強(qiáng)化玻璃板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及強(qiáng)化玻璃板的制造方法，特別是設(shè)及適合于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、PDA(便攜 終端）等顯示器件的保護(hù)玻璃的強(qiáng)化玻璃板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、PDA、觸摸面板顯示器、大型電視等顯示器件存在日益普及的傾 向。
[0003] W往，在運(yùn)些用途中，作為用于保護(hù)顯示器的保護(hù)構(gòu)件，使用丙締酸等樹脂板。但 是，樹脂板由于楊氏模量低，所W在用筆或人的手指等按壓顯示器的顯示面的情況下容易 曉曲。因此，有時(shí)樹脂板與內(nèi)部的顯示器接觸而產(chǎn)生顯示不良。此外，樹脂板還存在在表 面上容易附著傷痕、視覺辨認(rèn)性容易降低運(yùn)樣的問題。解決運(yùn)些問題的方法是使用玻璃板 作為保護(hù)構(gòu)件。對(duì)于該用途的玻璃板，要求：（1)具有高的機(jī)械強(qiáng)度；（2)為低密度且輕量； (3) 廉價(jià)且能夠大量地供給；(4)泡品質(zhì)優(yōu)異；（5)在可見區(qū)域具有高的透光率；(6)像在用 筆或手指等按壓表面時(shí)難W曉曲那樣具有高楊氏模量等。特別是當(dāng)不滿足（1)的必要條件 時(shí)，變得無法作為保護(hù)構(gòu)件使用，所W-直W來使用經(jīng)離子交換處理的強(qiáng)化玻璃板（參照 專利文獻(xiàn)1、2、非專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 迄今為止，強(qiáng)化玻璃板通過預(yù)先將強(qiáng)化用玻璃板切斷成規(guī)定形狀后進(jìn)行離子交換 處理的方法、所謂"強(qiáng)化前切斷"來制作，但是近年來，正在研究對(duì)大型的強(qiáng)化用玻璃板進(jìn)行 離子交換處理后切斷成規(guī)定尺寸的方法、所謂"強(qiáng)化后切斷"。若進(jìn)行強(qiáng)化后切斷，則可W得 到強(qiáng)化玻璃板、各種器件的制造效率飛躍地提高運(yùn)樣的優(yōu)點(diǎn)。
[O(K)日]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-83045號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2011-88763號(hào)公報(bào)
[0009] 非專利文獻(xiàn)
[0010] 非專利文獻(xiàn)1 :泉谷徹郎等、"新L方號(hào)ス專①物性"、初版、株式會(huì)社經(jīng)營(yíng)系統(tǒng) 研究所、1984年8月20日、P. 451-498

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的課題
[0012] 可是，浮法由于能夠廉價(jià)、且大量地制作薄型的玻璃板，所W-般作為強(qiáng)化用玻璃 板的成形方法。例如，專利文獻(xiàn)2中公開了一種強(qiáng)化用玻璃板，其是通過浮法成形而成的， 并且W摩爾％計(jì)含有Si〇267~75%、Al2〇3〇~4%、胞2〇 7~15%、K20 1~9%、Mg0 6~ 14%、CaO0 ~l%、Zr〇20 ~1. 5%、Si〇2+Al2〇3 71 ~75%、Na2〇+K2〇 12 ~20%作為玻璃 組成，且厚度為1. 5mmW下。
[0013] 但是，若對(duì)通過浮法成形的強(qiáng)化用玻璃板進(jìn)行離子交換處理，則在玻璃制造工序 中與錫浴接觸的一側(cè)所謂底面、和其相反側(cè)所謂頂面，表面附近的性狀、組成不同，產(chǎn)生強(qiáng) 化玻璃板向頂面?zhèn)韧沟爻崆膯栴}。若強(qiáng)化玻璃板的翅曲量大，則強(qiáng)化玻璃板的成品率降 低。
[0014] 另一方面，若通過除浮法W外的方法、例如溢流下拉法來成形強(qiáng)化用玻璃板，則由 于可W降低表面與背面的性狀差、組成差，所W能夠降低因此而產(chǎn)生的翅曲量。但是，即使 是通過除浮法W外的方法進(jìn)行成形的情況下，若強(qiáng)化用玻璃板發(fā)生薄型化，則有時(shí)強(qiáng)化玻 璃板也會(huì)發(fā)生翅曲。
[0015] 該現(xiàn)象在對(duì)薄型的強(qiáng)化用玻璃板進(jìn)行離子交換處理而得到強(qiáng)化玻璃板的情況下， 變得容易明顯化。此外，在對(duì)多個(gè)強(qiáng)化用玻璃板同時(shí)進(jìn)行離子交換處理而得到強(qiáng)化玻璃板 的情況下，變得更容易明顯化。另外，在對(duì)多個(gè)強(qiáng)化用玻璃板同時(shí)進(jìn)行離子交換處理的情況 下，若強(qiáng)化玻璃板的翅曲量過大，則強(qiáng)化玻璃板彼此發(fā)生干設(shè)，還有可能產(chǎn)生傷痕。
[0016] 因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，技術(shù)課題是首創(chuàng)即使是對(duì)薄型、且多個(gè)強(qiáng) 化用玻璃板進(jìn)行離子交換處理而得到強(qiáng)化玻璃板的情況下也能夠盡可能地降低翅曲量的 強(qiáng)化玻璃板的制造方法。
[0017] 用于解決課題的方案
[0018] 本發(fā)明人等進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過W規(guī)定間隔在支撐體內(nèi)配置薄型、且 多個(gè)強(qiáng)化用玻璃板，對(duì)其進(jìn)行離子交換處理后進(jìn)行退火，能夠解決上述技術(shù)課題，作為本發(fā) 明提出。即，本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法的特征在于，具有：排列工序，在支撐體上W直 立姿勢(shì)且沿厚度方向隔開IOmmW下的間隔排列多個(gè)大致矩形且板厚為1.OmmW下的強(qiáng)化 用玻璃板，由此得到強(qiáng)化用玻璃板排列體；強(qiáng)化工序，將強(qiáng)化用玻璃板排列體浸潰于離子交 換溶液中，進(jìn)行離子交換處理，得到強(qiáng)化玻璃板排列體；退火工序，將強(qiáng)化玻璃板排列體從 離子交換溶液中取出后進(jìn)行退火；W及取出工序，從支撐體中取出構(gòu)成強(qiáng)化玻璃板排列體 的各強(qiáng)化玻璃板。其中，所謂"大致矩形"不僅包含長(zhǎng)方形，還包含正方形。包含進(jìn)一步部 分地具有曲面部、孔部等的情況、例如長(zhǎng)方形的角部被倒角成曲面狀或凹口狀的情況，還包 含在表面內(nèi)具有孔部或開口部的情況。所謂"隔開IOmmW下的間隔"，若即使部分地W超過 IOmm的間隔排列強(qiáng)化用玻璃板，也存在隔開IOmmW下的間隔排列強(qiáng)化用玻璃板的區(qū)域，則 符合。但是，優(yōu)選全部的強(qiáng)化玻璃板WIOmmW下的間隔排列。所謂"直立姿勢(shì)"并不限定 于完全的垂直姿勢(shì)，還包含從垂直方向傾斜0~30°左右的狀態(tài)。所謂"退火"是指與從離 子交換溶液中直接在室溫下取出那樣的澤火相比W緩慢的速度進(jìn)行冷卻的情況，例如，是 指在150°CW上且低于應(yīng)變點(diǎn)的溫度域W30°C/分鐘W下的降溫速度降溫的時(shí)間為1分鐘 W上的情況。
[0019] W往的強(qiáng)化玻璃板通過在從離子交換溶液中取出后，澤火至室溫來制作。本發(fā)明 人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若在離子交換處理后對(duì)強(qiáng)化玻璃板進(jìn)行退火，則可W降低 翅曲量?？蒞降低翅曲量的理由不明，目前在調(diào)查中。
[0020] 現(xiàn)在，推測(cè)離子交換處理后的冷卻時(shí)的溫度分布的不均為翅曲的一個(gè)原因。若如 W往那樣從離子交換溶液中將強(qiáng)化玻璃板取出后，立即澤火至室溫，則強(qiáng)化玻璃板的面內(nèi) 的溫度分布的不均變大，即強(qiáng)化玻璃板的面內(nèi)中央部與周緣部相比變得高溫，所W起因于 熱膨脹差，強(qiáng)化玻璃板變得容易翅曲。若強(qiáng)化玻璃板冷卻至常溫而強(qiáng)化玻璃板的面內(nèi)的溫 度分布消失，則該翅曲在一定程度上被消除，但沒有完全被消除。因此，若如本申請(qǐng)發(fā)明那 樣在離子交換處理后對(duì)強(qiáng)化玻璃板進(jìn)行退火，則在冷卻時(shí)，能夠減小強(qiáng)化玻璃板的面內(nèi)的 溫度分布的不均。另外，雖然目前并未實(shí)證，但堿離子在離子交換處理時(shí)在壓縮應(yīng)力層的表 層部分中W偏析的狀態(tài)固定為翅曲的一個(gè)原因，若在離子交換處理后對(duì)強(qiáng)化玻璃板進(jìn)行退 火，則堿離子的遷移進(jìn)展，從而堿離子的偏析狀態(tài)被慢慢消除，結(jié)果是，還有可能翅曲量得 到改善。
[0021] 已知玻璃板在應(yīng)變點(diǎn)W下的溫度時(shí)不會(huì)發(fā)生熱變形，W往的強(qiáng)化玻璃板通過從離 子交換溶液中取出后，澤火至室溫來制作。本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果在強(qiáng)化玻璃板 的情況下，意外地發(fā)現(xiàn)，即使是在低于應(yīng)變點(diǎn)的溫度環(huán)境下，也能夠降低翅曲量，同時(shí)發(fā)現(xiàn)， 若在離子交換處理后對(duì)強(qiáng)化玻璃板進(jìn)行退火，則能夠降低翅曲量。能夠降低翅曲量的理由 不明，目前在調(diào)查中。本發(fā)明人等推測(cè)，在強(qiáng)化玻璃板的情況下，堿離子在離子交換處理時(shí) 在壓縮應(yīng)力層的表層部分中W偏析的狀態(tài)被固定成為翅曲的一個(gè)原因，若如本申請(qǐng)發(fā)明那 樣在離子交換處理后對(duì)強(qiáng)化玻璃板進(jìn)行退火，則堿離子的遷移進(jìn)展，從而堿離子的偏析狀 態(tài)慢慢地被消除，結(jié)果是，翅曲量得到降低。
[0022] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法具有排列工序：在支撐體上W直立姿勢(shì)且沿厚度 方向隔開IOmmW下的間隔排列多個(gè)大致矩形且板厚為1.OmmW下的強(qiáng)化用玻璃板，由此得 到強(qiáng)化用玻璃板排列體。迄今為止，若對(duì)強(qiáng)化用玻璃板W致密排列的狀態(tài)進(jìn)行離子交換處 理，則存在強(qiáng)化玻璃板的翅曲量增大運(yùn)樣的問題。另一方面，若如本申請(qǐng)發(fā)明那樣在離子交 換處理后對(duì)強(qiáng)化玻璃板進(jìn)行退火，則即使致密地排列強(qiáng)化用玻璃板，也變得能夠降低強(qiáng)化 玻璃板的翅曲量。結(jié)果是，與W往相比能夠提高離子交換處理的效率。
[0023] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選W構(gòu)成強(qiáng)化玻璃板排列體的所有強(qiáng)化玻璃 板的平均翅曲率小于0. 5%的方式進(jìn)行退火。其中，"平均翅曲率"為從一個(gè)支撐體中取出的 全部強(qiáng)化玻璃板的翅曲率的平均值。"翅曲率"是指利用激光位移計(jì)，將測(cè)定距離內(nèi)的最大 位移量除W測(cè)定距離而得到的值，例如，優(yōu)選通過將強(qiáng)化玻璃板W相對(duì)于水平面傾斜87° 的狀態(tài)斜靠于載物臺(tái)上，掃描從強(qiáng)化玻璃板的上方端面向著面內(nèi)，偏移5mm的直線測(cè)定區(qū) 域來測(cè)定。
[0024] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選在退火工序中，從離子交換溶液的溫度至 100°C的冷卻時(shí)間為1分鐘W上。運(yùn)樣操作的話，變得容易降低翅曲量。
[00巧]本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選在退火時(shí)保持于ioo°cW上且低于（應(yīng)變 點(diǎn)-ioorc的溫度。運(yùn)樣操作的話，變得容易降低翅曲量，并且通過熱處理難W進(jìn)行離子交 換反應(yīng)，變得容易得到所期望的壓縮應(yīng)力值。其中應(yīng)變點(diǎn)"是基于ASTMC336的方法而測(cè) 定的值。此外，所謂"保持"是指W規(guī)定溫度±8°C的狀態(tài)維持一定時(shí)間。
[00%] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選將強(qiáng)化玻璃板排列體配置于隔熱結(jié)構(gòu)體內(nèi) 并進(jìn)行退火。運(yùn)樣操作的話，強(qiáng)化玻璃板變得被慢慢冷卻，結(jié)果是，能夠降低強(qiáng)化玻璃板的 翅曲量。
[0027]本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選W(內(nèi)部的K發(fā)光強(qiáng)度）/(表層的K發(fā)光強(qiáng) 度）的比超過0. 67且為0. 95W下的方式進(jìn)行退火，即設(shè)上述的比為R時(shí)WO. 67 <R《0. 95 的方式進(jìn)行退火。如上所述，認(rèn)為在壓縮應(yīng)力層的表層部分中，若堿離子的濃度梯度緩和， 則堿離子的偏析少。因此推測(cè)，若通過退火，將強(qiáng)化玻璃板的（內(nèi)部的K發(fā)光強(qiáng)度）/(表層 的K發(fā)光強(qiáng)度）的比限制為超過0. 67且0. 95W下，則堿離子的遷移進(jìn)展，堿離子的偏析狀 態(tài)慢慢地被消除，結(jié)果是翅曲量得到降低。另外，"（內(nèi)部的K發(fā)光強(qiáng)度）/(表層的K發(fā)光 強(qiáng)度）"表示當(dāng)設(shè)表面中的K的發(fā)光強(qiáng)度為1時(shí)（此時(shí)，深部的K的發(fā)光強(qiáng)度為0)，深度方 向上的從表面至內(nèi)部的K濃度的減少大致收斂時(shí)的內(nèi)部的K的發(fā)光強(qiáng)度（例如比應(yīng)力深度 深10ym的區(qū)域的K發(fā)光強(qiáng)度）的比例，可W通過GD-OES來測(cè)定。
[0028] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選在退火時(shí)對(duì)強(qiáng)化玻璃板排列體進(jìn)行送風(fēng)。運(yùn) 樣操作的話，能夠抑制強(qiáng)化玻璃板的面內(nèi)的溫度分布的不均，結(jié)果是，能夠降低強(qiáng)化玻璃板 的翅曲量。
[0029] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選在取出工序后還具有將強(qiáng)化玻璃板切斷成 規(guī)定尺寸的強(qiáng)化后切斷工序。
[0030] 本發(fā)明的強(qiáng)化玻璃板的制造方法優(yōu)選W溢流下拉法成形強(qiáng)化用玻璃板。若通過溢 流下拉法進(jìn)行成形，則變得容易制作未研磨且表面品質(zhì)良好的玻璃板，此外變得容易制作 大型、薄型的玻璃板，結(jié)果是，變得容易提高強(qiáng)化玻璃的表面的機(jī)械強(qiáng)度。進(jìn)而表面和背面 的各個(gè)面附近的性狀差、組成差容易變得同等，變得容易抑制因此而產(chǎn)生的翅曲。其中，"溢 流下拉法"是使烙融玻璃從耐熱性的槽狀結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)溢出，使溢出的烙融玻璃在槽狀結(jié) 構(gòu)物的下端匯合，同時(shí)向下