强化玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种能够通过短时间离子交换处理而且不需要研磨的强化玻璃。该强化玻璃的特征在于，由按质量％计含有SiO2?60～80％、Al2O3?3～18％、B2O3?0～7％、Li2O?0.01～10％、Na2O?4～16％、K2O?0～15％、R’O（为碱土类金属氧化物的合计量）0～5％，且按摩尔比计（Li2O＋Al2O3）/（Na2O＋K2O）处于0.1～2的范围内、Li2O/（Na2O＋K2O）的值在0.7以下的范围内的玻璃构成，在表面形成有压缩应力层。该强化玻璃通过将调合为规定玻璃组成的玻璃原料熔融，通过溢流下拉玻璃形成方法成形为板状，随后进行离子交换处理，在玻璃板表面形成压缩应力层而形成。

【技术实现步骤摘要】
强化玻璃及其制造方法
本专利技术涉及一种强化玻璃及其制造方法。
技术介绍
移动电话、数码相机、PDA等玻璃盖、或触摸显示器等的基板玻璃使用强化玻璃。近年来，这些装置有逐渐普及的倾向，从而要求廉价且大量地生产。用于这些用途的玻璃基板寻求高的机械强度。于是，目前提出通过离子交换法等进行强化的所谓化学强化玻璃。（例如专利文献1、2）专利文献1：特开2006-83045号公报专利文献2：特开2007-31211号公报但是，现有的强化玻璃在进行离子交换处理时需要长时间，从而成为成本高的原因。另外，由于要求移动电话等装置轻量小型，故要求用于该装置的玻璃基板薄型且低密度。但是，用于现有的强化玻璃其失透性差，故只能用滚压成形等方法，而难以成形为薄板。因此，需要在成形后用研磨等方法进行薄壁化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种对该玻璃进行了强化的轻量的强化玻璃和其制造方法，该玻璃可以以低温或短时间进行离子交换处理，而且不需要研磨。本专利技术者进行了各种研究，结果发现，玻璃的应变点越低温度越低，或者可在短时间内进行离子交换，及改善玻璃的失透性并通过溢流下拉法成形，由此可实现上述目的，直至提出本专利技术。即，本专利技术提供一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有SiO260～80％、Al2O33～18％、B2O30～7％、Li2O0.01～10％、Na2O4～16％、K2O0～15％、R’O0～5％，且按摩尔比计（Li2O＋Al2O3）/（Na2O＋K2O）处于0.1～2的范围内的玻璃构成，在表面形成压缩应力层，其中R’O为碱土类金属氧化物的合计量。另外，本专利技术提供一种强化玻璃，其特征在于由按质量％计含有SiO260～80％、Al2O38～18％、B2O30～5％、Li2O0.01～10％、Na2O4～14％、K2O0.01～10％、R’O0～5％，且按摩尔比计（Li2O＋Al2O3）/（Na2O＋K2O）处于0.5～2的范围内的玻璃构成，在表面形成压缩应力层，其中R’O为碱土类金属氧化物的合计量。优选的是，所述强化玻璃在表面形成300MPa以上的压缩应力层，且该压缩应力层的厚度为5μm以上。本专利技术中的压缩应力层的压缩应力值及压缩应力层的深度使用表面应力计测定。优选的是，所述强化玻璃由按摩尔比计Li2O/（Na2O＋K2O）的值0.05～2的范围内的玻璃构成。优选的是，所述强化玻璃由液相温度为1050℃以下（特别是1000℃以下）的玻璃构成。本专利技术的液相温度是指如下测定的值。首先，准备将玻璃粉碎，使其通过标准筛30目（500μm），且在50目（300μm）残留的玻璃粉末。接着，将得到的玻璃粉末放入铂舟皿里，在温度梯度炉中保持24小时后，观察试样，以结晶体析出的最高温度设为液相温度。优选的是，所述强化玻璃由液相粘度为104.0dPa·s以上(特别是105.0dPa·s以上)的玻璃构成。本专利技术中低液相粘度是指如下求得的值。首先，预先准备玻璃的粘度曲线。其次，由粘度曲线求取与通过上述方法求出的液相温度相当的粘度，以其设为液相粘度。优选的是，所述强化玻璃具有未研磨的表面。本专利技术中的未研磨的表面是指未研磨玻璃的主表面（上面及下面），换言之，是指上面及下面为热锻面。另外，在端面部即使进行倒角也没有问题。优选的是，所述强化玻璃其板厚为1.5mm以下。另外，本专利技术提供一种强化玻璃的制造方法，其特征在于将按照成为按质量％计含有SiO260～80％、Al2O33～18％（优选8～18%）、B2O30～7％（优选0～5%）、Li2O0.01～10％、Na2O4～16％（优选4～14%）、K2O0～15％（优选0.01～10%）、R’O0～5％，且按摩尔比计（Li2O＋Al2O3）/（Na2O＋K2O）处于0.1～2（优选0.5～2）的范围内的玻璃组成的方式调合好的玻璃原料熔融，成形为板状之后，进行离子交换处理而在玻璃板表面形成压缩应力层。另外，本专利技术提供一种玻璃，其特征在于按质量％计含有SiO260～80％、Al2O33～18％（优选8～18%）、B2O30～7％（优选0～5%）、Li2O0.01～10％、Na2O4～16％（优选4～14%）、K2O0～15％（优选0.01～10%）、R’O0～5％，且按摩尔比计（Li2O＋Al2O3）/（Na2O＋K2O）处于0.1～2（优选0.5～2）的范围内。本专利技术的强化玻璃其应变点低，可以在低温下进行离子交换。在以与目前同等的温度进行处理时，离子交换处理不需要长时间。另外，失透性优良，可通过溢流下拉法成形，因此，不需要成形后的研磨工序。因此，本专利技术的强化玻璃可廉价且大量地生产。另外，由于碱土类金属氧化物成分的含量少，故密度低，另外，由于可通过溢流下拉法成形，故可将板厚减薄。因此，玻璃容易轻量化，可实现装置的轻量化。根据本专利技术的方法，可廉价且大量地生产机械强度高而且薄型轻量的强化玻璃。因此，适合用于移动电话、数码相机、PDA、显示器、太阳电池等玻璃罩、或触摸显示器等的玻璃基板的强化玻璃制造方法方面。本专利技术的玻璃为离子交换处理不需要长时间的玻璃。另外，失透性优良，可通过溢流下拉法成形，可廉价且大量地生产。因此，适合用于通过离子交换处理来强化的玻璃方面。具体实施方式本专利技术的强化玻璃具有以下特征。（1）可廉价且大量地制造。（2）容易轻量化。即，本专利技术的强化玻璃由于由失透性优良的玻璃构成，故可通过溢流下拉法成形。失透性差的玻璃不可以用滚压成形及浮法成形进行，而为进行薄壁化，需要有研磨工序。另一方面，若能够进行溢流下拉法的成形，则不需要研磨工序，可降低成本。另外，省略研磨工序对得到高强度的玻璃也有利。即，玻璃的理论强度本来非常高，但大多是以远比理论强度低的应力就会受到破坏。这是由于在玻璃表面因成形后的工序、例如研磨等而产生被称作格里菲斯裂纹的小缺陷。因此，通过采用在未研磨的状态下可使用玻璃的溢流下拉成形，可省略研磨工序，结果容易维持玻璃本来的强度。裂纹，溢流下拉法是适于薄板玻璃成形的方法。本专利技术的玻璃可通过该方法成形，因此可薄壁化，且容易轻量化。可通过溢流下拉法成形的玻璃的主要条件之一是失透性优良。具体而言，优选液相温度为1050℃以下，特别优选1000℃以下，液相粘度优选104.0dPa·s以上，特别优选105.0dPa·s以上。另外，本专利技术的强化玻璃为在表面形成压缩应力层而进行离子交换处理（化学强化）。为高效地进行离子交换处理，本专利技术的强化玻璃中包含碱金属氧化物成分、及Al2O3。碱金属氧化物成分中的Li2O及K2O其自身为离子交换成分。另外，碱金属氧化物成分具有使玻璃应变点降低的效果，其结果可以以低温或短时间内进行离子交换处理。另外，通过增加Li2O及Al2O3的含量，能大幅度提高离子交换性，但本专利技术的组成系中，当它们的含量过高时，失透性恶化。即，液相温度过高、或液相粘度过低，都会导致不能进行溢流下拉法的成形。于是，通过求取离子交换成分即碱金属氧化物和Al2O3的最佳比，可同时进行低温或短时间下的压缩应力层形成、和溢流下拉法的成形。另外，若能够在低温下进行玻璃熔融，则熔融容易，可进一步降低制造成本。从该观点出发，优选102.5dPa·s的粘度下的玻璃的温度为1630℃以下。另外，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有SiO2？60~80％、Al2O3？3~18％、B2O3？0~7％、Li2O？0.01~10％、Na2O？4~16％、K2O？0~15％、R’O？0~5％，且按摩尔比计（Li2O＋Al2O3）/（Na2O＋K2O）的值在0.1~2的范围内、按摩尔比计Li2O/（Na2O＋K2O）的值在0.7以下的范围内的玻璃构成，并在表面上形成有压缩应力层，其中，R’O为碱土类金属氧化物组分的合计量。

【技术特征摘要】
2006.05.25 JP 2006-1453751.一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有SiO260～80％、Al2O38～18％、B2O30～5％、Li2O0.01～2.1％、Na2O4～16％、K2O0～15％、R’O0～5％，CaO0～0.8％，且按摩尔比计(Li2O+Al2O3)/(Na2O+K2O)的值在0.1～2的范围内、按摩尔比计Li2O/(Na2O+K2O)的值在0.7以下的范围内的玻璃构成，并在表面上形成有压缩应力层，其中，R’O为MgO、CaO、SrO、BaO的合计量。2.一种强化玻璃，其特征在于，由按质量％计含有SiO260～80％、Al2O38～18％、B2O30～5％、Li2O0.01～2.1％、Na2O4～14％、K2O0.01～10％、R’O0～5％，CaO0～0.8％，且按摩尔比计(Li2O+Al2O3)/(Na2O+K2O)的值在0.5～2的范围内、按摩尔比计Li2O/(Na2O+K2O)的值在0.7以下的范围内的玻璃构成，并在表面上形成有压缩应力层，其中，R’O为MgO、CaO、SrO、BaO的合计量。3.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，在表面上形成300MPa以上的压缩应力层，且所述压缩应力层的厚度在5μm以上。4.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，由按摩尔比计Li2O/(Na2O+K2O)的值在0.05～0.5的范围内的玻璃构成。5.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，由液相温度为1050℃以下的玻璃构成。6.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，由液相粘度为104.0dPa·s以上的玻璃构成。7.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，具有未研磨的表面。8.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，板厚为1.5mm以下。9.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，B2O3的含量在0.1质量％以上。10.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，按质量％计，MgO、CaO、SrO、BaO的合计量/Li2O、Na2O、K2O的合计量在0.5以下。11.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，ZrO2的含量在0.1质量％以下。12.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田隆，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：