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公開番号2024167060
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2024073707
出願日2024-04-30
発明の名称化学強化ガラス及び化学強化ガラスの製造方法
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 21/00 20060101AFI20241122BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】本発明は、CS₉₀が圧縮応力の総量に対してより大きく、それによりset落下強度に優れる化学強化ガラスを提供することを目的とする。
【解決手段】厚さt[mm]を有する化学強化ガラスであって、圧縮応力層深さDOC[μm]が160t[μm]以上であり、表面からの深さ90μmにおける圧縮応力値CS₉₀[MPa]を、引張応力の積分値ICT[MPa・μm]で除した値CS₉₀/ICT[μm^-1]が0.0012μm^-1以上である化学強化ガラス。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
厚さｔ［ｍｍ］を有する化学強化ガラスであって、
圧縮応力層深さＤＯＣ［μｍ］が１６０ｔ［μｍ］以上であり、
表面からの深さ９０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ
９０
［ＭＰａ］を、引張応力の積分値ＩＣＴ［ＭＰａ・μｍ］で除した値ＣＳ
９０
／ＩＣＴ［μｍ
－１
］が０．００１２μｍ
－１
以上である、化学強化ガラス。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記ＣＳ
９０
が５＋５０ｔ［ＭＰａ］以上である、請求項１に記載の化学強化ガラス。
【請求項３】
前記ＤＯＣを表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ
５０
［ＭＰａ］で除した値ＤＯＣ／ＣＳ
５０
が０．８μｍ／ＭＰａ以上である、請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
【請求項４】
前記ＣＳ
９０
を表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ
５０
［ＭＰａ］で除した値ＣＳ
９０
／ＣＳ
５０
が０．３０以上である、請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
【請求項５】
散乱光光弾性応力計で測定され、ガラス表面からの深さｘ［μｍ］における応力値ＣＳ
ｘ
［ＭＰａ］のプロファイルにおいて、ＣＳ
ｘ
≧０の範囲における応力ＣＳ
ｘ
の１階微分の値ＣＳ
ｘ
’が２未満である、請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
【請求項６】
散乱光光弾性応力計で測定され、ガラス表面からの深さｘ［μｍ］における応力値ＣＳ
ｘ
［ＭＰａ］のプロファイルにおいて、ＣＳ
ｘ
≧０の範囲における応力ＣＳ
ｘ
の２階微分の値ＣＳ
ｘ
’’が－０．０２～０．０６である、請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
【請求項７】
ガラス表面応力計で測定される、表面圧縮応力値ＣＳ
０
が７５０ＭＰａ以上である、請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
【請求項８】
下記条件のサンドペーパーセット落下強度試験により測定したｓｅｔ落下強度が４０．５ｃｍ以上である、請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
条件：＃８０サンドペーパー上に前記化学強化ガラスを搭載した電子デバイス、または前記化学強化ガラスと前記化学強化ガラスを保持する筐体とを一体とさせた電子デバイス模擬構造体を３０ｃｍの高さから落下させる。前記化学強化ガラスが割れなければ落下高さを５ｃｍ上げて、再び落下させる。落下した後に前記化学強化ガラスが割れない限り、落下高さを５ｃｍ上げた高さから落下させる工程を繰り返す。前記化学強化ガラスが初めて割れる高さを割れ高さとする。１０サンプルを用いて落下試験を実施し、１０サンプルの平均割れ高さをｓｅｔ落下強度とする。
【請求項９】
厚さｔ［ｍｍ］を有する化学強化ガラスであって、
電子線マイクロアナライザーにより測定される化学強化ガラスの板厚方向のＮａイオン濃度プロファイルから求められる、Ｎａイオン拡散深さが２９０ｔ［μｍ］以上であり、化学強化ガラスの母組成におけるＮａ
２
Ｏ濃度と表面からの深さ５０μｍにおけるＮａ
２
Ｏ濃度との差分ΔＮａ５０［ｍｏｌ％］に対する、化学強化ガラスの母組成におけるＮａ
２
Ｏ濃度と表面からの深さ９０μｍにおけるＮａ
２
Ｏ濃度との差分ΔＮａ９０［ｍｏｌ％］の比ΔＮａ９０／ΔＮａ５０が０．５５以上である、化学強化ガラス。
【請求項１０】
化学強化ガラスの母組成におけるＮａ
２
Ｏ濃度［ｍｏｌ％］に対する前記ΔＮａ９０［ｍｏｌ％］の比が１．２６以上である、請求項９に記載の化学強化ガラス。
（【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、化学強化ガラス及び化学強化ガラスの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯端末のカバーガラス等には、化学強化ガラスが用いられている。化学強化ガラスは、ガラスを硝酸ナトリウムなどの溶融塩組成物に接触させて、ガラス中に含まれるアルカリ金属イオンと、溶融塩組成物に含まれるよりイオン半径の大きいアルカリ金属イオンとの間でイオン交換を生じさせ、ガラスの表面部分に圧縮応力層を形成したものである。化学強化ガラスの強度は、ガラス表面からの深さを変数とする圧縮応力値（以下、ＣＳとも略す。）で表される応力プロファイルに依存する。
【０００３】
携帯端末等のカバーガラスは、落下した時などの変形によって割れることがある。このような破壊、すなわち曲げによる破壊を防ぐためには、ガラス表面における圧縮応力を大きくすることが有効である。そのため最近では７００ＭＰａ以上の高い表面圧縮応力を形成することが多くなっている。
【０００４】
一方、携帯端末等のカバーガラスは、端末がアスファルトや砂の上に落下した際に、突起物との衝突によって割れることがある。このような破壊、すなわち衝撃による破壊を防ぐためには、圧縮応力層深さを大きくして、ガラスのより深い部分にまで圧縮応力層を形成して強度を向上することが有効である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ガラス表面からの深さ９０μｍにおける応力値ＣＳ
９０
は、落下時の衝撃による割れ耐性の向上に寄与する値であることが記載されている。
【０００６】
一方で、ガラス物品の表面部分に圧縮応力層を形成すると、ガラス物品中心部には、圧縮応力の総量に応じた引張応力（以下、ＣＴとも略す。）が必然的に発生する。当該ＣＴ値が大きくなりすぎると、ガラス物品が破壊する際に激しく割れて破片が飛散する。ＣＴ値がその閾値（以下、ＣＴリミットとも略す。）を超えると、ガラスが自壊して加傷時の破砕数が爆発的に増加し得る。ＣＴリミットはガラス組成に対し固有の値である。
【０００７】
したがって化学強化ガラスは、表面圧縮応力を大きくし、より深い部分にまで圧縮応力層を形成する一方で、ＣＴリミットを超えないように、表層の圧縮応力の総量が設計される。
【０００８】
スマートフォンに用いるガラス系材料の強度を評価する指標の一つとして、「ｓｅｔ落下強度試験」がある。「ｓｅｔ落下強度試験」は、スマートフォン筐体又はスマートフォンを模したモック板とガラス系材料とを貼り合わせたサンプルを落下させて、割れが発生した落下高さを強度の指標とする試験である。ｓｅｔ落下強度は製品として使用される際のガラス系材料の強度を反映し得る指標である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第２０２２／１８１８１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、ＣＴリミットに着目した所定の方法で化学強化処理を行うことでｓｅｔ落下強度の向上を図っている。しかしながら、応力プロファイルにおいてＣＳ
９０
をより大きくするという観点では不十分な場合があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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