JP6469390B2 - Glass material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡等の医療用治療器具を保護するためのカバー部材等の材料として好適なガラス材、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a glass material suitable as a material for a cover member or the like for protecting a medical treatment instrument such as an endoscope, and a manufacturing method thereof.

医療用の内視鏡は、使用前及び/または使用後にオートクレーブを用いて高温高湿環境下で滅菌処理が行われる。内視鏡の先端部には、CCDカメラや照明等の装置が備えられているが、これらがオートクレーブ内で高温高湿環境下に直接曝されると、劣化や故障の原因となる。そのため、内視鏡の先端部には、各装置を保護するためのカバー部材が備え付けられている。   Medical endoscopes are sterilized in a high temperature and high humidity environment using an autoclave before and / or after use. Devices such as a CCD camera and illumination are provided at the distal end portion of the endoscope. If these are directly exposed to a high temperature and high humidity environment in an autoclave, they may cause deterioration or failure. Therefore, a cover member for protecting each device is provided at the distal end portion of the endoscope.

上記カバー部材には、滅菌処理時に高温高湿環境に耐え得るように高い化学的耐久性が求められる。また、内視鏡は体内に挿入される可動性チューブの先端に取り付けられる。その可動性が原因となって、使用時に誤って打突による破損が発生するおそれがあることから、上記カバー部材には機械的強度も要求される。従来、上記特性を満足するカバー部材の材料としてサファイアが用いられている(例えば特許文献1参照)。   The cover member is required to have high chemical durability so that it can withstand a high temperature and high humidity environment during sterilization. The endoscope is attached to the tip of a movable tube inserted into the body. Due to the mobility, there is a risk that damage due to a collision will occur during use, and the cover member is also required to have mechanical strength. Conventionally, sapphire has been used as a material for a cover member that satisfies the above characteristics (see, for example, Patent Document 1).

特開平10−108823号公報JP-A-10-108823

サファイアは高価な材料であるため、より安価な代替材料が求められている。例えば、化学強化ガラスは比較的安価でかつ高強度な材料であるが、アルカリ成分を多く含有するため、化学的耐久性に劣るという問題がある。   Since sapphire is an expensive material, there is a need for a cheaper alternative material. For example, chemically strengthened glass is a relatively inexpensive and high-strength material, but has a problem of poor chemical durability because it contains a large amount of alkali components.

以上に鑑み、本発明は、高強度かつ化学的耐久性に優れ、しかも比較的安価であるガラス材、及びその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a glass material that has high strength and excellent chemical durability and is relatively inexpensive, and a method for producing the same.

本発明のガラス材は、主成分としてAl及びSiOを含有し、クラックレジスタンスが3N以上であることを特徴とする。なお、本発明において、「主成分としてAl及びSiOを含有」とは、ガラス組成としてAl及びSiOをモル%の合量で50%以上含有することを意味する。 The glass material of the present invention contains Al 2 O 3 and SiO 2 as main components, and has a crack resistance of 3N or more. In the present invention, “containing Al 2 O 3 and SiO 2 as main components” means containing 50% or more of Al 2 O 3 and SiO 2 as a glass composition in a total amount of mol%.

本発明のガラス材は、モル%で、Alを35%以上含有することが好ましい。 The glass material of the present invention preferably contains 35% or more of Al 2 O 3 in mol%.

本発明のガラス材は、モル%で、Al 35〜80%、及びSiO 20〜65%を含有することが好ましい。 Glass material of the present invention, in mol%, Al 2 O 3 35~80% , and preferably contains SiO 2 20 to 65%.

本発明のガラス材は、モル%で、RO(RはLi、Na及びKから選択される少なくとも1種)の含有量が10%以下であることが好ましい。 The glass material of the present invention is preferably mol%, and the content of R 2 O (R is at least one selected from Li, Na and K) is preferably 10% or less.

本発明のガラス材は、粒径が0.1mm以上であることが好ましい。   The glass material of the present invention preferably has a particle size of 0.1 mm or more.

本発明のガラス材は、医療用治療器具のカバー部材として使用されることが好ましい。   The glass material of the present invention is preferably used as a cover member for a medical treatment instrument.

本発明のガラス材は、光学レンズとして使用されることが好ましい。   The glass material of the present invention is preferably used as an optical lens.

本発明のガラス材の製造方法は、上記のガラス材を製造するための方法であって、成形型の成形面の上方にガラス原料を浮遊させて保持した状態で、ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、溶融ガラスを冷却することによりガラス材を得る工程を備えることを特徴とする。   The method for producing a glass material according to the present invention is a method for producing the above glass material, wherein the glass material is heated and melted in a state where the glass material is suspended and held above the molding surface of the mold. After obtaining molten glass, the method includes a step of obtaining a glass material by cooling the molten glass.

本発明によれば、高強度かつ化学的耐久性に優れ、しかも比較的安価であるガラス材を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a glass material that is high in strength, excellent in chemical durability, and relatively inexpensive.

本発明のガラス材を製造するための装置の一実施形態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Embodiment of the apparatus for manufacturing the glass material of this invention. 本発明のガラス材を製造するための装置の別の実施形態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows another embodiment of the apparatus for manufacturing the glass material of this invention. 図2の製造装置における成形面の一部分を示す略図的平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a part of a molding surface in the manufacturing apparatus of FIG. 2. 本発明のガラス材からなる内視鏡用カバー部材の一実施形態を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows one Embodiment of the cover member for endoscopes which consists of a glass material of this invention. 本発明のガラス材からなる内視鏡用カバー部材を内視鏡の先端部に装着して使用する例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the example which mounts and uses the cover member for endoscopes which consists of a glass material of this invention in the front-end | tip part of an endoscope. 実施例において、各荷重におけるクラック発生率を示すグラフである。In an Example, it is a graph which shows the crack generation rate in each load.

本発明のガラス材は、主成分としてAl及びSiOを含有する。以下に、各成分の含有量の好ましい範囲とその理由を説明する。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り、「%」は「モル%」を意味する。 The glass material of the present invention contains Al 2 O 3 and SiO 2 as main components. Below, the preferable range of the content of each component and its reason are demonstrated. In the following description regarding the content of each component, “%” means “mol%” unless otherwise specified.

Alはクラックレジスタンス及び化学的耐久性を向上させる成分である。Alの含有量は35%以上であることが好ましく、35〜80%であることがより好ましく、45〜75%であることがさらに好ましく、55〜70%であることが特に好ましく、60〜70%であることが最も好ましい。Alの含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Alの含有量が多すぎると、ガラス化が困難になる傾向がある。 Al 2 O 3 is a component that improves crack resistance and chemical durability. The content of Al 2 O 3 is preferably 35% or more, more preferably 35 to 80%, still more preferably 45 to 75%, particularly preferably 55 to 70%. Most preferably, it is 60 to 70%. When the content of Al 2 O 3 is too small, the effect is difficult to obtain. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is too large, there is a tendency for vitrification tends to be difficult.

SiOはガラス骨格を形成する成分である。SiOの含有量は20%以上であることが好ましく、20〜65%であることがより好ましく、25〜55%であることがさらに好ましく、30〜45%であることが特に好ましく、30〜40%であることが最も好ましい。SiOの含有量が少なすぎると、ガラス化が困難になる傾向がある。一方、SiOの含有量が多すぎると、クラックレジスタンスが低下する傾向がある。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton. The content of SiO 2 is preferably 20% or more, more preferably 20 to 65%, further preferably 25 to 55%, particularly preferably 30 to 45%, 30 to Most preferably, it is 40%. If the content of SiO 2 is too small, vitrification tends to be difficult. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, cracks Resistance tends to decrease.

本発明のガラス材において、Al+SiOの含有量は50%以上であり、70%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましい。Al+SiOの含有量が少なすぎると、クラックレジスタンスや化学的耐久性が低下しやすくなる。 In the glass material of the present invention, the content of Al 2 O 3 + SiO 2 is 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more, and more preferably 95% or more. preferable. When the content of Al 2 O 3 + SiO 2 is too small, cracks resistance and chemical durability tends to decrease.

本発明のガラス材には、上記成分以外にも以下の成分を含有させることができる。   In addition to the above components, the glass material of the present invention may contain the following components.

例えば、本発明のガラス材には、屈折率を向上させるために、La、Gd、Nb、ZrO、TiO、WO等を合量で0〜40%、好ましくは0.1〜20%、より好ましくは1〜10%の範囲で含有させることができる。 For example, in order to improve the refractive index, the glass material of the present invention contains La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , TiO 2 , WO 3 and the like in a total amount of 0 to 40%. , Preferably 0.1 to 20%, more preferably 1 to 10%.

本発明のガラス材には、清澄剤としてSbを含有させることができる。ただし、着色を避けるため、あるいは環境面を考慮して、Sbの含有量は0.1%以下であることが好ましく、含有させないことがより好ましい。 The glass material of the present invention can contain Sb 2 O 3 as a fining agent. However, in order to avoid coloring or in consideration of environmental aspects, the content of Sb 2 O 3 is preferably 0.1% or less, and more preferably not contained.

なお、RO(RはLi、Na及びKから選択される少なくとも1種)は、溶融温度を低下させる効果があるが、化学的耐久性を低下させるため、その含有量は10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることがさらに好ましく、含有しないことが特に好ましい。 R 2 O (R is at least one selected from Li, Na and K) has an effect of lowering the melting temperature, but its chemical durability is lowered, so its content is 10% or less. Preferably, it is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and particularly preferably not contained.

PbO、CdO及びAsは環境面から含有させないことが好ましい。 PbO, CdO and As 2 O 3 are preferably not contained from the viewpoint of the environment.

本発明のガラス材のクラックレジスタンスは3N以上であり、10N以上であることが好ましく、15N以上であることがより好ましく、20N以上であることがさらに好ましい。クラックレジスタンスが小さすぎると、例えば医療用治療器具のカバー部材等として使用した場合に、使用時の破損は発生しやすくなる。   The crack resistance of the glass material of the present invention is 3N or more, preferably 10N or more, more preferably 15N or more, and further preferably 20N or more. If the crack resistance is too small, for example, when used as a cover member of a medical treatment instrument, damage during use tends to occur.

本発明のガラス材は化学的耐久性に優れる。具体的には、プレッシャークッカーテスト(133℃、100%Rh、250時間)によりガラス材表面に変質は認められないことが好ましい。   The glass material of the present invention is excellent in chemical durability. Specifically, it is preferable that no alteration is observed on the surface of the glass material by a pressure cooker test (133 ° C., 100% Rh, 250 hours).

主成分としてAl及びSiOを含有するガラス材において、特にAlを多量に含有する場合は、結晶化傾向が強く、ガラス化が困難になる傾向にある。これは、一般に、ガラス材は原料を坩堝等の溶融容器内で溶融し、冷却することで作製されるため、溶融ガラスと溶融容器との接触界面を起点として結晶の析出が進行しやすくなるからである。 In a glass material containing Al 2 O 3 and SiO 2 as main components, particularly when a large amount of Al 2 O 3 is contained, the tendency to crystallize is strong and vitrification tends to be difficult. This is because the glass material is generally produced by melting the raw material in a melting container such as a crucible and cooling, so that the precipitation of crystals tends to proceed from the contact interface between the molten glass and the melting container. It is.

本発明のガラス材は、上記のようなガラス化しにくい組成を含むが、このような場合であっても、溶融容器との界面での接触をなくすことによりガラス化が可能となる。このような方法として、原料を浮遊させた状態で溶融、冷却する無容器浮遊法が知られている。当該方法を用いると、溶融ガラスが溶融容器にほとんど接触することがないため、溶融容器との界面を起点とする結晶の析出を防止することができ、ガラス化が可能となる。これにより、粒径が大きいガラス材が容易に得られやすくなる。具体的には、粒径が0.1mm以上、好ましくは0.6mm以上、より好ましくは1mm以上、さらに好ましくは2mm以上のガラス材を作製することが可能となる。なお、ガラス材の粒径は、形状が球状以外の場合(楕球状等)は長径を指す。   The glass material of the present invention includes a composition that is difficult to vitrify as described above, but even in such a case, vitrification is possible by eliminating contact at the interface with the melting vessel. As such a method, a containerless floating method in which a raw material is melted and cooled in a suspended state is known. When this method is used, since the molten glass hardly comes into contact with the melting vessel, it is possible to prevent the precipitation of crystals starting from the interface with the melting vessel, and vitrification becomes possible. Thereby, it becomes easy to obtain a glass material with a large particle size easily. Specifically, a glass material having a particle size of 0.1 mm or more, preferably 0.6 mm or more, more preferably 1 mm or more, and further preferably 2 mm or more can be produced. In addition, the particle size of a glass material points out a long diameter, when shapes are other than spherical shape (ellipsoid etc.).

図1は、無容器浮遊法によりガラス材を作製するための製造装置の模式的断面図である。以下、図1に基づき、ガラス材の製造装置について説明する。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing apparatus for producing a glass material by a containerless floating method. Hereinafter, based on FIG. 1, the manufacturing apparatus of a glass material is demonstrated.

ガラス材の製造装置1は、成形型10を有する。成形型10は溶融容器としての役割も果たす。成形型10は、成形面10aと、成形面10aに開口しているガス噴出孔10bとを有する。ガス噴出孔10bは、ガスボンベなどのガス供給機構11に接続されている。このガス供給機構11からガス噴出孔10bを経由して、成形面10aにガスが供給される。ガスの種類は特に限定されず、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスであってもよい。   The glass material manufacturing apparatus 1 includes a mold 10. The mold 10 also serves as a melting container. The molding die 10 has a molding surface 10a and a gas ejection hole 10b that is open to the molding surface 10a. The gas ejection hole 10b is connected to a gas supply mechanism 11 such as a gas cylinder. Gas is supplied from the gas supply mechanism 11 to the molding surface 10a via the gas ejection hole 10b. The type of gas is not particularly limited, and may be air or oxygen, or an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas.

製造装置1を用いてガラス材を製造するに際しては、まず、ガラス原料塊12を成形面10a上に配置する。ガラス原料塊12としては、例えば、原料粉末をプレス成形等により一体化したものや、原料粉末をプレス成形等により一体化した後に焼結させた焼結体や、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体等が挙げられる。   When manufacturing a glass material using the manufacturing apparatus 1, first, the glass raw material lump 12 is arrange | positioned on the molding surface 10a. As the glass raw material block 12, for example, a raw material powder integrated by press molding or the like, a sintered body obtained by integrating the raw material powder by press molding or the like, and a composition equivalent to the target glass composition are used. For example, an aggregate of crystals.

原料粉末の焼結時に構成成分の反応物からなる結晶を析出させることが好ましい。このようにすることで、ガラス原料塊12の溶融工程において、構成成分の蒸発を抑制することが可能となる。例えば、原料粉末の焼結によりSiOとAlを反応させ、ムライトを析出させることにより、ガラス原料塊12の溶融工程において、特にSiOの蒸発を抑制することが可能となる。なお、原料粉末を溶融容器内で一旦溶融後、冷却することにより、構成成分の反応物からなる結晶を析出させてもよい。 It is preferable to precipitate crystals composed of reaction products of constituent components during sintering of the raw material powder. By doing in this way, it becomes possible to suppress evaporation of a component in the melting process of the glass raw material lump 12. For example, by causing SiO 2 and Al 2 O 3 to react by sintering raw material powder and precipitating mullite, it is possible to particularly suppress the evaporation of SiO 2 in the melting step of the glass raw material block 12. In addition, the raw material powder may be once melted in a melting container and then cooled to precipitate crystals composed of reaction products of the constituent components.

次に、ガス噴出孔10bからガスを噴出させることにより、ガラス原料塊12を成形面10a上で浮遊させる。すなわち、ガラス原料塊12を、成形面10aに接触していない状態で保持する。その状態で、レーザー光照射装置13からレーザー光をガラス原料塊12に照射する。これによりガラス原料塊12を加熱溶融してガラス化させ、溶融ガラスを得る。その後、溶融ガラスを冷却することにより、ガラス材を得ることができる。ガラス原料塊12を加熱溶融する工程と、溶融ガラス、さらにはガラス材の温度が少なくとも軟化点以下、好ましくはガラス転移点以下となるまで冷却する工程とにおいては、少なくともガスの噴出を継続し、ガラス原料塊12、溶融ガラス、さらにはガラス材と成形面10aとの接触を抑制することが好ましい。なお、加熱溶融する方法としては、レーザー光を照射する方法以外にも、輻射加熱であってもよい。   Next, the glass raw material block 12 is floated on the molding surface 10a by ejecting gas from the gas ejection holes 10b. That is, the glass raw material block 12 is held in a state where it is not in contact with the molding surface 10a. In this state, the glass material block 12 is irradiated with laser light from the laser light irradiation device 13. Thereby, the glass raw material lump 12 is heated and melted to be vitrified to obtain molten glass. Thereafter, the glass material can be obtained by cooling the molten glass. In the step of heating and melting the glass raw material mass 12 and the step of cooling until the temperature of the molten glass and further the glass material is at least the softening point or less, preferably the glass transition point or less, at least the gas ejection is continued, It is preferable to suppress contact between the glass raw material lump 12, molten glass, and further the glass material and the molding surface 10a. In addition to the method of irradiating with laser light, the method of heating and melting may be radiant heating.

図2は、無容器浮遊法によりガラス材を作製するための製造装置の別の実施形態を示す模式的断面図である。図2に示すガラス材の製造装置1aでは、成形面10aに複数のガス噴出孔10bが開口している点で、図1に示すガラス材の製造装置1と異なっている。具体的には、図3に示すように、複数のガス噴出孔10bが、成形面10aの中心から放射状に配列されている。本実施形態のように、成形面10aにおいて複数のガス噴出孔10bを設けることにより、ガラス原料塊12の浮遊状態がより一層安定し、溶融中に成形面10aに接触しにくくなる。よって、溶融中または成形中におけるガラス材の結晶化がさらに抑制され、より粒径の大きいガラス材を得ることが可能となる。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a manufacturing apparatus for producing a glass material by a containerless floating method. The glass material manufacturing apparatus 1a shown in FIG. 2 differs from the glass material manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 in that a plurality of gas ejection holes 10b are opened on the molding surface 10a. Specifically, as shown in FIG. 3, the plurality of gas ejection holes 10b are arranged radially from the center of the molding surface 10a. By providing a plurality of gas ejection holes 10b on the molding surface 10a as in the present embodiment, the floating state of the glass raw material block 12 is further stabilized and it becomes difficult to contact the molding surface 10a during melting. Therefore, crystallization of the glass material during melting or molding is further suppressed, and a glass material having a larger particle size can be obtained.

上記の方法により作製されたガラス材に対して、必要に応じて切削または研磨等を施すことにより、所望の形状(例えば、板状やレンズ状)に加工することが好ましい。   The glass material produced by the above method is preferably processed into a desired shape (for example, a plate shape or a lens shape) by cutting or polishing as necessary.

本発明のガラス材は機械的強度及び化学的耐久性に優れるため、例えば内視鏡等の医療用治療器具のカバー部材に好適である。図4は、本発明のガラス材からなる内視鏡用カバー部材の一実施形態を示す模式的斜視図である。カバー部材21は円盤状の板状体からなる。なお、カバー部材21の形状は特に限定されず、矩形状等の板状体であってもよい。あるいは、カバー部材21はレンズ状であってもよく、その場合は内視鏡の先端部を保護するカバー部材としての機能と、光学レンズとしての機能の両方を兼ね備える。   Since the glass material of the present invention is excellent in mechanical strength and chemical durability, it is suitable for a cover member of a medical treatment instrument such as an endoscope. FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of an endoscope cover member made of the glass material of the present invention. The cover member 21 is made of a disk-shaped plate. The shape of the cover member 21 is not particularly limited, and may be a plate-like body such as a rectangular shape. Alternatively, the cover member 21 may have a lens shape, and in that case, the cover member 21 has both a function as a cover member that protects the distal end portion of the endoscope and a function as an optical lens.

図5は、カバー部材21を内視鏡22の先端部22aに装着した例を示す模式的断面図である。図5に示すように、カバー部材21は内視鏡22の先端部22aを保護するように装着されている。カバー部材21の装着方法は特に限定されず、例えばガラスフリットやはんだ等により内視鏡22の先端部22aに接着する方法が挙げられる。なお、内視鏡22の先端部22aには、処置具が挿入される開口部や、気体や液体を流すための開口部が形成されることがある。その場合、当該開口部の位置に対応するように、カバー部材21にも開口部が設けられる。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the cover member 21 is attached to the distal end portion 22 a of the endoscope 22. As shown in FIG. 5, the cover member 21 is mounted so as to protect the distal end portion 22 a of the endoscope 22. The method of attaching the cover member 21 is not particularly limited, and examples thereof include a method of adhering to the distal end portion 22a of the endoscope 22 with glass frit, solder, or the like. The distal end portion 22a of the endoscope 22 may be formed with an opening for inserting the treatment instrument and an opening for flowing gas or liquid. In that case, the cover member 21 is also provided with an opening so as to correspond to the position of the opening.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
モル%で、Al 60%、SiO 40%のガラス組成となるように原料粉末を秤量、混合して原料バッチを調製した。原料バッチを1050℃の温度で熱処理して焼結させることにより、ガラス原料塊を得た。
Example 1
Raw material powders were weighed and mixed so as to have a glass composition of 60% Al 2 O 3 and 40% SiO 2 in mol% to prepare a raw material batch. The raw material batch was heat-treated at a temperature of 1050 ° C. and sintered to obtain a glass raw material lump.

次に、図1に準ずる製造装置を用い、ガラス原料塊を成形面の上方に浮上させた状態で、出力100Wの二酸化炭素レーザーを照射し、ガラス原料塊を1800〜2000℃まで加熱し溶解させた。その後、レーザー照射を停止し、溶融ガラスを冷却させた。その結果、粒径が2.0mmの略球状のガラス材が得られた。得られたガラス材のクラックレジスタンスを測定したところ48.6Nであった。   Next, using a manufacturing apparatus according to FIG. 1, with the glass raw material lump floated above the molding surface, a carbon dioxide laser with an output of 100 W is irradiated, and the glass raw material lump is heated to 1800 to 2000 ° C. to be melted. It was. Then, laser irradiation was stopped and the molten glass was cooled. As a result, a substantially spherical glass material having a particle size of 2.0 mm was obtained. It was 48.6N when the crack resistance of the obtained glass material was measured.

クラックレジスタンスは以下のようにして測定した。湿度60%、温度25℃に保持された恒温恒湿槽内において、所望の荷重に設定したビッカース圧子を、光学研磨されたガラス材表面に15秒間打ち込み、圧痕の4隅から発生するクラックの数(1つの圧痕につき最大4)をカウントする。このようにして各荷重において圧子の打ち込み試験を30回行い、下記の計算式によりクラック発生率を算出した。クラック発生率が50%となる荷重をクラックレジスタンスとした。図6は各荷重におけるクラック発生率を示すグラフである。   Crack resistance was measured as follows. Number of cracks generated from the four corners of the indentation when a Vickers indenter set to a desired load is driven into the optically polished glass material surface for 15 seconds in a constant temperature and humidity chamber maintained at a humidity of 60% and a temperature of 25 ° C. Count (up to 4 per indentation). In this manner, the indenter driving test was performed 30 times at each load, and the crack occurrence rate was calculated by the following formula. The load at which the crack occurrence rate was 50% was defined as crack resistance. FIG. 6 is a graph showing the crack occurrence rate at each load.

クラック発生率=(総クラック発生数/4×30)×100(%)   Crack generation rate = (total number of cracks generated / 4 × 30) × 100 (%)

また、得られたガラス材に対し、プレッシャークッカーテスト(133℃、100%Rh、250時間)を行った。試験後、ガラス材表面を観察したところ変質は認められなかった。   Further, a pressure cooker test (133 ° C., 100% Rh, 250 hours) was performed on the obtained glass material. When the surface of the glass material was observed after the test, no alteration was observed.

(実施例2)
図2に準ずる製造装置(ガス噴出孔の直径0.3mm)を用いた以外は、実施例1と同様の方法にてガラス材を作製した。その結果、粒径が4.5mmの略球状のガラス材が得られた。得られたガラス材のクラックレジスタンスを測定したところ48.8Nであった。
(Example 2)
A glass material was produced in the same manner as in Example 1 except that a manufacturing apparatus (gas ejection hole diameter: 0.3 mm) according to FIG. 2 was used. As a result, a substantially spherical glass material having a particle diameter of 4.5 mm was obtained. It was 48.8N when the crack resistance of the obtained glass material was measured.

また、得られたガラス材に対し、プレッシャークッカーテストを行ったところ、ガラス材表面に変質は認められなかった。   Moreover, when the pressure cooker test was done with respect to the obtained glass material, the quality change was not recognized by the glass material surface.

(実施例3)
モル%で、Al 55%、SiO 45%のガラス組成となるように原料バッチを調製した以外は、実施例1と同様の方法にてガラス材を作製した。その結果、粒径が1.9mmの略球状のガラス材が得られた。得られたガラス材のクラックレジスタンスを測定したところ19.7Nであった。
(Example 3)
A glass material was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material batch was prepared so as to have a glass composition of 55% Al 2 O 3 and 45% SiO 2 in mol%. As a result, a substantially spherical glass material having a particle size of 1.9 mm was obtained. It was 19.7N when the crack resistance of the obtained glass material was measured.

また、得られたガラス材に対し、プレッシャークッカーテストを行ったところ、ガラス材表面に変質は認められなかった。   Moreover, when the pressure cooker test was done with respect to the obtained glass material, the quality change was not recognized by the glass material surface.

(実施例4)
モル%で、Al 50%、SiO 50%のガラス組成となるように原料バッチを調製した以外は、実施例1と同様の方法にてガラス材を作製した。その結果、粒径が2.1mmの略球状のガラス材が得られた。得られたガラス材のクラックレジスタンスを測定したところ14.0Nであった。
Example 4
A glass material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the raw material batch was prepared so as to have a glass composition of 50% Al 2 O 3 and 50% SiO 2 in mol%. As a result, a substantially spherical glass material having a particle diameter of 2.1 mm was obtained. It was 14.0 N when the crack resistance of the obtained glass material was measured.

また、得られたガラス材に対し、プレッシャークッカーテストを行ったところ、ガラス材表面に変質は認められなかった。   Moreover, when the pressure cooker test was done with respect to the obtained glass material, the quality change was not recognized by the glass material surface.

(実施例5)
モル%で、Al 45%、SiO 55%のガラス組成となるように原料バッチを調製した以外は、実施例1と同様の方法にてガラス材を作製した。その結果、粒径が2.2mmの略球状のガラス材が得られた。得られたガラス材のクラックレジスタンスを測定したところ9.9Nであった。
(Example 5)
A glass material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the raw material batch was prepared so as to have a glass composition of 45% Al 2 O 3 and 55% SiO 2 in mol%. As a result, a substantially spherical glass material having a particle size of 2.2 mm was obtained. It was 9.9 N when the crack resistance of the obtained glass material was measured.

また、得られたガラス材に対し、プレッシャークッカーテストを行ったところ、ガラス材表面に変質は認められなかった。   Moreover, when the pressure cooker test was done with respect to the obtained glass material, the quality change was not recognized by the glass material surface.

(比較例)
モル%で、Al 25%、SiO 75%のガラス組成となるように原料バッチを調製した以外は、実施例1と同様の方法にてガラス材を作製した。その結果、粒径が2.2mmの略球状のガラス材が得られた。得られたガラス材のクラックレジスタンスを測定したところ2.5Nであった。
(Comparative example)
A glass material was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material batch was prepared so as to have a glass composition of 25% Al 2 O 3 and 75% SiO 2 in mol%. As a result, a substantially spherical glass material having a particle size of 2.2 mm was obtained. It was 2.5N when the crack resistance of the obtained glass material was measured.

本発明のガラス材は、内視鏡等の医療用治療器具のカバー部材に好適である。また、本発明のガラス材は、光学レンズ等の光学素子として使用することも可能である。   The glass material of the present invention is suitable for a cover member of a medical treatment instrument such as an endoscope. Moreover, the glass material of the present invention can also be used as an optical element such as an optical lens.

1、1a:ガラス材の製造装置
10:成形型
10a:成形面
10b:ガス噴出孔
11:ガス供給機構
12:ガラス原料塊
13:レーザー光照射装置
21:カバー部材
22:内視鏡
22a:先端部
1, 1a: Glass material manufacturing apparatus 10: Mold 10a: Molding surface 10b: Gas ejection hole 11: Gas supply mechanism 12: Glass raw material block 13: Laser beam irradiation device 21: Cover member 22: Endoscope 22a: Tip Part

Claims (5)

モル%で、Al 45〜80%、SiO 20〜55%及びR O(RはLi、Na及びKから選択される少なくとも1種) 10%以下を含有し、クラックレジスタンスが3N以上であるガラス材を製造するための方法であって、
SiO とAl を含有する原料粉末を焼結することにより、SiO とAl を反応させ、ムライトが析出した原料塊を得る工程と、
成形型の成形面の上方に前記原料塊を浮遊させて保持した状態で、前記原料塊を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却することによりガラス材を得る工程と、
を備えることを特徴とする、ガラス材の製造方法。
In mol%, Al 2 O 3 45-80 %, SiO 2 20-55% and R 2 O (R is at least one selected from Li, Na and K) 10% or less, and crack resistance is 3N A method for producing a glass material that is the above ,
By sintering a raw material powder containing SiO 2 and Al 2 O 3, by reacting SiO 2 and Al 2 O 3, and obtaining the material mass mullite precipitated,
A process of obtaining a glass material by cooling the molten glass after obtaining the molten glass by heating and melting the raw material lump in a state where the raw material lump is suspended and held above the molding surface of the mold , and
A method for producing a glass material, comprising:
前記ガラス材が、モル%で、Al+SiOの含有量が70%以上であることを特徴とする請求項1に記載のガラス材の製造方法 The glass material is, in mole%, the production method of the glass material according to claim 1 in which the content of Al 2 O 3 + SiO 2 is equal to or less than 70%. 前記ガラス材が、粒径が0.1mm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス材の製造方法 The method for producing a glass material according to claim 1 or 2, wherein the glass material has a particle size of 0.1 mm or more. 前記ガラス材が、医療用治療器具のカバー部材として使用されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法 The said glass material is used as a cover member of a medical treatment instrument, The manufacturing method of the glass material as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記ガラス材が、光学レンズとして使用されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法
The said glass material is used as an optical lens , The manufacturing method of the glass material as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6830612B2 (en) * 2016-07-12 2021-02-17 日本電気硝子株式会社 Glass material and its manufacturing method
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Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04119941A (en) * 1990-09-06 1992-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Production of crystallized glass
JP2002029776A (en) * 2000-07-14 2002-01-29 Nippon Electric Glass Co Ltd Nonalkali glass excellent in crack resistance
US6544913B2 (en) * 2001-01-19 2003-04-08 Agency For Defense Development Alumina-silica ceramic
JP4168320B2 (en) * 2002-08-22 2008-10-22 日本電気硝子株式会社 Manufacturing method of glass substrate
JP2008013434A (en) * 2007-09-03 2008-01-24 Nippon Electric Glass Co Ltd Nonalkali glass excellent in crack resistance
JP4862859B2 (en) * 2008-05-12 2012-01-25 日本電気硝子株式会社 Glass substrate
JPWO2010137276A1 (en) * 2009-05-25 2012-11-12 日本板硝子株式会社 Glass
JP5606100B2 (en) * 2010-02-26 2014-10-15 キヤノン株式会社 Glass composition and optical device using the same
JP5790303B2 (en) * 2011-08-21 2015-10-07 日本電気硝子株式会社 Method for producing tempered glass sheet
JP2013110396A (en) * 2011-10-27 2013-06-06 Nippon Electric Glass Co Ltd Optical element for light-focusing type photovoltaic power generator and manufacturing method therefor, and photovoltaic power generator
JP6168288B2 (en) * 2012-06-13 2017-07-26 日本電気硝子株式会社 Tempered glass and tempered glass plate
JP6075600B2 (en) * 2012-07-11 2017-02-08 日本電気硝子株式会社 Glass for pharmaceutical containers and glass tube using the same
JP2014037343A (en) * 2012-07-18 2014-02-27 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass for medicine container and glass tube using the same
US10501364B2 (en) * 2012-11-21 2019-12-10 Corning Incorporated Ion exchangeable glasses having high hardness and high modulus
JP6385662B2 (en) * 2012-12-28 2018-09-05 日本電気硝子株式会社 Manufacturing method of glass material

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