化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法及化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃的化學(xué)強(qiáng)化被充分進(jìn)行的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法及化學(xué)強(qiáng)化玻璃。本發(fā)明涉及化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其包括通過使包含硝酸鉀的無機(jī)鹽與玻璃接觸，使所述玻璃中的Na與所述無機(jī)鹽中的K進(jìn)行離子交換的工序，其中在所述離子交換之前，具有向所述無機(jī)鹽中添加具有選自由SO42?、CO32?、HCO3?、PO43?、HPO42?和H2PO4?組成的組中的至少一種陰離子的鹽的工序，且在所述添加前，所述無機(jī)鹽含有Mg2+和Ca2+的至少一者，且滿足Mg2+含量為5質(zhì)量ppm以上以及Ca2+含量為50質(zhì)量ppm以上這兩個條件中的任一條件。
【專利說明】
化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法及化學(xué)強(qiáng)化玻璃
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法及化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 在用于數(shù)碼相機(jī)、移動電話或便攜式信息終端PDA ( Per sona I D i g i ta 1 Assistants)等中的平板顯示器裝置中，為了保護(hù)顯示器和提高美觀，將薄板狀的保護(hù)玻璃 以成為比圖像顯示部分更寬廣的區(qū)域的方式配置在顯示器的前面。雖然玻璃的理論強(qiáng)度 高，但會因劃傷而使強(qiáng)度大幅度降低，因此在要求強(qiáng)度的保護(hù)玻璃中，采用通過使用無機(jī)鹽 的離子交換等而在玻璃表面上形成有壓縮應(yīng)力層的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0003] 以往，在玻璃強(qiáng)化用無機(jī)鹽中，在Li、Na等堿金屬雜質(zhì)濃度高的情況下，為了除去 它們而進(jìn)行的是添加焦磷酸鉀、正磷酸鉀、焦銻酸鉀等添加物(專利文獻(xiàn)1和2以及非專利文 獻(xiàn)1)〇
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開昭46-38514號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)2:W02014/045977號公報
[0008] 非專利文獻(xiàn)
[0009] 非專利文獻(xiàn)l:Doklady Akademii Nauk SSSR( 1975) ,225(6) ,1373-6 [Chem.Tech.].

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的課題
[0011] 但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：由于除了堿金屬雜質(zhì)以外也有極微量的Mg、Ca等堿土金屬雜 質(zhì)存在于玻璃強(qiáng)化用無機(jī)鹽中，有時導(dǎo)致玻璃的強(qiáng)化變得未能合適地進(jìn)行。
[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃的化學(xué)強(qiáng)化被充分進(jìn)行的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造 方法及化學(xué)強(qiáng)化被充分進(jìn)行的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0013] 用于解決課題的方案
[0014] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使化學(xué)強(qiáng)化用的無機(jī)鹽中存在具有特定陰離子的鹽，能夠抑 制鎂、鈣帶來的影響，能夠?qū)ΣＡП砻孢M(jìn)行合適的強(qiáng)化，從而完成了本發(fā)明。
[0015] 即，本發(fā)明如下所示。
[0016] -種化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其包括通過使包含硝酸鉀的無機(jī)鹽與玻璃接觸， 使所述玻璃中的Na與所述無機(jī)鹽中的K進(jìn)行離子交換的工序，其中
[0017] 在所述離子交換之前，具有向所述無機(jī)鹽中添加具有選自由S〇42_、C〇32'H⑶3' p〇43' HPO42Ira2PO4I且成的組中的至少一種陰離子的鹽的工序，且
[0018] 在所述添加前，所述無機(jī)鹽含有Mg2+和Ca2+的至少一者，且滿足Mg2+含量為5質(zhì)量 ppm以上以及Ca2+含量為50質(zhì)量ppm以上這兩個條件中的任一條件。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠在玻璃表面上穩(wěn)定地賦予壓縮應(yīng)力層，能夠進(jìn)行合適的強(qiáng)化。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下，對于本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式，在不脫離本 發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以任意變形而進(jìn)行實(shí)施。
[0022] <化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法>
[0023]本發(fā)明的制造方法的特征在于，其包括通過使包含硝酸鉀的無機(jī)鹽與玻璃接觸， 使玻璃中的Na與無機(jī)鹽中的K進(jìn)行離子交換的工序;在離子交換之前，具有向無機(jī)鹽中添加 具有特定陰離子的鹽的工序;進(jìn)一步地，在具有特定陰離子的鹽的添加前，無機(jī)鹽含有Mg 2+ 和Ca2+的至少一者，且滿足Mg2+含量為5質(zhì)量ppm以上以及Ca 2+含量為50質(zhì)量ppm以上這兩個 條件中的任一條件。
[0024](玻璃組成）
[0025] 本發(fā)明中所使用的玻璃只要包含鈉即可，只要為具有可進(jìn)行成形、基于化學(xué)強(qiáng)化 處理的強(qiáng)化的組成，則可使用各種組成的玻璃。具體而言，例如可以列舉:鋁硅酸鹽玻璃、鈉 鈣玻璃和硼硅酸鹽玻璃(硼硅酸玻璃）、鉛玻璃、堿鋇玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃(鋁硼硅酸玻璃） 等。其中，從易于得到本發(fā)明的效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選鈉鈣玻璃。
[0026] 玻璃的制造方法并無特別限定，可通過將所需的玻璃原料投入至連續(xù)熔融爐中， 將玻璃原料優(yōu)選在1500~160(TC下加熱熔融并澄清后，供給至成形裝置，其后將熔融玻璃 成形為板狀，并進(jìn)行緩冷而制造。
[0027] 需要說明的是，在玻璃的成形時可采用各種方法。例如可采用：下引法(例如，溢流 下引法、流孔下引法和重新引下法等）、浮法、輥鋪法和壓法等各種成形方法。
[0028]玻璃的厚度并無特別限制，為了有效地進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理，通常優(yōu)選為5mm以下， 更優(yōu)選為3mm以下。
[0029] 作為本發(fā)明中玻璃的組成，并無特別限定，例如可以列舉以下的組成。
[0030] (i)以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示的組成計，含有SiO2 50~80%、Al2〇3 2~25%、 Li2O 0~10%、Na20 0~18%、Κ20 0~10%、Mg0 0~15%、Ca0 0~5%和ZrO2 0~5%的玻 璃
[0031] (ii)以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示的組成計，含有SiO2 50~74%、Al2〇3 1~10%、 似2〇6~14%、1(2〇3~11%、]\^0 2~15%、〇&0 0~6%和2抑2〇~5%^〇2和厶12〇3的含量 的合計為75%以下，Na2O和K2O的含量的合計為12~25%，MgO和CaO的含量的合計為7~15% 的玻璃
[0032] (iii)以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示的組成計，含有SiO2 68~80%、Al2〇3 4~10%、 Na2O 5~15%、Κ20 0~l%、MgO 4~15%和ZrO2 0~1%的玻璃
[0033] (iv)以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示的組成計，含有SiO2 67~75%、Al2〇3 0~4%、 似2〇7~15%、1(2〇1~9%、]\%0 6~14%和21〇2〇~1.5%，51〇2和厶12〇3的含量的合計為71 ~75%，Na20和K 2O的含量的合計為12~20%，在含有CaO的情況下其含量小于1 %的玻璃 [0034] (V)以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示的組成計，含有SiO2 65~75%、Al2〇3 0.1~5%、 MgO 1~6%、CaO 1~15% ,Na2O和K2O的含量的合計為10~18%的玻璃
[0035] (vi)以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示的組成計，含有SiO2 65~72%、Al2〇3 3.4~ 8.6%、Mg0 3.3~6%、Ca0 6.5~9%、Na20 13~16%、Κ20 0~l%、Ti〇2 0~0.2%、Fe2〇3 0.01~0.15%、503 0.02~0.4%，（恥20+1(20)/^1203為1.8~5.0的玻璃
[0036] (vii)以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示的組成計，含有SiO2 60~72%、Al2〇3 1~10%、 1%0 5~12%、0&0 0.1~5%、似20 13~19%、1(20 0~5%，1?0/(1?0+1?20)為0.20以上且0.42 以下(式中、RO表示堿土金屬氧化物，R2O表示堿金屬氧化物)的玻璃
[0037] (viii)以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示的組成計，含有SiO2 67~75%、Al2〇3 0~5%、 CaO 1~15%、且Na2O與K2O的含量合計為10~18%的玻璃
[0038] (化學(xué)強(qiáng)化）
[0039] 在本發(fā)明的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法中，通過對玻璃表面實(shí)施離子交換處理，使 得形成壓縮應(yīng)力殘留的表面層(壓縮應(yīng)力層），從而強(qiáng)化玻璃表面。離子交換通常在玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度下通過離子交換而使玻璃表面的離子半徑小的堿金屬離子(典型的是 Li離子、Na離子)置換為離子半徑更大的堿離子(典型的是，相對于Li離子而言為Na離子或K 離子，相對于Na離子而言為K離子）。由此，在玻璃的表面上殘留壓縮應(yīng)力，玻璃的強(qiáng)度提高。
[0040] 在本發(fā)明的制造方法中，通過使玻璃與含有硝酸鉀(KNO3)的無機(jī)鹽接觸而進(jìn)行化 學(xué)強(qiáng)化。由此，通過使玻璃表面的Na離子與無機(jī)鹽中的K離子進(jìn)行離子交換而形成高密度的 壓縮應(yīng)力層。作為使玻璃與無機(jī)鹽接觸的方法，可為涂布糊狀的無機(jī)鹽的方法、將無機(jī)鹽的 水溶液噴射至玻璃的方法、向?qū)o機(jī)鹽加熱至熔點(diǎn)以上所得熔融鹽的鹽浴中浸漬玻璃的方 法等，在這些之中，優(yōu)選的是向熔融鹽中浸漬的方法。
[0041 ]從優(yōu)選以在進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化的玻璃的應(yīng)變點(diǎn)（通常為500~600°C)以下具有熔點(diǎn)的 無機(jī)鹽作為無機(jī)鹽的觀點(diǎn)出發(fā)，在本發(fā)明中含有硝酸鉀(熔點(diǎn)330°C)。通過含有硝酸鉀而在 玻璃的應(yīng)變點(diǎn)以下為熔融狀態(tài)且在使用溫度區(qū)域中操作變得容易。無機(jī)鹽中的硝酸鉀的含 量優(yōu)選為50質(zhì)量％以上。
[0042] 在本發(fā)明的制造方法中，在將玻璃供給至離子交換之前，對無機(jī)鹽添加具有選自 由S〇42' C032_、HC03_、P〇43' HP〇42lPH2P〇4l且成的組中的至少一種陰離子（以下，也總稱為"特 定陰離子"）的鹽。在使用無機(jī)鹽進(jìn)行離子交換時，將無機(jī)鹽形成為液體狀態(tài)的液相鹽，但在 本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)因在該液相鹽中存在Mg 2+、Ca2+，從而在玻璃表面難以形成壓縮應(yīng)力層。因此， 在本發(fā)明的制造方法中，對含有Mg 2+(鎂離子）、Ca2+(鈣離子)的至少一者的無機(jī)鹽添加具有 上述特定陰離子的鹽，從而捕獲無機(jī)鹽中的Mg 2+、Ca2+，以與上述特定陰離子的鎂鹽、鈣鹽的 固體的形式沉淀，因此液相鹽中的Mg 2+、Ca2+降低。
[0043] 在添加具有特定陰離子的鹽之前的無機(jī)鹽(液相鹽)滿足Mg2+含量為5質(zhì)量ppm以上 以及Ca2+含量為50質(zhì)量ppm以上這兩個條件中的任一條件。具有特定陰離子的鹽的添加量只 要是液相鹽中的Mg 2+Xa2+能被充分降低的量即可，并無特別限制;但是優(yōu)選以使得在添加 后的無機(jī)鹽中液相鹽的Mg 2+濃度為小于5質(zhì)量ppm且液相鹽的Ca2+濃度為小于50質(zhì)量ppm的 方式進(jìn)行添加。
[0044]作為特定陰離子，從易于捕捉(捕獲)Mg2+、Ca2+的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選SOA或CO 32'
[0045]另外，作為具有特定陰離子的鹽中的抗衡陽離子，例如可以列舉:K+、Na+和Li+等， 優(yōu)選為K+或Na+。
[0046] 作為具有特定陰離子的鹽，優(yōu)選為選自由K2S〇4、KNaS〇4、Na2S〇4、KK0 3、KNaC〇dP Na2CO3組成的組中的至少一種鹽，特別是從不阻礙離子交換的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選K2S0 4SK2C03。 需要說明的是，在添加具有特定陰離子的鹽之后的無機(jī)鹽中K2SO4的含量優(yōu)選0.5質(zhì)量％以 上。在添加具有特定陰離子的鹽之后的無機(jī)鹽中K 2CO3的含量優(yōu)選0.5質(zhì)量％以上。
[0047] 另外，具有特定陰離子的鹽可以單獨(dú)添加，也可以多種組合添加。
[0048] 關(guān)于無機(jī)鹽，除了硝酸鉀和具有特定陰離子的鹽以外，還可以在不阻礙本發(fā)明效 果的范圍內(nèi)含有其他化學(xué)種類，例如可以列舉:氯化鈉、氯化鉀、硼酸鈉和硼酸鉀等堿金屬 氯化鹽或堿金屬硼酸鹽等。這些可以單獨(dú)含有，也可以多種組合含有。
[0049] 優(yōu)選地，由上述方式制備的玻璃強(qiáng)化用無機(jī)鹽通過含有具有特定陰離子的鹽，從 而在硝酸鉀的熔點(diǎn)以上且600°C以下含有液體狀態(tài)的液相鹽和固體狀態(tài)的固相鹽，且液相 鹽中的Mg 2+濃度為小于5質(zhì)量ppm且所述液相鹽中的Ca2+濃度為小于50質(zhì)量ppm。并且優(yōu)選 地，固相鹽含有與特定陰離子的鎂鹽以及與特定陰離子的鈣鹽中的至少一者。即優(yōu)選地，固 相鹽含有選自由硫酸鎂、硫酸鈣、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸氫鎂、碳酸氫鈣、磷酸氫鎂、磷酸氫 鈣、磷酸二氫鎂、磷酸二氫鈣、磷酸鎂和磷酸鈣組成的組中的至少一種鹽。
[0050] 優(yōu)選地，固相鹽的Mg2+含量為100質(zhì)量ppm以上，或Ca2+含量為100質(zhì)量ppm以上。
[0051] 以下，以通過將玻璃浸漬在熔融鹽中的方法而進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化的方式為例，對本發(fā) 明的制造方法進(jìn)行說明。
[0052] (1-1)熔融鹽的制造1
[0053] 熔融鹽可通過下述所示的工序進(jìn)行制造。
[0054]工序la:硝酸鉀熔融鹽的制備
[0055]工序2a:向硝酸鉀熔融鹽中添加具有特定陰離子的鹽
[0056](工序Ia-硝酸鉀熔融鹽的制備_)
[0057]在工序Ia中，將硝酸鉀投入至容器中，加熱至熔點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行熔融，由此制備 熔融鹽。熔融在硝酸鉀的熔點(diǎn)（330°C)與沸點(diǎn)（500°C)的范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。特別地是，從 可賦予玻璃的表面壓縮應(yīng)力（CS)與壓縮應(yīng)力層深度(DOL)的平衡以及強(qiáng)化時間的觀點(diǎn)出 發(fā)，將熔融溫度設(shè)定為350~470°C更為優(yōu)選。
[0058]作為將硝酸鉀熔融的容器，可使用金屬、石英或陶瓷等。其中，從耐久性的觀點(diǎn)出 發(fā)優(yōu)選為金屬材質(zhì)，從耐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為不銹鋼(SUS)材質(zhì)。
[0059](工序2a_向硝酸鉀熔融鹽中添加具有特定陰離子的鹽_)
[0060]在工序2a中，向工序Ia中所制備的硝酸鉀熔融鹽中添加上述具有特定陰離子的 鹽，在將溫度保持為恒定范圍的同時，利用攪拌葉片等進(jìn)行混合以使得整體變得均勻。在聯(lián) 用多種具有特定陰離子的鹽的情況下，添加順序并無限定，也可同時添加。
[0061 ] 溫度優(yōu)選為硝酸鉀的熔點(diǎn)以上、即330 °C以上，更優(yōu)選為350~500°C。另外，攪拌時 間優(yōu)選為1分鐘~10小時，更優(yōu)選為10分鐘~2小時。
[0062] (1-2)熔融鹽的制造2
[0063] 在上述熔融鹽的制造1中，例示了在硝酸鉀熔融之后添加具有特定陰離子的鹽的 方法，但熔融鹽還可通過下述所示的工序進(jìn)行制造。
[0064] 工序Ib:硝酸鉀與具有特定陰離子的鹽的混合 [0065]工序2b:混合鹽的熔融
[0066](工序Ib-硝酸鉀與具有特定陰離子的鹽的混合_)
[0067]在工序Ib中，將硝酸鉀與具有特定陰離子的鹽投入至容器中，利用攪拌葉片等進(jìn) 行混合，制成混合鹽。在聯(lián)用多種鹽的情況下，添加順序并無限定，也可同時添加。容器可使 用與上述工序Ia中所使用相同的容器。
[0068](工序2b_混合鹽的熔融_)
[0069] 在工序2b中，對通過工序Ib所得到的混合鹽進(jìn)行加熱熔融。熔融溫度與上述工序 Ia相同。另外，優(yōu)選在利用攪拌葉片等進(jìn)行攪拌以使得整體變得均勻的同時進(jìn)行熔融;攪拌 時間優(yōu)選為1分鐘~10小時，更優(yōu)選為10分鐘~2小時。
[0070] 在通過上述熔融鹽的制造1或制造2而得到的熔融鹽中，由于添加具有特定陰離子 的鹽而產(chǎn)生析出物，因此優(yōu)選在進(jìn)行玻璃的化學(xué)強(qiáng)化處理之前進(jìn)行靜置，直至該析出物沉 淀于容器的底部。在該析出物中包含特定陰離子的鎂鹽和鈣鹽等。
[0071] (2)離子交換
[0072]接著，使用所制備的熔融鹽進(jìn)行玻璃的化學(xué)強(qiáng)化處理?；瘜W(xué)強(qiáng)化處理通過將玻璃 浸漬在熔融鹽中，使玻璃中的金屬離子(Na離子)與熔融鹽中的離子半徑大的金屬離子(K離 子)進(jìn)行置換而進(jìn)行。通過離子交換可使玻璃表面的組成發(fā)生變化，形成玻璃表面經(jīng)高密度 化的壓縮應(yīng)力層，通過該玻璃表面的高密度化而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，因此可將玻璃強(qiáng)化。
[0073]關(guān)于本發(fā)明的化學(xué)強(qiáng)化處理，具體而言，可通過下述工序3進(jìn)行。
[0074](工序3-玻璃的化學(xué)強(qiáng)化處理_)
[0075] 首先，將玻璃進(jìn)行預(yù)熱，而且將通過上述所制備的熔融鹽調(diào)整至進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化的 溫度。接著，將預(yù)熱后的玻璃在熔融鹽中浸漬規(guī)定的時間后，將玻璃從熔融鹽中提起并放 冷。
[0076] 需要說明的是，優(yōu)選在化學(xué)強(qiáng)化處理前，對玻璃進(jìn)行根據(jù)用途的形狀加工，例如切 斷、端面加工以及開孔加工等機(jī)械加工。另外，根據(jù)需要在化學(xué)強(qiáng)化前可以將玻璃進(jìn)行研 磨。
[0077] 玻璃的預(yù)熱溫度取決于浸漬在熔融鹽中的溫度，通常優(yōu)選為HKTC以上。
[0078]化學(xué)強(qiáng)化溫度優(yōu)選為被強(qiáng)化玻璃的應(yīng)變點(diǎn)（通常500~600°C)以下，為了得到更深 的壓縮應(yīng)力層深度，特別優(yōu)選為350°C以上。
[0079] 玻璃向恪融鹽中的浸漬時間優(yōu)選為1分鐘~10小時，更優(yōu)選為5分鐘~8小時，進(jìn)一 步優(yōu)選為10分鐘~4小時。如果為該范圍，則可得到表面壓縮應(yīng)力（CS)與壓縮應(yīng)力層深度 (DOL)的平衡優(yōu)良的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0080] (工序4-玻璃的清洗-)
[0081 ]接著，在工序4中進(jìn)行離子交換后的玻璃的清洗。在清洗中可以使用工業(yè)用水、離 子交換水等，其中優(yōu)選離子交換水。清洗的條件根據(jù)所使用的清洗液而有所不同，但是在使 用離子交換水的情況下，從完全除去所附著的鹽的觀點(diǎn)出發(fā)，在〇~l〇〇°C下進(jìn)行清洗是優(yōu) 選的。
[0082] <化學(xué)強(qiáng)化玻璃>
[0083] 對于通過上述本發(fā)明的制造方法而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃進(jìn)行說明。
[0084] (壓縮應(yīng)力值（Compressive Stress:CS))
[0085] 通過本發(fā)明的制造方法而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其表面壓縮應(yīng)力層的壓縮應(yīng)力值 優(yōu)選為500MPa以上，更優(yōu)選為550MPa以上，特別優(yōu)選為600MPa以上。利用本發(fā)明的制造方 法，通過進(jìn)行使用了作為雜質(zhì)的Mg2+、Ca2+減少的無機(jī)鹽的化學(xué)強(qiáng)化，可以得到賦予了期望 的表面壓縮應(yīng)力的玻璃。
[0086](壓縮應(yīng)力層深度(Depth ofLayer:D0L))
[0087]本發(fā)明的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其表面壓縮應(yīng)力層的壓縮應(yīng)力層深度優(yōu)選為3μπι以上，更 優(yōu)選為5μηι以上。
[0088]壓縮應(yīng)力層的壓縮應(yīng)力值和壓縮應(yīng)力層深度可以使用表面應(yīng)力計(例如折原制作 所制造的FSM-6000)等進(jìn)行測定。另外，壓縮應(yīng)力層深度可以由使用EPMA(電子探針顯微分 析儀(electron probe micro analyzer))等而測定的離子交換深度來代用。
[0089] 實(shí)施例
[0090] 以下列舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0091] <評價方法>
[0092] 本實(shí)施例中的各種評價通過以下所示的分析方法進(jìn)行。
[0093](玻璃的評價:表面應(yīng)力）
[0094]表面壓縮應(yīng)力值(CS，單位MPa)和壓縮應(yīng)力層深度(D0L，單位μπι)使用折原制作所 公司制造的表面應(yīng)力計(FSM-6000)進(jìn)行測定。
[0095]下述各試驗(yàn)例中，例1~例5及例9~例12為實(shí)施例，例6~例8及例13~例15為比較 例。
[0096](例1)
[0097]在SUS制的杯中，投入包含表1所示量的Mg2+和Ca2+的硝酸鉀9800g，利用覆套式加 熱器加熱至450°C而制備硝酸鉀熔融鹽。向其中添加硫酸鉀200g，制備硫酸鉀2質(zhì)量％的硝 酸鉀熔融鹽。將添加之后的Mg 2+和Ca2+量示于表1。需要說明的是，Mg2+量和Ca2+量利用ICP發(fā) 光分光分析法進(jìn)行測定。ICP發(fā)光分光分析裝置使用SII NanoTechnology有限公司（工只7 彳·于7于夕7 口'2-株式會社）制造的SPS3100。
[0098] 將下述組成的玻璃A(鈉鈣玻璃）（50111111\50111111\0.95111111)預(yù)熱至200~400°(：后，浸 漬于450°C的熔融鹽中2小時，在進(jìn)行離子交換處理后，冷卻至室溫附近，由此進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化 處理。對得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃用純水清洗。
[0099] 玻璃A組成（以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示）：Si02 71.1 %、Al2〇3 l.l%、Na20 12·4%、Κ20 0.2%、Mg0 6.9%、Ca0 8.3%
[0100] (例2)
[0101] 除了使用包含表1所示量的Mg2+和Ca2+的硝酸鉀以外，以與例I同樣的方式得到化 學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0102] (例3)
[0103]除了添加碳酸鉀200g代替硫酸鉀而制備碳酸鉀2質(zhì)量％的硝酸鉀熔融鹽以外，以 與例1同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0104] (例4)
[0105] 除了使用包含表1所示量的Mg2+和Ca2+的硝酸鉀以外，以與例3同樣的方式得到化 學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0106] (例5)
[0107] 除了使用下述組成的玻璃B(鋁硅酸鹽玻璃）（5〇111111\5〇111111\0.95111111)代替玻璃八以 外，以與例1同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0108] 玻璃B組成（以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示）：Si02 64·4%、Α12〇3 8.0%、Na20 12·5%、Κ20 4.0%、Mg0 10.5%、Ca0 0.1%、Sr0 0.1%、Ba0 0.1%、Zr〇2 0.5%
[0109] (例9)
[0110] 除了使用下述組成的玻璃C(鈉鈣玻璃）（5〇111111\5〇111111\0.7111111)代替玻璃厶以外，以 與例1同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0111] 玻璃C組成（以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示）：Si〇2 68.74%、Al2〇3 2.96%、Na20 14·20%、Κ20 0.15%、Mg0 6.16%、Ca0 7.75%、Sr0 0.00%、Ba0 0.00%、Zr〇2 0·00%、 TiO2 0.02%
[0112] (例10)
[0113] 除了使用包含表1所示量的Mg2+及Ca2+的硝酸鉀以外，以與例9同樣的方式得到化 學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0114] (例11)
[0115]除了添加碳酸鉀200g代替硫酸鉀而制備碳酸鉀2質(zhì)量％的硝酸鉀熔融鹽以外，以 與例9同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0116] (例12)
[0117] 除了使用包含表1所示量的Mg2+及Ca2+的硝酸鉀以外，以與例11同樣的方式得到化 學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0118] (例6)
[0119] 除了不添加硫酸鉀以外，以與例1同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0120] (例7)
[0121] 除了不添加硫酸鉀以外，以與例2同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0122] (例8)
[0123] 除了使用包含表1所示量的Mg2+及Ca2+的硝酸鉀并且不添加硫酸鉀以外，以與例1 同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0124] (例13)
[0125] 除了不添加硫酸鉀以外，以與例9同樣的方式得到化學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0126] (例14、例15)
[0127] 除了使用包含表1所示量的Mg2+及Ca2+的硝酸鉀以外，以與例13同樣的方式得到化 學(xué)強(qiáng)化玻璃。
[0128] 將得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的評價結(jié)果示于表1。
[0130]從上述表1的結(jié)果可知，在例I、3、5、9和11中即使使用Mg2+含量為5質(zhì)量ppm以上的 無機(jī)鹽，仍得到了CS為500MPa以上的玻璃。另外，在例2、4、10和12中即使使用Ca2+含量為50 質(zhì)量ppm以上的無機(jī)鹽，仍得到了CS為500MPa以上的玻璃。
[0131]以上詳細(xì)且參照特定的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言其知曉，可在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的情況下加入各種變更、修正。本申請基于在 2015年3月27日申請的日本專利申請2015-067229和2016年3月8日申請的日本專利申請 2016-044320,其內(nèi)容作為參照而并入本文。
【主權(quán)項】
1. 一種化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其包括通過使包含硝酸鉀的無機(jī)鹽與玻璃接觸，使 所述玻璃中的Na與所述無機(jī)鹽中的K進(jìn)行離子交換的工序，其中 在所述離子交換之前，具有向所述無機(jī)鹽中添加具有選自由S〇42_、C032' Η⑶3' P〇43_、 ΗΡ〇42?ΡΗ2Ρ041 且成的組中的至少一種陰離子的鹽的工序，且 在所述添加前，所述無機(jī)鹽含有Mg2+和Ca2+的至少一者，且滿足Mg2+含量為5質(zhì)量ppm以 上以及Ca2+含量為50質(zhì)量ppm以上這兩個條件中的任一條件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其中 所述添加后的所述無機(jī)鹽中，液體狀態(tài)的液相鹽的Mg2+濃度為小于5質(zhì)量ppm且所述液 相鹽的Ca2+濃度為小于50質(zhì)量ppm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其中 所述玻璃是以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示的組成計含有Si02 67~75%、Al2〇3 0~5%、 CaO 1~15%、且Na20與K20的含量合計為10~18%的玻璃。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其中 所述添加的鹽為具有S〇42-的鹽。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其中 所述添加的鹽為具有C0,的鹽。6. -種化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其通過權(quán)利要求1~5中任一項所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法 制造，其中 表面壓縮應(yīng)力層的表面壓縮應(yīng)力值為500MPa以上。
【文檔編號】C03C21/00GK106007405SQ201610177770
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】鹿島出, 藤原祐輔, 玉井喜芳, 青山尚史, 山本直嗣
【申請人】旭硝子株式會社