JPH07309639A - ガラス基板の化学強化用治具 - Google Patents

ガラス基板の化学強化用治具

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JPH07309639A
JPH07309639A JP6098891A JP9889194A JPH07309639A JP H07309639 A JPH07309639 A JP H07309639A JP 6098891 A JP6098891 A JP 6098891A JP 9889194 A JP9889194 A JP 9889194A JP H07309639 A JPH07309639 A JP H07309639A
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JP
Japan
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jig
glass substrate
substrate
shaft
glass substrates
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JP6098891A
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Ichiro Hayashi
一郎 林
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AG Technology Co Ltd
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AG Technology Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions

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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガラス基板外周端部の欠けを防止した化学強化
用治具。 【構成】ガラス基板に溶融塩中でイオン交換化学強化処
理を施すにあたり使用するガラス基板の化学強化用治具
1であって、該治具1はガラス基板2の左右を支持する
波板状に加工した薄板3と、ガラス基板の底部を支持す
る軸状体5を具備し、ガラス基板2を3箇所で実質的に
鉛直に支持するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス基板、特にガラ
ス円板の化学強化用治具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス円板に化学強化を施す際、
ガラス円板を保持する治具として、2枚の板金状の側板
を平行、離隔して配置し、該側板に垂直に鋸歯状または
互いに接したソロバン玉状に加工した金属棒状体を配置
しかつ前記側板と連結させ一体となした治具が用いられ
てきた。この場合、複数枚のガラス円板は互いに離隔し
て前記金属棒状体の鋸歯またはソロバン玉の谷間部によ
り少なくとも3点で該円板の外周部を保持される。
【0003】しかし、これらの治具では円板を点接触で
保持するため、円板が治具から外れやすく、また振動に
より治具と点接触する部分で欠けが発生しやすい等の欠
点があったため、移動の際には細心の注意を払う必要が
あった。
【0004】また、3点でのみ治具に保持されているこ
とから、円板を治具から取り出したり、セットする作業
も細心の注意を必要とした。とりわけ、化学強化後のガ
ラス円板を用いた磁気ディスクはデータ読み取りおよび
書き込み時に高速回転し、その表面から数百Åの高さで
読み取りおよび書き込み用の磁気ヘッドが浮上してい
る。
【0005】このため、ガラス円板表面は極めて高い平
滑度が要求されており、円板表面には傷あるいは異物の
存在があってはならず、円板表面への治具および手指等
の接触は許されないため、特に慎重な取り扱いが要求さ
れる。
【0006】さらに、従来の治具では硝酸カリウム等の
溶融塩浴からガラス円板を取り出した後、凝固した塩に
よりガラス円板が治具に固着し、治具を構成する金属の
熱膨張係数がガラス円板のそれよりも大きいことから、
鋸歯状またはソロバン玉状治具の谷間に捉えられたガラ
ス円板の部分に化学強化後の冷却過程で欠けが発生する
という欠点があった。この現象については、特願平5−
318425号に述べられている。
【0007】ソロバン玉状シャフトでは、鋸歯状シャフ
トと比較して、円板への傷つきおよび円板の保持性の点
では改善されているが、その反面、加工が複雑なためコ
ストが高い、重量が大きいため作業性が悪く同時に治具
自体の熱容量が大きくなるため塩浴槽に投入したとき溶
融塩の温度低下が大きい、等の問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来法が有
していた前述の問題を解決しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、ガラス基板に溶融塩中
でイオン交換化学強化処理を施すにあたり使用する化学
強化用治具であって、該治具はガラス基板の左右を支持
する波板状に加工した薄板と、ガラス基板の底部を支持
する軸状体を具備し、ガラス基板を3箇所で実質的に鉛
直に支持するようになしたことを特徴とするガラス基板
の化学強化用治具である。
【0010】本発明におけるガラス基板は磁気ディスク
用基板の場合には通常円形であり、同一の大きさの複数
枚からなる。円板の場合、底部に対して左右は明確に決
まる。
【0011】本発明の治具を用いることにより、離隔し
て支持された複数枚のガラス基板は波板および軸状体で
支持されたごく僅かな部分を除いて実質的にその全表面
が溶融塩中に浸漬され化学強化処理を施される。
【0012】本発明の化学強化用治具では、図1のよう
に化学強化の際、ガラス基板2を保持する手段として波
板状に加工した薄板3(以下、単に波板と呼ぶ)をガラ
ス基板2の左右の両側に、その配列の長手方向に配し、
基板2を外周端部で保持する。波板3は溶融塩の温度、
例えば400℃〜500℃の温度において変形しない耐
熱性の材料からなるものから選ばれ、その厚さは0.1
〜2mm、波状部の山のピッチは5〜7mm、山−谷の
高低差は2〜6mmの範囲にあることが好ましい。
【0013】従来治具では基板外周部を3点の点接触で
保持していたのに対し、本発明品では基板は波板の溝状
部分をガイドとしてスライドできるため、治具からの基
板の出し入れの作業性が格段に向上し、磁気ディスク用
基板の製造に汎用されているシッピング・カセットおよ
びプロセス・カセットとの間の基板の移動も、他の治具
を全く用いることなく行うことが可能である。
【0014】さらに基板の保持性の点でも、基板は波板
の溝状部分に外周端部を保持されているため、治具全体
を90度近く傾けても基板が脱落することがなく、従来
品よりも改善されている。
【0015】また、本発明の化学強化用治具によれば、
基板が治具に接する部分(外周端)での欠けの発生は完
全に解決された。欠けの発生の原因は基板と治具との接
点に凝固した硝酸カリウム等の塩が介在する点にあり、
本発明の治具においては2枚の波板を基板の両側にほぼ
垂直に配することにより、硝酸カリウム等の塩が溶融状
態のうちに波板を伝わって流れ落ち、基板と治具との接
点に凝固した状態で残る塩の量を極めて少なくすること
ができたからである。
【0016】基板底部の支持法については、従来法でも
欠けは発生していないため、鋸歯状あるいはソロバン玉
状のシャフトなどの軸状体5を使用できる。これは、基
板底部では重力により溶融塩が基板を保持するシャフト
の下部に移動するため、基板とシャフトとの接点に存在
する溶融塩の量が極めて少量なためである。
【0017】また波板全体としての剛性を高めるため、
あるいはガラス基板の出し入れの際基板が波板にぶつか
って傷つくことを防止するために、波板の周辺部につぶ
し加工により丸みをもたせるなど波板の面とは垂直方向
の構造をもたせることも有効である。これにより波板全
体が波うつことによる基板の左右を支持する相対する波
板の間隔のばらつきも防止できる。
【0018】
【実施例】SiO2 73%、Al23 2%、Ca
O 8%、MgO 4%、Na2O 13%からなるガ
ラスを用いた磁気ディスク用ガラス基板の化学強化を、
450℃の溶融硝酸カリウム塩浴槽に6時間浸漬するこ
とにより行った。基板2は外径48mm、厚さ0.38
1mmの円板であった。
【0019】化学強化の際、基板を支持する治具1とし
て、比較例1では図2のように直径12mmのステンレ
ス丸棒を旋盤により互いに接するソロバン玉状に加工し
てなるシャフト4を3本用いて基板外周部を支持する構
造の治具を用いた。
【0020】比較例2では、上記ソロバン玉状シャフト
の代りに図3のように厚さ1.5mmのステンレス板を
鋸歯状に加工してなるシャフト5により基板外周部を支
持する構造の治具を用いた。
【0021】実施例では、図1のように厚さ0.3mm
のステンレス板を山と山とのピッチ6.35mm、谷底
から山の頂点までの高さが5mmの波板状に加工してな
る幅50mmの波板3を円板状のガラス基板2の両側に
1枚ずつ対面して配し、基板底部は比較例2で用いたの
と同じ鋸歯状のシャフトからなる軸状体5により支持す
る構造を有し、ガラス基板を3箇所で実質的に鉛直に支
持できるようにした治具1を用いた。
【0022】以上3種類の治具には、いずれも各25枚
の基板が収容できる。
【0023】それぞれの治具を用いて、各1000枚の
基板の化学強化を行い、外周端部の欠けの発生枚数を調
べた。その結果から、欠けの発生率を集計すると、比較
例1では5.8%、比較例2では6.2%、実施例では
0%となった。治具1個当りの価格比は、比較例1、比
較例2および実施例のものが、それぞれおよそ100、
14および18である。
【0024】また、治具1個当りの重量比は比較例1、
比較例2および実施例のものがそれぞれ100、27お
よび33であった。重量および価格の点では、従来のソ
ロバン玉状シャフトと比較すると大きく改善されている
が、鋸歯状のシャフトと比較すると優位性はない。しか
し、本発明の治具を用いた実施例においては基板外周端
部の欠けの発生が皆無であり、かつ移動時の治具の傾き
および振動によるガラス基板の脱落、傷つきも解消され
た。
【0025】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を有する。
【0026】(1)外周端部の欠けの解消:化学強化に
おける治具と基板との接点における基板の欠けの発生率
が、従来の治具を用いた場合は数パーセントであった
が、これを0に低減できる。
【0027】(2)治具の軽量化:治具の重量を、例え
ば外径48mmの基板25枚収納用の治具で比較した場
合、従来品のソロバン玉方式と比べて、本発明品では軽
量化され、材料コストが下がるだけでなく、運搬等にお
ける作業性が大幅に向上した。さらに、軽量化に伴い治
具全体の熱容量が低減したことにより、溶融硝酸カリウ
ムの塩浴槽中に治具にセットした基板を投入した際の塩
浴の温度低下が少なくなった。
【0028】(3)コストが低い:治具の価格は、外径
48mmの基板25枚収納用の治具で比較した場合、従
来品のソロバン玉状シャフト(旋盤加工)を用いた治具
を1個当り100とすると、本発明の波板(金型プレス
により量産が容易)を用いた治具は1個当り約18であ
る。
【0029】(4)作業性の改善:従来の治具では、基
板を外周端の3箇所で点接触により保持していたため、
治具への基板の出し入れには特殊な道具を用いて基板を
移動させる必要があった。本発明の治具では、基板は波
板の溝状部分をガイドとして隣接する基板に接触するこ
となく容易に移動できるため、治具への基板の出し入れ
が極めて容易になった。波板の山−谷のピッチを、磁気
ディスクの製造工程で汎用されているプロセス・カセッ
トおよびシッピング・カセットに合わせることにより、
特殊な道具を用いずに基板を化学強化用治具とこれらの
カセットとの間で移動することができる。
【0030】(5)基板保持性の改善:従来の治具で
は、円形のガラス基板を外周部3箇所で点接触により支
持しているだけであったため、運搬時の振動や傾きによ
り、ガラス基板が容易に脱落した。本発明の治具では、
治具を90度近く傾けても基板が脱落することがなく、
振動に対しても基板の脱落、傷つきの問題が解決され
た。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の波板をガラス円板の左右に配し
た治具の正面図、(b)該治具のシャフトに平行方向か
らみた側面図、(c)該カセットのシャフトに垂直方向
からみた側面図。
【図2】(a)比較例1に係るソロバン玉状シャフトを
用いた治具の正面図、(b)該治具のシャフトに平行方
向からみた側面図、(c)該治具のシャフトに垂直方向
からみた側面図。
【図3】(a)比較例2に係る鋸歯状シャフトを用いた
治具の正面図、(b)該治具のシャフトに平行方向から
みた側面図、(c)該治具のシャフトに垂直方向からみ
た側面図。
【符号の説明】
1:治具 2:ガラス基板 3:波板(薄板) 4:ソロバン玉状シャフト(軸状体) 5:鋸歯状シャフト(軸状体)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板に溶融塩中でイオン交換化学強
    化処理を施すにあたり使用する化学強化用治具であっ
    て、該治具はガラス基板の左右を支持する波板状に加工
    した薄板と、ガラス基板の底部を支持する軸状体を具備
    し、ガラス基板を3箇所で実質的に鉛直に支持するよう
    になしたことを特徴とするガラス基板の化学強化用治
    具。
  2. 【請求項2】前記波板状に加工した薄板において、薄板
    の厚さ0.1〜2mm、波状部分の山のピッチ5〜7m
    m、山−谷の高低差2〜8mmであることを特徴とする
    請求項1記載のガラス基板の化学強化用治具。
  3. 【請求項3】前記波板状に加工した薄板は、金属薄板か
    らなることを特徴とする請求項1記載のガラス基板の化
    学強化用治具。
JP6098891A 1994-05-12 1994-05-12 ガラス基板の化学強化用治具 Pending JPH07309639A (ja)

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