JPS61111935A - ガラス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、低温軟化ガラスに係り、セラミックスのボン
ディングや充填、特に高性能磁気ヘッドのボンディング
材及び充填材として好適なガラス組成物に関する。

〔発明の背景〕

ガラスを用いたセラミックスのホンティング及びセラミ
ックスへの充填の際、高温で処理を行うとセラミックス
以外の被ボンデイング材及び被充填材に熱的悪影響があ
られれる場合が多々あり、このような場合、低温で作業
できる低温軟化ガラスを使用しなければならない。従来
から用いられている低温軟化ガラスはＰｂＯを主成分と
するガラスで、これはＰ　ｂ　Ｏ−Ｂ２Ｏ５系、Ｐｂ０
−Ｂ２０３　　Ｚ　ｎ　Ｏ系、ＰｂＯＢ２Ｏ３−８ｉＯ
２系及びＰ　ｂ　ＯＢ２Ｏ３５ｉｆｔ系を基本としたガ
ラスが多く、一般にＰｂ含量が多いほど低融点な低温軟
化ガラスである。しかし、Ｐｂ含量が多いと熱膨張係数
が太さいと云う問題がある。

ボンディングや充填に用いられるガラスは、被ボンデイ
ング材や被充填材に熱的影響を及ぼさないために低融点
なものが良い。さらにガラスの熱膨張係数は被ボンデイ
ング材や被充填材の熱膨張係数より少し小さ目のものが
よい。ガラスは、一般的に低融点なものほど高膨張率で
ある。そのため、低温軟化ガラスの熱膨張係数を小さく
するためにガラス中にフィラーを含有させる方法がとら
れているが、ガラスの流動性や接着性を悪くする欠点が
ある。低融点でかつ低膨張率ガラスがいろいろな面で強
く要求されており、例えば磁気ヘッドのボンディング材
及び充填材用としてのガラスがそうである。

低温軟化ガラスの発明として、例えば特開昭５３−８２
８２６号公報がある。これは、ＺｎＯとＰｚＯｓを主成
分とするＺ　ｎ　ＯＰ２Ｏ５Ｎａ２０−Ｂ２Ｏ３ＶｚＯ
ｓ系低融点ガラスで毒性、公害の発生が少なくアルミニ
ウム板、薄板鉄板等比較的耐熱性の低い金属板への焼付
塗布あるいは封着に用いることができる。

しかし、フェライトに使用する場合には熱膨張係数がい
ま一つ大きい。また、このガラスの軟化点は５００Ｃ前
後と比較的高温でおる。

他の低温軟化ガラスとしては例えば特開昭５８−７４５
３９号公報がある。このガラスも従来の低温軟化ガラス
のようにｐｂｏｔ−含まないＢｚＯｓ−Ｚ　ｎ　ＯＶ２
Ｏ５８ｉ２０！ｌ　　Ｔｌ２Ｏ系なのでフェライトを侵
蝕させることがなく優れており、熱膨張係数も８０〜９
０Ｘ１０−１／ｌｌ’とフェライトのそれより小さいの
で、冷却時にクラックの発生が少なく、シかもフェライ
トとの接着強度が大きいと云う利点がある。しかし、軟
化点が５６０〜６００Ｃと高いと云う問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は低軟化点、低膨張率のガラス組成物を提
供することにあり、とくにセラミックスのホンティング
および充填用に好適な低温軟化ガラス組成物を提供する
ことにある。とくに、高性能磁気ヘッドのフェライトの
ボンディング等に適した、ガラス組成物を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

Ｖ２Ｏ５’を主成分とするガラスは、ＰｂＯを主成分と
する低温軟化ガラスより転移点、屈伏点が低く、かつ熱
膨張係数が小さい。しかし、再加熱時の結晶化が著しい
ためガラスの流動性がそこなわれ、温度を高くしないと
ボンディングや充填が十分にできないと云う問題がある
。Ｖ、０．含量を少なくすることによって、再加熱時の
結晶化を抑えることができるが、転移点、屈伏点が高く
なる。

本発明は、Ｖ２Ｏ５を主成分とするガラスでありながら
、再加熱しても結晶化せず、非晶質性を維持し、しかも
ＰｂＯ’？主成分とするガラスより転位点、屈伏点が低
く、かつ熱膨張係数の小さなものが得られると云う特長
を有するガラス組成物を提供するものである。

本発明によるガラスは軟化点が３２０〜４００Ｃでおり
、熱膨張係数が７０〜１３０　Ｘ　１０−”／Ｃ″′Ｃ
あるＶｚ　Ｏｓを主成分とする低温軟化ガラスで、その
ガラス組成は水を除く大部分が下記の組成からなる。

（ａ）　　Ｖ２Ｏ５３５〜７０ｗｔ％ （ｂ）、Ｐ２Ｏ５１５〜３０ｗｔ％ （Ｃ）　　低融点酸化金属　　　　　　　５〜４０ｗｔ
％ただし、低融点酸化金属は、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ。

Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、Ｔ　ｅ　０２およびＴｔｚＯから
選ばれる少なくとも一種であり、またその好ましい添加
’ｉ範囲は、 ’　ＮａｚＯ十ＫｚＯ＋ＲｂｚＯ＋Ｃ５ｚＯ１５ｗｔ＊
以下＠　Ｔｅａｓ　　　　　　　　　　　　　　２５ｗ
ｔ％以下・ＴｔｚＯ２０ｗｔ−以下 である。

次に、本発明のより好ましいガラスを提供するものとし
ては、前記ガラス組成物に更にｋｈｏｓ。

Ｚ　ｎＯ＊Ｂｌｚｏｓ　＊　Ｓ　Ｉ　Ｏｘ　＊　ｋｌ−
ｇｏｓ　＊　８　ｂ２０１１１Ｃｏｏの少なくとも１洩
を下記の範囲内で添加した組成物にある。

・Ｂ２Ｏ３１Ｑｗｔチ以下 ・Ｚｎ０　　　　　　　　　　　　１６ｗｔ％以下・Ｂ
ｉａｓｓ　　　　　　　　　　　　１２ｗｔチ以下・Ｓ
ｉＯ鵞　　　　　　　　　　　　３ｗｔチ以下拳Ａｔｚ
Ｏｓ　　　　　　　　　　　　　５ｗｔ％以下・５ｂ２
０５　　　　　　　　　　　　７ｗｔチ以下・Ｃｏ０　
　　　　　　　　　　　１ｗｔ％以下上記組成物の数値
限定は次の理由からである。

Ｖ２Ｏ５は、ガラスの転移点および屈伏点を下げ、また
熱膨張係数を小さくするが、７０ｗｔ％を超えると再加
熱によって流動性が低下する。また３５ｗｔ％未満では
転移点および屈伏点を下げたり、熱膨張係数を小さくし
たりする効果が得られない。

Ｐ２Ｏ５は、ガラス形成酸化物としてガラスの流動性を
良くするが、３０ｗｔ％を超えると軟化点が上昇し、熱
膨張係数が大きくなる。また１５ｗｔ％未満では流動性
が十分得られない。

Ｎ　ａ　２０　、　Ｋ　２０　、　Ｐ　ｂ　ｘ　Ｏおよ
びＣ５２０は、軟化点を低下させ、とくにその作用はに
２０とＣＳ　２０が太きい。またこれらは熱膨張係数を
大きくするので１５ｗｔ％以下がよい。

’ｒｅｏｚは、軟化点を低下させ、流動性を向上させる
が、熱膨張係数の点から２５ｗｔ％以下がよい。

ＴｔｚＯは、著しく軟化点を低下させるが、２０ｗｔチ
を超えると熱膨張係数が大きくなる。

Ｂｔｕ３は、ガラスの化学的耐久性を向上させるがｌＱ
ｗｔ％を超えると軟化点が上昇してしまう。

ＺｎＯは、ガラスの化学的耐久性を向上させ、熱膨張係
数を小さくするが、１６ｗｔ％’ｉ超えると軟化点が著
しく上昇してしまう。

Ｂｉ２Ｏ３は、耐薬品性、特に耐アルカリ性に効果があ
るが、１２ｗｔｔｌＪを超えると失透し易くなってしま
う。

５ｉＯｚは、３ｗｔチを超えるとＡ　ｔ　２０　ｓは、
５ｗ　ｔ　Ｔｏ　を起工；ｂ　ト’！　ｆＣ１８ｂ２０
５　ｕ７ｗ　ｔ　％を超えると、軟化点が上昇してしま
う。

Ｃｏｏは、フェライト等へのぬれ性を向上させるが、１
ｗ１％を超えると軟化点が上昇してしまう。

以上述べた組成範囲にある本発明のガラスは、溶融温度
が９００〜１１００Ｃであり、軟化点が３２０〜４００
Ｃと低く、４００ｒ〜５００Ｃの作業温度範囲でフェラ
イトにボンディング及び充填が可能である。ＰｂＯを主
成分とする低温軟化ガラスの作業温度より著しく低温軟
化性である。

磁気ヘッドに用いられるフェライトは３００Ｃ〜呈温間
の熱膨張係数が９０〜１４０　Ｘ　１０−’／Ｃであｐ
ｌそのボンディング及び元種用ガラスの熱膨張係数は、
フェライトのそれより小さ目の方が、ガラス中にクラッ
クが発生しにくく、シかも接着力が強い。本発明のガラ
スの熱膨張係数は７０〜１３０　Ｘ　１０’−”／Ｃで
、フェライトのそれに比較して小さく、磁気ヘッド用フ
ェライトに適合したものを選択することができる。また
、本発明のガラスはＰｂＯガラスの様に金属鉛とフェラ
イトとの反応析出物の心配も無く、シかも摩耗もしにく
いと云う利点がある。

本発明のガラス原料としては焼成により、前記成分の酸
化物もしくはそれらの混合物を生ずるものであればどの
様なものでもよい。

次に、本発明のガラスの製造方法について説明する。ガ
ラス原料を配合および混合し、アルミナルツボ又は白金
ルツボに入れ、電気炉中で９００〜１０５０Ｃ，２時間
溶融、混合した。冷却は２５０〜３００Ｃに保持しであ
る黒鉛ジグにガラスを流１込み、その後空冷してガラス
を製造した。

１噂ζ　ｌ ぞ発明の実施例〕 次に本発明の実施例を示し更に具体的に説明する。

第１表〜第４表に本発明の実施例を、第５表に比較例の
ガラス組成を示す。またそれらの物性値を第６表〜第８
表に示す。なお、各ガラスの物性測定方法は以下のとお
りである。また各ガラスの熱膨張係数と軟化点の関係を
第１図〜第３図に示した。

（１）転移点、屈伏点および軟化点 粉末にしたガラスを示差熱分析装置を用いて、昇温速度
１０Ｃ／ｍで、それぞれの温度を測定した。

（２）熱膨張係数 ５φＸ２０ｍの円柱状に加工したガラスを測定試料とし
て、熱膨張計を用いて、昇温速［ＩＱＣ／−で測定した
。

第　　　７　　　表 第　　　８　　　表 第６表〜第８表の物性値および第１図〜第３図より、本
発明のガラスは従来のＰｂＯを主成分とするガラスより
軟化点が低く、熱膨張係数の点でもＰｂＯ系と同等もし
くはそれ以下の値を示している。

第１図から、本発明のガラスの軟化点は３２０〜４００
ｔｌ：’であり、従来のガラスと比較するとより低い。

また本発明のガラスの熱膨張係数は、７０〜１３０ｘ１
０−？／Ｃであり、従来のガラスと異なシ軟化点の変化
が少ない。すなわち、従来のガラスは、低膨張率のもの
ほど高融点であるが、本発明のガラスは熱膨張係数が小
さくてもそれほど高融点にならず、低温でボンディング
や充填が可能である。

第２図および第３図から明らかなように、本発明のガラ
スの転移点および屈伏点は従来のガラスよシ低く、転移
点が２４０〜３１０Ｃであり、屈伏点が２７０〜３５０
Ｃでおる。これらについても、従来のガラスと比較する
と、熱膨張係数の変化に伴う転移点及び屈伏点の温度変
化が少ない。

また、本発明のガラスは、従来の低温軟化夛ラスと異な
りＰｂＯを含まないので、フェライトを侵食することな
く、また、低温で作業できるので他の被ボンデイング材
や被充填材に対する熱的影響が少ない。

図中の記号は以下の通りである。

・　本発明ガラス ○　ＰｂＯを主成分とする低温軟化ガラスΔ　Ｚｎ０−
ＰｚＯｓ　　ＮａｚＯＢ２Ｏ３ＶｚＯｓ系ガラス ロ　　Ｂｔｕｓ　　　ｚｎｏ　　　Ｖｉｅｓ　　　Ｂｉ
ｚＯｘ　　Ｔｌ２Ｏ系ガラス 〔発明の効果〕 本発明は、低温軟化ガラスＰｂＯをまったく含まず、■
２０ｓを主成分とする新規な低温軟化ガラスであり、軟
化点が３２０〜４００ｔＺ’と低く、熱膨張係数が７０
〜１３０Ｘ１０”／Ｃであり、熱膨張係数のちがいによ
る軟化点の変化が少なく、作業温度範囲も４００〜５０
０Ｃと著しく低いと云う効果があるので、セラミックス
の低温ボンデインクやセラミックスへの低温充填材、特
に磁気ヘッド用ボンディング材および充填材としてすぐ
れている。

てプロットしたもので、第１図は、ガラスの熱膨張係数
と軟化点、第２図は熱膨張係数と転移点をそして第３図
は熱膨張係数と屈伏点の関係を示し死因である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水を除く組成が、 （ａ）Ｖ＿２Ｏ＿５　３５〜７０ｗｔ％ （ｂ）Ｐ＿２Ｏ＿５　１５〜３０ｗｔ％ （ｃ）Ｎａ＿２Ｏ、Ｋ＿２Ｏ、Ｒｂ＿２Ｏ、Ｃｓ＿２Ｏ
   、ＴｅＯ＿２およびＴｌ＿２Ｏ から選ばれる少なくとも１種 （但しＮａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ＋Ｒｂ＿２Ｏ＋Ｃｓ＿２Ｏ
   　１５ｗｔ％以下ＴｅＯ＿２　２５〃 Ｔｌ＿２Ｏ　２０〃） を含むガラス組成物。 ２、水を除く組成が、 （ａ）Ｖ＿２Ｏ＿５　３５〜７０ｗｔ％ （ｂ）Ｐ＿２Ｏ＿５　１５〜３０ｗｔ％ （ｃ）Ｎａ＿２Ｏ、Ｋ＿２Ｏ、Ｒｂ＿２Ｏ、Ｃｓ＿２Ｏ
   、ＴｅＯ＿２およびＴｌ＿２Ｏ から選ばれる少なくとも１種 （但しＮａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ＋Ｒｂ＿２Ｏ＋Ｃｓ＿２Ｏ
   　１５ｗｔ％以下ＴｅＯ＿２　２５ｗｔ％以下 Ｔｌ＿２Ｏ　２０〃） （ｄ）Ｂ＿２Ｏ＿３、ＺｎＯ、Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ
   ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｓｂ＿２Ｏ＿５およびＣｏＯ から選ばれる少なくとも１種 （但し　Ｂ＿２Ｏ　１０ｗｔ％以下 ＺｎＯ　１６〃 Ｂｉ＿２Ｏ＿３　１２〃 ＳｉＯ＿２　３〃 Ａｌ＿２Ｏ＿３　５〃 Ｓｂ＿２Ｏ＿５　７〃 ＣｏＯ　１〃） を含むガラス組成物。