JP7709540B2 - リチウムアルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス、並びに、その製造方法及び使用 - Google Patents

Description

本開示は、２０２１年０２月０９日に中国特許庁に提出した、出願番号が２０２１１０１７７５９８．１であり、発明の名称が「リチウムアルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス、並びに、その製造方法及び使用」である中国特許出願の優先権を請求し、その全ての内容が引用により本開示に組み込まれる。
本発明は、ガラス技術分野に関し、具体的には、リチウムアルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス、並びに、その製造方法及び使用に関する。

リチウムアルミノシリケートガラスは、二回の化学強化が可能であり、すなわち、まずＮａ^＋でガラス表面のＬｉ^＋を交換し、次にＫ^＋でガラス表面のＮａ^＋を交換し、大イオンで小イオンを２回置換できるため、ガラス表面に対してより大きな圧縮応力を付与し、表面の「グリフィスクラック」をより良好に封止し、ガラスの強度を２０倍近く向上させる。これにより、タッチスマート表示端末のスクリーンの保護ガラス（カバーガラスとも呼ばれ、Ｃｏｖｅｒ Ｇｌａｓｓ）として用いられる。

また、リチウムアルミノシリケートガラスは、強化前の加工過程において傷、曇りを回避するために高いヤング率と耐腐食性を必要とする。したがって、従来の製品は、高い酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物を導入してこの問題を対応することが多いが、これらの酸化物が過剰に導入されると、ガラスの溶融温度が高くなり、量産の生産方式及び条件が過酷になるとともに、エネルギ消費が高い。

本開示の実施例の目的の一つは、リチウムアルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス並びにその製造方法及び使用を提供し、従来技術におけるリチウムアルミノシリケートガラスの強度が低く、膜剥がし静電が高く、エネルギ消費が高いという課題を解決するにある。

上記課題を解決するために、本開示の実施例は以下の手段を採用する。

第１態様は、リチウムアルミノシリケートガラスを提供し、
前記リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で、
６２～６８ｍｏｌ％のＳｉＯ_２、
９～１４ｍｏｌ％のＡｌ_２Ｏ_３、
６～１０ｍｏｌ％のＮａ_２Ｏ、
０．２～０．７ｍｏｌ％のＫ_２Ｏ、
８．０～１４．０ｍｏｌ％のＬｉ_２Ｏ、
２．０～５．５ｍｏｌ％のＭｇＯ、を含み、
ただし、（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３は１．７～２．５である。

また、前記リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で０．５～１．５ｍｏｌ％のＺｒＯ_２をさらに含む。

また、前記リチウムアルミノシリケートガラスの厚さは、０．２５ｍｍ～２．５ｍｍである。

また、前記Ｌｉ_２Ｏのモル百分率は、８．０～１３．０ｍｏｌ％である。

また、前記ＳｉＯ_２のモル百分率は、６３～６７ｍｏｌ％である。

また、前記リチウムアルミノシリケートガラスは、応力層深さ（ＤＯＬ）が３０μｍである場合の圧縮応力（ＣＳ―３０）が１００ＭＰａより大きい。

また、前記リチウムアルミノシリケートガラスは、荷重１８０ｇで、自由落下速度で面が着地するように１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙に落下した場合、破裂高さが１．６メートル以上に達する。

また、前記リチウムアルミノシリケートガラスの溶融温度は、１５９０℃より低い。

第２態様は、リチウムアルミノシリケートガラスの製造方法を提供し、当該リチウムアルミノシリケートガラスの製造方法は、
リチウムアルミノシリケートガラスの成分の原料を割合で混合、溶融、成形、アニール処理して、前記リチウムアルミノシリケートガラスを製造するステップを含む。

また、溶融する温度は１５１０℃～１５７８℃である。

第３態様は、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスを提供し、
前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、前記リチウムアルミノシリケートガラス又は前記リチウムアルミノシリケートガラスの製造方法によって製造されたリチウムアルミノシリケートガラスから、化学強化処理を経て形成される。

また、前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、応力層深さ（ＤＯＬ）が３０μｍである場合の圧縮応力値（ＣＳ―３０）が１００ＭＰａより大きい。

また、前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、粘度１０^２ｄＰａ・ｓにおける溶融温度が１５９０℃より小さい。

また、前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、保護膜が被覆された場合、モジュールに貼り合わせた貼り合われた後に、前記保護膜を剥がす瞬間に発生する「膜剥がし静電」が３００Ｖより小さい。

第４態様は、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの製造方法を提供し、
前記リチウムアルミノシリケートガラスを１価金属硝酸塩溶融塩において強化処理して、前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスを得るステップを含む。

また、前記１価金属硝酸塩溶融塩は、硝酸ナトリウム溶融塩、硝酸カリウム溶融塩から順次に選択され、或いは、前記１価金属硝酸塩溶融塩は、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合溶融塩から選択され、
前記強化処理のステップにおいて、強化処理の期間は１～３時間であり、強化処理の温度は３８０～４５０℃である。

また、前記１価金属硝酸塩溶融塩が硝酸ナトリウム溶融塩、硝酸カリウム溶融塩から順次に選択される場合、まず前記リチウムアルミノシリケートガラスを純硝酸ナトリウム溶融塩において１回目の強化処理を行い、次に純硝酸カリウム溶融塩において２回目の強化処理を行う。

また、前記リチウムアルミノシリケートガラスの厚さが０．７０ｍｍである場合、まず純硝酸ナトリウム溶融塩において４４０℃で２時間浸漬して前記１回目の化学強化を行い、次に純硝酸カリウム溶融塩において４２０℃で１．５時間浸漬して前記２回目の化学強化を行う。

第５態様は、表示スクリーン保護ガラスにおける、前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス又は前記リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの製造方法によるリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの使用を提供する。

従来技術と比較して、本開示は以下の技術的効果を有する。

本開示に係るリチウムアルミノシリケートガラスによれば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率及び（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３の比の範囲を制御し、得られたリチウムアルミノシリケートガラスが化学強化された後の高い強度を保証するとともに、「膜剥がし静電」に対するユーザ要求を満たし、さらに溶融温度が低く、省エネルギであるという優れた効果を兼ね備える。

本開示に係るリチウムアルミノシリケートガラスの製造方法によれば、簡単で便利であり、各成分を混合、溶融、成形、アニール処理をするプロセスにより、リチウムアルミノシリケートガラスを得ることができ、操作が簡単で、大規模な工業応用に適する。

本開示に係るリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスによれば、前記リチウムアルミノシリケートガラスから化学強化処理を経て形成され、得られたリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、応力層深さ（ＤＯＬ）が３０μｍである場合の圧縮応力値（ＣＳ―３０）が１００ＭＰａより大きい。ガラス粘度１０^２ｄＰａ・ｓにおける溶融温度が１５９０℃より小さい。ＴＰ（リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス）は、保護膜が被覆されている場合、ＬＣＭ（ＬＣＤ液晶表示モジュール）に貼り合わせた後に、当該保護膜を剥がす瞬間に発生する「膜剥がし静電」が３００Ｖより小さい。得られたリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、強度が高く、「膜剥がし静電」が低く、溶融温度が低く、且つ省エネルギであるという優れた性質を有する。

本開示に係るリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの製造方法によれば、リチウムアルミノシリケートガラスを１価金属硝酸塩溶融塩において強化処理すればよく、プロセスが簡単であり、広い適用に有利である。

本開示に係るリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの表示スクリーン保護ガラスにおける使用によれば、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、強度が高く、「膜剥がし静電」が低く、溶融温度が低く、且つ省エネルギであるという優れた性質を有するため、得られた応用製品も、強度が高く、「膜剥がし静電」が低いという優れたメリットを有する。

本開示の実施例における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例又は例示的技術説明において使用必要がある図面を簡単に紹介し、言うまでもないが、以下の説明における図面は、本開示のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。

本開示の実施例によるガラスのＫ_２Ｏの含有量と膜剥がし静電との関係図である。 本開示の実施例によるガラスの応力層深さＤＯＬとＣＳとの関係図である。

本開示が解決しようとする技術的課題、技術的解決手段及び技術的効果をより明確にするために、以下、実施例に関連して本開示をさらに詳しく説明する。ここで説明された具体的実施例は、本開示を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではなく、当業者は、本開示における実施例に基づいて、創造的な労力を払わずに得られるすべての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に該当することを理解されたい。

本開示に係る技術的解決手段を説明するために、以下、具体的な図面及び実施例に関連して詳しく説明する。

本開示の実施例の第１態様は、リチウムアルミノシリケートガラスを提供し、
リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で、
６２～６８ｍｏｌ％のＳｉＯ_２、
９～１４ｍｏｌ％のＡｌ_２Ｏ_３、
６～１０ｍｏｌ％のＮａ_２Ｏ、
０．２～０．７ｍｏｌ％のＫ_２Ｏ、
８．０～１４．０ｍｏｌ％のＬｉ_２Ｏ、
２．０～５．５ｍｏｌ％のＭｇＯ、を含み、
ただし、（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３は１．７～２．５である。

本開示の実施例の第１態様によるリチウムアルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率及び（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３の比の範囲を制御し、得られたリチウムアルミノシリケートガラスが化学強化された後の高い強度を保証するとともに、「膜剥がし静電」に対するユーザの要求を満たし、さらに溶融温度が低く、省エネルギであるという優れた効果を兼ね備える。

具体的には、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で、６２～６８ｍｏｌ％のＳｉＯ_２を含む。ここで、ＳｉＯ_２は、リチウムアルミノシリケートガラスの主成分であり、ＳｉＯ_２を添加することでガラスに十分なヤング率及び耐腐食性を付与でき、これにより加工時に傷付けし難く、曇らないというユーザ要求を満たす。

ここで、ＳｉＯ_２のモル百分率は６２～６８ｍｏｌ％である。ＳｉＯ_２の添加量が６２ｍｏｌ％未満であると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスの耐腐食性が悪くなり、ＳｉＯ_２の添加量が６８ｍｏｌ％を超えると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスの溶融温度が高くなり、量産が困難になり、エネルギ消費が増加し、広い製造に不利である。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ_２のモル百分率が６３～６７ｍｏｌ％である。具体的実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおけるＳｉＯ_２のモル百分率は、６２ｍｏｌ％、６２．５ｍｏｌ％、６３ｍｏｌ％、６３．５ｍｏｌ％、６４ｍｏｌ％、６４．５ｍｏｌ％、６５ｍｏｌ％、６５．５ｍｏｌ％、６６ｍｏｌ％、６６．５ｍｏｌ％、６７ｍｏｌ％、６７．５ｍｏｌ％、６８ｍｏｌ％から選択される。

具体的には、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で９～１４ｍｏｌ％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。ここで、Ａｌ_２Ｏ_３はＳｉＯ_２と好ましく配合され、ガラスの耐腐食性を向上できるだけでなく、化学強化時にアルカリ金属イオンチャンネルを増大させることで強化の進行を促進し、より大きな圧縮応力及び応力層深さを得ることができる。

ここで、Ａｌ_２Ｏ_３のモル百分率は９～１４ｍｏｌ％である。Ａｌ_２Ｏ_３の添加量が９ｍｏｌ％未満であると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスの耐腐食性及び強度が理想的ではなく、Ａｌ_２Ｏ_３の添加量が１４ｍｏｌ％を超えると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスの溶融温度が高くなり、量産が困難になり、エネルギ消費が増加し、量産に不利である。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスは、Ａｌ_２Ｏ_３のモル百分率が９～１４ｍｏｌ％である。具体的実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおけるＡｌ_２Ｏ_３のモル百分率は、９ｍｏｌ％、９．５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ％、１０．５ｍｏｌ％、１１ｍｏｌ％、１１．５ｍｏｌ％、１２ｍｏｌ％、１２．５ｍｏｌ％、１３ｍｏｌ％、１３．５ｍｏｌ％、１４ｍｏｌ％から選択される。

具体的には、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で、６～１０ｍｏｌ％のＮａ_２Ｏを含む。ここで、Ｎａ_２Ｏの添加は、ガラスが化学強化された場合に強度を高く向上するとともに、溶融に寄与し且つ粘度を低下させる作用を果たし、すなわち溶融温度が低下し、それに応じて成形、アニール温度が低下し、省エネルギの目的を達成する。また、Ｎａ_２Ｏは、強化処理を行う過程においてイオン交換を行うための必須物質であり、後続の強化処理が順調に行われることを保証するためにＮａ_２Ｏを提供する。

ここで、Ｎａ_２Ｏのモル百分率は６～１０ｍｏｌ％である。Ｎａ_２Ｏの添加量が６ｍｏｌ％未満であると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスのイオン交換による圧縮応力が低く、対応するＣＳ―３０が１００ＭＰａに達せず、「グリフィスクラック」に対する封止が理想的でなく、クラックの伸展によるガラス割れが依然として発生する。Ｎａ_２Ｏの添加量が１０ｍｏｌ％を超えると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスの化学的安定性及びヤング率が低下し、ユーザの加工過程において、曇り及び傷が発生しやすく、使用に不利である。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスは、Ｎａ_２Ｏのモル百分率が６～１０ｍｏｌ％である。具体的実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおけるＮａ_２Ｏのモル百分率は、６ｍｏｌ％、６．５ｍｏｌ％、７ｍｏｌ％、７．５ｍｏｌ％、８ｍｏｌ％、８．５ｍｏｌ％、９ｍｏｌ％、９．５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ％から選択される。

具体的には、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で０．２～０．７ｍｏｌ％のＫ_２Ｏを含む。ここで、Ｋ_２Ｏの添加は、ガラスが化学強化される場合に強度を高く向上するとともに、溶融に寄与し且つ粘度を低下させる作用を果たし、すなわち溶融温度が低下し、それに応じて成形、アニール温度が低下し、省エネルギの目的を達成する。また、Ｋ_２Ｏは、強化処理を行う過程においてイオン交換を行うための必須物質であり、カリウムイオンは強化プロセスのイオンを加速し、イオン交換時間を短縮し、強化効率を向上できる。

ここで、Ｋ_２Ｏのモル百分率は０．２～０．７ｍｏｌ％である。図１に示すように、Ｋ_２Ｏのモル百分率を０．２ｍｏｌ％より大きく且つ０．７ｍｏｌ％より小さく制御することで、強化プロセスを加速でき、イオン交換時間を短縮し、強化効率を向上でき、また、ユーザが一定の清浄性を有する場所で作業するときに「膜剥がし静電」が５００Ｖより大きいため、塵を吸着して製品が廃棄されることを回避できる。Ｋ_２Ｏの添加量が０．２ｍｏｌ％未満であると、得られるリチウムアルミノシリケートガラスの強化プロセスにおけるイオン交換時間が長くなり、強化効率が低くなる。Ｋ_２Ｏの添加量が０．７ｍｏｌ％を超えると、酸化カリウムと酸化ナトリウムがともに存在するため、「混合アルカリ効果」が実現され、ガラスの表面抵抗が向上し、ユーザに適用されるとき、ガラス製品を化学強化し、ＡＦ膜（指紋防止膜）をメッキした後に、ＬＣＭ（ＬＣＤ液晶表示モジュール）に貼り合わせた場合、製品の最外層の保護膜を引き剥がす瞬間に発生する「膜剥がし静電」が５００Ｖより大きくなり、過度の塵粒子が吸着され、製品が廃棄され、使用に不利である。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスは、Ｋ_２Ｏのモル百分率が０．２～０．７ｍｏｌ％である。具体的実施例におけるリチウムアルミノシリケートガラスにおいて、Ｋ_２Ｏのモル百分率は、０．２ｍｏｌ％、０．２５ｍｏｌ％、０．３ｍｏｌ％、０．３５ｍｏｌ％、０．４ｍｏｌ％、０．４５ｍｏｌ％、０．５ｍｏｌ％、０．５５ｍｏｌ％、０．６ｍｏｌ％、０．６５ｍｏｌ％、０．７ｍｏｌ％から選択される。

具体的には、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で、８．０～１４．０ｍｏｌ％のＬｉ_２Ｏを含み、ここで、Ｌｉ_２Ｏの添加は、ガラスが化学強化される場合に強度を高く向上するとともに、溶融に寄与し且つ粘度を低下させる作用を果たし、すなわち、溶融温度が低下し、それに応じて成形、アニール温度が低下し、省エネルギの目的を達成する。また、Ｌｉ_２Ｏは、強化処理を行う過程においてイオン交換を行うための必須物質であり、後続の強化処理が順調に行われることを保証するために提供する。

ここで、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率が８．０～１４．０ｍｏｌ％である。Ｌｉ_２Ｏの添加量が８．０ｍｏｌ％未満であると、イオン交換が到達する圧縮応力層深さが低すぎて、「グリフィスクラック」に対する封止が理想的でなく、クラックの伸展によるガラスの割れ及び失効の発生する可能性が依然として高い。Ｌｉ_２Ｏの添加量が１４．０ｍｏｌ％を超えると、ガラスの結晶化傾向が増加し、プロセスにおいて結晶化して欠陥が発生し、ひいては失透する。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおいて、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率は８．０～１３．０ｍｏｌ％である。さらに、リチウムアルミノシリケートガラスにおいて、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率が８．０～１２．０ｍｏｌ％である。

具体的実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおいて、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率は、８ｍｏｌ％、８．５ｍｏｌ％、９ｍｏｌ％、９．５ｍｏｌ％、１０ｍｏｌ％、１０．５ｍｏｌ％、１１ｍｏｌ％、１１．５ｍｏｌ％、１２ｍｏｌ％から選択される。

具体的には、リチウムアルミノシリケートガラスにおいて、（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３は１．７～２．５である。（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３の比を制御することで、得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、強化処理された後に、応力層深さＤＯＬが３０μｍである場合に対応する圧縮応力ＣＳ―３０が１００ＭＰａより大きい。このような強度は、「グリフィスクラック」に対する封止を良好に実現できる。模擬携帯電話を用い、荷重１８０ｇで、自由落下速度で面が着地するように１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙に落下させると、その破裂高さが１．６メートル以上に達する。また、ガラスの溶融温度が１５９０℃未満であり、それに応じて成形、アニール温度も低く、量産が容易であり、且つ省エネルギである。得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、化学強化前に耐傷であり且つ強化後に耐腐食であるという目的を達成するとともに、溶融温度が低く、イオン交換レートが高く、強度が高いというメリットを得る。

いくつかの実施例において、いくつかのリチウムアルミノシリケートガラスには、アルカリ土類金属酸化物が添加され、溶融温度の低下に寄与し、ガラス成形材料性能を調整し、添加後の成形温度の制御に有利であるとともに、結晶化を抑制する作用がある。しかし、Ｃａ^＋、Ｓｒ^＋、Ｂａ^＋は、イオン半径が大きく、それぞれ１．００Å、１．１８Å、及び１．３５Åであるので、ガラス構造格子が「渋滞」になり、イオン交換パスによる通過を阻害し、イオン交換効率が低くなる。したがって、本開示によるリチウムアルミノシリケートガラスは、Ｃａ^＋、Ｓｒ^＋、Ｂａ^＋イオンが導入された材料を使用せず、イオン半径の小さい酸化マグネシウム原料が導入された材料を使用する。

さらに、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で２．０～５．５ｍｏｌ％のＭｇＯを含む。ＭｇＯの導入は、溶融温度の低下に寄与し、ガラス成形材料性能を調整し、添加後の成形温度の制御に有利であるとともに、結晶化を抑制する作用を果たす。また、酸化マグネシウムイオンにおいて、マグネシウムのイオン半径は比較的小さい０．７２Åであり、熔解溶融を低下させ、結晶化を抑制し、成形材料性能を調整できるとともに、よりスムーズなイオン交換パスを提供できる。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスは、ＭｇＯのモル百分率が２．０～５．５ｍｏｌ％である。具体的実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおいて、ＭｇＯのモル百分率は、２ｍｏｌ％、２．５ｍｏｌ％、３ｍｏｌ％、３．５ｍｏｌ％、４ｍｏｌ％、４．５ｍｏｌ％、５ｍｏｌ％から選択される。

さらに、リチウムアルミノシリケートガラスは、酸化物のモル百分率で０．５～１．５ｍｏｌ％のＺｒＯ_２を含む。ＺｒＯ_２の導入は、ガラスの固有強度を向上させ、すなわち弾性率を向上させるとともに、化学強化前のユーザ加工時の耐傷性、耐腐食性を増加させることに有利である。ＺｒＯ_２の添加量が高すぎると、ガラス粘度を増加させて溶融難度を増加させるとともにエネルギ消費を増加させる。

いくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおけるＺｒＯ_２のモル百分率は０．５～１．５ｍｏｌ％である。具体的実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスにおけるＺｒＯ_２のモル百分率は０．５ｍｏｌ％、１ｍｏｌ％、１．５ｍｏｌ％から選ばれる。

さらに、リチウムアルミノシリケートガラスの厚さは０．２５ｍｍ～２．５ｍｍである。

本開示の実施例の第２態様はリチウムアルミノシリケートガラスの製造方法を提供し、
Ｓ０１ リチウムアルミノシリケートガラスの成分を決定するステップと、
Ｓ０２ リチウムアルミノシリケートガラスの成分の原料を割合で混合、溶融、成形、アニール処理をして、リチウムアルミノシリケートガラスを製造するステップと、を含む。

本開示の実施例の第２態様によるリチウムアルミノシリケートガラスの製造方法は、リチウムアルミノシリケートガラスの各成分原料に応じて混合、溶融、成形、アニール処理を順次に行うプロセスにより、得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、強化された後に高い強度を有するとともに、「膜剥がし静電」に対するユーザ要求を満たし、低い溶融温度を有し、エネルギ消費を低減するという優れた効果を有する。また、当該製造方法は簡単且つ便利であり、操作しやすく、大規模な工業応用に適する。

ステップＳ０１において、上記したリチウムアルミノシリケートガラスに基づいて各成分の含有量を提供して原料の配合比を決定し、ここでは説明を省略する。

ステップＳ０２において、成分の原料を割合で混合、溶融、成形、アニール処理をして、リチウムアルミノシリケートガラスを製造する。ここで、溶融する温度は１５１０℃～１５７８℃である。当該温度で溶融処理を行う。さらに、良品検出、切断、選別、積み重ね、抜き取り、入庫を含む。

本開示の第３態様によるリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、リチウムアルミノシリケートガラス又はリチウムアルミノシリケートガラスの製造方法により製造されたリチウムアルミノシリケートガラスから化学強化処理を経て形成される。

本開示の第３態様に係るリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、リチウムアルミノシリケートガラスから化学強化処理を経て形成される。得られたリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、応力層深さ（ＤＯＬ）が３０μｍである場合の圧縮応力値ＣＳ―３０が１００ＭＰａより大きい。ガラス粘度１０^２ｄＰａ・ｓである場合の溶融温度が１５９０℃より小さい。リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、保護膜が被覆された場合に、モジュールに貼り合わせた後、当該保護膜を剥がす瞬間に発生する「膜剥がし静電」が３００Ｖより小さい。得られたリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、強度が高く、「膜剥がし静電」が低く、溶融温度が低く、且つ省エネルギであるという優れた性質を有する。

本開示の第４態様に係るリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの製造方法は、
Ｇ０１ リチウムアルミノシリケートガラスを１価金属硝酸塩溶融塩において強化処理して、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスを得るステップを含む。

本開示の第４態様によるリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの製造方法は、リチウムアルミノシリケートガラスを１価金属硝酸塩溶融塩において強化処理して、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスを得る。当該リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、応力層深さ（ＤＯＬ）３０μｍである場合の圧縮応力値ＣＳ―３０が１００ＭＰａより大きい。ガラス粘度１０^２ｄＰａ・ｓにおける溶融温度が１５９０℃より小さい。ＴＰ（リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス）は、保護膜がある場合に、ＬＣＭ（ＬＣＤ液晶表示モジュール）に貼り合せ後、当該保護膜を剥がす瞬間に発生する「膜剥がし静電」が３００Ｖより小さい。したがって、得られたリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、強度が高く、「膜剥がし静電」が低く、溶融温度が低く、且つ省エネルギであるという優れた性質を有する。また、当該製造方法は、プロセスが簡単であり、広い適用に有利である。

ステップＧ０１において、１価金属硝酸塩溶融塩は、硝酸ナトリウム溶融塩、硝酸カリウム溶融塩から順次に選択される。或いは、１価金属硝酸塩溶融塩は、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合溶融塩から選択される。

いくつかの実施例において、１価金属硝酸塩溶融塩は、硝酸ナトリウム溶融塩、硝酸カリウム溶融塩から順次に選択される場合、リチウムアルミノシリケートガラスを純硝酸ナトリウム溶融塩において１回目の強化処理を行い、さらに純硝酸カリウム溶融塩において２回目の強化処理を行う。

他のいくつかの実施例において、リチウムアルミノシリケートガラスを硝酸ナトリウムと、硝酸ナトリウムカリウムの混合溶融塩とにおいて２回強化処理する。

ここで、強化処理のステップにおいて、強化処理の時間は１～３時間であり、強化処理の温度は３８０～４５０℃である。

具体的実施例において、０．７０ｍｍのガラス板を例として、純硝酸ナトリウム溶融塩において４４０℃で２時間浸漬して１回目の化学強化を行い、その後、純硝酸カリウム溶融塩において４２０℃で１．５時間浸漬して２回目の化学強化を行う。

本開示の実施例の第５態様は、表示スクリーン保護ガラスにおける、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラス又はリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの製造方法によるリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの使用を提供する。

さらに、当該リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、電子製品の表示画面保護、自動車ウィンドウ、自動車カバーガラスに用いられるが、これらに限定されない。

本開示の実施例の第５態様によるスクリーン保護ガラスにおける、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスの使用によれば、リチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは強度が高く、「膜剥がし静電」が低く、溶融温度が低く、且つ省エネルギであるという優れた性質を有するため、得られた製品も強度が高く、「膜剥がし静電」が低いという優れたメリットを有する。

以下、具体的実施例に関連して説明する。

＜実施例及び比較例＞
簡潔に説明するために、実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケートガラスの成分を表１に示す。表１に示すガラス成分に基づいて、以下のように調製した。

リチウムアルミノシリケートガラス成分に基づいて、必要な原料を計算し、原料を均一に混合して、フロート法、オーバーフロー法又は坩堝溶融法により０．７０ｍｍのガラス板に調製した。その後、ガラス板を切断し、品質検査を行い、リチウムアルミノシリケートガラスを得た。

得られた実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケートガラスを、純硝酸ナトリウム溶融塩において４４０℃で２時間浸漬して１回目の化学強化を行い、その後、純硝酸カリウム溶融塩において４２０℃で１．５時間浸漬して２回目の化学強化処理を行い、実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスをそれぞれ得た。

＜性能試験＞
実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケートガラスと、実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスについて、以下の性能試験を行った。

（１）実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケートガラスに対して、ＡＳＴＭＣ９６５ガラス粘度測定方法に準拠して溶融温度、すなわち粘度値が１０^２ｄＰａ・ｓである場合の温度を検出した。

（２）実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスに対して、日本折原株式会社製ＳＬＰ－２００散乱光光弾性応力計を用いて、ＣＳ―３０を検出した。

（３）実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケート学強化ガラスに対して、全体落下高さを検出する。検出方法は、東莞市豪恩自動化設備有限公司製の落下試験機（型番ＨＥ－ＤＬ－３１５Ｄ）を使用し、地面に１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙を被覆し、重量１８０ｇの模擬携帯電話モデルを用い、面を下にして、自由落下速度で、９０ＣＭを起点とし、ガラスが割れるまで（割れが発生するまで）、５ＣＭずつ高くして落下する。

（４）実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスに対して、片面にＡＦ膜を蒸着した後、ＯＣＡ接着剤を用いて未蒸着面をＬＣＭ（ＬＣＤ液晶表示モジュール）に貼り合せ、このようなガラス板はカバーガラス被覆モジュールと呼ばれる。モジュールのカバーガラスに保護膜を被覆し、「膜剥がし静電」を検出する。検出方法は、膜剥がし静電測定装置（型番ＴＲＥＫ－５２０（米国））を使用し、測定範囲が０～±１９９９Ｖ、テスト環境要求湿度が４０％～６０％、温度が１８～２８℃である。膜剥がし静電測定装置のプローブが被測定サンプルの表面に垂直であることを保証し、試験者が静電気防止手袋、静電気防止リングを着用し、テストプローブがガラス表面から５～１５ｍｍ離れ、膜剥がし速度が０．５ｓであり、サンプルを卓上に置かずに宙に浮かして、膜を剥がす瞬間の静電の電圧値を検出する。

＜結果分析＞
上記実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケートガラス及び実施例１～５及び比較例１～３のリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスに対して性能試験を行った結果を表２に示す。実施例１～５で得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、溶融温度が１５９０℃以下であり、得られたリチウムアルミノシリケート化学強化ガラスは、ＣＳ―３０が１００ＭＰａより大きく、膜剥離帯電（Ｖ）が３００Ｖより小さい。落下高さ（荷重１８０ｇ、１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙）が１６０ＣＭより大きい。よって、実施例１～５で得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、化学強化された後に高い強度を有するとともに、「膜剥がし静電」に対するユーザ要求を満たし、また低い溶融温度を有し、省エネルギであるという優れた効果を有する。

一方、比較例１～３のリチウムアルミノシリケートガラスにおいて、比較例１は、「膜剥がし静電」が３００Ｖ未満であったが、他の項目がいずれも本発明の予期効果を達成していない。比較例２～３は、溶融温度が１６１０℃より大きい、ＣＳ―３０が９５ＭＰａ未満であり、膜剥がし静電（Ｖ）が３００Ｖより大きく、落下高さ（荷重１８０ｇ、１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙）が９０ＣＭより小さく、いずれも本発明の予期効果を達成していない。当該予期効果は、溶融温度＜１５９０℃、ＣＳ―３０＞１００ＭＰａ、膜剥がし静電（Ｖ）＜３００Ｖ、落下高さ（荷重１８０ｇ、１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙）＞１６０ＣＭである。

ここで、図２に示すように、実施例１～５で得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、強化処理後の応力層深さＤＯＬが３０μｍである場合の圧縮応力ＣＳ―３０が１００ＭＰａより大きい。このような強度は、「グリフィスクラック」に対する封止を良好に実現できる。模擬携帯電話を用い、荷重１８０ｇで、自由落下速度で面が着地するように１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙に落下させると、破裂高さが１．６メートル以上に達する。

以上のように、本開示に係るリチウムアルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏのモル百分率及び（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３の比の範囲を制御することにより、得られたリチウムアルミノシリケートガラスは、化学強化された後に高い強度を有するとともに、「膜剥がし静電」に対するユーザ要求を満たし、溶融温度が低く、省エネルギであるという優れた効果を兼ね備える。

上記内容は、本開示の実施例に過ぎず、本開示を限定するものではない。当業者にとって、本開示に基づいて様々な変更及び変化が可能である。本開示の精神及び原則内で行われた如何なる修正、同等置換、改良などは、いずれも本開示の特許請求の範囲内に含まれるべきである。

Claims (7)

1. 酸化物のモル百分率で、
   ６２～６８ｍｏｌ％のＳｉＯ_２、
   ９～１４ｍｏｌ％のＡｌ_２Ｏ_３、
   ６～１０ｍｏｌ％のＮａ_２Ｏ、
   ０．２～０．７ｍｏｌ％のＫ_２Ｏ、
   ８．０～１４．０ｍｏｌ％のＬｉ_２Ｏ、
   ２．０～５．５ｍｏｌ％のＭｇＯ、
   ０．５～１．５ｍｏｌ％のＺｒＯ_２、を含み、
   （Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋ＭｇＯ）／Ａｌ_２Ｏ_３は１．７～２．５であるリチウムアルミノシリケートガラスであって、
   前記リチウムアルミノシリケートガラスは、応力層深さ（ＤＯＬ）が３０μｍである場合の圧縮応力（ＣＳ―３０）が１００ＭＰａより大きく、及び／又は、
   前記リチウムアルミノシリケートガラスは、荷重１８０ｇで、自由落下速度で面が着地するように１８０メッシュの炭化ケイ素研磨紙に落下した場合、破裂高さが１．６メートル以上に達する、
   リチウムアルミノシリケートガラス。
2. 前記リチウムアルミノシリケートガラスの厚さは、０．２５ｍｍ～２．５ｍｍである、
   請求項１に記載のリチウムアルミノシリケートガラス。
3. 前記Ｌｉ_２Ｏのモル百分率は、８．０～１３．０ｍｏｌ％であり、及び／又は、
   前記ＳｉＯ_２のモル百分率は、６３～６７ｍｏｌ％である、
   請求項１に記載のリチウムアルミノシリケートガラス。
4. 前記リチウムアルミノシリケートガラスは、粘度１０^２ｄＰａ・ｓである場合の溶融温度が、１５９０℃より低い、
   請求項１に記載のリチウムアルミノシリケートガラス。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載のリチウムアルミノシリケートガラスの成分の原料を割合で混合、溶融、成形、アニール処理して、リチウムアルミノシリケートガラスを製造するステップを含む、
   リチウムアルミノシリケートガラスの製造方法。
6. 前記溶融において、溶融処理を行う温度は、１５１０℃～１５７８℃である、
   請求項５に記載のリチウムアルミノシリケートガラスの製造方法。
7. 表示スクリーン保護ガラスにおける、請求項１に記載のリチウムアルミノシリケートガラスの使用。