化学强化玻璃及其制造方法技术

技术编号:16305064 阅读:38 留言:0更新日期:2017-09-26 23:26
本发明专利技术的目的在于提供一种面强度和弯曲强度提高的化学强化玻璃。本发明专利技术涉及一种化学强化玻璃,其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,其中,将玻璃的自最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y进行线性近似而得到的直线在X=0.1~0.4(μm)的情况下满足特定的关系式(I),且基于JIS B0601(2001年)而测定的、连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面的偏斜度(Rsk)为‑1.3以上。

Chemically strengthened glass and process for producing the same

The object of the present invention is to provide a chemically strengthened glass with improved surface strength and flexural strength. The invention relates to a chemically strengthened glass, which is on the surface is formed by ion exchange method, the pressure should be chemical force layer of glass, which will Y the concentration of hydrogen from the surface of the glass starting depth of X in the area of linear approximation obtained in linear (X = 0.1 ~ 0.4. M) under the condition of satisfying a specific relationship (I), and is based on the JIS B0601 (2001) and the end of the connection, determination of the main front surface and the back of the main glass surface between the skewness (Rsk) for more than 1.3.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学强化玻璃及其制造方法
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、移动电话或便携信息终端PDA(PersonalDigitalAssistants,个人数字助理)等平板显示器装置中,为了提高显示器的保护和美观,将薄的板状保护玻璃以成为比图像显示部分大的区域的方式配置在显示器的正面。虽然玻璃的理论强度高,但强度会因划伤而显著降低,因此,使用通过离子交换等在玻璃表面形成有压应力层的化学强化玻璃作为要求强度的保护玻璃。伴随着对平板显示器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,对于保护玻璃的主面(正面和背面)和端面均要求更高的强度。在此,作为玻璃的强度而言,玻璃主面的强度例如以面强度为指标,玻璃端面的强度例如以弯曲强度为指标。在此,关于玻璃的面强度,已知玻璃的面强度会因玻璃中的氢(水分)的存在而降低(非专利文献1、2)。现有技术文献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问题本专利技术人等发现,有时在化学强化后玻璃的面强度降低,其主要原因在于,因环境中的水分渗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,也在玻璃的制造工序中因经历升温工序而产生。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主面进行研磨等方法削去含有水分的层。然而,有可能玻璃表面因研磨而划伤,强度反而降低。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强度的降低、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等发现,通过将化学强化玻璃的表层中的氢浓度分布设定为特定范围、且将端面的偏斜度(Rsk)设定为特定范围,玻璃的面强度与弯曲强度飞跃性地提高,从而完成了本专利技术。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,其中,将玻璃的自最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y进行线性近似而得到的直线在X=0.1~0.4(μm)的情况下满足下述关系式(I),并且基于JISB0601(2001年)并使用非接触式的表面性状测定装置而测定的、连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面的偏斜度(Rsk)为-1.3以上,Y=aX+b(I)[式(I)中的各符号的含义如下所述,Y:氢浓度(H2O换算、mol/L)X:自玻璃最外表面起的深度(μm)a:-0.255~-0.005b:0.020~0.215]。<2>如上述<1>所述的化学强化玻璃,其中,连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面具有通过蚀刻处理而形成的凹部。<3>如上述<1>或<2>所述的化学强化玻璃,其中,所述玻璃为铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或铝硼硅酸盐玻璃。<4>一种化学强化玻璃的制造方法,其包含通过使玻璃与含有硝酸钾的无机盐接触而使玻璃中的Na与所述无机盐中的K进行离子交换的工序,其中,所述无机盐包含选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH和NaOH构成的组中的至少一种盐,且所述化学强化玻璃的制造方法包含:在所述离子交换之前对连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面进行蚀刻处理的工序,在所述离子交换之后对玻璃进行清洗的工序,在所述清洗之后对玻璃进行酸处理的工序,在所述酸处理之后对玻璃进行碱处理的工序。<5>如上述<4>所述的制造方法,其中,通过所述蚀刻处理工序而使得基于JISB0601(2001年)并使用非接触式的表面性状测定装置而测定的该端面的偏斜度(Rsk)为-1.3以上。<6>一种化学强化玻璃,其为通过上述<4>或<5>所述的制造方法而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,通过将玻璃表层中的氢浓度分布设定为特定范围,并且将端面的偏斜度(Rsk)设定为特定范围,可以使玻璃的面强度和弯曲强度均显著提高。另外,根据本专利技术的化学强化玻璃的制造方法,可以得到面强度和弯曲强度均提高的化学强化玻璃。酸处理和碱处理可以通过在溶液中浸渍而进行处理,因此,在容易处理各种玻璃形状或大面积的玻璃方面、可以同时对玻璃的两面进行处理方面也是有效的。附图说明图1为用于说明球环(BallonRing)试验的方法的概略图。图2(a)和图2(b)为表示玻璃端面的蚀刻状态的说明图。图3(a)~图3(g)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为用于说明倒角加工的方法的概略图。图5为表示蚀刻装置的图。图6为用于由对实施例1中得到的化学强化玻璃的表层的氢浓度分布进行绘图而得到的曲线图导出关系式(I)的说明图。图7为用于由对比较例2中得到的化学强化玻璃的表层的氢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。具体实施方式以下,对本专利技术详细地进行说明,但本专利技术并不限定于以下的实施方式,可以在不偏离本专利技术的要旨的范围内任意地进行变形而实施。需要说明的是,在本说明书中,“重量%”与“质量%”、“重量ppm”与“质量ppm”分别为同义。<化学强化玻璃>本专利技术的化学强化玻璃的特征在于,其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,并且玻璃的自最外表面起算一定深度的区域中的氢浓度满足后述的关系式(I),且玻璃端面的偏斜度(Rsk)为-1.3以上。压应力层为通过如下方式而在玻璃表层形成的高密度层:通过使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。本专利技术的化学强化玻璃的玻璃表层中的氢浓度分布在特定范围内。具体而言,玻璃的从最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y进行线性近似而得到的直线在X=0.1~0.4(μm)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。Y:氢浓度(H2O换算、mol/L)X:自玻璃的最外表面起的深度(μm)a:-0.255~-0.005b:0.020~0.215]关于玻璃的强度,已知玻璃的强度会因玻璃中的氢(水分)的存在而降低,但本专利技术人等发现,有时在化学强化处理后强度会降低,其主要原因在于,因环境中的水分渗入至玻璃中而产生化学缺陷。另外发现,该现象并不限于化学强化,也在玻璃的制造工序中因经历升温工序而产生。玻璃中的氢浓度高时,氢以Si-OH的形式进入玻璃的Si-O-Si键网络中,从而Si-O-Si键被切断。认为玻璃中的氢浓度高时,Si-O-Si键被切断的部分增多,容易产生化学缺陷,强度降低。上述关系式(I)在从最外表面起算的深度X=0本文档来自技高网...
化学强化玻璃及其制造方法

【技术保护点】
一种化学强化玻璃,其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,其中,将玻璃的自最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y进行线性近似而得到的直线在X=0.1~0.4(μm)的情况下满足下述关系式(I),并且基于JIS B0601(2001年)并使用非接触式的表面性状测定装置而测定的、连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面的偏斜度(Rsk)为‑1.3以上,Y=aX+b   (I)[式(I)中的各符号的含义如下所述,Y:氢浓度(H2O换算、mol/L)X:自玻璃最外表面起的深度(μm)a:‑0.255~‑0.005b:0.020~0.215]。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 JP 2015-0088481.一种化学强化玻璃,其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,其中,将玻璃的自最外表面起算深度X的区域中的氢浓度Y进行线性近似而得到的直线在X=0.1~0.4(μm)的情况下满足下述关系式(I),并且基于JISB0601(2001年)并使用非接触式的表面性状测定装置而测定的、连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面的偏斜度(Rsk)为-1.3以上,Y=aX+b(I)[式(I)中的各符号的含义如下所述,Y:氢浓度(H2O换算、mol/L)X:自玻璃最外表面起的深度(μm)a:-0.255~-0.005b:0.020~0.215]。2.如权利要求1所述的化学强化玻璃,其中,连接玻璃正面主面和背面主面之间的端面具有通过蚀刻处理而形成的凹部。3.如权利要求1或2所述的化学强化玻璃,其中,所述玻璃为铝硅...

【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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