(57)【要約】【課題】  薄膜であっても材料の撓みが少なくて下部液晶画面への接触を確実に防止することができる、携帯電話の表示部や各種機器のデジタル表示部等を保護するためのカバーシート用ガラスを提供すること。【解決手段】  主成分としてSiO2：６０〜７５WT%、Al2O3：２〜８WT%、Na2O：１０〜１８WT%、K2O：１〜５WT%、CaO：４〜１０WT%、B2O3：1〜５WT%、MgO：１〜５WT%からなるガラスを化学強化処理したカバーシート用ガラス。また、ガラス中に成形性向上成分として、フッ素、砒素、アンチモンの１種または２種以上を添加することもできる。得られたガラスは、表面に10μm以上の化学強化層が形成されて、10kg/mm2以上の表面圧縮応力値を有しており撓みにくく、かつ傷も付きにくいものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分としてSiO2：６０〜７５WT%、Al2O3：２〜８WT%、Na2O：１０〜１８WT%、K2O：１〜５WT%、CaO：４〜１０WT%、B2O3：1〜５WT%、MgO：１〜５WT%からなるガラスを化学強化処理したことを特徴とするカバーシート用ガラス。
【請求項２】
ガラス中に成形性向上成分として、フッ素、砒素、アンチモンの１種または２種以上が添加されている請求項１に記載のカバーシート用ガラス。
【請求項３】
フッ素、砒素、アンチモンは、ガラス重量を１００部とし、Ｆとして０．０５〜３部、As2O3として０．０５〜１部、Sb2O5として０．０５〜１部の割合で添加されている請求項２に記載のカバーシート用ガラス。
【請求項４】
ガラス表面に10μm以上の化学強化層が形成されて、10kg/mm2以上の表面圧縮応力値を有している請求項１または２または３に記載のカバーシート用ガラス。
【請求項５】
硝酸カリウム、硝酸ナトリウムなどの硝酸塩からなる強化塩浴により化学強化処理が施されている請求項１に記載のカバーシート用ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話の表示部や各種機器のデジタル表示部等を保護するためのカバーシート用ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話の表示部や各種機器のデジタル表示部等を保護するためのカバーシートとしては、アクリル板などの樹脂を使用するのが一般的である。一方、最近では携帯電話の薄型化にともない、カバーシートの薄膜化も同時に進んでいるのが現状であり、この結果、カバーシートとその裏面側に位置する液晶画面との空間的距離も狭くなってきている。
【０００３】
しかしながら、前述のように、カバー樹脂の薄膜化を行った場合は、従来よりもアクリル板シートのたわみ量が大きくなるため、その下部にある液晶画面への接触等による製品の破損が懸念されるという新たな問題点が生じてきた。そこで、従来のアクリル板などの樹脂シートに代わり、薄くても十分な耐撓み性を有しており、かつ耐加傷性、耐候性、透明性などにも優れた新しいカバーシートの開発が求められていた。
【特許文献１】実開平５-４５５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような問題点を解決して、薄膜であっても材料の撓みが少なくて下部液晶画面への接触を確実に防止することができ、しかも耐加傷性、耐候性、透明性などにも優れているカバーシート用ガラスを提供することを目的として完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた本発明のカバーシート用ガラスは、主成分としてSiO2：６０〜７５WT%、Al2O3：２〜８WT%、Na2O：１０〜１８WT%、K2O：１〜５WT%、CaO：４〜１０WT%、B2O3：1〜５WT%、MgO：１〜５WT%からなるガラスを化学強化処理したことを特徴とするものである。
また、ガラス中に成形性向上成分として、フッ素、砒素、アンチモンの１種または２種以上を添加することが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のカバーシート用ガラスは、特定の組成からなるガラスを化学強化処理して表面に化学強化層を形成したので、薄くても十分な耐撓み性を有しており液晶部分とカバー材との接触を防止して、表示部分機器の破損を防止することとなる。
特に、携帯電話へ設置する場合は、表示部分とカバーの距離を近くできるため、従来よりも薄型の設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を示す。
カバーシートを構成するベースガラスは、SiO2：６０〜７５WT%、Al2O3：２〜８WT%、Na2O：１０〜１８WT%、K2O：１〜５WT%、CaO：４〜１０WT%、B2O3：1〜５WT%、MgO：１〜５WT%を主成分とする。
SiO2：６０〜７５WT%としたのは、６０WT%未満ではガラス化しにくく、７５WT%より多いと溶融温度が高く生産性が悪いからである。Al2O3：２〜８WT%としたのは、２WT%未満ではガラス化しにくく、８WT%より多いと溶融温度が高く生産性が悪いからである。Na2O：１０〜１８WT%としたのは、１０WT%未満では溶融温度が高く生産性が悪くなり、１８WT%より多いと耐水性が落ちるからである。K2O：１〜５WT%としたのは、１WT%未満では溶融温度が高く生産性が悪く、１０WT%より多いと耐水性が落ちるからである。CaO：４〜１０WT%としたのは、４WT%未満ではガラス作業温度範囲が狭くなり、１０WT%より多いとガラス化しにくいからである。B2O3：1〜５WT%としたのは、１WT%未満ではガラス溶融性が低く、５WT%より多いと耐水性が落ちるからである。MgO：１〜５WT%としたのは、１WT%未満ではガラス作業温度範囲が狭くなり、５WT%より多いと溶融温度が高くなるからである。
【０００８】
また、ガラス中に成形性向上成分、泡発生防止成分として、フッ素、砒素、アンチモンの１種または２種以上を添加することもできる。
これらフッ素、砒素、アンチモンは、ガラス重量を１００部とし、Ｆとして０．０５〜３部、好ましくは０．１〜１部、As2O3として０．０５〜１部、好ましくは０．１〜０．６部、Sb2O5として０．０５〜１部、好ましくは０．１〜０．６部の割合で添加する。
【０００９】
本発明は、このようなガラスを化学強化処理してカバーシート用ガラスとする。
化学強化処理は、硝酸カリウム、硝酸ナトリウムなどの硝酸塩（単独または混合物）からなる強化塩浴により施すことができる。その他、過塩素酸塩、塩素酸塩、クロム酸塩、アンチモン酸塩などを添加してもよい。
処理温度は３３０〜５８０℃の範囲、処理時間は２〜２４時間の範囲で化学強化処理を行う。３３０℃未満ではガラス成分中のイオンの熱交換スピードが遅く作業効率性が悪く、５８０℃より高いと溶融塩の分解が進み、安定した処理ができないからである。更に、被強化ガラス表面にヤケの現象が発生したり、製品形状が変形する可能性もある。
この化学強化処理により、ガラス表面に10μm以上の化学強化層が形成されて、10kg/mm2以上の表面圧縮応力値を有しているカバーシート用ガラスが得られる。
なお、処理対象とするガラス材を予備加熱で３００℃程度に加熱しておくと、ヒートショックによる破損が低減するので好ましい。
【００１０】
以上の説明からも明らかなように、本発明は主成分としてSiO2：６０〜７５WT%、Al2O3：２〜８WT%、Na2O：１０〜１８WT%、K2O：１〜５WT%、CaO：４〜１０WT%、B2O3：1〜５WT%、MgO：１〜５WT%からなるガラスを化学強化処理したカバーシート用ガラスであり、ガラス表面に10μm以上の化学強化層が形成されて、10kg/mm2以上の表面圧縮応力値を有しているため、薄くても撓みが少なく下面の液晶画面への接触を防止するので、液晶表示部を傷つけることがなくなる。この結果、携帯電話等をより薄型のものとすることが可能である。しかも、表面硬度が通常のガラス表面より硬いため耐加傷性にも優れており、また、耐候性、透明性などにも優れていてカバーシートとしては大いに有用性を発揮することができる。
【実施例】
【００１１】
表１に示すガラス組成となるように調合した原料を白金ルツボに投入し、電気炉中で約１５００℃で溶融した後、カーボン型に流し出しプレス成形した。
これらのガラスプレスサンプルを４０mm角の板状サンプルに加工し、両面を鏡面まで研磨加工した。これらの組成範囲におけるガラスがテスト的に問題なく溶融成形できる事を確認した（実施例１〜３）。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
次に、実施例２の組成ガラスについて、研磨品基材を３３０〜５８０℃に保持されたＫＮＯ３（硝酸カリウム）の浴槽中に４時間〜２４時間浸漬して化学強化処理を施した。
この結果、表２に示されるように、化学強化処理条件において強化塩浴の温度が３３０℃未満では十分に強化が導入されず、また５８０℃より高い温度ではガラス表面に侵食が見られることが判明した。よって化学強化処理条件は、３３０〜５８０℃、より好ましくは３８０〜５００℃と考えられる。
【００１４】
【表２】
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【００１５】
また、得られたガラス基材の強化状態をみるため、表面応力計により表面圧縮応力の測定を行った。結果は、表３に示すように、ガラス表面に化学強化層が10μm以上、表面圧縮応力値で10kg/mm2以上導入された非常に強度の高いものであることが確認できた。
【００１６】
【表３】
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【００１７】
各材料のヤング率は、アクリル樹脂：3200Mpa、本発明のガラス：7800〜8600Mpaであり、これらヤング率の値Eはユーイングの式から、以下のように求められる。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
ここで、L；試料の長さ（支点間の距離）
a；試料の厚さ
b；試料の幅
M；荷重
e；中点降下距離
このように、中点降下距離eはヤング率Eの関数で表され、しかもヤング率Eに反比例するため、本発明のガラスがアクリル板に比較して、同荷重に対してたわみ量が小さいことがわかる。
【００２０】
次に、実施例２のガラスとアクリル板の荷重による撓みテストを行った。
撓み量は、図１に示すように、中点にステンレス製の釣り糸で分銅を吊り下げ、荷重に対するサンプルの変形量（ｍｍ）を測定した。結果は、表４および図２に示すとおりであり、本発明のガラスがアクリル板に比較して、同荷重に対してたわみ量が小さいことが確認できた。
【００２１】
【表４】
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【００２２】
次に、表５に示すガラス組成となるように調合した原料を白金ルツボに投入し、電気炉中で約１４５０℃で溶融した後、カーボン型に流し出しプレス成形した。これらのガラスプレスサンプルを１００mm角の板状サンプルに研磨加工した。得られたガラスを目視検査して泡数を測定した。
実施例２を除いて、実施例４〜実施例１５は、成形性向上成分として、フッ素、砒素、アンチモンの１種または２種以上を添加したものであるが、フッ素、砒素、アンチモンを添加したものは、泡数が少ないことが確認できた。
【００２３】
【表５】
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【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】撓み量（変移量）の測定方法を示す説明図である。
【図２】荷重量と変移量の関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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