JP2000319036A - プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラス - Google Patents
プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラスInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
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- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易に溶融でき、プレス成形が容易でプレス
型に倣った精緻な面を形成でき、型くずれもし難く、更
にアルカリイオン交換によるいわゆる化学強化度合いの
高いプレス成形用ガラス。 【解決手段】 ガラスを熱軟化状態でプレス成形し、更
に該成形物をアルカリイオン交換によるところの化学強
化を施すための前記プレス成形体を得るためのガラスに
おいて、ガラスの成分組成が、wt％で、SiO2 51〜58、
Al2O3 10〜15、Li2O ０〜３、Na2O 15〜25、K2O ０〜
４、MgO ０〜４、CaO ０〜３、SrO ０〜３、BaO １〜1
0、TiO2 ０〜５、ZrO2 0.5〜４の範囲であるプレス成
形用ガラス、およびそれに基づく情報記録媒体用基板ガ
ラス。
型に倣った精緻な面を形成でき、型くずれもし難く、更
にアルカリイオン交換によるいわゆる化学強化度合いの
高いプレス成形用ガラス。 【解決手段】 ガラスを熱軟化状態でプレス成形し、更
に該成形物をアルカリイオン交換によるところの化学強
化を施すための前記プレス成形体を得るためのガラスに
おいて、ガラスの成分組成が、wt％で、SiO2 51〜58、
Al2O3 10〜15、Li2O ０〜３、Na2O 15〜25、K2O ０〜
４、MgO ０〜４、CaO ０〜３、SrO ０〜３、BaO １〜1
0、TiO2 ０〜５、ZrO2 0.5〜４の範囲であるプレス成
形用ガラス、およびそれに基づく情報記録媒体用基板ガ
ラス。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱軟化ガラスをプ
レス成形し、更にアルカリイオン交換により化学強化し
て、レンズ等の光学用ガラス、小型基板ガラスなどのガ
ラス成形体を得るうえで好適なプレス成形用ガラスに係
り、特に磁気記録媒体などとして好適に採用し得る情報
記録媒体用基板ガラスに関する。
レス成形し、更にアルカリイオン交換により化学強化し
て、レンズ等の光学用ガラス、小型基板ガラスなどのガ
ラス成形体を得るうえで好適なプレス成形用ガラスに係
り、特に磁気記録媒体などとして好適に採用し得る情報
記録媒体用基板ガラスに関する。
【０００２】
【従来技術】例えば情報記録媒体用基板ガラスとして
は、ソーダ石灰シリカ系ガラス並、またはそれより低い
温度で容易に溶融でき、またソーダ石灰シリカ系ガラス
より低い軟化温度を有し、プレス成形が容易でプレス型
に倣った精緻な面を形成でき、かつプレス成形型とも熱
膨張係数が近似していて型くずれし難く、更にアルカリ
イオン交換によるいわゆる化学強化度合いの高いことが
要求される。
は、ソーダ石灰シリカ系ガラス並、またはそれより低い
温度で容易に溶融でき、またソーダ石灰シリカ系ガラス
より低い軟化温度を有し、プレス成形が容易でプレス型
に倣った精緻な面を形成でき、かつプレス成形型とも熱
膨張係数が近似していて型くずれし難く、更にアルカリ
イオン交換によるいわゆる化学強化度合いの高いことが
要求される。
【０００３】なお、従来一旦プレス成形したガラスを、
面平滑性を得るために研磨する方法を採るのが一般的で
あったが、研磨に時間、手間を要し、コストも高騰する
ので好ましくない。別にフロート成形法により滑らかな
面を形成する提唱例もあるが、フロート成形法は窓ガラ
ス等の比較的大サイズのガラスを大量生産するうえでは
好適であるが、情報記録媒体用基板等の小型で精密な基
板を製造するうえには適さない。
面平滑性を得るために研磨する方法を採るのが一般的で
あったが、研磨に時間、手間を要し、コストも高騰する
ので好ましくない。別にフロート成形法により滑らかな
面を形成する提唱例もあるが、フロート成形法は窓ガラ
ス等の比較的大サイズのガラスを大量生産するうえでは
好適であるが、情報記録媒体用基板等の小型で精密な基
板を製造するうえには適さない。
【０００４】公知の例では、例えば米国特許第4156755
号公報には、SiO2−Al2O3−Li2O−Na 2O系において更にZ
rO2を含むガラスであって、イオン交換によるところの
強化ガラスが開示されているが、このガラスはSiO2およ
びAl2O3＋ZrO2の量が比較的多く、溶融、成型温度も高
くなり、易溶性、プレス成形をはじめとする成形性に課
題を残す。
号公報には、SiO2−Al2O3−Li2O−Na 2O系において更にZ
rO2を含むガラスであって、イオン交換によるところの
強化ガラスが開示されているが、このガラスはSiO2およ
びAl2O3＋ZrO2の量が比較的多く、溶融、成型温度も高
くなり、易溶性、プレス成形をはじめとする成形性に課
題を残す。
【０００５】特開平10−1329号公報には、SiO2−Al2O3
−Li2O−Na2O−CaO系（ZrO2非含有）であって、フロー
ト法成形に適した化学強化用ガラス組成物および化学強
化ガラス物品が開示されている。一般に、化学強化ガラ
スは水分（湿分）による劣化が懸念されるところであ
り、特に、情報記録媒体などの精密電子機器用に供する
場合は、厳しい耐候、耐湿性が要求される。ZrO2成分の
含有が耐候、耐湿性に優れることは知られているが、本
公知例においてはZrO2を含まない分、前記特性を満足し
難いと思われる。
−Li2O−Na2O−CaO系（ZrO2非含有）であって、フロー
ト法成形に適した化学強化用ガラス組成物および化学強
化ガラス物品が開示されている。一般に、化学強化ガラ
スは水分（湿分）による劣化が懸念されるところであ
り、特に、情報記録媒体などの精密電子機器用に供する
場合は、厳しい耐候、耐湿性が要求される。ZrO2成分の
含有が耐候、耐湿性に優れることは知られているが、本
公知例においてはZrO2を含まない分、前記特性を満足し
難いと思われる。
【０００６】特開平５−32431号公報には、SiO2−Al2O3
−Li2O−Na2O−ZrO2系からなる化学強化用ガラス、およ
びそれを用いた化学強化ガラスが開示されている。該公
知例の化学強化用ガラスは、上記とは逆にZrO2分を過量
に含むが、過量の含有はガラスの溶融温度を高くし、成
形、特にプレス成形を困難とする。
−Li2O−Na2O−ZrO2系からなる化学強化用ガラス、およ
びそれを用いた化学強化ガラスが開示されている。該公
知例の化学強化用ガラスは、上記とは逆にZrO2分を過量
に含むが、過量の含有はガラスの溶融温度を高くし、成
形、特にプレス成形を困難とする。
【０００７】特開平10−158028号公報には、SiO2−Al2O
3−Na2O−K2O−RO−ZrO2系ガラス（前記ROは、MgO、Ca
O、SrO、BaOである）からなり、傷がつき難く、フロー
ト成形にも適した磁気ディスク用ガラス基板および磁気
ディスクが開示されている。該公知例のガラスは、Na2O
分に比べK2O分を多量に含有するが、溶融カリウム塩に
よりガラス中のナトリウム分をイオン交換するという観
点からすれば、効率的なイオン交換をし難いと思われ
る。また、溶融温度、成形温度も高い。
3−Na2O−K2O−RO−ZrO2系ガラス（前記ROは、MgO、Ca
O、SrO、BaOである）からなり、傷がつき難く、フロー
ト成形にも適した磁気ディスク用ガラス基板および磁気
ディスクが開示されている。該公知例のガラスは、Na2O
分に比べK2O分を多量に含有するが、溶融カリウム塩に
よりガラス中のナトリウム分をイオン交換するという観
点からすれば、効率的なイオン交換をし難いと思われ
る。また、溶融温度、成形温度も高い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来易溶
性、プレス成形をはじめとする成形性に難点があった
り、耐候、耐湿性が不充分であったり、イオン交換によ
る化学強化性を満足し得なかったりするケースがあった
が、本発明は容易に溶融でき、プレス成形が容易でプレ
ス型に倣った精緻な面を形成でき、かつプレス成形型と
も熱膨張係数を近似させることができて型くずれし難
く、更にアルカリイオン交換によるいわゆる化学強化度
合いの高いプレス成形用ガラスを提供すること、特に磁
気記録媒体などとして好適に採用し得る情報記録媒体用
基板ガラスを提供することを目的とする。
性、プレス成形をはじめとする成形性に難点があった
り、耐候、耐湿性が不充分であったり、イオン交換によ
る化学強化性を満足し得なかったりするケースがあった
が、本発明は容易に溶融でき、プレス成形が容易でプレ
ス型に倣った精緻な面を形成でき、かつプレス成形型と
も熱膨張係数を近似させることができて型くずれし難
く、更にアルカリイオン交換によるいわゆる化学強化度
合いの高いプレス成形用ガラスを提供すること、特に磁
気記録媒体などとして好適に採用し得る情報記録媒体用
基板ガラスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスを熱軟
化状態でプレス成形し、更に該成形物をアルカリイオン
交換によるところの化学強化を施すための前記プレス成
形体を得るためのガラスにおいて、ガラスの成分組成
が、wt％で、SiO2 51〜58、Al2O3 10〜15、Li2O ０〜
３、Na2O 15〜25、K2O ０〜４、MgO ０〜４、CaO ０〜
３、SrO ０〜３、BaO １〜10、TiO2 ０〜５、ZrO2 0.5
〜４の範囲としたプレス成形用ガラスである。
化状態でプレス成形し、更に該成形物をアルカリイオン
交換によるところの化学強化を施すための前記プレス成
形体を得るためのガラスにおいて、ガラスの成分組成
が、wt％で、SiO2 51〜58、Al2O3 10〜15、Li2O ０〜
３、Na2O 15〜25、K2O ０〜４、MgO ０〜４、CaO ０〜
３、SrO ０〜３、BaO １〜10、TiO2 ０〜５、ZrO2 0.5
〜４の範囲としたプレス成形用ガラスである。
【００１０】上記において、ガラスの102ポイズ相当温
度が1450℃以下、104ポイズ相当温度が1000℃以下、軟
化点が700℃以下であることが好ましい。
度が1450℃以下、104ポイズ相当温度が1000℃以下、軟
化点が700℃以下であることが好ましい。
【００１１】加えて、ガラスの1010ポイズ相当温度が60
0℃以下であることが望ましい。
0℃以下であることが望ましい。
【００１２】更に加えて、ガラスの熱膨張係数（室温〜
転移点）が110〜140×10-7／℃であることが好ましい。
転移点）が110〜140×10-7／℃であることが好ましい。
【００１３】本発明はまた、上記プレス成形用ガラス
を、その軟化点以下の温度でプレス成形し、更に該成形
物をカリウム塩を含む溶融塩中でアルカリイオン交換
し、化学強化を施した情報記録媒体用基板ガラスであ
る。
を、その軟化点以下の温度でプレス成形し、更に該成形
物をカリウム塩を含む溶融塩中でアルカリイオン交換
し、化学強化を施した情報記録媒体用基板ガラスであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のプレス成形用ガラスは、
ガラス原料を溶融し、清澄、均質化して得られた溶融ガ
ラスより、例えば鋳込み成形により、一旦目的形状に類
似したかたちの予備成形体を製造し、これを改めて加熱
してプレス成形に供して二段階で製造するものである。
または、前記予備成形形状としたうえで、そのまま保熱
状態で、若干の加熱調整のうえでプレス成形に供して連
続的操作で製造することもできる。
ガラス原料を溶融し、清澄、均質化して得られた溶融ガ
ラスより、例えば鋳込み成形により、一旦目的形状に類
似したかたちの予備成形体を製造し、これを改めて加熱
してプレス成形に供して二段階で製造するものである。
または、前記予備成形形状としたうえで、そのまま保熱
状態で、若干の加熱調整のうえでプレス成形に供して連
続的操作で製造することもできる。
【００１５】ガラスの溶融に際しては、ガラス粘度102
ポイズにおいて、ガラスがきわめて流動性に富み、溶
融、均質化させるうえで効果を奏する。従って102ポイ
ズ相当温度は溶融温度とも称される。溶融が容易とされ
る一般のソーダ石灰シリカ系ガラスにおける粘度102ポ
イズ相当温度は1400〜1450℃の範囲であるが、本発明の
ガラスにおいてもそれと同等以下、すなわち1450℃以下
とするものである。
ポイズにおいて、ガラスがきわめて流動性に富み、溶
融、均質化させるうえで効果を奏する。従って102ポイ
ズ相当温度は溶融温度とも称される。溶融が容易とされ
る一般のソーダ石灰シリカ系ガラスにおける粘度102ポ
イズ相当温度は1400〜1450℃の範囲であるが、本発明の
ガラスにおいてもそれと同等以下、すなわち1450℃以下
とするものである。
【００１６】前記予備成形するための温度、すなわち作
業温度は、一般的にガラスの粘度10 4ポイズが、ガラス
を板状、容器状等に熱加工するうえで指標となる粘度で
あり、本発明における予備成形にもあてはまるものであ
る。前記104ポイズ相当温度は一般のソーダ石灰シリカ
系ガラスにおいては1000℃程度であり、本発明のガラス
もそれと同等以下、すなわち1000℃以下とする。
業温度は、一般的にガラスの粘度10 4ポイズが、ガラス
を板状、容器状等に熱加工するうえで指標となる粘度で
あり、本発明における予備成形にもあてはまるものであ
る。前記104ポイズ相当温度は一般のソーダ石灰シリカ
系ガラスにおいては1000℃程度であり、本発明のガラス
もそれと同等以下、すなわち1000℃以下とする。
【００１７】本発明におけるプレス成形に際するプレス
型母材は、耐熱性で耐摩耗性に優れる材料、すなわち合
金鋼（例えばオーステナイト鋼）、サーメット（例えば
TiC-Mo-Ni系）、セラミック（例えばアルミナ、ジルコ
ニア）等が採用される。プレス型母材は所望の形状およ
び光学面に加工、研磨され、更にその上に、熱軟化した
被成形用のガラス（プレス成形用ガラス）がよく密接で
き、被成形用のガラスにより侵食され難い熱的、化学的
に安定な薄膜、すなわち、貴金属膜、タングステン膜、
タンタル膜、それら金属の合金膜を、例えばスパッタ法
等により形成することにより、成形面が形成される。従
来、一旦ガラスを成形しても、光学面を得るうえで成形
ガラスの表面を研磨加工していたが、上記処置を施すこ
とにより、研磨加工をすることなく、所望の光学面を得
ることができる。
型母材は、耐熱性で耐摩耗性に優れる材料、すなわち合
金鋼（例えばオーステナイト鋼）、サーメット（例えば
TiC-Mo-Ni系）、セラミック（例えばアルミナ、ジルコ
ニア）等が採用される。プレス型母材は所望の形状およ
び光学面に加工、研磨され、更にその上に、熱軟化した
被成形用のガラス（プレス成形用ガラス）がよく密接で
き、被成形用のガラスにより侵食され難い熱的、化学的
に安定な薄膜、すなわち、貴金属膜、タングステン膜、
タンタル膜、それら金属の合金膜を、例えばスパッタ法
等により形成することにより、成形面が形成される。従
来、一旦ガラスを成形しても、光学面を得るうえで成形
ガラスの表面を研磨加工していたが、上記処置を施すこ
とにより、研磨加工をすることなく、所望の光学面を得
ることができる。
【００１８】勿論被成形用のガラスにおいても、上記光
学面を得るうえで、熱物性その他においてプレス成形に
適した特性を必要とし、また、更にイオン交換、化学強
化を施すうえでも適した特性を必要とするものである。
学面を得るうえで、熱物性その他においてプレス成形に
適した特性を必要とし、また、更にイオン交換、化学強
化を施すうえでも適した特性を必要とするものである。
【００１９】プレス成形におけるガラス粘度は、ガラス
軟化点相当の107.6ポイズないし101 2ポイズ、より好適
には1010ポイズ付近とするのがよい。107.6ポイズ未満
の低い粘度では、被成形用ガラスがプレス型の面に被着
し易く、剥離が容易ではなくなり、また剥離の際ガラス
が型崩れを生じ易い。またプレス型の損耗が激しくな
る。1012ポイズ超過の高い粘度では、被成形用ガラスが
プレス型の面と密接し難く（馴染み難く）なり、プレス
型の面に精緻に倣った光学面を得難くなる。
軟化点相当の107.6ポイズないし101 2ポイズ、より好適
には1010ポイズ付近とするのがよい。107.6ポイズ未満
の低い粘度では、被成形用ガラスがプレス型の面に被着
し易く、剥離が容易ではなくなり、また剥離の際ガラス
が型崩れを生じ易い。またプレス型の損耗が激しくな
る。1012ポイズ超過の高い粘度では、被成形用ガラスが
プレス型の面と密接し難く（馴染み難く）なり、プレス
型の面に精緻に倣った光学面を得難くなる。
【００２０】前記プレス成形する際の温度に関し、前記
プレス型母材および薄膜が耐熱性、耐摩耗性で、対侵食
性に優れるとはいえ、高温で繰返しプレスすると、摩耗
により光学面を損じ易い。従って107.6ポイズ相当温度
（軟化点）は、一般のソーダ石灰シリカ系ガラスが720
〜740℃程度であるのに対し、700℃以下とするのが好ま
しく、より好適粘度、すなわち1010ポイズにおいては60
0℃以下とするのがよい。
プレス型母材および薄膜が耐熱性、耐摩耗性で、対侵食
性に優れるとはいえ、高温で繰返しプレスすると、摩耗
により光学面を損じ易い。従って107.6ポイズ相当温度
（軟化点）は、一般のソーダ石灰シリカ系ガラスが720
〜740℃程度であるのに対し、700℃以下とするのが好ま
しく、より好適粘度、すなわち1010ポイズにおいては60
0℃以下とするのがよい。
【００２１】またプレス成形圧を10Kgf／cm2ないし50Kg
f／cm2の範囲とするのがよい。プレス成形圧を50Kgf／c
m2を越えた高圧力とすると、ガラスにひび割れ、破損を
生じ易くなり、またプレス型自体も損耗する。プレス成
形圧を10Kgf／cm2未満の低圧力とすると、プレス型の面
に倣った光学面を得難くなる。
f／cm2の範囲とするのがよい。プレス成形圧を50Kgf／c
m2を越えた高圧力とすると、ガラスにひび割れ、破損を
生じ易くなり、またプレス型自体も損耗する。プレス成
形圧を10Kgf／cm2未満の低圧力とすると、プレス型の面
に倣った光学面を得難くなる。
【００２２】上記ガラス粘度（温度）−成形圧力範囲に
おいて、被成形ガラスは前記プレス型（薄膜）ともよく
密接し、従って微細にわたり前記母材の光学面に一致し
た光学面を得ることができる。
おいて、被成形ガラスは前記プレス型（薄膜）ともよく
密接し、従って微細にわたり前記母材の光学面に一致し
た光学面を得ることができる。
【００２３】ガラスの熱膨張係数はプレス型のそれと近
似させる。熱膨張係数は室温〜転移点間の平均値として
110〜140×10-7／℃の間で適宜設定するもので、例えば
プレス型がオーステナイト鋼に代表される耐熱鋼の場合
は110〜120×10-7／℃程度とする。
似させる。熱膨張係数は室温〜転移点間の平均値として
110〜140×10-7／℃の間で適宜設定するもので、例えば
プレス型がオーステナイト鋼に代表される耐熱鋼の場合
は110〜120×10-7／℃程度とする。
【００２４】本発明のプレス成形用ガラスにおいて、ア
ルカリイオン交換による化学強化は、その条件を特定す
るものではなく、ガラスが熱変形し難い歪点以下、かつ
硝酸カリウム塩或いは更に硝酸ナトリウム混合塩の融点
以上の温度の溶融塩中にガラスを浸漬し、数時間のオー
ダーでイオン交換処理を行う。なお、情報記録媒体用基
板ガラスとしては、化学強化後、JIS R 1601（ファイン
セラミックスの曲げ強さ試験方法）に則り、３点曲げ試
験による曲げ強度試験において、2.5×103Kgf／cm2以上
が好適とされる。
ルカリイオン交換による化学強化は、その条件を特定す
るものではなく、ガラスが熱変形し難い歪点以下、かつ
硝酸カリウム塩或いは更に硝酸ナトリウム混合塩の融点
以上の温度の溶融塩中にガラスを浸漬し、数時間のオー
ダーでイオン交換処理を行う。なお、情報記録媒体用基
板ガラスとしては、化学強化後、JIS R 1601（ファイン
セラミックスの曲げ強さ試験方法）に則り、３点曲げ試
験による曲げ強度試験において、2.5×103Kgf／cm2以上
が好適とされる。
【００２５】プレス成形用ガラスは、以下の成分組成よ
りなる。
りなる。
【００２６】SiO2はガラスを形成する主要成分であり、
ガラス中51〜58wt％の範囲で含有させる。51wt％未満で
は、ガラス形成が容易ではなくなり、失透が生じ易くな
り、ガラス自体の耐候、耐水性を悪化する。58wt％を越
えるとガラス溶融温度を高くし、また予備成形を含めた
成形、特にプレス成形するうえで、成形温度を上昇す
る。
ガラス中51〜58wt％の範囲で含有させる。51wt％未満で
は、ガラス形成が容易ではなくなり、失透が生じ易くな
り、ガラス自体の耐候、耐水性を悪化する。58wt％を越
えるとガラス溶融温度を高くし、また予備成形を含めた
成形、特にプレス成形するうえで、成形温度を上昇す
る。
【００２７】Al2O3は、SiO2に伴わせてガラスを形成す
る成分でもあるが、化学強化に際するイオン交換速度を
速めるうえで必須の成分であり、ガラス中10〜15wt％の
範囲で含有させる。10wt％未満では前記作用効果が不十
分であり、15wt％を越えるとガラス粘度を高くし、予備
成形、プレス成形の温度を上昇する。
る成分でもあるが、化学強化に際するイオン交換速度を
速めるうえで必須の成分であり、ガラス中10〜15wt％の
範囲で含有させる。10wt％未満では前記作用効果が不十
分であり、15wt％を越えるとガラス粘度を高くし、予備
成形、プレス成形の温度を上昇する。
【００２８】Na2Oはイオン交換による化学強化を行うた
め必須の成分であり、またガラス溶解性、成形性を容易
とする成分である。更に、他のアルカリ金属成分原料よ
り容易、安価に入手できるという利点がある。Na2Oはガ
ラス中15〜25wt％の範囲で含有させるもので、15wt％未
満ではガラスの粘度が高くなり、前記溶融、成形温度を
上昇する。25wt％超過ではガラス粘度を必要以上に低
め、またガラスの耐候、耐水性を悪化する。より好まし
くは20〜25wt％の範囲とする。
め必須の成分であり、またガラス溶解性、成形性を容易
とする成分である。更に、他のアルカリ金属成分原料よ
り容易、安価に入手できるという利点がある。Na2Oはガ
ラス中15〜25wt％の範囲で含有させるもので、15wt％未
満ではガラスの粘度が高くなり、前記溶融、成形温度を
上昇する。25wt％超過ではガラス粘度を必要以上に低
め、またガラスの耐候、耐水性を悪化する。より好まし
くは20〜25wt％の範囲とする。
【００２９】K2Oはガラスの溶融性を高めるうえで、ま
たガラスの粘度や熱膨張係数を調整するうえで、必要に
応じ適宜導入するものである。なお、ガラス中４wt％を
越えると熱膨張係数を過大としたり、ガラス粘度を必要
以上に低めるので４wt％以下とするのがよい。
たガラスの粘度や熱膨張係数を調整するうえで、必要に
応じ適宜導入するものである。なお、ガラス中４wt％を
越えると熱膨張係数を過大としたり、ガラス粘度を必要
以上に低めるので４wt％以下とするのがよい。
【００３０】Li2O（Li+）は、Ｋ+やNa+などとのイオン
交換により化学強化に携わる成分ではあるが、本発明の
成分系においては、前記Na2O（Na+）をＫ+でイオン交換
することにより充分な強化を可能とするので必須とする
ものではない。ただし、Li2Oはガラス溶融を低下させ、
また成形を容易にする作用があるので、適宜３wt％以下
の範囲で含有させることができる。３wt％超過ではガラ
ス粘度を必要以上に低め、また原料コストを高騰する。
交換により化学強化に携わる成分ではあるが、本発明の
成分系においては、前記Na2O（Na+）をＫ+でイオン交換
することにより充分な強化を可能とするので必須とする
ものではない。ただし、Li2Oはガラス溶融を低下させ、
また成形を容易にする作用があるので、適宜３wt％以下
の範囲で含有させることができる。３wt％超過ではガラ
ス粘度を必要以上に低め、また原料コストを高騰する。
【００３１】MgOはガラスの溶解性を高めるうえで、ま
たガラスの粘度や熱膨張係数を調整するうえで、必要に
応じ適宜導入する成分である。MgOはCaO同様、アルカリ
金属成分原料より安価に入手できる利点がある。但しガ
ラス中４wt％を越えて含有させるとイオン交換速度を低
下させるので４wt％以下が望ましい。
たガラスの粘度や熱膨張係数を調整するうえで、必要に
応じ適宜導入する成分である。MgOはCaO同様、アルカリ
金属成分原料より安価に入手できる利点がある。但しガ
ラス中４wt％を越えて含有させるとイオン交換速度を低
下させるので４wt％以下が望ましい。
【００３２】CaOもガラスの溶融性を高め、ガラスの粘
度や熱膨張係数を調整するうえで、必要に応じ適宜導入
する成分である。なお、ガラス中３wt％を越えて含有さ
せるとイオン交換速度を低下させるので４wt％以下が望
ましい。
度や熱膨張係数を調整するうえで、必要に応じ適宜導入
する成分である。なお、ガラス中３wt％を越えて含有さ
せるとイオン交換速度を低下させるので４wt％以下が望
ましい。
【００３３】BaOはガラスの溶融性を高め、またガラス
の液相温度を下げるのに有効な成分である。また、Na2O
やK2O等のアルカリ金属成分程ガラスの熱膨張係数を過
大とすることなく成形温度を下げ、成形性を容易とす
る。BaOはガラス中１〜10wt％の範囲で含有させるもの
で、１wt％未満では前記作用効果が小さく、10wt％を越
えて含有させる必要はなく、却ってガラスの熱膨張係数
を過大とし易い。
の液相温度を下げるのに有効な成分である。また、Na2O
やK2O等のアルカリ金属成分程ガラスの熱膨張係数を過
大とすることなく成形温度を下げ、成形性を容易とす
る。BaOはガラス中１〜10wt％の範囲で含有させるもの
で、１wt％未満では前記作用効果が小さく、10wt％を越
えて含有させる必要はなく、却ってガラスの熱膨張係数
を過大とし易い。
【００３４】TiO2はガラスの粘度や熱膨張係数を調整
し、またガラスの耐候、耐水性を向上させるうえで適宜
含有させる成分である。但しガラス中５wt％を越えて含
有させると、ガラスの粘度を高め、ガラスの溶融、成形
性を悪化させるので５wt％以下とするのがよい。
し、またガラスの耐候、耐水性を向上させるうえで適宜
含有させる成分である。但しガラス中５wt％を越えて含
有させると、ガラスの粘度を高め、ガラスの溶融、成形
性を悪化させるので５wt％以下とするのがよい。
【００３５】ZrO2はイオン交換速度を速め、またガラス
の耐候、耐水性を向上させるうえで必須とするもので、
ガラス中0.5〜４wt％の範囲で含有させる。0.5wt％未満
ではそれら作用効果が不十分であり、４wt％を越えると
ガラスの粘度を高め、溶融、成型温度を上昇するので好
ましくない。
の耐候、耐水性を向上させるうえで必須とするもので、
ガラス中0.5〜４wt％の範囲で含有させる。0.5wt％未満
ではそれら作用効果が不十分であり、４wt％を越えると
ガラスの粘度を高め、溶融、成型温度を上昇するので好
ましくない。
【００３６】
【実施例】〔ガラス溶融〕シリカ源として光学珪砂、ア
ルミナ源として酸化アルミニウム、酸化リチウム源とし
て炭酸リチウム、酸化ナトリウム源として炭酸ソーダ、
酸化カリウム源として炭酸カリウム、マグネシア源とし
て酸化マグネシウム、カルシア源として炭酸カルシウ
ム、酸化バリウム源として炭酸バリウム、チタニア源と
して二酸化チタン、ジルコニア源としてジルコン砂を採
用し、表１に示すガラス組成に則って各原料を秤量、調
合した。
ルミナ源として酸化アルミニウム、酸化リチウム源とし
て炭酸リチウム、酸化ナトリウム源として炭酸ソーダ、
酸化カリウム源として炭酸カリウム、マグネシア源とし
て酸化マグネシウム、カルシア源として炭酸カルシウ
ム、酸化バリウム源として炭酸バリウム、チタニア源と
して二酸化チタン、ジルコニア源としてジルコン砂を採
用し、表１に示すガラス組成に則って各原料を秤量、調
合した。
【００３７】ガラス重量で３Kg相当の調合バッチを2Lの
白金るつぼに充填し、電気炉内で、1300℃−５時間予備
溶融の後、1480℃−５時間、スターラーで撹拌しつつ溶
融し、その後温度を降下させ、1300℃−２時間かけて清
澄化させ、るつぼを取り出し、カーボン製型枠内に流し
込み、ガラスブロックを得た。ガラスブロックは、更に
予め600℃に加熱調整した電気炉内にセットし、60分維
持後、加熱を止めて炉内放冷することにより徐冷した。
白金るつぼに充填し、電気炉内で、1300℃−５時間予備
溶融の後、1480℃−５時間、スターラーで撹拌しつつ溶
融し、その後温度を降下させ、1300℃−２時間かけて清
澄化させ、るつぼを取り出し、カーボン製型枠内に流し
込み、ガラスブロックを得た。ガラスブロックは、更に
予め600℃に加熱調整した電気炉内にセットし、60分維
持後、加熱を止めて炉内放冷することにより徐冷した。
【００３８】〔ガラスの粘度測定〕得られたガラスの一
部を切り出して、再度白金るつぼ内で加熱溶融し、公知
の球引き上げ法により102ポイズ相当温度（溶融温
度）、104ポイズ相当温度（作業温度）を測定した。ま
た、ガラスの一部を切り出して所定の細線状に加熱成形
し、公知のファイバーエロンゲーション法により軟化点
（107,6ポイズ相当温度）、徐冷点（1013ポイズ相当温
度）を測定した。溶融温度において1450℃以下、作業温
度において1000℃以下、軟化点において700℃以下を良
好とする。
部を切り出して、再度白金るつぼ内で加熱溶融し、公知
の球引き上げ法により102ポイズ相当温度（溶融温
度）、104ポイズ相当温度（作業温度）を測定した。ま
た、ガラスの一部を切り出して所定の細線状に加熱成形
し、公知のファイバーエロンゲーション法により軟化点
（107,6ポイズ相当温度）、徐冷点（1013ポイズ相当温
度）を測定した。溶融温度において1450℃以下、作業温
度において1000℃以下、軟化点において700℃以下を良
好とする。
【００３９】なお、前記各特性温度（軟化点、徐冷点）
から、公知のFulcherによる粘度−温度関係式、 logη＝-Ａ+Ｂ／(Ｔ-ＴO) [但しＡ、Ｂ、ＴOは定数、η
は粘度、Ｔは絶対温度] により1010ポイズ相当温度（好ましいプレス成形温度）
を求めた。前記プレス成形温度は600℃以下とするのが
望ましい。
から、公知のFulcherによる粘度−温度関係式、 logη＝-Ａ+Ｂ／(Ｔ-ＴO) [但しＡ、Ｂ、ＴOは定数、η
は粘度、Ｔは絶対温度] により1010ポイズ相当温度（好ましいプレス成形温度）
を求めた。前記プレス成形温度は600℃以下とするのが
望ましい。
【００４０】〔ガラスの熱膨張係数、転移点の測定〕ま
た、ガラスブロックの一部を切り出して所定の棒状に成
形し、示唆熱膨脹計により、転移点および室温〜転移点
の平均熱膨張係数を求めた。
た、ガラスブロックの一部を切り出して所定の棒状に成
形し、示唆熱膨脹計により、転移点および室温〜転移点
の平均熱膨張係数を求めた。
【００４１】〔イオン交換ガラスの作製および曲げ強
度、耐候性の測定〕更に、ガラスブロックを切断し、研
磨して、サイズ50×10×３mm(厚み)としたものについ
て、以下の条件でアルカリイオン交換処理し、その後、
JIS R 1601（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方
法）に則り、３点曲げ試験による曲げ強度を測定した。
強度2500Kgf／cm2以上において良好とされる。
度、耐候性の測定〕更に、ガラスブロックを切断し、研
磨して、サイズ50×10×３mm(厚み)としたものについ
て、以下の条件でアルカリイオン交換処理し、その後、
JIS R 1601（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方
法）に則り、３点曲げ試験による曲げ強度を測定した。
強度2500Kgf／cm2以上において良好とされる。
【００４２】また、同様なアルカリイオン交換処理した
ガラスについて、サンシャインウエザーメーターによる
連続100時間の耐候性試験を行った。試験後ガラスを表
面軽く払拭したうえで観察し、くもり、異物の析出（主
としてガラス表面のアルカリイオンと雰囲気中の炭酸ガ
ス、亜硫酸ガス等の酸性ガスとの水分を介しての反応に
よる）がないのが良好であり、合格（○で表示）と評価
し、それ以外は不合格（×で表示）とした。
ガラスについて、サンシャインウエザーメーターによる
連続100時間の耐候性試験を行った。試験後ガラスを表
面軽く払拭したうえで観察し、くもり、異物の析出（主
としてガラス表面のアルカリイオンと雰囲気中の炭酸ガ
ス、亜硫酸ガス等の酸性ガスとの水分を介しての反応に
よる）がないのが良好であり、合格（○で表示）と評価
し、それ以外は不合格（×で表示）とした。
【００４３】なお、アルカリイオン交換は、いずれの試
料とも硝酸カリウム100wt％の溶融塩中でガラス試料を4
30℃−４時間浸漬処理して行った。
料とも硝酸カリウム100wt％の溶融塩中でガラス試料を4
30℃−４時間浸漬処理して行った。
【００４４】〔ガラスの成形性〕ガラスブロックをノズ
ル付白金ルツボに投入し、再加熱、脱泡した後、ノズル
を成形温度以上に上げ、ノズルより、上部自由表面のガ
ラス滴下サンプル（約６ｇ）の予備成形体を作製した。
これを、オーステナイト鋼よりなり、成形光学面をPt−
Rh膜で膜付けした上、下平型の一対の成形型に挟み込
み、600℃−10分、プレス圧30Kg／cm2の条件で熱間プレ
スしたまま、400℃まで冷却し、その後圧力を開放して
放冷し、取出して評価した。
ル付白金ルツボに投入し、再加熱、脱泡した後、ノズル
を成形温度以上に上げ、ノズルより、上部自由表面のガ
ラス滴下サンプル（約６ｇ）の予備成形体を作製した。
これを、オーステナイト鋼よりなり、成形光学面をPt−
Rh膜で膜付けした上、下平型の一対の成形型に挟み込
み、600℃−10分、プレス圧30Kg／cm2の条件で熱間プレ
スしたまま、400℃まで冷却し、その後圧力を開放して
放冷し、取出して評価した。
【００４５】評価基準として、触針法によるところの表
面粗さが４nm以下であり、皺、ヒビ割れ等のないものを
合格（○で表示）、表面粗さが４nm以上であり、または
皺、ヒビ割れがある等、いずれか欠陥があるものを不合
格（×で表示）とした。
面粗さが４nm以下であり、皺、ヒビ割れ等のないものを
合格（○で表示）、表面粗さが４nm以上であり、または
皺、ヒビ割れがある等、いずれか欠陥があるものを不合
格（×で表示）とした。
【００４６】ガラスの成分組成を表１に、上記各測定結
果を表２に示す。
果を表２に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】〔結果〕実施例試料NO.１〜１０におい
て、ガラスの熱特性、成形性、イオン交換処理したガラ
スの曲げ強度（本実施例範囲において2700Kgf／cm2以上
であり、良好とされる2500Kgf／cm2を越える）、耐候性
のいずれについても良好であり、比較例試料NO.１〜６
においては、上記いずれか、または複数の項目において
劣る。
て、ガラスの熱特性、成形性、イオン交換処理したガラ
スの曲げ強度（本実施例範囲において2700Kgf／cm2以上
であり、良好とされる2500Kgf／cm2を越える）、耐候性
のいずれについても良好であり、比較例試料NO.１〜６
においては、上記いずれか、または複数の項目において
劣る。
【００５０】
【発明の効果】本発明においては、ガラスを容易に溶融
でき、プレス成形が容易でプレス型に倣った精緻な面を
形成でき、かつプレス成形型とも熱膨張係数を近似させ
ることができて型くずれし難く、更にアルカリイオン交
換によるいわゆる化学強化度合いの高いガラスであり、
特に磁気記録媒体などとして好適に採用し得る情報記録
媒体用基板ガラスである。
でき、プレス成形が容易でプレス型に倣った精緻な面を
形成でき、かつプレス成形型とも熱膨張係数を近似させ
ることができて型くずれし難く、更にアルカリイオン交
換によるいわゆる化学強化度合いの高いガラスであり、
特に磁気記録媒体などとして好適に採用し得る情報記録
媒体用基板ガラスである。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G059 AA09 AB01 AC16 HB03 HB14 HB23 4G062 AA18 BB01 DA06 DB04 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EA02 EA03 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG03 FA01 FB01 FB02 FB03 FC02 FC03 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM27 NN30 NN32 5D006 CB04 CB07 DA03 FA00 5D112 AA02 AA24 BA03 BA10 GA02 GA26 GA30 GB03
Claims (5)
- 【請求項１】ガラスを熱軟化状態でプレス成形し、更に
該成形物をアルカリイオン交換によるところの化学強化
を施すための前記プレス成形体を得るためのガラスにお
いて、ガラスの成分組成が、wt％で、SiO2 51〜58、Al
2O3 10〜15、Li2O ０〜３、Na2O 15〜25、K2O ０〜
４、MgO ０〜４、CaO ０〜３、SrO ０〜３、BaO １〜1
0、TiO2 ０〜５、ZrO2 0.5〜４の範囲であることを特
徴とするプレス成形用ガラス。 - 【請求項２】ガラスの102ポイズ相当温度が1450℃以
下、104ポイズ相当温度が1000℃以下、軟化点が700℃以
下であることを特徴とする請求項１記載のプレス成形用
ガラス。 - 【請求項３】ガラスの1010ポイズ相当温度が600℃以下
であることを特徴とする請求項１または２記載のプレス
成形用ガラス。 - 【請求項４】ガラスの熱膨張係数（室温〜転移点）が11
0〜140×10-7／℃であることを特徴とする請求項１、２
または３記載のプレス成形用ガラス。 - 【請求項５】請求項１、２、３または４記載のプレス成
形用ガラスを、その軟化点以下の温度でプレス成形し、
更に該成形物をカリウム塩を含む溶融塩中でアルカリイ
オン交換し、化学強化を施したことを特徴とする情報記
録媒体用基板ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12335699A JP3683123B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12335699A JP3683123B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000319036A true JP2000319036A (ja) | 2000-11-21 |
| JP3683123B2 JP3683123B2 (ja) | 2005-08-17 |
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ID=14858562
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|---|---|---|---|
| JP12335699A Expired - Fee Related JP3683123B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラス |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3683123B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10141666A1 (de) * | 2001-08-25 | 2003-03-13 | Schott Glas | Zinkhaltiges Alkalialuminosilicatglas und seine Verwendungen |
| US7273668B2 (en) * | 2003-06-06 | 2007-09-25 | Hoya Corporation | Glass composition including zirconium, chemically strengthened glass article, glass substrate for magnetic recording media, and method of producing glass sheet |
| WO2011144024A1 (en) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. | Alkali aluminosilicate glass for 3d precision molding and thermal bending |
| WO2012101221A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Kornerstone Materials Technology Co., Ltd | High-strength alkali-aluminosilicate glass |
| WO2014122935A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 日本板硝子株式会社 | ガラス組成物、化学強化用ガラス組成物、強化ガラス物品、およびディスプレイ用カバーガラス |
| WO2016098499A1 (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 日本電気硝子株式会社 | 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
| JP2016155736A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-09-01 | 日本電気硝子株式会社 | 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
| US9688565B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-06-27 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Glass composition, glass composition for chemical strengthening, strengthened glass article, and cover glass for display |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP12335699A patent/JP3683123B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10141666A1 (de) * | 2001-08-25 | 2003-03-13 | Schott Glas | Zinkhaltiges Alkalialuminosilicatglas und seine Verwendungen |
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| CN103443041A (zh) * | 2011-01-28 | 2013-12-11 | 科立视材料科技有限公司 | 高强度碱金属-铝硅酸盐玻璃 |
| WO2014122935A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 日本板硝子株式会社 | ガラス組成物、化学強化用ガラス組成物、強化ガラス物品、およびディスプレイ用カバーガラス |
| JPWO2014122935A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2017-01-26 | 日本板硝子株式会社 | ガラス組成物、化学強化用ガラス組成物、強化ガラス物品、およびディスプレイ用カバーガラス |
| US9688565B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-06-27 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Glass composition, glass composition for chemical strengthening, strengthened glass article, and cover glass for display |
| US9783451B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-10-10 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Glass composition, glass composition for chemical strengthening, strengthened glass article, and cover glass for display |
| WO2016098499A1 (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 日本電気硝子株式会社 | 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
| JP2016155736A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-09-01 | 日本電気硝子株式会社 | 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体 |
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| JP3683123B2 (ja) | 2005-08-17 |
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