JPH06298539A - ガラス材の接着方法 - Google Patents
ガラス材の接着方法Info
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- JPH06298539A JPH06298539A JP8331793A JP8331793A JPH06298539A JP H06298539 A JPH06298539 A JP H06298539A JP 8331793 A JP8331793 A JP 8331793A JP 8331793 A JP8331793 A JP 8331793A JP H06298539 A JPH06298539 A JP H06298539A
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Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 接着材を使用せずにガラス材同士を接着せ
しめる接着方法を提供し、透明度の低下しない接着を実
現することを目的とする。 【構成】 ガラス材同士の接着面を研磨して鏡面仕上
げした後、洗浄水により洗浄し、濡れたガラス材同士を
密着させた後、４０〜９０゜Ｃの温度で乾燥させ、１０
０〜１５０゜Ｃの温度で予備加熱した後、４００゜Ｃ以
上の温度で加熱処理するものである。
しめる接着方法を提供し、透明度の低下しない接着を実
現することを目的とする。 【構成】 ガラス材同士の接着面を研磨して鏡面仕上
げした後、洗浄水により洗浄し、濡れたガラス材同士を
密着させた後、４０〜９０゜Ｃの温度で乾燥させ、１０
０〜１５０゜Ｃの温度で予備加熱した後、４００゜Ｃ以
上の温度で加熱処理するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、接着剤を使用するこ
となく、石英ガラス等のガラス材を接着せしめるガラス
材の接着方法に関する。
となく、石英ガラス等のガラス材を接着せしめるガラス
材の接着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、石英ガラス等からなるガラス材同
士を接着する方法としては接着剤を使用する方法が知ら
れている。接着材を使用してガラス材同士を接着するに
は、乳ばちで接着剤を粉砕し、この接着剤をガラス材同
士の接着面に挟み、７００℃以上の温度で加熱すること
により接着面の接着剤を溶解させてガラス材同士を接着
している。
士を接着する方法としては接着剤を使用する方法が知ら
れている。接着材を使用してガラス材同士を接着するに
は、乳ばちで接着剤を粉砕し、この接着剤をガラス材同
士の接着面に挟み、７００℃以上の温度で加熱すること
により接着面の接着剤を溶解させてガラス材同士を接着
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、接着
材を使用せずにガラス材同士を接着せしめる接着方法を
提供し、接着面の透明度が低下しない接着を実現するこ
とにある。
材を使用せずにガラス材同士を接着せしめる接着方法を
提供し、接着面の透明度が低下しない接着を実現するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために本発明のガラス材の接着方法は、ガラス材同士の
接着面を研磨して鏡面仕上げした後、洗浄水により洗浄
し、洗浄水により濡れたガラス材の接着面同士を密着さ
せた後、４０〜９０゜Ｃの温度で乾燥させ、１００〜１
５０゜Ｃの温度で予備加熱した後、４００゜Ｃ以上の温
度で加熱処理するものである。上記洗浄水中にアルカリ
金属塩を３０mg／l 以上含ませるとよい。
ために本発明のガラス材の接着方法は、ガラス材同士の
接着面を研磨して鏡面仕上げした後、洗浄水により洗浄
し、洗浄水により濡れたガラス材の接着面同士を密着さ
せた後、４０〜９０゜Ｃの温度で乾燥させ、１００〜１
５０゜Ｃの温度で予備加熱した後、４００゜Ｃ以上の温
度で加熱処理するものである。上記洗浄水中にアルカリ
金属塩を３０mg／l 以上含ませるとよい。
【０００５】
【作用】本発明の接着方法による正確な接着メカニズム
はまだ解明されていない。しかし、鏡面仕上げしたガラ
ス材の接着面同士が一定の条件下で接着する実験結果か
ら、水道水や純粋等の洗浄水に含まれる成分や不純物、
及び添加薬品が加熱されることにより接着面に接着媒介
となる微薄な接着膜を作り、この接着膜を介してガラス
材の接着面同士が接着するものと考えられる。
はまだ解明されていない。しかし、鏡面仕上げしたガラ
ス材の接着面同士が一定の条件下で接着する実験結果か
ら、水道水や純粋等の洗浄水に含まれる成分や不純物、
及び添加薬品が加熱されることにより接着面に接着媒介
となる微薄な接着膜を作り、この接着膜を介してガラス
材の接着面同士が接着するものと考えられる。
【０００６】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、接着材を
使用せずに鏡面仕上げしたガラス材同士を特定成分の洗
浄水を介して密着させ、乾燥、加熱して接着するもので
あるから、接着面の透明度を低下させることなく接着す
ることができ、透明度が重視される目的にも使用するこ
とができる。例えば、簡単な構造の光学部品を複数個接
着して複雑な光学素子を構成することも可能となり、実
質的な効果は大きい。また、接着材を介した接着ではな
いので接着膜の劣化がなく耐久性も向上する。さらに石
英ガラス以外のガラス材にも使用することができる。
使用せずに鏡面仕上げしたガラス材同士を特定成分の洗
浄水を介して密着させ、乾燥、加熱して接着するもので
あるから、接着面の透明度を低下させることなく接着す
ることができ、透明度が重視される目的にも使用するこ
とができる。例えば、簡単な構造の光学部品を複数個接
着して複雑な光学素子を構成することも可能となり、実
質的な効果は大きい。また、接着材を介した接着ではな
いので接着膜の劣化がなく耐久性も向上する。さらに石
英ガラス以外のガラス材にも使用することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施を図面に基づいて説明
する。本発明の接着方法は石英ガラスの接着の他にソー
ダガラスやカリウムガラスの接着を行なうことができる
が、以下の説明は石英板同士を接着する場合について説
明する。
する。本発明の接着方法は石英ガラスの接着の他にソー
ダガラスやカリウムガラスの接着を行なうことができる
が、以下の説明は石英板同士を接着する場合について説
明する。
【０００８】本願発明の接着方法は石英板の接着面を鏡
面仕上げする鏡面仕上げ工程、石英板を洗浄水で洗浄す
る洗浄工程、洗浄した石英板の接着面同士を密着させて
加温乾燥する乾燥工程、密着する石英板を加熱する加熱
工程からなる。
面仕上げする鏡面仕上げ工程、石英板を洗浄水で洗浄す
る洗浄工程、洗浄した石英板の接着面同士を密着させて
加温乾燥する乾燥工程、密着する石英板を加熱する加熱
工程からなる。
【０００９】鏡面仕上げ工程においては、接着する石英
板の接着面をポリシング研磨し、例えば１００オングス
トローム程度に鏡面仕上げする。また接着面のうねりも
配慮すべきであり、凹凸各々０．５μm 以下の精度に維
持する必要がある。
板の接着面をポリシング研磨し、例えば１００オングス
トローム程度に鏡面仕上げする。また接着面のうねりも
配慮すべきであり、凹凸各々０．５μm 以下の精度に維
持する必要がある。
【００１０】洗浄工程では、水道水や純水、若しくはこ
れらの水に添加薬品を加えてなる洗浄水を使用して鏡面
仕上げした石英板を洗浄し、石英板に添着する不純物を
洗い流すと同時に、石英板の表面に洗浄水が添着した状
態とする。上記洗浄水の成分は接着結果を左右する重要
な要素となる。接着テストに使用した洗浄水の成分と接
着結果を表１にまとめた。また、水道水と純水の成分は
表２に示す通りである。
れらの水に添加薬品を加えてなる洗浄水を使用して鏡面
仕上げした石英板を洗浄し、石英板に添着する不純物を
洗い流すと同時に、石英板の表面に洗浄水が添着した状
態とする。上記洗浄水の成分は接着結果を左右する重要
な要素となる。接着テストに使用した洗浄水の成分と接
着結果を表１にまとめた。また、水道水と純水の成分は
表２に示す通りである。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】 洗浄水により洗浄した石英板は濡れた状態のまま接着面
同士を貼り合わせて密着させる。そして貼り合わせた石
英板の表面をよく拭き、接着面内の水は３０分程度自然
乾燥させる。
同士を貼り合わせて密着させる。そして貼り合わせた石
英板の表面をよく拭き、接着面内の水は３０分程度自然
乾燥させる。
【００１３】乾燥工程は、２段階に分けて行なわれる。
まず、ホットプレートにより貼り合わせた状態の石英板
を６０℃にて１時間乾燥させ、その後、１２０℃にて１
２０分乾燥させる。乾燥工程は上記したように温度と加
温時間を調節しながら段階的に行なうのが好ましい。上
記したように石英板の乾燥を６０゜・６０分と１２０゜
Ｃ・１２０分とに分けて乾燥させる理由は次ぎの通りで
ある。上記した接着方法は２枚のガラスを水で張り付
け、その後、後述するように６００゜Ｃで加熱して接着
する。６００゜Ｃで加熱する前に十分脱水処理しない
と、６００゜Ｃに加熱していく途中で水が水蒸気とな
る。この水蒸気圧で張り合わせた２枚のガラスが接着す
る前に剥されてしまう。６０゜Ｃ・６０分と１２０゜Ｃ
・１２０分加熱は、脱水処理作業にあたるものであり、
経験と数多くの試験を繰り返すことによって得た。その
理由は １． ヒーターで加熱しても殆ど沸騰しない６０゜Ｃで
水の大半を蒸発させる。 ２． 接着面に残っている水に伝わる温度が１００゜Ｃ
を超え、且つ１００゜Ｃよりあまり高く成らない温度と
して１２０゜Ｃで加熱したが、ワークの厚さや熱伝導
率、使用するヒーターにより温度は変化してもよい。た
だしあまり高いと脱水中に剥がれてしまう。予備加熱温
度が１５０゜Ｃ以上で脱水すると剥がれることが多くな
る。
まず、ホットプレートにより貼り合わせた状態の石英板
を６０℃にて１時間乾燥させ、その後、１２０℃にて１
２０分乾燥させる。乾燥工程は上記したように温度と加
温時間を調節しながら段階的に行なうのが好ましい。上
記したように石英板の乾燥を６０゜・６０分と１２０゜
Ｃ・１２０分とに分けて乾燥させる理由は次ぎの通りで
ある。上記した接着方法は２枚のガラスを水で張り付
け、その後、後述するように６００゜Ｃで加熱して接着
する。６００゜Ｃで加熱する前に十分脱水処理しない
と、６００゜Ｃに加熱していく途中で水が水蒸気とな
る。この水蒸気圧で張り合わせた２枚のガラスが接着す
る前に剥されてしまう。６０゜Ｃ・６０分と１２０゜Ｃ
・１２０分加熱は、脱水処理作業にあたるものであり、
経験と数多くの試験を繰り返すことによって得た。その
理由は １． ヒーターで加熱しても殆ど沸騰しない６０゜Ｃで
水の大半を蒸発させる。 ２． 接着面に残っている水に伝わる温度が１００゜Ｃ
を超え、且つ１００゜Ｃよりあまり高く成らない温度と
して１２０゜Ｃで加熱したが、ワークの厚さや熱伝導
率、使用するヒーターにより温度は変化してもよい。た
だしあまり高いと脱水中に剥がれてしまう。予備加熱温
度が１５０゜Ｃ以上で脱水すると剥がれることが多くな
る。
【００１４】加熱工程は、上記したように乾燥した石英
板を比較的高温で加熱することにより接着させる工程で
あり、電気炉内で常温から６００℃まで一定の温度上昇
率で徐々に加熱し、そのまま所定時間加熱する。加熱工
程を終了した石英板は電気炉内で自然冷却させる。尚、
加熱時の温度上昇率は温度制御装置を使用して１分当り
５℃に制御する。加熱温度と加熱時間は前記した洗浄水
の成分と共に接着結果を左右する重要な要因である。条
件別のテスト結果を表３にまとめた。
板を比較的高温で加熱することにより接着させる工程で
あり、電気炉内で常温から６００℃まで一定の温度上昇
率で徐々に加熱し、そのまま所定時間加熱する。加熱工
程を終了した石英板は電気炉内で自然冷却させる。尚、
加熱時の温度上昇率は温度制御装置を使用して１分当り
５℃に制御する。加熱温度と加熱時間は前記した洗浄水
の成分と共に接着結果を左右する重要な要因である。条
件別のテスト結果を表３にまとめた。
【００１５】
【表３】 上記した工程で接着された石英板は、接着面の透明度が
非常に高く、貼り合わせた石英板があたかも一枚の石英
でできているように見える。本願の接着方法において
は、接着したガラス材接着面の透明度を高く維持し、複
数のガラス材を一枚もののガラス材と同様に接着するこ
とができるので、光学用部品の接着等に広く応用するこ
とが可能である。
非常に高く、貼り合わせた石英板があたかも一枚の石英
でできているように見える。本願の接着方法において
は、接着したガラス材接着面の透明度を高く維持し、複
数のガラス材を一枚もののガラス材と同様に接着するこ
とができるので、光学用部品の接着等に広く応用するこ
とが可能である。
【００１６】本願出願人は、本発明の接着方法を完成す
るにあたって表４、表５、にて示すように多くの実験を
重ねた結果、石英ガラスの接着条件を明確にすることが
できた。
るにあたって表４、表５、にて示すように多くの実験を
重ねた結果、石英ガラスの接着条件を明確にすることが
できた。
【００１７】
【表４】
【００１８】
【表５】
【００１９】以下、実験により得られた接着条件の要点
を列記する。
を列記する。
【００２０】１）加熱条件 1-1.本願の接着方法は加熱による接着を行なうため、石
英が形状変形を起こさず、しかも接着面がムラなく接着
し得る加熱温度と加熱時間の組み合せ条件を知る必要が
ある。テストの結果、温度条件は少なくとも４００℃で
３０分必要であることが分かった。尚、６００℃以上で
は３０分間の加熱を行なうと全面接着が得られた。
英が形状変形を起こさず、しかも接着面がムラなく接着
し得る加熱温度と加熱時間の組み合せ条件を知る必要が
ある。テストの結果、温度条件は少なくとも４００℃で
３０分必要であることが分かった。尚、６００℃以上で
は３０分間の加熱を行なうと全面接着が得られた。
【００２１】1-2.条件設定を幅広く変えてテストを行な
った結果、１８０℃・２時間と云う低温でも部分的な接
着ができることを確認することができた。
った結果、１８０℃・２時間と云う低温でも部分的な接
着ができることを確認することができた。
【００２２】２）洗浄水の条件 2-1.石英は水道水で接着できる。水道水の水質分析結果
は表２に示す。
は表２に示す。
【００２３】2-2.ＨＣｌ，ＨＮＯ3 等を純水に入れても
接着しない。
接着しない。
【００２４】2-3.ナトリウムを含む試薬は接着できる。
これは接着面にメタけい酸ナトリウムが出来た為と考え
られる。ただし、純水に対しメタけい酸ナトリウムの量
が必要以上含まれると接着できない。
これは接着面にメタけい酸ナトリウムが出来た為と考え
られる。ただし、純水に対しメタけい酸ナトリウムの量
が必要以上含まれると接着できない。
【００２５】2-4.純水に対してＣａＣｌ2 やＭｇＣｌ2
を添加することで一部接着する。これはＣａやＭｇの影
響か、テスト中に不純物が混入したものと考えられる。
を添加することで一部接着する。これはＣａやＭｇの影
響か、テスト中に不純物が混入したものと考えられる。
【００２６】また、２０ミリ角の石英ブロックを水道水
で接着した処、中心部の直径１０ミリの範囲だけが接着
されていた。ブロックの接着面を測定した処、表面に凸
２，５μm のうねりがあり、凸部の外周に隙間が生じて
接着しなかったものと考えられる。このことから、接着
面のうねりは０．５μm 以下の精度が必要と考えられ
る。
で接着した処、中心部の直径１０ミリの範囲だけが接着
されていた。ブロックの接着面を測定した処、表面に凸
２，５μm のうねりがあり、凸部の外周に隙間が生じて
接着しなかったものと考えられる。このことから、接着
面のうねりは０．５μm 以下の精度が必要と考えられ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス材同士の接着面を研磨して鏡面
仕上げした後、洗浄水により洗浄し、洗浄水により濡れ
たガラス材の接着面同士を密着させた後、４０〜９０゜
Ｃの温度で乾燥させ、１００〜１５０゜Ｃの温度で予備
加熱した後、４００゜Ｃ以上の温度で加熱処理すること
を特徴とするガラス材の接着方法。 - 【請求項２】 洗浄水中にアルカリ金属塩を３０mg／
l 以上含ませたことを特徴とする請求項１記載のガラス
材の接着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331793A JPH06298539A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | ガラス材の接着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331793A JPH06298539A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | ガラス材の接着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06298539A true JPH06298539A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=13799054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8331793A Pending JPH06298539A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | ガラス材の接着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06298539A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006111185A1 (en) * | 2005-04-16 | 2006-10-26 | Carl Zeiss Smt Ag | Method for connecting two elements and optical component |
| JP2010276940A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Fujifilm Corp | ガラス基材の接合方法、及びガラス接合体 |
| EP2298562A2 (en) | 2009-09-16 | 2011-03-23 | Seiko Instruments Inc. | Thermal head and printer |
| JP2011113952A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Kyocera Kinseki Corp | 光照射窓 |
| JP2016179924A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 東ソー株式会社 | 石英ガラスの接合方法 |
| CN109311742A (zh) * | 2016-06-07 | 2019-02-05 | 康宁股份有限公司 | 生产层压玻璃制品的方法 |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP8331793A patent/JPH06298539A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006111185A1 (en) * | 2005-04-16 | 2006-10-26 | Carl Zeiss Smt Ag | Method for connecting two elements and optical component |
| JP2010276940A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Fujifilm Corp | ガラス基材の接合方法、及びガラス接合体 |
| EP2298562A2 (en) | 2009-09-16 | 2011-03-23 | Seiko Instruments Inc. | Thermal head and printer |
| JP2011062894A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Seiko Instruments Inc | サーマルヘッドおよびプリンタ |
| JP2011113952A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Kyocera Kinseki Corp | 光照射窓 |
| JP2016179924A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 東ソー株式会社 | 石英ガラスの接合方法 |
| CN109311742A (zh) * | 2016-06-07 | 2019-02-05 | 康宁股份有限公司 | 生产层压玻璃制品的方法 |
| JP2019522614A (ja) * | 2016-06-07 | 2019-08-15 | コーニング インコーポレイテッド | 積層ガラス物品を製造する方法 |
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