(57)【要約】  本発明のガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜６８％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１２％、Ｎａ２Ｏを１２〜２０％、Ｋ２Ｏを０．１〜６％、ＭｇＯを６．４〜１２．５％及びＺｒＯ２を０．００１〜４％含有し、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有量が０〜１％であって、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２≦０．４、かつ、０＜Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ≦０．３を満たす。当該ガラスは、化学強化処理により高い表面圧縮応力を有することができ、劣化塩を用いて化学強化処理を施しても表面圧縮応力の低下割合が抑制され高い表面圧縮応力を得ることができ、化学強化処理の際のイオン交換速度が高く、かつ、製造性にも優れる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜６８％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１２％、Ｎａ２Ｏを１２〜２０％、Ｋ２Ｏを０．１〜６％、ＭｇＯを６．４〜１２．５％及びＺｒＯ２を０．００１〜４％含有し、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有量が０〜１％であって、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２≦０．４、かつ、０＜Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ≦０．３を満たすガラス。
【請求項２】
Ｌｉ２Ｏを実質的に含有しない請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５の合計含有量が０．２％以下である請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項４】
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計含有量が９８．５％以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項５】
ＳｎＯ２を実質的に含有しない請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項６】
Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３を実質的に含有しない請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項７】
平均冷却速度が２０℃／分〜２００℃／分である徐冷を経て製造されたものである請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項８】
粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）が１７００℃以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項９】
５０〜３５０℃の温度範囲における熱膨張係数が１００×１０−７℃−１以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１０】
板厚が１．５ｍｍ以下のガラス板である請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１１】
板厚が０．７ｍｍのガラス板とし、１００質量％の硝酸カリウムを含む溶融塩を用いて４２５℃で６時間イオン交換処理して得られる化学強化ガラスの表面圧縮応力をＣＳ１とし、
板厚が０．７ｍｍのガラス板とし、５質量％の硝酸ナトリウム及び９５質量％の硝酸カリウムを含む溶融塩を用いて４２５℃で６時間イオン交換処理して得られる化学強化ガラスの表面圧縮応力をＣＳ２としたときに、
ＣＳ１とＣＳ２の比ＣＳ２／ＣＳ１が０．６５以上である請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１２】
化学強化処理を適用可能である請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガラス。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガラスを化学強化した化学強化ガラス。
【請求項１４】
前記化学強化ガラスの表面に形成された圧縮応力層の厚みが１０μｍ以上であり、表面圧縮応力が２００ＭＰａ以上である請求項１３に記載の化学強化ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス及び化学強化ガラスに関する。本発明のガラスは、化学強化処理を適用可能である。また、本発明の化学強化ガラスは、例えば、タブレット型端末、ノート型パーソナルコンピューター、スマートフォン及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及びタッチセンサーガラス、カメラ、ゲーム機、携帯音楽プレーヤー等の電子機器のカバーガラス、液晶テレビ及びパーソナルコンピューターのモニター等のカバーガラス、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ることができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器、液晶テレビやタッチパネルなどのディスプレイ装置に対しては、ディスプレイの保護ならびに美観を高めるためのカバーガラス（保護ガラス）が用いられることが多くなっている。【０００３】
このようなディスプレイ装置に対しては、薄型デザインによる差異化や移動のための負担の減少のため、軽量・薄型化が要求されている。そのため、ディスプレイ保護用に使用されるカバーガラスも薄くすることが要求されている。しかし、カバーガラスの厚さを薄くしていくと強度が低下し、据え置き型の場合には物体の飛来や落下による衝撃などにより、携帯機器の場合には使用中の落下などによりカバーガラス自身が割れてしまいディスプレイ装置を保護するという本来の役割を果たすことができなくなるという問題があった。【０００４】
上記問題を解決するためには、カバーガラスの強度を高めることが考えられ、その方法としてガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法が一般的に知られている。ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法としては、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷などにより急速に冷却する風冷強化法（物理強化法）と、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス板表面のイオン半径が小さな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イオン（典型的にはＫイオン）に交換する化学強化法が代表的である。【０００５】
前述したように、カバーガラスの厚さは薄いことが要求されている。しかしながら、カバーガラスとして要求される、厚みが２ｍｍを下回るような薄いガラス板に対して風冷強化法を適用すると、表面と内部の温度差がつきにくいために圧縮応力層を形成することが困難であり、目的の高強度という特性を得ることができない。そのため、後者の化学強化法によって強化されたカバーガラスが通常用いられている。【０００６】
ここで、先に述べたような用途等においては、通常、化学強化のためのイオン交換処理はナトリウム（Ｎａ）を含有するガラスを溶融塩に浸漬して行われる。当該溶融塩としては、硝酸カリウムの溶融塩、または硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合溶融塩等が使用される。このようなイオン交換処理では、ガラス中のナトリウム（Ｎａ）と溶融塩中のカリウム（Ｋ）のイオン交換が行われるので、同じ溶融塩を使用し続けながらイオン交換処理を繰り返すと溶融塩中のナトリウム濃度が上昇する（以下において、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇を、溶融塩の劣化ともいう）。ここで、ナトリウム濃度が上昇した溶融塩（以下において、劣化塩ともいう）を用いてイオン交換処理した化学強化ガラスは、ナトリウムを含有しない又はナトリウム濃度が低い溶融塩を用いてイオン交換処理した化学強化ガラスに比べて、その表面圧縮応力が低く、目的とする強度特性が得られないという問題があった。このように、溶融塩中のナトリウム濃度が高くなると化学強化されたガラスの表面圧縮応力が低下するので、化学強化ガラスの表面圧縮応力が所望の値を下回らないように溶融塩中のナトリウム濃度を厳しく管理し、また溶融塩の交換を頻繁に行う必要があるという問題があった。【０００７】
このような問題点を鑑みて、特許文献１には、硝酸カリウム溶融塩を劣化させ難いガラス組成として、ＭｇＯの含有量を低減して、Ｂ２Ｏ３の含有量を増やしたものが提案されている。しかしながら、Ｂ２Ｏ３を多く含むガラスは、Ｂ２Ｏ３の揮散が激しく、ガラスの脈理の発生を抑制することが困難であり、また、煉瓦を激しく浸食してしまうため、量産に適したものではないという問題があった。【０００８】
また、特許文献２には、溶融塩中のナトリウム濃度上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さくでき、劣化塩を用いても高い表面圧縮応力を維持できるガラス組成が提案されている。しかしながら、特許文献２に記載されたガラス組成は、いずれもＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計量が大きいものであり、このようなガラスは高温での粘性値が高く、ガラスの溶解時の泡品質に劣るため、製造性が良好ではないとの問題があった。また、特許文献２には、Ｋ２Ｏがイオン交換速度を高める成分であることが記載されているが、特許文献２に記載のガラスにおいてＫ２Ｏを含有したガラスは、溶融塩中のナトリウム濃度上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合が大きい傾向にある。したがって、化学強化処理を施す際に、劣化塩を用いても表面圧縮応力の低下割合を抑制して高い表面圧縮応力を得ることと、高いイオン交換速度とを両立し難いものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０９８１１１号
【特許文献２】日本国特開２０１３−６７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の問題点を鑑みて、本発明は、化学強化処理により高い表面圧縮応力を有することができ、劣化塩を用いて化学強化処理を施しても表面圧縮応力の低下割合が抑制され高い表面圧縮応力を得ることができ、化学強化処理の際のイオン交換速度が高く、かつ、ガラスの製造性にも優れたガラス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】
【００１１】
本発明の一態様に係るガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜６８％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１２％、Ｎａ２Ｏを１２〜２０％、Ｋ２Ｏを０．１〜６％、ＭｇＯを６．４〜１２．５％及びＺｒＯ２を０．００１〜４％含有し、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有量が０〜１％であって、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２≦０．４、かつ、０＜Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ≦０．３を満たすものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記ガラスは、化学強化処理により高い表面圧縮応力を有することができる。また、上記ガラスは、劣化塩を用いて化学強化処理を施しても表面圧縮応力の低下割合が抑制され、高い表面圧縮応力を得ることができる。したがって、溶融塩中のナトリウム濃度を厳しく管理する必要がなく、また、溶融塩の交換の頻度を低減することができる。また、上記ガラスは化学強化処理の際のイオン交換速度が高く、かつ、ガラスの製造性にも優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、例９及び例１６のガラスについての、平均冷却速度の対数（横軸）と、ＣＳ１及びＣＳ２／ＣＳ１（縦軸）との関係を表す片対数グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係るガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜６８％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１２％、Ｎａ２Ｏを１２〜２０％、Ｋ２Ｏを０．１〜６％、ＭｇＯを６．４〜１２．５％及びＺｒＯ２を０．００１〜４％含有し、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有量が０〜１％であって、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２≦０．４、かつ、０＜Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ≦０．３を満たすものである。各ガラス成分の含有量が上記範囲内であるとともに、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２及びＫ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが上記範囲を満たす本実施形態のガラスは、化学強化処理により高い表面圧縮応力を有することができる。また、当該ガラスは、劣化塩を用いて化学強化処理を施しても表面圧縮応力の低下割合が抑制され、高い表面圧縮応力を得ることができる。また、当該ガラスは化学強化処理の際のイオン交換速度が高く、かつ、ガラスの製造性にも優れたものである。
【００１６】
以下において、本実施形態のガラスに含有される又は含有されうる各成分について説明する。なお、各成分量は、特にことわりのない限り、酸化物基準のモル百分率で表したものである。
【００１７】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり、必須である。ＳｉＯ２の含有量は、６０％以上であり、好ましくは６１％以上、より好ましくは６２％以上、さらに好ましくは６３％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、６８％以下であり、好ましくは６７％以下、より好ましくは６６％以下、さらに好ましくは６５％以下である。ＳｉＯ２の含有量が６０％以上であると、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さくすることができる。また、得られるガラスは表面に傷がついた際にクラックが発生しにくく、耐候性および耐酸性が良好であり、比重が大きくなりすぎず、また、失透物が形成されにくく、透明なガラスを得やすい。また、ＳｉＯ２の含有量が６８％以下であると、ガラスの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２の上昇が抑制され、ガラスの溶解や成形を容易に行うことができ、また、耐候性に優れたガラスを得ることができる。
【００１８】
Ａｌ２Ｏ３はイオン交換性能および耐候性を向上させる成分であり、必須である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、８％以上であり、好ましくは８．３％以上であり、より好ましくは８．５％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１２％以下であり、好ましくは１１％以下、より好ましくは１０％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が８％以上であると、イオン交換により所望の表面圧縮応力及び圧縮応力層厚みを得ることができ、また、良好な耐候性を得ることができる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が１２％以下であると、ガラスの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２および、１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４の上昇が抑制され、ガラスの溶解や成形を容易に行うことができ、また、良好な耐候性を有するガラスを得ることができる。また、ガラスの液相温度の上昇を抑制して、ガラスの失透を抑制ないし防止することができる。
【００１９】
ガラスの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２の上昇を抑制し、ガラスの溶解や成形を容易に行う観点からは、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の合計含有量は、８０％以下であることが好ましく、より好ましくは７８％以下、さらに好ましくは７６％以下である。また、安定な透明なガラスを得るという観点からは、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の合計含有量は、６８％以上であることが好ましく、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは７２％以上である。また、この合計量が高いものの方が、熱膨張係数を低くしやすく、好ましい。
【００２０】
Ｎａ２Ｏは、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さくし、イオン交換により表面圧縮応力層を形成させ、またはガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須である。Ｎａ２Ｏの含有量は、１２％以上であり、好ましくは１３％以上、より好ましくは１３．５％以上、さらに好ましくは１４％以上である。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、２０％以下であり、好ましくは１９％以下、より好ましくは１８％以下、さらに好ましくは１７％以下である。Ｎａ２Ｏの含有量が１２％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、また、１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２の上昇が抑制され、ガラスの溶解や成形を容易に行うことができる。また、Ｎａ２Ｏの含有量が２０％以下であると、耐候性が良好であり、クラックが発生しにくく、熱膨張係数を抑えたガラスとすることができる。
【００２１】
Ｋ２Ｏはイオン交換速度を増大させる成分であり、必須である。Ｋ２Ｏの含有量は、０．１％以上であり、好ましくは０．５％以上、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上である。また、Ｋ２Ｏの含有量は、６％以下であり、好ましくは５％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３．５％以下である。Ｋ２Ｏの含有量が０．１％以上であると、高いイオン交換速度でイオン交換を行うことができる。また、Ｋ２Ｏの含有量が６％以下であると、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さくすることができる。また、耐候性が良好であり、クラックが発生しにくく、熱膨張係数を抑えたガラスとすることができる。
【００２２】
ＭｇＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須である。ＭｇＯの含有量は、６．４％以上であり、好ましくは７％以上、より好ましくは７．５％以上、さらに好ましくは８％以上である。また、ＭｇＯの含有量は、１２．５％以下であり、好ましくは１２％以下、より好ましくは１１．５％以下、さらに好ましくは１１％以下である。ＭｇＯの含有量が６．４％以上であると、ガラスの溶融性に優れ、また、ガラスの弾性率を高く維持することができ、さらに、ガラス転移温度を高くすることができ、応力緩和を小さくすることができる。また、ＭｇＯの含有量が１２．５％以下であると、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さくすることができる。また、ガラスの液相温度の上昇を抑制して、ガラスの失透を抑制ないし防止することができる。さらに、高いイオン交換速度でイオン交換を行うことができる。
【００２３】
ＺｒＯ２は、表面圧縮応力を大きくし、また、耐候性および耐酸性を向上させる成分であり、必須である。ＺｒＯ２の含有量は、０．００１％以上であり、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．２％以上である。また、ＺｒＯ２の含有量は、４％以下であり、好ましくは３．５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２．５％以下である。ＺｒＯ２の含有量が０．００１％以上であると、ガラスを化学強化したときの表面圧縮応力を大きくすることができ、また、耐候性および耐酸性を向上させることができる。また、ＺｒＯ２の含有量が４％以下であると、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さくすることができる。また、ガラスの比重を抑えることができ、クラックが発生しにくいガラスとすることができる。
【００２４】
Ｂ２Ｏ３は、高温での溶融性またはガラス強度の向上のために含有させてもよい。しかしながら、一般的には、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏ等のアルカリ成分とＢ２Ｏ３を同時に含有するとＢ２Ｏ３の揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、Ｂ２Ｏ３を実質的に含有しないことが好ましく、Ｂ２Ｏ３を含有しないことがより好ましい。また、Ｂ２Ｏ３を含有させる場合であっても、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．１％以下の範囲で含有させる。なお、「実質的に含有しない」とは、不可避的不純物として含有される場合を除き含有しないことを意味するものであり、以下においても同様である。
【００２５】
Ｐ２Ｏ５は、高温での溶融性またはガラス強度の向上のために含有させてもよい。しかしながら、Ｂ２Ｏ３と同様に、一般的には、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏ等のアルカリ成分とＰ２Ｏ５を同時に含有するとＰ２Ｏ５の揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、Ｐ２Ｏ５を実質的に含有しないことが好ましく、Ｐ２Ｏ５を含有しないことがより好ましい。また、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合であっても、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．１％以下の範囲で含有させる。
【００２６】
以上の観点から、本実施形態のガラスにおいては、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５の合計含有量は、好ましくは０．５％以下であり、より好ましくは０．２％以下であり、さらに好ましくは０．１％以下である。典型的には、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５を実質的に含有せず、好ましくはＢ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５を含有しない。
【００２７】
ＣａＯは、高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために含有させてもよい。しかしながら、ＣａＯの含有量が大きいと、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合が大きくなるおそれがある。また、イオン交換速度が低下し、クラック発生に対する耐性が低下するおそれがある。したがって、ＣａＯを含有する場合、その含有量は、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．３％以下である。典型的には、ＣａＯを実質的に含有せず、好ましくはＣａＯを含有しない。
【００２８】
ＳｒＯは、高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために含有させてもよい。しかしながら、ＳｒＯの含有量が大きいと、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合が大きくなるおそれがある。また、イオン交換速度が低下し、クラック発生に対する耐性が低下するおそれがある。したがって、ＳｒＯを含有する場合、その含有量は、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．３％以下である。典型的には、ＳｒＯを実質的に含有せず、好ましくはＳｒＯを含有しない。
【００２９】
ＢａＯは、高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために含有させてもよい。しかしながら、ＢａＯの含有量が大きいと、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合が大きくなるおそれがある。また、イオン交換速度が低下し、クラック発生に対する耐性が低下するおそれがある。したがって、ＢａＯを含有する場合、その含有量は、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．３％以下である。典型的には、ＢａＯを実質的に含有せず、好ましくはＢａＯを含有しない。
【００３０】
本実施形態のガラスにおいては、脈理がなく、高いイオン交換性を備えたガラスを作製する観点から、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有量を１％以下とする。これら成分の合計含有量は、好ましくは０．７％以下、より好ましくは０．５％以下である。典型的には、これら成分を実質的に含有せず、好ましくはこれら成分を含有しない。
【００３１】
本実施形態のガラスにおいては、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２（Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋比）が０．４以下、好ましくは０．３５以下、より好ましくは０．３３以下、さらに好ましくは０．３以下となるように、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の各量を調整する。アルミノシリケートガラスを形成する主骨格（Ｓｉ−Ｏ結合および、Ａｌ−Ｏ結合を有する）に対して、Ｎａ＋のような修飾カチオンは、Ｓｉ−Ｏ結合を切断し、その非架橋酸素に電子を供与あるいは、Ａｌ３＋の四配位化のために電子を供与して、電荷補償をし、存在している。Ａｌ３＋は、四配位の状態でガラスの骨格となる。そのため、局所構造を考えた場合、Ｓｉ４＋周りではＮａ＋はガラス骨格を弱め、逆にＡｌ３＋周りではガラス骨格を強める。そのため、ガラス中Ｎａ＋をＫ＋にイオン交換すると、Ｓｉ４＋周りでは、歪が緩和されやすく、圧縮応力発生に寄与し難く、Ａｌ３＋周りでは、歪が緩和されにくく、圧縮応力発生に寄与する。
【００３２】
一方で、劣化塩を用いた場合は、溶融塩中にはＫ＋のみならず、Ｎａ＋も存在しており、イオン交換ガラスの圧縮応力は緩和する方向に向かうものなので、劣化塩を用いた状況下では、Ｋ＋は応力発生に寄与しにくいＳｉ４＋周りに落ち着きやすく、また、Ｎａ＋はＡｌ４＋周りに落ち着きやすいと考えられる。そのため、Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋比が大きくなることは、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を大きくする。低下割合を小さくする観点では、主骨格の構成としては、可能な限り、Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋比が小さい方が良いと考えられるが、この比が０．４以下の範囲では、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さく抑えることができる。
【００３３】
また、本実施形態のガラスにおいては、０＜Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ≦０．３を満たすように、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏの各量を調整する。Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは、好ましくは０．０５以上であり、より好ましくは０．０７以上であり、さらに好ましくは０．１以上である。また、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは、好ましくは０．２８以下であり、より好ましくは０．２５以下であり、さらに好ましくは０．２以下である。Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏを０よりも大きくすることにより、高いイオン交換速度で、イオン交換することができる。また、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏを０．３以下とすることにより、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さく抑えることができる。Ｋ２Ｏが含まれるガラスの場合、劣化塩を用いたイオン交換では、Ｎａ＋イオンはそのままガラス中のＮａ＋サイトに、Ｋ＋イオンはそのままガラス中のＫ＋サイトに、落ち着きやすいと考えられるため、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ比を小さくすることが重要である。この比が０．３以下の範囲では、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を小さく抑えることができる。
【００３４】
本実施形態のガラスにおいて、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計含有量は、好ましくは９８．５％以上であり、より好ましくは９９％以上であり、さらに好ましくは９９．５％以上であり、特に好ましくは９９．７％以上である。これら以外の成分を多く用いた場合、脈理や揮散等を抑えて製造することが困難でまた、無色透明ガラスを製造することが困難になる場合がある。また、イオン交換能の低下や、表面圧縮応力の低下を招き、本発明の目的を損なってしまう場合がある。
【００３５】
本実施形態のガラスは、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、特に好ましくは２％以下、典型的には１．５％未満である。以下、このような成分について例示的に説明する。
【００３６】
Ｌｉ２Ｏは、歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果高い表面圧縮応力層を得られなくする成分であり、また、ＬｉイオンがＫＮＯ３溶融塩に混ざると、その溶融塩は著しく劣化され、繰り返し同じ溶融塩を使用し続けることが困難となる。劣化した溶融塩を用いた場合、得られるガラスの表面圧縮応力は著しく低くなる。したがって、本実施形態のガラスでは、Ｌｉ２Ｏを含有する場合であっても、Ｌｉ２Ｏの含有量を０．３％以下とする。Ｌｉ２Ｏの含有量は、より好ましくは０．２％以下、さらに好ましくは０．１％以下、特に好ましくは０．０５％以下である。典型的には、Ｌｉ２Ｏを実質的に含有せず、好ましくはＬｉ２Ｏを含有しない。
【００３７】
ＺｎＯはガラスの高温での溶融性を向上するために含有してもよい場合があるが、その場合における含有量は好ましくは１％以下である。フロート法で製造する場合には、ＺｎＯの含有量は０．５％以下にすることが好ましい。ＺｎＯの含有量が０．５％を超えると、フロート成型時に還元し製品欠点となるおそれがある。典型的には、ＺｎＯを実質的に含有せず、好ましくはＺｎＯを含有しない。
【００３８】
ＴｉＯ２はガラス中に存在するＦｅイオンと共存することにより、可視光透過率を低下させ、ガラスを褐色に着色するおそれがあるので、含有するとしても１％以下であることが好ましい。典型的には、ＴｉＯ２を実質的に含有せず、好ましくはＴｉＯ２を含有しない。
【００３９】
ＳｎＯ２は耐候性の向上等のために含有してもよいが、その場合でも含有量は３％以下であることが好ましい。ＳｎＯ２の含有量は、より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１％以下、特に好ましくは０．５％以下である。典型的には、ＳｎＯ２を実質的に含有せず、好ましくはＳｎＯ２を含有しない。
【００４０】
Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３はフロート製造の場合、ガラス板のフロート面が還元され着色するおそれがあるので、含有するとしても、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の各含有量は、それぞれ０．５％以下であることが好ましい。典型的には、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３を実質的に含有せず、好ましくはＳｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３を含有しない。
【００４１】
また、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。ただし、タッチパネルなどディスプレイ装置の視認性を上げるためには、可視域に吸収をもつＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３など原料中の不純物として混入するような成分はできるだけ減らすことが好ましく、各々質量百分率表示で０．１５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下、特に好ましくは０．０５％以下である。
【００４２】
本実施形態のガラスからなるガラス板の製造方法は特に限定されないが、たとえば種々の原料を適量調合し、約１４００〜１７００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌などにより均質化し、フロート法、ダウンドロー法、プレス法等の適宜な方法によって板状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断して製造される。
【００４３】
ここで、本実施形態においては、成形したガラスに徐冷を行う際の平均冷却速度は特に限定されないが、徐冷時の平均冷却速度が大きいほど、溶融塩中のナトリウム濃度の上昇による化学強化ガラスの表面圧縮応力の低下割合を、より効果的に抑制することができる。この観点からは、当該平均冷却速度は、好ましくは２０℃／分以上であり、より好ましくは３０℃／分以上であり、さらに好ましくは４０℃／分以上である。
【００４４】
また、徐冷を行う際の平均冷却速度の上限も特に限定されないが、徐冷時の平均冷却速度が小さいほど、ガラスを化学強化した際により大きな表面圧縮応力を得ることができる。より詳細には、ガラスの平均冷却速度を小さくすると到達仮想温度が下がり、ガラスの密度は増加する。そして、ガラスの組成が同じであっても、より緻密になったガラスにイオン交換を行うと、侵入した径の大きいイオンによる表面圧縮応力の増大の効果がより大きくなる。すなわち、徐冷（冷却）をゆっくり行うほど（平均冷却速度が小さいほど）、表面圧縮応力は増加する。この観点からは、当該平均冷却速度は、好ましくは２００℃／分以下であり、より好ましくは１５０℃／分以下であり、さらに好ましくは１００℃／分以下である。
【００４５】
したがって、劣化塩の使用による表面圧縮応力の低下割合を良好に抑制することと、高い表面圧縮応力を得ることを両立する観点からは、徐冷時の平均冷却速度は２０℃／分〜２００℃／分であることが好ましく、３０℃／分〜１５０℃／分であることがより好ましく、４０℃／分〜１００℃／分であることがさらに好ましい。
【００４６】
ここで、本明細書における徐冷時の「平均冷却速度」とは、成形したガラスを徐冷するにあたり、ガラス転移温度（Ｔｇ）よりも５０℃高い温度（Ｔｇ＋５０℃）からガラス転移温度（Ｔｇ）よりも１００℃低い温度（Ｔｇ−１００℃）まで徐冷（冷却）した際の平均冷却速度をいい、ガラスを（Ｔｇ＋５０℃）から（Ｔｇ−１００℃）まで徐冷（冷却）するのに要した時間をｔ（分）として、１５０／ｔ（℃／分）として算出することができる。なお、これはガラスの徐冷をガラス転移温度（Ｔｇ）よりも１００℃低い温度（Ｔｇ−１００℃）までしか行わないことを意味するものではなく、ガラスは、例えば室温まで徐冷（冷却）されてもよい。
【００４７】
本実施形態のガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は、化学強化の際の応力緩和の観点からは、好ましくは５５０℃以上であり、より好ましくは６００℃以上である。また、ガラスの曲げ成形を行う場合、Ｔｇは低い方が良く、好ましくは７００℃以下であり、より好ましくは６５０℃以下である。
【００４８】
本実施形態のガラスにおいて、粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）は、好ましくは１７００℃以下であり、より好ましくは１６８０℃以下、さらに好ましくは１６７０℃以下、特に好ましくは１６５０℃以下である。粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）が１７００℃以下であると、ガラスの溶解時の泡品質が良好であり、製造性が良好なガラスとなるため好ましい。
【００４９】
本実施形態のガラスは、５０〜３５０℃の温度範囲における熱膨張係数が１００×１０−７℃−１以下であることが好ましく、９８×１０−７℃−１以下であることがより好ましく、９６×１０−７℃−１以下であることがさらに好ましい。当該熱膨張係数が１００×１０−７℃−１以下であると、割れの発生が効果的に抑制されたガラスとなるため好ましい。また、５０〜３５０℃の温度範囲における熱膨張係数の下限値は、特に限定されないが、当該熱膨張係数は、通常、８０×１０−７℃−１以上である。
【００５０】
本実施形態のガラスの比重は、特に限定されないが、クラック発生のしやすさの観点からは、２．４９以下であることが好ましい。
【００５１】
本実施形態のガラスは、板状（ガラス板）である場合、その板厚は、例えば２ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．８ｍｍ以下である。また、当該板厚は、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは０．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。ガラス板の板厚が０．３ｍｍ以上であると、化学強化処理により十分な強度向上の効果が得られる。また、ガラス板の板厚が２ｍｍ以下では、物理強化による強度向上は期待できないが、化学強化により顕著な強度向上が可能になる。
【００５２】
本実施形態のガラスには、化学強化処理を適用可能である。本実施形態のガラスを化学強化することにより、化学強化ガラス（以下において、本実施形態の化学強化ガラスともいう）を得ることができる。
【００５３】
本実施形態において、イオン交換処理（化学強化処理）に用いられる溶融塩は、ガラス表層のナトリウム（Ｎａ）と溶融塩中のカリウム（Ｋ）とをイオン交換できるものであれば特に限定されないが、たとえば溶融硝酸カリウム（ＫＮＯ３）が挙げられる。
溶融塩は、前記イオン交換を行えるようにするためにはＫを含有する溶融塩でなければならないが、本実施形態の目的を損なわないものであればそれ以外の制約はない。溶融塩としては、先に述べた溶融ＫＮＯ３が通常使用されるが、ＫＮＯ３以外にＮａＮＯ３を５％程度以下含有するものも一般的である。なお、Ｋを含有する溶融塩における陽イオン中のＫイオンの割合は、モル比で０．７以上であることが典型的である。
【００５４】
ガラスに所望の表面圧縮応力を有する化学強化層（圧縮応力層）を形成するためのイオン交換処理条件は、ガラス板であればその厚みなどによっても異なるが、３５０〜５５０℃の溶融ＫＮＯ３に２〜２０時間ガラス基板を浸漬させることが典型的である。経済的な観点からは３５０〜５００℃、２〜１６時間の条件で浸漬させることが好ましく、より好ましい浸漬時間は２〜１０時間である。
【００５５】
本実施形態においては、典型的には、ガラスを溶融塩に浸漬するイオン交換処理を行って化学強化ガラスとした後、その化学強化ガラスを当該溶融塩から取り出し、次に、別のガラスを同じ溶融塩に浸漬して化学強化ガラスとした後、その化学強化ガラスを当該溶融塩から取り出す、というようにイオン交換処理を繰り返す。このように同じ溶融塩を使用し続けながらイオン交換処理を繰り返すと、溶融塩中のナトリウム濃度が上昇する。すなわち、溶融塩の劣化が生じる。
【００５６】
本実施形態のガラスは、上述した特定範囲のガラス組成を有することにより、また、好ましくは上述した特定範囲の平均冷却速度での徐冷を経て製造されることにより、劣化塩を用いたイオン交換処理により化学強化を行っても、表面圧縮応力の低下割合を抑制でき、高い表面圧縮応力を得ることができる。なお、表面圧縮応力の低下割合とは、ナトリウムを含有しない又はナトリウム濃度が低い溶融塩を用いてイオン交換処理した化学強化ガラスの表面圧縮応力に対して、ナトリウム濃度が上昇した溶融塩（劣化塩）を用いてイオン交換処理した化学強化ガラスの表面圧縮応力が低下した割合を表す。ここで、表面圧縮応力の低下割合は、たとえば、下記のＣＳ１とＣＳ２との比ＣＳ２／ＣＳ１の値によって評価することができる。
【００５７】
本実施形態のガラスからなり、板厚が０．７ｍｍのガラス板に対して、１００質量％の硝酸カリウムを含む溶融塩を用いて４２５℃で６時間イオン交換処理して得られる化学強化ガラスの表面圧縮応力をＣＳ１とする。また、同じガラス板に対して、５質量％の硝酸ナトリウム及び９５質量％の硝酸カリウムを含む溶融塩を用いて４２５℃で６時間イオン交換処理して得られる化学強化ガラスの表面圧縮応力をＣＳ２とする。これらＣＳ１とＣＳ２との比ＣＳ２／ＣＳ１が大きいほど、表面圧縮応力の低下割合は小さいといえる。
【００５８】
本実施形態において、ＣＳ２／ＣＳ１は、好ましくは０．６５以上であり、より好ましくは０．６７以上であり、さらに好ましくは０．６８以上であり、特に好ましくは０．７０以上である。ＣＳ２／ＣＳ１が０．６５以上であると、劣化塩の使用による表面圧縮応力の低下割合が十分に小さいものであるといえる。
【００５９】
本実施形態の化学強化ガラスの表面圧縮応力は、典型的には２００ＭＰａ以上であるが、カバーガラスなどにおいては５００ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは５５０ＭＰａ以上、特に好ましくは６００ＭＰａ超である。また、当該表面圧縮応力は、典型的には１２００ＭＰａ以下である。
【００６０】
本実施形態の化学強化ガラスの圧縮応力層厚みは、典型的には１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ超である。また、当該圧縮応力層厚みは、典型的には１００μｍ以下である。
【００６１】
また、本実施形態のガラスからなり、板厚が０．４〜１．０ｍｍであるガラス板を化学強化して得られる化学強化ガラスの表面圧縮応力は、好ましくは６００ＭＰａ以上であり、より好ましくは７００ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは７５０ＭＰａ以上である。また、当該化学強化ガラスの表面圧縮応力は、典型的には１０００ＭＰａ以下である。また、当該化学強化ガラスの圧縮応力層厚みは、好ましくは２０μｍ以上であり、より好ましくは２５μｍ以上であり、さらに好ましくは３０μｍ以上である。また、当該化学強化ガラスの圧縮応力層厚みは、典型的には８０μｍ以下である。
【００６２】
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。
【００６３】
本実施形態の化学強化ガラスは、例えば、タブレット型端末、ノート型パーソナルコンピューター、スマートフォン及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及びタッチセンサーガラス、カメラ、ゲーム機、携帯音楽プレーヤー等の電子機器のカバーガラス、液晶テレビ及びパーソナルコンピューターのモニター等のカバーガラス、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ることができる。
【００６４】
なお、本実施形態のガラス及び化学強化ガラスは、典型的には板状（ガラス板）であるが、適用される製品や用途等に応じて、板状以外の形状、たとえば、外周の厚みが異なる縁取り形状などを有していても良い。また、上記ガラス板は、２つの主面と、これらに隣接して板厚を形成する端面とを有し、２つの主面は互いに平行な平坦面を形成していてもよい。ただし、ガラス板の形態はこれに限定されず、例えば２つの主面は互いに平行でなくともよく、また、２つの主面の一方又は両方の全部又は一部が曲面であってもよい。より具体的には、ガラス板は、例えば、反りの無い平板状のガラス板であってもよく、また、湾曲した表面を有する曲面ガラス板であってもよい。
【実施例】
【００６５】
以下において、実施例及び比較例に基づき、本発明につきより詳細に説明する。【００６６】
〔実験１〕
（ガラスの作製）
表１〜４に示す例１〜１９のそれぞれについて、各成分の原料を表のＳｉＯ２からＢａＯまでの欄にモル％表示で示した組成となるように調合し、白金るつぼを用いて１５５０〜１６５０℃の温度で３〜５時間溶解した。溶解にあたっては、白金スターラを溶融ガラス中に挿入し、２時間撹拌してガラスを均質化した。【００６７】
得られた溶融ガラスを型材に流し込んで板状に成形し、Ｔｇ＋５０℃の温度で１時間保持した後、０．５℃／分の冷却速度で一度室温まで徐冷し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工して、サイズが２．０ｍｍ×２．０ｍｍ、厚みが０．７ｍｍである板状のガラスを得て、メッシュベルト式連続炉（ＫＯＹＯ  ＬＩＮＤＢＥＲＧ社製）にて、再びＴｇ＋５０℃まで温度を上げてから、４０℃／分の冷却速度で室温まで冷却し、ガラス板を得た。【００６８】
（ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定）
各ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は次のようにして測定した。すなわち、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移温度とした。ただし、下線を付した斜体で表示された数値は、ガラスの組成から計算した値である。その結果を表１〜４に示す。【００６９】
（粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）の測定）
各ガラスの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）は、回転式粘度計を用いて測定した。ただし、下線を付した斜体で表示された数値は、ガラスの組成から計算した値である。その結果を表１〜４に示す。【００７０】
（比重）
各ガラスの比重は、アルキメデス法で測定した。ただし、下線を付した斜体で表示された数値は、ガラスの組成から計算した値である。その結果を表１〜４に示す。【００７１】
（熱膨張係数）
各ガラスの熱膨張係数は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）により、５０〜３５０℃の平均線熱膨張係数として求めた。ただし、下線を付した斜体で表示された数値は、ガラスの組成から計算した値である。その結果を表１〜４に示す。【００７２】
（ＣＳ１及びＤＯＬ１の測定）
各ガラスに、ＫＮＯ３の含有割合が１００質量％であり、温度が４２５℃である溶融塩に６時間浸漬するイオン交換を行って化学強化ガラスとし、その表面圧縮応力ＣＳ１（単位：ＭＰａ）及びその圧縮応力層厚みＤＯＬ１（単位：μｍ）を測定した。なお、ＣＳ１及びＤＯＬ１は折原製作所社製表面応力計ＦＳＭ−６０００にて測定した。その結果を表１〜４に示す。【００７３】
（ＣＳ２の測定）
また、各ガラスに、ＫＮＯ３の含有割合が９５質量％、ＮａＮＯ３の含有割合が５質量％であり、温度が４２５℃である溶融塩に６時間浸漬するイオン交換を行って化学強化ガラスとし、その表面圧縮応力ＣＳ２（単位：ＭＰａ）を測定した。なお、ＣＳ２は折原製作所社製表面応力計ＦＳＭ−６０００にて測定した。その結果を表１〜４に示す。【００７４】
（ＣＳ２／ＣＳ１）
また、各例について、測定したＣＳ１及びＣＳ２の値からＣＳ２／ＣＳ１を算出した。その結果を表１〜４に示す。【００７５】
例１〜例１５は実施例であり、例１６〜例１９は比較例である。【００７６】
【表１】
2016104446.tif 000002
【００７７】
【表２】
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【００７８】
【表３】
2016104446.tif 000004
【００７９】
【表４】
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【００８０】
例１〜例１５の化学強化ガラスは、いずれもＣＳ２／ＣＳ１が０．６５以上と高く、劣化塩の使用による表面圧縮応力の低下割合が十分に小さいものであった。また、例えばモバイル用カバーガラスに用いられる化学強化ガラスは、通常、表面圧縮応力が６００ＭＰａ以上であることが求められる。例１〜例１５の化学強化ガラスは、ＣＳ２がいずれも６００ＭＰａ以上であり、この要求を満たすものであった。さらに、例１〜例１５のガラスは、粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）がいずれも十分に低いものであり、ガラスの溶解時の泡品質にも優れており、製造性の良好なガラスであった。【００８１】
例１６のガラスは、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０．３１と高いものである。その結果、例１６の化学強化ガラスは、ＣＳ２が６００ＭＰａよりも低く、上記要求を満たすものではなかった。【００８２】
例１７のガラスは、Ｋ２Ｏを含有せず、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０である。その結果、例１７の化学強化ガラスは、ＤＯＬ１が２６．１μｍと、例１〜例１５の化学強化ガラスのＤＯＬ１と比較して低いものであり、化学強化が入りにくく、製造性に劣るものであった。【００８３】
例１８のガラスは、ＳｉＯ２の含有量が６８．６％と高いものである。その結果、例１８の化学強化ガラスの化学強化特性は良好であったが、例１８のガラスは粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）が１７５１℃と高いものであり、ガラスの溶解時の泡品質が悪く、製造性に劣るものであった。【００８４】
例１９のガラスは、２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２が０．４８と高いものである。その結果、例１９の化学強化ガラスは、ＣＳ２／ＣＳ１が０．５７と低く、劣化塩の使用による表面圧縮応力の低下割合が大きかった。【００８５】
〔実験２〕
ガラスの徐冷時の平均冷却速度を０．１℃／分、１℃／分、２３℃／分、５１℃／分又は３５０℃／分と変更した以外は、例９の化学強化ガラスの作製手順と同様にして、化学強化ガラスを作製した。また、ガラスの徐冷時の平均冷却速度を０．１℃／分、１℃／分、２３℃／分、５１℃／分又は３５０℃／分と変更した以外は、例１６の化学強化ガラスの作製手順と同様にして、化学強化ガラスを作製した。【００８６】
作製した各ガラスについて、実験１と同様にして、ＣＳ１、ＤＯＬ１、ＣＳ２、及びＣＳ２／ＣＳ１を測定あるいは算出した。その結果を表５に示す。【００８７】
また、各ガラスの到達仮想温度の定義方法を記す。任意の温度でガラスが熱力学的に平衡状態になるまで熱処理をし、１００００℃／分以上の冷却速度でガラスを室温まで急冷すると、その熱処理温度での構造で凍結させたガラスが得られる。この時の熱処理温度が、そのガラスの仮想温度として定義される。急冷して得られたガラスの屈折率を測定し、仮想温度と屈折率の検量線を作成した。ここで、例９では、５８０℃、６００℃、６１０℃、６２５℃、及び６３５℃の各熱処理温度で、例１６では、５７０℃、５９０℃、６００℃、６１５℃、及び６２５℃の各熱処理温度で、熱処理を行い、検量線を作成した。そして、表５に示す平均冷却速度で冷却したサンプルの屈折率を測定し、あらかじめ作成した検量線を用いて、到達仮想温度を定義した。その結果を表５に示す。【００８８】
【表５】
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【００８９】
また、図１に、例９及び例１６のガラスについての、平均冷却速度の対数（横軸）と、ＣＳ１及びＣＳ２／ＣＳ１（縦軸）との関係を表す片対数グラフを示す。【００９０】
表５及び図１に示されるように、例９のガラスにおいては、平均冷却速度が大きくなるほどＣＳ２／ＣＳ１の値が大きくなることがわかる。また、表５に示されるように、平均冷却速度が大きくなるほど到達仮想温度も高くなることがわかる。特に、例９のガラス転移温度（６０７℃）は、平均冷却速度が２３℃／分の場合の到達仮想温度（６０４．０℃）と平均冷却速度が５１℃／分の場合の到達仮想温度（６１２．６℃）の間にあるが、図１に示されるように、ＣＳ２／ＣＳ１の値は、この平均冷却速度が２３℃〜５１℃の範囲において、急激に増大することがわかる。また、ＣＳ２／ＣＳ１の値は、平均冷却速度が５１℃／分を超える範囲においても徐々に増大するが、平均冷却速度が２００℃／分付近を超える範囲では増大の幅が小さくなることがわかる。【００９１】
一方、表５及び図１に示されるように、例９のガラスにおいては、平均冷却速度が大きくなるほどＣＳ１の値は小さくなることがわかる。特に、例９のガラス転移温度（６０７℃）は、平均冷却速度が２３℃／分の場合の到達仮想温度（６０４．０℃）と平均冷却速度が５１℃／分の場合の到達仮想温度（６１２．６℃）の間にあるが、図１に示されるように、ＣＳ１の値は、この平均冷却速度が２３℃〜５１℃の範囲において、急激に減少することがわかる。また、ＣＳ１の値は、平均冷却速度が５１℃／分を超える範囲においても徐々に減少していくことがわかる。【００９２】
また、例１６のガラスについても、同様の傾向があることがわかる。【００９３】
したがって、ＣＳ２／ＣＳ１の値が高く、また、ＣＳ１の値が高い範囲が好ましいことを考慮すると、平均冷却速度は、２０℃／分〜２００℃／分付近であることが好ましいことがわかる。【００９４】
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、２０１４年１２月２６日付けで出願された日本特許出願（特願２０１４−２６６０９８）に基づいており、その全体が引用により援用される。
【図１】
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【国際調査報告】
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