(57)【要約】  本発明は、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを０〜１０％、ＳｒＯを０〜３％、ＢａＯを０〜３％、Ｎａ２Ｏを１０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＺｒＯ２を０〜３％、ＴｉＯ２を０〜０．３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００５〜０．２％、及びＳＯ３を０．０２〜０．４％含有し、板厚が０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるガラス板であって、前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値が、前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低くなる化学強化用ガラスに関する。本発明の化学強化用ガラスによれば、従来と同様の化学強化処理を施すことにより従来のソーダライムガラスより強度を向上させることが可能である。
2015088009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを０〜１０％、ＳｒＯを０〜３％、ＢａＯを０〜３％、Ｎａ２Ｏを１０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＺｒＯ２を０〜３％、ＴｉＯ２を０〜０．３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００５〜０．２％、及びＳＯ３を０．０２〜０．４％含有し、板厚が０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるガラス板であって、前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値が、前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低くなる化学強化用ガラス。
【請求項２】
前記ガラス板は、フロート法により成形される請求項１に記載の化学強化用ガラス。
【請求項３】
フロート法によって成形した後、前記ガラス板の表裏両面ともに表層を研磨除去していない請求項２に記載の化学強化用ガラス。
【請求項４】
前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値と前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値との差は、０．００３ｍｍ−１以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の化学強化用ガラス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られる化学強化ガラス。
【請求項６】
表面圧縮応力が６００ＭＰａ以上、圧縮応力深さが６μｍ以上３０μｍ以下である請求項５に記載の化学強化ガラス。
【請求項７】
表面圧縮応力が７００ＭＰａ以上、圧縮応力深さが８μｍ以上２０μｍ以下である請求項５に記載の化学強化ガラス。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学強化用ガラスをイオン交換処理する化学強化工程を含む化学強化ガラスの製造方法。
【請求項９】
酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを０〜１０％、ＳｒＯを０〜３％、ＢａＯを０〜３％、Ｎａ２Ｏを１０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＺｒＯ２を０〜３％、ＴｉＯ２を０〜０．３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００５〜０．２％、及びＳＯ３を０．０２〜０．４％含有し、板厚が０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるガラス板であって、前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値が、前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低くなるガラス。
【請求項１０】
前記ガラス板は、フロート法によって成形された後、前記ガラス板の表裏両面ともに表層を研磨除去されていない請求項９に記載のガラス。
【請求項１１】
前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値と前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値との差は、０．００３ｍｍ−１以上である請求項９または請求項１０に記載のガラス。
【請求項１２】
前記ガラス板は、化学強化処理に対応可能である請求項９〜１１のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガラスを化学強化処理して得られる化学強化ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、スマートフォンおよび電子書籍リーダー等の情報機器に備えられたタッチパネルディスプレイのカバーガラスおよびタッチセンサーガラス、液晶テレビおよびＰＣモニタ等のカバーガラス、自動車インパネ等のカバーガラス、太陽電池用カバーガラス、並びにビルや住宅の窓に用いられる複層ガラス等に用いられる化学強化ガラスの素板ガラスとして好適な化学強化用ガラスおよびそれを用いた化学強化ガラス並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器は、タブレットＰＣ、スマートフォンおよび電子書籍リーダー等に見られるようにタッチパネルディスプレイを備えるものが主流となっている。タッチパネルディスプレイは、ディスプレイ用ガラス基板の上にタッチセンサーガラスとカバーガラスを重ねた構造を有している。また、ＯＧＳ（Ｏｎｅ・ｇｌａｓｓ・ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれるタッチセンサーガラスとカバーガラスを一体化した構成のものもある。【０００３】
タッチセンサーガラス、カバーガラスおよびＯＧＳのガラスのいずれのガラスも薄く高強度であることが求められており、イオン交換で化学強化処理を施した化学強化ガラスが用いられている。【０００４】
これらの化学強化ガラスの強化特性は、一般に、表面圧縮応力（ＣＳ；Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｓｔｒｅｓｓ）と圧縮応力深さ（ＤＯＬ；Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｌａｙｅｒ）で表現されている。通常のソーダライムガラスを素板ガラスとして化学強化処理を施した場合、一般的にはＣＳが５００〜６００ＭＰａ、ＤＯＬが６〜１０μｍとなる化学強化ガラスが得られる。【０００５】
また、強度向上のためイオン交換しやすい組成のアルミノシリケートガラスが提案されており、アルミノシリケートガラスを素板ガラスとして同じ化学強化処理を施した場合、ＣＳが７００〜８５０ＭＰａ、ＤＯＬが２０〜１００μｍとなる化学強化ガラスが得られる。【０００６】
これらの化学強化用ガラスは、フロート法もしくはフュージョン法（別名：オーバーフローダウンドロー法）により製造されている。フロート法は建築用窓ガラス等の製造方法として知られており、熔融錫の上に熔融ガラスを流し出して平板形状に成形する方法である。一方のフュージョン法はディスプレイ用無アルカリガラス等の製造方法として知られており、上部の樋からガラスを両側にオーバーフローさせ、下部のソードの先で融合させ平板形状に成形する方法である。化学強化用ガラスは、一般的に、ソーダライムガラスがフロート法で、アルミノシリケートガラスがフロート法とフュージョン法の両方の製法で製造されている。【０００７】
フロート法で生産されるソーダライムガラスは、アルミノシリケートガラスに比べて安価である。しかしながら、従来のソーダライムガラスの化学強化ガラスでは、近年求められているようなガラス強度レベルにＣＳを向上させることが困難であった。そのため、ソーダライムガラスを使用した化学強化ガラスでガラス強度を向上させることが可能な化学強化処理方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１３／４７６７６号（日本国特許第５２７８６３３号明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示の方法によると、厳密に制御された２段階の化学強化処理を必要としており、１段目と２段目の処理で成分の異なる硝酸塩を使用し処理温度も異なる。このため２つの強化処理槽が必要になる。また、２段の処理を通して、ガラスの両面で応力のバランスをとることが必要となる。フロート法で製造されたガラスは錫の接触面と非接触面を有しているが、特許文献１の化学強化方法を適応するためには、少なくとも片面を除去し、表面の性状を揃えておく必要があり、工程が増えてしまうことが欠点であった。【００１０】
一方、アルミノシリケートガラスを化学強化すると、ソーダライムガラスに比べより大きなＣＳおよびＤＯＬが得られる。しかし、アルミノシリケートガラスは、通常のソーダライムガラスより高価な成分を含有していること、また通常のソーダライムガラスに比べ、より高温で、熔解、成形を行う必要があるため、製造コストが高いという問題があった。【００１１】
本発明は、従来と同様の化学強化処理を一回のみ施すことにより従来のソーダライムガラスより強度を向上させることが可能な化学強化用ガラスおよびそれを用いた化学強化ガラス並びに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】
【００１２】
本発明者は、特定の組成を有するガラスをフロート法で製造することにより、従来と同じ化学強化処理を施して従来のソーダライムガラスより強度を向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。【００１３】
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを０〜１０％、ＳｒＯを０〜３％、ＢａＯを０〜３％、Ｎａ２Ｏを１０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＺｒＯ２を０〜３％、ＴｉＯ２を０〜０．３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００５〜０．２％、及びＳＯ３を０．０２〜０．４％含有し、板厚が０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるガラス板であって、前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値が、前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低くなる化学強化用ガラス。
２．前記ガラス板は、フロート法により成形される前項１に記載の化学強化用ガラス。
３．フロート法によって成形した後、前記ガラス板の表裏両面ともに表層を研磨除去していない前項２に記載の化学強化用ガラス。
４．前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値と前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値との差は、０．００３ｍｍ−１以上である前項１〜３に記載の化学強化用ガラス。
５．前項１〜４のいずれか１項に記載の化学強化用ガラスを化学強化処理して得られる化学強化ガラス。
６．表面圧縮応力が６００ＭＰａ以上、圧縮応力深さが５μｍ以上３０μｍ以下である前項５に記載の化学強化ガラス。
７．表面圧縮応力が７００ＭＰａ以上、圧縮応力深さが８μｍ以上２０μｍ以下である前項５に記載の化学強化ガラス。
８．前項１〜４のいずれか１項に記載の化学強化用ガラスをイオン交換処理する化学強化工程を含む化学強化ガラスの製造方法。
９．酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを０〜１０％、ＳｒＯを０〜３％、ＢａＯを０〜３％、Ｎａ２Ｏを１０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＺｒＯ２を０〜３％、ＴｉＯ２を０〜０．３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００５〜０．２％、及びＳＯ３を０．０２〜０．４％含有し、板厚が０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるガラス板であって、前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値が、前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低くなるガラス。
１０．前記ガラス板は、フロート法によって成形された後、前記ガラス板の表裏両面ともに表層を研磨除去されていない前項９に記載のガラス。
１１．前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値と前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値との差は、０．００３ｍｍ−１以上である前項９または１０に記載のガラス。
１２．前記ガラス板は、化学強化処理に対応可能である前項９〜１１のいずれか１項に記載のガラス。
１３．前項１２に記載のガラスを化学強化処理して得られる化学強化ガラス。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の化学強化用ガラスは、特定の組成を有し、フロート法などでガラスを引き延ばしながら平板状に成形することにより、化学強化処理によるＣＳの値を効果的に向上させることができる化学強化ガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、未研磨または研磨後のガラスを化学強化処理した後にガラスのＣＳを測定した結果を示す。
【図２】図２は、未研磨または研磨後のガラスを化学強化処理した後にガラスのＤＯＬを測定した結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下において、本発明の化学強化用ガラスおよび該化学強化用ガラスに化学強化処理を施した化学強化ガラスを、本発明のガラスと総称する。
【００１７】
以下に本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の化学強化用ガラスは、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１２％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを０〜１０％、ＳｒＯを０〜３％、ＢａＯを０〜３％、Ｎａ２Ｏを１０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＺｒＯ２を０〜３％、ＴｉＯ２を０〜０．３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．００５〜０．２％、及びＳＯ３を０．０２〜０．４％含有し、板厚が０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるガラス板であって、前記ガラス板の表裏両面ともに研磨せずに測定したβ−ＯＨの値が、前記ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低くなる化学強化用ガラスである。
【００１８】
本実施形態の化学強化用ガラスにおいて、ガラス組成を前記範囲に限定した理由を以下に説明する。
【００１９】
ＳｉＯ２は、ガラス微細構造の中で網目構造を形成する成分として知られており、ガラスを構成する主要成分である。ＳｉＯ２の含有量は、６０％以上であり、好ましくは６３％以上、より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは６７％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、７５％以下であり、好ましくは７３％以下、より好ましくは７１％以下である。ＳｉＯ２の含有量が６０％以上であるとガラスとしての安定性や耐候性の点で優位である。一方、ＳｉＯ２の含有量が７５％以下であると熔解性および成形性の点で優位である。
【００２０】
Ａｌ２Ｏ３は化学強化におけるイオン交換性能を向上させる作用があり、特にＣＳを向上する作用が大きい。ガラスの耐候性を向上する成分としても知られている。また、フロート成形時にボトム面からの錫の浸入を抑制する作用がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、３％以上であり、好ましくは３．６％以上、より好ましくは４．２％以上、さらに好ましくは４．７％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１２％以下であり、より好ましくは９％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは７％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３％以上であると、イオン交換により、所望のＣＳ値が得られ、また、錫の浸入を抑制する効果が得られる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が１２％以下であると、ガラスの粘性が高い場合でも失透温度が大きくは上昇しないため、ソーダライムガラス生産ラインでの熔解、成形の点で優位である。
【００２１】
ＭｇＯは、ガラスを安定化させる成分であり、必須である。ＭｇＯの含有量は、２％以上、好ましくは３％以上、より好ましくは３．６％以上である。また、ＭｇＯの含有量は、１０％以下であり、好ましくは８％以下、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは６％以下である。ＭｇＯの含有量が２％以上であると、ガラスの耐薬品性が良好になる。高温での熔解性が良好になり、失透が起こり難くなる。一方、ＭｇＯの含有量が１０％以下であると、失透の起こりにくさが維持され、充分なイオン交換速度が得られる。
【００２２】
ＣａＯは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。ＣａＯはアルカリイオンの交換を阻害する傾向があるため、特にＤＯＬを大きくしたい場合は含有量を減らす、もしくは含まないことが好ましい。一方、耐薬品性を向上させるためには、２％以上、好ましくは４％以上、より好ましくは６％以上含有することが好ましい。ＣａＯを含有する場合の量は、１０％以下であり、好ましくは９％以下、より好ましくは８．２％以下である。ＣａＯの含有量が１０％以下であると、充分なイオン交換速度が保たれ、所望のＤＯＬが得られる。
【００２３】
ＳｒＯは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。ＳｒＯはイオン交換効率を低下させる作用があるため、特にＤＯＬを大きくしたい場合は含有しないことが好ましい。含有する場合のＳｒＯ量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。
【００２４】
ＢａＯは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。ＢａＯはガラスの比重を重くする作用があるため、軽量化を意図する場合には含有しないことが好ましい。含有する場合のＢａＯ量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。
【００２５】
Ｎａ２Ｏはイオン交換により表面圧縮応力層を形成させる必須成分であり、ＤＯＬを深くする作用がある。またガラスの高温粘性と失透温度を下げ、ガラスの熔解性、成形性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は、１０％以上であり、好ましくは１２％以上、より好ましくは１３％以上である。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、１８％以下であり、好ましくは１７％以下、より好ましくは１６％以下である。Ｎａ２Ｏの含有量が１０％以上であると、イオン交換により所望の表面圧縮応力層を形成することができる。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が１８％以下であると、充分な耐候性が得られる。
【００２６】
Ｋ２Ｏは必須ではないが、イオン交換速度を増大しＤＯＬを深くする効果があるため含有してもよい。一方、Ｋ２Ｏが多くなりすぎると十分なＣＳが得られなくなる。Ｋ２Ｏを含有する場合は８％以下が好ましく、好ましくは６％以下、より好ましくは４％以下である。Ｋ２Ｏの含有量が８％以下であると、充分なＣＳが得られる。また、Ｋ２Ｏは熱膨張係数を大きくする成分であるため、ガラスの加熱時の変形を抑えるためには含有量を少なくすることが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量は１％以下が好ましく、より好ましくは０．５％以下である。
【００２７】
本実施形態の化学強化用ガラスは、特定の組成を有し、特にＡｌ２Ｏ３と（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）の含有量が特定範囲であることにより、化学強化処理によるＣＳの値を効果的に向上すると同時に、失透温度と高温粘性の上昇を抑えてソーダライムガラス用のフロート窯で容易に製造可能な化学強化用ガラスを提供することができる。
【００２８】
Ａｌ２Ｏ３はＣＳを向上させる作用があるのに対し、Ｎａ２ＯはＤＯＬを深くすると同時にＣＳを低下させる作用がある。また、Ｋ２Ｏはイオン交換速度を増大しＤＯＬを深くする作用がある。したがって、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを特定の比率で含有することにより、化学強化処理によるＣＳの値を向上することが可能となる。（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３の比率は５以下であり、好ましくは４．５以下であり、より好ましくは４以下である。
【００２９】
Ａｌ２Ｏ３は失透温度と高温粘性を上げる成分であり、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏは両者を下げる成分である。（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３が２．２未満であると、失透温度が高くなり、高温粘性も高くなる。また、ＤＯＬが必要以上に浅くなる可能性がある。ガラス熔解温度必要以上に上げず、失透を出さずに安定的に生産し、かつ化学強化強度の向上に必要なＤＯＬを維持するために好ましい（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３の比率は、１．８以上であり、好ましくは２．２以上であり、より好ましくは２．４以上であり、さらに好ましくは２．６以上である。
【００３０】
ＺｒＯ２は必須ではないが、一般に、化学強化での表面圧縮応力を大きくする作用があることが知られている。しかし、少量のＺｒＯ２を含有してもコスト増加の割には、その効果は大きくない。したがって、コストが許す範囲で任意の割合のＺｒＯ２を含有することが出来る。含有する場合は、３％以下であることが好ましい。
【００３１】
ＴｉＯ２は天然原料中に多く存在し、黄色の着色源となることが知られている。ＴｉＯ２の含有量は０．３％以下であり、好ましくは０．２％以下、より好ましくは０．１％以下である。ＴｉＯ２の含有量が０．３％を超えるとガラスが黄色味を帯びる。
【００３２】
Ｆｅ２Ｏ３は必須成分ではないが、自然界および生産ラインのあらゆるところに存在するため、その含有量をゼロにすることが極めて困難な成分である。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ることが知られており、両者のバランスでガラスは緑色に着色することが知られている。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は典型的には０．００５％以上である。
【００３３】
本実施形態のガラスをディスプレイ、窓ガラス、ソーラー用に用いる場合、濃い着色は好ましくない。全鉄量（トータルＦｅ）をＦｅ２Ｏ３として換算し、その含有量が０．２％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１５％以下、さらに好ましくは０．１１％以下である。
【００３４】
本実施形態のガラスを特にディスプレイ用に用いる場合は、透過色を自然な色調に保つためＦｅＯによる青い着色は好ましくない。また、ソーラー用に用いる場合は、ＦｅＯによる赤外線吸収が少ないことが好ましい。このため、ＦｅＯが少ないガラスが好ましい。ガラス中のＦｅＯとＦｅ２Ｏ３の比率は，一般に（Ｆｅ２＋／（Ｆｅ２＋＋Ｆｅ３＋）×１００（％））として表現される。ガラスのＲｅｄｏｘは主にガラスの熔解温度で決まり、高い温度で熔解すると上がり、低い温度で熔解すると下がる。色調および赤外線吸収を抑えるために、ガラスのＲｅｄｏｘは３５％以下であることが好ましく、より好ましくは３２％以下、さらに好ましくは３０％以下である。熔解温度を下げ過ぎるとガラス中の泡欠点が増加するため、ガラスのＲｅｄｏｘは１８％以上であることが好ましく、より好ましくは２１％以上、さらに好ましくは２３％以上である。
【００３５】
ＳＯ３はガラスの熔融の清澄剤である。通常、ガラス中の含有量は原料から投入される量の半分以下となる。ガラス中のＳＯ３の含有量は、０．０２％以上であり、好ましくは０．０５％以上であり、より好ましくは０．１％以上である。また、ＳＯ３の含有量は、０．４％以下であり、好ましくは０．３５％以下であり、より好ましくは０．３％以下である。ＳＯ３の含有量が０．０２％以上であると、充分に清澄し泡欠点を抑制できる。一方、ＳＯ３の含有量が０．４％以下であると、ガラス中に発生する硫酸ナトリウムの欠点を抑制できる。
【００３６】
この他、ガラスの熔融の清澄剤として、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。本発明のガラスは本質的に以上で説明した成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は５％以下であることが好ましく、より好ましくは３％以下、典型的には１％以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。
【００３７】
ＺｎＯはガラスの高温での熔融性を向上するために、たとえば２％まで含有してもよい。しかし、フロート法で製造する場合には、フロートバスで還元され製品欠点となるので含有しないことが好ましい。
【００３８】
Ｂ２Ｏ３は高温での熔融性またはガラス強度の向上のために、１％未満の範囲で含有してもよい。一般的には、Ｎａ２ＯまたはＫ２Ｏのアルカリ成分とＢ２Ｏ３を同時に含有すると揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、Ｂ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。
【００３９】
Ｌｉ２Ｏは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した表面圧縮応力層を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は１％未満であることが好ましく、より好ましくは０．０５％以下、特に好ましくは０．０１％未満である。
【００４０】
本願の発明者は、フロート法でいくつかの組成のガラスを作製し化学強化処理を施し表面圧縮応力と圧縮応力深さ、すなわちＣＳとＤＯＬを測定し、フロート法により成形したガラス板の表層と内部の相違を調べることにより、特定の条件下でＣＳが向上することを見出した。
【００４１】
ガラスを化学強化して得られる表面圧縮応力の値は、ガラス組成に依存する。既に述べてきたように、Ａｌ２Ｏ３やＺｒＯ２はＣＳを向上させる成分であり、Ｎａ２ＯやＫ２ＯはＤＯＬを向上させ、ＣＳを低下させる成分である。一方、ＣａＯはＤＯＬを低下させる成分である。ＳｉＯ２は相対的にＤＯＬを向上させＣＳを低下させる。
【００４２】
表面圧縮応力の値は、この他にガラス中の水分量によって影響を受ける。本願の発明者は、同じ母組成で水分量が異なるガラスを化学強化処理した場合、ＣＳの値が水分量の増加とともに低下すること、ＤＯＬの値も水分量の増加で僅かに低下することを見出した。ここで、ガラス中の水分量とは赤外線の吸光係数から求めたβ−ＯＨの値のことをいう。
【００４３】
また、表面圧縮応力の値は、ガラスの構造温度でも変化する。ガラスの徐冷速度を遅くすると構造温度が下がり、ガラスの密度は増加する。同じ組成であっても、より緻密になったガラスでイオン交換を行うと侵入した径の大きいイオンの効果による表面圧縮応力は増大する。すなわち、徐冷をゆっくり行うほどＣＳは増加する。
【００４４】
化学強化特性は、イオン交換に使用する熔融塩の純度によっても影響を受ける。一般的には硝酸カリウムの熔融塩を使用し、これにガラスを浸漬し、ガラス中のナトリウムイオンと熔融塩中のカリウムイオンのイオン交換が行われる。同じ塩を複数回使用すると硝酸カリウム塩中のナトリウム濃度が増加し、イオン交換の効率が低下し、化学強化で得られるＣＳが低下する。
【００４５】
フロート法で製造されたガラスをるつぼ実験で作られたガラスと比較すると、化学強化した時に得られるＣＳの値が低下する。これは、フロート製造ラインの徐冷がるつぼ実験で行われる徐冷よりも冷却速度が速いこと、及び、フロート窯では重油や天然ガスを燃焼しているため雰囲気中の水蒸気濃度が電気炉よりも高くガラス中の水分量が高くなることが影響していると考えられる。また、工業生産で使用される化学強化槽では同じ硝酸塩を繰り返し使用しているので、量産ラインの化学強化ではラボの化学強化よりも一般にＣＳが低くなる傾向にある。
【００４６】
ガラス板の成形では、一般的にガラスの引き出し速度を変えることで板厚が異なるガラス板を製造している。すなわち、板厚が薄いガラスでは引き出し速度が速くなり、より急冷されるため、化学強化でのＣＳが低下する。成形方法による相違を見ると、フロート法ではフュージョン法より徐冷領域が長いため構造温度の低下によるＣＳ向上にも有利である。
【００４７】
成形法の違いによる差はあるが、成形雰囲気は、一般的に熔解雰囲気よりも水蒸気濃度が低くなっている。熔解窯で燃焼雰囲気から供給される水分を含んだガラスは成形の間に表層の水分が揮散し、ＣＳが向上する。板厚が薄いガラスは成形領域の通過時間が短くなるため、表層からの水分の揮散も少なく、厚いガラスに比べて表層の水分が多く、相対的にＣＳが低下することになる。このように、薄いガラス板はＣＳ向上に不利な条件で製造されている。フロート法ではフュージョン法より成形領域が長いため表層の水分揮散によるＣＳ向上に有利である。
【００４８】
本願の発明者は、通常のソーダライムガラスに比べてＣＳが向上することを意図した組成を考案しフロート法で板厚の異なるガラス板を製造した。この際、フロートバスの露点を通常より低く制御し、ガラス板表層の水分が揮散し易い状態とした。フロート成形したガラスとフロート成形後に両面を研磨して薄くしたガラスを同時に化学強化したところ、フロート成形の板厚が薄いガラスでは未研磨でのＣＳが研磨後よりも高くなり、厚いガラスでは未研磨でのＣＳが研磨後よりも低くなった。すなわち、ＣＳ向上に不利な薄板ガラスであっても、特定の板厚よりさらに薄くすることによりＣＳを効率よく向上させることが可能になる。本発明者はフロート法で薄板成形を行ったが、異なる製法であっても同様にＣＳを向上させることが可能であると考えられる。
【００４９】
表層の影響でＣＳが変化することは、前述の要因から考察できる。表層の組成がＳｉＯ２に富んだ方向に変動することでＣＳが低下する。一方、水分が揮散することでＣＳが増大する。表層と内部の構造温度、すなわち徐冷速度の差は小さいと考えられる。成形したガラスの表層でＣＳが低下したり向上したりする理由は必ずしも明確ではないが、組成変動と水分揮散のバランスで起こると考えられる。本実施形態のガラスでは、表層から約５０μｍの深さで水分が低下しており、表層に近い部分ほど水分量が少ない、すなわちβ−ＯＨが低くなっている。ここで、本実施形態のガラスのβ−ＯＨは、赤外分光光度計による透過率の測定結果に基づき、次の式により算出されるものである。
β−ＯＨ＝１／ｔ×ｌｏｇ１０（Ｔ０／Ｔ）
（ｔはガラスの板厚（ｍｍ）、Ｔ０は波長３８４６ｃｍ−１における透過率、Ｔは波長３４００〜３７００ｃｍ−１における最小透過率である。）
【００５０】
本実施形態のガラスは、未研磨のガラス板を測定したβ−ＯＨの値が、ガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値よりも低いことが好ましい。未研磨のガラス板を測定したβ−ＯＨの値とガラス板の表裏両面の表層をそれぞれ５０μｍ以上研磨して測定した時のβ−ＯＨの値との差は、０．００３ｍｍ−１以上であることが好ましく、０．００４ｍｍ−１以上であることがより好ましく、０．００６ｍｍ−１以上であることがさらに好ましく、また、０．０３ｍｍ−１以下であることが好ましく、０．０２ｍｍ−１以下であることがより好ましく、０．０１５ｍｍ−１以下であることがさらに好ましい。当該差の値が０．００３ｍｍ−１以上であることにより、ＣＳ向上の効果をより高めることができる。また、０．０３ｍｍ−１以下であることにより、水分変動によるガラスの不均質が発生せず、化学強化後の応力分布が安定する。
【００５１】
なお、上記β−ＯＨの差は、未研磨のガラス板の表層部分の水分量、すなわち研磨除去された表層部分の水分量を示しているが、小さな量に見える。しかしながら、実際にはもっと大きな量を示している。β−ＯＨは、板厚方向の平均値として値が得られる。そのため、研磨前後のβ−ＯＨの差とは、表層部分の水分変化量を板厚で平均化した後の値ということになり、板厚が厚ければ厚いほど、研磨前後のβ−ＯＨの差は小さな値となる。すなわち、例えば、板厚が１ｍｍの未研磨のガラス板のβ−ＯＨと、板厚が１ｍｍのガラス板の表裏両面をそれぞれ５０μｍずつ研磨して板厚が０．９ｍｍとなった研磨後のガラス板のβ−ＯＨとの差を求めた場合、ガラス板の表層部分のみのβ−ＯＨの値を測定できたとしたら、それはこのβ−ＯＨの差の約１０倍の値を示すことになる。
【００５２】
本実施形態のガラスは、通常、板形状をしているが、平板でも曲げ加工を施したガラス板でもよい。本実施形態のガラスは平板形状に成形されたガラス板であり、成形方法は特に限定されない。ＣＳ向上の観点から、ガラスを引き延ばしながら成形するフロート法やフュージョン法が表層から水分を揮散させるために好ましい。ロールアウト法による成形では水分の揮散が起こりにくい。
【００５３】
本実施形態の化学強化用ガラスは、板厚が０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．４ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、１．２ｍｍ以下であることが好ましく、１．１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．９ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ガラス板の板厚が０．２ｍｍ以上であることにより、化学強化後の応力分布が安定する。また、ガラス板の板厚が１．２ｍｍ以下であることにより、ＣＳ向上の効果をより高めることができる。
【００５４】
本実施形態のガラスは、未研磨で化学強化処理すると研磨して化学強化処理したときよりもＣＳが高くなるガラスである。特にフロート法によって成形した後、ガラス板の表裏両面ともに表層を研磨除去していない未研磨のガラス板を化学強化処理するとＣＳが高くなるために好ましい。従来のガラス板は研磨することによりＣＳが向上するのに対し、本実施形態のガラスは研磨すると逆にＣＳが低下することに特徴がある。したがって、本実施形態のガラスは、研磨することなく、化学強化処理することが好ましい。研磨する場合であっても片面毎の研磨量が１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。ガラス中の水分量は表面から約５０μｍの深さにかけて徐々に変化するため、片面毎の研磨量が１０μｍ以下であれば、水分の揮散によるＣＳ向上の効果が得られる。
【００５５】
フロート法で製造されたガラス板は、熔融錫と接したボトム面から約１０μｍの深さまでＳｎが浸入しており、ボトム面では、通常３〜１０μｇ／ｃｍ２のＳｎＯ２が検出される。ガラスを研磨するとＳｎＯ２濃度は研磨量に応じて低下する。本発明のガラスは未研磨であることが好ましく、研磨する場合でも片面毎の研磨量は１０μｍ以下であることが好ましい。フロート法で製造されたガラス板の研磨有無は、例えば、ボトム面の錫量を測定することで判定することが可能である。
【００５６】
ボトム面のＳｎＯ２量は単位面積あたりのＳｎ含有量を測定することにより求める。具体的には、例えば、フッ化水素酸溶液でボトム面から１０μｍ以上エッチングして溶液中のＳｎ濃度をＩＣＰ発光分光分析法により定量して求めることができる。ＳｎＯ２はボトム面から１０μｍ以上のエッチングを行うとほぼ一定の値となる。また、ＳｎＯ２浸入の深さ方向プロファイルは一定の形状となるため、ボトム面の蛍光Ｘ線分析でも検量線を使用して求めることができる。
【００５７】
本実施形態の化学強化用ガラスは、フロート法やフュージョン法等で成形可能な寸法を有する。すなわち、一定幅の平板に成形された連続したリボン状のガラスが得られる。また、本実施形態のガラスは、最終的には使用目的に適した大きさに切断される。
【００５８】
すなわち、タブレットＰＣまたはスマートフォン等のディスプレイの大きさ、またはビルや住宅の窓ガラスの大きさとなる。ディスプレイでは短辺が４５ｍｍ以上、窓ガラスでは短辺が２００ｍｍ以上の大きさとなる。また、化学強化処理槽に浸漬するために長辺が２０００ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態のガラスは、一般的には矩形に切断されているが、円形または多角形などの他の形状でも問題なく、穴あけ加工を施したガラスも含まれる。
【００５９】
例えば、本実施形態でもっとも好ましい事例である、０．７ｍｍまたは１．１ｍｍの板厚のガラス板で、８μｍ以上のＤＯＬが得られるように、化学強化した時のＣＳの値は、９９．８％以上の高純度硝酸カリウム塩を使用した一回の化学強化では、７００ＭＰａ以上であり、好ましくは７３０ＭＰａ以上、より好ましくは７６０ＭＰａである。具体的一例として、純度９９．８％の硝酸カリウム熔融塩を使用し、４２０℃で１５０分間ガラスに化学強化処理を施す。このときＤＯＬは８μｍ以上であり、好ましくは８．５μｍ以上である。またＣＳは７００ＭＰａ以上であり、好ましくは７３０ＭＰａ以上、より好ましくは７６０ＭＰａ以上である。
【００６０】
量産規模の化学強化、例えば９８％の硝酸カリウム塩の化学強化ではＣＳは５００ＭＰａ以上であり、好ましくは５３０ＭＰａ以上、より好ましくは５６０ＭＰａ以上、さらに好ましくは６００ＭＰａ以上である。化学強化処理後にガラスの切断を行う場合は、９００ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは８５０ＭＰａ以下である。
【００６１】
本発明において、ＣＳの向上を確認する時に使用する硝酸塩は、９９．８％以上の高純度硝酸カリウムが好ましい。繰り返し使用後の硝酸塩を使用した場合は、混入するナトリウム等の影響により、ＣＳの値が低くなるだけでなく、ＣＳ向上の効果が不明確になる心配がある。
【００６２】
ＣＳを測定する際、ＤＯＬが浅いとＣＳの測定が不正確になる。ＣＳの向上を確認するための化学強化では、ＤＯＬを８μｍ以上とすることが好ましい。一定温度の化学強化処理では、強化時間が増加すると時間の平方根に比例してＤＯＬが増大し、ＣＳは低下する。ＣＳの向上を確認するための化学強化では、ＤＯＬが２０μｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
表層でのＣＳ向上を確認するためには、ガラス表層を研磨で除去し、研磨したガラス板と未研磨のガラス板を同時に熔融塩に浸漬して化学強化を行う。本実施形態では、表面から５０μｍくらいの深さに渡って水分が抜けるので、本発明の効果を確認するにはガラス表層の除去量は５０μｍ以上であることが好ましい。ＨＦエッチング等でも表層の除去が可能であるが酸に浸漬するとガラス成分の選択的溶出が起こり、評価が不正確になることがある。表層によるＣＳ向上の効果が顕著に表れる場合には、ＣＳが研磨後に比較して２０ＭＰａ以上向上する。
【００６４】
本実施形態の化学強化ガラスのＤＯＬの値は、６μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは８μｍ以上、特にガラスの扱い傷の影響を受ける場合には１０μｍ以上であることが好ましい。化学強化処理後の切断を可能とするためには、３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
【００６５】
本実施形態のガラスは、製造特性、商品特性の両面で、通常のソーダライムガラスから容易に変更可能であることが好ましい。通常のソーダライムガラスで、ガラス熔解時の高温粘性の基準となるｌｏｇη＝２の温度（Ｔ２）は、一般に１４４５〜１４７５℃である。
【００６６】
熔解時高温粘性の上昇がプラス５０℃くらいまでの範囲であれば、普通のソーダライムガラスを熔解していた生産窯で容易に製造可能である。本発明のガラスの熔解における高温粘性は、ｌｏｇη＝２となる温度が１５２０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１５００℃以下である。
【００６７】
通常のソーダライムガラスで、フロート法によるガラス成形時の高温粘性の基準となるｌｏｇη＝４の温度（Ｔ４）は、一般に１０２０〜１０５０℃である。この粘性となる温度での高温粘性の上昇がプラス３０℃くらいまでの範囲であれば、普通のソーダライムガラスを成形していた生産窯で容易に製造可能である。本実施形態のガラスの成形における高温粘性は、ｌｏｇη＝４となる温度が１０８０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１０６０℃以下である。
【００６８】
失透温度（ＴＬ）は、フロート法でガラスを製造する際には、前述のｌｏｇη＝４の温度と比較して失透発生の危険性が判断される。一般にガラスの失透温度がｌｏｇη＝４の温度より１５℃高い温度以下であればフロート法で失透の発生なしに製造可能であり、好ましくは、ｌｏｇη＝４の温度以下である。すなわち、Ｔ４−ＴＬは、−１５℃以上であり、好ましくは０℃以上である。
【００６９】
通常のソーダライムガラスは、室温での比重が２．４９０〜２．５０５である。本実施形態のガラスと通常のソーダライムガラスを同一の窯で交互に生産することを考えると、比重の変動が、０．０１以下であると組成変更が容易である。本実施形態のガラスの比重は、２．４８０以上、２．５１５以下であることが好ましい。
【００７０】
化学強化処理を施す温度は、ガラスの歪点を基準に有効な処理温度を決定することができる。一般に化学強化処理は、歪点より５０〜１００℃低い温度で実施されている。通常のソーダライムガラスの歪点は、４９０〜５２０℃である。
【００７１】
本実施形態のガラスは、これまでと同じ化学強化処理を適用するため、歪点が４８０〜５４０℃であることが好ましく、より好ましくは、４９０〜５３０℃である。歪点の測定は熟練した技術を必要とするため、熱膨張係数を測定してガラス転移温度Ｔｇを求め、これで代用することがある。一般にＴｇは歪点よりも約４０℃高い温度となる。本実施形態のガラスのＴｇは、５２０〜５８０℃であることが好ましく、より好ましくは、５３０〜５７０℃である。
【００７２】
通常のソーダライムガラスの熱膨張係数は、５０〜３５０℃の温度範囲において、一般的に８５×１０−７〜９４×１０−７℃−１の値となっている。ディスプレイ用のガラスは、成膜や貼り合わせなど様々な工程を経て情報機器などの製品となる。その際、熱膨張係数は、従来の値から大きく変動しないことが求められる。本実施形態のガラスの熱膨張係数は、８３×１０−７〜９７×１０−７℃−１であり、好ましくは、８５×１０−７〜９４×１０−７℃−１である。
【００７３】
本実施形態のガラスは、所定の製造方法により成形されたガラス板、例えばフロート法により成形されたガラスリボンを切断して得られたガラス板において、ガラス板の表面を研磨することなく、従来のソーダライムガラスに適用されてきた通常の化学強化処理を一回施す。ガラス板の表面を研磨する場合であっても片面毎の研磨量が１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。ガラス中の水分量は表面から約５０μｍの深さにかけて徐々に変化するため、研磨量が１０μｍ以下であれば、水分の揮散によるＣＳ向上の効果が得られる。本実施形態によれば、通常の化学強化処理であっても、より強度の高い化学強化ガラスを得ることが可能となる。例えば、４１０〜４７０℃の硝酸カリウム熔融塩中に１〜２４時間浸漬することで、化学強化処理を行うことができる。
【００７４】
本実施形態のガラスは、化学強化処理後に切断することが可能である。切断方法は、通常のホイールチップカッターによるスクライブとブレイクを適用することが可能であり、レーザーによる切断も可能である。ガラス強度を維持するため、切断後に切断エッジの面取り加工を施してもよい。面取りは、機械的な研削加工でもよいし、フッ酸等の薬液で処理する方法を用いることもできる。
【実施例】
【００７５】
〔評価方法〕
（１）表面圧縮応力（ＣＳ）および圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）
表面圧縮応力および圧縮応力層深さは、折原製作所社製表面応力計ＦＳＭ−６０００にて測定した。
（２）比重
比重はアルキメデス法で測定した。
（３）熱膨張係数
熱膨張係数はＴＭＡにより、５０〜３５０℃の平均線熱膨張係数として求めた。
（４）ガラス転移点（Ｔｇ）
ガラス転移点はＴＭＡにより測定した。
（５）歪点
ファイバーエロンゲーション法により測定した。
（６）高温粘性
粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ４）は回転式粘度計を用いて測定した。
（７）失透温度（ＴＬ）
失透温度は、ガラスを乳鉢で２ｍｍ程度のガラス粒に粉砕し、このガラス粒を白金ボートに並べて置き、温度傾斜炉中において５℃刻みで２４時間熱処理した。結晶が析出しているガラス粒の温度の最高値を失透温度とした。
（８）ボトム面ＳｎＯ２量
蛍光Ｘ線分析により測定した。
（９）光弾性定数
円板圧縮法（「円板圧縮法による化学強化用ガラスの光弾性定数の測定」、横田良助、窯業協会誌、８７［１０］、１９７９年、ｐ．５１９−５２２）により測定した。
（１０）屈折率
分光計を用い、最小偏角法により測定した。
（１１）β−ＯＨ
赤外分光光度計で波長２．５〜４μｍまでの透過率を測定し、次の式で計算した。
β−ＯＨ＝１／ｔ×ｌｏｇ１０（Ｔ０／Ｔ）
ここで、ｔはガラスの測定厚み（ｍｍ）、Ｔ０は波長３８４６ｃｍ−１における透過率、Ｔは波長３４００〜３７００ｃｍ−１における最小透過率である。
（１２）ガラス組成
蛍光Ｘ線分析により分析した。
（１３）Ｒｅｄｏｘ
ビピリジル吸光光度法によりＦｅ２＋を定量し、蛍光Ｘ線分析により求めたトータルＦｅ２Ｏ３の値から、Ｆｅ２＋／（Ｆｅ２＋＋Ｆｅ３＋）を算出した。【００７６】
表１に酸化物基準の質量百分率表示で示した組成のガラス板をフロート窯で作成した。硅砂、ソーダ灰、ドロマイト、長石および芒硝をガラス原料として用い天然ガス燃焼で熔解し、フロートバスで約０．７ｍｍ、１．１ｍｍ、５ｍｍのガラスリボンに成形し、試料１−１、１−２および１−３のガラス板を得た。この際、フロートバスの露点を通常より低く制御し、ガラス板表層の水分が揮散し易い状態とした。表の組成は各々のガラス板の片面を１００μｍ研磨した後の面を測定した蛍光Ｘ線分析による分析値である。試料１−１のガラスのＲｅｄｏｘは、２８．７％であった。試料１−１のガラスの板厚を変更する際に意図的なガラスの組成変更は行っていない。【００７７】
試料１−１、１−２および１−３のガラス板をそれぞれ５０ｍｍ角に切り出し、ガラス板の表裏両面をほぼ均等に研磨し、板厚が約０．５５ｍｍのガラス板を作製した。研磨前後の板厚を表１に示す。【００７８】
３種類の異なる板厚に成形したガラス板の未研磨試料と、その３種類の板厚のガラス板を板厚が約０．５５ｍｍになるまで研磨した研磨試料計６つのガラス試料を化学強化用のカセットに詰め、同時に化学強化処理を行った。実験試薬の硝酸カリウム塩を使用し、４２０℃の温度で１５０分間浸漬処理した。処理後のガラスの表面圧縮応力を測定した結果を表１に示す。応力測定に使用した光弾性定数と屈折率の値を表２に示す。ＣＳの測定結果を表１と図１に、ＤＯＬの測定結果を表１と図２に示す。【００７９】
研磨した試料とは、製造中にガラス板の表層から水分が揮発した影響を無くしたものである。研磨した試料の表面圧縮応力の測定結果は、元のガラス板の板厚が厚くなるほどＣＳが高くなり、ＤＯＬはほぼ一定の値となっている。板厚が厚いガラスは徐冷炉の通過速度が遅くなり、よりゆっくりと徐冷されている。この結果、ガラスの構造温度が下がる。このガラス板の表層を研磨除去して、水分揮発の影響を無くした状態でこのガラス板を化学強化処理すると、ガラスの構造温度が下がっているためＣＳが高くなると考えられる。すなわち、ガラス板の表層の水分揮発の影響がない場合、ガラス板の板厚が厚い方が化学強化において、ＣＳを高くするのに優位であると言える。【００８０】
しかしながら、未研磨試料を研磨した試料と比較すると、板厚が薄い場合（本実施例では、０．７２ｍｍ、１．１２ｍｍの場合）、研磨後より未研磨の方がＣＳが高くなる。ＤＯＬについては一定である。板厚が厚い場合（本実施例では４．８５ｍｍの場合）、研磨後より未研磨の方がＣＳが低くなり、ＤＯＬが大きくなる。先に述べたように表層の組成変動と水分の揮散のバランスでこのような挙動が現れたと考えられる。研磨前後のβ−ＯＨの測定結果を表１に示す。表１に示す通り、表層では水分が低下していることが分かる。以上から、化学強化処理で不利な板厚が薄い場合、特に１．２ｍｍ以下の場合、ガラス板の表層から水分を揮散させるような製法を採用することで、化学強化処理においてＣＳを高くすることができる。【００８１】
次に、本実施例のガラスと通常のソーダライムガラスとを同じ条件で化学強化処理した場合について表２を参照して説明する。評価したガラスの組成、物性、化学強化後の応力を表２に示す。例１のガラスは表１に示したガラスと同じ組成であり、板厚が０．７ｍｍと５ｍｍのガラス板を作成した。例２のガラスは比較のための通常のソーダライムガラスである。通常のソーダライムガラスも板厚が０．７ｍｍと５ｍｍのガラス板を作成した。組成分析は５ｍｍのガラス板を分析し、ボトム面のＳｎＯ２量の値は、０．７ｍｍのガラス板を研磨せずに蛍光Ｘ線法で分析した結果である。物性は５ｍｍのガラス板を分析し、比重、熱膨張係数、Ｔｇ、歪点、高温粘性、失透温度、光弾性定数、屈折率を示している。化学強化処理後の表面圧縮応力および圧縮応力深さは０．７ｍｍのガラス板を測定した結果である。化学強化処理は表１のときと同じ条件である。【００８２】
【表１】
2015088009.tif 000003
【００８３】
【表２】
2015088009.tif 000004
【００８４】
表２に示すように、例１のガラスは例２の通常のソーダライムガラスとほぼ同じ物性を保有しており、ボトム面のＳｎＯ２量は、例１のガラスの方が少なく、フロート法での製造において、錫の浸入を抑制する効果があることがわかる。さらに、例１の化学強化ガラスは、例２の通常のソーダライムガラスに同じ化学強化処理をして得られる化学強化ガラスよりもＣＳが約１００ＭＰａ向上していることが分かる。【００８５】
本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
なお、本出願は、２０１３年１２月１３日付けで出願された日本特許出願（特願２０１３−２５８４６４）及び２０１４年２月７日付けで出願された日本特許出願（特願２０１４−０２２７２４）に基づいており、その全体が引用により援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の化学強化用ガラスを化学強化処理することにより得られる本発明の化学強化ガラスは、ディスプレイ装置、特にタッチパネルディスプレイのカバーガラスなどに利用できる。また、ビル住宅用の複層ガラスや太陽電池基板などにも利用することができる。
【図１】
2015088009.tif 000005
【図２】
2015088009.tif 000006
【国際調査報告】
2015088009.tif 000007
2015088009.tif 000008
2015088009.tif 000009
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