JPH0651582B2 - フロ−トガラスの化学強化方法 - Google Patents
フロ−トガラスの化学強化方法Info
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- JPH0651582B2 JPH0651582B2 JP4736885A JP4736885A JPH0651582B2 JP H0651582 B2 JPH0651582 B2 JP H0651582B2 JP 4736885 A JP4736885 A JP 4736885A JP 4736885 A JP4736885 A JP 4736885A JP H0651582 B2 JPH0651582 B2 JP H0651582B2
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Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄板で大面積の建築、車輌用ガラス、什器等
各種成形品に利用されるソーダー石灰系フロートガラ
ス、とくに光デイスク等の電子材料分野に利用されるフ
ロートガラスの化学強化方法に関する。
各種成形品に利用されるソーダー石灰系フロートガラ
ス、とくに光デイスク等の電子材料分野に利用されるフ
ロートガラスの化学強化方法に関する。
フロートガラスはいわゆる普通板ガラスに比べ表面平滑
性、平坦性、厚みの均一性等に優れているので建築、車
輌等の分野に加え電子材料分野、たとえば液晶やプラズ
マ等のデイスプレイなどに広く利用されつつある。
性、平坦性、厚みの均一性等に優れているので建築、車
輌等の分野に加え電子材料分野、たとえば液晶やプラズ
マ等のデイスプレイなどに広く利用されつつある。
さらに最近の傾向として４mm厚以下の薄板ガラスが賞用
されており、厚みが薄いものほど強度の向上が望まれて
いる。
されており、厚みが薄いものほど強度の向上が望まれて
いる。
薄板ガラスを効果的に強化するためにアルカリイオン置
換による化学強化法を適用することは周知であるが、フ
ロートガラスにそのまま化学強化法を用いた場合、ガラ
スに反りが生じて（たとえば厚さ１mmにおいて0.45〜1.
25mm／300mmφ）平坦性を損ない、ことに光デイスク基
板等において要求される平坦度（たとえば厚さ１mmにお
いて0.2mm以下／300mmφ）を得ることができないもので
あつた。
換による化学強化法を適用することは周知であるが、フ
ロートガラスにそのまま化学強化法を用いた場合、ガラ
スに反りが生じて（たとえば厚さ１mmにおいて0.45〜1.
25mm／300mmφ）平坦性を損ない、ことに光デイスク基
板等において要求される平坦度（たとえば厚さ１mmにお
いて0.2mm以下／300mmφ）を得ることができないもので
あつた。
反りの原因はガラスのフロート成形時の溶融金属、通例
Snの接触ガラス面への侵入の影響によるものと推察され
るが、この反りに対する画期的な対処法は見出されてい
ない。たとえばガラスのSn浸出面を研削、研摩したうえ
でアルカリイオン置換処理することが実施されているが
この方法では工程が煩雑あるのみならず割れや表面欠陥
が生じ易く、コストが高価なものとなるという問題があ
つた。
Snの接触ガラス面への侵入の影響によるものと推察され
るが、この反りに対する画期的な対処法は見出されてい
ない。たとえばガラスのSn浸出面を研削、研摩したうえ
でアルカリイオン置換処理することが実施されているが
この方法では工程が煩雑あるのみならず割れや表面欠陥
が生じ易く、コストが高価なものとなるという問題があ
つた。
なお特開昭47-39320号によればアルカリイオン置換に際
しまずガラス全面を所望のK/Na比のアルカリ塩と接触さ
せて後、さらにK/Na比のより高いアルカリ塩と接触させ
ることにより効果的に強度を発現することが開示されて
いるが、本発明の目的とするフロートガラスのSn接触面
と非接触面の相違に起因してアルカリイオン置換の際に
発生する反りを抑制するものとは全く異なる。
しまずガラス全面を所望のK/Na比のアルカリ塩と接触さ
せて後、さらにK/Na比のより高いアルカリ塩と接触させ
ることにより効果的に強度を発現することが開示されて
いるが、本発明の目的とするフロートガラスのSn接触面
と非接触面の相違に起因してアルカリイオン置換の際に
発生する反りを抑制するものとは全く異なる。
既述したように先行技術においてはフロートガラスをイ
オン置換する際に発生する反りを抑制するうえで研摩し
てもその工程が煩雑で高コストであつたり、あるいはカ
リウムを含む塩で二段階処理しても効果的に反りを抑制
できないという問題を有する。
オン置換する際に発生する反りを抑制するうえで研摩し
てもその工程が煩雑で高コストであつたり、あるいはカ
リウムを含む塩で二段階処理しても効果的に反りを抑制
できないという問題を有する。
本発明はフロートガラスをアルカリイオン置換によつて
強化するに際して反りの発生を抑制する新規な方法を提
供するものである。
強化するに際して反りの発生を抑制する新規な方法を提
供するものである。
本発明はソーダー石灰系ガラスのフロート成形時におけ
る溶融金属との接触面をカリウム含有溶融塩で被覆して
380℃ないし650℃、１０分ないし７０時間熱処理を施
し、次いでガラス全面をカリウム含有溶融塩と接触させ
て熱処理し強化させることを特徴とする。
る溶融金属との接触面をカリウム含有溶融塩で被覆して
380℃ないし650℃、１０分ないし７０時間熱処理を施
し、次いでガラス全面をカリウム含有溶融塩と接触させ
て熱処理し強化させることを特徴とする。
フロート成形時において溶融ガラスは溶融金属（通例S
n）面に沿つてその上を延展して平滑面（以下ボトム面
という）を形成し、他方その上面は雰囲気に接して平滑
な自由表面（以下トツプ面という）を形成する。
n）面に沿つてその上を延展して平滑面（以下ボトム面
という）を形成し、他方その上面は雰囲気に接して平滑
な自由表面（以下トツプ面という）を形成する。
前記Snと接したボトム面においてはSnが10〜20μｍの深
さにわたりガラス内に浸入する。このボトム面へのSnの
浸入に伴ないガラス中のソーダーイオンをはじめとする
他の成分は相対的に低減することが推測される。
さにわたりガラス内に浸入する。このボトム面へのSnの
浸入に伴ないガラス中のソーダーイオンをはじめとする
他の成分は相対的に低減することが推測される。
ところでフロートガラスをそのままアルカリイオン置換
により強化を施したものはトツプ面側が膨張し該トツプ
面側が凸になる反りが発生することが明らかであるが、
これは上述したようなボトム面へのSnの浸入によりボト
ム面でのアルカリイオン置換が抑制され、一方トツプ面
側のアルカリイオン置換は抑制されず、しかも置換した
アルカリイオン半径が大であることがその一因となつて
いるであろうことが推察される。
により強化を施したものはトツプ面側が膨張し該トツプ
面側が凸になる反りが発生することが明らかであるが、
これは上述したようなボトム面へのSnの浸入によりボト
ム面でのアルカリイオン置換が抑制され、一方トツプ面
側のアルカリイオン置換は抑制されず、しかも置換した
アルカリイオン半径が大であることがその一因となつて
いるであろうことが推察される。
本発明はこの点に鑑みて為されたものであり、まずフロ
ートガラスのボトム面におけるソーダーイオンの一部を
イオン半径の大なるカリウムイオンにより置換すべくカ
リウム含有溶融塩で被覆、熱処理することによりボトム
面側が凸になる反りを形成させ、次いでガラス全面のソ
ーダーイオンをよりイオン半径の大なるイオン、実用上
カリウムイオンにより置換して強化するに際し、必然的
に生ずべきトツプ面側が凸になる反りを前記ボトム面側
が凸になる反りにより相殺し、反りのない化学強化ガラ
スを製造しようとするものである。
ートガラスのボトム面におけるソーダーイオンの一部を
イオン半径の大なるカリウムイオンにより置換すべくカ
リウム含有溶融塩で被覆、熱処理することによりボトム
面側が凸になる反りを形成させ、次いでガラス全面のソ
ーダーイオンをよりイオン半径の大なるイオン、実用上
カリウムイオンにより置換して強化するに際し、必然的
に生ずべきトツプ面側が凸になる反りを前記ボトム面側
が凸になる反りにより相殺し、反りのない化学強化ガラ
スを製造しようとするものである。
フロートガラスのボトム面をカリウム含有溶融塩で被
覆、熱処理する方法は特定されるものではないが、たと
えばカリウムの硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩あるいはこれ
らの混合塩浴中にガラスを浸漬し、直ちにガラスを引上
げてガラスを被覆したカリウム塩が冷却固化して後、ト
ツプ面を被覆したカリウム塩を水洗除去し、次いで乾燥
の後予め所定温度に加熱した電気炉内にガラスを配置し
所定時間加熱する。前記温度、時間はボトム面における
アルカリイオン置換が効率的かつ過不足なく行え、また
ガラスに変形を与えない範囲、すなわち380℃〜650℃、
１０分〜７０時間が適当である。すなわち温度が380℃
未満ではガラスのボトム面におけるカリウムイオン置換
が不充分であり、したがつて反り抑制効果が殆どなく、
650℃を超えるとガラスに変形や白濁を生じ易くかつ平
滑性を損う。処理時間は前記温度と関係し１０分未満で
は温度は650℃以上を必要とするが、一方前述の欠陥を
伴なうので好ましくない。また７０時間以上ではボトム
面でのカリウムイオン置換が進行し過ぎてボトム面側に
凸の反りが著しくなり、後の化学強化処理においてもこ
の反りを相殺し得ないし、経済上不利となる。その後ガ
ラスを炉から取出し、冷却、水洗、乾燥する。
覆、熱処理する方法は特定されるものではないが、たと
えばカリウムの硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩あるいはこれ
らの混合塩浴中にガラスを浸漬し、直ちにガラスを引上
げてガラスを被覆したカリウム塩が冷却固化して後、ト
ツプ面を被覆したカリウム塩を水洗除去し、次いで乾燥
の後予め所定温度に加熱した電気炉内にガラスを配置し
所定時間加熱する。前記温度、時間はボトム面における
アルカリイオン置換が効率的かつ過不足なく行え、また
ガラスに変形を与えない範囲、すなわち380℃〜650℃、
１０分〜７０時間が適当である。すなわち温度が380℃
未満ではガラスのボトム面におけるカリウムイオン置換
が不充分であり、したがつて反り抑制効果が殆どなく、
650℃を超えるとガラスに変形や白濁を生じ易くかつ平
滑性を損う。処理時間は前記温度と関係し１０分未満で
は温度は650℃以上を必要とするが、一方前述の欠陥を
伴なうので好ましくない。また７０時間以上ではボトム
面でのカリウムイオン置換が進行し過ぎてボトム面側に
凸の反りが著しくなり、後の化学強化処理においてもこ
の反りを相殺し得ないし、経済上不利となる。その後ガ
ラスを炉から取出し、冷却、水洗、乾燥する。
得られたガラスは−0.03mm〜0.45mm／300mmφボトム面
側が凸になつている。
側が凸になつている。
以上の処理を行つて後フロートガラス全面にわたりカリ
ウムによりイオン置換しガラス全面に表面圧縮層を形成
すべく処理する。
ウムによりイオン置換しガラス全面に表面圧縮層を形成
すべく処理する。
この処理は従来公知の方法を採用し、たとえば500℃付
近の硝酸カリ浴中に３０分〜数時間ガラスを浸漬するこ
とにより十数〜数十μｍ程度のカリウム置換層が形成さ
れる。この操作の後ガラスは冷却、洗浄される。しかし
て反りが抑制され、化学強化されたガラスを得ることが
できる。
近の硝酸カリ浴中に３０分〜数時間ガラスを浸漬するこ
とにより十数〜数十μｍ程度のカリウム置換層が形成さ
れる。この操作の後ガラスは冷却、洗浄される。しかし
て反りが抑制され、化学強化されたガラスを得ることが
できる。
以下に実施の具体例について説明する。
フロートガラスとしてサイズが300mmφ、厚みが１mmの
ものを準備し以下の各１例につき５枚づつ供した。400
℃の硝酸カリ浴中にガラスを浸漬して直ちに引上げて放
冷し、ガラスを被覆した硝酸カリが固化した後、トツプ
面の硝酸カリを水スプレーにより除去し乾燥した。
ものを準備し以下の各１例につき５枚づつ供した。400
℃の硝酸カリ浴中にガラスを浸漬して直ちに引上げて放
冷し、ガラスを被覆した硝酸カリが固化した後、トツプ
面の硝酸カリを水スプレーにより除去し乾燥した。
次いで以下の条件でガラスを電気炉内で加熱処理した。
実施例１；610℃、４０分 実施例２；520℃、 ６時間 実施例３；400℃、１６時間 参考例１；360℃、４４時間 その後ガラスを取出し冷却、水洗、乾燥して一部のガラ
スについては反り量を測定した。
スについては反り量を測定した。
さらにガラスをいずれも490℃の硝酸カリ浴中に150分浸
漬処理し、ガラスを取出して冷却、水洗した。
漬処理し、ガラスを取出して冷却、水洗した。
得られたガラスについて形状測定器（SLOAN社製DEKTAK
II）により反り量を、応力測定器により表面圧縮応力を
測定した。処理条件と反り量の関係については第１表に
示す。なお、表中参考例１は好適な処理温度条件範囲外
のものであり、参考例２は化学強化のみを施した場合、
参考例３は何ら処理を施さない生板ガラスの場合につい
て併せて示してある。
II）により反り量を、応力測定器により表面圧縮応力を
測定した。処理条件と反り量の関係については第１表に
示す。なお、表中参考例１は好適な処理温度条件範囲外
のものであり、参考例２は化学強化のみを施した場合、
参考例３は何ら処理を施さない生板ガラスの場合につい
て併せて示してある。
第１表より解るように本発明によれば反り量が0.20mm／
300mmφ以下であつてフロート生板ガラスに近似してい
る。また表面圧縮応力はいずれも2600〜3300Kg/cm2の範
囲であつて従来の化学強化法によるものと同等である。
300mmφ以下であつてフロート生板ガラスに近似してい
る。また表面圧縮応力はいずれも2600〜3300Kg/cm2の範
囲であつて従来の化学強化法によるものと同等である。
〔発明の効果〕 以上述べたごとく本発明は従来フロートガラスを単に化
学強化した際に生ずる反りを抑制し、かつ表面圧縮応力
も従来法と同等であり、デイスプレイやデイスク基板等
電子材料分野をはじめ広く利用できるという著効を奏す
るものである。
学強化した際に生ずる反りを抑制し、かつ表面圧縮応力
も従来法と同等であり、デイスプレイやデイスク基板等
電子材料分野をはじめ広く利用できるという著効を奏す
るものである。
Claims (1)
- 【請求項１】ソーダー石灰系ガラスのフロート成形時に
おける溶融金属との接触面をカリウム含有溶融塩で被覆
して380℃ないし650℃、１０分ないし７０時間熱処理を
施し、次いでガラス全面をカリウム含有溶融塩と接触さ
せて熱処理し強化させることを特徴とするフロートガラ
スの化学強化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4736885A JPH0651582B2 (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | フロ−トガラスの化学強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4736885A JPH0651582B2 (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | フロ−トガラスの化学強化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61209930A JPS61209930A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0651582B2 true JPH0651582B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12773164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4736885A Expired - Lifetime JPH0651582B2 (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | フロ−トガラスの化学強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651582B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101534178B1 (ko) * | 2011-08-31 | 2015-07-06 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 강화 유리 기판 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3840071A1 (de) * | 1988-11-28 | 1990-05-31 | Schott Glaswerke | Verfahren zum ionenaustausch an glas oder glaskeramik |
| US9302938B2 (en) * | 2012-10-05 | 2016-04-05 | Asahi Glass Company, Limited | Strengthened glass and methods for making using differential density |
| CN112919828A (zh) * | 2013-10-14 | 2021-06-08 | 康宁股份有限公司 | 离子交换方法以及通过该离子交换方法得到的经过化学强化的玻璃基材 |
| JP6066382B2 (ja) * | 2015-09-15 | 2017-01-25 | 日本電気硝子株式会社 | 強化フロートガラス基板及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP4736885A patent/JPH0651582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101534178B1 (ko) * | 2011-08-31 | 2015-07-06 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 강화 유리 기판 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61209930A (ja) | 1986-09-18 |
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