JP2001342036A - ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法 - Google Patents
ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ガラス状態でリヒートプレス成形が可能な変
形温度を有するとともに、熱処理により結晶化させた結
晶化ガラスの熱膨張係数が５×１０-7（１／℃）である
両特性を同時に有したガラス材料を提供する。 【解決手段】 SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
重量％にてSiO2:６０〜６３％、２３〜２５％、４〜５
％を基本組成として、且つ修飾成分としてZrO2：１．５
〜２．５％、TiO2：０．５〜２．５％、MgO：０．５〜
１．５％、ZnO：０．５〜１．２％、Na2O：０．５〜
２．０％、K2O ：０．５〜２．０％を含むとともに、Ba
O：０．５〜１．０％、CaO：１．０〜２．０％、B2O3：
０．０１〜１．０％の３成分のうち１成分を含む低熱膨
張結晶化ガラス材料である。
形温度を有するとともに、熱処理により結晶化させた結
晶化ガラスの熱膨張係数が５×１０-7（１／℃）である
両特性を同時に有したガラス材料を提供する。 【解決手段】 SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
重量％にてSiO2:６０〜６３％、２３〜２５％、４〜５
％を基本組成として、且つ修飾成分としてZrO2：１．５
〜２．５％、TiO2：０．５〜２．５％、MgO：０．５〜
１．５％、ZnO：０．５〜１．２％、Na2O：０．５〜
２．０％、K2O ：０．５〜２．０％を含むとともに、Ba
O：０．５〜１．０％、CaO：１．０〜２．０％、B2O3：
０．０１〜１．０％の３成分のうち１成分を含む低熱膨
張結晶化ガラス材料である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス状態でリヒ
ートプレス成形が可能な変形温度を有するとともに、成
形後の結晶化処理により負熱膨張結晶を析出させて熱膨
張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／℃）を有す
ることを両用させた結晶化ガラス材料並びに結晶化ガラ
ス製品及びその製造方法に関する。
ートプレス成形が可能な変形温度を有するとともに、成
形後の結晶化処理により負熱膨張結晶を析出させて熱膨
張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／℃）を有す
ることを両用させた結晶化ガラス材料並びに結晶化ガラ
ス製品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の光通信技術は主として石英ファイ
バを媒体とした光伝送部材が使われ、その石英ファイバ
に接続される導波路などの各種デバイスにも石英基板が
用いられている。これは、各種デバイスといった光部品
に用いられるガラス材料の条件には、精密且つ高精度な
パタンを作成できることと、接続する石英材料の熱膨張
係数５×１０-7（１／℃）と近似していることが重要で
あるために、石英ガラスを研削加工して精密且つ高精度
なパタンを作成した石英基板が用いられている。
バを媒体とした光伝送部材が使われ、その石英ファイバ
に接続される導波路などの各種デバイスにも石英基板が
用いられている。これは、各種デバイスといった光部品
に用いられるガラス材料の条件には、精密且つ高精度な
パタンを作成できることと、接続する石英材料の熱膨張
係数５×１０-7（１／℃）と近似していることが重要で
あるために、石英ガラスを研削加工して精密且つ高精度
なパタンを作成した石英基板が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、精度が高い研
削法も、基板のガラス材料が脆弱なために時間をかけて
研削をする必要があったり基板の端部で刃部が当たって
欠損をしたりしないように調整を行うので時間的にもコ
スト的にまだまだ高価であるという問題があった。ま
た、コスト的には極めて高精度なパターンを一括して形
成できるリヒートプレス成形技術によるパタン作成法が
有効であるが、従来のガラス材料では、ガラス状態でリ
ヒートプレス成形が可能な変形温度Ｔｄを有すると成形
後の熱膨張係数αがSiO2の５×１０-7（１／℃）とは大
きく違っていたり、反対に成形後の熱膨張係数αがSiO2
の５×１０-7（１／℃）に近くてもガラス状態でリヒー
トプレス成形が可能な変形温度Ｔｄを有しないといった
具合であった。具体的には、基板の材料としてＢＫ−７
は、熱膨張係数α：８９×１０-7（１／℃）、変形温度
Ｔｄ：６３０℃でありリヒートプレス成形は可能である
が石英ファイバとの熱膨張差が大きい。又、石英（Si
O2）製基板や日本碍子（株）製ミラクロンＰＨ−３は、
それぞれ熱膨張係数α：５×１０-7（１／℃）、−４×
１０-7（１／℃）、変形温度Ｔｄ：１７００℃、７７０
℃であり石英ファイバとの熱膨張差は小さいがリヒート
プレス成形は困難であった。
削法も、基板のガラス材料が脆弱なために時間をかけて
研削をする必要があったり基板の端部で刃部が当たって
欠損をしたりしないように調整を行うので時間的にもコ
スト的にまだまだ高価であるという問題があった。ま
た、コスト的には極めて高精度なパターンを一括して形
成できるリヒートプレス成形技術によるパタン作成法が
有効であるが、従来のガラス材料では、ガラス状態でリ
ヒートプレス成形が可能な変形温度Ｔｄを有すると成形
後の熱膨張係数αがSiO2の５×１０-7（１／℃）とは大
きく違っていたり、反対に成形後の熱膨張係数αがSiO2
の５×１０-7（１／℃）に近くてもガラス状態でリヒー
トプレス成形が可能な変形温度Ｔｄを有しないといった
具合であった。具体的には、基板の材料としてＢＫ−７
は、熱膨張係数α：８９×１０-7（１／℃）、変形温度
Ｔｄ：６３０℃でありリヒートプレス成形は可能である
が石英ファイバとの熱膨張差が大きい。又、石英（Si
O2）製基板や日本碍子（株）製ミラクロンＰＨ−３は、
それぞれ熱膨張係数α：５×１０-7（１／℃）、−４×
１０-7（１／℃）、変形温度Ｔｄ：１７００℃、７７０
℃であり石英ファイバとの熱膨張差は小さいがリヒート
プレス成形は困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、かか
る従来の問題に鑑み、プレス成形時には低変形温度を持
ち、製品となったときには石英材料の低熱膨張係数と同
程度のガラス材料を提供することにある。また、こうし
た光部品の中には紫外線硬化型樹脂接着剤により所定の
形状に組み立てられるものも存し、かかる場合、ガラス
材料自身に紫外線光を透過できる性質も望まれる。
る従来の問題に鑑み、プレス成形時には低変形温度を持
ち、製品となったときには石英材料の低熱膨張係数と同
程度のガラス材料を提供することにある。また、こうし
た光部品の中には紫外線硬化型樹脂接着剤により所定の
形状に組み立てられるものも存し、かかる場合、ガラス
材料自身に紫外線光を透過できる性質も望まれる。
【０００５】請求項１に係る本発明によれば、SiO2-Al2
O3-Li2O 成分系ガラスにおいて重量％でSiO2:６０〜６
３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：４〜５wt％を基
本組成として、且つ修飾成分としてZrO2：１．５〜２．
５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、MgO：０．５〜
１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、Na2O：０．５
〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％を含むととも
に、BaO：０．５〜１．０wt％を含むことを特徴とする
ガラス材料である。これにより、変形温度が７５０℃以
下のガラス材料が得られるので、リヒートプレス成形に
よるガラス製品の製造が容易となる。
O3-Li2O 成分系ガラスにおいて重量％でSiO2:６０〜６
３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：４〜５wt％を基
本組成として、且つ修飾成分としてZrO2：１．５〜２．
５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、MgO：０．５〜
１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、Na2O：０．５
〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％を含むととも
に、BaO：０．５〜１．０wt％を含むことを特徴とする
ガラス材料である。これにより、変形温度が７５０℃以
下のガラス材料が得られるので、リヒートプレス成形に
よるガラス製品の製造が容易となる。
【０００６】同様に、請求項２に係る発明である、SiO2
-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて重量％にてSiO2:６
０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：４〜５wt
％を基本組成として、且つ修飾成分としてZrO2：１．５
〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、MgO：０．
５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、Na2O：
０．５〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％を含む
ことをとともに、CaO：１．０〜２．０wt％を含むこと
を特徴とするガラス材料においても、及び請求項３に係
る発明である、SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
重量％にてSiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt
％、Li2O：４〜５wt％を基本組成として、且つ修飾成分
としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．
５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．
２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K 2O ：０．５〜
２．０wt％を含むとともに、B2O3：０．０１〜１．０wt
％を含むことをことを特徴とするガラス材料において
も、リヒートプレス成形によるガラス製品の製造が容易
となる。なお、請求項１〜３に係る本発明ではP2O5を成
分として含まないとより好適である。P2O5を含むと結晶
化が促進しすぎるため結晶化の制御が困難であり、例え
ば、熱膨張係数が所望の範囲に入らない場合があるから
である。
-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて重量％にてSiO2:６
０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：４〜５wt
％を基本組成として、且つ修飾成分としてZrO2：１．５
〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、MgO：０．
５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、Na2O：
０．５〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％を含む
ことをとともに、CaO：１．０〜２．０wt％を含むこと
を特徴とするガラス材料においても、及び請求項３に係
る発明である、SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
重量％にてSiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt
％、Li2O：４〜５wt％を基本組成として、且つ修飾成分
としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．
５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．
２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K 2O ：０．５〜
２．０wt％を含むとともに、B2O3：０．０１〜１．０wt
％を含むことをことを特徴とするガラス材料において
も、リヒートプレス成形によるガラス製品の製造が容易
となる。なお、請求項１〜３に係る本発明ではP2O5を成
分として含まないとより好適である。P2O5を含むと結晶
化が促進しすぎるため結晶化の制御が困難であり、例え
ば、熱膨張係数が所望の範囲に入らない場合があるから
である。
【０００７】また、請求項４に係る発明によれば、請求
項１乃至３のいずれかに記載の成分を有し、熱膨張係数
−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／℃）であることを
特徴とする結晶化ガラス材料であるので、光部品として
接続される石英ファイバ等との熱膨張差がほぼ同じであ
るために、接続状態が安定し、剥離して不通になったり
信号が劣化することが無くなる。
項１乃至３のいずれかに記載の成分を有し、熱膨張係数
−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／℃）であることを
特徴とする結晶化ガラス材料であるので、光部品として
接続される石英ファイバ等との熱膨張差がほぼ同じであ
るために、接続状態が安定し、剥離して不通になったり
信号が劣化することが無くなる。
【０００８】また、請求項５に係る発明によれば、請求
項１乃至３のいずれかに記載の成分を有し、結晶化率が
30から50％であることを特徴とする結晶化ガラス材料で
ある。これによれば、結晶化率が30から50％までとする
本範囲にて、熱膨張係数及び形状精度の点で好適な材料
が得られる。即ち、30％を下回ると所望の熱膨張係数を
有する結晶化材料が得られず、また、50％を上回ると成
形パタンの形状精度、即ち、結晶化相の分布や各々の結
晶化相の大小等の制御が困難となり、形状精度に影響を
及ぼすために好ましくない。
項１乃至３のいずれかに記載の成分を有し、結晶化率が
30から50％であることを特徴とする結晶化ガラス材料で
ある。これによれば、結晶化率が30から50％までとする
本範囲にて、熱膨張係数及び形状精度の点で好適な材料
が得られる。即ち、30％を下回ると所望の熱膨張係数を
有する結晶化材料が得られず、また、50％を上回ると成
形パタンの形状精度、即ち、結晶化相の分布や各々の結
晶化相の大小等の制御が困難となり、形状精度に影響を
及ぼすために好ましくない。
【０００９】また、請求項６に係る発明によれば、請求
項１又は３に記載の成分を有するガラス材料であって、
熱膨張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／℃）を
有し、且つ紫外線透過能を備えることを特徴とする結晶
化ガラス材料である。これにより、低熱膨張結晶化ガラ
ス材料は紫外線光を透過できるので、例えば支持基板及
び蓋基板の間に、紫外線硬化型接着剤を介して光部品と
固定できる。
項１又は３に記載の成分を有するガラス材料であって、
熱膨張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／℃）を
有し、且つ紫外線透過能を備えることを特徴とする結晶
化ガラス材料である。これにより、低熱膨張結晶化ガラ
ス材料は紫外線光を透過できるので、例えば支持基板及
び蓋基板の間に、紫外線硬化型接着剤を介して光部品と
固定できる。
【００１０】また、請求項７に係る発明によれば、請求
項１乃至３のいずれかに記載の成分を有するガラス材料
であって、結晶化率が30から50％であり、且つ紫外線透
過能を備えることを特徴とする結晶化ガラス材料であ
る。これによれば、熱膨張係数及び形状精度の点でリヒ
ートプレス成形に好適であり、紫外線硬化型接着剤を介
して光部品と固定できるガラス製品となるガラス材料を
提供できる。
項１乃至３のいずれかに記載の成分を有するガラス材料
であって、結晶化率が30から50％であり、且つ紫外線透
過能を備えることを特徴とする結晶化ガラス材料であ
る。これによれば、熱膨張係数及び形状精度の点でリヒ
ートプレス成形に好適であり、紫外線硬化型接着剤を介
して光部品と固定できるガラス製品となるガラス材料を
提供できる。
【００１１】なお、請求項８に係る発明によれば、請求
項１乃至６のいずれかに記載のガラス材料を用いたガラ
ス製品である。よって、例えば、ファイバーアレイ、導
波路基板、光学レンズ、ランプ用リフレクタ又はランプ
用光源等に好適に用いられる。なお、所望の形状のガラ
ス製品を得るべく、ガラス材料を成形加工する方法とし
ては、リヒートプレス方法が好適であり、もちろん研削
方法によっても良い。
項１乃至６のいずれかに記載のガラス材料を用いたガラ
ス製品である。よって、例えば、ファイバーアレイ、導
波路基板、光学レンズ、ランプ用リフレクタ又はランプ
用光源等に好適に用いられる。なお、所望の形状のガラ
ス製品を得るべく、ガラス材料を成形加工する方法とし
ては、リヒートプレス方法が好適であり、もちろん研削
方法によっても良い。
【００１２】そして、請求項９に係る発明は、SiO2-Al2
O3-Li2O 成分系ガラス材料の製造方法において、SiO2:
６０〜６３wt％、CaO：１．０〜２．０wt％、Al2O3:２
３〜２５wt％、Li2O:４〜５wt％を基本組成として、且
つ修飾成分としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：
０．５〜２．５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：
０．５〜１．２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O
：０．５〜２．０wt％を含むとともに、BaO：０．５〜
１．０wt％、CaO：１．０〜２．０wt％、B2O3：０．０
１〜１．０wt％の３成分のうち１成分を含ませ溶融して
急冷して得られたガラス材料を用い、プレス成形により
所望の形状を作成する工程と、結晶化処理を行う工程と
を備え、負熱膨張結晶を析出させて熱膨張係数−１０×
１０-7〜２０×１０-7（１／℃）とすることを特徴とす
る結晶化ガラス材料の製造方法である。これにより、前
述するように、プレス成形時には低変形温度を持ち、製
品となったときには石英材料の熱膨張係数と同程度とな
るガラス材料を提供できる。なお、リヒートプレス成形
を一次工程とし、成形後に結晶化処理を行う二次工程と
してもよいし、逆に結晶化処理工程の後、リヒートプレ
ス成形により成形工程を行ってもよい。
O3-Li2O 成分系ガラス材料の製造方法において、SiO2:
６０〜６３wt％、CaO：１．０〜２．０wt％、Al2O3:２
３〜２５wt％、Li2O:４〜５wt％を基本組成として、且
つ修飾成分としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：
０．５〜２．５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：
０．５〜１．２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O
：０．５〜２．０wt％を含むとともに、BaO：０．５〜
１．０wt％、CaO：１．０〜２．０wt％、B2O3：０．０
１〜１．０wt％の３成分のうち１成分を含ませ溶融して
急冷して得られたガラス材料を用い、プレス成形により
所望の形状を作成する工程と、結晶化処理を行う工程と
を備え、負熱膨張結晶を析出させて熱膨張係数−１０×
１０-7〜２０×１０-7（１／℃）とすることを特徴とす
る結晶化ガラス材料の製造方法である。これにより、前
述するように、プレス成形時には低変形温度を持ち、製
品となったときには石英材料の熱膨張係数と同程度とな
るガラス材料を提供できる。なお、リヒートプレス成形
を一次工程とし、成形後に結晶化処理を行う二次工程と
してもよいし、逆に結晶化処理工程の後、リヒートプレ
ス成形により成形工程を行ってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本発明に係る結晶化ガラス
は、次のような組成である。SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガ
ラスにおいてSiO2:６０〜６３wt％、２３〜２５wt％、L
i2O:４〜５wt％を基本組成として、核生成剤としてZr
O2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％を
含み、特に核生成剤はZrO2：２．３wt％、TiO 2：２．２
wt％が好ましく、下記成分を有するガラス材料である。 MgO：０．５〜１．５wt％ ZnO：０．５〜１．２wt％ Na2O：０．５〜２．０wt％ K2O ：０．５〜２．０wt％ 下記３成分より１を選択する。ただし、B2O3については
添加しない場合がある。 BaO：０．５〜１．０wt％ CaO：１．０〜２．０wt％ B2O3：０．０１〜１．０wt％
に基づいて詳細に説明する。本発明に係る結晶化ガラス
は、次のような組成である。SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガ
ラスにおいてSiO2:６０〜６３wt％、２３〜２５wt％、L
i2O:４〜５wt％を基本組成として、核生成剤としてZr
O2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％を
含み、特に核生成剤はZrO2：２．３wt％、TiO 2：２．２
wt％が好ましく、下記成分を有するガラス材料である。 MgO：０．５〜１．５wt％ ZnO：０．５〜１．２wt％ Na2O：０．５〜２．０wt％ K2O ：０．５〜２．０wt％ 下記３成分より１を選択する。ただし、B2O3については
添加しない場合がある。 BaO：０．５〜１．０wt％ CaO：１．０〜２．０wt％ B2O3：０．０１〜１．０wt％
【００１４】そして、上記ガラス材料を１５００℃以上
で溶解した後、急冷することで変形温度７５０℃以下の
親ガラス材料が得られた。その親ガラス材料１から図１
（ａ）に示す所望の金型２によりヒータ３で８００℃に
てリヒートプレスを行い、（ｂ）のような成形体４を得
る。この成形体４の熱膨張係数は５０×１０-7（１／
℃）であった。次に、この成形体４を図１（ｃ）の加熱
炉５に入れ、下記のような基本条件で図２のような熱処
理により結晶化させることにより、熱膨張係数５×１０
-7（１／℃）のガラスセラミックス体６が図１（ｄ）の
ように得られる。 本材料を、変形温度Ｔｄ付近にて１時間保持すること
で、TiO2及びZrO2による核が均一に表れる。また、８０
０℃から９５０℃で２時間から４時間温度保持すること
で、微細結晶β−Eucryptiteを均一に析出させた。その
時の、ガラス質に対する析出割合は約３０％から５０
％、析出結晶の平均粒径を０．１μｍ〜０．７μｍであ
る。なお、二次温度は、BaOを含む場合に８００〜８５
０℃、CaOを含む場合に９００〜９５０℃、B2O3を含む
場合に８５０〜９５０℃であれば、熱膨張係数５〜１０
×１０-7（１／℃）となる。更に、それら二次温度範囲
のうち、BaOを含む場合に８００〜８５０℃、B2O3を含
む場合に８４０〜８５０℃と限定することにより紫外線
透過性を有することもわかった。なお、CaO含む場合は
紫外線透過性を有しない。このような低熱膨張係数を有
するガラス材料であって、且つ紫外線を透過できる両条
件を具備する基板は従来は存在せず、しかも７５０℃以
下の変形温度を持ち、リヒートプレス成形が可能である
から、特に光ファイバアレイに関してはＶ溝形成が研削
より精度高く且つ容易に形成することができる。さら
に、紫外線透過性であれば、例えば支持基板及び蓋基板
の間といった光部品の組立に、紫外線硬化型接着剤を用
いることが可能となる。
で溶解した後、急冷することで変形温度７５０℃以下の
親ガラス材料が得られた。その親ガラス材料１から図１
（ａ）に示す所望の金型２によりヒータ３で８００℃に
てリヒートプレスを行い、（ｂ）のような成形体４を得
る。この成形体４の熱膨張係数は５０×１０-7（１／
℃）であった。次に、この成形体４を図１（ｃ）の加熱
炉５に入れ、下記のような基本条件で図２のような熱処
理により結晶化させることにより、熱膨張係数５×１０
-7（１／℃）のガラスセラミックス体６が図１（ｄ）の
ように得られる。 本材料を、変形温度Ｔｄ付近にて１時間保持すること
で、TiO2及びZrO2による核が均一に表れる。また、８０
０℃から９５０℃で２時間から４時間温度保持すること
で、微細結晶β−Eucryptiteを均一に析出させた。その
時の、ガラス質に対する析出割合は約３０％から５０
％、析出結晶の平均粒径を０．１μｍ〜０．７μｍであ
る。なお、二次温度は、BaOを含む場合に８００〜８５
０℃、CaOを含む場合に９００〜９５０℃、B2O3を含む
場合に８５０〜９５０℃であれば、熱膨張係数５〜１０
×１０-7（１／℃）となる。更に、それら二次温度範囲
のうち、BaOを含む場合に８００〜８５０℃、B2O3を含
む場合に８４０〜８５０℃と限定することにより紫外線
透過性を有することもわかった。なお、CaO含む場合は
紫外線透過性を有しない。このような低熱膨張係数を有
するガラス材料であって、且つ紫外線を透過できる両条
件を具備する基板は従来は存在せず、しかも７５０℃以
下の変形温度を持ち、リヒートプレス成形が可能である
から、特に光ファイバアレイに関してはＶ溝形成が研削
より精度高く且つ容易に形成することができる。さら
に、紫外線透過性であれば、例えば支持基板及び蓋基板
の間といった光部品の組立に、紫外線硬化型接着剤を用
いることが可能となる。
【００１５】
【実施例】本発明に係るガラス材料について上記組成及
び製造方法により検証した。
び製造方法により検証した。
【００１６】
【表１】
【００１７】本材料の組成は、SiO2-Al2O3-Li 2O 成分
系ガラスにおいてSiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜
２５wt％、Li2O：４〜５wt％を基本組成として、且つ修
飾成分としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５
〜２．５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５
〜１．２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O ：０．
５〜２．０wt％を共通として、ガラス材料はBaO：
０．５wt％を含み、CaO：１．０wt％を含み、B
2O3：１．０wt％をそれぞれ含んでいる。
系ガラスにおいてSiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜
２５wt％、Li2O：４〜５wt％を基本組成として、且つ修
飾成分としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５
〜２．５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５
〜１．２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O ：０．
５〜２．０wt％を共通として、ガラス材料はBaO：
０．５wt％を含み、CaO：１．０wt％を含み、B
2O3：１．０wt％をそれぞれ含んでいる。
【００１８】
【表２】
【００１９】この各組成における材料特性は、親ガラス
材料の変形温度Ｔｄは７５０℃以下であるため、リヒー
トプレス成形によりＶ溝の形成が容易である。加えて、
結晶化条件と熱膨張係数の関係についても、BaO、CaO、
B2O3の３成分を各々親ガラス材料に添加し、結晶化させ
るときの二次温度を調整することで熱膨張係数αをSiO2
と同程度にすることができる。これにより、リヒートプ
レス成形が可能な変形温度を有するとともに、成形後の
結晶化処理により負熱膨張結晶を析出させて石英材料同
等の熱膨張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／
℃）を有することを両用させた結晶化ガラス材料を提供
できた。また、360nm光透過率に優れた結晶化条件で
は、紫外線硬化型接着剤を介して光部品と固定できるガ
ラス製品に利用できるガラス材料を提供できる。
材料の変形温度Ｔｄは７５０℃以下であるため、リヒー
トプレス成形によりＶ溝の形成が容易である。加えて、
結晶化条件と熱膨張係数の関係についても、BaO、CaO、
B2O3の３成分を各々親ガラス材料に添加し、結晶化させ
るときの二次温度を調整することで熱膨張係数αをSiO2
と同程度にすることができる。これにより、リヒートプ
レス成形が可能な変形温度を有するとともに、成形後の
結晶化処理により負熱膨張結晶を析出させて石英材料同
等の熱膨張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１／
℃）を有することを両用させた結晶化ガラス材料を提供
できた。また、360nm光透過率に優れた結晶化条件で
は、紫外線硬化型接着剤を介して光部品と固定できるガ
ラス製品に利用できるガラス材料を提供できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、他のガラス部材と接着
し熱膨張差を無くす必要のある部材をリヒートプレス成
形により形成ができ、特に、低熱膨張結晶化ガラス材料
は紫外線光を透過できるので、支持基板及び蓋基板の間
に紫外線硬化型接着剤を介して光ファイバを整列固定し
た光ファイバアレイに関して、光ファイバを整列させる
Ｖ溝をリヒートプレス成形により支持基板及び蓋基板の
一方に形成することができる。また、複雑な形状をリヒ
ートプレス成形により形成でき、且つ光透過性も優れて
おり、特に低熱膨張率であるため、高温低温に晒される
光学機器の非球面レンズに用いれば光軸ずれ等を発生さ
せる畏れも無く好適である。同様の理由から、ファイバ
融着型カプラー用ケースにも好適に用いられる材料を提
供できる。
し熱膨張差を無くす必要のある部材をリヒートプレス成
形により形成ができ、特に、低熱膨張結晶化ガラス材料
は紫外線光を透過できるので、支持基板及び蓋基板の間
に紫外線硬化型接着剤を介して光ファイバを整列固定し
た光ファイバアレイに関して、光ファイバを整列させる
Ｖ溝をリヒートプレス成形により支持基板及び蓋基板の
一方に形成することができる。また、複雑な形状をリヒ
ートプレス成形により形成でき、且つ光透過性も優れて
おり、特に低熱膨張率であるため、高温低温に晒される
光学機器の非球面レンズに用いれば光軸ずれ等を発生さ
せる畏れも無く好適である。同様の理由から、ファイバ
融着型カプラー用ケースにも好適に用いられる材料を提
供できる。
【図１】本発明のリヒートプレス工程と結晶化工程を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】熱処理の時間経過を示す概略図である。
１・・ガラス材料、２・・金型、３・・ヒータ、４・・
成形体、５・・加熱炉、６・・ガラスセラミックス体。
成形体、５・・加熱炉、６・・ガラスセラミックス体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 暢嗣 名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子 株式会社内 (72)発明者 井出 晃啓 名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子 株式会社内 (72)発明者 遠山 和利 愛知県小牧市大字下末字五反田434番地の ３ エヌジーケイ・オプトセラミックス株 式会社内 Ｆターム(参考） 4G062 AA11 BB06 CC01 CC04 CC09 DA06 DB04 DC02 DD01 DE02 DE03 EA03 EB02 EB03 EC02 EC03 ED02 ED03 EE03 EF01 EG02 FA01 FB02 FB03 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 MM02 MM04 MM27 NN16 NN30 QQ11
Claims (9)
- 【請求項１】 SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
SiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：
４〜５wt％を基本組成として、且つ修飾成分としてZr
O2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、
MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、
Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％
を含むとともに、BaO：０．５〜１．０wt％を含むこと
を特徴とするガラス材料。 - 【請求項２】 SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
SiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：
４〜５wt％を基本組成として、且つ修飾成分としてZr
O2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、
MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、
Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％
を含むとともに、CaO：１．０〜２．０wt％を含むこと
を特徴とするガラス材料。 - 【請求項３】 SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラスにおいて
SiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜２５wt％、Li2O：
４〜５wt％を基本組成として、且つ修飾成分としてZr
O2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５〜２．５wt％、
MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５〜１．２wt％、
Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O ：０．５〜２．０wt％
を含むとともに、B2O3：０．０１〜１．０wt％を含むこ
とを特徴とするガラス材料。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の成分
を有し、熱膨張係数−１０×１０-7〜２０×１０-7（１
／℃）であることを特徴とする結晶化ガラス材料。 - 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれかに記載の成分
を有し、結晶化率が30から50％であることを特徴とする
結晶化ガラス材料。 - 【請求項６】 請求項１又は３に記載の成分を有するガ
ラス材料であって、熱膨張係数−１０×１０-7〜２０×
１０-7（１／℃）を有し、且つ紫外線透過能を備えるこ
とを特徴とする結晶化ガラス材料。 - 【請求項７】 請求項１乃至３のいずれかに記載の成分
を有するガラス材料であって、結晶化率が30から50％で
あり、且つ紫外線透過能を備えることを特徴とする結晶
化ガラス材料。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載のガラ
ス材料を用いたガラス製品。 - 【請求項９】 SiO2-Al2O3-Li2O 成分系ガラス材料の製
造方法において、SiO2:６０〜６３wt％、Al2O3:２３〜
２５wt％、Li2O：４〜５wt％を基本組成として、且つ修
飾成分としてZrO2：１．５〜２．５wt％、TiO2：０．５
〜２．５wt％、MgO：０．５〜１．５wt％、ZnO：０．５
〜１．２wt％、Na2O：０．５〜２．０wt％、K2O ：０．
５〜２．０wt％を含むとともに、BaO：０．５〜１．０w
t％、CaO：１．０〜２．０wt％、B2O3：０．０１〜１．
０wt％の３成分のうち１成分を含ませ溶融して急冷して
得られたガラス材料を用い、プレス成形により所望の形
状を作成する工程と、結晶化処理を行う工程とを備え、
負熱膨張結晶を析出させて熱膨張係数−１０×１０-7〜
２０×１０-7（１／℃）とすることを特徴とする結晶化
ガラス材料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000395793A JP2001342036A (ja) | 2000-03-31 | 2000-12-26 | ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法 |
| US09/821,791 US6689704B2 (en) | 2000-03-31 | 2001-03-29 | Glass material and glass ceramic product |
| EP01303039A EP1142841B1 (en) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | Glass material, glass ceramic product, and process for producing the glass material |
| DE60123308T DE60123308T2 (de) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | Glaswerkstoff, glaskeramisches Produkt, und Verfahren zur Herstellung des Glaswerkstoffes |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-99921 | 2000-03-31 | ||
| JP2000099921 | 2000-03-31 | ||
| JP2000395793A JP2001342036A (ja) | 2000-03-31 | 2000-12-26 | ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001342036A true JP2001342036A (ja) | 2001-12-11 |
Family
ID=26589291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000395793A Pending JP2001342036A (ja) | 2000-03-31 | 2000-12-26 | ガラス材料並びに結晶化ガラス製品及び結晶化ガラス材料の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6689704B2 (ja) |
| EP (1) | EP1142841B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001342036A (ja) |
| DE (1) | DE60123308T2 (ja) |
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