[发明专利]玻璃强化用熔融盐、强化玻璃的制造方法及玻璃强化用熔融盐的寿命延长方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃强化用熔融盐、强化玻璃的制造方法及玻璃强化用熔融盐的寿命延长方法。

背景技术

对于数码相机、移动电话和PDA(个人数字助理，Personal Digital Assistants)这样的显示器装置等的保护玻璃以及显示器的玻璃基板而言，使用利用离子交换等进行化学强化处理后的玻璃(以下，也称为化学强化玻璃)。玻璃虽然理论强度高，但会由于损伤而导致强度大幅降低。与未强化的玻璃相比，化学强化玻璃的机械强度高、可防止对玻璃表面带来损伤，因此适合于这些用途。

利用离子交换的化学强化处理是通过置换玻璃中所含的小离子半径的金属离子(例如Na离子)与更大离子半径的金属离子(例如K离子)而使玻璃表面产生圧缩应力层从而提高玻璃的强度的处理。

玻璃组成中含有Na₂O的情况下，将玻璃浸渍在含有K离子的熔融盐(无机钾盐)中，使玻璃中的Na离子与熔融盐中的K离子进行离子交换。熔融盐使用在强化处理温度下处于熔融状态的无机钾盐，其中大多使用硝酸钾。

作为化学强化玻璃的评价方法之一，可以列举表面圧缩应力(Compressive Stress：CS)。以硝酸钾作为主要成分的化学强化用熔融盐在化学强化处理后能够对玻璃赋予最高的CS值这一结果仅限于使用未提供给离子交换的熔融盐(新熔融盐)时，实际上对应于累积玻璃处理面积，所得到的CS值会缓慢降低。

已知CS值降低的主要原因是由因离子交换而从玻璃中溶出的Na离子使得硝酸钾熔融盐被稀释而引起的，Na离子浓度与CS值降低有关。因此，如果无法得到某一定值以上的CS值，则会考虑将熔融盐的全部或一部分交换为新熔融盐的方法。但是，这些方法中，熔融盐的交换频率变高，令人担心的是高成本化、交换时的停机时间导致处理效率降低。

因此，对延长熔融盐的使用寿命(寿命)的方法进行了研究。例如在非专利文献1中公开了在硝酸钾熔融盐中预先添加二氧化硅来缓和Na离子所带来的影响的方法。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Nagaoka Gijutsu Kagaku Daigaku Kenkyu Hokoku(1982),4,1-4.

发明内容

发明所要解决的问题

但是，非专利文献1中所记载的添加二氧化硅所带来的效果中，针对二氧化硅0.1％掺杂仅记载了以硝酸钠相对于硝酸钾为0.2％、即Na离子为500ppm这样极小量混合存在的情况下延长了熔融盐的寿命的内容，没有提及Na离子量多的情况。

因此，本发明的目的在于针对在玻璃的化学强化中使用的含有硝酸钾的熔融盐提供一种充分延长了使用寿命的熔融盐。

用于解决问题的手段

本发明人进行了深入研究结果发现，在含有硝酸钾的熔融盐中在玻璃的化学强化处理前预先添加碳酸钾和磷酸钾中的一种以上使得含有碳酸阴离子和磷酸阴离子中的至少一种，由此能够延长熔融盐的使用寿命，从而完成了本发明。

即，本发明如下所述。

<1>一种玻璃强化用熔融盐，用于通过离子交换而在玻璃表面形成圧缩应力层，其中，该玻璃强化用熔融盐含有硝酸钾，还含有碳酸阴离子和磷酸阴离子中的至少一种。

<2>如上述<1>所述的玻璃强化用熔融盐，其中，该玻璃强化用熔融盐含有硝酸钾、碳酸阴离子和磷酸阴离子。

<3>如上述<1>或<2>所述的玻璃强化用熔融盐，其中，上述碳酸阴离子为碳酸钾的阴离子物种，上述磷酸阴离子为正磷酸钾和焦磷酸钾中的至少一种的阴离子物种。

<4>如上述<3>所述的玻璃强化用熔融盐，其中，上述碳酸钾的含量相对于上述硝酸钾为3.5～24摩尔％。

<5>如上述<3>或<4>所述的玻璃强化用熔融盐，其中，上述正磷酸钾的含量相对于上述硝酸钾为0.8～13.5摩尔％。

<6>如上述<3>～<5>中任一项所述的玻璃强化用熔融盐，其中，上述焦磷酸钾的含量相对于上述硝酸钾为3.5～9.0摩尔％。

<7>一种强化玻璃的制造方法，其包括使用上述<1>～<6>中任一项所述的玻璃强化用熔融盐在玻璃表面形成圧缩应力层的工序。