(57)【要約】      （修正有）【課題】面内に物体が高速で陥入することによる破損と端面に衝撃が加わることによる破損とを同時に低減し得る強化ガラスの提案。【解決手段】表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、厚み方向の圧縮応力のピークが、表面から３μｍ以上離間した位置にある強化ガラス。更に、内部の引っ張り応力が６７ＭＰａ以下である強化ガラス。ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ２  ５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  ５〜２５％を含有する強化ガラス。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、厚み方向の圧縮応力のピークが、表面から３μｍ以上離間した位置にあることを特徴とする強化ガラス。
【請求項２】
内部の引っ張り応力が６７ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス。
【請求項３】
ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ２  ５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  ５〜２５％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス。
【請求項４】
液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項５】
１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１３００℃以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項６】
３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が９５×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項７】
板状であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項８】
厚みが０．１〜２．０ｍｍであり、圧縮応力層の圧縮応力値が１００ＭＰａ以上、圧縮応力層の厚みが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項９】
オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項１０】
タッチパネルディスプレイ、携帯電話のカバーガラス、又はディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の強化ガラス。
【請求項１１】
強化用ガラスに対して、イオン交換処理を複数回行うことにより、表面に圧縮応力層を形成すると共に、厚み方向の圧縮応力のピークを表面から５μｍ以上離間させることを特徴とする強化ガラスの製造方法。
【請求項１２】
強化用ガラスに対して、イオン交換処理を２回行うことを特徴とする請求項１１に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項１３】
２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量が５質量％以上であることを特徴とする請求項１２に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項１４】
２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量が、１回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量よりも多いことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の強化ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス及びその製造方法に関し、特に、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、タッチパネルディスプレイのカバーガラスに好適な強化ガラス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話（特にスマートフォン）、デジタルカメラ、ＰＤＡ、タッチパネルディスプレイ、大型テレビ、非接触給電等のデバイスは、益々普及する傾向にある。
【０００３】
これらの用途には、イオン交換処理した強化ガラスが用いられている（特許文献１、非特許文献１参照）。また、近年では、デジタルサイネージ、マウス、スマートフォン等の外装部品に強化ガラスを使用することが増えてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８３０４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３８００号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】泉谷徹郎等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の通り、スマートフォンのカバーガラスには、強化ガラスが使用されているが、このカバーガラスは破損する場合がある。
【０００７】
本発明者の解析によると、カバーガラスの破損は、主に２種類のモードで発生する。すなわち、カバーガラスの破損は、（１）面内に鋭利且つ高硬度の物体が高速で陥入することによる破損と、（２）端面に衝撃が加わることによる破損とに大別される。
【０００８】
（１）のモードの破損を低減する対策として、内部の引っ張り応力を低減することが有効であると考えられる。（２）のモードの破損を低減する対策として、端面に存在するクラックが進展しないように、端面の応力深さを大きくすることが有効であると考えられる。
【０００９】
しかし、（１）のモードの破損と（２）のモードの破損を同時に低減することは困難である。具体的に言えば、（１）のモードの破損を低減するために、内部の引っ張り応力を低減すると、端面の応力深さが小さくなり、（２）のモードの破損が発生し易くなる。また、（２）のモードの破損を低減するために、応力深さを大きくすると、内部の引っ張り応力が大きくなり、（１）のモードの破損が発生し易くなる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、面内に物体が高速で陥入することによる破損と端面に衝撃が加わることによる破損とを同時に低減し得る強化ガラスを創案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、種々の検討を行った結果、強化ガラスの厚み方向の圧縮応力のピーク位置（圧縮応力が極大になる位置）を表面ではなく、深部とすることにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスであって、厚み方向の圧縮応力のピークが、表面から３μｍ以上離間した位置にあることを特徴とする。ここで、「厚み方向の圧縮応力のピーク」は、例えば、ＧＤ−ＯＥＳ（Ｇｌｏｗ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ―Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Sｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：例えば、堀場製作所製ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）を用いて、厚み方向のＫイオンの強度を測定することにより求めることができる。
【００１２】
厚み方向の圧縮応力のピークを表面から３μｍ以上離間した位置に形成すれば、十分な応力深さを確保した上で、内部の引っ張り応力を低減することができる。更に端面強度のばらつきを低減し得るため、端面に衝撃が加わることによる破損確率を大幅に低減することができる。結果として、面内に鋭利且つ高硬度の物体が高速で陥入することによる破損と端面に衝撃が加わることによる破損とを同時、且つ効果的に低減することができる。
【００１３】
第二に、本発明の強化ガラスは、内部の引っ張り応力が６７ＭＰａ以下であることが好ましい。ここで、内部の引っ張り応力は、下記の数式１により算出される値を指す。「圧縮応力層の圧縮応力値」及び「応力深さ」は、表面応力計（例えば、折原製作所社製ＦＳＭ−６０００）を用いて、試料を観察した際に、観察される干渉縞の本数とその間隔から算出される値を指す。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
第三に、本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ２  ５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  ５〜２５％を含有することが好ましい。ガラス組成中にＡｌ２Ｏ３とアルカリ金属酸化物（特にＮａ２Ｏ）を所定量導入することにより、イオン交換性能、耐失透性、耐熱衝撃性を高めることができる。
【００１６】
第四に、本発明の強化ガラスは、液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、「液相粘度」は、液相温度における粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を指す。
【００１７】
第五に、本発明の強化ガラスは、１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１３００℃以下であることが好ましい。ここで、「１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００１８】
第六に、本発明の強化ガラスは、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が９５×１０−７／℃以下であることが好ましい。ここで、「３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、平均熱膨張係数を測定した値を指す。
【００１９】
第七に、本発明の強化ガラスは、板状であることが好ましい。つまりガラス板であることが好ましい。
【００２０】
第八に、本発明の強化ガラスは、厚みが０．１〜２．０ｍｍであり、圧縮応力層の圧縮応力値が１００ＭＰａ以上、応力深さが１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
第九に、本発明の強化ガラスは、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。ここで、「オーバーフローダウンドロー法」は、耐熱性の成形体の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを成形体の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を製造する方法である。オーバーフローダウンドロー法では、ガラス板の表面となるべき面は成形体の表面に接触せず、自由表面の状態で成形される。このため、未研磨で表面品位が良好なガラス板を安価に製造することができる。
【００２２】
第十に、本発明の強化ガラスは、タッチパネルディスプレイ、携帯電話のカバーガラス、又はディスプレイの保護部材に用いることが好ましい。
【００２３】
第十一に、本発明の強化ガラスの製造方法は、強化用ガラスに対して、イオン交換処理を複数回行うことにより、表面に圧縮応力層を形成すると共に、厚み方向の圧縮応力のピークを表面から３μｍ以上離間させることを特徴とする。
【００２４】
第十二に、本発明の強化ガラスの製造方法は、強化用ガラスに対して、イオン交換処理を２回行うことが好ましい。
【００２５】
第十三に、本発明の強化ガラスの製造方法は、２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量が５質量％以上であることが好ましい。
【００２６】
第十四に、本発明の強化ガラスの製造方法は、２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量が、１回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量よりも多いことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】［実施例１］に記載の試料Ａ〜ＤのＧＤ−ＯＥＳの測定データである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する。表面に圧縮応力層を形成する方法として、物理強化法と化学強化法がある。本発明の強化ガラスは、化学強化法により圧縮応力層が形成されてなることが好ましい。化学強化法は、ガラスの歪点以下の温度でイオン交換処理によりガラスの表面にイオン半径が大きいアルカリイオンを導入する方法である。化学強化法で圧縮応力層を形成すれば、ガラスの厚みが小さい場合でも、圧縮応力層を適正に形成することができる。
【００２９】
本発明の強化ガラスは、厚み方向の圧縮応力のピークが、表面から３μｍ以上離間した位置にあり、好ましくは４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上、１０μｍ以上、１１μｍ以上、１２μｍ以上、１３μｍ以上、１４μｍ以上、特に１５μｍ以上離間した位置にある。厚み方向の圧縮応力のピークが表面から近い位置にあると、十分な応力深さを確保した上で、内部の引っ張り応力を低減することが困難になる。更に端面強度のばらつきが大きくなり、（２）のモードの破損確率を低減し難くなる。一方、厚み方向の圧縮応力のピークが表面から離れ過ぎると、イオン交換処理の時間が長くなり過ぎて、強化ガラスの生産性が低下し易くなる。
【００３０】
本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ２  ５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜２％、Ｎａ２Ｏ  ５〜２５％を含有することが好ましい。上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は、特に断りがない限り、モル％を指す。
【００３１】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５０〜８０％、５５〜７７％、５７〜７５％、５８〜７４％、６０〜７３％、特に６２〜７２％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。
【００３２】
Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点やヤング率を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は５〜３０％が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な下限範囲は５．５％以上、６％以上、６．５％以上、７％以上、８％以上、特に９％以上である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、オーバーフローダウンドロー法等でガラス板を成形し難くなる。特に、アルミナの成形体を用いて、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形する場合、アルミナの成形体との界面にスピネルの失透結晶が析出し易くなる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また耐酸性も低下し、酸処理工程に適用し難くなる。特に、カバーガラスにタッチセンサーを形成する方式では、ガラス板も同時に薬品処理を受ける。この場合、耐酸性が低いと、ＩＴＯ等の膜のエッチング工程で問題が発生し易くなる。更には高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な上限範囲は２５％以下、２０％以下、１８％以下、１６％以下、１５％以下、１４％以下、１３％以下、１２．５％以下、１２％以下、１１．５％以下、１１％以下、１０．５％以下、特に１０％以下である。
【００３３】
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であると共に、ヤング率を高める成分である。更にＬｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を高める効果が大きいが、Ｎａ２Ｏを７％以上含むガラス系において、Ｌｉ２Ｏの含有量が極端に多くなると、かえって圧縮応力値が低下する傾向がある。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。更に、低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こり易くなり、かえって圧縮応力値が低下する場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏの好適な上限範囲は、２％以下、１．７％以下、１．５％以下、１％以下、１．０％未満、０．５％以下、０．３％以下、０．２％以下、特に０．１％以下である。なお、Ｌｉ２Ｏを添加する場合、好適な添加量は０．００５％以上、０．０１％以上、特に０．０５％以上である。
【００３４】
Ｎａ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、Ｎａ２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下したり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ２Ｏの好適な下限範囲は５％以上、７％以上、７．０％超、８％以上、特に９％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなったり、密度が高くなる傾向がある。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ２Ｏの好適な上限範囲は２５％以下、２３％以下、２１％以下、１９％以下、１８．５％以下、１７．５％以下、１７％以下、１６％以下、１５．５％以下、１４％以下、１３．５％以下、特に１３％以下である。
【００３５】
上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。
【００３６】
Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜１５％が好ましい。Ｂ２Ｏ３は、高温粘度や密度を低下させると共に、ガラスを安定化させて、結晶を析出させ難くし、液相温度を低下させる成分である。また、クラックレジスタンスを高めて、耐傷性を高める成分である。よって、Ｂ２Ｏ３の好適な下限範囲は０．０１％以上、０．１％以上、０．５％以上、０．７％以上、１以上、２％以上、特に３％以上である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、イオン交換によって、ヤケと呼ばれるガラス表面の着色が発生したり、耐水性が低下したり、応力深さが小さくなり易い。よって、Ｂ２Ｏ３の好適な上限範囲は１４％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、１０．５％未満、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、特に４．９％以下である。
【００３７】
モル比Ｂ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３は０〜１、０．１〜０．６、０．１２〜０．５、０．１４２〜０．３７、０．１５〜０．３５、０．１８〜０．３２、特に０．２〜０．３が好ましい。このようにすれば、高温粘性を適正化しつつ、耐失透性とイオン交換性能を高いレベルで両立させることが可能になる。なお、「Ｂ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３」は、Ｂ２Ｏ３の含有量をＡｌ２Ｏ３の含有量で除した値である。
【００３８】
モル比Ｂ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）は０〜１、０．０１〜０．５、０．０２〜０．４、０．０３〜０．３、０．０３〜０．２、０．０４〜０．１８、０．０５〜０．１７、０．０６〜０．１６、特に０．０７〜０．１５が好ましい。このようにすれば、高温粘性を適正化しつつ、耐失透性とイオン交換性能を高いレベルで両立させることが可能になる。なお、「Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３」は、Ｎａ２ＯとＡｌ２Ｏ３の合量である。「Ｂ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）」は、Ｂ２Ｏ３の含有量をＮａ２ＯとＡｌ２Ｏ３の合量で除した値である。
【００３９】
Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、アルカリ金属酸化物の中では応力深さを大きくし易い成分である。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更には、耐失透性を改善する成分でもある。しかし、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｋ２Ｏの好適な上限範囲は１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２．５％以下、特に２％未満である。なお、Ｋ２Ｏを添加する場合、好適な添加量は０．１％以上、０．５％以上、特に１％以上である。また、Ｋ２Ｏの添加を可及的に避ける場合は、０〜１．９％、０〜１．３５％、０〜１％、０〜１％未満、特に０〜０．０５％が好ましい。
【００４０】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下し易くなる。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなったり、密度が高くなる傾向がある。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの好適な下限範囲は５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、特に１２％以上であり、好適な上限範囲は３０％以下、２５％以下、２０％以下、１９％以下、１８．５％以下、１７．５％以下、１６％以下、１５．５％以下、１５％以下、１４．５％以下、特に１４％以下である。なお、「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量である。
【００４１】
ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。よって、ＭｇＯの好適な下限範囲は０％以上、０．５％以上、１％以上、１．５％以上、２％以上、２．５％以上、３％以上、４％以上、特に４．５％以上である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり易く、またガラスが失透し易くなる傾向がある。特に、アルミナの成形体を用いて、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形する場合、アルミナの成形体との界面にスピネルの失透結晶が析出し易くなる。よって、ＭｇＯの好適な上限範囲は１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。
【００４２】
ＣａＯは、他の成分と比較して、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める効果が大きい。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなったり、イオン交換性能が低下したり、イオン交換溶液を劣化させ易くなる傾向がある。よって、ＣａＯの好適な含有量は０〜６％、０〜５％、０〜４％、０〜３．５％、０〜３％、０〜２％、０〜１％、特に０〜０．５％である。
【００４３】
ＳｒＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、イオン交換反応が阻害され易くなることに加えて、密度や熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、ＳｒＯの好適な含有量は０〜１．５％、０〜１％、０〜０．５％、０〜０．１％、特に０〜０．１％未満である。
【００４４】
ＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。しかし、ＢａＯの含有量が多過ぎると、イオン交換反応が阻害され易くなること加えて、密度や熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透し易くなる。よって、ＢａＯの好適な含有量は０〜６％、０〜３％、０〜１．５％、０〜１％、０〜０．５％、０〜０．１％、特に０〜０．１％未満である。
【００４５】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、ガラスが失透したり、イオン交換性能が低下する傾向がある。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの好適な含有量は０〜９．９％、０〜８％、０〜７％、０〜６．５％、０〜６％、０〜５．５％、特に０〜５％である。なお、「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量である。
【００４６】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下し易くなる。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの好適な下限範囲は１０％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、１５％以上、１５．５％以上、１６％以上、１７％以上、特に１７．５％以上である。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下する傾向がある。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの好適な上限範囲は３０％以下、２８％以下、２５％以下、２４％以下、２３％以下、２２％以下、２１％以下、特に２０％以下である。「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量である。
【００４７】
モル比Ｂ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が小さくなると、クラックレジスタンスが低下したり、密度や熱膨張係数が上昇し易くなる。一方、モル比Ｂ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が大きくなると、耐失透性が低下したり、ガラスが分相したり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、モル比Ｂ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）の好適な範囲は０.００１〜０．５、０．００５〜０．４５、０．０１〜０．４、０．０３〜０．３５、特に０．０６〜０．３５である。なお、「Ｂ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）」は、Ｂ２Ｏ３の含有量をＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量で除した値である。
【００４８】
ＴｉＯ２は、イオン交換性能を高める成分であり、また高温粘度を低下させる成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、失透し易くなる。よって、ＴｉＯ２の含有量は０〜４．５％、０〜１％、０〜０．５％、０〜０．３％、０〜０．１％、０〜０．０５％、特に０〜０．０１％が好ましい。
【００４９】
ＺｒＯ２は、イオン交換性能を顕著に高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分である。よってＺｒＯ２の好適な下限範囲は０．００１％以上、０．００５％以上、０．０１％以上、特に０．０５％以上である。しかし、ＺｒＯ２の含有量が多過ぎると、耐失透性が著しく低下すると共に、クラックレジスタンスが低下する虞があり、また密度が高くなり過ぎる虞もある。よって、ＺｒＯ２の好適な上限範囲は５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、０．３％以下、特に０．１％以下である。
【００５０】
ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力値を高める効果が大きい成分である。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなったり、応力深さが小さくなる傾向がある。よって、ＺｎＯの含有量は０〜６％、０〜５％、０〜３％、特に０〜１％が好ましい。
【００５１】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に応力深さを大きくする成分である。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐水性が低下し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜１０％、０〜３％、０〜１％、０〜０．５％、特に０〜０．１％が好ましい。
【００５２】
清澄剤として、Ｃｌ、ＳＯ３、ＣｅＯ２の群（好ましくはＣｌ、ＳＯ３の群）から選択された一種又は二種以上を０〜３％添加してもよい。
【００５３】
ＳｎＯ２は、イオン交換性能を高める効果を有する。よって、ＳｎＯ２の含有量は０〜３％、０．０１〜３％、０．０５〜３％、特に０．１〜３％、特に０．２〜３％が好ましい。
【００５４】
清澄効果とイオン交換性能を高める効果を同時に享受する観点から、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量は０．０１〜３％、０．０５〜３％、０．１〜３％、特に０．２〜３％が好ましい。なお、「ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ２、Ｃｌ及びＳＯ３の合量である。
【００５５】
Ｆｅ２Ｏ３の含有量は１０００ｐｐｍ未満（０．１％未満）、８００ｐｐｍ未満、６００ｐｐｍ未満、４００ｐｐｍ未満、特に３００ｐｐｍ未満が好ましい。更に、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を上記範囲に規制した上で、モル比Ｆｅ２Ｏ３／（Ｆｅ２Ｏ３＋ＳｎＯ２）を０．８以上、０．９以上、特に０．９５以上に規制することが好ましい。このようにすれば、板厚１ｍｍにおける透過率（４００〜７７０ｎｍ）が向上し易くなる（例えば９０％以上）。なお、「Ｆｅ２Ｏ３／（Ｆｅ２Ｏ３＋ＳｎＯ２）」は、Ｆｅ２Ｏ３の含有量をＦｅ２Ｏ３とＳｎＯ２の合量で除した値である。
【００５６】
Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の含有量は３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下が好ましい。
【００５７】
本発明の強化ガラスは、環境的配慮から、ガラス組成として、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｆを含有しないことが好ましい。また、環境的配慮から、実質的にＢｉ２Ｏ３を含有しないことも好ましい。なお、「実質的に〜を含有しない」とは、ガラス成分として積極的に明示の成分を添加しないものの、不純物レベルで混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、明示の成分の含有量が０．１モル％未満であることを指す。
【００５８】
本発明の強化ガラスは、例えば、下記の特性を有することが好ましい。
【００５９】
本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有している。圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは１００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以上、特に５００〜７００ＭＰａ以上である。圧縮応力値が大きい程、強化ガラスの機械的強度が高くなる。なお、ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を短くしたり、イオン交換溶液の温度を下げれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。
【００６０】
応力深さは、好ましくは１０μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、特に５０μｍ以上９０μｍ以下である。応力深さが小さ過ぎると、（２）のモードの破損が発生し易くなる。一方、応力深さが大き過ぎると、内部の引っ張り応力が過大になり、（１）のモードの破損が発生し易くなる。なお、ガラス組成中のＫ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、応力深さが大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を長くしたり、イオン交換溶液の温度を上げれば、応力深さが大きくなる傾向がある。
【００６１】
内部の引っ張り応力が６７ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以下、４０ＭＰａ以下、３５ＰＭａ以下、３０ＭＰａ以下、特に１０〜２５ＭＰａであることが好ましい。内部の引っ張り応力が大き過ぎると、（１）のモードの破損が発生し易くなる。一方、内部の引っ張り応力が小さ過ぎると、強化ガラスの機械的強度が低下し易くなる。
【００６２】
密度は２．６ｇ／ｃｍ３以下、２．５５ｇ／ｃｍ３以下、２．５０ｇ／ｃｍ３以下、２．４８ｇ／ｃｍ３以下、特に２．４５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。密度が小さい程、強化ガラスを軽量化することができる。なお、ガラス組成中のＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の含有量を低減すれば、密度が低下し易くなる。なお、「密度」は周知のアルキメデス法で測定することができる。
【００６３】
３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は１００×１０−７／℃以下、９５×１０−７／℃以下、９３×１０−７／℃以下、９０×１０−７／℃以下、８８×１０−７／℃以下、８５×１０−７／℃以下、８３×１０−７／℃以下、特に８２×１０−７／℃以下が好ましい。熱膨張係数を上記範囲に規制すれば、熱衝撃によって破損し難くなるため、強化処理前の予熱や強化処理後の除冷に要する時間を短縮することができる。結果として、強化ガラスの製造コストを低廉化することができる。また、金属、有機系接着剤等の部材の熱膨張係数に整合し易くなり、金属、有機系接着剤等の部材の剥離を防止し易くなる。なお、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を増加すれば、熱膨張係数が高くなり易く、逆にアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を低減すれば、熱膨張係数が低下し易くなる。
【００６４】
１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は１３００℃以下、１２８０℃以下、１２５０℃以下、１２２０℃以下、特に１２００℃以下が好ましい。１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、成形設備への負担が軽減されて、成形設備が長寿命化し、結果として、強化ガラスの製造コストを低廉化し易くなる。アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。
【００６５】
１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１６５０℃以下、１６００℃以下、１５８０℃以下、特に１５５０℃以下が好ましい。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温溶融が可能になり、溶融窯等のガラス製造設備への負担が軽減されると共に、泡品位を高め易くなる。すなわち、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、強化ガラスの製造コストを低廉化し易くなる。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、例えば、白金球引き上げ法で測定可能である。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当する。また、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。
【００６６】
液相温度は１２００℃以下、１１５０℃以下、１１００℃以下、１０８０℃以下、１０５０℃以下、１０２０℃以下、特に１０００℃以下が好ましい。なお、液相温度が低い程、耐失透性や成形性が向上する。なお、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相温度が低下し易くなる。
【００６７】
液相粘度は１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．４ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．３ｄＰａ・ｓ以上、１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．７ｄＰａ・ｓ以上、１０５．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０６．０ｄＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、液相粘度が高い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相粘度が高くなり易い。
【００６８】
表面の平均表面粗さ（Ｒａ）は、好ましくは１０Å以下、８Å以下、６Å以下、４Å以下、３Å以下、特に２Å以下である。平均表面粗さ（Ｒａ）が大きい程、強化ガラスの面内強度が低下する傾向がある。ここで、平均表面粗さ（Ｒａ）は、ＳＥＭＩ  Ｄ７−９７「ＦＰＤガラス基板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法により測定した値を指す。
【００６９】
厚み（ガラス板の場合、板厚）は２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．４５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下が好ましい。一方、板厚が薄過ぎると、所望の機械的強度を得難くなる。よって、板厚は０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、特に０．３ｍｍ以上が好ましい。
【００７０】
本発明の強化ガラスの製造方法は、強化用ガラスに対して、イオン交換処理を複数回行うことにより、表面に圧縮応力層を形成すると共に、厚み方向の圧縮応力のピークを表面から３μｍ以上離間させることを特徴とする。本発明の強化ガラスの製造方法の技術的特徴（好適な特性、効果）は、本発明の強化ガラスの技術的特徴と重複するが、その重複部分については、便宜上、詳細な説明を省略する。
【００７１】
強化用ガラスに対して、イオン交換処理を２回行うことが好ましい。これにより、イオン交換処理の効率を高めることができる。但し、本発明では、イオン交換処理を３回以上行う場合を完全に排除するものではない。
【００７２】
イオン交換処理を２回行う場合、２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中の小さいアルカリイオン（例えばＬｉイオン、Ｎａイオン、特にＮａイオン）の割合は、１回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のそれよりも多いことが好ましい。これにより、最表面の大きなアルカリイオンの濃度（特に、Ｋイオンの濃度）が低下し易くなるため、厚み方向の圧縮応力のピークを表面から離間させ易くなる。なお、アルカリイオンの大きさは、Ｌｉイオン＜Ｎａイオン＜Ｋイオン＜Ｃｅイオン＜Ｒｂイオンである。
【００７３】
１回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＬｉＮＯ３の含有量は、好ましくは１質量％以下、０．５質量％以下、特に０．１質量％以下である。２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＬｉＮＯ３の含有量は、好ましくは１質量％以下、０．５質量％以下、特に０．１質量％以下である。イオン交換溶液中のＬｉＮＯ３が多過ぎると、イオン交換処理を適正に行うことが困難になる。
【００７４】
１回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＫＮＯ３の含有量は、好ましくは９５質量％以上、９８質量％以上、特に９９質量％以上である。２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＫＮＯ３の含有量は、好ましくは４０質量％以上、５０質量％以上、５５質量％以上、特に６０〜８０質量％である。イオン交換溶液中のＫＮＯ３の含有量が上記範囲外になると、圧縮応力層の圧縮応力値が低下し易くなる。
【００７５】
２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量は、１回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量よりも多いことが好ましく、５質量％以上多いことがより好ましく、１０質量％以上多いことが更に好ましく、１５質量％以上多いことが特に好ましい。また、２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３の含有量は、好ましくは５質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、特に２５質量％以上である。２回目のイオン交換処理に用いるイオン交換溶液中のＮａＮＯ３が少な過ぎると、最表面のＫイオンの濃度が低下し難くなる。結果として厚み方向の圧縮応力のピークを表面から離間させ難くなる。
【００７６】
２回目のイオン交換温度は、１回目のイオン交換温度よりも２０℃以上、特に４０℃以上低いことが好ましい。また２回目のイオン交換温度は３５０〜４００℃、特に３６０〜３８０℃が好ましい。これにより、応力深さと内部の引っ張り応力を適正化しつつ、厚み方向の圧縮応力のピークを表面から適正な位置に離間させ易くなる。
【００７７】
２回目のイオン交換時間は、１回目のイオン交換時間よりも２時間以上、特に３時間以上短いことが好ましい。また２回目のイオン交換時間は５〜１２０分間、特に１０〜９０分間が好ましい。これにより、応力深さと内部の引っ張り応力を適正化しつつ、厚み方向の圧縮応力のピークを表面から適正な位置に離間させ易くなる。
【００７８】
以下のようにして、本発明に係る強化用ガラス板を作製することができる。
【００７９】
まず所望のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して、１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で板状等に成形し、徐冷することにより、強化用ガラス板を作製することができる。
【００８０】
ガラス板を成形する方法として、オーバーフローダウンドロー法を採用することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、大量に高品位なガラス板を作製できると共に、大型のガラス板も容易に作製できる方法であり、またガラス板の表面の傷を可及的に低減することができる。なお、オーバーフローダウンドロー法では、成形体として、アルミナやデンスジルコンが使用される。本発明に係る強化用ガラスは、アルミナやデンスジルコン、特にアルミナとの適合性が良好である（成形体と反応して泡やブツ等を発生させ難い）。
【００８１】
オーバーフローダウンドロー法以外にも、種々の成形方法を採用することができる。例えば、フロート法、ダウンドロー法（スロットダウン法、リドロー法等）、ロールアウト法、プレス法等の成形方法を採用することができる。
【００８２】
強化用ガラス板を成形した後、必要に応じて、曲げ加工を行ってもよい。また必要に応じて、面取り加工を行ってもよい。
【００８３】
所望の寸法に切断する時期は、強化処理の前が好ましい。これにより、端面にも圧縮応力層を形成することができる。
【実施例１】
【００８４】
以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
【００８５】
次のようにして試料を作製した。まず所定のガラス組成（モル％で、ＳｉＯ２  ６６．５％、Ａｌ２Ｏ３  １１．５％、Ｂ２Ｏ３  ０．５％、Ｎａ２Ｏ  １５．２％、Ｋ２Ｏ  １．４％、ＭｇＯ  ４．８％、ＳｎＯ２  ０．２％）になるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１６００℃で２１時間溶融した。その後、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して、板状に成形した。得られた強化用ガラス板について、種々の特性を測定したところ、密度が２．４５ｇ／ｃｍ３、熱膨張係数αが９１．２×１０−７／℃、歪点Ｐｓが５６４℃、徐冷点Ｔａが６１３℃、軟化点Ｔｓが８６３℃、高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１２５５℃、１０３．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１４６０℃、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１５９１℃、液相温度ＴＬが９７０℃、液相粘度ｌｏｇ１０ηＴＬが６．３ｄＰａ・ｓであった。
【００８６】
密度は、周知のアルキメデス法によって測定した値である。
【００８７】
熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した値である。
【００８８】
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
【００８９】
軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。
【００９０】
高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
【００９１】
液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。
【００９２】
液相粘度ｌｏｇ１０ηＴＬは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
【００９３】
次いで、上記強化用ガラス板について、表１に示すイオン交換条件によりイオン交換処理を行うことにより強化ガラス板（試料Ａ〜Ｄ）を得た。なお、イオン交換処理前後で、表層におけるガラス組成が微視的に異なるものの、ガラス全体として見た場合は、ガラス組成が実質的に相違しない。
【００９４】
得られた強化ガラスについて、厚み方向の圧縮応力のピークの位置、圧縮応力値、応力深さ、内部の引っ張り応力、端面強度及び耐落下衝撃を評価した。その結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2016028000.tif 000004
【００９６】
厚み方向の圧縮応力のピークの位置は、ＧＤ−ＯＥＳ（堀場製作所製ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）を用いて、厚み方向のＫイオンの強度を測定することにより求めた。ＧＤ−ＯＥＳの測定データを図１に示す。ＧＤ−ＯＥＳの測定条件は、放電電力：８０Ｗ、放電圧力：２００Ｐａとした。なお、ピーク位置は、厚み方向のＫイオンの強度が最大になる位置でスパッタリングを中止し、スパッタ痕の表面との段差をサーフコーダー（小坂研究所製ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ  ＥＴ４０００ＡＫ）により計測することにより求めた。
【００９７】
圧縮応力値及び応力深さは、表面応力計（折原製作所社製ＦＳＭ−６０００）を用いて、試料を観察した際に、観察される干渉縞の本数とその間隔から算出した値である。なお、算出に当たり、試料の屈折率を１．５０、光学弾性定数を２９．５［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。
【００９８】
端面強度試験は、四点曲げ試験を２０回行った後、ワイブル係数を算出することにより評価したものである。四点曲げ試験では、ローディングパーの間隔を１８ｍｍ、サポートバーの間隔を３６ｍｍとした。
【００９９】
耐落下衝撃試験は、２０ｍｍ×５０ｍｍの寸法の試料を用いて、高さ５ｃｍの位置から、強化ガラス表面にダイヤモンドチップを落下衝突させた時の平均破片数をカウントすることにより評価した（試験回数２０回）。
【０１００】
表１から分かるように、試料Ｂ〜Ｄは、厚み方向の圧縮応力のピーク位置が深部であり、且つ内部の引っ張り応力が低いため、端面強度試験と耐落下衝撃試験の結果が良好であった。一方、試料Ａは、厚み方向の圧縮応力のピーク位置が表面であり、且つ内部の引っ張り応力が高いため、端面強度試験と耐落下衝撃試験の結果が不良であった。
【実施例２】
【０１０１】
［実施例１］の欄で確認された効果は、表２〜６に示す試料Ｎｏ．１〜９２の強化用ガラス（強化ガラス）でも得られるものと考えられる。
【０１０２】
【表２】
2016028000.tif 000005
【０１０３】
【表３】
2016028000.tif 000006
【０１０４】
【表４】
2016028000.tif 000007
【０１０５】
【表５】
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【０１０６】
【表６】
2016028000.tif 000009
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の強化ガラスは、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、タッチパネルディスプレイのカバーガラスとして好適である。また、本発明の強化ガラスは、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば窓ガラス、磁気ディスク用基板、フラットパネルディスプレイ用基板、太陽電池用カバーガラス、固体撮像素子用カバーガラス、食器への応用が期待できる。
【図１】
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