本發(fā)明涉及即使在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能夠通過(guò)風(fēng)冷強(qiáng)化賦予足夠的殘余應(yīng)力的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃。
此外，本發(fā)明涉及對(duì)本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃進(jìn)行風(fēng)冷強(qiáng)化而得的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃。
背景技術(shù)：
強(qiáng)化玻璃是通常玻璃存在的技術(shù)問(wèn)題、即容易破裂的缺陷得到了改善的玻璃，被用于交通工具、建筑等。作為交通工具，可例舉乘用車、卡車、公共汽車、鐵路、船舶、航空器等，強(qiáng)化玻璃被用于窗、前燈、尾燈等。此外，作為建筑，可例舉大樓、住宅等，強(qiáng)化玻璃被用于門、隔墻等。此外，被廣泛用于書架、陳列櫥等家具、烹飪器具等電氣化制品、辦公用品等。
強(qiáng)化玻璃通過(guò)例如被稱為熱強(qiáng)化的方法來(lái)制造。熱強(qiáng)化利用冷卻時(shí)的玻璃的熱收縮，將玻璃加熱至軟化點(diǎn)或屈服點(diǎn)附近的溫度后進(jìn)行冷卻。此時(shí)，因?yàn)楸砻娴臏囟认陆当葍?nèi)部的溫度下降快，所以在厚度方向上產(chǎn)生溫度差，在表面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力和在內(nèi)部產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，通過(guò)基于其后的應(yīng)力緩和現(xiàn)象的反轉(zhuǎn)而在表面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力和在內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力并殘余。因?yàn)樵诒砻鏆堄鄩嚎s應(yīng)力，所以強(qiáng)度提高，此外損傷的進(jìn)展得到抑制，耐擦傷性改善。作為熱強(qiáng)化，代表性的是下述風(fēng)冷強(qiáng)化：通過(guò)浮法等制造板狀的玻璃，將切割后的玻璃板加熱至軟化點(diǎn)或屈服點(diǎn)附近的溫度后，對(duì)表面噴射冷卻介質(zhì)進(jìn)行急冷。
近年來(lái)，要求交通工具、建筑等中的強(qiáng)化玻璃的輕量化。強(qiáng)化玻璃的輕量化可通過(guò)將其厚度減薄的薄型化來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如要求將厚度制為2.5mm以下。但是，熱強(qiáng)化因?yàn)槭抢美鋮s時(shí)的表面和內(nèi)部的溫度差，所以如果將厚度減薄，則無(wú)法增大表面和內(nèi)部的溫度差，難以實(shí)現(xiàn)真正的強(qiáng)化。
作為薄型的強(qiáng)化玻璃的制造方法，已知使用例如具有規(guī)定的玻璃組成、并 且50～350℃時(shí)的平均線膨脹系數(shù)為80～110×10-7/℃的玻璃組合物(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
但是，通過(guò)這樣的制造方法僅能控制低溫側(cè)的平均線膨脹系數(shù)，所以不一定能有效地對(duì)厚度為2.5mm以下的薄型的玻璃賦予殘余應(yīng)力。
此外，如專利文獻(xiàn)2記載的太陽(yáng)能電池模塊那樣，在具有兩表面被玻璃夾著的結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊中，玻璃基板的重量占模塊重量的大半，所以將玻璃基板減薄、使其變輕的益處非常大。因此，作為受光面板和背面板，使用由化學(xué)強(qiáng)化玻璃構(gòu)成的玻璃基板。這是因?yàn)?，如果是化學(xué)強(qiáng)化玻璃，則即使厚度為2.5mm以下也能賦予足夠的殘余應(yīng)力。
但是，化學(xué)強(qiáng)化玻璃與風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃相比價(jià)格較高，所以使用了化學(xué)強(qiáng)化玻璃作為受光面板和背面板的專利文獻(xiàn)2記載的太陽(yáng)能電池模塊的價(jià)格高。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2003－119048號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2：日本專利特開2013－247238號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的是提供一種即使在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能通過(guò)風(fēng)冷強(qiáng)化賦予足夠的殘余應(yīng)力的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃，以及對(duì)風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃進(jìn)行風(fēng)冷強(qiáng)化而得的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃，其中，F(xiàn)e3+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.8質(zhì)量％以上且低于2.2質(zhì)量％，F(xiàn)e2+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.45質(zhì)量％以下，F(xiàn)e-Redox的值為20％以下，50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)α50～350為75×10-7/℃以上且90×10-7/℃以下，玻璃化溫度為500℃以上且600℃以下，玻璃化溫度和屈服點(diǎn)之間的熱膨脹系數(shù)的最大值αmax為410×10-7/℃以上。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，優(yōu)選包含：
此外，本發(fā)明提供對(duì)本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃進(jìn)行風(fēng)冷強(qiáng)化而得的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃優(yōu)選表面壓縮應(yīng)力值為60MPa以上。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃優(yōu)選具有2.5mm以下的厚度。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃優(yōu)選用于汽車用途。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃優(yōu)選用于建筑用途。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃優(yōu)選用于太陽(yáng)能電池模塊。
發(fā)明效果
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃即使在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能夠通過(guò)風(fēng)冷強(qiáng)化賦予足夠的殘余應(yīng)力。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例中使用的風(fēng)冷強(qiáng)化設(shè)備的設(shè)置有冷卻用噴嘴的部位的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的玻璃化溫度為500℃以上。如上所述，風(fēng)冷強(qiáng)化處理中，在通過(guò)浮法等制造板狀的玻璃，將切割后的玻璃板加熱至軟化點(diǎn)或屈服點(diǎn)附近的溫度后，通過(guò)對(duì)表面噴射冷卻介質(zhì)進(jìn)行急冷，從而賦予玻璃殘余應(yīng)力，在玻璃化溫度低于500℃的情況下，通過(guò)上述的加熱工序和冷卻工序難以使表面和內(nèi)部具有溫度差，無(wú)法有效地賦予殘余應(yīng)力。玻璃化溫度優(yōu)選為530℃以上，更優(yōu)選為540℃以上。另外，加熱工序時(shí)的溫度的上限優(yōu)選為玻璃化 溫度+200℃。如果加熱工序時(shí)的溫度的上限高于玻璃化溫度+200℃，則高溫下玻璃容易粘性流動(dòng)變形，最終的強(qiáng)化玻璃的光學(xué)品質(zhì)有可能會(huì)變差。
另一方面，如果玻璃化溫度過(guò)于高，則需要在加熱工序中加熱至高溫，用于保持玻璃的周邊構(gòu)件等暴露于高溫，所以它們的壽命有可能會(huì)顯著降低，為了延長(zhǎng)壽命，需要使用耐熱性優(yōu)異的高價(jià)構(gòu)件。所以，玻璃化溫度設(shè)為600℃以下。玻璃化溫度優(yōu)選為590℃以下，更優(yōu)選為580℃以下。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，玻璃化溫度和屈服點(diǎn)之間的熱膨脹系數(shù)的最大值αmax(以下在本說(shuō)明書中記載為“高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax”)是410×10-7/℃以上。高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax低于410×10-7/℃時(shí)，在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有可能無(wú)法有效地賦予殘余應(yīng)力。通常，風(fēng)冷強(qiáng)化通過(guò)自比玻璃化溫度高100℃左右的溫度進(jìn)行急冷來(lái)實(shí)施。通過(guò)將高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax設(shè)為410×10-7/℃以上，即使在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能自以上的溫度起，使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有效地賦予殘余應(yīng)力。
這里，高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax是指，在如下所述的利用熱膨脹計(jì)測(cè)定的被處理玻璃的膨脹系數(shù)曲線中，熱膨脹系數(shù)在玻璃化溫度和屈服點(diǎn)之間的最大值。從賦予殘余應(yīng)力的觀點(diǎn)來(lái)看，高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax越大越好，但通常只要在600×10-7/℃即足夠。此外，如果高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax增大，有可能由于冷卻初期發(fā)生的暫時(shí)形變而導(dǎo)致玻璃的破裂，使成品率變差，所以高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax優(yōu)選為410×10-7/℃以上且600×10-7/℃以下。
對(duì)于本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的屈服點(diǎn)不一定進(jìn)行限制，但優(yōu)選超過(guò)600℃。屈服點(diǎn)為600℃以下的情況下，在將切割后的玻璃板加熱至軟化點(diǎn)或屈服點(diǎn)附近的溫度時(shí)，加熱溫度、即強(qiáng)化開始溫度變低，有可能無(wú)法有效地賦予殘余應(yīng)力。屈服點(diǎn)優(yōu)選為750℃以下。如果屈服點(diǎn)超過(guò)750℃，則需要加熱至高溫，用于保持玻璃的周邊構(gòu)件等暴露于高溫，所以它們的壽命有可能會(huì)顯著降低，為了延長(zhǎng)壽命，需要使用耐熱性優(yōu)異的高價(jià)構(gòu)件。本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的屈服點(diǎn)更優(yōu)選為700℃以下。
從賦予殘余應(yīng)力的觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)α50～350越大越優(yōu)選，但如果過(guò)于大，則有可能出現(xiàn)與現(xiàn)有的其 他構(gòu)件的膨脹不匹配的問(wèn)題、或?qū)釠_擊的耐性變?nèi)?。因此，本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)α50～350為75×10-7/℃以上，更優(yōu)選為77×10-7/℃以上，進(jìn)一步優(yōu)選79×10-7/℃以上。另一方面，本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)α50～350為110×10-7/℃以下，更優(yōu)選為100×10-7/℃以下，進(jìn)一步優(yōu)選95×10-7/℃以下。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax與50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)α50～350的熱膨脹系數(shù)差(Δα(＝αmax-α50～350))優(yōu)選為345×10-7/℃以上。單純?cè)龃髲牡蜏氐礁邷氐臒崤蛎浵禂?shù)、即高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax和50～350℃下的平均線膨脹系數(shù)α50～350的情況下，在加熱工序和冷卻工序時(shí)，容易發(fā)生因熱沖擊引起的破裂，與其他構(gòu)件的熱膨脹的不匹配，與現(xiàn)行工藝的不適應(yīng)等。
通過(guò)將熱膨脹系數(shù)差(Δα)設(shè)為345×10-7/℃以上，即通過(guò)在將50～350℃下的平均熱膨脹系數(shù)α50～350設(shè)為一定值的狀態(tài)下、相對(duì)增大高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax，即使在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有效地賦予殘余應(yīng)力，并能夠抑制由熱沖擊引起的破裂等的發(fā)生。熱膨脹系數(shù)差(Δα)更優(yōu)選為360×10-7/℃以上，進(jìn)一步優(yōu)選370×10-7/℃以上。關(guān)于熱膨脹系數(shù)差(Δα)，基本上越大越優(yōu)選，但通常只要為500×10-7/℃就足夠了。
這里，玻璃化溫度、屈服點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)(αmax、α50～350)根據(jù)以下要領(lǐng)進(jìn)行測(cè)定。即，制作直徑5mm、長(zhǎng)20mm的圓柱狀試樣，使用熱膨脹計(jì)在5℃/分鐘的升溫速度、10g的荷重條件下測(cè)定熱膨脹，求出玻璃化溫度、屈服點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)(αmax、α50～350)。
關(guān)于風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃，因?yàn)槭抢猛ㄟ^(guò)實(shí)施上述的加熱工序和冷卻工序而產(chǎn)生的表面和內(nèi)部的溫度差，如果將厚度減薄則無(wú)法使表面和內(nèi)部的溫度差變大，從而難以賦予足夠的殘余應(yīng)力。關(guān)于這一點(diǎn)，本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的三價(jià)的鐵(Fe3+)的含量、二價(jià)的鐵(Fe2+)的含量和Fe-Redox的值滿足特定的條件的情況下，能夠增大αmax，其結(jié)果是風(fēng)冷強(qiáng)化后的玻璃的殘余應(yīng)力提高。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，通過(guò)使Fe3+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.8質(zhì)量％以上且低于2.2質(zhì)量％，即使在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下， 也能夠使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有效地賦予殘余應(yīng)力。Fe3+含量以Fe2O3換算計(jì)低于0.8質(zhì)量％時(shí)，在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有可能無(wú)法有效地賦予殘余應(yīng)力。Fe3+含量以Fe2O3換算計(jì)為2.2質(zhì)量％以上時(shí)，變得泛黃，外觀變差，所以不優(yōu)選。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，優(yōu)選Fe3+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.9質(zhì)量％以上且2.1質(zhì)量％以下，更優(yōu)選1.0質(zhì)量％以上且2.0質(zhì)量％以下。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，F(xiàn)e2+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.45質(zhì)量％以下。如果Fe2+含量以Fe2O3換算計(jì)高于0.45質(zhì)量％，則熔融窯的溫度變低，玻璃的熔化性下降。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，優(yōu)選Fe2+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.43質(zhì)量％以下，更優(yōu)選0.41質(zhì)量％以下。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，F(xiàn)e-Redox的值為20％以下。這里，F(xiàn)e-Redox是指以Fe2O3換算計(jì)的Fe2+含量相對(duì)于以Fe2O3換算計(jì)的全鐵含量的比率。如果Fe-Redox的值大于20％，則因?yàn)樘?yáng)光而發(fā)生曝曬作用(日文：ソラリゼーション)，導(dǎo)致色調(diào)變化，所以存在長(zhǎng)期使用時(shí)發(fā)生顏色變化的問(wèn)題。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃優(yōu)選Fe-Redox的值為16％以下，更優(yōu)選13％以下，進(jìn)一步優(yōu)選10％以下。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％表示，優(yōu)選包含：
以下將氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％簡(jiǎn)單表示為％。
如果采用這樣的組成，因?yàn)槭桥c強(qiáng)化玻璃的制造中通常使用的鈉鈣玻璃的構(gòu)成成分基本相同的構(gòu)成成分，所以生產(chǎn)性良好。此外，如果采用該組成，則可得到玻璃化溫度為500℃以上600℃以下、且高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax為410×10-7/℃以上的玻璃。以下對(duì)各成分的組成的范圍進(jìn)行說(shuō)明。
SiO2的含量?jī)?yōu)選為66％以上且75％以下。如果少于66％，則會(huì)發(fā)生玻璃的密度增大、熱膨脹系數(shù)增大、耐擦傷性變差等的不良情況。SiO2的含量?jī)?yōu)選為67％以上，更優(yōu)選68％以上。此外，如果SiO2的含量超過(guò)75％，則粘性增高、玻璃難以熔化。SiO2的含量?jī)?yōu)選為73％以下。
可根據(jù)需要含有Al2O3，其含量在15％以下。如果Al2O3的含量超過(guò)15％，則有可能玻璃化溫度以上時(shí)的熱膨脹系數(shù)不易增大，難以增大殘余應(yīng)力。Al2O3的含量?jī)?yōu)選為10％以下，更優(yōu)選5％以下。
可根據(jù)需要含有B2O3，其含量在20％以下。如果B2O3的含量超過(guò)20％，則有可能玻璃化溫度以上時(shí)的熱膨脹系數(shù)不易增大，難以增大殘余應(yīng)力。B2O3的含量?jī)?yōu)選為15％以下，更優(yōu)選10％以下。
堿土類金屬氧化物、即MgO、CaO、SrO和BaO的含量的合計(jì)(MgO+CaO+SrO+BaO)為1％以上。如果MgO+CaO+SrO+BaO不足1％，則為了維持玻璃的高溫下的熔化性和適度的熱膨脹系數(shù)，需要大量添加堿金屬氧化物、即Li2O、Na2O、K2O，其結(jié)果是有可能形變點(diǎn)和屈服點(diǎn)的溫度差變小、殘余應(yīng)力變小。MgO+CaO+SrO+BaO優(yōu)選為3％以上，更優(yōu)選5％以上，進(jìn)一步優(yōu)選10％以上。MgO+CaO+SrO+BaO優(yōu)選為30％以下。如果超過(guò)30％，則玻璃的失透傾向增加，生產(chǎn)性變差。MgO+CaO+SrO+BaO優(yōu)選為25％以下。
MgO的含量為0.1％以上。MgO是為了適度維持熱膨脹系數(shù)而必需的成分，還能夠提高耐擦傷性。MgO的含量?jī)?yōu)選為2％以上，更優(yōu)選3％以上。此外，MgO的含量為25％以下。如果MgO的含量超過(guò)25％，則玻璃的失透傾向增加，生產(chǎn)性變差。MgO的含量?jī)?yōu)選為23％以下，更優(yōu)選21％以下，進(jìn)一步優(yōu)選20％以下。
CaO的含量為0.1％以上。CaO是為了適度維持玻璃的熱膨脹系數(shù)而必需的成分。CaO的含量?jī)?yōu)選為2％以上，更優(yōu)選3％以上。CaO的含量為15％以下。如果CaO的含量超過(guò)15％，則玻璃的失透傾向增加，生產(chǎn)性變差。CaO的含量?jī)?yōu)選為14％以下，更優(yōu)選13％以下。
可根據(jù)需要含有SrO，其含量在10％以下。通過(guò)含有SrO，能夠調(diào)整玻璃的高溫下的熔化性和熱膨脹系數(shù)。如果SrO的含量超過(guò)10％，則玻璃的密度增大，玻璃的重量增大。含有SrO的情況下，優(yōu)選1％以上，更優(yōu)選1.5％以上。 SrO的含量更優(yōu)選為7％以下，進(jìn)一步優(yōu)選5％以下。
可根據(jù)需要含有BaO，其含量在10％以下。通過(guò)含有BaO，能夠調(diào)整玻璃的高溫下的熔化性和熱膨脹系數(shù)。另一方面，如果含有BaO，則玻璃的密度增大，所以玻璃的重量容易變大。此外，如果含有BaO，則玻璃變脆，所以裂紋開裂負(fù)載(日文：クラック·イニシエーション·ロード)變低，容易受到損傷。因此，BaO的含量為7％以下，優(yōu)選5％以下，更優(yōu)選3％以下。
堿金屬氧化物、即Li2O、Na2O、K2O的含量的合計(jì)(Li2O+Na2O+K2O)為1％以上。如果Li2O+Na2O+K2O不足1％，則為了維持玻璃的高溫下的熔化性和適度的熱膨脹系數(shù)，需要大量添加堿土類金屬氧化物、即MgO、CaO、SrO和BaO，其結(jié)果是，玻璃的失透傾向增大、生產(chǎn)性變差。Li2O+Na2O+K2O優(yōu)選為3％以上，更優(yōu)選5％以上，進(jìn)一步優(yōu)選8％以上，特別優(yōu)選10％以上。Li2O+Na2O+K2O優(yōu)選為25％以下。如果超過(guò)25％，則有可能形變點(diǎn)和屈服點(diǎn)的溫度差變小，殘余應(yīng)力變小。Li2O+Na2O+K2O優(yōu)選為25％以下，更優(yōu)選20％以下。
Na2O的含量為8％以上。Na2O是玻璃的密度即使較低、也可增大熱膨脹系數(shù)的成分，因此以調(diào)整熱膨脹系數(shù)的目的而在玻璃組成中含有Na2O。Na2O的含量?jī)?yōu)選為9％以上，更優(yōu)選10％以上。Na2O的含量為20％以下。如果Na2O的含量超過(guò)20％，則由于形變點(diǎn)和屈服點(diǎn)的溫度差變小而強(qiáng)化應(yīng)力變小，而且熱膨脹系數(shù)變得過(guò)大。Na2O的含量?jī)?yōu)選為17％以下，更優(yōu)選15％以下。
可根據(jù)需要含有K2O，其含量?jī)?yōu)選為0.1％以上。K2O的含量在0.1％以上的情況下，能夠維持玻璃的高溫下的熔化性和適度的熱膨脹系數(shù)。K2O的含量更優(yōu)選0.5％以上，特別優(yōu)選1％以上。K2O的含量為4％以下。如果K2O的含量超過(guò)4％，則玻璃的密度增大，玻璃的重量增大。K2O的含量?jī)?yōu)選為3.5％以下，更優(yōu)選3％以下。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃優(yōu)選實(shí)質(zhì)上由上述成分構(gòu)成，也可以根據(jù)需要且在不違反本發(fā)明的技術(shù)思想的限度內(nèi)，含有合計(jì)不超過(guò)10％的其他成分。作為其他成分，可例舉例如ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、CoO等。此外，也可以含有PbO等，但優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含這些成分。另外，實(shí)質(zhì)上不含表示少于0.01％。
此外，作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑，可適當(dāng)含有SO3、氯化物、氟化物、鹵素、SnO2、Sb2O3、As2O3等。還有,為了調(diào)整色調(diào)，也可以含有Ni、Cr、V、Se、 Au、Ag、Cd等。被處理玻璃優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含As、Sb、Pb。因?yàn)檫@些成分具有毒性，所以為了防止對(duì)環(huán)境的影響，優(yōu)選玻璃中不含這些成分。另外，實(shí)質(zhì)上不含表示少于0.01％。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃在即使制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有效地賦予殘余應(yīng)力，所以能夠?qū)⒉Ａлp量化。從輕量化的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選厚度為2.4mm以下，更優(yōu)選2.3mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選2.0mm以下、1.5mm以下、1.3mm以下。但是，從有效地賦予殘余應(yīng)力的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選其板厚為0.5mm以上，更優(yōu)選0.7mm以上。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃可通過(guò)浮法、熔融法、下拉法和輥壓法等玻璃板成形方法中的任一種方法來(lái)制造。如果采用浮法，則容易生產(chǎn)大面積的玻璃板，且容易將厚度偏差減小，所以優(yōu)選。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃在即使制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，也能使用通常的風(fēng)冷強(qiáng)化裝置有效地賦予殘余應(yīng)力。在制成厚度為2.5mm以下的薄型玻璃的情況下，優(yōu)選風(fēng)冷強(qiáng)化后的玻璃的表面壓縮應(yīng)力值為110MPa以上，更優(yōu)選122MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選130MPa以上。
在制成厚度為2.0mm以下的薄型玻璃的情況下，優(yōu)選風(fēng)冷強(qiáng)化后的玻璃的表面壓縮應(yīng)力值為70MPa以上，更優(yōu)選78MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選85MPa以上。
在制成厚度為1.5mm以下的薄型玻璃的情況下，優(yōu)選風(fēng)冷強(qiáng)化后的玻璃的表面壓縮應(yīng)力值為60MPa以上，更優(yōu)選65MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選70MPa以上。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃是對(duì)本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃進(jìn)行風(fēng)冷強(qiáng)化而得的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃的厚度根據(jù)用途而不同，但根據(jù)上述的本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化用玻璃的特征，優(yōu)選具有2.5mm以下的厚度。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃的表面壓縮應(yīng)力值隨風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃的厚度而不同，在厚度為2.5mm以下的情況下，優(yōu)選表面壓縮應(yīng)力值為110MPa以上，更優(yōu)選122MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選130MPa以上。在制成厚度為2.0mm以下的情況下，優(yōu)選表面壓縮應(yīng)力值為70MPa以上，更優(yōu)選78MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選85MPa以上。在制成厚度為1.5mm以下的情況下，優(yōu)選表面壓縮應(yīng)力值為60MPa以上，更優(yōu)選65MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選70MPa以上。
本發(fā)明的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃優(yōu)選用于可使用強(qiáng)化玻璃的各種用途。具體而言，優(yōu)選用于汽車用途、建筑用途。此外，可優(yōu)選作為太陽(yáng)能電池模塊的受光面板或背面板使用。
作為太陽(yáng)能電池模塊的背面板使用的情況下，如果風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃的透明性高，則可看到布線等，設(shè)計(jì)性變差。為了使設(shè)計(jì)性良好，風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃的ISO-9050(2003)中規(guī)定的可見光透射率(D65光源)Tv_D65優(yōu)選為82％以下，更優(yōu)選80％以下，進(jìn)一步優(yōu)選77％以下。
實(shí)施例
以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
以形成表1中所示的玻璃組成的條件，適當(dāng)選擇氧化物等通常使用的玻璃原料，將混合物加入鉑坩鍋中，并投入1600℃的電阻加熱式電爐中，熔化3小時(shí)，進(jìn)行脫泡、均質(zhì)化后，倒入模具材料中，以比玻璃化溫度高約30℃的溫度保持1小時(shí)以上后，以每分鐘0.3～1℃的冷卻速度退火到室溫，制作了實(shí)施例1～5、比較例1～6的板狀的玻璃試樣。
對(duì)于所得的玻璃試樣，根據(jù)利用分光光度計(jì)測(cè)定的玻璃試樣的圖譜曲線，使用下式(1)算出Fe-Redox。
Fe-Redox(％)＝-loge(T1000nm/91.4)/(Fe2O3量×t×20.79)×100……(1)。
其中，
T1000nm是利用分光光度計(jì)(珀金埃爾默公司(Perkin Elmer社)制，Lambda950)測(cè)定的波長(zhǎng)1000nm處的透射率(％)；
t是玻璃試樣的厚度(cm)；
Fe2O3量是通過(guò)熒光X射線測(cè)定而求得的以Fe2O3換算計(jì)的全鐵的含量(％＝質(zhì)量百分比)。
上述的Fe-Redox采用根據(jù)利用分光光度計(jì)測(cè)定的玻璃試樣的譜圖曲線算出的方法，其值可視為等于相同玻璃中的以Fe2O3換算計(jì)的Fe2+含量與以Fe2O3換算計(jì)的全鐵含量的比率。
接著，根據(jù)JIS R 3103-3:2001的標(biāo)準(zhǔn)，由玻璃試樣制作直徑5mm、長(zhǎng)度 20mm的圓柱狀試樣，用熱膨脹計(jì)(布魯克AXS公司(ブルカー·エイエックスエス社)制、TMA4000SA)以5℃/分鐘的升溫速度、10g的荷重條件測(cè)定熱膨脹，算出玻璃化溫度(Tg)。
此外，根據(jù)JIS R 1618:2002的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于被處理玻璃，與玻璃化溫度的測(cè)定同樣地使用熱膨脹計(jì)(布魯克AXS公司制、TMA4000SA)，以5℃/分鐘的升溫速度測(cè)定熱膨脹，算出50～350℃時(shí)的平均熱膨脹系數(shù)α50～350、以及高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax。
此外，使用可見光透射率(對(duì)于Tv_D65，分光光度計(jì)(珀金埃爾默公司制，Lambda 950)進(jìn)行測(cè)定。
還有，對(duì)于實(shí)施例1～5、比較例1～6的玻璃試樣，為了評(píng)價(jià)風(fēng)冷強(qiáng)化的操作容易度，通過(guò)以下所示的方法測(cè)定風(fēng)冷強(qiáng)化后的表面殘余應(yīng)力。
將玻璃試樣切割為550mm×550mm的尺寸，并實(shí)施倒角加工。在風(fēng)冷強(qiáng)化處理中，使用通常的輥搬運(yùn)式的風(fēng)冷強(qiáng)化設(shè)備。圖1是該風(fēng)冷強(qiáng)化設(shè)備的設(shè)置有冷卻用噴嘴的部位的俯視圖，圖中左側(cè)示出設(shè)有該冷卻用噴嘴的部位的端面的形狀。如圖1所示，多個(gè)冷卻用噴嘴20、30、40以高低不同的方式排列。噴嘴20以垂直朝向被處理玻璃板的被處理面的方式進(jìn)行設(shè)置。噴嘴20的直徑為3.1mm，噴嘴20間的間距為24mm。噴嘴30、40以傾斜朝向被處理玻璃板的被處理面的方式進(jìn)行設(shè)置。噴嘴30、40的直徑各為3.9mm，噴嘴30間的間距、噴嘴40間的間距各為24mm。相對(duì)于噴嘴30，與最接近的噴嘴20的間距、與最接近的噴嘴40的間距各為8mm。噴嘴20與被處理玻璃板的被處理面的距離為10mm。作為冷卻介質(zhì)從噴嘴20、30、40供給的空氣的溫度為60℃，風(fēng)壓(噴射口風(fēng)壓)為18～19kPa，從將被處理玻璃板加熱至630～635℃的狀態(tài)，對(duì)被處理玻璃板的被處理面噴射作為冷卻介質(zhì)的空氣，進(jìn)行冷卻。使用玻璃表面應(yīng)力計(jì)(折原制作所(折原製作所)制FSM-7000H)測(cè)定由此制作的風(fēng)冷強(qiáng)化玻璃的表面壓縮應(yīng)力值。將各試樣的表面壓縮應(yīng)力值除以比較例5的表面壓縮應(yīng)力值，將所得的值作為相對(duì)表面壓縮應(yīng)力值。
[表1]
Fe3+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.8質(zhì)量％以上且低于2.2質(zhì)量％、Fe2+含量以Fe2O3換算計(jì)為0.45質(zhì)量％以下、Fe-Redox的值為20％以下的實(shí)施例1～5的玻璃的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax為410×10-7/℃以上，風(fēng)冷強(qiáng)化后的玻璃的相對(duì)表面壓縮應(yīng)力值為1.1以上。不含F(xiàn)e2O3的比較例1、2的玻璃和Fe3+含量以Fe2O3換算計(jì)低于0.8質(zhì)量％、Fe-Redox的值超過(guò)20％的比較例3～6的玻璃的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)αmax低于410×10-7/℃，風(fēng)冷強(qiáng)化后的玻璃的相對(duì)表面壓縮應(yīng)力值低于1.1。
符號(hào)說(shuō)明
20、30、40 噴嘴