(57)【要約】【課題】後処理をせずに化学強化のみによって表面圧縮応力を過大にすることなく圧縮応力層の深さを大きくしたディスプレイ装置用ガラス板の提供。【解決手段】下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１５％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計ＭｇＯ＋ＣａＯが７〜１５％であるガラス板を化学強化して得られたディスプレイ装置用ガラス板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１５％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計ＭｇＯ＋ＣａＯが７〜１５％であるガラス板を化学強化して得られたディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項２】
前記ガラス板のＮａ２Ｏが１２％以下、Ｋ２Ｏが４％以上、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１４％以上であり、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２ＯからＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差が１０％以上、ＭｇＯ＋ＣａＯが８％以上であり、前記ガラス板がＢａＯを含有する場合その含有量が１％未満である請求項１のディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項３】
前記ガラス板のＳｉＯ２が６０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が２〜８％、Ｎａ２Ｏが１１％以下、Ｋ２Ｏが６〜１２％、ＭｇＯが４〜１４％、ＣａＯが０〜８％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１６〜２０％である請求項２のディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項４】
前記ガラス板のＳｉＯ２が６０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が２〜８％、Ｋ２Ｏが８％以下、ＭｇＯが６％以上、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１８％以下であり、Ｋ２Ｏ含有量に１．７を乗じたものとＮａ２Ｏ含有量との和Ｎａ２Ｏ＋１．７Ｋ２Ｏが１９％未満である請求項１のディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項５】
前記ガラス板のＳｉＯ２が６３％以上、Ａｌ２Ｏ３が３％以上、Ｎａ２Ｏが８％以上、Ｋ２Ｏが８％以下、ＭｇＯが６〜１４％、ＣａＯが０〜１％、ＺｒＯ２が１〜４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１４〜１７％である請求項２のディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項６】
Ｋ２Ｏ含有量に１．７を乗じたものとＮａ２Ｏ含有量との和Ｎａ２Ｏ＋１．７Ｋ２Ｏが１９％未満である請求項５のディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項７】
前記ガラス板のＭｇＯが６．５％以上である請求項１〜６のいずれかのディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項８】
前記ガラス板がＳｒＯまたはＢａＯを含有し、アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計が１５％以下である請求項１〜７のいずれかのディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項９】
前記ガラス板がＬｉ２Ｏを含有しない、またはＬｉ２Ｏを２％以下含有する請求項１〜８のいずれかのディスプレイ装置用ガラス板。
【請求項１０】
前記ガラス板がフロート法によって製造されたものである請求項１〜９のいずれかのディスプレイ装置用ガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置、典型的には携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タッチパネルなど小型ディスプレイ装置のカバーガラスなどに用いられるガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ＰＤＡ等のモバイル機器に対しては、ディスプレイの保護ならびに美観を高めるためのカバーガラス（保護ガラス）が用いられることが多くなっている。
一方、このような携帯情報機器に対しては、軽量・薄型化が要求されている。そのため、ディスプレイ保護用に使用されるカバーガラスも薄くすることが要求されている。しかし、カバーガラスの厚さを薄くしていくと、強度が低下し、使用中または携帯中の落下などによりカバーガラス自身が割れてしまうことがあり、ディスプレイ装置を保護するという本来の役割を果たすことができなくなるという問題があった。
【０００３】
上記問題を解決するためには、カバーガラスの強度を高めることが考えられ、その方法としてガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法が一般的に知られている。
ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法としては、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷などにより急速に冷却する風冷強化法（物理強化法）と、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス板表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（典型的にはＬｉイオン、Ｎａイオン）をイオン半径のより大きいアルカリイオン（典型的にはＫイオン）に交換する化学強化法が代表的である。
【０００４】
前述したようにカバーガラスの厚さは薄いことが要求されている。薄いガラス板に対して風冷強化法を適用すると、表面と内部の温度差がつきにくいために圧縮応力層を形成することが困難であり、目的の高強度という特性を得ることができない。そのため、後者の化学強化法によって強化されたカバーガラスが通常用いられている（特許文献１参照）。
【０００５】
化学強化法は薄いガラス板の強化に適した方法ではあるが、より薄いガラス板に対して適用しようとすると、高い表面圧縮応力との釣り合いを取るために発生する内部引張応力も大きくなってしまうことが問題となる。すなわち、内部引張応力が大きいと表面圧縮応力層よりも深いクラックが入ったときにクラック先端を引張る力が大きいためにガラスが自発的に破壊してしまうという現象が発生する。このガラスの自発的な破壊を抑制するため、内部引張応力を小さくするには表面圧縮応力層深さを小さくすればよいが、それでは欠けやクラックに対して極めて弱くなってしまい、所望の強度を得ることができない。
【０００６】
化学強化法にはこのような問題が考えられるが、モバイル機器のカバーガラスとしてはたとえば、モル百分率表示組成がＳｉＯ２  ６８．４％、Ａｌ２Ｏ３  １０．６％、Ｎａ２Ｏ  １１．９％、Ｋ２Ｏ  ２．３％、ＭｇＯ  ５．６％、ＣａＯ  ０．３％、ＴｉＯ２  ０．６％、Ａｓ２Ｏ３  ０．３％であるガラス（以下、このガラスをガラスＡという。）を化学強化した厚みが０．７５ｍｍであるガラス板（以下、市販ガラス板という。）が使用されている。この市販ガラス板について表面圧縮応力Ｓおよび表面圧縮応力層厚みｔを測定したところ、Ｓは６４８ＭＰａ、ｔは４８μｍであった。
【０００７】
ところで、カバーガラス製造に際してはガラスの研磨が通常行われるが、その第１段階の研磨に使用される砥粒の径は１００μｍが典型的であり、このような砥粒による研磨によって深さ４０μｍのマイクロクラックが形成されると考えられる（非特許文献１の図１．１８参照）。
このように市販ガラス板のｔすなわち４８μｍはガラス板に形成されているマイクロクラック深さの典型値すなわち４０μｍよりも大きいので市販ガラス板は割れにくいものになっていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２８６５４８号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】山根正之他編、「ガラス工学ハンドブック」、初版、株式会社朝倉書店、１９９９年７月５日、ｐ．３９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は厚さが２．６ｍｍである板状のガラスＡを作製し、種々の温度（単位：℃）、時間（単位：時間）でＫＮＯ３溶融塩中に浸漬して化学強化を行い、得られたガラス板のＳ（単位：ＭＰａ）およびｔ（単位：μｍ）を測定した．結果を表１に示す。
表１からわかるように、ガラスＡを単に化学強化してｔを４８μｍ程度にしようとしてもＳは１１１１〜１１２８ＭＰａになる。
【００１１】
以上のことから、市販ガラス板はガラスＡを単に化学強化しただけでは得られず、化学強化した後にＳまたはｔを小さくする何らかの処理（後処理）を行って市販ガラス板は製造されていると考えられる。なお、このような後処理が必要になるのはガラスＡのイオン交換速度が大きすぎるためであると考えられる。
本発明は、後処理をせずに化学強化のみによってｔをたとえば４０μｍ超、Ｓをたとえば１０５０ＭＰａ未満とすることができるガラス、そのようなガラスを化学強化して得られたディスプレイ装置用ガラス板およびそのようなディスプレイ装置用ガラス板をディスプレイ保護に用いたディスプレイ装置の提供を目的とする。
【００１２】
【表１】
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【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１５％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計ＭｇＯ＋ＣａＯが７〜１５％である化学強化用ディスプレイ装置ガラス（本発明のガラス）を提供する。
【００１４】
また、本発明のガラスであって、Ｎａ２Ｏが１２％以下、Ｋ２Ｏが４％以上、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１４％以上、ＭｇＯ＋ＣａＯが８％以上、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２ＯからＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差が１０％以上であり、ＢａＯを含有する場合その含有量が１％未満である化学強化用ディスプレイ装置ガラス（本発明のガラス１）を提供する。
【００１５】
また、本発明のガラス１であって、ＳｒＯまたはＢａＯを含有する場合アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計が１５％以下である化学強化用ディスプレイ装置ガラスを提供する。
また、本発明のガラス１であって、ＳｉＯ２が６０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が２〜８％、Ｎａ２Ｏが１１％以下、Ｋ２Ｏが６〜１２％、ＭｇＯが４〜１４％、ＣａＯが０〜８％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１６〜２０％である化学強化用ディスプレイ装置ガラスを提供する。
【００１６】
また、本発明のガラスであって、ＳｉＯ２が６０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が２〜８％、Ｋ２Ｏが８％以下、ＭｇＯが６％以上、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１８％以下であり、Ｋ２Ｏ含有量に１．７を乗じたものとＮａ２Ｏ含有量との和Ｎａ２Ｏ＋１．７Ｋ２Ｏが１９％未満である化学強化用ディスプレイ装置ガラス（本発明のガラス２Ａ）を提供する。
【００１７】
また、本発明のガラスであって、ＳｉＯ２が６３％以上、Ａｌ２Ｏ３が３％以上、Ｎａ２Ｏが８％以上、Ｋ２Ｏが８％以下、ＭｇＯが６〜１４％、ＣａＯが０〜１％、ＺｒＯ２が１〜４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１４〜１７％である化学強化用ディスプレイ装置ガラス（本発明のガラス２Ｂ）を提供する。
また、本発明のガラス２Ｂであって、Ｋ２Ｏ含有量に１．７を乗じたものとＮａ２Ｏ含有量との和Ｎａ２Ｏ＋１．７Ｋ２Ｏが１９％未満である化学強化用ディスプレイ装置ガラスを提供する。
【００１８】
また、下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１５％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計ＭｇＯ＋ＣａＯが７〜１５％であるガラス板を化学強化して得られたディスプレイ装置用ガラス板（本発明のガラス板）、すなわち本発明のガラスからなるガラス板を化学強化して得られたディスプレイ装置用ガラス板を提供する。
【００１９】
また、本発明のガラス板であって、前記ガラス板がフロート法によって製造されたものであるディスプレイ装置用ガラス板を提供する。
また、ディスプレイおよび当該ディスプレイを保護する化学強化ガラス板を有し、当該化学強化ガラス板が本発明のガラス板であるディスプレイ装置を提供する。
本発明者はイオン交換速度を過大にすることなく前記ｔを増大させるにはＫ２Ｏ含有量を増大させることが有効であることを見出し、本発明に至った。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、化学強化処理とは別に行う後処理なしでディスプレイ装置用ガラス板のＳをたとえば１０５０ＭＰａ未満としつつｔを大きくできる。また、フロート法での製造も可能となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、化学強化処理とは別に行う後処理なしでディスプレイ装置用ガラス板のＳをたとえば７５０ＭＰａ未満としつつｔを大きくできる。
また、本発明の別の好ましい態様によれば、硫酸塩による清澄に好適な化学強化用ディスプレイ装置ガラスが得られる。すなわち、泡品質が良好な化学強化用ディスプレイ装置ガラスを環境負荷を低くしつつ安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】溶融塩（ＫＮＯ３）中のＬｉ含有量とこの溶融塩を用いて化学強化処理したガラスの表面圧縮応力ＣＳとの関係を示す図。
【図２】ガラス中のＺｒＯ２含有量と化学強化処理後のガラス（後掲例５、９、１０のガラスと、モル百分率表示組成が、ＳｉＯ２：６４．０％、Ａｌ２Ｏ３：５．４％、Ｎａ２Ｏ：９．６％、Ｋ２Ｏ：９．１％、ＭｇＯ：５．４％、ＣａＯ：４．０％、ＺｒＯ２：２．５％であるガラスと、同表示組成が、ＳｉＯ２：６４．０％、Ａｌ２Ｏ３：５．３％、Ｎａ２Ｏ：９．６％、Ｋ２Ｏ：９．１％、ＭｇＯ：５．２％、ＣａＯ：４．０％、ＺｒＯ２：２．７％であるガラスと、同表示組成が、ＳｉＯ２：６６．８％、Ａｌ２Ｏ３：１１．０％、Ｎａ２Ｏ：１３．１％、Ｋ２Ｏ：２．５％、ＭｇＯ：６．１％、ＣａＯ：０．６％であるガラス）のビッカース硬度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明のガラス板の厚みは典型的には０．２〜１．０ｍｍである。０．２ｍｍ未満では化学強化しても実用強度の観点から問題が起こるおそれがある。
本発明のガラス板のｔは２０μｍ超であることが好ましい。２０μｍ以下では割れやすくなるおそれがある。より好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは４０μｍ以上、典型的には４５μｍ以上または５０μｍ以上である。
【００２３】
本発明のガラス板のＳは典型的には３００ＭＰａ以上１０５０ＭＰａ未満である。３００ＭＰａ未満では割れやすくなるおそれがある。なお、本発明のガラス２Ａからなる本発明のガラス板のＳは典型的には３００ＭＰａ以上７５０ＭＰａ未満であり、本発明のガラス２Ｂからなる本発明のガラス板のＳは典型的には７００ＭＰａ以上１０５０ＭＰａ未満である。
【００２４】
本発明のガラス板は、先にも述べたように板状の本発明のガラスを化学強化して得られる。
板状の本発明のガラスの製造方法は特に限定されないが、たとえば種々の原料を適量調合し、約１４００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌などにより均質化し、周知のフロート法、ダウンドロー法、プレス法などによって板状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、研磨加工を施して製造される。
【００２５】
化学強化の方法としてはガラス板表層のＮａ２Ｏと溶融塩中のＫ２Ｏとをイオン交換できるものであれば特に限定されないが、たとえば加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板を浸漬する方法が挙げられる。
ガラス板に所望の表面圧縮応力を有する化学強化層（表面圧縮応力層）を形成するための条件はガラス板の厚さによっても異なるが、４００〜５５０℃のＫＮＯ３溶融塩に２〜２０時間ガラス基板を浸漬させることが典型的である。経済的な観点からは４００〜５００℃、２〜１６時間の条件で浸漬させることが好ましく、より好ましい浸漬時間は２〜１０時間である。
【００２６】
本発明のガラスのガラス転移点Ｔｇは、ガラス１においては典型的には５４０〜６１０℃、ガラス２Ａ、２Ｂにおいては典型的には５８０〜６４０℃である。
本発明のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４は１１９０℃以下であることが好ましい。１１９０℃超ではガラスの成型が困難になるおそれがある。典型的には１１８０℃以下である。
本発明のガラスの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２は１６５０℃以下であることが好ましい。１６５０℃超では溶融が困難となり、未融物などの製品欠点が多くなるおそれがある、または溶融設備が高価になるおそれがある。典型的には１６００℃以下である。
【００２７】
本発明のガラスの失透温度は前記Ｔ４以下であることが好ましい。そのようなものでないとたとえばフロート法を適用したときに失透が発生し成型することが困難になるおそれがある。ここで失透温度とはガラスを１５時間その温度に保持したときに失透が析出する温度の最高値である。
【００２８】
本発明のガラスの比重は２．６以下であることが好ましい。２．６超ではディスプレイ装置の軽量化が不十分になるおそれがある。
本発明のガラスの５０〜３５０℃における平均線膨張係数は典型的には８０×１０−７〜１３０×１０−７／℃である。
【００２９】
本発明のガラスのうち、ガラス１は化学強化処理とは別に行う後処理なしでディスプレイ装置用ガラス板のＳをたとえば７５０ＭＰａ未満としつつｔを大きくしたい場合に好適な態様である。ガラス２Ａおよびガラス２Ｂ（以下、これらガラスをガラス２と総称することがある。）はガラス製造時の清澄を硫酸塩によって行う場合に好適な態様である。
次に、本発明のガラスの組成について、特に断らない限りモル百分率表示含有量を用いて説明する。
【００３０】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。５０％未満ではガラスとしての安定性が低下する、または耐候性が低下する。好ましくは６０％以上である。なお、ガラス２Ａにおいては６０％以上、好ましくは６２％以上であり、ガラス２Ｂにおいては６３％以上である。
ＳｉＯ２が７４％超ではガラスの粘性が増大し溶融性が著しく低下する。好ましくは７０％以下、典型的には６８％以下である。なお、ガラス２ＡではＳｉＯ２は７０％以下である。
【００３１】
Ａｌ２Ｏ３はイオン交換速度を向上させる成分であり、必須である。１％未満ではイオン交換速度が低下する。好ましくは２％以上、典型的には３％以上である。なお、ガラス２ＡではＡｌ２Ｏ３は２％以上であり、ガラス２Ｂでは３％以上である。
Ａｌ２Ｏ３が１０％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。好ましくは９％以下、より好ましくは８％以下、典型的には７％以下である。なお、ガラス２ＡではＡｌ２Ｏ３は８％以下である。
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となる。典型的には７２％以下である。また、同合計は６６％以上であることが好ましい。６６％未満では安定なガラスが得られにくくなったり、耐候性が低下しやすくなったりするおそれがあり、典型的には６８％以上である。
【００３２】
Ｎａ２Ｏはイオン交換により表面圧縮応力層を形成させ、またガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須である。６％未満ではイオン交換により所望の表面圧縮応力層を形成することが困難となる。好ましくは７％以上、典型的には８％以上である。なお、ガラス２ＢではＮａ２Ｏは８％以上である。
Ｎａ２Ｏが１４％超ではＴｇしたがって歪点が低くなる、または耐候性が低下する。好ましくは１３％以下、典型的には１２％以下である。なお、ガラス１ではＮａ２Ｏは１２％以下であり、好ましくは１１％以下、典型的には１０％以下である。
【００３３】
Ｋ２Ｏは溶融性を向上させる成分であるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくして所望のＳとｔを得るようにするための成分であり、必須である。３％未満では溶融性が低下する、またはイオン交換速度が低下する。典型的には４％以上である。なお、ガラス１ではＫ２Ｏは４％以上であり、好ましくは５％以上、より好ましくは６％以上、典型的には７％以上である。なお、Ｋ２Ｏの質量百分率表示含有量は３％以上であることが典型的である。
【００３４】
Ｋ２Ｏが１５％超では耐候性が低下する。好ましくは１２％以下、典型的には１１％以下である。なお、ガラス２ではＫ２Ｏは８％以下であり、好ましくは７％以下、典型的には６％以下である。
【００３５】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが１２％未満では所望のイオン交換特性を得ることができなくなる。好ましくは１３％以上、より好ましくは１４％以上である。なお、ガラス１、ガラス２ＢではＲ２Ｏは１４％以上であり、ガラス１では好ましくは１６％以上、より好ましくは１６．５％以上、典型的には１７％以上である。
Ｒ２Ｏが２５％超ではガラスの耐候性をはじめとする化学的耐久性が低くなる。好ましくは２２％以下、より好ましくは２０％以下、典型的には１９％以下である。なお、ガラスの塩基性度を低下させ硫酸塩による清澄性を向上させるなどのために、ガラス２ＡではＲ２Ｏは１８％以下、ガラス２Ｂでは１７％以下である。
【００３６】
ガラスの塩基性度を低下させ硫酸塩による清澄性を向上させるなどのために、ガラス２Ａでは前記Ｎａ２Ｏ＋１．７Ｋ２Ｏは１９％未満とされる。ガラス２ＢにおいてもＮａ２Ｏ＋１．７Ｋ２Ｏは１９％未満であることが好ましい。なお、「ガラスの塩基性度を低下させ硫酸塩による清澄性を向上させる」とは、硫酸ナトリウムによる清澄の場合について言えば硫酸ナトリウムの分解温度を１５００℃程度以下にすることを言う。
前記Ｒ２ＯからＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３は１０％以上であることが好ましい。１０％未満であるとｔが小さくなるおそれがある。ｔが小さくなるのはＴｇしたがって歪点が高くなるためであると考えられる。なお、ガラス１ではＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３は１０％以上である。
【００３７】
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計からＲ２Ｏを減じた差は６０％以下であることが好ましい。６０％超では前記Ｔ２が１６５０℃を超え溶融が困難になるおそれがある。
【００３８】
Ｌｉ２Ｏは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した表面圧縮応力層を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は２％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５％以下、特に好ましくは０．０１％未満である。
【００３９】
また、Ｌｉ２Ｏは化学強化処理時にＫＮＯ３などの溶融塩中に溶出することがあるが、Ｌｉを含有する溶融塩を用いて化学強化処理を行うと表面圧縮応力が著しく低下する。すなわち、本発明者はＬｉを含有しないＫＮＯ３、Ｌｉを０．００５質量％、０．０１質量％、０．０４質量％含有するＫＮＯ３を用いて後掲例１９のガラスを４５０℃６時間の条件で化学強化処理を行ったところ、図１に示すように溶融塩がＬｉを０．００５質量％含有しているだけで表面圧縮応力が著しく低下することを見出した。したがって、Ｌｉ２Ｏはこの観点からは含有しないことが好ましい。
Ｋ２Ｏの含有量とアルカリ金属酸化物の含有量の合計の比は０．２５以上であることが好ましく、より好ましくは０．４以上、典型的には０．５超である。
【００４０】
アルカリ土類金属酸化物は溶融性を向上させる成分であるとともに、Ｔｇしたがって歪点の調節に有効な成分である。
ＢａＯはアルカリ土類金属酸化物の中でイオン交換速度を低下させる効果が最も大きいので、ＢａＯは含有しないこととするか、含有する場合であってもその含有量は１％未満とすることが好ましく、ガラス１では含有する場合であっても１％未満にしなければならない。
ＳｒＯは必要に応じて含有してもよいが、ＭｇＯ、ＣａＯに比べてイオン交換速度を低下させる効果が大きいので含有する場合であってもその含有量は１％未満であることが好ましい。
ＳｒＯまたはＢａＯを含有する場合それらの含有量の合計は３％以下であることが好ましく、より好ましくは２％未満である。
【００４１】
ＭｇＯおよびＣａＯはイオン交換速度を低下させる効果が比較的小さいものであり、少なくともＭｇＯを２％以上含有しなければならない。
ＭｇＯが２％未満では溶融性が低下する。好ましくは４％以上、より好ましくは６％以上、典型的には６．５％以上である。なお、ガラス２ではＭｇＯは６％以上であり、好ましくは６．５％以上、典型的に１０％以上である。
ＭｇＯが１５％超ではイオン交換速度が低下する。好ましくは１４％以下、より好ましくは１３．５％以下である。なお、ガラス１ではＭｇＯは１３％以下であることが特に好ましく、典型的に１２％以下であり、ガラス２ＢではＭｇＯは１４％以下である。
ＣａＯを含有する場合、その含有量は典型的には１％以上である。その含有量が１０％超ではイオン交換速度が低下する。好ましくは８％以下、典型的には６％以下である。なお、ガラス２ＡではＣａＯを含有する場合でもその含有量は典型的には１％以下であり、ガラス２Ｂでは１％以下にしなければならない。
ＣａＯを含有する場合、ＭｇＯとＣａＯの含有量の比は１以上であることが好ましい。より好ましくは１．１以上である。
【００４２】
ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計ＭｇＯ＋ＣａＯは７〜１５％であり、典型的には８％以上であり、ガラス１では８％以上でなければならない。また、ＭｇＯおよびＣａＯの質量百分率表示の含有量の合計は典型的には５．１％以上である。
ＭｇＯ＋ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の含有量の比は好ましくは１．２以上、典型的には１．５以上である。
【００４３】
アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計ＲＯは２％超１５％以下であることが好ましい。２％以下では溶融性が低下する、または歪点の調節が困難になる。好ましくは４％以上、より好ましくは６％以上、典型的には８％以上である。１５％超ではイオン交換速度が低下する、失透しやすくなる、または歪点が低くなりすぎるおそれがある。
【００４４】
ガラス２Ｂを除く本発明のガラスではＺｒＯ２は必須ではないが、イオン交換速度を大きくするために５％までの範囲で含有してもよい。５％超ではイオン交換速度を大きくする効果が飽和し、また、溶融性が悪化して未溶融物としてガラス中に残る場合が起こる。また、図２に示すようにＺｒＯ２を含有させることによって化学強化処理後のガラスのビッカース硬度が増大する。ＺｒＯ２は、好ましくは４％以下、典型的には２％以下である。ＺｒＯ２を含有する場合、その含有量は好ましくは０．５％以上、典型的には１％以上である。
ガラス２ＢにおいてはＺｒＯ２は必須であり、１〜４％含有する。典型的には１．５〜３％である。
【００４５】
本発明のガラス１は、典型的には、ＳｉＯ２が６０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３が２〜８％、Ｎａ２Ｏが１１％以下、Ｋ２Ｏが６〜１２％、ＭｇＯが４〜１４％、ＣａＯが０〜８％、ＺｒＯ２が０〜４％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１６〜２０％である。
【００４６】
本発明のガラスは本質的に以上で説明した成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は１０％以下であることが好ましく、典型的には５％以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。
【００４７】
ＺｎＯはガラスの高温での溶融性を向上するためにたとえば２％まで含有してもよい場合があるが、好ましくは１％以下である。フロート法で製造する場合などには０．５％以下にすることが好ましい。０．５％超ではフロート成型時に還元し製品欠点となるおそれがある。典型的にはＺｎＯは含有しない。
Ｂ２Ｏ３は高温での溶融性またはガラス強度の向上のためにたとえば１％まで含有してもよい場合がある。１％超では均質なガラスを得にくくなり、ガラスの成型が困難になるおそれがある。典型的にはＢ２Ｏ３は含有しない。
ＴｉＯ２はガラス中に存在するＦｅイオン（Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋）の酸化還元状態を変化させ可視光透過率が変化してガラスが着色するおそれがあるので、含有するとしても１％以下であることが好ましく、典型的には含有しない。
【００４８】
ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。ただし、タッチパネルなどディスプレイ装置の視認性を上げるため、可視域に吸収をもつＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３など原料中の不純物として混入するような成分はできるだけ減らすことが好ましく、各々質量百分率表示で０．１５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５％以下である。
【実施例】
【００４９】
表２〜７の例１〜３５、例３８〜４７について、ＳｉＯ２からＺｒＯ２、Ｌｉ２ＯまたはＴｉＯ２までの欄にモル百分率表示で示す組成になるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして４００ｇとなるように秤量し、また前記組成には示していないが、ＳＯ３換算で０．４質量％に相当する硫酸ナトリウムを添加したものについて混合した。ついで、白金製るつぼに入れ、１６００℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、３時間溶融し、脱泡、均質化した後、型材に流し込み、所定の温度で徐冷し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックからサイズが４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚みが０．８ｍｍになるように切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工し、板状のガラスを得た。なお、表中の「Ｒ２Ｏ−Ａｌ」は前記Ｒ２ＯからＡｌ２Ｏ３含有量を減じたもの、「Ｎａ＋１．７Ｋ」はＮａ２Ｏ含有量とＫ２Ｏ含有量を１．７倍したものとの和であり、また、表２〜７のモル百分率表示組成に対応する質量百分率表示組成を表８〜１３に示す。
例１〜１７、１９〜３５は実施例、例３８〜４６は比較例である。例１８、３６、３７は実施例、例４８〜５７は比較例であるがこのような溶融を行わなかったものであり、例４７は別に用意したソーダライムシリカガラスの例であり比較例である。
【００５０】
これらガラスについて次のような化学強化処理を行った。すなわち、これらガラスを４５０℃のＫＮＯ３溶融塩にそれぞれ６時間浸漬し、化学強化処理を行った。各ガラスについて、折原製作所社製表面応力計ＦＳＭ−６０００にて表面圧縮応力Ｓ（単位：ＭＰａ）および圧縮応力層の厚みｔ（単位：μｍ）を測定した。結果を表２〜７の該当欄に示す。表から明らかなように本発明のガラスを用いたもののＳは３００ＭＰａ以上１０２４ＭＰａ以下であり、しかもｔは４５μｍ以上であり、所望の圧縮応力層が生じていることがわかる。
なお、例１８、３６、３７、４８〜５７のＳ、ｔは組成から計算によって求めた。
【００５１】
また、例５、４０、４７についてはＴｇ（単位：℃）、Ｔ２（単位：℃）、Ｔ４（単位：℃）、比重ρ、α（単位：１０−７／℃）を測定した。また、例１９、２０についてはＴｇ、Ｔ２、Ｔ４、αを、例２４〜２６についてはＴｇ、αを測定した。結果を表の該当欄に示す。なお、その他の例について組成から計算によってこれらの値を求めたものもあわせて表に示す。
【００５２】
また、例１、４〜１０、１５〜１７、１９〜３５、４０、４３〜４７、については次のようにして失透に関する試験を行った。すなわち、前記Ｔ４の温度にガラスを１５時間保持した時にガラスに失透が発生するかの試験を行った。表中の「Ｄ」の欄の○は上記試験で失透が発生しなかったことを、×は失透が発生したことをそれぞれ示す。また、Ｔ４で失透が発生するものであっても（Ｔ４＋４０℃）で失透が発生しなかったものは△で示す。
【００５３】
例１９〜３５については次のようにして硫酸塩分解に関する試験を行った。すなわち、ガラス中に残存しているＳＯ３量を１３５０℃および１５００℃で測定し、その差Δを算出した（単位：質量％）。ガラス中の泡を減らすためにはΔは０．０８質量％以上であることが好ましい。例３６、４８〜５７については組成からのΔ推定値を示す。ここでΔ推定値が０．４〜０．９質量％であるものは表には「０．０８」と記す。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
【表３】
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【００５６】
【表４】
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【００５７】
【表５】
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【００５８】
【表６】
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【００５９】
【表７】
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【００６０】
【表８】
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【００６１】
【表９】
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【００６２】
【表１０】
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【００６３】
【表１１】
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【００６４】
【表１２】
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【００６５】
【表１３】
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【産業上の利用可能性】
【００６６】
ディスプレイ装置のカバーガラスなどに利用できる。
【図１】
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【図２】
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