[发明专利]化学强化玻璃

说明书

本申请是申请日为2014年7月15日、申请号为201480003165.2的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及化学强化玻璃。

背景技术

数码相机、手机或便携式信息终端PDA(Personal Digital Assistants)等平板显示装置中，为了保护显示器和提高美观，以区域比图像显示部分更广的方式将薄的板状保护玻璃配置于显示器的正面。虽然玻璃的理论强度高，但是由于带有损伤而强度大幅降低，因此使用通过离子交换等在玻璃表面形成了压应力层的化学强化玻璃作为要求强度的玻璃。

伴随着对平板显示装置的轻量化和薄型化的要求，要求保护玻璃本身也变薄。因此，为了满足该目的，对保护玻璃要求在表面和端面都具有更高的强度。

为了提高化学强化玻璃的强度，以往已知的方法是，在化学强化处理后实施表面蚀刻处理(专利文献1)。

在此，关于玻璃的强度，已知由于玻璃中氢(水分)的存在而玻璃的强度降低(非专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013-516387号公报

非专利文献

非专利文献1：S.ITO等人,“Crack Blunting of High-Silica Glass”,Journal of the American Ceramic Society,第65卷,第8期,(1982),368-371

非专利文献2：Won-Taek Han等人,“Effect of residual water in silica glass on static fatigue”,Journal of Non-Crystalline Solids,127,(1991)97-104

发明内容

发明所要解决的问题

本发明人等发现，有时化学强化后玻璃的强度降低，其主要原因是由于环境中的水分侵入到玻璃表层中而导致产生化学缺陷。另外还发现，该现象并不限于化学强化，在玻璃的制造工序中由于经历升温工序也会发生。

作为除去玻璃表层的水分的方法，也考虑了通过研磨化学强化后的玻璃表面、或者浸渍于氢氟酸等而进行蚀刻处理等方法，削去含有水分的层。但是，由于研磨而导致玻璃表面带有损伤，强度反而有可能降低。另外，在玻璃表面具有潜在损伤的情况下，如果使用氢氟酸等进行蚀刻处理，则潜在损伤会扩大，有可能产生由凹坑导致的外观不良。另外，氢氟酸从安全方面考虑需要注意操作。

本发明的目的在于提供一种即使进行化学强化也有效地抑制玻璃强度降低的化学强化玻璃。

用于解决问题的手段

本发明人等发现，通过使化学强化玻璃的表层中的氢浓度分布为特定的范围并且表面粗糙度(Ra)为特定值以上，即使不研磨化学强化后的玻璃表面或不进行使用氢氟酸的蚀刻处理，玻璃的面强度也会显著提高，并且面强度的可靠性提高，从而完成了本发明。

即，本发明如下所示。

<1>

一种化学强化玻璃，其在表层具有通过离子交换法形成的压应力层，其中，

表面粗糙度(Ra)为0.20nm以上，

从玻璃的最外表面起的深度X的区域中的氢浓度Y在X＝0.1～0.4(μm)的情况下满足下述关系式(I)，

通过环上球试验在下述条件下测定的面强度F(N)对于玻璃板的板厚t(mm)为F≥1500×t²，并且

在表面上没有磨痕，

Y＝aX+b(I)

式(I)中的各符号的含义如下所示：

Y：氢浓度(按H₂O换算，mol/L)，

X：从玻璃最外表面起的深度(μm)，

a：-0.270～-0.005，

b：0.020～0.220，

环上球试验条件：

将板厚t(mm)的玻璃板配置在直径30mm、接触部具有曲率半径2.5mm的圆度的不锈钢环上，在使直径10mm的钢球体与该玻璃板接触的状态下，将该球体在静荷载条件下荷载于该环的中心，将玻璃被破坏时的破坏荷载(单位N)作为BOR强度，将该BOR强度的20次的测定平均值作为面强度F。其中，将玻璃的破坏起点距离该球体的荷载点2mm以上的情况从用于计算平均值的数据中除去。

<2>