玻璃組合物、化學(xué)強化用玻璃組合物、強化玻璃物品、以及顯示器用保護玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合于化學(xué)強化的玻璃組合物，更詳細(xì)而言，涉及適合于用浮法進行 制造、并具有適合作為顯示器的保護玻璃的特性的玻璃組合物。另外，本發(fā)明還涉及化學(xué)強 化用玻璃組合物、對該玻璃組合物進行化學(xué)強化后的強化玻璃物品、以及使用該強化玻璃 物品的顯示器用保護玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，搭載有液晶顯示器、有機EL顯示器等的電子設(shè)備、搭載有觸控面板式顯 示器的電子設(shè)備正在廣泛普及。玻璃材料由于具有高表面硬度而被廣泛用作這些電子設(shè)備 的顯示器的保護玻璃。然而，由于玻璃是典型的脆性材料，而且伴隨電子設(shè)備的薄型化?輕 量化，保護玻璃的厚度也要求更薄，因而一般對這樣的保護玻璃實施強化處理。
[0003] 作為玻璃板的強化處理，典型的是風(fēng)冷強化法和化學(xué)強化法，而對于像顯示器的 保護玻璃那樣厚度薄的玻璃板，通常采用化學(xué)強化法?；瘜W(xué)強化是通過用半徑更大的一價 陽離子置換玻璃表面所含堿金屬離子，從而在玻璃表面形成壓縮應(yīng)力層的技術(shù)。化學(xué)強化 大多通過以鈉離子（Na+)置換鋰離子（Li+)或者以鉀離子〇〇置換鈉離子來實施。
[0004] 對作為浮板玻璃廣泛銷售的玻璃板實施化學(xué)強化處理，能夠在玻璃表面形成壓縮 應(yīng)力層。然而，對于由此形成的表面壓縮應(yīng)力值或壓縮應(yīng)力層的深度而言，例如，有時表面 壓縮應(yīng)力值達(dá)不到600MPa，或者應(yīng)力層深度達(dá)不到20ym，而不能說充分（參照專利文獻1 的比較例5)。
[0005] 因此，報道了很多關(guān)于能夠得到大的表面壓縮應(yīng)力值的玻璃組合物或能夠得到深 的壓縮應(yīng)力層深度的玻璃組合物的發(fā)明。
[0006] 專利文獻2中公開的適合于化學(xué)強化的玻璃組合物包含64~68mol%的Si02、8~ 12mol% 的A1203、12 ~16mol% 的Na20、2 ~5mol% 的K20、4 ~6mol% 的MgO,喊土金屬的 氧化物的含有率之和（MgO+CaO+SrO)被調(diào)整到5~8mol% (參照權(quán)利要求1)。另外，為了 適合于通過下拉法進行制造，專利文獻2中記載的玻璃組合物顯示熔融溫度低于1650°C以 及至少13kPa?s的液相粘度。另外，專利文獻2的實施例中，粘度為200P(200dPa?s)時 的玻璃的溫度顯示1536°C以上，粘度為35kP(35000dPa?s)時的玻璃的溫度顯示1058°C以 上。
[0007] 專利文獻3中公開的適合于觸控面板顯示器的強化玻璃基板中，以質(zhì)量％計，含 有45~75%的Si02、l~30%的A1203、0~20%的Na20、0~20%的K20(參照權(quán)利要求 3)。然而，作為實施例實質(zhì)上公開的玻璃基板包含13質(zhì)量％以上的A1203，實質(zhì)上沒有公開 包含低于13質(zhì)量％的六1 203的玻璃基板。另外，專利文獻3的實施例中，粘度為104dPa?s 時的玻璃的溫度（T4)為1122°C以上。
[0008] 但是，作為顯示玻璃的高溫粘性的指標(biāo)，已知操作溫度和熔融溫度。在浮法中， 操作溫度是玻璃粘度為104dPa?s的溫度，以下稱為T4。另外，熔融溫度是玻璃粘度成為 102dPa?s的溫度，以下稱為T2。
[0009] 專利文獻4中公開的化學(xué)強化后的顯示裝置用玻璃板是對包含50~74mol%的 Si02、l~lOmol%的Al203、6~14mol%的Na20、3~15111〇1%的1(20,堿金屬氧化物的含有率 之和（Na20+K20)被調(diào)整到12~25mol%、堿土金屬氧化物的含有率之和（MgO+CaO)被調(diào)整 到7~15mol%的玻璃板進行化學(xué)強化后的玻璃板（參照權(quán)利要求1)。專利文獻4所述的 玻璃板是用浮法制造的（參照權(quán)利要求10)，但在全部實施例中1\為1083°C以上，在多數(shù) 實施例中表面壓縮應(yīng)力值為600MPa左右以下，顯示大的表面壓縮應(yīng)力值的實施例中含有 Zr02〇
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :日本特開平10-001329號公報
[0013] 專利文獻2 :日本特表2010-527892號公報
[0014] 專利文獻3 :日本特開2010-116276號公報
[0015] 專利文獻4 :日本特開2010-275126號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明要解決的課題
[0017] 專利文獻2和3中記載的玻璃組合物的1\和T2顯示出比較高的值，記載或啟示T4 為1100°C左右以上。這樣的具有高！^、T2的玻璃組合物適合通過下拉法進行制造，但不利 于通過浮法進行制造。關(guān)于專利文獻4中記載的玻璃板，記載了可以通過浮法制造玻璃板， T4S1083°C左右以上之高，為了增大表面壓縮應(yīng)力值，Zr02為必需成分，因此不利于通過浮 法進彳丁制造。
[0018] 鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于提供化學(xué)強化用的玻璃組合物。特別在于提供 該組合物的特性適合于通過浮法進行制造、使用與極廣泛地用于建筑用途或輸送設(shè)備用途 的浮板玻璃的原料同種的原料的化學(xué)強化用的玻璃組合物。
[0019] 用于解決課題的手段
[0020] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種玻璃組合物，
[0021] 其以mol%表示，包含
[0022] Si〇2 66 ~72% A12〇3 2 ~40/〇 MgO8~15% CaO卜 80/〇NajO12~16% 秘（)~1%，
[0023] Na20+K20 在 12 ~17%的范圍內(nèi)，
[0024] 摩爾比Ca(V(Mg0+Ca0)在0? 1~0? 4的范圍內(nèi)。
[0025] 另外，從另一側(cè)面出發(fā)，本發(fā)明提供一種強化玻璃物品，其中，通過使包含上述玻 璃組合物的玻璃物品接觸包含具有大于鈉離子離子半徑的離子半徑的一價陽離子的熔融 鹽，從而將所述玻璃組合物中所含鈉離子與所述一價陽離子進行離子交換而在表面形成有 壓縮應(yīng)力層。
[0026] 發(fā)明效果
[0027]基于本發(fā)明的玻璃組合物顯示出比較低的T4，而且適合于通過浮法進行制造。此 外，利用本發(fā)明的玻璃組合物，能夠得到壓縮應(yīng)力層的深度適度深、且表面壓縮應(yīng)力適度高 的強化玻璃物品。
【具體實施方式】
[0028] 以下，表示玻璃組合物成分的％表述只要沒有特別說明，就均表示mol%。另外，本 說明書中，"實質(zhì)上構(gòu)成"是指，所列舉的成分的含有率的合計占99. 5質(zhì)量％以上、優(yōu)選占 99. 9質(zhì)量％以上、更優(yōu)選占99. 95質(zhì)量％以上。"實質(zhì)上不含"是指，該成分的含量為0. 1質(zhì) 量％以下、優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以下。
[0029] 專利文獻2~4中公開的玻璃由于高溫粘性高，因此在通過浮法制造顯示器的保 護玻璃方面不利，而且在為了用于顯示器的保護玻璃而使玻璃較薄地成形的方面也不利。
[0030] 因此，發(fā)明人研究了一種組合物，其以作為適合于通過浮法制造玻璃板的玻璃組 成而被廣泛采用的浮板玻璃的組成（以下，有時稱為"狹義的SL"、或僅稱為"SL"）為基礎(chǔ)， 在本領(lǐng)域技術(shù)人員看作適合于浮法的鈉鈣硅酸鹽玻璃（以下，有時稱為"廣義的SL"）的組 成范圍、具體來說以質(zhì)量％表示
[0031] Si02 65~80% A120, 0~5% MgO0 ~20% CaO0 ~20% Na20 10 ~20% K2C) 0~5%
[0032] 的范圍內(nèi)，能夠在使T2、T4等特性盡量近似于狹義的SL的同時提高狹義的SL的 化學(xué)強化特性。其結(jié)果是，成功地發(fā)現(xiàn)了能夠在廣義的SL的組成范圍內(nèi)同時實現(xiàn)特別大的 表面壓縮應(yīng)力值（多700MPa)和深的應(yīng)力層深度（多20ym)的玻璃組合物，從而完成本發(fā) 明。此外，本發(fā)明的玻璃組合物還具有能夠使用與極廣泛地用于建筑用途或輸送設(shè)備用途 的浮板玻璃的原料同種的原料來提供的優(yōu)點。
[0033] 以下，對構(gòu)成基于本發(fā)明的玻璃組合物的各成分進行說明。
[0034] (Si02)
[0035] 3102是構(gòu)成玻璃組合物的主要成分，若其含有率過低則玻璃的耐水性等化學(xué)性的 耐久性和耐熱性降低。另一方面，若Si02的含有率過高，則高溫下的玻璃組合物的粘性變 高，熔解和成形變得困難。因此，310 2的含有