(57)【要約】【課題】イオン交換性能と熱加工性を両立し得る強化ガラス及び強化用ガラスを創案すること。【解決手段】本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする。【選択図】図１
2015034123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする強化ガラス。
【請求項２】
屈曲部及び／又は湾曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス。
【請求項３】
熱加工により屈曲部及び／又は湾曲部が形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の強化ガラス。
【請求項４】
熱加工後、強化処理前に、端面が研磨処理されてなることを特徴とする請求項３に記載の強化ガラス。
【請求項５】
熱加工後に、強化処理されてなることを特徴とする請求項３又は４に記載の強化ガラス。
【請求項６】
圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳが５００ＭＰａ以上であり、且つ応力深さＤＯＬが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項７】
軟化点が８００℃以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項８】
徐冷点が６００℃以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項９】
歪点が４００℃以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項１０】
液相温度が１２００℃以下であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項１１】
液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項１２】
熱膨張係数が５０〜１１０×１０−７／℃であることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の強化ガラス。
【請求項１３】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、ガラス組成中に実質的にＬｉ２Ｏを含有せず、軟化点が７２０℃以下であり、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳが５００ＭＰａ以上であり、且つ応力深さＤＯＬが２０μｍ以上であることを特徴とする強化ガラス。
【請求項１４】
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする強化用ガラス。
【請求項１５】
屈曲部及び／又は湾曲部を有することを特徴とする請求項１４に記載の強化用ガラス。
【請求項１６】
端面が研削及び／又は研磨されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の強化用ガラス。
【請求項１７】
強化用ガラスを熱加工した後、強化処理を行い、強化ガラスを得ることを特徴とする強化ガラスの製造方法。
【請求項１８】
強化用ガラスが、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする請求項１７に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項１９】
熱加工により屈曲部及び／又は湾曲部を形成することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項２０】
強化処理前に端面を研削及び／又は研磨する工程を有することを特徴とする請求項１７〜１９の何れかに記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項２１】
強化処理後に端面を研削及び／又は研磨する工程を有することを特徴とする請求項１７〜２０の何れかに記載の強化ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス及び強化用ガラスに関し、特にモバイルＰＣ等の外装部品に好適な強化ガラス及び強化用ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルを搭載した携帯電話が普及している。このような携帯電話のカバーガラスには、イオン交換処理等で強化処理したガラス（所謂、強化ガラス）が用いられる。強化ガラスは、未強化のガラスに比べて、機械的強度が高いため、本用途に好適である（特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
近年、携帯電話以外の用途でもタッチパネルが搭載されつつあり、用途によっては、特殊形状、例えば屈曲部及び／又は湾曲部を有する外装部品が必要になる。特殊形状を有する強化ガラスは、例えば溶融ガラスを平板形状に成形して、強化用ガラス基板を得た後、この強化用ガラス基板を熱加工し、特殊形状に変形させて、更に強化処理を行うことにより作製することができる（特許文献２、３参照）。
【０００４】
従って、特定形状を有する強化ガラスを得るためには、熱加工性に優れることが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８３０４５号公報
【特許文献２】米国特許第７１６８０４７号公報
【特許文献３】特開２００１−２４７３４２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ところで、強化ガラスの表面には圧縮応力層が形成される。一般的に、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳ、応力深さＤＯＬを大きくすれば、強化ガラスの機械的強度を高めることができる。
【０００８】
ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３の含有量を増量すると、イオン交換性能が向上し、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳ、応力深さＤＯＬを大きくすることができる。しかし、ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３の含有量を増量すると、軟化点が上昇して、熱加工性が低下し易くなる。よって、イオン交換性能と熱加工性を両立させることは困難である。
【０００９】
そこで、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、イオン交換性能と熱加工性を両立し得る強化ガラス及び強化用ガラスを創案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、鋭意検討を行った結果、ガラス組成を所定範囲に規制することにより、イオン交換性能と熱加工性を両立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、本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の強化ガラスは、屈曲部及び／又は湾曲部を有することが好ましい。
【００１２】
本発明の強化ガラスは、熱加工により屈曲部及び／又は湾曲部が形成されてなることが好ましい。ここで、「熱加工」には、ガラスに熱を加えて、所定形状に変形させることだけでなく、溶融ガラスを成形型に流し込み、必要に応じてプレスして、所定形状に成形することを含み、また特殊形状のローラーにより溶融ガラスをロール成形して、所定形状に成形することも含む。
【００１３】
本発明の強化ガラスは、熱加工後、強化処理前に、端面が研削処理及び／又は研磨処理されてなることが好ましい。
【００１４】
本発明の強化ガラスは、熱加工後に、強化処理されてなることが好ましい。
【００１５】
本発明の強化ガラスは、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳが５００ＭＰａ以上であり、且つ応力深さＤＯＬが２０μｍ以上であることが好ましい。ここで、「圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳ」及び「応力深さＤＯＬ」は、表面応力計（例えば、株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、干渉縞の本数とその間隔を観察することで算出したものである。
【００１６】
本発明の強化ガラスは、軟化点が８００℃以下であることが好ましい。ここで、「軟化点」は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値を指す。
【００１７】
本発明の強化ガラスは、徐冷点が６００℃以下であることが好ましい。ここで、「徐冷点」は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。
【００１８】
本発明の強化ガラスは、歪点が４００℃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。
【００１９】
本発明の強化ガラスは、液相温度が１２００℃以下であることが好ましい。ここで、「液相温度」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、結晶が析出する温度を測定した値を指す。
【００２０】
本発明の強化ガラスは、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を指す。
【００２１】
本発明の強化ガラスは、熱膨張係数が５０〜１１０×１０−７／℃であることが好ましい。ここで、「熱膨張係数」は、ディラトメーターで測定した値を指し、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値を指す。
【００２２】
本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、ガラス組成中に実質的にＬｉ２Ｏを含有せず、軟化点が７２０℃以下であり、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳが５００ＭＰａ以上であり、且つ応力深さＤＯＬが２０μｍ以上であることを特徴とする。ここで、「実質的にＬｉ２Ｏを含有せず」とは、ガラス組成中のＬｉ２Ｏの含有量が０．１質量％未満の場合を指す。
【００２３】
本発明の強化用ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の強化用ガラスは、屈曲部及び／又は湾曲部を有することが好ましい。
【００２５】
本発明の強化用ガラスは、端面が研削及び／又は研磨されていることが好ましい。
【００２６】
本発明の強化ガラスの製造方法は、強化用ガラスを熱加工した後、強化処理を行い、強化ガラスを得ることを特徴とする。
【００２７】
本発明の強化ガラスの製造方法は、強化用ガラスが、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することが好ましい。
【００２８】
本発明の強化ガラスの製造方法は、熱加工により屈曲部及び／又は湾曲部を形成することが好ましい。
【００２９】
本発明の強化ガラスの製造方法は、強化処理前に端面を研削及び／又は研磨する工程を有することが好ましい。
【００３０】
本発明の強化ガラスの製造方法は、強化処理後に端面を研削及び／又は研磨する工程を有することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の強化ガラスの実施態様を例示した斜視図である。
【図２】本発明の強化ガラスの実施態様を例示した斜視図である。
【図３】本発明の強化ガラスの実施態様を例示した三方概念図である。
【図４】本発明の強化ガラスの実施態様を例示した三方概念図である。
【図５】本発明の強化ガラスの実施態様を例示した斜視図である。
【図６】［実施例３］に係る熱加工を説明するための断面概念図である。
【図７】［実施例３］に係る熱加工を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。本発明の強化ガラスは、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、歪点以下の温度でイオン交換によりガラス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、ガラスの厚みが薄くても、強化処理が可能になり、所望の機械的強度を得ることができる。更に、化学強化法で圧縮応力層を形成すれば、風冷強化法等の物理強化法とは異なり、強化処理後にガラス基板を切断しても、ガラス基板が容易に破壊することがない。
【００３３】
本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有する。上記のように、各成分の含有範囲を規制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、特段の断りがある場合を除き、質量％を表す。
【００３４】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は５０〜７０％、好ましくは５３〜７０％、より好ましくは５５〜６５％、更に好ましくは５５〜６３％、特に好ましくは５５〜６０％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難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易くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下することに加えて、熱膨張係数が低下し過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点やヤング率を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は１０〜３０％である。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。一方、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り、成形性が低下し易くなり、特にオーバーフローダウンドロー法等でガラス基板を成形し難くなる。また熱膨張係数が低下し過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなったり、高温粘性が高くなり過ぎて、ガラスを溶融し難くなる。更に、軟化点が高くなることにより、熱加工温度が高くなり過ぎて、特にプレス成形時の温度が高くなり過ぎて、金型の劣化が促進する虞がある。上記観点を総合的に判断すると、Ａｌ２Ｏ３の好適な上限範囲は１９％以下、１８％以下、１７％以下、特に１６．５％以下であり、好適な下限範囲は１１％以上、１２％以上、特に１３％以上である。
【００３６】
Ｂ２Ｏ３は、軟化点を低下させる成分であり、また液相温度、高温粘度、密度を低下させる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜１０％である。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、圧縮応力値ＣＳが低くなったり、応力深さＤＯＬが浅くなったり、液相粘度が低下する虞がある。よって、Ｂ２Ｏ３の上限範囲は１０％以下であり、好ましくは９％以下、８％以下、特に７％以下である。なお、Ｂ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、軟化点を低下させることが困難になる。よって、Ｂ２Ｏ３の下限範囲は、好ましくは０．１％以上、１％以上、２％以上、３％以上、４％以上、特に５％以上である。
【００３７】
Ｎａ２Ｏ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て、溶融性や成形性を高める成分である。更に耐失透性を改善する成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は１０〜２０％であり、好ましくは１０〜１８％、１２〜１８％、１３〜１７％、特に１２〜１５％である。Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下し過ぎたり、軟化点が高くなり過ぎたり、イオン交換性能が低下し易くなる。一方、Ｎａ２Ｏ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、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下したり、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下する傾向がある。
【００３８】
Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１８％以上、１９％以上、２０％以上、２１％以上、２２％以上、２３％以上、２４％以上、特に２５％以上である。このようにすれば、イオン交換性能と熱加工性を両立させ易くなる。ここで、「Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ」は、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＮａ２Ｏの合量を指す。
【００３９】
質量比Ａｌ２Ｏ３／Ｎａ２Ｏは、好ましくは０．７５〜２、０．８５〜１．７、０．９〜１．５、特に０．９５〜１．３である。また、質量比（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ）は、好ましくは０．７５〜２、０．８５〜１．７、０．９〜１．５、特に０．９５〜１．３である。このようにすれば、イオン交換性能と熱加工性を両立させ易くなる。ここで、「Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ」は、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＮａ２Ｏの合量を指す。ここで、「Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３」は、Ａｌ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の合量である。また、「Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ」は、Ｂ２Ｏ３とＮａ２Ｏの合量である。
【００４０】
上記成分以外にも、例えば、以下の成分を導入してもよい。
【００４１】
Ｌｉ２Ｏ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、ヤング率を向上させる成分である。更に、Ｌｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値ＣＳを高める効果が大きい。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、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。更に、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、低温粘性、特に歪点が低下し過ぎて、イオン交換時に応力緩和が生じ易くなり、逆に圧縮応力値ＣＳが低下する場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜１０％、０〜８％、０〜６％、０〜４％、０〜３％、０〜２％、０〜１％、０〜０．５％、特に０〜０．１％であり、実質的にＬｉ２Ｏを含まないことが望ましい。
【００４２】
Ｋ２Ｏは、イオン交換性能を高める成分であり、またアルカリ金属酸化物の中では、応力深さＤＯＬを増大させる効果が大きい成分である。また、Ｋ２Ｏは、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ある。しかし、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、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、歪点が低下したり、ガラス組成の成分バランスが損なわれ、逆に耐失透性が低下する傾向がある。上記点を考慮すると、Ｋ２Ｏの含有量は０〜１０％が好ましく、Ｋ２Ｏの好適な上限範囲は８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下であり、好適な下限範囲は、応力深さＤＯＬを増大させる観点から、０．１％以上、０．５％以上、１％以上、特に２％以上である。
【００４３】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ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て、溶融性や成形性を高める成分である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下したり、軟化点が不当に高くなる場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは８％以上、１０％以上、１３％以上、特に１５％以上である。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ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、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎて、圧縮応力値ＣＳを高め難くなる場合がある。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場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは３０％以下、２５％以下、特に２０％以下である。なお、「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量である。
【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、特にアルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは０〜１０％、０〜６％、０〜４％、特に０〜３％である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度、熱膨張係数が高くなり過ぎたり、ガラスが失透し易くなる。
【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る。またアルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が比較的大きい成分である。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度、熱膨張係数が高くなり過ぎたり、ガラスが失透し易くなったり、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に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０〜１０％、０〜３％、０〜１％、０〜０．５％未満、特に０〜０．１％である。
【００４６】
ＳｒＯ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る。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、イオン交換性能、耐失透性が低下することに加えて、密度や熱膨張係数が高くなり過ぎる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。
【００４７】
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る。ＢａＯの含有量が多過ぎると、イオン交換性能、耐失透性が低下することに加えて、密度や熱膨張係数が高くなり過ぎる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．８％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。
【００４８】
ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは０〜５％、０〜３％、０〜２．５％、０〜２％、０〜１％、特に０〜０．１％である。ＳｒＯとＢａＯは、イオン交換反応を阻害する作用がある。よって、ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、強化ガラスの機械的強度を高め難くなる。なお、「ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、ＳｒＯとＢａＯの合量である。
【００４９】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋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る。しかし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり過ぎたり、耐失透性が低下したり、イオン交換性能が低下する傾向がある。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは０〜１５％、０〜１０％、０〜６％、特に０〜５％である。なお、「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量である。
【００５０】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量をＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量で除した値、つまり質量分率（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）の値が大き過ぎると、耐失透性が低下する傾向が現れる。よって、質量分率（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）の値は、好ましくは０．５以下、０．４以下、特に０．３以下である。
【００５１】
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ＣＳを高める成分であると共に、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。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなり易い。ＺｎＯの含有量は、好ましくは０〜１０％、０〜５％、０〜３％、特に０〜１％である。
【００５２】
ＺｒＯ２は、イオン交換性能を顕著に高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分である。しかし、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。よって、ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、０〜９％、０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％である。
【００５３】
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、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。
【００５４】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に応力深さＤＯＬを大きくする成分である。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐水性が低下し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは８％以下、５％以下、４％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、０．２％以下、特に０．１％以下である。
【００５５】
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ３の群から選択された一種又は二種以上を０〜３％導入することができる。ただし、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｆ、特にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３は、環境的観点から、その使用を極力控えることが好ましく、各々の含有量は０．１％未満が好ましい。清澄剤として、ＳｎＯ２、ＳＯ３、Ｃｌの群から選択された一種又は二種以上が好ましく、特にＳｎＯ２が好ましい。ＳｎＯ２の含有量は、好ましくは０〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０５〜０．４％である。ＳｎＯ２の含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。ＳＯ３の含有量は、好ましくは０〜０．１％、０．０００１〜０．１％、０．０００３〜０．０８％、０．０００５〜０．０５％、特に０．００１〜０．０３％である。ＳＯ３の含有量が多過ぎると、溶融時にＳＯ３がリボイルして、泡品位が低下し易くなる。Ｃｌの含有量は、好ましくは０〜０．５％、０．００１〜０．１％、０．００１〜０．０９％、０．００１〜０．０５％、特に０．００１〜０．０３％である。Ｃｌの含有量が多過ぎると、強化ガラス上に金属配線パターン等を形成した時に金属配線が腐食し易くなる。
【００５６】
Ｎｄ２Ｏ３、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、原料自体の価格が高く、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、好ましくは合量で３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。
【００５７】
ＣｏＯ３、ＮｉＯ等の遷移金属酸化物は、ガラスを強く着色させて、透過率を低下させる成分である。よって、遷移金属酸化物の含有量は、好ましくは合量で０．５％以下、０．１％以下、特に０．０５％以下であり、その範囲になるように、ガラス原料及び／又はカレットの不純物量を制御することが望ましい。
【００５８】
ＰｂＯやＢｉ２Ｏ３は、環境的観点から、使用は極力控えることが好ましく、その含有量は０．１％未満が好ましい。
【００５９】
上記成分以外にも、他の成分を導入してもよく、その導入量は好ましくは５％以下、特に３％以下である。
【００６０】
各成分の好適な含有範囲を適宜取捨選択し、好ましいガラス組成範囲とすることができる。特に、下記のガラス組成範囲が好ましい。
（１）質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ２〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２０％含有、
（２）質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜６０％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ２〜１０％、Ｎａ２Ｏ  １２〜２０％含有、
（３）質量％で、ＳｉＯ２  ５０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３  １２〜２０％、Ｂ２Ｏ３  ３〜１０％、Ｎａ２Ｏ  １１〜２０％含有、
（４）質量％で、ＳｉＯ２  ５５〜６０％、Ａｌ２Ｏ３  １２〜１７％、Ｂ２Ｏ３  ４〜１０％、Ｎａ２Ｏ  １２〜２０％含有、
【００６１】
本発明の強化ガラスにおいて、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳは５０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、特に７００ＭＰａ以上が好ましい。圧縮応力値ＣＳが大きくなるにつれて、強化ガラス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、逆に強化ガラスの機械的強度が低下する虞がある。また、表面に極端に大きな圧縮応力が形成されると、内部の引っ張り応力が極端に高くなる虞がある。よって、圧縮応力値ＣＳは１３００ＭＰａ以下が好ましい。なお、圧縮応力値ＣＳを高めるには、ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増量したり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減したり、イオン交換時間を短縮したり、或いはイオン交換温度を低下すればよい。
【００６２】
強化ガラスをタッチパネルに搭載する場合、エンドユーザーが強化ガラスの表面を指でなぞる機会が増えるため、表面傷等により強化ガラスの機械的強度が低下し易くなる。よって、強化ガラスの機械的強度を維持するためには、応力深さＤＯＬを増大させることが有効である。本発明の強化ガラスにおいて、応力深さＤＯＬは、好ましくは１０μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、４０μｍ以上、５０μｍ以上、特に６０μｍ以上である。応力深さＤＯＬが大きい程、強化ガラスに深い傷がついても、強化ガラスが割れ難くなる。一方、応力深さＤＯＬが大き過ぎると、強化ガラスを切断加工し難くなる。よって、応力深さＤＯＬは、好ましくは２００μｍ以下、１００μｍ以下、特に８０μｍ未満である。なお、応力深さＤＯＬを大きくするには、ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増量したり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減したり、イオン交換時間を長くしたり、或いはイオン交換温度を上げればよい。
【００６３】
本発明の強化ガラスにおいて、以下の数１で計算される内部の引っ張り応力値ＣＴは、好ましくは２００ＭＰａ以下、１５０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以下、特に５０ＭＰａ以下である。内部の引っ張り応力値ＣＴが小さい程、内部の欠陥によって、強化ガラスが破損する確率が低くなるが、内部の引っ張り応力値ＣＴを極端に小さくし過ぎると、圧縮応力値ＣＳ及び応力深さＤＯＬが過少になり易い。よって、内部の引っ張り応力値ＣＴは、好ましくは１ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以上、特に１５ＭＰａ以上である。
【００６４】
【数１】
2015034123.tif 000003
【００６５】
本発明の強化ガラスにおいて、密度は、好ましくは２．５２ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４９ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以下、特に２．４５ｇ／ｃｍ３以下である。密度が小さい程、ガラスを軽量化することができる。密度を低下させるには、ガラス組成中のＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３の含有量を増量したり、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。なお、「密度」とは、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。
【００６６】
歪点は、好ましくは４００℃以上、４２０℃以上、４５０℃以上、特に４８０℃以上である。歪点が高い程、耐熱性が向上し、強化ガラスを熱処理しても、圧縮応力層が消失し難くなる。また、歪点が高いと、イオン交換時に応力緩和が生じ難くなるため、高い圧縮応力値ＣＳを得易くなる。更に、歪点が高いと、熱加工後の降温工程において、降温速度を速めることができる。結果として、熱加工のプロセス時間が短縮されて、強化ガラスの生産性が向上する。なお、歪点を高めるには、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物の含有量を低減したり、特にＬｉ２Ｏの含有量を低減したり、或いはアルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｐ２Ｏ５の含有量を増量すればよい。
【００６７】
軟化点は、好ましくは８００℃以下、７８０℃以下、７５０℃以下、７２０℃以下、７００℃以下、特に６９０℃以下である。軟化点が低い程、低温で熱加工することができる。結果として、熱加工後の徐冷時間、冷却時間を短縮することができる。また、軟化点が低い程、プレス成形する場合に金型への負担が少なくなる。金型の劣化は、金型に用いられる金属材料等と大気中の酸素との反応、すなわち酸化反応が原因になることが多い。このような酸化反応が生じると、金型表面に反応生成物が形成されて、所定の形状にプレス成形できなくなる場合がある。また酸化反応が生じると、ガラス中のイオンが還元されて、発泡が生じる場合がある。酸化反応の度合いは、プレス成形温度や軟化点により変動し、プレス成形温度や軟化点が低い程、酸化反応を抑制することができる。
【００６８】
高温粘度１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１６００℃以下、１５５０℃以下、１５００℃以下、１４５０℃以下、１４３０℃以下、１４２０℃以下、特に１４００℃以下である。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、溶融の際、溶融炉等の製造設備の負担が小さくなると共に、泡品位を高めることができる。つまり、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、ガラスを安価に製造することができる。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当しており、高温粘度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。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の含有量を増量したり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すればよい。なお、「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。
【００６９】
熱膨張係数は、好ましくは５０〜１１０×１０−７／℃、７０〜１１０×１０−７／℃、７５〜１０５×１０−７／℃、特に８０〜１０５×１０−７／℃である。熱膨張係数を上記範囲とすれば、金属、有機系接着剤等の周辺部材の熱膨張係数に整合させ易くなり、周辺部材の剥離を防止することができる。なお、ガラス組成中の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量すれば、熱膨張係数が高くなり、逆に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、熱膨張係数が低くなる。
【００７０】
液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下、９００℃以下、特に８６０℃以下である。液相温度を低下させるには、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増量したり、或いはＡｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すればよい。
【００７１】
液相粘度は、好ましくは１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０５．３ｄＰａ・ｓ以上、１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．７ｄＰａ・ｓ以上、１０５．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０６．０ｄＰａ・ｓ以上である。液相粘度を上昇させるには、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を増量したり、或いはＡｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すればよい。なお、液相粘度が高い程、耐失透性が向上する。また、液相温度が低い程、耐失透性が向上する。すなわち、液相粘度が高い程、或いは液相温度が低い程、ガラス中から結晶が析出し難くなるため、低温で熱加工を行っても、失透に起因する不具合が生じ難い。
【００７２】
強化ガラスの厚みは、外装部品等として用いる場合、好ましくは０．３ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以上、１．０ｍｍ以上、１．３ｍｍ以上、特に１．５ｍｍ以上である。このようにすれば、強化ガラスの機械的強度を維持することができる。一方、基板等として用いる場合、或いは熱加工性を高めたい場合、強化ガラスの厚みは、好ましくは３．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下である。なお、強化ガラスの厚みが小さい程、強化ガラスを軽量化することができる。
【００７３】
本発明の強化ガラスは、未研磨の表面を有することが好ましく、特に端縁領域を除く有効面全体が未研磨であることが好ましい。また、未研磨の表面の平均表面粗さ（Ｒａ）は１０Å以下、５Å以下、特に２Å以下が好ましい。このようにすれば、外装部品として用いる場合、強化ガラスに適度な光沢を付与することができる。ガラスの理論強度は、本来非常に高いが、理論強度よりも遥かに低い応力でも破壊に至ることが多い。これは、表面にグリフィスフローと呼ばれる小さな欠陥が溶融ガラスの成形後の工程、例えば研磨工程等で生じるからである。よって、表面を未研磨とすれば、本来のガラスの機械的強度を損ない難くなり、強化ガラスが破壊し難くなる。また、表面を未研磨とすれば、研磨工程を省略できるため、強化ガラスの製造コストを低廉化することができる。なお、切断面から破壊に至る事態を防止するため、切断面に面取り加工等を施すことが好ましい。オーバーフローダウンドロー法で溶融ガラスを成形すれば、未研磨で表面精度が良好なガラス基板を得ることができる。ここで、「平均表面粗さ（Ｒａ）」は、ＳＥＭＩ  Ｄ７−９７「ＦＰＤガラス基板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法で測定した値を指す。
【００７４】
本発明の強化ガラスは、屈曲部及び／又は湾曲部を有することが好ましい。このようにすれば、外装部品等の意匠性を高めることができる。
【００７５】
屈曲部は、矩形の強化ガラスの少なくとも一辺の端縁領域に形成されていることが好ましく、相対する端縁領域に形成されていることがより好ましく、全端縁領域に形成されていることが更に好ましい。このようにすれば、外装部品等とした場合に、端面が外部に露出し難くなり、強化ガラスが物理的衝撃により端面から破損し難くなる。
【００７６】
本発明の強化ガラスは、平板部と屈曲部を有することが好ましい。このようにすれば、外装部品等とした場合に、平板部をタッチパネルの操作領域に対応させることが可能になり、屈曲部の表面（端面を除く）を外側面に対応させることができる。そして、屈曲部の表面（端面を除く）を外側面に対応させた場合は、端面が外部に露出し難くなり、強化ガラスが物理的衝撃により端面から破損し難くなる。
【００７７】
湾曲部は、強化ガラスの幅方向又は長さ方向の全体に形成されていることが好ましく、幅方向及び長さ方向の全体に形成されていることがより好ましい。このようにすれば、特定の部分に応力が集中し難くなり、外装部品等とした場合に、強化ガラスが物理的衝撃により破損し難くなる。なお、幅方向及び長さ方向の全体に湾曲部を形成する場合、幅方向の湾曲度合いと長さ方向の湾曲度合いに差を設けることが好ましい。このようにすれば、外装部品等の意匠性を高めることができる。
【００７８】
本発明の強化ガラスは、平板部上に突起部を有することが好ましい。このようにすれば、強化ガラスの意匠性を高めることができる。
【００７９】
本発明の強化ガラスは、熱加工されてなることが好ましい。このようにすれば、屈曲部及び／又は湾曲部を容易に形成することができる。熱加工は、強化処理前に行うことが好ましい。このようにすれば、熱加工により圧縮応力層が低下する事態を防止することができる。
【００８０】
熱加工の温度は、好ましくは（徐冷点−１０）℃以上、（徐冷点−５）℃以上、（徐冷点＋５）℃以上、特に（徐冷点＋２０）℃以上が好ましい。このようにすれば、短時間で熱加工を行うことができる。一方、熱加工の温度は、好ましくは（軟化点−５）℃以下、（軟化点−１５）℃以下、（軟化点−２０）℃以下、特に（軟化点−３０）℃以下が好ましい。このようにすれば、熱加工の際に表面平滑性が損なわれ難くなると共に、熱加工後の寸法精度を高めることができる。
【００８１】
本発明の強化ガラスは、端面が研削及び／又は研磨されてなることが好ましい。このようにすれば、外装部品等とした場合に、端面を外部に露出し難い形状とすることができる。
【００８２】
本発明の強化ガラスは、熱加工前に端面を研削及び／又は研磨されてなることが好ましい。熱加工前に端面を研削及び／又は研磨する場合、端面の面取り加工とすることが好ましい。また、面取り形状は、Ｒ面形状（曲面形状）、糸面取り形状とすることが好ましい。このようにすれば、強化用ガラス及び強化ガラスの端面強度を高めることができる。
【００８３】
本発明の強化ガラスは、熱加工後、且つ強化処理前に、端面が研削及び／又は研磨されてなることも好ましい。このようにすれば、外装部品等とした場合に、端面を外部に露出し難い形状とした上で、熱加工により圧縮応力層が低下する事態を防止することができる。
【００８４】
熱加工後、且つ強化処理前に端面を研削及び／又は研磨する場合、研磨材の番手は＃３００〜＃４０００が好ましく、＃６００〜＃２０００がより好ましく、＃８００〜＃１５００が更に好ましい。また研磨材の番手を徐々に上げること（例えば、＃６００→＃８００→＃１０００の順序）が好ましい。このようにすれば、端面処理の速度を上げつつ、端面の機械的強度を高めることができる。
【００８５】
熱加工後、且つ強化処理前に端面を研削及び／又は研磨する場合、熱加工されたガラスの形状に整合する形状の冶具上に載置又は挟み込んだ状態で端面加工することが好ましく、使用する治具はガラスよりも硬度の低い材質（例えば、アクリル樹脂、ベークライト等）が好ましい。このようにすれば、熱加工されたガラスに傷が付き難くなると共に、熱加工されたガラスが破損し難くなる。
【００８６】
本発明の強化ガラスは、強化処理後に、端面が研削及び／又は研磨されてなることも好ましい。このようにすれば、強化処理後に発生する寸法誤差等を研削及び／又は研磨により取り除くことができる。
【００８７】
本発明の強化ガラスは、熱加工後、且つ強化処理前に、端面を研削及び／又は研磨した後、強化処理し、更に端面を研削及び／又は研磨することが好ましい。つまり熱加工されたガラスの端面を粗く研削等した後に、強化処理し、更に端面を微細研磨等することが好ましい。このようにすれば、研磨及び／又は研削による圧縮応力層の除去量を低減しつつ、強化処理後に発生する寸法誤差等を研削及び／又は研磨により取り除くことができる。
【００８８】
図１は、本発明の強化ガラスの実施態様を例示した斜視図である。図１（ａ）は、強化ガラスの板幅方向の両端縁領域に屈曲部１（屈曲角度は約９０°）を有し、中央領域に平板部２を有している。ここで、屈曲部１の端面３は、平板部２の板厚方向から９０°傾いた方向になっている。図１（ｂ）は、強化ガラスの板幅方向の両端縁領域に屈曲部４（屈曲角度は約４５°）を有し、中央領域に平板部５を有している。ここで、屈曲部４の端面６は、平板部５の板厚方向から４５°傾いた方向になっている。図１（ｃ）は、強化ガラスの板幅方向の両端縁領域に屈曲部７（屈曲角度は約４５°）を有し、中央領域に平板部８を有している。ここで、屈曲部７の端面９は、平板部８の板厚方向になっている。そして、屈曲部７の端面９は、熱加工後、且つ強化処理前に研削及び／又は研磨により形成されてなることが好ましい。図１（ｄ）は、強化ガラスの板幅方向の全体が円弧状に湾曲し、湾曲部１０となり、板幅方向の相対する端面１１は、湾曲の度合いに応じて、鉛直方向から傾いている。図１（ｅ）は、強化ガラスの板幅方向の全体が円弧状に湾曲し、湾曲部１２となり、板幅方向の相対する端面１３は、鉛直方向になっている。ここで、板幅方向の相対する端面１３は、熱加工後、且つ強化処理前に研削及び／又は研磨により形成されてなることが好ましい。
【００８９】
図２は、本発明の強化ガラスの実施態様を例示した斜視図である。図２（ａ）は、強化ガラスの板幅方向の左側端縁領域に屈曲部１４（屈曲角度は約９０°）を有し、その他の領域が平板部１５になっている。ここで、屈曲部１４の端面１６は、平板部１５の板厚方向から９０°傾いた方向になっている。図２（ｂ）は、強化ガラスの板幅方向の左側縁領域に屈曲部１７（屈曲角度は約４５°）を有し、その他の領域が平板部１８になっている。ここで、屈曲部１７の端面１９は、平板部１８の板厚方向から４５°傾いた方向になっている。図２（ｃ）は、強化ガラスの板幅方向の左側縁領域に屈曲部２０（屈曲角度は約４５°）を有し、その他の領域が平板部２１になっている。ここで、屈曲部２０の端面２２は、平板部２１の板厚方向になっている。
【００９０】
図３は、本発明の強化ガラスの実施態様を例示した三方概念図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は側面図を示し、（ｃ）は平面図を示している。図３から分かるように、強化ガラスの全端縁領域に屈曲部２３（屈曲角度は約７５°）が形成されており、中央領域に平板部２４が形成されている。ここで、屈曲部２３の端面２５は、平板部２４の板厚方向から約９０°傾いた方向になっている。
【００９１】
図４は、本発明の強化ガラスの実施態様を例示した三方概念図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は側面図を示し、（ｃ）は平面図を示している。図４から分かるように、強化ガラスの長さ方向の下端から少し離間した領域、且つ板幅方向の中央部分に、矩形上の突起部２６が形成されている。この突起部２６は、平板部２７の上に形成されており、突起部２６の頂部は、平坦になっている。
【００９２】
図５は、本発明の強化ガラスの実施態様を例示した斜視図である。図５から分かるように、強化ガラスの板幅方向の全体が円弧状に湾曲し、且つ長さ方向の全体が円弧状に湾曲して、湾曲部２８となっている。ここで、板幅方向の湾曲度合いは、長さ方向の湾曲度合いよりも小さくなっている。
【００９３】
本発明の強化ガラスは、所定のガラス組成となるように調合したガラスバッチを連続溶融炉に投入し、１５００〜１６００℃で加熱溶融して、清澄した後、成形装置に供給した上で溶融ガラスを成形し、徐冷することにより製造することができる。
【００９４】
本発明の強化ガラスにおいて、種々の成形方法を採用することができる。例えば、ダウンドロー法（オーバーフローダウンドロー法、スロットダウン法、リドロー法等）、フロート法、ロールアウト法等の成形方法を採用することができる。また、プレス成形法により、溶融ガラスからダイレクトに所定形状に成形することもできる。
【００９５】
本発明の強化ガラスは、オーバーフローダウンドロー法でガラス基板に成形されてなることが好ましい。このようにすれば、未研磨で表面品位が良好なガラス基板を製造することができる。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス基板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されるからである。ここで、オーバーフローダウンドロー法は、溶融ガラスを耐熱性の樋状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス基板を製造する方法である。樋状構造物の構造や材質は、ガラス基板の寸法や表面精度を所望の状態とし、ガラス基板に使用できる品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うために、ガラス基板に対してどのような方法で力を印加するものであってもよい。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラス基板に接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラス基板の端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。
【００９６】
本発明の強化用ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ４５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３  １０〜３０％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １０〜２５％を含有することを特徴とする。このようにすれば、イオン交換性能と熱加工性を両立させることができる。また、本発明の強化用ガラスは、本発明の強化ガラスと同様の技術的特徴（好適なガラス組成範囲、好適な特性、顕著な効果等）を備えることができる。ここでは、その重複部分について、便宜上、詳細な説明を省略する。
【００９７】
強化用ガラスを強化処理すれば、強化ガラスを得ることができる。強化処理は、上記の通り、イオン交換処理が好ましい。イオン交換処理は、例えば４００〜５５０℃のＫＮＯ３溶融塩中に強化用ガラスを１〜８時間浸漬することで行うことができる。イオン交換処理の条件は、ガラスの粘度特性、用途、厚み、内部の引っ張り応力等を考慮して、最適な条件を選択すればよい。
【００９８】
既述の通り、熱加工は、強化処理前の強化用ガラス基板に対して行うことが好ましく、端面の研削及び／又は研磨も強化処理前の強化用ガラス基板に対して行うことが好ましい。更に熱加工後の寸法誤差等を解消するために、熱加工後に端面を研削及び／又は研磨を行うことも好ましい。
【００９９】
熱加工は、平板形状の強化用ガラス基板に対して行うことが好ましい。また、熱加工の方法として、金型により平板形状の強化用ガラス基板をプレス成形する方法が好ましい。このようにすれば、熱加工後の強化用ガラスの寸法精度を高めることができる。なお、突起部は、金型により溶融ガラスをプレス成形して、形成することが好ましい。
【０１００】
また、熱加工方法として、熱により軟化変形しない温度にある平板形状の強化用ガラス基板を板厚方向に挟み込んで支持することにより、強化用ガラス基板を湾曲した状態へと弾性変形させた後、弾性変形した強化用ガラス基板を加熱することにより、湾曲部を有する強化用ガラス（特に、板幅方向の全体が円弧状に湾曲した湾曲部を有する強化用ガラス）を得る方法も好ましい。このような方法によれば、弾性変形させる際の動作に伴うズレ等によって、外物と接触する部位で強化用ガラス基板の表面が傷付くことを好適に回避することが可能となる。その結果、成形後の湾曲部の表面における欠陥や傷の残留を可及的に防止することができる。
【０１０１】
上記方法において、強化用ガラス基板を支持する際には、凹湾曲面と、凹湾曲面に対向する凸湾曲面とを有し、且つ両湾曲面の相互間に強化用ガラス基板の板厚に対して厚みの大きい湾曲成形空間が形成される成形型を用い、凹湾曲面の二箇所と凸湾曲面の一箇所とで、強化用ガラス基板を挟みこんで支持することが好ましい。このようにすれば、両湾曲面の相互間に、強化用ガラス基板の板厚に対して厚みの大きい湾曲成形空間が形成されるため、成形型から強化用ガラス基板に過大な圧力が作用することを回避することが可能となる。また、この方法では、凹湾曲面の二箇所と凸湾曲面の一箇所との三箇所で強化用ガラス基板を挟みこんで支持することから、両湾曲面と強化用ガラス基板の表面とが接触する部位の面積が小さく抑制される。従って、強化用ガラス基板の表面が傷付くことを可及的に防止することができる。更に、凹湾曲面と強化用ガラス基板の一方面との間、及び凸湾曲面と強化用ガラス基板の他方面との間に、シート状耐熱部材を介在させることが好ましい。このようにすれば、シート状耐熱部材の介在により、強化用ガラス基板の表面と成形型とが直接に接触することが回避され、強化用ガラス基板の表面が欠陥や傷の発生からより安全に保護される。結果として、成形後の湾曲部の表面における欠陥や傷の残留をより好適に防止することができる。
【０１０２】
本発明の強化ガラスの製造方法は、強化用ガラスを熱加工した後、強化処理を行い、強化ガラスを得ることを特徴とする。本発明の強化ガラスの製造方法の技術的特徴は、本発明の強化ガラス及び強化用ガラスの欄で説明済みである。よって、ここでは、便宜上、その説明を省略する。
【実施例１】
【０１０３】
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。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。
【０１０４】
表１〜６は、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜３８）を示している。
【０１０５】
【表１】
2015034123.tif 000004
【０１０６】
【表２】
2015034123.tif 000005
【０１０７】
【表３】
2015034123.tif 000006
【０１０８】
【表４】
2015034123.tif 000007
【０１０９】
【表５】
2015034123.tif 000008
【０１１０】
【表６】
2015034123.tif 000009
【０１１１】
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、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。得られたガラス基板について、種々の特性を評価した。
【０１１２】
密度は、周知のアルキメデス法によって測定した値である。
【０１１３】
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
【０１１４】
軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。
【０１１５】
高温粘度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。
【０１１６】
熱膨張係数αは、ディラトメーターで測定した値であり、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値である。
【０１１７】
ヤング率Ｅは、曲げ共振法により測定した値である。また、比ヤング率は、ヤング率Ｅを密度で割った値である。
【０１１８】
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、結晶が析出する温度を測定した値である。
【０１１９】
液相粘度ｌｏｇη  ａｔ  ＴＬは、液相温度ＴＬ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。
【０１２０】
各試料を４３０℃に保持されたＫＮＯ３槽に４時間浸漬し、イオン交換処理を行った。イオン交換処理後、圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳ及び応力深さＤＯＬを測定した。圧縮応力値ＣＳ及び応力深さＤＯＬは、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、干渉縞の本数とその間隔を観察することで算出した。算出に際し、各試料の屈折率を１．５２、光学弾性定数を３０［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。
【０１２１】
なお、表中の各試料の作製において、本発明の説明の便宜上、溶融ガラスを流し出し、基板形状に成形した後、イオン交換処理前に光学研磨を行った。工業的規模で強化ガラスを製造する場合には、オーバーフローダウンドロー法等でガラス基板を成形し、矩形に切断加工した後、表面が未研磨の状態で所定形状に熱加工し、必要に応じて、端面を所定形状に研削及び／又は研磨し、更にイオン交換処理して、強化ガラスを作製し、必要に応じて、端面を所定形状に研削及び／又は研磨することが好ましい。
【実施例２】
【０１２２】
試料Ｎｏ．１〜３８について、オーバーフローダウンドロー法により０．７ｍｍ厚の強化用ガラス基板を作製した後、ムライト製の金型を用いて軟化点より３０℃低い温度でプレス成形し、更に４３０℃に保持されたＫＮＯ３槽に４時間浸漬することによりイオン交換処理を行い、図１（ａ）、図３、図５に記載の形状を有する強化ガラスをそれぞれ作製した。
【実施例３】
【０１２３】
試料Ｎｏ．１〜３８について、オーバーフローダウンドロー法により０．５ｍｍ厚の強化用ガラス基板を作製した後、ムライト製の図６に示す金型を用いて、図７に示す工程により、図１（ｄ）、（ｅ）に記載の形状を有する強化用ガラスをそれぞれ作製した。以下、図６、７を用いて、その詳細を説明する。
【０１２４】
図６は湾曲部を有する強化用ガラスに成形するための成形型を示す縦断側面図である。同図に示すように、成形型３０は、凹湾曲面３１ａを有した下型３１と、凹湾曲面３１ａに対向する凸湾曲面３２ａを有した上型３２とを備えている。凹湾曲面３１ａ及び凸湾曲面３２ａは、図６における横方向に沿ってのみ（単一方向に沿って）一定の曲率で湾曲すると共に、両湾曲面３１ａ，３２ａの曲率中心Ｏが互いに同一とされている。すなわち、両湾曲面３１ａ，３２ａの各々は、曲率中心Ｏを紙面に垂直な方向に通過する軸を中心とした部分円筒面となっている。そして、両湾曲面３１ａ，３２ａの曲率半径の大きさは、それぞれ凹湾曲面３１ａがＲ１、凸湾曲面３２ａがＲ２とされている（Ｒ１＞Ｒ２）。両湾曲面３１ａ，３２ａの相互間には、成形の対象となる強化用ガラス基板Ｇを内包する下向きに凸な湾曲成形空間Ｓが形成される。この湾曲成形空間Ｓの厚みＴは、強化用ガラス基板Ｇの厚みよりも大きい一定の厚みとなっている。なお、「湾曲成形空間Ｓの厚みＴ」とは、凹湾曲面３１ａの法線に沿って、凹湾曲面３１ａと凸湾曲面３２ａとが離間した距離である（本実施形態においては、両湾曲面３１ａ，３２ａが離間した距離は、湾曲成形空間Ｓの全域で一定）。
【０１２５】
湾曲成形空間Ｓ内にある強化用ガラス基板Ｇは、凹湾曲面３１ａの相互に離間した二箇所（図６に示すＡ点、Ｂ点）と、この二箇所の間に位置する凸湾曲面３２ａの一箇所（図６に示すＣ点）とで板厚方向に挟みこまれ、湾曲した状態で支持される。なお、本実施形態においては、両湾曲面３１ａ，３２ａが共に横方向に沿ってのみ湾曲しているため、Ａ点及びＢ点において、凹湾曲面３１ａと強化用ガラス基板Ｇとが線接触すると共に、Ｃ点において、凸湾曲面３２ａと板ガラスＧとが線接触している。また、Ｃ点は、横方向においてＡ点とＢ点の中間に位置している。
【０１２６】
図７は、本実施形態の各工程を示した工程図である。同図に示すように、図１（ｄ）に記載の形状を有する強化ガラスを成形するための工程には、成形型３０を予熱する予熱工程と、成形型３０内に強化用ガラス基板Ｇを内包する挟持工程と、成形型３０内の強化用ガラス基板Ｇを加熱して図１（ｄ）に記載の形状を有する強化ガラスに成形する加熱工程と、成形型３０内で、この形状を有する強化ガラスを冷却する冷却工程と、成形型３０から、この形状を有する強化ガラスを取り出す取出工程とが含まれる。なお、本実施形態において、一部の工程間での成形型３０の移動、或いは工程内での成形型３０の移動はコンベアによる搬送で行われる。
【０１２７】
予熱工程では、強化用ガラス基板Ｇを内包していない空の状態の成形型３０を、コンベアで搬送しながら予熱炉の内部を通過させ、成形型３０を予熱する。このとき、成形型３０の予熱温度としては、２００℃〜３００℃の温度範囲であることが好ましい。挟持工程では、常温（２０±１５℃の温度範囲）にある強化用ガラス基板Ｇを、上記の成形型３０の説明で既に述べた態様でもって、予熱された成形型３０内に内包させる。このとき、図６で既に示したように、成形型３０における凹湾曲面３１ａの二箇所（Ａ点、Ｂ点）と、凸湾曲面３２ａの一箇所（Ｃ点）とで、強化用ガラス基板Ｇが板厚方向に挟みこまれ、支持される。これにより、常温にある平板状の強化用ガラス基板Ｇを湾曲（図６における横方向に沿ってのみ湾曲）した状態へと弾性変形させる。より詳しくは、成形型３０（湾曲成形空間Ｓ）内に内包された強化用ガラス基板Ｇは、図６の横方向（単一方向）において、その中央部における上面が、相対的に曲率半径（＝Ｒ２）の小さい凸湾曲面３２ａに倣うように湾曲する。また、強化用ガラス基板Ｇの両端部における下面が相対的に曲率半径（＝Ｒ１）の大きい凹湾曲面３１ａに倣うように湾曲する。従って、曲率半径が中央部で小さく、両端部で大きくなるように、強化用ガラス基板Ｇが弾性変形する。
【０１２８】
加熱工程では、弾性変形した強化用ガラス基板Ｇを内包した成形型３０を、コンベアで搬送しながら加熱炉の内部を通過させ、成形型３０を介して強化用ガラス基板Ｇを軟化点より２５℃低い温度まで加熱する。これにより、弾性変形した強化用ガラス基板Ｇを熱加工する。冷却工程では、熱加工後の強化用ガラスを成形型３０に内包させたまま、冷却を行う。取出工程では、成形型３０に内包された強化用ガラスを成形型３０から取り出す。以上の工程を経ることで、図１（ｄ）に記載の形状を有する強化用ガラスが得られる。更に、この強化用ガラスの端面を研磨及び／又は研削すれば、図１（ｅ）に記載の形状を有する強化用ガラスも得られる。そして、これらの強化用ガラスをイオン交換処理すれば、図１（ｄ）、（ｅ）に記載の形状を有する強化ガラスとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の強化ガラスは、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カバーガラスに好適であるが、熱加工性に優れる特徴を生かして、携帯電話、モバイルＰＣ、ポインティングデバイス等の外装部品、特に特殊形状の外装部品に好適である。また、本発明の強化ガラスは、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば、窓ガラス、磁気ディスク用基板、フラットパネルディスプレイ用基板、太陽電池の基板及びカバーガラス、固体撮像素子用カバーガラス、食器への応用が期待できる。
【符号の説明】
【０１３０】
１、４、７、１４、１７、２０、２３・・・屈曲部
２、５、８、１５、１８、２１、２４、２７・・・平板部
３、６、９、１１、１３、１６、１９、２２、２５・・・端面
１０、１２、２８・・・湾曲部
２６・・・突起部
３０・・・成形型
３１・・・下型
３１ａ・・・凹湾曲面
３２・・・上型
３２ａ・・・凸湾曲面
【図１】
2015034123.tif 000010
【図２】
2015034123.tif 000011
【図３】
2015034123.tif 000012
【図４】
2015034123.tif 000013
【図５】
2015034123.tif 000014
【図６】
2015034123.tif 000015
【図７】
2015034123.tif 000016