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公開番号2024054788
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-17
出願番号2022161253
出願日2022-10-05
発明の名称ガラス及びガラスの製造方法、並びに化学強化ガラス及びそれを備える画像表示装置
出願人AGC株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C03C 3/087 20060101AFI20240410BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】本発明は、従来と同様の化学強化処理を一回施すことで従来のソーダライムガラスより強度を向上させることが可能であり、かつ化学強化工程で発生する反りを低減できるガラスの提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、酸化物基準の質量百分率表示で、SiO₂を65.0～72.0%、Al₂O₃を3.6～8.6%、MgOを3.3～6.0%、CaOを6.5～9.0%、Na₂Oを13.0～16.0%及びK₂Oを0～0.9%含有し、(Na₂O+K₂O)/Al₂O₃が2.2～5.0であり、さらに、Fe₂O₃、Ni、Cr、Mn、TiO₂、SO₃、Li₂OおよびZrO₂から選ばれる少なくとも1種を質量百分率表示で2.0%以下含むガラス。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ
２
を６５．０～７２．０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
を３．６～８．６％、ＭｇＯを３．３～６．０％、ＣａＯを６．５～９．０％、Ｎａ
２
Ｏを１３．０～１６．０％及びＫ
２
Ｏを０～０．９％含有し、（Ｎａ
２
Ｏ＋Ｋ
２
Ｏ）／Ａｌ
２
Ｏ
３
が２．２～５．０であり、
さらに、Ｆｅ
２
Ｏ
３
、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、ＴｉＯ
２
、ＳＯ
３
、Ｌｉ
２
ＯおよびＺｒＯ
２
から選ばれる少なくとも１種を質量百分率表示で２．０％以下含むガラス。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記ガラスは、板厚が０．１０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である、請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
前記ガラスは、Ｆｅ
２
Ｏ
３
を、酸化物基準の質量百分率表示で０．０１％以上０．２０％以下含有する、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項４】
前記ガラスは、Ｎｉを質量ｐｐｍ表示で５０．０ｐｐｍ以下含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項５】
前記ガラスは、Ｃｒを質量ｐｐｍ表示で５０．０ｐｐｍ以下含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項６】
前記ガラスは、Ｍｎを質量ｐｐｍ表示で５０．０ｐｐｍ以下含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項７】
前記ガラスは、ＴｉＯ
２
を酸化物基準の質量百分率表示で０．００１％以上、０．５％以下含有する、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項８】
前記ガラスは、ＳＯ
３
を酸化物基準の質量百分率表示で０．０２％以上、０．４％以下含有する、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項９】
前記ガラスは、Ｌｉ
２
Ｏを酸化物基準の質量百分率表示で０．００１％以上、１．０％未満含有する、請求項１または２に記載のガラス。
【請求項１０】
前記ガラスは、ＺｒＯ
２
を酸化物基準の質量百分率表示で０．００１％以上、２．０％以下含有する、請求項１または２に記載のガラス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブレット型端末、ノート型パーソナルコンピューター、スマートフォン及び電子書籍リーダー等の情報機器に備えられたタッチパネルディスプレイのカバーガラス及びタッチセンサーガラス、カメラ、ゲーム機、携帯音楽プレーヤー等電子機器のカバーガラス、液晶テレビ及びパーソナルコンピューターのモニター等のカバーガラス、自動車インパネ等のカバーガラス、太陽電池用カバーガラス、並びにビルや住宅の窓に用いられる複層ガラス等に用いられる化学強化ガラスの素板ガラスとして好適なガラス及びガラスの製造方法、並びに化学強化ガラスに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器は、タブレット型端末、スマートフォン及び電子書籍リーダー等に見られるようにタッチパネルディスプレイを備えるものが主流となっている。タッチパネルディスプレイは、ディスプレイ用ガラス基板の上にタッチセンサーガラスとカバーガラスを重ねた構造を有している。また、ＯＧＳ（Ｏｎｅ・ｇｌａｓｓ・ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれるタッチセンサーガラスとカバーガラスを一体化した構成のものもある。
【０００３】
タッチセンサーガラス、カバーガラス及びＯＧＳのガラスのいずれのガラスも薄く高強度であることが求められており、イオン交換で化学強化処理を施した化学強化ガラスが用いられている。
【０００４】
これらの化学強化ガラスの強化特性は、一般に、表面圧縮応力（ＣＳ；Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓ）と圧縮応力深さ（ＤＯＬ；Ｄｅｐｔｈｏｆｌａｙｅｒ）で表現されている。通常のソーダライムガラスを素板ガラスとして化学強化処理を施した場合、一般的にはＣＳが５００～６００ＭＰａ、ＤＯＬが６～１０μｍとなる化学強化ガラスが得られる。
【０００５】
また、強度向上のためイオン交換しやすい組成のアルミノシリケートガラスが提案されており、アルミノシリケートガラスを素板ガラスとして同じ化学強化処理を施した場合、ＣＳが６００～８５０ＭＰａ、ＤＯＬが２０～１００μｍとなる化学強化ガラスが得られる。
【０００６】
これらのガラスは、フロート法もしくはフュージョン法（別名：オーバーフローダウンドロー法）により製造されている。フロート法は建築用窓ガラス等の製造方法として知られており、溶融錫の上に溶融ガラスを流し出して平板形状に成形する方法である。一方のフュージョン法はディスプレイ用無アルカリガラス等の製造方法として知られており、上部の樋からガラスを両側にオーバーフローさせ、下部のソードの先で融合させ平板形状に成形する方法である。ガラスは、一般的に、ソーダライムガラスがフロート法で、アルミノシリケートガラスがフロート法とフュージョン法の両方の製法で製造されている。
フロート法によるガラス板は、フロート法製造装置（板状のガラスリボンに成形するフロート成形炉（フロートバス）と前記ガラスリボンを徐冷（冷却）する徐冷炉から成る）により製造される。徐冷されたガラスリボンは、その後に所定の寸法に切断される。
【０００７】
フロート法で生産されるソーダライムガラスは、アルミノシリケートガラスに比べて安価である。しかしながら、従来のソーダライムガラスの化学強化ガラスでは、近年求められているようなガラス強度レベルにＣＳを向上させることが困難であった。そのため、ソーダライムガラスを使用した化学強化ガラスでガラス強度を向上させることが可能な化学強化処理方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開第２０１３／４７６７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示の方法によると、厳密に制御された２段階の化学強化処理を必要としており、１段目と２段目の処理で成分の異なる硝酸塩を使用し処理温度も異なる。このため、２つの強化処理槽を使用して処理することになり、従来よりも製造コストがかかる方法であるため、安価であるというソーダライムガラスを使用することの優位性がなくなるものである。また、２回化学強化処理するため、強化後のガラスの反りが増大する。これを回避するため、錫浸入などの影響で強化特性の変わる表面層をあらかじめ除去しておく工程を加える必要があった。
【００１０】
一方、フロート法は溶融錫の上で成形されており、錫に接触しているボトム面と接触しないトップ面では化学強化特性が異なる。このため、フロート法で生産されるガラスは化学強化工程の後、ガラスに反りが発生しやすい問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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