(57)【要約】【解決手段】化学強化による圧縮応力が残留する互いに平行な第１主面および第２主面と、圧縮応力が残留する領域および引張応力が残留する領域が形成される加工面とを有する化学強化ガラス板であって、前記加工面は、前記第１主面に斜めに接続する第１面取り部と、前記第２主面に斜めに接続する第２面取り部とを有し、前記第１面取り部の深さ、および前記第２面取り部の深さがそれぞれ前記化学強化ガラス板の板厚の２０％以下であり、前記化学強化ガラス板の内部の引張応力が１８ＭＰａ以下である、化学強化ガラス板。
2014167910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学強化による圧縮応力が残留する互いに平行な第１主面および第２主面と、圧縮応力が残留する領域および引張応力が残留する領域が形成される加工面とを有する化学強化ガラス板であって、
前記加工面は、前記第１主面に斜めに接続する第１面取り部と、前記第２主面に斜めに接続する第２面取り部とを有し、
前記第１面取り部の深さ、および前記第２面取り部の深さがそれぞれ前記化学強化ガラス板の板厚の２０％以下であり、
前記化学強化ガラス板の内部の引張応力が１８ＭＰａ以下である、化学強化ガラス板。
【請求項２】
前記加工面は、曲率半径方向外側にガラスが存在する曲線部分を有し、
前記化学強化ガラス板の内部の引張応力（ＣＴ）（単位［ＭＰａ］）と、前記曲線部分の曲率半径（Ｒ）（単位［ｍｍ］）とが下記の式を満たす、請求項１に記載の化学強化ガラス板。
ＣＴ≦Ａ×ｌｏｇ１０（Ｒ×Ｂ）＋Ｃ
０．５≦Ｒ≦１０
Ａ＝３．１８（単位［ＭＰａ］）
Ｂ＝１（単位［１／ｍｍ］）
Ｃ＝１０．２（単位［ＭＰａ］）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学強化ガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学強化ガラス板は、例えばガラス板の表面に含まれる小さなイオン半径のイオン（例えばＬｉイオンやＮａイオン）を大きなイオン半径のイオン（例えばＫイオン）に置換してなる。化学強化ガラス板の表面には圧縮応力が残留し、傷が付きにくくなるため、強度が向上する。【０００３】
化学強化ガラス板の量産技術として、化学強化されたガラス板を切断する技術が開発されている。切断面には、圧縮応力が残留する領域と、引張応力が残留する領域とが形成される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００８−２４７７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来から、化学強化ガラス板の破損を抑制するため、化学強化ガラス板の角を斜めに削る面取りなどが行われている。【０００６】
しかしながら、面取りによって、表面に作用する引張応力が強くなることがある。そのため、表面に欠陥（例えば傷、付着物、内包物など）があると、欠陥を起点として亀裂が自然に進展しやすい。【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、加工によってガラス板端面に欠陥が入った場合であっても亀裂の自然な伸展を抑制できる、化学強化ガラス板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態によれば
化学強化による圧縮応力が残留する互いに平行な第１主面および第２主面と、圧縮応力が残留する領域および引張応力が残留する領域が形成される加工面とを有する化学強化ガラス板であって、
前記加工面は、前記第１主面に斜めに接続する第１面取り部と、前記第２主面に斜めに接続する第２面取り部とを有し、
前記第１面取り部の深さ、および前記第２面取り部の深さがそれぞれ前記化学強化ガラス板の板厚の２０％以下であり、
前記化学強化ガラス板の内部の引張応力が１８ＭＰａ以下である、化学強化ガラス板が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加工によってガラス板端面に欠陥が入った場合であっても亀裂の自然な伸展を抑制できる、化学強化ガラス板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による化学強化ガラス板を示す平面図である。
【図２】図１の化学強化ガラス板の要部を示す側面図である。
【図３】図１の化学強化ガラス板の板厚方向における応力分布を示す図である。
【図４】試験例７による化学強化前のガラス板の静的疲労破壊試験の結果を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による化学強化ガラス板を示す平面図である。
【図６】図５の化学強化ガラス板の曲線部分の曲率半径Ｒ１と、σ２／ＣＴが１４ＭＰａとなるときのＣＴとの関係を示す図である。
【図７】図５の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同一のまたは対応する構成には、同一のまたは対応する符号を付して、説明を省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による化学強化ガラス板を示す平面図である。図２は、図１の化学強化ガラス板の要部を示す側面図である。
【００１３】
化学強化ガラス板１０は、図１に示すように、平面視で矩形状であってよく、丸いコーナ付きの矩形状であってよい。化学強化ガラス板１０は、側縁に加工面１３を有してよい。
【００１４】
化学強化ガラス板１０は、図２に示すように、化学強化による圧縮応力が残留する互いに平行な第１主面１１および第２主面１２と、圧縮応力が残留する領域１３ａ、１３ｂおよび引張応力が残留する領域１３ｃが形成される加工面１３とを有する。
【００１５】
化学強化ガラス板１０の製造方法は、例えば、ガラス板を化学強化する化学強化工程と、化学強化したガラス板を切断する切断工程と、切断したガラス板を削る面取り工程とを有する。
【００１６】
化学強化工程では、例えばガラス板の表面に含まれる小さなイオン半径のイオン（例えばＬｉイオンやＮａイオン）を大きなイオン半径のイオン（例えばＫイオン）に置換する。ガラス板の表面に圧縮応力が残留し、傷が付いても破損しにくくなるため、強度が向上する。
【００１７】
化学強化されるガラス板のガラスは、アルカリイオンを含むガラスであればよく、例えばアルミノボロシリケートガラスやアルカリアルミノシリケートガラス、ソーダライムガラスのいずれでもよい。
【００１８】
化学強化工程では、ガラス板をイオン交換用の処理液（例えばＫＮＯ３溶融塩）に浸漬する。処理液の温度や浸漬時間などの調節で、圧縮応力層の厚さ、表面圧縮応力などが調節できる。ガラス板の表面から所定の深さで圧縮応力層が形成され、その反作用で、ガラス板の内部に引張応力層が形成される。
【００１９】
図３は、図１の化学強化ガラス板の板厚方向における応力分布を示す図である。図３において、ＣＳ１は第１主面１１における圧縮応力、ＣＳ２は第２主面１２における圧縮応力、ＤＯＬ１は第１主面１１に形成される圧縮応力層の厚さ、ＤＯＬ２は第２主面１２に形成される圧縮応力層の厚さ、ｔはガラス板の板厚、ＣＴはガラス板内部の引張応力をそれぞれ示す。ＣＳ１、ＣＳ２、ＤＯＬ１、ＤＯＬ２は市販の表面応力計などで測定され、その測定結果と、ｔ（ｔ＞ＤＯＬ１＋ＤＯＬ２）を下記の式に代入して、ＣＴは算出される。
ＣＴ＝（ＣＳ１×ＤＯＬ１＋ＣＳ２×ＤＯＬ２）／{２×（ｔ−ＤＯＬ１−ＤＯＬ２）}
図３に示すように、ＣＳ１とＣＳ２とが等しく（ＣＳ１＝ＣＳ２）、ＤＯＬ１とＤＯＬ２とが等しくてよい（ＤＯＬ１＝ＤＯＬ２）。
【００２０】
表面圧縮応力ＣＳ１、ＣＳ２は、良好な耐傷性のため、例えば５００ＭＰａ以上であり、７００ＭＰａ以上であるとより好ましく、８５０ＭＰａ以上であるとさらに好ましい。また、圧縮応力層の厚さＤＯＬ１、ＤＯＬ２は、良好な耐傷性のため、例えば１０μｍ以上である。
【００２１】
表面圧縮応力ＣＳ１、ＣＳ２、および圧縮応力層の厚さＤＯＬ１、ＤＯＬ２に対応する引張応力ＣＴが生じる。引張応力ＣＴは、処理液の温度や浸漬時間などで調節可能である。
【００２２】
尚、本実施形態の化学強化工程には、イオン交換法が用いられるが、表面結晶化法、脱アルカリ法などが用いられてもよく、複数の方法が用いられてもよい。
【００２３】
切断工程では、化学強化されたガラス板を切断する。例えば、化学強化されたガラス板に対してレーザ光を照射し、ガラス板に対するレーザ光の照射位置を移動させ、レーザ光の照射によって生じる熱応力でガラス板を切断してよい。レーザ光の照射位置の軌跡に沿ってガラス板が切断でき、多数枚取りができる。この方法は、スクライブ線を形成せずにガラス板を切断する方法であって、フルボティカット法とも呼ばれる。
【００２４】
尚、化学強化されたガラス板の切断方法は、スクライブ・ブレイク法などでもよい。スクライブ・ブレイク法は、化学強化されたガラス板の表面にスクライブ線を形成し、スクライブ線を中心にガラス板を折り曲げて、ガラス板を切断する。スクライブ線の形成方法としては、ガラス板の表面に押し付けた状態でカッターホイールを転動させてスクライブ線を形成する方法、ガラス板にレーザ光を照射し熱応力でスクライブ線を形成する方法などがある。
【００２５】
切断されたガラス板の切断面は、圧縮応力が残留する領域と、引張応力が残留する領域との両方を有する。図３から明らかなように、引張応力が残留する領域は、圧縮応力が残留する領域同士の間に形成される。
【００２６】
面取り工程では、切断されたガラス板の破損を低減するため、ガラス板の切断面の角を回転砥石などで斜めに削り取る。切断工程および面取り工程によって加工面１３が形成される。加工面１３は、第１主面１１と第２主面１２との中心面を中心に対称であってよい。
【００２７】
加工面１３は、図２に示すように、圧縮応力が残留する領域１３ａ、１３ｂと、引張応力が残留する領域１３ｃの両方を有する。
【００２８】
加工面１３は、図２に示すように、第１主面１１に斜めに接続する第１面取り部１４と、第２主面１２に斜めに接続する第２面取り部１５と、第１面取り部１４と第２面取り部１５とを接続する端面部１６を有する。第１面取り部１４および第２面取り部１５は、第１主面１１および第２主面１２に対して斜めの平坦面である。端面部１６は、第１主面１１および第２主面１２に対して、例えば垂直な平坦面である。端面部１６は湾曲していても構わない。
【００２９】
第１面取り部１４の深さＤ１、および第２面取り部１５の深さＤ２は、それぞれ、化学強化ガラス板１０の板厚ｔの２０％以下である。ここで、「深さ」とは、板厚方向の寸法を意味する。
【００３０】
第１面取り部１４の深さＤ１、および第２面取り部１５の深さＤ２は、それぞれ、化学強化ガラス板１０の板厚ｔの３％以上であってよい。化学強化ガラス板１０の板厚ｔは、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍである。
【００３１】
また、第１面取り部１４の深さＤ１は、第１主面１１に形成される圧縮応力層の厚さＤＯＬ１よりも大きくてよい。同様に第２面取り部１５の深さＤ２は、第２主面１２に形成される圧縮応力層の厚さＤＯＬ２よりも大きくてよい。
【００３２】
第１面取り部１４の深さＤ１と、第２面取り部１５の深さＤ２とは同じ（Ｄ１＝Ｄ２）であってよい。また、第１面取り部１４の深さＤ１と第１面取り部１４の幅Ｗ１とは同じ（Ｄ１＝Ｗ１）であってよい。さらに、第２面取り部１５の深さＤ２と第２面取り部１５の幅Ｗ２とは同じ（Ｄ２＝Ｗ２）であってよい。ここで、「幅」とは、端面部１６を垂直面とした際に、その面に対して垂直な方向の寸法を意味する。
【００３３】
加工面１３が第１面取り部１４および第２面取り部１５を有することで、物との接触による破損が抑制できる。一方で、第１面取り部１４および第２面取り部１５の形成によって、加工面１３に作用する引張応力が集中する。
【００３４】
試験例１〜試験例４および参考例１では、板厚１．０ｍｍの化学強化ガラス板（ヤング率８０ＧＰａ、ポアソン比０．２）の応力分布を有限要素法によるシミュレーションで解析した。シミュレーションに用いたソフトウェアは、エムエスシーソフトフェア株式会社のＭａｒｃである。解析では、化学強化ガラス板の中央部での板厚方向の応力分布が図３と同様の応力分布となるように化学強化ガラス板の温度を第１主面からの板厚方向距離に応じて設定することで、化学強化ガラス板の加工面または切断面に作用する引張応力を調べた。圧縮応力層の厚さＤＯＬ１、ＤＯＬ２は４０μｍとし、板厚ｔの４％とした。化学強化ガラス板の中央部の板厚方向中心位置における引張応力（ＣＴに相当）は４０ＭＰａとした。
【００３５】
表１に、試験例１〜試験例４による加工面１３に作用する引張応力、および参考例１による切断面に作用する引張応力を示す。ここで、試験例１〜試験例４における端面部は第１主面１１および第２主面１２と垂直な垂直面とした。参考例１による切断面は、第１主面１１および第２主面１２に対して垂直な端面部のみからなり、第１面取り部１４および第２面取り部１５を有さない。
【００３６】
以下の各表において、Ｄ１は第１面取り部１４の深さ（Ｄ１＝Ｄ２＝Ｗ１＝Ｗ２）、Ｄ１／ｔは化学強化ガラス板１０の板厚ｔに対する第１面取り部１４の深さＤ１の割合を表す。また、σ１／ＣＴは化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴに対する端面部１６の板厚方向中心における引張応力σ１の割合、σ２／ＣＴは化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴに対する第１面取り部１４と端面部１６の第１境界１７における引張応力σ２の割合を表す。
【００３７】
【表１】
2014167910.tif 000003
試験例１〜試験例４および参考例１における端面部１６の板厚方向中心に作用する引張応力σ１は、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴの４１％〜４７％であった。試験例１〜試験例４では、図２に示すように、第１面取り部１４の深さＤ１が第１主面１１に形成される圧縮応力層の厚さＤＯＬ１よりも大きく、引張応力が残留する領域１３ｃ内に第１面取り部１４と端面部１６との間に形成される第１境界１７がある。第１境界１７は尖っているため第１境界１７に引張応力が集中し、最大の引張応力が第１境界１７に作用する。第１境界１７に作用する引張応力σ２は、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴの６２％〜７８％であった。第２面取り部１５と端面部１６との間に形成される第２境界１８において同様である。よって、第１面取り部１４や第２面取り部１５が形成されることで、化学強化ガラス板１０の加工面１３に生じる引張応力が大きくなることがわかる。
【００３８】
尚、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴを２０ＭＰａとしたときの、化学強化ガラス板１０の加工面１３に作用する引張応力も表１と同様であった。σ１／ＣＴ、σ２／ＣＴはＣＴにほとんど依存しないことがわかる。
【００３９】
また、試験例５〜試験例６および参考例２では、板厚０．５ｍｍの化学強化ガラス板の応力分布を有限要素法によるシミュレーションで解析した。解析では、化学強化ガラス板の中央部での板厚方向の応力分布が図３と同様の応力分布となるように化学強化ガラス板の温度を第１主面からの板厚方向距離に応じて設定することで、化学強化ガラス板の加工面または切断面に作用する引張応力を調べた。圧縮応力層の厚さＤＯＬ１、ＤＯＬ２は４０μｍとし、板厚ｔの８％とした。化学強化ガラス板の中央部の板厚方向中心位置における引張応力（ＣＴに相当）は４０ＭＰａとした。
【００４０】
表２に、試験例５〜試験例６による加工面に作用する引張応力、および参考例２による切断面に作用する引張応力を示す。ここで、試験例５〜試験例６における端面部は第１主面１１および第２主面１２と垂直な垂直面とした。参考例２による切断面は、第１主面１１および第２主面１２に対して垂直な端面部のみからなり、第１面取り部１４および第２面取り部１５を有さない。
【００４１】
【表２】
2014167910.tif 000004
試験例５〜試験例６および参考例２における端面部１６の板厚方向中心に作用する引張応力σ１は、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴの４４％〜４８％であった。試験例５〜試験例６では、第１面取り部１４の深さＤ１が第１主面１１に形成される圧縮応力層の厚さＤＯＬ１よりも大きく、引張応力が残留する領域１３ｃ内に第１面取り部１４と端面部１６との間に形成される第１境界１７がある。第１境界１７は尖っているため第１境界１７に引張応力が集中し、最大の引張応力が第１境界１７に作用する。第１境界１７に作用する引張応力σ２は、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴの７１％〜７８％であった。第２面取り部１５と端面部１６との間に形成される第２境界１８において同様である。よって、第１面取り部１４や第２面取り部１５が形成されることで、化学強化ガラス板１０の加工面１３に生じる引張応力が大きくなることがわかる。
【００４２】
表１および表２から、第１面取り部１４の深さＤ１および第２面取り部１５の深さＤ２がそれぞれ化学強化ガラス板１０の板厚ｔの２０％以下である場合、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴの７８％以下の引張応力が加工面１３に作用することがわかる。
【００４３】
図４は、試験例７による化学強化前のガラス板の静的疲労破壊試験の結果を示す図である。図４において、横軸は試験片の試験面に加える引張応力σａの常用対数ｌｏｇ１０σａを、縦軸は試験片の平均破壊時間ｔｆの常用対数ｌｏｇ１０ｔｆを表す。
【００４４】
試験例７では、４点曲げ試験（荷重点間距離１０ｍｍ、支持点間距離３０ｍｍ）により試験片（５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７８ｍｍ）に所定の荷重を加え、所定の荷重を加え続けたときの平均破壊時間（試験回数１０回）を調べた。
【００４５】
試験片は、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：６０．９％、Ａｌ２Ｏ３：１２．８％、Ｎａ２Ｏ：１２．２％、Ｋ２Ｏ：５．９％、ＭｇＯ：６．７％、ＣａＯ：０．１％、ＳｒＯ：０．２％、ＢａＯ：０．２％、ＺｒＯ２：１．０％を含むガラスを加工して用意した。
【００４６】
先ず、用意した試験片の試験面に、１．５ｋｇの荷重で押し付けた研磨紙（砥粒の粗さ＃４００）を２０ｍｍ／秒の速度で片道２０ｍｍの距離を３往復させて、深さ２０μｍ程度の傷を付けた。傷の深さは、試験片の断面をデジタルマイクロスコープ（倍率１０００倍）で観察して測定した。ここで、深さとは、試験片の試験面に対して垂直な方向の寸法を意味する。
【００４７】
次いで、試験片の試験面を下向きにして支持点に載せ、試験片の試験面と反対側の面（上面）を荷重点で押した。荷重点は、１．０ｍｍ／ｍｉｎの速度で降下させて試験片の上面と接触させた後、所定の荷重まで９８Ｎ／ｍｉｎの速度で降下させた。
【００４８】
試験片の試験面に加える引張応力σａが２４．２ＭＰａの場合、試験片の平均破壊時間ｔｆは１２３６秒であった。また、試験片の試験面に加える引張応力σａが２８．２ＭＰａの場合、試験片の平均破壊時間ｔｆは４９秒であった。
【００４９】
一般的に、試験片の試験面に加える引張応力σａの常用対数ｌｏｇ１０σａと、試験片の平均破壊時間ｔｆの常用対数ｌｏｇ１０ｔｆとの関係は一次関数で表されることが知られている。試験片の試験面に加える引張応力σａの常用対数ｌｏｇ１０σａが大きくなるほど、試験片の平均破壊時間ｔｆの常用対数ｌｏｇ１０ｔｆが小さくなる。
【００５０】
図４において、試験例７の結果から予測される、引張応力σａと平均破壊時間ｔｆとの関係を直線で示す。直線の傾きの絶対値は、疲労定数と呼ばれ、主にガラス板のガラス組成で決まる。試験例７の疲労定数は約２１である。
【００５１】
疲労定数が約２１のガラスとしては、例えば、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２：５６％〜６９％、Ａｌ２Ｏ３：６％〜１６％、Ｎａ２Ｏ：９％〜２２％、Ｋ２Ｏ：０％〜７％、ＭｇＯ：７％〜１４％、ＺｒＯ２：０％〜０．８％を含むガラスが挙げられる。
【００５２】
試験例７の結果から予測される、引張応力σａと平均破壊時間ｔｆとの関係を表３に示す。
【００５３】
【表３】
2014167910.tif 000005
表３から、平均破壊時間ｔｆを一般的に要求される５年以上とするためには、化学強化ガラス板１０の加工面１３に作用する引張応力を１４ＭＰａ以下とする必要があることがわかる。
【００５４】
ところで、上述の如く、化学強化ガラス板１０の加工面１３には、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴの７８％の引張応力が最大で作用し得る。
【００５５】
そこで、本実施形態では、化学強化ガラス板１０の内部の引張応力ＣＴが１８ＭＰａ以下とされる。ＣＴが１８ＭＰａ以下であれば、化学強化ガラス板１０の加工面１３に作用する引張応力が１４ＭＰａ以下となり、平均破壊時間ｔｆが５年以上となる。
【００５６】
化学強化ガラス板１０の用途は、例えば画像表示装置用のガラス基板またはカバーガラスである。画像表示装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイなどを含み、タッチパネルを含む。尚、化学強化ガラス板１０の用途は、多種多様であってよく、例えば太陽電池のカバーガラスなどでもよい。
【００５７】
［第２実施形態］
上記第１実施形態の化学強化ガラス板１０は、平面視で略矩形状であって、側縁に加工面１３を有する。
【００５８】
これに対して、本実施形態の化学強化ガラス板は、貫通孔の壁面としての加工面を有する点で相違する。以下、相違点について主に説明する。
【００５９】
図５は、本発明の第２実施形態による化学強化ガラス板を示す平面図である。図５に示すように、化学強化ガラス板１１０は、貫通孔の壁面としての加工面１１３を有する。加工面１１３は、曲率半径方向外側にガラスが存在する曲線部分（所謂インカーブと呼ばれる部分）１１３Ｒを有する。この曲線部分１１３Ｒは、例えば図５に示すように板厚方向視で閉じた円形であってよい。尚、加工面１１３の側面視での形状は、図２に示す加工面１３の側面視での形状と同様であるので、図示を省略する。
【００６０】
試験例８〜試験例１３では、曲線部分１１３Ｒに作用する引張応力と、曲線部分１１３Ｒ（詳細には端面部）の曲率半径Ｒ１との関係を調べるため、板厚１．０ｍｍの化学強化ガラス板（ヤング率８０ＧＰａ、ポアソン比０．２）の応力分布を有限要素法によるシミュレーションで解析した。シミュレーションに用いたソフトウェアは、エムエスシーソフトフェア株式会社のＭａｒｃである。解析では、化学強化ガラス板の中央部での板厚方向の応力分布が図３と同様の応力分布となるように化学強化ガラス板の温度を第１主面からの板厚方向距離に応じて設定することで、化学強化ガラス板の加工面に作用する引張応力を調べた。圧縮応力層の厚さＤＯＬ１、ＤＯＬ２は４０μｍとし、板厚ｔの４％とした。また、Ｄ１／ｔは５％とし、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｗ１＝Ｗ２とした。化学強化ガラス板の中央部の板厚方向中心位置における引張応力（ＣＴに相当）は４０ＭＰａとした。
【００６１】
表４に、試験例８〜試験例１３による加工面１１３の曲線部分１１３Ｒに作用する引張応力を示す。
【００６２】
【表４】
2014167910.tif 000006
表４から、曲線部分１１３Ｒの曲率半径Ｒ１が０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍの場合、σ２／ＣＴが８１％〜２１２％であった。また、曲率半径Ｒ１が大きくなるほど、σ２／ＣＴが小さくなった。
【００６３】
第１実施形態で説明したように、平均破壊時間ｔｆを一般的に要求される５年以上とするためには、加工面１１３に作用する引張応力を１４ＭＰａ以下とする必要がある。
【００６４】
表５および図６に、曲線部分１１３Ｒの曲率半径Ｒ１と、σ２／ＣＴが１４ＭＰａとなるときのＣＴ（以下、「ＣＴ０」と表記する）との関係を示す。
【００６５】
【表５】
2014167910.tif 000007
表５および図６から、曲線部分１１３Ｒの曲率半径Ｒ１が小さくなるほど、ＣＴ０が小さくなることがわかる。
【００６６】
図６に、曲線部分１１３Ｒの曲率半径Ｒ１と、ＣＴ０との関係を表す近似式を実線で示す。この近似式は、下記のモデル式に対して表５のデータを最小自乗法で近似したものである。
ＣＴ０＝Ａ×ｌｏｇ１０（Ｒ１×Ｂ）＋Ｃ
計算の結果、Ａは３．１８（単位［ＭＰａ］）、Ｂは１．０（単位［１／ｍｍ］）、Ｃは１０．２（単位［ＭＰａ］）であった。
【００６７】
平均破壊時間ｔｆを一般的に要求される５年以上とするためには、加工面１１３に作用する引張応力を１４ＭＰａ以下とする必要がある。そのためには、加工面１１３がインカーブと呼ばれる曲線部分１１３Ｒを有する場合、下記式が成立することが好ましい。
ＣＴ≦Ａ×ｌｏｇ１０（Ｒ１×Ｂ）＋Ｃ
０．５≦Ｒ１≦１０
Ａ＝３．１８（単位［ＭＰａ］）
Ｂ＝１（単位［１／ｍｍ］）
Ｃ＝１０．２（単位［ＭＰａ］）
上記式が成立すれば、加工面１１３に作用する引張応力が１４ＭＰａ以下となり、平均破壊時間ｔｆが５年以上となる。
【００６８】
図７は、図５の変形例を示す図である。上記第２実施形態による化学強化ガラス板１１０は貫通孔の壁面としての加工面１１３を有し、加工面１１３がインカーブと呼ばれる曲線部分１１３Ｒを有する。これに対し、本変形例による化学強化ガラス板２１０は側縁に加工面２１３を有し、この加工面２１３がインカーブと呼ばれる曲線部分２１３Ｒを有する。曲線部分２１３Ｒは、化学強化ガラス板２１０の内方に凸の形状を有する。よって、本変形例においても、下記式が成立することが好ましい。
ＣＴ≦Ａ×ｌｏｇ１０（Ｒ２×Ｂ）＋Ｃ
０．５≦Ｒ２≦１０
Ａ＝３．１８（単位［ＭＰａ］）
Ｂ＝１（単位［１／ｍｍ］）
Ｃ＝１０．２（単位［ＭＰａ］）
上記式においてｌｏｇ１０Ｒ２は曲線部分１１３Ｒの曲率半径Ｒ２の常用対数を表す。上記式が成立すれば、加工面２１３に作用する引張応力が１４ＭＰａ以下となり、平均破壊時間ｔｆが５年以上となる。
【００６９】
以上、化学強化ガラス板の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で、変形や改良が可能である。
【００７０】
例えば、上記第１実施形態では、第１面取り部１４の深さＤ１と、第２面取り部１５の深さＤ２とが同じ（Ｄ１＝Ｄ２）であるが異なってもよい。また、第１面取り部１４の深さＤ１と第１面取り部１４の幅Ｗ１とが異なってもよい。さらに、第２面取り部１５の深さＤ２と第２面取り部１５の幅Ｗ２とが異なってもよい。第２実施形態、および第２実施形態の変形例において同様である。
【００７１】
また、上記第１実施形態では、加工面１３を切断工程と面取り工程とによって形成するが、面取り工程だけで形成することも可能である。例えば、化学強化されたガラス板の側縁部を回転砥石の外周溝に挿入して面取りすることで、加工面１３が形成可能である。また、加工面１３を切断工程と面取り工程とによって形成する場合、加工面１３の端面部１６は、切断面のままであってもよいし、切断面を研削して形成されてもよい。第２実施形態、および第２実施形態の変形例において同様である。
【００７２】
また、上記第１実施形態では、引張応力が残留する領域１３ｃ内に第１面取り部１４と端面部１６との間に形成される第１境界１７があるが、圧縮応力が残留する領域１３ａ内に第１境界１７があってもよい。加工面１３に作用する引張応力の最大値が小さくなるので、耐久性が向上する。第２面取り部１５と端面部１６との間に形成される第２境界１８について同様である。第２実施形態、および第２実施形態の変形例において同様である。
【００７３】
また、上記第２実施形態の加工面１１３はインカーブと呼ばれる曲線部分１１３Ｒを有し、曲線部分１１３Ｒの形状が円形状であるが、曲線部分１１３Ｒの形状は多種多様であってよい。例えば曲線部分の形状は、楕円形状、放物線形状、複数の円弧を組み合わせた形状などであってよい。第２実施形態の変形例において同様である。
【００７４】
本出願は、２０１３年４月１１日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−０８２５９２号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１３−０８２５９２号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【００７５】
１０  化学強化ガラス板
１１  第１主面
１２  第２主面
１３  加工面
１３ａ、１３ｂ  圧縮応力が残留する領域
１３ｃ          引張応力が残留する領域
１４  第１面取り部
１５  第２面取り部
１６  端面部
１７  第１境界
１８  第２境界
【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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【国際調査報告】
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