化学强化玻璃及其制造方法与流程

本发明涉及化学强化玻璃及其制造方法。

背景技术：

1、智能手机等移动终端的盖板玻璃等一直使用化学强化玻璃。化学强化玻璃是通过使玻璃与硝酸钠、硝酸钾等熔融盐组合物接触的离子交换处理而在玻璃的表面部分形成压缩应力层而得的。该离子交换处理中，玻璃中含有的碱金属离子与熔融盐组合物中含有的离子半径更大的碱金属离子之间发生离子交换，在玻璃的表面部分形成压缩应力层。化学强化玻璃的强度依赖于以距玻璃表面的深度为变量的压缩应力(以下，也简写为cs)表示的应力分布图。

2、移动终端等的盖板玻璃有时因落下时等的变形而破裂。为了防止这样的断裂、即由弯曲所致的断裂，有效的是增大玻璃表面的压缩应力。因此，最近大多形成700mpa以上的高表面压缩应力。

3、移动终端等的盖板玻璃的末端落下在沥青、砂砾上时，有时因与突起物碰撞而破裂。为了防止这样的断裂、即由冲击所致的断裂，有效的是增大压缩应力层深度，形成压缩应力层直至玻璃的更深的部分来提高强度。

4、另一方面，如果在玻璃物品的表面部分形成压缩应力层，则必然在玻璃物品中心部产生与压缩应力的总量对应的拉伸应力(以下，也简写为ct)。如果该ct值变得过大，则玻璃物品在断裂时剧烈破裂而使碎片飞散。如果ct值超过其阈值(以下，也简写为ct极限)，则玻璃自毁而损伤时的粉碎数会急剧增加。ct极限是相对于玻璃组成所固有的值。

5、因此，化学强化玻璃以增大表层压缩应力，形成压缩应力层直至更深部分，另一方面，不超过ct极限的方式设计表层的压缩应力的总量。例如，专利文献1中公开了一种将ct控制在特定范围的化学强化玻璃。

6、作为对智能手机中使用的玻璃系材料的强度进行评价的指标之一，有“set落下强度试验”。“set落下强度试验”是使将智能手机壳体或模拟了智能手机的模拟板与玻璃系材料贴合而成的样品落下，将产生破裂的落下高度作为强度的指标的试验。set落下强度是能够反映作为产品使用时的玻璃系材料的强度的指标。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特表2017－523110号公报

技术实现思路

1、在化学强化玻璃中如果ct值超过ct极限值，则变得容易自毁，因此以往化学强化玻璃中的表层压缩应力以避免其总量超过ct极限值的方式进行设计。因此，由set落下强度表示的化学强化玻璃的强度依赖于ct极限值来确定，能够实现的set落下强度有限。

2、因此，本发明的目的在于提供避免ct极限，并且显示比以往优异的set落下强度的化学强化玻璃及其制造方法。

3、本发明人等对上述课题进行了研究，结果发现通过在化学强化玻璃的制造方法中包括对化学强化用玻璃赋予超过构成化学强化用玻璃的玻璃材料的ct极限值的拉伸应力的第1离子交换处理、以及在该第1离子交换处理之后将该化学强化用玻璃的拉伸应力降低至小于ct极限值的第2离子交换处理，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

4、本发明涉及下述的化学强化玻璃及其制造方法。

5、1.一种化学强化玻璃，下述定义的cs50除以(na2o@50/na2o@center)、t和k1c的乘积而得的下述式(1)表示的值为150以上。

6、cs50/[(na2o@50/na2o@center)×t×k1c]…式(1)

7、cs50：距表面的深度50μm处的压缩应力值(mpa)

8、na2o@50：氧化物基准的摩尔百分比表示的距表面的深度50μm处的na2o浓度(％)

9、na2o@center：氧化物基准的摩尔百分比表示的上述化学强化玻璃的板厚中心深度处的na2o浓度(％)

10、na2o@50/na2o@center：na2o@50除以na2o@center而得的值

11、t：板厚(mm)

12、k1c：断裂韧性值(mpa·m1/2)

13、2.根据上述1所述的化学强化玻璃，其中，距表面的深度90μm处的压缩应力值cs90(mpa)除以下述定义的(na2o@90/na2o@center)、t、k1c和压缩应力层深度doc(μm)的乘积而得的下述式(2)表示的值为0.51以上。

14、cs90/[(na2o@90/na2o@center)×t×k1c×doc]…式(2)

15、na2o@90：氧化物基准的摩尔百分比表示的距表面的深度90μm处的na2o浓度(％)

16、3.根据上述1或2所述的化学强化玻璃，其中，下述式(3)表示的值为93以上。

17、(na2o60－120/na2o@center)…式(3)

18、na2o60－120：距表面的深度60～120μm处的氧化物基准的摩尔百分比表示的na2o浓度(％)的积分值(％·μm)

19、na2o@center：氧化物基准的摩尔百分比表示的上述化学强化玻璃的板厚中心深度处的na2o浓度(％)

20、4.根据上述1～3中任一项所述的化学强化玻璃，其中，表面压缩应力值cs0为800mpa以上。

21、5.根据上述1～4中任一项所述的化学强化玻璃，其中，在板厚为t(mm)的情况下，压缩应力层深度doc(μm)满足下述式(4)。

22、doc≥150×t+10…式(4)

23、6.一种化学强化玻璃的制造方法，对化学强化用玻璃实施离子交换处理而得到化学强化玻璃，包括：

24、第1离子交换处理，使第1熔融盐组合物与上述化学强化用玻璃接触而得到化学强化玻璃，以及

25、第2离子交换处理，在上述第1离子交换处理后，使具有与上述第1熔融盐组合物不同的成分比率的第2熔融盐组合物与上述化学强化玻璃接触而得到化学强化玻璃，

26、上述第1离子交换处理后的上述化学强化玻璃的拉伸应力ct1和上述第2离子交换处理后的上述化学强化玻璃的拉伸应力ct2满足下述式(5)，

27、上述第2离子交换处理后的上述化学强化玻璃的下述式(1)表示的值为150以上。

28、ct1＞ct2…式(5)

29、cs50/[(na2o@50/na2o@center)×t×k1c]…式(1)

30、cs50：距表面的深度50μm处的压缩应力值(mpa)

31、na2o@50：氧化物基准的摩尔百分比表示的距表面的深度50μm处的na2o浓度(％)

32、na2o@center：氧化物基准的摩尔百分比表示的上述化学强化玻璃的板厚中心深度处的na2o浓度(％)

33、na2o@50/na2o@center：na2o@50除以na2o@center而得的值

34、t：板厚(mm)

35、k1c：断裂韧性值(mpa·m1/2)

36、7.根据上述6所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，上述第2离子交换处理后的上述化学强化玻璃的距表面的深度90μm处的压缩应力值cs90(mpa)除以下述定义的(na2o@90/na2o@center)、t、k1c和压缩应力层深度doc(μm)的乘积而得的下述式(2)表示的值为0.51以上。

37、cs90/[(na2o@90/na2o@center)×t×k1c×doc]…式(2)

38、na2o@90：氧化物基准的摩尔百分比表示的距表面的深度90μm处的na2o浓度(％)

39、8.根据上述6或7所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，上述第2离子交换处理后的上述化学强化玻璃的下述式(3)表示的值为93以上。

40、(na2o60－120/na2o@center)…式(3)

41、na2o60－120：距表面的深度60～120μm处的氧化物基准的摩尔百分比表示的na2o浓度(％)的积分值(％·μm)

42、na2o@center：氧化物基准的摩尔百分比表示的上述化学强化玻璃的板厚中心深度处的na2o浓度(％)

43、9.根据上述6～8中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在上述第1离子交换处理中，导入上述拉伸应力ct1直至超过ct极限的水准，在后续的上述第2离子交换处理中，将上述拉伸应力ct2降低至小于上述ct1。

44、本发明的化学强化玻璃与以往相比距表面的深度50～100μm处的na离子量明显高。由此，能够将有助于set落下强度的特定深度处的压缩应力值维持为一定以上的数值，避免ct极限，并且显示以往的化学强化玻璃难以实现的高set落下强度。

45、本发明的制造方法中，通过第1离子交换处理对化学强化用玻璃赋予超过ct极限值的拉伸应力，通过后续的第2离子交换处理使拉伸应力小于ct极限值。由此，能够将使距表面的深度50～100μm处的na离子量明显增加而有助于set落下强度的特定深度处的压缩应力值维持为一定以上的数值。因此，通过本发明的制造方法，能够制造避免ct极限，并且具备以往的化学强化玻璃难以实现的高set落下强度的化学强化玻璃。