化学强化玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术涉及化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法。一种化学强化玻璃，在横轴为自表面起算的深度(μm)、并且纵轴为以氧化物基准的摩尔百分率计的K2O浓度(％)的K2O浓度分布中，深度1μm～深度3μm的范围内的斜率(％/μm)和深度5μm～深度10μm的范围内的斜率(％/μm)在特定范围内。一种化学强化玻璃的制造方法，其依次包含：(1)用含有钾的无机盐组合物对含锂玻璃进行至少一次以上离子交换；(2)使上述含锂玻璃与含有LiNO3和NaNO3并且NaNO3相对于LiNO3的质量比率为特定范围的无机盐组合物在特定条件下进行逆离子交换；和(3)用含有钾的无机盐组合物对上述含锂玻璃进行至少一次以上离子交换。一次以上离子交换。一次以上离子交换。

【技术实现步骤摘要】
化学强化玻璃及其制造方法


[0001]本专利技术涉及化学强化玻璃及其制造方法。

技术介绍

[0002]一直以来，对于各种信息终端装置的显示器用保护玻璃等，要求优异的强度，由于薄且抗裂强，因此使用化学强化玻璃。化学强化玻璃是通过使玻璃与硝酸钠或硝酸钾等熔融盐组合物接触的离子交换处理而在玻璃的表面部分形成有压应力层的玻璃。
[0003]在上述离子交换处理中，在玻璃中所包含的碱金属离子与熔融盐组合物中所包含的离子半径不同的碱金属离子之间发生离子交换，由此在玻璃的表面部分形成压应力层。化学强化玻璃的强度取决于由以自玻璃表面起算的深度作为变量的压应力(以下，也简称为CS)表示的应力分布。
[0004]便携式终端等的保护玻璃有时因从高处落下时等的变形而破裂。为了防止这样的断裂、即由弯曲引起的断裂，增大玻璃表面的压应力是有效的。因此，最近形成700MPa以上的高表面压应力的情况增多。
[0005]另外，便携式终端等的保护玻璃在终端机从高处落下到沥青、沙子上时，有时由于与突起物的碰撞而破裂。为了防止这样的断裂、即由冲击引起的断裂，增大压应力层深度并且将压应力层形成至玻璃的更深部分来提高强度是有效的。
[0006]另一方面，在玻璃物品的表面部分形成压应力层时，必然在玻璃物品的板厚中心部(以下，也简称为中心部)产生与表面的压应力的总量相应的拉应力(以下，也简称为CT)。该CT值过大时，在玻璃物品断裂时剧烈地破裂，碎片飞散。当CT值超过其阈值(以下，也简称为CT极限)时，玻璃会自毁且损伤时的破碎数爆炸式地增加。CT极限是相对于玻璃组成固有的值。
[0007]因此，对于化学强化玻璃而言，要求增大表面的压应力，进一步提高强度以便将压应力层形成至更深的部分，另一方面，以不超过CT极限的方式设计表层的压应力的总量。
[0008]另一方面，在化学强化玻璃的制造工序中，有时会产生不满足所期望得规格的玻璃、例如具有低于基准的水准的缺陷或不适当的应力分布的玻璃。以往，作为在离子交换后具有上述缺陷或不适当的应力分布的化学强化玻璃的再处理方法，使用通过使压应力层的压应力降低的离子交换(以下，也简称为逆离子交换)或研磨等除去化学强化玻璃的压应力层后进行再次离子交换(以下，也简称为再离子交换)而形成压应力层的方法。
[0009]例如，在专利文献1中公开了一种化学强化玻璃的制造方法，其依次包含如下工序：工序(1)：玻璃板准备工序，准备在表层具有压应力层的玻璃板；工序(2)：第一离子交换工序，使上述玻璃板与无机盐组合物接触，进行至少一组离子交换，以降低上述压应力层的压应力；和工序(3)：第二离子交换工序，使上述玻璃板与无机盐组合物接触，进行至少一组离子交换，以增加表层的压应力层的压应力。
[0010]在专利文献2中公开了一种方法，其具有如下工序：在含有锂盐的逆离子交换浴中对离子交换完毕的玻璃物品进行逆离子交换，从而制造逆离子交换完毕的玻璃物品的工
序；以及在再离子交换浴中对逆离子交换完毕的玻璃物品进行再离子交换，从而形成再离子交换完毕的玻璃物品的工序。
[0011]另外，在专利文献3中公开了一种方法，其包括用逆离子交换介质对进行了离子交换的玻璃类物品进行逆离子交换而生成进行了逆离子交换的玻璃类物品的工序，该逆离子交换介质包含锂盐和能够进行非离子交换的多价金属盐。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1：日本特开2019
‑
194143号公报
[0015]专利文献2：日本特表2020
‑
506151号公报
[0016]专利文献3：日本特表2021
‑
525208号公报

技术实现思路

[0017]专利技术所要解决的问题
[0018]本专利技术的目的在于提供一种显示出优异的强度的化学强化玻璃及其制造方法。
[0019]用于解决问题的方法
[0020]本专利技术人发现，通过在特定条件下对通过至少包含利用K离子的离子交换的化学强化而在表层形成有压应力层的含锂玻璃进行逆离子交换后，除去玻璃表面，进行再离子交换，由此能够得到具有特定的K2O浓度分布且显示出优异的强度的化学强化玻璃，从而完成了本专利技术。
[0021]本专利技术涉及一种化学强化玻璃，其中，在横轴为自表面起算的深度(μm)、并且纵轴为以氧化物基准的摩尔百分率计的K2O浓度(％)的K2O浓度分布中，深度1μm～深度3μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
1.9以上，深度5μm～深度10μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
0.001以下。
[0022]另外，本专利技术涉及一种化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化玻璃的制造方法依次包含以下的(1)～(3)。
[0023](1)用含有钾的第一无机盐组合物对含锂玻璃进行至少一次以上离子交换；
[0024](2)使所述含锂玻璃与含有LiNO3和NaNO3并且NaNO3相对于LiNO3的质量比为0.25～3.0的第二无机盐组合物在425℃以上接触5小时以上而进行逆离子交换；
[0025](3)用含有钾的第三无机盐组合物对所述含锂玻璃进行至少一次以上离子交换。
[0026]另外，本专利技术涉及一种化学强化玻璃，其中，在横轴为自表面起算的深度(μm)、并且纵轴为以氧化物基准的摩尔百分率计的K2O浓度(％)的K2O浓度分布中，深度1μm～深度3μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
1.9以上且0.0以下，深度5μm～深度10μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
0.001以下。
[0027]专利技术效果
[0028]本专利技术的化学强化玻璃具有特定的K2O浓度分布，在表层导入大量K离子，由此具有优异的表面强度，能够提高落球强度、耐损伤性。
[0029]另外，根据本专利技术的化学强化玻璃的制造方法，在特定的条件下对通过至少包含利用K离子的离子交换的化学强化而在表层形成有压应力层的含锂玻璃进行逆离子交换后，除去玻璃表面，进行再离子交换，由此能够得到具有特定的K2O浓度分布且显示出优异
的强度的化学强化玻璃。
附图说明
[0030]图1(a)和图1(b)示出本专利技术的一个实施方式的化学强化玻璃的应力分布。图1(a)示出表层部的应力分布。图1(b)示出深层部的应力分布。
[0031]图2(a)和图2(b)示出利用EPMA对化学强化玻璃的Na2O浓度进行测定的结果(例1)。图2(c)和图2(d)示出利用EPMA对化学强化玻璃的K2O浓度进行测定的结果(例1)。在图2(a)～图2(d)中，横轴表示自玻璃表面起算的深度(μm)，纵轴表示以氧化物基准的摩尔百分率计的浓度(％)。
[0032]图3(a)和图3(b)示出利用EPMA对化学强化玻璃的Na2O浓度进行测定的结果(例2)。图3(c)和图3(d)示出利用E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学强化玻璃，其中，在横轴为自表面起算的深度(μm)、并且纵轴为以氧化物基准的摩尔百分率计的K2O浓度(％)的K2O浓度分布中，深度1μm～深度3μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
1.9以上，深度5μm～深度10μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
0.001以下。2.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，在横轴为自表面起算的深度(μm)、并且纵轴为以氧化物基准的摩尔百分率计的Na2O浓度(％)的Na2O浓度分布中，深度10μm～深度50μm的范围内的Na2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
0.001以下，深度50μm～深度90μm的范围内的Na2O浓度的斜率(％/μm)为
‑
0.012以上。3.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，在所述K2O浓度分布中，用深度5μm～深度10μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)除以深度1μm～深度3μm的范围内的K2O浓度的斜率(％/μm)而得到的值的绝对值为0.005以上且0.10以下。4.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，在横轴为自表面起算的深度(μm)、并且纵轴为以氧化物基准的摩尔百分率计的Na2O浓度(％)的所述化学强化玻璃的Na2O浓度分布中，用深度50μm～深度90μm的范围内的Na2O浓度的斜率(％/μm)除以深度10μm～深度50μm的范围内的Na2O浓度的斜率(％/μm)而得到的值的绝对值为0.50以上且4.0以下。5.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，在所述K2O浓度分布中，深度15μm～深度25μm的范围内的K2O浓度(％)与板厚中心部的K2O浓度(％)之差的绝对值为0.20％以下。6.如权利要求1所述的化学强化玻璃，其中，钾离子的扩散层深度为5μm以上。7.如权利要求1～6中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述化学强化玻璃为含锂玻璃。8.如权利要求1～6中任一项所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述化学强化玻璃的基本组成含有：52％～75％的SiO2、8％～20％的Al2O3、和5％～18％的Li2O。9.如权利要求1～6中任一项所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔百分率计，所述化学强化玻璃的基本组成含有：52％～75％的SiO2、8％～20％的Al2O3、5％～18％的Li2O、0～15％的Na2O、0～5％的K2O、0～20％的MgO、0～20％的CaO、0～20％的SrO、0～20％的BaO、0～10％的ZnO、0～1％的TiO2、
0～8％的ZrO2、和0～5％的Y2O3。10.一种化学强化玻璃的制造方法，其中，所述化学强化...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原祐辅，静井章朗，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：