WO2022009850A1 - ガラスおよび化学強化ガラス - Google Patents

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枝里子 前田
一樹 金原
周作 秋葉
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Definitions

  • the present invention relates to glass and chemically strengthened glass.
  • cover glass made of chemically strengthened glass has been used for the purpose of protecting display devices such as mobile phones, smartphones, and tablet terminals and enhancing their aesthetic appearance.
  • Patent Document 1 describes that the surface compressive stress (CS) can be increased while suppressing the internal tensile stress (CT) by forming a stress profile represented by a bent line by a two-step chemical strengthening treatment. ing.
  • Patent Document 2 discloses a lithium aluminosilicate glass in which a relatively large surface compressive stress and a compressive stress layer depth can be obtained by a two-step chemical strengthening treatment.
  • Lithium aluminosilicate glass can increase both CS and DOL while suppressing CT by a two-step chemical strengthening treatment using a sodium salt and a potassium salt.
  • the two-step strengthening treatment is a treatment that forms a deep compressive stress layer with a relatively small surface compressive stress value by ion exchange between sodium ions having a relatively small ionic radius and lithium ions in the glass, and a relatively large treatment. It is common to combine a treatment that forms a large compressive stress near the surface by ion exchange between potassium ions having an ionic radius and sodium ions in the glass.
  • Patent Document 3 describes that a more complicated stress profile can be formed by three steps of chemical strengthening.
  • the stress generated in the glass by the process of pulling back the alkaline ion having a large ionic radius in the glass by ion exchange with the alkaline ion having a small ionic radius or the heat treatment is performed. It can be said that CS and DOL are to be further increased while reducing the internal tensile stress CT by performing the relaxation process.
  • An object of the present invention is to provide a glass capable of obtaining a chemically strengthened glass having a large CS and DOL and suppressed CT by a relatively simple tempering treatment.
  • Another object of the present invention is to provide chemically strengthened glass in which CS and DOL are large and CT is suppressed by a relatively simple tempering treatment.
  • Potassium ions with a large ionic radius have a slower diffusion rate in glass than sodium ions with a small ionic radius, so when ion exchange treatment is performed using potassium ions, the DOL is usually smaller.
  • the present inventors have found that the diffusion rate of potassium ions can be made relatively higher than the diffusion rate of sodium ions by adjusting the glass composition.
  • the ion exchange treatment is performed using glass having such a composition, a stress profile different from the conventional one can be formed.
  • the present invention was completed with the idea that a more complicated stress profile with larger CS and DOL and suppressed CT can be obtained by a relatively simple two-step strengthening treatment.
  • the present invention is an oxide-based molar percentage display. SiO 2 52-70%, Al 2 O 3 14-25%, Li 2 O 10-18%, Na 2 O 1-7%, K 2 O 0.1-5%, B 2 O 3 0-10%, P 2 O 5 0-5%, MgO 0-5%, ZnO is 0-5%, ZrO 2 0-2%,
  • M -1.15 ⁇ [SiO 2] -1.73 ⁇ [Al 2 O 3] + 0.155 ⁇ [Li 2 O] + 0.74 ⁇ [Na 2 O] -4.75 ⁇ [K 2 O] -2.1 x [B 2 O 3 ] -2.17 x [P 2 O 5 ] +3.25 x [MgO] -2.0 x [ZnO] -13.3 x [ZrO 2 ] -0.80 ⁇ [Y 2 O 3 ] +120
  • the glass of the present invention is [SiO 2 ], [Al 2 O 3 ], [Li 2 O], [Na 2 O], [K 2 O], [B 2 O 3 ], [P 2 O 5 ], It is preferable that the parameter D obtained from [MgO], [ZnO], [ZrO 2 ], and [Y 2 O 3 ] by the following formula is 1200 or more.
  • the glass of the present invention is [SiO 2 ], [Al 2 O 3 ], [Li 2 O], [Na 2 O], [K 2 O], [B 2 O 3 ], [P 2 O 5 ], It is preferable that the parameter E obtained from [MgO], [ZnO], [ZrO 2 ], and [Y 2 O 3 ] by the following formula is 500 or more.
  • the present invention is a glass, which is expressed as an oxide-based molar percentage. SiO 2 52-70%, Al 2 O 3 14-25%, Li 2 O 10-18%, Na 2 O 1-7%, The K 2 O and 0.1 to 5%
  • the surface compressive stress value CS 0 (Na) generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. for 4 hours is 500 MPa or more.
  • the surface compressive stress value CS 0 (K) generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in KNO 3 at 380 ° C. for 4 hours is 1200 MPa or more.
  • the compressive stress layer depth DOL (K) generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in KNO 3 at 380 ° C. for 4 hours is 3 ⁇ m or more.
  • the ratio of the compressive stress layer depth DOL (Na) to the DOL (K) generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. is 35 or less. Provides glass that is.
  • the glass of the present invention preferably has a compressive stress value CS 50 (Na) of 170 MPa or more at a depth of 50 ⁇ m from the surface, which is generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. for 4 hours. ..
  • the glass of the present invention preferably has a devitrification temperature of 1350 ° C. or lower.
  • the glass of the present invention preferably has a temperature T2 of 10 2 dPa ⁇ s of 1750 ° C. or lower.
  • the temperature of the DSC exothermic peak measured by the following test method is 150 ° C. or higher higher than the glass transition point. (Test method) Approximately 70 mg of glass is crushed, ground in an agate mortar, and measured from room temperature to 1200 ° C. using a differential scanning calorimeter (DSC) at a heating rate of 10 ° C./min.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the glass of the present invention preferably has a value of S represented by the following formula of 0.4 or less.
  • S -P Li x log (P Li ) -P Na x log (P Na ) -P K x log (P K )
  • P Li [Li 2 O] / ([Li 2 O] + [Na 2 O] + [K 2 O])
  • P Na [Na 2 O] / ([Li 2 O] + [Na 2 O] + [K 2 O])
  • PK [K 2 O] / ([Li 2 O] + [Na 2 O] + [K 2 O])
  • [Li 2 O], [Na 2 O], and [K 2 O] represent the contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O in the molar percentage display, respectively.
  • the present invention is a chemically strengthened glass having a surface compressive stress value of 400 MPa or more.
  • the matrix composition of the chemically strengthened glass is such that SiO 2 is 52 to 70% in terms of molar percentage display based on oxides.
  • the chemically strengthened glass of the present invention preferably has a compressive stress value CS 50 of 90 MPa or more at a depth of 50 ⁇ m from the surface.
  • the chemically strengthened glass of the present invention preferably has an internal tensile stress value CT of 70.6 MPa or less.
  • the chemically strengthened glass of the present invention preferably has a surface compressive stress value CS 0 of 800 MPa or more.
  • the chemically strengthened glass of the present invention preferably has a hopping frequency of 10 2.5 or higher.
  • a chemically strengthened glass having a large CS and DOL, suppressed CT, and having a complicated stress profile can be obtained by a relatively simple tempering treatment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a stress profile of chemically strengthened glass according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a stress profile of chemically strengthened glass according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an electrode pattern used for measuring the hopping frequency.
  • chemically strengthened glass refers to glass after being chemically strengthened. Further, “chemically strengthened glass” refers to glass before being chemically strengthened.
  • the glass composition of chemically strengthened glass may be referred to as the mother composition of chemically strengthened glass.
  • a compressive stress layer is usually formed on the glass surface portion by ion exchange, so that the glass composition of the non-ion exchanged portion matches the matrix composition of the chemically strengthened glass.
  • the glass composition at a depth of 1/2 of the plate thickness t is the mother composition of chemically tempered glass, except when an extreme ion exchange treatment is performed.
  • the glass composition is indicated by an oxide-based molar percentage display, and mol% may be simply described as%. Further, "-" indicating a numerical range is used in the sense that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value.
  • substantially not contained means that it is not contained except for unavoidable impurities contained in raw materials and the like, that is, it is not intentionally contained.
  • the components other than the coloring component are, for example, less than 0.1 mol%.
  • the "stress profile” is a pattern expressing the compressive stress value with the depth from the glass surface as a variable.
  • a negative compressive stress value means tensile stress.
  • the property that debris is easily scattered when the glass is broken is sometimes referred to as "crushability".
  • the "stress profile" can be measured by a method using a optical waveguide surface stress meter and a scattered photoelastic stress meter in combination, or a method using a scattered light photoelastic stress meter.
  • the optical waveguide surface stress meter can accurately measure the stress of glass in a short time.
  • the optical waveguide surface stress meter for example, there is FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.
  • the optical waveguide surface stress meter can measure the stress only when the refractive index decreases from the sample surface toward the inside.
  • the layer obtained by substituting the sodium ion inside the glass with the outside potassium ion has a low refractive index from the sample surface toward the inside, so that the stress can be measured by an optical waveguide surface stress meter.
  • the stress of the layer obtained by substituting the lithium ion inside the glass with the sodium ion outside cannot be measured correctly by the optical waveguide surface stress meter.
  • the method using a scattered light photoelastic stress meter can measure stress regardless of the refractive index distribution.
  • Examples of the scattered light photoelastic stress meter include SLP-1000 and SLP-2000 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.
  • the scattered photoelastic stress meter is easily affected by surface scattering, and may not be able to accurately measure the stress near the surface. Accurate stress measurement is possible by using two types of measuring devices in combination.
  • this glass Since the glass according to the embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "this glass”) has a relatively deep K ion diffusion depth due to ion exchange between K ions invading from the glass surface and Na ions in the glass. Easy to chemically strengthen. In addition, this glass is suitable for chemically strengthening glass because it is easy to obtain an appropriate stress profile.
  • the surface compressive stress value CS 0 (Na) generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. is preferably 500 MPa or more, more preferably 520 MPa or more, further preferably 550 MPa or more, and 600 MPa or more. Is particularly preferable.
  • CS 0 (Na) is at least the above value, it is easy to sufficiently increase the compressive stress when the glass is subjected to the strengthening treatment using sodium ions.
  • CS 0 (Na) is preferably 1000 MPa or less, more preferably 800 MPa or less, in order to prevent severe destruction.
  • the main glass having a plate thickness of 700 ⁇ m means "the main glass when the plate thickness is 700 ⁇ m". That is, the shape and plate thickness of the glass are not limited by the description. Specific preferable shapes and plate thicknesses of this glass will be described in detail later.
  • the surface compressive stress CS 0 (K) generated when the present glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in KNO 3 at 380 ° C. for 4 hours is preferably 1200 MPa or more, more preferably 1230 MPa or more, still more preferably 1250 MPa or more.
  • CS 0 (K) is equal to or higher than the above value, it is easy to sufficiently increase the compressive stress when the glass is subjected to the strengthening treatment using potassium ions.
  • CS 0 (K) is preferably 1800 MPa or less, more preferably 1600 MPa or less, in order to prevent severe destruction.
  • the compressive stress layer depth DOL (K) generated when the present glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in KNO 3 at 380 ° C. for 4 hours is preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, still more preferably 6.5 ⁇ m or more.
  • the DOL (K) is preferably 18 ⁇ m or less, more preferably 16 ⁇ m or less, from the viewpoint of ease of stress profile design.
  • the ratio DOL (Na) / DOL (K) of the compressive stress layer depth DOL (Na) generated when this glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. for 4 hours is 35 or less is preferable, 30 or less is more preferable, 25 or less is further preferable, 20 or less is further preferable, 18 or less is particularly preferable, 17 or less is further preferable, 16 or less is further preferable, and 15 or less is most preferable.
  • DOL (Na) / DOL (K) is less than or equal to the above value, the diffusion rate of potassium ions relative to the diffusion rate of sodium ions during chemical strengthening becomes relatively large and the balance is improved, resulting in a complicated stress profile. It will be easier to obtain.
  • the DOL (Na) / DOL (K) is preferably 5 or more, more preferably 7 or more, and particularly preferably 8 or more, from the viewpoint of increasing the diffusion of sodium ions.
  • the compressive stress value CS 50 (Na) at a depth of 50 ⁇ m from the surface, which is generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. is preferably 170 MPa or more, more preferably 190 MPa or more, and more preferably 200 MPa or more. Is even more preferable.
  • CS 50 (Na) is in the above range, it is easy to increase the compressive stress inside the glass to improve the strength when chemically strengthening the glass.
  • CS 50 (Na) is preferably 500 MPa or less, more preferably 400 MPa or less, in order to prevent severe destruction.
  • the compressive stress value CS 90 (Na) at a depth of 90 ⁇ m from the surface, which is generated when the glass having a plate thickness of 700 ⁇ m is immersed in NaNO 3 at 380 ° C. for 4 hours, is preferably 0 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more. 5 MPa or more is more preferable, 10 MPa or more is even more preferable, and 15 MPa or more is particularly preferable.
  • CS 90 (Na) is in the above range, it is easy to increase the compressive stress inside the glass to improve the strength when chemically strengthening the glass.
  • CS 90 (Na) is preferably 200 MPa or less, more preferably 150 MPa or less, still more preferably 100 MPa or less, in order to prevent severe destruction.
  • This glass is a lithium aluminosilicate glass. Specifically, this glass is displayed as an oxide-based molar percentage. SiO 2 52-70%, Al 2 O 3 14-25%, It preferably contains 10-18% Li 2 O.
  • this glass is Na 2 O 1-7%, K 2 O 0.1-5%, B 2 O 3 0-10%, P 2 O 5 0-5%, MgO 0-5%, ZnO is 0-5%, ZrO 2 0-2%, It is preferred that the Y 2 O 3 containing 0-5%.
  • This glass is based on the molar percentage display of SiO 2 , Al 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, B 2 O 3 , P 2 O 5 , MgO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3.
  • Content [SiO 2 ], [Al 2 O 3 ], [Li 2 O], [Na 2 O], [K 2 O], [B 2 O 3 ], [P 2 O 5 ], [Mg O] It is preferable that the parameter M obtained from [ZnO], [ZrO 2 ], and [Y 2 O 3 ] by the following formula is 20 or less.
  • M is more preferably 18 or less, further preferably 17 or less, particularly preferably 16 or less, further preferably 15 or less, further preferably 13 or less, and most preferably 11 or less.
  • M -1.15 ⁇ [SiO 2] -1.73 ⁇ [Al 2 O 3] + 0.155 ⁇ [Li 2 O] + 0.74 ⁇ [Na 2 O] -4.75 ⁇ [K 2 O] -2.1 x [B 2 O 3 ] -2.17 x [P 2 O 5 ] +3.25 x [MgO] -2.0 x [ZnO] -13.3 x [ZrO 2 ] -0.80 ⁇ [Y 2 O 3 ] +120 M is a parameter involved in the ratio of the diffusion rate of Na ions to the diffusion rate of K ions.
  • the value of the parameter M is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 7 or more, in order to increase the compressive stress value CS 50 at a depth of 50 ⁇ m from the surface.
  • the present glass has the above-mentioned preferable composition range, and the parameter M is 20 or less, so that the glass has a composition suitable for chemical strengthening, and the diffusion rate of Na ions is relative to the diffusion rate of K ions.
  • the ratio will be adjusted to an appropriate range.
  • the parameter D obtained by the following formula is preferably 1200 or more.
  • the value of D is more preferably 1230 or more, further preferably 1250 or more, particularly preferably 1300 or more, further preferably 1350 or more, and most preferably 1450 or more.
  • D -943 x [SiO 2 ] -859 x [Al 2 O 3 ] -998 x [Li 2 O] -991 x [Na 2 O] -1013 x [K 2 O] -949 x [B 2 O 3] ] -941 x [P 2 O 5 ] -687 x [MgO] -956 x [ZnO ] -1516 x [ZrO 2 ] -823 x [Y 2 O 3 ] +95174 D is a parameter involved in the compressive stress value due to the diffusion of K ions. When the value of D is in the above range, the diffusion rate of K ions tends to increase.
  • the value of D is preferably 1950 or less, more preferably 1800 or less, and even more preferably 1600 or less in order to lower the CT.
  • the parameter E obtained by the following formula is preferably 500 or more.
  • the value of the parameter E is more preferably 520 or more, further preferably 550 or more, particularly preferably 570 or more, further preferably 600 or more, and most preferably 650 or more.
  • E 539 x [SiO 2 ] +527 x [Al 2 O 3 ] +587 x [Li 2 O] +467 x [Na 2 O] +578 x [K 2 O] +510 x [B 2 O 3 ] +516 x [P 2] O 5 ] +442 x [MgO ] +502 x [ZnO] +850 x [ZrO 2 ] +546 x [Y 2 O 3] -53476 E is a parameter involved in the compressive stress value due to the diffusion of Na ions. When the value of E is in the above range, the diffusion rate of Na ions tends to decrease.
  • the value of E is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less, in order to lower the CT.
  • SiO 2 is a component constituting a glass network. Further, SiO 2 is a component that enhances chemical durability and is a component that reduces the occurrence of cracks when the glass surface is scratched.
  • the content of SiO 2 is preferably 52% or more, more preferably 56% or more, further preferably 60% or more, further preferably 63% or more, and particularly preferably 65% or more in order to improve chemical durability. preferable. In order to improve the meltability during glass production, the content of SiO 2 is preferably 70% or less, more preferably 68% or less, still more preferably 65% or less.
  • Al 2 O 3 is an effective component from the viewpoint of improving the ion exchange performance during chemical strengthening and increasing the surface compressive stress after strengthening.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 14% or more, more preferably 16% or more, further preferably 18% or more, still more preferably 20%, in order to improve chemical durability and chemical strengthening properties. The above is particularly preferable.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 25% or less, more preferably 23% or less, still more preferably 21% or less.
  • Both SiO 2 and Al 2 O 3 are components that stabilize the structure of glass.
  • the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is preferably 75% or more, more preferably 77% or more, still more preferably 79% or more. Both SiO 2 and Al 2 O 3 tend to raise the melting temperature of the glass. Therefore, in order to facilitate melting of the glass, the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is preferably 90% or less, more preferably 87% or less, still more preferably 85% or less, and particularly preferably 82%. It is as follows.
  • Li 2 O is a component that forms surface compressive stress by ion exchange, and is a component that improves the meltability of glass.
  • chemically strengthened glass chemically strengthened glass
  • Li ions on the glass surface are ion-exchanged with Na ions, and Na ions are further ion-exchanged with K ions. Both stress layers provide a large stress profile.
  • the Li 2 O content is preferably 10% or more, more preferably 11% or more, further preferably 13% or more, and particularly preferably 15% or more.
  • the Li 2 O content is preferably 18% or less, more preferably 16% or less, still more preferably 14% or less, and particularly preferably 12% or less. ..
  • Na 2 O nor K 2 O is essential, but they are components that improve the meltability of the glass and reduce the crystal growth rate of the glass.
  • This glass preferably contains at least one of Na 2 O and K 2 O in order to improve the ion exchange performance.
  • Na 2 O is a component that forms a surface compressive stress layer in a chemical strengthening treatment using a potassium salt, and is a component that can improve the meltability of glass.
  • the content of Na 2 O is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 3% or more.
  • the content of Na 2 O is preferably 7% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 3% or less.
  • This glass is the purpose of suppressing the devitrification of a glass manufacturing process may contain a K 2 O.
  • the content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.15% or more, and particularly preferably 0.2% or more.
  • the content of K 2 O is preferably 0.5% or more, more preferably at least 1.2%.
  • the glass may cause brittleness and a decrease in surface stress due to reverse exchange during strengthening. From this point of view, the content of K 2 O is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, more preferably 1% or less, particularly preferably 0.5% or less.
  • the total content of Na 2 O and K 2 O is preferably 3% or more, more preferably 3.5% or more, in order to increase the meltability of the glass. It is more preferably 4% or more, and particularly preferably 4.5% or more. If ([Na 2 O] + [K 2 O]) is too large, the surface compressive stress value tends to decrease. Therefore, ([Na 2 O] + [K 2 O]) is preferably 10% or less, more preferably. Is 8% or less, more preferably 7% or less, and particularly preferably 6% or less.
  • the content of Na 2 O is larger than the content of K 2 O. This is because K 2 O tends to increase the surface resistivity.
  • P Li is preferably 0.9 or less, and particularly preferably 0.8 or less.
  • Ratio of Na 2 O content to the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O P Na [Na 2 O] / ([Li 2 O] + [Na 2 O] + [K 2] O]) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more in order to suppress devitrification.
  • P Na is preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less.
  • the parameter S indicates that the smaller the value, the more the content of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is biased. The smaller the value of S, the better the conductivity of the glass, and the smaller the surface resistivity tends to be.
  • the value of S is preferably 0.15 or more, more preferably 0.2 or more, from the viewpoint of easiness of ion exchange.
  • MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO are not essential, but from the viewpoint of improving the stability of the glass, this glass may contain any one or more of them.
  • this glass may contain any one or more of MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO
  • the total content [MgO] + [CaO] + [SrO] + [BaO] + [ZnO] is preferable. Is 0.1% or more, more preferably 0.2% or more. In order to maintain a high CS, the total content of these is preferably 5% or less, preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less, still more preferably 1% or less.
  • This glass may contain MgO in order to reduce the viscosity at the time of melting.
  • MgO the content is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 3% or more.
  • the content of MgO is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, still more preferably 3% or less, and particularly preferably 2% or less.
  • CaO is a component that improves the meltability of glass.
  • This glass may contain CaO.
  • the content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.15% or more, still more preferably 0.5% or more.
  • the CaO content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 1% or less, and typically 0.5% or less.
  • ZnO is a component that improves the meltability of glass.
  • This glass may contain ZnO.
  • the content is preferably 0.2% or more, more preferably 0.5% or more.
  • the ZnO content is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably less than 1%.
  • the total content [ZnO] + [SrO] + [BaO] is preferably 3% or less, more preferably less than 1%, and further preferably 0.5% or less. preferable. It is particularly preferable that ZnO, SrO and BaO are not substantially contained.
  • This glass does not have to contain ZrO 2.
  • the present glass preferably contains ZrO 2.
  • the content of ZrO 2 is preferably 0.1% or more, more preferably 0.15% or more, still more preferably 0.2% or more, particularly preferably 0.25% or more, still more preferably 0.3% or more. Is.
  • the content of ZrO 2 is preferably 2% or less, more preferably 1.5% or less, still more preferably 1% or less, and particularly preferably 0.8% or less.
  • the glass is Y 2 O 3, La 2 O 3 , and preferably contains a ZrO 2 any one or more of 0.2% or more in total.
  • the total content of Y 2 O 3 , La 2 O 3 and ZrO 2 is preferably 0.5% or more, more preferably 1.0% or more, still more preferably 1.5% or more. Further, in order to lower the liquid phase temperature and suppress devitrification, the total content of these is preferably 6% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 4% or less.
  • total content of Y 2 O 3 and La 2 O 3 is greater than the content of ZrO 2
  • the content of Y 2 O 3 is ZrO It is more preferable that the content is larger than 2.
  • this glass preferably contains Y 2 O 3 in order to reduce the crystal growth rate while increasing the surface compressive stress of the chemically strengthened glass.
  • the content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.2% or more, still more preferably 0.5% or more, and particularly preferably 1% or more. ..
  • the content of Y 2 O 3 is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, more preferably 2% or less, particularly preferably 1.5% or less.
  • La 2 O 3 is not essential, but the glass may contain La 2 O 3 for the same reasons as Y 2 O 3.
  • the content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.2% or more, still more preferably 0.5% or more, and particularly preferably 0.8% or more. Is.
  • the content of La 2 O 3 is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 2% or less, and particularly preferably 1.5% or less.
  • TiO 2 is a component that suppresses the solarization of glass.
  • This glass may contain TiO 2.
  • the content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.03% or more, still more preferably 0.04% or more, and particularly preferably 0. It is 0.05% or more, more preferably 0.06% or more.
  • the content of TiO 2 is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, still more preferably 0.25% or less.
  • the glass may contain B 2 O 3 for the purpose of reducing the brittleness of the glass and improving the crack resistance, or for the purpose of improving the meltability of the glass. ..
  • the content is preferably 0.5% or more, preferably 1% or more, and more preferably 2% or more.
  • the content of B 2 O 3 is preferably 10% or less.
  • the content of B 2 O 3 is more preferably 6% or less, still more preferably 4% or less, and particularly preferably 2% or less. From the viewpoint of preventing the problem of striae occurs during melting, it is more preferable that the glass does not contain B 2 O 3 substantially.
  • the glass may contain P 2 O 5 for the purpose of increasing the compressive stress layer during chemical strengthening.
  • the content is preferably 0.5% or more, preferably 1% or more, and more preferably 2% or more.
  • the content of P 2 O 5 is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, more preferably 2% or less. From the viewpoint of preventing the occurrence of veins at the time of melting, it is more preferable that the present glass contains substantially no P 2 O 5.
  • the total content of B 2 O 3 and P 2 O 5 is preferably 0 to 10%, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more.
  • the total content of B 2 O 3 and P 2 O 5 is more preferably 6% or less, further preferably 4% or less.
  • Nb 2 O 5, Ta 2 O 5 , Gd 2 O 3 and CeO 2 are components that suppress the solarization of glass and are components that improve the meltability.
  • the glass may contain at least one of Nb 2 O 5, Ta 2 O 5 , Gd 2 O 3 and CeO 2.
  • the total content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.1% or more, still more preferably 0.5% or more, and particularly preferably 0.8%. As mentioned above, it is more preferably 1% or more. On the other hand, if these contents are too large, it becomes difficult to increase the compressive stress value during the chemical strengthening treatment. Therefore, the total content is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, still more preferable. Is 1% or less, and particularly preferably 0.5% or less.
  • Fe 2 O 3 absorbs heat rays, it has the effect of improving the solubility of glass.
  • this glass contains Fe 2 O 3.
  • the content is preferably 0.002% or more, more preferably 0.005% or more, still more preferably 0.007% or more, and particularly preferably 0.01% or more in terms of the weight% based on the oxide. ..
  • the content thereof is preferably 0.3% or less, more preferably 0. It is 04% or less, more preferably 0.025% or less, and particularly preferably 0.015% or less.
  • the glass may contain a coloring component as long as it does not hinder the achievement of the desired chemically strengthened properties.
  • a coloring component include Co 3 O 4 , MnO 2 , NiO, CuO, Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , Bi 2 O 3 , SeO 2 , CeO 2 , Er 2 O 3 , Nd 2 O 3, and the like. Is mentioned as a suitable one.
  • the content of the coloring component is preferably 5% or less in total in terms of molar percentage display based on oxides. If it exceeds 5%, the glass may easily devitrify.
  • the content of the coloring component is preferably 3% or less, more preferably 1% or less. If it is desired to increase the transmittance of the glass, it is preferable that these components are not substantially contained.
  • the present glass may appropriately contain sulfate, chloride, fluoride and the like. This glass preferably does not contain As 2 O 3.
  • the present glass contains Sb 2 O 3 , the content thereof is preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less, and most preferably not contained.
  • Fracture toughness of the glass is preferably 0.70 MPa ⁇ m 1/2 or more, more preferably 0.75 MPa ⁇ m 1/2 or more, more preferably 0.80 MPa ⁇ m 1/2 or more, particularly preferably Is 0.83 MPa ⁇ m 1/2 or more.
  • the fracture toughness value is usually 2.0 MPa ⁇ m 1/2 or less, and typically 1.5 MPa ⁇ m 1/2 or less. Due to the large fracture toughness value, even if a large surface compressive stress is introduced into the glass by chemical strengthening, severe crushing is unlikely to occur.
  • the fracture toughness value can be measured using, for example, the DCDC method (Acta metall. Mater. Vol. 43, pp. 3453-3458, 1995).
  • the Young's modulus of the present glass is preferably 80 GPa or more, more preferably 82 GPa or more, further preferably 84 GPa or more, and particularly preferably 85 GPa or more because the glass is difficult to crush.
  • the upper limit of the Young's modulus is not particularly limited, but glass having a high Young's modulus may have a low acid resistance. Therefore, for example, 110 GPa or less is preferable, more preferably 100 GPa or less, and further preferably 90 GPa or less. Young's modulus can be measured, for example, by the ultrasonic pulse method (JIS R1602: 1995).
  • the average linear thermal expansion coefficient (thermal expansion coefficient) of this glass at 50 to 350 ° C. is preferably 95 ⁇ 10-7 / ° C. or less, more preferably 90 ⁇ 10-7, from the viewpoint of reducing the warpage after chemical strengthening. It is / ° C. or lower, more preferably 88 ⁇ 10-7 / ° C. or lower, particularly preferably 86 ⁇ 10-7 / ° C. or lower, and most preferably 84 ⁇ 10-7 / ° C. or lower.
  • the lower limit of the coefficient of thermal expansion is not particularly limited, but since glass having a small coefficient of thermal expansion may be difficult to melt, the average linear thermal expansion coefficient (thermal expansion coefficient) of this glass at 50 to 350 ° C.
  • 60 ⁇ 10 -7 / ° C or higher is preferable, more preferably 70 ⁇ 10 -7 / ° C or higher, still more preferably 74 ⁇ 10 -7 / ° C or higher, and even more preferably 76 ⁇ 10 -7 / ° C or higher. Is.
  • the glass transition point (Tg) is preferably 500 ° C. or higher, more preferably 520 ° C. or higher, still more preferably 540 ° C. or higher, from the viewpoint of reducing warpage after chemical strengthening. In terms of easy float molding, it is preferably 750 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or lower, still more preferably 650 ° C. or lower, particularly preferably 600 ° C. or lower, and most preferably 580 ° C. or lower.
  • the temperature of the DSC exothermic peak measured by the following test method is 150 ° C. or higher higher than the glass transition point. That is, about 70 mg of glass is ground in an agate mortar, and the temperature is measured from room temperature to 1200 ° C. using a differential scanning calorimeter (DSC) at a heating rate of 10 ° C./min.
  • the temperature of the DSC exothermic peak is more preferably 120 ° C. or higher than Tg, and further preferably 150 ° C. or higher.
  • the temperature of the DSC exothermic peak is usually (Tg + 300 ° C.) or lower, more preferably (Tg + 250 ° C.) or lower.
  • Is 10 2 dPa ⁇ s and comprising a temperature (T2) is preferably 1750 ° C. or less viscosity, more preferably 1730 ° C. or less, more preferably 1700 ° C. or less, particularly preferably 1675 ° C. or less, typically at 1650 ° C. or less ..
  • the temperature (T2) is a temperature that serves as a guideline for the melting temperature of the glass, and the lower the T2, the easier it is to manufacture the glass.
  • the lower limit of T2 is not particularly limited, but since a glass having a low T2 tends to have a glass transition point too low, T2 is usually 1400 ° C. or higher, preferably 1450 ° C. or higher.
  • a temperature (T4) is preferably 1350 ° C. or less viscosity, more preferably 1300 ° C. or less, still more preferably 1250 ° C. or less, particularly preferably 1150 ° C. or less.
  • the temperature (T4) is a temperature that serves as a guideline for the temperature at which the glass is formed into a plate shape, and the glass having a high T4 tends to have a high load on the forming equipment.
  • the lower limit of T4 is not particularly limited, but since a glass having a low T4 tends to have a glass transition point too low, T4 is usually 900 ° C. or higher, preferably 950 ° C. or higher, and more preferably 1000 ° C. That is all.
  • Devitrification temperature of the glass has a viscosity preferable because devitrification is less likely to occur at the time of molding by 10 4 dPa ⁇ s and comprising a temperature (T4) from 120 ° C. If it is higher temperatures below float method.
  • the devitrification temperature is more preferably 100 ° C. higher than T4, still more preferably 50 ° C. higher than T4, and particularly preferably T4 or lower.
  • T4 is 1230 ° C.
  • the devitrification temperature is preferably 1350 ° C. or lower, more preferably 1330 ° C. or lower, and even more preferably 1280 ° C. or lower.
  • the devitrification growth rate of this glass is preferably 10,000 ⁇ m / h or less, more preferably 8000 ⁇ m / h or less, from the viewpoint of ease of manufacture.
  • the devitrification growth rate refers to the growth rate of crystals caused by the devitrification phenomenon, and can be measured by, for example, the method described in Examples.
  • the softening point of the present glass is preferably 850 ° C. or lower, more preferably 820 ° C. or lower, and even more preferably 790 ° C. or lower. This is because the lower the softening point of the glass, the lower the heat treatment temperature in bending molding, the smaller the energy consumption, and the smaller the load on the equipment. From the viewpoint of lowering the bending molding temperature, it is preferable that the softening point is low, but it is 700 ° C. or higher for ordinary glass. Glass having a softening point too low tends to have a low strength because the stress introduced during the chemical strengthening treatment tends to be relaxed. Therefore, the softening point is preferably 700 ° C. or higher. It is more preferably 720 ° C. or higher, still more preferably 740 ° C. or higher. The softening point can be measured by the fiber stretching method described in JIS R3103-1: 2001.
  • the crystallization peak temperature of this glass measured by the following measuring method is higher than the softening point of -100 ° C. Further, it is more preferable that no crystallization peak is observed.
  • the surface resistivity of the glass at 50 ° C. is preferably 10 15 ⁇ / sq or less, more preferably 10 14.5 ⁇ / sq or less, and further preferably 10 14 ⁇ / sq or less in order to reduce the amount of charge on the glass surface. preferable.
  • the glass charge is small because the devitrification characteristics during production tends to be poor, the surface resistivity is preferably not less than 10 8 ⁇ / sq, more preferably not less than 10 9 ⁇ / sq. The smaller the surface resistivity, the better the conductivity of the glass tends to be.
  • the plate thickness (t) is preferably, for example, 2000 ⁇ m or less, more preferably 1500 ⁇ m or less, still more preferably 1000 ⁇ m or less, from the viewpoint of enhancing the effect of chemical strengthening. It is more preferably 900 ⁇ m or less, particularly preferably 800 ⁇ m or less, and most preferably 700 ⁇ m or less. Further, the plate thickness is preferably, for example, 100 ⁇ m or more, more preferably 200 ⁇ m or more, still more preferably 400 ⁇ m or more, still more preferably 500 ⁇ m, from the viewpoint of obtaining the effect of sufficient strength improvement by the chemical strengthening treatment. That is all.
  • the shape of this glass may be a shape other than a plate shape, depending on the product to which it is applied, the application, and the like. Further, the glass plate may have a edging shape or the like having a different outer peripheral thickness. Further, the form of the glass plate is not limited to this, and for example, the two main surfaces may not be parallel to each other, and one or both of the two main surfaces may be a curved surface in whole or in part. More specifically, the glass plate may be, for example, a flat plate-shaped glass plate having no warp, or a curved glass plate having a curved surface.
  • the glass according to the embodiment of the present invention can be manufactured by a general method. For example, the raw materials for each component of glass are mixed and melted by heating in a glass melting kiln. Then, the glass is homogenized by a known method, formed into a desired shape such as a glass plate, and slowly cooled.
  • the glass plate forming method examples include a float method, a press method, a fusion method and a down draw method.
  • the float method suitable for mass production is preferable.
  • continuous molding methods other than the float method, for example, the fusion method and the down draw method are also preferable.
  • the molded glass is ground and polished as necessary to form a glass substrate.
  • the glass substrate is cut to a predetermined shape and size or the glass substrate is chamfered, if the glass substrate is cut or chamfered before the chemical strengthening treatment described later, the subsequent chemical strengthening treatment is performed. This is preferable because a compressive stress layer is also formed on the end face.
  • the chemically strengthened glass according to the embodiment of the present invention (hereinafter, also abbreviated as the present chemically strengthened glass) has a mother composition equal to the glass composition of the above-mentioned present glass.
  • 1 and 2 are views showing an example of the stress profile of the chemically strengthened glass.
  • FIG. 2 is a stress profile inside the chemically strengthened glass measured using a scattered light photoelastic stress meter.
  • the inside means, for example, a range in which the depth from the surface is 30 ⁇ m or more.
  • the surface compressive stress value CS 0 of the chemically strengthened glass is preferably 400 MPa or more, more preferably 600 MPa or more, further preferably 700 MPa or more, still more preferably 800 MPa or more, and particularly preferably 850 MPa or more.
  • the larger the surface compressive stress value the higher the strength.
  • the surface compressive stress value CS 0 is preferably 1600 MPa or less, more preferably 1500 MPa or less.
  • the compressive stress value CS 50 at a depth of 50 ⁇ m from the surface is preferably 90 MPa or more, more preferably 110 MPa or more, further preferably 130 MPa or more, still more preferably 140 MPa or more, and particularly preferably 150 MPa or more. Most preferably, it is 160 MPa or more.
  • the large CS 50 makes it difficult to break when the chemically strengthened glass is damaged due to falling or the like.
  • CS 50 is preferably 300 MPa or less, more preferably 250 MPa or less, still more preferably 200 MPa or less, from the viewpoint of suppressing the occurrence of large tensile stress inside the chemically strengthened glass and causing fracture.
  • the tensile stress value at a depth of 1/2 of the glass plate thickness t is preferably 70.6 MPa or less, more preferably 62.1 MPa or less, and 61.8 MPa or less. Is more preferable, and 56.9 MPa or less is further preferable. Since the CT is small, crushing is unlikely to occur.
  • the internal tensile stress value CT is preferably 50 MPa or more, more preferably 53 MPa or more, still more preferably 55 MPa or more. When the CT is equal to or higher than the above value, the compressive stress near the surface becomes large and the strength becomes high.
  • the depth at which the Na 2 O concentration is maximized is preferably 0.01 ton or more.
  • the depth at which the Na 2 O concentration is maximized is preferably 0.025 tons or more, more preferably 0.045 tons or more, further preferably 0.055 tons or more, and particularly preferably 0.0625 tons or more. Further, in the case of a general thickness, 0.15t or less is preferable, 0.1t or less is more preferable, and 0.08t or less is further preferable.
  • the depth at which the Na 2 O concentration is maximized is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, and even more preferably 15 ⁇ m or more. In order to prevent destruction due to a strong impact, 20 ⁇ m or more is preferable, 30 ⁇ m or more is more preferable, and 40 to 60 ⁇ m is further preferable.
  • the depth at which the Na 2 O concentration is maximized is within the above range, it is easy to obtain a glass having a large compressive stress inside the glass while suppressing CT.
  • the depth at which the Na 2 O concentration is maximized is determined by measuring the concentration distribution in the thickness direction with an electron probe microanalyzer (EPMA) for the cross section of the chemically strengthened glass.
  • EPMA electron probe microanalyzer
  • the chemically strengthened glass is less likely to be charged when the hopping frequency measured by the following method is preferably 10 2.5 or more, more preferably 10 3.0 or more, still more preferably 10 3.5 or more. Glass with an excessively high hopping frequency may have poor devitrification characteristics or low fracture toughness. Hopping frequencies is preferably 10 6.0 or less, more preferably 10 5.5 or less, more preferably 10 5.0. (Measuring method of hopping frequency) A glass plate is processed into a plate shape of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.7 mm, and an electrode pattern shown in FIG. 3 is formed on one surface. Impedance at 20 MHz to 2 MHz is measured using an impedance analyzer to obtain complex admittance.
  • the hopping frequency ⁇ p is obtained from the following equation (13) (Almond-west equation) and the obtained complex admittance. Is calculated.
  • the following equation (13) is known as a model equation for the complex admittance Y * ( ⁇ ) with the frequency ⁇ as a variable (Journal of Materials Science vol. 19, 1984: 3236-3248).
  • a 1 , B 1 , A 2 , and B 2 are as follows.
  • the chemically strengthened glass can be manufactured by subjecting the above-mentioned chemically strengthened glass to a chemically strengthened treatment, then washing and drying.
  • the preferred shape of the chemically strengthened glass is the same as the preferred shape of the present glass.
  • it may be a flat plate-shaped glass plate without warpage, a curved glass plate having a curved surface, or a plate-like shape. It may have a shape other than that.
  • a flat glass plate may be chemically strengthened, and when the chemically strengthened glass is a curved glass plate, the curved glass plate is chemically strengthened. May be.
  • the glass having a shape other than the plate shape may be chemically strengthened.
  • the chemical strengthening treatment can be performed by a known method.
  • a glass plate is brought into contact with a melt of a metal salt (for example, potassium nitrate) containing metal ions having a large ionic radius by immersion or the like.
  • a metal salt for example, potassium nitrate
  • the metal ion having a small ionic radius in the glass plate is replaced with the metal ion having a large ionic radius.
  • the metal ion having a small ionic radius is typically a Na ion or a Li ion.
  • Metal ions having a large ionic radius are typically K ions or Na ions, specifically, K ions for Na ions and Na ions or K ions for Li ions.
  • the chemical strengthening treatment can be performed, for example, by immersing the glass plate in a molten salt such as potassium nitrate heated to 360 to 600 ° C. for 0.1 to 500 hours.
  • a molten salt such as potassium nitrate heated to 360 to 600 ° C. for 0.1 to 500 hours.
  • the heating temperature of the molten salt is preferably 375 to 500 ° C.
  • the immersion time of the glass plate in the molten salt is preferably 0.3 to 200 hours.
  • Examples of the molten salt for performing the chemical strengthening treatment include nitrates, sulfates, carbonates, chlorides and the like.
  • examples of the nitrate include lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, cesium nitrate, silver nitrate and the like.
  • examples of the sulfate include lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, cesium sulfate, silver sulfate and the like.
  • Examples of the carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate and the like.
  • examples of the chloride include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, cesium chloride, silver chloride and the like.
  • the treatment conditions of the chemically strengthened glass include the characteristics and composition of the glass, the type of molten salt, the surface compressive stress desired for the finally obtained chemically strengthened glass, the depth of the compressive stress layer, and the like. Appropriate conditions may be selected in consideration of chemical strengthening characteristics and the like.
  • the chemical strengthening treatment may be performed only once, or the chemical strengthening treatment (multi-stage strengthening) may be performed a plurality of times under two or more different conditions.
  • the chemical strengthening treatment is performed under the condition that the DOL is large and the CS is relatively small.
  • the second stage of the chemical strengthening treatment when the chemical strengthening treatment is performed under the condition that the DOL is small and the CS is relatively high, the internal tensile stress area (St) is increased while increasing the CS on the outermost surface of the chemically strengthened glass. And the internal tensile stress (CT) can be suppressed low.
  • This glass and this chemically strengthened glass are particularly useful as cover glass used for mobile devices such as mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs), and tablet terminals.
  • non-portable construction such as cover glass for display devices such as televisions (TVs), personal computers (PCs), and touch panels, wall surfaces of elevators, walls of buildings such as houses and buildings (full-scale display), and window glass. It is also useful as materials, table tops, interiors of automobiles and airplanes, cover glass for them, and applications such as housings having a curved shape that is not plate-shaped due to bending or molding.
  • Examples 1 to 13 Examples 21 to 37, and Example 39 are examples of this glass, and Examples 14 to 20, 38, and 40 are comparative examples.
  • Examples 14 to 20, 38, and 40 are comparative examples.
  • "-" indicates that it has not been evaluated.
  • a glass plate was prepared by melting a platinum crucible so as to have each glass composition having an oxide-based molar percentage display shown in Tables 1 to 3.
  • Commonly used glass raw materials such as oxides, hydroxides, carbonates and nitrates were appropriately selected and weighed so as to be 1000 g of glass.
  • the mixed raw materials were placed in a platinum crucible, placed in a resistance heating electric furnace at 1500 to 1700 ° C., melted for about 3 hours, defoamed and homogenized.
  • the obtained molten glass was poured into a mold, held at a temperature of + 50 ° C.
  • R 2 O represents the total content of Li 2 O, K 2 O, and Na 2 O.
  • ⁇ Density (d)> The density was measured by the in-liquid weighing method (JIS Z8807: 2012 method for measuring the density and specific gravity of a solid). The unit is g / cm 3 .
  • ⁇ Average linear thermal expansion coefficient ⁇ and glass transition point (Tg)> The average coefficient of linear expansion ( ⁇ ) (unit: 10-7 / ° C.) and the glass transition point (° C.) at a temperature of 50 to 350 ° C. are based on the method of JIS R3102: 1995 “Test method for average coefficient of linear expansion of glass”. Was measured.
  • T4 Rotary viscometer (ASTM C 965-96 in equivalent) temperature T2 (°C) viscosity becomes 10 2 dPa ⁇ s and by 10 4 becomes dPa ⁇ s temperature T4 of (°C) were measured.
  • ⁇ Devitrification growth rate> The crystal growth rate caused by the devitrification phenomenon was measured by the following procedure. Glass pieces are crushed in a mortar and classified, and the glass particles that have passed through a mesh sieve having a mesh opening of 3.35 mm and have not passed through a mesh sieve having a mesh opening of 2.36 mm are washed with ion-exchanged water. And the dried one was used for the test.
  • One glass particle is placed in each recess of an elongated platinum cell having a large number of recesses, held at 1350 ° C or higher for 15 minutes or longer, and then taken out of the furnace and the surface of the glass particles is exposed in an electric furnace at 700 to 1300 ° C. Heated until melted and smooth.
  • the glass was put into a temperature gradient furnace maintained at a predetermined temperature, heat-treated for a certain period of time (referred to as w), and then taken out to room temperature and rapidly cooled.
  • a temperature gradient furnace maintained at a predetermined temperature, heat-treated for a certain period of time (referred to as w), and then taken out to room temperature and rapidly cooled.
  • an elongated container can be installed in a temperature tilting furnace to heat-treat a large number of glass particles at the same time.
  • the heat-treated glass was observed with a polarizing microscope (manufactured by Nikon Corporation: ECLIPSE LV100ND), and the diameter (assumed to be L ⁇ m) of the largest crystal observed was measured.
  • Eyepiece lens 10x, objective lens It was observed under the conditions of 5 to 100 times, transmitted light, and polarized light observation. Since it can be considered that the crystal generated by devitrification grows isotropically, the devitrification (crystal) growth rate is (L / 2) / w. [Unit: ⁇ m / h].
  • ⁇ Devitrification temperature> The crushed glass particles were placed in a platinum dish and heat-treated in an electric furnace controlled to a constant temperature for 17 hours. The glass after the heat treatment was observed with a polarizing microscope, and the devitrification temperature was estimated by the evaluation method for the presence or absence of devitrification. For example, when "1000-1025 ° C.” is described in the table, it means that the heat treatment at 1000 ° C. devitrified but the treatment at 1025 ° C. did not devitrify. In this case, the devitrification temperature is 1000 ° C. or higher and lower than 1025 ° C.
  • ⁇ DSC peak temperature The DSC peak temperature (° C.) was measured by crushing about 70 mg of glass, grinding it in an agate mortar, and using a differential scanning calorimeter (DSC) from room temperature to 1200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min.
  • Example 9 The glass of Example 9 was chemically strengthened in two stages as follows. That is, as the first-stage chemical strengthening treatment, the molten salt containing 70 wt% KNO 3 and 30 wt% NaNO 3 was immersed in a molten salt at 380 ° C. for 90 minutes. Further, as the second step of strengthening treatment, the molten salt containing 99 wt% of KNO 3 and 1 wt% of LiNO 3 was immersed in a molten salt at 380 ° C. for 40 minutes. For the obtained chemically strengthened glass, the compressive stress value of the surface layer was measured using a surface stress meter (FSM-6000). The internal CS and DOL were measured using a scattered light photoelastic stress meter (SLP-1000).
  • FSM-6000 surface stress meter
  • SLP-1000 scattered light photoelastic stress meter
  • the CS 0 of the obtained chemically strengthened glass was 818 MPa
  • the CS 50 was 169 MPa
  • the CT was 61.9 MPa.
  • the K ion exchange depth was 3.3 ⁇ m and the DOL was 104 ⁇ m.
  • FIG. 1 shows the stress profile of the obtained chemically strengthened glass.
  • FIG. 2 shows the stress profile inside the chemically strengthened glass measured by using a scattered light photoelastic stress meter (SLP-1000).
  • the inside means a range in which the depth from the surface is 30 ⁇ m or more.
  • the peak of compressive stress due to the diffusion of Na ions can be confirmed from the surface of the glass to a depth of about 33 ⁇ m. From this, since the depth at which the Na 2 O concentration is maximized is 1 ⁇ m or more, even when the Na 2 O concentration is profiled in the depth direction from the surface of the glass toward the center of the plate thickness, Na depth 2 O concentration is maximum is considered to be more than 1 [mu] m.
  • the glass of the example has a small value of DOL (Na) / DOL (K) because the parameter M is within a preferable range.
  • DOL (Na) / DOL (K) because the parameter M is within a preferable range.
  • the diffusion rate of potassium ions during chemical fortification is relatively high with respect to the diffusion rate of sodium ions. Therefore, by a relatively simple strengthening treatment, the CS of the compressive stress layer due to the diffusion of Na ions at a depth of about 50 ⁇ m from the surface and the DOL and CS of the compressive stress layer due to the diffusion of K ions on the surface layer, as shown in FIG. A chemically strengthened glass with a large amount and suppressed CT was obtained.
  • the glass of the comparative example has a large DOL (Na) / DOL (K) value as in the conventional case, it is considered difficult to obtain the above-mentioned complicated stress profile by a simple strengthening treatment.
  • the glass of the comparative example had a low compressive stress because the amounts of Li and Al required to obtain the compressive stress inside and on the surface layer were insufficient.

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Abstract

本発明は、特定の組成範囲を有し、以下の式で求められるパラメータＭが２０以下であるガラスに関する。Ｍ＝－１．１５×［ＳｉＯ２］－１．７３×［Ａｌ２Ｏ３］＋０．１５５×［Ｌｉ２Ｏ］＋０．７４×［Ｎａ２Ｏ］－４．７５×［Ｋ２Ｏ］－２．１×［Ｂ２Ｏ３］－２．１７×［Ｐ２Ｏ５］＋３．２５×［ＭｇＯ］－２．０×［ＺｎＯ］－１３．３×［ＺｒＯ２］－０．８０×［Ｙ２Ｏ３］＋１２０

Description

ガラスおよび化学強化ガラス
　本発明は、ガラスおよび化学強化ガラスに関する。
　近年、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等のディスプレイ装置の保護ならびに美観を高める目的で、化学強化ガラスからなるカバーガラスが用いられている。
　化学強化ガラスにおいては、表面圧縮応力（値）（ＣＳ）や圧縮応力層深さ（ＤＯＬ）が大きくなるほど強度が高くなる傾向がある。一方で、表面圧縮応力との均衡を保つように、ガラス内部には内部引張応力（ＣＴ）が発生するので、ＣＳやＤＯＬが大きいほどＣＴが大きくなる。ＣＴが大きいガラスが割れるときには、破片数が多くなり、破片が飛散する危険性が大きくなる。
　特許文献１には、２段階の化学強化処理によって、折れ曲がった線で表される応力プロファイルを形成することで内部引張応力（ＣＴ）を抑制しながら表面圧縮応力（ＣＳ）を大きくできることが記載されている。
　また、特許文献２には２段階の化学強化処理により、比較的大きい表面圧縮応力と圧縮応力層深さが得られるリチウムアルミノシリケートガラスが開示されている。リチウムアルミノシリケートガラスは、ナトリウム塩とカリウム塩とを用いる２段階の化学強化処理によって、ＣＴを抑制しつつ、ＣＳおよびＤＯＬをともに大きくできる。
　２段階の強化処理は、比較的小さいイオン半径を有するナトリウムイオンとガラス中のリチウムイオンとのイオン交換によって、表面圧縮応力値は比較的小さいが深い圧縮応力層を形成する処理と、比較的大きいイオン半径を有するカリウムイオンとガラス中のナトリウムイオンとのイオン交換によって表面付近に大きい圧縮応力を形成する処理とを組み合わせることが一般的である。
　特許文献３には３段階の化学強化によってさらに複雑な応力プロファイルを形成できることが記されている。
　これは、一般的な２段階の化学強化に加えて、イオン半径の小さいアルカリイオンとのイオン交換によってガラス中のイオン半径の大きいアルカリイオンを引き戻す処理、または加熱処理によってガラス中に生じた応力を緩和する処理を行うことで、内部引張応力ＣＴを小さくしつつ、ＣＳおよびＤＯＬをさらに大きくしようとするものといえる。
米国特許出願公開第２０１５／０２５９２４４号明細書 日本国特表２０１３－５２０３８８号公報 日本国特表２０１９－５１７９８５号公報
　しかし、３段階の強化処理は煩雑である。本発明は、比較的簡単な強化処理によって、ＣＳとＤＯＬが大きくＣＴが抑制された化学強化ガラスを得られるガラスの提供を目的とする。また、本発明は、比較的簡単な強化処理によって、ＣＳとＤＯＬが大きくＣＴが抑制された化学強化ガラスの提供を目的とする。
　イオン半径が大きいカリウムイオンは、イオン半径が小さいナトリウムイオンと比較してガラス中での拡散速度が遅いので、カリウムイオンを用いてイオン交換処理をすると、ＤＯＬが小さくなるのが普通である。しかし、本発明者らは、ガラス組成を調整することでカリウムイオンの拡散速度をナトリウムイオンの拡散速度に対して比較的大きくできる場合があることを見出した。そのような組成のガラスを用いてイオン交換処理を行った場合には、従来とは異なる応力プロファイルを形成できる。それによって、比較的簡単な２段階強化処理によって、従来よりもＣＳとＤＯＬが大きく、ＣＴが抑制された、より複雑な応力プロファイルを得られると考えて本発明を完成した。
　本発明は、酸化物基準のモル百分率表示で、
　ＳｉＯ２を５２～７０％、
　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％、
　Ｎａ２Ｏを１～７％、
　Ｋ２Ｏを０．１～５％、
　Ｂ２Ｏ３を０～１０％、
　Ｐ２Ｏ５を０～５％、
　ＭｇＯを０～５％、
　ＺｎＯを０～５％、
　ＺｒＯ２を０～２％、
　Ｙ２Ｏ３を０～５％含有し、
　ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３のモル％表示による含有量［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＭが２０以下であるガラスを提供する。
　Ｍ＝－１．１５×［ＳｉＯ２］－１．７３×［Ａｌ２Ｏ３］＋０．１５５×［Ｌｉ２Ｏ］＋０．７４×［Ｎａ２Ｏ］－４．７５×［Ｋ２Ｏ］－２．１×［Ｂ２Ｏ３］－２．１７×［Ｐ２Ｏ５］＋３．２５×［ＭｇＯ］－２．０×［ＺｎＯ］－１３．３×［ＺｒＯ２］－０．８０×［Ｙ２Ｏ３］＋１２０
　本発明のガラスは、［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＤが１２００以上であることが好ましい。
　Ｄ＝－９４３×［ＳｉＯ２］－８５９×［Ａｌ２Ｏ３］－９９８×［Ｌｉ２Ｏ］－９９１×［Ｎａ２Ｏ］－１０１３×［Ｋ２Ｏ］－９４９×［Ｂ２Ｏ３］－９４１×［Ｐ２Ｏ５］－６８７×［ＭｇＯ］－９５６×［ＺｎＯ］－１５１６×［ＺｒＯ２］－８２３×［Ｙ２Ｏ３］＋９５１７４
　本発明のガラスは、［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＥが５００以上であることが好ましい。
　Ｅ＝５３９×［ＳｉＯ２］＋５２７×［Ａｌ２Ｏ３］＋５８７×［Ｌｉ２Ｏ］＋４６７×［Ｎａ２Ｏ］＋５７８×［Ｋ２Ｏ］＋５１０×［Ｂ２Ｏ３］＋５１６×［Ｐ２Ｏ５］＋４４２×［ＭｇＯ］＋５０２×［ＺｎＯ］＋８５０×［ＺｒＯ２］＋５４６×［Ｙ２Ｏ３］－５３４７６
　本発明は、ガラスであって、酸化物基準のモル百分率表示で、
　ＳｉＯ２を５２～７０％、
　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％、
　Ｎａ２Ｏを１～７％、
　Ｋ２Ｏを０．１～５％含有し、
　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる表面圧縮応力値ＣＳ０（Ｎａ）が５００ＭＰａ以上であり、
　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる表面圧縮応力値ＣＳ０（Ｋ）が１２００ＭＰａ以上であり、
　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる圧縮応力層深さＤＯＬ（Ｋ）が３μｍ以上であり、
　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる圧縮応力層深さＤＯＬ（Ｎａ）と前記ＤＯＬ（Ｋ）との比
　ＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）が３５以下であるガラスを提供する。
　本発明のガラスは、板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる、表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０（Ｎａ）が１７０ＭＰａ以上であることが好ましい。
　本発明のガラスは、失透温度が１３５０℃以下であることが好ましい。
　本発明のガラスは、粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７５０℃以下であることが好ましい。
　本発明のガラスは、以下の試験方法で測定されるＤＳＣ発熱ピークの温度がガラス転移点より１５０℃以上高いことが好ましい。
　（試験方法）
　約７０ｍｇのガラスを砕いて、メノウ乳鉢ですりつぶし、昇温速度を１０℃／分として室温から１２００℃まで示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定する。
　本発明のガラスは、以下の式で表されるＳの値が０．４以下であることが好ましい。
　Ｓ＝－ＰＬｉ×ｌｏｇ（ＰＬｉ）－ＰＮａ×ｌｏｇ（ＰＮａ）－ＰＫ×ｌｏｇ（ＰＫ）
　ここでＰＬｉ＝［Ｌｉ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）
　　　ＰＮａ＝［Ｎａ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）
　　　ＰＫ＝［Ｋ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）
　ただし［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］はそれぞれＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏのモル百分率表示での含有量を表す。
　本発明は、表面圧縮応力値が４００ＭＰａ以上の化学強化ガラスであって、
　表面から板厚中心に向かって深さ方向にＮａ２Ｏ濃度のプロファイルを取ったとき、Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さが１μｍ以上であり、
　前記化学強化ガラスの母組成は、酸化物基準のモル百分率表示で
　ＳｉＯ２を５２～７０％、
　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％、
　Ｎａ２Ｏを１～７％、
　Ｋ２Ｏを０．１～５％含有する化学強化ガラスを提供する。
　本発明の化学強化ガラスは、表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０が９０ＭＰａ以上であることが好ましい。
　本発明の化学強化ガラスは、内部引張応力値ＣＴが７０．６ＭＰａ以下であることが好ましい。
　本発明の化学強化ガラスは、表面圧縮応力値ＣＳ０が８００ＭＰａ以上であることが好ましい。
　本発明の化学強化ガラスは、ホッピング周波数が１０２．５以上であることが好ましい。
　本発明によれば、比較的簡単な強化処理によって、ＣＳとＤＯＬが大きく、ＣＴが抑制された、複雑な応力プロファイルを有する化学強化ガラスが得られる。
図１は、本発明の実施形態に係る化学強化ガラスの応力プロファイルの一例を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る化学強化ガラスの応力プロファイルの一例を示す図である。 図３は、ホッピング周波数の測定に使用される電極パターンを示す図である。
　以下に、本発明の実施形態に係るガラスについて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施できる。
　本明細書において、「化学強化ガラス」は、化学強化処理を施した後のガラスを指す。また、「化学強化用ガラス」は、化学強化処理を施す前のガラスを指す。
　本明細書において化学強化用ガラスのガラス組成を、化学強化ガラスの母組成ということがある。化学強化ガラスでは通常、ガラス表面部分にイオン交換による圧縮応力層が形成されるので、イオン交換されていない部分のガラス組成は化学強化ガラスの母組成と一致する。化学強化ガラスにおいては、極端なイオン交換処理がされた場合を除いて、板厚ｔの１／２の深さにおけるガラス組成は、化学強化ガラスの母組成である。
　本明細書において、ガラス組成は酸化物基準のモル百分率表示で示し、モル％を単に％と記載することがある。また、数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
　ガラス組成において「実質的に含有しない」とは、原材料等に含まれる不可避の不純物を除いて含有しない、すなわち、意図的に含有させたものではないことを意味する。具体的には、着色成分以外の成分については、たとえば、０．１モル％未満である。
　本明細書において「応力プロファイル」は、ガラス表面からの深さを変数として圧縮応力値を表したパターンである。負の圧縮応力値は、引張応力を意味する。
　本明細書において、ガラスが破壊された際に破片が飛散しやすい性質を「破砕性」ということがある。
　本明細書において「応力プロファイル」は、光導波表面応力計と散乱光光弾性応力計とを組み合わせて用いる方法、または散乱光光弾性応力計を用いる方法で測定できる。
　光導波表面応力計は、短時間で正確にガラスの応力を測定できることが知られている。光導波表面応力計としては、たとえば有限会社折原製作所製ＦＳＭ－６０００がある。しかし、光導波表面応力計は原理的に、試料表面から内部に向かって屈折率が低くなる場合にしか応力を測定できない。化学強化ガラスにおいてガラス内部のナトリウムイオンを外部のカリウムイオンで置換して得られた層は、試料表面から内部に向かって屈折率が低くなるので光導波表面応力計で応力を測定できる。しかし、ガラス内部のリチウムイオンを外部のナトリウムイオンで置換して得られた層の応力は、光導波表面応力計では正しく測定できない。
　散乱光光弾性応力計を用いる方法は、屈折率分布に関係なく応力を測定できる。散乱光光弾性応力計としては、例えば、有限会社折原製作所製ＳＬＰ－１０００、ＳＬＰ－２０００がある。しかし、散乱光光弾性応力計は表面散乱の影響を受けやすく、表面付近の応力を正確に測定できない場合がある。２種類の測定装置を組み合わせて用いることで正確な応力測定が可能になる。
＜ガラス＞
　本発明の実施形態に係るガラス（以下「本ガラス」ということがある）は、ガラス表面から侵入するＫイオンとガラス中のＮａイオンとのイオン交換によるＫイオン拡散深さが比較的深いので、化学強化しやすい。加えて、本ガラスは、適切な応力プロファイルを得やすいことから、化学強化用ガラスに適している。
　板厚７００μｍの本ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる表面圧縮応力値ＣＳ０（Ｎａ）は、５００ＭＰａ以上が好ましく、５２０ＭＰａ以上がより好ましく、５５０ＭＰａ以上がさらに好ましく、６００ＭＰａ以上が特に好ましい。ＣＳ０（Ｎａ）が上記値以上であることで、本ガラスにナトリウムイオンを用いた強化処理を行う際に十分に圧縮応力を大きくしやすい。ＣＳ０（Ｎａ）は、激しい破壊を防止するために、１０００ＭＰａ以下が好ましく、８００ＭＰａ以下がより好ましい。なお、ここで「板厚７００μｍの本ガラス」とは、「板厚を７００μｍとしたときの本ガラス」を意味する。すなわち、かかる記載により本ガラスの形状や板厚はなんら限定されるものではない。本ガラスの具体的な好ましい形状や板厚は後に詳述する。
　板厚７００μｍの本ガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる表面圧縮応力ＣＳ０（Ｋ）は１２００ＭＰａ以上が好ましく、１２３０ＭＰａ以上がより好ましく、１２５０ＭＰａ以上がさらに好ましい。ＣＳ０（Ｋ）が上記値以上であることで、本ガラスにカリウムイオンを用いた強化処理を行う際に十分に圧縮応力を大きくしやすい。ＣＳ０（Ｋ）は、激しい破壊を防止するためには、１８００ＭＰａ以下が好ましく、１６００ＭＰａ以下がより好ましい。
　板厚７００μｍの本ガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる圧縮応力層深さＤＯＬ（Ｋ）は、３μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、６．５μｍ以上がさらに好ましい。ＤＯＬ（Ｋ）が上記値以上であることで、本ガラスを化学強化する際のカリウムイオンの拡散深さが十分な大きさとなりやすい。ＤＯＬ（Ｋ）は、応力プロファイル設計のしやすさの観点からは、１８μｍ以下が好ましく、１６μｍ以下がより好ましい。
　板厚７００μｍの本ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる圧縮応力層深さＤＯＬ（Ｎａ）と、前記ＤＯＬ（Ｋ）との比ＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）は、３５以下が好ましく、３０以下がより好ましく、２５以下がさらに好ましく、２０以下がよりさらに好ましく、１８以下が特に好ましく、１７以下がさらに特に好ましく、１６以下が一層好ましく、１５以下が最も好ましい。ＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）が上記値以下であることで、化学強化する際のナトリウムイオンの拡散速度に対するカリウムイオンの拡散速度が比較的大きくなりバランスが良くなるため、複雑な応力プロファイルを得やすくなる。ＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）は、ナトリウムイオンの拡散を大きくする観点からは、５以上が好ましく、７以上がより好ましく、８以上が特に好ましい。
　板厚７００μｍの本ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる、表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０（Ｎａ）は１７０ＭＰａ以上が好ましく、１９０ＭＰａ以上がより好ましく、２００ＭＰａ以上がさらに好ましい。ＣＳ５０（Ｎａ）が上記範囲であることで、本ガラスを化学強化する際にガラス内部の圧縮応力を大きくして強度を向上しやすい。ＣＳ５０（Ｎａ）は、激しい破壊を防止するために、５００ＭＰａ以下が好ましく、４００ＭＰａ以下がより好ましい。
　板厚７００μｍの本ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる、表面からの深さ９０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ９０（Ｎａ）は０ＭＰａ以上が好ましく、０．５ＭＰａ以上がより好ましく、５ＭＰａ以上がさらに好ましく、１０ＭＰａ以上がよりさらに好ましく、１５ＭＰａ以上が特に好ましい。ＣＳ９０（Ｎａ）が上記範囲であることで、本ガラスを化学強化する際にガラス内部の圧縮応力を大きくして強度を向上しやすい。ＣＳ９０（Ｎａ）は、激しい破壊を防止するために、２００ＭＰａ以下が好ましく、１５０ＭＰａ以下がより好ましく、１００ＭＰａ以下がさらに好ましい。
　本ガラスは、リチウムアルミノシリケートガラスである。
　具体的には、本ガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、
　ＳｉＯ２を５２～７０％、
　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％含有することが好ましい。
　また、本ガラスは、
　Ｎａ２Ｏを１～７％、
　Ｋ２Ｏを０．１～５％、
　Ｂ２Ｏ３を０～１０％、
　Ｐ２Ｏ５を０～５％、
　ＭｇＯを０～５％、
　ＺｎＯを０～５％、
　ＺｒＯ２を０～２％、
　Ｙ２Ｏ３を０～５％含有することが好ましい。
　本ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３のモル百分率表示による含有量［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＭが２０以下であることが好ましい。Ｍの値は１８以下がより好ましく、１７以下がさらに好ましく、１６以下が特に好ましく、１５以下がさらに特に好ましく、１３以下が一層好ましく、１１以下が最も好ましい。
　Ｍ＝－１．１５×［ＳｉＯ２］－１．７３×［Ａｌ２Ｏ３］＋０．１５５×［Ｌｉ２Ｏ］＋０．７４×［Ｎａ２Ｏ］－４．７５×［Ｋ２Ｏ］－２．１×［Ｂ２Ｏ３］－２．１７×［Ｐ２Ｏ５］＋３．２５×［ＭｇＯ］－２．０×［ＺｎＯ］－１３．３×［ＺｒＯ２］－０．８０×［Ｙ２Ｏ３］＋１２０
　Ｍは、Ｎａイオンの拡散速度のＫイオンの拡散速度に対する比に関与するパラメータである。Ｍの値が上記範囲であることで、Ｎａイオンの拡散速度のＫイオンの拡散速度に対する比が小さくなる傾向がある。パラメータＭの値は、表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０を大きくするためには、２以上が好ましく、５以上がより好ましく、７以上がさらに好ましい。
　また、本ガラスは、上記の好ましい組成範囲を有し、かつ、パラメータＭが２０以下であることで、化学強化に適した組成を有しつつ、Ｎａイオンの拡散速度のＫイオンの拡散速度に対する比が適切な範囲に調節されたものとなる。これにより、比較的簡単な強化処理によりＣＳとＤＯＬが大きく、ＣＴが抑制された化学強化ガラスを得やすい。
　また、以下の式で求められるパラメータＤは１２００以上が好ましい。Ｄの値は１２３０以上がより好ましく、１２５０以上がさらに好ましく、１３００以上が特に好ましく、１３５０以上が一層好ましく、１４５０以上が最も好ましい。
　Ｄ＝－９４３×［ＳｉＯ２］－８５９×［Ａｌ２Ｏ３］－９９８×［Ｌｉ２Ｏ］－９９１×［Ｎａ２Ｏ］－１０１３×［Ｋ２Ｏ］－９４９×［Ｂ２Ｏ３］－９４１×［Ｐ２Ｏ５］－６８７×［ＭｇＯ］－９５６×［ＺｎＯ］－１５１６×［ＺｒＯ２］－８２３×［Ｙ２Ｏ３］＋９５１７４
　ＤはＫイオンの拡散による圧縮応力値に関与するパラメータである。Ｄの値が上記範囲であることで、Ｋイオンの拡散速度が大きくなる傾向がある。Ｄの値は、ＣＴを低くするためには１９５０以下が好ましく、１８００以下がより好ましく、１６００以下がさらに好ましい。
　［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＥは５００以上が好ましい。パラメータＥの値は５２０以上がより好ましく、５５０以上がさらに好ましく、５７０以上が特に好ましく、６００以上が一層好ましく、６５０以上が最も好ましい。Ｅ＝５３９×［ＳｉＯ２］＋５２７×［Ａｌ２Ｏ３］＋５８７×［Ｌｉ２Ｏ］＋４６７×［Ｎａ２Ｏ］＋５７８×［Ｋ２Ｏ］＋５１０×［Ｂ２Ｏ３］＋５１６×［Ｐ２Ｏ５］＋４４２×［ＭｇＯ］＋５０２×［ＺｎＯ］＋８５０×［ＺｒＯ２］＋５４６×［Ｙ２Ｏ３］－５３４７６
　ＥはＮａイオンの拡散による圧縮応力値に関与するパラメータである。Ｅの値が上記範囲であることで、Ｎａイオンの拡散速度が小さくなる傾向がある。Ｅの値は、ＣＴを低くするために、１０００以下が好ましく、８００以下がより好ましい。
　以下、好ましいガラス組成について説明する。
　ＳｉＯ２はガラスのネットワークを構成する成分である。また、ＳｉＯ２は化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。
　ＳｉＯ２の含有量は、化学的耐久性を向上させるために、５２％以上が好ましく、５６％以上がより好ましく、６０％以上がさらに好ましく、６３％以上がよりさらに好ましく、６５％以上が特に好ましい。ガラス製造時の溶融性をよくするためには、ＳｉＯ２の含有量は７０％以下が好ましく、６８％以下がより好ましく、６５％以下がさらに好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３は化学強化の際のイオン交換性能を向上させ、強化後の表面圧縮応力を大きくする観点から有効な成分である。
　Ａｌ２Ｏ３の含有量は、化学的耐久性を向上するために、また化学強化特性を向上するために１４％以上が好ましく、１６％以上がより好ましく、１８％以上がさらに好ましく、２０％以上が特に好ましい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると溶融中に結晶が成長しやすくなる場合がある。失透欠点による歩留まり低下を防止するためには、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２５％以下が好ましく、２３％以下がより好ましく、２１％以下がさらに好ましい。
　ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とは、いずれもガラスの構造を安定させる成分である。脆性を低くするためには、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計の含有量は好ましくは７５％以上、より好ましくは７７％以上、さらに好ましくは７９％以上である。
　ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とは、いずれもガラスの溶融温度を高くする傾向がある。そこで、ガラスを溶融しやすくするためには、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計の含有量は好ましくは９０％以下、より好ましくは８７％以下、さらに好ましくは８５％以下、特に好ましくは８２％以下である。
　Ｌｉ２Ｏは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分であり、ガラスの溶融性を向上させる成分である。化学強化ガラス（化学強化用ガラス）がＬｉ２Ｏを含有することにより、ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンにイオン交換し、さらにＮａイオンをＫイオンにイオン交換する方法で、表面圧縮応力および圧縮応力層がともに大きな応力プロファイルが得られる。
　化学強化時の表面圧縮応力を大きくするために、Ｌｉ２Ｏの含有量は１０％以上が好ましく、１１％以上がより好ましく、１３％以上がさらに好ましく、１５％以上が特に好ましい。
　一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が多すぎるとガラス成型時の結晶成長速度が大きくなり、失透欠点による歩留まり低下の問題が大きくなる場合がある。ガラス製造工程での失透を抑制するためには、Ｌｉ２Ｏの含有量は、１８％以下が好ましく、より好ましくは１６％以下、さらに好ましくは１４％以下、特に好ましくは１２％以下である。
　Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、いずれも必須ではないが、ガラスの溶融性を向上させ、ガラスの結晶成長速度を小さくする成分である。本ガラスは、イオン交換性能を向上させるためには、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも一方を含有することが好ましい。
　Ｎａ２Ｏは、カリウム塩を用いる化学強化処理において表面圧縮応力層を形成させる成分であり、またガラスの溶融性を向上させ得る成分である。その効果を得るために、Ｎａ２Ｏの含有量は、１％以上が好ましく、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると化学強化によって、表面から比較的深い部分の圧縮応力を高くしにくくなる。かかる観点からは、含有量は７％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましい。
　本ガラスは、ガラス製造工程での失透を抑制する等の目的でＫ２Ｏを含有してもよい。本ガラスにＫ２Ｏを含有させる場合の含有量は、０．１％以上が好ましく、より好ましくは０．１５％以上、特に好ましくは０．２％以上である。失透をより防止するためには、Ｋ２Ｏの含有量は０．５％以上が好ましく、１．２％以上がより好ましい。一方、ガラスがＫを多く含むことで脆性や、強化時の逆交換によって表層応力の低下の要因となる場合がある。かかる観点からは、Ｋ２Ｏの含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましい。
　Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計（［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）はガラスの溶融性を高くするために好ましくは３％以上、より好ましくは３．５％以上、さらに好ましくは４％以上、特に好ましくは４．５％以上である。（［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）が多すぎると表面圧縮応力値の低下が生じやすいため、（［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）は好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは７％以下、特に好ましくは６％以下である。
　またＮａ２Ｏの含有量がＫ２Ｏの含有量より大きいことが好ましい。Ｋ２Ｏは表面抵抗率を大きくしやすいからである。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計に対するＬｉ２Ｏの含有量の比ＰＬｉ＝［Ｌｉ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）は、表面抵抗率を低くするため好ましくは０．４以上であり、より好ましくは０．５以上、さらに好ましくは０．６以上である。一方、ガラス溶融中に失透が生じるのを抑制するためには、ＰＬｉは好ましくは０．９以下であり、特に好ましくは０．８以下である。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計に対するＮａ２Ｏの含有量の比ＰＮａ＝［Ｎａ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）は、失透を抑制するために０．１以上が好ましく、０．２以上がより好ましい。表面抵抗率を下げるためには、ＰＮａは好ましくは０．５以下であり、より好ましくは０．４以下である。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計に対するＫ２Ｏの含有量の比ＰＫ＝［Ｋ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）は、表面抵抗率を下げるために、好ましくは０．３以下であり、より好ましくは０．２以下である。
　また、以下の式で表されるパラメータＳの値は０．４以下であることが好ましく、０．３７以下であることがより好ましく、０．３５以下がさらに好ましく、０．３４以下が特に好ましい。
　Ｓ＝－ＰＬｉ×ｌｏｇ（ＰＬｉ）－ＰＮａ×ｌｏｇ（ＰＮａ）－ＰＫ×ｌｏｇ（ＰＫ）
　パラメータＳは、値が小さいほどＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、およびＫ２Ｏの含有量に偏りがあることを表す。Ｓの値が小さいほどガラスの導電性が良くなりやすく、表面抵抗率も小さくなる傾向がある。Ｓの値は、イオン交換の進みやすさの点からは、０．１５以上が好ましく、０．２以上がより好ましい。
　ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯはいずれも必須ではないが、ガラスの安定性を高める観点から、本ガラスはこれらのいずれか１種以上を含有してもよい。本ガラスがＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯのいずれか１種以上を含有する場合の、含有量の合計［ＭｇＯ］＋［ＣａＯ］＋［ＳｒＯ］＋［ＢａＯ］＋［ＺｎＯ］は、好ましくは０．１％以上であり、０．２％以上がより好ましい。高いＣＳを維持するためには、これらの含有量の合計は５％以下が好ましく、２％以下が好ましく、１．５％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。
　溶解時の粘性を下げる等のために、本ガラスはＭｇＯを含有してもよい。本ガラスがＭｇＯを含有する場合の含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、ＭｇＯの含有量が多すぎると化学強化処理時に圧縮応力層を大きくしにくくなる。ＭｇＯの含有量は好ましくは５％以下であり、より好ましくは４％以下であり、さらに好ましくは３％以下であり、特に好ましくは２％以下である。
　ＣａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分である。本ガラスはＣａＯを含有してもよい。本ガラスがＣａＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．１５％以上であり、さらに好ましくは０．５％以上である。一方、ＣａＯの含有量が過剰であると化学強化処理時に圧縮応力値を大きくしにくくなる。ＣａＯの含有量は好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、典型的には０．５％以下である。
　ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分である。本ガラスはＺｎＯを含有してもよい。本ガラスがＺｎＯを含有する場合の含有量は、好ましくは０．２％以上であり、より好ましくは０．５％以上である。ガラスの耐候性を高くするためには、ＺｎＯの含有量は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％未満がさらに好ましい。
　ＺｎＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは化学強化特性を悪化させる傾向がある。ガラスを化学強化しやすくするためには、これらの含有量の合計［ＺｎＯ］＋［ＳｒＯ］＋［ＢａＯ］は、３％以下が好ましく、１％未満がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましい。ＺｎＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、実質的に含有しないことが特に好ましい。
　本ガラスはＺｒＯ２を含有しなくともよい。一方、化学強化ガラスの表面圧縮応力を増大させる観点からは、本ガラスはＺｒＯ２を含有することが好ましい。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．１５％以上、さらに好ましくは０．２％以上、特に好ましくは０．２５％以上、一層好ましくは０．３％以上である。一方、ＺｒＯ２の含有量が多すぎると失透欠点が発生しやすくなり、化学強化処理時に圧縮応力値を大きくしにくくなる。ＺｒＯ２の含有量は好ましくは２％以下であり、より好ましくは１．５％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、特に好ましくは０．８％以下である。
　破壊靱性値を大きくするためには、本ガラスはＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｒＯ２のいずれか１種以上を合計で０．２％以上含有することが好ましい。Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計の含有量は、０．５％以上が好ましく、１．０％以上がより好ましく、１．５％以上がさらに好ましい。また、液相温度を下げ、失透を抑制するためには、これらの合計の含有量は６％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましい。
　失透温度を下げ、失透を抑制するためには、Ｙ２Ｏ３およびＬａ２Ｏ３の含有量の合計がＺｒＯ２の含有量より大きいことが好ましく、Ｙ２Ｏ３の含有量がＺｒＯ２の含有量より大きいことがより好ましい。
　Ｙ２Ｏ３は必須ではないが、化学強化ガラスの表面圧縮応力を増大させつつ、結晶成長速度を小さくするためには、本ガラスはＹ２Ｏ３を含有することが好ましい。
　本ガラスがＹ２Ｏ３を含有する場合の含有量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．５％以上、特に好ましくは１％以上である。一方、Ｙ２Ｏ３が多すぎると化学強化処理時に圧縮応力層を大きくしにくくなる。Ｙ２Ｏ３の含有量は好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下、特に好ましくは１．５％以下である。
　Ｌａ２Ｏ３は、必須ではないが、Ｙ２Ｏ３と同様の理由で本ガラスはＬａ２Ｏ３を含有してもよい。本ガラスがＬａ２Ｏ３を含有する場合の含有量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．２％以上、さらに好ましくは０．５％以上、特に好ましくは０．８％以上である。一方、Ｌａ２Ｏ３が多すぎると化学強化処理時に圧縮応力層を大きくしにくくなる。Ｌａ２Ｏ３の含有量は好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下、特に好ましくは１．５％以下である。
　ＴｉＯ２は、ガラスのソラリゼーションを抑制する成分である。本ガラスはＴｉＯ２を含有してもよい。本ガラスがＴｉＯ２を含有する場合の含有量は、好ましくは０．０２％以上であり、より好ましくは０．０３％以上であり、さらに好ましくは０．０４％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上であり、一層好ましくは０．０６％以上である。一方、ＴｉＯ２の含有量が１％超であると失透が発生しやすくなり、化学強化ガラスの品質が低下する恐れがある。ＴｉＯ２の含有量は１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．２５％以下である。
　Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、ガラスの脆性を小さくし耐クラック性を向上させる目的で、または、ガラスの溶融性を向上させる目的で、本ガラスはＢ２Ｏ３を含有してもよい。本ガラスがＢ２Ｏ３を含有する場合の含有量は、好ましくは０．５％以上、好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると耐酸性が悪化しやすい。Ｂ２Ｏ３の含有量は１０％以下が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは４％以下、特に好ましくは２％以下である。溶融時に脈理が発生する問題を防止する観点から、本ガラスはＢ２Ｏ３を実質的に含有しないことがより好ましい。
　Ｐ２Ｏ５は必須ではないが、化学強化時の圧縮応力層を大きくする目的で、本ガラスはＰ２Ｏ５を含有してもよい。本ガラスがＰ２Ｏ５を含有する場合の含有量は、好ましくは０．５％以上、好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。一方、耐酸性を高くする観点から、Ｐ２Ｏ５の含有量は５％以下が好ましく、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは２％以下である。溶融時に脈理が発生することを防止する観点から、本ガラスはＰ２Ｏ５を実質的に含有しないことがより好ましい。
　Ｂ２Ｏ３とＰ２Ｏ５の含有量の合計は０～１０％が好ましく、１％以上がより好ましく、２％以上がさらに好ましい。Ｂ２Ｏ３とＰ２Ｏ５の含有量の合計は６％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましい。
　Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３及びＣｅＯ２は、ガラスのソラリゼーションを抑制する成分であり、溶融性を改善する成分である。本ガラスはＮｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３及びＣｅＯ２の少なくとも１種以上を含有してもよい。本ガラスがこれらの成分を含有する場合の合計の含有量は、好ましくは０．０３％以上、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．５％以上、特に好ましくは０．８％以上、一層好ましくは１％以上である。一方、これらの含有量が多すぎると化学強化処理時に圧縮応力値を大きくしにくくなることから、合計の含有量は、好ましくは３％以下であり、より好ましくは２％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、特に好ましくは０．５％以下である。
　Ｆｅ２Ｏ３は熱線を吸収するのでガラスの溶解性を向上させる効果がある。大型の溶解窯を用いてガラスを大量生産する場合には、本ガラスはＦｅ２Ｏ３を含有することが好ましい。その場合の含有量は酸化物基準の重量％において、好ましくは０．００２％以上、より好ましくは０．００５％以上、さらに好ましくは０．００７％以上、特に好ましくは０．０１％以上である。一方、Ｆｅ２Ｏ３は過剰に含有すると着色が生じるので、その含有量はガラスの透明性を高める観点から、酸化物基準の重量％において、０．３％以下が好ましく、より好ましくは０．０４％以下、さらに好ましくは０．０２５％以下、特に好ましくは０．０１５％以下である。
　なお、ここではガラス中の鉄酸化物をすべてＦｅ２Ｏ３として説明したが、実際には、酸化状態のＦｅ（ＩＩＩ）と還元状態のＦｅ（ＩＩ）が混在しているのが普通である。このうちＦｅ（ＩＩＩ）は黄色の着色を生じ、Ｆｅ（ＩＩ）は青色の着色を生じ、両者のバランスでガラスに緑色の着色が生じる。
　さらに、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において、本ガラスは着色成分を含有してもよい。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
　着色成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で、合計で５％以下が好ましい。５％を超えるとガラスが失透しやすくなる場合がある。着色成分の含有量は好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。ガラスの透過率を高くしたい場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
　ガラスの溶融の際の清澄剤等として、本ガラスは硫酸塩、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。本ガラスはＡｓ２Ｏ３を含有しないことが好ましい。本ガラスがＳｂ２Ｏ３を含有する場合は、その含有量は０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
　本ガラスの破壊靱性値は０．７０ＭＰａ・ｍ１／２以上であることが好ましく、より好ましくは０．７５ＭＰａ・ｍ１／２以上、さらに好ましくは０．８０ＭＰａ・ｍ１／２以上、特に好ましくは０．８３ＭＰａ・ｍ１／２以上である。また、破壊靱性値は通常、２．０ＭＰａ・ｍ１／２以下であり、典型的には１．５ＭＰａ・ｍ１／２以下である。破壊靱性値が大きいことにより、化学強化によって大きな表面圧縮応力をガラス中に導入しても、激しい破砕が生じにくい。
　破壊靱性値は、例えば、ＤＣＤＣ法（Ａｃｔａ　ｍｅｔａｌｌ．ｍａｔｅｒ．　Ｖｏｌ．４３、ｐｐ．３４５３－３４５８、１９９５）を用いて測定できる。
　本ガラスのヤング率は、ガラスが破砕しにくいために８０ＧＰａ以上が好ましく、より好ましくは８２ＧＰａ以上、さらに好ましくは８４ＧＰａ以上、特に好ましくは８５ＧＰａ以上である。ヤング率の上限は特に限定されるものではないが、ヤング率が高いガラスは耐酸性が低くなる場合があるので、例えば１１０ＧＰａ以下が好ましく、より好ましくは１００ＧＰａ以下、さらに好ましくは９０ＧＰａ以下である。ヤング率は、たとえば超音波パルス法（ＪＩＳ　Ｒ１６０２：１９９５）により測定できる。
　本ガラスの５０～３５０℃の平均線熱膨張係数（熱膨張係数）は、化学強化後の反りを低減する観点から、好ましくは９５×１０－７／℃以下、より好ましくは９０×１０－７／℃以下、さらに好ましくは８８×１０－７／℃以下、特に好ましくは８６×１０－７／℃以下、最も好ましくは８４×１０－７／℃以下である。熱膨張係数の下限は特に限定されるものではないが、熱膨張係数が小さいガラスは、溶融しにくい場合があるので、本ガラスの５０～３５０℃の平均線熱膨張係数（熱膨張係数）は、例えば、６０×１０－７／℃以上が好ましく、より好ましくは７０×１０－７／℃以上、さらに好ましくは７４×１０－７／℃以上、よりさらに好ましくは７６×１０－７／℃以上である。
　ガラス転移点（Ｔｇ）は、化学強化後の反りを低減する観点から、好ましくは５００℃以上、より好ましくは５２０℃以上、さらに好ましくは５４０℃以上である。フロート成形しやすい点では、好ましくは７５０℃以下、より好ましくは７００℃以下、さらに好ましくは６５０℃以下、特に好ましくは６００℃以下、最も好ましくは５８０℃以下である。
　本ガラスは、以下の試験方法で測定されるＤＳＣ発熱ピークの温度がガラス転移点より１５０℃以上高いことが好ましい。
　すなわち、約７０ｍｇのガラスをメノウ乳鉢ですりつぶし、昇温速度を１０℃／分として室温から１２００℃まで示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定する。
　ＤＳＣ発熱ピークの温度は、Ｔｇより１２０℃以上高いことがより好ましく、１５０℃以上高いことがさらに好ましい。ＤＳＣ発熱ピークの温度が上記値以上であることで、ガラスを加熱して成形等する場合に結晶が生じにくい。それによって、たとえばガラスの３Ｄ成型がしやすくなる。ＤＳＣ発熱ピークの温度は通常は（Ｔｇ＋３００℃）以下であり、（Ｔｇ＋２５０℃）以下がより好ましい。
　粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ２）は１７５０℃以下が好ましく、１７３０℃以下がより好ましく、１７００℃以下がさらに好ましく、１６７５℃以下が特に好ましく、典型的には１６５０℃以下である。温度（Ｔ２）はガラスの溶解温度の目安となる温度であり、Ｔ２が低いほどガラスを製造しやすい傾向がある。Ｔ２の下限は特に限定されるものではないが、Ｔ２が低いガラスはガラス転移点が低くなりすぎる傾向があるので、Ｔ２は通常、１４００℃以上であり、好ましくは１４５０℃以上である。
　また、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ４）は１３５０℃以下が好ましく、１３００℃以下がより好ましく、１２５０℃以下であることがさらに好ましく、１１５０℃以下が特に好ましい。温度（Ｔ４）はガラスを板状に成形する温度の目安となる温度であり、Ｔ４が高いガラスは成形設備への負荷が高くなる傾向がある。Ｔ４の下限は特に限定されないが、Ｔ４が低いガラスは、ガラス転移点が低くなりすぎる傾向があるので、Ｔ４は、通常９００℃以上であり、好ましくは９５０℃以上であり、より好ましくは１０００℃以上である。
　本ガラスの失透温度は、粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度（Ｔ４）より１２０℃高い温度以下であるとフロート法による成形時に失透が生じにくいので好ましい。失透温度は、より好ましくはＴ４より１００℃高い温度以下、さらに好ましくはＴ４より５０℃高い温度以下、特に好ましくはＴ４以下である。例えばＴ４が１２３０℃である場合、失透温度は１３５０℃以下が好ましく、１３３０℃以下がより好ましく、１２８０℃以下がさらに好ましい。
　また本ガラスの失透成長速度は、製造しやすさの観点から１００００μｍ／ｈ以下が好ましく、８０００μｍ／ｈ以下がより好ましい。失透成長速度は失透現象によって生じる結晶の成長速度のことをいい、例えば実施例に記載の方法で測定できる。
　本ガラスの軟化点は８５０℃以下が好ましく、８２０℃以下がより好ましく、７９０℃以下がさらに好ましい。ガラスの軟化点が低いほど、曲げ成形における熱処理温度が低くなり、消費エネルギーが小さくなるのに加え、設備の負荷も小さくなるからである。曲げ成形温度を低くする観点から、軟化点は低いほど好ましいが、通常のガラスでは７００℃以上である。軟化点が低すぎるガラスは、化学強化処理の際に導入する応力が緩和しやすく低強度になりやすい傾向にあることから、軟化点は７００℃以上が好ましい。より好ましくは７２０℃以上、さらに好ましくは７４０℃以上である。軟化点はＪＩＳ　Ｒ３１０３－１：２００１に記載の繊維引き伸ばし法で測定できる。
　本ガラスは、以下の測定方法で測定される結晶化ピーク温度が、軟化点－１００℃より高いことが好ましい。また、結晶化ピークが認められないことがより好ましい。
　すなわち、約７０ｍｇのガラスを砕いて、メノウ乳鉢ですりつぶし、昇温速度を１０℃／分として室温から１２００℃まで示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定する。
　本ガラスの５０℃における表面抵抗率はガラス表面の帯電量を小さくするために、１０１５Ω／ｓｑ以下が好ましく、１０１４．５Ω／ｓｑ以下がより好ましく、１０１４Ω／ｓｑ以下がさらに好ましい。また、帯電量が小さいガラスは製造時の失透特性が悪い傾向があるため、表面抵抗率は１０８Ω／ｓｑ以上が好ましく、１０９Ω／ｓｑ以上がより好ましい。表面抵抗率が小さいほどガラスの導電性が良くなる傾向がある。表面抵抗率ρは、ガラス板表面に電極を形成して測定される電流値Ｉと電圧ＶからＲ＝Ｖ／Ｉとして求められる抵抗値Ｒと電極係数ｒとからρ＝Ｒ×ｒとして求められる。
　本ガラスが板状（ガラス板）である場合、その板厚（ｔ）は、化学強化の効果を高くする観点から、例えば２０００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５００μｍ以下であり、さらに好ましくは１０００μｍ以下であり、よりさらに好ましくは９００μｍ以下であり、特に好ましくは８００μｍ以下であり、最も好ましくは７００μｍ以下である。また、当該板厚は、化学強化処理による十分な強度向上の効果を得る観点からは、例えば１００μｍ以上が好ましく、より好ましくは２００μｍ以上であり、さらに好ましくは４００μｍ以上であり、よりさらに好ましくは５００μｍ以上である。
　本ガラスの形状は、適用される製品や用途等に応じて、板状以外の形状でもよい。またガラス板は、外周の厚みが異なる縁取り形状などを有していてもよい。また、ガラス板の形態はこれに限定されず、例えば２つの主面は互いに平行でなくともよく、また、２つの主面の一方又は両方の全部又は一部が曲面であってもよい。より具体的には、ガラス板は、例えば、反りの無い平板状のガラス板であってもよく、また、湾曲した表面を有する曲面ガラス板であってもよい。
　本発明の実施形態に係るガラスは、一般的な方法で製造できる。例えば、ガラスの各成分の原料を調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。その後、公知の方法によりガラスを均質化し、ガラス板等の所望の形状に成形し、徐冷する。
　ガラス板の成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法及びダウンドロー法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好ましい。また、フロート法以外の連続成形法、たとえば、フュージョン法およびダウンドロー法も好ましい。
　その後、成形したガラスを必要に応じて研削および研磨処理して、ガラス基板を形成する。なお、ガラス基板を所定の形状及びサイズに切断したり、ガラス基板の面取り加工を行う場合、後述する化学強化処理を施す前に、ガラス基板の切断や面取り加工を行えば、その後の化学強化処理によって端面にも圧縮応力層が形成されることから、好ましい。
＜化学強化ガラス＞
　本発明の実施形態に係る化学強化ガラス（以下、本化学強化ガラスとも略す。）は、母組成が前述の本ガラスのガラス組成と等しい。図１及び図２は、本化学強化ガラスの応力プロファイルの一例を示す図である。なお図２は、散乱光光弾性応力計を用いて測定した、化学強化ガラス内部の応力プロファイルである。なお、ここで内部とは、例えば表面からの深さが３０μｍ以上の範囲をいう。
　本化学強化ガラスは、表面圧縮応力値ＣＳ０が４００ＭＰａ以上であることが好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましく、さらに好ましくは７００ＭＰａ以上、よりさらに好ましくは８００ＭＰａ以上、特に好ましくは８５０ＭＰａ以上である。
　表面圧縮応力値は大きいほど強度は高くなるが、表面圧縮応力値が大きすぎると化学強化ガラス内部に大きな引張応力が生じ、破壊に至る恐れがある。そのため、表面圧縮応力値ＣＳ０は１６００ＭＰａ以下が好ましく、１５００ＭＰａ以下がより好ましい。
　本化学強化ガラスの応力プロファイルにおいて、表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０は９０ＭＰａ以上が好ましく、１１０ＭＰａ以上がより好ましく、１３０ＭＰａ以上がさらに好ましく、さらに好ましくは１４０ＭＰａ以上、特に好ましくは１５０ＭＰａ以上、最も好ましくは１６０ＭＰａ以上である。ＣＳ５０が大きいことで化学強化ガラスが落下する等によって傷ついた時に割れにくくなる。ＣＳ５０は、化学強化ガラス内部に大きな引張応力が生じ、破壊に至ることを抑制する観点からは、３００ＭＰａ以下が好ましく、２５０ＭＰａ以下がより好ましく、２００ＭＰａ以下がさらに好ましい。
　本化学強化ガラスにおいて、ガラスの板厚ｔの１／２の深さにおける引張応力値、すなわち内部引張応力値ＣＴは、７０．６ＭＰａ以下が好ましく、６２．１ＭＰａ以下がより好ましく、６１．８ＭＰａ以下がさらに好ましく、５６．９ＭＰａ以下がさらに好ましい。ＣＴが小さいことで破砕が生じにくい。内部引張応力値ＣＴは５０ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは５３ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは５５ＭＰａ以上である。ＣＴが上記値以上であることで、表面付近の圧縮応力が大きくなり、強度が高くなる。
　本化学強化ガラスは、表面から板厚中心に向かって深さ方向にＮａ２Ｏ濃度のプロファイルを取ったとき、Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さが０．０１ｔ以上であることが好ましい。
　Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さは、０．０２５ｔ以上が好ましく、より好ましくは０．０４５ｔ以上であり、さらに好ましくは０．０５５ｔ以上であり、特に好ましくは０．０６２５ｔ以上である。また、一般的な厚さの場合には、０．１５ｔ以下が好ましく、０．１ｔ以下がより好ましく、０．０８ｔ以下がさらに好ましい。
　また、Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さは１μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましく、１５μｍ以上がさらに好ましい。強い衝撃による破壊を防止するためには、２０μｍ以上が好ましく、３０μ以上がより好ましく、４０～６０μｍがさらに好ましい。
　Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さが上記範囲であることで、ＣＴを抑制しつつガラス内部での圧縮応力が大きいガラスを得やすい。
　Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さは、化学強化ガラスの断面について電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で厚さ方向の濃度分布を測定する方法で求められる。
　本化学強化ガラスは、以下の方法で測定されるホッピング周波数が好ましくは１０２．５以上、より好ましくは１０３．０以上、さらに好ましくは１０３．５以上であると、帯電しにくい。ホッピング周波数が大きすぎるガラスは失透特性が悪いもしくは破壊靭性が低くなる恐れがある。ホッピング周波数は１０６．０以下が好ましく、１０５．５以下がより好ましく、１０５．０以下がさらに好ましい。
　（ホッピング周波数の測定方法）
　ガラス板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの板状に加工し、一方の表面に、図３に示す電極パターンを形成する。
　インピーダンスアナライザを用いて２０ＭＨｚ～２ＭＨｚにおけるインピーダンスを測定し、複素アドミタンスを求める。
　Ｋ＝－１１．２１４、ｎ１＝０．９９５、ｎ２＝０．５７６、Ｃ∞＝２０．７２６として、下記式（１３）（Ａｌｍｏｎｄ－ｗｅｓｔの式）と得られた複素アドミタンスとからホッピング周波数ωｐを算出する。
　なお、下記式（１３）は、複素アドミタンスＹ＊（ω）に関する、周波数ωを変数としたモデル式として知られるものである（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｖｏｌ．１９，　１９８４：　３２３６－３２４８）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　本化学強化ガラスは、上述の本ガラスに化学強化処理を施した後、洗浄および乾燥することにより、製造できる。本化学強化ガラスの好ましい形状は本ガラスの好ましい形状と同様であり、例えば、反りの無い平板状のガラス板であってもよく、湾曲した表面を有する曲面ガラス板であってもよく、板状以外の形状であってもよい。本化学強化ガラスの製造においては、平板状のガラス板に化学強化処理を施してもよいし、本化学強化ガラスが曲面ガラス板である場合には、湾曲させたガラス板に化学強化処理を施してもよい。また、板状以外の形状のガラスに化学強化処理を施してもよい。
　化学強化処理は、公知の方法によって行える。化学強化処理においては、大きなイオン半径の金属イオンを含む金属塩（例えば、硝酸カリウム）の融液に、浸漬などによってガラス板を接触させる。これにより、ガラス板中の小さなイオン半径の金属イオンが大きなイオン半径の金属イオンと置換される。ここで、小さなイオン半径の金属イオンは、典型的には、ＮａイオンまたはＬｉイオンである。大きなイオン半径の金属イオンは、典型的には、ＫイオンまたはＮａイオンであり、具体的には、Ｎａイオンに対してはＫイオン、Ｌｉイオンに対してはＮａイオンまたはＫイオンである。
　化学強化処理（イオン交換処理）は、例えば、３６０～６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ガラス板を０．１～５００時間浸漬することによって行える。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５～５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３～２００時間が好ましい。
　化学強化処理を行うための溶融塩としては、例えば、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、例えば、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、例えば、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、例えば、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
　本実施形態において、化学強化処理の処理条件は、ガラスの特性・組成や溶融塩の種類、ならびに、最終的に得られる化学強化ガラスに所望される表面圧縮応力や圧縮応力層の深さ等の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。
　また、本実施形態においては、化学強化処理を一回のみ行ってもよく、あるいは２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。ここで、例えば、１段階目の化学強化処理として、ＤＯＬが大きくＣＳが相対的に小さくなる条件で化学強化処理を行う。その後に、２段階目の化学強化処理として、ＤＯＬが小さくＣＳが相対的に高くなる条件で化学強化処理を行うと、化学強化ガラスの最表面のＣＳを高めつつ、内部引張応力面積（Ｓｔ）を抑制でき、内部引張応力（ＣＴ）を低く抑えられる。
　本ガラス及び本化学強化ガラスは、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末等のモバイル機器等に用いられるカバーガラスとして、特に有用である。さらに、携帯を目的としない、テレビ（ＴＶ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タッチパネル等のディスプレイ装置のカバーガラス、エレベータ壁面、家屋やビル等の建築物の壁面（全面ディスプレイ）、窓ガラス等の建築用資材、テーブルトップ、自動車や飛行機等の内装等やそれらのカバーガラスとして、また曲げ加工や成形により板状でない曲面形状を有する筺体等の用途にも有用である。
　以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。例１～例１３、例２１～例３７、例３９は本ガラスの実施例であり、例１４～２０、例３８、例４０は比較例である。なお、表中の各測定結果について、「－」は未評価であることを表す。
（化学強化用ガラスの作製）
　表１～表３中に示される酸化物基準のモル百分率表示の各ガラス組成となるように、ガラス板を白金るつぼ溶融にて作製した。酸化物、水酸化物、炭酸塩または硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして１０００ｇになるように秤量した。次いで、混合した原料を白金るつぼに入れ、１５００～１７００℃の抵抗加熱式電気炉に投入して３時間程度溶融し、脱泡、均質化した。得られた溶融ガラスを型材に流し込み、ガラス転移点＋５０℃の温度において１時間保持した後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。得られたガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工して、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×板厚０．８ｍｍの板状ガラス（化学強化用ガラス）を得た。なお表１～表３において、Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＮａ２Ｏの含有量の合計を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　得られた化学強化用ガラスの物性を以下のようにして評価した。結果は表４～表６に示す。表４～表６において、太字かつ斜字で表した数値はガラス組成からの推定値である。
＜密度（ｄ）＞
　密度測定は液中ひょう量法（ＪＩＳ　Ｚ８８０７：２０１２　固体の密度及び比重の測定方法）で行った。単位は、ｇ／ｃｍ３である。
＜ヤング率＞
　超音波パルス法（ＪＩＳ　Ｒ１６０２：１９９５）によりヤング率（Ｇ）（単位：ＧＰａ）を測定した。
＜平均線熱膨張係数αおよびガラス転移点（Ｔｇ）＞
　温度５０～３５０℃における平均線膨張係数（α）（単位：１０－７／℃）およびガラス転移点（℃）は、ＪＩＳ　Ｒ３１０２：１９９５『ガラスの平均線膨張係数の試験方法』の方法に準じて測定した。
＜Ｔ２、Ｔ４＞
　回転粘度計（ＡＳＴＭ　Ｃ　９６５－９６に準ずる）により粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２（℃）および１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４（℃）を測定した。
＜失透成長速度＞
　失透現象によって生じる結晶の成長速度を、以下の手順で測定した。
　ガラス片を乳鉢で粉砕して分級し、目開きが３．３５ｍｍであるメッシュの篩を通過し、目開きが２．３６ｍｍであるメッシュの篩を通過しなかったガラス粒子をイオン交換水で洗浄し、乾燥したものを試験に用いた。
　多数の凹部を有する細長い白金セルの個々の凹部にガラス粒子を１個のせ、１３５０℃以上で１５分以上保持した後、炉から取り出して７００～１３００℃の電気炉内にてガラス粒子の表面が溶けて平滑になるまで加熱した。
　次いで、そのガラスを、所定の温度に保った温度傾斜炉中に投入し、一定時間（ｗとする）、熱処理を行った後、室温に取り出して急冷した。この方法によれば、温度傾斜炉内に細長い容器を設置して同時に多数のガラス粒子を加熱処理できる。
　熱処理後のガラスを、偏光顕微鏡（株式会社ニコン製：ＥＣＬＩＰＳＥ　ＬＶ１００ＮＤで観察し、観察された結晶の内、最大の大きさのものの直径（Ｌμｍとする）を測定した。接眼レンズ１０倍、対物レンズ５倍～１００倍、透過光、偏光観察の条件で観察した。失透で生じた結晶は等方的に成長すると考えてよいので、失透（結晶）成長速度は（Ｌ／２）／ｗ［単位：μｍ／ｈ］である。
　ただし、測定する結晶は、容器との界面から析出していない結晶を選択した。金属界面における失透成長はガラス内部やガラス－雰囲気界面で起こる一般的な失透成長挙動とは異なる傾向にあるからである。
＜失透温度＞
　白金皿に粉砕されたガラス粒子を入れ、一定温度に制御された電気炉中で１７時間熱処理を行った。熱処理後のガラスを偏光顕微鏡で観察し、失透の有無を評価方法で失透温度を見積もった。たとえば表中、「１０００－１０２５℃」と記載した場合、１０００℃で熱処理すると失透したが１０２５℃の処理では失透しなかったことを意味する。この場合、失透温度は１０００℃以上１０２５℃未満である。
＜ＤＳＣピーク温度＞
　ＤＳＣピーク温度（℃）は、約７０ｍｇのガラスを砕いて、メノウ乳鉢ですりつぶし、昇温速度を１０℃／分として室温から１２００℃まで示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定した。
＜ＣＳ０（Ｎａ）、ＣＳ５０（Ｎａ）、ＣＳ９０（Ｎａ）、ＤＯＬ（Ｎａ）＞
　板厚を７００μｍとしたガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬して化学強化を行った。
　得られた化学強化ガラスについて、表面圧縮応力（値）（ＣＳ、ＤＯＬ）は表面応力計（有限会社折原製作所製　表面応力計ＦＳＭ－６０００）によって測定した。内部のＣＳ、ＤＯＬは散乱光光弾性応力計（有限会社折原製作所製　ＳＬＰ－１０００）を用いて測定した。各ガラスのＣＳ０（Ｎａ）、ＣＳ５０（Ｎａ）、ＣＳ９０（Ｎａ）、ＤＯＬ（Ｎａ）を表に示す。
＜ＣＳ０（Ｋ）、ＤＯＬ（Ｋ）＞
　板厚を７００μｍとしたガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬して化学強化を行った。
　得られた化学強化ガラスについて、ＮａＮＯ３による強化の場合と同様にＣＳ、ＤＯＬを測定した。各ガラスのＣＳ０（Ｋ）、ＤＯＬ（Ｋ）を表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
＜化学強化特性＞
　例９のガラスについて、次のように２段階の化学強化を行った。すなわち、１段目の化学強化処理としてＫＮＯ３が７０ｗｔ％、ＮａＮＯ３が３０ｗｔ％の溶融塩に３８０℃で９０分浸漬した。また、２段目の強化処理としてＫＮＯ３が９９ｗｔ％、ＬｉＮＯ３が１ｗｔ％の溶融塩に３８０℃で４０分浸漬した。
　得られた化学強化ガラスについて、表層の圧縮応力値は表面応力計（ＦＳＭ－６０００）を用いて測定した。内部のＣＳ、ＤＯＬは散乱光光弾性応力計（ＳＬＰ－１０００）を用いて測定した。
　得られた化学強化ガラスのＣＳ０は８１８ＭＰａであり、ＣＳ５０は１６９ＭＰａであり、ＣＴは６１．９ＭＰａであった。また、Ｋイオン交換深さは３．３μｍであり、ＤＯＬは１０４μｍであった。
　図１に得られた化学強化ガラスの応力プロファイルを示す。また、図２に、散乱光光弾性応力計（ＳＬＰ－１０００）を用いて測定した、化学強化ガラス内部の応力プロファイルを示す。なお、ここで内部とは、表面からの深さが３０μｍ以上の範囲をいう。
　図２より、ガラスの表面から深さ３３μｍ付近にＮａイオンの拡散による圧縮応力のピークを確認できる。このことから、Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さが１μｍ以上であるため、本ガラスの表面から板厚中心に向かって深さ方向にＮａ２Ｏ濃度のプロファイルを取ったときにも、Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さは１μｍ以上になると考えられる。
　実施例のガラスは、パラメータＭが好ましい範囲内であることで、ＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）の値が小さい。これにより、化学強化時のカリウムイオンの拡散速度がナトリウムイオンの拡散速度に対して比較的大きい。そのため、比較的簡単な強化処理により、図１に示すような、表面から深さ５０μｍ付近におけるＮａイオンの拡散による圧縮応力層のＣＳ、および表層のＫイオンの拡散による圧縮応力層のＤＯＬとＣＳが大きく、かつＣＴが抑制された化学強化ガラスを得られた。
　一方で比較例のガラスは、従来と同様にＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）の値が大きいため、簡単な強化処理では上記のような複雑な応力プロファイルを得ることは難しいと考えられる。または、比較例のガラスは、内部および表層の圧縮応力を得るために必要なＬｉ、Ａｌ量が不十分であるため、圧縮応力が低い結果となった。
　本発明を詳細にまた特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、２０２０年７月１０日出願の日本特許出願（特願２０２０－１１９４４５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (14)

  1. 　酸化物基準のモル百分率表示で、
    　ＳｉＯ２を５２～７０％、
    　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
    　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％、
    　Ｎａ２Ｏを１～７％、
    　Ｋ２Ｏを０．１～５％、
    　Ｂ２Ｏ３を０～１０％、
    　Ｐ２Ｏ５を０～５％、
    　ＭｇＯを０～５％、
    　ＺｎＯを０～５％、
    　ＺｒＯ２を０～２％、
    　Ｙ２Ｏ３を０～５％含有し、
    　ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３のモル％表示による含有量［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＭが２０以下であるガラス。
    　Ｍ＝－１．１５×［ＳｉＯ２］－１．７３×［Ａｌ２Ｏ３］＋０．１５５×［Ｌｉ２Ｏ］＋０．７４×［Ｎａ２Ｏ］－４．７５×［Ｋ２Ｏ］－２．１×［Ｂ２Ｏ３］－２．１７×［Ｐ２Ｏ５］＋３．２５×［ＭｇＯ］－２．０×［ＺｎＯ］－１３．３×［ＺｒＯ２］－０．８０×［Ｙ２Ｏ３］＋１２０
  2. 　前記［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＤが１２００以上である請求項１に記載のガラス。
    　Ｄ＝－９４３×［ＳｉＯ２］－８５９×［Ａｌ２Ｏ３］－９９８×［Ｌｉ２Ｏ］－９９１×［Ｎａ２Ｏ］－１０１３×［Ｋ２Ｏ］－９４９×［Ｂ２Ｏ３］－９４１×［Ｐ２Ｏ５］－６８７×［ＭｇＯ］－９５６×［ＺｎＯ］－１５１６×［ＺｒＯ２］－８２３×［Ｙ２Ｏ３］＋９５１７４
  3. 　前記［ＳｉＯ２］、［Ａｌ２Ｏ３］、［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｂ２Ｏ３］、［Ｐ２Ｏ５］、［ＭｇＯ］、［ＺｎＯ］、［ＺｒＯ２］、［Ｙ２Ｏ３］から以下の式で求められるパラメータＥが５００以上である請求項１または２に記載のガラス。
    　Ｅ＝５３９×［ＳｉＯ２］＋５２７×［Ａｌ２Ｏ３］＋５８７×［Ｌｉ２Ｏ］＋４６７×［Ｎａ２Ｏ］＋５７８×［Ｋ２Ｏ］＋５１０×［Ｂ２Ｏ３］＋５１６×［Ｐ２Ｏ５］＋４４２×［ＭｇＯ］＋５０２×［ＺｎＯ］＋８５０×［ＺｒＯ２］＋５４６×［Ｙ２Ｏ３］－５３４７６
  4. 　ガラスであって、酸化物基準のモル百分率表示で、
    　ＳｉＯ２を５２～７０％、
    　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
    　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％、
    　Ｎａ２Ｏを１～７％、
    　Ｋ２Ｏを０．１～５％含有し、
    　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる表面圧縮応力値ＣＳ０（Ｎａ）が５００ＭＰａ以上であり、
    　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる表面圧縮応力値ＣＳ０（Ｋ）が１２００ＭＰａ以上であり、
    　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＫＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる圧縮応力層深さＤＯＬ（Ｋ）が３μｍ以上であり、
    　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる圧縮応力層深さＤＯＬ（Ｎａ）と前記ＤＯＬ（Ｋ）との比
    　ＤＯＬ（Ｎａ）／ＤＯＬ（Ｋ）が３５以下であるガラス。
  5. 　板厚７００μｍの前記ガラスを３８０℃のＮａＮＯ３に４時間浸漬するときに生じる、表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０（Ｎａ）が１７０ＭＰａ以上である請求項４に記載のガラス。
  6. 　失透温度が１３５０℃以下である請求項１～５のいずれか一項に記載のガラス。
  7. 　粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７５０℃以下である請求項１～６のいずれか一項に記載のガラス。
  8. 　以下の試験方法で測定されるＤＳＣ発熱ピークの温度がガラス転移点より１５０℃以上高い、請求項１～７のいずれか一項に記載のガラス。
    　（試験方法）
    　約７０ｍｇのガラスを砕いて、メノウ乳鉢ですりつぶし、昇温速度を１０℃／分として室温から１２００℃まで示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定する。
  9. 　以下の式で表されるＳの値が０．４以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載のガラス。
    　Ｓ＝－ＰＬｉ×ｌｏｇ（ＰＬｉ）－ＰＮａ×ｌｏｇ（ＰＮａ）－ＰＫ×ｌｏｇ（ＰＫ）
    　ここでＰＬｉ＝［Ｌｉ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）
    　　　ＰＮａ＝［Ｎａ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）
    　　　ＰＫ＝［Ｋ２Ｏ］／（［Ｌｉ２Ｏ］＋［Ｎａ２Ｏ］＋［Ｋ２Ｏ］）
    　ただし［Ｌｉ２Ｏ］、［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］はそれぞれＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏのモル百分率表示での含有量を表す。
  10. 　表面圧縮応力値が４００ＭＰａ以上の化学強化ガラスであって、
    　表面から板厚中心に向かって深さ方向にＮａ２Ｏ濃度のプロファイルを取ったとき、Ｎａ２Ｏ濃度が最大となる深さが１μｍ以上であり、
    　前記化学強化ガラスの母組成は、酸化物基準のモル百分率表示で
    　ＳｉＯ２を５２～７０％、
    　Ａｌ２Ｏ３を１４～２５％、
    　Ｌｉ２Ｏを１０～１８％、
    　Ｎａ２Ｏを１～７％、
    　Ｋ２Ｏを０．１～５％含有する化学強化ガラス。
  11. 　表面からの深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ５０が９０ＭＰａ以上である、請求項１０に記載の化学強化ガラス。
  12. 　内部引張応力値ＣＴが７０．６ＭＰａ以下である、請求項１０または１１に記載の化学強化ガラス。
  13. 　表面圧縮応力値ＣＳ０が８００ＭＰａ以上である請求項１０～１２のいずれか一項に記載の化学強化ガラス。
  14. 　ホッピング周波数が１０２．５以上である、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の化学強化ガラス。
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