JP2002003241A - 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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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- 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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- Glass Compositions (AREA)
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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、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。 【解決課題】 ガラスを熱軟化状態でプレス成形し、該
成形物をアルカリイオン交換により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、重量％で、SiO2 55〜65、Al2O3 10〜1
5、B2O3 ０〜５、Li2O 7.5〜10、Na2O 10〜15、K2O ０
〜３、MgO ０〜４、CaO ０〜４、BaO １〜10、TiO2 ０
〜５、ZrO2 １〜５の範囲であるプレス成形用ガラス、
およびガラスをプレス成形し、さらに該成形物をアルカ
リイオン交換してなる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、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。 【解決課題】 ガラスを熱軟化状態でプレス成形し、該
成形物をアルカリイオン交換により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、重量％で、SiO2 55〜65、Al2O3 10〜1
5、B2O3 ０〜５、Li2O 7.5〜10、Na2O 10〜15、K2O ０
〜３、MgO ０〜４、CaO ０〜４、BaO １〜10、TiO2 ０
〜５、ZrO2 １〜５の範囲であるプレス成形用ガラス、
およびガラスをプレス成形し、さらに該成形物をアルカ
リイオン交換してなる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、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、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
面を形成したガラスを用いる提唱例もあるが、フロート
成形法は窓ガラス等の比較的大サイズ、高厚みのガラス
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、薄厚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
面を形成したガラスを用いる提唱例もあるが、フロート
成形法は窓ガラス等の比較的大サイズ、高厚みのガラス
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、薄厚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
号明細書には、SiO2−Al2O3−Li2O−Na2O系において更
にZrO2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Al2O3
＋ZrO2の量が比較的多く、溶融、成型温度も高くなり、
易溶融性、成形性（特にプレス成形）に課題を残す。
号明細書には、SiO2−Al2O3−Li2O−Na2O系において更
にZrO2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Al2O3
＋ZrO2の量が比較的多く、溶融、成型温度も高くなり、
易溶融性、成形性（特にプレス成形）に課題を残す。
【０００５】特開平10−1329号公報には、SiO2−Al2O3
−Li2O−Na2O−CaO系であって、ZrO2を含まない、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、気候変動による劣化が
懸念されるところであるが、本公知例においては耐水
性、耐候性に優れる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系であって、ZrO2を含まない、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、気候変動による劣化が
懸念されるところであるが、本公知例においては耐水
性、耐候性に優れる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、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、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、該成形物をアルカリイオン交換
により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、重量％で、
SiO2 55〜65、Al2O3 10〜15、B2O3 ０〜５、Li 2O 7.5〜
10、Na2O 10〜15、K2O ０〜３、MgO ０〜４、CaO ０〜
４、BaO １〜10、TiO2 ０〜５、ZrO2 １〜５の範囲であ
るプレス成形用ガラスである。
化状態でプレス成形し、該成形物をアルカリイオン交換
により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、重量％で、
SiO2 55〜65、Al2O3 10〜15、B2O3 ０〜５、Li 2O 7.5〜
10、Na2O 10〜15、K2O ０〜３、MgO ０〜４、CaO ０〜
４、BaO １〜10、TiO2 ０〜５、ZrO2 １〜５の範囲であ
るプレス成形用ガラスである。
【００１０】上記において、ガラスの軟化点（107.6poi
se温度）が630℃以下、作業温度（104poise温度）が900
℃以下、溶融温度（102poise温度）が1300℃以下、ガラ
スのヤング率が80ＧPa以上であることが好ましい。
se温度）が630℃以下、作業温度（104poise温度）が900
℃以下、溶融温度（102poise温度）が1300℃以下、ガラ
スのヤング率が80ＧPa以上であることが好ましい。
【００１１】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。
【００１２】
【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。
【００１３】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
ガラスにおいてはそれより低く、1300℃以下とするのが
よい。
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
ガラスにおいてはそれより低く、1300℃以下とするのが
よい。
【００１４】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℃程度であるが、本発明のガラ
スはそれより低くすることにより成形容易とするもの
で、好ましくは900℃以下、更に好ましくは850℃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℃程度であるが、本発明のガラ
スはそれより低くすることにより成形容易とするもの
で、好ましくは900℃以下、更に好ましくは850℃以下と
する。
【００１５】本発明におけるプレス成形に際して使用す
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）、耐熱ガラス（例えばアルミノシリケ
ートガラス）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、または若干
の部分研磨、修正により所望の光学面を得ることができ
る。
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）、耐熱ガラス（例えばアルミノシリケ
ートガラス）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、または若干
の部分研磨、修正により所望の光学面を得ることができ
る。
【００１６】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。
【００１７】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10 12ポイズであり、前
記ガラス軟化点（107.6ポイズ）はプレス成形するうえ
で指標となる粘度である。プレス成形時の粘度が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10 12ポイズであり、前
記ガラス軟化点（107.6ポイズ）はプレス成形するうえ
で指標となる粘度である。プレス成形時の粘度が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。
【００１８】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ので可及的に低くするのが好ま
しい。従って107.6ポイズ温度（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、630℃以下、更に好ましくは610℃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ので可及的に低くするのが好ま
しい。従って107.6ポイズ温度（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、630℃以下、更に好ましくは610℃以下とするのがよ
い。
【００１９】またプレス成形圧を10Kgf／cm2（0.98MP
a）ないし50Kgf／cm2（4.9MPa）の範囲とするのがよ
い。プレス成形圧を50Kgf／cm2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。
a）ないし50Kgf／cm2（4.9MPa）の範囲とするのがよ
い。プレス成形圧を50Kgf／cm2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。
【００２０】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。
【００２１】ガラスの熱膨張係数はプレス型のそれと近
似させるのが好ましい。熱膨張係数は30℃〜300℃間の
平均値として80〜120×10-7／℃の間で適宜設定し、例
えばプレス型が耐熱鋼や大半の耐熱セラミックの場合は
90〜120×10-7／℃程度、耐熱ガラスの場合は80〜100×
10-7／℃程度とすればよい。
似させるのが好ましい。熱膨張係数は30℃〜300℃間の
平均値として80〜120×10-7／℃の間で適宜設定し、例
えばプレス型が耐熱鋼や大半の耐熱セラミックの場合は
90〜120×10-7／℃程度、耐熱ガラスの場合は80〜100×
10-7／℃程度とすればよい。
【００２２】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
硝酸ナトリウムおよび／または硝酸カリウムの融点以上
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、化学強化後の３点曲げ強度において、２
×103Kgf／cm2（196MPa）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
硝酸ナトリウムおよび／または硝酸カリウムの融点以上
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、化学強化後の３点曲げ強度において、２
×103Kgf／cm2（196MPa）以上が好適とされる。
【００２３】ヤング率は、特に高速回転ディスク基板と
して用いる場合に重要な要素であり、概してガラスはプ
ラスティックや金属などに比べ面平滑性に富むとともに
ヤング率が高いために好適とされるものであるが、ソー
ダ石灰系ガラスで代表される一般的なガラスは70ＧPaオ
ーダーないし80ＧPa未満であるが、本発明のガラスは80
ＧPa以上とするものである。なお、ヤング率は化学強化
処理前と処理後において殆ど変化はない。
して用いる場合に重要な要素であり、概してガラスはプ
ラスティックや金属などに比べ面平滑性に富むとともに
ヤング率が高いために好適とされるものであるが、ソー
ダ石灰系ガラスで代表される一般的なガラスは70ＧPaオ
ーダーないし80ＧPa未満であるが、本発明のガラスは80
ＧPa以上とするものである。なお、ヤング率は化学強化
処理前と処理後において殆ど変化はない。
【００２４】本発明のプレス成形用ガラスは、以下の成
分組成よりなる。SiO2はガラスを形成する主要成分であ
り、ガラス中55〜65％（重量％、以下において同様）の
範囲で含有させる。55％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、イオン交換による化学強
化後のガラスの耐水性において劣る。65％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。
分組成よりなる。SiO2はガラスを形成する主要成分であ
り、ガラス中55〜65％（重量％、以下において同様）の
範囲で含有させる。55％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、イオン交換による化学強
化後のガラスの耐水性において劣る。65％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。
【００２５】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、および化学強化後のガラスの耐水性を向
上させるうえで必須の成分であり、ガラス中10〜15％の
範囲で含有させる。10％未満では前記作用効果が不十分
であり、15％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、および化学強化後のガラスの耐水性を向
上させるうえで必須の成分であり、ガラス中10〜15％の
範囲で含有させる。10％未満では前記作用効果が不十分
であり、15％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。
【００２６】B2O3は、ガラスの粘度や熱膨張係数を好適
範囲に調整し、ガラス成形を容易とするうえで、ガラス
中０〜５％の範囲で適宜含有させる。但し５％を越える
と熱膨張係数が過小となり、ガラスの粘度も増大する。
また、B2O3はガラスのヤング率も高める成分である。
範囲に調整し、ガラス成形を容易とするうえで、ガラス
中０〜５％の範囲で適宜含有させる。但し５％を越える
と熱膨張係数が過小となり、ガラスの粘度も増大する。
また、B2O3はガラスのヤング率も高める成分である。
【００２７】Li2Oはイオン交換による化学強化を行うた
め必須の成分であるとともに、比較的低温度でのガラス
溶融、および成形を容易にするうえで必須の成分であ
り、ガラス中7.5〜10％の範囲で含有させる。７.5％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。10％超過ではガラス粘度を必要以上に低め、
また失透が析出し易くなる。また、Li2Oはガラス成分中
最もガラスのヤング率を高める成分である。
め必須の成分であるとともに、比較的低温度でのガラス
溶融、および成形を容易にするうえで必須の成分であ
り、ガラス中7.5〜10％の範囲で含有させる。７.5％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。10％超過ではガラス粘度を必要以上に低め、
また失透が析出し易くなる。また、Li2Oはガラス成分中
最もガラスのヤング率を高める成分である。
【００２８】Na2OはLi2O同様、イオン交換による化学強
化を行うため必須の成分であって、ガラス溶解性、成形
性を容易とする成分である。また、他のアルカリ金属成
分原料より安価に入手できる。Na2Oはガラス中10〜15％
の範囲で含有させるもので、10wt％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。15％超
過ではガラス粘度を必要以上に低め、またイオン交換に
よる化学強化後のガラスの強度を低下させる。
化を行うため必須の成分であって、ガラス溶解性、成形
性を容易とする成分である。また、他のアルカリ金属成
分原料より安価に入手できる。Na2Oはガラス中10〜15％
の範囲で含有させるもので、10wt％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。15％超
過ではガラス粘度を必要以上に低め、またイオン交換に
よる化学強化後のガラスの強度を低下させる。
【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０〜３％の範囲で適宜含有させるものである。な
お、ガラス中３％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３％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０〜３％の範囲で適宜含有させるものである。な
お、ガラス中３％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３％以下とする
のがよい。
【００３０】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し、ガラスのヤング
率を向上するうえで、必要に応じ０〜４％の範囲で適宜
導入するものである。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４
wt％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し、ガラスのヤング
率を向上するうえで、必要に応じ０〜４％の範囲で適宜
導入するものである。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４
wt％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。
【００３１】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し、ガラスのヤング率を向上する
うえで、必要に応じ０〜４％の範囲で適宜導入する成分
である。なお、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。
度や熱膨張係数を調整し、ガラスのヤング率を向上する
うえで、必要に応じ０〜４％の範囲で適宜導入する成分
である。なお、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】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。なお、他の二価金属酸化物であるSrO
やZnOも本発明の諸物性を損なわない範囲でガラス中に
含有させることができるが、合わせて２％以下とすべき
である。
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。なお、他の二価金属酸化物であるSrO
やZnOも本発明の諸物性を損なわない範囲でガラス中に
含有させることができるが、合わせて２％以下とすべき
である。
【００３３】TiO2はガラスの粘度や熱膨張係数を調整
し、またイオン交換による化学強化後のガラスの化学的
耐久性を向上させるうえで０〜５％の範囲で適宜含有さ
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、またイオン交換による化学強化後のガラスの化学的
耐久性を向上させるうえで０〜５％の範囲で適宜含有さ
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。
【００３４】ZrO2はイオン交換速度を速め、イオン交換
後のガラスの耐水性を向上させ、またガラスのヤング率
を向上させるうえで必須とするもので、ガラス中１〜５
wt％の範囲で含有させる。１wt％未満ではそれら作用効
果が不十分であり、５wt％を越えるとガラスの粘度を高
め、成型温度を上昇するので好ましくない。
後のガラスの耐水性を向上させ、またガラスのヤング率
を向上させるうえで必須とするもので、ガラス中１〜５
wt％の範囲で含有させる。１wt％未満ではそれら作用効
果が不十分であり、５wt％を越えるとガラスの粘度を高
め、成型温度を上昇するので好ましくない。
【００３５】
【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、酸化ホウ素源として
無水硼酸、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、酸化ホウ素源として
無水硼酸、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。
【００３６】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、1200℃−５時間予備
溶融の後、1400℃−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、1100℃−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450℃に加熱調整した電気炉内にセットし、60分維
持後、350℃まで５時間で降下させたのち加熱を止めて
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、1200℃−５時間予備
溶融の後、1400℃−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、1100℃−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450℃に加熱調整した電気炉内にセットし、60分維
持後、350℃まで５時間で降下させたのち加熱を止めて
炉内放冷することにより徐冷した。
【００３７】〔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）を測定した。溶融温度におい
て1300℃以下、作業温度において900℃以下、軟化点に
おいて630℃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）を測定した。溶融温度におい
て1300℃以下、作業温度において900℃以下、軟化点に
おいて630℃以下を良好とする。
【００３８】〔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30℃〜300℃
間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30℃〜300℃
間の平均熱膨張係数を求めた。
【００３９】〔ガラスのヤング率の測定〕ガラスブロッ
クを50×40×30(厚み)mmに切り出し、厚さを25mmまで平
行研磨した試料をシングアラウンド方式（２探触子法：
超音波工業製シングアラウンド式音速測定装置）で縦
波、横波の音速を測定することによりヤング率を求め
た。ヤング率は80ＧPa以上を良好とする。
クを50×40×30(厚み)mmに切り出し、厚さを25mmまで平
行研磨した試料をシングアラウンド方式（２探触子法：
超音波工業製シングアラウンド式音速測定装置）で縦
波、横波の音速を測定することによりヤング率を求め
た。ヤング率は80ＧPa以上を良好とする。
【００４０】〔イオン交換ガラスの作製および曲げ強度
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点曲げ強度を測定した。強度２×103Kgf／cm2（196MP
a）以上において良好とされる。
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点曲げ強度を測定した。強度２×103Kgf／cm2（196MP
a）以上において良好とされる。
【００４１】なお、アルカリイオン交換、すなわち化学
強化処理は、硝酸ナトリウム40wt％、硝酸カリウム60wt
％からなる溶融塩中でガラス試料をガラス転移点（℃）
の0.8倍の温度（℃）で２時間浸漬処理することを条件
とした。
強化処理は、硝酸ナトリウム40wt％、硝酸カリウム60wt
％からなる溶融塩中でガラス試料をガラス転移点（℃）
の0.8倍の温度（℃）で２時間浸漬処理することを条件
とした。
【００４２】ガラスの成分組成および各種測定結果を表
１、表２に示す。本発明にかかる実施例においては、各
種熱特性、物性において良好である。他方比較例におい
ては、熱特性、物性の何れかまたは複数項において劣
る。
１、表２に示す。本発明にかかる実施例においては、各
種熱特性、物性において良好である。他方比較例におい
ては、熱特性、物性の何れかまたは複数項において劣
る。
【００４３】
【表１】 注1:溶融温度は102ホ゜イス゛相当温度、作業温度は104ホ゜イス゛
相当温度、軟化点は107.6 ホ゜イス゛相当温度 注2:熱膨張係数は、30℃〜300℃間における平均熱膨張
係数
相当温度、軟化点は107.6 ホ゜イス゛相当温度 注2:熱膨張係数は、30℃〜300℃間における平均熱膨張
係数
【００４４】
【表２】 注1:溶融温度は102ホ゜イス゛相当温度、作業温度は104ホ゜イス゛
相当温度、軟化点は107.6 ホ゜イス゛相当温度 注2:熱膨張係数は、30℃〜300℃間における平均熱膨張
係数
相当温度、軟化点は107.6 ホ゜イス゛相当温度 注2:熱膨張係数は、30℃〜300℃間における平均熱膨張
係数
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、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得ることができ、特に
磁気記録媒体などの情報記録媒体用基板ガラスとして好
適である。
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得ることができ、特に
磁気記録媒体などの情報記録媒体用基板ガラスとして好
適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 5/73 Ｇ１１Ｂ 5/73 (72)発明者 中屋 和敏 三重県松阪市大口町1510 セントラル硝子 株式会社硝子研究所内 Ｆターム(参考） 4G059 AA08 AA11 AC16 AC18 HB03 HB13 HB14 HB23 4G062 AA18 BB01 CC04 DA06 DB04 DC01 DC02 DC03 DD01 DE01 DF01 EA03 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EG03 FA01 FB01 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 MM27 MM29 NN33 NN34 5D006 CB04 CB07
Claims (3)
- 【請求項１】ガラスを熱軟化状態でプレス成形し、該成
形物をアルカリイオン交換により化学強化を施すための
前記プレス成形体用のガラスにおいて、ガラスの成分組
成が、重量％で、SiO2 55〜65、Al2O3 10〜15、B2O3 ０
〜５、Li2O 7.5〜10、Na2O 10〜15、K2O ０〜３、MgO
０〜４、CaO ０〜４、BaO １〜10、TiO2 ０〜５、ZrO2
１〜５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】ガラスの軟化点（107.6poise温度）が630
℃以下、作業温度（104poise温度）が900℃以下、溶融
温度（102poise温度）が1300℃以下、ガラスのヤング率
が80ＧPa以上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】請求項１または２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、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 |
|---|---|---|---|
| JP2000183487A JP2002003241A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2000183487A JP2002003241A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 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 (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002003241A true JP2002003241A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18684068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000183487A Pending JP2002003241A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | プレス成形用ガラスおよび情報記録媒体用基板ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002003241A (ja) |
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