化学强化玻璃的制造方法技术

一种化学强化玻璃的制造方法，包括通过使含有钠的玻璃与含有硝酸钾的无机盐接触从而将玻璃中的Na与所述无机盐中的K进行离子交换的工序，其中，所述无机盐包含选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH组成的组中的至少一种盐，且所述制造方法包括：在所述离子交换之后将玻璃清洗的工序，在所述清洗之后将玻璃进行酸处理的工序，在所述酸处理之后将玻璃进行碱处理的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学强化玻璃的制造方法
本专利技术涉及化学强化玻璃的制造方法。
技术介绍
在数码相机、手机或便携信息终端PDA(PersonalDigitalAssitants)等平板显示装置中，为了保护显示器并且提高美观，正进行以达到比图像显示部分更广的区域的方式将薄板状的保护玻璃配置于显示器的正面。玻璃的理论强度虽然高，但是由于损伤会致强度大幅降低，因此在对强度有要求的保护玻璃中，使用通过离子交换等将压缩压力层形成在玻璃表面上的化学强化玻璃。伴随着对于平板显示装置要求轻质化和薄型化，而要求保护玻璃本身也变薄。因此对于保护玻璃，为了满足该目的而对表面和端面均要求更进一步的强度。已知为了提高化学强化玻璃的强度，以往在化学强化处理后实施表面蚀刻处理(专利文献1)。此处，关于玻璃的强度，已知由于玻璃中的氢(水分)的存在而致玻璃的强度降低(非专利文献1、2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2013-516387号公报非专利文献非专利文献1：S.ITO等,“CrackBluntingofHigh-SilicaGlass(高二氧化硅玻璃的裂纹钝化)”,JournaloftheAmericanCeramicSociety(美国陶瓷学会杂志),第65卷,第8期,(1982),368-371非专利文献2：Won-TaekHan等,“Effectofresidualwaterinsilicaglassonstaticfatigue(二氧化硅玻璃中残留水对于静态疲劳的影响)”,JournalofNon-CrystallineSolids(非晶固体杂志),127,(1991)97-104
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术人等发现，化学强化处理后玻璃的强度有时降低，其主要原因是因为，气氛中的水分侵入玻璃表层从而致化学缺陷产生。而且发现，该现象并不限于化学强化，在玻璃的制造工序中由于经历升温工序即会产生该现象。作为除去玻璃表层的水分的方法，也考虑了通过将化学强化后的玻璃表面研磨、浸渍于氢氟酸等中进行蚀刻处理等方法来消除含有水分的层。但是，通过研磨会给玻璃表面造成损伤，强度反而有可能降低。进一步地，通过研磨有可能增大玻璃的翘曲。另外，在玻璃表面上存在潜伤的情况下，在使用氢氟酸等的蚀刻处理中，潜伤扩大，有可能发生因凹点而造成的外观不良。进一步地，就氢氟酸而言，从安全性方面考虑，在操作上需要注意。本专利技术的目的在于提供一种即使进行化学强化也有效地抑制玻璃的强度降低的化学强化玻璃。用于解决问题的手段本专利技术人等发现，通过含有特定的盐的无机盐进行化学强化，之后通过进行由酸和碱进行的处理，即使不研磨化学强化后的玻璃表面或不进行使用氢氟酸等的蚀刻处理，玻璃的面强度也会飞跃地提高，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所示。<1>一种化学强化玻璃的制造方法，包括通过使含有钠的玻璃与含有硝酸钾的无机盐接触从而将玻璃中的Na与所述无机盐中的K进行离子交换的工序，其中所述无机盐包含选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH组成的组中的至少一种盐，且所述制造方法包括：在所述离子交换之后将玻璃清洗的工序，在所述清洗之后将玻璃进行酸处理的工序，在所述酸处理之后将玻璃进行碱处理的工序。<2>根据<1>所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述无机盐中的钠含量为500重量ppm以上。<3>根据上述<1>或<2>所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述无机盐含有0.1摩尔％以上的K2CO3。<4>由上述<1>～<3>中任一项所述的制造方法得到的化学强化玻璃。专利技术效果根据本专利技术的化学强化玻璃的制造方法，在化学强化后即使不进行研磨、不进行使用氢氟酸等的蚀刻处理，也能够得到面强度提高的化学强化玻璃。附图说明图1(a)～(d)为示出本专利技术的化学强化玻璃的制造工序的示意图。图2为用于说明球环试验(ballonringtest)的方法的示意图。图3为将由实施例1、实施例2、比较例1、比较例2得到的各化学强化玻璃的表层的氢浓度分布(profile)进行制图之后的曲线图。图4为将由实施例3、实施例4、比较例3得到的各化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行制图之后的曲线图。图5为用于从将由实施例1得到的化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行制图所得曲线图导出关系式(I)的说明图。图6为用于从将由比较例1得到的化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行制图所得曲线图导出关系式(I)的说明图。图7为由实施例1和比较例1得到的各化学强化玻璃的BOR强度评价的威布尔图(Weibullplot)。图8为参考例1的化学强化玻璃表面的AFM图像。图9为实施例1的化学强化玻璃表面的AFM图像。图10(a)～(c)为比较例10、实施例9、比较例11的化学强化玻璃表面的扫描型电子显微镜的观察图像。具体实施方式以下详细地说明本专利技术，但是本专利技术并不限于以下的实施方式，在不脱离本专利技术主旨的范围内，可以任意地变形来实施。此处，在本说明书中，所谓“质量％”与“重量％”、“质量ppm”与“重量ppm”分别为同义词。另外，在仅记载“ppm”的情形下，表示“重量ppm”。<化学强化玻璃的制造方法>以下详细说明本专利技术的制造化学强化玻璃的方法的一个方式，但本专利技术并不限于此。(玻璃组成)本专利技术中使用的玻璃含有钠即可，只要是具有通过成形、化学强化处理能够进行强化的组成的玻璃，就可以使用各种组成。具体而言，例如可以列举：铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、碱钡玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等。玻璃的制造方法并没有特别的限定，可以通过将期望的玻璃原料投入到连续熔融炉中，将玻璃原料优选在1500～1600℃下加热熔融、澄清之后，供给到成形装置，然后将熔融玻璃成形为板状并缓慢冷却而制造。需要说明的是，对于玻璃的成形可以采用各种方法。例如可以采用：下拉法(例如溢流下拉法、流孔下引(SlotDown)法和重新引下(redraw)法等)、浮法、辊铺法(rollout)和压制法等各种成形方法。玻璃的厚度并没有特别的限制，但是为了有效地进行化学强化处理，通常优选为5mm以下，更优选为3mm以下。另外，本专利技术中使用的玻璃的形状并没有特别的限定。例如可以采用：具有均匀板厚的平板形状、在表面和背面中的至少一方具有曲面的形状、以及具有弯曲部等的立体形状等各种形状的玻璃。作为本专利技术的化学强化玻璃的组成并没有特别的限定，例如可以列举以下的玻璃的组成。(i)以摩尔％表示的组成计，含有SiO250～80％、Al2O32～25％、Li2O0～10％、Na2O0～18％、K2O0～10％、MgO0～15％、CaO0～5％和ZrO20～5％的玻璃。(ii)以摩尔％表示的组成计，含有SiO250～74％、Al2O31～10％、Na2O6～14％、K2O3～11％、MgO2～15％、CaO0～6％和ZrO20～5％，SiO2和Al2O3的含量的合计为75％以下，Na2O和K2O的含量的合计为12～25％，MgO和CaO的含量的合计为7～15％的玻璃。(iii)以摩尔％表示的组成计，含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学强化玻璃的制造方法，包括通过使含有钠的玻璃与含有硝酸钾的无机盐接触从而将玻璃中的Na与所述无机盐中的K进行离子交换的工序，其中所述无机盐包含选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH组成的组中的至少一种盐，且所述制造方法包括：在所述离子交换之后将玻璃清洗的工序，在所述清洗之后将玻璃进行酸处理的工序，在所述酸处理之后将玻璃进行碱处理的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.19 JP 2013-1511161.一种化学强化玻璃的制造方法，包括通过使含有钠的玻璃与含有硝酸钾的无机盐接触从而将玻璃中的Na与所述无机盐中的K进行离子交换的工序，其中所述无机盐包含选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4和Na2SO4组成的组中的至少一种盐，且所述制造方法包括：在所述离子交换之后将玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿岛出，藤原祐辅，玉井喜芳，铃木祐一，小林大介，世良洋一，山田拓，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP