(57)【要約】  軽量で、絶縁性を有し、かつ、強度も十分に確保しながら、さらに、その加工や製造が比較的容易で、製造コストを低減できるガラスボールを提供する。密度が２．３〜３．２ｇ／ｃｍ３、ヤング率が６０〜１５０ＧＰａ、５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数が４０×１０−７〜１２０×１０−７／℃、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７５モル％、Ａｌ２Ｏ３を２〜３０モル％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５モル％、含有するガラス材料で形成され、表面に圧縮応力層を有するガラスボール。【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度が２．３〜３．２ｇ／ｃｍ３、
ヤング率が６０〜１５０ＧＰａ、
５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数が４０×１０−７〜１２０×１０−７／℃、
酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７５モル％、Ａｌ２Ｏ３を２〜３０モル％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５モル％、含有するガラス材料で形成され、
表面に圧縮応力層を有することを特徴とするガラスボール。
【請求項２】
前記圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）が、８〜５００μｍである請求項１に記載のガラスボール。
【請求項３】
前記ガラス材料が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５モル％、Ａｌ２Ｏ３を４〜２０モル％、Ｌｉ２Ｏが１〜１５モル％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）が５〜２５モル％、ＭｇＯが０〜１５モル％、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｒ２Ｏ＋ＭｇＯが９２モル％以上、を含有するＬｉ系ガラスである請求項１または２に記載のガラスボール。
【請求項４】
前記ガラス材料が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７０モル％、Ａｌ２Ｏ３を４〜３０モル％、Ｌｉ２Ｏを５〜２０モル％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５モル％、ＭｇＯを１〜２５モル％、Ｙ２Ｏ３を１〜２０モル％、を含有するＹ２Ｏ３系ガラスである請求項１または２に記載のガラスボール。
【請求項５】
表面圧縮応力値（ＣＳ０）が、２００〜１５００ＭＰａである請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスボール。
【請求項６】
ビッカース硬度（Ｈｖｃｔ）が、６．０ＧＰａ以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラスボール。
【請求項７】
直径が０．５〜１００ｍｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラスボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスボールに係り、特に転がり軸受（ボールベアリング）用のボールとして好適なガラスボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機器類の駆動部分には、一般に回転軸を支えるためのボールベアリングが装着されている。このようなボールベアリングに用いられるボールと軸受には、従来、鋼等の金属製のボールが広く使用されてきた。【０００３】
しかしながら、ボールベアリングが高速回転する場合、鋼製のような重いボールを用いていると大きな遠心力が発生し、軸受が破損するおそれがある。これに対しては、軽量化を図るために中空のボールを製造する技術が知られている（特許文献１参照）。一方、ボールベアリングがインバータモータ等の近傍で用いられる場合、ボールが金属製であるとインバータモータから発生する高周波電流が軸受に流れる場合があり、その高周波電流によって、やはり軸受が損傷するおそれがある。【０００４】
これに対して、軽量で絶縁性を有するベアリング用のボールが求められ、軽量化を図りつつ、強度も高いものとできる窒化ケイ素等のセラミックス製のボールが検討されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−２８０８８０号公報
【特許文献２】特開２００７−７２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
セラミックス製のボールは、上記のように金属製のボールよりも軽量化が容易で絶縁性を有するため、上記インバータエアコンへの適用も十分考慮できる。しかしながら、セラミックス製のボール、特に窒化ケイ素、はその硬度が非常に高く、加工が容易ではない。したがって、所望の形状、大きさが精密に求められるベアリング用のボールの製造にあたっては手間やコストが嵩み、効率的な生産が難しい。【０００７】
そこで、本発明は、軽量で、絶縁性を有し、かつ、強度も十分に確保しながら、所望の形状への加工や製造が容易で、生産性が良好なガラスボールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、所定の組成および特性を有するガラス製の球状体（ガラスボール）により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００９】
すなわち、本発明のガラスボールは、密度が２．３〜３．２ｇ／ｃｍ３、ヤング率が６０〜１５０ＧＰａ、５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数が４０×１０−７〜１２０×１０−７／℃、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７５モル％、Ａｌ２Ｏ３を２〜３０モル％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５モル％、含有するガラス材料で形成され、表面に圧縮応力層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軽量で、絶縁性を有し、十分な強度を有するガラスボールを提供できる。このガラスボールは、ボールベアリング用のボール（特にインバータ回路を有する装置に用いられるボールベアリング用のボール）として好適である。また、このガラスボールは、製造も容易であり、製造コストを低減するとともに生産性を向上できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のガラスボールについて、実施形態を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変形して実施できる。
【００１２】
本明細書において「ガラス材料」は、強化処理前のガラスを意味する。また、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【００１３】
（第１の実施形態）
［ガラスボール］
本実施形態のガラスボールは、上記の通りの構成を有し、密度が２．３〜３．２ｇ／ｃｍ３、ヤング率が６０〜１５０ＧＰａ、５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数が４０×１０−７〜１２０×１０−７／℃、であり、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７５モル％、Ａｌ２Ｏ３を２〜３０モル％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５モル％、含有するガラス材料で形成され、表面に圧縮応力層を有する。
【００１４】
＜ガラス組成＞
本実施形態で用いるガラス材料のガラス組成は、基本的には、強化処理する前のガラス組成を示す。なお、強化処理として化学強化処理を用いた場合には、その表面のガラス組成がイオン交換により若干変化する。しかし、通常、化学強化処理によって圧縮応力層を形成した場合でも、その圧縮応力層の内部における強化処理されていない引張応力を有する部分（以下、引張応力部分ともいう）が大部分であり、強化処理後のガラスであっても引張応力部分の組成は強化処理前のガラスと同じ組成（ガラス材料のガラス組成）である。
【００１５】
ここで、ガラスの組成は、簡易的には蛍光エックス線法による半定量分析によって求められるが、より正確には、ＩＣＰ発光分析等の湿式分析法により測定できる。なお、各成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率（モル％）表示で表し、特に断りのない限り、以下「％」で表す。ガラス組成について構成する成分を、以下、具体的に説明する。
【００１６】
本実施形態のガラスボールを構成するガラス材料は、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を２〜３０％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５％、含有する。ここで用いられるガラス材料は、強化処理によりガラス表面に圧縮応力層の形成が可能な材料であり、化学強化処理により圧縮応力層を形成できる材料が好ましい。
【００１７】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。
【００１８】
このＳｉＯ２の含有量は３０％以上である。上記特性を有効に発揮するため、ＳｉＯ２の含有量は、３５％以上が好ましく、４５％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましく、６０％以上が特に好ましい。一方、ＳｉＯ２の含有量が７５％超であると溶融性が低下する傾向にあるため、ＳｉＯ２の含有量は７５％以下であり、７０％以下が好ましく、６８％以下がより好ましい。
【００１９】
Ａｌ２Ｏ３はヤング率と硬度を向上させる成分であり、ボールベアリング用のボールとして使用する場合に必要な成分である。また、Ａｌ２Ｏ３は化学強化の際のイオン交換性能を向上させ、強化後の表面圧縮応力を大きくするために有効な成分である。さらに、Ａｌ２Ｏ３はガラスのガラス転移点（Ｔｇ）を高くする成分であり、化学強化時に圧縮応力深さを深くするために長時間の処理を行っても、圧縮応力を小さくしにくくする成分でもある。
【００２０】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は２％以上である。上記特性を有効に発揮するため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２．５％以上が好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０％超であるとガラスの耐酸性が低下し、または失透温度が高くなる傾向にあるため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は３０％以下である。また、ガラスの粘性が増大し溶融性が低下するおそれがある。そのため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２７％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。
【００２１】
Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）は、イオン交換によりガラス表面に表面圧縮応力層を形成するための成分であり、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分である。これら成分の合量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、５％以上であり、８％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１２％以上がさらに好ましい。一方、Ｒ２Ｏの含有量が２５％超ではガラスの耐酸性が低下する傾向にあるため、Ｒ２Ｏの含有量は２５％以下である。Ｒ２Ｏの含有量は、２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【００２２】
Ｌｉ２Ｏは、軽量で、絶縁性を有し、十分な強度を有するガラスボールを実現するため、密度を低く維持したままヤング率を大きくするために有用な成分である。また、イオン交換によりガラス表面に表面圧縮応力層を形成する際に利用され、ガラスの耐摩耗性を向上させる成分である。ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換して化学強化処理を行う場合、Ｌｉ２Ｏの含有量は、２％以上が好ましく、３％以上がより好ましく、５％以上がさらに好ましく、７％以上が特に好ましい。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が２０％超ではガラスの耐酸性が低下する傾向にあるため、Ｌｉ２Ｏの含有量が２０％以下が好ましく、１７％以下がより好ましい。
【００２３】
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る。Ｎａ２Ｏは含有させなくてもよいが、ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換するのを促進できるため、Ｎａ２Ｏを含有させる場合の含有量は１％以上が好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量は、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が８％超ではイオン交換により形成される表面圧縮応力が低下するおそれがある。Ｎａ２Ｏの含有量は、８％以下が好ましく、７％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましく、４％以下が最も好ましい。
【００２４】
強化処理の際、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合溶融塩に浸漬する等の方法により、ガラス表面のＬｉイオンとＮａイオン、ＮａイオンとＫイオンを同時にイオン交換する場合には、Ｎａ２Ｏの含有量は、さらに好ましくは７％以下、特に好ましくは６％以下、最も好ましくは５％以下である。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは２％以上、より好ましくは３％以上、さらに好ましくは４％以上である。
【００２５】
Ｋ２Ｏは、イオン交換性能を向上させる等のために含有させてもよい。Ｋ２Ｏを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましい。一方、Ｋ２Ｏの含有量が１０％超であると、ヤング率が低下するため、Ｋ２Ｏの含有量は１０％以下が好ましい。Ｋ２Ｏの含有量は、８％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましく、４％以下が特に好ましく、２％以下が最も好ましい。
【００２６】
また、このガラス材料のガラス組成としては、上記成分の他、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、種々の任意成分を含有できる。ここで任意成分としては、例えば、以下の成分が挙げられる。
【００２７】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスボールの脆さを低減させ、また溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、Ｂ２Ｏ３を含有させる場合の含有量は、溶融性を向上するため０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましい。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量は５％を超えると耐酸性が悪化しやすいため、５％以下が好ましく、４％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。また、溶融時に脈理が発生しガラスの品質を低下しにくくするためには１％以下が好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。さらに、実質的に含有しないことが好ましい。
実質的に含有しないとは、不可避的不純物を除き含有しないことをいう。不可避的不純物の含有量は、本発明においては、例えば、０．０１％以下をいう（以下、同様）。
【００２８】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能および脆さを低減させる成分である。Ｐ２Ｏ５は含有させなくてもよいが、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましい。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が６％超では、化学強化処理後のガラス（以下、「化学強化ガラス」ともいう）の圧縮応力が低下し、また耐酸性が低下するため、Ｐ２Ｏ５の含有量は、６％以下が好ましく、４％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。また、溶融時に脈理が発生しガラスの品質を低下しにくくするためには、１％以下が好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。さらに、実質的に含有しないことが好ましい。
【００２９】
ＣａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、含有させてもよい。ＣａＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましく、５％以上が最も好ましい。一方、ＣａＯの含有量が２０％超となるとイオン交換性能が著しく低下するため、ＣａＯの含有量は２０％以下が好ましい。ＣａＯの含有量は、１４％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、６％以下が最も好ましい。
【００３０】
ＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上する成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、含有させてもよい。ＳｒＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましく、５％以上が最も好ましい。一方、ＳｒＯの含有量が２０％超となるとイオン交換性能が著しく低下するため、ＳｒＯの含有量は２０％以下が好ましく、１４％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、６％以下が最も好ましい。脆さを低減させるためには、３％以下が好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。さらに、実質的に含有しないことが好ましい。
【００３１】
ＢａＯは、ガラス材料の溶融性を向上する成分であり、ヤング率を向上させる成分でもあり、含有させてもよい。ＢａＯを含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましく、３％以上が特に好ましく、５％以上が最も好ましい。一方、ＢａＯの含有量が１５％超となるとイオン交換性能が著しく低下するため、ＢａＯの含有量は１５％以下が好ましい。ＢａＯの含有量は、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましい。脆さを低減させるためには、３％以下が好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。さらに、実質的に含有しないことが好ましい。
【００３２】
ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、０．２５％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましい。一方、ＺｎＯの含有量が１０％超となるとガラスの耐候性が著しく低下するため、ＺｎＯの含有量は１０％以下が好ましい。ＺｎＯの含有量は、７％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、２％以下が特に好ましく、１％以下が最も好ましい。
【００３３】
ＴｉＯ２は、ヤング率を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、０．１％以上が好ましく、０．１５％以上がより好ましく、０．２％以上がさらに好ましい。一方、ＴｉＯ２の含有量が５％超であると溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、ＴｉＯ２の含有量は５％以下が好ましい。ＴｉＯ２の含有量は、３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、０．５％以下がさら好ましく、０．２５％以下が特に好ましい。
【００３４】
ＺｒＯ２は、イオン交換による表面圧縮応力を増大させる成分であり、またヤング率を向上させる成分でもあり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。一方、ＺｒＯ２の含有量が８％超であると溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、ＺｒＯ２の含有量は８％以下が好ましい。ＺｒＯ２の含有量は、６％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、２％以下が特に好ましく、１．２％以下が最も好ましい。
【００３５】
Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５は、ヤング率を向上させる成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、１．５％以上がさらに好ましく、２％以上が特に好ましく、２．５％以上が最も好ましい。一方、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ８％超であると溶融時にガラスが失透しやすくなり化学強化ガラスの品質が低下するおそれがあるため、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、８％以下が好ましい。Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、６％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、４％以下が特に好ましく、３％以下が最も好ましい。
【００３６】
Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、ヤング率を向上させるために少量含有してもよいが、溶融時に失透しやすくなり、ガラスの品質が低下するおそれがあるため、これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましく、０．１％以下がさらに好ましい。さらに、実質的に含有しないことが好ましい。
【００３７】
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｆｅ２Ｏ３は、熱線を吸収する成分であるため、溶融ガラスの熱対流を促してガラスの均質性を向上させ、また溶融窯の底煉瓦の高温化を防いで窯寿命を延ばす等の効果があり、大型窯を用いるガラスの溶融プロセスでは組成中に含まれていることが好ましい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．００２％以上が好ましく、０．００６％以上がより好ましく、０．０１％以上がさらに好ましく、０．０２％以上が特に好ましい。一方、過度に含有するとＦｅ２Ｏ３による着色が問題となる。酸化状態にあるＦｅ２Ｏ３が黄色の着色原因となり、還元状態にあるＦｅＯが青色の着色原因となり、両者のバランスでガラスに、緑色の着色が生じる。そのため、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．３％以下が好ましく、０．０４％以下がより好ましく、０．０３％以下がさらに好ましく、０．０２５％以下が特に好ましい。
【００３８】
さらに、ガラスを着色して使用する際は、所望の強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
【００３９】
これら着色成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で、合計で７％以下の範囲が好ましい。７％を超えるとガラスが失透しやすくなり望ましくない。この含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。ガラスの可視光透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
【００４０】
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。Ａｓ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
【００４１】
＜ガラス特性＞
ここで、本実施形態で用いるガラス材料の密度（ρ）は、２．３〜３．２ｇ／ｃｍ３である。この密度は、強度を確保し、耐酸性などの耐薬品性を有する点から２．３５ｇ／ｃｍ３以上が好ましい。また、この密度は、軽量化を図るため３．１ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、２．６ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、２．４９ｇ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。上記のような範囲であると、ベアリング用のボールとして軽量で、高速回転時の遠心力を過度に生じさせず、軸受け等の部材にかかる力を軽減でき、十分な強度も確保しやすく、ガラスボールの破損等を回避できる。
【００４２】
本実施形態で用いるガラス材料のヤング率（Ｅ）は、６０〜１５０ＧＰａである。このヤング率は、強度を確保し、耐摩耗性を確保するため、７０ＧＰａ以上が好ましく、８０ＧＰａ以上がより好ましい。また、このヤング率は、ガラスの耐酸性や失透特性を良好にするため、１３０ＧＰａ以下が好ましい。ヤング率は、公知の方法により測定でき、たとえば超音波パルス法により測定できる。
【００４３】
本実施形態に用いるガラス材料は、その５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数（線膨張係数α）が４０×１０−７〜１２０×１０−７／℃である。この平均熱膨張係数は、ガラスの製造特性を考慮する場合、５０×１０−７／℃以上が好ましく、６０×１０−７／℃以上がより好ましい。また、この平均熱膨張係数は、寸法精度確保のため、１０２×１０−７／℃以下が好ましく、８５×１０−７／℃以下がより好ましく、７５×１０−７／℃以下がさらに好ましい。
【００４４】
そして、本実施形態のガラスボールは、上記のようなガラス材料で構成されたガラスボールであって、さらに、その表面には圧縮応力層が形成されている。表面に圧縮応力層を有すると、ガラスボールはその強度が良好となり、ベアリング用のボールとして用いられるまで強度を高めることもできる。この圧縮応力層は、一旦成形したガラスに対する強化処理により容易に形成できる。
【００４５】
ガラスボールの表面に圧縮応力層を形成する強化処理方法としては、風冷強化法、水冷強化法（物理強化法）および化学強化法が代表的なものとして知られている。風冷強化法、水冷強化法（物理強化法）は、軟化点付近まで加熱したガラスボールの表面を風冷や水冷などにより急速に冷却する手法である。また、化学強化法は、ガラス転移点以下の温度で、イオン交換により、ガラスボールの表面に存在するイオン半径が小さい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金属イオン（典型的にはＬｉイオンに対してはＮａイオンまたはＫイオンであり、Ｎａイオンに対してはＫイオンである。）に交換する手法である。
【００４６】
本実施形態に用いられるガラスボールは、その表面に圧縮応力層を有しているため、機械的強度の高いガラスが得られる。本実施形態において、所望の圧縮応力層を形成するには、いずれの強化手法であってもよいが、厚みが薄くかつ圧縮応力（ＣＳ）値が大きなガラスボールを得るために、化学強化法によって強化することが好ましい。
【００４７】
なお、化学強化ガラスの強化特性（強化プロファイル）は、一般に、表面に形成される圧縮応力（ＣＳ；Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）、その圧縮応力の深さ（ＤＯＬ；Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｌａｙｅｒ）、内部に形成される引張応力（ＣＴ；Ｃｅｎｔｒａｌ  ｔｅｎｔｉｏｎ）で表現される。以下、ガラスボールが化学強化ガラスである場合を例に説明する。
【００４８】
本実施形態のガラスボールは、上記のように、その表面に圧縮応力層が形成されている。そして、この圧縮応力層の表面（ガラスボールの表面）における圧縮応力値（ＣＳ０）（以下、「表面圧縮応力値」や単に「ＣＳ」と称することもある。）は、８０ＭＰａ以上が好ましく、２００ＭＰａ以上がより好ましく、４００ＭＰａ以上がさらに好ましく、６００ＭＰａ以上が特に好ましい。表面圧縮応力値（ＣＳ０）が高くなるとガラスボールの機械的強度が高くなる。一方、表面圧縮応力値（ＣＳ０）が高くなりすぎるとガラス内部の引張応力が極端に高くなるおそれがあるため、表面圧縮応力値（ＣＳ０）は１５００ＭＰａ以下が好ましく、１３００ＭＰａ以下が好ましく、１１００ＭＰａ以下がさらに好ましい。
【００４９】
ガラスボールの表面に形成される圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、８μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましく、２５μｍ以上がさらに好ましく、５０μｍ以上が特に好ましく、７０μｍ以上が最も好ましい。一方、ＤＯＬが大きくなりすぎるとガラス内部の引張応力が極端に高くなるおそれがあるため、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましく、２００μｍ以下がさらに好ましい。
【００５０】
ガラスボールの表面圧縮応力値（ＣＳ０）および圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、複屈折率イメージングシステム（東京インスツルメンツ社製、商品名：Ａｂｒｉｏ）などを用いた測定により求められる。測定にあたっては、ガラスボールの中心を含むように、ガラスボールをスライスして厚さ０．２ｍｍ程度のガラス片を作製し、そのガラス片の内部にある位相差分布を測定すればよい。
【００５１】
なお、上記はガラスボールの表面圧縮応力値（ＣＳ０）を直接測定する方法を記載しているが、同一の組成で形成された所定の厚さのガラス板に対して、同一の手法で強化処理し、得られたガラス板のＣＳ０およびＤＯＬを測定し、ガラスボールの圧縮応力層の特性を評価してもよい。
【００５２】
以上、本実施形態のガラスボールについて、ガラス組成と特性について説明したが、ベアリング用のガラスボールとしては、さらに次に挙げる特性を満たしているとより好ましい。
【００５３】
本実施形態のガラスボールのビッカース硬度（Ｈｖｃｔ）は６．０ＧＰａ以上が好ましく、より好ましくは６．５ＧＰａ以上である。なお、本明細書におけるビッカース硬度（Ｈｖｃｔ）は、強化処理後のガラスボールのビッカース硬度である。また、測定対象物がボール状であるとその測定が難しいため、所定の厚さの同一組成のガラス板に対して、同一の手法で強化処理し、得られたガラス板のビッカース硬度を測定し、これをガラスボールのビッカース硬度（Ｈｖｃｔ）の特性とみなし評価した。ビッカース硬度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準じて測定したものであり、ビッカース硬度測定時の荷重は圧痕長が５０〜３００μｍの範囲になるように、１００〜２００ｇにて測定した。
【００５４】
本実施形態のガラスボールの直径は、０．５〜１００ｍｍの範囲が好ましい。ベアリング用のボールとしては、その直径が０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましく、１．５ｍｍ以上がさらに好ましい。また、この直径が小さすぎると、ガラスボールの表面を所望の特性を有する範囲での強化処理が難しくなる点からも上記下限値が好ましい。また、同様にベアリングボール用としては、その直径が概ね１００ｍｍ以下が好ましく、９０ｍｍ以下がより好ましく、８０ｍｍ以下がさらに好ましい。なお、本実施形態のガラスボールについて、真球度が高いほど好ましい。
【００５５】
本実施形態のガラスボールの製造方法は、従来公知の方法によりガラス製の球状体を作製し、該球状体の表面に強化処理等により圧縮応力層を形成して得られる。
【００５６】
すなわち、上記説明したガラス材料のガラス組成を満たす所定の組成になるようにガラスの各成分の原料を混合し、ガラス溶融窯等で加熱溶融した後、公知の方法によりガラスを均質化して、成形し、ガラス製の球状体を得ればよい。例えば、ガラス製の球状体は、溶融ガラスを徐冷し、ブロック状のガラス塊とした後、研削、研磨により所望の大きさの球状体とできる。また、ガラス製の球状体は、成形型等を用い、溶融ガラスを成形型に流し込んで徐冷し、粗球に成形した後、さらに研磨により球状体としてもよい。
【００５７】
得られたガラス製の球状体に対して、表面を強化処理して圧縮応力層を形成して本実施形態のガラスボールが得られる。強化処理方法としては、上記した風冷強化法、水冷強化法（物理強化法）または化学強化法が例示できる。
【００５８】
以下、化学強化処理について具体的に説明する。化学強化処理は、従来公知の方法によって実施できる。すなわち、化学強化処理は、大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｋイオン）を含む金属塩（例えば、硝酸カリウム）の融液に、浸漬などによってボール状のガラス体を接触させて、ガラス中の小さなイオン半径の金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＬｉイオン）を大きなイオン半径の金属イオンと置換して達成できる。
【００５９】
化学強化処理（イオン交換処理）は、特に限定されるものではないが、例えば、３６０〜６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ボール状のガラス体を０．１〜５００時間浸漬して実施できる。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５〜５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３〜２００時間が好ましい。
【００６０】
化学強化処理を行うための溶融塩としては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００６１】
本実施形態において、化学強化処理の処理条件は、特に限定されず、ガラスの特性・組成や溶融塩の種類、ならびに、最終的に得られるガラスボールに求められる所望の表面圧縮応力（ＣＳ）や圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）等の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。
【００６２】
また、本実施形態においては、化学強化処理を一回のみ行ってもよく、あるいは２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。ここで、例えば、１段階目の化学強化処理として、ＣＳが相対的に低くなる条件で化学強化処理を行った後に、２段階目の化学強化処理として、ＣＳが相対的に高くなる条件で化学強化処理を行うと、化学強化ガラスの最表面のＣＳを高めつつ、内部引張応力面積（Ｓｔ）を抑制でき、結果として内部引張応力（ＣＴ）を低めに抑えられる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のガラスボールについて説明する。ここで説明するガラスボールは、第１の実施形態のガラスボールの中でも、より好適なガラス組成、ガラス特性を有するものとしてＬｉ２Ｏを含有するＬｉ系ガラスをガラス材料として用いたガラスボールである。以下、詳細に説明する。
【００６４】
ここで用いるＬｉ系ガラスとしては、例えば、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を４〜２０％、Ｌｉ２Ｏを１〜１５％、Ｒ２Ｏを５〜２５％（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）、ＭｇＯを０〜１５％、かつ、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｒ２Ｏ＋ＭｇＯが９２％以上、を含有するガラスが挙げられる。
【００６５】
本実施形態では、ＳｉＯ２の含有量は５０％以上が好ましい。ＳｉＯ２の含有量は、５５％以上がより好ましく、６０％以上がさらに好ましく、６５％以上が特に好ましい。一方、ＳｉＯ２の含有量は７５％以下が好ましく、６８％以下がより好ましい。
【００６６】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は４％以上が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、５％以上がより好ましく、６％以上がさらに好ましく、７％以上が特に好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましい。
【００６７】
Ｌｉ２Ｏの含有量は、ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換して化学強化処理を行う場合、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましく、５％以上が特に好ましく、７％以上が最も好ましい。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量は、１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。
【００６８】
Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）の含有量は、５％以上であり、８％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１２％以上がさらに好ましい。一方、Ｒ２Ｏの含有量は２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１８％以下がさらに好ましい。
【００６９】
ＭｇＯの含有量は、０〜１５％であり、０．１％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましく、５％以上が特に好ましい。一方、ＭｇＯの含有量は１５％以下が好ましく、１４％以下がより好ましく、１１％以下がさらに好ましく、９％以下が特に好ましい。
【００７０】
本実施形態のＬｉ系ガラスにおいては、密度を低く維持したままヤング率が大きく十分な強度と耐摩耗性を実現させるために、上記成分の合計（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｒ２Ｏ＋ＭｇＯ）を９２％以上とすることが好ましい。これら成分の合計量は、９５％以上がより好ましく、９７％以上がさらに好ましい。
【００７１】
また、任意成分については、第１の実施形態と同様に含有させられる。
【００７２】
なお、本実施形態のＬｉ系ガラスにおいて、ＺｒＯとＴｉＯ２の合量（ＺｒＯ＋ＴｉＯ２）は耐摩耗性を維持させ、かつ溶融時の失透によるガラス品質の低下を防ぐ点で０〜２％が好ましい。この合量（ＺｒＯ＋ＴｉＯ２）は、０．１％以上が好ましく、０．１５％以上がより好ましく、０．２％以上がさらに好ましい。また、この合量（ＺｒＯ＋ＴｉＯ２）は、１．５％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。
【００７３】
上記組成のＬｉ系ガラスは、低密度で、高強度、かつ、高ヤング率のガラス材料となり、特に軽量高強度のガラスベアリングボール用に好ましい。このＬｉ系ガラスは、そのガラス特性が以下のような範囲となる傾向にある。
【００７４】
Ｌｉ系ガラスの密度は２．３〜２．５ｇ／ｃｍ３が好ましい。この密度は、２．３５ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、２．４２ｇ／ｃｍ３以上がさらに好ましく、また、２．４７ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、２．４５ｇ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。
【００７５】
Ｌｉ系ガラスのヤング率は７５〜９５ＧＰａが好ましい。このヤング率は、８０ＧＰａ以上がより好ましく、また、９０ＧＰａ以下がより好ましい。
【００７６】
５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数（線膨張係数α）は、５０×１０−７〜９０×１０−７／℃が好ましい。この平均熱膨張係数は、６０×１０−７／℃以上がより好ましく、７０×１０−７／℃以上がさらに好ましく、また、８５×１０−７／℃以下がより好ましく、７５×１０−７／℃以下がさらに好ましい。
【００７７】
Ｌｉ系ガラスの表面圧縮応力値（ＣＳ０）は、８０ＭＰａ以上が好ましく、１２０ＭＰａ以上がより好ましい。また、１５００ＭＰａ以下が好ましく、１３００ＭＰａ以下がより好ましい。このＬｉ系ガラスは、さらに表面圧縮応力値（ＣＳ０）を強化処理によって高めることが容易で、強化処理後の表面圧縮応力値（ＣＳ０）は、４００ＭＰａ以上が好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましい。また、１１００ＭＰａ以下が好ましく、９００ＭＰａ以下がより好ましい。
【００７８】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態のガラスボールについて説明する。ここで説明するガラスボールは、第１の実施形態のガラスボールの中でも、より好適なガラス組成、ガラス特性を有するものとしてＹ２Ｏ３を含有するＹ２Ｏ３系ガラスをガラス材料として用いたガラスボールである。以下、詳細に説明する。
【００７９】
ここで用いるＹ２Ｏ３系ガラスとしては、例えば、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜３０％、Ｌｉ２Ｏを５〜２０％、Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）を５〜２５モル％、ＭｇＯを１〜２５％、Ｙ２Ｏ３を１〜２０％、含有するガラスが挙げられる。
【００８０】
本実施形態では、ＳｉＯ２の含有量は３０％以上が好ましい。ＳｉＯ２の含有量は、３５％以上がより好ましく、３８％以上がさらに好ましい。一方、ＳｉＯ２の含有量は７０％以下が好ましく、６５％以下がより好ましい。
【００８１】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は４％以上が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、５％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましく、１５％以上が特に好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、３０％以下が好ましく、２７％以下がより好ましい。
【００８２】
Ｌｉ２Ｏの含有量は、ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換して化学強化処理を行う場合、５％以上が好ましく、７％以上がより好ましい。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量は、２０％以下が好ましく、１７％以下がより好ましい。
【００８３】
Ｒ２Ｏ（ここで、ＲはＬｉ，Ｎａ，Ｋから選ばれる１種以上である）の含有量は、５％以上であり、８％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１２％以上がさらに好ましい。一方、Ｒ２Ｏの含有量は２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１８％以下がさらに好ましい。
【００８４】
ＭｇＯの含有量は、１〜２５％であり、２％以上が好ましく、３％以上がより好ましい。一方、ＭｇＯの含有量は２０％以下が好ましく、１７％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましい。
【００８５】
Ｙ２Ｏ３は、密度をあまり大きくせずにヤング率を高くすることで、耐摩耗性を向上させる成分である。Ｙ２Ｏ３の含有量は、１〜２０％であり、２％以上が好ましく、３％以上がより好ましい。一方、Ｙ２Ｏ３の含有量が２０％超ではガラスの耐酸性が低下し、または失透温度が高くなる。Ｙ２Ｏ３の含有量は、２０％以下が好ましく、１１％以下がより好ましく、９％以下がさらに好ましい。
【００８６】
また、任意成分については、第１の実施形態と同様に含有させられる。
【００８７】
なお、本実施形態のＹ２Ｏ３系ガラスにおいて、上記ＺｒＯとＴｉＯ２の合量（ＺｒＯ＋ＴｉＯ２）は耐摩耗性を維持させ、かつ溶融時の失透によるガラス品質の低下を防ぐ点で０〜２％が好ましい。この合量（ＺｒＯ＋ＴｉＯ２）は、０．１％以上が好ましく、０．１５％以上がより好ましく、０．２％以上がさらに好ましい。また、この合量（ＺｒＯ＋ＴｉＯ２）は、１．５％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。
【００８８】
上記組成のＹ２Ｏ３系ガラスは、高強度、かつ、高硬度のガラス材料となり、特に高耐久性高強度のガラスベアリングボール用に好ましく、耐摩耗性に優れる。このＹ２Ｏ３系ガラスは、そのガラス特性が以下のような範囲が好ましい。
【００８９】
Ｙ２Ｏ３系ガラスの密度（ρ）は２．３〜３．２ｇ／ｃｍ３が好ましい。この密度は、２．６ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、２．８ｇ／ｃｍ３以上がさらに好ましく、また、３．１ｇ／ｃｍ３以下がより好ましい。
【００９０】
Ｙ２Ｏ３系ガラスのヤング率は８０〜１５０ＧＰａが好ましい。このヤング率は、９０ＧＰａ以上がより好ましく、また、１３０ＧＰａ以下がより好ましく、１２５ＧＰａ以下がさらに好ましく、１２０ＧＰａ以下が特に好ましい。
【００９１】
Ｙ２Ｏ３系ガラスの５０℃から３５０℃における平均熱膨張係数（線膨張係数α）は４０×１０−７〜９０×１０−７／℃が好ましい。この平均熱膨張係数は、５０×１０−７／℃以上がより好ましく、５５×１０−７／℃以上がさらに好ましく、また、８５×１０−７／℃以下がより好ましく、８０×１０−７／℃以下がさらに好ましい。
【００９２】
Ｙ２Ｏ３系ガラスのビッカース硬度（Ｈｖ）は、６．０ＧＰａ以上が好ましく、６．５ＧＰａ以上がより好ましい。このＹ２Ｏ３系ガラスは、さらにビッカース硬度を強化処理により高めることが容易で、その強化処理後のビッカース硬度（Ｈｖｃｔ）は、７．０ＧＰａ以上が好ましく、７．５ＧＰａ以上がより好ましい。
【実施例】
【００９３】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの記載により限定されるものではない。なお、表中の各測定結果について、空欄は未測定を表す。【００９４】
（例１〜１４；化学強化ガラスの作製）
表１〜２中に示される酸化物基準のモル百分率（モル％）表示の各ガラス組成となるようにガラスボールを次の手順により白金るつぼ溶融にて作製した。【００９５】
まず、酸化物、水酸化物、炭酸塩または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１０００ｇになるように秤量した。ついで、混合した原料を白金るつぼに入れ、１５００〜１７００℃の抵抗加熱式電気炉に投入して３時間程度溶融し、脱泡、均質化した。得られた溶融ガラスを型材に流し込み、ガラス転移点＋５０℃の温度において１時間保持した後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られたガラスブロックを切断、研削し、最後に表面を鏡面に加工して、直径４ｍｍのガラスボールを得た。【００９６】
次いで、得られた各ガラスボールに対して、化学強化処理により圧縮応力層を形成し、圧縮応力層を有するガラスボールを得た。ここで、化学強化処理は、次の条件で行った。【００９７】
例１では、ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、４時間、次いで、ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、６時間、の２つの条件で化学強化処理を、例２〜６のガラスについては、化学強化処理を、ＮａＮＯ３：１００％、５００℃、１５時間、の１つの条件で化学強化処理を、例７および例９のガラスについては、ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、３時間、次いで、ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間、の２つの条件で化学強化処理を、例８のガラスについては、ＫＮＯ３：８０％、ＮａＮＯ３：２０％の混合溶融塩にて、４５０℃、１．５時間の条件で化学強化処理を、例１０のガラスについては、ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間、次いで、ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間、の２つの条件で化学強化処理を、例１１および例１２のガラスについては、ＫＮＯ３：１００％、４２５℃、６時間、の１つの条件で化学強化処理を、例１３〜１４のガラスについては、ＫＮＯ３：９９．５％、４３５℃、２２０分、の１つの条件で化学強化処理を、それぞれ行い、化学強化処理されたガラスボールを得た。【００９８】
［特性評価］
強化処理後のガラスボールの特性については、次のように同じ組成の板状ガラスに対して同様に強化処理した板状ガラスの特性を測定し、これをガラスボールにおける特性と同等であるとして、以下表１〜４に示した。なお、強化処理前のガラスボールのビッカース硬度、ＣＳ０、ＤＯＬについても、これに対応する（同じ組成の板状ガラスであって、強化処理していない）板状ガラスについて評価した結果を示した。【００９９】
例１のガラスについては、板厚０．８ｍｍの板状ガラスとし、ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、４時間、次いで、ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、６時間、の２つの条件で化学強化処理を行った。【０１００】
例２〜６のガラスについては、化学強化処理を、ＮａＮＯ３：１００％、５００℃、１５時間、の１つの条件、例７および例９のガラスについては、化学強化処理を、ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、３時間、次いで、ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間、の２つの条件、例８のガラスについては、ＫＮＯ３：８０％、ＮａＮＯ３：２０％の混合溶融塩にて、４５０℃、１．５時間の条件で化学強化処理を、例１０のガラスについては、ＮａＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間、次いで、ＫＮＯ３：１００％、４５０℃、１．５時間、の２つの条件で化学強化処理を、例１１および例１２のガラスについては、化学強化処理を、ＫＮＯ３：１００％、４２５℃、６時間、の１つの条件、例１３〜１４のガラスについては、化学強化処理を、ＫＮＯ３：９９．５％、４３５℃、２２０分、の１つの条件、とした以外は、それぞれ例１と同様の操作により、特性評価用の化学強化処理された板状ガラスを得た。得られた板状ガラスについて、以下の特性について評価し、その結果を表１〜４に示した。【０１０１】
＜密度（ρ）＞
密度を液中ひょう量法（ＪＩＳＺ８８０７：２０１２  固体の密度及び比重の測定方法）により測定した。単位は、ｇ／ｃｍ３である。
＜ヤング率（Ｅ）＞
化学強化前のガラスについて、ヤング率Ｅ（単位；ＧＰａ）を超音波パルス法（ＪＩＳ  Ｒ１６０２：１９９５）により測定した。
＜ビッカース硬度（Ｈｖ）＞
強化処理前のビッカース硬度Ｈｖ（単位：ＧＰａ）はＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９『ビッカース硬さ試験-試験方法』の方法に準じ、荷重を１００ｇｆとして測定した。【０１０２】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）＞
ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）はＪＩＳ  Ｒ  ３１０３−３：２００１に規定されている方法に従い、ＴＭＡを用いて測定した。
＜線膨張係数（α）＞
線膨張係数α（α50-350）はＪＩＳ  Ｒ  ３１０２：１９９５『ガラスの平均線膨張係数の試験方法』の方法に準じて測定した。【０１０３】
＜ＣＳ、ＤＯＬ＞
表面圧縮応力ＣＳ（単位：ＭＰａ）は、折原製作所社製の表面応力計ＦＳＭ−６０００により測定した。ＤＯＬについては、例１および例２のガラスについてはＡｂｒｉｏ−ＩＭおよび薄片サンプルを用いた手法により測定し、例３〜例１０のガラスについては散乱光光弾性を応用した折原製作所製の測定機ＳＬＰ１０００を用いて測定し、例１１〜１４のガラスについてはＦＭＳ−６０００により測定した。【０１０４】
【表１】
2019009069.tif 000002
【０１０５】
【表２】
2019009069.tif 000003
【０１０６】
【表３】
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【０１０７】
【表４】
2019009069.tif 000005
【０１０８】
以上の結果から、例１〜１３は圧縮応力層を有するガラスボールの表面圧縮応力ＣＳが５８０ＭＰａ以上であり、その表面が強化処理され、強度に優れている。また、例１〜６はビッカース硬度Ｈｖｃｔが７．０（ＧＰａ）以上であり、耐摩耗性に優れており、ベアリング用のボールとして特に好ましい。また、例７〜例１２は密度が２．４９以下であり、軽量化可能であり、ベアリング用のボールとして特に好ましい。
【国際調査報告】
2019009069.tif 000006
2019009069.tif 000007
2019009069.tif 000008
2019009069.tif 000009