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公開番号2025103785
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221414
出願日2023-12-27
発明の名称化学強化ガラス、化学強化ガラスの製造方法およびカバーガラス
出願人AGC株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C03C 21/00 20060101AFI20250702BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】落下強度に優れる化学強化ガラスの提供。
【解決手段】板状の化学強化ガラスであって、光導波表面応力計を用いて測定される圧縮応力値が0MPaの深さDOL-tailが、4.5μm以上であり、散乱光光弾性応力計を用いて測定される深さ90μmにおける圧縮応力CS₉₀と、上記化学強化ガラスの板厚tとが、以下の下記式(I)の関係を満たす、化学強化ガラス。
式(I) CS₉₀>240×t-110
式(I)中、CS₉₀の単位はMPaである。
式(I)中、tの単位はmmである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
板状の化学強化ガラスであって、
光導波表面応力計を用いて測定される圧縮応力値が０ＭＰａの深さＤＯＬ－ｔａｉｌが、４．５μｍ以上であり、
散乱光光弾性応力計を用いて測定される深さ９０μｍにおける圧縮応力ＣＳ
９０
と、前記化学強化ガラスの板厚ｔとが、以下の下記式（Ｉ）の関係を満たす、化学強化ガラス。
式（Ｉ）ＣＳ
９０
＞２４０×ｔ－１１０
式（Ｉ）中、ＣＳ
９０
の単位はＭＰａである。
式（Ｉ）中、ｔの単位はｍｍである。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
板状の化学強化ガラスであって、
下記式（ＩＩ）で求められるＲ
Ｎａ
の値が、０．４０～０．６０である、化学強化ガラス。
式（ＩＩ）Ｒ
Ｎａ
＝Ｍ
ＳｔＮａ
／Ｍ
Ｎａ
式（ＩＩ）中、Ｍ
Ｎａ
は、電子プローブマイクロアナライザを用いた分析によって得られる前記化学強化ガラスの板厚方向のＮａの検出強度のプロファイルの積分値であって、板厚中央位置におけるＮａの検出強度Ｉ
Ｃ
よりも検出強度が大きい領域の積分値である。
式（ＩＩ）中、Ｍ
ＳｔＮａ
は、前記プロファイルの積分値であって、前記化学強化ガラスの板厚全範囲におけるＮａの平均検出強度Ｉ
Ａ
よりも検出強度が大きい領域の積分値である。
【請求項３】
前記化学強化ガラスの散乱光光弾性応力計を用いて得られる深さ方向の応力プロファイルの一階微分値の絶対値が、圧縮応力値が０ＭＰａ超であるいずれの深さにおいても２．００未満である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項４】
前記化学強化ガラスの散乱光光弾性応力計を用いて得られる深さ方向の応力プロファイルの二階微分値が、圧縮応力値が０ＭＰａ超であるいずれの深さにおいても－０．０２００～０．０２００である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項５】
電子プローブマイクロアナライザを用いた分析によって得られる前記化学強化ガラスの板厚方向のＫの検出強度のプロファイルから求められるＫの拡散深さが、５μｍ以上である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項６】
光導波表面応力計を用いて測定される前記化学強化ガラスの表面における圧縮応力が、７５０ＭＰａ以上である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項７】
アルミニウム合金製の幅７０ｍｍ、長さ１３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの直方体状の構造体であって、質量が１２０ｇの構造体の最も広い面に前記化学強化ガラスを取り付け、研磨剤がシリコンカーバイドである＃８０のサンドペーパーの研磨剤面に対して、前記化学強化ガラス側が前記サンドペーパーに対向する向きで前記構造体を４０ｃｍの高さから落下させた際に、前記化学強化ガラスに割れが生じない、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項８】
前記圧縮応力ＣＳ
９０
が、１０ＭＰａ以上である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項９】
４点曲げ試験を行った際に得られるワイブル係数が、３０以上である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス。
【請求項１０】
化学強化用ガラスを、Ｋ塩を含む溶融塩に浸漬する化学強化処理であるＫ塩強化処理を少なくとも１回行う化学強化ガラスの製造方法であって、
前記溶融塩におけるＫＮＯ
３
の含有量が、前記溶融塩の全質量に対して７０質量％以上であり、
前記溶融塩の温度をＴ
Ｋ
、前記Ｋ塩強化処理の処理時間をｔ
Ｋ
とした際に、下記式（ＰＩ）で求められるＧ値について、前記Ｋ塩強化処理が１回の場合には、前記Ｇ値が２．０～５．０であり、前記Ｋ塩強化処理が２回以上の場合には、各前記Ｋ塩強化処理の前記Ｇ値の合計値が２．０～５．０である、化学強化ガラスの製造方法。
JPEG
2025103785000007.jpg
21
112
式（ＰＩ）中、ｔは、前記化学強化用ガラスの板厚であり、ｔの単位はｍである。
式（ＰＩ）中、Ｔ
Ｋ
の単位は℃である。
式（ＰＩ）中、ｔ
Ｋ
の単位は秒である。
式（ＰＩ）中、Ｅは、１２５０００Ｊ／ｍｏｌである。
式（ＰＩ）中、Ｒは、８．３１Ｊ／（Ｋ・ｍｏｌ）である。
（【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、化学強化ガラスおよび化学強化ガラスの製造方法に関する。
また、本発明は、化学強化ガラスを含むカバーガラスに関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、スマートフォン、および、タブレット端末等のディスプレイ装置の保護ならびに美観を高める目的で、カバーガラスが用いられている。これらの用途のカバーガラスには、衝撃等による破損を抑制するため、優れた強度が求められている。
【０００３】
従来から、硝酸カリウム溶融塩等にガラスを浸漬して化学強化処理をすることにより、ガラスの面強度を高める手法が知られている。例えば、特許文献１では、２段階の化学強化により、比較的大きい表面圧縮応力層と、圧縮応力層深さが得られるリチウムアルミノシリケートガラスが開示されている。リチウムアルミノシリケートガラスは、１段目の化学強化処理にナトリウム塩を用い、２段目の化学強化処理にカリウム塩を用いる２段階の化学強化処理によって、化学強化ガラスの内部に生じる引張応力を抑制しつつ、表面応力および応力層深さをともに大きくできることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１３－５２０３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、カバーガラスは、さらなる強度の向上が求められている。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り、より高い位置から落下させてもカバーガラスが割れないこと（より高い落下強度を有すること）が求められている。
本発明者らが、特許文献１に記載のカバーガラスについて検討したところ、落下強度について、改善の余地があることを見出した。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、落下強度に優れる化学強化ガラスの提供を課題とする。
また、本発明は、化学強化ガラスの製造方法の提供も課題とする。
また、本発明は、カバーガラスの提供も課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、化学強化ガラスの表面応力値を調整し、特定の深さにおける圧縮応力値および板厚について、特定の関係を満たすと、より高い落下強度を達成できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
【０００８】
〔１〕板状の化学強化ガラスであって、
光導波表面応力計を用いて測定される圧縮応力値が０ＭＰａの深さＤＯＬ－ｔａｉｌが、４．５μｍ以上であり、
散乱光光弾性応力計を用いて測定される深さ９０μｍにおける圧縮応力ＣＳ
９０
と、上記化学強化ガラスの板厚ｔとが、以下の下記式（Ｉ）の関係を満たす、化学強化ガラス。
式（Ｉ）ＣＳ
９０
＞２４０×ｔ－１１０
式（Ｉ）中、ＣＳ
９０
の単位はＭＰａである。
式（Ｉ）中、ｔの単位はｍｍである。
〔２〕板状の化学強化ガラスであって、
下記式（ＩＩ）で求められるＲ
Ｎａ
の値が、０．４０以上である、化学強化ガラス。
式（ＩＩ）Ｒ
Ｎａ
＝Ｍ
ＳｔＮａ
／Ｍ
Ｎａ
式（ＩＩ）中、Ｍ
Ｎａ
は、電子プローブマイクロアナライザを用いた分析によって得られる上記化学強化ガラスの板厚方向のＮａの検出強度のプロファイルの積分値であって、板厚中央位置におけるＮａの検出強度Ｉ
Ｃ
よりも検出強度が大きい領域の積分値である。
式（ＩＩ）中、Ｍ
ＳｔＮａ
は、上記プロファイルの積分値であって、上記化学強化ガラスの板厚全範囲におけるＮａの平均検出強度Ｉ
Ａ
よりも検出強度が大きい領域の積分値である。
〔３〕上記化学強化ガラスの散乱光光弾性応力計を用いて得られる深さ方向の応力プロファイルの一階微分値の絶対値が、圧縮応力値が０ＭＰａ超のであるいずれの深さにおいても２．００未満である、〔１〕または〔２〕に記載の化学強化ガラス。
〔４〕上記化学強化ガラスの散乱光光弾性応力計を用いて得られる深さ方向の応力プロファイルの二階微分値が、圧縮応力値が０ＭＰａ超のであるいずれの深さにおいても－０．０２００～０．０２００である、〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラス。
〔５〕電子プローブマイクロアナライザを用いた分析によって得られる上記化学強化ガラスの板厚方向のＫの検出強度のプロファイルから求められるＫの拡散深さが、５μｍ以上である、〔１〕～〔４〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラス。
〔６〕光導波表面応力計を用いて測定される上記化学強化ガラスの表面における圧縮応力が、７５０ＭＰａ以上である、〔１〕～〔５〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラス。
〔７〕アルミニウム合金製の幅７０ｍｍ、長さ１３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの直方体状の構造体であって、質量が１２０ｇの構造体の最も広い面に上記化学強化ガラスを取り付け、研磨剤がシリコンカーバイドである＃８０のサンドペーパーの研磨剤面に対して、上記化学強化ガラス側が上記サンドペーパーに対向する向きで上記構造体を４０ｃｍの高さから落下させた際に、上記化学強化ガラスに割れが生じない、〔１〕～〔６〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラス。
〔８〕上記圧縮応力ＣＳ
９０
が、１０ＭＰａ以上である、〔１〕～〔７〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラス。
〔９〕４点曲げ試験を行った際に得られるワイブル係数が、３０以上である、〔１〕～〔８〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラス。
〔１０〕化学強化用ガラスを、Ｋ塩を含む溶融塩に浸漬する化学強化処理であるＫ塩強化処理を少なくとも１回行う化学強化ガラスの製造方法であって、
上記溶融塩におけるＫＮＯ
３
の含有量が、上記溶融塩の全質量に対して７０質量％以上であり、
上記溶融塩の温度をＴ
Ｋ
、上記Ｋ塩強化処理の処理時間をｔ
Ｋ
とした際に、下記式（ＰＩ）で求められるＧ値について、上記Ｋ塩強化処理が１回の場合には、上記Ｇ値が２．０～５．０であり、上記Ｋ塩強化処理が２回以上の場合には、各上記Ｋ塩強化処理の上記Ｇ値の合計値が２．０～５．０である、化学強化ガラスの製造方法。
〔数１〕
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112
式（ＰＩ）中、ｔは、上記化学強化用ガラスの板厚であり、ｔの単位はｍである。
式（ＰＩ）中、Ｔ
Ｋ
の単位は℃である。
式（ＰＩ）中、ｔ
Ｋ
の単位は秒である。
式（ＰＩ）中、Ｅは、１２５０００Ｊ／ｍｏｌである。
式（ＰＩ）中、Ｒは、８．３１Ｊ／（Ｋ・ｍｏｌ）である。
〔１１〕上記化学強化用ガラスに対して、第１化学強化処理および第２化学強化処理をこの順に行い、
上記第１化学強化処理後におけるガラスの内部引張応力値が、上記化学強化用ガラスのＣＴリミット超であり、
上記第２化学強化処理後におけるガラスの内部引張応力値が、上記化学強化用ガラスのＣＴリミット未満である、〔１０〕に記載の化学強化ガラスの製造方法。
〔１２〕〔１〕～〔９〕のいずれか１つに記載の化学強化ガラスを含む、カバーガラス。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、落下強度に優れる化学強化ガラスを提供できる。
また、本発明によれば、化学強化ガラスの製造方法も提供できる。
また、本発明によれば、カバーガラスも提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ＤＣＤＣ法による破壊靱性値Ｋ
ＩＣ
の測定に用いるサンプルの説明図である。
ＤＣＤＣ法による破壊靱性値Ｋ
ＩＣ
の測定に用いる、応力拡大係数Ｋ１（単位：ＭＰａ・ｍ
１／２
）とクラック進展速度ｖ（単位：ｍ／ｓ）との関係を示すＫ１－ｖ曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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