化学强化用玻璃制造技术

本发明专利技术提供了一种化学强化用玻璃，基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，包含61‑68％的SiO2,9‑12％的Al2O3,6‑9.1％的MgO,0‑0.5％的CaO,0‑2.5％的ZrO2,14.9‑17％的Na2O,0‑1.9％的K2O,0‑1％的B2O3；且利用所述各组分的含量通过下式计算得到的R至少为0.66:R＝0.029×SiO2+0.021×Al2O3+0.016×MgO‑0.004×CaO+0.016×ZrO2+0.029×Na2O+0×K2O‑2.002。

【技术实现步骤摘要】
本申请是国家申请号为201210163163.2、申请日为2012年5月22日、标题为“制造化学强化的玻璃的方法”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用来制造化学强化的玻璃的方法，所述化学强化的玻璃适合用于例如显示器装置的保护玻璃，所述显示器装置是例如移动装置，如移动电话或个人数字助理(PDA),大尺寸平面屏幕电视机，例如大尺寸液晶电视机或者大尺寸等离子电视机，或者接触面板。
技术介绍
近年来，人们在许多情况下将保护玻璃(防护玻璃)用于显示器装置，例如移动装置、液晶电视机或者触摸面板，用来保护显示器和改进外观。对于这样的显示器装置,根据平坦设计的差异化以及减轻运输负荷的要求，需要减轻重量和减小厚度。因此，同样也要求用于保护显示器的保护玻璃很薄。但是，如果将保护玻璃的厚度制造得很薄,则强度会降低,会带来以下问题：由于例如对于固定安装类型的装置，物体下落或者飞行带来的冲击，或者对于便携类型的装置，在使用过程中掉落造成的冲击，使得保护玻璃本身破碎,因而保护玻璃无法再实现保护显示器装置的主要作用。为了解决上述问题，可以想到提高保护玻璃的强度，作为此类方法，众人皆知的是在玻璃表面上形成压缩应力层的方法。作为在玻璃表面上形成压缩应力层的方法，典型的是：空气冷却强化法(物理回火法)，该方法通过空气冷却等方式使加热至接近软化点的玻璃板表面骤冷；或者化学强化法，该方法在比玻璃化转变点低的温度下，通过离子交换，用较大离子半径的碱金属离子(通常是K离子)交换玻璃板表面上的具有较小离子半径的碱金属离子(通常是Li离子或Na离子)。如上所述，要求保护玻璃的厚度很薄。但是，若将上述空气骤冷强化法应用于厚度小于1毫米(这是保护玻璃所要求的厚度)的薄玻璃板，则表面与内部间的温差往往无法产生，由此会对形成压缩应力层带来困难，故无法获得所需的高强度性质。因此，一般使用经后一种化学强化法强化的保护玻璃。作为此类保护玻璃，广泛使用经化学强化的钠钙玻璃(例如专利文献1)。钠钙玻璃很廉价，具有以下特征：通过化学强化在玻璃的表面处形成的压缩应力层的表面压缩应力S可至少为200兆帕,但是问题在于，很难制得厚度t至少为30微米的压缩应力层。因此,人们提出对不同于钠钙玻璃的SiO2-Al2O3-Na2O类玻璃进行化学强化，用于所述保护玻璃(例如专利文献2)。所述SiO2-Al2O3-Na2O型玻璃的特征在于，其不仅能够获得至少为200兆帕的上述的S，而且还可以获得至少30微米的上述的t。现有技术文献专利文献专利文献1：JP-A-2007-11210专利文献2：美国专利申请公开第2008/0286548号
技术实现思路
技术问题在上述专利申请等文献中,通常通过以下方式进行离子交换处理，从而实现化学强化：将含钠(Na)的玻璃浸泡在熔融的钾盐中，作为这样的钾盐，可以使用硝酸钾或者硝酸钾与硝酸钠的混合盐。在此离子交换处理中，用熔盐中的钾(K)对玻璃中的Na进行离子交换。因此，如果使用相同的熔盐重复进行所述离子交换处理，则熔盐中的Na浓度会增大。如果熔盐中的Na浓度增大,则化学强化的玻璃的表面压缩应力S减小,由此带来以下问题：需要严格观察熔盐中的Na浓度，频繁地对熔盐进行替换,使得化学强化玻璃的S不会低于所需的值。人们需要降低所述熔盐的替换频率,本专利技术的目的是提供用来制造化学强化的玻璃的方法，从而解决所述问题。解决问题的方法本专利技术提供了一种制造化学强化的玻璃的方法，该方法包括：重复进行将玻璃浸泡在熔盐中的离子交换处理，从而制得化学强化的玻璃,基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，所述玻璃包含61-77％的SiO2,1-18％的Al2O3,3-15％的MgO,0-5％的CaO,0-4％的ZrO2,8-18％的Na2O和0-6％的K2O；SiO2和Al2O3的总量为65-85％；MgO和CaO的总量为3-15％；利用所述各组分的含量通过下式计算得到的R至少为0.66(下文有时称作第一专利技术)。另外，此处使用的玻璃可以称作本专利技术的第一玻璃，并且，例如，下式中的SiO2是用摩尔百分数表示的SiO2含量。R＝0.029×SiO2+0.021×Al2O3+0.016×MgO-0.004×CaO+0.016×ZrO2+0.029×Na2O+0×K2O-2.002。本专利技术的第一玻璃中SiO2,Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,Na2O和K2O的总量通常至少为98.5％。另外，本专利技术还提供了一种制造化学强化的玻璃的方法，该方法包括：重复进行将玻璃浸泡在熔盐中的离子交换处理，从而制得化学强化的玻璃,基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，所述玻璃包含61-77％的SiO2,1-18％的Al2O3,3-15％的MgO,0-5％的CaO,0-4％的ZrO2,8-18％的Na2O，0-6％的K2O以及至少一种选自B2O3、SrO和BaO的组分；SiO2和Al2O3的总量为65-85％；MgO和CaO的总量为3-15％；利用所述各组分的含量通过下式计算得到的R’至少为0.66(下文有时称作第二专利技术)。另外，此处使用的玻璃可以称作本专利技术的第二玻璃。R’＝0.029×SiO2+0.021×Al2O3+0.016×MgO-0.004×CaO+0.016×ZrO2+0.029×Na2O+0×K2O+0.028×B2O3+0.012×SrO+0.026×BaO-2.002。本专利技术的第二玻璃中SiO2,Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,Na2O,K2O,B2O3,SrO和BaO的总量通常至少为98.5％。另外，本专利技术还提供了一种制造化学强化的玻璃的方法，该方法包括：重复进行将玻璃浸泡在熔盐中的离子交换处理，从而制得化学强化的玻璃,基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，所述玻璃包含61-77％的SiO2,1-18％的Al2O3,3-15％的MgO,0-5％的CaO,0-4％的ZrO2,8-18％的Na2O，0-6％的K2O以及至少一种选自B2O3、SrO、BaO、ZnO、Li2O和SnO2的组分；SiO2和Al2O3的总量为65-85％；MgO和CaO的总量为3-15％；利用所述各组分的含量通过下式计算得到的R”至少为0.66(下文有时称作第三专利技术)。另外，此处使用的玻璃可以称作本专利技术的第三玻璃。R”＝0.029×SiO2+0.021×Al2O3+0.016×MgO-0.004×CaO+0.016×ZrO2+0.029×Na2O+0×K2O+0.028×B2O3+0.012×SrO+0.026×BaO+0.019×ZnO+0.033×Li2O+0.032×SnO2-2.002。本专利技术的第三玻璃中SiO2,Al2O3,MgO,CaO,ZrO2,Na2O,K2O,B2O3,SrO,BaO,ZnO,Li2O和SnO2的总量通常至少为98.5％。另外，本专利技术还提供了一种制造化学强化的玻璃的方法，该方法包括：重复进行将玻璃浸泡在熔盐中的离子交换处理，从而制得化学强化的玻璃,基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，所述玻璃包含62-77％的SiO2,1-18％的Al2O3,3-15％的MgO,0-5％的CaO,0-4％的ZrO2和8-18％的Na2O；SiO2和Al2O3的总量为65-85％；MgO和CaO的总量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学强化用玻璃，基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，包含61‑68％的SiO2,9‑12％的Al2O3,6‑9.1％的MgO,0‑0.5％的CaO,0‑2.5％的ZrO2,14.9‑17％的Na2O,0‑1.9％的K2O,0‑1％的B2O3；且利用所述各组分的含量通过下式计算得到的R至少为0.66:R＝0.029×SiO2+0.021×Al2O3+0.016×MgO‑0.004×CaO+0.016×ZrO2+0.029×Na2O+0×K2O‑2.002。

【技术特征摘要】
2011.05.23 JP 2011-114783;2011.11.11 JP 2011-247761.一种化学强化用玻璃，基于以下氧化物，以摩尔百分数表示，包含61-68％的SiO2,9-12％的Al2O3,6-9.1％的MgO,0-0.5％的CaO,0-2.5％的ZrO2,14.9-17％的Na2O,0-1.9％的K2O,0-1％的B2O3；且利用所述各组分的含量通过下式计算得到的R至少为0.66:R＝0.029×SiO2+0.021×Al2O3+0.016×M...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤淳，秋叶周作，小野和孝，泽村茂辉，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP