化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在手機(jī)或便攜信息終端（PDA)等平板顯示器裝置中，為了提高顯示器的 保護(hù)和美觀，以區(qū)域比圖像顯示部分更大的方式進(jìn)行在顯示器的正面配置薄板狀的保護(hù)玻 璃。
[0003] 對(duì)于這種平板顯示器裝置，要求輕量和薄型化，因此，也要求用于顯示器保護(hù)的保 護(hù)玻璃變薄。
[0004] 然而，存在以下問題：隨著保護(hù)玻璃的厚度變薄，強(qiáng)度降低，有時(shí)由于使用中或攜 帶中的落下等而導(dǎo)致保護(hù)玻璃自身破裂，無法發(fā)揮保護(hù)顯示器裝置這一原本的作用。
[0005] 因此，對(duì)于以往的保護(hù)玻璃而言，為了提高耐劃傷性，通過對(duì)由浮法制造的浮法玻 璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，由此在表面形成壓應(yīng)力層，提高保護(hù)玻璃的耐劃傷性。
[0006] 有報(bào)道稱，浮法玻璃在化學(xué)強(qiáng)化后發(fā)生翹曲，平坦性受損（專利文獻(xiàn)1)。認(rèn)為該翹 曲是由于浮法成形時(shí)不與熔融錫接觸的玻璃面（以下也稱作頂面）和與熔融錫接觸的玻璃 面（以下也稱作底面）的化學(xué)強(qiáng)化的進(jìn)行程度不同而產(chǎn)生的。
[0007] 以往，作為浮法玻璃的頂面與底面的化學(xué)強(qiáng)化的進(jìn)行程度不同的原因，一直認(rèn)為 是由于在浮法成形時(shí)熔融金屬侵入與熔融金屬接觸的玻璃面（專利文獻(xiàn)1)。
[0008] 專利文獻(xiàn)1中公開了：通過將由浮法方式制造并進(jìn)行加工后的板狀體在不進(jìn)行表 面拋光的情況下浸漬或接觸Li離子或Na離子或者它們的混合無機(jī)鹽后進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，由 此改善上述翹曲。
[0009] 另外，以往，為了減小上述翹曲，進(jìn)行如下應(yīng)對(duì)方法：減小由化學(xué)強(qiáng)化導(dǎo)致的強(qiáng)化 應(yīng)力、或者通過對(duì)浮法玻璃的頂面和底面進(jìn)行磨削處理或拋光處理等而除去表面異質(zhì)層后 進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第2033034號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的問題
[0014] 然而，對(duì)于專利文獻(xiàn)1所述的方法而言，需要在化學(xué)強(qiáng)化前將浮法玻璃在混合無 機(jī)鹽中進(jìn)行浸漬處理，較為繁雜。另外，對(duì)于減小強(qiáng)化應(yīng)力的方法而言，化學(xué)強(qiáng)化后的浮法 玻璃的強(qiáng)度有可能不足。
[0015] 此外，在化學(xué)強(qiáng)化前對(duì)浮法玻璃的頂面和底面進(jìn)行磨削處理或拋光處理等的方法 從提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)存在問題，優(yōu)選省略這些磨削處理或拋光處理等。
[0016] 因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠有效抑制化學(xué)強(qiáng)化后的翹曲的化學(xué)強(qiáng)化用浮法 玻璃。
[0017] 用于解決問題的手段
[0018] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在對(duì)通過浮法制造的鈉鈣玻璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化時(shí)，底面與頂面的化 學(xué)強(qiáng)化的進(jìn)行程度產(chǎn)生差異而發(fā)生翹曲的主要原因未必是在浮法成形時(shí)侵入與熔融金屬 接觸的玻璃面的該金屬，而是頂面與底面的風(fēng)化（個(gè)^ )程度之差、即水合和脫堿程度之 差。
[0019] 還發(fā)現(xiàn)，通過抑制其影響，頂面和底面進(jìn)行基于化學(xué)強(qiáng)化的強(qiáng)化的容易性變均衡， 能夠減小化學(xué)強(qiáng)化后的浮法玻璃的翹曲。另外發(fā)現(xiàn)，在壓應(yīng)力層的深度（DOL)通常為20 μ m 以下、15 μm以下或10 μm以下的低DOL區(qū)域中，風(fēng)化的影響特別大，通過在該區(qū)域中抑制 風(fēng)化程度的影響，能夠有效地降低化學(xué)強(qiáng)化后的浮法玻璃的翹曲?；谠摪l(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā) 明。
[0020] SP，本發(fā)明如下所述。
[0021] 1. 一種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，頂面的歸一化Na2O表面濃度的平方減去底面的歸一化Na 2O表面濃度的 平方而得到的差Δ (N-Na2O2)為0.040以下，所述頂面的歸一化Na2O表面濃度是該頂面的 Na2O濃度除以其深度100 μ m位置的Na2O濃度而得到的值，所述底面的歸一化Na2O表面濃 度是該底面的Na 2O濃度除以其深度100 μ m位置的Na2O濃度而得到的值。
[0022] 在此，各自的Na2O濃度是通過使用Na-K α射線的熒光X射線分析而測(cè)定的值。
[0023] 2. -種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，作為該頂面的離子交換量1減去該底面的離子交換量1而得到的值的Λ 咼子交換量1為0. 32以下。
[0024] 在此，離子交換量1是由下述式（2-1)求出的值。
[0025] 離子交換量I = 5.51 X (歸一化Na2O表面濃度）-0.038 X (Sn濃度）…式（2-1)
[0026] 式（2-1)中，歸一化Na2O表面濃度是表面的Na2O濃度除以其深度IOOym位置的 Na2O濃度而得到的值，在此，Na2O濃度是通過使用Na-K α射線的熒光X射線分析而得到的 測(cè)定值。
[0027] 另外，Sn濃度是頂面和底面每單位面積的Sn附著量（單位：按SnO2換算μ g/cm2)。 本說明書中將每單位面積的Sn附著量的單位設(shè)為"按SnO2換算μ g/cm2"是為了明確表示 每單位面積的Sn附著量由設(shè)定Sn以SnO2的形式存在時(shí)的每Icm 2的按SnO2換算的附著質(zhì) 量表示，在本說明書中，每單位面積的Sn附著量（單位：μ g/cm2)與每單位面積的Sn附著 量（單位：按SnO2換算μ g/cm2)是相同含義。
[0028] 3. -種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，由下述式（3-1)求出的Wl為56以下。
[0029] Wl = -16 X ( Δ H/Si) -6. 47 X (Sn 濃度差）-43. 8 X ( Δ 離子交換量 1)…式（3-1) [0030] 式（3-1)中，ΔΗ/Si是頂面的歸一化氫濃度減去底面的歸一化氫濃度而得到的 值，歸一化氫濃度是指深度〇~IOum處的平均氫濃度除以深度105~110 μ m處的平均氫 濃度而得到的值，深度0~10 μ m處的平均氫濃度和深度105~110 μ m處的平均氫濃度是 在如下分析條件下測(cè)定的值。
[0031](分析條件）
[0032] 測(cè)定裝置：具有四極桿型質(zhì)譜分析器的二次離子質(zhì)譜分析裝置
[0033] 一次離子種類：Cs+
[0034] -次加速電壓：5. OkV
[0035] -次離子電流：1μΑ
[0036] -次離子入射角（與垂直于試樣面的方向的角度）：60°
[0037] 光柵尺寸：200 X 200 μ m2
[0038] 檢測(cè)區(qū)域：40 X 40 μ m2
[0039] 二次離子極性：負(fù) [0040] 使用中和用的電子槍
[0041] 式（3-1)中，Sn濃度差是底面每單位面積的Sn附著量（單位：按SnO2換算μ g/ cm2)減去頂面每單位面積的Sn附著量（單位：μ g/cm2)而得到的差，在玻璃不含SnO2的情 況下與底面每單位面積的Sn附著量相等。
[0042] 式（3-1)中，Δ尚子交換量1是頂面的尚子交換量1減去該底面的尚子交換量1 而得到的值。
[0043] 在此，離子交換量1由下述式求出，
[0044] 離子交換量1 = 5. 51 X (歸一化Na2O表面濃度）-0· 038 X (Sn濃度）
[0045] 上述式中，歸一化Na2O表面濃度是表面的Na2O濃度除以其深度IOOym位置的 Na2O濃度而得到的值，在此，Na2O濃度是通過使用Na-K α射線的熒光X射線分析而得到的 測(cè)定值。
[0046] 4. 一種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，由下述式（4-1)求出的W2的絕對(duì)值為56以下。
[0047] W2 = 9. 18 X Δ [(離子交換量）ΛΗ/Si) ] +49…式（4-1)
[0048] 式（4-1)中，Λ [(離子交換量V(H/Si)]是如下得到的值：頂面的離子交換量1 除以該頂面的歸一化氫濃度H/Si而得到的值減去底面的離子交換量1除以該底面的歸一 化氫濃度H/Si而得到的值。
[0049] 在此，離子交換量1由下述式求出。
[0050] 離子交換量1 = 5. 51 X (歸一化Na2O表面濃度）-0· 038 X (Sn濃度）
[0051] 上述式中，歸一化Na2O表面濃度是表面的Na2O濃度除以其深度100 μ m位置的 Na2O濃度而得到的值，在此，Na2O濃度是通過使用Na-K α射線的熒光X射線分析而得到的 測(cè)定值，另外，Sn濃度是頂面和底面每單位面積的Sn附著量（單位：按SnO2換算μ g/cm2)。
[0052] 歸一化氫濃度是指深度1~10 μ m處的平均氫濃度除以深度105~110 μ m處的 平均氫濃度而得到的值，深度1~10 μ m處的平均氫濃度和深度105~110 μ m處的平均氫 濃度是在如下分析條件下測(cè)定的值。
[0053] (分析條件）
[0054] 測(cè)定裝置：具有四極桿型質(zhì)譜分析器的二次離子質(zhì)譜分析裝置
[0055] -次離子種類：Cs+
[0056] 一次加速電壓：5. OkV
[0057] -次離子電流μ A
[0058] -次離子入射角（與垂直于試樣面的方向的角度）：60°
[0059] 光柵尺寸：200 X 200 μ m2
[0060] 檢測(cè)區(qū)域：40 X 40 μ m2
[0061] 二次離子極性：負(fù)
[0062] 使用中和用的電子槍。
[0063] 5. -種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，由下述式（5-1)求出的W3為58以下。
[0064] W3 = 744X [(AN_Na20)+0.0 lX (Sn 濃度差）]…式（5-1)
[0065] 式（5-1)中，ΛN-Na2O是頂面的歸一化Na2O表面濃度減去底面的歸一化Na 2O表 面濃度而得到的值，所述頂面的歸一化Na2O表面濃度是頂面的表面Na2O濃度除以其深度 100 μ m位置的Na2O濃度而得到的值，所述底面的歸一化Na2O表面濃度是底面的表面Na2O 濃度除以其深度100 μ m位置的Na2O濃度而得到的值，在此，各自的Na2O濃度是通過使用 Na-Κα射線的熒光X射線分析而得到的測(cè)定值。
[0066] 式（5-1)中，Sn濃度差是底面每單位面積的Sn附著量（單位：按SnO2換算μ g/ cm2)減去頂面每單位面積的Sn附著量（單位：按SnO2換算yg/cm2)而得到的差，在玻璃不 含311〇 2的情況下與底面每單位面積的Sn附著量相等。
[0067] 6. -種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，
[0068] 作為該頂面的離子交換量2減去該底面的離子交換量2而得到的值的△離子交 換量2為0.33以下。
[0069] 離子交換量2是由下述式（6-1)求出的值。
[0070] 離子交換量 2 = -0.02X (H/Si)+5.54X (N-Na2O 濃度）-0.037X (Sn 濃度）…式 (6-1)
[0071] 式（6-1)中，H/Si為歸一化氫濃度，歸一化氫濃度是指深度0~10 μ m處的平均 氫濃度除以深度105~110 μ m處的平均氫濃度而得到的值，深度0~10 μ m處的平均氫濃 度和深度105~IlOym處的平均氫濃度是在以下的分析條件下測(cè)定的值。
[0072] (分析條件）
[0073] 測(cè)定裝置：具有四極桿型質(zhì)譜分析器的二次離子質(zhì)譜分析裝置
[0074] 一次離子種類：Cs+
[0075] -次加速電壓：5. OkV
[0076] -次離子電流：1 μ A
[0077] -次離子入射角（與垂直于試樣面的方向的角度）：60°
[0078] 光柵尺寸：200 X 200 μ m2
[0079] 檢測(cè)區(qū)域：40 X 40 μ m2
[0080] 二次離子極性：負(fù)
[0081] 使用中和用的電子槍
[0082] 式（6-1)中，N-Na2O濃度為歸一化Na2O表面濃度，所述歸一化Na 2O表面濃度為 表面Na2O濃度除以深度IOOym位置的Na2O濃度而得到的值，在此，Na 2O濃度是通過使用 Na-Κα射線的熒光X射線分析而得到的測(cè)定值。
[0083] Sn濃度是每單位面積的Sn附著量（單位：按SnO2換算μ g/cm 2)。
[0084] 7. -種化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其具有在成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面 相對(duì)的頂面，其中，
[0085] 頂面的歸一化Na2O表面濃度減去底面的歸一化Na2O表面濃度而得到的差 Δ N-Na2O的平方（Δ N-Na2O)2為5. 0 X 10 _4以下，所述頂面的歸一化Na 20表面濃度是該頂面 的Na2O濃度除以其深度100 μ m位置的Na2O濃度而得到的值，所述底面的歸一化Na2O表面 濃度是該底面的Na 2O濃度除以其深度100 μ m位置的Na2O濃度而得到的值。各自的Na2O濃 度是通過使用Na-K α射線的熒光X射線分析而測(cè)定的值。
[0086] 8.如上述1~7中任一項(xiàng)所述的化學(xué)強(qiáng)化用浮法玻璃，其用于化學(xué)強(qiáng)化溫度為 T (單位：Κ)、化學(xué)強(qiáng)化時(shí)間為t (單位：小時(shí)）的化學(xué)強(qiáng)化，并且含有SiO2，使用Si02、Α120 3、 MgO、CaO、Sr0、BaO、ZrO2、Na2O和K2O各自的以質(zhì)量百分率計(jì)的含量由下式求出的do 1為20 以下。
[0087] dol = -0. 13 XAl2O3-L 88XMg〇-2. 41 X CaO-L 85 X SrO-L 35 XBaO-L 59XZr02+l .50XNa20+2. 42XK20-129359/T+9. 28Xta5+182.