一种化学强化玻璃及其制造方法，其在表层具有通过离子交换法形成的压缩应力层，其中，在表面具有研磨伤痕，纹理方向指数(Stdi)为0.30以上，距离玻璃最表面的深度X的区域处的氢浓度Y在X＝0.1～0.4(μm)的范围中满足下述关系式(I)，通过球环试验测得的面强度F(N)相对于玻璃板的板厚t(mm)为F≥1400×t2，Y＝aX+b (I)，式(I)中各符号的含义如下：Y：氢浓度(H2O换算，mol/L)，X：距离玻璃最表面的深度(μm)，a：‑0.300以上，b：0.220以下。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2014年7月15日、申请号为201480005222.0、专利技术名称为“化学强化玻璃及其制造方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及化学强化玻璃及其制造方法。
技术介绍
在数码相机、移动电话或携带信息终端PDA(PersonalDigitalAssistants)等平板显示装置中，为了保护显示器及提高美观，将薄板状的保护玻璃以成为比图像显示部分更宽的区域的方式配置在显示器的前表面。玻璃虽然理论强度高，但如果受到损伤则会导致强度大幅下降，因此对于要求强度的保护玻璃，使用通过离子交换等在玻璃表面上形成有压缩应力层的化学强化玻璃。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变薄。因此，为了满足该目的，对保护玻璃的表面和端面均要求进一步的强度。为了提高化学强化玻璃的强度，以往已知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，已知玻璃中的氢(水分)的存在会导致玻璃的强度下降(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,“高二氧化硅玻璃的裂纹钝化(CrackBluntingofHigh-SilicaGlass)”,JournaloftheAmericanCeramicSociety,第65卷,第8期,(1982),368-371非专利文献2：Won-TaekHan等,“二氧化硅玻璃中残余水对静态疲劳的影响(Effectofresidualwaterinsilicaglassonstaticfatigue)”,JournalofNon-CrystallineSolids,127,(1991)97-104
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术人等发现，有时在化学强化后玻璃的强度下降，其主要原因在于因气氛中的水分侵入玻璃表层而导致产生化学缺陷。另外发现该现象并不限于化学强化，在玻璃的制造工序中经过升温工序也会导致产生该现象。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、或浸渍在氢氟酸等中而进行蚀刻处理等方法，从而将含有水分的层削去。然而，有可能因研磨而导致玻璃表面受损、强度反而下降。另外在玻璃表面有潜伤的情况下，如果使用氢氟酸等进行蚀刻处理，则有可能潜伤扩大而产生由凹坑引起的外观不良。另外，氢氟酸就安全方面而言必须注意操作。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下降的现象的化学强化玻璃。用于解决课题的手段本专利技术人等发现，将化学强化玻璃的表层中的氢浓度分布设定为特定的范围，且玻璃表面的纹理方向指数(Stdi)为特定值以上，由此即使对玻璃表面进行研磨，玻璃的面强度也飞跃性地提高，从而完成本专利技术。即，本专利技术如下所述。[1]一种化学强化玻璃，其在表层具有通过离子交换法形成的压缩应力层，其中在表面具有研磨伤痕，纹理方向指数(Stdi)为0.30以上，距离玻璃最表面的深度X的区域处的氢浓度Y在X＝0.1～0.4(μm)的范围中满足下述关系式(I)，通过球环试验在下述条件下测得的面强度F(N)相对于玻璃板的板厚t(mm)为F≥1400×t2，Y＝aX+b(I)式(I)中各符号的含义如下：Y：氢浓度(H2O换算，mol/L)，X：距离玻璃最表面的深度(μm)，a：-0.300以上，b：0.220以下，球环试验条件：将板厚t(mm)的玻璃板配置在直径30mm、接触部具有曲率半径2.5mm的圆弧的不锈钢环上，在使直径10mm的钢球体接触该玻璃板的状态下，将该球体在静态载荷条件下负载于该环的中心，将玻璃被破坏时的破坏载荷(单位N)作为BOR强度，将该BOR强度的20次测定平均值作为面强度F，其中，将玻璃的破坏起点距离该球体的载荷点2mm以上的情形从用于算出平均值的数据中排除。[2]根据上述[1]所述的化学强化玻璃，其中，所述玻璃为铝硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃或钠钙玻璃。[3]根据上述[1]或[2]所述的化学强化玻璃，其中，纹理纵横比(Str20)为0.10以上。[4]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：在直至所述离子交换之前将玻璃表面研磨的工序，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。[5]由上述[4]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，将玻璃表层中的氢浓度分布设定为特定的范围，且玻璃表面的纹理方向指数(Stdi)为特定值以上，从而能够大幅提高玻璃的面强度。附图说明图1为用于说明球环试验的方法的概略图。图2(a)-(d)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3为对实施例1～2、比较例1～2中得到的各化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行绘图所得的曲线图。图4为用于由将实施例1中得到的化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行绘图所得的曲线图导出关系式(I)的说明图。图5为用于由将比较例1中得到的化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行绘图所得的曲线图导出关系式(I)的说明图。图6为实施例1的玻璃表面的AFM图像。图7为实施例2的玻璃表面的AFM图像。图8为实施例3的玻璃表面的AFM图像。图9为比较例1的玻璃表面的AFM图像。图10为比较例2的玻璃表面的AFM图像。图11为比较例3的玻璃表面的AFM图像。图12为参考例1的玻璃表面的AFM图像。图13为参考例2的玻璃表面的AFM图像。图14为实施例1和比较例1中得到的各化学强化玻璃的BOR强度评价的威布尔图。具体实施方式以下详细地说明本专利技术，但本专利技术并不限定于以下的实施方式，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形成的压缩应力层的化学强化玻璃，其特征在于，距离玻璃最表面一定深度的区域处的氢浓度满足后述的关系式(I)，且在玻璃表面有研磨伤痕。所谓压缩应力层，是指通过使作为原料的玻璃与硝酸钾等无机盐接触而使玻璃表面的Na离子与无机盐中的K离子进行离子交换，从而形成的高密度层。关于本专利技术的化学强化玻璃，玻璃表层中的氢浓度分布在特定的范围内。具体而言，距离玻璃最表面的深度X的区域处的氢浓度Y在X＝0.1～0.4(μm)的范围中满足下述关系式(I)，Y＝aX+b(I)式(I)中各符号的含义如下：Y：氢浓度(H2O换算，mol/L)，X：距离玻璃最表面的深度(μm)，a：-0.300以上，b：0.220以下。关于玻璃的强度，已知玻璃中的氢(水分)的存在会导致玻璃的强度下降，本专利技术人等发现，在化学强化处理后有时强度会下降，其主要原因在于因气氛中的水分侵入玻璃而导致产生化学缺陷。另外还发现该现象并不限于化学强化，在玻璃的制造工序中经过升温工序也会导致产生该现象。认为如果玻璃中的氢浓度高，则氢以Si-OH的形式进入玻璃的Si-O-Si的键合网络中本文档来自技高网...
【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形成的压缩应力层，其中具有如下(i)或(iii)所示的组成，在所述化学强化玻璃的两面中，通过下述测定方法测定的纹理方向指数(Stdi)为0.30以上，距离所述化学强化玻璃最表面的深度X的区域处的氢浓度Y在X＝0.1～0.4μm的范围中满足下述关系式(I)，且通过球环试验在下述条件下测得的面强度F相对于玻璃板的板厚t为F≥1400×t2，其中所述面强度F的单位为N，所述板厚t的单位为mm，Y＝aX+b (I)式(I)中各符号的含义如下：Y：以H2O换算的氢浓度，单位为mol/L，X：距离玻璃最表面的深度，单位为μm，a：‑0.300以上，b：0.220以下，玻璃组成：(i)以mol％表示的组成计，含有SiO2 50～80％、Al2O3 2～25％、Li2O 0～10％、Na2O 0～18％、K2O 0～10％、MgO 0～15％、CaO 0～5％和ZrO2 0～5％的玻璃，(iii)以mol％表示的组成计，含有SiO2 68～80％、Al2O3 4～10％、Na2O 5～15％、K2O 0～1％、MgO 4～15％和ZrO2 0～1％的玻璃，纹理方向指数(Stdi)的测定方法：首先通过原子力显微镜，测定模式：非接触模式，扫描尺寸：10μm×5μm，色标：±1nm，扫描速度：1Hz，悬臂：非接触悬臂，从而取得形状图像，其后使用图像解析软件，实施所述形状图像的匀整化处理和ISO值为2.0μm情形下的L‑过滤处理，通过粗糙度解析而求出纹理方向指数(Stdi)，球环试验条件：将板厚t的玻璃板配置在直径30mm、接触部具有曲率半径2.5mm的圆弧的不锈钢环上，在使直径10mm的钢球体接触该玻璃板的状态下，将该球体在静态载荷条件下负载于该环的中心，将玻璃被破坏时的破坏载荷作为BOR强度，将该BOR强度的20次测定平均值作为面强度F，其中所述板厚t的单位为mm，且所述破坏载荷的单位为N，其中，将玻璃的破坏起点距离该球体的载荷点2mm以上的情形从用于算出平均值的数据中排除。...
【技术特征摘要】
2013.07.19 JP 2013-1511161.一种化学强化玻璃，其在表层具有通过离子交换法形成的压缩应力层，其中具有如下(i)或(iii)所示的组成，在所述化学强化玻璃的两面中，通过下述测定方法测定的纹理方向指数(Stdi)为0.30以上，距离所述化学强化玻璃最表面的深度X的区域处的氢浓度Y在X＝0.1～0.4μm的范围中满足下述关系式(I)，且通过球环试验在下述条件下测得的面强度F相对于玻璃板的板厚t为F≥1400×t2，其中所述面强度F的单位为N，所述板厚t的单位为mm，Y＝aX+b(I)式(I)中各符号的含义如下：Y：以H2O换算的氢浓度，单位为mol/L，X：距离玻璃最表面的深度，单位为μm，a：-0.300以上，b：0.220以下，玻璃组成：(i)以mol％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，(iii)以mol％表示的组成计，含有SiO268～80％、Al2O34～10％、Na2O5～15％、K2O0～1％、MgO4～15％和ZrO20～1％的玻璃，纹理方向指数(Stdi)的测定方法：首先通过原子力显微镜，测定模式：非接触模式，扫描尺寸：10μm×5μm，色标：±1nm，扫描速度：1Hz，悬臂：非接触悬臂，从而取得形状图像，其后使用图像解析软件，实施所述形状图像的匀整化处理和ISO值为2.0μm情形下的L-过滤处理，通过粗糙度解析而求出纹理方向指数(Stdi)，球环试验条件：将板厚t的玻璃板配置在直径30mm、接触部具有曲率半径2.5mm的圆弧的不锈钢环上，在使直径10mm的钢球体接触该玻璃板的状态下，将该球体在静态载荷条件下负载于该环的中心，将玻璃被破坏时的破坏载荷作为BOR强度，将该BOR强度的20次测定平均值作为面强度F，其中所述板厚t的单位为mm，且所述破坏载荷的单位为N，其中，将玻璃的破坏起点距离该球体的载荷点2mm以上的情形从用于算出平均值的数据中排除。2.根据权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，在所述化学强化玻璃的两面中，通过下述测定方法测定的纹理纵横比(Str20)为0.10以上，纹理...
【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，田边纪子，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。