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公開番号2025159118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2025134339,2022524552
出願日2025-08-12,2021-05-21
発明の名称化学強化ガラス物品およびその製造方法
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 20060101AFI20251009BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】本発明は、強度に優れ、破壊時の破片の飛散が抑制され、かつ、チッピングが生じにくい化学強化ガラス物品の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、第一の表面と、前記第一の表面に対向する第二の表面と、前記第一の表面及び前記第二の表面に接する端部と、を有する化学強化ガラス物品であって、前記第一の表面における圧縮応力値が400～1000MPaであり、前記第一の表面からの深さを変数としてガラス内部の圧縮応力値を表すとき、圧縮応力値が最大となる深さm[μm]が0μmより大きく、深さm[μm]における圧縮応力値をCS_m[MPa]、前記第一の表面における圧縮応力値をCS₀[MPa]として、CS_m-CS₀[MPa]が30MPa以上であり、圧縮応力値が0となる深さDOLが50～150μmである、化学強化ガラス物品等に関する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
板の片方の表面である第一の表面と、前記第一の表面とは反対側の前記板の表面である第二の表面と、前記第一の表面及び前記第二の表面にそれぞれ接する前記板の側面からなる端部と、を有する化学強化ガラス物品であって、
前記第一の表面における圧縮応力値が４００～１０００ＭＰａであり、
前記第一の表面からの深さを変数としてガラス内部の圧縮応力値を表すとき、
圧縮応力値が最大となる深さｍ［μｍ］が０μｍより大きく、
深さｍ［μｍ］における圧縮応力値をＣＳ
ｍ
［ＭＰａ］、
前記第一の表面における圧縮応力値をＣＳ
０
［ＭＰａ］として、
ＣＳ
ｍ
－ＣＳ
０
［ＭＰａ］が３０ＭＰａ以上であり、
圧縮応力値が０となる深さＤＯＬが５０～１５０μｍであり、
前記化学強化ガラス物品の母ガラスが、酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
２
を４０～７５％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
を１２．４～３５％、
Ｌｉ
２
Ｏを４～３５％
含有する、化学強化ガラス物品。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第一の表面からの深さ６０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ
６０
が１００ＭＰａ以上である、請求項１に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項３】
前記ＣＳ
ｍ
－ＣＳ
０
［ＭＰａ］が３００ＭＰａ以下である、請求項１または２に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項４】
前記圧縮応力値が最大となる深さｍ［μｍ］が５μｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項５】
リチウムアルミノシリケートガラスからなる、請求項１～４のいずれか１項に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項６】
前記化学強化ガラス物品が結晶化ガラスである請求項５に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項７】
化学強化ガラスの母ガラスが、酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
２
を４０～７５％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
を１２．４～２０％、
Ｌｉ
２
Ｏを４～３５％、
ＺｒＯ
２
＋ＴｉＯ
２
＋ＳｎＯ
２
を１～７％含有する請求項６に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項８】
化学強化ガラスの母ガラスが、酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
２
を４０～６５％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
を１５～３５％、
Ｌｉ
２
Ｏを４～１５％、
Ｙ
２
Ｏ
３
＋Ｌａ
２
Ｏ
３
を１～１５％含有する非晶質ガラスである請求項５に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項９】
化学強化ガラスの母ガラスが、酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ
２
を６０～７５％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
を１２．４～２０％、
Ｌｉ
２
Ｏを５～２０％、
Ｎａ
２
Ｏ＋Ｋ
２
Ｏを１～１５％含有する非晶質ガラスである請求項５に記載の化学強化ガラス物品。
【請求項１０】
厚さをｔ［μｍ］、前記第一の表面からの深さｘ［μｍ］におけるＬｉ、Ｎａ、Ｋのイオン濃度をＬｉ（ｘ）、Ｎａ（ｘ）、Ｋ（ｘ）としたとき、
Ｌｉ（０）≦Ｌｉ（ｔ／２）、
Ｋ（０）≦Ｋ（ｔ／２）、かつ
Ｎａ（０）＞０．３×［Ｌｉ（０）＋Ｎａ（０）＋Ｋ（０）］、
Ｌｉ（ｔ／２）＞０．７×［Ｌｉ（ｔ／２）＋Ｎａ（ｔ／２）＋Ｋ（ｔ／２）］である、請求項５～９のいずれか１項に記載の化学強化ガラス物品。
（【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、化学強化されたガラス物品およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 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で表される応力プロファイルに強く依存する。
【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、すなわち曲げモード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、すなわち衝撃モード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することが有効である。
【０００５】
しかし、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、表面の圧縮応力に応じた引張応力が必然的に発生する。この引張応力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。したがって化学強化ガラスは、表面の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、表層の圧縮応力の総量が大きくなりすぎないように設計される。
【０００６】
特許文献１には、リチウムを含有するアルカリアルミノホウケイ酸ガラスを用いて、２段階の化学強化を行う方法が記載されている。また、特許文献２には、３段階のイオン交換処理を施すことで、落下強度が高く、かつ破壊した時に破片が飛散しにくい化学強化ガラスが得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
日本国特表２０１３－５３６１５５号公報
国際公開第２０１９／００４１２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の２段階の化学強化を行う方法によれば、ガラスの表面部分にはナトリウム－カリウム交換による大きな圧縮応力が生じ、また、より深い部分にはリチウム－ナトリウム交換によるやや小さい圧縮応力が生じうる。このことにより、曲げモードによる破壊と衝撃モードによる破壊の双方を抑制できると考えられる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２に記載された化学強化ガラス物品は、その最表面に非常に大きな圧縮応力が形成されているため、化学強化処理の不手際等によって応力のバランスが崩れやすく、チッピングが生じることがあった。また、化学強化ガラス物品の製造工程中で小さな傷が生じた場合などに、表面を研磨すると、その部分の強度が大幅に低下する問題がある。
【００１０】
したがって、本発明は、強度に優れ、破壊時の破片の飛散が抑制され、かつ、チッピングが生じにくい化学強化ガラス物品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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