6774614 強化用ガラス及び強化ガラス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6774614

(24)【登録日】2020年10月7日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】強化用ガラス及び強化ガラス

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/087 20060101AFI20201019BHJP

   C03C 3/085 20060101ALI20201019BHJP

   C03C 3/091 20060101ALI20201019BHJP

   C03C 3/093 20060101ALI20201019BHJP

【ＦＩ】

   C03C3/087

   C03C3/085

   C03C3/091

   C03C3/093

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-132496(P2015-132496)

(22)【出願日】2015年7月1日

(65)【公開番号】特開2017-14066(P2017-14066A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年6月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】六車 真人

【審査官】 有田 恭子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０８４２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４３２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２８５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５００９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１０４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１６８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０７３６８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２３２８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／００１９１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３７５８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０８８０１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１４８９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２１９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１３５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６６９３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １／００−１４／００，２１／００

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ２．２超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ ３．５〜２０％、ＳＯ_３ ０．０１〜０．２％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０〜０．０４％未満を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９３、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３が１．５８〜２．５であることを特徴とする強化用ガラス。

【請求項2】

ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ １０．５〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２．５％、Ｎａ_２Ｏ ３．３超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０．１〜２０％、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ ３．５〜２０％、ＺｎＯ ０〜１０％、ＺｒＯ_２ ０〜１．９％、ＳＯ_３ ０．０１〜０．２％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０〜０．０４％未満を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９０、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３が１．５８〜２．５であることを特徴とする請求項１に記載の強化用ガラス。

【請求項3】

ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜２０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２．５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２％、Ｎａ_２Ｏ ３．２〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０〜３．３％未満、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ ３．５〜５．９％、ＳｒＯ ０〜１％、ＺｎＯ ０〜５％、ＺｒＯ_２ ０〜１．９％、ＳＯ_３ ０．０１〜０．２％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０〜０．０４％未満を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９０、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３が１．５８〜２．５であることを特徴とする請求項１に記載の強化用ガラス。

【請求項4】

ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２．５％未満、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２％、Ｎａ_２Ｏ １０超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０．１超〜３．３％未満、ＭｇＯ ２．５〜２０％、ＣａＯ ３．５〜５．９％、ＳｒＯ ０〜１％、ＢａＯ ０〜３％、ＺｎＯ ０〜５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、ＳＯ_３ ０．０１〜０．２％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０〜０．０４％未満を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．８９、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３が１．５８〜２．５であることを特徴とする請求項１に記載の強化用ガラス。

【請求項5】

高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１２００℃以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の強化用ガラス。

【請求項6】

歪点が４８０〜５５０℃であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の強化用ガラス。

【請求項7】

４３０℃のＫＮＯ_３溶融塩で４時間浸漬させた時、表面の圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上、且つ応力深さが１０μｍ以上になることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の強化用ガラス。

【請求項8】

表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ２．２超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ ３．５〜２０％、ＳＯ_３ ０．０１〜０．２％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０〜０．０４％未満を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９３、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３が１．５８〜２．５であることを特徴とする強化ガラス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強化用ガラス及び強化ガラスに関し、特に携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、太陽電池等のカバーガラスに好適な強化用ガラス及び強化ガラスに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、タッチパネルディスプレイ、大型テレビ、非接触給電等のデバイスは、益々普及する傾向にある。これらの用途には、イオン交換処理した強化ガラスが用いられている。例えば、特許文献１、非特許文献１には、イオン交換処理したアルミノシリケートガラスが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１３／０７６８３５号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】泉谷徹郎等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載のアルカリアルミノシリケートガラスは、ガラス組成中のＡｌ_２Ｏ_３が過剰であるため、高温粘度が高い。よって、フロート法でガラス板を成形することが困難であった。

【0006】

詳述すると、フロート法は、溶融ガラスを溶融錫上に浮遊させることによって板状に成形する方法であり、溶融錫浴に導入する溶融ガラスの粘度は１０^４．０ｄＰａ・ｓ程度である。よって、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が高いと、溶融錫浴を高温で操業する必要がある。溶融錫浴を高温で操業すると、溶融錫が溶融窯内の雰囲気に蒸発し、その雰囲気中の錫化合物の蒸気圧が上昇する。その後、溶融窯内の低温領域で錫化合物の蒸気が凝縮又は昇華して、錫化合物が溶融ガラス上に落下するため、ガラス板の表面品位が低下してしまう。

【0007】

また、溶融錫浴を高温で操業すると、錫が溶融錫から溶融ガラスに拡散して、溶融ガラスの表層の錫濃度が上昇する。この溶融ガラスを再加熱すると、溶融ガラスの表層の錫が凝集して、ガラス板の表面品位が低下してしまう。

【0008】

更に、溶融錫浴を高温で操業すると、溶融ガラスからアルカリ成分が揮発し易くなる。また、溶融錫浴を高温で操業すると、溶融錫から錫が溶融ガラスに拡散して、熱膨張係数やアルカリ移動度が変動し易くなる。結果として、イオン交換処理後に強化ガラス板の反り量が増大し易くなる。

【0009】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度を低下させ得る強化用ガラスを創案することにより、強化ガラスの表面品位を高めつつ、反り量を低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者は、種々の検討を行った結果、アルミノシリケートガラスのガラス組成を厳密に規制することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の強化用ガラスは、ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ２．２超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９３であることを特徴とする。ここで、「Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量を指す。「Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）」は、Ｎａ_２Ｏの含有量をＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量で割った値を指す。

【0011】

第二に、本発明の強化用ガラスは、ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ １０．５〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２．５％、Ｎａ_２Ｏ ３．３超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０．１〜２０％、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ １．０超〜２０％、ＺｎＯ ０〜１０％、ＺｒＯ_２ ０〜１．９％を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９０であることが好ましい。

【0012】

第三に、本発明の強化用ガラスは、ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜２０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２．５％、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２％、Ｎａ_２Ｏ ３．２〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０〜３．３％未満、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ １．０超〜５．９％、ＳｒＯ ０〜１％、ＺｎＯ ０〜５％、ＺｒＯ_２ ０〜１．９％を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９０であることが好ましい。

【0013】

第四に、本発明の強化用ガラスは、ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２．５％未満、Ｌｉ_２Ｏ ０〜２％、Ｎａ_２Ｏ １０超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０．１超〜３．３％未満、ＭｇＯ ２．５〜２０％、ＣａＯ １．０超〜５．９％、ＳｒＯ ０〜１％、ＢａＯ ０〜３％、ＺｎＯ ０〜５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．８９であることが好ましい。

【0014】

第五に、本発明の強化用ガラスは、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１２００℃以下であることが好ましい。ここで、「高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。

【0015】

第六に、本発明の強化用ガラスは、歪点が４８０〜５５０℃であることが好ましい。ここで、「歪点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。

【0016】

第七に、本発明の強化用ガラスは、４３０℃のＫＮＯ_３溶融塩で４時間浸漬させた時、表面の圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上、且つ応力深さが１０μｍ以上になることが好ましい。ここで、「圧縮応力値」及び「応力深さ」は、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から算出した値を指す。

【0017】

第八に、本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、ガラス組成として、質量％換算で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ２．２超〜３０％、Ｋ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ２．２超〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％を含有し、質量比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．５０〜０．９３であることを特徴とする。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の強化用ガラスにおいて、各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、特段の明示がない限り、％表示は質量％を指す。

【0019】

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ_２の含有量は５０〜８０％であり、好ましくは５５〜７６％、５６〜７５％、５７〜７３％、５８〜７２％、５９〜７１％、特に６０〜７０％である。ＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。また耐候性が低下するため、屋外環境に長時間暴露させた場合に、ガラス表層からアルカリ成分が溶出し、圧縮応力値が低下する虞がある。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。

【0020】

Ａｌ_２Ｏ_３は、イオン交換性能、歪点、ヤング率を高める成分であり、またクラック発生率を低下させる成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は３〜３０％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な下限含有範囲は３％以上、５％以上、９％以上、１０．５％以上、１１％以上、１１．５％以上、１２％以上、１２．５％以上、１３％以上、１４％以上、１４．５％以上、１５％以上、特に１５．５％以上である。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、フロート法等でガラス板を成形し難くなる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また耐酸性が低下して、酸処理工程に適用し難くなる。更には高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限含有範囲は２５％以下、２０％以下、１９％以下、１８．５％以下、１８％以下、１７．５％以下、特に１６％以下である。

【0021】

Ｂ_２Ｏ_３は、高温粘度や密度を低下させると共に、ガラスを安定化させて、結晶を析出させ難くし、液相温度を低下させる成分である。しかし、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、高い強化特性を得ることが困難になったり、特に応力深さが小さくなったり、イオン交換によって、ヤケと呼ばれるガラス表面の着色が発生したり、耐水性が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜２０％であり、好ましくは０〜５％、０〜４％、０〜３．５％、０〜３％、０〜２．５％、０〜２．５％未満、０〜２％、０〜１．５％、０〜１％未満、特に０〜０．５％である。

【0022】

Ｌｉ_２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であると共に、ヤング率を高める成分である。しかし、Ｎａ_２Ｏを７％以上含むガラス系において、Ｌｉ_２Ｏの含有量が極端に多くなると、圧縮応力値が低下する傾向がある。また、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こり易くなり、かえって圧縮応力値が低下する場合がある。更にＫＮＯ_３溶融塩を用いてイオン交換処理を行う場合に、ガラスからＬｉイオンがＫＮＯ_３溶融塩に溶出して、ＫＮＯ_３溶融塩の寿命が短くなるという問題が生じる。よって、Ｌｉ_２Ｏの好適な含有量は０〜２.５％、０〜２％、０〜１．７％、０〜１．５％、０〜１％、０〜１％未満、０〜０．５％、０〜０．３％、０〜０．１％、特に０〜０．０５％である。

【0023】

Ｎａ_２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であり、更に耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性、熱膨張係数、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ_２Ｏの下限含有範囲は２．２％超であり、好ましくは３．２％以上、３．３％超、３．６％超、５％以上、５．１％以上、７％以上、７％超、８％以上、９％以上、１０％超、１１％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、特に１５％以上である。一方、Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ_２Ｏの上限含有範囲は３０％以下であり、好ましくは２５％以下、２３％以下、２１％以下、２０％以下、１９．５％以下、１９％以下、１８．９％以下、１８．５％以下、１８．２％以下、１８％以下、１７．５％以下、特に１７％以下である。

【0024】

Ｋ_２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、特にアルカリ金属酸化物の中では応力深さを増大させ易い成分である。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更に耐失透性を改善する成分でもある。しかし、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｋ_２Ｏの上限含有範囲は２０％以下であり、好ましくは１３．９％以下、１０％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３．３％未満、３％以下、２％以下、特に２％未満である。なお、Ｋ_２Ｏを導入する場合、好適な添加量は０．１％以上、０．５％以上、１％以上、１．５％以上、特に２％以上である。また、Ｋ_２Ｏの添加をできるだけ回避する場合は、Ｋ_２Ｏの好適な上限含有範囲は１％以下、１％未満、０．１％以下、特に０．０５％以下である。

【0025】

Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏは、アルカリ酸化物の内、最も安価に導入し得る２成分であり、また高温粘度を低下させて、イオン交換を促進する成分である。Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏの合量）の好適な下限含有範囲は３％以上、５％以上、８％以上、１０％以上、１２％以上、１５％以上、１６％以上、特に１７％以上である。しかし、Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏが多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり易く、また化学的耐久性が低下し易くなる。よって、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの好適な上限含有範囲は４０％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１９％以下、特に１７％以下である。

【0026】

ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。よって、ＭｇＯの下限含有範囲は２．２％超であり、好ましくは２．５％以上、３％以上、３．５％以上、４％超、特に４．５％以上である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり易く、またガラスが失透し易くなる傾向がある。よってＭｇＯの上限含有範囲は２０％以下であり、好ましくは１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。

【0027】

ＣａＯは、他の成分と比較して、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める効果が大きい成分である。ＣａＯの含有量は０〜２０％であり、好適な下限含有範囲は１％超、１．５％以上、２％超、２％以上、２．５％以上、３％以上、３．５％以上、特に４％以上である。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下し易くなったり、イオン交換性能が低下したり、イオン交換溶液を劣化させ易くなる傾向がある。よって、ＣａＯの好適な上限含有範囲は１５％以下、１０％以下、８％以下、５．９％以下、特に５％以下である。

【0028】

モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３を大きくすると、高温粘度が低下して、溶融性や成形性を高めることができる。よって、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、１．０以上、１．１以上、１．２０以上、１．３以上、１．４以上、特に１．５以上である。一方、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３が大き過ぎると、強化特性が低下し易くなる。よって、モル比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は３．０以下、２．５以下、特に２．０以下である。ここで、「（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３」は、ＭｇＯとＣａＯの合量をＡｌ_２Ｏ_３の含有量で割った値を指す。

【0029】

モル比（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）を小さくすると、歪点を高め易くなる。よって、モル比（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の好適な上限範囲は３．５以下、３．０以下、２．５以下、２．０以下、１．８以下、１．７以下、特に１．６以下である。ここで、「（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）」は、Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏの合量ＭｇＯとＣａＯの合量で割った値を指す。

【0030】

ＳｒＯとＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であるが、それらの含有量が多過ぎると、イオン交換反応が阻害され易くなることに加えて、密度や熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、ＳｒＯとＢａＯの好適な含有量は、それぞれ０〜５％、０〜３％、０〜２％、０〜１．５％、０〜１％、０〜０．５％、０〜０．１％、特に０〜０．１％未満である。

【0031】

質量比Ｎａ_２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）の下限範囲は０．５０以上であり、好ましくは０．５１以上、０．５２以上、０．５３以上、０．５４以上、特に０．５５以上である。質量比Ｎａ_２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が小さ過ぎると、圧縮応力層の圧縮応力値や応力深さが小さくなり易い。一方、質量比Ｎａ_２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）が大き過ぎると、化学的耐久性が低下したり、高温粘度における温度が高くなる虞がある。よって、質量比Ｎａ_２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）の上限範囲は０．９３以下であり、好ましくは０．９０以下、０．８９以下、特に０．７８以下である。

【0032】

上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。

【0033】

ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力値を高める効果が大きい成分である。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなったり、応力深さが小さくなる傾向がある。よって、ＺｎＯの好適な含有量は０〜１０％、０〜６％、０〜５％、０〜３％、特に０〜１％である。

【0034】

ＴｉＯ_２は、イオン交換性能を高める成分であり、また高温粘度を低下させる成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、失透し易くなる。よって、ＴｉＯ_２の含有量は０〜４．５％、０〜１％未満、０〜０．５％、特に０〜０．３％が好ましい。

【0035】

ＺｒＯ_２は、イオン交換性能を高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、耐失透性が著しく低下する虞があり、また密度が高くなり過ぎる虞もある。よって、ＺｒＯ_２の好適な含有量は０〜１０％、０〜５％、０〜４％、０〜３％、０〜１．９％、特に０．００１〜１％である。

【0036】

Ｐ_２Ｏ_５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に応力深さを大きくする成分である。しかし、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐水性が低下し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の好適な含有量は０〜２０％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．５％である。

【0037】

ＳｎＯ_２は、イオン交換性能を高める成分であり、またオーバーフローダウンドロー法において、清澄剤として有用な成分である。しかし、ＳｎＯ_２の含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＳｎＯ_２の好適な含有量は０〜３％、０〜１％、０〜０．１％、特に０〜０．０１％である。なお、清澄剤として導入する場合、ＳｎＯ_２の含有量は、好ましくは０．０１％以上、特に０．１％以上である。

【0038】

ＳＯ_３は、フロート法で成形する場合に、清澄剤として有用な成分である。ＳＯ_３の含有量は、好ましくは０〜１％、０〜０.５％、０．０１〜０．２％、特に０．０５〜０．１％である。

【0039】

Ｃｌは清澄剤として作用する成分である。Ｃｌの含有量は、好ましくは０〜０．１％、０〜０．０９％、０〜０．０８％、特に０〜０.０６％である。なお、清澄剤として導入する場合、Ｃｌの含有量は０．００５％以上が好ましい。

【0040】

ＣｅＯ_２は、清澄剤及び消色剤として作用する成分である。ＣｅＯ_２の含有量は、好ましくは０〜１％、０〜０．５％、０〜０．４％、特に０〜０．１％である。

【0041】

Ｆｅ_２Ｏ_３は、清澄剤として作用する成分であるが、ガラスを着色させる成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．１％未満、０．０８％未満、０．０６％未満、０．０４％未満、０．０３％未満、０．０２％未満、特に０．０１５％未満である。

【0042】

Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の好適な含有量は３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。

【0043】

本発明の強化用ガラスは、環境的配慮から、ガラス組成として、実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＰｂＯ、及びＦを含有しないことが好ましい。また、環境的配慮から、実質的にＢｉ_２Ｏ_３を含有しないことも好ましい。「実質的に〜を含有しない」とは、ガラス成分として積極的に明示の成分を添加しないものの、不純物レベルの添加を許容する趣旨であり、具体的には、明示の成分の含有量が０．０５％未満の場合を指す。

【0044】

本発明の強化用ガラスは、例えば、下記の特性を有することが好ましい。

【0045】

熱膨張係数は、好ましくは５０×１０^−７〜１１０×１０^−７／℃、７０×１０^−７〜１００×１０^−７／℃、７５×１０^−７〜９５×１０^−７／℃、特に８０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃である。熱膨張係数が上記範囲外になると、熱衝撃によってガラスが破損し易くなるため、イオン交換処理前の予熱工程やイオン交換処理後の徐冷工程の時間を短縮することができる。結果として、強化ガラスの製造コストを低廉化することができる。また、金属、有機系接着剤等の周辺部材の熱膨張係数に整合させ易くなり、周辺部材の剥離を防止することができる。なお、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を増量すれば、熱膨張係数が高くなり、逆にアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を低減すれば、熱膨張係数が低くなる。ここで、「熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値を指す。

【0046】

密度は、好ましくは２．６０ｇ／ｃｍ^３以下、２．５５ｇ／ｃｍ^３以下、２．５０ｇ／ｃｍ^３以下、２．４８ｇ／ｃｍ^３以下、２．４６ｇ／ｃｍ^３以下、特に２．４５ｇ／ｃｍ^３以下である。密度が低い程、強化用ガラスを軽量化することができる。なお、ガラス組成中のＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５の含有量を増量したり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２の含有量を減量すれば、密度が低下し易くなる。

【0047】

歪点は、好ましくは４８０℃以上、４９０℃以上、５００℃以上、５１０℃超、５２０℃以上、５３０以上、特に５４０℃以上である。歪点が低過ぎると、イオン交換処理後に強化特性のバラツキや熱変形が大きくなる。一方、歪点が高過ぎると、良好な強化特性を得るためにイオン交換液、特にＫＮＯ_３溶融塩の温度を高くしなければならず、イオン交換設備の初期投資や維持費用が高騰し易くなる。よって、歪点は、好ましくは６５０℃以下、６００℃以下、５８０℃以下、特に５５０℃以下である。なお、ガラス組成中のＢ_２Ｏ_３、アルカリ金属酸化物の含有量を増量すれば、歪点が低くなり易く、逆にＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を増量すれば、歪点が上昇し易くなる。

【0048】

高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１２５０℃以下、１２２０℃以下、１２００℃以下、１１５０℃以下、１１００℃以下、特に１０５０℃以下である。高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が高過ぎると、フロート法でガラス板を成形する際に、溶融錫が溶融錫浴内の雰囲気中に蒸発し易くなるため、溶融錫浴内の低温領域で錫化合物が溶融ガラス上に落下して、ガラス板の表面品位が低下し易くなる。また溶融ガラスからアルカリ成分が揮発し易くなると共に、溶融錫から錫が溶融ガラスに拡散し易くなるため、イオン交換処理後に強化ガラス板の反り量が増大し易くなる。更に成形設備の負荷が軽減されて、成形設備の長寿命化を図り易くなる。なお、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は、成形温度に相当する。また、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の含有量を増量したり、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を減量すれば、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。

【0049】

高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１６００℃以下、１５５０℃以下、１５００℃以下、１４５０℃以下、特に１４００℃以下である。高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温溶融が可能になり、溶融設備の負荷が軽減されて、溶融設備の長寿命化を図り易くなる。また泡品位を高め易くなる。結果として、高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、強化用ガラスの製造コストを低廉化し易くなる。ここで、「１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、例えば、白金球引き上げ法で測定可能である。なお、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当する。また、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の含有量を増量したり、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を減量すれば、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。

【0050】

液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１１１０℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下、特に９００℃以下である。ここで、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、白金ボートを取り出し、顕微鏡観察により、ガラス内部に失透（結晶異物）が認められた最も高い温度を指す。なお、液相温度が低い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３の含有量を増量したり、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２の含有量を減量すれば、液相温度が低下し易くなる。

【0051】

液相粘度は、好ましくは１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．３ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．３ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．７ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^６．０ｄＰａ・ｓ以上である。ここで、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。なお、液相粘度が高い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの含有量を増量したり、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２の含有量を減量すれば、液相粘度が高くなり易い。

【0052】

本発明の強化用ガラスは、４３０℃のＫＮＯ_３溶融塩で４時間浸漬させた時、表面の圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上（望ましくは４００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上、９５０ＭＰａ以上、特に１０００ＭＰａ以上）、且つ応力深さが１０μｍ以上（望ましくは１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、特に４５μｍ以上）になることが好ましい。このようにすれば、イオン交換処理後に強化ガラスの機械的強度が高くなる。

【0053】

本発明の強化用ガラスは、平板形状、つまりガラス板であることが好ましい。このようにすれば、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、太陽電池のカバーガラス、或いはディスプレイ、特にタッチパネルディスプレイのガラス基板に適用し易くなる。また、本発明の強化用ガラスは、意匠性を高めるために、屈曲部及び／又は湾曲部を有する形状であってもよい。このような形状は、軟化点以上の温度でガラス板を熱変形させることで作製可能であり、また溶融ガラスを成形型に流し込み、必要に応じて押圧プレスすることでも作製可能である。

【0054】

本発明の強化用ガラスにおいて、厚み（平板形状の場合、板厚）は、好ましくは４．０ｍｍ以下、３．２ｍｍ以下、２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下である。厚みが薄い程、ガラスを軽量化し易くなり、ガラスを熱により曲げ易くなる。一方、厚みが薄過ぎると、所望の機械的強度を得難くなる。よって、厚みは、好ましくは０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以上、０．４ｍｍ以上、特に０．５ｍｍ以上である。

【0055】

本発明の強化ガラスは、上記強化用ガラスをイオン交換処理することにより作製可能である。

【0056】

本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有している。圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは３００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上、９５０ＭＰａ以上、特に１０００ＭＰａ以上である。圧縮応力値が大きい程、強化ガラスの機械的強度が高くなる。一方、表面に極端に大きな圧縮応力が形成されると、強化ガラスに内在する引っ張り応力が極端に高くなり、イオン交換処理前後の寸法変化が大きくなる虞がある。このため、圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは１５００ＭＰａ以下、１４００ＭＰａ以下、１３００ＭＰａ以下、１２００ＭＰａ以下、特に１１００ＭＰａ以下である。なお、ガラス組成中のＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増量したり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を減量すれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を短くしたり、イオン交換温度を下げれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。

【0057】

応力深さは、好ましくは１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、特に４０μｍ以上である。応力深さが大きい程、強化ガラスに深い傷が付いても、強化ガラスが割れ難くなると共に、機械的強度のバラツキが小さくなる。一方、応力深さが大きい程、強化ガラスを切断し難くなる。また強化ガラスに内在する引っ張り応力が極端に高くなり、イオン交換処理前後で寸法変化が大きくなる虞がある。よって、応力深さは、好ましくは７０μｍ以下、６０μｍ以下、特に５０μｍ以下である。なお、ガラス組成中のＫ_２Ｏ、Ｐ_２Ｏ_５の含有量を増量したり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を減量すれば、応力深さが大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を長くしたり、イオン交換温度を上げれば、応力深さが大きくなる傾向がある。

【0058】

内部の引っ張り応力値は、好ましくは１５０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以下、１２０ＰＭａ以下、１１０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以下、８０ＭＰａ以下、特に７０ＭＰａ以下である。内部の引っ張り応力値が高過ぎると、鋭利な物体と点衝突した時に、強化ガラスが自己破壊し易くなる。一方、内部の引っ張り応力値が低過ぎると、強化ガラスの機械的強度を確保し難くなる。よって、内部の引っ張り応力値は、好ましくは１ＭＰａ以上、５ＭＰａ以上、７ＭＰａ以上、特に１０ＭＰａ以上である。なお、内部の引っ張り応力は下記の数式１で算出可能である。

【0059】

【数1】

【0060】

以下のようにして、本発明の強化用ガラス及び強化ガラスを作製することができる。

【0061】

まず上記のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して、１５００〜１７００℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で平板形状等に成形し、徐冷することにより、強化用ガラスを作製することができる。

【0062】

平板形状に成形する方法として、フロート法を採用することが好ましい。フロート法は、大型のガラス板を安価に作製し得る方法である。

【0063】

フロート法以外にも、種々の成形方法を採用することができる。例えば、オーバーフローダウンドロー法、ダウンドロー法（スロットダウン法、リドロー法等）、ロールアウト法、プレス法等の成形方法を採用することができる。

【0064】

次に、得られた強化用ガラスをイオン交換処理することにより、強化ガラスを作製することができる。強化ガラスを所定寸法に切断する時期は、イオン交換処理の前でもよいが、イオン交換処理の後でもよい。

【0065】

イオン交換処理の際、イオン交換溶液（ＫＮＯ_３溶融塩）の温度、つまりイオン交換温度は３５０〜５５０℃、特に４００〜４６０℃が好ましく、イオン交換時間は０．５〜１０時間、特に１〜８時間が好ましい。このようにすれば、強化ガラスの製造効率を高めつつ、圧縮応力層を適正に形成し易くなる。なお、本発明の強化用ガラスは、上記のガラス組成を有するため、ＫＮＯ_３溶融塩とＮａＮＯ_３溶融塩の混合物等を使用しなくても、圧縮応力層の圧縮応力値や応力深さを大きくすることができる。

【実施例】

【0066】

以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

【0067】

表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１４）を示している。なお、表中の「Ｎａ／(Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ＋Ｍｇ＋Ｃａ＋Ｓｒ＋Ｂａ)」は、質量比Ｎａ_２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）を表している。

【0068】

【表1】

【0069】

次のようにして表中の各試料を作製した。まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１５５０〜１６００℃で３時間溶融した。その後、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して、平板形状に成形した。得られたガラス板について、種々の特性を評価した。

【0070】

密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。

【0071】

歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。

【0072】

軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。

【0073】

高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓ、１０^３．０ｄＰａ・ｓ、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。

【0074】

熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値である。

【0075】

液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、白金ボートを取り出し、顕微鏡観察により、ガラス内部に失透（結晶異物）が認められた最も高い温度とした。

【0076】

液相粘度ｌｏｇη_ＴＬは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。

【0077】

表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１４は、密度が２．５８ｇ／ｃｍ^３以下であるため、強化ガラスを軽量化でき、また歪点が４９０℃〜５６１℃であるため、イオン交換処理後に強化特性のバラツキや熱変形を低減することができる。また、試料Ｎｏ．１〜１４は、液相粘度が１０^４．４ｄＰａ・ｓ以上であるため、フロート法でガラス板に成形し易く、しかも１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１２０８℃以下であるため、表面品位を高めつつ、イオン交換処理後の反り量を低減することができる。更に、試料Ｎｏ．１〜１４は、高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１５４９℃以下であるため、大量のガラス板を安価に作製し得るものと考えられる。

【0078】

続いて、各試料の両表面に光学研磨を施した後、４３０℃のＫＮＯ_３溶融塩中に４時間浸漬することにより、イオン交換処理を行った。イオン交換処理後に各試料の表面を洗浄した。続いて、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと応力深さＤＯＬを算出した。算出に当たり、各試料の屈折率を１．５０、光学弾性定数を３０［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。なお、イオン交換処理の前後で、表層のガラス組成は微視的に異なるものの、ガラス全体として見た場合は、ガラス組成は実質的に相違しない。

【0079】

表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１４は、ＣＳが６５６ＭＰａ以上、ＤＯＬが１７μｍ以上であるため、機械的強度が高いものと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明の強化用ガラス及び強化ガラスは、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等のカバーガラス、或いはタッチパネルディスプレイ等のガラス基板として好適である。また、本発明の強化用ガラス及び強化ガラスは、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば窓ガラス、磁気ディスク用基板、フラットパネルディスプレイ用基板、太陽電池用カバーガラス、太陽電池用ガラス基板、固体撮像素子用カバーガラス、食器への応用が期待される。