的強化用玻璃的熱歷程與強化用玻璃的撓曲部的熱歷程大致相同後,分別製作出具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。所述本發明的強化玻璃的製造方法的技術特徵已進行敍述。由此,此處省略詳細說明。
本發明的強化玻璃的製造方法將具有撓曲部的強化用玻璃浸漬於離子交換液中,而獲得具有撓曲部的強化玻璃,所述強化玻璃的製造方法的特徵在於包括下述步驟:以平板形狀的強化玻璃的應力狀態為基準來管理具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態。所述本發明的強化玻璃的製造方法的技術的特徵已進行敍述。由此,此處省略詳細說明。
本發明的強化玻璃的特徵在於藉由所述強化玻璃的製造方法製作而成。而且,本發明的強化玻璃的特徵在於:具有撓曲部,並且在撓曲部的表面具有壓縮應力層,撓曲部中的壓縮應力層的壓縮應力值為50MPa以上,撓曲部中的壓縮應力層的厚度為10μm以上。本發明的強化玻璃的技術特徵(較佳的特性、較佳的成分範圍等)在本發明的強化玻璃的製造方法的說明欄中已 進行說明。由此,省略關於本發明的強化玻璃的技術特徵的詳細記載。另外,形成於撓曲部的壓縮應力層的壓縮應力值與厚度可利用所述方法來測算。
實施例1
以下,基於實施例對本發明進行詳細說明。然而,以下的實施例僅為例示。本發明不受以下的實施例任何限定。
表1表示本發明的實施例(No.1~No.15)。
以如下方式來製作各試樣。首先,以成為表中的玻璃組成的方式調合玻璃原料,使用鉑舟在1580℃下熔融8小時。然後,使熔融玻璃流出至碳板上而成形為平板形狀。對所獲得的玻璃評估各種特性。
密度ρ為利用周知的阿基米德法測定的值。
熱膨脹係數α為使用膨脹計測定25℃~380℃的溫度範圍內的平均熱膨脹係數所得的值。
應變點Ps、緩冷點Ta是基於ASTM C336的方法測定的 值。
軟化點Ts是基於ASTM C338的方法測定的值。
高溫黏度104.0dPa.s、103.0dPa.s、102.5dPa.s下的溫度為利用鉑球提拉法測定的值。
液相溫度TL為在將通過標準篩30目(篩網眼500μm)而殘留於50目(篩網眼300μm)的玻璃粉末放入鉑舟後,在溫度梯度爐中保持24小時,測定結晶的析出的溫度所得的值。
液相黏度logηTL是利用鉑球提拉法測定液相溫度下的玻璃的黏度所得的值。
楊氏模量E是利用周知的共振法測定的值。
然後,在對各試樣的兩表面實施光學研磨後,在430℃的KNO3熔融鹽(新品KNO3熔融鹽)中浸漬4小時,由此進行離子交換處理。離子交換處理後將各試樣的表面洗淨。然後,根據使用表面應力計(東芝股份有限公司製造FSM-6000)觀察的干涉條紋的根數及其間隔,來算出表面的壓縮應力層的壓縮應力值CS與厚度DOL。每次算出時,將各試樣的折射率設為1.50,光學彈性常數設為30[(nm/cm)/MPa]。
接下來,關於試樣No.3的材質,在利用溢流下拉法成形為平板形狀後,切斷為規定尺寸,從而獲得多個母材玻璃。另外,母材玻璃的平均表面粗糙度Ra為2Å以下。
進而,將母材玻璃在該母材玻璃的緩冷點的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從該母材玻璃的緩冷點到應變點 為止的溫度區域以平均8℃/min的冷卻速度進行冷卻,藉此分別獲得如圖1a~圖1e、圖2a~圖2c、圖3a~圖3c及圖4所示的具有撓曲部的強化用玻璃。另外,撓曲加工是藉由使用富鋁紅柱石(mullite)性的模具進行壓製成形來進行。進而,在將其他母材玻璃在該母材玻璃的緩冷點的溫度下進行熱處理後,在從母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域以平均8℃/min的冷卻速度進行冷卻,藉此獲得平板形狀的強化用玻璃。即,對整個平板形狀的強化用玻璃,賦予與具有撓曲部的強化用玻璃的撓曲部大致相同的熱歷程。
然後,使所述具有撓曲部的強化用玻璃與平板形狀的強化用玻璃浸漬於同一離子交換槽內的430℃的KNO3熔融鹽(新品KNO3熔融鹽)中4小時,而同時獲得具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。關於平板形狀的強化玻璃,在測定壓縮應力層的壓縮應力值CS與厚度DOL後,壓縮應力值CS為856MPa,壓縮應力層的厚度為28μm。由此,可測算撓曲部的壓縮應力層的壓縮應力值CS為856MPa,撓曲部的壓縮應力層的厚度為28μm。
作為參考,將進行撓曲加工前的平板形狀的強化用玻璃在430℃的KNO3熔融鹽(新品KNO3熔融鹽)中浸漬4小時,獲得平板形狀的強化玻璃後,測定壓縮應力層的壓縮應力值CS與厚度DOL,從而壓縮應力值CS為735MPa,壓縮應力層的厚度為33μm。
另外,所述實驗中,使用的是試樣No.3的材質,但即 便為試樣No.1、試樣No.2、試樣No.4~試樣No.15的材質亦可進行同樣的實驗。
[產業上之可利用性]
本發明的強化玻璃較佳地作為觸控面板顯示器、行動電話、數位相機、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)等的蓋玻璃或者觸控面板顯示器等的基板。而且,本發明的強化玻璃除該些用途以外,亦可期待應用於要求高設計性的用途,例如窗玻璃、平板顯示器用基板、太陽電池用蓋玻璃、固體拍攝元件用蓋玻璃、餐具。
1‧‧‧屈曲部
2‧‧‧平板部
3‧‧‧端面

Claims (19)

  1. 一種強化玻璃的製造方法,其特徵在於包括下述步驟:藉由使具有撓曲部的強化用玻璃與平板形狀的強化用玻璃浸漬於同一離子交換液中,而同時獲得具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述平板形狀的強化用玻璃具有與所述具有撓曲部的強化用玻璃的撓曲部大致相同的熱歷程。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的強化玻璃的製造方法,其中將母材玻璃在所述母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從所述母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得所述具有撓曲部的強化用玻璃。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中將母材玻璃在所述母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理,然後在從所述母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得所述平板形狀的強化用玻璃。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述母材玻璃為平板形狀。
  6. 如申請專利範圍第3項至第5項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中在對所述母材玻璃進行所述熱處理後,在從所 述緩冷點到應變點為止的溫度區域中,以0.2℃/min以上且200℃/min以下的冷卻速度進行冷卻。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述平板形狀的強化玻璃的翹曲量為1mm以下。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中以壓縮應力層的壓縮應力值為50MPa以上且壓縮應力層的厚度成為10μm以上的方式,將所述平板形狀的強化用玻璃浸漬於離子交換液中。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述強化用玻璃作為玻璃組成,以質量%計含有45%~75%的SiO2、0%~30%的Al2O3、5%~25%的Na2O、以及0%~10%的K2O。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述強化用玻璃作為玻璃組成,以質量%計含有45%~75%的SiO2、10%~28%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~10%的Li2O、8%~20%的Na2O、以及0%~10%的K2O。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述強化用玻璃的軟化點為1050℃以下。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述強化用玻璃的熱膨脹係數為60×10-7/℃~110×10-7/℃。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的強化玻璃的製造方法,其中所述強化用玻璃的液相黏度為104.0dPa.s以上。
  14. 一種強化玻璃的製造方法,其特徵在於包括下述步驟:將母材玻璃在所述母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理並進行撓曲加工,然後在從所述母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得具有撓曲部的強化用玻璃;以及將母材玻璃在所述母材玻璃的(緩冷點-50℃)以上的溫度下進行熱處理,然後在從所述母材玻璃的緩冷點到應變點為止的溫度區域中進行冷卻,藉此獲得平板形狀的強化用玻璃;並且所述強化玻璃的製造方法在使上述平板形狀的強化用玻璃的熱歷程與上述具有撓曲部的強化用玻璃的撓曲部的熱歷程大致相同之後,分別製作出具有撓曲部的強化玻璃與平板形狀的強化玻璃。
  15. 一種強化玻璃的製造方法,其是將具有撓曲部的強化用玻璃浸漬於離子交換液中,而獲得具有撓曲部的強化玻璃,所述強化玻璃的製造方法的特徵在於包括下述步驟:以平板形狀的強化玻璃的應力狀態為基準來管理所述具有撓曲部的強化玻璃的撓曲部的應力狀態。
  16. 一種強化玻璃,其特徵在於:由如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的強化玻璃的製造方法製作而成。
  17. 一種強化玻璃,其特徵在於:具有撓曲部,並且在所述撓 曲部的表面具有壓縮應力層,所述撓曲部中的所述壓縮應力層的壓縮應力值為50MPa以上且所述撓曲部中的所述壓縮應力層的厚度為10μm以上。
  18. 如申請專利範圍第16項或第17項所述的強化玻璃,其用於觸控面板顯示器的蓋玻璃。
  19. 如申請專利範圍第16項或第17項所述的強化玻璃,其用於行動電話的蓋玻璃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107032585A (zh) * 2017-03-17 2017-08-11 四川旭虹光电科技有限公司 3d曲面玻璃板的成型方法、以及通过该成型方法得到的3d曲面玻璃板

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11097974B2 (en) 2014-07-31 2021-08-24 Corning Incorporated Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods
KR101952085B1 (ko) 2016-01-12 2019-05-21 코닝 인코포레이티드 얇은, 열적 및 화학적으로 강화된 유리-계 제품
CN109071339A (zh) * 2016-04-18 2018-12-21 日本电气硝子株式会社 车辆用夹层玻璃
WO2017183382A1 (ja) * 2016-04-18 2017-10-26 日本電気硝子株式会社 車両用合わせガラス
CN106231829B (zh) * 2016-08-03 2024-06-21 安徽精卓光显技术有限责任公司 电子产品、玻璃外壳及其制造设备和方法
CN106854037B (zh) 2016-12-30 2018-03-16 东旭集团有限公司 一种硅酸盐制品及其强化方法
JP7373397B2 (ja) * 2017-01-09 2023-11-02 コーニング インコーポレイテッド 熱膨張係数が低いイオン交換可能なガラス
JP6935806B2 (ja) 2017-01-19 2021-09-15 Agc株式会社 ガラス板およびその成形方法
WO2018135548A1 (ja) * 2017-01-19 2018-07-26 Agc株式会社 ガラス板およびその成形方法
WO2020219290A1 (en) 2019-04-23 2020-10-29 Corning Incorporated Glass laminates having determined stress profiles and methods of making the same
WO2021025981A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Corning Incorporated Glass laminate with buried stress spikes to arrest cracks and methods of making the same
JP7439645B2 (ja) * 2020-05-27 2024-02-28 Agc株式会社 化学強化ガラスの製造方法および管理方法
JP7578911B2 (ja) * 2021-03-11 2024-11-07 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及びその製造方法
CN113173696A (zh) * 2021-04-30 2021-07-27 重庆鑫景特种玻璃有限公司 一种具有高致密性的玻璃材料制备方法及玻璃材料和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5294150B2 (ja) * 2009-01-23 2013-09-18 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法
JP5943003B2 (ja) * 2011-12-14 2016-06-29 コニカミノルタ株式会社 カバーガラスおよびその製造方法
WO2013088910A1 (ja) * 2011-12-14 2013-06-20 コニカミノルタ株式会社 カバーガラスおよびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107032585A (zh) * 2017-03-17 2017-08-11 四川旭虹光电科技有限公司 3d曲面玻璃板的成型方法、以及通过该成型方法得到的3d曲面玻璃板
CN107032585B (zh) * 2017-03-17 2019-09-27 四川旭虹光电科技有限公司 3d曲面玻璃板的成型方法、以及通过该成型方法得到的3d曲面玻璃板

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