(57)【要約】  優れた機械加工性を有し、高い強度を付与することのできる化学強化用ガラスセラミックス複合体、これを用いた化学強化ガラスセラミックス複合体及びその製造方法を提供すること。ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されてなる化学強化用ガラスセラミックス複合体であって、前記ガラスマトリックスを構成するガラスは、酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３をを８．０を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含む化学強化用ガラスセラミックス複合体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されてなる化学強化用ガラスセラミックス複合体であって、
前記ガラスマトリックスを構成するガラスは、
酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含む化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項２】
前記ガラス中の、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０．３５〜４である請求項１に記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項３】
前記ガラス中のＢ２Ｏ３とＳｉＯ２は、ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が１〜１３である請求項１又は２に記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項４】
前記化学強化用ガラスセラミックス複合体の全体積に対して、マイカ粉末を１５〜５０体積％含む請求項１〜３のいずれかに記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項５】
前記ガラスマトリックスは、結晶化度が１５％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項６】
さらに、着色無機顔料を含む請求項１〜５のいずれかに記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項７】
前記化学強化用ガラスセラミックス複合体の厚みを１ｍｍにしたときに、波長６００〜１０００ｎｍの赤外線透過率が０．００１％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項８】
前記化学強化用ガラスセラミックス複合体は板状であり、機械加工が施されている請求項１〜７のいずれかに記載の化学強化用ガラスセラミックス複合体。
【請求項９】
化学強化処理を施された化学強化ガラスセラミックス複合体であって、
ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されてなり、
前記ガラスマトリックスを構成するガラスは、前記ガラスマトリックスの平均組成として、
酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含む、化学強化ガラスセラミックス複合体。
【請求項１０】
前記化学強化ガラスセラミックス複合体の表面から３０μｍまでの平均組成として、
酸化物換算のモル％で、Ｌｉ２Ｏを０〜６％、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で８〜２３％含む、請求項９に記載の化学強化ガラスセラミックス複合体。
【請求項１１】
前記化学強化ガラスセラミックス複合体の、ＪＩＳ  Ｃ２１４１に準拠した方法で測定される３点曲げ強度が、化学強化前を１として１．２以上である、請求項９又は１０に記載の化学強化ガラスセラミックス複合体。
【請求項１２】
ガラス粒子とマイカ粉末とを含み、前記ガラス粒子と前記マイカ粉末の合計に対する前記マイカ粉末の含有量が１５〜５０体積％であり、前記ガラス粒子が酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏのうち１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含むガラスセラミックス組成物を焼結して化学強化用ガラスセラミックス複合体を得る工程と、
前記化学強化用ガラスセラミックス複合体に化学強化処理を施して化学強化された化学強化ガラスセラミックス複合体を得る工程と
を有する化学強化ガラスセラミックス複合体の製造方法。
【請求項１３】
前記化学強化用ガラスセラミックス複合体は板状であり、
前記化学強化用ガラスセラミックス複合体に機械加工を施す工程を有する請求項１２に記載の化学強化ガラスセラミックス複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学強化用ガラスセラミックス複合体、化学強化ガラスセラミックス複合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に使用される配線基板として、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含む組成物の焼結体からなるガラスセラミックス基板が知られている。ガラスセラミックス基板は、例えば、その表面上や内部に導電パターンを形成して、配線基板として電子機器に実装されて用いられている。あるいは、特に配線が施されずに携帯電話等の電子機器用の筐体としてガラスセラミックス基板が使用されることもある。【０００３】
近年、電子機器の小型化及び高機能化に伴い、ガラスセラミックス基板も薄型化が求められている。さらに、回路基板の複雑化及び微細化に伴って電極構造が複雑化しているため、ガラスセラミックス基板にかかる応力も大きくなっている。このため、従来よりも、高い強度を有するガラスセラミックス基板が求められるようになった。【０００４】
例えば、特許文献１では、ガラスセラミックス基板の高強度化を目的として、ガラスマトリックス中にアスペクト比が３以上の扁平状アルミナ粒子を分散させ、さらに、ガラスセラミックス基板の内層部の熱膨張係数を表層部よりも大きくしたガラスセラミックス基板が提案されている。【０００５】
ここで、ガラスセラミックス基板は、電子機器用の筐体等に用いる場合に、ドリルによって穴を設けるなど、機械加工が施される場合がある。そのため、優れた機械加工性を有するガラスセラミックス基板が求められている。【０００６】
ところが、ガラスセラミックス基板は主成分であるガラス及びセラミックス共に脆性材料であり、本質的に衝撃に弱くクラックが発生し易い性質を有する。そのため、従来から、所定の組成のガラスにマイカを配合して、ガラスセラミックス基板の機械加工性を向上させる試みがなされている（例えば、特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０７３６０４号
【特許文献２】特開２００５−９７０１６号公報
【特許文献３】特表２０１１−５２５４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年求められるような高い強度特性と優れた機械加工性を併せ持つガラスセラミックス基板は知られていない状況であった。【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、優れた機械加工性を有し、高い強度を付与することのできる化学強化用ガラスセラミックス複合体、これを用いた化学強化ガラスセラミックス複合体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されてなる化学強化用ガラスセラミックス複合体であって、前記ガラスマトリックスを構成するガラスは、酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０％を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含む。【００１１】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体において、前記ガラス中の、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０．３５〜４であることが好ましい。【００１２】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体において、前記ガラス中のＢ２Ｏ３とＳｉＯ２は、ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が１〜１３であることが好ましい。【００１３】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、前記化学強化用ガラスセラミックス複合体の全体積に対して、マイカ粉末を１５〜５０体積％含むことが好ましい。【００１４】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体において、前記ガラスマトリックスは、結晶化度が１５％以下であることが好ましい。【００１５】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、さらに、着色無機顔料を含むことが好ましい。【００１６】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体は厚みを１ｍｍにしたときに、波長６００〜１０００ｎｍの赤外線透過率が０．００１％以下であることが好ましい。【００１７】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体は板状であり、機械加工が施されていることが好ましい。【００１８】
本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体は、化学強化処理を施された化学強化ガラスセラミックス複合体であって、ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されてなり、前記ガラスマトリックスを構成するガラスは、前記ガラスマトリックスの平均組成として、酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０％を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含む。【００１９】
本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体は、表面から３０μｍまでの平均組成として、酸化物換算のモル％で、Ｌｉ２Ｏを０〜６％、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で８〜２３％含むことが好ましい。【００２０】
本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体において、ＪＩＳ  Ｃ２１４１に準拠した方法で測定される３点曲げ強度が、化学強化前を１として１．２以上であることが好ましい。【００２１】
本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体の製造方法は、ガラス粒子とマイカ粉末とを含み、前記ガラス粒子と前記マイカ粉末の合計に対する前記マイカ粉末の含有量が１５〜５０体積％であり、前記ガラス粒子が酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０％を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏのうち１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含むガラスセラミックス組成物を焼結して化学強化用ガラスセラミックス複合体を得る工程と、前記化学強化用ガラスセラミックス複合体に化学強化処理を施して化学強化された化学強化ガラスセラミックス複合体を得る工程とを有する。【００２２】
本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体の製造方法において、前記化学強化用ガラスセラミックス複合体は板状であり、前記化学強化用ガラスセラミックス複合体に機械加工を施す工程を有することが好ましい。【００２３】
なお、本明細書において、「〜」の符号は、その左の数値を下限値として含み、右の数値を上限値として含む範囲を表す。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の化学強化用ガラスセラミックス複合体によれば、優れた機械加工性を有し、化学強化ガラスセラミックス複合体に高い強度を付与することができる。
本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体の製造方法によれば、機械加工性に優れ、化学強化ガラスセラミックス複合体に高い強度を付与することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施形態を詳細に説明する。
＜化学強化用ガラスセラミックス複合体＞
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されてなる化学強化用ガラスセラミックス複合体である。本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体において、ガラスマトリックスを構成するガラスは、酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０％を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含む。
【００２６】
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、例えば、上記組成のガラスの粉末と、マイカ粉末の混合されたガラスセラミックス組成物を焼成することで得られる。この際、ガラスセラミックス組成物が含有するガラス粒子は、焼成に際して溶融し、マイカ粉末は該溶融ガラス中に分散した状態となる。これにより、ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散された化学強化用ガラスセラミックス複合体が得られる。
【００２７】
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散されることで、切削加工などの機械加工において、割れや欠け（チッピング）が極めて生じにくい優れた機械加工性を有する。また、本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、化学強化処理を施すことができ、これにより高い強度の化学強化ガラスセラミックス複合体を得ることができる。
【００２８】
更に、本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体又は化学強化ガラスセラミックス複合体は、原料のガラス粉末とセラミックス組成物の構成により様々な特性を調整することができる。例えば、密度などの物理的特性、曲げ強度、耐スクラッチ性、耐衝撃性、破壊靱性、ビッカース硬度、ヤング率などの力学的特性、色調、光透過特性、光反射特性、光沢、耐光性などの光学的特性、誘電率、誘電損失、電波透過性、絶縁抵抗などの電気的特性、熱膨張係数、耐熱性、熱伝導率などの熱的特性、耐薬品性、耐候性、防汚性、表面吸着、接着などの化学的特性を調整することができる。
【００２９】
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体又は化学強化ガラスセラミックス複合体は、上記好ましい特性を有することから、例えば、電子携帯端末、医療機器、時計、表示機器、化粧品筐体、自動車内装パーツ、園芸材料、歯科材料、メガネなどあらゆる機器の構造材料（当該機器の主要構成部材や一部構成部材等の構造材料）に有効的に使用できる。
また、本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体又は化学強化ガラスセラミックス複合体は、例えば、一般のアルミニウムやチタンなどの軽量金属またはそれら合金や一般のセラミックスなどと比較して、さらに軽量、高強度、光沢性、高切削性等を併せ持つことができるものである。
【００３０】
以下、本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体が含有する各成分について説明する。
【００３１】
（マイカ粉末）
マイカ粉末は、化学強化用ガラスセラミックス複合体の強度を維持しつつ、化学強化用ガラスセラミックス複合体に優れた機械加工性を付与する。マイカ粉末は、合成マイカあるいは天然マイカを粉砕等により粉末状に成形して得られる。
【００３２】
マイカは、ケイ酸塩鉱物の１種であり雲母とも呼ばれる。マイカの化学組成はＩＭ２〜３Ｔ４Ｏ１０Ａ２で表わされる。Ｉは、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｂａ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４等であり、ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｖ等である。Ｔは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ（三価）、Ｂｅ、Ｂ等であり、Ａは、ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ、Ｓ等である。
【００３３】
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体において、マイカとしては、フッ素金雲母（ＫＭｇ３ＡｌＳｉ３Ｏ１０Ｆ２）、カリウム四珪素雲母（ＫＭｇ２．５Ｓｉ４Ｏ１０Ｆ２）、ナトリウム四珪素雲母（ＮａＭｇ２．５Ｓｉ４Ｏ１０Ｆ２）、ナトリウムヘクトライト（Ｎａ０．３３Ｍｇ２．６７Ｌｉ０．３３Ｓｉ４Ｏ１０Ｆ２）が好ましい。比重（ｇ／ｍＬ）は、通常、フッ素金雲母が２．８５、四ケイ素雲母が２．６５程度である。フッ素金雲母の市販品としては、ミクロマイカＭＫシリーズ（製造元：片倉コープアグリ株式会社）、ＰＤＭシリーズ（製造元：トピー工業株式会社）等がある。
【００３４】
マイカ粉末以外に、タルクやクレイ系の層状化合物粒子も機械加工性の付与に好適であるが、マイカ粉末を用いることで、化学強化用ガラスセラミックス複合体の製造に際して焼結時の高温下、マイカ粉末がガラスへ融解したり、分解したりせずに、その粒径などが初期の状態を保つことができる。化学強化用ガラスセラミックス複合体中のマイカ粉末を初期の状態に保つ観点から、焼結時にガス発生をしないように、マイカ粉末は結晶水を持たないことがより好ましい。
【００３５】
マイカ粉末の粒子径は小さいほうが、機械加工時のチッピングの大きさを小さくすることができる。そのため、機械加工性を向上させる点で、マイカ粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は、１５μｍ以下が好ましく、８μｍ以下がより好ましい。マイカ粉末のＤ５０は、作業性を損ない難い点で、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましい。なお、本明細書中で示されるＤ５０は、レーザ回折・散乱法による粒子径測定装置（日機装社製、商品名：ＭＴ３１００ＩＩ）により得られる体積換算の５０％平均粒子径である。
【００３６】
（ガラス粉末）
次に、本実施形態で用いられるガラスセラミックス組成物中のガラス粉末の各成分について説明する。なお、ガラス組成の記載において「％」は、特に断りのない限り、酸化物換算のモル％表示を表す。
【００３７】
ＳｉＯ２はガラスのネットワークフォーマとなり、化学的耐久性、とくに耐酸性を高くするために必須の成分である。ＳｉＯ２の含有量が４０％以上であれば、耐酸性が十分に確保される。一方、ＳｉＯ２の含有量が６５％以下であれば、ガラスの軟化点（以下、「Ｔｓ」と表記する。）やガラス転移点（以下、「Ｔｇ」と表記する。）が過度に高まることなく適度な範囲に調整される。ＳｉＯ２の含有量は好ましくは４３％以上、より好ましくは４５％以上、さらに好ましくは４８％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６３％以下、より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５７％以下である。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの安定性、化学的耐久性を高めるために配合される成分である。とくに化学強化処理をした時の強度向上に有効な成分であり、必須成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が８％超であるため、化学強化処理での強度向上効果が十分に発揮される。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が２１％以下であるため、安定なガラスが得られ、ガラスの軟化点やガラス転移点が過度に高まることなく適度な範囲に調整される。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは９％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１９％以下、より好ましくは１７％以下である。
【００３９】
Ｂ２Ｏ３はガラスのネットワークフォーマとなり、とくにガラス粉末の焼結性を高くするために必須の成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量が５％を超えるため、Ｔｓが過度に高まることなく適度な範囲に調整され、ガラス粉末の焼結性が十分に保たれる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が４０％以下であるため、安定なガラスが得られ、化学的耐久性も十分に確保される。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３０％以下、より好ましくは２５％以下である。
【００４０】
Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏはともにガラスの高温粘性を低下させ、また、化学強化処理でのイオン交換を担う成分であり、必須成分である。Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５％以上含有するため、Ｔｓが過度に高まることなく適度な範囲に調整され、ガラス粉末の焼結性が十分に保たれるとともに、化学強化処理での強度向上効果が十分に発揮される。一方、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で２３％以下含有するため、安定なガラスが得られ、化学的耐久性も十分に確保される。ガラス中のＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上の合計含有量は、７％以上が好ましく、１０％以上がより好ましい。また、ガラス中のＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上の合計含有量は１９％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。
【００４１】
ガラスを粉末化し、焼成し、焼結する過程において、結晶化を抑制することは緻密な焼結体を得るために、重要である。Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏの量比は結晶化の制御に有効であり、Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比が、０．３５〜４であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比が上記のモル比となる量であれば、ガラスの安定化がより一層促進され、焼成時に結晶化が抑制される。Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比は、０．５以上がより好ましく、０．８以上がさらに好ましく、１以上がよりさらに好ましく、１．５以上が特に好ましく、２以上がもっとも好ましい。また、Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比は、３．５以下がより好ましく、３以下がさらに好ましい。
【００４２】
また、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の量比も、ガラスを粉末にし、成形する過程においての焼結性の向上とガラスの化学耐久性を両立する制御に有効である。ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３のモル比が、１〜１３であることが好ましい。ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３のモル比が上記のモル比となる量であれば、焼結性と化学耐久性の両立がより一層図られる。ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３のモル比は１０以下がより好ましく、８以下がさらに好ましく、５以下が特に好ましい。
【００４３】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等のアルカリ土類金属酸化物は本ガラス組成においては、ガラスを粉末化し、焼成し、焼結する過程において、結晶化を促進し、緻密な焼結体を得ることが難しくなる。また、ガラスを脆くするため、切削加工など機械加工時のチッピングを促進するとともに曲げ強度も低下させてしまう。さらに、化学強化処理時のイオン交換を抑制し、化学強化時の強度向上効果を抑制してしまう。これらの理由からアルカリ土類金属酸化物は２％未満にする。アルカリ土類金属酸化物は１．５％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましい。
【００４４】
なお、ガラス組成は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、Ｔｓ、Ｔｇ等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は１０％以下が好ましい。他の成分として具体的には、ＺｒＯ２等が挙げられる。他の成分の合計含有量は、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、３％以下が特に好ましい。
【００４５】
本発明に用いるガラス粒子は、上記したようなガラスとなるようにガラス原料を配合し、混合し、溶融法によってガラスを製造し、得られたガラスを乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕することで得られる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水又はエチルアルコールを用いることが好ましい。粉砕は、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いて行えばよい。
【００４６】
ガラス粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は０．５〜２μｍが好ましい。ガラス粒子のＤ５０が０．５μｍ以上であることで、ガラス粒子が凝集しにくく取り扱い易くなり、また、均一分散しやすくなる。一方、ガラス粒子のＤ５０が２μｍ以下であることで、Ｔｓの上昇や焼結不足の発生を抑制することができる。Ｄ５０は、例えば粉砕後に必要に応じて分級して調整してもよい。
【００４７】
（ガラスセラミックス組成物）
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体を得るために用いるガラスセラミックス組成物は、上記したマイカ粉末とガラス粒子を含有する。また、ガラスセラミックス組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、マイカ粉末以外のフィラーを含有してもよい。
【００４８】
マイカ粉末の含有量は、ガラスセラミックス組成物の全体積に対して、１５〜５０体積％であることが好ましい。マイカ粉末の含有量が、１５体積％以上であることで、化学強化用ガラスセラミックス複合体に良好な機械加工性を付与することができる。一方、５０体積％以下であることで、ガラスセラミックス組成物が焼結しやすく、緻密な焼結体を形成することができる。なお、後述するように、化学強化用ガラスセラミックス複合体中のマイカ粉末の含有量は、ガラスセラミックス組成物中のマイカ粉末の含有量と同視できる。マイカ粉末の含有量は、２０体積％以上がより好ましく、また、４５体積％以下がより好ましい。
【００４９】
本実施形態で使用されるガラスセラミックス組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、得られる化学強化用ガラスセラミックス複合体の用途に応じて、マイカ粉末以外のフィラーを含有させることもできる。フィラーとしては、マイカ粉末以外のセラミックス粒子や、着色無機顔料等が挙げられる。
【００５０】
マイカ粉末以外のセラミックス粒子として具体的には、扁平状アルミナ粒子、粉末状アルミナ粒子、扁平状、粉末（不定形）等の形状を特に問わない、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、ムライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、フォルステライト、コージライト等からなるセラミックス粒子が挙げられる。なかでも、焼結性を向上させ、表面の傷つきやすさの低減とガラスセラミックス複合体の曲げ強度の向上を図ることができる点で、粉末状アルミナ粒子が好ましい。
【００５１】
ガラスセラミックス組成物における、マイカ粉末以外のセラミックス粒子の配合量としては、本発明の効果を損なわない量、具体的には、ガラスセラミックス組成物全量に対して３５体積％以下の量であればよく、２５体積％以下がより好ましく、２０体積％以下がさらに好ましく、１５体積％以下が特に好ましい。
【００５２】
ガラスセラミックス組成物における、マイカ粉末以外のセラミックス粒子として、耐スクラッチ性を付与するには粉末状アルミナ粒子が好ましい。更に、深い色調や、透明性の高い外観を付与するには、ガラスセラミックス組成物中のガラス粉末と屈折率が近いセラミックス粒子が好ましく、粉末状アルミナ粒子が好ましい。
【００５３】
マイカ粉末以外のセラミックス粒子として粉末状アルミナ粒子を用いる場合、粉末状アルミナ粒子のＤ５０は、０．０５〜５μｍであることが好ましい。Ｄ５０が０．０５μｍ以上の場合、分散性が良好となるために化学強化用ガラスセラミックス複合体に優れた強度を付与することができる。また、耐スクラッチ性を有効に付与することができる。また、粉末状アルミナ粒子のＤ５０が５μｍ以下の場合、化学強化用ガラスセラミックス複合体全体として均一な強度が得られ、加工性に優れる。粉末状アルミナ粒子のＤ５０は、０．１μｍ以上がより好ましく、０．２μｍ以上がさらに好ましい。また、Ｄ５０は、３μｍ以下がより好ましく、２μｍ以下がさらに好ましい。
【００５４】
着色無機顔料としては、金属酸化物、特に遷移金属酸化物が挙げられ、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＳｎ等の酸化物、具体的には、Ｃｒ２Ｏ３、Ｃｏ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３及びＭｎＯ等を成分とする酸化物が挙げられる。
【００５５】
Ｃｒ２Ｏ３の場合、緑色の色調が得られ、Ｆｅ２Ｏ３の場合、赤ないし赤褐色の色調が得られ、Ｃｏ２Ｏ３の場合、青色の色調が得られ、ＮｉＯの場合、灰色から褐色の色調が得られる。そして、これらの着色無機顔料を組み合わせることで、様々な色調が得られる。また、着色無機顔料としては、上記したもの以外にも、例えば、Ａｇ、Ａｕ等の金属をコロイド化したものであってもよい。
【００５６】
特に、黒色顔料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含む金属酸化物顔料、前記金属群の複合金属酸化物顔料、ＴｉＯｘもしくはＴｉＯｘＮｙで表されるチタン系黒色顔料等が挙げられる。複合金属酸化物顔料としては、具体的には、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ系黒色顔料、Ｃｏ−Ｆｅ−Ａｌ系黒色顔料、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系黒色顔料、Ｍｎ−Ｂｉ系黒色顔料、Ｍｎ−Ｙ系黒色顔料、Ｆｅ−Ｃｒ系黒色顔料、Ｃｒ−Ｃｕ系顔料、Ｍｎ−Ｆｅ系顔料が使用でき、これらを単独又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５７】
また、赤外線隠蔽性の高い着色無機顔料を含有させることにより、化学強化用ガラスセラミックス複合体に赤外隠蔽機能を持たせることもできる。赤外線隠蔽性の高い着色無機顔料としては、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕの複合酸化物であるスピネル系結晶等が挙げられる。
【００５８】
ガラスセラミックス組成物における、着色無機顔料の含有量は、着色無機顔料の種類によっても異なるが、ガラスセラミック組成物中に１体積％以上が好ましい。着色無機顔料の割合を１体積％以上とすることで、化学強化用ガラスセラミックス複合体を効果的に着色できる。着色無機顔料の割合は、２体積％以上が好ましく、３体積％以上が好ましい。また、着色無機顔料の割合が過度に多くなると、強度が低下するおそれがあることから、１５体積％以下が好ましく、１３体積％以下がより好ましく、１０体積％以下が特に好ましい。なお、着色無機顔料を複数併用する場合、着色無機顔料の合計した割合が上記範囲内となることが好ましい。
【００５９】
着色無機顔料のＤ５０は、０．２〜２０μｍであることが好ましい。Ｄ５０が０．２μｍ以上の場合、分散性が良好となるために均一な着色が得られる。また、Ｄ５０が２０μｍ以下の場合、局所的な着色が抑制されて均一な着色が得られる。Ｄ５０は、０．５μｍ以上がより好ましく、０．８μｍ以上がさらに好ましい。また、Ｄ５０は、１５μｍ以下がより好ましく、１３μｍ以下がさらに好ましい。
【００６０】
ガラスセラミックス組成物におけるガラス粉末の含有量は、マイカ粉末、それ以外のセラミックス粉末及び着色無機顔料の合計量を１００から引いた値である。ガラス粉末の含有量は５０〜８５体積％が好ましく、５０〜７５体積％がより好ましい。
【００６１】
化学強化用ガラスセラミックス複合体は、上記したガラスセラミックス組成物をグリーンシートに成型後、焼成して得られる。また、上記したガラスセラミックス組成物を含むペーストを調整後、これを焼成する方法で得ることもできる。
【００６２】
（グリーンシートの製造方法）
まず、ガラスセラミックス組成物に、バインダーと、必要に応じて可塑剤、溶剤、分散剤等を添加してスラリーを調製する。なお、該スラリーにおいて、ガラスセラミックス組成物以外の成分は、焼成時に全て消失する成分である。
【００６３】
バインダーとしては、例えば、ポリビニルブチラール、アクリル−メタクリル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂等の加熱焼失性の樹脂を好適に使用できる。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ブチルベンジル等を使用できる。また、溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶剤、２−プロパノール、２−ブタノール等のアルコール系溶剤を使用できる。芳香族系溶剤やエステル系溶剤とアルコール系溶剤を混合して用いることが好ましい。さらに、分散剤を併用することもできる。
【００６４】
スラリー中の各構成の配合量としては、ガラスセラミックス組成物１００質量部に対して、バインダー５〜１５質量部、可塑剤１〜５質量部、分散剤２〜６質量部及び溶剤５０〜９０質量部が好ましい。
【００６５】
次いで、得られたスラリーを、離形剤が塗布されたＰＥＴフィルム上に、例えばドクターブレードを用いて塗布してシート状に成形し、乾燥させることで、グリーンシートを製造する（シート法）。なお、スラリーからグリーンシートを成形する方法はロール成形法であってもよい。
【００６６】
また、グリーンシートの成型方法としては、上記したシート法以外にも、スリップキャスト法、ゲルキャスト法などのキャスト法、射出成型法、粉末プレス焼成法などが適用できる。
【００６７】
化学強化用ガラスセラミックス複合体の製造に際して、グリーンシートは１枚を単層で用いても、複数枚を用いてもよい。グリーンシートの複数枚を積層する場合は、熱圧着によりこれらを一体化することができる。
【００６８】
（ペーストの製造方法）
上記ガラスセラミックス組成物と樹脂成分（バインダー）とを所定の質量比で配合し、磁器乳鉢等で、混練を行い、三本ロール等にて分散を行って、ペーストを作製することができる。
【００６９】
（焼成方法）
その後、上記で得られたグリーンシート又はペースト中のバインダー等のガラスセラミックス組成物以外の成分を分解、除去するための脱脂した後、焼成してガラスセラミックス組成物を焼結させ、化学強化用ガラスセラミックス複合体を得る。
【００７０】
脱脂は、例えば、４００〜６００℃の温度で１〜１０時間保持して行う。脱脂温度が上記範囲であり、脱脂時間が１時間以上であることで、バインダー等を十分に分解、除去することができる。脱脂温度を５００℃程度とし、脱脂時間を５時間程度とすれば、十分にバインダー等を除去できるが、この時間を超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。
【００７１】
焼成温度は、上記ガラス粉末のＴｓと、ガラスマトリックスを構成するガラスの結晶化温度に合わせて調整される。通常、ガラスマトリックスのガラスの結晶化温度以下であって、かつガラス粉末のＴｓより０〜２００℃高い温度、好ましくはＴｓ＋５０〜Ｔｓ＋１５０℃を焼成温度とする。
【００７２】
例えば、上記ガラス粉末のガラス組成を用いた場合、７００〜９００℃の温度を焼成温度とでき、特に７５０〜８５０℃の焼成温度が好ましい。焼成時間は、２０〜６０分間程度に調整できる。上記焼成温度及び焼成時間の範囲であると、緻密な焼結体を得やすい。一方、焼成温度が高すぎたり、焼成時間が長すぎたりすると、結晶化や発泡等により、化学強化用ガラスセラミックス複合体の緻密性が低くなったり、生産性等が低下するおそれがある。
【００７３】
このような焼成の操作に際して、グリーンシート内でガラス粉末のみが溶融し、溶融したガラスがマイカ粉末の間の隙間を埋めて、ガラスマトリックス中にマイカ粉末が分散した、化学強化用ガラスセラミックス複合体が得られる。
【００７４】
（結晶化度）
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体において、ガラスマトリックスを構成するガラスの結晶化度は１５％以下であることが好ましい。ガラスの結晶化度Ｘ（％）は、Ｘ線回折装置により測定される化学強化用ガラスセラミックス複合体の粉末のＸ線回折スペクトルから下記（１）の計算式によって算出できる。
【００７５】
Ｘ＝Ｉ（ｇｌａｓｓ）／｛Ｉ（Ａｌ２Ｏ３）＋Ｉ（ｇｌａｓｓ）｝・１００  …（１）
式（１）中、Ｉ（ｇｌａｓｓ）とは、結晶化ガラスのＸ線回析のピークの最高強度を示し、Ｉ（Ａｌ２Ｏ３）とは、アルミナのＸ線回析のピークの最高強度を示す。なお、測定において、特性Ｘ線としてＣｕＫα線を用いることができる。
【００７６】
ガラスマトリックスが部分的に結晶化すると、ガラスと結晶相との境界からクラックが進展し強度が低下するおそれがある。また、焼成中にガラスの結晶が析出すると、焼結が進まずに化学強化用ガラスセラミックス複合体の緻密性が低くなる場合があり、また、残留ガラスの軟化点が低下し、後述のバインダー成分の分解が十分に行えず黒色化が起こることがある。また、マイカ粉末の分散性が悪くなり配合量が制約を受けることがある。さらに、結晶の析出の制御は難しく、結晶の析出のバラツキに起因して、化学強化用ガラスセラミックス複合体の強度にバラツキが生じたりすることもある。
【００７７】
このような不具合を防ぐ観点から、上記焼成過程において形成されるガラスマトリックス中には、結晶が生じないことが好ましい。すなわち、Ｘ線回析において結晶化ガラスのピークが検出されない、結晶化度が０％の非晶質であることが好ましい。
【００７８】
しかしながら、製造条件が十分に制御された環境において化学強化用ガラスセラミックス複合体が製造される場合には、ガラスマトリックス中に結晶相を一定のレベルまで含有してもよい。具体的には、ガラスマトリックスの結晶化度が１５％までであれば結晶相を含んでもよく、結晶化度は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。上記製造条件の一例としては、製造の過程においてバインダー成分の分解が十分になされた段階で、結晶の析出が均等に起こるように制御されて化学強化用ガラスセラミックス複合体が製造されるような場合である。
【００７９】
（３点曲げ強度）
化学強化用ガラスセラミックス複合体の３点曲げ強度は１００ＭＰａ超であることが好ましい。化学強化用ガラスセラミックス複合体の３点曲げ強度を１００ＭＰａ超とすることで、化学強化用ガラスセラミックス複合体に十分な強度を付与しつつ、機械加工性を向上させることができる。化学強化用ガラスセラミックス複合体の強度は１２０ＭＰａ以上がより好ましく、１５０ＭＰａ以上が特に好ましい。また、３点曲げ強度は、１７０ＭＰａ以上がさらに好ましく、２００ＭＰａ以上がもっとも好ましい。なお、本明細書における３点曲げ強度とは、ＪＩＳ  Ｃ２１４１に準拠した方法で得られる３点曲げ強度をいう。
【００８０】
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体における各成分の含有量は、上記製造方法で化学強化用ガラスセラミックス複合体を作成する際の各材料の混合割合からほとんど変化しない。そのため、各材料の混合割合を化学強化用ガラスセラミックス複合体における各成分の含有量とみなすることができる。例えば、化学強化用ガラスセラミックス複合体における、ガラスマトリックス成分に対するマイカ粉末の量はガラスセラミックス組成物におけるマイカ粉末の含有量と同視できる。また、ガラスマトリックスにおける各成分の含有量は、ガラス粉末における各成分の含有量と同視できる。
【００８１】
（組成分析方法）
化学強化用ガラスセラミックス複合体の組成を直接分析する場合には、化学強化用ガラスセラミックス複合体の任意の断面における各成分の専有面積から算出する方法を用いることができる。本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体においては、上記製造方法で製造する場合、各原料成分は、化学強化用ガラスセラミックス複合体中にほぼ均一に分散される。そのため、任意の断面における各成分の専有面積から算出される組成を、分析対象の化学強化用ガラスセラミックス複合体の組成とみなすことができる。また、化学強化用ガラスセラミックス複合体を、ガラスマトリックスのみ溶解する薬剤（例えば、希フッ酸）を用いて溶解し、ガラスマトリックスの質量とマイカの質量を測定して、得られた質量から、比重を用いて体積割合を算出する方法で組成を分析することもできる。
【００８２】
（赤外線透過率）
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、着色無機顔料として、上記赤外線遮蔽性の着色無機顔料を含む場合、赤外線透過率を極めて低くすることができる。このような赤外線遮蔽性の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、化学強化用ガラスセラミックス複合体の厚みを１ｍｍとしたときに、波長６００〜１０００ｎｍの赤外線透過率が０．００１％以下であることが好ましい。赤外線遮蔽性の化学強化用ガラスセラミックス複合体は脈拍、血液中のヘモグロビン濃度、血中酸素濃度などを測定する近赤外線センサーを利用するバイタルセンシング機器のパッケージ、筐体等の用途に好適である。なお、赤外透過率は分光光度計を用いて測定することができる。分光光度計としては、例えば、島津製作所製ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ−３７００やＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製ＬＡＭＢＤＡ９５０、１０５０などを用いればよい。
【００８３】
＜化学強化ガラスセラミックス複合体及びその製造方法＞
本実施形態の化学強化ガラスセラミックス複合体は、通常、上記で得られた化学強化用ガラスセラミックス複合体を所望の形状、例えば板状に形成し、さらに必要に応じて所望の機械加工を施し、その後、化学強化処理を施して得ることができる。
【００８４】
板状の化学強化用ガラスセラミックス複合体は、例えば、上記グリーンシートを製造する方法で得ることができる。機械加工としては、ドリル等を用い、化学強化用ガラスセラミックス複合体に穴をあける等の加工が挙げられる。
【００８５】
化学強化処理の方法としては化学強化用ガラスセラミックス複合体の表層のＮａ＋と溶融塩中のＫ＋、又は化学強化用ガラスセラミックス複合体表層のＬｉ＋と溶融塩中のＮａ＋及びＫ＋をイオン交換できるものであれば、特に限定されない。たとえば、化学強化用ガラスセラミックス複合体表層のＮａ＋と溶融塩中のＫ＋をイオン交換する場合、加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩に化学強化用ガラスセラミックス複合体を浸漬する方法が挙げられる。化学強化用ガラスセラミックス複合体の表層のＬｉ＋及びＮａ＋と溶融塩中のＮａ＋及びＫ＋をイオン交換する場合には、上記ＫＮＯ３溶融塩に代えて、Ｎａ２Ｏ溶融塩を用いることができる。また、ＫＮＯ３溶融塩にＮａＮＯ３溶融塩を混合して用いてもよい。
【００８６】
化学強化処理の条件は、化学強化用ガラスセラミックス複合体の厚さや大きさによっても異なるが、化学強化用ガラスセラミックス複合体を３５０〜５５０℃の溶融塩に０．５〜２０時間浸漬させることが典型的である。また、化学強化ガラスセラミックス複合体の強度をさらに向上させるため、化学強化用ガラスセラミックス複合体を溶融塩に浸漬後、水洗し、さらに溶融塩に浸漬して２段階の化学強化処理を行ってもよい。
【００８７】
このようにして得られる化学強化ガラスセラミックス複合体において、上記化学強化処理が施されることで、表面に強化塩の陽イオン成分であるＮａ＋又はＫ＋が濃化された表面圧縮応力層が形成される。化学強化処理が施された後の、ガラスマトリックスを構成するガラスの組成は、ガラスマトリックスの平均組成として、酸化物換算のモル％で、ＳｉＯ２を４０〜６５％、Ａｌ２Ｏ３を８．０％を超え２１．０％以下、Ｂ２Ｏ３を５％を超え４０％以下、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で５〜２３％、アルカリ土類金属酸化物を０〜２％未満含むことが好ましい。
【００８８】
また、上記でＮａ＋又はＫ＋が濃化された表面圧縮応力層の深さは、例えば３０μｍ以上である。化学強化ガラスセラミックス複合体における、この表面圧縮応力層中の平均組成、すなわち、表面から３０μｍまでの平均組成は、酸化物換算のモル％で、Ｌｉ２Ｏを０〜６％、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏから選ばれる１種以上を合計で８〜２３％含む組成であることが好ましい。
【００８９】
化学強化ガラスセラミックス複合体におけるガラスマトリックスの平均組成及び表面から３０μｍまでの平均組成は、化学強化後の化学強化ガラスセラミックス複合体のサンプル断面を鏡面研磨し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）にてエリアを区切って定量分析を行い、分析結果を使用して表面から３０μｍ及びガラスマトリックス全域にわたる平均組成として算出することができる。
【００９０】
（３点曲げ強度）
本実施形態の化学強化ガラスセラミックス複合体の３点曲げ強度は２５０ＭＰａ超を得ることができる。化学強化ガラスセラミックス複合体の３点曲げ強度を２５０ＭＰａ超とすることで、化学強化ガラスセラミックス複合体の高い強度を実現することができる。化学強化ガラスセラミックス複合体の３点曲げ強度は３００ＭＰａ超であることがより好ましく、３５０ＭＰａ超がより好ましい。
【００９１】
（強度比）
本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体はガラスマトリックスが上記した組成のガラスからなることで、化学強化処理によって３点曲げ強度が向上する。化学強化前後の３点曲げ強度の比は、「化学強化ガラスセラミックス複合体（化学強化後）の３点曲げ強度／化学強化用ガラスセラミックス複合体（化学強化前）の３点曲げ強度」（以下、単に「化学強化後／化学強化前」という。）で表わされる比で１．２以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましい。この場合には、化学強化前の機械加工性をより向上させつつ、優れた強度の化学強化ガラスセラミックス複合体を得ることができる。
【００９２】
（組成分析方法、赤外線透過率）
化学強化ガラスセラミックス複合体の組成についても、上記化学強化用ガラスセラミックス複合体と同様、各原料成分の配合割合と同視することができる。また、上記化学強化用ガラスセラミックス複合体と同様の方法で分析してもよい。また、赤外線透過率は、化学強化によってほとんど変化しないため、化学強化ガラスセラミックス複合体の赤外線透過率は、化学強化用ガラスセラミックス複合体のそれと同視することができる。
【００９３】
上記した本実施形態の化学強化用ガラスセラミックス複合体によれば、優れた機械加工性を有し、化学強化によって得られる化学強化ガラスセラミックス複合体に高い強度を付与することができる。また、本発明の化学強化ガラスセラミックス複合体の製造方法によれば、機械加工性に優れ、化学強化ガラスセラミックス複合体に高い強度を付与することができる。
【実施例】
【００９４】
以下、実施例を参照して具体的に説明する。本発明は以下の実施例に限定されない。
［実施例；例１〜１２及び例２０〜２７、比較例；例１３〜１９］
＜ガラス粉末の製造＞
表１に示す割合（酸化物換算のモル百分率）のガラスとなるように各ガラス原料を配合、混合して原料混合物とし、この原料混合物を白金ルツボに入れて１５００〜１７００℃で９０分間溶融した。溶融物をステンレス製の水冷ロールに通過させ０．３〜１．０ｍｍの薄片状のガラスを得、その後、ボールミルにて平均粒子径（Ｄ５０）を２μｍに粉砕して各組成のガラス粉末Ｇ１〜Ｇ１２を得た。【００９５】
得られたガラス粉末Ｇ１〜Ｇ１２についてそれぞれ、次の方法でＴｓ、Ｔｇを測定した。結果を表１の下欄に示す。なお、ガラス粉末Ｇ１２は得られたガラスの一部に白濁部を生じ、均質なガラスが得られない、未融不良であった。【００９６】
（Ｔｇ、Ｔｓ）
ＤＴＡ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、示差熱分析）により、第一変曲点をＴｇ［℃］、第四変曲点をＴｓ［℃］、として測定した。【００９７】
【表１】
2018198968.tif 000002
【００９８】
ガラス粉末に混合するフィラーとしてはそれぞれ次のものを用いた。
マイカ粉末：フッ素金雲母の粉末（平均粒子径（Ｄ５０）：５μｍ）
アルミナ粉末（Ａ）：酸化アルミニウム粉末（平均粒子径（Ｄ５０）：０．５μｍ）
アルミナ粉末（Ｂ）：酸化アルミニウム粉末（Ｄ５０：１．５μｍ）
アルミナ粉末（Ｃ）：酸化アルミニウム粉末（Ｄ５０：０．２μｍ）
アルミナ粉末（Ｄ）：酸化アルミニウム粉末（Ｄ５０：０．１μｍ）
黒色顔料：Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕなどの複合酸化物粉末（平均粒子径（Ｄ５０）：１μｍ）【００９９】
＜化学強化用ガラスセラミックス基板の製造＞
次いで、表２〜４に示すように、ガラス粉末と、フィラーとしての、マイカ粉末、アルミナ粉末、黒色顔料とを所定の割合（体積（ｖｏｌ）％）で配合し混合して、ガラスセラミックス組成物を得た。【０１００】
上記で得られたガラスセラミックス組成物を用いて、それぞれ以下に示すようにしてグリーンシートを製造した。ガラスセラミックス組成物５０ｇに、有機溶剤（トルエン、キシレン、２−プロパノール、２−ブタノールを質量比４：２：２：１で混合したもの）１５ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）２．５ｇ、バインダーとしてのアクリルーメタクリル共重合樹脂５ｇ、及び分散剤０．５ｇをそれぞれ配合し、混合してスラリーとした。このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布し乾燥させた。ドクターブレードのギャップは、シートが焼成後に２００μｍになる厚みになるように調整してグリーンシートを製造した。得られたグリーンシートを切断し、５０ｍｍ角（縦５０ｍｍ横５０ｍｍ）に切断し、評価用のグリーンシートを得た。【０１０１】
このようにして得られたグリーンシートを４枚重ね合わせ、連続焼成炉にて４５０℃で２時間保持することでバインダー等のガラスセラミックス組成物以外の成分を分解、除去した後、表２〜４に示す焼成温度で４５分（０．７５時間）保持して焼成を行った。こうして、各例の化学強化用ガラスセラミックス基板（厚さ約８００μｍ）を得た。【０１０２】
＜評価＞
上記各例で得られた各化学強化用ガラスセラミックス基板について、以下に示す評価を行った。【０１０３】
（３点曲げ強度）
各例で得られた化学強化用ガラスセラミックス基板について、ＪＩＳ  Ｃ２１４１に準拠する３点曲げ強度試験を行った。すなわち、化学強化用ガラスセラミックス基板の一辺を２点で支持し、これと対向する辺における上記２点の中間位置に徐々に加重を加えて、化学強化用ガラスセラミックス基板が破壊されたときの荷重を測定し、これに基づいて３点曲げ強度（ＭＰａ）を算出した。当該曲げ強度を３０点測定して平均値（平均曲げ強度）を求めた。結果を、表２〜４の下欄に示す。【０１０４】
（機械加工性）
化学強化用ガラスセラミックス基板にドリルで鑽孔し、チッピング発生の度合いを評価した。結果を、表２〜４の下欄に、チッピングを光学顕微鏡で観察し、チッピングの最大長さが、０．１ｍｍ以下であった場合には、機械加工性が良好と判断して○、０．１ｍｍを超える場合には、機械加工性が不良と判断して×と表記した。【０１０５】
(密度）
化学強化用ガラスセラミックス基板の密度は、アルキメデス法により測定した。【０１０６】
(ヤング率）
化学強化用ガラスセラミックス基板のヤング率は、超音波法(パルスエコーオーバーラップ法)により測定した。
（破壊靭性）
化学強化用ガラスセラミックス基板の破壊靭性は、ＪＩＳ  Ｒ１６０７のＩＦ法（Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｍｅｔｈｏｄ）に準拠して測定した。【０１０７】
＜化学強化ガラスセラミックス基板の製造＞
上記で得られた各例の化学強化用ガラスセラミックス基板を、表２〜４に示す強化温度に保持して溶融した強化塩（ＫＮＯ３溶融塩又はＮａＮＯ３溶融塩）に、それぞれ表２〜４に示す時間（１時間〜８時間）浸漬して化学強化処理を行い、化学強化ガラスセラミックス基板を得た。また、例２５、２７については、表４に示すようにＫＮＯ３溶融塩とＮａＮＯ３溶融塩を順に使用して、２段階の化学強化処理を行った。【０１０８】
＜評価＞
上記各例で得られた化学強化ガラスセラミックス基板を水洗後、以下に示す評価を行った。【０１０９】
（３点曲げ強度）
上記と同様にして、化学強化ガラスセラミックス基板の３点曲げ強度（平均曲げ強度）を測定した。結果を、表２〜４の下欄に示す。
（破壊靭性）
上記と同様にして、化学強化ガラスセラミックス基板の破壊靭性を測定した。【０１１０】
【表２】
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【０１１１】
【表３】
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【０１１２】
【表４】
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【０１１３】
表２〜４に示されるとおり、所定の組成のガラス粉末とマイカ粉末を含むガラスセラミックス組成物を焼結して得られる例１〜１２及び例２０〜２７（実施例）の化学強化用ガラスセラミックス複合体では、機械加工性が良好であり、化学強化を施すことで、十分に強度が向上し、高い強度の化学強化ガラスセラミックス複合体が得られたことが分かる。【０１１４】
これに対し、例１３〜１９（比較例）の化学強化用ガラスセラミックス複合体では、機械加工性が劣るか、化学強化後の強度が不十分であることが分かる。
【国際調査報告】
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