化学强化玻璃的制造方法技术

本发明专利技术提供一种即使在高温下进行长时间的化学强化处理也不会减弱玻璃的强度，显示较深的压缩应力层(DOC)且面强度高的化学强化玻璃的制造方法。本发明专利技术涉及一种化学强化玻璃的制造方法，包括如下工序：化学强化工序，使玻璃与制成10质量％水溶液时的氢离子指数(pH)为7.5～10.5且含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者的无机盐接触而进行离子交换；和酸处理工序，使所述化学强化工序后的玻璃与氢离子指数(pH)小于7.0的酸性溶液接触而进行酸处理。

Manufacturing Method of Chemically Strengthened Glass

The present invention provides a method for manufacturing chemically strengthened glass with deep compressive stress layer (DOC) and high surface strength, which can not weaken the strength of glass even after long time chemical strengthening treatment at high temperature. The invention relates to a method for manufacturing chemically strengthened glass, which comprises the following processes: chemical strengthening process, in which the hydrogen ion index (pH) of glass is 7.5-10.5 when it is made into 10% water solution and the inorganic salt containing at least one of sodium nitrate and potassium nitrate is contacted for ion exchange; and acid treatment process, in which the hydrogen ion index (pH) of glass after the chemical strengthening process is made. The acid solution less than 7.0 was contacted for acid treatment.

【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
本专利技术涉及一种化学强化玻璃的制造方法。
技术介绍
在数码相机、手机、便携信息终端PDA(PersonalDigitalAssistants)等平板显示器装置中，为了保护显示器以及提高美观，实施了以成为大于图像显示部分的区域的方式将薄板状的罩玻璃配置于显示器的前表面。玻璃虽然理论强度高，但由于损伤会导致强度大幅降低，因此，对于要求强度的罩玻璃，使用通过离子交换等在玻璃表面形成压缩应力层的化学强化玻璃。伴随着对平板显示器装置的轻量化和薄型化的要求，需要罩玻璃自身也变薄。因此，对于罩玻璃，为了满足该目的而对表面要求进一步的强度。作为提高玻璃强度的方法之一，在专利文献1中公开了利用含有特定盐的无机盐进行化学强化后进行酸处理和碱处理的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/008763号
技术实现思路
然而，对于专利文献1中记载的方法，如果出于提高压缩应力层的深度(定义为压缩应力值成为零的深度，以下，也简称为DOC(DepthofCompression))以得到高强度的目的而在高温下进行长时间化学强化，则存在如下问题：作为副作用玻璃强度降低，并且化学强化的温度条件、时间受限制。另外，以往，通过在化学强化处理后进行研磨处理来谋求面强度的提高，但有可能由于研磨而导致玻璃表面损伤，面强度反而下降。进而，有可能由于研磨使玻璃的翘曲增大。因此，本专利技术提供一种化学强化的温度条件、时间不受限制，即使在高温下进行长时间的化学强化处理也不会减弱玻璃的强度，显示较深的DOC并且面强度高的化学强化玻璃的制造方法。本专利技术人等反复进行了深入研究，结果发现通过实施使化学强化所使用的盐的pH为规定范围的化学强化工序以及对所述化学强化工序后的玻璃进行酸处理的酸处理工序，可得到化学强化的温度条件、时间不受限制，即使在高温下进行长时间的化学强化处理也显示较深的DOC并且面强度高的化学强化玻璃，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下。1.一种化学强化玻璃的制造方法，包括如下工序：化学强化工序，使玻璃与制成10质量％水溶液时的氢离子指数(pH)为7.5～10.5且含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者的无机盐接触而进行离子交换；和酸处理工序，使所述化学强化工序后的玻璃与氢离子指数(pH)小于7.0的酸性溶液接触而进行酸处理。2.根据上述1所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，进一步包括如下工序：碱处理工序，使所述酸处理工序后的玻璃与氢离子指数(pH)超过7.0的碱性溶液接触而进行碱处理。3.根据上述1或2所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化工序是使所述玻璃与400℃以上的所述无机盐接触2小时以上而进行离子交换的工序。4.根据上述1～3中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化工序后的玻璃具有深度35μm以上的压缩应力层。5.根据上述1～4中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化工序后的玻璃通过球环试验(ボールオンリング試験)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≥1000×t2。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的圆角的由不锈钢构成的环上，在使直径10mm的由钢构成的球体与该玻璃板接触的状态下，使该球体以下降速度1mm/min下降而在该环的中心施加负载，将玻璃板被破坏时的破坏负载(单位N)设为BOR强度，将该BOR强度的20次的测定平均值设为面强度F(N)。其中，从用于计算平均值的数据中排除在玻璃板的破坏起点离开该球体的负载点2mm以上时所得的数据。本专利技术的化学强化玻璃的制造方法中，通过使用pH为规定范围的无机盐对玻璃进行化学强化，利用无机盐中的OH-将玻璃的Si-O-Si键适度地切断，在玻璃表面形成压缩应力层的表层被改性的低密度层。然后，通过进行酸处理，能够将该低密度层均匀地除去，即使不进行研磨处理，也能够有效地显著提高玻璃的面强度。因此，根据本专利技术的化学强化玻璃的制造方法，能够简单地得到化学强化的温度条件、时间不受限制，即使在高温下进行长时间的化学强化处理也显示较深的DOC并且面强度高的化学强化玻璃。附图说明图1(a)～(d)是表示本专利技术的化学强化玻璃的制造工序的示意图。图2是用于说明球环试验的方法的简图。图3A是具有表面研磨伤的玻璃表面的AFM图像，图3B是不具有表面研磨伤的玻璃表面的AFM图像。图4A是表示在玻璃面内未产生白雾的状态的图，图4B是表示在玻璃面内产生有白雾的状态的图。图5A表示实施例1和3以及比较例1中得到的化学强化玻璃的应力分布，图5B表示实施例7和8以及比较例6中得到的化学强化玻璃的应力分布，图5C表示实施例10和11以及比较例11中得到的化学强化玻璃的应力分布。图6A和图6B表示对实施例1和5以及比较例1、4和5中得到的化学强化玻璃的面强度进行评价而得的结果。图7A和图7B表示对实施例7和8以及比较例6中得到的化学强化玻璃的面强度进行评价而得的结果。图8A和图8B表示对实施例10和11以及比较例11中得到的化学强化玻璃的面强度进行评价而得的结果。具体实施方式以下，对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不限定于以下的实施方式，可以在不脱离本专利技术的主旨的范围内任意地变形而实施。在此，本说明书中，“质量％”与“重量％”、“质量ppm”与“重量ppm”分别为相同含义。另外，在仅记载为“ppm”的情况下，表示“重量ppm”。另外，本说明书中，表示数值范围的“～”以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义使用，只要没有特别说明，则以下在本说明书中“～”以同样的含义使用。＜化学强化玻璃的制造方法＞以下，对制造本专利技术的化学强化玻璃的方法(以下，也称为本专利技术的方法)的一个方案进行说明，但本专利技术并不限定于此。应予说明，只要没有特别说明，则玻璃的组成以氧化物基准的摩尔百分率计。(化学强化工序)本专利技术的方法中的化学强化工序是如下工序：使玻璃与制成10质量％水溶液时的氢离子指数(pH)为7.5～10.5且含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者的无机盐接触，将上述玻璃中的Na与上述无机盐中的K进行离子交换而在玻璃表面形成压缩应力层，并进一步形成该压缩应力层的表层发生改性而低密度化的低密度层。无机盐在制成10质量％水溶液时的氢离子指数(pH)为7.5以上，优选为8.0以上，更优选为8.5以上。另外，制成10质量％水溶液时的氢离子指数(pH)为10.5以下，优选为10.0以下，更优选为9.5以下。通过使无机盐的pH为上述范围，能够利用无机盐中的OH-将玻璃的Si-O-Si键适度地切断，在玻璃表面形成压缩应力层的表层发生改性的低密度层。无机盐的pH可在25℃下使用堀场制作所制造的便携式pH计D-71S等pH计进行测定。无机盐优选含有选自KNO2、NaNO2、K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、KOH或NaOH中的至少一种盐，可通过上述盐的含量而适当调整无机盐的pH。无机盐含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者。通过使无机盐含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者，在玻璃的应变点以下成为熔融状态，且在实施化学强化处理时的一般的温度区域容易操作。通过使无机盐含有硝酸钠，可得到CTlimit值以下且DOC大的化学强化玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学强化玻璃的制造方法，包括如下工序：化学强化工序，使玻璃与制成10质量％水溶液时的氢离子指数即pH为7.5～10.5且含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者的无机盐接触而进行离子交换；和酸处理工序，使所述化学强化工序后的玻璃与氢离子指数即pH小于7.0的酸性溶液接触而进行酸处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 JP 2016-1939721.一种化学强化玻璃的制造方法，包括如下工序：化学强化工序，使玻璃与制成10质量％水溶液时的氢离子指数即pH为7.5～10.5且含有硝酸钠和硝酸钾中的至少一者的无机盐接触而进行离子交换；和酸处理工序，使所述化学强化工序后的玻璃与氢离子指数即pH小于7.0的酸性溶液接触而进行酸处理。2.根据权利要求1所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，进一步包括如下工序：碱处理工序，使所述酸处理工序后的玻璃与氢离子指数即pH超过7.0的碱性溶液接触而进行碱处理。3.根据权利要求1或2所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化工序是使所述玻璃与400℃以上的所述无机盐接触2小时以上而进行离子交换的工序。4.根据权利要求1～3中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿岛出，藤原祐辅，世良洋一，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP