阅读说明：本技术 强化玻璃及强化用玻璃 (Tempered glass and glass for tempering ) 是由 市丸智宪 于 2019-02-04 设计创作，主要内容包括：本发明的强化玻璃的特征在于,在表面具有压缩应力层,作为玻璃组成,以质量％计含有SiO<Sub>2</Sub>40～70％、Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>10～30％、B<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>0～3％、Na<Sub>2</Sub>O 5～25％、K<Sub>2</Sub>O 1～5.5％、MgO 0.1～5.5％、P<Sub>2</Sub>O<Sub>5</Sub>2～10％,由0.41×[SiO<Sub>2</Sub>]+2.17×[Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>]-5.28×[B<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>]-0.54×[Na<Sub>2</Sub>O]-0.04×[K<Sub>2</Sub>O]-3.29×[MgO]+5.09×[P<Sub>2</Sub>O<Sub>5</Sub>]表示的X值为70以上。(The tempered glass of the present invention has a compressive stress layer on the surface, and contains SiO in mass% as a glass composition 2 40～70％、Al 2 O 3 10～30％、B 2 O 3 0～3％、Na 2 O 5～25％、K 2 O 1～5.5％、MgO 0.1～5.5％、P 2 O 5 2 to 10% of a composition consisting of 0.41X SiO 2 ]+2.17×[Al 2 O 3 ]‑5.28×[B 2 O 3 ]‑0.54×[Na 2 O]‑0.04×[K 2 O]‑3.29×[MgO]+5.09×[P 2 O 5 ]Value of X shownIs 70 or more.)

强化玻璃及强化用玻璃

技术领域

本发明涉及强化玻璃及强化用玻璃，特别是涉及适合于携带式电话、PDA(携带式终端)等的盖玻璃的强化玻璃及强化用玻璃。

背景技术

携带式电话、数码相机、PDA、触摸面板显示器、大型电视、非接触供电等的器件处于日益普及的趋势。

在这些用途中，使用了经离子交换处理的强化玻璃(参照专利文献1、非专利文献1)。

另外，近年来，在数码标牌、鼠标、智能手机等的外装部件中使用强化玻璃的情况在逐渐增加。

作为强化玻璃的主要的要求特性，可列举(1)高机械强度、(2)高耐损伤性、(3)轻质、(4)低成本等。特别是在智能手机的用途中，提出了实现薄型化且下落冲击强度高的要求。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-83045号公报

专利文献2：国际公开第2015/031188号小册子

非专利文献

非专利文献1：泉谷彻郎等，“新玻璃及其物性”、第一版，株式会社管理系统研究所，1984年8月20日，p.451-498

发明内容

发明所要解决的课题

作为提高下落冲击强度的方法，使强化玻璃的应力深度变大是有效的。

但是，对于以往的强化玻璃而言，若想要使应力深度增加，则离子交换时间变得极长，导致生产效率大幅降低。

因此，在专利文献2中，提出了为了提高离子交换速度而在玻璃组成中包含P₂O₅的强化用玻璃(含P₂O₅的玻璃)的方案。但是，该含P₂O₅的玻璃存在耐酸性低这样的问题。此外，该含P₂O₅的玻璃若在生产时暴露于高温，则因分相而产生白浊，视觉辨认度变得容易降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其技术课题为：发明在玻璃组成中包含P₂O₅、离子交换速度快、耐酸性良好且不易发生分相的强化玻璃及强化用玻璃。

用于解决课题的手段

本发明人进行了各种研究，结果发现：通过严格地限制玻璃组成而能够解决上述技术课题，从而提出本发明。即，本发明的强化玻璃的特征在于，在表面具有压缩应力层，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 40～70％、Al₂O₃ 10～30％、B₂O₃ 0～3％、Na₂O 5～25％、K₂O 1～5.5％、MgO 0.1～5.5％、P₂O₅ 2～10％，由0.41×[SiO₂]+2.17×[Al₂O₃]-5.28×[B₂O₃]-0.54×[Na₂O]-0.04×[K₂O]-3.29×[MgO]+5.09×[P₂O₅]表示的X值为70以上。在此，分别为[SiO₂]表示SiO₂的含量(质量％)，[Al₂O₃]表示Al₂O₃的含量(质量％)，[B₂O₃]表示B₂O₃的含量(质量％)，[Na₂O]表示Na₂O的含量(质量％)，[K₂O]表示K₂O的含量(质量％)，[MgO]表示MgO的含量(质量％)，[P₂O₅]表示P₂O₅的含量(质量％)。

另外，对于本发明的强化玻璃而言，优选：作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 40～70％、Al₂O₃ 10～30％、B₂O₃ 0～3％、Na₂O 7～20％、K₂O 1.5～5.5％、MgO 0.5～5.5％、P₂O₅ 2～8％。

另外，对于本发明的强化玻璃而言，优选：作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 45～65％、Al₂O₃ 15～25％、B₂O₃ 0～2％、Na₂O 10～18％、K₂O 2～5％、MgO 1～4％、P₂O₅ 2～7％。

另外，优选本发明的强化玻璃的由-5.40×[SiO₂]+9.69×[Al₂O₃]+18.08×[B₂O₃]+2.87×[Na₂O]+18.25×[K₂O]-5.79×[MgO]-2.89×[P₂O₅]表示的Y值为30以下。

另外，优选本发明的强化玻璃的维氏硬度值为630以上。在此，“维氏硬度”是依照JIS Z2244-1992并且通过利用维氏硬度计以100gf的载荷压入维氏压头而测定的值，且为测定10次的平均值。

另外，本发明的强化玻璃优选用于携带式电话的盖玻璃。

本发明的强化用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 40～70％、Al₂O₃ 10～30％、B₂O₃ 0～3％、Na₂O 5～25％、K₂O 1～5.5％、MgO 0.1％～5.5％、P₂O₅2～10％，由0.41×[SiO₂]+2.17×[Al₂O₃]-5.28×[B₂O₃]-0.54×[Na₂O]-0.04×[K₂O]-3.29×[MgO]+5.09×[P₂O₅]表示的X值为70以上。

另外，本发明的强化用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 40～60％、Al₂O₃ 13～26％、B₂O₃ 0～1.8％、Na₂O 8～25％、K₂O 0.01～5.5％、MgO 0％～5.5％、P₂O₅ 2.1～8.5％、CaO+SrO+BaO 0～2.5％，由0.41×[SiO₂]+2.17×[Al₂O₃]-5.28×[B₂O₃]-0.54×[Na₂O]-0.04×[K₂O]-3.29×[MgO]+5.09×[P₂O₅]表示的X值为70以上。在此，“CaO+SrO+BaO”是指CaO、SrO及BaO的总量。

另外，优选本发明的强化用玻璃的分相发生粘度为10^5.5dPa·s以上。此处，“分相发生粘度”是指利用铂球提拉法测定分相发生温度下的玻璃的粘度而得的值。“分相发生温度”是指：将通过标准筛30目(500μm)且残存于50目(300μm)的玻璃粉末放入到铂舟中并在温度梯度炉中保持24小时，然后将铂舟取出，视觉辨认出在玻璃内部因分相所产生的白浊的最高温度。

具体实施方式

本发明的强化玻璃(强化用玻璃)的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 40～70％、Al₂O₃ 10～30％、B₂O₃ 0～3％、Na₂O 5～25％、K₂O 0.01～5.5％、MgO 0～5.5％、P₂O₅ 2～10％，由0.41×[SiO₂]+2.17×[Al₂O₃]-5.28×[B₂O₃]-0.54×[Na₂O]-0.04×[K₂O]-3.29×[MgO]+5.09×[P₂O₅]表示的X值为70以上。在本发明的强化玻璃(强化用玻璃)中，将对各成分的含有范围进行限定的理由示于下述。需要说明的是，在各成分的含有范围的说明中，％的表达在没有特别说明的情况下是指质量％。

SiO₂是用于形成玻璃的网络的成分。若SiO₂的含量过少，则变得难以玻璃化，另外，耐酸性变得容易降低。由此，SiO₂的优选的下限范围为40％以上、40.5％以上、41％以上、41.5％以上、42％以上、42.5％以上、43％以上、44％以上、45％以上、46％以上、47％以上、48％以上、49％以上、特别是50％以上。另一方面，若SiO₂的含量过多，则熔融性、成形性变得容易降低，另外，热膨胀系数变得过低，变得难以匹配周边材料的热膨胀系数。由此，SiO₂的优选的上限范围为70％以下、68％以下、65％以下、62％以下、60％以下、58％以下、57％以下、56％以下、55％以下、特别是54％以下。

Al₂O₃是用于提高离子交换速度的成分，另外，是提高杨氏模量且提高维氏硬度的成分。此外，是提高分相发生粘度的成分。Al₂O₃的含量为10～30％。若Al₂O₃的含量过少，则离子交换速度、杨氏模量变得容易降低。由此，Al₂O₃的优选的下限范围为10％以上、11％以上、12％以上、13％以上、14％以上、14.5％以上、15％以上、15.5％以上、16％以上、16.5％以上、17％以上、17.5％以上、18％以上、18.5％以上、19％以上、特别是19.5％以上。另一方面，若Al₂O₃的含量过多，则变得容易在玻璃中析出失透结晶，变得难以利用溢流下拉法等进行板状成形。特别是在使用氧化铝耐火物作为成形体耐火物且利用溢流下拉法进行板状成形的情况下，变得容易在与氧化铝耐火物的界面析出尖晶石的失透结晶。另外，耐酸性也降低，因而变得难以应用于酸处理工序。此外，高温粘性变高，熔融性变得容易降低。由此，Al₂O₃的优选的上限范围为30％以下、28％以下、26％以下、25％以下、24％以下、23.5％以下、23％以下、22.5％以下、22％以下、21.5％以下、特别是21％以下。

B₂O₃是用于使高温粘度、密度降低且提高耐失透性的成分。但是，若B₂O₃的含量过多，则离子交换速度(特别是应力深度)变得容易降低。另外，由于离子交换，因而发生被称作烧焦的玻璃表面的着色，或者耐酸性、耐水性变得容易降低。由此，B₂O₃的优选的范围为0～3％、0～2.5％、0～2％、0～1.9％、0～1.8％、0～1.7％、0～1.6％、0～1.5％、0～1.3％、特别是0％以上且低于1％。

Na₂O是离子交换成分，另外，是使高温粘度降低而提高熔融性、成形性的成分。另外，Na₂O还是用于改善耐失透性、与成形体耐火物、特别是氧化铝耐火物的反应失透性的成分。若Na₂O的含量过少，则熔融性降低，或者热膨胀系数过于降低，或者离子交换速度变得容易降低。由此，Na₂O的优选的下限范围为5％以上、7％以上、8％以上、8.5％以上、9％以上、9.5％以上、10％以上、11％以上、12％以上、特别是12.5％以上。另一方面，若Na₂O的含量过多，则分相发生粘度变得容易降低。另外，有时耐酸性降低，或者欠缺玻璃组成的成分平衡，耐失透性反而降低。由此，Na₂O的优选的上限范围为25％以下、22％以下、20％以下、19.5％以下、19％以下、18％以下、17％以下、16.5％以下、16％以下、15.5％以下、特别是15％以下。

K₂O是用于使高温粘度降低而提高熔融性、成形性的成分。此外，还是用于改善耐失透性或者提高维氏硬度的成分。但是，若K₂O的含量过多，则分相发生粘度变得容易降低。另外，存在耐酸性降低，或者欠缺玻璃组成的成分平衡，耐失透性反而降低的趋势。由此，K₂O的优选的下限范围为0.01％以上、0.02％以上、0.1％以上、0.5％以上、1％以上、1.5％以上、2％以上、2，5％以上、3％以上、特别是3.5％以上，优选的上限范围为5.5％以下、5％以下、特别是低于4.5％。

MgO是用于使高温粘度降低而提高熔融性、成形性的成分。另外，还是用于提高杨氏模量、提高维氏硬度或者提高耐酸性的成分。由此，MgO的优选的下限范围为0％以上、0.1％以上、0.5％以上、1％以上、1.5％以上、特别是2％以上。但是，若MgO的含量过多，则存在离子交换速度变得容易降低、且玻璃变得容易失透的趋势。特别是在使用氧化铝耐火物作为成形体耐火物，并利用溢流下拉法进行板状成形的情况下，变得容易在与氧化铝耐火物的界面析出尖晶石的失透结晶。由此，MgO的优选的上限范围为5.5％以下、4.5％以下、4％以下、3.5％以下、3％以下、特别是为2.5％以下。

P₂O₅是用于在维持压缩应力值的基础上提高离子交换速度的成分。由此，P₂O₅的优选的下限范围为2％以上、2.1％以上、2.5％以上、3％以上、4％以上、特别是4.5％以上。但是，若P₂O₅的含量过多，则在玻璃中产生因分相所致的白浊，或者耐水性变得容易降低。由此，P₂O₅的优选的上限范围为10％以下、8.5％以下、8％以下、7.5％以下、7％以下、6.5％以下、6.3％以下、6％以下、5.9％以下、5.7％以下、5.5％以下、5.3％以下、5.1％以下、特别是5％以下。

上述X值与离子交换速度有很强的相关性，X值越大，则离子交换速度变得越快。X值的优选的范围为70以上、70.5以上、71以上、71.5以上、72以上、72.5以上、73～90、74～87、特别是75～85。

上述Y值与耐酸性有很强的相关性，Y值越小，则耐酸性越加提高。Y值的优选的范围为30以下、27以下、25以下、23以下、20以下、17以下、15以下、特别是-15～10。

质量比K₂O/P₂O₅优选为0.7～1.3、特别是0.75～1.25。另外，K₂O-P₂O₅优选为-2～2、-1.5～1.5、特别是-1～1。如果如上所述地进行设定，则变得易于同时提高离子交换速度和耐酸性。需要说明的是，“K₂O/P₂O₅”是指K₂O的含量除以P₂O₅的含量而得的值。“K₂O-P₂O₅”是指从K₂O的含量(质量％)中减去P₂O₅的含量(质量％)而得的值。

除上述成分以外，还可以添加例如以下的成分。

Li₂O是离子交换成分，另外，是使高温粘度降低而提高熔融性、成形性的成分。还是提高杨氏模量的成分。另外，Li₂O是在离子交换处理时发生溶出而使离子交换溶液劣化的成分。由此，Li₂O的优选的含量为0～2％、0～1.7％、0～1.5％、0～1％、0％以上且低于1％、0～0.5％、0～0.3％、0～0.1％、特别是0～0.05％。

与其他成分相比，CaO是下述效果大的成分，即，在不伴随耐失透性的降低的情况下使高温粘度降低而提高熔融性、成形性、或者提高应变点、杨氏模量的效果大。但是，若CaO的含量过多，则离子交换速度降低，或者变得容易使离子交换溶液劣化。由此，CaO的优选的含量为0～6％、0～5％、0～4％、0～3.5％、0～3％、0～2％、0～1％、特别是0～0.5％。

SrO和BaO是用于使高温粘度降低而提高熔融性、成形性、或者提高应变点、杨氏模量的成分，若它们的含量过多，则离子交换速度降低，或者密度、热膨胀系数变高，或者玻璃变得容易发生失透。由此，SrO与BaO的优选的含量分别为0～2％、0～1.5％、0～1％、0～0.5％、0～0.1％、特别是0％以上且低于0.1％。

CaO、SrO及BaO的总量优选为0～5％、0～2.5％、0～2％、0～1.5％、0～1％、0～0.5％、0～0.1％、特别是0％以上且低于0.1％。若CaO、SrO及BaO的总量过多，则离子交换速度变得容易降低。

ZnO是用于提高离子交换速度的成分，特别是提高压缩应力值的效果大的成分。另外，是在不使低温粘性降低的情况下使高温粘性降低的成分。但是，若ZnO的含量过多，则存在玻璃发生分相，或者耐失透性降低，或者密度变高，或者应力深度变小的趋势。由此，ZnO的优选的含量为0～6％、0～3％、特别是0～1％。

TiO₂是用于提高离子交换速度的成分，另外，是用于使高温粘度降低的成分，但是，若其含量过多，则玻璃发生着色，或者变得容易失透。由此，TiO₂的含量为0～4.5％、0％以上且低于1％、0～0.5％、特别是0～0.3％。

ZrO₂是用于显著地提高离子交换速度的成分，并且，是用于提高液相粘度附近的粘性、应变点的成分，但是，若其含量过多，则有可能耐失透性明显降低，另外，还有可能密度变得过高。由此，ZrO₂的优选的含量为0～5％、0～4％、0～3％、0～2％、特别是0％以上且低于1％。

作为澄清剂，优选导入从SnO₂、SO₃、Cl、CeO₂的组(优选SnO₂、SO₃、Cl的组)中选择的一种或两种以上。SnO₂+SO₃+Cl的优选的含量为0.01～3％、0.05～3％、0.1～3％、特别是0.2～3％。需要说明的是，“SnO₂+SO₃+Cl”为SnO₂、SO₃及Cl的总量。

Fe₂O₃是来自原料的杂质成分，是吸收对人眼有不良影响的紫外光的成分。但是，若Fe₂O₃的含量过多，则玻璃的着色增强。由此，Fe₂O₃的优选的含量为低于1000ppm(0.1％)、低于800ppm、低于600ppm、低于400ppm、低于300ppm、低于250ppm、低于200ppm、低于150ppm、特别是低于100ppm。

Nd₂O₃、La₂O₃等稀土氧化物是用于提高杨氏模量的成分。但是，原料自身的成本高，另外，若大量地添加，则耐失透性变得容易降低。由此，稀土氧化物的优选的含量为3％以下、2％以下、1％以下、0.5％以下、特别是0.1％以下。

从环境的考虑出发，优选在玻璃组成中实质上不含有As₂O₃、5b₂O₃、PbO、F、Bi₂O₃。“实质上不含有……”的主旨是虽然并不积极地添加明示的成分来作为玻璃成分，然而容许杂质量级别的混入，具体而言，是指明示的成分的含量低于0.05％的情况。

本发明的强化玻璃(强化用玻璃)例如优选具有下述的特性。

密度优选为2.6g/cm³以下、2.55g/cm³以下、2.50g/cm³以下、2.48g/cm³以下、特别是2.46g/cm³以下。密度越低，则越能够使强化玻璃轻质化。

热膨胀系数优选为65～115×10^-7/℃、75～115×10^-7/℃、90～110×10^-7/℃、特别是95～105×10^-7/℃。如果将热膨胀系数限制为上述范围，则玻璃变得不易因热冲击而发生破损，因此，能够缩短离子交换处理前的预热和离子交换处理后的退火所需要的时间。其结果，能够使强化玻璃的制造成本低廉化。另外，变得易于匹配金属、有机系粘接剂等周边构件的热膨胀系数，能够防止周边构件的剥离。在此，“热膨胀系数”是指使用膨胀计来测定30～380℃的温度范围内的平均热膨胀系数而得的值。

应变点优选为550℃以上、580℃以上、590℃以上、600℃以上、610℃以上、615℃以上、特别是620℃以上。应变点越高，则离子交换特性越变得不易因KNO₃熔融盐的温度变化而发生变化。特别是即使进行薄型化，也变得易于严格地控制面内的离子交换特性。

高温粘度10^4.0dPa·s时的温度优选为1400℃以下。高温粘度10^4.0dPa·s时的温度越低，则越减轻对成形设备的负荷，从而成形设备长寿命化，其结果，变得易于使强化玻璃的制造成本低廉化。需要说明的是，“10^4.0dPa·s时的温度”例如能够利用铂球提拉法来进行测定。

高温粘度10^2.5dPa·s时的温度优选为1650℃以下、1620℃以下、特别是1600℃以下。高温粘度10^2.5dPa·s时的温度越低，则越能够进行低温熔融，使对熔融窑等玻璃制造设备的负荷减轻，并且变得易于提高气泡品质。由此，高温粘度10^2.5dPa·s时的温度越低，则变得越易于使强化玻璃的制造成本低廉化。需要说明的是，“10^2.5dPa·s时的温度”例如能够利用铂球提拉法来进行测定。

对于高温粘度10^4.0dPa·s、10^2.5dPa·s时的温度而言，若增加碱金属氧化物、碱土金属氧化物、B₂O₃、ZnO、TiO₂的量，或者减少SiO₂、Al₂O₃的量，则变得易于降低。

维氏硬度优选为630以上、640以上、650以上、660以上、670以上、675以上、680以上、685以上、特别是690以上。若维氏硬度过低，则耐损伤性变得容易降低。需要说明的是，维氏硬度因Al₂O₃、MgO的量的增加而变得容易上升。

分相发生粘度优选为10^4.0dpa·s以上、10^4.4dpa·s以上、10^4.8dpa·s以上、10^5.0dPa·s以上、10^5.3dPa·s以上、特别是10^5.5dPa·s以上。若分相发生粘度过低，则变得难以利用溢流下拉法进行板状成形。

在80℃、5质量％的盐酸中一边振荡一边浸渍24小时时的玻璃的每单位表面积的质量减少量优选为30mg/cm²以下、25mg/cm²以下、20mg/cm²以下、15mg/cm²以下、特别是10mg/cm²以下。若上述质量减少量过大，则在器件的酸处理工序中玻璃变得容易发生劣化。

本发明的强化玻璃在表面具有压缩应力层。压缩应力层的压缩应力值优选为300MPa以上、400MPa以上、500MPa以上、600MPa以上、700MPa以上、800MPa以上、900MPa以上、特别是950MPa以上。压缩应力值越大，则强化玻璃的机械强度变得越高。另一方面，若在表面形成极大的压缩应力，则有可能强化玻璃内在的拉伸应力变得极高而使离子交换处理前后的尺寸变化变大。由此，压缩应力层的压缩应力值优选为1500MPa以下、1300MPa以下、1200MPa以下、特别是1100MPa以下。

应力深度优选为50μm以上、55μm以上、60μm以上、65μm以上、70μm以上、75μm以上、特别是80μm以上。应力深度越大，则即使在强化玻璃中产生较深的损伤，强化玻璃也变得不易破裂，并且机械强度的偏差也变小。另一方面，应力深度越大，则在离子交换处理前后，尺寸变化越容易变大。由此，应力深度优选为120μm以下、115μm以下、特别是110μm以下。

内部的拉伸应力值优选为150MPa以下、140MPa以下、130MPa以下、120PMa以下、110MPa以下、100MPa以下、90MPa以下、80MPa以下、特别是70MPa以下。若内部的拉伸应力值过高，则强化玻璃变得容易因物理性碰撞等而发生自身破裂。另一方面，若内部的拉伸应力值过低，则变得难以确保强化玻璃的机械强度。内部的拉伸应力值优选为5MPa以上、15MPa以上、20MPa以上、25MPa以上、特别是30MPa以上。需要说明的是，内部的拉伸应力可以利用下述的数学式1来进行计算。

[数学式1]

内部的拉伸应力值＝(压缩应力值×应力深度)/(板厚-2×应力深度)

本发明的强化用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO₂ 40～70％、Al₂O₃ 10～30％、B₂O₃ 0～3％、Na₂O 5～25％、K₂O 1～5.5％、MgO 0.1％～5.5％、P₂O₅2～10％，由0.41×[SiO₂]+2.17×[Al₂O₃]-5.28×[B₂O₃]-0.54×[Na₂O]-0.04×[K₂O]-3.29×[MgO]+5.09×[P₂O₅]表示的X值为70以上；另外，其特征在于，以质量％计含有SiO₂ 40～60％、Al₂O₃ 13～26％、B₂O₃ 0～1.8％、Na₂O 8～25％、K₂O 0.01～5.5％、MgO 0％～5.5％、P₂O₅ 2.1～8.5％、CaO+SrO+BaO 0～2.5％，X值为70以上。本发明的强化用玻璃的技术特征与本发明的强化玻璃共通，在此，省略详细的说明。

本发明的强化用玻璃可以按照下述方式进行制作。优选：首先，将按照成为所需的玻璃组成的方式进行调配而得的玻璃原料投入到连续熔融炉中，在1500～1700℃进行加热熔融，并进行澄清，然后，将熔融玻璃供给于成形装置，进而进行板状成形，并进行冷却。在进行板状成形之后切断加工成规定尺寸的方法可以采用公知的方法。

在熔融玻璃的成形时，优选在熔融玻璃的退火点至应变点之间的温度区域以3℃/分钟以上且低于1000℃/分钟的冷却速度进行冷却，该冷却速度优选为10℃/分钟以上、20℃/分钟以上、30℃/分钟以上、特别是50℃/分钟以上，且优选为低于1000℃/分钟、低于500℃/分钟、特别是低于300℃/分钟。若使冷却速度过快，则玻璃的结构***，在离子交换处理后提高维氏硬度变得困难。另一方面，若冷却速度过慢，则强化用玻璃的生产效率降低。需要说明的是，在将熔融玻璃进行板状成形之后，可以设置另外对强化用玻璃进行加热并以上述冷却速度进行冷却的工序。

作为将熔融玻璃进行板状成形的方法，优选采用溢流下拉法。溢流下拉法是能够大量地制作高品质的玻璃板且还能够易于制作大型玻璃板的方法。此外，在溢流下拉法中，作为成形体耐火物，使用氧化铝、氧化锆，本发明的强化用玻璃板与氧化铝和氧化锆、特别是氧化铝的适应性良好，因此，不易与这些成形体反应而产生气泡、麻点等。

除了溢流下拉法以外，还可以使用各种成形方法。例如，可以采用浮法、下拉法(狭缝下拉法、再拉法等)、轧平法、压制法等成形方法。

本发明的强化玻璃可通过对强化用玻璃进行离子交换处理而制作。离子交换处理的条件没有特别限定，只要考虑到玻璃的粘度特性、用途、厚度、内部的拉伸应力、尺寸变化等来选择最适的条件即可。特别是，若将KNO₃熔融盐中的K离子与玻璃中的Na成分进行离子交换，则能够高效地形成表面的压缩应力层。

离子交换处理的次数没有特别限定，可以只进行一次，也可以进行多次。在进行多次离子交换处理的情况下，离子交换处理的次数优选为2次。由此，能够在增加应力深度的同时，减少在玻璃内部所蓄积的拉伸应力的总量。

实施例

以下，基于实施例来对本发明进行说明。需要说明的是，以下的实施例仅为例示。本发明并不受以下的实施例的任何限定。

表1、2示出本发明的实施例(试样No.1～34)和比较例(试样No.35)。

按照以下方式制作表中的各试样。首先，以成为表中的玻璃组成的方式来调配玻璃原料，并使用铂舟在1580℃下熔融8小时。然后，使所得的熔融玻璃流出于碳板上而成形为平板形状，并进行退火。对于所得的玻璃板，对各种特性进行了评价。将其结果示于表1、2。

[表1]

[表2]

[表3]

密度是利用公知的阿基米德法而测得的值。

热膨胀系数α是使用膨胀计对30～380℃的温度范围内的平均热膨胀系数进行测定而得的值。

应变点Ps、退火点Ta是基于ASTM C336的方法而测得的值。

高温粘度10^4.0dPa·s、10^3.0dPa·s、10^2.5dPa·s时的温度是利用铂球提拉法进行测定而得的值。

分相发生粘度是指利用铂球提拉法测定分相发生温度下的玻璃的粘度而得的值。分相发生温度是指：将通过标准筛30目(500μm)且残存于50目(300μm)的玻璃粉末放入到铂舟中并在温度梯度炉中保持24小时，然后将铂舟取出，视觉辨认出在玻璃内部因分相所产生的白浊的最高温度。

对于耐酸性试验而言，使用对表面进行了光学研磨的板状试样作为测定试样，将该试样在80℃、5质量％的盐酸中一边振荡一边浸渍24小时，然后测定试验前后的质量减少，用该质量减少量除以玻璃的表面积，由此进行评价。

接下来，对各试样的两表面实施光学研磨，制成板厚0.8mm，然后，在430℃的KNO₃熔融盐中浸渍4小时，由此进行离子交换处理。在离子交换处理后对各试样的表面进行清洗。接着，由使用表面应力计(折原制作所公司制FSM-6000)所观察到的干涉条纹的根数及其间隔来计算表面的压缩应力层的压缩应力值和应力深度。计算时，将各试样的折射率设为1.50，将光学弹性常数设为30[(nm/cm)/MPa]。需要说明的是，在离子交换处理前后，虽然玻璃的表层中的玻璃组成在微观上不同，然而作为玻璃整体来观看时，玻璃组成实质上并没有差异。

维氏硬度是通过依照JIS Z2244-1992且将上述离子交换处理后的试样用作测定试样，并利用维氏硬度计以100gf的载荷压入维氏压头来进行测定而得的值，是测定10次的平均值。

由表1、2可知，试样No.1～34的应力深度为69.4μm以上，因此认为离子交换速度快，耐酸性试验中的质量减少为12.6mg/cm²以下，而且分相发生粘度为10^5.6dPa·s以上，因此被认为易于利用溢流下拉法来进行板状成形。另一方面，试样No.27的X值小，因此，应力深度为62.3μm，被认为离子交换速度慢。

产业上的可利用性

本发明的强化玻璃及强化用玻璃适合作为携带式电话、数码相机、PDA等的盖玻璃、或者触摸面板显示器等的玻璃基板。另外，除了这些用途以外，本发明的强化玻璃及强化用玻璃还可期待面向要求高机械强度的用途、例如窗玻璃、磁盘用基板、平板显示器用基板、太阳能电池用盖玻璃、固体摄像元件用盖玻璃、餐具的应用。