強化ガラス板
【課題】圧縮応力層の圧縮応力値が高く、且つ所望の色合いを有する強化ガラス板を創案すること。
【解決手段】本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。
【解決手段】本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス板に関し、具体的には、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、太陽電池のカバーガラス、或いはディスプレイ、特にタッチパネルディスプレイのガラス基板に好適な強化ガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルを搭載したＰＤＡが登場し、その表示部を保護するために強化ガラス板が使用されるに至っており、今後、強化ガラス板の市場は、益々増大するものと期待されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
この用途の強化ガラスは、高い機械的強度が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８３０４５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】泉谷徹朗等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、ディプレイを保護する強化ガラス板（カバーガラス）の端面が、一旦、デバイスの筐体内に組み込まれると、ユーザーが強化ガラス板の端面部分に触れることができない形態になっていた。しかし、近年、デザイン性を高めるために、強化ガラス板がデバイスの外側に取り付けられる形態が検討されており、カバーガラスの端面もデザインの一部として考慮されるようになってきた。
【０００７】
強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する場合、デバイスの外観を損なわないように配慮する必要があり、この場合、強化ガラス板の色合いが重要になる。具体的には、強化ガラス板の端面から見た時の色合いが青味又は黄色味を帯びていないことが重要になる。
【０００８】
また、強化ガラスの機械的強度を高めるためには、圧縮応力層の圧縮応力値を高める必要がある。圧縮応力値を高める成分として、Ａｌ２Ｏ３等の成分が知られている。しかし、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラス溶融時にＡｌ２Ｏ３原料が溶け残り易くなり、ガラス欠陥が多くなるという問題がある。Ａｌ２Ｏ３原料として長石等を使用すると、この問題を解決し得るが、長石に含まれるＦｅ２Ｏ３により、ガラス組成中のＦｅ２Ｏ３の含有量が多くなるため、所望の色合いに調整し難くなる。また、水和物原料を使用する場合も、上記問題を解決し得るが、ガラス中の水分量が多くなるため、圧縮応力値を高めることが困難になる。
【０００９】
そこで、本発明は、圧縮応力層の圧縮応力値が高く、且つ所望の色合いを有する強化ガラス板を創案することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、種々の検討を行った結果、ガラス組成中の各成分の含有量及びガラス特性を所定範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。ここで、「下記酸化物換算」とは、例えば、Ｆｅ２Ｏ３の場合、Ｆｅ３＋の状態で存在する酸化鉄のみならず、Ｆｅ２＋の状態で存在する酸化鉄もＦｅ２Ｏ３に換算した上でＦｅ２Ｏ３として表記することを意味する（他の酸化物も同様）。「波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率」は、例えば、ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）を使用し、スリット幅：２．０ｎｍ、スキャン速度：中速、サンプリングピッチ：０．５ｎｍで測定可能である。「ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘ」は、例えば、ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）で測定可能である。「ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙ」は、例えば、ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）で測定可能である。
【００１１】
第二に、本発明の強化ガラス板は、圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上であり、且つ圧縮応力層の深さ（厚み）が３０μｍ以上であることが好ましい。ここで、「圧縮応力層の圧縮応力値」と「圧縮応力層の深さ」は、表面応力計（例えば、株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、試料を観察した際に、観察される干渉縞の本数とその間隔から算出される値を指す。
【００１２】
第三に、本発明の強化ガラス板は、ＴｉＯ２の含有量が０〜５００００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１３】
第四に、本発明の強化ガラス板は、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量が５０〜３００００ｐｐｍであることが好ましい。ここで、「ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ２、ＳＯ３、及びＣｌの合量を指す。
【００１４】
第五に、本発明の強化ガラス板は、ＣｅＯ２の含有量が０〜１００００ｐｐｍ、ＷＯ３の含有量が０〜１００００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１５】
第六に、本発明の強化ガラス板は、ＮｉＯの含有量が０〜５００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１６】
第七に、本発明の強化ガラス板は、板厚が０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
第八に、本発明の強化ガラス板は、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６００℃以下であることが好ましい。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００１８】
第九に、本発明の強化ガラス板は、液相温度が１１００℃以下であることが好ましい。ここで、「液相温度」とは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を指す。
【００１９】
第十に、本発明の強化ガラス板は、液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００２０】
第十一に、本発明の強化ガラス板は、密度が２．６ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。ここで、「密度」とは、周知のアルキメデス法で測定可能である。
【００２１】
第十二に、本発明の強化ガラス板は、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が８５〜１１０×１０−７／℃であることが好ましい。ここで、「３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、平均熱膨張係数を測定した値を指す。
【００２２】
第十三に、本発明の強化ガラス板は、β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下であることが好ましい。ここで、「β−ＯＨ値」は、ＦＴ−ＩＲで透過率を測定した後、下記の式を用いて算出した値を指す。
【００２３】
β−ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
【００２４】
Ｘ：板厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波長３８４６ｃｍ−１における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ−１付近における最小透過率（％）
【００２５】
第十四に、本発明の強化ガラス板は、タッチパネルディスプレイの保護部材に用いることが好ましい。
【００２６】
第十五に、本発明の強化ガラス板は、携帯電話のカバーガラスに用いることが好ましい。
【００２７】
第十六に、本発明の強化ガラス板は、太陽電池のカバーガラスに用いることが好ましい。
【００２８】
第十七に、本発明の強化ガラス板は、ディスプレイの保護部材に用いることが好ましい。
【００２９】
第十八に、本発明の強化ガラス板は、強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に用いることが好ましい。ここで、「端面」には、強化ガラス板の表面と端面が交差する端縁領域に面取り加工が施されている場合は、その面取り面も含むこととする。
【００３０】
第十九に、本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１％、Ｎａ２Ｏ １２〜１６％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５０００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ５０〜９０００ｐｐｍを含有し、圧縮応力層の圧縮応力値が６００ＭＰａ以上、圧縮応力層の深さが５０μｍ以上、液相粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８７％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１１０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１７０であることを特徴とする。
【００３１】
第二十に、本発明の強化用ガラス板は、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】［実施例２］を説明するための概略断面図であり、具体的には、強化用ガラス板の端縁領域にＲ加工を施した場合の板厚方向の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の強化ガラス板は、その表面に圧縮応力層を有する。表面に圧縮応力層を形成する方法として、物理強化法と化学強化法がある。本発明の強化ガラス板は、化学強化法で作製されてなることが好ましい。
【００３４】
化学強化法は、ガラスの歪点以下の温度でイオン交換処理によりガラスの表面にイオン半径が大きいアルカリイオンを導入する方法である。化学強化法で圧縮応力層を形成すれば、強化用ガラス板の板厚が薄い場合でも、圧縮応力層を適正に形成できると共に、圧縮応力層を形成した後に、強化ガラス板を切断しても、風冷強化法等の物理強化法のように、強化ガラス板が容易に破壊しない。
【００３５】
本発明の強化ガラス板において、上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を指す。
【００３６】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、その含有量は５０〜７０％であり、好ましくは５２〜６８％、５５〜６８％、５５〜６５％、特に５５〜６３％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。
【００３７】
Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点やヤング率を高める成分であり、その含有量は５〜２０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な下限範囲は７％以上、８％以上、１０％以上、特に１２％以上である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、オーバーフローダウンドロー法やフロート法等でガラス板を成形し難くなる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなり、更には高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な上限範囲は１８％以下、１７％以下、特に１６％以下である。
【００３８】
Ｂ２Ｏ３は、高温粘度や密度を低下させると共に、ガラスを安定化させて結晶を析出させ難くし、また液相温度を低下させる成分である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、イオン交換によって、ヤケと呼ばれるガラス表面の着色が発生したり、耐水性が低下したり、圧縮応力層の圧縮応力値が低下したり、圧縮応力層の深さが小さくなる傾向がある。よって、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜５％であり、好ましくは０〜３％、０〜２％、０〜１．５％、０〜０．９％、０〜０．５％、特に０〜０．１％である。
【００３９】
Ｎａ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、Ｎａ２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ２Ｏの含有量は８〜１８％である。Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下したり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ２Ｏを添加する場合、Ｎａ２Ｏの好適な下限範囲は１０％以上、１１％以上、特に１２％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ２Ｏの好適な上限範囲は１７％以下、特に１６％以下である。
【００４０】
Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力層の深さを大きくする効果が高い成分である。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更には、耐失透性を改善する成分でもある。Ｋ２Ｏの含有量は２〜９％である。Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、上記効果を得難くなる。Ｋ２Ｏの好適な下限範囲は２．５％以上、３％以上、３．５％以上、特に４％以上である。一方、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｋ２Ｏの好適な上限範囲は８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。
【００４１】
端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品等に使用する場合、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を３０〜１５００ｐｐｍに規制して、強化ガラスの色味をコントロールすることが重要になる。Ｆｅ２Ｏ３含有量が少な過ぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、強化ガラスの生産コストが高騰してしまう。Ｆｅ２Ｏ３の好適な下限範囲は０．００５％以上、０．００８％以上、特に０．０１％以上である。一方、Ｆｅ２Ｏ３含有量が多過ぎると、強化ガラスが着色し易くなる。Ｆｅ２Ｏ３の好適な上限範囲は０．１％以下、０．０５％以下、特に０．０３％以下である。なお、従来の強化ガラス板において、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、通常、１５００ｐｐｍより多かった。
【００４２】
上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。
【００４３】
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であると共に、ヤング率を高める成分である。更にＬｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を高める効果が大きいが、Ｎａ２Ｏを５％以上含むガラス系において、Ｌｉ２Ｏの含有量が極端に多くなると、かえって圧縮応力値が低下する傾向がある。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。更に、低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こり易くなり、かえって圧縮応力値が低下する場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜１５％、０〜４％、０〜２％、０〜１％、０〜０．５％、０〜０．３％、特に０〜０．１％が好ましい。
【００４４】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの好適な含有量は５〜２５％、１０〜２２％、１５〜２２％、特に１７〜２２％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下し易くなる。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎて、高い圧縮応力値が得られ難くなる場合がある。更に液相温度付近の粘性が低下して、高い液相粘度を確保し難くなる場合がある。なお、「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合量である。
【００４５】
ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラスが失透し易くなる傾向がある。よって、ＭｇＯの好適な上限範囲は１２％以下、１０％以下、８％以下、５％以下、特に４％以下である。なお、ガラス組成中にＭｇＯを添加する場合、ＭｇＯの好適な下限範囲は０．５％以上、１％以上、特に２％以上である。
【００４６】
ＣａＯは、他の成分と比較して、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める効果が大きい。ＣａＯの含有量は０〜１０％が好ましい。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなったり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、ＣａＯの好適な含有量は０〜５％、０〜３％、特に０〜２．５％である。
【００４７】
ＳｒＯは、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下したり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなる。ＳｒＯの好適な含有範囲は０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％である。
【００４８】
ＢａＯは、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。ＢａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下したり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなる。ＢａＯの好適な含有範囲は０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％である。
【００４９】
ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力値を高める効果が大きい成分である。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなったり、圧縮応力層の深さが小さくなる傾向がある。よって、ＺｎＯの含有量は０〜６％、０〜５％、０〜１％、特に０〜０．５％が好ましい。
【００５０】
端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品等に使用する場合、ＴｉＯ２の含有量を規制して、強化ガラスの色味をコントロールすることが好ましい。ＴｉＯ２は、イオン交換性能を高める成分であると共に、高温粘度を低下させる成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、失透し易くなる。ＴｉＯ２の好適な上限範囲は５％以下、３％以下、１％以下、０．７％以下、０．５％以下、特に０．５％未満である。なお、ＴｉＯ２を含有させる場合、ＴｉＯ２の好適な下限範囲は０．００１％以上、特に０．００５％以上である。
【００５１】
ＷＯ３は、補色となる色を加えると、消色して、強化ガラスの色味をコントロールし得る成分である。またＷＯ３は、ＴｉＯ２に比べると、耐失透性を低下させ難い性質を有する。一方、ＷＯ３の含有量が多過ぎると、強化ガラスが着色し易くなる。ＷＯ３の好適な上限範囲は含有量が５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下である。なお、ＷＯ３を含有させる場合、ＷＯ３の好適な下限範囲は０．００１％以上、特に０．００３％以上である。
【００５２】
ＺｒＯ２は、イオン交換性能を顕著に高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、耐失透性が著しく低下する虞があり、また密度が高くなり過ぎる虞がある。よって、ＺｒＯ２の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、６％以下、特に５％以下である。なお、イオン交換性能を高めたい場合、ガラス組成中にＺｒＯ２を添加することが好ましく、その場合、ＺｒＯ２の好適な下限範囲は０．０１％以上、０．５％、１％以上、２％以上、特に４％以上である。
【００５３】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力層の深さを大きくする成分である。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、６％以下、特に５％以下である。
【００５４】
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ３の群（好ましくはＳｎＯ２、Ｃｌ、ＳＯ３の群）から選択された一種又は二種以上を０〜３００００ｐｐｍ添加してもよい。ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量は０〜１％、５０〜５０００ｐｐｍ、８０〜４０００ｐｐｍ、１００〜３０００ｐｐｍ、特に３００〜３０００ｐｐｍが好ましい。なお、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量が５０ｐｐｍより少ないと、清澄効果を享受し難くなる。ここで、「ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ２、ＳＯ３、及びＣｌの合量を指す。
【００５５】
ＳｎＯ２の好適な含有範囲は０〜１００００ｐｐｍ、０〜７０００ｐｐｍ、特に５０〜６０００ｐｐｍである、Ｃｌの好適な含有範囲は０〜１５００ｐｐｍ、０〜１２００ｐｐｍ、０〜８００ｐｐｍ、０〜５００ｐｐｍ、特に５０〜３００ｐｐｍである。ＳＯ３の好適な含有範囲は０〜１０００ｐｐｍ、０〜８００ｐｐｍ、特に１０〜５００ｐｐｍである。
【００５６】
ガラスを強く着色させるような遷移金属元素（Ｃｏ、Ｎｉ等）は、補色となる色を加えると、消色して、強化ガラスの色味をコントロールし得る成分である。一方、ガラスの透過率を低下させる虞がある。特に、タッチパネルディスプレイに用いる場合、遷移金属元素の含有量が多過ぎると、タッチパネルディスプレイの視認性が低下し易くなる。よって、遷移金属酸化物の含有量が０．５％以下、０．１％以下、特に０．０５％以下になるように、ガラス原料（カレットを含む）を選択することが好ましい。なお、遷移金属元素を含有させる場合、遷移金属元素の好適な下限範囲は０．０００１％以上、特に０．０００３％以上である。
【００５７】
Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分であり、また補色となる色を加えると、消色して、強化ガラスの色味をコントロールし得る成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の含有量は４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下が好ましい。特に、ＣｅＯ２は、消色作用が大きい成分である。ＣｅＯ２の好適な下限範囲は０．０１％以上、０．０３％以上、０．０５％以上、０．１％以上、特に０．３％以上である。
【００５８】
また本発明は、環境面の配慮から、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｆ、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３を含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にＡｓ２Ｏ３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＡｓ２Ｏ３を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ａｓ２Ｏ３の含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＳｂ２Ｏ３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＳｂ２Ｏ３を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＦを含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＦを添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｆの含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＰｂＯを添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、ＰｂＯの含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＢｉ２Ｏ３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＢｉ２Ｏ３を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。
【００５９】
本発明の強化ガラス板において、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率は８５％以上であり、好ましくは８７％以上、８９％以上、特に９０％以上である。このようにすれば、強化ガラス板の色味が少なくなるため、端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に使用した場合、高級感を演出することが可能になる。
【００６０】
本発明の強化ガラス板において、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘは０．３０９５〜０．３１２０であり、好ましくは０．３０９６〜０．３１１５、０．３０９７〜０．３１１０、０．３０９８〜０．３１０７、特に０．３１００〜０．３１０７である。このようにすれば、強化ガラス板の色味が少なくなるため、端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に使用した場合、高級感を演出することが可能になる。
【００６１】
本発明の強化ガラス板において、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙは０．３１６０〜０．３１８０であり、好ましくは０．３１６０〜０．３１７５、０．３１６０〜０．３１７０、特に０．３１６０〜０．３１６７である。このようにすれば、強化ガラス板の色味が少なくなるため、端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に使用した場合、高級感を演出することが可能になる。
【００６２】
本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有している。圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは３００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、特に８００ＭＰａ以上である。圧縮応力値が大きい程、強化ガラス板の機械的強度が高くなる。一方、表面に極端に大きな圧縮応力が形成されると、表面にマイクロクラックが発生して、かえって強化ガラスの機械的強度が低下する虞がある。また、強化ガラス板に内在する引っ張り応力が極端に高くなる虞がある。このため、圧縮応力層の圧縮応力値は１５００ＭＰａ以下が好ましい。なお、ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を短くしたり、イオン交換溶液の温度を下げれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。
【００６３】
圧縮応力層の深さは、好ましくは１０μｍ以上、２５μｍ以上、４０μｍ以上、特に４５μｍ以上である。圧縮応力層の深さが大きい程、強化ガラス板に深い傷が付いても、強化ガラス板が割れ難くなると共に、機械的強度のばらつきが小さくなる。一方、圧縮応力層の深さが大きい程、強化ガラス板を切断し難くなる。このため、圧縮応力層の深さは５００μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、特に９０μｍ以下が好ましい。なお、ガラス組成中のＫ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、圧縮応力層の深さが大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を長くしたり、イオン交換溶液の温度を上げれば、圧縮応力層の深さが大きくなる傾向がある。
【００６４】
本発明の強化ガラス板において、強化ガラス板の切断面と表面が交差する端縁領域の一部又は全部に面取り加工が施されていることが好ましく、少なくとも視認側の端縁領域の一部又は全部に面取り加工が施されていることが好ましい。なお、デバイス側の端縁領域のみ、或いは視認側とデバイス側の両方の端縁領域に面取り加工を施してもよい。面取り加工として、Ｒ面取りが好ましく、この場合、曲率半径０．０５〜０．５ｍｍのＲ面取りが好ましい。また、０．０５〜０．５ｍｍのＣ面取りも好適である。更に、面取り面の表面粗さＲａは１ｎｍ以下、０．７ｎｍ以下、０．５ｎｍ以下、特に０．３ｎｍ以下が好ましい。このようにすれば、端縁領域を起点としたクラックを防止し易くなると共に、外観の観点から、強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に好適に使用可能になる。ここで、「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を指す。
【００６５】
本発明の強化ガラス板において、β−ＯＨ値は０．４ｍｍ−１以下、０．３ｍｍ−１以下、０．２８ｍｍ−１以下、０．２５ｍｍ−１以下、特に０．２２ｍｍ−１以下が好ましい。β−ＯＨ値が小さい程、イオン交換性能が向上する。
【００６６】
（１）含水量の高い原料（例えば水酸化物原料）を選択する、（２）原料中に水分を添加する、（３）水分量を減少させる成分（Ｃｌ、ＳＯ３等）の添加量を低減したり、或いは使用しないようにする、（４）ガラス溶融の際に酸素燃焼を採用したり、溶融炉内に直接水蒸気を導入したりして、炉内雰囲気中の水分量を増加する、（５）溶融ガラス中で水蒸気バブリングを行う、（６）大型溶融炉を採用する、（７）溶融ガラスの流量を遅くすると、β―ＯＨ値が大きくなる。よって、上記操作（１）〜（７）とは逆の操作を行えば、β―ＯＨ値を低下させることが可能になる。すなわち（８）含水量の低い原料を選択する、（９）原料中に水分を添加しない、（１０）水分量を減少させる成分（Ｃｌ、ＳＯ３等）の添加量を増やす、（１１）炉内雰囲気中の水分量を低下させる、（１２）溶融ガラス中でＮ２バブリングを行う、（１３）小型溶融炉を採用する、（１４）溶融ガラスの流量を速くすると、β―ＯＨ値が小さくなる。
【００６７】
本発明の強化ガラス板において、板厚は３．０ｍｍ以下、２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下が好ましい。一方、板厚が薄過ぎると、所望の機械的強度を得難くなる。よって、板厚は０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以上、特に０．４ｍｍ以上が好ましい。
【００６８】
本発明の強化ガラス板において、密度は２．６ｇ／ｃｍ３以下、特に２．５５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。密度が小さい程、強化ガラス板を軽量化することができる。なお、ガラス組成中のＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の含有量を低減すれば、密度が低下し易くなる。
【００６９】
本発明の強化ガラス板において、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は８０〜１２０×１０−７／℃、８５〜１１０×１０−７／℃、９０〜１１０×１０−７／℃、特に９０〜１０５×１０−７／℃が好ましい。熱膨張係数を上記範囲に規制すれば、金属、有機系接着剤等の部材の熱膨張係数に整合し易くなり、金属、有機系接着剤等の部材の剥離を防止し易くなる。なお、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を増加すれば、熱膨張係数が高くなり易く、逆にアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を低減すれば、熱膨張係数が低下し易くなる。
【００７０】
本発明の強化ガラス板において、歪点は５００℃以上、５２０℃以上、特に５３０℃以上が好ましい。歪点が高い程、耐熱性が向上し、強化ガラス板を熱処理する場合、圧縮応力層が消失し難くなる。また、歪点が高い程、イオン交換処理の際に応力緩和が生じ難くなるため、圧縮応力値を維持し易くなる。なお、ガラス組成中のアルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物の含有量を低減すれば、歪点が高くなり易い。
【００７１】
本発明の強化ガラス板において、１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は１２８０℃以下、１２３０℃以下、１２００℃以下、１１８０℃以下、特に１１６０℃以下が好ましい。１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、成形設備への負担が軽減されて、成形設備が長寿命化し、結果として、強化ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。
【００７２】
本発明の強化ガラス板において、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１６２０℃以下、１５５０℃以下、１５３０℃以下、１５００℃以下、特に１４５０℃以下が好ましい。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温溶融が可能になり、溶融窯等のガラス製造設備への負担が軽減されると共に、泡品位を高め易くなる。すなわち、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、強化ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当する。また、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。
【００７３】
本発明の強化ガラス板において、液相温度は１１００℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下、９００℃以下、特に８８０℃以下が好ましい。なお、液相温度が低い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相温度が低下し易くなる。
【００７４】
本発明の強化ガラス板において、液相粘度は１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．４ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．４ｄＰａ・ｓ以上、１０５．６ｄＰａ・ｓ以上、１０６．０ｄＰａ・ｓ以上、１０６．２ｄＰａ・ｓ以上、特に１０６．３ｄＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、液相粘度が高い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相粘度が高くなり易い。
【００７５】
本発明の強化ガラス板において、各成分の好適な含有範囲、水分量を適宜選択して、好適な強化ガラス板を特定することが可能である。その中でも以下の強化ガラス板は、特に好適である。
（１）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ７〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３％、Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜８％、Ｆｅ２Ｏ３ ５０〜１０００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５００００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ８０〜９０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．５ｍｍ−１以下、
（２）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ８〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜２％、Ｎａ２Ｏ １１〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ ８０〜５００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜３００００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ １００〜８０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．４ｍｍ−１以下、
（３）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １０〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５％、Ｎａ２Ｏ １２〜１７％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜１００００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ３００〜７０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．４ｍｍ−１以下、
（４）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１％、Ｎａ２Ｏ １２〜１６％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５０００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ３００〜３０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．３ｍｍ−１以下。
【００７６】
本発明の強化用ガラス板は、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源）におけるｘが０．３１００〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。本発明の強化用ガラス板の技術的特徴は、本発明の強化ガラス板の技術的特徴と同様になる。ここでは、便宜上、その記載を省略する。
【００７７】
本発明の強化用ガラス板は、４３０℃のＫＮＯ３溶融塩中でイオン交換処理した場合、表面の圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の深さが１０μｍ以上になることが好ましく、更に圧縮応力層の圧縮応力値が６００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の深さが４０μｍ以上になることが好ましく、特に圧縮応力層の圧縮応力値が８００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の深さが６０μｍ以上になることが好ましい。
【００７８】
イオン交換処理の際、ＫＮＯ３溶融塩の温度は４００〜５５０℃が好ましく、イオン交換時間は２〜１０時間、特に４〜８時間が好ましい。このようにすれば、圧縮応力層を適正に形成し易くなる。なお、本発明の強化用ガラス板は、上記のガラス組成を有するため、ＫＮＯ３溶融塩とＮａＮＯ３溶融塩の混合物等を使用しなくても、圧縮応力層の圧縮応力値や深さを大きくすることが可能である。
【００７９】
以下のようにして、本発明の強化用ガラス板、及び強化ガラス板を作製することができる。
【００８０】
まず上記のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して、１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で板状等に成形し、徐冷することにより、ガラス板を作製することができる。
【００８１】
板状に成形する方法として、オーバーフローダウンドロー法を採用することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、安価で大量にガラス板を作製し得ると共に、大型のガラス板も容易に作製できる方法である。
【００８２】
オーバーフローダウンドロー法以外にも、種々の成形方法を採用することができる。例えば、フロート法、ダウンドロー法（スロットダウン法、リドロー法等）、ロールアウト法、プレス法等の成形方法を採用することができる。
【００８３】
次に、得られたガラス板を強化処理することにより、強化ガラス板を作製することができる。強化ガラス板を所定寸法に切断する時期は、強化処理の前でもよいが、強化処理の後に行う方がコスト面から有利である。
【００８４】
強化処理として、イオン交換処理が好ましい。イオン交換処理の条件は、特に限定されず、ガラス板の粘度特性、用途、厚み、内部の引っ張り応力等を考慮して最適な条件を選択すればよい。例えば、イオン交換処理は、４００〜５５０℃のＫＮＯ３溶融塩中に、ガラス板を１〜８時間浸漬することで行うことができる。特に、ＫＮＯ３溶融塩中のＫイオンをガラス板中のＮａ成分とイオン交換すると、ガラス板の表面に圧縮応力層を効率良く形成することが可能になる。
【実施例１】
【００８５】
以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
【００８６】
表１〜３は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１６）を示している。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３】
【００９０】
表４は、試料Ｎｏ．１２〜１６の原料構成を示している。
【００９１】
【表４】
【００９２】
次のようにして表中の各試料を作製した。まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１５８０℃で８時間溶融した。その後、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して、板状に成形した。得られたガラス板について、種々の特性を評価した。
【００９３】
密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。
【００９４】
熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した値である。
【００９５】
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
【００９６】
軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。
【００９７】
高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
【００９８】
液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。
【００９９】
液相粘度ｌｏｇ１０ηＴＬは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
【０１００】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１６は、密度が２．５６ｇ／ｃｍ３以下、熱膨張係数が９９〜１０６×１０−７／℃であり、強化ガラス板の素材、つまり強化用ガラス板として好適であった。また液相粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓ以上であるため、成形性が良好であり、また１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１１５６℃以下であるため、成形設備の負担が軽く、しかも１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１４５５℃以下であるため、生産性が高く、安価に大量のガラス板を作製できるものと考えられる。なお、イオン交換処理の前後で、ガラス板の表層におけるガラス組成が微視的に異なるものの、ガラス板全体として見た場合は、ガラス組成が実質的に相違しない。
【０１０１】
次に、各試料の両表面に光学研磨を施した後、４４０℃のＫＮＯ３溶融塩中に６時間浸漬することにより、イオン交換処理を行い、イオン交換処理後に各試料の表面を洗浄した。続いて、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと深さＤＯＬを算出した。算出に当たり、各試料の屈折率を１．５２、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。
【０１０２】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１６は、ＫＮＯ３溶融塩によるイオン交換処理を行ったところ、ＣＳが７３７ＭＰａ以上、ＤＯＬが２７μｍ以上であった。
【０１０３】
両面に鏡面研磨を施した強化ガラス板（１ｍｍ）の透過率をＦＴ−ＩＲで測定した後、下記の式を用いてβ−ＯＨ値を算出した。
【０１０４】
β−ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
【０１０５】
Ｘ：板厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波長３８４６ｃｍ−１における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ−１付近における最小透過率（％）
【０１０６】
板厚が１．０ｍｍになるように、各試料の両表面を鏡面研磨した後、波長４００〜７００ｎｍにおける分光透過率を測定した。測定装置としてＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）を使用し、スリット幅：２．０ｎｍ、スキャン速度：中速、サンプリングピッチ：０．５ｎｍで測定を行った。また同装置を用いて、色度も評価した。なお、光源として、Ｃ光源を使用した。
【０１０７】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１６は、波長４００〜７００ｎｍにおける分光透過率が９０％以上、ｘｙ色度座標におけるｘが０．３０９９〜０．３１０５、ｙが０．３１６３〜０．３１６６であった。
【実施例２】
【０１０８】
表２のＮｏ．１０に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、板厚が１．０ｍｍ、０．７ｍｍ、１．１ｍｍになるように、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形して、強化用ガラス板を作製した。次に、得られた強化用ガラス板（板厚１．０ｍｍ）の視認側及びデバイス側の端縁領域の全部に曲率半径０．１ｍｍのＲ面取り加工を施した。また、得られた強化用ガラス板（板厚０．７ｍｍ）の視認側及びデバイス側の端縁領域の全部に曲率半径０．２５ｍｍのＲ面取り加工を施した。さらに、得られた強化用ガラス板（板厚１．１ｍｍ）の視認側の端縁領域の全部に曲率半径０．３ｍｍのＲ面取り加工を施した。参考までに、上記の通りに強化用ガラス板の端縁領域にＲ面取り加工を施した場合の板厚方向の概略断面図を図２に示す。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の強化ガラス板は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等のカバーガラス、或いはタッチパネルディスプレイ等のガラス基板として好適である。また、本発明の強化ガラス板は、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば窓ガラス、磁気ディスク用基板、フラットパネルディスプレイ用基板、太陽電池用カバーガラス、固体撮像素子パッケージ用カバーガラス、食器への応用が期待できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス板に関し、具体的には、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）、太陽電池のカバーガラス、或いはディスプレイ、特にタッチパネルディスプレイのガラス基板に好適な強化ガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルを搭載したＰＤＡが登場し、その表示部を保護するために強化ガラス板が使用されるに至っており、今後、強化ガラス板の市場は、益々増大するものと期待されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
この用途の強化ガラスは、高い機械的強度が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８３０４５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】泉谷徹朗等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、ディプレイを保護する強化ガラス板（カバーガラス）の端面が、一旦、デバイスの筐体内に組み込まれると、ユーザーが強化ガラス板の端面部分に触れることができない形態になっていた。しかし、近年、デザイン性を高めるために、強化ガラス板がデバイスの外側に取り付けられる形態が検討されており、カバーガラスの端面もデザインの一部として考慮されるようになってきた。
【０００７】
強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する場合、デバイスの外観を損なわないように配慮する必要があり、この場合、強化ガラス板の色合いが重要になる。具体的には、強化ガラス板の端面から見た時の色合いが青味又は黄色味を帯びていないことが重要になる。
【０００８】
また、強化ガラスの機械的強度を高めるためには、圧縮応力層の圧縮応力値を高める必要がある。圧縮応力値を高める成分として、Ａｌ２Ｏ３等の成分が知られている。しかし、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラス溶融時にＡｌ２Ｏ３原料が溶け残り易くなり、ガラス欠陥が多くなるという問題がある。Ａｌ２Ｏ３原料として長石等を使用すると、この問題を解決し得るが、長石に含まれるＦｅ２Ｏ３により、ガラス組成中のＦｅ２Ｏ３の含有量が多くなるため、所望の色合いに調整し難くなる。また、水和物原料を使用する場合も、上記問題を解決し得るが、ガラス中の水分量が多くなるため、圧縮応力値を高めることが困難になる。
【０００９】
そこで、本発明は、圧縮応力層の圧縮応力値が高く、且つ所望の色合いを有する強化ガラス板を創案することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、種々の検討を行った結果、ガラス組成中の各成分の含有量及びガラス特性を所定範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。ここで、「下記酸化物換算」とは、例えば、Ｆｅ２Ｏ３の場合、Ｆｅ３＋の状態で存在する酸化鉄のみならず、Ｆｅ２＋の状態で存在する酸化鉄もＦｅ２Ｏ３に換算した上でＦｅ２Ｏ３として表記することを意味する（他の酸化物も同様）。「波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率」は、例えば、ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）を使用し、スリット幅：２．０ｎｍ、スキャン速度：中速、サンプリングピッチ：０．５ｎｍで測定可能である。「ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘ」は、例えば、ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）で測定可能である。「ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙ」は、例えば、ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）で測定可能である。
【００１１】
第二に、本発明の強化ガラス板は、圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上であり、且つ圧縮応力層の深さ（厚み）が３０μｍ以上であることが好ましい。ここで、「圧縮応力層の圧縮応力値」と「圧縮応力層の深さ」は、表面応力計（例えば、株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて、試料を観察した際に、観察される干渉縞の本数とその間隔から算出される値を指す。
【００１２】
第三に、本発明の強化ガラス板は、ＴｉＯ２の含有量が０〜５００００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１３】
第四に、本発明の強化ガラス板は、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量が５０〜３００００ｐｐｍであることが好ましい。ここで、「ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ２、ＳＯ３、及びＣｌの合量を指す。
【００１４】
第五に、本発明の強化ガラス板は、ＣｅＯ２の含有量が０〜１００００ｐｐｍ、ＷＯ３の含有量が０〜１００００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１５】
第六に、本発明の強化ガラス板は、ＮｉＯの含有量が０〜５００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１６】
第七に、本発明の強化ガラス板は、板厚が０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
第八に、本発明の強化ガラス板は、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６００℃以下であることが好ましい。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００１８】
第九に、本発明の強化ガラス板は、液相温度が１１００℃以下であることが好ましい。ここで、「液相温度」とは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を指す。
【００１９】
第十に、本発明の強化ガラス板は、液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。
【００２０】
第十一に、本発明の強化ガラス板は、密度が２．６ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。ここで、「密度」とは、周知のアルキメデス法で測定可能である。
【００２１】
第十二に、本発明の強化ガラス板は、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が８５〜１１０×１０−７／℃であることが好ましい。ここで、「３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、平均熱膨張係数を測定した値を指す。
【００２２】
第十三に、本発明の強化ガラス板は、β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下であることが好ましい。ここで、「β−ＯＨ値」は、ＦＴ−ＩＲで透過率を測定した後、下記の式を用いて算出した値を指す。
【００２３】
β−ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
【００２４】
Ｘ：板厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波長３８４６ｃｍ−１における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ−１付近における最小透過率（％）
【００２５】
第十四に、本発明の強化ガラス板は、タッチパネルディスプレイの保護部材に用いることが好ましい。
【００２６】
第十五に、本発明の強化ガラス板は、携帯電話のカバーガラスに用いることが好ましい。
【００２７】
第十六に、本発明の強化ガラス板は、太陽電池のカバーガラスに用いることが好ましい。
【００２８】
第十七に、本発明の強化ガラス板は、ディスプレイの保護部材に用いることが好ましい。
【００２９】
第十八に、本発明の強化ガラス板は、強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に用いることが好ましい。ここで、「端面」には、強化ガラス板の表面と端面が交差する端縁領域に面取り加工が施されている場合は、その面取り面も含むこととする。
【００３０】
第十九に、本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１％、Ｎａ２Ｏ １２〜１６％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５０００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ５０〜９０００ｐｐｍを含有し、圧縮応力層の圧縮応力値が６００ＭＰａ以上、圧縮応力層の深さが５０μｍ以上、液相粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８７％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１１０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１７０であることを特徴とする。
【００３１】
第二十に、本発明の強化用ガラス板は、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】［実施例２］を説明するための概略断面図であり、具体的には、強化用ガラス板の端縁領域にＲ加工を施した場合の板厚方向の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の強化ガラス板は、その表面に圧縮応力層を有する。表面に圧縮応力層を形成する方法として、物理強化法と化学強化法がある。本発明の強化ガラス板は、化学強化法で作製されてなることが好ましい。
【００３４】
化学強化法は、ガラスの歪点以下の温度でイオン交換処理によりガラスの表面にイオン半径が大きいアルカリイオンを導入する方法である。化学強化法で圧縮応力層を形成すれば、強化用ガラス板の板厚が薄い場合でも、圧縮応力層を適正に形成できると共に、圧縮応力層を形成した後に、強化ガラス板を切断しても、風冷強化法等の物理強化法のように、強化ガラス板が容易に破壊しない。
【００３５】
本発明の強化ガラス板において、上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を指す。
【００３６】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、その含有量は５０〜７０％であり、好ましくは５２〜６８％、５５〜６８％、５５〜６５％、特に５５〜６３％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。
【００３７】
Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点やヤング率を高める成分であり、その含有量は５〜２０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な下限範囲は７％以上、８％以上、１０％以上、特に１２％以上である。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、オーバーフローダウンドロー法やフロート法等でガラス板を成形し難くなる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなり、更には高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の好適な上限範囲は１８％以下、１７％以下、特に１６％以下である。
【００３８】
Ｂ２Ｏ３は、高温粘度や密度を低下させると共に、ガラスを安定化させて結晶を析出させ難くし、また液相温度を低下させる成分である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、イオン交換によって、ヤケと呼ばれるガラス表面の着色が発生したり、耐水性が低下したり、圧縮応力層の圧縮応力値が低下したり、圧縮応力層の深さが小さくなる傾向がある。よって、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜５％であり、好ましくは０〜３％、０〜２％、０〜１．５％、０〜０．９％、０〜０．５％、特に０〜０．１％である。
【００３９】
Ｎａ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。また、Ｎａ２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ２Ｏの含有量は８〜１８％である。Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下したり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ２Ｏを添加する場合、Ｎａ２Ｏの好適な下限範囲は１０％以上、１１％以上、特に１２％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ２Ｏの好適な上限範囲は１７％以下、特に１６％以下である。
【００４０】
Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力層の深さを大きくする効果が高い成分である。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更には、耐失透性を改善する成分でもある。Ｋ２Ｏの含有量は２〜９％である。Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、上記効果を得難くなる。Ｋ２Ｏの好適な下限範囲は２．５％以上、３％以上、３．５％以上、特に４％以上である。一方、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｋ２Ｏの好適な上限範囲は８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。
【００４１】
端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品等に使用する場合、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を３０〜１５００ｐｐｍに規制して、強化ガラスの色味をコントロールすることが重要になる。Ｆｅ２Ｏ３含有量が少な過ぎると、高純度のガラス原料を使用しなければならず、強化ガラスの生産コストが高騰してしまう。Ｆｅ２Ｏ３の好適な下限範囲は０．００５％以上、０．００８％以上、特に０．０１％以上である。一方、Ｆｅ２Ｏ３含有量が多過ぎると、強化ガラスが着色し易くなる。Ｆｅ２Ｏ３の好適な上限範囲は０．１％以下、０．０５％以下、特に０．０３％以下である。なお、従来の強化ガラス板において、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、通常、１５００ｐｐｍより多かった。
【００４２】
上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。
【００４３】
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であると共に、ヤング率を高める成分である。更にＬｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を高める効果が大きいが、Ｎａ２Ｏを５％以上含むガラス系において、Ｌｉ２Ｏの含有量が極端に多くなると、かえって圧縮応力値が低下する傾向がある。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。更に、低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こり易くなり、かえって圧縮応力値が低下する場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜１５％、０〜４％、０〜２％、０〜１％、０〜０．５％、０〜０．３％、特に０〜０．１％が好ましい。
【００４４】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの好適な含有量は５〜２５％、１０〜２２％、１５〜２２％、特に１７〜２２％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下し易くなる。一方、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎて、高い圧縮応力値が得られ難くなる場合がある。更に液相温度付近の粘性が低下して、高い液相粘度を確保し難くなる場合がある。なお、「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合量である。
【００４５】
ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラスが失透し易くなる傾向がある。よって、ＭｇＯの好適な上限範囲は１２％以下、１０％以下、８％以下、５％以下、特に４％以下である。なお、ガラス組成中にＭｇＯを添加する場合、ＭｇＯの好適な下限範囲は０．５％以上、１％以上、特に２％以上である。
【００４６】
ＣａＯは、他の成分と比較して、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める効果が大きい。ＣａＯの含有量は０〜１０％が好ましい。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなったり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、ＣａＯの好適な含有量は０〜５％、０〜３％、特に０〜２．５％である。
【００４７】
ＳｒＯは、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下したり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなる。ＳｒＯの好適な含有範囲は０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％である。
【００４８】
ＢａＯは、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。ＢａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下したり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなる。ＢａＯの好適な含有範囲は０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％である。
【００４９】
ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力値を高める効果が大きい成分である。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなったり、圧縮応力層の深さが小さくなる傾向がある。よって、ＺｎＯの含有量は０〜６％、０〜５％、０〜１％、特に０〜０．５％が好ましい。
【００５０】
端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品等に使用する場合、ＴｉＯ２の含有量を規制して、強化ガラスの色味をコントロールすることが好ましい。ＴｉＯ２は、イオン交換性能を高める成分であると共に、高温粘度を低下させる成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、失透し易くなる。ＴｉＯ２の好適な上限範囲は５％以下、３％以下、１％以下、０．７％以下、０．５％以下、特に０．５％未満である。なお、ＴｉＯ２を含有させる場合、ＴｉＯ２の好適な下限範囲は０．００１％以上、特に０．００５％以上である。
【００５１】
ＷＯ３は、補色となる色を加えると、消色して、強化ガラスの色味をコントロールし得る成分である。またＷＯ３は、ＴｉＯ２に比べると、耐失透性を低下させ難い性質を有する。一方、ＷＯ３の含有量が多過ぎると、強化ガラスが着色し易くなる。ＷＯ３の好適な上限範囲は含有量が５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下である。なお、ＷＯ３を含有させる場合、ＷＯ３の好適な下限範囲は０．００１％以上、特に０．００３％以上である。
【００５２】
ＺｒＯ２は、イオン交換性能を顕著に高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、耐失透性が著しく低下する虞があり、また密度が高くなり過ぎる虞がある。よって、ＺｒＯ２の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、６％以下、特に５％以下である。なお、イオン交換性能を高めたい場合、ガラス組成中にＺｒＯ２を添加することが好ましく、その場合、ＺｒＯ２の好適な下限範囲は０．０１％以上、０．５％、１％以上、２％以上、特に４％以上である。
【００５３】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力層の深さを大きくする成分である。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、６％以下、特に５％以下である。
【００５４】
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ３の群（好ましくはＳｎＯ２、Ｃｌ、ＳＯ３の群）から選択された一種又は二種以上を０〜３００００ｐｐｍ添加してもよい。ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量は０〜１％、５０〜５０００ｐｐｍ、８０〜４０００ｐｐｍ、１００〜３０００ｐｐｍ、特に３００〜３０００ｐｐｍが好ましい。なお、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量が５０ｐｐｍより少ないと、清澄効果を享受し難くなる。ここで、「ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ２、ＳＯ３、及びＣｌの合量を指す。
【００５５】
ＳｎＯ２の好適な含有範囲は０〜１００００ｐｐｍ、０〜７０００ｐｐｍ、特に５０〜６０００ｐｐｍである、Ｃｌの好適な含有範囲は０〜１５００ｐｐｍ、０〜１２００ｐｐｍ、０〜８００ｐｐｍ、０〜５００ｐｐｍ、特に５０〜３００ｐｐｍである。ＳＯ３の好適な含有範囲は０〜１０００ｐｐｍ、０〜８００ｐｐｍ、特に１０〜５００ｐｐｍである。
【００５６】
ガラスを強く着色させるような遷移金属元素（Ｃｏ、Ｎｉ等）は、補色となる色を加えると、消色して、強化ガラスの色味をコントロールし得る成分である。一方、ガラスの透過率を低下させる虞がある。特に、タッチパネルディスプレイに用いる場合、遷移金属元素の含有量が多過ぎると、タッチパネルディスプレイの視認性が低下し易くなる。よって、遷移金属酸化物の含有量が０．５％以下、０．１％以下、特に０．０５％以下になるように、ガラス原料（カレットを含む）を選択することが好ましい。なお、遷移金属元素を含有させる場合、遷移金属元素の好適な下限範囲は０．０００１％以上、特に０．０００３％以上である。
【００５７】
Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分であり、また補色となる色を加えると、消色して、強化ガラスの色味をコントロールし得る成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の含有量は４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下が好ましい。特に、ＣｅＯ２は、消色作用が大きい成分である。ＣｅＯ２の好適な下限範囲は０．０１％以上、０．０３％以上、０．０５％以上、０．１％以上、特に０．３％以上である。
【００５８】
また本発明は、環境面の配慮から、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｆ、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３を含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にＡｓ２Ｏ３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＡｓ２Ｏ３を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ａｓ２Ｏ３の含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＳｂ２Ｏ３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＳｂ２Ｏ３を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｓｂ２Ｏ３の含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＦを含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＦを添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｆの含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＰｂＯを添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、ＰｂＯの含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。「実質的にＢｉ２Ｏ３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＢｉ２Ｏ３を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が５００ｐｐｍ（質量）未満であることを指す。
【００５９】
本発明の強化ガラス板において、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率は８５％以上であり、好ましくは８７％以上、８９％以上、特に９０％以上である。このようにすれば、強化ガラス板の色味が少なくなるため、端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に使用した場合、高級感を演出することが可能になる。
【００６０】
本発明の強化ガラス板において、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘは０．３０９５〜０．３１２０であり、好ましくは０．３０９６〜０．３１１５、０．３０９７〜０．３１１０、０．３０９８〜０．３１０７、特に０．３１００〜０．３１０７である。このようにすれば、強化ガラス板の色味が少なくなるため、端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に使用した場合、高級感を演出することが可能になる。
【００６１】
本発明の強化ガラス板において、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙは０．３１６０〜０．３１８０であり、好ましくは０．３１６０〜０．３１７５、０．３１６０〜０．３１７０、特に０．３１６０〜０．３１６７である。このようにすれば、強化ガラス板の色味が少なくなるため、端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に使用した場合、高級感を演出することが可能になる。
【００６２】
本発明の強化ガラス板は、表面に圧縮応力層を有している。圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは３００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、特に８００ＭＰａ以上である。圧縮応力値が大きい程、強化ガラス板の機械的強度が高くなる。一方、表面に極端に大きな圧縮応力が形成されると、表面にマイクロクラックが発生して、かえって強化ガラスの機械的強度が低下する虞がある。また、強化ガラス板に内在する引っ張り応力が極端に高くなる虞がある。このため、圧縮応力層の圧縮応力値は１５００ＭＰａ以下が好ましい。なお、ガラス組成中のＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を短くしたり、イオン交換溶液の温度を下げれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。
【００６３】
圧縮応力層の深さは、好ましくは１０μｍ以上、２５μｍ以上、４０μｍ以上、特に４５μｍ以上である。圧縮応力層の深さが大きい程、強化ガラス板に深い傷が付いても、強化ガラス板が割れ難くなると共に、機械的強度のばらつきが小さくなる。一方、圧縮応力層の深さが大きい程、強化ガラス板を切断し難くなる。このため、圧縮応力層の深さは５００μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、特に９０μｍ以下が好ましい。なお、ガラス組成中のＫ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、圧縮応力層の深さが大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を長くしたり、イオン交換溶液の温度を上げれば、圧縮応力層の深さが大きくなる傾向がある。
【００６４】
本発明の強化ガラス板において、強化ガラス板の切断面と表面が交差する端縁領域の一部又は全部に面取り加工が施されていることが好ましく、少なくとも視認側の端縁領域の一部又は全部に面取り加工が施されていることが好ましい。なお、デバイス側の端縁領域のみ、或いは視認側とデバイス側の両方の端縁領域に面取り加工を施してもよい。面取り加工として、Ｒ面取りが好ましく、この場合、曲率半径０．０５〜０．５ｍｍのＲ面取りが好ましい。また、０．０５〜０．５ｍｍのＣ面取りも好適である。更に、面取り面の表面粗さＲａは１ｎｍ以下、０．７ｎｍ以下、０．５ｎｍ以下、特に０．３ｎｍ以下が好ましい。このようにすれば、端縁領域を起点としたクラックを防止し易くなると共に、外観の観点から、強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に好適に使用可能になる。ここで、「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を指す。
【００６５】
本発明の強化ガラス板において、β−ＯＨ値は０．４ｍｍ−１以下、０．３ｍｍ−１以下、０．２８ｍｍ−１以下、０．２５ｍｍ−１以下、特に０．２２ｍｍ−１以下が好ましい。β−ＯＨ値が小さい程、イオン交換性能が向上する。
【００６６】
（１）含水量の高い原料（例えば水酸化物原料）を選択する、（２）原料中に水分を添加する、（３）水分量を減少させる成分（Ｃｌ、ＳＯ３等）の添加量を低減したり、或いは使用しないようにする、（４）ガラス溶融の際に酸素燃焼を採用したり、溶融炉内に直接水蒸気を導入したりして、炉内雰囲気中の水分量を増加する、（５）溶融ガラス中で水蒸気バブリングを行う、（６）大型溶融炉を採用する、（７）溶融ガラスの流量を遅くすると、β―ＯＨ値が大きくなる。よって、上記操作（１）〜（７）とは逆の操作を行えば、β―ＯＨ値を低下させることが可能になる。すなわち（８）含水量の低い原料を選択する、（９）原料中に水分を添加しない、（１０）水分量を減少させる成分（Ｃｌ、ＳＯ３等）の添加量を増やす、（１１）炉内雰囲気中の水分量を低下させる、（１２）溶融ガラス中でＮ２バブリングを行う、（１３）小型溶融炉を採用する、（１４）溶融ガラスの流量を速くすると、β―ＯＨ値が小さくなる。
【００６７】
本発明の強化ガラス板において、板厚は３．０ｍｍ以下、２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下が好ましい。一方、板厚が薄過ぎると、所望の機械的強度を得難くなる。よって、板厚は０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以上、特に０．４ｍｍ以上が好ましい。
【００６８】
本発明の強化ガラス板において、密度は２．６ｇ／ｃｍ３以下、特に２．５５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。密度が小さい程、強化ガラス板を軽量化することができる。なお、ガラス組成中のＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の含有量を低減すれば、密度が低下し易くなる。
【００６９】
本発明の強化ガラス板において、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は８０〜１２０×１０−７／℃、８５〜１１０×１０−７／℃、９０〜１１０×１０−７／℃、特に９０〜１０５×１０−７／℃が好ましい。熱膨張係数を上記範囲に規制すれば、金属、有機系接着剤等の部材の熱膨張係数に整合し易くなり、金属、有機系接着剤等の部材の剥離を防止し易くなる。なお、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を増加すれば、熱膨張係数が高くなり易く、逆にアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を低減すれば、熱膨張係数が低下し易くなる。
【００７０】
本発明の強化ガラス板において、歪点は５００℃以上、５２０℃以上、特に５３０℃以上が好ましい。歪点が高い程、耐熱性が向上し、強化ガラス板を熱処理する場合、圧縮応力層が消失し難くなる。また、歪点が高い程、イオン交換処理の際に応力緩和が生じ難くなるため、圧縮応力値を維持し易くなる。なお、ガラス組成中のアルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｐ２Ｏ５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物の含有量を低減すれば、歪点が高くなり易い。
【００７１】
本発明の強化ガラス板において、１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は１２８０℃以下、１２３０℃以下、１２００℃以下、１１８０℃以下、特に１１６０℃以下が好ましい。１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、成形設備への負担が軽減されて、成形設備が長寿命化し、結果として、強化ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。
【００７２】
本発明の強化ガラス板において、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１６２０℃以下、１５５０℃以下、１５３０℃以下、１５００℃以下、特に１４５０℃以下が好ましい。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温溶融が可能になり、溶融窯等のガラス製造設備への負担が軽減されると共に、泡品位を高め易くなる。すなわち、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、強化ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当する。また、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すれば、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。
【００７３】
本発明の強化ガラス板において、液相温度は１１００℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下、９００℃以下、特に８８０℃以下が好ましい。なお、液相温度が低い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相温度が低下し易くなる。
【００７４】
本発明の強化ガラス板において、液相粘度は１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．４ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．４ｄＰａ・ｓ以上、１０５．６ｄＰａ・ｓ以上、１０６．０ｄＰａ・ｓ以上、１０６．２ｄＰａ・ｓ以上、特に１０６．３ｄＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、液相粘度が高い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を増加させたり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すれば、液相粘度が高くなり易い。
【００７５】
本発明の強化ガラス板において、各成分の好適な含有範囲、水分量を適宜選択して、好適な強化ガラス板を特定することが可能である。その中でも以下の強化ガラス板は、特に好適である。
（１）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ７〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３％、Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜８％、Ｆｅ２Ｏ３ ５０〜１０００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５００００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ８０〜９０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．５ｍｍ−１以下、
（２）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ８〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜２％、Ｎａ２Ｏ １１〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ ８０〜５００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜３００００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ １００〜８０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．４ｍｍ−１以下、
（３）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １０〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５％、Ｎａ２Ｏ １２〜１７％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜１００００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ３００〜７０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．４ｍｍ−１以下、
（４）ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１％、Ｎａ２Ｏ １２〜１６％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５０００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ３００〜３０００ｐｐｍを含有し、β−ＯＨ値が０．３ｍｍ−１以下。
【００７６】
本発明の強化用ガラス板は、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源）におけるｘが０．３１００〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする。本発明の強化用ガラス板の技術的特徴は、本発明の強化ガラス板の技術的特徴と同様になる。ここでは、便宜上、その記載を省略する。
【００７７】
本発明の強化用ガラス板は、４３０℃のＫＮＯ３溶融塩中でイオン交換処理した場合、表面の圧縮応力層の圧縮応力値が３００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の深さが１０μｍ以上になることが好ましく、更に圧縮応力層の圧縮応力値が６００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の深さが４０μｍ以上になることが好ましく、特に圧縮応力層の圧縮応力値が８００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の深さが６０μｍ以上になることが好ましい。
【００７８】
イオン交換処理の際、ＫＮＯ３溶融塩の温度は４００〜５５０℃が好ましく、イオン交換時間は２〜１０時間、特に４〜８時間が好ましい。このようにすれば、圧縮応力層を適正に形成し易くなる。なお、本発明の強化用ガラス板は、上記のガラス組成を有するため、ＫＮＯ３溶融塩とＮａＮＯ３溶融塩の混合物等を使用しなくても、圧縮応力層の圧縮応力値や深さを大きくすることが可能である。
【００７９】
以下のようにして、本発明の強化用ガラス板、及び強化ガラス板を作製することができる。
【００８０】
まず上記のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して、１５００〜１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で板状等に成形し、徐冷することにより、ガラス板を作製することができる。
【００８１】
板状に成形する方法として、オーバーフローダウンドロー法を採用することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、安価で大量にガラス板を作製し得ると共に、大型のガラス板も容易に作製できる方法である。
【００８２】
オーバーフローダウンドロー法以外にも、種々の成形方法を採用することができる。例えば、フロート法、ダウンドロー法（スロットダウン法、リドロー法等）、ロールアウト法、プレス法等の成形方法を採用することができる。
【００８３】
次に、得られたガラス板を強化処理することにより、強化ガラス板を作製することができる。強化ガラス板を所定寸法に切断する時期は、強化処理の前でもよいが、強化処理の後に行う方がコスト面から有利である。
【００８４】
強化処理として、イオン交換処理が好ましい。イオン交換処理の条件は、特に限定されず、ガラス板の粘度特性、用途、厚み、内部の引っ張り応力等を考慮して最適な条件を選択すればよい。例えば、イオン交換処理は、４００〜５５０℃のＫＮＯ３溶融塩中に、ガラス板を１〜８時間浸漬することで行うことができる。特に、ＫＮＯ３溶融塩中のＫイオンをガラス板中のＮａ成分とイオン交換すると、ガラス板の表面に圧縮応力層を効率良く形成することが可能になる。
【実施例１】
【００８５】
以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
【００８６】
表１〜３は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１６）を示している。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３】
【００９０】
表４は、試料Ｎｏ．１２〜１６の原料構成を示している。
【００９１】
【表４】
【００９２】
次のようにして表中の各試料を作製した。まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１５８０℃で８時間溶融した。その後、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して、板状に成形した。得られたガラス板について、種々の特性を評価した。
【００９３】
密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。
【００９４】
熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した値である。
【００９５】
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
【００９６】
軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。
【００９７】
高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
【００９８】
液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。
【００９９】
液相粘度ｌｏｇ１０ηＴＬは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
【０１００】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１６は、密度が２．５６ｇ／ｃｍ３以下、熱膨張係数が９９〜１０６×１０−７／℃であり、強化ガラス板の素材、つまり強化用ガラス板として好適であった。また液相粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓ以上であるため、成形性が良好であり、また１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１１５６℃以下であるため、成形設備の負担が軽く、しかも１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１４５５℃以下であるため、生産性が高く、安価に大量のガラス板を作製できるものと考えられる。なお、イオン交換処理の前後で、ガラス板の表層におけるガラス組成が微視的に異なるものの、ガラス板全体として見た場合は、ガラス組成が実質的に相違しない。
【０１０１】
次に、各試料の両表面に光学研磨を施した後、４４０℃のＫＮＯ３溶融塩中に６時間浸漬することにより、イオン交換処理を行い、イオン交換処理後に各試料の表面を洗浄した。続いて、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ−６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値ＣＳと深さＤＯＬを算出した。算出に当たり、各試料の屈折率を１．５２、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。
【０１０２】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１６は、ＫＮＯ３溶融塩によるイオン交換処理を行ったところ、ＣＳが７３７ＭＰａ以上、ＤＯＬが２７μｍ以上であった。
【０１０３】
両面に鏡面研磨を施した強化ガラス板（１ｍｍ）の透過率をＦＴ−ＩＲで測定した後、下記の式を用いてβ−ＯＨ値を算出した。
【０１０４】
β−ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
【０１０５】
Ｘ：板厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波長３８４６ｃｍ−１における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ−１付近における最小透過率（％）
【０１０６】
板厚が１．０ｍｍになるように、各試料の両表面を鏡面研磨した後、波長４００〜７００ｎｍにおける分光透過率を測定した。測定装置としてＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所製）を使用し、スリット幅：２．０ｎｍ、スキャン速度：中速、サンプリングピッチ：０．５ｎｍで測定を行った。また同装置を用いて、色度も評価した。なお、光源として、Ｃ光源を使用した。
【０１０７】
表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１６は、波長４００〜７００ｎｍにおける分光透過率が９０％以上、ｘｙ色度座標におけるｘが０．３０９９〜０．３１０５、ｙが０．３１６３〜０．３１６６であった。
【実施例２】
【０１０８】
表２のＮｏ．１０に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、板厚が１．０ｍｍ、０．７ｍｍ、１．１ｍｍになるように、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形して、強化用ガラス板を作製した。次に、得られた強化用ガラス板（板厚１．０ｍｍ）の視認側及びデバイス側の端縁領域の全部に曲率半径０．１ｍｍのＲ面取り加工を施した。また、得られた強化用ガラス板（板厚０．７ｍｍ）の視認側及びデバイス側の端縁領域の全部に曲率半径０．２５ｍｍのＲ面取り加工を施した。さらに、得られた強化用ガラス板（板厚１．１ｍｍ）の視認側の端縁領域の全部に曲率半径０．３ｍｍのＲ面取り加工を施した。参考までに、上記の通りに強化用ガラス板の端縁領域にＲ面取り加工を施した場合の板厚方向の概略断面図を図２に示す。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の強化ガラス板は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等のカバーガラス、或いはタッチパネルディスプレイ等のガラス基板として好適である。また、本発明の強化ガラス板は、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば窓ガラス、磁気ディスク用基板、フラットパネルディスプレイ用基板、太陽電池用カバーガラス、固体撮像素子パッケージ用カバーガラス、食器への応用が期待できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする強化ガラス板。
【請求項２】
圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上であり、且つ圧縮応力層の深さが３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板。
【請求項３】
ＴｉＯ２の含有量が０〜５００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス板。
【請求項４】
ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量が５０〜３００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項５】
ＣｅＯ２の含有量が０〜１００００ｐｐｍ、ＷＯ３の含有量が０〜１００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項６】
ＮｉＯの含有量が０〜５００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項７】
板厚が０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項８】
１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６００℃以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項９】
液相温度が１１００℃以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１０】
液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１１】
密度が２．６ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１２】
３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が８５〜１１０×１０−７／℃であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１３】
β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１４】
タッチパネルディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１５】
携帯電話のカバーガラスに用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１６】
太陽電池のカバーガラスに用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１７】
ディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１８】
強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１９】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１％、Ｎａ２Ｏ １２〜１６％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５０００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ５０〜９０００ｐｐｍを含有し、圧縮応力層の圧縮応力値が６００ＭＰａ以上、圧縮応力層の深さが５０μｍ以上、液相粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８７％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１１０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１７０であることを特徴とする強化ガラス板。
【請求項２０】
ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする強化用ガラス板。
【請求項１】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする強化ガラス板。
【請求項２】
圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上であり、且つ圧縮応力層の深さが３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板。
【請求項３】
ＴｉＯ２の含有量が０〜５００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス板。
【請求項４】
ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌの含有量が５０〜３００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項５】
ＣｅＯ２の含有量が０〜１００００ｐｐｍ、ＷＯ３の含有量が０〜１００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項６】
ＮｉＯの含有量が０〜５００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項７】
板厚が０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項８】
１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６００℃以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項９】
液相温度が１１００℃以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１０】
液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１１】
密度が２．６ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１２】
３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が８５〜１１０×１０−７／℃であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１３】
β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１４】
タッチパネルディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１５】
携帯電話のカバーガラスに用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１６】
太陽電池のカバーガラスに用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１７】
ディスプレイの保護部材に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１８】
強化ガラス板の端面の一部又は全部が外部に露出する形態の外装部品に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の強化ガラス板。
【請求項１９】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラス板であって、ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２〜１８％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１％、Ｎａ２Ｏ １２〜１６％、Ｋ２Ｏ ３〜７％、Ｆｅ２Ｏ３ １００〜３００ｐｐｍ、ＴｉＯ２ ０〜５０００ｐｐｍ、ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ ５０〜９０００ｐｐｍを含有し、圧縮応力層の圧縮応力値が６００ＭＰａ以上、圧縮応力層の深さが５０μｍ以上、液相粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓ以上、β−ＯＨ値が０．２５ｍｍ−１以下、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８７％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１１０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１７０であることを特徴とする強化ガラス板。
【請求項２０】
ガラスの組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜２０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ８〜１８％、Ｋ２Ｏ ２〜９％、Ｆｅ２Ｏ３ ３０〜１５００ｐｐｍを含有し、波長４００〜７００ｎｍにおける板厚１．０ｍｍ換算の分光透過率が８５％以上、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｘが０．３０９５〜０．３１２０、ｘｙ色度座標（Ｃ光源、板厚１ｍｍ換算）におけるｙが０．３１６０〜０．３１８０であることを特徴とする強化用ガラス板。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１８０２６２（Ｐ２０１２−１８０２６２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１７９１（Ｐ２０１２−２１７９１）
【出願日】平成２４年２月３日（２０１２．２．３）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月３日（２０１２．２．３）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]