JP4834654B2 - Thin glass manufacturing method, glass molded product manufacturing apparatus, information recording medium glass substrate manufacturing method, optical component manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、連続的に流出する溶融ガラスから所要の容量のガラス塊を分断し、形成されたガラス塊を順次プレス成形してガラスレンズや情報記録媒体用基板に用いられる肉薄ガラスを製造する方法、並びに製造装置に関する。さらに、本発明は、この肉薄ガラスに研削、研磨加工を施して光学部品や情報記録媒体用基板を製造する方法に関する。特に本発明は、情報記録媒体用基板のような薄板平板形状や、外径に比して肉薄のガラスブランクをプレス成形し、このガラスブランクを研削、研磨して光学レンズとし、あるいは、情報記録用媒体用基板の場合は更に表面に情報記録層形成して情報記録媒体を作成する方法に関するものである。 The present invention is a method for producing a thin glass used for a substrate for a glass lens or an information recording medium by dividing a glass lump of a required volume from a continuously flowing molten glass and sequentially press-molding the formed glass lump. And a manufacturing apparatus. Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing an optical component or an information recording medium substrate by subjecting the thin glass to grinding and polishing. In particular, the present invention is a thin plate shape such as a substrate for information recording media or a glass blank that is thinner than the outer diameter, and this glass blank is ground and polished to form an optical lens, or information recording The present invention relates to a method for forming an information recording medium by forming an information recording layer on the surface of the substrate for a recording medium.
溶融ガラスから成形型を用いて直接プレス成形する方法(ダイレクトプレス法)によって、比較的肉薄で曲がりの無い肉薄ガラスを得る方法が知られている。 There is known a method of obtaining a thin glass that is relatively thin and without bending by a method of directly press-molding from a molten glass using a mold (direct press method).
第一の方法は、特開平5−105458号公報(特許文献1)に示された方法がある。この方法はダイレクトプレス法におけるある程度限られた時間のプレス成形の際に対称的な熱除去を達成し、成形表面およびガラス温度が全てガラスの軟化点より下でほとんど平衡になるようにするために、溶融ガラスとの実質的接触時間が長い受け成形(下型)表面と対向成形(上型)表面を所定の異なった温度に加熱することを特徴のひとつとしている。 The first method is the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-105458 (Patent Document 1). This method achieves symmetrical heat removal during press molding for some limited time in the direct press method, so that the molding surface and glass temperature are all almost equilibrated below the softening point of the glass. One of the characteristics is that the surface of the receiving molding (lower mold) and the surface of the opposing molding (upper mold) are heated to different predetermined temperatures for a substantial contact time with the molten glass.
第二の方法は、特開平10-236831号公報(特許文献2)に示された方法である。この方法は、プレス成形をガラス内部がガラス転移点より高い温度状態にある時に上型を離して終了し、肉薄板状ガラス内部が(プレス成形時の温度より低く)ガラス転移点より高い温度状態にあるうちに反りを修正するプレスを施すことを特徴とする。 The second method is the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-236831 (Patent Document 2). This method ends press forming when the glass interior is at a temperature higher than the glass transition point, and the upper die is released, and the inside of the thin sheet glass is lower than the glass transition temperature (lower than the temperature during press molding). It is characterized by applying a press to correct the warp while
第三の方法は、特開2004−107098号公報(特許文献3)に示された方法である。この方法は、プレス成形後に成形型より板状ガラスを取り出した後、ガラスの温度が屈伏点以下かつ歪点を超える温度であるときに、板状ガラスの主表面に圧力を加えるか、ないしは、圧力を加えてアニールすることにより反りを修正することを特徴のひとつとしている。
ダイレクトプレス方式ではプレス成形後、板状ガラスは一般に下型の上に載置された状態で回転テーブルの回転に伴い移動し、所定の位置に到達したところで回転テーブル脇に設置された取り出し装置により板状ガラスのみが、吸着等の方法で下型上から取り出され、次工程の徐冷装置に移し替えられるのが一般的である。この間(プレス終了して上型が上方に離脱した後、板状ガラスが下型から取り外されるまでの間)、板状ガラスの下面と上面は極めて大きく異なる冷却条件下に置かれることになる。つまり、下面側は、熱容量が比較的大きく、熱伝導率の高い金属性(鋳鉄等)の下型に面接触した状態で(熱伝導により)熱交換が成されるのに対し、上面側はほぼ室温の空気中への放射と対流による熱伝達により熱交換が成されることになる。そのため限られた下型停止時間内での短時間のプレス直後にはまだ塑性変形可能な温度域にあったと考えられる板状ガラス内部が、冷却により固化、熱収縮する際に、上下面の全く異なる冷却条件に置かれ、その結果、プレス時の形状を保つことが難しくなる。特に成形形状が、形状を保つ強度が小さい薄板形状に近い場合は、上下面の冷却速度差によって発生した応力が内部応力として残留しにくく変形(反り、うねり)として解放されやすいことになる。 In the direct press method, after press forming, the sheet glass generally moves with the rotation of the rotary table while being placed on the lower mold, and when it reaches a predetermined position, it is taken out by a take-out device installed beside the rotary table. In general, only the plate-like glass is taken out from the lower mold by a method such as adsorption and transferred to a slow cooling apparatus in the next step. During this time (after the press is finished and the upper mold is released upwards, until the glass sheet is removed from the lower mold), the lower surface and the upper surface of the glass sheet are subjected to extremely different cooling conditions. In other words, the lower surface side has a relatively large heat capacity, and heat exchange is performed (by heat conduction) in a state of being in surface contact with a lower mold of metallic material (such as cast iron), while the upper surface side is Heat exchange is achieved by radiation into the air at about room temperature and heat transfer by convection. Therefore, immediately after pressing for a short time within the limited lower mold stop time, the inside of the plate glass considered to be still in the temperature range where plastic deformation can be solidified by cooling and thermally contracted. It is placed in different cooling conditions, and as a result, it becomes difficult to maintain the shape during pressing. In particular, when the molded shape is close to a thin plate shape having a small strength for maintaining the shape, the stress generated by the difference in cooling rate between the upper and lower surfaces hardly remains as internal stress and is easily released as deformation (warp, swell).
ここで熱容量が大きく、熱伝導性に優れた下型と面接触している板状ガラス下面は型とほぼ一体のものとして全面で温度差の小さな冷却が実現できるのに対し、上型が離脱した後の上面側は基本的に大気側に露出しており、ガラスが薄ければ薄いほど、気流も含め外気の変動の影響をデリケートに受けやすく、均一な冷却を実現することは難しい。 Here, the lower surface of the glass sheet that is in surface contact with the lower mold, which has a large heat capacity and excellent thermal conductivity, can be cooled with a small temperature difference across the entire surface, making the upper mold separate The upper surface side after exposure is basically exposed to the atmosphere side, and the thinner the glass, the more sensitive it is to the effects of fluctuations in the outside air, including the air flow, and it is difficult to achieve uniform cooling.
特許文献1に示された方法は、ガラス塊が下型に接触を開始してから、上型と下型との間でのプレスが終了するまでの板状ガラスへの上型に対する下型の「過剰接触時間」の影響を排除するために、プレス時の下型と上型を異なった温度に維持し、プレス中に板状ガラス中央面を中心にして熱が上下に対称的に除去されることで反りの発生が起こらないとしている。また同時にそのためには板状ガラスから十分な熱が除去されるのに十分な時間板状ガラスをプレスする必要があるとしており、実施例2においては保圧(プレス)時間は1.35秒から1.65秒、実施例1,3においては1.5秒と記されている。プレス時間1.5秒を確保しようとした場合、プレス前後の下型の移動、停止に要する時間、上型の下降に要する時間等を含めて考慮すると、分当たりのプレス可能回数は25枚くらいが限界となり、この長いプレス時間が当該装置での板状ガラスの時間当たり生産数の制約となってしまう問題がある。 The method shown in Patent Document 1 is that the lower die relative to the upper die on the plate glass from when the glass block starts to contact the lower die until the press between the upper die and the lower die is completed. To eliminate the influence of "excessive contact time", the lower and upper molds are kept at different temperatures during pressing, and heat is removed symmetrically around the center of the glass sheet during pressing. It is said that no warping occurs. At the same time, it is necessary to press the plate glass for a time sufficient to remove sufficient heat from the plate glass. In Example 2, the pressure holding (pressing) time is from 1.35 seconds. 1.65 seconds, and in Examples 1 and 3, 1.5 seconds are indicated. When securing the press time of 1.5 seconds, considering the time required to move the lower die before and after pressing, the time required to stop, the time required to lower the upper die, etc., the number of pressable times per minute is about 25 sheets. However, there is a problem that this long press time becomes a limitation on the number of sheet glass produced per hour in the apparatus.
また、プレスにおいて、「鋳型表面および板状ガラスの温度が全て板状ガラスの軟化点未満でほとんど平衡になるまでの十分な時間プレスする」と記しているが、軟化点未満であっても屈伏点前後の温度であれば十分に、それ以降板状ガラス上下面が不均一な冷却条件に晒されることで再び反りは発生するという問題もある。従って、この方法は、反りの無い板状ガラスを得る方法としてガラス転移点以下(更に望ましくは歪点以下)の温度に冷却されるまでプレスを継続しない限り十分な方法とは言えない。その場合、プレス時間は更に長くなることになり、当該装置での板状ガラスの時間当たり生産数はその分少なくならざるを得ない。 In addition, in the press, it is stated that “press for a sufficient time until the temperature of the mold surface and the glass sheet are all below the softening point of the glass sheet and become almost equilibrated.” If the temperature is around the point, the upper and lower surfaces of the glass sheet are exposed to non-uniform cooling conditions, and warpage occurs again. Therefore, this method cannot be said to be a sufficient method as long as the press is continued until it is cooled to a temperature below the glass transition point (more preferably below the strain point) as a method for obtaining a flat glass having no warp. In that case, the pressing time is further increased, and the number of sheet glass produced per hour in the apparatus must be reduced accordingly.
特許文献2に示された方法は、プレス後板状ガラスがプレス時より低温でガラス転移点より高温域にある時に反り修正のためのプレスを行う方法である。しかし、プレス時と同様、反り修正プレス時の上型との接触により熱交換可能な時間は極限られており、上型の接触により一旦は平面度が改善されたとしても、それ以降ガラス転移点を割り込む温度になるまでは板状ガラス上下面で大きく異なった速度で冷却されることは避けられない。そのため、0.5秒未満程度の短時間のプレス後、板状ガラス上面側に何ら強制冷却操作を加えない場合に比べて特許文献2の段落0041の表1に示されているように、ある程度の改善効果は見込めるものの、反り量を安定的に0.03mm未満にすることは難しい。 The method disclosed in Patent Document 2 is a method in which pressing for correcting warpage is performed when the glass sheet after pressing is at a temperature lower than that during pressing and in a temperature range higher than the glass transition point. However, as with pressing, the time during which heat exchange is possible due to contact with the upper die during warping correction pressing is extremely limited, and even if the flatness is improved once due to contact with the upper die, the glass transition point thereafter. It is inevitable that the sheet glass is cooled at a significantly different speed until the temperature reaches a temperature that cuts in the glass. Therefore, after pressing for a short time of less than about 0.5 seconds, as shown in Table 1 of paragraph 0041 of Patent Document 2, as compared with the case where no forced cooling operation is applied to the upper surface side of the sheet glass, However, it is difficult to make the amount of warpage stably less than 0.03 mm.
特許文献3に示された方法は、成形型より板状ガラスが取り出された後に通常の徐冷(アニール)工程に加え、平面度を改善するために別の工程を要する。そのため、生産コスト増要因になることと、一旦反りが発生した状態で歪点近くまで冷却された板状ガラスを強制的にアニール時に熱を加えて反りを修正しようとした場合、変形に伴う余剰長さ分が平坦化しようとした際に小さなうねりとして除去しきれない現象が避けられないという問題がある。 The method disclosed in Patent Document 3 requires another step in order to improve the flatness in addition to the usual slow cooling (annealing) step after the plate-like glass is taken out from the mold. Therefore, it becomes a factor of increasing production cost, and if it is attempted to correct the warpage by forcibly applying heat at the time of annealing the glass sheet that has been cooled to near the strain point once warpage has occurred, surplus due to deformation When flattening the length, there is a problem that a phenomenon that cannot be removed as a small undulation is unavoidable.
本発明は、ダイレクトプレス方式において、生産数を大きく減少させることなく、反りの極めて小さな肉薄ガラス成形品を得ることができる製造方法及び肉薄ガラス成形品を製造するための装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a manufacturing method and an apparatus for manufacturing a thin glass molded product that can obtain a thin glass molded product with extremely small warpage without greatly reducing the number of production in the direct press method. And
さらに本発明は上記本発明の製造方法で得られる肉薄ガラス成形品を用いた、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、この製造方法で得られた情報記録媒体用ガラス基板を用いた情報記録体、更地は、本発明の製造方法により得られる肉薄ガラスを用いた、光学部品の製造方法を提供することを目的とする。 Furthermore, the present invention provides a method for producing a glass substrate for information recording medium using the thin glass molded article obtained by the production method of the present invention, and an information recording body using the glass substrate for information recording medium obtained by this production method. Further, the object of the present invention is to provide a method for producing an optical component using the thin glass obtained by the production method of the present invention.
上記課題を解決するための本発明は以下のとおりである。
[1]プレス用下型成形面上に供給された溶融ガラス塊を、前記プレス用下型に対向したプレス用上型の成形面とでプレス成形して肉薄ガラスを製造する方法であって、
前記プレス成形後に前記プレス用上型をプレス成形品上から撤去した後、プレス用下型成形面上からプレス成形品を取り出すまでの間の少なくとも一部の期間、前記プレス成形品上に冷却用上型を載置して、前記プレス成形品の上下面の冷却状態を均衡させることを特徴とする肉薄ガラスの製造方法。
[2]前記冷却用上型は、前記プレス成形品との接触面の曲率が成形品の上面の曲率と同一である[1]に記載の製造方法。
[3]前記冷却用上型は、熱容量、表面積、熱伝導率特性、および表面の放射率特性の少なくとも1つがプレス用下型と近似する[1]に記載の製造方法。
[4]前記プレス成形品上に冷却用上型を載置する時には、前記冷却用上型は、プレス用下型とほぼ同じ温度に予熱されている[1]に記載の製造方法。
[5]前記溶融ガラス塊は、流出する溶融ガラスを所定容量に分断することで形成され、かつ順次間欠的に移動するプレス用下型成形面の上に受けられ、
前記プレス成形は、前記プレス用下型が対向したプレス用上型が設置される所定の位置で停止し、プレス用上型との間でプレス用下型の停止時間の範囲内の時間で行われ、
前記冷却用上型のプレス成形品への載置は、プレス成形の次の停止位置から、プレス成形品の取り出し位置の前の停止位置まで行われ、
プレス成形品の取り出しは、ガラス屈伏点以下の温度になってから行われ、
取り出し後のプレス成形品は、徐冷される
[1]に記載の製造方法。
[6]所定の割り出し位置で間欠停止−回転する円形テーブル上の外周帯域の同一円周上に、割り出し位置に相当する等間隔に交換可能なプレス用下型が配され、
上記テーブルの各下型の停止位置において、少なくとも分断されたガラス塊を受ける位置、上型及び下型でプレス成形する位置、プレス成形品上に予熱した冷却用上型を積載する位置、冷却用上型を取り外す位置、下型上のプレス成形品を取り出す位置が、それぞれ独立して設定でき、
上記プレス成形する位置にプレス用上型を備え、
上記冷却用上型を積載する位置で、プレス成形品上に積載され、冷却用上型を取り外す位置で、プレス成形品上から取り外されることができる冷却用上型を備えることを特徴とする肉薄ガラスの製造装置。
[7]前記冷却用上型は、熱容量、表面積、熱伝導率特性、および表面の放射率特性の少なくとも1つが、下型と近似する[6]に記載の製造装置。
[8]前記冷却用上型をガラス軟化点以下の任意の予熱温度に設定できる加熱装置をさらに含む[6]に記載の製造装置。
[9][1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法により製造された肉薄ガラスの主表面を研削及び研磨して情報記録媒体用ガラス基板を得ることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
[10][9]に記載の製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板の主表面に少なくとも情報記録層が形成されてなる情報記録体。
[11][1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法により製造された肉薄ガラスの主表面を研削及び研磨して光学部品を得ることを特徴とする光学部品の製造方法。
The present invention for solving the above problems is as follows.
[1] A method for producing a thin glass by press-molding a molten glass lump supplied on a pressing lower mold forming surface with a forming surface of an upper pressing mold facing the lower pressing mold,
After the press molding, the upper die for pressing is removed from the press-molded product and then cooled on the press-molded product for at least a part of the period from when the press-molded product is taken out from the lower mold molding surface. A method for producing thin glass, wherein an upper die is placed to balance the cooling state of the upper and lower surfaces of the press-formed product.
[2] The manufacturing method according to [1], in which the cooling upper mold has the same curvature of the contact surface with the press-molded product as the curvature of the upper surface of the molded product.
[3] The manufacturing method according to [1], wherein the cooling upper die approximates at least one of a heat capacity, a surface area, a thermal conductivity characteristic, and a surface emissivity characteristic to a press lower die.
[4] The manufacturing method according to [1], wherein when the upper mold for cooling is placed on the press-molded product, the upper mold for cooling is preheated to substantially the same temperature as the lower mold for press.
[5] The molten glass lump is formed by dividing the molten glass flowing out into a predetermined volume, and is received on a lower mold forming surface for press that sequentially moves,
The press molding is stopped at a predetermined position where the upper die for pressing facing the lower die for pressing is installed, and is performed within a time range of the stop time of the lower die for pressing with the upper die for pressing. I,
Placement of the cooling upper die on the press-molded product is performed from the next stop position of the press molding to the stop position before the take-out position of the press-molded product,
The take-out of the press-molded product is performed after the temperature becomes below the glass yield point,
The press-molded product after taking out is the manufacturing method according to [1], which is gradually cooled.
[6] Intermittent stop at a predetermined indexing position-On the same circumference of the outer peripheral band on the rotating circular table, a lower die for pressing that is replaceable at equal intervals corresponding to the indexing position is arranged.
At the stop position of each lower mold of the above table, the position for receiving at least the broken glass lump, the position for press molding with the upper mold and the lower mold, the position for loading the preheated upper mold for cooling on the press molded product, and for cooling The position to remove the upper mold and the position to take out the press molded product on the lower mold can be set independently,
An upper die for pressing is provided at the press molding position,
It is equipped with a cooling upper die that is loaded on the press-molded product at a position where the cooling upper die is loaded and can be removed from the press-molded product at a position where the cooling upper die is removed. Glass manufacturing equipment.
[7] The manufacturing apparatus according to [6], wherein the upper mold for cooling is similar to the lower mold in at least one of heat capacity, surface area, thermal conductivity characteristics, and surface emissivity characteristics.
[8] The manufacturing apparatus according to [6], further including a heating device capable of setting the cooling upper mold to an arbitrary preheating temperature equal to or lower than a glass softening point.
[9] An information recording medium glass substrate obtained by grinding and polishing a main surface of a thin glass produced by the production method according to any one of [1] to [5]. A method for producing a glass substrate.
[10] An information recording body in which at least an information recording layer is formed on the main surface of the glass substrate for information recording medium manufactured by the manufacturing method according to [9].
[11] A method for producing an optical component, characterized in that an optical component is obtained by grinding and polishing a main surface of a thin glass produced by the production method according to any one of [1] to [5].
肉薄形状のガラス成形において、反りの発生を抑制する最も効果的な方法は、肉薄ガラスの冷却過程において新たに永久歪みが発生しない温度域(歪点近傍)近くまで、肉薄ガラスを擬似的に「熱的に肉薄でない形状」のまま、両面をできるだけ近い速度で冷却することであると本発明者らは考えた。本発明において、「熱的に肉薄でない形状」にするとは、肉薄ガラスを、変形できないよう形状を規制した状態で、熱容量が比較的大きく、熱伝導率の大きな物体で包み込んでしまうことである。これにより、肉薄ガラス全面がほとんど温度差を持つことなくゆっくり冷却したいという目的を比較的容易に実現できる。包み込んだ物体の外部が比較的大きな熱的な環境変動に晒されても、肉薄ガラス両面上の微小部分毎での冷却速度差は抑制され、反りも残留応力もほとんど発生することなく、歪点を割り込み冷却されることになり、その後不均一な冷却条件に晒されても変形を起こすことはない。 In thin-walled glass molding, the most effective method for suppressing the occurrence of warping is to simulate the thin-walled glass to near the temperature range (near the strain point) where permanent deformation does not newly occur during the thin-glass cooling process. The present inventors considered that the both surfaces are cooled at a speed as close as possible while keeping the “thermally thin shape”. In the present invention, “a shape that is not thermally thin” means that the thin glass is encased in an object having a relatively large heat capacity and a high thermal conductivity in a state where the shape is restricted so that it cannot be deformed. As a result, the objective of slowly cooling the entire thin glass surface with almost no temperature difference can be realized relatively easily. Even if the outside of the encased object is exposed to relatively large thermal environmental fluctuations, the cooling rate difference between the small parts on both sides of the thin glass is suppressed, and there is almost no warping or residual stress, and the strain point Will be interrupted and will not be deformed even if exposed to non-uniform cooling conditions.
本発明によれば、ダイレクトプレス方式での肉薄形状のガラスプレス成形において、肉薄ガラスを下型から取り外して徐冷工程に移送する前ないしは移送後に反り修正のために従来行われていた熱処理を行うことなく、反りの極めて小さな肉薄ガラスを得る成形方法ならびにそのための装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、溶融ガラスのもつ熱量を有効に利用することができ、単位時間当たり生産数も犠牲にすることもなく、ダイレクトプレス方式での特に肉薄形状の成形において、例えば、毎分45枚程度の生産も可能である。 According to the present invention, in the thin glass press molding by the direct press method, the heat treatment conventionally performed for correcting the warp is performed before or after the thin glass is removed from the lower mold and transferred to the slow cooling process. Therefore, it is possible to provide a molding method and an apparatus therefor for obtaining a thin glass with extremely small warpage. Furthermore, according to the present invention, the amount of heat of the molten glass can be used effectively, and the number of production per unit time is not sacrificed. Production of about 45 minutes is also possible.
以下に、本発明をより具体的に説明する。
本発明の肉薄ガラスの製造方法は、プレス用下型成形面上に供給された溶融ガラス塊を、前記プレス用下型に対向したプレス用上型の成形面とでプレス成形して肉薄ガラスを製造する方法である。プレス用下型成形面上に供給された溶融ガラス塊を、前記プレス用下型に対向したプレス用上型の成形面とでプレス成形して肉薄ガラスを製造する方法は、すでに知られた方法である。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
The method for producing a thin glass of the present invention comprises a step of press-molding a molten glass lump supplied on a lower mold forming surface for pressing with a molding surface of an upper mold for pressing opposite to the lower mold for pressing to produce the thin glass. It is a manufacturing method. A method for producing thin glass by press-molding a molten glass lump supplied onto a lower mold surface for pressing with a molding surface of the upper mold for pressing opposed to the lower mold for pressing is a known method. It is.
本発明は、上記方法において、前記プレス成形後に前記プレス用上型をプレス成形品上から撤去した後、プレス用下型成形面上からプレス成形品を取り出すまでの間の少なくとも一部の期間、前記プレス成形品上に冷却用上型を載置して、前記プレス成形品の上下面の冷却状態を均衡させることを特徴とする。 The present invention, in the above method, after removing the upper mold for pressing from the press-molded product after the press molding, at least a part of the period until the press-molded product is taken out from the lower mold molding surface for press, An upper die for cooling is placed on the press-formed product to balance the cooling state of the upper and lower surfaces of the press-formed product.
肉薄ガラスの典型的なものは、平面寸法(例えば、円盤形状の場合は直径)に対する最も厚みが薄い部分(最薄部)の厚みの比(最薄部の厚み/平面寸法)が1/50以下であるようなガラスである。中でも前記比(最薄部の厚み/平面寸法)が1/10以下のガラスの成形に本発明は好適である。前記比の下限に特に制限はないが、前記比が1/200以上のガラスの成形により好適であり、1/100以上のガラスの成形にさらに好適である。こうしたものの典型例は板状ガラスであり、より具体的には円盤状ガラスである。 A typical thin glass has a thickness ratio (thinnest part thickness / planar dimension) of the thinnest part (thinnest part) to planar dimension (for example, diameter in the case of a disk shape) of 1/50. The glass is as follows. In particular, the present invention is suitable for molding a glass having the ratio (thickness of the thinnest portion / planar dimension) of 1/10 or less. Although there is no restriction | limiting in particular in the lower limit of the said ratio, The said ratio is suitable for shaping | molding of the glass of 1/200 or more, and is further suitable for shaping | molding of glass of 1/100 or more. A typical example of such a material is a plate-like glass, and more specifically a disc-like glass.
以下、本明細書において、単に下型、上型と表記する型は、いずれも、プレス用の下型及び、プレス用の上型を意味する。 Hereinafter, in the present specification, the molds simply referred to as a lower mold and an upper mold mean a lower mold for pressing and an upper mold for pressing.
本発明で用いられる冷却用上型は、プレス成形後からプレス用下型から取り出される前までの間の少なくとも一部の期間における、プレス成形品の上下面の冷却状態を均衡させるために用いられる。そのため、そのような機能を有するものであれば、良い。冷却用上型は、得られる肉薄ガラスが反りの極めて小さないものとなるという観点からは、プレス成形品との接触面の曲率が成形品の上面の曲率と同一であることが好ましい。プレス成形品の上面及び下面の形状や曲率は、目的物である肉薄ガラスの用途に応じて適宜決定でき、それに応じて、冷却用上型のプレス成形品との接触面の曲率も、適宜決定できる。 The upper mold for cooling used in the present invention is used to balance the cooling state of the upper and lower surfaces of the press-formed product in at least a part of the period from after press molding to before being taken out from the lower mold for press. . Therefore, it is good if it has such a function. In the cooling upper mold, it is preferable that the curvature of the contact surface with the press-molded product is the same as the curvature of the upper surface of the molded product from the viewpoint that the thin glass obtained has a very small warpage. The shape and curvature of the upper and lower surfaces of the press-formed product can be determined as appropriate according to the intended use of the thin glass that is the object, and accordingly, the curvature of the contact surface with the upper mold press-formed product is also determined accordingly. it can.
冷却用上型は、熱容量、表面積、熱伝導率特性、および表面の放射率特性の少なくとも1つがプレス用下型と近似することが、プレス成形後からプレス用下型から取り出される前までの間の少なくとも一部の期間における、プレス成形品の上下面の冷却状態を均衡させるという観点からは好ましい。表面の放射率特性とは、黒体放射を1.0とした時の、その物体表面が持つ放射率を意味する。放射率が高ければ(1.0に近ければ)単位面積、単位時間当たりより多くの熱量を放射できる。 The upper mold for cooling is from the time after press molding until before it is taken out from the lower mold for press that at least one of the heat capacity, surface area, thermal conductivity characteristic, and surface emissivity characteristic is similar to the lower mold for press. From the viewpoint of balancing the cooling state of the upper and lower surfaces of the press-formed product in at least a part of the period. The surface emissivity characteristic means the emissivity of the object surface when black body radiation is 1.0. If the emissivity is high (close to 1.0), more heat can be radiated per unit area and unit time.
熱容量、表面積、熱伝導率特性、および表面の放射率特性の「近似」とは、プレス用下型に対して、±20%以内、好ましくは±10%以内より好ましくは±5%以内、最も好ましくは±1%以内である。熱容量は、±20%以内であり、熱伝導率及び表面の放射率特性はほぼ同等(±1%以内)であることが好ましい。本発明においては、前記のように、上面側と下面側で、単位時間当たりの熱伝導+熱放射等(厳密には+対流熱伝達も)で奪われる熱量がほぼ等しければ所定の目的が達成できるため、表面の放射率特性を規定することで冷却状態を把握できる。しかし、表面積、体積、材質(熱伝導率)、表面の放射率をほぼ等しくすることでも、同様に冷却状態を把握できる。 “Approximation” of heat capacity, surface area, thermal conductivity characteristic, and surface emissivity characteristic is within ± 20%, preferably within ± 10%, more preferably within ± 5%, most with respect to the lower die for pressing. Preferably, it is within ± 1%. The heat capacity is preferably within ± 20%, and the thermal conductivity and surface emissivity characteristics are preferably substantially the same (within ± 1%). In the present invention, as described above, if the amount of heat deprived by heat conduction per unit time + heat radiation or the like (strictly + convection heat transfer) is approximately equal on the upper surface side and the lower surface side, the predetermined purpose is achieved. Therefore, the cooling state can be grasped by defining the emissivity characteristic of the surface. However, the cooling state can be similarly grasped by making the surface area, volume, material (thermal conductivity), and surface emissivity substantially equal.
本発明の方法において、溶融ガラス塊は、流出する溶融ガラスを所定容量に分断することで形成され、かつ順次間欠的に移動するプレス用下型成形面の上に受けられるものであることができる。 In the method of the present invention, the molten glass lump can be formed by dividing the molten glass flowing out into a predetermined volume, and can be received on the lower mold forming surface for pressing that sequentially moves. .
本発明の方法において、プレス成形は、プレス用下型が対向したプレス用上型が設置される所定の位置で停止し、プレス用上型との間でプレス用下型の停止時間の範囲内の時間で行われることができる。 In the method of the present invention, the press molding is stopped at a predetermined position where the upper die for pressing opposed to the lower die for pressing is installed, and within the range of the stop time of the lower die for pressing with the upper die for pressing. Can be done in time.
本発明の平面寸法に対して比較的肉薄(直径に対して最薄部の肉厚が1/10以下であるよう)な、例えば板状ガラスは、例えば、磁気ディスク用ガラス基板等の情報記録用基板に代表されるような薄板状(円盤状)ガラス基板であることができる。但し、本発明の肉薄ガラスは、情報記録用基板に限らず、光学部品用のガラスブランクであることもできる。情報記録用基板の場合、例えば、板厚が2〜4ミリ以下、直径、長さが15センチ以下のガラスが代表的である。 For example, sheet glass is relatively thin with respect to the planar dimensions of the present invention (the thickness of the thinnest part is 1/10 or less with respect to the diameter), for example, information recording such as a glass substrate for a magnetic disk. It can be a thin plate (disk shape) glass substrate as typified by a substrate for use. However, the thin glass of the present invention is not limited to the information recording substrate, but may be a glass blank for optical components. In the case of an information recording substrate, for example, a glass having a thickness of 2 to 4 mm or less, a diameter and a length of 15 cm or less is typical.
冷却用上型のプレス成形品への載置は、プレス成形の次の停止位置から、プレス成形品の取り出し位置の前の停止位置まで行われることができる。即ち、プレス成形後からプレス用下型から取り出される前までの間の少なくとも一部の期間とは、上記プレス成形の次の停止位置から、プレス成形品の取り出し位置の前の停止位置までのプレス用下型の移動時間であることができる。プレス成形品の取り出し位置の前の停止位置は、プレス成形品の取り出し位置の直前の停止位置とすることもできるが、冷却速度に応じて、プレス成形品の取り出し位置の2つ、または3つ前の停止位置とすることもできる。 The cooling upper die can be placed on the press-molded product from the stop position after the press molding to the stop position before the take-out position of the press-molded product. That is, at least a part of the period from after the press molding to before being taken out from the lower die for pressing is the press from the stop position after the press molding to the stop position before the press molded product take-out position. It can be the travel time of the mold. The stop position before the take-out position of the press-molded product may be a stop position immediately before the press-molded product take-out position, but depending on the cooling rate, two or three of the press-molded product take-out positions are used. It can also be the previous stop position.
冷却用上型は、プレス成形品上に冷却用上型を載置する時には、プレス用下型とほぼ同じ温度に予熱されていることが、冷却状態を均衡させるという観点からは好ましい。 It is preferable from the viewpoint of balancing the cooling state that the upper mold for cooling is preheated to substantially the same temperature as the lower mold for press when the upper mold for cooling is placed on the press-molded product.
本発明においては、プレスが終了してプレス用上型が肉薄ガラスから離れたらできるだけ速やかに、予め下型に近い温度(±50℃以内、望ましくは±10℃以内)に加熱された、冷却用上型をガラス成形品の上に直接載置することが好ましい。載置した時点から肉薄ガラスは、内部がまだ塑性変形可能な温度域にあるうちに上下面がガラス転移点近傍の熱容量の大きな近い温度の上下型により挟み込まれることになり、上に記したような、擬似的に「熱的に肉薄でない形状」でかつ「両面側の冷却条件をほぼ揃える」ことを実現できたことになる。このことでプレス成形時の下型―上型間の温度差、及び上型が離れた後の不均一な冷却によって発生した肉薄ガラスの内部応力が、次の下型と冷却用上型との長時間の継続的挟み込みにより反りの無い形状を保ったまま緩和されることになる。 In the present invention, as soon as the press is finished and the upper die for pressing is separated from the thin glass, it is heated as soon as possible to a temperature close to the lower die (within ± 50 ° C., preferably within ± 10 ° C.). It is preferable to place the upper mold directly on the glass molded product. From the time of placement, the thin glass is sandwiched between the upper and lower molds with the large heat capacity near the glass transition point while the inside is still in the temperature range where plastic deformation is possible, as described above In other words, it is possible to realize a pseudo “thermally thin shape” and “almost uniform cooling conditions on both sides”. As a result, the temperature difference between the lower mold and the upper mold during press molding, and the internal stress of the thin glass caused by non-uniform cooling after the upper mold is separated, cause the following lower mold and cooling upper mold to It will be relaxed while maintaining a shape without warping due to continuous pinching for a long time.
プレス成形品の取り出しは、ガラス屈伏点以下の温度になってから行われ、取り出し後のプレス成形品は、徐冷されることが適当である。 The press-molded product is taken out after the temperature reaches the glass yield point or lower, and it is appropriate that the press-molded product after taking out is gradually cooled.
例えば、表面積はプレス成形品の2〜3倍以内でありながら、熱容量は5倍以上でかつ高い熱伝導率を持つガラス転移点近傍の、例えば金属製の上下型に挟まれた状態で熱交換及び型表面からの放熱が進むことにより、肉薄ガラスはほとんど変形することなくほぼ均一な温度分布を持ってガラス転移点を割り込むことができる。この後、例えば、肉薄ガラスからまず冷却用上型、次に下型が外されて徐冷装置に転載される。冷却用上型を外す際のガラス温度は低ければ低いほどその後の変形は起こりにくく、理想的には肉薄ガラス温度が歪点を割り込むまで上下型で挟んだ状態を維持することが望ましい。現実的には、ガラスの屈伏点以下で、できるだけ低い温度(最も望ましくはガラス温度が歪点以下になるまで)に冷却されるまで肉薄ガラス成形品を、プレス用下型と冷却用上型の間に挟まれた状態に、連続して維持することが適当である。 For example, heat exchange is performed in a state of being sandwiched between upper and lower molds made of metal, for example, in the vicinity of a glass transition point having a heat capacity of 5 times or more and high thermal conductivity while having a surface area within 2 to 3 times that of a press-formed product. As the heat radiation from the mold surface proceeds, the thin glass can be interrupted at the glass transition point with almost uniform temperature distribution with almost no deformation. Thereafter, for example, the upper mold for cooling and then the lower mold are first removed from the thin glass and transferred to the slow cooling apparatus. The lower the glass temperature when removing the cooling upper mold, the less likely the subsequent deformation will occur. Ideally, it is desirable to maintain the sandwiched state between the upper and lower molds until the thin glass temperature falls below the strain point. Realistically, thin glass moldings are placed on the lower mold for pressing and the upper mold for cooling until cooled below the yield point of the glass and as low as possible (most preferably until the glass temperature falls below the strain point). It is appropriate to keep it in a state of being sandwiched between them.
但し、プレス後冷却用上型を積載するタイミングが遅く、例えば肉薄ガラス内部もがガラス転移点以下まで十分冷却が進んでいる場合は、いくら低温まで上下型で挟み込んで冷却しても当該方法での変形(反り)抑制効果は期待できない。 However, if the timing for loading the upper mold for cooling after pressing is late, for example, if the inside of the thin glass is sufficiently cooled to below the glass transition point, even if it is cooled by sandwiching it with the upper and lower molds to the low temperature, this method The deformation (warpage) suppression effect cannot be expected.
本発明の方法は、以下の本発明の肉薄ガラスの製造装置を用いて実施することができる。 The method of this invention can be implemented using the manufacturing apparatus of the thin glass of the following this invention.
本発明の肉薄ガラスの製造装置は、
所定の割り出し位置で間欠停止−回転する円形テーブル上の外周帯域の同一円周上に、割り出し位置に相当する等間隔に交換可能なプレス用下型が配され、
上記テーブルの各下型の停止位置において、少なくとも分断されたガラス塊を受ける位置、上型及び下型でプレス成形する位置、プレス成形品上に予熱した冷却用上型を積載する位置、冷却用上型を取り外す位置、下型上のプレス成形品を取り出す位置が、それぞれ独立して設定でき、
上記プレス成形する位置にプレス用上型を備え、
上記冷却用上型を積載する位置で、プレス成形品上に積載され、冷却用上型を取り外す位置で、プレス成形品上から取り外されることができる冷却用上型を備えることを特徴とする。
The apparatus for producing thin glass of the present invention comprises:
On the same circumference of the outer circumferential band on the rotating circular table at a predetermined index position, a lower die for pressing that can be exchanged at equal intervals corresponding to the index position is arranged.
At the stop position of each lower mold of the above table, the position for receiving at least the broken glass lump, the position for press molding with the upper mold and the lower mold, the position for loading the preheated upper mold for cooling on the press molded product, and for cooling The position to remove the upper mold and the position to take out the press molded product on the lower mold can be set independently,
An upper die for pressing is provided at the press molding position,
A cooling upper die that is loaded on the press-molded product at a position for loading the cooling upper die and can be removed from the press-molded product at a position for removing the cooling upper die is provided.
本発明の肉薄ガラスの製造装置で用いられる冷却用上型は、上記本発明の製造方法で説明したものと同様である。 The upper mold for cooling used in the apparatus for producing thin glass of the present invention is the same as that described in the production method of the present invention.
プレス用の下型及び上型、さらには、冷却用上型の材料は、耐熱性がありかつ高い熱伝導率のものが好ましく、例えば、グラファイト、タングステン合金、窒化物、炭化物、耐熱金属等が候補になるが、特に鋳鉄が、安価で加工しやすく、十分な強度、耐久性を持つため用い易い。 The lower mold and upper mold for pressing, and further the material of the upper mold for cooling are preferably heat-resistant and have high thermal conductivity, such as graphite, tungsten alloy, nitride, carbide, refractory metal, etc. Although it is a candidate, cast iron is particularly easy to use because it is inexpensive and easy to process and has sufficient strength and durability.
プレス用下型は、ガラス塊の供給の工程、プレス成形の工程、冷却の工程、成形品の取り出し工程等の工程を順次経るように設計され、例えばターンテーブルの円周上に複数個の下型を配置し、下型が各工程を経るようにターンテーブルを回転させることが好ましいが、直線方向に移動するように設計してもよい。また、各工程に、同時に供せられる下型の数は、単数個であってもよい。一方、プレス用上型は、プレス成形の工程に位置したプレス用下型に対向して配置される。従って、上型は、一度のプレス成形に使用される下型と少なくとも同数が必要であるが、それ以上の個数を備えてもよい。また、プレス成形後に溶融ガラスから上型に移動した熱を除去して、上型の温度が成形時の適切温度になるように短時間で温度コントロールすることができれば、上型は1個でもよい。 The lower die for pressing is designed to go through a glass lump supplying process, a press molding process, a cooling process, a molded product taking process, etc. in order, for example, a plurality of lower molds on the circumference of the turntable. Although it is preferable to arrange the mold and rotate the turntable so that the lower mold passes through each step, it may be designed to move in a linear direction. Moreover, the number of the lower mold | types simultaneously provided to each process may be single. On the other hand, the upper die for pressing is disposed to face the lower die for pressing located in the press molding process. Therefore, at least the same number of upper molds as the lower molds used for one-time press molding are required, but a larger number may be provided. In addition, if the heat transferred from the molten glass to the upper mold after press molding is removed and the temperature of the upper mold can be controlled in a short time so as to be an appropriate temperature at the time of molding, one upper mold may be used. .
次に、プレス用上型及び下型(以下、上型及び下型を成形型と呼ぶことがある)のそれぞれの成形面の温度は、プレス成形開始時に、ある所定の温度に調節される。ここで、成形型について所定の温度とは、ガラス材料を、肉薄の板状に成形するのに適した温度をいう。かかる温度は、硝子種、肉厚、ガラス板のサイズ等により適宜決定される温度である。 Next, the temperature of each molding surface of the upper mold for pressing and the lower mold (hereinafter, the upper mold and the lower mold may be referred to as a molding mold) is adjusted to a predetermined temperature at the start of press molding. Here, the predetermined temperature for the mold means a temperature suitable for molding the glass material into a thin plate. This temperature is a temperature that is appropriately determined depending on the glass type, the thickness, the size of the glass plate, and the like.
さらに、プレス成形開始時の上型および下型の成形面の温度を前記所定温度に調節するために、上型および下型に対して、必要に応じて加熱する手段、および冷却する手段が講じられる。加熱する手段としては、例えば、ニクロムヒータを下型(上型)の周囲に複数配置して加熱する手段、下型(上型)の周囲を取り囲むように配置したコイルに電流を流して導電体からなる成形型を誘導加熱する手段、ガスにより加熱する手段等がある。 Furthermore, in order to adjust the temperature of the molding surfaces of the upper die and the lower die at the start of press molding to the predetermined temperature, means for heating and cooling means are provided for the upper die and the lower die as necessary. It is done. As a heating means, for example, a plurality of nichrome heaters are arranged around the lower mold (upper mold) and heated, and a current is passed through a coil arranged so as to surround the lower mold (upper mold). There are means for inductively heating a mold made of the above, means for heating with gas, and the like.
一方、プレス成形に供せられた成形型の温度は、高温のガラスからの熱移動によりプレス成形前に比べて上昇している。1個ないしは小数の型で連続してガラスの成形を行うためには、次のプレス成形までに成形型を冷却して、どの成形品についても同等の温度条件で成形する必要が生じる。したがって、その場合は加熱手段と同時に、冷却手段も設ける。冷却手段としては、型の中空部に水や空気を循環させる手段、水等の液体を型の中空部内面に吹き付けて気化させる手段などを採用することができる。プレス用上型の冷却に時間がかかり、成形後、次の成形までに所定の温度までに冷却できない場合等には、プレス用上型を複数個用意し、どれか1つのプレス用上型がプレス成形を行っているときに、他のプレス用上型を冷却しておき、冷却後のプレス用上型を順次プレス成形に供するようにしてもよい。 On the other hand, the temperature of the molding die used for press molding is higher than that before press molding due to heat transfer from high-temperature glass. In order to perform glass molding continuously with one or a small number of molds, it is necessary to cool the molds until the next press molding, and to mold all molded products under equivalent temperature conditions. In this case, therefore, a cooling means is provided simultaneously with the heating means. As the cooling means, means for circulating water or air in the hollow portion of the mold, means for spraying liquid such as water on the inner surface of the hollow portion of the mold, and the like can be employed. If it takes time to cool the upper die for pressing and it cannot be cooled to the predetermined temperature before molding after molding, prepare multiple upper die for pressing. During press molding, the other upper molds for pressing may be cooled, and the upper mold for pressing after cooling may be sequentially subjected to press molding.
上記本発明の肉薄ガラスの製造装置の説明を、動作説明を含めて図1を参照して行う。以下の表1に各停止位置とその機能について説明する。 The thin glass manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. Table 1 below describes each stop position and its function.
図1のP−1の真上には溶融ガラスが連続流出するフィーダーが設置されており、2枚の切断刃が間欠動作するガラス切断装置により所定容量のガラス塊がP−1の下型上に供給される。この時のガラス温度はプレス成形に最も適した温度というわけではなく、ダイレクトプレス方式の場合、ガラスの液相温度に大きな制約を受けることが多く、成形に適した粘度よりは大幅に低粘度にせざるを得ないことが多い。型温度はガラス塊が型表面に焼き付かない範囲で、プレス前に必要以上に表面が冷却され過ぎないよう十分高い温度(具体的にはガラス転移点よりやや高い温度)に保持される。下型表面にはガラスの焼き付きを防止するために離型剤と呼ばれる粉体を塗布することもできる。 A feeder through which molten glass continuously flows out is installed immediately above P-1 in FIG. 1, and a predetermined volume of glass lump is placed on the lower mold of P-1 by a glass cutting device in which two cutting blades operate intermittently. To be supplied. The glass temperature at this time is not the most suitable temperature for press molding, and in the case of the direct press method, the glass liquid phase temperature is often greatly restricted, and the viscosity is much lower than the viscosity suitable for molding. In many cases, it must be done. The mold temperature is maintained in a sufficiently high temperature (specifically, a temperature slightly higher than the glass transition point) so that the surface of the glass lump is not baked on the mold surface, and the surface is not cooled more than necessary before pressing. In order to prevent the seizure of the glass, a powder called a mold release agent can be applied to the lower mold surface.
テーブルの回転動作−停止により位置P−2に移動するとそこには下型に対向してプレスのための上型が設置されており、上型の下降動作により下型との間でガラス塊のプレス成形が行われ、次に下型がテーブル回転による移動を開始する前に上型は上方に退避しプレスを終える。 When the table is moved to the position P-2 by stopping the operation, the upper die for pressing is placed opposite the lower die, and the glass lump is moved between the lower die and the lower die by the lowering operation of the upper die. Press molding is performed, and then the upper die is retracted upward and the press is finished before the lower die starts to move by table rotation.
次に下型がP−3に移動すると、冷却用上型予熱装置で予め下型温度近くに予熱された冷却用上型が、冷却用上型予熱装置の取り出し位置で取り出され、互いに接する面が平行に保たれたまま、図示されない載置装置により下型上の肉薄ガラス成形品の上に載置される。この時、冷却用上型は肉薄ガラス成形品の表面に傷をつけないようソフトに載置することが適当である。 Next, when the lower mold moves to P-3, the upper mold for cooling preheated near the lower mold temperature by the upper mold preheating apparatus for cooling is taken out at the take-out position of the upper mold preheating apparatus for cooling, and comes into contact with each other. Are placed on the thin glass molded product on the lower mold by a placing device (not shown) while being kept parallel. At this time, it is appropriate to place the cooling upper mold softly so as not to damage the surface of the thin glass molded product.
P−3からP−8までの間、冷却用上型が肉薄ガラス成形品の上に載ったまま、下型が移動、停止を繰り返す際、双方共自然放冷しながら徐々に温度低下していく。冷却用上型は下型移動時にガラス成形品上で水平方向にずれないような位置ずれ防止機構を持つことが好ましい。防止機構は、具体的には例えば冷却用上型外周に複数箇所設置された位置決め用の突起が、下型外周にかぶさることで構成することができる。 During the period from P-3 to P-8, when the lower mold repeatedly moves and stops while the upper mold for cooling is placed on the thin glass molded product, the temperature gradually decreases while both are naturally cooled. Go. It is preferable that the upper die for cooling has a position shift prevention mechanism that does not shift in the horizontal direction on the glass molded product when the lower die is moved. Specifically, the prevention mechanism can be configured by, for example, positioning protrusions installed at a plurality of locations on the outer periphery of the cooling upper mold covering the outer periphery of the lower mold.
P-8の位置に達すると、冷却用上型は肉薄ガラス上から取り外され、冷却用上型予熱装置の戻し位置に戻される。 When the position of P-8 is reached, the upper mold for cooling is removed from the thin glass and returned to the return position of the upper mold preheating device for cooling.
P−9では、図示されない肉薄ガラス成形品取り出し装置により、肉薄ガラス成形品のみが下型から取り外され徐冷装置に移送される。P−9までに自然放冷により温度が低下した下型は、図示されていない例えば、高周波金型加熱装置により、P−1で溶融ガラスを受けるのに適切な温度までP−10からP−12間で急速に加熱される。 In P-9, only a thin glass molded product is removed from the lower mold by a thin glass molded product take-out device (not shown) and transferred to a slow cooling device. The lower mold whose temperature has been lowered by natural cooling until P-9 is not shown, for example, by a high-frequency mold heating device, from P-10 to P- to a temperature suitable for receiving molten glass at P-1. Heats rapidly between twelve.
また冷却用上型予熱装置の戻し位置に戻った冷却用上型は、冷却用上型予熱装置上の取り出し位置に移動するまでの間に、所定の温度に再加熱される。 The upper mold for cooling which has returned to the return position of the upper mold preheating apparatus for cooling is reheated to a predetermined temperature before moving to the take-out position on the upper mold preheating apparatus for cooling.
上記の例は回転テーブル式プレス装置での実施形態を示したものだが、プレス後早期に肉薄ガラスの上面側に冷却用上型を積載し、肉薄ガラスが所要の温度以下になったら冷却用上型及び下型から肉薄ガラスを取り外すという当該発明に基づく方法の適用は回転テーブル式に限るものではない。 The above example shows an embodiment with a rotary table type press device, but an upper mold for cooling is loaded on the upper surface side of the thin glass early after pressing, and when the thin glass becomes below the required temperature, Application of the method based on the present invention of removing the thin glass from the mold and the lower mold is not limited to the rotary table type.
本発明の成形プレス及び冷却用上型の積載による冷却を経て完成した肉薄ガラスは、反りがない場合と、わずかながら反りが残存している場合がある。反りを機械的研削、研磨で除去することができれば反りが残存したプレス完成品としてもよい。肉薄であるため低剛性の反ったガラス基板を単純に通常の研削、研磨すると、加工時の負荷(荷重)で一時的に弾性変形して見かけ上平坦になってしまうため、加工後にその完成品は再び反った状態に戻ってしまう。したがって、わずかながらでも反ったプレス品を研削、研磨するには、工夫が必要になる。良好な研削方法を実現するには、要は、研削する際、プレス品の湾曲が、研削のラップ盤の荷重により弾性変形することを抑制して研削すればよい。具体的には、ラップ盤の荷重を、研削開始から時間がたつに従って徐々に上げて、まず平坦なガラス基板を形成した後、板厚が所定の寸法になるように更に荷重を上げて研削すればよい。 The thin glass completed through the cooling by the molding press and the cooling upper mold stack according to the present invention may have no warp or may remain slightly warped. If the warpage can be removed by mechanical grinding or polishing, a finished press product with warpage remaining may be used. If the glass substrate warped with low rigidity due to its thin wall is simply ground and polished normally, it will be temporarily elastically deformed by the load (load) during processing and become apparently flat. Will return to warped again. Therefore, ingenuity is required to grind and polish a pressed product that is slightly warped. In order to realize a good grinding method, the main point is that the grinding of the press product is suppressed while suppressing the elastic deformation of the press product due to the load of the lapping machine for grinding. Specifically, the load on the lapping machine is gradually increased over time from the start of grinding, and after forming a flat glass substrate, the load is further increased so that the plate thickness becomes a predetermined dimension. That's fine.
本発明の製造方法により得られた肉薄ガラスは、研削、研磨等の機械加工を経て例えば情報記録媒体用ガラス基板となる。その際の研削、研磨の工程は、通常、大きく分けて、(1)荒ずり(粗研磨)、(2)砂掛け(精研削、ラッピング)、(3)第一研磨(ポリッシュ)、(4)第二研磨(ファイナル研磨、ポリッシュ)の各工程からなる。場合によっては、(1)荒ずり(粗研磨)を省略してもよい。 The thin glass obtained by the production method of the present invention becomes, for example, a glass substrate for an information recording medium through mechanical processing such as grinding and polishing. The grinding and polishing processes at that time are generally roughly divided into (1) roughing (rough polishing), (2) sanding (fine grinding, lapping), (3) first polishing (polish), (4 ) It consists of each step of the second polishing (final polishing, polishing). In some cases, (1) roughening (rough polishing) may be omitted.
次に本発明を適用することが、実用面から好適な情報記録媒体用ガラス基板のための肉薄ガラス(ガラスブランク)の形状、寸法を例示する。
(1)外径が27.4〜30mmのガラスブランク(直径1インチの情報記録媒体基板用)基板に加工されることになる部分の厚さが0.44〜0.8mmの範囲で均一であるものが好ましい。中心穴が開けられる部分の肉厚が0.8〜1.0mmの範囲であるものが、ガラスの体積と総熱量を稼ぎ、薄いガラスブランクでもプレスによって外径いっぱいに均一な厚み(基板に加工されることになる部分)のガラスブランクを成形する上で好ましい。両主表面の平坦、平滑化加工における取り代が0.05〜0.4mm、中心肉厚部分の直径が4〜6mm、目的とする基板の外径は27.4mm、厚みは0.381mm、中心穴内径は7.0mmであることが好ましい。
Next, application of the present invention exemplifies the shape and dimensions of a thin glass (glass blank) for a glass substrate for an information recording medium that is suitable from a practical aspect.
(1) The thickness of the portion to be processed into a glass blank (for an information recording medium substrate having a diameter of 1 inch) having an outer diameter of 27.4 to 30 mm is uniform within a range of 0.44 to 0.8 mm. Some are preferred. Thickness in the range where the center hole can be drilled is in the range of 0.8 to 1.0 mm, which increases the volume and total heat of the glass. This is preferable in forming the glass blank of the portion to be formed. Both main surfaces are flat, the machining allowance in the smoothing process is 0.05 to 0.4 mm, the diameter of the central thick part is 4 to 6 mm, the outer diameter of the target substrate is 27.4 mm, the thickness is 0.381 mm, The inner diameter of the center hole is preferably 7.0 mm.
(2)外径が65〜68mmのガラスブランク(直径2.5インチの情報記録媒体基板用)基板に加工されることになる部分の厚さが0.7〜1.0mmの範囲で均一であるものが好ましい。中心穴が開けられる部分の肉厚が1.1〜1.5mmの範囲であるものが、ガラスの体積と総熱量を稼ぎ、薄いガラスブランクでもプレスによって外径いっぱいに均一な厚み(基板に加工されることになる部分)のガラスブランクを成形する上で好ましい。両主表面の平坦、平滑化加工における取り代が0.05〜0.4mm、中心肉厚部分の直径が16〜19mm、目的とする基板の外径は65.0mm、厚みは0.635mm、中心穴内径は20.0mmであることが好ましい。 (2) The thickness of the portion to be processed into a glass blank (for an information recording medium substrate having a diameter of 2.5 inches) having an outer diameter of 65 to 68 mm is uniform within a range of 0.7 to 1.0 mm. Some are preferred. The thickness of the part where the center hole can be made is in the range of 1.1 to 1.5 mm, which increases the volume and total heat of the glass, and even a thin glass blank has a uniform thickness (processed on the substrate) to the full outer diameter by pressing. This is preferable in forming the glass blank of the portion to be formed. Both main surfaces are flat, the machining allowance in the smoothing process is 0.05 to 0.4 mm, the diameter of the central thick part is 16 to 19 mm, the outer diameter of the target substrate is 65.0 mm, the thickness is 0.635 mm, The inner diameter of the center hole is preferably 20.0 mm.
(3)外径が95〜98mmのガラスブランク(直径3.5インチの情報記録媒体基板用)基板に加工されることになる部分の厚さが1.05〜1.4mmの範囲で均一であるものが好ましい。中心穴が開けられる部分の肉厚が1.5〜2.1mmの範囲であるものが、ガラスの体積と総熱量を稼ぎ、薄いガラスブランクでもプレスによって外径いっぱいに均一な厚み(基板に加工されることになる部分)のガラスブランクを成形する上で好ましい。両主表面の平坦、平滑化加工における取り代が0.05〜0.4mm、中心肉厚部分の直径が21〜24mm、目的とする基板の外径は95.0mm、厚みは1.0mm、中心穴内径は25.0mmであることが好ましい。 (3) The thickness of the portion to be processed into a glass blank (for an information recording medium substrate having a diameter of 3.5 inches) having an outer diameter of 95 to 98 mm is uniform within a range of 1.05 to 1.4 mm. Some are preferred. Thickness in the range of 1.5 to 2.1 mm where the center hole can be drilled increases the volume and total heat of the glass, and even a thin glass blank has a uniform thickness (processed on the substrate) to the full outer diameter by pressing This is preferable in forming the glass blank of the portion to be formed. Both main surfaces are flat, the machining allowance in the smoothing process is 0.05 to 0.4 mm, the diameter of the central thick part is 21 to 24 mm, the outer diameter of the target substrate is 95.0 mm, the thickness is 1.0 mm, The center hole inner diameter is preferably 25.0 mm.
本発明において、アニールが施されたガラスブランク(肉薄ガラス)を室温まで冷却してから、機械加工を施すことにより、情報記録媒体用基板を製造することができる。機械加工には、中心穴を開ける加工、外径を所望の寸法に整える外径加工、面取りを行う面取り加工、ガラスブランクの主表面を平坦、平滑化するためのラッピング加工、ポリッシング加工などがある。上記ガラスブランクはプレス成形品であるが、反りがないか、非常に低減されているので、主表面の平坦化加工への負担を軽減できる。例えば、番手#400の研削砥粒を用いた一次ラッピング加工と番手#1000の研削砥粒を用いた二次ラッピング加工によって平坦化加工を行うところを、一次ラッピング加工を省略し、二次ラッピング加工とその後のポリッシング加工で主表面の平坦、平滑化加工を済ませることもできる。さらに、作製されたガラス基板を化学強化して表面に圧縮応力層を形成してもよい。 In the present invention, an annealed glass blank (thin glass) is cooled to room temperature and then machined to produce an information recording medium substrate. Machining includes center hole drilling, outer diameter processing for adjusting the outer diameter to a desired dimension, chamfering processing for chamfering, lapping processing for flattening and smoothing the main surface of a glass blank, polishing processing, and the like. . Although the glass blank is a press-molded product, there is no warpage or it is greatly reduced, so the burden on the planarization of the main surface can be reduced. For example, the primary lapping process using the count # 400 abrasive grains and the secondary lapping process using the count # 1000 abrasive grains is performed, the primary lapping process is omitted, and the secondary lapping process is performed. And the main surface can be flattened and smoothed by subsequent polishing. Furthermore, the produced glass substrate may be chemically strengthened to form a compressive stress layer on the surface.
なお、ガラスブランクの材料を結晶化ガラス母材とすれば、ガラスブランクを熱処理することによって結晶化ガラスよりなるガラスブランクを作製することもできる。そして、このガラスブランクに上記機械加工を施せば、結晶化ガラス製の情報記録媒体用基板を作製することもできる。 In addition, if the material of a glass blank is made into the crystallized glass base material, the glass blank which consists of crystallized glass can also be produced by heat-processing a glass blank. And if the said mechanical processing is given to this glass blank, the board | substrate for information recording media made from crystallized glass can also be produced.
上記結晶相を含まないガラス基板材料、結晶相を含まず化学強化されるガラス基板材料にはアルカリ金属酸化物含有のアルミノ珪酸塩ガラスやアルミノ硼珪酸塩ガラスなどの公知のガラスを使用することができる。上記結晶化ガラス基板材料にも公知のガラスを使用することができる。例えば、チタンなどの結晶核になり得る成分を含む珪酸塩ガラスなどを示すことができる。 As the glass substrate material that does not include the crystal phase and the glass substrate material that does not include the crystal phase and is chemically strengthened, a known glass such as an aluminosilicate glass or aluminoborosilicate glass containing an alkali metal oxide may be used. it can. Known glass can also be used as the crystallized glass substrate material. For example, a silicate glass containing a component that can be a crystal nucleus such as titanium can be shown.
以上のようにして結晶相を含まないガラス基板、結晶相を含まず、表面に圧縮応力層を有するガラス基板、結晶化ガラス基板などの各種、情報記録媒体用基板を作製することができる。 As described above, various types of substrates for information recording media, such as a glass substrate that does not contain a crystal phase, a glass substrate that does not contain a crystal phase and has a compressive stress layer on the surface, and a crystallized glass substrate, can be produced.
このようにして得られた基板上に情報記録層を設けて情報記録媒体を作ることができる。この基板上に情報記録層として磁性層を形成すれば磁気ディスクなどの磁気記録媒体や、光磁気記録媒体を作製することができる。さらに光記録層を設けることによって光記録媒体を作ることもできる。基板上の膜構成、膜の種類、形成方法などは公知のものを適用すればよい。 An information recording medium can be produced by providing an information recording layer on the substrate thus obtained. If a magnetic layer is formed as an information recording layer on this substrate, a magnetic recording medium such as a magnetic disk or a magneto-optical recording medium can be produced. Furthermore, an optical recording medium can be produced by providing an optical recording layer. A known structure may be applied to the film structure on the substrate, the type of film, the formation method, and the like.
さらに、上記情報記録媒体用ガラス基板は、そのガラス基板上に下地層、磁性層、保護層、潤滑層を順次積層することにより、磁気記録媒体を構成することができる。ここで、磁気記録媒体のガラス基板の材質としては、たとえば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。さらに、好ましくは、次のような組成のガラスが使用される。 Further, the glass substrate for information recording medium can constitute a magnetic recording medium by sequentially laminating an underlayer, a magnetic layer, a protective layer and a lubricating layer on the glass substrate. Here, the material of the glass substrate of the magnetic recording medium is, for example, aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, chain silicate glass, or crystallized glass. Examples thereof include glass ceramics. Further, preferably, a glass having the following composition is used.
(1)結晶化ガラス1重量%表示で、SiO2 が60〜87%、Li2 Oが5〜20%、Na2 Oが0〜5%、K2 Oが0〜10%、Na2 OとK2 Oが合計で0.5〜10%、MgOが0.5〜7.5%、CaOが0〜9.5%、SrOが0〜15%、BaOが0〜13%、ZnOが0〜13%、B2 O3 が0〜10%、Al2 O3 が0〜10%、P2 O5 が0.5〜8%、TiO2 が0〜5%、ZrO2 が0〜3%、SnO2 が0〜3%、As2 O3 とSb2 O3 が合計で0〜2%、上記金属酸化物の1種以上の金属元素のフッ化物をFの合計量として0〜5%含有し、場合により着色成分として、V2 O5 、CuO、MnO2 、Cr2 O3 、CoO、MoO3 、NiO、Fe2 O3 、TeO2 、CeO2 、Pr2 O3 、Nd2 O3 、Er2 O3 の群より選ばれた少なくとも1種を0〜5%含有し、主結晶としてリチウムジシリケート、場合によりα−クリストバライト、α−クオーツ、リチウムモノシリケート、β−スポジューメン等を含有し、結晶粒の大きさが3.0μm以下である結晶化ガラス。 (1) In the crystallized glass 1 wt% displayed, SiO 2 is 60~87%, Li 2 O is 5 to 20%, Na 2 O is 0 to 5%, K 2 O is 0%, Na 2 O And K 2 O in total 0.5 to 10%, MgO 0.5 to 7.5%, CaO 0 to 9.5%, SrO 0 to 15%, BaO 0 to 13%, ZnO 0~13%, B 2 O 3 is 0~10%, Al 2 O 3 is 0~10%, P 2 O 5 is 0.5 to 8%, TiO 2 is 0 to 5%, ZrO 2 is 0 3%, SnO 2 is 0 to 3%, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are 0 to 2% in total, and fluoride of one or more metal elements of the above metal oxide is 0 to 0 as the total amount of F 5% contained, and optionally as coloring components, V 2 O 5 , CuO, MnO 2 , Cr 2 O 3 , CoO, MoO 3 , NiO, Fe 2 O 3 , TeO 2 , CeO 2 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Er 2 O Containing 0 to 5% of at least one selected from the group of 3 and containing lithium disilicate as the main crystal, optionally α-cristobalite, α-quartz, lithium monosilicate, β-spodumene, etc. Crystallized glass having a size of 3.0 μm or less.
(2)結晶化ガラス2重量%表示で、SiO2 が45〜75%、CaOが4〜30%、Na2 Oが2〜15%、K2 Oが0〜20%、Al2 O3 が0〜7%、MgOが0〜2%、ZnOが0〜2%、SnO2 が0〜2%、Sb2 O3 が0〜1%、B2 O3 が0〜6%、ZrO2 が0〜12%、Li2 Oが0〜3%、上記金属酸化物の1種以上の金属元素のフッ化物をFの合計量として3〜12%含有し、場合により着色成分としてCr2 O3 、Co3 O4 等を含有し、主結晶としてカナサイト又はカリウム・フルオロ・リヒテライトを含有し、結晶粒の大きさが1.0μm以下である結晶化ガラス。 (2) crystallized glass 2 wt% display, SiO 2 is 45 to 75%, CaO is 4 to 30%, Na 2 O is 2 to 15%, K 2 O 0 to 20%, the Al 2 O 3 0 to 7%, MgO is 0 to 2%, ZnO is 0 to 2%, SnO 2 is 0~2%, Sb 2 O 3 is 0~1%, B 2 O 3 is 0~6%, ZrO 2 is 0-12% of Li 2 O, 0-12% of Li 2 O, one or more metal element fluorides of the above-mentioned metal oxides are contained in a total amount of 3-12% of F, and in some cases Cr 2 O 3 as a coloring component A crystallized glass containing Co 3 O 4 and the like, containing canasite or potassium fluoro-richitelite as a main crystal, and having a crystal grain size of 1.0 μm or less.
(3)ガラス3重量%表示で、SiO2 が62〜75%、Al2 O3 が4〜18%、ZrO2が0〜15%、Li2 Oが3〜12%、Na2 Oが3〜13%含有するガラス。重量%で、62〜75%のSiO2 、5〜15%のAl2 O3 、4〜10%のLi2 O、4〜12%のNa2 O、および5.5〜15%のZrO2 を含有し、かつNa2 O/ZrO2 の重量比が0.5〜2.0であり、さらにAl2 O3 /ZrO2 の重量比が0.4〜2.5である化学強化用ガラス。 (3) Glass 3% by weight, SiO 2 62-75%, Al 2 O 3 4-18%, ZrO 2 0-15%, Li 2 O 3-12%, Na 2 O 3 Glass containing ~ 13%. In weight percent, 62-75% of SiO 2, 5 to 15% of Al 2 O 3, 4 to 10% of Li 2 O, 4 to 12% of Na 2 O, and 5.5 to 15% of ZrO 2 And a weight ratio of Na 2 O / ZrO 2 is 0.5 to 2.0, and a weight ratio of Al 2 O 3 / ZrO 2 is 0.4 to 2.5. .
このようなガラス基板は、耐衝撃性や耐振動性等の向上を目的として、表面に低温イオン交換法による化学強化処理を施すことができる。ここで、化学強化方法としては、公知の化学強化法であれば特に制限されないが、例えば、ガラス転移点の観点から転移温度を超えない領域でイオン交換を行う低温型化学強化などが好ましい。化学強化に用いるアルカリ溶融塩としては、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、あるいは、それらを混合した硝酸塩などが挙げられる。 Such a glass substrate can be subjected to chemical strengthening treatment by a low-temperature ion exchange method on the surface for the purpose of improving impact resistance, vibration resistance and the like. Here, the chemical strengthening method is not particularly limited as long as it is a known chemical strengthening method. For example, low-temperature chemical strengthening in which ion exchange is performed in a region not exceeding the transition temperature is preferable from the viewpoint of the glass transition point. Examples of the alkali molten salt used for chemical strengthening include potassium nitrate, sodium nitrate, and nitrates obtained by mixing them.
下地層としては、例えば、Cr、Mo、Ta、Ti、W、V、B、Alなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料からなる下地層等が挙げられる。Coを主成分とする磁性層の場合には、磁気特性向上等の観点からCr単体やCr合金であることが好ましい。また、下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造とすることもできる。例えば、Cr/Cr、Cr/CrMo、Cr/CrV、CrV/CrV、Al/Cr/CrMo、Al/Cr/Cr、Al/Cr/CrV、Al/CrV/CrV等の多層下地層等が挙げられる。 Examples of the underlayer include an underlayer made of at least one material selected from nonmagnetic metals such as Cr, Mo, Ta, Ti, W, V, B, and Al. In the case of a magnetic layer containing Co as a main component, Cr alone or a Cr alloy is preferable from the viewpoint of improving magnetic characteristics. Further, the base layer is not limited to a single layer, and may have a multilayer structure in which the same or different layers are stacked. Examples thereof include multilayer underlayers such as Cr / Cr, Cr / CrMo, Cr / CrV, CrV / CrV, Al / Cr / CrMo, Al / Cr / Cr, Al / Cr / CrV, and Al / CrV / CrV. .
磁性層としては、例えば、Coを主成分とするCoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、CoCrTa、CoPtCr、CoNiPtや、CoNiCrPt、CoNiCrTa、CoCrTaPt、CoCrPtSiOなどの磁性薄膜が挙げられる。磁性層は、磁性膜を非磁性膜(例えば、Cr、CrMo、CrVなど)で分割してノイズの低減を図った多層構成(例えば、CoPtCr/CrMo/CoPtCr、CoCrTaPt/CrMo/CoCrTaPtなど)としてもよい。磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)又は大型磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)対応の磁性層としては、Co系合金に、Y、Si、希土類元素、Hf、Ge、Sn、Znから選択される不純物元素、又はこれらの不純物元素の酸化物を含有させたものなども含まれる。また、磁性層としては、上記の他、フェライト系、鉄−希土類系や、SiO2 、BNなどからなる非磁性膜中にFe、Co、FeCo、CoNiPt等の磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどであってもよい。また、磁性層は、内面型、垂直型のいずれの記録形式であってもよい。 Examples of the magnetic layer include magnetic thin films such as CoPt, CoCr, CoNi, CoNiCr, CoCrTa, CoPtCr, CoNiPt containing Co as a main component, CoNiCrPt, CoNiCrTa, CoCrTaPt, and CoCrPtSiO. The magnetic layer may be a multilayer structure (for example, CoPtCr / CrMo / CoPtCr, CoCrTaPt / CrMo / CoCrTaPt, etc.) in which the magnetic film is divided by a non-magnetic film (for example, Cr, CrMo, CrV) to reduce noise. Good. As a magnetic layer corresponding to a magnetoresistive head (MR head) or a large magnetoresistive head (GMR head), an impurity element selected from Co, alloys, Y, Si, rare earth elements, Hf, Ge, Sn, Zn Or those containing oxides of these impurity elements. As the magnetic layer, in addition to the above, ferritic, iron - rare-earth and, Fe in a non-magnetic film made of SiO 2, BN, Co, FeCo, the structure in which the magnetic particles are dispersed, such CoNiPt granular Etc. Further, the magnetic layer may be of an internal type or a vertical type.
保護層としては、例えば、Cr膜、Cr合金膜、カーボン膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性層等とともにインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一又は異種の膜からなる多層構成としてもよい。さらに、上記保護層上に、あるいは上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護層に替えて、Cr膜の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素(SiO2 )膜を形成してもよい。 Examples of the protective layer include a Cr film, a Cr alloy film, a carbon film, a zirconia film, and a silica film. These protective layers can be continuously formed together with the underlayer, the magnetic layer and the like by an in-line type sputtering apparatus. These protective layers may be a single layer, or may have a multilayer structure composed of the same or different films. Furthermore, another protective layer may be formed on the protective layer or instead of the protective layer. For example, in place of the protective layer, colloidal silica fine particles are dispersed and applied in a tetraalkoxylane diluted with an alcohol-based solvent on a Cr film, and further baked to form a silicon oxide (SiO 2 ) film. It may be formed.
潤滑層は、例えば、液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル(PFPE)をフレオン系などの溶媒で希釈し、媒体表面にディッピング法、スピンコート法、スプレイ法によって塗布し、必要に応じ加熱処理を行って形成する。 For example, the lubricating layer may be obtained by diluting perfluoropolyether (PFPE), which is a liquid lubricant, with a solvent such as Freon, and applying it to the surface of the medium by dipping, spin coating, or spraying. Go and form.
また、平面形状が円、一方の主表面が凹面で他方の主表面が凸面の肉薄ガラス(プレス成形品)を作製し、このプレス成形品を研削、研磨してメニスカスレンズを作製することもできる。その場合、プレス成形品はレンズブランクと呼ばれ、完成品のレンズに近似する形状に成形される。前記凹面と凸面の中心肉厚を周辺の肉厚より薄く成形したものは凹メニスカスレンズのレンズブランクとして好適であり、逆に前記凹面と凸面の中心肉厚を周辺の肉厚より厚く成形したものは凸メニスカスレンズのレンズブランクとして好適である。このように、各種レンズブランクを作製し、研削、研磨することにより各種レンズを作ることができる。 It is also possible to produce a thin glass (press-molded product) having a circular planar shape, one main surface being concave and the other main surface being convex, and grinding and polishing the press-formed product to produce a meniscus lens. . In that case, the press-molded product is called a lens blank, and is molded into a shape that approximates the lens of the finished product. The concave and convex surfaces having a central thickness thinner than the peripheral thickness are suitable as lens blanks for concave meniscus lenses, and conversely the concave and convex surfaces having a central thickness thicker than the peripheral thickness. Is suitable as a lens blank of a convex meniscus lens. Thus, various lenses can be made by producing various lens blanks, grinding and polishing.
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。
溶解、脱泡、均質化され、流出フィーダーから連続流出するLi2O,Na2O,ZrO2を含むアルミノ珪酸塩ガラスが所定容量に切断され、表面が500℃に保たれたP−1位置にある金属(鋳鉄)製の下型上に供給される。流出時のガラス温度は約1150℃である。下型表面には、溶融ガラスが焼き付きにくいよう、窒化ホウ素の微細なパウダーが予め塗布されている。なお、当該ガラスの屈伏点は560℃、ガラス転移点は485℃、歪点は462℃である。P−2位置に移動後、表面が約400℃の上型で0.3秒間プレスすることで、厚み1.2mm、外径66mmの肉薄ガラスを成形し、次のP−3位置に移動後、全体が約500℃に予熱された、下型と同一の金属材質でほぼ同一体積、類似表面積を持つ円柱形状の冷却用上型を肉薄ガラス上面に傷を付けないよう注意して載置する。冷却用上型はP−4、P−5、P−6、P−7を経て自然放冷しながらP−8に移動したところで取り外される。さらに位置P−9では肉薄ガラスのみがバキューム吸引装置により下型から取り外され、徐冷装置内に搬送される。この時点でサンプリングした肉薄ガラスの平面度を測定したところ、平均値で20μm未満、最大でも30μm未満であった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
P-1 position where aluminosilicate glass containing Li 2 O, Na 2 O, ZrO 2 that has been melted, degassed, homogenized, and continuously flowing out from the outflow feeder was cut into a predetermined volume and the surface was kept at 500 ° C. Supplied on a lower mold made of metal (cast iron). The glass temperature at the outflow is about 1150 ° C. On the surface of the lower mold, a fine powder of boron nitride is applied in advance so that the molten glass is not easily seized. The yield point of the glass is 560 ° C., the glass transition point is 485 ° C., and the strain point is 462 ° C. After moving to the P-2 position, the surface is pressed with an upper mold of about 400 ° C. for 0.3 seconds to form a thin glass with a thickness of 1.2 mm and an outer diameter of 66 mm, and then moved to the next P-3 position A cylindrical cooling upper die, which is preheated to about 500 ° C and is the same metal material as the lower die and has almost the same volume and surface area, is placed with care not to damage the upper surface of the thin glass. . The upper die for cooling is removed when it moves to P-8 while naturally cooling through P-4, P-5, P-6, and P-7. Further, at position P-9, only the thin glass is removed from the lower mold by the vacuum suction device and conveyed into the slow cooling device. When the flatness of the thin glass sampled at this time was measured, the average value was less than 20 μm, and the maximum was less than 30 μm.
上記肉薄ガラスをラップ、中心孔開け加工、ポリッシュなどして円盤状の磁気ディスク基板、すなわち磁気記録媒体用基板を作製した。
さらに、前記基板に磁気記録層を含む膜を形成して磁気記録媒体を作製した。
なお、上記基板に化学強化を施してから磁気記録層を含む膜を形成してもよい。
A disk-shaped magnetic disk substrate, that is, a substrate for a magnetic recording medium, was produced by wrapping, thinning a center hole and polishing the thin glass.
Further, a magnetic recording medium was manufactured by forming a film including a magnetic recording layer on the substrate.
Note that a film including a magnetic recording layer may be formed after the substrate is chemically strengthened.
上記例は磁気記録媒体用基板の作製に関するものであったが、各型の形状を所望形状にして凹メニスカスレンズのレンズブランクや凸メニスカスレンズのレンズブランクなどの各種レンズブランクを成形することもできる。これらブランクを研削、研磨して凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズなどの各種レンズを得た。 The above example relates to the production of a magnetic recording medium substrate, but various types of lens blanks such as a concave meniscus lens blank and a convex meniscus lens blank can also be formed with the desired shape of each mold. . These blanks were ground and polished to obtain various lenses such as a concave meniscus lens and a convex meniscus lens.
本発明は、情報記録用基板や光学部品用のガラスブランクスとなる肉薄ガラスの製造分野に有用である。 The present invention is useful in the field of manufacturing thin glass to be glass blanks for information recording substrates and optical components.
Claims (11)
前記プレス成形後に前記プレス用上型をプレス成形品上から撤去した後、プレス用下型成形面上からプレス成形品を取り出すまでの間の少なくとも一部の期間、前記プレス成形品上に冷却用上型を載置して前記プレス成形品の上下面の冷却条件をほぼ揃えることで、前記プレス成形品の上下面の冷却状態を均衡させることを特徴とする肉薄ガラスの製造方法。 A method for producing a thin glass by press molding a molten glass lump supplied on a lower mold surface for pressing with a molding surface of an upper mold facing the lower mold for pressing,
After the press molding, the upper die for pressing is removed from the press-molded product and then cooled on the press-molded product for at least a part of the period from when the press-molded product is taken out from the lower mold molding surface. A method for producing thin glass, wherein an upper die is placed and the cooling conditions of the upper and lower surfaces of the press-formed product are substantially uniformed to balance the cooling state of the upper and lower surfaces of the press-formed product.
前記プレス成形は、前記プレス用下型が対向したプレス用上型が設置される所定の位置で停止し、プレス用上型との間でプレス用下型の停止時間の範囲内の時間で行われ、
前記冷却用上型のプレス成形品への載置は、プレス成形の次の停止位置から、プレス成形品の取り出し位置の前の停止位置まで行われ、
プレス成形品の取り出しは、ガラス屈伏点以下の温度になってから行われ、
取り出し後のプレス成形品は、徐冷される
請求項1に記載の製造方法。 The molten glass lump is formed by dividing the molten glass flowing out into a predetermined volume, and is received on the lower mold forming surface for pressing that sequentially moves,
The press molding is stopped at a predetermined position where the upper die for pressing facing the lower die for pressing is installed, and is performed within a time range of the stop time of the lower die for pressing with the upper die for pressing. I,
Placement of the cooling upper die on the press-molded product is performed from the next stop position of the press molding to the stop position before the take-out position of the press-molded product,
The take-out of the press-molded product is performed after the temperature becomes below the glass yield point,
The manufacturing method according to claim 1, wherein the press-molded product after taking out is gradually cooled.
上記テーブルの各下型の停止位置において、少なくとも分断されたガラス塊を受ける位置、上型及び下型でプレス成形する位置、プレス成形品上に予熱した冷却用上型を積載する位置、冷却用上型を取り外す位置、下型上のプレス成形品を取り出す位置が、それぞれ独立して設定でき、
上記プレス成形する位置にプレス用上型を備え、
上記冷却用上型を積載する位置で、プレス成形品上に積載され、冷却用上型を取り外す位置で、プレス成形品上から取り外されることができる冷却用上型を備えることを特徴とする請求項1に記載の製造方法に用いられるための肉薄ガラスの製造装置。 On the same circumference of the outer circumferential band on the rotating circular table at a predetermined index position, a lower die for pressing that can be exchanged at equal intervals corresponding to the index position is arranged.
At the stop position of each lower mold of the above table, the position for receiving at least the broken glass lump, the position for press molding with the upper mold and the lower mold, the position for loading the preheated upper mold for cooling on the press molded product, and for cooling The position to remove the upper mold and the position to take out the press molded product on the lower mold can be set independently,
An upper die for pressing is provided at the press molding position,
In the position for stacking the cooling upper die is stacked on the press-in position to remove the cooling upper mold, wherein characterized in that it comprises a cooling upper mold can be removed from the press-molded product An apparatus for producing thin glass for use in the production method according to Item 1 .
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JP2007329859A JP4834654B2 (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Thin glass manufacturing method, glass molded product manufacturing apparatus, information recording medium glass substrate manufacturing method, optical component manufacturing method |
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