(57)【要約】  本発明は、曲げ破壊と突起物との衝突による破壊の双方を効果的に抑制しながら、割れた際の破砕も抑制された化学強化ガラス板の提供を目的とする。本発明は、化学強化ガラス板であって、ガラス板表面から深さ１０μｍまでの圧縮応力の積分値をＳＡ［ＭＰａ・μｍ］、深さ１０μｍから圧縮応力がゼロになる深さであるＤＯＬまでの圧縮応力の積分値をＳＢ［ＭＰａ・μｍ］、板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）が５．０ｍｍ−１以上である化学強化ガラス板に関する。
2020121888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学強化ガラス板であって、  ガラス板表面から深さ１０μｍまでの圧縮応力の積分値をＳＡ［ＭＰａ・μｍ］、深さ１０μｍから圧縮応力がゼロになる深さであるＤＯＬまでの圧縮応力の積分値をＳＢ［ＭＰａ・μｍ］、板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）が５．０ｍｍ−１以上である化学強化ガラス板。  
【請求項２】
前記ＳＡが４０００ＭＰａ・μｍ以下であって、前記ＳＢが１２０００ＭＰａ・μｍ以上である請求項１に記載の化学強化ガラス板。
【請求項３】
前記ＳＡと前記ＳＢとの和ＳＡ＋ＳＢが１５０００ＭＰａ・μｍ以上である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス板。
【請求項４】
前記ＤＯＬが１１０μｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板。
【請求項５】
４点曲げ強度が６００ＭＰａ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板。
【請求項６】
表面からの深さ５０μｍの位置における圧縮応力値が１５０ＭＰａ以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板。
【請求項７】
表面圧縮応力値が５００ＭＰａ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板。
【請求項８】
前記化学強化ガラスの母組成が  酸化物基準のモル％表示で、  ＳｉＯ２を４０〜６０％、  Ａｌ２Ｏ３を２０〜４５％、  Ｌｉ２Ｏを５〜１５％、含有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板。
【請求項９】
前記化学強化ガラスがβ−スポジュメン結晶、メタケイ酸リチウム結晶およびリン酸リチウム結晶からなる群から選ばれる１以上の結晶を含有する結晶化ガラスである請求項１〜７のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板。
【請求項１０】
前記化学強化ガラスがβ−スポジュメン結晶を含有する結晶化ガラスであって、  酸化物基準の質量％表示で、  ＳｉＯ２を５８〜７０質量％、  Ａｌ２Ｏ３を１５〜３０質量％、  Ｌｉ２Ｏを２〜１０質量％、  Ｎａ２Ｏを０〜５質量％、  Ｋ２Ｏを０〜２質量％、含有し、  Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１〜５質量％である請求項９に記載の化学強化ガラス板。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板を含むカバーガラス。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の化学強化ガラス板を含む電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、化学強化ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】  携帯端末のカバーガラス等には、化学強化ガラスからなるガラス板が用いられている。  化学強化ガラスは、ガラスを硝酸ナトリウムなどの溶融塩に浸漬する等の方法で、ガラス中に含まれるアルカリイオンと、溶融塩に含まれるよりイオン半径の大きいアルカリイオンとの間でイオン交換を生じさせ、それによって表層部に圧縮応力層を形成したガラスである。化学強化ガラスの強度は、ガラス表面からの深さを変数とする圧縮応力値で表される応力プロファイルに強く依存する。【０００３】  携帯端末等のカバーガラスは、外力によってカバーガラスが撓むことによって割れる場合がある。このような破壊（曲げ破壊）を防ぐためには、ガラス板表面に大きな圧縮応力を形成することが有効である。外力によって撓んだガラス板は、ガラス板表面の微小クラックがガラス板の撓みによって拡大すると割れに至るが、ガラス表面付近に大きな圧縮応力が形成されていると、微小クラックの拡大が抑制される。【０００４】  携帯端末等のカバーガラスは、端末がアスファルトや砂の上に落下した際に突起物との衝突によって割れることがある。この場合の割れ起点は、ガラス表面より深い所にある。したがって、衝突による割れを防止するためには、ガラスの板厚方向におけるより深い部分にまで圧縮応力を形成し、ガラス内部でのクラック拡大を防止することが有効と考えられる。【０００５】  一方で、ガラス表層部分に圧縮応力層を形成すると、形成された圧縮応力の総量（積分値）に応じて、ガラス内部に引張応力が発生する。この引張応力の値が大きくなると、ガラスが割れる時に激しく破砕する。したがって化学強化ガラスは、ガラス表面の圧縮応力値を大きくし、かつ、より深い部分にまで圧縮応力を形成する一方で、圧縮応力の総量が大きくなりすぎないように設計される。【０００６】  特許文献１には、リチウムイオンを含有するガラスを用いて、２段階の化学強化を行う方法が記載されている。この方法によれば、ガラスの表面部分にはナトリウム−カリウム交換による大きな圧縮応力を生じさせ、より深い部分には、リチウム−ナトリウム交換によるやや小さい圧縮応力を生じさせることができる。それによって、曲げ破壊と突起物との衝突による破壊の双方を効果的に抑制しながら、割れた際の破砕も抑制できると考えられた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特表２０１３−５３６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかし、実際には特許文献１のような応力プロファイルを用いても、強度が十分でない場合がある。本発明は、曲げ破壊と突起物との衝突による破壊の双方を効果的に抑制しながら、割れた際の破砕も抑制された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】
【０００９】  本発明者らは、ガラス表面から１０μｍまでの圧縮応力値と、１０μｍより深い部分の圧縮応力値との関係を調節することで、圧縮応力の総量を抑制しながら、ガラスの板厚方向における深い部分にまで圧縮応力を形成できることを見出し、本発明を完成した。【００１０】  本発明は、化学強化ガラス板であって、ガラス板表面から深さ１０μｍまでの圧縮応力の積分値をＳＡ［ＭＰａ・μｍ］、深さ１０μｍから圧縮応力がゼロになる深さ（ＤＯＬ）までの圧縮応力の積分値をＳＢ［ＭＰａ・μｍ］、板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）が５．０ｍｍ−１以上である化学強化ガラス板を提供する。【００１１】  また、前記の化学強化ガラス板を含むカバーガラスを提供する。【００１２】  また、前記の化学強化ガラス板を含む電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、曲げ破壊と突起物の衝突による破壊とがいずれも生じにくく、かつ割れた時の破砕が抑制された化学強化ガラスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、化学強化ガラス板の応力プロファイルの例を示す図である。
【図２】図２は、化学強化ガラス板の応力プロファイルの例を示す図である。
【図３】図３は、化学強化ガラス板の応力プロファイルの例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の化学強化ガラス板を含む電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  本明細書において数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味で使用される。
【００１６】  本明細書において「応力プロファイル」はガラス板表面からの深さを変数として圧縮応力値を表したものをいう。また、「圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）」は、圧縮応力値ＣＳがゼロとなる深さである。
【００１７】  本発明における応力プロファイルは、ガラス板の断面を薄片化した試料を用いて、複屈折率応力計で測定される。複屈折率応力計は、偏光顕微鏡と液晶コンペンセーター等を用いて応力によって生じたレターデーションの大きさを測定する装置であり、たとえばＣＲｉ社製複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏ−ＩＭがある。
【００１８】  なお、ガラス板表面付近の圧縮応力値は、光導波表面応力計（たとえば、折原製作所製ＦＳＭ−６０００）を用いて測定できる場合がある。光導波表面応力計によれば、ガラス試料を薄片化する等の加工を施さずに応力値が測定できる。しかし、光導波表面応力計では、測定原理上、表面から内部に向かって屈折率が低くなる場合でなければ、応力を測定できない。結果的に、リチウムを含有するアルミノシリケートガラスを化学強化した場合には、ガラス板内部の圧縮応力を測定できない場合がある。
【００１９】  ガラス板内部の応力値は、散乱光光弾性応力計（たとえば折原製作所製ＳＬＰ−１０００）を用いて測定できる場合がある。散乱光光弾性応力計によれば、ガラス内部の屈折率分布と関わりなく、ガラス試料を薄片化する等の加工を施さずに応力値を測定できる。しかし、散乱光光弾性応力計は表面散乱光の影響を受けやすいので、ガラス表面付近の応力値を正確に測定することが困難である。
【００２０】  本明細書において、「化学強化ガラス」は、化学強化処理を施した後のガラスを指し、「化学強化用ガラス」は、化学強化処理を施す前のガラスを指す。
【００２１】  本明細書において、「化学強化ガラスの母組成」とは、化学強化用ガラスのガラス組成であり、極端なイオン交換処理がされた場合を除いて、化学強化ガラスの板厚ｔの１／２の深さ部分のガラス組成は化学強化ガラスの母組成である。
【００２２】  本明細書において、第一のガラスのガラス組成は、特に断らない限り酸化物基準のモル百分率表示で表し、モル％を単に「％」と表記する。また、第二のガラスのガラス組成は、特に断らない限り酸化物基準の質量百分率表示で表し、質量％を単に「％」と表記する。  また、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原材料等に含まれる不純物レベル以下である、つまり意図的に含有させたものではないことをいう。具体的には、たとえば０．１％未満である。
【００２３】＜化学強化ガラス板＞  本化学強化ガラス板は、通常は平坦な板状であるが、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。外周の厚みが異なる縁取り形状などを有していてもよい。また、２つの主面が互いに平行でない板でもよく、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。
【００２４】  本化学強化ガラス板の板厚（ｔ）は０．２ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．４ｍｍ以上、さらに好ましくは０．５ｍｍ上である。  また、板厚（ｔ）は、２ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１．５ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．９ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下である。
【００２５】  本化学強化ガラス板は、改良された応力プロファイルを有するので、割れにくく、かつ割れた時に激しい破壊が生じにくい。
【００２６】  一般に化学強化ガラスは、ガラス表面における圧縮応力値を大きくすることで、ガラス表面の微小クラックが広がることを抑制し、割れにくくできると考えられている。また、圧縮応力層深さを大きくしてガラスのより深い部分にまで圧縮応力層を形成することで、大きな衝撃を受けた場合にも割れにくくできると考えられている。
【００２７】  しかし、ガラスの表面に圧縮応力層を形成すると、必然的に、ガラス内部に引張応力層が形成される。内部引張応力の値が大きいと、化学強化ガラスが破壊する際に激しく破砕して破片が飛散しやすい。内部引張応力の積分値と圧縮応力の積分値は均衡しており、内部引張応力値を抑制するためには、圧縮応力の積分値を抑制する必要がある。
【００２８】  ガラス板表面から深さ１０μｍまでの圧縮応力の積分値をＳＡ［単位：ＭＰａ・μｍ］、深さ１０μｍから圧縮応力がゼロになる深さ（ＤＯＬ）までの圧縮応力の積分値をＳＢ［単位：ＭＰａ・μｍ］としたとき、ＳＢ／ＳＡの値が大きければ、ガラスの板厚方向の比較的深い部分に多くの圧縮応力が入っていることを意味し、衝突による割れ防止に有利と考えられる。一方で、ガラス表面付近の圧縮応力ＳＡは、落下試験時の撓み変形による割れを防止するために、一定程度導入されていることが求められる。
【００２９】  本発明者らは、加傷時に爆発的な破砕を起こさないように応力プロファイルを設計するためには、適正なＳＢ／ＳＡ比は板厚が薄くなるほど小さくなると考え、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）を、応力プロファイルの評価指標とした。
【００３０】  本化学強化ガラス板において、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）は、５．０ｍｍ−１以上が好ましい。ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）が大きいことで、ガラス板表面から比較的深い部分の圧縮応力が大きくなるので、衝突による破壊を効果的に防止できる。ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）は、より好ましくは６．０ｍｍ−１以上である。
【００３１】  また、圧縮応力の総量が大きくなりすぎると加傷時に激しい破砕が生じる一方、曲げ破壊を防ぐ目的からはＳＡが大きいことも要するので、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）は２５．０ｍｍ−１以下であることが好ましい。さらに好ましくは、２０．０ｍｍ−１以下である。
【００３２】  本化学強化ガラス板において、ＳＡ＋ＳＢは、強度を大きくするために、１５０００ＭＰａ・μｍ以上が好ましく、１７０００ＭＰａ・μｍ以上がより好ましい。ＳＡ＋ＳＢは、内部引張応力を大きくしすぎないために２６０００ＭＰａ・μｍ以下が好ましく、２２０００ＭＰａ・μｍ以下がより好ましい。
【００３３】  本化学強化ガラス板において、ＳＡは４０００ＭＰａ・μｍ以下が好ましく、３５００ＭＰａ・μｍ以下がより好ましく、３０００ＭＰａ・μｍ以下がさらに好ましい。曲げ破壊を防ぐために、ＳＡは１０００ＭＰａ・μｍ以上が好ましく、１５００ＭＰａ・μｍ以上がより好ましく、２０００ＭＰａ・μｍ以上がさらに好ましい。
【００３４】  また、ＳＢは１２０００ＭＰａ・μｍ以上が好ましく、１４０００ＭＰａ・μｍ以上がより好ましく、１６０００ＭＰａ・μｍ以上がさらに好ましい。ＳＢは、大きくなりすぎると加傷時に激しい破砕が生じるため、好ましくは２２０００ＭＰａ・μｍ以下である。さらに好ましくは２００００ＭＰａ・μｍ以下である。
【００３５】  表面圧縮応力値（ＣＳ０）は５００ＭＰａ以上が好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましく、７００ＭＰａ以上がさらに好ましい。ＣＳ０が大きすぎると内部引張応力を抑制しつつ、より深い部分の圧縮応力とのバランスを保つことが困難なので、ＣＳ０は１４００ＭＰａ以下が好ましく、１３００ＭＰａ以下がより好ましい。
【００３６】  本化学強化ガラス板において、表面から深さ１０μｍの位置における圧縮応力値（ＣＳ１０）は１８０ＭＰａ以上が好ましく、２００ＭＰａ以上がより好ましい。しかし、ＣＳ１０が大きすぎると応力プロファイルのバランスをとりにくいので、強度を高くしながら激しい破壊を防止するためには、３００ＭＰａ以下が好ましい。
【００３７】  本化学強化ガラス板において、表面から深さ５０μｍの位置における圧縮応力値（ＣＳ５０）は１５０ＭＰａ以上が好ましく、１７０ＭＰａ以上がより好ましい。ＣＳ５０が大きいほどガラスが落下したときに破壊する最低の高さが大きくなる。しかし、ＣＳ５０が大きすぎると内部引張応力が大きくなりやすいので、激しい破壊を防止するためには、３５０ＭＰａ以下が好ましく、３００ＭＰａ以下がより好ましい。
【００３８】  本化学強化ガラス板の圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）は５０μｍ以上であり、８０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。ＤＯＬは、１１０μｍ以上がより好ましく、１２０μｍ以上がさらに好ましい。ＤＯＬは例えば１５０μｍ以下が好ましい。ＤＯＬは板厚ｔに対して大きすぎると内部引張応力が大きくなりすぎるのでｔ／４以下が好ましく、ｔ／５以下がより好ましい。具体的には、例えば板厚ｔが０．８ｍｍの場合は、１６０μｍ以下である。
【００３９】  本化学強化ガラス板の内部引張応力ＣＴは、加傷時の爆発的な破砕を防ぐために１１０ＭＰａ以下が好ましい。さらに好ましくは１０５ＭＰａ以下である。また、表面付近の圧縮応力値を大きくして高い強度を得るためには、内部引張応力は６０ＭＰａ以上が好ましい。さらに好ましくは７０ＭＰａ以上である。
【００４０】  本化学強化ガラス板の４点曲げ強度は、５００ＭＰａ以上が好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましく、７００ＭＰａ以上がさらに好ましい。本化学強化ガラス板の４点曲げ強度は、典型的には９００ＭＰａ以下である。
【００４１】  ４点曲げ強度は、１０ｍｍ×５０ｍｍの短冊状の試験片を用いて、支持具の外部支点間距離が３０ｍｍ、内部支点間距離が１０ｍｍ、クロスヘッド速度が０．５ｍｍ／ｍｉｎの条件で４点曲げ試験を行うことで評価できる。試験片の個数は、たとえば１０個とする。
【００４２】  本化学強化ガラス板は、結晶化ガラスであってもよい。また、着色ガラスでもよい。その場合には、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおける平均透過率（以下において、「可視光透過率」ということがある）が、８５％以上であると、携帯ディスプレイのカバーガラスに用いた場合に、ディスプレイの画面が見えやすいので好ましい。可視光透過率は８８％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
【００４３】  また、ヘーズ値は、０．５％以下が好ましく、０．４％以下がより好ましく、０．３％以下がさらに好ましい。
【００４４】＜化学強化ガラス板の製造方法＞  本発明の化学強化ガラス板は、化学強化用ガラス板を化学強化処理することで得られる。  本発明において、化学強化処理（イオン交換処理）は、例えば、３６０〜６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ガラス板を０．１〜５００時間浸漬することによって行うことができる。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５〜５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３〜２００時間が好ましい。
【００４５】  化学強化処理を行うための溶融塩としては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】  本発明において、化学強化処理の処理条件は、化学強化用ガラスの特性・組成や溶融塩の種類、ならびに、最終的に得られる化学強化ガラスに所望される表面圧縮応力や圧縮応力層の深さ等の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。
【００４７】  とくに、破壊靱性値が大きい非晶質ガラスまたは結晶化ガラスを長時間化学強化処理することが好ましい。長時間の化学強化処理によって、イオン交換反応が進むと、表層部に大きな圧縮応力が生じると同時に、構造緩和によって、主に表面付近で圧縮応力の減少が生じ、本発明の圧縮応力バランスが得られやすい。
【００４８】  また、本発明においては、化学強化処理を一回のみ行ってもよく、あるいは２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。ここで、例えば、１段階目の化学強化処理として、ＤＯＬが大きくＣＳが相対的に小さくなる条件で化学強化処理を行う。その後に、２段階目の化学強化処理として、ＤＯＬが小さくＣＳが相対的に高くなる条件で化学強化処理を行うと、化学強化ガラスの最表面のＣＳを高めつつ内部引張応力（ＣＴ）を低めに抑えられる。
【００４９】＜化学強化用ガラス＞  本発明において、化学強化用ガラスは、無色の非晶質ガラスであってもよく、着色した非晶質ガラスでもよく、結晶化ガラスでもよい。その場合の可視光透過率は、８５％以上であると、携帯ディスプレイのカバーガラスに用いた場合に、ディスプレイの画面が見えやすいので好ましい。可視光透過率は８８％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
【００５０】  また、ヘーズ値は、０．５％以下が好ましく、０．４％以下がより好ましく、０．３％以下がさらに好ましい。
【００５１】  本発明における化学強化用ガラスとしては、リチウムアルミノシリケートガラスが好ましい。
【００５２】  また化学強化用ガラスの破壊靱性値は、０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましく、０．９ＭＰａ・ｍ１／２以上、１．０ＭＰａ・ｍ１／２以上がより好ましい。破壊靱性値が大きいガラスは、化学強化したときに、ＣＴが大きくなっても激しい破壊が生じにくいからである。
【００５３】  本発明における化学強化ガラスとしては、たとえば酸化物基準のモル％表示でＳｉＯ２を４０％以上、Ａｌ２Ｏ３を２０％以上、Ｌｉ２Ｏを５％以上含有する第一のガラスが好ましい。第一のガラスは非晶質ガラスであり、より具体的には以下の組成を有する。すなわち酸化物基準のモル％表示で、  ＳｉＯ２を４０〜６０％、  Ａｌ２Ｏ３を２０〜４５％、  Ｌｉ２Ｏを５〜１５％、  以下、この第一のガラスの組成を説明する。
【００５４】  第一のガラスにおいて、ＳｉＯ２はガラスネットワーク構造の骨格を構成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分である。十分な化学的耐久性を得るためには、ＳｉＯ２の含有量は４０％以上が好ましく、４４％以上がより好ましく、４８％以上がさらに好ましい。
【００５５】  また、ガラスの強度を高くするためにＳｉＯ２の含有量は６０％以下が好ましく、５８％以下がより好ましく、５５％以下がさらに好ましい。
【００５６】  Ａｌ２Ｏ３は第一のガラスの必須成分であり、ガラスの高強度化に寄与する成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、十分な強度を得るために２０％以上が好ましく、２４％以上がより好ましく、２８％以上がさらに好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、溶融性を高くするために好ましくは４５％以下、より好ましくは４０％以下、さらに好ましくは３５％以下である。
【００５７】  Ｌｉ２Ｏは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分であり、リチウムアルミノシリケートガラスの必須成分である。リチウムアルミノシリケートガラスを化学強化することにより、好ましい応力プロファイルを有する化学強化ガラスが得られる。Ｌｉ２Ｏの含有量は、圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）を大きくするために、好ましくは５％以上、より好ましくは７％以上、さらに好ましくは８％以上である。
【００５８】  また、ガラスを製造する際または曲げ加工を行う際に、失透が生じるのを抑制するためには、Ｌｉ２Ｏの含有量は１５％以下が好ましく、より好ましくは１３％以下、さらに好ましくは１２％以下である。
【００５９】  Ｎａ２Ｏは、カリウムを含有する溶融塩を利用したイオン交換により表面圧縮応力層を形成する成分であり、またガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、１．５％以上がさらに好ましい。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは６％以下である。
【００６０】  Ｋ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上し、失透を抑制するために含有してもよい。Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０．５％％以上、より好ましくは１％以上である。  また、Ｋ２Ｏの含有量はイオン交換による圧縮応力値を大きくするために、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。
【００６１】  Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物（まとめてＲ２Ｏと記載することがある）は、いずれもガラスの溶解温度を低下させる成分であり、合計で５％以上含有することが好ましい。アルカリ金属酸化物の含有量の合計Ｒ２Ｏは、５％以上が好ましく、７％以上がより好ましく、８％以上がさらに好ましい。Ｒ２Ｏは、ガラスの強度を維持するために２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【００６２】  第一のガラスは溶解性を高めるためにＹ２Ｏ３を含有することがより好ましい。Ｙ２Ｏ３の含有量は１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。  Ｙ２Ｏ３の含有量は、高強度を保つために６％以下が好ましく、５．５％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
【００６３】  ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ等のアルカリ土類金属酸化物は、いずれもガラスの溶融性を高める成分であるが、イオン交換性能を低下させる傾向がある。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯの含有量の合計（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
【００６４】  ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの、ＺｎＯいずれかを含有する場合は、化学強化ガラスの強度を高くするためにＭｇＯを含有することが好ましい。ＭｇＯを含有する場合の含有量は０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましい。またイオン交換性能を高くするために１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましい。
【００６５】  ＣａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。イオン交換性能を高くするためには５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
【００６６】  ＳｒＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。イオン交換性能を高くするためには５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
【００６７】  ＢａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。イオン交換性能を高くするためには５％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
【００６８】  ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．２％以上であり、より好ましくは０．５％以上である。ガラスの耐候性を高くするために、ＺｎＯの含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
【００６９】  Ｂ２Ｏ３は、必須ではないが、ガラス製造時の溶融性を向上させる等のために加えることができる。化学強化ガラスの表面付近における応力プロファイルの傾きを小さくするためには、Ｂ２Ｏ３の含有量は好ましくは０．５％以上、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。
【００７０】  Ｂ２Ｏ３は、化学強化後の応力緩和を生じやすくする成分なので、応力緩和による表面圧縮応力の低下を防止するために、１０％以下が好ましく、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは５％以下、最も好ましくは３％以下である。
【００７１】  Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を向上させるために含有してもよい。Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。化学的耐久性を高くするためにはＰ２Ｏ５の含有量は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。
【００７２】  ＴｉＯ２は、化学強化ガラスの破壊時に破片が飛散することを抑制する成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．１％以上である。ＴｉＯ２の含有量は、溶融時の失透を抑制するために５％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
【００７３】  ＺｒＯ２は、イオン交換による表面圧縮応力を増大させる成分であり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。また溶融時の失透を抑制するために５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
【００７４】  また、ＴｉＯ２とＺｒＯ２の含有量の合計（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。
【００７５】  Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、化学強化ガラスの破砕を抑制する成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合の合計の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上、特に好ましくは２％以上である。
【００７６】  また、第一のガラスは、製造する際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを含有してもよい。Ａｓ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
【００７７】  化学強化ガラスが着色ガラスである場合は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加する。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
【００７８】  着色成分の含有量は、合計で７％以下が好ましい。それによって、ガラスの失透を抑制できる。着色成分の含有量は、より好ましくは５％以下であり、さらに好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。ガラスの可視光透過率を高くしたい場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
【００７９】  第一のガラスの液相温度は、製造しやすさのために１６７０℃以下が好ましく、１６５０℃以下がより好ましい。
【００８０】  本発明における化学強化用ガラスは結晶化ガラスでもよい。結晶化ガラスである場合には、β−スポジュメン結晶、メタケイ酸リチウム結晶およびリン酸リチウム結晶からなる群から選ばれる１以上の結晶を含有する結晶化ガラスが好ましい。
【００８１】  β−スポジュメン結晶を含有する結晶化ガラスは、化学強化特性が優れる。β−スポジュメン結晶は結晶構造が緻密なので、化学強化のためのイオン交換処理によって析出結晶中のイオンがより大きいイオンに置換されたときに高い圧縮応力が発生し、化学強化の効果が高くなると考えられる。
【００８２】  β−スポジュメン結晶を含有する結晶化ガラスは、熱膨張係数が小さいことでも知られている。本結晶化ガラスは熱膨張係数が小さいので化学強化等に伴う熱処理による反りの発生が抑制される。また、耐熱衝撃性に優れるので、急速に加熱または冷却することが可能であり、化学強化用ガラスとして扱いやすい。本結晶化ガラスの５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数は、好ましくは３０×１０−７／℃以下、より好ましくは２５×１０−７／℃以下、さらに好ましくは２０×１０−７／℃以下、特に好ましくは１５×１０−７／℃以下である。５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数は、小さい程好ましいが、通常は、１０×１０−７／℃以上である。
【００８３】  β−スポジュメン結晶を含有する結晶化ガラスの結晶化率は、機械的強度を高くするために１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましく、２５％以上が特に好ましい。また、透明性を高くするために、７０％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、５０％以下が特に好ましい。結晶化率が小さいことは、加熱して曲げ成形等しやすい点でも優れている。
【００８４】  結晶化率は、Ｘ線回折強度からリートベルト法で算出できる。リートベルト法については、日本結晶学会「結晶解析ハンドブック」編集委員会編、「結晶解析ハンドブック」（協立出版  １９９９年刊、ｐ４９２〜４９９）に記載されている。
【００８５】  β−スポジュメン結晶を含有する結晶化ガラスの析出結晶の平均粒径は、透明性を高くするために３００ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以下がより好ましく、１５０ｎｍ以下がさらに好ましく、１００ｎｍ以下が特に好ましい。析出結晶の平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像から求めることができる。また走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像から、推定できる。
【００８６】  化学強化用ガラスが結晶化ガラスである場合は、後述の第二のガラス組成を加熱処理して得られるガラスが好ましい。第二のガラスは、適切な加熱処理によって結晶化するガラスである。
【００８７】  その場合の加熱処理は、室温から第一の処理温度まで昇温して一定時間保持した後、第一の処理温度より高温である第二の処理温度に一定時間保持する２段階の加熱処理によることが好ましい。
【００８８】  二段階の加熱処理による場合、第一の処理温度は、そのガラス組成において結晶核生成速度が大きくなる温度域が好ましく、第二の処理温度は、そのガラス組成において結晶成長速度が大きくなる温度域が好ましい。また、第一の処理温度での保持時間は、充分な数の結晶核が生成するように長く保持することが好ましい。多数の結晶核が生成することで、各結晶の大きさが小さくなり、透明性の高い結晶化ガラスが得られる。
【００８９】  第一の処理温度は、たとえば５５０℃〜８００℃であり、第二の処理温度は、たとえば８５０℃〜１０００℃であり、第一処理温度で２時間〜１０時間保持した後、第二処理温度で２時間〜１０時間保持する。
【００９０】  第二のガラスがβ−スポジュメン結晶を含有する結晶化ガラスである場合は、酸化物基準の質量％表示で、  ＳｉＯ２を５８〜７０質量％、  Ａｌ２Ｏ３を１５〜３０質量％、  Ｌｉ２Ｏを２〜１０質量％、  Ｎａ２Ｏを０〜５質量％、  Ｋ２Ｏを０〜２質量％含有し、  Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１〜５質量％含有することが好ましい。
【００９１】  第二のガラスがメタケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスである場合は、酸化物基準の質量％表示で、  ＳｉＯ２を４５〜７０質量％、  Ａｌ２Ｏ３を１〜１５質量％、  Ｌｉ２Ｏを１０〜２５質量％含有することが好ましい。
【００９２】  第二のガラスは、酸化物基準の質量％表示で、  ＳｒＯを０〜１．８質量％、  ＢａＯを０〜２質量％、  ＳｎＯ２を０．５〜６質量％、  ＺｒＯ２を０．５〜６質量％、  Ｐ２Ｏ５を０〜６質量％含有することが好ましい。  以下、第二のガラスの組成を説明する。
【００９３】  第二のガラスにおいて、ＳｉＯ２はガラスのネットワーク構造を形成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、β−スポジュメン結晶の構成成分でもある。ＳｉＯ２の含有量は４５％以上が好ましく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５４％以上である。β−スポジュメンと含有する結晶化ガラスにおいては５８％以上が好ましい。ＳｉＯ２の含有量は、より好ましくは、６０質量％以上、さらに好ましくは６４質量％以上である。一方、溶融性を良くするためにＳｉＯ２の含有量は７０質量％以下が好ましく、より好ましくは６８質量％以下、さらに好ましくは６６質量％以下である。
【００９４】  Ａｌ２Ｏ３は化学強化による表面圧縮応力を大きくするために有効な成分であり、１％以上が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは、２％以上、さらに好ましくは４％以上、特に好ましくは６％以上、極めて好ましくは８％以上である。また、β−スポジュメン結晶の構成成分であり、β−スポジュメンを析出させるためには、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１５質量％以上、より好ましくは、２０質量％以上である。一方、ガラスの失透温度が高くなりすぎないためにＡｌ２Ｏ３の含有量は、３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましい。β−スポジュメンを含まない結晶化ガラスにおいては、１５質量％以下が好ましく、１２質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。
【００９５】  Ｌｉ２Ｏは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分であり、β−スポジュメン結晶、メタケイ酸リチウム結晶、リン酸リチウム結晶の構成成分である。  Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは２質量％以上であり、より好ましくは４質量％以上である。メタケイ酸リチウムまたはリン酸リチウムを含有する結晶化ガラスにおいては１０質量％以上が好ましく、１４質量％以上、１６質量％以上、１８質量％以上がより好ましい。一方、ガラスの安定性を高めるためにはＬｉ２Ｏの含有量は、２５質量％以下が好ましく、より好ましくは２０質量％以下である。β−スポジュメンを含有する結晶化ガラスにおいては、１０質量％以下が好ましく、より好ましくは８質量％以下、さらに好ましくは６質量％以下である。
【００９６】  Ｎａ２Ｏは、ガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏは必須ではないが、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上である。化学強化特性を向上するためには、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましい。β−スポジュメン結晶を析出させるためには５質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、３質量％以下がさらに好ましい。
【００９７】  Ｋ２Ｏは、Ｎａ２Ｏと同じくガラスの溶融温度を下げる成分であり、含有してもよい。Ｋ２Ｏを含有する場合の含有量は、好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上である。またＮａ２ＯとＫ２Ｏとの合計の含有量Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは１質量％以上が好ましく、２質量％以上がより好ましい。
【００９８】  Ｋ２Ｏは多すぎると化学強化特性が低下するので５質量％以下が好ましい。とくに、β−スポジュメン結晶を析出させる場合は、２質量％以下が好ましい。またＮａ２ＯとＫ２Ｏとの合計の含有量Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、透明性を高くするためには５質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、３質量％以下がさらに好ましい。
【００９９】  ＺｒＯ２は、結晶化処理に際して、結晶核を構成する成分であり、含有することが好ましい。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上である。メタケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスにおいては、２質量％以上が好ましく、４質量％以上、６質量％以上、７質量％以上がより好ましい。一方、溶融時の失透を抑制するためには１５質量％以下が好ましく、１２質量％以下、１０質量％以下がより好ましい。ガラス組成中にＳｎＯ２を含有する場合は、失透を抑制するために６質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましく、４質量％以下がさらに好ましい。
【０１００】  ＳｎＯ２は、結晶化処理に際して、結晶核を構成する成分であり、とくにβ−スポジュメン結晶の析出を促進する効果が高いので、β−スポジュメンを含有する結晶化ガラスにおいては０．５質量％以上含有することが好ましい。ＳｎＯ２を含有する場合の含有量は、１質量％以上がより好ましく、１．５質量％以上がさらに好ましい。ＳｎＯ２の含有量は６質量％以下であると、ガラス中に未融物による欠点が生じにくく好ましい。より好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは４質量％以下である。
【０１０１】  ＳｎＯ２とＺｒＯ２との含有量の合計ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２が３質量％以上であるとＺｒＯ２核が大量に形成され、透過率が向上するので好ましい。ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２含有量は４質量％以上がより好ましく、５質量％以上がさらに好ましく、６質量％以上が特に好ましく、７質量％以上が最も好ましい。また、ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２は、ガラス中に未融物による欠点が生じにくいために１２質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、９質量％以下がさらに好ましく、８質量％以下が特に好ましい。
【０１０２】  ＳｎＯ２とＺｒＯ２とをともに含有する場合、その合計量に対するＳｎＯ２量の質量比ＳｎＯ２／（ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２）は透明性を高くするために０．３以上が好ましく、０．３５以上がより好ましく、０．４５以上がさらに好ましい。
【０１０３】  また質量比ＳｎＯ２／（ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２）は、強度を高くするために０．７以下が好ましく、０．６５以下がより好ましく、０．６以下がさらに好ましい。
【０１０４】  ＴｉＯ２は、結晶化ガラスの核形成成分となり、また化学強化ガラスが破壊した時に破片が飛散しにくくする成分であり、含有してもよい。ＴｉＯ２を含有する場合の含有量は、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．１５質量％以上、さらに好ましくは０．２質量％以上である。ＳｎＯ２を含有しない場合は、０．５質量％以上がより好ましく、１質量％以上、２質量％以上、３質量％以上がさらに好ましい。
【０１０５】  一方、ＴｉＯ２の含有量が１０質量％以下であると溶融時の失透を抑制し、化学強化ガラスの品質を向上できる。ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは、８質量％以下、５質量％以下、３質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下である。
【０１０６】  また、ガラス中にＦｅ２Ｏ３が含まれる場合に、ガラスがＴｉＯ２を含有するとイルメナイト複合体とよばれる複合体が形成され、黄色または褐色の着色を生じやすい。Ｆｅ２Ｏ３はガラス中に不純物として普通に含まれるので、着色を防止するためにはＴｉＯ２の含有量は１質量％以下が好ましく、より好ましくは０．５質量％以下、さらに好ましくは０．２５質量％以下であり、実質的に含有しないことが特に好ましい。
【０１０７】  Ｐ２Ｏ５は、必須ではないが、ガラスの分相を促して結晶化を促進する効果があり、含有してもよい。Ｐ２Ｏ５を含有する場合の含有量は、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．５質量％以上、さらに好ましくは１質量％以上、特に好ましくは２質量％以上、４質量％以上、６質量％以上である。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が多すぎると、化学強化ガラスが破壊した時に破片が飛散しやすくなる、また耐酸性が著しく低下する。Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは１２質量％以下、１０質量％以下、８質量％以下である。β―スポジュメンを含有する結晶化ガラスにおいては好ましくは６質量％以下、より好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは４質量％以下、特に好ましくは３質量％以下、極めて好ましくは２質量％以下である。耐酸性をさらに高くするためには実質的に含有しないことが好ましい。
【０１０８】  Ｂ２Ｏ３は、溶融性を向上させる成分であり、含有してもよい。Ｂ２Ｏ３を含有する場合の含有量は、溶融性を向上するために好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは２質量％以上である。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が５質量％以下であると溶融時における脈理の発生を抑制し化学強化用ガラスの品質を向上できるため、５質量％以下が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは４質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下である。耐酸性を高くするためには実質的に含有しないことが好ましい。
【０１０９】  ＭｇＯは、化学強化ガラスの表面圧縮応力を増大させる成分であり、また、化学強化ガラスが破壊した時に破片の飛散を抑制する成分であり、含有してもよい。ＭｇＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上である。一方、溶融時の失透を抑制するためには５質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、３質量％以下がさらに好ましい。
【０１１０】  ＣａＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上させる成分であり、溶融時の失透を防止し、かつ熱膨張係数の上昇を抑制しながら溶解性を向上させるため含有してもよい。ＣａＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上である。一方、イオン交換特性を高くするために、ＣａＯの含有量は４質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２質量％以下が特に好ましい。
【０１１１】  ＳｒＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、またガラスの屈折率を向上させる成分である。ＳｒＯは、結晶化後に残留するガラス相の屈折率と析出結晶の屈折率とを近づけることによって結晶化ガラスの透過率を向上し、ヘーズ値を下げるため含有することが好ましい。ＳｒＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．２質量％以上であり、さらに好ましくは０．５質量％以上であり、特に好ましくは１質量％以上である。
【０１１２】  一方、ＳｒＯ含有量が多すぎるとイオン交換速度が低下するため２．５質量％以下が好ましく、１．８質量％以下がより好ましく、１．５質量％以下がさらに好ましく、１質量％以下が特に好ましく、０．５質量％以下が最も好ましい。
【０１１３】  ＢａＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、またガラスの屈折率を向上させる成分である。ＢａＯは、結晶化後に残留するガラス相の屈折率とβ−スポジュメン結晶相の屈折率とを近づけることによって結晶化ガラスの透過率を向上し、ヘーズ値をさげるため含有してもよい。ＢａＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．２質量％以上であり、さらに好ましくは０．５質量％以上であり、特に好ましくは１質量％以上である。一方、ＢａＯ含有量が多すぎるとイオン交換速度が低下するため２質量％以下が好ましく、１．５質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましく、０．５質量％以下が特に好ましく、０．３質量％以下が最も好ましい。
【０１１４】  β−スポジュメンを含有する結晶化ガラスにおいては、化学強化ガラスの透過率を高くし、ヘーズ値を下げるためには、ＳｒＯおよびＢａＯの一方または両方を含有することが好ましい。ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は０．１質量％以上が好ましく、０．２質量％以上がより好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１質量％以上がさらに好ましく、１．５質量％以上が特に好ましい。一方ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量が多すぎると結晶化後に残留するガラス相の屈折率とβ−スポジュメン結晶相の屈折率との差が大きくなり透過率が低下するため、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がさらに好ましく、１．５質量％以下がより好ましく、１質量％以下がよりさらに好ましく、０．８質量％以下が特に好ましく、０．５質量％以下が最も好ましい。
【０１１５】  ＺｎＯは、化学強化用ガラスの熱膨張係数を低下させ、化学的耐久性を増大させる成分であり、結晶化ガラスの透過率を向上し、ヘーズ値を下げるため含有させてもよい。結晶化後に残留するガラス相の屈折率とβ−スポジュメン結晶相の屈折率を近づけるためにＺｎＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは１．５質量％以上、特に好ましくは２質量％以上である。一方、溶融時の失透を抑制するためには４質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２質量％以下がさらに好ましい。
【０１１６】  Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５は、いずれも化学強化ガラスが破壊した時に破片が飛散しにくくする成分であり、屈折率を高くするために、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量の合計Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５は好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは１．５質量％以上、特に好ましくは２質量％以上である。また、溶融時にガラスが失透しにくくなるために、Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５の含有量は４質量％以下が好ましく、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下である。
【０１１７】  Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５の合計の含有量Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５は好ましくは０．５質量％以上であり、より好ましくは１質量％以上であり、さらに好ましくは１．５質量％以上であり、特に好ましくは２質量％以上である。また、溶融時にガラスが失透しにくくなるために、Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５は４質量％以下が好ましく、より好ましくは３質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以下である。
【０１１８】  第二のガラスは、ＣｅＯ２を含有してもよい。ＣｅＯ２はガラスを酸化する効果があり、ＳｎＯ２が多く含有される場合に、ＳｎＯ２が着色成分のＳｎＯに還元することを抑制して着色を抑える場合がある。ＣｅＯ２を含有する場合の含有量は０．０３質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．０７質量％以上がさらに好ましい。ＣｅＯ２を酸化剤として用いる場合には、ＣｅＯ２の含有量は、透明性を高くするために１．５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。
【０１１９】  第二のガラスを着色する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３が好適なものとして挙げられる。着色成分の含有量は、合計で１質量％以下の範囲が好ましい。ガラスの可視光透過率をより高くしたい場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
【０１２０】  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。Ａｓ２Ｏ３は含有しないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３を含有する場合は、０．３質量％以下が好ましく、０．１質量％以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
【０１２１】＜カバーガラスおよび電子機器＞  本化学強化ガラス板は、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末等のモバイル電子機器に用いられるカバーガラスとして、特に有用である。さらに、携帯を目的としない、テレビ（ＴＶ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タッチパネル等の電子機器のカバーガラスにも有用である。また、窓ガラス等の建築用資材、テーブルトップ、自動車や飛行機等の内装等やそれらのカバーガラスとしても有用である。
【０１２２】  本化学強化ガラス板は、化学強化の前または後に曲げ加工や成形をおこなって平板状以外の形状にできるので、曲面形状を有する筺体等の用途にも有用である。
【０１２３】  図４は本化学強化ガラス板を含む電子機器の一例を示す。図４に示す携帯端末１０は、カバーガラス２０と筐体３０とを有している。筐体３０は側面３１と底面３２とを有している。本化学強化ガラスは、カバーガラス２０にも筐体３０にも用いられる。
【実施例】
【０１２４】  以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれに限定されない。例１〜４は比較例、例５〜１２は実施例である。【０１２５】  表１に酸化物基準のモル百分率表示で示したガラスＡ〜Ｇの組成となるようにガラス原料を調合し、ガラスとして９００ｇになるように秤量した。ついで、混合した原料を白金るつぼに入れ、１５００〜１７００℃の電気炉に投入して３時間程度溶融し、脱泡、均質化した。【０１２６】  得られた溶融ガラスを型に流し込み、（ガラス転移点＋５０）℃の温度において１時間保持した後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られたガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面研磨して、ガラス板を得た。【０１２７】
【表１】
2020121888.tif 000003
【０１２８】  表２〜３のガラス組成欄に記載した組成のガラス板を溶融塩１欄に記載した塩を用いて処理条件１欄に記載した条件でイオン交換処理した後、溶融塩２欄に記載した塩を用いて処理条件２欄に記載した条件でイオン交換処理して化学強化した。  化学強化ガラスを０．３ｍｍ×２０ｍｍ×板厚に加工して、複屈折率応力計（ＣＲｉ社製複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏ−ＩＭ）を用いて応力プロファイルを測定した。  図１に例１（点線）および例５（実線）の応力プロファイル、図２に例１２の応力プロファイルを示す。また、ＳＡ、ＳＢ、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）、ＤＯＬ、表面圧縮応力（ＣＳ０）、深さ１０μｍにおける応力値ＣＳ１０、および深さ５０μｍにおける応力値ＣＳ５０をそれぞれ求めた。結果を表２〜３に示す。【０１２９】  また、化学強化ガラスを１０ｍｍ×５０ｍｍの短冊状に加工し、支持具の外部支点間距離が３０ｍｍ、内部支点間距離が１０ｍｍ、クロスヘッド速度が０．５ｍｍ／ｍｉｎの条件で４点曲げ試験を行い、４点曲げ強度を測定した。試験片の個数は、１０個とした。結果を表２〜３に示す。【０１３０】（例１２）  以下のガラス組成（ガラス組成Ｈ）となるようにガラス原料を調合し、８００ｇのガラスが得られるように秤量した。  ＳｉＯ２：６２．９質量％、Ａｌ２Ｏ３：２２．４質量％、Ｌｉ２Ｏ：４．３質量％、Ｎａ２Ｏ：２．０質量％、ＳｒＯ：１．０質量％、ＺｒＯ２：２．３質量％、ＳｎＯ２：２．１質量％、Ｐ２Ｏ５：３．０質量％【０１３１】  混合したガラス原料を白金るつぼに入れ、１６００℃程度の電気炉に投入して５時間程度溶融し、脱泡し、均質化した。得られた溶融ガラスを型に流し込み、ガラス転移点（７１４℃）付近の温度に約１時間保持した後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却してガラスブロックを得た。得られたガラスブロックを５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．５ｍｍに加工してから、７５０℃に１時間保持した後、９００℃に４時間保持して、結晶化ガラスを得た。【０１３２】  得られた結晶化ガラスの一部を用いて、粉末Ｘ線回折によりβ−スポジュメン結晶が含まれていることを確認した。また、この結晶化ガラスの透過率は９０．２％であり、ヘーズ値は０．２３％であった。【０１３３】  また、結晶化ガラス板を化学強化して、図３に示す応力プロファイルを有する化学強化ガラスを得た。化学強化処理は、表３の溶融塩１欄に記載した塩を用いて処理条件１欄に記載した条件でイオン交換処理した後、溶融塩に接しない状態で熱処理を行った後、溶融塩２欄に記載した塩を用いて処理条件２欄に記載した条件でイオン交換処理した。【０１３４】
【表２】
2020121888.tif 000004
【０１３５】
【表３】
2020121888.tif 000005
【０１３６】  表２〜３に示すように、比較例である例１〜４は、実施例である例５〜１２と比較して、ＳＢ／（ＳＡ×ｔ）が小さく、深さ５０μｍの位置における圧縮応力値が小さいので、突起物との衝突によって破壊しやすいことがわかった。【０１３７】  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、２０１８年１２月１１日付けで出願された日本特許出願（特願２０１８−２３１７７６）に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
【符号の説明】
【０１３８】  １０      携帯端末  ２０      カバーガラス  ３０      筐体  ３１      側面  ３２      底面
【図１】
2020121888.tif 000006
【図２】
2020121888.tif 000007
【図３】
2020121888.tif 000008
【図４】
2020121888.tif 000009
【国際調査報告】
2020121888.tif 000010
2020121888.tif 000011
2020121888.tif 000012
2020121888.tif 000013