玻璃組合物、化學強化用玻璃組合物、強化玻璃物品及顯示器用保護玻璃的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及適合于化學強化的玻璃組合物，更詳細而言，涉及具有適合作為顯示 器的保護玻璃的特性的玻璃組合物。另外，本發明還涉及化學強化用玻璃組合物、化學強化 后的強化玻璃物品及顯示器用的保護玻璃。
【背景技術】
[0002] 近年來，搭載有液晶顯示器、有機EL顯示器等的電子設備、搭載有觸控面板式顯 示器的電子設備正在廣泛普及。玻璃材料由于具有高表面硬度而被廣泛用作這些電子設備 的顯示器的保護玻璃。有時為了增強機械強度而對顯示器的保護玻璃實施化學強化。
[0003] 化學強化是通過以半徑更大的一價陽離子置換玻璃表面所含的堿金屬離子而在 玻璃表面形成壓縮應力層的技術。化學強化大多通過以鈉離子（Na+)置換鋰離子（Li+)或 者以鉀離子（K+)置換鈉離子來實施。
[0004] 專利文獻1中公開的適于化學強化的玻璃組合物含有64~68mol%的Si02、12~ 16mol%的Na20、8~12mol%的A1203,Na20比A1203多2~6mol%，且喊土金屬的氧化物的含 有率之和（MgO+CaO+SrO)被調整為5~8mol% (權利要求1)。另外，專利文獻1中記載的 玻璃組合物為了適合于采用下引法的制造而顯示熔融溫度低于1650°C以及至少13kPa?s 的液相粘度。但是，專利文獻1中作為實施例記載的玻璃組合物的A1203及Na20的含有率 換算成質量％時分別為13. 99%以上且13. 76%以下。另外，在專利文獻1的實施例中，粘 度200P(200dPa?s)時的溫度顯示1536°C以上，粘度35kPa(35000dPa?s)時的溫度顯示 1058°C以上。
[0005] 專利文獻2中公開的適合于觸控面板顯示器的強化玻璃基板以質量％計含有 45~75%的Si02、l~30%的A1203、0~20%的Na20、0~20%的1(20(權利要求3)。專利 文獻2中作為實施例所公開的玻璃基板包含13. 0~24. 0質量％的A1203和4. 1~14. 5質 量％的Na20。另外，在實施例中，粘度104dPa?s時的溫度為1122°C。
[0006] 但是，作為顯示玻璃的高溫粘性的指標，已知操作溫度及熔融溫度。在浮法中，操 作溫度為玻璃粘度達到104dPa?s時的溫度，以下有時標記為T4。另外，熔融溫度為玻璃粘 度達到102dPa?s時的溫度，以下有時標記為T2。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本特表2010-527892號公報
[0010] 專利文獻2:日本特開2010-116276號公報
【發明內容】
[0011] 發明要解決的課題
[0012] 在專利文獻1及專利文獻2記載的玻璃組合物中，1\及T2顯示較高的值，并無記 載或啟示T4超過1100°C。像專利文獻1及專利文獻2那樣的具有高溫粘性（T4、T2)、尤其 高1\的玻璃組合物雖然適合于采用下引法的制造中，但在采用浮法的制造中是不利的。
[0013] 鑒于以上的情況，本發明的目的在于提供適合于采用浮法的制造的化學強化用的 玻璃組合物。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 為了達成上述目的，本發明提供一種玻璃組合物，其以質量％表示計含有
[0018] ]\%0+〇&0+51~0+8&0在7~12%的范圍。
[0019] 另外，本發明從另一側面還提供一種強化玻璃物品，其通過使本發明的包含玻璃 組合物的玻璃物品與包含具有比鈉離子的離子半徑更大的離子半徑的一價陽離子的熔融 鹽接觸，從而所述玻璃組合物所含的鈉離子與所述一價陽離子進行離子交換并在表面形成 壓縮應力層而成。
[0020] 進而，本發明還提供一種顯示器用保護玻璃，其使用了本發明的強化玻璃物品。
[0021] 發明效果
[0022] 本發明的玻璃組合物顯示較低的T4、且適合于采用浮法的制造。進而，本發明的玻 璃組合物具有較低的軟化溫度，還適合于在暫且制造成包含本發明的玻璃組合物的玻璃板 后使該玻璃板加熱軟化再進行成形而制造具有立體形狀的玻璃物品。
【具體實施方式】
[0023] 以下，表示玻璃組合物的成分的"％"標記只要無特別說明均是指質量％。另外， 在本說明書中，"實質上構成"是指所列舉的成分的含有率的總和占99. 5質量％以上、優選 99. 9質量％以上、更優選99. 95質量％以上。"實質上不含有"是指該成分的含有質量為0. 1 質量％以下、優選〇.〇5質量％以下。
[0024] 在專利文獻1及專利文獻2所公開的玻璃中，尚溫粘性尚，且顯不尚的T4。尚的T4 在利用浮法制造顯示器的保護玻璃的方面是不利的，并且在使作為顯示器的保護玻璃的玻 璃較薄地成形的方面也是不利的。
[0025] 為此，在本發明中，通過在考慮各氧化物對特性帶來的影響的情況下專門重新研 宄A1203、Na20及堿土氧化物的含有率，同時綜合調整其他成分的含有率，由此提供降低T4、 適合于采用浮法的制造、尤其在將作為顯示器用的保護玻璃的玻璃較薄地成形（例如1_ 以下）的方面有利的、不易產生損傷或破裂的玻璃組合物。
[0026] 以下的觀點并非本發明中所必需的觀點。但是，本發明可以根據情況而著眼于以 下的觀點。
[0027] 本發明提供一種玻璃組合物，其顯示較低的1~2以便易于適用于在以往的利用浮法 的制造設備中使用的玻璃熔融窯。另外，還提供一種玻璃組合物，其T4與液相溫度TL的差 顯示較大的值（例如20°C以上）以便易于適用于利用浮法的玻璃成形。
[0028] 以下，對構成本發明的玻璃組合物的各成分進行說明。
[0029] (A1203)
[0030] A1203使玻璃組合物的化學耐久性提高、并且使玻璃中的堿金屬離子容易移動。另 外，還是有助于維持化學強化后的強度的成分。另一方面，若A1203的含有率過高，Tg上升， 難以將熔融玻璃適度退火而制造玻璃板。另外，導致使玻璃熔液的粘度增加，并且使t2、t4 上升。
[0031] 因此，A1203的含有率適合為8~12%的范圍。A1 203的含有率優選為11. 5%以下、 更優選為11%以下、進一步優選為10. 5%以下，也可以根據情況為9. 8%以下。另外，A1203 的含有率優選為8. 5%以上，更優選為9%以上。
[0032] (Na20)
[0033]Na20是通過將鈉離子置換成鉀離子而使表面壓縮應力變大、且使表面壓縮應力層 的深度變大的成分。另外，還是使溶解性提高、且使T4、T2降低的成分。另一方面，若Na20 的含有率過高，則玻璃組合物的耐熱性降低，導致因被置換成鉀離子而產生的應力松弛。
[0034] 因此，Na20的含有率適合為18~24%的范圍。Na20的含有率優選為18. 5%以上， 更優選為19%以上，也可以根據情況為20. 1%以上。另外，Na20的含有率優選為22%以下， 更優選為21%以下。
[0035] (MgO)
[0036] MgO是提高玻璃的溶解性所必需的成分。為了充分得到該效果，期望MgO的含有率 為6%以上。通常堿土氧化物（R0)存在阻礙將玻璃組合物中的鈉離子利用鉀離子進行置換 的離子交換的傾向，其中，MgO阻礙離子交換的傾向最小。因此，在R0中，優選使MgO的含 有率最大。另一方面，若MgO的含有率過高而超過限度，則阻礙玻璃中的鈉離子的移動。另 外，導致玻璃組合物的液相溫度TL上升。
[0037] 因此，MgO的含有率適合為6~10%的范圍。MgO的含有率優選為7%以上，更優 選為8%以上。另外，MgO的含有率可以為9. 5%以下。
[0038] (CaO)
[0039] CaO具有使高溫下的粘性降低的效果。但是，若CaO的含有率過高，則導致阻礙玻 璃組合物中的鈉離子的移動，并且使玻璃組合物容易失透。
[0040] 因此，CaO的含有率適合為0~1%的范圍。CaO的含有率優選為0.7 %以下，更優 選為0.5%以下。另外，CaO的含有率可以為0.1%以上。
[0041] (Sr0、Ba0)
[0042]SrO、BaO使玻璃組合物的粘性大幅降低，其通過含有少量的SrO、BaO而使降低液 相溫度TL的效果比CaO顯著。但是，就Sr0、Ba0而言，即使添加極少量，也會顯著妨礙玻璃 組合物中的鈉離子的移動，使表面壓縮應力?壓縮應力層的深度這兩者大幅降低。
[0043] 因此，在本發明的玻璃組合物中優選實質上不含有Sr0、Ba0。
[0044] (R0)
[0045] R0表示Mg0、Ca0、Sr0及BaO。若R0的含有率過低，則降低玻璃組合物的粘性的成 分不足而變得難以溶解。另一方面，若R0的含有率過高，則化學耐久性降低。另外，由于阻 礙玻璃中的鈉離子的移動而難以進行化學強化。
[0046] 因此，R0的含有率（MgO、CaO、SrO及BaO的含有率的總和）適合為7~12%的范 圍。R0的含有率優選為7~11 %的范圍，進一步優選為7. 5~10%的范圍。R0的含有率 也可以為9.3%以下。
[0047] (Si02)
[0048] 3102是構成玻璃組合物的主要成分，若其含有率過低，則玻璃的化學耐久性及耐 熱性降低。另一方面，若Si02的含有率過高，則在高溫下的玻璃組合物的粘性變高，難以溶 解及成形。因此，310 2的含有率適合為58~64%的范圍。優選為58~62%。