JP2008189546A - Glass for mold press molding and its manufacturing method - Google Patents

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JP2008189546A JP2008064609A JP2008064609A JP2008189546A JP 2008189546 A JP2008189546 A JP 2008189546A JP 2008064609 A JP2008064609 A JP 2008064609A JP 2008064609 A JP2008064609 A JP 2008064609A JP 2008189546 A JP2008189546 A JP 2008189546A
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Fumio Sato
史雄 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass for mold press molding which can provide a high surface precision product since the glass does not be fusion-bonded at its contacting part when the glass is molded, with any mold and without forming a releasing film, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a glass for mold press molding including 44.7-60% of SiO<SB>2</SB>, 0-4% of Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, and 3-40% of B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>comprises a step of preparing a candidate composition, a step of determining the basicity of the candidate composition represented by (total moles of oxygen atom/the total of field strength of cation)×100, a step of estimating the fusion-bonding property with the mold based on the determined basicity, a step of determining that the fusion-bonding of the glass with the mold does not occur since the determined basicity is 11 or less, a step of adopting a composition determined that the fusion-bonding with the mold does not occur, and a step of preparing raw materials so as to be the adopted candidate composition, and melting and molding the composition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はモールドプレス成形用ガラスと、その評価、設計及び製造方法に関するものである。   The present invention relates to a glass for mold press molding and its evaluation, design and manufacturing method.

ガラスのモールドプレス成形法は切削、研磨作業を必要とせず、高い表面精度の製品が得られる方法であり、非球面レンズや磁気記録媒体用基板の作製に多く用いられている。モールドプレス成形法によるガラス製品の作製は、形状を精密に加工した金型内で軟化変形する温度までガラスを加熱し、その後加圧成形して、金型形状をガラスに転写するものである。   The glass mold press molding method does not require cutting and polishing operations, and is a method for obtaining a product with high surface accuracy, and is often used for producing an aspherical lens or a substrate for a magnetic recording medium. Production of a glass product by a mold press molding method involves heating the glass to a temperature at which it is softened and deformed in a mold whose shape has been precisely processed, and then press-molding to transfer the mold shape to the glass.

モールドプレス成形に用いられる金型の選定条件には、高い面精度の加工が可能であること、成形温度で変化しないこと等が挙げられる。主に用いられる材料として超硬合金であるWCがある。WCはバインダーとしてCoやNi、Cr等がよく用いられる。また耐食性を考慮し、微量のTiCやTaCなどによって焼結させるものもある。高温条件での使用にはSiC等のセラミックを用いる場合がある。SiCには焼結後に表面を研磨するだけで使用する場合と、CVD法により表面空孔を埋め、表面精度をさらに向上させたものがある。プレス条件や成型品に応じて各種SUSを選択する場合もある。   Conditions for selecting a mold used for mold press molding include high surface accuracy processing and no change in molding temperature. WC, which is a cemented carbide, is mainly used as a material. For WC, Co, Ni, Cr or the like is often used as a binder. Some of them are sintered with a small amount of TiC or TaC in consideration of corrosion resistance. Ceramics such as SiC may be used for use under high temperature conditions. There are cases where SiC is used by simply polishing the surface after sintering, and those in which surface vacancies are filled by CVD and the surface accuracy is further improved. Various SUSs may be selected depending on the pressing conditions and the molded product.

モールドプレス成形における製品の品質と量産性の向上には、金型とガラスが融着しないことが必要で、繰り返しの使用に対しても金型の面精度が保たれていることが重要である。
特開平8−26765号公報 特開平8−26766号公報 特開平5−193979号公報 特開2001−89183号公報 特開2000−1329号公報 特開平3−37130号公報 特開昭62−123040号公報 特開平10−226532号公報 特開平11−302035号公報 特開平11−199270号公報
In order to improve product quality and mass productivity in mold press molding, it is necessary that the mold and glass do not melt, and it is important that the mold surface accuracy is maintained even after repeated use. .
JP-A-8-26765 JP-A-8-26766 Japanese Patent Laid-Open No. 5-1931979 JP 2001-89183 A JP 2000-1329 A JP-A-3-37130 JP-A-62-212040 Japanese Patent Laid-Open No. 10-226532 JP-A-11-302035 Japanese Patent Laid-Open No. 11-199270

しかし、ガラスの種類によっては、繰り返し、或いは極端な場合は1回の成形でも金型とガラスが融着するという問題が発生する。融着すると金型表面にガラスが付着して生産不能となったり、金型の面精度を損ね、設計通りの製品を得られなくなる。金型と融着しないガラスを用いることが、製品の品質と量産性の向上に重要である。   However, depending on the type of glass, there arises a problem that the mold and the glass are fused even in a repetitive or extreme case even in a single molding. When fused, glass adheres to the surface of the mold, making it impossible to produce, impairing the surface accuracy of the mold, and making it impossible to obtain a product as designed. The use of glass that does not fuse with the mold is important for improving product quality and mass productivity.

ガラスを融着させない方法として、金型表面に離型膜としてCr、Ni、W、Pt、Ir、Au等の純金属、又はこれらの合金若しくは炭化物、或いはカーボン、TiCN、TiAlN、TiN、BN等を被覆する方法も実用化されているが、金型に離型膜を形成することなく、モールドプレス成型することができることが望まれている。   As a method of not fusing glass, a release film on the mold surface is made of a pure metal such as Cr, Ni, W, Pt, Ir, Au, or an alloy or carbide thereof, or carbon, TiCN, TiAlN, TiN, BN, etc. Although a method for coating the film has been put to practical use, it is desired that the mold can be formed without forming a release film on the mold.

本発明では、どのような金型に対しても、また離型膜を形成しなくても、モールドプレス成形時に金型とガラスが接する部分が融着しないために、高い面精度の製品を提供できるモールドプレス成形用ガラスとその製造方法を提供することを目的としている。   In the present invention, a product with high surface accuracy is provided because the portion where the mold and glass are in contact with each other at the time of mold press molding is not fused to any mold and without forming a release film. It aims at providing the glass for mold press molding which can be performed, and its manufacturing method.

本発明のモールドプレス成形用ガラスの製造方法は、質量百分率で、SiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%含有するモールドプレス成形用ガラスを製造する方法であって、候補組成を用意する工程と、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100で表される候補組成の塩基性度を求める工程と、金型との融着性を、求めた塩基性度に基づいて評価する工程と、求めた塩基性度が11以下であり、金型と融着しないと判定する工程と、金型との融着がないと判定された組成を採用する工程と、採用された候補組成となるように原料を調合し、溶融、成形する工程とを含むことを特徴とする。 The method of manufacturing a mold for press molding a glass of the present invention, by mass percentage, SiO 2 44.7~60%, Al 2 O 3 0~4%, B 2 O 3 3~40% content for press molding glass A step of preparing a candidate composition, a step of determining the basicity of the candidate composition represented by (total number of moles of oxygen atoms / total number of field strength of cations) × 100, A step of evaluating the fusion property with the mold based on the obtained basicity, a step of determining that the obtained basicity is 11 or less and not fusing with the die, and fusing with the die The method includes a step of adopting a composition determined not to be worn, and a step of blending, melting, and molding raw materials so as to become the adopted candidate composition.

本発明のモールドプレス成形用ガラスは、上記方法により製造されてなることを特徴とする。   The mold press-molding glass of the present invention is manufactured by the above method.

また本発明のモールドプレス成形用ガラスは、質量百分率で、SiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%含有し、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100で表される塩基性度が11以下であることを特徴とする。 The press molding glass of the present invention, by mass percentage, SiO 2 44.7~60%, Al 2 O 3 0~4%, B 2 O 3 containing from 3 to 40%, the number of moles of (oxygen atom The basicity expressed by the sum of (the sum of the field strength of cations) × 100 × 100 is 11 or less.

本発明によれば、金型との融着が起こらないガラスを提供することができる。このため金型に離型膜を形成する必要がなくなり、製造コストを削減することができる。またモールドプレス成形の量産性を向上させることができ、プレス製品を安価に提供することが可能となる。また金型の劣化が起こりにくくなることから、高い面精度が保たれたプレス製品を安定して生産することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass which does not fuse | fuse with a metal mold | die can be provided. For this reason, it is not necessary to form a release film on the mold, and the manufacturing cost can be reduced. Further, the mass productivity of mold press molding can be improved, and a press product can be provided at a low cost. In addition, since it is difficult for the mold to deteriorate, it is possible to stably produce a pressed product that maintains high surface accuracy.

本発明において、塩基性度とは、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100として定義される。式中のField Strength(以下F.S.と表記する)は次式により求められる。   In the present invention, the basicity is defined as (total number of moles of oxygen atoms / total number of positive field strength) × 100. The field strength (hereinafter referred to as FS) in the equation is obtained by the following equation.

F.S.=Z/r2
Zはイオン価数、rはイオン半径を示している。なお本発明におけるZ、rの数値は『化学便覧基礎編 改訂2版(1975年 丸善株式会社発行)』を参照する。
F. S. = Z / r 2
Z represents an ionic valence, and r represents an ionic radius. In addition, the numerical values of Z and r in the present invention refer to “Chemical Handbook Basic Edition 2nd revised edition (published by Maruzen Co., Ltd., 1975)”.

ここでSiO2を例に挙げて、ガラスの塩基性度の求め方を示す。 Here, taking SiO 2 as an example, how to determine the basicity of the glass will be described.

まず、酸素原子のモル数を求める。1molのSiO2中には、2molの酸素原子が含まれる。よって、この酸素の原子数2molに、ガラス組成中のSiO2のモル%を掛けることで、ガラス中のSiO2が持つ酸素原子のモル数が求められる。同様に各成分の酸素原子のモル数を求め、その合計を「酸素原子のモル数の総和」とする。 First, the number of moles of oxygen atoms is obtained. In 1 mol of SiO 2 , 2 mol of oxygen atoms are contained. Therefore, the number of moles of oxygen atoms possessed by SiO 2 in the glass can be obtained by multiplying the number of moles of oxygen by 2 mol by the mole percentage of SiO 2 in the glass composition. Similarly, the number of moles of oxygen atoms of each component is obtained, and the sum is defined as “total number of moles of oxygen atoms”.

次にF.S.を求める。陽イオンSi4+はZ=4、r=0.4であるため、F.S.=25となる。Si4+はSiO2に1mol含まれているのでガラス中のF.S.は、25×1(mol)×(組成中のSiO2のモル%)として求められる。 Next, F. S. Ask for. Since the cation Si 4+ is Z = 4 and r = 0.4, F.I. S. = 25. Since 1 mol of Si 4+ is contained in SiO 2 , F. S. Is calculated as 25 × 1 (mol) × (mol% of SiO 2 in the composition).

これを各成分について求め、その合計を「陽イオンのF.S.の総和」とする。   This is calculated | required about each component and let the sum total be "the sum total of FS of a cation."

そして「酸素原子のモル数の総和」を「陽イオンのF.S.の総和」で割った値に100をかけたものを「ガラスの塩基性度」とする。   Then, the value obtained by multiplying the value obtained by dividing the “total number of moles of oxygen atoms” by the “total number of FS of cation” by 100 is defined as “basicity of glass”.

ガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。   The mechanism by which the basicity of the glass controls the fusion will be described.

ガラスの塩基性度はガラス中の酸素の電子がガラス中の陽イオンにどのくらい引きつけられているかを示す指標になる。塩基性度の高いガラスではガラス中の陽イオンによる酸素の電子の引きつけが弱い。したがって、塩基性度の高いガラスは、電子を求める傾向の強い陽イオン(金型成分)と接した際、塩基性度の低いガラスに比べガラス中に金型からの陽イオンの侵入が起きやすい。金型成分である陽イオンがガラス中へ侵入(拡散)すると、界面付近のガラス相中の金型成分濃度が増加する。これによりガラス相と金型相の組成差が減少するため、両者の間の親和性が増し、ガラスが金型に濡れやすくなる。このような機構により、ガラスと金型が融着すると考えられる。従って塩基性度が低くなるにしたがって、ガラス中に金型成分が侵入しにくくなり、ガラスと金型は融着しなくなる。   The basicity of the glass is an index indicating how much oxygen electrons in the glass are attracted to the cations in the glass. In a glass having a high basicity, the attraction of oxygen electrons by cations in the glass is weak. Therefore, when a glass having a high basicity is in contact with a cation (mold component) that has a strong tendency to demand electrons, a cation from the mold is more likely to enter the glass than a glass having a low basicity. . When the cation which is a mold component penetrates (diffuses) into the glass, the mold component concentration in the glass phase near the interface increases. Thereby, since the difference in composition between the glass phase and the mold phase is reduced, the affinity between the two is increased, and the glass is easily wetted by the mold. It is considered that the glass and the mold are fused by such a mechanism. Therefore, as the basicity is lowered, the mold components are less likely to enter the glass, and the glass and the mold are not fused.

金型にWCが使われる場合、ガラスの塩基性度が11以下、好ましくは9.5以下であれば融着が起こらなくなると考えられる。ガラスの塩基性度が9.5を超えると金型と融着する傾向が現れ、11を超えるとガラスと金型が融着して製品の面精度が損なわれ、量産性が顕著に悪化する。   When WC is used for the mold, it is considered that fusion does not occur if the basicity of the glass is 11 or less, preferably 9.5 or less. If the basicity of the glass exceeds 9.5, a tendency to fuse with the mold appears, and if it exceeds 11, the glass and the mold are fused to deteriorate the surface accuracy of the product, and the mass productivity is remarkably deteriorated. .

以上の知見に基づき、モールドプレス成形用ガラスを評価、設計、製造する方法を説明する。   Based on the above knowledge, a method for evaluating, designing, and manufacturing a glass for mold press molding will be described.

まず、屈折率、分散、ガラス転移点等の所望の要求特性を満足するようなガラスの候補組成を準備する。特にモールドプレス成形を良好に行うために、ガラス転移点が800℃以下となるようにすることが望ましい。つまりモールドプレス成形時に金型が高温に曝されると、表面結晶粒子の成長による粒界の亀裂や、金型成分のガラスへの拡散促進による融着等の問題を引き起こし易くなる。このような問題を避けるためには、プレス温度(金型温度)を800℃以下にすることが効果的であり、プレス成形可能な限界粘度である1013poise近辺でのガラスの温度、つまりガラス転移点が800℃以下となるようにガラスを設計することが望ましい。なお1013poiseに相当する温度が800℃より高いガラスの場合、ガラスを800℃以上の高温に加熱する必要があり、劣化を防止するために温度を800℃程度に維持した金型との間に温度差が生じる。その結果、ガラスが冷却固化する過程でガラスの表面と内部との間に温度差が発生し、ヒケと呼ばれる所定形状に対し大きく収縮した状態となり、面精度を損なう原因となる。 First, a glass candidate composition that satisfies desired characteristics such as refractive index, dispersion, and glass transition point is prepared. In particular, it is desirable that the glass transition point be 800 ° C. or lower in order to perform mold press molding well. That is, if the mold is exposed to a high temperature during mold press molding, problems such as cracks in grain boundaries due to growth of surface crystal grains and fusion due to promotion of diffusion of mold components into glass are likely to occur. In order to avoid such a problem, it is effective to set the press temperature (mold temperature) to 800 ° C. or less, and the glass temperature in the vicinity of 10 13 poise, which is the limit viscosity capable of press molding, that is, glass It is desirable to design the glass so that the transition point is 800 ° C. or lower. In the case of a glass having a temperature corresponding to 10 13 poise higher than 800 ° C., it is necessary to heat the glass to a high temperature of 800 ° C. or higher, and between the mold maintained at a temperature of about 800 ° C. to prevent deterioration. Temperature difference occurs. As a result, in the process of cooling and solidifying the glass, a temperature difference occurs between the surface and the inside of the glass, resulting in a state in which the glass is greatly shrunk with respect to a predetermined shape called sink, which causes a reduction in surface accuracy.

ガラス組成としては、特に限定されるものではないが、PbO等の有害成分を含まないガラス、具体的には質量%でSiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%、P25 0〜40%、R1O 0〜30%(R1はアルカリ土類金属を示す)、ZnO 0〜50%、R2 2O 0〜20%(R2はアルカリ金属を示す)、TiO2 0〜20%、ZrO2 0〜10%、La23 0〜40%の組成範囲内にあるガラスを選択することが好ましい。 As the glass composition is not particularly limited, glass which does not contain harmful components PbO, etc., SiO 2 44.7 to 60% in particular by mass%, Al 2 O 3 0~4% , B 2 O 3 3-40%, P 2 O 5 0-40%, R 1 O 0-30% (R 1 represents an alkaline earth metal), ZnO 0-50%, R 2 2 O 0-20% (R 2 represents an alkali metal), TiO 2 0 to 20%, ZrO 2 0 to 10%, La 2 O 3 It is preferable to select a glass having a composition range of 0 to 40%.

次に候補組成の塩基性度を上記した方法により求める。塩基性度を求めるに当たり、上記計算が可能なようにプログラムされた情報処理装置を用いて行ってもよい。例えば、候補組成を情報処理装置に入力すると、予め記憶された各陽イオンのF.S.から陽イオンのF.S.の総和が計算され、これを用いて塩基性度が算出、出力されるようにすればよい。なおこの種のプログラムは、CD−ROM等の情報記憶媒体に記憶させておくこともできる。   Next, the basicity of the candidate composition is determined by the method described above. The basicity may be obtained by using an information processing apparatus programmed so that the above calculation is possible. For example, when the candidate composition is input to the information processing apparatus, the F.F. S. To cation F.V. S. The basicity can be calculated and output using this sum. Note that this type of program can also be stored in an information storage medium such as a CD-ROM.

次いで金型との融着性を、求めた塩基性度に基づき評価する。評価に当たっては、塩基性度があらかじめ定めた一定値以下であるかどうかを確認し、一定値を超えていれば金型と融着すると判断し、一定値以下であれば金型と融着しないと判断する。金型がWC製である場合、この値を11、好ましくは9.5に設定すればよい。なおこの値は、プレスの条件、金型の材質等により、適宜変更することができる。また塩基性度の計算と同様に、評価についても情報処理装置を用いて処理することができる。例えば、コンピュータプログラム中に予め一定値を設定し、算出された塩基性度が一定値以下になるかどうかを区別できるようにしておき、その結果が出力されるようにしておけばよい。なおこの種のプログラムは、CD−ROM等の情報記憶媒体に記憶させておくこともできる。   Subsequently, the fusion property with a metal mold | die is evaluated based on the calculated | required basicity. In the evaluation, it is confirmed whether the basicity is below a predetermined value, and if it exceeds the predetermined value, it is judged to be fused with the mold, and if it is below the certain value, it is not fused with the mold. Judge. When the mold is made of WC, this value may be set to 11, preferably 9.5. This value can be appropriately changed depending on the press conditions, the mold material, and the like. Similarly to the calculation of the basicity, the evaluation can be processed using the information processing apparatus. For example, a certain value may be set in advance in the computer program so that it can be discriminated whether or not the calculated basicity is equal to or less than a certain value, and the result is output. Note that this type of program can also be stored in an information storage medium such as a CD-ROM.

続いて上記評価結果に基づき組成を決定する。   Subsequently, the composition is determined based on the evaluation result.

求めた塩基性度が一定値(例えば11)以下でなく、金型と融着すると判定された場合、塩基性度が一定値以下となるように組成を変更する。   When it is determined that the obtained basicity is not a certain value (for example, 11) or less but is fused with the mold, the composition is changed so that the basicity is a certain value or less.

求めた塩基性度が一定値以下であり、金型と融着しないと判定された場合、その候補組成をそのまま採用することができる。なお後者の場合、組成を微調整し、塩基性度をより低下させたものを採用してもよいことは言うまでもない。   When it is determined that the obtained basicity is not more than a certain value and is not fused with the mold, the candidate composition can be adopted as it is. In the latter case, it goes without saying that the composition may be finely adjusted and the basicity may be further reduced.

なお候補組成が複数ある場合、塩基性度が一定値以下であり、金型と融着しないと判定されたものを選択し採用すればよい。この場合も、選択した候補組成を微調整し、塩基性度をさらに低下させてもよい。また塩基性度が11以下でない候補組成について、11以下となるように組成を変更した上で採用してもよいことは言うまでもない。   In the case where there are a plurality of candidate compositions, it is only necessary to select and adopt one that has a basicity of not more than a certain value and is determined not to be fused with the mold. In this case as well, the selected candidate composition may be finely adjusted to further reduce the basicity. Moreover, it cannot be overemphasized that it may employ | adopt, after changing a composition so that it may become 11 or less about the candidate composition whose basicity is not 11 or less.

ここで、ガラスの組成を変更して、塩基性度を低下させる方法を述べる。塩基性度の変化は主としてF.S.の影響が大きい。つまりF.S.が大きい成分を増加させると塩基性度が低下する傾向があり、逆にF.S.が小さい成分を増加させると塩基性度が上昇する傾向がある。このためガラスの塩基性度を下げようとする場合、例えば比較的F.S.の大きいSiO2、B23、P25、Al23等の組成比を増加させるか、または比較的F.S.の小さいLi2O、Na2O、SrO、BaO等を減少させればよい。 Here, a method for reducing the basicity by changing the composition of the glass will be described. The change in basicity is mainly due to F.A. S. The influence of is great. F. S. When the component having a large value is increased, the basicity tends to decrease. S. When a component having a small value is increased, the basicity tends to increase. For this reason, when it is going to lower the basicity of glass, for example, comparatively F.I. S. Increase the composition ratio of SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , Al 2 O 3 or the like having a large F. S. Small Li 2 O with, Na 2 O, SrO, it is sufficient to reduce BaO or the like.

続いて、上記の方法により決定された組成となるように、原料を調合する。   Subsequently, the raw materials are prepared so that the composition is determined by the above method.

その後、原料を溶融し、適当な形状に成形することにより、塩基性度が11以下となるように調整されたモールドプレス成形用ガラスを得ることができる。   Then, the glass for mold press molding adjusted so that basicity may be set to 11 or less can be obtained by fuse | melting a raw material and shape | molding in a suitable shape.

このようにして評価、設計、製造されたガラスは、モールドプレス成形したときに、金型成分がガラス内部へ拡散し難い。前述のように、融着を引き起こす要因としてガラスへの金型成分の拡散が関与しており、例えばWCを主成分とする成形型内でモールドプレス成形した場合にWの拡散が10μm以上の深さまで進むとガラスと金型が容易に融着してしまう。ところが塩基性度が11以下になるように調整された本発明のガラスでは、ガラスへのWの拡散がガラス−金型界面から10μm以下となり易く、金型と融着し難いという特徴がある。   In the glass thus evaluated, designed and manufactured, when the mold press molding is performed, the mold components are difficult to diffuse into the glass. As described above, diffusion of mold components into glass is involved as a factor causing fusion. For example, when mold press molding is performed in a mold mainly composed of WC, the diffusion of W is a depth of 10 μm or more. As the process proceeds, the glass and the mold are easily fused. However, in the glass of the present invention adjusted to have a basicity of 11 or less, the diffusion of W into the glass tends to be 10 μm or less from the glass-mold interface, and is difficult to fuse with the mold.

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

表1、2は、モールドプレス成形用ガラスの候補組成(No.1〜9)を示している。   Tables 1 and 2 show candidate compositions (Nos. 1 to 9) of glass for mold press molding.

Figure 2008189546
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次に、各候補組成の塩基性度を求め、表3、4に示した。その結果、No.1〜5は塩基性度が11以下であり、WCでモールドプレス成形を行った場合に融着が起こり難いと判断した。   Next, the basicity of each candidate composition was determined and shown in Tables 3 and 4. As a result, no. Nos. 1 to 5 had a basicity of 11 or less, and it was determined that fusion did not easily occur when mold press molding was performed with WC.

続いてNo.1〜5の組成を有するガラスとなるように、ガラス原料を調合し、白金坩堝を用いて1300〜1500℃で3〜5時間溶融した。さらにガラス融液を成形加工し、ガラス転移点、金型との融着性、及び金型接触後のWの拡散深さを評価した。なお比較のために、塩基性度が11を超えたNo.6〜9についても同様にして試料を作製し、評価した。結果を表3、4に示す。   Subsequently, no. The glass raw material was prepared so that it might become the glass which has a composition of 1-5, and it melted at 1300-1500 degreeC for 3 to 5 hours using the platinum crucible. Further, the glass melt was molded, and the glass transition point, the fusion property with the mold, and the diffusion depth of W after the mold contact were evaluated. For comparison, No. with a basicity exceeding 11 was used. Samples 6-6 were similarly prepared and evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2008189546
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その結果、塩基性度が11以下であるNo.1〜5の試料は金型との融着がないと判断でき、またWの拡散も3.05μm以下であった。特に塩基性度が9.31以下であるNo.1、2及び4の試料は融着のランクがAであり、ガラス内部方向への金型成分の拡散も全くないことが確認された。   As a result, No. having a basicity of 11 or less. Samples 1 to 5 were judged to have no fusion with the mold, and W diffusion was 3.05 μm or less. In particular, No. having a basicity of 9.31 or less. It was confirmed that the samples Nos. 1, 2 and 4 have a fusion rank A, and there is no diffusion of mold components in the glass internal direction.

これに対して塩基性度が11を超えるNo.6〜9は、金型との融着が認められ、またガラス内部方向へのWの拡散が10μm以上の深さに達していた。   On the other hand, no. In Nos. 6 to 9, fusion with the mold was observed, and the diffusion of W in the glass internal direction reached a depth of 10 μm or more.

なお本実施例では、塩基性度が11以下となるものを採用する方法を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、塩基性度が11を超えたものについて、11以下となるように組成を変更した後に採用する方法も実施可能であることは言うまでもない。   In this example, the method using a basicity of 11 or less was described. However, the present invention is not limited to this, and the basicity of 11 or less is 11 or less. It goes without saying that the method employed after changing the composition can also be implemented.

ガラス転移点の測定は、ガラス原料を調合し、白金坩堝を用いて1300〜1500℃で3〜5時間溶融した後、ガラス融液をカーボン台上に流し出してアニールし、φ5×20mmの大きさに加工した後、示差熱膨張計を用いて行った。示差熱膨張計により得られる熱膨張曲線の低温域と異常膨張領域の直線部分を延長し、それが交差する点に対応する温度をガラス転移点として求めた。   The glass transition point is measured by preparing a glass raw material and melting it at 1300 to 1500 ° C. for 3 to 5 hours using a platinum crucible, and then pouring the glass melt onto a carbon table and annealing it to obtain a size of φ5 × 20 mm. After processing, the differential thermal dilatometer was used. The linear portion of the low temperature region and the abnormal expansion region of the thermal expansion curve obtained by the differential thermal dilatometer was extended, and the temperature corresponding to the point where they intersected was determined as the glass transition point.

金型との融着性は次のようにして評価した。まずガラス原料を調合し、白金坩堝を用いて1300〜1500℃で3〜5時間溶融した後、ガラス融液をカーボン台上に流し出してアニールし、直径5mm、高さ5mmの円柱状の試料に加工した。次に、WC金型上に試料を静置し、N2雰囲気中で800℃まで加熱し、15分間保持した。加熱後に試料を除去し、試料が接触していた金型表面の直径5mmの円内を観察し、融着の程度を表7に示すようにA〜Dの4ランクに分けた。この評価においては、ランクA、Bは融着しない、ランクC、Dは融着すると判断することができる。 The fusion property with the mold was evaluated as follows. First, glass raw materials are prepared and melted at 1300 to 1500 ° C. for 3 to 5 hours using a platinum crucible, and then the glass melt is poured onto a carbon table and annealed to obtain a cylindrical sample having a diameter of 5 mm and a height of 5 mm. It was processed into. Next, the sample was allowed to stand on the WC mold, heated to 800 ° C. in an N 2 atmosphere, and held for 15 minutes. After heating, the sample was removed, the inside of the 5 mm diameter circle on the surface of the mold that was in contact with the sample was observed, and the degree of fusion was divided into 4 ranks A to D as shown in Table 7. In this evaluation, it can be determined that ranks A and B are not fused, and ranks C and D are fused.

Figure 2008189546
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金型接触後のWの拡散深さは、加熱後に金型から除去された試料を縦割りして、金型接触面からガラス内部方向への断面を出し、電子プローブマイクロアナリシス(EPMA)による分析を行った。その分析結果より、金型−ガラス界面からガラス内部方向へのWの拡散の深さを求めた。   The diffusion depth of W after contact with the mold is obtained by vertically dividing the sample removed from the mold after heating, taking a cross section from the mold contact surface toward the inside of the glass, and analyzing by electron probe microanalysis (EPMA). Went. From the analysis result, the diffusion depth of W from the mold-glass interface toward the inside of the glass was determined.

Claims (5)

質量百分率で、SiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%含有するモールドプレス成形用ガラスを製造する方法であって、候補組成を用意する工程と、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100で表される候補組成の塩基性度を求める工程と、金型との融着性を、求めた塩基性度に基づいて評価する工程と、求めた塩基性度が11以下であり、金型と融着しないと判定する工程と、金型との融着がないと判定された組成を採用する工程と、採用された候補組成となるように原料を調合し、溶融、成形する工程とを含むことを特徴とするモールドプレス成形用ガラスの製造方法。 A method for producing mold press-forming glass containing 44.7 to 60% of SiO 2 , 0 to 4% of Al 2 O 3 and 3 to 40% of B 2 O 3 by mass percentage, and preparing a candidate composition Steps for obtaining basicity of the candidate composition represented by (sum of moles of oxygen atoms / sum of field strength of cations) × 100 A step of evaluating based on the degree, a step of determining that the determined basicity is 11 or less and not fusing to the mold, and a step of adopting a composition determined to have no fusion with the mold; A method for producing mold press-molding glass, comprising: preparing raw materials so as to have the adopted candidate composition, melting, and molding. 質量百分率で、SiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%、P25 0〜40%、R1O 0〜30%(R1はアルカリ土類金属を示す)、ZnO 0〜50%、R2 2O 0〜20%(R2はアルカリ金属を示す)、TiO2 0〜20%、ZrO2 0〜10%、La23 0〜40%含有するモールドプレス成形用ガラスを製造することを特徴とする請求項1のモールドプレス成形用ガラスの製造方法。 By mass percentage, SiO 2 44.7-60%, Al 2 O 3 0-4%, B 2 O 3 3-40%, P 2 O 5 0-40%, R 1 O 0-30% (R 1 Represents an alkaline earth metal), ZnO 0 to 50%, R 2 2 O 0 to 20% (R 2 represents an alkali metal), TiO 2 0 to 20%, ZrO 2 0 to 10%, La 2 O 3. A method for producing glass for molding press molding according to claim 1, wherein the glass for molding press molding containing 0 to 40% is produced. 請求項1又は2の方法により製造されてなることを特徴とするモールドプレス成形用ガラス。   A mold press-molding glass produced by the method according to claim 1 or 2. 質量百分率で、SiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%含有し、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100で表される塩基性度が11以下であることを特徴とするモールドプレス成形用ガラス。 Containing by mass percentage, SiO 2 44.7-60%, Al 2 O 3 0-4%, B 2 O 3 3-40% (sum of moles of oxygen atoms / sum of field strength of cations) A glass for molding press molding, wherein the basicity represented by x100 is 11 or less. 質量百分率で、SiO2 44.7〜60%、Al23 0〜4%、B23 3〜40%、P25 0〜40%、R1O 0〜30%(R1はアルカリ土類金属を示す)、ZnO 0〜50%、R2 2O 0〜20%(R2はアルカリ金属を示す)、TiO2 0〜20%、ZrO2 0〜10%、La23 0〜40%含有することを特徴とする請求項4のモールドプレス成形用ガラス。 By mass percentage, SiO 2 44.7-60%, Al 2 O 3 0-4%, B 2 O 3 3-40%, P 2 O 5 0-40%, R 1 O 0-30% (R 1 Represents an alkaline earth metal), ZnO 0 to 50%, R 2 2 O 0 to 20% (R 2 represents an alkali metal), TiO 2 0 to 20%, ZrO 2 0 to 10%, La 2 O 3. The glass for mold press molding according to claim 4, wherein the glass is contained in an amount of 0 to 40%.
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