JP2000344550A - ガラス基板強化処理方法 - Google Patents
ガラス基板強化処理方法Info
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- JP2000344550A JP2000344550A JP11157210A JP15721099A JP2000344550A JP 2000344550 A JP2000344550 A JP 2000344550A JP 11157210 A JP11157210 A JP 11157210A JP 15721099 A JP15721099 A JP 15721099A JP 2000344550 A JP2000344550 A JP 2000344550A
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- JP
- Japan
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- glass substrate
- substrate
- temperature
- strengthening
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学強化処理後のガラス基板の反りを可及的
に小さくする。 【解決手段】 ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶液
中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった後、
上記ガラス基板の板面に平行に冷却風を通過させてガラ
ス基板の基板面内の温度差を小さく抑え、この状態でガ
ラス基板を上記溶融塩溶液の融点以下へ冷やす。ガラス
基板冷却時の基板面内の温度差は５℃以内とする。
に小さくする。 【解決手段】 ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶液
中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった後、
上記ガラス基板の板面に平行に冷却風を通過させてガラ
ス基板の基板面内の温度差を小さく抑え、この状態でガ
ラス基板を上記溶融塩溶液の融点以下へ冷やす。ガラス
基板冷却時の基板面内の温度差は５℃以内とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス基板を化学強
化処理する方法の改良に関する。
化処理する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の情
報記録媒体用基板として、従来のアルミ基板に代えて、
平滑性と耐久性に優れたガラス基板が注目されている。
このうち、化学強化ガラス基板では、ガラス基板を硝酸
塩等の強化溶液中に浸して、イオン交換法によって基板
表面の強度向上を図っている。
報記録媒体用基板として、従来のアルミ基板に代えて、
平滑性と耐久性に優れたガラス基板が注目されている。
このうち、化学強化ガラス基板では、ガラス基板を硝酸
塩等の強化溶液中に浸して、イオン交換法によって基板
表面の強度向上を図っている。
【０００３】イオン交換法によるガラス基板強化を行な
う場合には、従来、図５に示すような保持具１を使用し
て多数枚のガラス基板２を一度に強化溶液中に浸漬する
ようにしている。すなわち、図５において、保持具１に
は左右に１５０mm〜３００mm離して側板１１，１２が一
対配設され、これらの間に、ソロバン玉状の保持片３１
を多数連設した三本の保持棒３Ａ，３Ｂ，３Ｃが架設さ
れている。そして、直径６０mm〜１００mmの多数の円環
状ガラス基板２がその下半外周の三ヶ所をほぼ９０度間
隔で各保持棒３Ａ〜３Ｃに支持され、かつ隣接するガラ
ス基板２は保持片３１によって互いに所定の間隔（例え
ば８mm程度）を空けて平行に位置させられている。
う場合には、従来、図５に示すような保持具１を使用し
て多数枚のガラス基板２を一度に強化溶液中に浸漬する
ようにしている。すなわち、図５において、保持具１に
は左右に１５０mm〜３００mm離して側板１１，１２が一
対配設され、これらの間に、ソロバン玉状の保持片３１
を多数連設した三本の保持棒３Ａ，３Ｂ，３Ｃが架設さ
れている。そして、直径６０mm〜１００mmの多数の円環
状ガラス基板２がその下半外周の三ヶ所をほぼ９０度間
隔で各保持棒３Ａ〜３Ｃに支持され、かつ隣接するガラ
ス基板２は保持片３１によって互いに所定の間隔（例え
ば８mm程度）を空けて平行に位置させられている。
【０００４】図６に示すように、溶融塩溶液中に浸漬し
て化学強化処理されるのに先だって、ガラス基板は温度
の急上昇による破壊を防止するために予め加熱炉内で溶
融塩溶液の温度近くまで徐々に温度上昇させらる予備加
熱がなされ、その後、化学強化処理のために所定温度
（３８０℃〜５００℃）の溶融塩溶液を貯留した塩浴槽
内へ所定時間浸漬される。強化処理後のガラス基板は塩
浴槽から取り出されて大気中で自然放冷される
て化学強化処理されるのに先だって、ガラス基板は温度
の急上昇による破壊を防止するために予め加熱炉内で溶
融塩溶液の温度近くまで徐々に温度上昇させらる予備加
熱がなされ、その後、化学強化処理のために所定温度
（３８０℃〜５００℃）の溶融塩溶液を貯留した塩浴槽
内へ所定時間浸漬される。強化処理後のガラス基板は塩
浴槽から取り出されて大気中で自然放冷される
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、強化処理後
のガラス基板を自然放冷する際に、既述のように保持具
内でガラス基板同士が比較的接近して設けられているこ
ともあって、基板の内周部は外周部に比して放熱が悪
く、このため、ガラス基板の平均温度が低下するにつれ
て図２の破線で示すように基板面内の温度差が大きくな
り、従来の自然放冷では温度差が最大５０℃程度にまで
達する。この場合の強化処理前のガラス基板面の等高線
図を図７（Ａ）に、放冷後のそれを図７（Ｂ）に示し、
これより明らかなように放冷後のガラス基板には同心状
に大きな反りが生じる。例えばガラス基板の反りは３．
５インチのもので強化処理前には１．２μm程度である
のに対して、放冷後は６〜１０μm程度にもなる。ＨＤ
Ｄにおける記録再生ヘッドの浮上量は２５ｎｍ程度と極
めて小さく、上記ヘッド浮上を安定的に保証するために
は、ガラス基板の反りを小さく抑える必要がある。
のガラス基板を自然放冷する際に、既述のように保持具
内でガラス基板同士が比較的接近して設けられているこ
ともあって、基板の内周部は外周部に比して放熱が悪
く、このため、ガラス基板の平均温度が低下するにつれ
て図２の破線で示すように基板面内の温度差が大きくな
り、従来の自然放冷では温度差が最大５０℃程度にまで
達する。この場合の強化処理前のガラス基板面の等高線
図を図７（Ａ）に、放冷後のそれを図７（Ｂ）に示し、
これより明らかなように放冷後のガラス基板には同心状
に大きな反りが生じる。例えばガラス基板の反りは３．
５インチのもので強化処理前には１．２μm程度である
のに対して、放冷後は６〜１０μm程度にもなる。ＨＤ
Ｄにおける記録再生ヘッドの浮上量は２５ｎｍ程度と極
めて小さく、上記ヘッド浮上を安定的に保証するために
は、ガラス基板の反りを小さく抑える必要がある。
【０００６】そこで、本発明はこのような要請に鑑みた
もので、強化処理後のガラス基板の反りを可及的に小さ
くできるガラス基板強化処理方法を提供することを目的
とする。
もので、強化処理後のガラス基板の反りを可及的に小さ
くできるガラス基板強化処理方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するめ
に、本発明では、ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶
液中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった
後、上記ガラス基板の板面に平行に冷却風を通過させて
ガラス基板の基板面内の温度差を小さく抑え、この状態
でガラス基板を上記溶融塩溶液の融点以下へ冷やす。な
お、ガラス基板冷却時の基板面内の温度差を５℃以内に
すると良い。冷却風はガラス基板を好適に冷やす温度で
あれば良く、常温風、あるいは常温よりも低い冷風を使
用できる。
に、本発明では、ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶
液中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった
後、上記ガラス基板の板面に平行に冷却風を通過させて
ガラス基板の基板面内の温度差を小さく抑え、この状態
でガラス基板を上記溶融塩溶液の融点以下へ冷やす。な
お、ガラス基板冷却時の基板面内の温度差を５℃以内に
すると良い。冷却風はガラス基板を好適に冷やす温度で
あれば良く、常温風、あるいは常温よりも低い冷風を使
用できる。
【０００８】本発明においては、化学強化処理後の冷却
時にガラス基板の基盤面内の温度差が小さく抑えられる
から、基板面内各部、特に内外周の熱収縮差も小さくな
り、これにより、ガラス基板の反りの発生が防止され
る。
時にガラス基板の基盤面内の温度差が小さく抑えられる
から、基板面内各部、特に内外周の熱収縮差も小さくな
り、これにより、ガラス基板の反りの発生が防止され
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明方法の前半部は従来と同様
である。すなわち、ガラス基板２（図５）は既に説明し
た保持具１に８mm以下の間隔で多数平行に設けられ、こ
の状態で予備加熱槽に入れられて０．５時間〜２時間程
度かけて３８０℃〜５００℃へ昇温される。続いて、ガ
ラス基板は、上記温度に加熱されて溶融状態となった硝
酸カリウムあるいは硝酸ナトリウム等の硝酸塩溶液を入
れた塩浴槽に０．５時間〜６時間程度浸漬される。これ
により、ガラス基板中のイオンが、より半径の大きなイ
オンに置換されてガラス表面に圧縮応力が生じ、基板の
強化がなされる。
である。すなわち、ガラス基板２（図５）は既に説明し
た保持具１に８mm以下の間隔で多数平行に設けられ、こ
の状態で予備加熱槽に入れられて０．５時間〜２時間程
度かけて３８０℃〜５００℃へ昇温される。続いて、ガ
ラス基板は、上記温度に加熱されて溶融状態となった硝
酸カリウムあるいは硝酸ナトリウム等の硝酸塩溶液を入
れた塩浴槽に０．５時間〜６時間程度浸漬される。これ
により、ガラス基板中のイオンが、より半径の大きなイ
オンに置換されてガラス表面に圧縮応力が生じ、基板の
強化がなされる。
【００１０】強化されたガラス基板は保持具に支持され
た状態で送風冷却槽内に入れられ、ここで図１に示すよ
うに、隣接したガラス基板２間に、基板面に平行に５m3
／min〜２５m3／minの冷却風を通過させて（図中矢
印）、基板面の面内温度差が５℃（図２の実線）以下を
維持するように溶融塩溶液の融点以下たる室温まで強制
冷却される。
た状態で送風冷却槽内に入れられ、ここで図１に示すよ
うに、隣接したガラス基板２間に、基板面に平行に５m3
／min〜２５m3／minの冷却風を通過させて（図中矢
印）、基板面の面内温度差が５℃（図２の実線）以下を
維持するように溶融塩溶液の融点以下たる室温まで強制
冷却される。
【００１１】このようにして冷却されたガラス基板面の
等高線図を図３（Ｂ）に示すとともに、強化前のそれを
図３（Ａ）に示す。これより明らかなように、冷却後の
ガラス基板の反りは、強化前の反りとほぼ等しい１．２
μm程度となっている。ここで図４には、冷却時に生じ
るガラス基板の最大の基板面内温度差（以下、単に基板
面内温度差という）と、冷却後のガラス基板の平坦度悪
化率Ｒとの関係を示す。なお、平坦度悪化率Ｒは強化前
のガラス基板の反りをＢo、冷却後のガラス基板の反り
をＢ1として下式で表される。
等高線図を図３（Ｂ）に示すとともに、強化前のそれを
図３（Ａ）に示す。これより明らかなように、冷却後の
ガラス基板の反りは、強化前の反りとほぼ等しい１．２
μm程度となっている。ここで図４には、冷却時に生じ
るガラス基板の最大の基板面内温度差（以下、単に基板
面内温度差という）と、冷却後のガラス基板の平坦度悪
化率Ｒとの関係を示す。なお、平坦度悪化率Ｒは強化前
のガラス基板の反りをＢo、冷却後のガラス基板の反り
をＢ1として下式で表される。
【００１２】Ｒ＝１００・（Ｂ1−Ｂ0）／Ｂ0
【００１３】図４より明らかなように、平坦度悪化率は
基板面内温度差の増大とともに指数関数的に大きくな
り、従来のように基板面内温度差が５０℃近くもあると
平坦度悪化率Ｒは４００にもなる。これに対して、基板
面内温度を５℃以下に抑える本発明方法では平坦度悪化
率Ｒはほぼ零となって、冷却後のガラス基板の反りは強
化前のそれと殆ど変わらない。
基板面内温度差の増大とともに指数関数的に大きくな
り、従来のように基板面内温度差が５０℃近くもあると
平坦度悪化率Ｒは４００にもなる。これに対して、基板
面内温度を５℃以下に抑える本発明方法では平坦度悪化
率Ｒはほぼ零となって、冷却後のガラス基板の反りは強
化前のそれと殆ど変わらない。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明のガラス基板強化
処理方法によれば、強化処理後の冷却時におけるガラス
基板の反りを可及的に小さくすることができ、ＨＤＤの
情報記録媒体用基板として使用した場合に、記録再生ヘ
ッドの浮上を安定的に保証することができる。
処理方法によれば、強化処理後の冷却時におけるガラス
基板の反りを可及的に小さくすることができ、ＨＤＤの
情報記録媒体用基板として使用した場合に、記録再生ヘ
ッドの浮上を安定的に保証することができる。
【図１】本発明における基板冷却時の冷風通過方向を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】基板平均温度と基板面内温度差の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】本発明方法における強化処理前と冷却後のガラ
ス基板面の等高線図である。
ス基板面の等高線図である。
【図４】基板面内温度と平坦度悪化率の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図５】ガラス基板保持具の斜視図である。
【図６】ガラス基板化学強化処理工程を示すブロック図
である。
である。
【図７】従来方法における強化処理前と冷却後のガラス
基板面の等高線図である。
基板面の等高線図である。
１…保持具、２…ガラス基板、３Ａ〜３Ｃ…保持棒。
Claims (2)
- 【請求項１】ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶液中
に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった後、前
記ガラス基板の板面に平行に冷却風を通過させて前記ガ
ラス基板の基板面内の温度差を小さく抑え、この状態で
ガラス基板を前記溶融塩溶液の融点以下へ冷やすことを
特徴とするガラス基板強化方法。 - 【請求項２】 前記ガラス基板の基板面内の温度差を５
℃以内とした請求項１に記載のガラス基板強化処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157210A JP2000344550A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | ガラス基板強化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157210A JP2000344550A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | ガラス基板強化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000344550A true JP2000344550A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15644626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11157210A Pending JP2000344550A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | ガラス基板強化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000344550A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015003857A (ja) * | 2013-05-24 | 2015-01-08 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラス板の製造方法 |
| WO2016056343A1 (ja) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | 日本電気硝子株式会社 | 化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスの製造装置 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11157210A patent/JP2000344550A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015003857A (ja) * | 2013-05-24 | 2015-01-08 | 日本電気硝子株式会社 | 強化ガラス板の製造方法 |
| WO2016056343A1 (ja) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | 日本電気硝子株式会社 | 化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスの製造装置 |
| JP2016074576A (ja) * | 2014-10-09 | 2016-05-12 | 日本電気硝子株式会社 | 化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスの製造装置 |
| CN106536444A (zh) * | 2014-10-09 | 2017-03-22 | 日本电气硝子株式会社 | 化学强化玻璃的制造方法以及化学强化玻璃的制造装置 |
| CN106536444B (zh) * | 2014-10-09 | 2019-11-01 | 日本电气硝子株式会社 | 化学强化玻璃的制造方法以及化学强化玻璃的制造装置 |
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