强化玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术的强化玻璃具有压缩应力层，其特征在于，β-OH值为0.01～0.5/mm。在此，“β-OH值”是指使用FT-IR测定玻璃的透射率，用下式求出的值。β-OH值＝(1/X)log10(T1/T2)X：玻璃壁厚(mm)T1：参考波长3846cm-1处的透射率(％)T2：羟基吸收波长3600cm-1附近的最小透射率(％)。

【技术实现步骤摘要】
强化玻璃及其制造方法本申请是申请日为2009年06月08日、申请号为200980115526.1、专利技术名称为“强化玻璃及其制造方法”的申请的分案申请。
本专利技术涉及强化玻璃，具体而言，涉及适合移动电话、数码相机、PDA(移动终端)、触摸屏显示器、太阳能电池的保护用玻璃或显示器的保护基板、以及显示器用基板的强化玻璃。
技术介绍
移动电话、数码相机、PDA或触摸屏显示器等设备有越来越普及的倾向。以往，在这些用途中，作为显示器的保护用玻璃，使用了丙烯酸树脂基板。但是，丙烯酸树脂基板由于杨氏模量低，因此在用手指等按压显示器时，丙烯酸树脂基板发生挠曲，与显示器接触有时发生显示不良。另外，丙烯酸树脂基板容易划伤，可视性容易下降。如果使用玻璃基板作为保护构件，则可以解决上述课题。使用玻璃基板作为保护构件时，要求玻璃基板具有以下特性。(1)具有高机械强度，(2)强度的波动小，(3)能够廉价地大量供给，(4)发泡质量优良。以往，为了满足(1)要求的特性，使用通过离子交换等强化后的玻璃基板(所谓强化玻璃基板)(参考专利文献1、非专利文献1)。专利文献1：日本特开2006-83045号公报专利文献2：日本特表2001-500098号公报专利文献3：日本特开2008-105860号公报专利文献4：日本特开平7-172862号公报非专利文献1：泉谷彻朗等、“新しいガラスとそ的物性”(新的玻璃及其物性)、第一版、株式会社経営システム(株式会社经营系统)研究所、1984年8月20日、p.451-498
技术实现思路
对于强化玻璃而言，如果提高玻璃表面形成的压缩应力层的压缩应力值、增大压缩应力层的厚度，则可以提高玻璃的机械强度。但是，同时形成高的压缩应力值和厚的压缩应力层是困难的。这是因为，为了得到厚的压缩应力层，需要提高离子交换温度或延长离子交换时间，但是实施这样的处理时压缩应力值下降。以往，为了解决该问题，研究了在玻璃组成中引入Al2O3、ZrO2等提高离子交换性能的成分的方案。但是，大量引入这些成分时，玻璃的耐失透性容易下降，因此这些成分的添加量存在限度。特别是溢流下拉(OverflowDowndraw)法的情况下，由于成形时熔融玻璃的粘度高，因此如果玻璃的耐失透性低，则玻璃基板的成形时玻璃容易失透，玻璃基板的制造效率、表面品质等容易下降。另一方面，浮法等成形方法由于成形时的熔融玻璃的粘度低，因此不易产生这样的问题。但是，在浮法等的情况下，为了得到表面精度高的玻璃基板，需要在成形后对玻璃基板的表面进行研磨。只要对玻璃基板的表面进行研磨，就容易在玻璃基板的表面产生微小的缺陷，难以维持玻璃基板的机械强度。因此，本专利技术的技术课题在于，在维持玻璃的耐失透性的基础上，提高离子交换性能，从而提高强化玻璃的机械强度。本专利技术人进行了各种研究，结果发现，玻璃中的水分量、即β-OH值对压缩应力层的压缩应力值和厚度产生影响，如果将该值限定在预定范围内，则能够在维持耐失透性的基础上提高离子交换性能，从而提出了本专利技术。即，本专利技术的强化玻璃具有压缩应力层，其特征在于，β-OH值为0.01～0.5/mm。在此，“β-OH值”是指使用FT-IR测定玻璃的透射率，用下式求出的值。β-OH值＝(1/X)log10(T1/T2)X：玻璃壁厚(mm)T1：参考波长3846cm-1处的透射率(％)T2：羟基吸收波长3600cm-1附近的最小透射率(％)β-OH值可以通过下述方法来提高：(1)选择含水量高的原料(例如氢氧化物原料)；(2)在原料中添加水分；(3)降低使玻璃中的水分量减少的成分(Cl、SO3等)的使用量或者不使用；(4)在玻璃熔融时采用氧燃烧、或者在熔融炉内直接导入水蒸汽，以增加炉内气氛中的水分量；(5)在熔融玻璃中进行水蒸汽鼓泡；(6)采用大型熔融炉、或者减缓熔融玻璃的流量。因此，如果进行与上述操作(1)～(6)相反的操作，则可以降低β-OH值。即，β-OH值可以通过下述方法来降低：(7)选择含水量低的原料；(8)原料中不添加水分；(9)增加使玻璃中的水分量减少的成分(Cl、SO3等)的使用量；(10)使炉内气氛中的水分量下降；(11)在熔融玻璃中进行N2鼓泡；(12)采用小型熔融炉、或者加快熔融玻璃的流量。以往的强化玻璃，玻璃中的β-OH值大于0.5/mm，如果将上述操作(7)～(12)适当组合，则可以使β-OH值为0.5/mm以下。需要说明的是，作为限定玻璃中的β-OH值的现有技术，例如有专利文献2、3。专利文献2、3中记载了为提高玻璃的澄清性而限定玻璃中的β-OH值的技术。但是，专利文献2、3中对于为提高玻璃的机械强度而限定玻璃中的β-OH值的方面完全没有记载。另外，专利文献4记载了调节玻璃中的水分量可以得到高传导率的方案。但是，专利文献4中对于为提高玻璃的机械强度而限定玻璃中的β-OH值的方面完全没有记载，并且也完全没有考虑利用溢流下拉法进行成形。另外，专利文献4是有关失透性高的玻璃陶瓷的现有技术。第二，本专利技术的强化玻璃的特征在于，β-OH值为0.4/mm以下。第三，本专利技术的强化玻璃的特征在于，玻璃组成中SO3+Cl(SO3和Cl的总量)的含量为0.0001～0.5质量％。这样，玻璃中的水分量显著下降。第四，本专利技术的强化玻璃的特征在于，压缩应力层的压缩应力值为300MPa以上，且压缩应力层的厚度(压缩应力的深度)为1μm以上。第五，本专利技术的强化玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO245～75％、Al2O30～25％、Li2O+Na2O+K2O(Li2O、Na2O及K2O的总量)0～30％。第六，本专利技术的强化玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO245～75％、Al2O33～25％、Li2O+Na2O+K2O1～25％。第七，本专利技术的强化玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO250～75％、Al2O310～22％、B2O30～5％、Na2O8～15％、K2O0～6％、MgO+CaO+SrO+BaO(MgO、CaO、SrO及BaO的总量)0～10％。第八，本专利技术的强化玻璃的特征在于，应变点为450℃以上。在此，“应变点”是指根据ASTMC336的方法测定的值。第九，本专利技术的强化玻璃的特征在于，热膨胀系数为60～110×10-7/℃。在此，“热膨胀系数”是指使用膨胀计，测定30～380℃的温度范围内的平均热膨胀系数而得到的值。第十，本专利技术的强化玻璃的特征在于，液相温度为1200℃以下。在此，“液相温度”是指将通过标准筛30目(筛孔尺寸500μm)、并且将在50目(筛孔尺寸300μm)上残留的玻璃粉末放入铂舟皿中，在梯温炉中保持24小时后析出结晶的温度。第十一，本专利技术的强化玻璃的特征在于，液相粘度为104.0dPa·s以上。在此，“液相粘度”是指通过铂球提拉法(白金球引き上げ法)测定液相温度下的玻璃粘度而得到的值。第十二，本专利技术的强化玻璃的特征在于，具有基板形状。第十三，本专利技术的强化玻璃的特征在于，具有未研磨的表面。第十四，本专利技术的强化玻璃的特征在于，用于显示器用基板。第十五，本专利技术的强化玻璃的特征在于，用于触摸屏显示器的保护用玻璃。第十六，本专利技术的强化玻璃的特征在于，用于移动电话的保护用玻璃。第十七，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化玻璃，具有压缩应力层，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO2?45～75％、Al2O3?5～25％、Li2O+Na2O+K2O?8～30％、Na2O?8～20％、K2O?0～10％，且β?OH值为0.01～0.45/mm，利用连续熔融炉熔融后，通过浮法或溢流下拉法进行成形。

【技术特征摘要】
2008.06.27 JP 2008-1686531.一种强化玻璃，具有通过离子交换处理而形成的压缩应力层，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO245～57.3％、Al2O312～25％、Li2O+Na2O+K2O8～30％、Na2O8～20％、K2O0～10％、CaO0～4％，且β-OH值为0.01～0.45/mm，利用连续熔融炉熔融后，通过浮法或溢流下拉法进行成形。2.如权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，β-OH值为0.4/mm以下。3.如权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，β-OH值为0.35/mm以下。4.如权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，β-OH值为...

【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：