(57)【要約】      （修正有）【課題】強化ガラス基板に湾曲形状を付与することが可能であり、立体的な形状を工業的に製造し易く、且つ化学強化処理に好適なガラスおよびそのガラスより製造されたガラス管を提供する。【解決手段】ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜２５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｒ２Ｏ  ０．１〜２５％を含有するガラス管で、表面の少なくとも一部に圧縮応力層を有する化学強化処理に用いることを特徴とする。【選択図】図１
2014144905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜２５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｒ２Ｏ  ０．１〜２５％を含有し、且つ強化処理に用いることを特徴とするガラス管。
【請求項２】
外表面に管中心軸方向に延びる平坦部を有し、且つ強化処理に用いることを特徴とするガラス管。
【請求項３】
外表面に管中心軸方向に延び、互いに対向する一対の平坦部を有し、且つガラス管断面における（長軸方向の最大外形寸法）／（短軸方向の最大外形寸法）が１．１以上であることを特徴とする請求項２に記載のガラス管。
【請求項４】
ガラス管断面における長軸方向の最大内形寸法が２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のガラス管。
【請求項５】
端面部に表面粗さＲａが１０ｎｍ以下の表面を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のガラス管。
【請求項６】
外表面に隣接する端面部の少なくとも一部が、半径が０．１ｍｍ以上のＲ形状であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のガラス管。
【請求項７】
歪点が５００℃以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のガラス管。
【請求項８】
密度が２．６ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のガラス管。
【請求項９】
液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜８何れか一項に記載のガラス管。
【請求項１０】
１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６００℃以下であることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のガラス管。
【請求項１１】
ガラス管を強化処理して得られる強化ガラス管であって、
ガラス管が、請求項１〜１０の何れか一項に記載のガラス管であり、且つ表面の少なくとも一部に圧縮応力層を有することを特徴とする強化ガラス管。
【請求項１２】
化学強化処理されてなることを特徴とする請求項１１に記載の強化ガラス管。
【請求項１３】
圧縮応力層の圧縮応力値が２００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の強化ガラス管。
【請求項１４】
圧縮応力層の応力深さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか一項に記載の強化ガラス管。
【請求項１５】
モバイル端末の保護部材に用いることを特徴とする請求項１１〜１４の何れか一項に記載の強化ガラス管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管及び強化ガラス管に関し、特に携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）の保護部材として好適なガラス管及び強化ガラス管に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、タッチパネルディスプレイ等のデバイスは、益々普及する傾向にある。
【０００３】
従来、これらの用途では、ディスプレイを保護するための保護部材（カバーガラス）として、ガラス基板が使用されるようになってきた。このガラス基板には、（１）高い機械的強度を有すること、（２）低密度で軽量であること、（３）安価で多量に供給できること、（４）泡品位に優れること、（５）可視域において高い光透過率を有することが要求される。特に（１）の要件を満たさない場合は、保護部材としての用を足さなくなるため、イオン交換処理等で強化処理したガラス基板（所謂、強化ガラス基板）が用いられている（特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８３０４５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】泉谷徹朗等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、携帯電話等の用途では、立体的なデザイン、例えば端縁部分が湾曲している形状が採用される場合がある。
【０００７】
しかし、上記強化ガラス基板では、このような立体的な形状を工業的に製造することが非常に困難であった。例えば、強化ガラス基板に湾曲形状を付与する場合、研磨処理により、厚いガラス基板から所定形状に削り出す方法が想定されるが、工業的に製造する場合に製造コストが非常に高くなる。また、略矩形状のガラス基板を熱処理して、湾曲形状を付与する方法も想定されるが、熱処理により軟化したガラス基板を金型等で挟み込んで湾曲形状を付与しようとすると、金型の凹凸形状がガラスにそのまま転写されたり、ガラスと金型が離形し難くなるという問題が生じる。一方、金型の凹凸形状が転写されないように、金型の押圧力を低下させると、所定の形状を得難くなる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み成されたものであり、その技術的課題は、立体的な形状を工業的に製造し易く、且つ強化処理に好適なガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、種々の検討を行った結果、ガラス組成中に所定量のＡｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏを含むガラス管を強化処理することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明のガラス管は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜２５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｒ２Ｏ  ０．１〜２５％を含有し、且つ強化処理に用いることを特徴とする。ここで、「Ｒ２Ｏ」は、アルカリ金属酸化物Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量を指す。
【００１０】
本発明では、ガラスが管形状に成形されている。このようにすれば、所望の表面品位を維持しつつ、所望の形状に熱加工し易くなる。
【００１１】
ガラス管の成形方法として、ダンナー法やダウンドロー法等が考えられる。ガラス管の成形精度（寸法精度）を高めるためには、耐失透性（特に、液相粘度）を高めることが重要になる。また、高強度化の観点からは、イオン交換性能を高めることが重要になる。そこで、本発明では、ガラス組成中に所定量のＡｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏを含むことにより、耐失透性とイオン交換性能を両立させている。
【００１２】
第二に、本発明のガラス管は、外表面に管中心軸方向に延びる平坦部を有し、且つ強化処理に用いることを特徴とする。同様にして、本発明のガラス管は、内表面に管中心軸方向に延びる平坦部を有し、且つ強化処理に用いることが好ましい。このようにすれば、機械的強度が高く、且つデザイン性が高い保護部材を作製し易くなる。なお、ガラス管をシームレス化すれば、機械的強度を更に高めることができる。また、外表面を自由表面とすれば、機械的強度を更に高めることができる。
【００１３】
第三に、本発明のガラス管は、外表面に管中心軸方向に延び、互いに対向する一対の平坦部を有し、且つガラス管断面における（長軸方向の最大外形寸法）／（短軸方向の最大外形寸法）が１．１以上であることが好ましい。同様にして、本発明のガラス管は、内表面に管中心軸方向に延びる一対の平坦部を有し、且つガラス管断面における（長軸方向の最大内形寸法）／（短軸方向の最大内形寸法）が１．１以上であることが好ましい。ここで、「ガラス管断面」は、ガラス管の中心軸に垂直な方向の断面である。
【００１４】
第四に、本発明のガラス管は、ガラス管断面における長軸方向の最大内形寸法が２０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
第五に、本発明のガラス管は、端面部に表面粗さＲａが１０ｎｍ以下の表面を有することが好ましい。ここで、「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法により測定した値を指す。
【００１６】
第六に、本発明のガラス管は、外表面に隣接する端面部の少なくとも一部が、半径が０．１ｍｍ以上のＲ形状であることが好ましい。
【００１７】
第七に、本発明のガラス管は、歪点が５００℃以上であることが好ましい。ここで、「歪点」は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。
【００１８】
第八に、本発明のガラス管は、密度が２．６ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。ここで、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定可能である。
【００１９】
第九に、本発明のガラス管は、液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を指す。
【００２０】
第十に、本発明のガラス管は、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６００℃以下であることが好ましい。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００２１】
第十一に、本発明の強化ガラス管は、ガラス管を強化処理して得られる強化ガラス管であって、ガラス管が上記のガラス管であり、且つ表面の少なくとも一部に圧縮応力層を有することを特徴とする。
【００２２】
第十二に、本発明の強化ガラス管は、化学強化処理されてなることが好ましい。
【００２３】
第十三に、本発明の強化ガラス管は、圧縮応力層の圧縮応力値が２００ＭＰａ以上であることが好ましい。ここで、「圧縮応力値」及び「応力深さ」は、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、評価試料を観察した際に、観察される干渉縞の本数とその間隔から算出される。
【００２４】
第十四に、本発明の強化ガラス管は、圧縮応力層の応力深さが１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
第十五に、本発明の強化ガラス管は、モバイル端末の保護部材に用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス管を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】［実施例２］に係る成形棒の配置を示す断面概念図である。
【図４】［実施例２］に係る成形棒の配置を示す断面概念図である。
【図５】［実施例２］に係る成形棒の配置を示す断面概念図である。
【図６】［実施例２］に係る成形棒の配置を示す断面概念図である。
【図７】図４の配置により作製したガラス管断面の概略図である。
【図８】図５の配置により作製したガラス管の概略断面図である。
【図９】図６の配置により作製したガラス管の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜ガラス管＞
図１は、本発明の一実施形態に係るガラス管を示す斜視図である。本実施形態に係るガラス管１は、強化処理されるものであって、内表面２及び外表面３のそれぞれに、管中心軸方向に互いに平行に延びる平坦部２ａ，３ａを有する。一方側（図１における上面側）の内表面２の平坦部２ａと、他方側（図１における下面側）の外表面２の平坦部２ａは互いに平行である。また、一方側（上面側）の外表面３の平坦部３ａと、他方側（下面側）の外表面３の平坦部３ａも互いに平行である。そして、一方側の内表面２の平坦部２ａの両端と、他方側の内表面２の平坦部２ａの両端は管中心軸方向に延びる部分円筒面状の曲面部２ｂにより繋がっている。また、一方側の外表面３の平坦部３ａの両端と、他方側の外表面３の平坦部３ａの両端も管中心軸方向に延びる部分円筒面状の曲面部３ｂにより繋がっている。なお、ガラス管１の形状は、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００２８】
図２に示すように、ガラス管１の開口部においては、内表面２に隣接する端面部４及び外表面３に隣接する端面部５はＲ形状であり、これらＲ形状の部分を除いた端面部６は、略平坦である。
【００２９】
ガラス管１は、例えば、所望のガラス組成となるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で、溶融ガラスを管状に成形、徐冷し、最後に所定の加工（研磨処理、熱加工等）を行うことにより製造することができる。
【００３０】
管形状に成形する方法として、ガラス管１の寸法精度を高める観点から、ダンナー法が好ましい。またダウンドロー法を採用することも可能である。
【００３１】
ガラス管１の切断、熱加工は、強化処理の後に行ってもよいが、強化処理の前に行うことが好ましい。このようにすれば、熱加工により外表面に平坦部を形成する際に、端面部も軟化変形するため、切断時に生じた傷が小さくなり易く、モバイル端末の筐体として用いた場合に、高い機械的強度を確保することができる。また、熱加工により圧縮応力層が消失する虞もなくなる。
【００３２】
ガラス管１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜２５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１２％、Ｒ２Ｏ  ０．１〜２５％を含有する。このように各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は、特に断りがない限り、質量％を指す。
【００３３】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、その含有量は４０〜８０％である。ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなる。また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。ＳｉＯ２の下限は、好ましくは４５％、好ましくは５０％、好ましくは５３％、好ましくは５５％、好ましくは５６％、好ましくは５８％、特に好ましくは６０％である。また、ＳｉＯ２の上限は、好ましくは７５％、好ましくは７３％、好ましくは７１％、好ましくは６８％、特に好ましくは６５％である。
【００３４】
Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能、歪点、ヤング率を高める成分であり、その含有量は５〜２５％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、ダンナー法やダウンドロー法等による成形が困難になる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなったり、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。更に化学的耐久性が低下し易くなる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。Ａｌ２Ｏ３の上限は、好ましくは２２％、好ましくは２１％、好ましくは２０％、好ましくは１９．５％、特に好ましくは１９％である。また、Ａｌ２Ｏ３の下限は、好ましくは１０％、好ましくは１１％、好ましくは１２％、好ましくは１５％、好ましくは１６．５％、好ましくは１７％、好ましくは１７．５％、特に好ましくは１８％である。
【００３５】
Ｂ２Ｏ３は、液相温度、高温粘度、密度を低下させる成分であると共に、イオン交換性能、特に圧縮応力値を大きくする成分である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、イオン交換によって表面にヤケが発生したり、耐水性が低下したり、液相粘度が低下する虞がある。また応力深さが低下する傾向にある。よって、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜１２％であり、好ましくは０〜１０％、好ましくは０〜８％、好ましくは０〜６％、好ましくは０〜４％、特に好ましくは０〜３％である。
【００３６】
Ｒ２Ｏの含有量は０．１〜２５％である。Ｒ２Ｏの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。また、Ｒ２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下し過ぎて、圧縮応力値が小さくなる場合がある。更に液相温度付近の粘性が低下して、高い液相粘度を確保し難くなる。一方、Ｒ２Ｏの合量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下する場合がある。Ｒ２Ｏの上限は、好ましくは２４％、特に好ましくは２３％である。また、Ｒ２Ｏの下限は、好ましくは３％、好ましくは５％、好ましくは８％、好ましくは１０％、好ましくは１３％、好ましくは１５％、特に好ましくは１７％である。
【００３７】
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換成分であると共に、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、Ｌｉ２Ｏは、ヤング率を高める成分である。更に、Ｌｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を大きくする効果が高い。しかし、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなる。また、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。更に、低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が生じ易くなると、かえって圧縮応力値が小さくなる場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜５％、好ましくは０〜２％、好ましくは０〜１％、好ましくは０〜０．５％、特に好ましくは０〜０．１％、最も好ましくは実質的に含有しないこと、つまり０．０１％未満である。
【００３８】
Ｎａ２Ｏは、イオン交換成分であると共に、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、Ｎａ２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ２Ｏの含有量は０．１〜２０％が好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が大きくなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成のバランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低くなり過ぎたり、イオン交換性能が低下し易くなる。Ｎａ２Ｏの下限は好ましくは５％、好ましくは６％、好ましくは７％、好ましくは１０％、特に好ましくは１１％である。また、Ｎａ２Ｏの上限は、好ましくは１７％、好ましくは１５％、好ましくは１４．７％、好ましくは１４．５％、好ましくは１４％、好ましくは１３．５％、特に好ましくは１３％である。
【００３９】
Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する効果があり、アルカリ金属酸化物の中では応力深さを大きくする効果が高い。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更に、Ｋ２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｋ２Ｏの含有量は０〜１５％が好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。更に歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成のバランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。Ｋ２Ｏの下限は、好ましくは０．１％、好ましくは０．５％、好ましくは１％、好ましくは３％、好ましくは３．５％、特に好ましくは４％である。また、Ｋ２Ｏの上限は、好ましくは１２％、好ましくは１１％、好ましくは８％、特に好ましくは６％である。
【００４０】
質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３は、好ましくは０．７〜２、好ましくは０．８〜１．６、好ましくは０．９〜１．６、好ましくは１〜１．６、特に好ましくは１．２〜１．６である。質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が大きくなると、低温粘性が低下し過ぎて、イオン交換性能が低下したり、ヤング率が低下したり、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。またガラス組成のバランスを欠いて、ガラスが失透し易くなる。一方、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が小さくなると、溶融性や耐失透性が低下し易くなる。
【００４１】
質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは０〜２が好ましい。質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏを変化させると、圧縮応力値と応力深さを変化させることが可能になる。圧縮応力値を大きくしたい場合、質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは好ましくは０〜０．５、好ましくは０〜０．３、特に好ましくは０〜０．２である。一方、短時間で応力深さを大きくしたい場合、質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは好ましくは０．３〜２、好ましくは０．５〜２、好ましくは１〜２、好ましくは１．２〜２、特に好ましくは１．５〜２である。ここで、質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの上限値を規定した理由は、この値が大き過ぎると、ガラスの組成のバランスを欠いて、ガラスが失透し易くなるからである。
【００４２】
上記成分以外にも、ガラス特性を大きく損なわない限り、例えば、以下の成分を添加してもよい。
【００４３】
アルカリ土類金属酸化物Ｒ’Ｏ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量）は、種々の目的で添加可能な成分である。しかし、Ｒ’Ｏの含有量が多くなると、密度や熱膨張係数が高くなったり、耐失透性やイオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｒ’Ｏの含有量は、好ましくは０〜９．９％、好ましくは０〜８％、好ましくは０〜６％、好ましくは０〜５％、好ましくは０〜４％、好ましくは０〜３％、好ましくは０〜２％、特に好ましくは０〜１％である。
【００４４】
ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を向上させる効果が高い。ＭｇＯの含有量は０〜１０％が好ましい。しかし、ＭｇＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは８％以下、好ましくは６％以下、好ましくは４％以下、好ましくは３％以下、好ましくは２％以下、特に好ましくは１．５％以下である。
【００４５】
ＣａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を向上させる効果が高い。ＣａＯの含有量は０〜６％が好ましい。しかし、ＣａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなったり、更にはイオン交換性能が低下する場合がある。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは４％以下、特に好ましくは３％以下である。
【００４６】
ＳｒＯ及びＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、その含有量は各々０〜３％が好ましい。ＳｒＯやＢａＯの含有量が多くなると、イオン交換性能が低下する傾向がある。また密度、熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。ＳｒＯの含有量は、好ましくは２％以下、好ましくは１．５％以下、好ましくは１％以下、好ましくは０．５％以下、好ましくは０．２％以下、特に好ましくは０．１％以下である。またＢａＯの含有量は、好ましくは２．５％以下、好ましくは２％以下、好ましくは１％以下、好ましくは０．８％以下、好ましくは０．５％以下、好ましくは０．２％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
【００４７】
ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は０〜５％が好ましい。このようにすれば、イオン交換性能を効果的に高めることができる。つまりＳｒＯとＢａＯは、上記の通り、イオン交換反応を阻害する作用があるため、これらの成分を多く含むことは、高強度の強化ガラス管を得る上で不利である。ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは０〜３％、好ましくは０〜２．５％、好ましくは０〜２％、好ましくは０〜１％、好ましくは０〜０．２％、特に好ましくは０〜０．１％である。
【００４８】
質量比Ｒ’Ｏ／Ｒ２Ｏが大きくなると、耐失透性が低下する傾向が現れる。よって、質量比Ｒ’Ｏ／Ｒ２Ｏは、好ましくは０．５以下、好ましくは０．４以下、特に好ましくは０．３以下である。
【００４９】
ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に、圧縮応力値を大きくする効果が高い。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。ＺｎＯの含有量は０〜８％が好ましい。しかし、ＺｎＯの含有量が多くなると、ガラスが分相したり、失透性が低下したり、密度が高くなる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは６％以下、好ましくは４％以下、特に好ましくは３％以下である。
【００５０】
ＺｒＯ２は、イオン交換性能を顕著に高めると共に、ヤング率や歪点を高くし、高温粘性を低下させる効果がある。また液相粘度付近の粘性を高める効果があるため、所定量含有させると、イオン交換性能と液相粘度を同時に高めることができる。但し、ＺｒＯ２の含有量が多過ぎると、耐失透性が極端に低下する場合がある。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、好ましくは０．１〜９％、好ましくは０．５〜７％、好ましくは１〜５％、特に好ましくは２．５〜５％である。
【００５１】
ＴｉＯ２は、イオン交換性能を高める成分であり、また高温粘度を低下させる成分である。しかし、ＴｉＯ２の含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなり易い。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１０％以下、好ましくは８％以下、好ましくは６％以下、好ましくは５％以下、好ましくは４％以下、好ましくは２％以下、好ましくは０．７％以下、好ましくは０．５％以下、好ましくは０．１％以下、特に好ましくは０．０１％以下である。
【００５２】
ＴｉＯ２源、ＺｒＯ２源として試薬を用いてもよく、原料等に含まれる不純物から含有させてもよい。
【００５３】
耐失透性とイオン交換性能を両立する観点から、Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは１２％超、好ましくは１２．００１％以上、好ましくは１３％以上、好ましくは１５％以上、好ましくは１７％以上、好ましくは１８％以上、特に好ましくは１９％以上である。しかし、Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の含有量が多過ぎると、耐失透性が極端に低下する虞がある。よって、Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは２８％以下、好ましくは２５％以下、好ましくは２３％以下、好ましくは２２％以下、特に好ましくは２１％以下である。
【００５４】
ＳｎＯ２は、イオン交換性能、特に圧縮応力値を大きくする効果があるため、その含有量は、好ましくは０〜３％、好ましくは０．０１〜１．５％、特に好ましくは０．１〜１％である。ＳｎＯ２の含有量が多くなると、ＳｎＯ２に起因する失透が発生したり、ガラスが着色し易くなる傾向がある。
【００５５】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に、応力深さを大きくする効果が高い成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜８％が好ましい。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多くなると、ガラスが分相したり、耐水性や耐失透性が低下し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは５％以下、好ましくは４％以下、好ましくは３％以下、特に好ましくは２％以下である。
【００５６】
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｆ、ＳＯ３、Ｃｌの群から選択された一種又は二種以上を０．００１〜３％含有させてもよい。但し、Ａｓ２Ｏ３は、環境に対する配慮から、その使用を極力控えることが好ましい。よって、Ａｓ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。Ｓｂ２Ｏ３は、環境に対する配慮から、その使用を極力控えることが好ましい。よって、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。ＣｅＯ２の含有量は、透過率の低下を防止する観点から、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。Ｆの含有量は、低温粘性の低下による圧縮応力値の低下を防止する観点から、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。よって、好ましい清澄剤は、ＳＯ３とＣｌであり、ＳＯ３とＣｌの１者又は両者を、０．００１〜３％含有させることが好ましく、０．００１〜１％含有させることがより好ましく、０．０１〜０．５％含有させることが更に好ましく、０．０５〜０．４％含有させることが最も好ましい。
【００５７】
Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。しかし、希土類酸化物は、原料自体のコストが高く、また多量に含有させると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の含有量は、好ましくは３％以下、好ましくは２％以下、好ましくは１％以下、好ましくは０．５％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
【００５８】
ＣｏＯ３、ＮｉＯ等の遷移金属酸化物は、ガラスを強く着色させて、ガラス管の透過率を低下させる成分である。遷移金属酸化物の含有量は、好ましくは０．５％以下、好ましくは０．１％以下、特に好ましくは０．０５％以下である。
【００５９】
ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３は、環境に対する配慮から、その使用を極力控えることが好ましい。よって、ＰｂＯの含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。また、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。
【００６０】
ガラス管１において、各成分の好適な含有範囲を適宜選択し、好ましいガラス組成範囲とすることができる。その具体例を以下に示す。
（１）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  ７．５〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  １０〜１９％、Ｋ２Ｏ  ０〜１５％、ＭｇＯ  ０〜８％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜３％、ＺｎＯ  ０〜８％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜０．１％未満を含有するガラス組成。
（２）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ７．５〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  １０〜１９％、Ｋ２Ｏ  ０〜１５％、ＭｇＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜３％、ＺｎＯ  ０〜８％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜０．１％未満、ＺｒＯ２  ０．００１〜１０％を含有するガラス組成。
（３）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ８．５〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜１９％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜３％、ＺｎＯ  ０〜８％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜０．１％未満を含有するガラス組成。
（４）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ８．５〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜１９％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜３％、ＺｎＯ  ０〜８％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜０．１％未満、ＺｒＯ２  ０．００１〜１０％を含有するガラス組成。
（５）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ９〜１９％、Ｂ２Ｏ３  ０〜６％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  １０〜１９％、Ｋ２Ｏ  ０〜１５％、ＭｇＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜３％、ＺｎＯ  ０〜６％、ＺｒＯ２  ０．００１〜１０％、ＳｎＯ２  ０．１〜１％を含有し、実質的にＡｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３を含有しないガラス組成。
（６）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ９〜１８％、Ｂ２Ｏ３  ０〜４％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  １１〜１７％、Ｋ２Ｏ  ０〜６％、ＭｇＯ  ０〜６％、ＣａＯ  ０〜６％、ＳｒＯ  ０〜３％、ＢａＯ  ０〜３％、ＺｎＯ  ０〜６％、ＳｎＯ２  ０．１〜１％、ＺｒＯ２  ０．００１〜１０％を含有し、実質的にＡｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３を含有しないガラス組成。
（７）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜６３％、Ａｌ２Ｏ３  ９〜１７．５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜１７％、Ｋ２Ｏ  ０〜７％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜４％、ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜３％、ＳｎＯ２  ０．０１〜２％を含有し、実質的にＡｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３を含有せず、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が０．９〜１．６、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０〜０．４であるガラス組成。
（８）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．５％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、Ｓｂ２Ｏ３  ０〜０．１％未満を含有するガラス組成。
（９）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜７１％、Ａｌ２Ｏ３  ８〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．５％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％を含有し、実質的にＡｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３を含有しないガラス組成。
（１０）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ８．５〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．５％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％を含有し、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が０．７〜２であって、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＦを含有しないガラス組成。
（１１）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３  ８．５〜２１％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．５％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜８％を含有し、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が０．９〜１．７であって、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＦを含有しないガラス組成。
（１２）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜６３％、Ａｌ２Ｏ３  ９〜１９％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．１％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、ＺｒＯ２  ０．００１〜１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜８％を含有し、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が１．２〜１．６であって、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＦを含有しないガラス組成。
（１３）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜６３％、Ａｌ２Ｏ３  ９〜１７．５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．１％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、ＺｒＯ２  ０．１〜８％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜８％を含有し、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が１．２〜１．６であって、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＦを含有しないガラス組成。
（１４）質量％で、ＳｉＯ２  ４０〜５９％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜１５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜３％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．１％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％、Ｋ２Ｏ  ０〜７％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＴｉＯ２  ０〜０．１％、ＳｎＯ２  ０．０１〜３％、ＺｒＯ２  １〜８％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜８％を含有し、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が１．２〜１．６であって、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＦを含有しないガラス組成。
【００６１】
ガラス管１の密度は、好ましくは２．８ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは２．７ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは２．６ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは２．５ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは２．４７ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは２．４５ｇ／ｃｍ３以下、特に好ましくは２．４３ｇ／ｃｍ３以下である。密度が低い程、ガラス管の軽量化を図ることができる。ここで、「密度」とは、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。なお、密度を低下させるには、ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の含有量を低減すればよい。
【００６２】
ガラス管１の歪点は、好ましくは５００℃以上、好ましくは５４０℃以上、好ましくは５５０℃以上、特に好ましくは５６０℃以上である。歪点が高い程、耐熱性が向上し、強化ガラス管を熱処理しても、圧縮応力層が消失し難くなる。また、歪点が高いと、イオン交換処理時に応力緩和が生じ難くなり、圧縮応力値の低下を防止し易くなる。なお、歪点を高めるには、アルカリ金属酸化物の含有量を低減させたり、アルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させればよい。
【００６３】
ガラス管１において、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１６５０℃以下、好ましくは１６００℃以下、好ましくは１５９０℃以下、好ましくは１５７０℃以下、好ましくは１５４０℃以下、好ましくは１５００℃以下、好ましくは１４５０℃以下、好ましくは１４３０℃以下、好ましくは１４２０℃以下、特に好ましくは１４００℃以下である。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当しており、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温でガラスを溶融することができる。よって、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、溶融窯等のガラス製造設備への負荷が小さくなる共に、ガラス管の泡品位を高めることができる。よって、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、ガラス管を安価に製造することができる。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度を低下させるには、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すればよい。
【００６４】
ガラス管１において、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数の下限は、好ましくは５０×１０−７／℃、好ましくは６０×１０−７／℃、好ましくは７０×１０−７／℃、好ましくは７８×１０−７／℃、好ましくは８０×１０−７／℃、好ましくは８５×１０−７／℃である。また、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数の上限は、好ましくは１１０×１０−７／℃、好ましくは１０５×１０−７／℃、好ましくは１０２×１０−７／℃、好ましくは１００×１０−７／℃である。熱膨張係数を上記範囲に規制すれば、金属、有機系接着剤等の部材と熱膨張係数が整合し易くなり、金属、有機系接着剤等の部材の剥離を防止することができる。ここで、「３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、ディラトメーターにより測定した平均値を指す。なお、熱膨張係数を上昇させるには、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を増加すればよく、逆に低下させるには、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を低減すればよい。
【００６５】
ガラス管１の液相温度は、好ましくは１２００℃以下、好ましくは１１５０℃以下、好ましくは１１００℃以下、好ましくは１０５０℃以下、好ましくは１０３０℃以下、好ましくは１０１０℃以下、好ましくは１０００℃以下、好ましくは９５０℃以下、好ましくは９００℃以下、特に好ましくは８７０℃以下である。液相温度を低下させるには、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加したり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すればよい。
【００６６】
ガラス管１の液相粘度は、好ましくは１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、好ましくは１０４．３ｄＰａ・ｓ以上、好ましくは１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、好ましくは１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、好ましくは１０５．４ｄＰａ・ｓ以上、好ましくは１０５．８ｄＰａ．ｓ以上、好ましくは１０６．０ｄＰａ・ｓ以上、特に好ましくは１０６．２ｄＰａ・ｓ以上である。液相粘度を上昇させるには、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を増加したり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すればよい。
【００６７】
なお、液相粘度が高く、液相温度が低い程、耐失透性が向上すると共に、ガラス管への成形性が向上する。そして、液相温度が１２００℃以下、液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であれば、ダンナー法でガラス管を成形することができる。
【００６８】
ガラス管１の肉厚Ｔｔは、好ましくは３．０ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下、好ましくは０．９ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下、特に好ましくは０．５ｍｍ以下である。ガラス管の肉厚が小さい程、熱加工性が向上し、またガラス管を軽量化することできる。なお、ダンナー法で成形する場合、ガラス管の薄肉化や平滑化を未研磨で達成することができる。
【００６９】
ガラス管１は、図１に示したように、外表面３に管中心軸方向に延びる平坦部３ａを有し、且つ強化処理に用いることが好ましい。また、ガラス管１は、同図に示したように、内表面２に管中心軸方向に延びる平坦部２ａを有し、且つ強化処理に用いることが好ましい。このようにすれば、保護部材のデザイン性が高まると共に、モバイル端末の筐体に使用し易くなる。なお、外表面３又は内表面２に平坦部２ａ，３ａを形成する方法として、ガラス管の内壁に、２本の成形棒を接触、回転させた状態で、加熱炉の中で保持し、ガラス管が軟化変形を開始し始めた時点で、２本の成形棒の間隔を広げる方法が好ましい。このようにすれば、ガラス管の自重による変形を抑制しつつ、ガラス管を均一に加熱することが可能であり、結果として、ガラス管１の外表面３と内表面２における平坦部２ａ，３ａや曲面部２ｂ，３ｂの寸法精度を高めることができる。更に、成形棒がガラス管１の外表面３に接触しないため、成形に起因して、ガラス管１の外表面３の機械的強度が低下し難くなる。ここで、成形棒の形状は、特に限定されないが、円柱状が好ましい。このようにすれば、ガラス管の曲面部に半円柱面形状を付与し易くなる。また、成形棒の形状は、三角柱状、四角柱状、六角柱状等の多角柱状も好ましい。このようにすれば、ガラス管の曲面部に半円柱面形状以外の形状を付与し易くなる。
【００７０】
ガラス管１が、一方側の外表面３と、他方側の外表面３のそれぞれに、管中心軸方向に延び、互いに対向する平坦部３ａを有する場合、ガラス管断面における（長軸方向の最大外形寸法Ｌ１）／（短軸方向の最大外形寸法Ｌ２）は、好ましくは１．１以上、好ましくは１．２以上、好ましくは１．３以上、好ましくは１．４以上、好ましくは１．５以上、好ましくは２．０以上、好ましくは２．５以上、好ましくは３．０以上、特に好ましくは５．０以上である。同様にして、ガラス管１が、一方側の内表面２と、他方側の内表面２のそれぞれに、管中心軸方向に延び、互いに対向する平坦部２ａを有する場合、ガラス管断面における（長軸方向の最大内形寸法Ｌ３）／（短軸方向の最大内形寸法Ｌ４）は、好ましくは１．１以上、好ましくは１．２以上、好ましくは１．３以上、好ましくは１．４以上、好ましくは１．５以上、好ましくは２．０以上、好ましくは２．５以上、好ましくは３．０以上、特に好ましくは５．０以上である。
【００７１】
ガラス管１が、内表面２に管中心軸方向に延びる平坦部２ａを有する場合、ガラス管断面における長軸方向の最大内形寸法Ｌ３が、好ましくは２０ｍｍ以上、好ましくは８０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上、好ましくは１３０ｍｍ以上、好ましくは１６０ｍｍ以上、特に好ましくは１８０ｍｍ以上である。このようにすれば、モバイル端末の筐体に適用し易くなる。
【００７２】
図２に示したように、ガラス管１の端面部（切断面）４，５，６すべての表面粗さＲａは、好ましくは１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、好ましくは２ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以下、特に好ましくは０．３ｎｍ以下である。同様にして、ガラス管１の端面部（切断面）６の表面粗さＲａは、好ましくは１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、好ましくは２ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以下、特に好ましくは０．３ｎｍ以下である。このようにすれば、端面強度を高めることができる。なお、このような表面を得る方法として、ガラス管の熱加工時に、端面部を軟化変形させる方法が好ましい。
【００７３】
ガラス管１の外表面３に隣接する端面部４，５は、半径０．１ｍｍ以上のＲ形状であることが好ましい。Ｒの半径が小さ過ぎると、取り扱い時に端面部４，５に傷が発生し易くなる。Ｒ形状の半径は、好ましくは０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ以上、特に好ましくは２ｍｍ以上であり、加工性の観点から、好ましくは５ｍｍ以下、好ましくは４ｍｍ以下、特に好ましくは３ｍｍ以下である。
【００７４】
ガラス管１のＲ形状の部分を除いた端面部６の寸法をＴｆ、ガラス管１の肉厚をＴｔとした場合、Ｔｆ／Ｔｔは、好ましくは０．１以上、好ましくは０．２以上、好ましくは０．３以上、好ましくは０．４以上、好ましくは０．５以上である。Ｔｆ／Ｔｔは、熱加工の温度により、制御可能であるが、熱加工時のガラスの粘度が高過ぎると、熱加工により、所望の形状に加工し難くなる。一方、熱加工時のガラスの粘度が低過ぎると、熱加工時に、所望の形状を保持することが困難になる。熱加工時のガラスの粘度の上限は、好ましくは１０９ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０８ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０７．５ｄＰａ・ｓ、特に好ましくは１０７ｄＰａ・ｓである。また、熱加工時のガラスの粘度の下限は、好ましくは１０４ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０４．５ｄＰａ・ｓ、特に好ましくは１０５ｄＰａ・ｓである。
【００７５】
＜強化ガラス管＞
本発明の実施形態に係る強化ガラス管は、ガラス管１を強化処理して得られる強化ガラス管であり、且つ、表面（内表面及び外表面）の全部又は一部に圧縮応力層を有することを特徴とする。本発明の強化ガラス管の技術的特徴（好適な形状、各成分の含有量、効果等）は、ガラス管１の技術的特徴と重複するため、重複部分については説明を省略する。
【００７６】
ガラス管の表面に圧縮応力層を形成する方法には、物理強化法と化学強化法がある。本実施形態の強化ガラス管は、化学強化法で圧縮応力層を形成することが好ましい。化学強化法は、ガラスの歪点以下の温度でイオン交換処理によりガラス管の表面にイオン半径の大きいアルカリイオンを導入する方法である。化学強化法であれば、ガラス管の肉厚が薄くても、良好に圧縮応力層を形成し得るため、所望の機械的強度を得ることができる。更に、圧縮応力層を形成した後にガラス管（強化ガラス管）を切断しても、風冷強化法等の物理強化法とは異なり、ガラス管が容易に破壊しない。
【００７７】
イオン交換処理の条件は、特に限定されず、ガラスの粘度特性等を考慮して決定すればよい。特に、ＫＮＯ３溶融塩中のＫイオンをガラス管中のＮａ成分とイオン交換すると、ガラス管の表面に圧縮応力層を効率良く形成することができる。例えば、４００〜５５０℃の硝酸カリウム溶液中にガラス管を１〜８時間浸漬することにより、イオン交換処理を行うことができる。
【００７８】
強化ガラス管の圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは１００ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以上、好ましくは３００ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上、好ましくは５００ＭＰａ以上、好ましくは６００ＭＰａ以上、好ましくは７００ＭＰａ以上、好ましくは８００ＭＰａ以上、好ましくは９００ＭＰａ以上、好ましくは１０００ＭＰａ以上、特に好ましくは１１００ＭＰａ以上である。圧縮応力値が大きくなるにつれて、ガラス管の機械的強度が高くなる。一方、表面に極端に大きな圧縮応力が形成されると、表面にマイクロクラックが発生し、かえってガラス管の機械的強度が低下する虞がある。また、ガラス管に内在する引っ張り応力が極端に高くなるおそれがある。よって、圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは２５００ＭＰａ以下、好ましくは２０００ＭＰａ以下、特に好ましくは１７００ＭＰａ以下である。なお、圧縮応力値を大きくするには、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すればよい。またイオン交換処理の時間を短くしたり、イオン交換溶液の温度を下げればよい。
【００７９】
強化ガラス管の応力深さは、好ましくは１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上、好ましくは４０μｍ以上、特に好ましくは４５μｍ以上である。応力深さが大きい程、ガラス管に深い傷が付いても、ガラス管が割れ難くなる。一方、応力深さが大き過ぎると、ガラス管を切断し難くなったり、内部の引っ張り応力が極端に高くなって、ガラス管が破損する虞れがある。応力深さは、好ましくは１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下、好ましくは７０μｍ以下、特に好ましくは６０μｍ以下である。なお、応力深さを大きくするには、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すればよい。またイオン交換に要する時間を長くしたり、イオン交換溶液の温度を上げればよい。
【００８０】
強化ガラス管の内部の引っ張り応力値は、好ましくは２００ＭＰａ以下、好ましくは１５０ＭＰａ以下、好ましくは１００ＭＰａ以下、好ましくは８０ＭＰａ以下、好ましくは６０ＭＰａ以下、特に好ましくは４０ＭＰａ以下である。内部の引っ張り応力値が小さい程、内部の欠陥によってガラス管が破損し難くなるが、内部の引っ張り応力値が極端に小さくなると、表面の圧縮応力値や応力深さが低下する。よって、内部の引っ張り応力値は、好ましくは１ＭＰａ以上、好ましくは１０ＭＰａ以上、特に好ましくは１５ＭＰａ以上である。なお、内部の引っ張り応力値は、下記の式により算出可能である。
【００８１】
内部の引っ張り応力値＝（圧縮応力値×圧縮応力層の応力深さ）／（板厚−圧縮応力層の応力深さ×２）
【実施例１】
【００８２】
以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。但し、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
【００８３】
表１〜４は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜２７）のガラス組成と特性を示している。なお、各成分の含有量は、質量％で表記しており、ＣｌとＳＯ３はｐｐｍで表記している。また、表中の「未」の表示は、未測定を意味している。
【００８４】
【表１】
2014144905.tif 000003
【００８５】
【表２】
2014144905.tif 000004
【００８６】
【表３】
2014144905.tif 000005
【００８７】
【表４】
2014144905.tif 000006
【００８８】
次のようにして、各試料を作製した。まず、表中のガラス組成となるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１５８０℃で８時間溶融した。その後、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形した。得られたガラスについて、種々の特性を評価した。
【００８９】
密度は、周知のアルキメデス法で測定した値である。
【００９０】
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６に基づいて測定した値である。
【００９１】
軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８に基づいて測定した値である。
【００９２】
１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
【００９３】
ヤング率は、曲げ共振法により測定した値である。
【００９４】
熱膨張係数αは、ディラトメーターにより測定した値であり、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値である。
【００９５】
液相温度ＴＬは、ガラスを粉砕し、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。
【００９６】
液相粘度ｌｏｇηＴＬは、液相温度における各ガラスの粘度を白金球引き上げ証で測定した値である。
【００９７】
表１〜４から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜２７は、密度が２．５９ｇ／ｃｍ３以下、熱膨張係数が８３〜１００×１０−７／℃、強化処理に用いるガラス管の素材として好適であった。また、液相粘度が１０５．１ｄＰａ・ｓ以上であるため、ダンナー法で管形状に成形可能であり、しかも１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６１２℃以下であるため、安価に大量のガラス管を製造し得るものと考えられる。なお、試料Ｎｏ．１〜２６は、実験の便宜上、板状に成形した後、各特性が評価されているが、管形状であっても、同様の特性を示すと考えられる。
【００９８】
続いて、試料Ｎｏ．１〜２７の両表面に光学研磨を施した後、イオン交換処理を行った。試料Ｎｏ．１〜７、１２〜１４、２２、２４、２５及び２７については、４３０℃のＫＮＯ３溶融塩中に各試料を４時間、試料Ｎｏ．８〜１１、１５〜２１、２３及び２６については４６０℃のＫＮＯ３溶融塩中に各試料を４時間浸漬することにより、イオン交換処理を行った。イオン交換処理後に、各試料の表面を洗浄した後、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力値と応力深さを算出した。算出に当たり、試料Ｎｏ．１〜２６の屈折率を１．５３、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とし、試料Ｎｏ．２７の屈折率を１．５０、光学弾性定数を２９．５［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。なお、未強化ガラス管と強化ガラス管は、ガラス管の表層において微視的にガラス組成が異なっているものの、ガラス管全体として見た場合、ガラス組成が実質的に相違していない。よって、未強化ガラス管と強化ガラス管は、密度、粘度等の特性が実質的に相違していない。
【００９９】
その結果、試料Ｎｏ．１〜２７は、その表面に５００ＭＰａ以上の圧縮応力が発生しており、且つその厚みは１４μｍ以上であった。また、肉厚１ｍｍの場合、内部の引っ張り応力値が４３ＭＰａ以下であった。
【実施例２】
【０１００】
表２に記載のＮｏ．１４について、ダウンドロー法により、肉厚１．０ｍｍ、外径４０ｍｍ、内径３８ｍｍの断面円形状の元ガラス管を成形し、得られた元ガラス管を長さ１２０ｍｍで切断した。
【０１０１】
このように切断した後、図３に示す配置になるように、断面円形状の２本の成形棒７、８（直径８ｍｍ）を元ガラス管９の内部に配置した。その後、元ガラス管９の内壁面に、成形棒７、８を接触させた状態で、成形棒７、８を３回転／秒で回転させた。この状態で、６８０℃に保持された加熱炉の中で保持し、元ガラス管９が軟化変形を開始し始めた時点で、成形棒７、８の間隔を広げて（図中の矢印方向）、成形棒７、８の間隔が５０ｍｍになるように熱加工を行った。これにより、図１に示したように、内表面２及び外表面３のそれぞれに管中心軸方向に延びる一対の平坦面２ａ，３ａを有し、その平坦面２ａ，３ａ同士が半円柱面状の曲面部２ｂ，３ｂにより繋がった形状のガラス管１を作製した。
【０１０２】
得られたガラス管１の端面部の形状は、図２に示すような状態になっており、内表面２ａに隣接する端面部４及び外表面３ａに隣接する端面部５が半径約０．２ｍｍのＲ形状であり、Ｒ形状の部分を除いた端面部６の表面粗さＲａが０．２ｎｍであった。また、Ｒ形状の部分を除いた端面部６は、略平坦であり、肉厚方向の寸法Ｔｆは０．４ｍｍであった。
【０１０３】
同様にして、図４〜図６に示す配置になるように、２本の成形棒７、８（直径８ｍｍ）を切断後の元ガラス管９の内部に配置した。詳細には、図４では、断面三角形の成形棒７，８の頂部が、元ガラス管９の内壁面に接触するように配置した。図５では、断面六角形の成形棒７，８の断面における一辺を構成する平面が、元ガラス管９の内表面に接触するように配置した。図６では、断面四角形の成形棒７，８の断面における一辺を構成する平面が、元ガラス管９の内表面に接触するように配置した。その後、元ガラス管９の内壁面に、成形棒７、８を接触させた状態で、成形棒７、８を３回転／秒で回転させた。この状態で、６８０℃に保持された加熱炉の中で保持し、元ガラス管９が軟化変形を開始し始めた時点で、成形棒７、８の間隔を広げて、成形棒７、８の間隔が５０ｍｍになるように熱加工を行った。これにより、図７〜図９に示すように、内表面２及び外表面３のそれぞれに管中心軸方向に延びる一対の平坦面２ａ，３ａを有し、その平坦面２ａ，３ａ同士が、成形棒７，８の断面形状に近似した形状をなす曲面部（半円筒面形状以外の形状）２ｂ，３ｂにより繋がったガラス管１をそれぞれ作製した。
【符号の説明】
【０１０４】
１  ガラス管
２  内表面
３  外表面
４，５，６  端面部
７，８  成形棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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