JPH07109131A - Production of glass product - Google Patents

Production of glass product

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JPH07109131A
JPH07109131A JP27743293A JP27743293A JPH07109131A JP H07109131 A JPH07109131 A JP H07109131A JP 27743293 A JP27743293 A JP 27743293A JP 27743293 A JP27743293 A JP 27743293A JP H07109131 A JPH07109131 A JP H07109131A
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glass
molding
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molded
product
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Motonobu Osakabe
基延 越阪部
Hiroaki Tanji
宏彰 丹治
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing

Abstract

PURPOSE:To provide production of a glass product capable of prolonging a life of mold and finely molding by using a conventional mold in production of a glass product by press molding glass. CONSTITUTION:A glass product is produced by press molding the glass softened by heating. This production method is characterized by using the glass obtained by replacing part or the whole of hydrogen atom of silanol(SiOH) group existing on the surface of glass with an inactive group. For example, the glass to be molded is reacted with a trialkylchlorosilane or a silane coupling agent to inactivate the surface of the glass.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学測定機、映像機
器、音響機器、事務機器などの光学機器に用いられるガ
ラスレンズ、あるいはディスクリート・トラック方式の
磁気記録体のガラス基板などの精密加工を要するガラス
製品のプレス成形により製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to precision processing of glass lenses used in optical instruments such as optical measuring instruments, video equipment, audio equipment, office equipment, or glass substrates of discrete track type magnetic recording media. The present invention relates to a method for producing glass products by press molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】非球面レンズは単一で収差をなくせるこ
とから、コンパクトかつ高性能のレンズ系を構成できる
という特徴を持ち、光学機器の小型化、高性能化にとっ
て、不可欠の部品となっている。非球面レンズの製作法
は、以前は研削研磨法に限られていた。しかし、研削研
磨法では加工性、量産性に限界があり、コスト高になる
ため、限られた範囲でしか実用に供されていなかった。
その後、プレス形成法が開発されて、非球面レンズを安
価かつ大量に製造することが可能になり、その応用範囲
が急速に拡大している。
2. Description of the Related Art An aspherical lens has a characteristic that it can form a compact and high-performance lens system because it can eliminate aberrations singly, and is an indispensable component for downsizing and high performance of optical equipment. ing. Previously, methods of making aspherical lenses were limited to grinding and polishing. However, the grinding / polishing method has limitations in workability and mass productivity and increases in cost, so that it has only been put to practical use in a limited range.
After that, a press forming method was developed, which makes it possible to manufacture aspherical lenses inexpensively and in large quantities, and its application range is rapidly expanding.

【0003】コンピュータの外部記憶装置であるハード
ディスク装置では、パーソナルコンピューターを始めと
して、取り扱うデータ容量が急速に増大しており、記憶
密度のいっそうの向上が強く望まれている。しかしこれ
までの磁気記録再生方式では、その記録密度がほぼ限界
近くにまで達しているため、種々の新しい磁気記録方式
が検討、提案されている。その中で最近注目されている
方式として、ディスクリート・トラック方式がある。こ
れはたとえば日経エレクトロニクス誌、第586号(1
993.7.19発行)、169〜182頁の「ハード
・ディスク装置の容量を光ディスク並に上げる技術を開
発」と題する論文において詳しく説明されている。簡単
には、従来型の平面基板ではヘッド・キャップの側面か
ら生じる洩れ磁界によりトラック−トラック間の領域に
余計な記録がされるためトラックピッチに限界があっ
た。それをディスクリート・トラック方式では、ハード
ディスクの記録トラックの間に溝を設けることによって
洩れ磁界の影響を防ぎ、トラックピッチを高めて記録密
度を増大させている。この方式では、1〜数μm前後の
繰り返しで規則正しく溝が彫り込まれた磁気記録媒体を
用いるので、溝付きの磁気記録媒体の基板が必要であ
る。このような溝付き基板の作製方法としては種々考え
られる。例えば、所定の形状に精密加工され耐久性に優
れた成形型(雄型)によりガラス平板をプレスすること
が実現できれば、工業生産性に優れた溝付き磁気記録媒
体基板の製造方法となることが期待される。
In a hard disk device, which is an external storage device of a computer, the data capacity handled by a personal computer and the like is rapidly increasing, and further improvement in storage density is strongly desired. However, since the recording density of the conventional magnetic recording / reproducing system has reached almost the limit, various new magnetic recording systems have been studied and proposed. Among them, a discreet track system has recently been drawing attention. This is, for example, Nikkei Electronics magazine, No. 586 (1
(Published 993.7.19), pp. 169-182, which is described in detail in a paper entitled "Development of Technology for Increasing Capacity of Hard Disk Drive to that of Optical Disk". Briefly, in the conventional flat substrate, the track pitch is limited because extra recording is made in the area between the tracks due to the stray magnetic field generated from the side surface of the head cap. In the discrete track system, a groove is provided between the recording tracks of the hard disk to prevent the influence of the leakage magnetic field, and the track pitch is increased to increase the recording density. In this method, since a magnetic recording medium in which grooves are regularly engraved by repeating about 1 to several μm is used, a substrate for the magnetic recording medium with grooves is required. There are various possible methods for producing such a grooved substrate. For example, if it is possible to press a glass flat plate with a molding die (male mold) that is precisely processed into a predetermined shape and has excellent durability, it may be a method for manufacturing a grooved magnetic recording medium substrate having excellent industrial productivity. Be expected.

【0004】このようにプレス成形法は、ガラス製品の
成形加工にとって今後も重要な技術として引続き利用さ
れて行くものと思われる。現在プレス成形法が工業的規
模で利用されているのはガラスレンズである。プレス成
形法によるガラスレンズの成形加工は、予め所定の形
状、すなわち製品であるレンズの形状の雌型に精密加工
された成形モールドにより、適当な粘度を示す温度に加
熱されたガラスプリフォームを加圧成形し、成形モール
ドの成形面を転写させることにより行われる。ガラスレ
ンズには成形面の状態が転写されるので、成形モールド
の材質はガラスの成形温度で熱的に安定で、しかもその
温度でも十分な剛性を有して成形圧によっても変形しな
いものでなければならない。また、成形面は、光学的な
面精度にまで加工できるものでなければならない。さら
に、成形面は、繰り返しの加圧成形によってもそれの表
面状態が変化しないものでなければならない。このよう
な要求を満足するには、耐熱性に優れ、緻密な構造を有
し、そして成形雰囲気ガスやガラスとの反応性が低い材
料により成形型を構成する必要がある。そのような材料
として、高融点金属とその合金や高温耐熱性各種セラミ
ックスからなる硬質体あるいは基材上に形成した硬質膜
が、種々提案されてきた。たとえば特開平3−1233
1号公報では酸化クロムと酸化ジルコニウムを主成分と
するセラミック焼結体からなる成形型が開示されてい
る。また、特開平2−199036号公報では、SiC
基材の表面にイオンプレーティング法でi−カーボン膜
を形成した成形型が開示されている。
As described above, the press molding method is expected to continue to be used as an important technique for molding glass products. Glass lenses are currently used on the industrial scale by the press molding method. Molding of glass lenses by the press molding method is performed by adding a glass preform heated to a temperature showing an appropriate viscosity with a molding mold that has been precisely processed in advance into a female mold of a predetermined shape, that is, the lens shape of the product. It is performed by pressure molding and transferring the molding surface of the molding mold. Since the state of the molding surface is transferred to the glass lens, the material of the molding mold must be thermally stable at the glass molding temperature, yet have sufficient rigidity at that temperature so that it will not be deformed by the molding pressure. I have to. Also, the molding surface must be capable of being processed to optical surface accuracy. In addition, the molding surface must be such that its surface condition does not change with repeated pressure molding. In order to satisfy such requirements, it is necessary to form the mold with a material having excellent heat resistance, a dense structure, and low reactivity with the molding atmosphere gas and glass. As such a material, various hard films made of refractory metals and their alloys and various high temperature heat resistant ceramics or hard films formed on a substrate have been proposed. For example, JP-A-3-1233
Japanese Patent Publication No. 1 discloses a mold made of a ceramic sintered body containing chromium oxide and zirconium oxide as main components. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-199036, SiC
A molding die in which an i-carbon film is formed on the surface of a base material by an ion plating method is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記の成形型は、ガラ
スレンズ成形において成形温度が600℃未満の条件で
は優れた耐久性を示し、数千回以上の繰り返し成形後
も、その表面状態がほとんど変化しないという実績を示
している。しかし成形温度が600℃を越えるようなバ
リウム含有の高屈折率、低分散の光学ガラスの成形にお
いては、これら既存の成形型材料では型表面の劣化が急
速に進み、型の表面荒れやガラスと型の付着、などの問
題が発生するという問題がある。
The above-mentioned molding die exhibits excellent durability when the molding temperature is less than 600 ° C. in the glass lens molding, and the surface condition is almost constant even after the molding is repeated several thousand times or more. It has a track record of not changing. However, when molding barium-containing high-refractive-index, low-dispersion optical glass whose molding temperature exceeds 600 ° C., the mold surface of these existing mold materials rapidly deteriorates, causing surface roughness of the mold and glass. There is a problem that problems such as mold attachment occur.

【0006】また、これら既存の型材料は、ディスクリ
ート・トラック方式の磁気記録媒体の基板の製造用とし
ては、加工精度と寿命の面で十分とは言えないものであ
った。この方式に用いる溝付き基板には、幅1〜数μ
m、深さ0.1μmオーダーの加工を施すことが必要で
ある。従って、その反転イメージを有するべき成形型に
も、同等の加工精度が要求される。しかしこれまで用い
られてきた各種セラミックス製の成形型はいずれも焼結
体で、1〜10μm程度の大きさの脆性の強い粒子から
なる多結晶体である。そのため、その表面にミクロン〜
サブミクロンオーダーの加工をすると、どうしても部分
的な粒子の脱落が起きたり、個々の粒子の結晶方位のば
らつきを反映し加工面の細かい凸凹やうねり等が発生し
てしまう。その結果、上記焼結体を磁気記録媒体の基板
とするとノイズや記録密度の低下の原因を作ってしま
う。磁気記録媒体では少なくとも2.5〜1.8インチ
程度の直径を有する基板全体にわたって欠陥の無いこと
が要求される。しかし、従来型のセラミックス成形型で
は、到底この要求に答えることはできなかった。また前
記特開平2−199036号公報のように、多結晶体を
基板として各種コーティングを施した成形型でも、成形
型基板の多結晶体を溝付き型に加工する際に同じ問題が
発生する。さらにまた各種金属系の成形型では、繰り返
しのプレス成形によって、型の溝部の変形や磨耗が著し
く、このような特性も工業的生産には不向きである。
Further, these existing mold materials have not been sufficient in terms of processing accuracy and service life for manufacturing a substrate of a discrete track type magnetic recording medium. The grooved substrate used in this method has a width of 1 to several μ.
It is necessary to perform processing on the order of m and a depth of 0.1 μm. Therefore, a molding die that should have the reverse image is also required to have the same processing accuracy. However, the molding dies made of various ceramics that have been used so far are all sintered bodies, which are polycrystalline bodies made of particles having a brittleness and a size of about 1 to 10 μm. Therefore, the surface of the micron
If processing is performed on the order of submicrons, partial particles will inevitably fall off, or fine irregularities or undulations on the processed surface will occur due to variations in the crystal orientation of individual particles. As a result, when the above-mentioned sintered body is used as a substrate of a magnetic recording medium, it causes noise and a decrease in recording density. Magnetic recording media are required to be defect-free over the entire substrate having a diameter of at least 2.5 to 1.8 inches. However, the conventional ceramics molding die could not meet this demand at all. Further, as in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2-199036, even with a mold having a polycrystalline body as a substrate and various coatings, the same problem occurs when processing the polycrystalline body of the mold substrate into a grooved mold. Furthermore, in various metal-based molding dies, the groove portions of the dies are significantly deformed and worn by repeated press molding, and such characteristics are not suitable for industrial production.

【0007】このような問題に対応するためには、高融
点ガラスのような機械的性質に異方性が無くしかも粒界
を有しない構造の材料か、あるいは各種金属材料のよう
に多結晶体で粒界はあっても、塑性を有するために微細
加工をしても粒子の脱落が起きにくい材料を用いること
考えられる。そして、これらの材料を溝付きの成形型に
加工し、その表面にこれまで成形型として提案されてい
る各種材料を薄膜としてコーティングしたものを成形型
とすることが考えられる。しかし、このような方法で型
を作製したとしても、形成型の表面を構成する材料の劣
化の問題があり、数万回もの繰り返し成形には耐えられ
ない。特にミクロン〜サブミクロンの溝を有する成形型
では、溝のコーナー部を中心に型表面の損傷磨耗が激し
く、レンズのように滑らかな表面を有する物品のプレス
成形の場合よりも、型の劣化が急速に進む傾向がある。
このため、型寿命がネックとなって製造コストが低減で
きないという問題が発生する。また貴金属の合金で成形
面を構成した成形型は、硬度、降伏応力とも低いため、
長寿命の型としては不十分である。
In order to deal with such a problem, a material having a structure having no anisotropy in mechanical properties and having no grain boundary, such as high melting point glass, or a polycrystalline material such as various metal materials is used. Therefore, it is conceivable to use a material that has a grain boundary but is less likely to drop out of the particles even if subjected to fine processing because it has plasticity. Then, it is conceivable to process these materials into a grooved mold and coat the surface thereof with various materials that have been proposed as molds as thin films to form a mold. However, even if a mold is produced by such a method, there is a problem of deterioration of the material forming the surface of the forming mold, and it cannot withstand repeated molding of tens of thousands of times. In particular, in a mold having a groove of micron to submicron, the mold surface is damaged and worn around the corner portion of the groove, and the mold is less deteriorated than in the case of press molding of an article having a smooth surface like a lens. It tends to progress rapidly.
For this reason, there is a problem that the life of the mold becomes a bottleneck and the manufacturing cost cannot be reduced. Further, since the molding die whose molding surface is made of an alloy of noble metal has low hardness and low yield stress,
It is insufficient as a long-life mold.

【0008】そこで本発明の目的は、ガラスをプレス成
形してガラス製品を製造するに当たり、従来の成形型を
用いて、型の寿命を延長することができ、かつ微細成形
も可能である、ガラス製品の製造方法を提供することに
ある。特に本発明の目的は、成形温度が600℃を越え
るようなバリウム含有の高屈折率、低分散の光学ガラス
の成形や磁気記録媒体の基板の微細成形に適した、ガラ
ス製品の製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to extend the life of a mold by using a conventional molding die for press-molding glass to produce a glass product, and to enable fine molding. It is to provide a manufacturing method of a product. In particular, an object of the present invention is to provide a method for producing a glass product, which is suitable for molding barium-containing high-refractive-index and low-dispersion optical glass whose molding temperature exceeds 600 ° C. and fine molding of substrates for magnetic recording media. To do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、加熱軟化
した被成形ガラスを成形型により加圧成形してガラス製
品を製造する方法であって、前記被成形ガラスとして、
ガラス表面に存在する一部又は全部のシラノール基の水
素原子を不活性基で置換したガラスを用いることを特徴
とするガラス製品の製造方法に関する。
Means for Solving the Problems That is, the present invention is a method for producing a glass product by press-molding a heat-softened glass to be molded with a molding die, wherein the glass to be molded is:
The present invention relates to a method for producing a glass product, which comprises using glass obtained by substituting hydrogen atoms of some or all of silanol groups existing on the glass surface with an inert group.

【0010】本願発明者らはガラスのプレス成形型の損
傷機構について検討し、成形時におけるガラス表面と成
形型の間の接着が、型の損傷に深く関係していることを
見いだした。まずプレス成形の過程を整理すると、成形
時には型表面に沿ってガラスが流動して型表面で規定さ
れる形状に変形する。この後、型とガラスは冷却され、
両者の熱膨張率の差によって発生する応力によってガラ
スが型から離れる(いわゆる離型工程)。すなわち成形
から離型までの間、ガラスと成形型とは何等かの機構に
よって付着している。そして離型の際に、ガラスと成形
型の分離が必ずしも両者の界面でのみ起きるのではな
く、ミクロにみれば、局所的なガラスや型表面の破損が
起き、この過程が繰り返されることによって、徐々に型
表面の劣化が進んでいるのではないかと推察される。
The inventors of the present application have examined the damage mechanism of the glass press mold and found that the adhesion between the glass surface and the mold during molding is deeply related to the damage of the mold. First, when the process of press molding is organized, the glass flows along the surface of the mold during molding and is deformed into a shape defined by the surface of the mold. After this, the mold and glass are cooled,
The glass separates from the mold due to the stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the two (so-called mold release step). That is, the glass and the mold are attached by some mechanism from the molding to the mold release. And at the time of mold release, the separation of the glass and the mold does not necessarily occur only at the interface between the two, but from a micro perspective, local glass or mold surface damage occurs, and by repeating this process, It is assumed that the mold surface is gradually deteriorating.

【0011】通常の大きさの成形型とガラスの組み合せ
では、付着したままの状態を室温まで維持することがで
きないので、付着界面の様子を詳しく解析することがで
きない。しかし、本発明者らは1〜10μm程度の大き
さにした型材料とガラスの粉末を混合し、これをプレス
成形温度で熱処理した試料を電子顕微鏡で解析すること
により、両者の付着界面の状態を詳しく観察することに
成功した。その結果、両者が付着している状態は種々あ
るが、ほぼつぎのように大別されることがわかった。す
なわち、型とガラス界面に反応層が形成されこの反応
層によって付着する場合、ガラスの成分の中で修飾成
分が選択的に界面に移動し、これが接着層を形成する場
合、そしてガラスと型の間でシャープな界面が形成さ
れ反応層が認められないが、両者が結合している場合、
である。この内、最初の2つの場合は、ガラスと成形型
の間で物質移動を伴った結合層の形成が起きている。従
って、型として繰り返し使用すると徐々に型表面の反応
劣化が進むので好ましくない。
With a combination of a mold of a normal size and glass, the state of being adhered cannot be maintained up to room temperature, and therefore the state of the adhesion interface cannot be analyzed in detail. However, the inventors of the present invention mixed the mold material and the glass powder having a size of about 1 to 10 μm, and heat-treated this at a press molding temperature to analyze a sample with an electron microscope to show the state of the adhesion interface between them. Succeeded in observing in detail. As a result, it was found that there are various states in which both are attached, but they are roughly classified as follows. That is, when the reaction layer is formed at the interface between the mold and the glass and adheres by the reaction layer, the modifying component selectively moves to the interface among the components of the glass, which forms the adhesive layer, and A sharp interface is formed between them and no reaction layer is observed, but when both are bonded,
Is. Of these, in the first two cases, the formation of a bonding layer with mass transfer between the glass and the mold occurs. Therefore, repeated use as a mold is not preferable because the reaction deterioration of the mold surface gradually progresses.

【0012】一方、第3の場合には、ガラスと型を高温
で接触させても界面に反応層は形成されず、しかも接触
時間をのばしても反応層が現れその厚みが時間と共に増
大するという現象は全く観察されず、ガラスと型材料の
間で物質移動が起きている様子が全く認められない。即
ち、第3の場合には、ガラスと型材料は反応しない組み
合わせであるにも関わらず、何等かの原因で界面近傍の
ごく限られた領域、おそらく1〜2原子層の領域、で両
者の間に化学結合が形成されていると考えられる。従っ
て、この場合には型の劣化は、ガラスと成形型のシャー
プな界面における、おそらく界面の1〜2原子層のみが
関与した結合の形成によりガラスと型が付着し、成形後
の冷却過程で発生する熱応力によって型表面が局所破壊
もしくは疲労する、あるいはガラスが破壊して微少なガ
ラス片が型表面に付着残留する、ことを引金として徐々
に進行していくものと思われる。特に溝付きの物品を成
形する際には、溝のコーナー部において応力集中が起き
やすく、急速な型の劣化につながって行くものと思われ
る。
On the other hand, in the third case, even if the glass and the mold are brought into contact with each other at a high temperature, the reaction layer is not formed at the interface, and even if the contact time is extended, the reaction layer appears and the thickness thereof increases with time. No phenomenon was observed and no evidence of mass transfer between glass and mold material was observed. That is, in the third case, although the glass and the mold material are a non-reactive combination, both of them are present in a very limited region near the interface for some reason, probably in a region of 1 to 2 atomic layers. It is considered that a chemical bond is formed between them. Therefore, in this case, the mold deterioration is caused by the formation of a bond at the sharp interface between the glass and the mold, probably involving only 1 to 2 atomic layers of the interface, and the glass and the mold are attached to each other during the cooling process after molding. It is considered that the gradual progress is caused by the fact that the mold surface is locally broken or fatigued by the generated thermal stress, or the glass is broken and a minute glass piece adheres and remains on the mold surface. In particular, when molding a grooved article, stress concentration is likely to occur at the corners of the groove, leading to rapid mold deterioration.

【0013】第3の場合のようなガラスと型材料の付着
には、ガラス表面に必ず存在し、また貴金属を除く各種
金属そしてセラミックスからなる成形型の表面において
存在する可能性が非常に高い水酸基が、深く関わってい
ると本発明者らは考えた。SiO2 やB2 3 を主成分
とするシリケート系あるいはボロシリケート系ガラスの
表面には水酸基が存在する。特に、SiにOH基が結合
したシラノール基は、100℃以上で脱水し始めるが、
表面からほぼ完全に脱離するには600℃以上の高温に
加熱することが必要である。一方、成形型表面は非酸化
物セラミックスや貴金属以外の金属の場合でもその表面
数原子層は通常酸化されており、表面の性状は酸化物に
きわめて近いと推察される。即ち、成形型の表面は、ほ
とんどの場合は、酸化物として振舞うと考えられる。し
かし、酸化物は、しばしば雰囲気中の水分との反応によ
り部分的に酸素の部分が水酸基に置換されていると考え
られる。これらのことから、プレス成形においては、ガ
ラスも成形型もその表面に相当量の水酸基が存在すると
考えられる。このような両者を接触させて高温に加熱す
ると、水酸基間での脱水縮合反応が起き、水酸基が結合
していた金属原子との間に、金属−酸素−金属型の結合
が生成する。この脱水縮合反応がガラス中のシラノール
基間のみで起きるとすれば、ガラス表面にSi−O−S
i型の結合が生成するだけであって問題はない。しか
し、例えば、ガラス中のシラノール基と型表面の水酸基
間で脱水縮合反応が起きた場合には、Si−O−M(た
だしMは型を構成する材料の金属原子)型の結合が生成
し、この結合を介してガラスと型とが付着することにな
る。この様子を模式的に以下に示す。
In the case of the adhesion of the glass and the mold material as in the third case, a hydroxyl group which is always present on the glass surface and is very likely to be present on the surface of the molding die made of various metals except precious metals and ceramics. However, the present inventors thought that it was deeply involved. Hydroxyl groups are present on the surface of silicate or borosilicate glass containing SiO 2 or B 2 O 3 as the main component. In particular, the silanol group in which the OH group is bonded to Si begins to dehydrate at 100 ° C or higher,
It is necessary to heat to a high temperature of 600 ° C. or higher in order to almost completely desorb it from the surface. On the other hand, even in the case of non-oxide ceramics or metals other than noble metals, the surface of the molding die is usually oxidized in a few atomic layers, and it is speculated that the surface properties are very close to those of oxides. That is, it is considered that the surface of the mold behaves as an oxide in most cases. However, in the oxide, it is considered that the oxygen portion is partially replaced with the hydroxyl group by the reaction with the moisture in the atmosphere. From these, it is considered that in press molding, both glass and the mold have a considerable amount of hydroxyl groups on their surfaces. When both of these are brought into contact with each other and heated to a high temperature, a dehydration condensation reaction occurs between the hydroxyl groups, and a metal-oxygen-metal type bond is formed between the hydroxyl group and the metal atom to which the hydroxyl group is bonded. If this dehydration condensation reaction occurs only between silanol groups in the glass, Si-OS
There is no problem, only an i-type bond is generated. However, for example, when a dehydration condensation reaction occurs between a silanol group in glass and a hydroxyl group on the surface of the mold, a Si—O—M (where M is a metal atom of the material constituting the mold) type bond is formed. The glass and the mold are attached to each other through this bond. This state is schematically shown below.

【0014】[0014]

【化1】 [Chemical 1]

【0015】このような反応によってガラスと型表面と
の付着が起きているのだとすると、ガラスおよび型の少
なくとも一方の表面を水酸基が存在しない状態にできれ
ば、ガラスと型の付着を抑止することができると考えら
れる。そして、本発明者らは、ガラス表面の水酸基を型
表面の水酸基と反応できない状態に不活性化すること
で、型の劣化も抑えられることを見出して本発明に至っ
た。尚、成形型の成形表面の水酸基を不活性化すること
も可能ではある。成形型は繰り返し加熱冷却を受けるの
で、単独ではその表面の水酸基は数回程度の成形繰り返
しでほぼ完全に除去される。しかし、実際の成形では成
形原料となるガラスとして成形毎に新しいものが供給さ
れるので、100℃程度で始まるといわれているガラス
表面からの脱水により、結局成形の度に型表面が水酸化
される可能性がある。従って、ガラス表面の水酸基を不
活性化する方がより効果的である。よって、本発明で
は、被成形ガラスの表面のシラノール基を不活性化す
る。
Assuming that the reaction between the glass and the mold surface occurs due to such a reaction, if at least one surface of the glass and the mold can be made free of hydroxyl groups, the adhesion of the glass and the mold can be suppressed. it is conceivable that. Then, the inventors of the present invention have found that the deterioration of the mold can be suppressed by inactivating the hydroxyl groups on the glass surface so that they cannot react with the hydroxyl groups on the mold surface. Incidentally, it is also possible to inactivate the hydroxyl groups on the molding surface of the molding die. Since the mold is repeatedly heated and cooled, the hydroxyl groups on the surface of the mold are removed almost completely by repeating molding several times. However, in the actual molding, a new glass is supplied as the molding raw material for each molding, so dehydration from the glass surface, which is said to start at about 100 ° C., causes the mold surface to be hydroxylated after each molding. There is a possibility. Therefore, it is more effective to inactivate the hydroxyl groups on the glass surface. Therefore, in the present invention, the silanol groups on the surface of the glass to be molded are inactivated.

【0016】前述のように、加熱軟化した被成形ガラス
を成形型により加圧成形してガラス製品を製造する方法
自体は、公知である。本発明において、被成形ガラス
は、ガラス製品の形状に近似したガラスプレフォームで
あっても、ガラスゴブ等のガラスプレフォーム以外のも
のでも良い。また、ガラスプレフォームは、ガラス製品
がレンズの場合には、球形、ラクビーボール状、円板等
であることができる。また、ガラス製品が磁気記録媒体
の基板である場合には、ガラスプレフォームは、板状、
円板状等であることができる。また、成形対象であるガ
ラスの種類は、表面にシラノール基を有するガラスであ
れば、特に制限はない。例えば、シリケートガラス、ボ
ロシリケートガラス、アルミノシリケート、ケイリン酸
ガラス等を挙げることができる。
As described above, the method itself for producing a glass product by press-molding the glass softened by heating with a molding die is known. In the present invention, the glass to be molded may be a glass preform having a shape similar to that of a glass product or a glass preform such as a glass gob. Further, the glass preform may have a spherical shape, a rugby ball shape, a disc shape or the like when the glass product is a lens. When the glass product is a substrate of a magnetic recording medium, the glass preform has a plate shape,
It can be disc-shaped or the like. The type of glass to be molded is not particularly limited as long as it has a silanol group on its surface. Examples thereof include silicate glass, borosilicate glass, aluminosilicate, and silicate glass.

【0017】本発明では、被成形ガラスとして、ガラス
表面に存在する一部又は全部のシラノール基の水素原子
を不活性分子で置換したガラス(以下、不活性化ガラス
ということがある)を加熱軟化して成形型により加圧成
形してガラス製品を得る。被成形ガラスの表面のシラノ
ール基の水素原子を不活性基と置換する方法としては、
シラノール基を不活性基を含む他の物質と反応させ、シ
ラノール基の水素を不活性基で置換する方法がある。シ
ラノール基は、一般に、アルカリとの反応による塩の生
成、ハロゲン化、エステル化などの反応により、その水
素を種々のイオンや官能基で置換することが可能であ
る。
In the present invention, as the glass to be molded, a glass obtained by substituting hydrogen atoms of some or all of the silanol groups present on the glass surface with an inert molecule (hereinafter sometimes referred to as inactivated glass) is softened by heating. Then, it is pressure-molded by a molding die to obtain a glass product. As a method for replacing the hydrogen atom of the silanol group on the surface of the glass to be molded with an inert group,
There is a method in which the silanol group is reacted with another substance containing an inactive group to replace hydrogen of the silanol group with the inactive group. In general, the silanol group can be substituted with various ions or functional groups for its hydrogen by reactions such as salt formation by reaction with alkali, halogenation, esterification and the like.

【0018】そこで本発明の一態様として、被成形ガラ
スをトリアルキルクロルシランと反応させてガラス表面
のシラノール基をシラノレート基に変換し、次いで得ら
れたガラスを加熱軟化し、成形型により加圧成形するこ
とを特徴とするガラス製品の製造方法を挙げることがで
きる。
Therefore, as one embodiment of the present invention, the glass to be molded is reacted with trialkylchlorosilane to convert the silanol groups on the glass surface into silanolate groups, and then the obtained glass is softened by heating and pressed by a molding die. A method for producing a glass product, which is characterized by molding, can be mentioned.

【0019】トリアルキルクロルシランとしては、例え
ばトリメチルクロルシラン及びトリエチルクロルシラン
を挙げることができる。トリメチルクロルシラン及びト
リエチルクロルシランは、ガラスとの反応性及び置換後
の安定性の観点から好ましい。トリアルキルクロルシラ
ンは、通常、気体又は液体である。そして、被成形ガラ
スの表面を気体又は液体のトリアルキルクロルシランで
処理する。尚、トリアルキルクロルシランは適当な希釈
剤で希釈したものを用いることもできる。気体の場合、
希釈剤は、アルゴン、窒素、水素等を例示できる。ま
た、液体の場合、希釈剤は、各種アルコール等の有機溶
媒を用いることができる。処理のための条件は、ガラス
の種類やトリアルキルクロルシランの種類、トリアルキ
ルクロルシランの希釈の程度等により異なるが、例え
ば、10〜100℃で100〜10分間とすることが適
当である。トリアルキルクロルシランによりが表面の不
活性化されたガラスは、次いで加熱軟化し、成形型によ
り加圧成形する。この成形時の加熱条件及び加圧条件等
は、被成形ガラスの種類により、従来の方法から適宜選
択することができる。例えば、加熱温度は300〜70
0℃の範囲とし、加圧の圧力は、10〜100Kgf/cm2
の範囲とすることが適当である。尚、トリアルキルクロ
ルシランとガラス表面のシラノール基との反応を、トリ
メチルクロルシランの場合の例を以下に示す。
Examples of trialkylchlorosilanes include trimethylchlorosilane and triethylchlorosilane. Trimethylchlorosilane and triethylchlorosilane are preferable from the viewpoint of reactivity with glass and stability after substitution. Trialkylchlorosilanes are usually gases or liquids. Then, the surface of the glass to be molded is treated with gas or liquid trialkylchlorosilane. The trialkylchlorosilane may be diluted with an appropriate diluent. In the case of gas,
Examples of the diluent include argon, nitrogen, hydrogen and the like. In the case of a liquid, an organic solvent such as various alcohols can be used as the diluent. The conditions for the treatment differ depending on the type of glass, the type of trialkylchlorosilane, the degree of dilution of the trialkylchlorosilane, etc., but it is suitable to be 100 to 100 ° C. for 100 to 10 minutes, for example. The glass whose surface is deactivated by trialkylchlorosilane is then softened by heating and pressure-molded by a molding die. The heating conditions and pressurizing conditions at the time of molding can be appropriately selected from conventional methods depending on the type of glass to be molded. For example, the heating temperature is 300 to 70.
The pressure is 10 to 100 Kgf / cm 2 in the range of 0 ° C.
It is appropriate to set the range to. The reaction between the trialkylchlorosilane and the silanol group on the glass surface is shown below in the case of trimethylchlorosilane.

【0020】[0020]

【化2】 [Chemical 2]

【0021】またガラス表面の不活性化の別の方法とし
て、シランカップリング剤を用いる方法がある。即ち、
本発明の一態様として、被成形ガラスをシランカップリ
ング剤で処理してガラス表面のシラノール基を不活性化
し、次いで得られたガラスを加熱軟化し、成形型により
加圧成形することを特徴とするガラス製品の製造方法を
挙げることができる。
Another method for deactivating the glass surface is to use a silane coupling agent. That is,
As an embodiment of the present invention, the glass to be molded is treated with a silane coupling agent to inactivate the silanol groups on the glass surface, and then the resulting glass is softened by heating and pressure-molded by a molding die. The method for producing a glass product can be mentioned.

【0022】被成形ガラスは、シランカップリング剤の
水溶液又はアルコール溶液等に浸漬することで、ガラス
表面に存在するシラノール基を不活性化することができ
る。シランカップリング剤とシラノール基との反応によ
りシラノール基の水素原子と置換して残る不活性基は、
シランカップリング剤の種類により異なる。尚、シラン
カップリング剤の水溶液又はアルコール溶液等への浸漬
後、好ましくは、水又はアルコール等により洗浄した
後、表面を不活性化した被成形ガラスを加熱軟化し、成
形型により加圧成形してガラス製品を作製する。ここ
で、加熱軟化及び加圧成形の方法及び条件は、従来の方
法及び条件から、適宜選択することができる。例えば、
加熱温度は300〜700℃の範囲とし、加圧の圧力
は、10〜100Kgf/cm2 の範囲とすることが適当であ
る。
By dipping the glass to be molded in an aqueous solution of a silane coupling agent or an alcohol solution, the silanol groups present on the glass surface can be inactivated. The inactive group remaining after replacing the hydrogen atom of the silanol group by the reaction between the silane coupling agent and the silanol group is
Depends on the type of silane coupling agent. After immersion in an aqueous solution or alcohol solution of the silane coupling agent, preferably, after washing with water or alcohol, the surface-inactivated glass to be molded is softened by heating and pressure-molded with a molding die. To make glass products. Here, the method and conditions of heat softening and pressure molding can be appropriately selected from conventional methods and conditions. For example,
It is suitable that the heating temperature is in the range of 300 to 700 ° C. and the pressurizing pressure is in the range of 10 to 100 Kgf / cm 2 .

【0023】シランカップリング剤としては後述するよ
うに多種多様なものが存在する。但し、本発明の実施に
あたっては、このシランカップリング剤を水溶液または
アルコール溶液とし、これに被成形ガラスを1〜10分
間程度浸漬した後、洗浄乾燥するというきわめて簡便な
方法で、ガラス表面のシラノール基を不活性化させるこ
とができる。溶液中のシランカップリング剤の濃度は、
0.01〜5%、好ましくは0.1〜1%の範囲とする
ことが適当である。0.01%よりも濃度が薄いと、不
活性化されずに残留するシラノール基が多くなり、その
影響により、繰り返し成形において型の寿命が低下する
傾向がある。他方、5%を超える濃度では、以下のよう
な不都合が生じることがある。即ち、実際のプレス成形
では、これらガラス表面のシランカップリング剤由来の
不活性基は熱分解され、不活性基に含まれていたSi原
子はそのままガラス表面に酸素原子を介して固定され、
その他の官能基は炭化水素ガスあるいは水素ガスとなっ
てガラスと成形型の界面にトラップされ、ガラスと型の
付着をさらに防止するという副次的な効果も有するもの
と思われる。しかしガラス表面に結合、吸着したシラン
カップリング剤の量が多すぎると、熱分解時に発生する
これらガスの量が多すぎて成形表面の面精度が低下した
り、あるいはまたガラス最外層に形成されるSiO2
量が増えて、本来のガラスの光学特性とは異なった層が
形成されることになり、いずれの場合も成形ガラスの光
学特性に悪影響を及ぼすことがある。このため特に光学
用レンズのプレス成形においては、シランカップリング
剤溶液の濃度を低く抑えることが好ましく、前記のよう
に0.1〜1%の範囲とすることが特に好ましい。光学
特性が要求されない磁気記録媒体の基板では、これより
も高い濃度すなわち5%までの溶液が使用しても支障は
ない。しかし、5%を越えると成形表面精度が低下し
て、磁気記録媒体としての性能も低下する傾向がある。
There are various kinds of silane coupling agents as described later. However, in the practice of the present invention, the silane coupling agent is made into an aqueous solution or an alcohol solution, and the glass to be molded is immersed in this for about 1 to 10 minutes, and then washed and dried by a very simple method. The group can be inactivated. The concentration of the silane coupling agent in the solution is
It is suitable to set it in the range of 0.01 to 5%, preferably 0.1 to 1%. If the concentration is less than 0.01%, the amount of silanol groups remaining without being deactivated increases, and the effect thereof tends to shorten the life of the mold in repeated molding. On the other hand, if the concentration exceeds 5%, the following problems may occur. That is, in the actual press molding, the inert groups derived from the silane coupling agent on these glass surfaces are thermally decomposed, and Si atoms contained in the inert groups are fixed on the glass surface as they are through oxygen atoms,
Other functional groups are considered to have a secondary effect of becoming hydrocarbon gas or hydrogen gas and being trapped at the interface between the glass and the mold to further prevent the adhesion between the glass and the mold. However, if the amount of the silane coupling agent bound or adsorbed on the glass surface is too large, the amount of these gases generated during thermal decomposition will be too large and the surface accuracy of the molding surface will be reduced, or the gas will be formed in the outermost glass layer. The amount of SiO 2 contained in the glass increases, and a layer different from the original optical characteristics of glass is formed. In either case, the optical characteristics of the molded glass may be adversely affected. Therefore, particularly in press molding of an optical lens, it is preferable to keep the concentration of the silane coupling agent solution low, and it is particularly preferable to set it in the range of 0.1 to 1% as described above. For a substrate of a magnetic recording medium which is not required to have optical characteristics, there is no problem even if a solution having a concentration higher than this, that is, up to 5% is used. However, if it exceeds 5%, the molding surface accuracy tends to deteriorate, and the performance as a magnetic recording medium tends to deteriorate.

【0024】シランカップリング剤としては多数の種類
がすでに市販されている。しかし、分子量のあまりに大
きいものは熱分解時に副生するガスの量が多くなり過ぎ
て悪影響が出るので、シランカップリング剤としては分
子量300以下のものが適当である。そのようなシラン
カップリング剤の例としては、具体的には以下のような
ものがある。但し、これらは、例示であって、本発明は
これらの制限されるものてはない。ビニルトリクロルシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラ
ン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−
β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン
Many types of silane coupling agents are already commercially available. However, if the molecular weight is too large, the amount of gas produced as a by-product during thermal decomposition becomes too large and adversely affects it. Therefore, a silane coupling agent having a molecular weight of 300 or less is suitable. Specific examples of such a silane coupling agent are as follows. However, these are merely examples, and the present invention is not limited to these. Vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane,
γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, N-
β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane , Γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-
Mercaptopropyltrimethoxysilane

【0025】本発明はこれまで述べてきたことからも明
らかなように、レンズ等のガラス製品の製造方法であ
り、非球面レンズを含む各種の光学レンズや磁気記録媒
体の基板、さらにはプリズム等の光学用品等を本方法に
より作製することができる。尚、光学レンズやプリズム
等は、前述のように表面処理した被成形ガラスを従来の
方法により加熱軟化し、成形型により加圧成形して作製
することができる。また、磁気記録媒体の基板の製造で
は、成形型として予め所定の形状を有する表面に加工さ
れた石英ガラス、各種耐熱合金、などの基材に各種材料
の薄膜をコーティングしたものが利用することが好まし
い。コーティング層の材料は幅広く選択できるが、その
代表例としては、MgO、Al2 3 、TiO2 、Cr
2 3、Y2 3 、ZrO2 、In2 3 、SnO2
HfO2 などの酸化物、Si34 、SiC、および遷
移金属、特に周期律表第4族および第5族の元素の窒化
物、炭化物、ホウ化物などを挙げることができる。さら
に、本発明により形成される溝付きの円板状ガラス基材
は、さらにその上に、公知の下地層、場合によっては中
間層、潤滑層を形成することにより、いわゆるハードデ
ィスク装置として知られる磁気記録装置の高密度媒体を
作製することができる。
As is apparent from what has been described above, the present invention is a method for manufacturing glass products such as lenses, and various optical lenses including aspherical lenses, substrates for magnetic recording media, and prisms. The optical article and the like can be produced by this method. The optical lens, the prism, and the like can be manufactured by heating and softening the glass to be molded, which has been surface-treated as described above, by a conventional method and press-molding it with a molding die. Further, in the production of a substrate for a magnetic recording medium, it is possible to use, as a molding die, a base material such as quartz glass, various heat-resistant alloys, etc., which has been processed on a surface having a predetermined shape in advance, and coated with a thin film of various materials. preferable. A wide variety of materials can be selected for the coating layer. Typical examples are MgO, Al 2 O 3 , TiO 2 , and Cr.
2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , In 2 O 3 , SnO 2 ,
Examples thereof include oxides such as HfO 2 , Si 3 N 4 , SiC, and transition metals, particularly nitrides, carbides, and borides of elements of Groups 4 and 5 of the periodic table. Furthermore, the disk-shaped glass substrate with grooves formed according to the present invention is further formed with a known underlayer, an intermediate layer, and a lubricating layer in some cases, thereby forming a magnetic disk known as a so-called hard disk device. A high density medium for a recording device can be manufactured.

【0026】以下実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。 実施例 実施例1、比較例1 低分散高屈折率の光学用バリウム含有ホウケイ酸ガラス
の一種であるSK−5ガラスプリフォーム(直径約15
mmの略球状のガラス)を80℃でトリメチルクロルシ
ラン蒸気に10分間晒し、表面のシラノール基を不活性
化させたガラスプリフォームを用意した(実施例1)。
また比較のため、未処理のガラスプリフォームも用意し
た(比較例1)。これらガラスプリフォームを、特開平
3−12331号に記載の酸化ジルコニウムを分散させ
た酸化クロム焼結体からなる成形型を用い、次の条件で
レンズとして繰り返し成形し、直径約23mm、厚さ約
5mmのレンズを成形した。 成形条件: 成形温度 650℃ 成形圧力 10MPa 加圧時間 20秒 雰囲気 窒素 実施例1のガラスプリフォームを用いた場合には、2万
回を越す繰り返し成形後も型表面の荒れは認められなか
った。これに対し比較例1のガラスプリフォームを用い
た場合には、第1回目のプレスでガラスが成形型に付着
し、ガラスを剥がした後の成形型表面は成形型を構成す
る焼結体粒子の脱落による型の表面荒れが発生し、成形
不能であった。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Examples Example 1 and Comparative Example 1 SK-5 glass preform (a diameter of about 15) which is a kind of barium-containing borosilicate glass for optical use having a low dispersion and a high refractive index.
glass having a substantially spherical shape of 80 mm) was exposed to trimethylchlorosilane vapor at 80 ° C. for 10 minutes to prepare a glass preform in which the silanol groups on the surface were inactivated (Example 1).
An untreated glass preform was also prepared for comparison (Comparative Example 1). These glass preforms were repeatedly molded as a lens under the following conditions using a molding die made of a chromium oxide sintered body in which zirconium oxide was dispersed, as described in JP-A-3-12331, and had a diameter of about 23 mm and a thickness of about 23 mm. A 5 mm lens was molded. Molding conditions: Molding temperature 650 ° C. Molding pressure 10 MPa Pressurization time 20 seconds Atmosphere Nitrogen When the glass preform of Example 1 was used, the mold surface was not roughened after repeated molding over 20,000 times. On the other hand, when the glass preform of Comparative Example 1 was used, the glass adhered to the molding die in the first press, and the surface of the molding die after the glass was peeled off was the sintered body particles forming the molding die. The surface of the mold was roughened due to the falling off, and molding was impossible.

【0027】実施例2〜6、比較例2〜3 表1に示す各濃度のビニルトリメトキシシランのエタノ
ール溶液を調製した。この溶液にSK−5ガラスのプリ
フォームを5分間浸漬し、アルコール洗浄した後、乾燥
して、表面を不活性化したガラスプリフォームを作製し
た。成形型として実施例1と同じもの(実施例2〜5、
比較例2〜3)および酸化アルミニウム焼結体からなる
もの(実施例6)を用い、実施例1と条件でプレス成形
した。その結果、実施例2〜6では繰り返し2万回以上
の成形が可能であった。成形されたガラスプリフォーム
の表面荒さ(Rmax)は実施例2〜4および6では
0.008μm以下、実施例5で0.01〜0.012
μmであった。これに対し比較例2では3回のプレスで
ガラスが型に部分付着した。また比較例3ではガラスが
型に付着することなく2万回以上の成形が可能であった
が、成形ガラス表面荒さが0.02〜0.03μmと大
きく、光学性能が満足できるものではなかった。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 2 to 3 Ethanol solutions of vinyltrimethoxysilane having the respective concentrations shown in Table 1 were prepared. A SK-5 glass preform was immersed in this solution for 5 minutes, washed with alcohol, and then dried to prepare a glass preform whose surface was inactivated. The same mold as in Example 1 (Examples 2 to 5,
Using Comparative Examples 2 to 3) and an aluminum oxide sintered body (Example 6), press molding was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, in Examples 2 to 6, molding could be repeated 20,000 times or more. The surface roughness (Rmax) of the molded glass preform is 0.008 μm or less in Examples 2 to 4 and 6, and 0.01 to 0.012 in Example 5.
was μm. On the other hand, in Comparative Example 2, the glass partially adhered to the mold by pressing three times. Further, in Comparative Example 3, the glass could be molded 20,000 times or more without sticking to the mold, but the surface roughness of the molded glass was as large as 0.02 to 0.03 μm, and the optical performance was not satisfactory. .

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】実施例7〜10 ビニルトリクロルシラン(実施例7)、ビニルトリエト
キシシラン(実施例8)、γ−メタクリロキシプロピル
トリエトキシシラン(実施例9)、γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン(実施例10)の1%エタノール溶
液を調製した。これらの溶液にSK−5ガラスのプリフ
ォームをそれぞれ5分間浸漬し、アルコール洗浄した
後、乾燥して、表面を不活性化した4種類のガラスプリ
フォームを作製した。成形型として実施例1と同じもの
を用い、実施例1と条件でプレス成形した。いずれの場
合も繰り返し2万回以上の成形が可能で、成形されたガ
ラスの表面荒さ(Rmax)は0.008μm以下であ
った。
Examples 7 to 10 Vinyltrichlorosilane (Example 7), vinyltriethoxysilane (Example 8), γ-methacryloxypropyltriethoxysilane (Example 9), γ-aminopropyltrimethoxysilane (Example) A 1% ethanol solution of Example 10) was prepared. Each of the SK-5 glass preforms was immersed in these solutions for 5 minutes, washed with alcohol, and then dried to prepare four types of glass preforms whose surfaces were inactivated. The same mold as in Example 1 was used, and press molding was performed under the same conditions as in Example 1. In any case, the molding could be repeated 20,000 times or more, and the surface roughness (Rmax) of the molded glass was 0.008 μm or less.

【0030】実施例11、比較例4 平坦度5μm、表面荒さ(Rmax)0.1μmに平面
加工、研磨した直径2.5インチ(63.5mm)、厚
さ10mmの金属クロム円板に、幅1.4μm、高さ
0.2μmの溝をピッチ2μmで同心円状にエッチング
で形成した。これを空気中650℃で30分間加熱処理
して、表面に酸化クロムの膜を形成し、成形型とした。
表面荒さ(Rmax)0.05μmに研磨加工したアル
ミノシリケート系ガラスの円板(直径2.5インチ、厚
さ1mm)被成形ガラス(プリフォーム)をビニルトリ
メトキシシランの0.5%アルコール溶液に5分間浸漬
し、アルコール洗浄した後、乾燥して表面を不活性化し
た(実施例11)。比較としてシランカップリング剤で
処理しないガラス円板(比較例4)も準備した。酸化ク
ロム膜を有する成形型を窒化ケイ素焼結体でバックアッ
プ(窒化ケイ素を台として)し、前記ガラス円板を次の
条件でプレス成形した。 成形条件: 成形温度 850℃ 成形圧力 20MPa 加圧時間 20秒 雰囲気 窒素
Example 11, Comparative Example 4 Flatness of 5 μm, surface roughness (Rmax) of 0.1 μm, flattened and polished, 2.5 mm (63.5 mm) in diameter, 10 mm thick metal chrome disk, width, Grooves having a height of 1.4 μm and a height of 0.2 μm were concentrically formed by etching with a pitch of 2 μm. This was heat-treated in air at 650 ° C. for 30 minutes to form a film of chromium oxide on the surface to obtain a molding die.
Aluminosilicate glass disk (diameter 2.5 inches, thickness 1 mm) that has been polished to a surface roughness (Rmax) of 0.05 μm is used as a 0.5% alcohol solution of vinyltrimethoxysilane. It was immersed for 5 minutes, washed with alcohol, and then dried to inactivate the surface (Example 11). For comparison, a glass disk (Comparative Example 4) not treated with the silane coupling agent was also prepared. A mold having a chromium oxide film was backed up with a silicon nitride sintered body (using silicon nitride as a base), and the glass disk was press-molded under the following conditions. Molding conditions: Molding temperature 850 ° C. Molding pressure 20 MPa Pressurizing time 20 seconds Atmosphere Nitrogen

【0031】表面を不活性化したガラスを成形した実施
例11では繰り返し2万回以上の成形後も成形型の表面
荒れやガラスの付着は認められなかった。また繰り返し
数2万回の時に成形されたガラス表面を走査型電子顕微
鏡で観察したところ、ガラス表面の全面にわたって、直
径2.5インチ、厚さ約1mmの円板上に、幅0.6μ
m、深さ0.2μmの溝が2μのピッチで形成され、欠
けや深さ不良などの欠陥の無いことが確認された。一方
表面を不活性化していないガラスを用いた比較例4で
は、成形3回目で型とガラスの全面付着が発生し、また
成形されたガラスも、第1回目の成形のものから表面に
微細な欠けが発生していた。
In Example 11 in which the surface-inactivated glass was molded, the surface of the mold was not roughened and the glass was not adhered even after the molding was repeated 20,000 times or more. Further, when the glass surface formed when the number of repetitions was repeated 20,000 times was observed with a scanning electron microscope, the entire surface of the glass was found to have a width of 0.6 μm on a disk having a diameter of 2.5 inches and a thickness of about 1 mm.
It was confirmed that grooves having a depth of m and a depth of 0.2 μm were formed at a pitch of 2 μ and that there were no defects such as chipping and defective depth. On the other hand, in Comparative Example 4 in which the surface of the glass was not inactivated, the entire surface of the mold and the glass was adhered in the third molding, and the molded glass was also fine from the first molding to the surface. There was a chip.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、従来用いられている成
形型を用いてガラス製品をプレス成形する場合、成形型
の寿命を従来より長くすることができる。特に、高屈折
率低分散という優れた光学特性を有する成形温度600
℃以上のバリウム含有ホウケイ酸ガラスのレンズや、微
細な溝加工を要するディスクリート・トラック方式の磁
気記録媒体のガラス基板のプレス成形においても、成形
型の寿命を飛躍的に延ばすことが可能になる。
According to the present invention, when a glass product is press-molded using a conventionally used mold, the life of the mold can be made longer than before. In particular, a molding temperature of 600 having excellent optical characteristics such as high refractive index and low dispersion
Even in the press molding of a barium-containing borosilicate glass lens having a temperature of ℃ or more or a glass substrate of a discrete track type magnetic recording medium which requires fine groove processing, the life of the molding die can be remarkably extended.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱軟化した被成形ガラスを成形型によ
り加圧成形してガラス製品を製造する方法であって、前
記被成形ガラスとして、ガラス表面に存在する一部又は
全部のシラノール(SiOH)基の水素原子を不活性基
で置換したガラスを用いることを特徴とするガラス製品
の製造方法。
1. A method for producing a glass product by press-molding heat-softened glass to be molded with a molding die, wherein a part or all of silanol (SiOH) existing on the glass surface is used as the glass to be molded. A method for producing a glass product, which comprises using a glass in which a hydrogen atom of a group is substituted with an inert group.
【請求項2】 被成形ガラスをトリアルキルクロルシラ
ンと反応させてガラス表面のシラノール基をシラノレー
ト基に変換し、次いで得られたガラスを加熱軟化し、成
形型により加圧成形することを特徴とするガラス製品の
製造方法。
2. The glass to be molded is reacted with a trialkylchlorosilane to convert the silanol groups on the glass surface into silanolate groups, and then the obtained glass is softened by heating and pressure-molded by a molding die. Method for manufacturing glass products.
【請求項3】 トリアルキルクロルシランがトリメチル
クロルシラン又はトリエチルクロルシランである請求項
2記載の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the trialkylchlorosilane is trimethylchlorosilane or triethylchlorosilane.
【請求項4】 被成形ガラスをシランカップリング剤で
処理してガラス表面のシラノール基を不活性化し、次い
で得られたガラスを加熱軟化し、成形型により加圧成形
することを特徴とするガラス製品の製造方法。
4. A glass characterized in that the glass to be molded is treated with a silane coupling agent to inactivate the silanol groups on the glass surface, and then the resulting glass is softened by heating and pressure-molded by a molding die. Product manufacturing method.
【請求項5】 シランカップリング剤がビニルトリクロ
ルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シ
ラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル
トリメトメキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、
及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、から
なる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物である請
求項4記載の製造方法。
5. The silane coupling agent is vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ. -Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ- Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane,
N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-
Aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane,
5. The method according to claim 4, which is one or more compounds selected from the group consisting of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane.
【請求項6】 ガラス製品がレンズである請求項1〜5
のいずれか1項に記載の製造方法。
6. The glass product is a lens, as claimed in any one of claims 1 to 5.
The manufacturing method according to any one of 1.
【請求項7】 ガラス製品が磁気記録媒体の基板である
請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
7. The manufacturing method according to claim 1, wherein the glass product is a substrate of a magnetic recording medium.
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