化学强化玻璃及其制造方法技术

技术编号:13233452 阅读:72 留言:0更新日期:2016-05-14 20:49
一种化学强化玻璃,其在表层具有通过离子交换法而形成的压应力层,其中,自玻璃的最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y在X=0.1~0.4(μm)的情况下满足下述关系式(I),并且,连接正面主面和背面主面的端面的算术平均粗糙度Ra为300nm以下,Y=aX+b(I);其中,Y:氢浓度(以H2O换算,mol/L);X:自玻璃最外表面起算的深度(μm);a:-0.255~-0.005;b:0.020~0.215。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及。
技术介绍
在数码相机、移动电话或便携式信息终端PDA(F*ersonal Digital Assistants)等 平板显示装置中,为了保护显示器和提高美观,进行将较薄的板状的保护玻璃W达到比图 像显示部分更广的区域的方式配置在显示器的前面的操作。虽然玻璃的理论强度较高,但 会因受损而使强度大幅度降低,因此在要求强度的保护玻璃中,使用通过离子交换等而在 玻璃表面形成有压应力层的化学强化玻璃。 伴随着对平板显示装置的轻量化和薄型化的要求,要求保护玻璃本身也减薄。因 此,在保护玻璃中,为了满足该目标而对主面(正面和背面)和端面均要求更高的强度。 在此,作为玻璃的强度,玻璃主面的强度例如W面强度作为指标,玻璃端面的强度 例如W弯曲强度作为指标。 为了提高化学强化玻璃的面强度、弯曲强度,已知W往在化学强化处理后实施表 面蚀刻处理(专利文献1)。 在此,关于玻璃的面强度,已知因玻璃中的氨(水分)的存在而使玻璃的面强度降 低(非专利文献1、2)。 另外,在专利文献2、3中,提出了适合于触控传感器一体型强化保护玻璃的强化保 护玻璃。其内容是通过将玻璃的组成特定化,并且对经化学强化后的强化保护玻璃的端面 实施倒角加工、或蚀刻处理而提高强化保护玻璃的弯曲强度。[000引现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特表2013-516387号公报 专利文献2:日本专利第4888845号公报 专利文献3:日本特开2011-178662号公报 非专利文献 非专利文献1: S . IT0 et. al"Crack Blunting of High-Si 1 ica Glass", Journal of the American Ceramic Society,Vol.65,No.8,(1982),368-371 非专利文献2:Won-Taek 化n et.al.,巧ffect of residual water in silica glass on static fatigue" Journal of Non-Crystalline Solids,127,(1991)97-104
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 本专利技术人发现:在化学强化后有时玻璃的面强度降低,其主要原因在于,因气氛中 的水分侵入至玻璃表层而产生化学缺陷。另外发现:该现象并不限于化学强化,在玻璃的制 造工序中也会因经过升溫工序而产生。作为除去玻璃表层的水分的方法,也考虑:通过对化学强化后的玻璃表面进行研 磨、或浸溃在氨氣酸等中而进行蚀刻处理等方法而将含有水分的层削去。但是,有可能因研 磨而使玻璃表面受损,强度反而降低。另外,在玻璃表面具有潜在损伤的情况下,在使用氨 氣酸等的蚀刻处理中,有可能使潜在损伤扩大而产生因凹痕导致的外观不良。此外,从安全 方面考虑,氨氣酸在操作时需要注意。另外,在专利文献2、3的加工方法中,端面的弯曲强度不充分。 本专利技术的目的在于提供一种虽然进行了化学强化但是能够有效地抑制玻璃的强 度降低且面强度、弯曲强度均优异的化学强化玻璃。 用于解决问题的手段 本专利技术人发现:通过将化学强化玻璃的表层的氨浓度分布设定在特定范围内,且 将端面的表面粗糖度减小至特定范围,从而使玻璃的面强度飞跃性地提高,由此完成本发 明。 旨P,本专利技术为如下所述。 <1> -种化学强化玻璃,其在表层具有通过离子交换法而形成的压应力层,其中, 自玻璃的最外表面起算深度X的区域中的氨浓度Y在X = 0.1~0.4(皿)的情况下满 足下述关系式(I),并且, 连接玻璃正面主面和背面主面的端面的算术平均粗糖度Ra为300nmW下,[002引 Y = aX+b(I) [式(I)中的各符号的含义如下所述: Y:氨浓度m出0换算,mol/L) X:自玻璃最外表面起算的深度(皿) a :-0.255~-0.005 b:0.020~0.215。] <2> 如上述<1〉所述的化学强化玻璃,其中,所述玻璃为侣娃酸盐玻璃、钢巧玻璃或侣 棚娃酸盐玻璃。 <3〉 -种化学强化玻璃的制造方法,其包括通过使玻璃接触包含硝酸钟的无机盐而使 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,[003引所述无机盐包含选自由 K2CO3、化2C03、KHC03、化HC03、K3PO4、化3P04、K2SO4、化2S04、 KOH和NaOH所构成的组中的至少一种盐,且 该制造方法包括: 在所述离子交换前,对连接玻璃正面主面和背面主面的端面进行镜面抛光的工 序;在所述离子交换后对玻璃进行清洗的工序; 在所述清洗后对玻璃进行酸处理的工序;W及 在所述酸处理后对玻璃进行碱处理的工序。 <4〉 如上述<3〉所述的制造方法,其中,通过在所述镜面抛光工序中对所述端面进行抛 光而使该端面的算术平均粗糖度Ra为300nmW下。 巧〉 -种化学强化玻璃,其为通过上述<3〉或<4〉所述的制造方法而得到的化学强化玻 璃。[004引专利技术效果 根据本专利技术的化学强化玻璃,通过将玻璃表层的氨浓度分布设定在特定范围内、 W及将端面的表面粗糖度减小至特定范围,由此可W同时大幅度提高玻璃的面强度和弯曲 强度。 另外,根据本专利技术的化学强化玻璃的制造方法,可W得到同时提高了面强度和弯 曲强度的化学强化玻璃。酸处理与碱处理可W通过浸溃在溶液中而进行处理,因此在容易 应对各种玻璃形状或大面积的玻璃的方面、可W同时处理玻璃的两面的方面,均是有效的。 另外,无论玻璃表面有无潜在损伤,均可W得到没有因凹痕导致的外观不良的化学强化玻 璃。此外,端面的镜面抛光、酸处理、碱处理中的任一工序中均不使用氨氣酸等,因此与蚀刻 处理相比安全性较高且成本低。【附图说明】 图1为用于说明球环试验的方法的概略图。 图2为表示毛刷抛光装置的构成的侧面图。 图3(a)~(e)为表示本专利技术的化学强化玻璃的制造工序的示意图。 图4为用于从对实施例1中所得到的化学强化玻璃的表层的氨浓度分布进行绘图 而得到的曲线图导出关系式(I)的说明图。 图5为用于从对比较例1中所得到的化学强化玻璃的表层的氨浓度分布进行绘图 而得到的曲线图导出关系式(I)的说明图。【具体实施方式】 W下,对本专利技术进行详细说明,但本专利技术并不限定于W下的实施方案,在不脱离本 专利技术的主旨的范围内,可W进行任意变形而实施。 <化学强化玻璃〉 本专利技术的化学强化玻璃为在表层具有通过离子交换法而形成的压应力层的化学 强化玻璃,其特征在于:自玻璃的最外表面起算的一定深度区域中的氨浓度满足下述关系 式(I),且玻璃端面的算术平均粗糖度Ra为300nmW下。 所谓压应力层,是指通过使作为原料的玻璃接触硝酸钟等无机盐而使玻璃表面的 Na离子与无机盐中的K离子进行离子交换而形成的高密度层。 本专利技术的化学强化玻璃的玻璃表层的氨浓度分布处于特定范围内。具体而言,自 玻璃的最外表面起算的深度X的区域中的氨浓度Y在X = 〇.l~〇.4(μπι)的情况下满足下述关 系式(I)。 Y = aX+b(I) [式(I)中的各符号的含义如下所述。[00创 Υ:氨浓度m出ο换算,mol/L) X:自玻璃的最外表面起算的深度(皿)a :-0.255 ~-0.本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种化学强化玻璃,其在表层具有通过离子交换法而形成的压应力层,其中,自玻璃的最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y在X=0.1~0.4(μm)的情况下满足下述关系式(I),并且,连接玻璃正面主面和背面主面的端面的算术平均粗糙度Ra为300nm以下,Y=aX+b     (I)式(I)中的各符号的含义如下所述:Y:氢浓度(以H2O换算,mol/L)X:自玻璃最外表面起算的深度(μm)a:‑0.255~‑0.005b:0.020~0.215。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:鹿岛出藤原祐辅上村直己玉井喜芳
申请(专利权)人:旭硝子株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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