本发明是关于一种具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法。
背景技术
近年来,为了提高智能手机的外观设计的自由度,其保护玻璃或壳体开始使用具有曲面形状的玻璃部件。在这些玻璃部件的制造中,通过对板状玻璃进行热加工而得到曲面形状,在制造成本方面是有利的。此外,这些玻璃部件要求即使受到外在因素带来的冲击也不易破裂。因此,对智能手机的保护玻璃或壳体的玻璃部件所使用的玻璃,要求较高的机械强度和优异的热加工性,因此多选择化学强化玻璃。然而,不能说化学强化玻璃的机械强度就足够高。
除化学强化玻璃外,作为已探讨过的、保护玻璃可利用的素材,有蓝宝石。蓝宝石具有较高的机械强度,但因为是单晶体,所以难以通过热加工制成曲面形状,如果不进行磨削、抛光等机械加工,就无法得到曲面形状。与玻璃相比较,蓝宝石的机械加工性极差,因此,使用蓝宝石的保护玻璃的制造成本会变高。
专利文献1中公开了一种移动显示器用保护玻璃的制造方法。
先前技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-94885号公报
技术实现要素:
作为得到比化学强化玻璃更高的机械强度的材料,有结晶化玻璃。结晶化玻璃是通过加热非晶质的玻璃而使玻璃内部析出无数结晶的材料。结晶化玻璃可以通过使结晶析出而成为比结晶析出之前的原玻璃的物性值更优异的物性值。用于各种用途的结晶化玻璃,是按照其使用的用途对结晶的析出进行控制来制造的。
如果可以通过对板状的结晶化玻璃进行热加工而形成曲面形状,则作为智能手机的保护玻璃或壳体用途,能够得到优异的玻璃部件。
然而,析出了结晶的结晶化玻璃的热加工性较差,难以进行成为曲面形状的加工,或者即使能够进行热加工,也会因热加工时的加热而促进结晶化,在某些情况下乳白化而丧失透明性,难以兼得所希望的形状和结晶的析出量。
本发明要解决的问题在于,以低制造成本提供一种机械强度高,适应用途的形状和结晶析出量二者兼得,且具有曲面形状的结晶化玻璃部件。特别是,以低制造成本提供一种适合智能手机的保护玻璃或壳体用途的、具有曲面形状的结晶化玻璃部件。
经本发明人锐意研究的结果发现,通过在对热处理控制结晶化速度的同时,能够由板状玻璃析出结晶并且向曲面形状变形的结晶化玻璃,可以解决上述课题,从而完成了本发明,其具体的结构如下。
(结构1)
一种具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,具有变形工序,在所述变形工序中,将板状玻璃的温度保持在第一温度区域内,从所述板状玻璃析出结晶,同时,通过作用于所述板状玻璃的外力使所述板状玻璃的至少一部分向曲面形状变形。
(结构2)
如结构1所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,在将板状玻璃的屈服点设为at(℃)时,所述第一温度区域在[at-40]℃以上[at+40]℃以下的范围内。
(结构3)
如结构1或2所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述板状玻璃包括下述组成,所述组成以氧化物换算的摩尔%计,含有
sio2成分30.0%~70.0%、
al2o3成分8.0%~25.0%、
na2o成分0%~25.0%、
mgo成分0%~25.0%、
zno成分0%~30.0%、以及
tio2成分及zro2成分合计0%~10.0%。
(结构4)
如结构3所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述板状玻璃包括下述组成,所述组成以氧化物换算的摩尔%计,含有tio2成分1%~10.0%。
(结构5)
如结构3或4所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述板状玻璃包括下述组成,所述组成以氧化物换算的摩尔%计,含有zro2成分1%~10.0%。
(结构6)
如结构1至5中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其特征在于,在将所述板状玻璃的玻璃化转变点设为tg(℃)时,所述板状玻璃在[tg]℃以上[at+50]℃以下的范围的温度条件下析出结晶。
(结构7)
如结构1至6中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述变形工序是如下工序:在对所述板状玻璃作用外力的方向上配置成型模,通过使所述板状玻璃沿着所述成型模,使所述板状玻璃的至少一部分向曲面形状变形。
(结构8)
如结构1至7中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述外力的至少一部分为作用于所述板状玻璃上的重力。
(结构9)
如结构1至8中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述外力的至少一部分为载置于所述板状玻璃的上表面的负重施加到所述板状玻璃的力。
(结构10)
如结构1至9中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,所述外力的至少一部分为按压部件施加到所述板状玻璃的力。
(结构11)
如结构1至10中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,具有在所述变形工序后,使变形后的板状玻璃的温度降低的缓冷工序。
(结构12)
如结构1至11中任一项所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,具有在所述变形工序后,将变形后的板状玻璃的温度保持在第二温度区域内,从所述变形后的板状玻璃进一步析出结晶的结晶化工序。
(结构13)
如结构12所述的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法,其中,具有在所述结晶化工序后,使变形后的板状玻璃的温度降低的缓冷工序。
(结构14)
一种结晶化玻璃部件,其特征在于,具有曲面形状,厚度0.5mm的波长410nm的光线透射率为86%以上。
根据本发明,能够以低制造成本提供一种适应用途的形状和结晶析出量二者兼得,且具有曲面形状的结晶化玻璃部件。通过本发明所得到的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的机械强度高。此外,通过本发明的制造方法得到的具有曲面形状的结晶化玻璃部件,可以得到较高的可见光域的光线透射率。
通过本发明的制造方法得到的具有曲面形状的结晶化玻璃部件可适用于智能手机的保护玻璃、智能手机的壳体、钟表的保护玻璃、车载用途上所使用的hud(抬头显示)用基板或近红外线传感器用保护玻璃、其他电子设备、机械器具等零件。
附图说明
图1是示出本发明变形工序的方式的一例的图,是从出现板状玻璃的截面的方向观察的图。(a)是变形前的图,(b)是变形后的图。
图2是示出本发明变形工序的方式的一例的图,是从出现板状玻璃的截面的方向观察的图。(a)是变形前的图,(b)是变形后的图。
图3是示出本发明变形工序的方式的一例的图,是从出现板状玻璃的截面的方向观察的图。(a)是变形前的图,(b)是变形后的图。
图4是示出本发明变形工序的方式的一例的图,是从出现板状玻璃的截面的方向观察的图。(a)是变形前的图,(b)是变形后的图。
图5是示出本发明变形工序的方式的一例的图,是从出现板状玻璃的截面的方向观察的图。(a)是变形前的图,(b)是变形后的图。
图6是示出本发明变形工序的方式的一例的图,是从出现板状玻璃的截面的方向观察的图。(a)是变形前的图,(b)是变形后的图。
图7是示出通过本发明的制造方法得到的、具有曲面形状的结晶化玻璃部件的一例的立体图。
图8是示出通过本发明的制造方法得到的、具有曲面形状的结晶化玻璃部件的一例的立体图。十字交叉的线是用以容易理解形状的辅助线。
图9是示出通过本发明的制造方法得到的、具有曲面形状的结晶化玻璃部件的一例的立体图。
附图标记说明
g板状玻璃
1支撑部件
2成型模
3成型模的缘部
4成型模
5负重
6按压部件
具体实施方式
本发明的具有曲面形状的结晶化玻璃部件的制造方法的特征为:具有变形工序,在上述变形工序中,将板状玻璃的温度保持在第一温度区域内,从上述板状玻璃析出结晶,同时,通过对上述板状玻璃作用的外力使上述板状玻璃的至少一部分向曲面形状变形。以下,详细说明本发明的制造方法。
[准备板状玻璃的工序]
首先,准备非晶质的板状玻璃。板状玻璃优选形成如变形后成为所希望的形状那样的、或成为接近所希望的形状的形状。
板状玻璃的表面可以实施抛光加工而作为镜面,也可以作为磨削后的表面。
板状玻璃的材料只要是通过加热而析出结晶的玻璃、即结晶化玻璃的原玻璃即可。
对原玻璃的组成并没有特别限定,当是由以氧化物换算的摩尔%计,含有:
sio2成分30.0%~70.0%、
al2o3成分8.0%~25.0%、
na2o成分0%~25.0%、
mgo成分0%~25.0%、
zno成分0%~30.0%、及
tio2成分及zro2成分合计0%~10.0%的组成构成的玻璃时,可以得到具有较高的机械强度且可见区域的光线透射率较高的结晶化玻璃部件,易于通过热加工而向曲面形状变形,因此优选。
上述组成的原玻璃通过结晶化而成为具有选自ral2o4、rti2o5、r2tio4、r2sio4、ral2si2o8及r2al4si5o18(其中,r为选自zn、mg、fe中的一种以上)中的一种以上的结晶相的结晶化玻璃。
sio2成分,其下限更优选为50%,其上限更优选为65%。
al2o3成分,其下限更优选为8%,其上限更优选为16%。
na2o成分,其下限更优选为3%,其上限更优选为17%。
mgo成分,其上限更优选为15%。
zno成分,其上限更优选为16%。
tio2成分及zro2成分的合计含量,其下限更优选为0.5%,其上限更优选为10%,最优选为6%。
另外,原玻璃通过热加工而易于向曲面形状变形,结晶化玻璃部件具有较高的机械强度,为了得到较高的可见区域的光线透射率,除了上述组成外,还可以为以下的结构。
原玻璃的组成也可以为含有tio2成分1%~10.0%。
原玻璃的组成也可以为含有zro2成分1%~10.0%。
原玻璃的组成中,以氧化物基准表示的含有成分的摩尔比[al2o3/(mgo+zno)]的值也可以为0.5以上2.0以下。
原玻璃的组成中,以氧化物基准表示的含有成分的摩尔比[tio2/na2o]的值也可以为0以上0.41以下。
原玻璃的组成中,以氧化物基准表示的含有成分的摩尔比[mgo/na2o]的值也可以为0以上1.60以下。
原玻璃的组成中,以氧化物基准表示的含有成分的摩尔比[zno/mgo]的值也可以为0以上1.50以下。
原玻璃的组成中,以氧化物换算的摩尔%计,mgo成分和zno成分的含量的合计值也可以为1.0%以上、30.0%以下。
原玻璃的组成也可以含有:
b2o3成分0%~25.0%、
p2o5成分0%~10.0%、
k2o成分0%~20.0%、
cao成分0%~10.0%、
bao成分0%~10.0%、
feo成分0%~8%、
zro2成分0%~10.0%、
sno2成分0%~5.0%
li2o成分0%~10.0%、
sro成分0%~10.0%、
la2o3成分0%~3%、
y2o3成分0%~3%、
nb2o5成分0%~5%、
ta2o5成分0%~5%、
wo3成分0%~5%。
板状玻璃优选为在将板状玻璃的玻璃化转变点设为tg(℃)、将屈服点设为at(℃)时,在[tg]℃以上[at+50]℃以下的范围的温度条件下析出结晶的板状玻璃。当是在上述温度范围内析出结晶的板状玻璃时,易于通过本发明的制造方法得到具有曲面形状的结晶化玻璃部件。为了易于通过本发明的制造方法得到具有曲面形状的结晶化玻璃部件,更优选地为至少在[at-20]℃以上[at+20]℃以下的温度范围内析出结晶的板状玻璃。
板状玻璃例如如下制作。即,将原料均匀混合,以使上述各成分达到规定含量的范围内,将混合的原料投入铂制或石英制的坩锅内,用电炉或煤气炉在1300~1540℃的温度范围内熔融5~24小时,制成熔融玻璃并进行搅拌使其均质化。也可以在耐火砖制的池炉中熔融,制成熔融玻璃。之后,在将熔融玻璃降低至适当的温度后,浇铸到模型中成型为块状或柱状。成型为块状或柱状的玻璃在缓冷后进行切断加工、磨削加工,由此成型为板状。或者,也可以使用浮法、狭缝下拉法等方法将搅拌均质化后的熔融玻璃直接成型为板状,之后缓冷,由此制作板状玻璃。
[变形工序]
变形工序是本发明中必须的工序。该工序如下:将板状玻璃的温度保持在第一温度区域内,从上述板状玻璃析出结晶,同时,通过作用于上述板状玻璃的外力使上述板状玻璃的至少一部分向曲面形状变形。
将准备好的板状玻璃以支撑或保持其一部分的方式投入炉内进行加热。通过支撑或保持板状玻璃的一部分而非其整个面,板状玻璃因加热而软化,并通过对板状玻璃作用外力,使板状玻璃向曲面形状变形。
在上述炉内,板状玻璃的温度被保持在第一温度区域内。
将板状玻璃的屈服点设为at(℃)时,当第一温度区域为[at-40]℃以上[at+40]℃以下的范围时,可以由板状玻璃析出结晶,同时,使板状玻璃向曲面形状变形,因此优选。将板状玻璃的玻璃化转变点设为tg(℃)时,优选第一温度区域的下限不低于[tg]℃。第一温度区域的下限更优选为[at-30]℃,最优选为[at-20]℃。第一温度区域的上限更优选为[at+30]℃,最优选为[at+20]℃。
在原玻璃的组成,以氧化物换算的摩尔%计,含有:
sio2成分30.0%~70.0%、
al2o3成分8.0%~25.0%、
na2o成分0%~25.0%、
mgo成分0%~25.0%、
zno成分0%~30.0%、以及
tio2成分及zro2成分0%~10.0%的情况下,第一温度区域优选为705℃以上790℃以下。通过将第一温度区域设为上述的范围,使板状玻璃向具有曲面形状的形状变形变得容易。另外,通过将第一温度区域设为上述的范围,容易得到不仅具有较高的可见区域的光线透射率,而且机械强度也变高的结晶析出量。第一温度区域的下限更优选为715℃,最优选为720℃。同样,第一温度区域的上限更优选为780℃,最优选为770℃。
图1至图6的(a)例示出支撑或保持上述炉内的、使板状玻璃变形之前的、板状玻璃的一部分的方式。如例示所示,通过支撑板状玻璃的一部分而对板状玻璃作用外力,由此,板状玻璃能够变形为具有曲面形状。
图1(a)所示的方式,通过支撑件1支撑板状玻璃的端部。
图2(a)所示的方式,在成型模2的缘部保持板状玻璃的端部。
图3及图4(a)所示的方式,在具有凹形状的成型模2的缘部支撑板状玻璃的端部。
图5(a)所示的方式,在具有凹形状的成型模2的、构成凹形状的斜面支撑板状玻璃的端部。该方式在板状玻璃端部的表面性状不会因成型模2的缘部的角的接触而变得粗糙这一点上,较为优越。
图6(a)所示的方式,在具有凸形状的成型模4的中央部支撑板状玻璃的中央部。
作用于板状玻璃的外力可以是重力、载置于板状玻璃的上表面的负重施加到板状玻璃的力、按压部件施加到板状玻璃的力、或这些力的组合力。也就是说,外力的至少一部分可以是重力,也可以是载置于板状玻璃的上表面的负重施加到板状玻璃的力,或者也可以是按压部件施加到板状玻璃的力。
图1、图2、图5及图6显示出板状玻璃通过作用于板状玻璃的重力而变形的方式。
图4显示出载置于板状玻璃的上表面的负重5施加到板状玻璃的力辅助板状玻璃的变形的方式。负重5通过重力的作用而对板状玻璃施加力。
负重的材料可以从sic、碳、nicral合金、球墨铸铁、不锈钢、以钨为主成分的烧结体、超硬合金等中选择。在负重与板状玻璃相接的表面设置类金刚石状碳膜、氢化无定形碳膜(a-c:h膜)、硬质碳膜、四面体无定形碳膜(tac膜)等含碳膜、贵金属合金膜等,因为容易得到平滑的表面性状的结晶化玻璃部件,容易防止负重与结晶化玻璃部件的熔接,所以优选。
优选,负重的形状为通过转印其形状,使结晶化玻璃部件成为所希望的形状的形状。
图3显示出按压部件6所赋予的力辅助板状玻璃变形的方式。从未图示的动力源产生的力传递到按压部件6,并将力施加到板状玻璃。
按压部件的材料可以从sic、碳、nicral合金、球墨铸铁、不锈钢、以钨为主成分的烧结体、超硬合金等中选择。按压部件的材料优选为耐热性高的材料。在按压部件与板状玻璃相接的表面设置类金刚石状碳膜、氢化无定形碳膜(a-c:h膜)、硬质碳膜、四面体无定形碳膜(tac膜)等含碳膜、贵金属合金膜等,因为容易得到平滑的表面性状的结晶化玻璃部件,容易防止按压部件与结晶化玻璃部件的熔接,所以优选。
优选,按压部件的形状为通过转印其形状,使结晶化玻璃部件成为所希望的形状的形状。
成型模虽然不是必须的,但优选在对板状玻璃作用外力的方向上配置成型模,使板状玻璃的至少一部分向曲面形状变化。板状玻璃的温度成为在第一温度区域内的温度,这是因为,板状玻璃软化且沿着成型模,由此容易得到所希望的形状。图2至图6(b)显示出通过沿着成型模,板状玻璃的至少一部分向曲面形状变化的方式。
成型模的材料可以从sic、碳、nicral合金、球墨铸铁、不锈钢、以钨为主成分的烧结体、超硬合金等中选择。成型模的材料优选为耐热性高的材料。在成型模与板状玻璃相接的表面设置类金刚石状碳膜、氢化无定形碳膜(a-c:h膜)、硬质碳膜、四面体无定形碳膜(tac膜)等含碳膜、贵金属合金膜等,因为容易得到平滑的表面性状的结晶化玻璃部件,且脱模也容易,所以优选。
优选,成型模的形状为通过转印其形状,使结晶化玻璃部件成为所希望的形状的形状。
变形工序的时间、即将板状玻璃的温度保持在第一温度区域内的时间,根据原玻璃的组成而不同,因此,可以适宜调节。
在原玻璃的组成,以氧化物换算的摩尔%计,含有:
sio2成分30.0%~70.0%、
al2o3成分8.0%~25.0%、
na2o成分0%~25.0%、
mgo成分0%~25.0%、
zno成分0%~30.0%、以及
tio2成分及zro2成分合计0%~10.0%的情况下,变形工序的时间优选为10分钟以上60分钟以下。通过将变形工序的时间设为上述的范围,使板状玻璃向具有曲面形状的形状的变形变得容易。通过将变形工序的时间设为上述的范围,容易得到不仅具有较高的可见区域的光线透射率,而且机械强度也变高的结晶析出量。变形工序的时间更优选为15分钟以上50分钟以下,进一步优选为15分钟以上45分钟以下。
[结晶化工序]
结晶化工序是任意的工序。结晶化工序是在上述变形工序后将变形后的板状玻璃的温度保持在第二温度区域内,使结晶进一步从上述变形后的板状玻璃析出的工序。结晶化工序在制造工序的设计上,能够在变形工序中的板状玻璃的结晶析出量未达到所希望的结晶析出量的情况下进行设置。在变形工序中板状玻璃的变形结束,在结晶化工序中,板状玻璃未变形,结晶的析出量增加。
第二温度区域,其温度的上限低于第一温度区域的温度的上限。
在将板状玻璃的玻璃化转变点设为tg(℃),将屈服点设为at(℃)时,为了促进结晶化,优选为[tg]℃以上,当是[at]℃以下的范围时,材料不会产生乳白化,能够从板状玻璃析出结晶,因此优选。
在原玻璃的组成,以氧化物换算的摩尔%计,含有:
sio2成分30.0%~70.0%、
al2o3成分8.0%~25.0%、
na2o成分0%~25.0%、
mgo成分0%~25.0%、
zno成分0%~30.0%、以及
tio2成分0%~10.0%的情况下,第二温度区域优选为[tg]℃以上[at]℃以下。通过将第二温度区域设为上述的范围,能够从板状玻璃析出结晶且不会产生变形。第二温度区域在使材料内部的结晶化均匀进行方面,更优选为[tg]℃以上[at-20]℃以下。
[缓冷工序]
缓冷工序是在变形工序或结晶化工序之后进行,去除变形后的板状玻璃的应变的工序。缓冷工序通过将结束变形工序或结晶化工序的板状玻璃的温度以规定的降温速度降低至规定的目标温度而进行。由于降温速度为50℃/hr以上200℃/hr以下时,能够充分去除板状玻璃内部的应变,该工序的时间无需不必要地过长,因此优选。降温速度更优选为15℃/hr以上80℃/hr以下。目标温度优选为[tg-200]℃。缓冷温度的下限优选为[tg-300]℃,更优选为[tg-250]℃,进一步更优选为[tg-200]℃。
缓冷工序结束后,从炉内取出板状玻璃,自然放冷至室温。
为了设计变形工序及结晶化工序的温度条件、时间条件,只要预先测量与所希望的结晶化玻璃部件的结晶析出量对应的比重作为目标比重,并以本发明的制造方法的工序结束后的板状玻璃的比重成为目标比重的方式设计变形工序及结晶化工序的温度条件、时间条件即可。
[化学强化]
通过本发明的制造方法得到的具有曲面形状的结晶化玻璃部件,为了进一步提高机械强度,也可以形成压缩应力层。通过本发明的制造方法得到的具有曲面形状的结晶化玻璃部件,除了能够通过析出结晶预先提高机械特性以外,还能够通过形成压缩应力层得到更高的强度。
作为压缩应力层的形成方法,例如有使存在于结晶化玻璃部件的表面层的碱性成分与离子半径比其大的碱性成分进行交换反应,在表面层形成压缩应力层的化学强化法。另外,还有对结晶化玻璃部件进行加热,之后进行速冷的热强化法、向结晶化玻璃部件的表面层注入离子的离子注入法。
化学强化法例如可由如下工序实施。使结晶化玻璃部件与将含有钾或钠的盐、例如硝酸钾(kno3)、硝酸钠(nano3)或其复合盐加热到350~500℃的熔融盐接触或在其中浸泡0.1~12小时。由此,表面附近的玻璃相中存在的锂成分(li+离子)或钠成分(na+离子)与离子半径比其更大的碱性成分,即钠成分(na+离子)或钾成分(k+离子)进行离子交换反应。其结果是,在结晶化玻璃部件的表面部形成压缩应力层。
[结晶化玻璃部件]
通过本发明的制造方法得到的结晶化玻璃部件,其厚度为0.5mm时,具有包含反射损失的波长410mm的光线透射率为86%以上那样的光线透射率。
实施例
使用本发明的制造方法,制造具有曲面形状的结晶化玻璃部件。
首先,制造作为结晶化玻璃部件的原玻璃的板状的玻璃。作为各成分的原料分别选定相当的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氟化物、氯化物、氢氧化物、偏磷酸化合物等原料,称取这些原料,使其成为表1至表3所示的各实施例的组成的比例并均匀混合。接着,将混合的原料投入铂坩锅中,根据玻璃组成的熔融难易度,用电炉在1300~1550℃的温度范围内熔融5~24小时。之后,对熔融的玻璃进行搅拌使其均质化,之后浇铸到模型等内,缓冷,制作原玻璃的坯料。
将原玻璃的玻璃化转变点设为“玻璃化转变点tg(℃)”、屈服点设为“屈服点at(℃)”、原玻璃的比重设为“原玻璃的比重”,并记载于表中。
将所制作的坯料切断,进行磨削,由此制成厚度0.55mm、150mm×70mm的长方形的板状玻璃。之后,通过对该板状玻璃进行抛光加工,将板状玻璃的表面作为镜面。抛光加工后的板状玻璃的厚度为0.50mm。
以图3的方式对板状玻璃实施变形工序。成型模和按压部件的材料使用不锈钢材料(sus304)。
成型模的形状为用以成型图7那样的结晶化玻璃部件的凹形状,俯视时的形状为长方形。成型模的凹部的底面为58mm×160mm的平面。成型模的凹部的深度为5mm。从成型模的底面的长边部连接着半径5mm的圆筒内面,形成成型模的侧壁部。
按压部件的形状为与成型模的形状成对的凸形状。
用成型模的长边部的缘支撑板状玻璃的长边部的缘,与成型模一同投入炉内。在炉内,用按压部件对板状玻璃的上表面施加330gf的力。以板状玻璃的温度成为第一温度区域内的方式,对炉的温度进行调节。
将变形工序的炉的温度设为“变形工序的温度(℃)”、变形工序的时间设为“变形工序的时间(分钟)”、结晶化工序的板状玻璃的炉的温度设为“结晶化工序的温度(℃)”、结晶化工序的时间设为“结晶化工序的时间(分钟)”、缓冷工序的炉温的降温速度设为“降温速度(℃/hr)”、缓冷工序的最终的炉的温度(目标温度)设为“目标温度(℃)”、在板状玻璃上析出的结晶相设为“结晶相”、结晶化玻璃的比重设为“结晶化玻璃的比重”、结晶化玻璃部件(厚度0.50mm)的包含波长410nm、500nm、700nm的反射损失的光线透射率分别设为“透射率(410nm)(%)”、“透射率(500nm)(%)”、“透射率(700nm)(%)”并示于表1中。在表中的“结晶化工序的温度”一栏未记载温度的值的情况,表示未实施结晶化工序。
板状玻璃的玻璃化转变点(tg)、屈服点(at)的测量如下进行。制作由与板状玻璃相同组成结构的长度50mm、直径4±0.5mm的圆棒状的试样。对于该试样,使用brukeraxs股份有限公司的td5000sa热膨胀计高温测量仪,以日本光学玻璃工业会标准jogis08-2003“光学玻璃的热膨胀测量方法”为基准,测量温度和试样的伸长。对试样在长度方向施加10gf的测量负荷。玻璃化转变点(tg)根据基于上述jogis08-2003测量温度和试样的伸长而得到的热膨胀曲线而决定。屈服点为试样通过测量负荷而膨胀后,试样软化而转为收缩时的温度。
此外,炉的温度是利用设置于炉内壁的热电偶测量出的温度。通过事先的实验读取炉的温度,之后立刻用辐射温度计测量炉内的板状玻璃的温度,结果判明该温度差为±3℃。本次的实施例中,因为有成型模或按压部件,因此不能通过辐射温度计直接测量板状玻璃的温度,所以测量了炉的温度。
就结晶相而言,对于制造工序结束后的板状玻璃,使用x射线衍射分析装置(philips制x’pert-mpd),根据在x射线衍射图形中出现的峰的角度、以及根据需要而使用temedx(日本电子制jem2100f),辨别析出的结晶相。
另外准备相当于各实施例的样品并测量透射率。具体而言,制作具有与各实施例相同的组成的原玻璃,作为抛光成镜面的厚度0.5mm的平行平板,将在与各实施例的变形工序、结晶化工序、缓冷工序相同的温度条件、相同的时间条件下进行了热处理的玻璃作为样品。
对于所制作的样品,以日本光学玻璃工业会标准jogis02-2003“光学玻璃的着色度的测量方法”为基准,测量分光透射率,求出波长410nm、500nm、700nm的透射率。
[表1]
[表2]
[表3]
在实施例1至11中,板状玻璃以完全沿着成型模的方式变形,可以在短时间内得到具有曲面形状的结晶化玻璃部件。所得到的结晶化玻璃部件以所希望的结晶量析出所希望的结晶相,具有较高的光线透射率。
将实施例5中得到的结晶化玻璃部件在450℃的kno3熔融盐中浸泡15分钟,通过化学强化法在结晶化玻璃部件的表面形成压缩应力层。使用株式会社luceo制造的玻璃表面应力计fsm-6000le测量压缩应力层的厚度。压缩应力层的厚度为7μm,表面应力为1010mpa。
将实施例6中得到的结晶化玻璃部件在450℃的kno3熔融盐中浸泡5分钟,通过化学强化法在结晶化玻璃部件的表面形成压缩应力层。使用株式会社luceo制造的玻璃表面应力计fsm-6000le测量压缩应力层的厚度。压缩应力层的厚度为4μm,表面应力为950mpa。
将实施例4中得到的结晶化玻璃部件在450℃的kno3熔融盐中浸泡6小时,通过化学强化法在结晶化玻璃部件的表面形成压缩应力层。使用株式会社luceo制造的玻璃表面应力计fsm-6000le测量压缩应力层的厚度。压缩应力层的厚度为58μm,表面应力为1050mpa。
如上所述,详细说明了若干个本发明的实施方式和/或实施例,但实质上不偏离本发明的新启示和效果,作为本领域技术人员,对这些作为例示的实施方式和/或实施例加以许多变化,是容易做到的。因此,这些许多变化全部包含于本发明的范围内。
在此援引本说明书中所记载的文献及成为本发明申请的巴黎优先权的基础的日本申请说明书的全部内容。