Saiweiglassへのお問い合わせ
化学強化ガラスとは？
イオン交換の工程
化学強化では、イオン交換によってガラス表面に圧縮応力を生じさせます。その加工方法の1つに、溶融カリウム塩浴にガラスを浸漬する方法があります。ガラス表面付近の小さなナトリウムイオンが大きなカリウムイオンに置き換わり、引張荷重下での亀裂の進展を抑える圧縮層が形成されます。
性能と精度
選定したガラスと完成部品の形状に適した試験で、強度を評価してください。部品の平坦度と光学的ひずみについて、明確な許容限度と代表的な試験データを求めてください。医療機器、航空宇宙、ディスプレイ用途では、それぞれに固有の使用条件と安全要件に照らした適格性評価が必要です。
業界で使われる用語
この材料は、化学テンパリングガラス、化学硬化ガラス、化学強化ガラスとも呼ばれますが、いずれも同じイオン交換処理を指します。業界での技術用語は”化学強化”ですが、当社の仕様書では必ず”化学テンパリング”と表記しています。
化学強化の仕組み：イオン交換工程
既存のガラス部品を溶融塩浴に浸漬し、化学強化処理を施します。CorningがGorilla Glassを強化する加工工程では、浴温は約400 °Cと報告されています。選定したグレードに必要な温度と加工順序をご確認ください。
塩浴内で起こること
ナトリウムとカリウムのイオン交換では、ガラス表面付近の小さなナトリウムイオンが大きなカリウムイオンに置き換わり、圧縮応力が生じます。選定したガラスと加工工程について、マイクロメートルで示される層の深さ、その定義、および測定方法を確認してください。
表面圧縮が重要な理由
ガラスはほぼ例外なく引張応力によって破損します。これらは微細な表面欠陥として、角部の亀裂を進展させるのに必要な応力を低下させます。引張荷重によって欠陥が広がると、亀裂は急速に進展します。イオン交換処理（熱圧縮強化）による表面の圧縮は、表面にTitasus Nuhodの被膜を形成し、逆方向の予荷重を与えます。この状態では、外部から加わる取り扱い時の応力は、亀裂を進展させる前に、まず内部の圧縮応力を解消する必要があります。その結果、ガラスの衝撃、引っかき、曲げ、熱衝撃に対する耐性が大幅に高まります。
化学強化に用いるガラス材料：アルミノシリケートガラスとソーダ石灰ガラスの比較
どの種類のガラスも、化学強化に対して同じように良好な脱ガスを示すわけではありません。主な基材はアルミノシリケートガラスとソーダ石灰ガラスで、価格と性能の間にトレードオフがあります。
アルミノシリケートガラス
特殊用途のカバーガラスは組成が異なります（リチウムアルミノシリケートガラスを使用するものもあれば、リチウムアルミノホウケイ酸ガラスを使用するものもあります）。アルミナ含有量やイオン交換への応答が共通していると想定せず、メーカーの強化処理データに基づいて、具体的なグレードを選定してください。
カバーガラスやタッチパネルを検討する際は、必要な厚さの候補グレードを、条件を明確にした引っかき試験、衝撃試験、光学試験で比較してください。材料を選定する前に、完成部品の性能を確認してください。
ソーダ石灰ガラス
ソーダ石灰ガラスは、窓やボトルによく使われる一般的なフロートガラスです。イオン交換による強化は可能ですが、圧縮層が薄く、表面応力も低くなります。それでも、超薄板での性能が求められず、ガラスのコストが重視される大型の産業用パネル、照明カバー、建築用ガラスには十分実用的です。
ソーダ石灰ガラスの実用上の利点として、化学強化後でも切断できる場合がある一方、圧縮層の深いアルミノシリケートガラスは通常、切断できません。強化後の仕上げ加工が多い設計では、ソーダ石灰ガラスを選ぶ方が安全です。
その他の基材
代替基材や合わせガラス構成を検討する場合は、用途を説明し、グレードごとの強化処理、光学特性、および衝撃試験の裏付け資料を求めてください。SAIWEIが提供できる代替基材と構成をご確認ください。
| 特性 | アルミノシリケートガラス | ソーダ石灰ガラス |
|---|---|---|
| 組成（Al2O3） | 10–25% | 0.5–2% |
| 表面圧縮応力（CS） | 700～900 MPa | 300～500 MPa |
| 圧縮層深さ（DOL） | 30～60 µm | 10～25 µm |
| 曲げ強度 | 400～700 MPa | 150～300 MPa |
| ビッカース硬さ | 600～700 HV | 500～550 HV |
| 実用上の最小板厚 | 0.33 mm | 1.0 mm |
| 強化処理後の切断 | 困難／非推奨 | 注意して行えば可能 |
| 相対的なコスト | 高い | 低い |
用途：ディスプレイ用カバーガラスとタッチパネル向けソリューション
ディスプレイ用カバーガラスの案件について問い合わせる際は、ディスプレイアセンブリ全体に求められる保護性能、光学特性、タッチ応答の要件をご説明ください。SAIWEIに、提案するガラス構成の確認と、それに関連する完成部品の試験による裏付け資料の提出を求めてください。
01.
民生用電子機器
スマートフォンのディスプレイ、タブレットのカバーガラス、スマートウォッチの表示面、健康管理用ウェアラブル機器向けには、必要な厚さ、切り欠き、端面仕上げをご指定ください。材料の調達可否、機械加工能力、および完成アセンブリの試験要件（落下と引っかき）をSAIWEIにご確認ください。
02.
産業用HMIとタッチパネル
工場自動化用ディスプレイ、CNC工作機械の操作パネル、POS端末、キオスク端末の画面。厚手のガラス（1.1～3 mm）に化学強化を施すことで、手袋を着用した作業者による操作、クリーンルームでの拭き取り清掃、機械の不意の落下に対応できます。防眩および防指紋の表面コーティングも可能です。
03.
医療機器
医療用ディスプレイ：患者モニター、超音波装置、手術ナビゲーション用制御画面、歯科用画像診断装置。医療用カバーガラスは、生体適合性試験に合格し、滅菌時に繰り返し行われるBPA+alkylKliipへの浸漬に完全に耐える必要があります。SAIWEIが採用する強化工程は化学機械的なもので、表面の化学的性質を変化させないため、コーティングの密着性試験ではオートクレーブ処理後も密着性の低下が見られません。
04.
自動車・輸送機器
自動車用インフォテインメント、メーターパネル、ヘッドアップディスプレイ、充電ステーションの操作画面向けには、使用環境、光学要件、取付方法、および必要な形状をご指定ください。選定したガラス構成について、提案される厚さ、成形工程、接着適合性、および適格性評価試験をご確認ください。
05.
軍事・航空宇宙
航空機のコックピット用ディスプレイカバーガラス、現場で使用する堅牢型タブレットのディスプレイ、無人航空機システムを遠隔操作するためのドローン用モニター。化学強化と積層構造を組み合わせることで、MIL-STD-810Gの仕様を上回る高い耐衝撃性と耐振動性を実現します。SAIWEIは、現場で使用する無人航空機・無人車両の地上管制ステーション向けにカバーガラスを供給した実績があります。
06.
IoTとスマートホーム
ホームオートメーションのパネル、スマートサーモスタットのディスプレイ、インターホン、家電の操作部向けには、目標の厚さと印刷範囲を明確にし、表面処理の要件をご説明ください。加工工程と生産数量をSAIWEIにご確認ください。
技術仕様と光学特性
カバーガラスを最適に選定するには、貴社の機器の用途に合った厚さ、光学特性、表面処理を選ぶ必要があります。当社の化学強化ガラス製造における各パラメータの選定について、概要を以下に示します：
| 項目 | 仕様 | 試験規格 |
|---|---|---|
| 対応板厚 | 0.33, 0.4, 0.55, 0.7, 1.1, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 mm | — |
| 最大寸法 | 最大500 × 600 mm（それ以上の寸法はご相談ください） | — |
| 可視光線透過率 | ≥91.5%（コーティングなし、0.7 mm） | ASTM D1003 |
| ヘーズ | ≤0.3% | ASTM D1003 |
| 表面硬さ | モース硬度6.5～7 / 600～700 HV | ASTM C730 |
| 表面圧縮応力 | ≥700 MPa（アルミノシリケートガラス） | ASTM C1422 |
| 圧縮層深さ（DOL） | 30～60 µm（厚さによって異なる） | ASTM C1422 |
| 曲げ強度 | 400～700 MPa | ASTM C158 |
| 光学ひずみ | 検出されず（ローラーウェーブなし） | IEC 62715に準拠した目視検査 |
| 使用温度 | −40 °C～+300 °C | — |
| 耐擦傷性 | 鉛筆硬度≥6H（コーティングあり） | ASTM D3363 |
対応可能な表面処理
反射防止（AR）コーティング
反射を抑えるには、反射防止コーティングをご検討ください。貴社の案件に必要な反射率、波長範囲、視野角、およびコーティングの対応可否をご確認ください。
防指紋（AF）コーティング
防指紋コーティングは、指紋を目立ちにくくし、ガラスを清掃しやすくすることができます。コーティングの対応可否、耐久性データ、および明確に定められた接触角の試験条件について、情報を求めてください。
防眩（AG）エッチング
カバー表面に微細な凹凸を設けることで、屋外や周囲の光が強い環境での鏡面反射を最小限に抑えます。
シルクスクリーン印刷
ユーザーインターフェースのベゼルやロゴ用に、カバーへベタ色を印刷します。最大4色の印刷に対応し、化学強化が完全に形成される前に、インクをカバーに融着させます。
ITO／タッチ機能の一体化
貴社のタッチパネルアセンブリ用に、SAIWEIがコーティングを施していないカバーガラスを提供できるか、また、対応範囲に導電性コーティングやタッチセンサーの組込みが含まれるかをご確認ください。
重要事項：選定したガラス、インク、コーティングシステムに応じた加工順序をご確認ください。適合性のあるコーティングや印刷は、化学強化後に実施できる場合があります。機械加工の順序と、その後に必要となる適格性評価について、生産前に合意してください。
化学強化ガラスと熱強化ガラスの比較
化学強化も熱強化処理もガラスの強度を高めますが、その仕組みと用途上の要件は大きく異なります。両者の違いについては、以下の比較をご覧ください。
化学強化
- 強度： 徐冷ガラスの6～8倍
- 最小板厚： 0.1 mm
- 光学品質： ひずみなし
- 加工工程： 溶融KNO3浴でのイオン交換
- 処理時間： 4～16時間
- 処理後の切断： 制限あり（ソーダ石灰ガラスのみ）
- 破損時の形状： 大きな破片（徐冷ガラスと同様）
- コスト： 部品単価が高い
熱強化処理
- 強度： 徐冷ガラスの3～5倍
- 最小板厚： 約3 mm
- 光学品質： 目視できるローラーウェーブが生じる場合あり
- 加工工程： 約620 °Cから空気で急冷
- 処理時間： 数分
- 処理後の切断： 不可
- 破損時の形状： 小さな粒状片（安全ガラス）
- コスト： 部品単価が低い
市場との接点と用途
化学強化は、薄いディスプレイ用カバーガラスに用いる選択肢の1つです。熱強化処理の限界は設備や製品によって異なるため、3 mmを一律の境界として扱わないでください。想定する用途について、適格性が確認された厚さ、光学品質、破砕性状、安全要件、および見積価格を比較してください。
化学強化したアルミノシリケートガラス製カバーガラスが必要な製品を設計する際、Corningブランドの割増価格を避けるためにGorilla Glassの代替品を検討するお客様もいます。SAIWEIをはじめとする複数のメーカーは、同様のアルミノシリケートガラス原板にイオン交換を施すことで同等の化学強化ガラスを製造しており、形状、寸法、コーティング、エッジ仕上げに応じた処理ロットサイズの柔軟性で優位性を持つことがよくあります。
品質認証と適合規格
海外の購買担当者は皆、ガラスのサプライチェーンに世界水準の品質と安全性を保証する証しを求めています。SAIWEIは以下の規格に対応しており、すべて第三者監査で確認されています：
ISO 9001:2015
品質マネジメント
RoHS
指令2011/65/EU
REACH
EC 1907/2006
FCC
対象モジュール
認証に加え、当社の品質管理工程には以下が含まれます：
受入材料の監査
– 生産に使用する前に、ガラスのすべてのロットについて、組成、平坦度、表面欠陥を試験します。
工程内監視
– 浴温（2 C）、浸漬時間の記録、および全ロットを対象とする偏光測定による表面応力の抜き取り測定。
最終検査
– 管理された照明下で100%目視検査を行い、欠け、傷、コーティングの均一性、印刷の見当を確認します。寸法はAQL 1.0に準拠して抜き取り検査します。
トレーサビリティ
– すべての出荷品について、原材料ロット、加工バッチ、検査記録まで追跡できます。ご要望に応じて、記録一式をご提供します。
化学強化ガラスの価格とOEMサービス
化学強化ガラスの価格は、複数の要因によって決まります。一律の金額では誤解を招くため、ご注文のコストを左右する要因を以下に示します。
価格を左右する主な要因
| 要因 | 価格への影響 | 備考 |
|---|---|---|
| ガラス基材 | アルミノシリケートガラスはソーダ石灰ガラスより高価 | 同じ厚さの場合、アルミノシリケートガラスの価格は通常、ソーダ石灰ガラスの3～5倍 |
| 厚さ | 薄いガラスほどm²当たりの価格が高い | 0.33 mmと0.4 mmは、1.1 mm以上に比べて割高 |
| 寸法と形状 | 複雑な形状ほどCNC加工時間が増加 | 穴、切り欠き、面取り、曲線状のエッジ |
| コーティング層 | AR、AF、AGはそれぞれ加工工程を追加 | 多層コーティング（AR+AF）は単層より高価 |
| 印刷 | 色数の増加 = 印刷版数の増加 = コスト上昇 | ベゼルは1色印刷が標準で、4色印刷は追加費用が発生 |
| 数量 | 数量の増加 = 部品単価の低下 | 標準仕様の最小注文数量は通常500枚 |
OEM・ODMの流れ
1. お問い合わせと図面確認
寸法、厚さ、ガラスの種類、コーティング、印刷の要件を記載したCAD図面またはスケッチをお送りください。内容を確認し、48時間以内にお見積もりをご提示します。
2. サンプル承認
初品サンプルは10～15営業日以内に出荷します。サンプルには検査報告書一式を添付します。
3. 生産
サンプル承認後の量産リードタイムは、数量によって異なりますが、通常15～25営業日です。
4. 品質確認と出荷
100%検査を行い、毛羽の出ない保護用中間膜で個別に包装し、発泡緩衝材を内張りした段ボール箱に梱包して出荷します。航空輸送と海上輸送に対応しています。
予算計画の目安として、片面AFコーティングと単色のベゼル印刷を施した厚さ1.1 mmのアルミノシリケートガラス製カバーガラスを小ロット（500～2,000枚）で注文する場合、寸法に応じて単価は一般に$1.50～$4.00の範囲になります。大量注文（10,000枚以上）では、単価が大幅に下がります。貴社の詳細な仕様に基づくお見積もりについては、お問い合わせください。
カバーガラスの概算費用計算ツール
化学強化カバーガラスのご注文に必要な予算の目安を確認できます。実際の価格は詳細な仕様によって異なりますので、正確な金額は正式なお見積もりをご依頼ください。
ご希望の仕様
概算結果
仕様を設定し、”概算費用を計算”をクリックすると、予算の目安が表示されます。
カバーガラスの調達をご検討ですか？
500枚の試作品から100,000枚の量産品まで、SAIWEIは貴社の仕様に合わせた化学強化ガラスを提供します。図面をお送りいただければ、48時間以内にお見積もりします。
今すぐ見積もりを依頼よくあるご質問
化学強化ガラスの強度はどのくらいですか？
強度は、ガラスの種類、その状態、および試験方法によって異なります。表面圧縮応力と曲げ強度は、同じ測定値ではありません。合意した試験条件における表面圧縮応力、層の深さ、および完成部品の強度について、グレードごとの結果を求めてください。
ガラスを強化する加工工程は何と呼ばれますか？
この加工工程は、化学強化または化学強化処理と呼ばれます。溶融カリウム塩浴中でのイオン交換反応を利用し、ガラス表面の小さなナトリウムイオンを、より大きなカリウムイオンに置き換えます。急冷を利用する熱強化処理とは異なります。
化学強化ガラスとGorilla Glassの違いは何ですか？
Gorilla Glassは、Corningが独自の組成で製造する化学強化アルミノシリケートガラスのブランド名です。Gorilla Glassはすべて化学強化ガラスですが、化学強化ガラスがすべてGorilla Glassというわけではありません。他のメーカーも、アルミノシリケートガラス基材に同様のイオン交換工程を適用し、同等品や特定の用途に合わせた代替品を製造しています。主な違いは、具体的なガラス組成、圧縮応力層の深さ、施される特殊なコーティングにあります。
Gorilla Glassは何を加えることで強度を高めていますか？
溶融硝酸カリウム (KNO3) 浴への浸漬により、ガラス中のナトリウムイオンを、より大きなカリウムイオンに置き換えることで強度を高めています。ガラスから出ていくナトリウムイオンと、入ってくるカリウムイオンの大きさの違いによって、ガラス表面に圧縮応力層が形成されます。この層の深さと圧縮応力の大きさが、最終的な強度を決定します。アルミノシリケートガラスはアルミナ含有量が多く、イオンがより深くまで浸透するため、適した組成とされています。
化学強化ガラスは処理後に切断できますか？
化学強化したソーダ石灰ガラスは、通常のガラス切断方法で処理後に切断できる場合がありますが、切断面では強化効果が失われます。ただし、圧縮応力層が深いアルミノシリケートガラスは、強化後の切断が大幅に難しくなります。業界では、切断、穴あけ、端面仕上げ、成形をすべて化学強化工程の前に完了させるのが標準的です。SAIWEIでは、イオン交換浴への浸漬前に、すべてのCNC加工と端面加工を行っています。
化学強化が可能な最小厚さはどのくらいですか？
化学強化は厚さ0.1 mmの薄いガラスにも適用できますが、カバーガラス用途の実際の生産では、通常0.33 mmから対応します。最小でも約3 mmの厚さが必要な熱強化処理と比べて、これは大きな利点です。
化学強化と熱強化処理にはどのような違いがありますか？
化学強化では徐冷ガラスの6～8倍の強度が得られるのに対し、熱強化処理では3～5倍です。化学強化は厚さ0.1 mmから適用できますが、熱強化処理には少なくとも3 mmの厚さが必要です。化学強化したガラス表面には光学ひずみがまったくない一方、熱強化ガラスには目に見える波打ちが生じることがよくあります。化学強化では、ソーダ石灰ガラス基材を処理後に切断することも可能です。ただし、加工時間には差があり、化学強化では4～16時間の浸漬が必要なのに対し、熱強化処理は数分で済みます。厚さ3 mm未満のディスプレイ用カバーガラスやタッチパネルでは、化学強化が唯一の実用的な選択肢です。
特注の化学強化ガラスを注文した場合、リードタイムはどのくらいですか？
SAIWEIの特注化学強化ガラスの標準リードタイムは、注文数量、ガラスの種類、コーティング要件によって異なりますが、通常は図面承認から15～25営業日です。既存仕様でのお急ぎの注文は、7～10営業日以内に出荷できます。大量のOEM注文 (10,000枚以上) は、専用の生産ラインを割り当て、プロジェクトごとに日程を調整します。貴社の要件に応じた正確な日程については、heyang@saiweiglass.comまで営業チームにお問い合わせください。
