(57)【要約】【課題】高い硬度と高い湾曲性を両立することができるガラス片を提供する。【解決手段】硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を異なる条件で複数回浸潤すること、すなわち、第一浸潤行程で硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を浸潤し、第二浸潤行程で、第一浸潤行程の浸潤液よりも低温の浸潤液を用い、第一浸潤工程の浸潤時間よりも長い時間、ガラス片を浸潤することで、高い硬度と高い湾曲性を両立するガラス片を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を浸潤する第一浸潤工程と、
前記第一浸潤行程の浸潤液よりも低温の浸潤液を用い、前記第一浸潤工程の浸潤時間よりも長く前記ガラス片を浸潤する第二浸潤工程と、
を含むことを特徴とする、
ガラス片の強化方法。
【請求項２】
前記第一浸潤工程における浸潤液の温度は、４００℃以上であり、
前記第一浸潤工程における浸潤時間は、３０分以上９０分以下であり、
前記第二浸潤工程における浸潤液の温度は、３４０℃以上４００℃未満であり、
前記第二浸潤工程における浸潤時間は、２時間以上３時間未満であることを特徴とする、
請求項１に記載のガラス片の強化方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガラス片の強化方法を用いて強化されたガラス片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス片の強化方法及びこの強化方法で強化されたガラス片に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、化学強化されたガラス組成物が知られている。例えば、特許文献１には、化学強化のアルカリアルミノシリケートガラス用ガラス組成物及びその製造法が記載されている。この化学強化のアルカリアルミノシリケートガラスは、タッチディスプレイ、太陽電池用カバーガラス及び積層安全ガラスに用いられる高強度のカバーガラスに適している。
【０００３】
しかしながら、上述したガラス組成物では、一般的なガラスと比較して高強度であるが、大きく湾曲させることができず、大きく湾曲させた際には、湾曲部が破損する可能性があるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５３１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、高硬度でありながら、大きく湾曲させることができるガラス片に強化する強化方法及びこの強化方法で強化されたガラス片を提供することを主目的とする。
【０００６】
本発明者は、上述した主目的を達成するために、硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を異なる条件で複数回浸潤することにより、高硬度でありながら、大きく湾曲させることができるガラス片の強化方法を見いだすことにより、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明のガラス片の強化方法は、
硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を浸潤する第一浸潤工程と、
前記第一浸潤行程の浸潤液よりも低温の浸潤液を用い、前記第一浸潤工程の浸潤時間よりも長く前記ガラス片を浸潤する第二浸潤工程と、
を含むことを特徴とする、
ものである。
【０００８】
本発明のガラス片の強化方法は、硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を浸潤する第一浸潤工程と、  前記第一浸潤行程の浸潤液よりも低温の浸潤液を用い、前記第一浸潤工程の浸潤時間よりも長く前記ガラス片を浸潤する第二浸潤工程と、を含むことにより、高硬度でありながら、大きく湾曲させることができる。
【０００９】
本発明のガラス片の強化方法において、第一浸潤行程における浸潤液の温度は、４００℃以上が好ましく、４１０℃以上がより好ましい。また、第一浸潤行程における浸潤時間は、１０分以上１００分以下が好ましく、３０分以上９０分以下がより好ましい。
【００１０】
本発明のガラス片の強化方法において、第二浸潤行程における浸潤液の温度は、３３４℃以上４００℃未満が好ましく、３４０℃以上４００℃未満がより好ましい。浸潤液に含まれる硝酸カリウムの融点は３３３℃から３３４℃であるため、３３４℃以上が好ましい。また、第二浸潤行程における浸潤時間は、１１０分以上３時間未満であることが好ましく、２時間以上３時間未満であることがより好ましい。浸潤時間を３時間以上とした場合には、ガラス片が変形する可能性が高まるため好ましくなく、浸潤時間を１１０分未満とすると、十分な湾曲性が得られないため好ましくない。
【００１１】
本発明のガラス片の強化方法において、ガラス片の厚さは、０．２ミリメートル以上２．０ミリメートル以下が好ましく、０．４ミリメートル以上１．５ミリメートル以下がより好ましい。厚さが０．２ミリメートル未満の場合では十分な強度が得られないため好ましくなく、２．０ミリメートルより大きい場合には十分な湾曲性が得られないため好ましくない。
【００１２】
このような条件が好ましい理由は明らかではないが、発明者が種々の条件で実験を繰り返した結果、このような条件でガラス強化を行った場合に、高い硬度（鉛筆法における９H以上）の硬度を有しながら、長さ１１センチメートル、厚さ１．０ミリメートルのガラス片の一方端と他方端とが当接するように曲げた場合であっても、湾曲部にひび割れや白濁が生じない屈曲性を有するという、堅く、かつ、湾曲しやすいガラス片を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態の一例であるガラス片の強化方法について、詳細に説明する。このガラス片の強化は、ガラス片を硝酸カリウムプールに浸潤させる第一浸潤工程と、第一浸潤工程よりも低い温度の硝酸カリウムプールを用い、第一浸潤工程の浸潤時間よりも長時間浸潤させる第二浸潤工程と、を含む。このように、ガラス片を硝酸カリウムに浸潤して強化する際、二回浸潤液に浸潤させ、このとき、二回目に浸潤する際の浸潤液の温度を一回目に浸潤する際の浸潤液の温度より低くし、かつ、浸潤時間を一回目に浸潤する際の浸潤時間よりも長くすることにより、高い硬度と高い湾曲性が両立するガラス片を製造することができる。一般的に、ガラス内部のアルカリイオンを他のアルカリイオンでイオン交換することにより、ガラス片の硬度を高めることが知られているが、このイオン交換の回数を複数回とし、１回目よりも２回目を低温で、かつ、長時間行うことにより、ガラス片の硬度を高めると同時に、湾曲性を高めることができることを本発明者は見いだした。
【００１４】
まず、強化するガラス片を準備する。このガラス片は、種々のアルカリアルミノシリケートガラスを用いることができるが、例えば、ガラス片の内部に酸化アルミニウム成分を多く含むものがより好ましい。ガラス片の内部に酸化アルミニウム成分を多く含む場合には、ガラス片がより強化しやすくなるため好ましい。
【００１５】
次に、粉状の硝酸カリウムを４１０℃に熱して溶かしたプールにガラス片を入れ、１時間浸潤する（第一浸潤行程）。
【００１６】
続いて、粉状の硝酸カリウムを３８０℃に熱して溶かしたプールにガラス片を入れ、３時間浸潤する（第二浸潤行程）。
【００１７】
最後に、３時間浸潤したガラス片を常温の水で洗浄する。こうすることにより、高い硬度と高い湾曲性を有するガラス片を製造することができる。
【００１８】
長さ１１センチメートル、幅５．５センチメートル、厚さ１．０ミリメートルに成形したガラス片を長さ方向で湾曲させ、長辺方向の一端側と他端側とを互いに当接することを確認し、高い湾曲性を確認した。
【００１９】
また、硬度については、ＪＩＳ規格で規定された鉛筆法を用いて、硬度９Ｈ以上であることを確認し、高い硬度を有することを確認した。
【００２０】
以上の結果より、第一浸潤行程で硝酸カリウムを含む浸潤液にガラス片を浸潤し、第二浸潤行程で、第一浸潤行程の浸潤液よりも低温の浸潤液を用い、第一浸潤工程の浸潤時間よりも長い時間、ガラス片を浸潤することで、高い硬度と高い湾曲性を有するガラス片を実現した。従来の常識では、ガラス強化することにより硬度を高めると、湾曲性が低下すると考えられていたが、ガラス片を強化する際に、特定の条件で硝酸カリウムを含む浸潤液に二回浸潤することにより、高い硬度と高湾曲性の両立を実現した。
【００２１】
このとき、第一浸潤工程における浸潤液の温度を４００℃以上とし、浸潤時間を３０分以上９０分以下とし、第二浸潤工程における浸潤液の温度を３４０℃以上４００℃未満とし、浸潤時間を２時間以上３時間未満とすることにより、高い硬度と高い湾曲性が両立できることを確認した。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
上述した実施の形態で示すように、ガラス強化方法、特に、アルカリアルミノシリケートガラスの強化に用いることができる。